トップ :: B 処理操作 運輸 :: B25 手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレ−タ

【発明の名称】 手で操縦される可搬式作業機のためのシャフトシステムおよび手で操縦される可搬式作業機
【発明者】 【氏名】ゲオルク ハインツェルマン

【要約】 【課題】軽量で高安定性の、手で操縦される可搬式作業機のためのシャフトシステムを提供する。

【解決手段】本発明は、手で操縦される可搬式作業機のためのシャフトシステムに関する。境を接している部材との結合のために下部接続ユニット(18)および上部接続ユニット(19)と、案内管部分(9)と、該案内管部分(9)内に配置されている駆動軸部分(10)とが設けられている。駆動軸部分(10)は少なくとも1つの支持部材(26)を介して案内管部分(9)内で支持されている。案内管部分(9)は炭素繊維補強プラスチックから成っている。支持部材(26)と案内管部分(9)との間にして支持部材(26)の周部の少なくとも1つの領域(49)に、案内管部分(9)の内径(a)のほぼ15%以下の大きさの第1の間隔(b)が形成されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
手で操縦される可搬式作業機のためのシャフトシステムにおいて、境を接している部材との結合のために下部接続ユニット(18)および上部接続ユニット(19)と、案内管部分(9)と、該案内管部分(9)内に配置されている駆動軸部分(10)とが設けられ、駆動軸部分(10)が少なくとも1つの支持部材(26)を介して案内管部分(9)内で支持され、案内管部分(9)が炭素繊維補強プラスチックから成り、支持部材(26)と案内管部分(9)との間にして支持部材(26)の周部の少なくとも1つの領域(49)に、案内管部分(9)の内径(a)のほぼ15%以下の大きさの第1の間隔(b)が形成されているシャフトシステム。
【請求項2】
第1の間隔(b)が案内管部分(9)の内径(a)のほぼ10%以下の大きさであることを特徴とする、請求項1に記載のシャフトシステム。
【請求項3】
第1の間隔(b)が案内管部分(9)の内径(a)の少なくともほぼ5%の大きさであることを特徴とする、請求項1に記載のシャフトシステム。
【請求項4】
支持部材(26)が少なくとも1つの支持要素(31)を介して案内管部分(9)で支持され、第1の間隔(b)を設けた前記領域(49)が支持部材(26)の2つの支持要素(31)の間にあることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか一つに記載のシャフトシステム。
【請求項5】
複数個の支持要素(31)が設けられ、これら支持要素(31)は、2つの支持要素(31)の間にある前記領域(49)に対向して1つの支持要素(31)が配置されるように支持部材(26)の周部に配置されていることを特徴とする、請求項4に記載のシャフトシステム。
【請求項6】
1つの支持要素(31)と案内管部分(9)との間に、案内管部分(9)の内周(a)のほぼ0.2%ないしほぼ2%の大きさの第2の間隔(c)が形成されていることを特徴とする、請求項4または5に記載のシャフトシステム。
【請求項7】
支持部材(26)が筒状の本体(48)を有し、該本体(48)の外周から外側へ少なくとも1つの支持要素(31)が延在し、本体(48)内に駆動軸部分(10)が支持され、駆動軸部分(10)の外周と支持部材(26)の本体(48)との間に、案内管部分(9)の内径(a)のほぼ0.5%ないしほぼ4%の大きさの第3の間隔(d)が形成されていることを特徴とする、請求項4から6までのいずれか一つに記載のシャフトシステム。
【請求項8】
支持部材(26)が案内管部分(9)の全長にわたって上部接続ユニット(19)と下部接続ユニット(18)との間に延在していることを特徴とする、請求項1から7までのいずれか一つに記載のシャフトシステム。
【請求項9】
駆動軸部分(10)が少なくとも一端で接続部材(24,33)と結合され、駆動軸部分(10)が接続部材(24,33)のアウタープロファイル(39)に係合するインナープロファイル(32)を有していることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか一つに記載のシャフトシステム。
【請求項10】
接続部材(24,33)が、駆動軸部分(10)に差し込まれる領域に、第1の外径(i)と第2の外径(k)とを有し、第1の外径(i)が接続部材(24,33)を差込む前に駆動軸部分(10)に割り当てられている第1の内径(f)よりも大きく、第2の外径(k)が接続部材(24,33)を差込む前に駆動軸部分(10)に割り当てられている第2の内径(f)よりも小さいことを特徴とする、請求項9に記載のシャフトシステム。
【請求項11】
少なくとも1つの接続ユニット(18,19)に隣接して、案内管部分(9)を取り囲む補強スリーブ(28)が配置されていることを特徴とする、請求項1から10までのいずれか一つに記載のシャフトシステム。
【請求項12】
案内管部分(9)と駆動軸部分(10)とがそれぞれ一体の管として形成され、下部接続ユニット(18)から上部接続ユニット(19)まで延在していることを特徴とする、請求項1から11までのいずれか一つに記載のシャフトシステム。
【請求項13】
駆動原動機(3)が配置されているケーシング(2)と、駆動原動機(3)によって駆動される少なくとも1つの工具と、一端にケーシング(2)が配置され、他端に工具が配置されているシャフト(7)とを備えた、手で操縦される可搬式作業機であって、シャフト(7)が案内管(6)と駆動軸(5)とを含み、駆動軸(5)が案内管(6)により案内され、且つ案内管(6)内で少なくとも1つの支持部材(26)を介して支持されている前記作業機において、
案内管(6)の少なくとも1つの案内管部分(9)が炭素繊維補強プラスチックから成っていること、
支持部材(26)と案内管部分(9)との間にして支持部材(26)の周部の少なくとも1つの領域(49)に、案内管部分(9)の内径(a)のほぼ15%以下の大きさの第1の間隔(b)が形成されていること、
を特徴とする作業機。
【請求項14】
第1の間隔(b)が案内管部分(9)の内径(a)のほぼ10%以下の大きさであることを特徴とする、請求項13に記載の作業機。
【請求項15】
第1の間隔(b)が案内管部分(9)の内径(a)の少なくともほぼ5%の大きさであることを特徴とする、請求項13または14に記載の作業機。
【請求項16】
案内管(6)が完全に炭素繊維補強プラスチックから成っていることを特徴とする、請求項13から15までのいずれか一つに記載の作業機。
【請求項17】
支持部材(26)が少なくとも1つの支持要素(31)を介して案内管部分(9)で支持され、第1の間隔(b)を設けた前記領域(49)が支持部材(26)の2つの支持要素(31)の間にあることを特徴とする、請求項13から16までのいずれか一つに記載の作業機。
【請求項18】
複数個の支持要素(31)が設けられ、これら支持要素(31)は、2つの支持要素(31)の間にある前記領域(49)に対向して1つの支持要素(31)が配置されるように支持部材(26)の周部に配置されていることを特徴とする、請求項17に記載の作業機。
【請求項19】
1つの支持要素(31)と案内管(6)との間に、案内管(6)の内周(a)のほぼ0.2%ないしほぼ2%の大きさの第2の間隔(c)が形成されていることを特徴とする、請求項17または18に記載の作業機。
【請求項20】
支持部材(26)が筒状の本体(48)を有し、該本体(48)の外周から外側へ少なくとも1つの支持要素(31)が延在し、本体(48)内に駆動軸(5)が支持され、駆動軸(5)の外周と支持部材(26)の本体(48)との間に、案内管(6)の内径(a)のほぼ0.5%ないしほぼ4%の大きさの第3の間隔(d)が形成されていることを特徴とする、請求項17から19までのいずれか一つに記載の作業機。
【請求項21】
駆動軸(5)が複数に分割されて形成され、駆動軸部分(10)を結合させるため、駆動軸部分(10)と相対回転不能に結合される少なくとも1つの接続部材(24,33)が設けられ、駆動軸部分(10)が接続部材(24,33)のアウタープロファイル(39)に係合するインナープロファイル(32)を有していることを特徴とする、請求項13から20までのいずれか一つに記載の作業機。
【請求項22】
接続部材(24,33)が、駆動軸部分(10)に差し込まれる領域に、第1の外径(i)と第2の外径(k)とを有し、第1の外径(i)が接続部材(24,33)を差込む前に駆動軸部分(10)に割り当てられている第1の内径(f)よりも大きく、第2の外径(k)が接続部材(24,33)を差込む前に駆動軸部分(10)に割り当てられている第2の内径(f)よりも小さいことを特徴とする、請求項21に記載の作業機。
【請求項23】
作業機(1)が請求項1から15までのいずれか一つに記載のシャフトシステムを有していることを特徴とする、請求項13から22までのいずれか一つに記載の作業機。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、手で操縦される可搬式作業機のためのシャフトシステムおよび請求項13の上位概念に記載の手で操縦される可搬式作業機に関するものである。
【背景技術】
【0002】
特許文献1から、トリマーまたは間伐のこ用の管が知られている。管の一端に原動機が配置され、他端に作業工具が配置されている。管内には、リブによりこの外側の管で支持される支持部材が配置されている。支持部材内で駆動軸が支持されている。管は繊維複合材から製造されている。
【0003】
繊維複合材から成る管はわずかに変形しただけで屈曲することがあり、したがって故障しやすい。繊維複合材から管を構成することの利点は、この材料が比較的軽量なことである。しかしながら、十分な座屈強度を達成するには、管の壁厚を比較的厚く実施せねばならないので、たとえばアルミニウム等の金属から成っている従来の管に比べると、軽量化の程度が少なく、或いは軽量化がはかられていない。
【0004】
【特許文献1】独国特許出願公開第10325493A1号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の課題は、軽量で高安定性の、手で操縦される可搬式作業機のためのシャフトシステムを提供することである。さらに、シャフトが高安定性を有する軽量な、手で操縦される可搬式作業機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この課題を解決するため、手で操縦される可搬式作業機のためのシャフトシステムにおいては、境を接している部材との結合のために下部接続ユニットおよび上部接続ユニットと、案内管部分と、該案内管部分内に配置されている駆動軸部分とが設けられ、駆動軸部分が少なくとも1つの支持部材を介して案内管部分内で支持され、案内管部分が炭素繊維補強プラスチックから成り、支持部材と案内管部分との間にして支持部材の周部の少なくとも1つの領域に、案内管部分の内径のほぼ15%以下の大きさの第1の間隔が形成されていることを特徴とするものである。
【0007】
また、駆動原動機が配置されているケーシングと、駆動原動機によって駆動される少なくとも1つの工具と、一端にケーシングが配置され、他端に工具が配置されているシャフトとを備えた、手で操縦される可搬式作業機であって、シャフトが案内管と駆動軸とを含み、駆動軸が案内管により案内され、且つ案内管内で少なくとも1つの支持部材を介して支持されている前記作業機においては、案内管の少なくとも1つの案内管部分が炭素繊維補強プラスチックから成っていること、支持部材と案内管部分との間にして支持部材の周部の少なくとも1つの領域に、案内管部分の内径のほぼ15%以下の大きさの第1の間隔が形成されていることを特徴とするものである。
【0008】
本発明によれば、繊維複合材として、炭素繊維強化プラスチックが使用される。炭素繊維強化プラスチックは軽量であり、一定の径と一定の壁厚とを持った管として、プルトルージョン方式で簡単に製造することができる。小さな第1の間隔が形成されているので、案内管は湾曲したときに支持部材に当接して内側から支持される。これにより、案内管の過度な湾曲を回避できる。案内管と支持部材と駆動軸から構成されているシャフトは、案内管が内側の部材によって支持されるので、高い剛性と安定性を有している。案内管は壁厚を比較的薄く実施できる。この場合シャフトは、案内管部分の撓み許容度を越えて、案内管の継続的な変形または破壊が生じる前に、案内管部分が支持部材に当接して該支持部材で支持されるように、構成され且つそのサイズが選定されている。シャフトシステムの軽量化を達成するため、第1の間隔は案内管部分の内径の大きさのほぼ15%以下であるべきである。
【0009】
有利には、第1の間隔は案内管部分の内径のほぼ10%以下の大きさである。合目的には、第1の間隔は案内管部分の内径の少なくともほぼ5%の大きさである。
【0010】
駆動軸の良好な支持を達成するため、支持部材は少なくとも1つの支持要素を介して案内管部分で支持されている。この場合、第1の間隔を設けた前記領域は特に支持部材の2つの支持要素の間にある。有利には、複数個の支持要素が設けられ、これら支持要素は、2つの支持要素の間にある前記領域に対向して、すなわち周部の反対側に1つの支持要素が配置されるように支持部材の周部に配置されているのがよい。これにより、案内管と支持部材との間に第1の間隔が設けられている2つの領域が対向しないように保証されている。また、案内管は撓んだときに、1つの支持要素と、案内管と支持部材との間に間隔が設けられている反対側の領域とに当接する。
【0011】
本発明によれば、1つの支持要素と案内管部分との間に、案内管部分の内周のほぼ0.2%ないしほぼ2%の大きさの第2の間隔が形成されている。支持要素と案内管部分との間の間隔が小さいので、案内管の安定性はさらに向上する。有利には、支持部材が筒状の本体を有し、該本体の外周から外側へ少なくとも1つの支持要素が延在し、本体内に駆動軸部分が支持されているのがよい。本発明によれば、駆動軸部分の外周と支持部材の本体との間に、案内管部分の内径のほぼ0.5%ないしほぼ4%の大きさの第3の間隔が形成されている。第3の間隔が案内管部分の内径のほぼ0.5%またはそれ以上であるので、駆動軸部分の摩擦のない潤滑と支持とが保証されている。比較的小さな間隔は、シャフトが変形したときに、案内管が支持部材を介して駆動軸で支持されるよう保証する。これにより駆動軸部分は案内管部分の安定性を向上させる。
【0012】
第1の間隔、第2の間隔、第3の間隔は、半径方向において個々の要素の相互中央位置で測ったものである。したがって、上記間隔は対応する部材のそれぞれの直径の差の半分である。
【0013】
有利には、支持部材が案内管部分の全長にわたって上部接続ユニットと下部接続ユニットとの間に延在しているのがよい。これにより、案内管部分内での駆動軸部分の位置を簡単に固定することができる。
【0014】
シャフトシステムとこれに境を接している個々のシャフト部分とを簡単に結合させることができるようにするため、駆動軸部分は少なくとも一端で接続部材と結合されている。この場合、接続部材は連結要素のための受容部を有していることができ、或いは、直接に、境を接している接続部材に対する連結部を形成していてもよい。本発明によれば、駆動軸部分は接続部材のアウタープロファイルに係合するインナープロファイルを有している。これにより、駆動軸部分と接続部材との間の相対回転不能な確実な結合を簡単に達成できる。
【0015】
有利には、接続部材が、駆動軸部分に差し込まれる領域に、第1の外径と第2の外径とを有し、第1の外径が接続部材を差込む前に駆動軸部分に割り当てられている第1の内径よりも大きく、第2の外径が接続部材を差込む前に駆動軸部分に割り当てられている第2の内径よりも小さいのがよい。接続部材が1つの領域で駆動軸部分よりも大きな外径を有し、他の領域でより小さな外径を有していることにより、接続部材を駆動軸部分に押し込んだときに接続部材は駆動軸部分を変形させる。したがって、接続部材と駆動軸部分との間の固定結合を簡単に達成できる。接続部材の第2の外径が、これに関連付けられる駆動軸部分の第2のない径よりも小さいことにより、駆動軸部分は、全周にわたって拡開する必要なく、変形する。これにより、接続部材を押し込むために必要な力が減少する。異なる領域で異なる径にすることは、プロファイルされた接続部材でもプロファイルされた駆動軸部分でも採用することができるが、異なる径はプロファイルされていない表面でも採用してよい。また、接続部材のみがプロファイルを有し、或いは、駆動軸部分のみがプロファイルを有するようにしてもよい。外側輪郭が異なっていてもよい。たとえば、接続部材が楕円形の横断面を有し、駆動軸部分が円形の横断面を有していてよい。第1の外径を備えた領域と第2の外径を備えた領域とは、有利には1つの横断面内にある。
【0016】
シャフトシステムの安定性をその端部領域において向上させるため、少なくとも1つの接続ユニットに隣接して、案内管部分を取り囲む補強スリーブが配置されている。本発明によれば、案内管部分と駆動軸部分とはそれぞれ一体の管として形成され、下部接続ユニットから上部接続ユニットまで延在している。案内管部分がシャフトシステムの全長にわたって上部接続ユニットと下部接続ユニットとの間に延在していることにより、案内管部分は長くなる。案内管部分が長くなることにより、変形時の支持部材での支持が有利である。案内管部分が比較的長いので、手で操縦される作業機の案内管を少数の部分から構成できる。通常の作業高さに対しては、シャフト延長体として有利に構成されたシャフトシステムのみを必要とするにすぎないので有利である。
【0017】
駆動原動機が配置されているケーシングと、駆動原動機によって駆動される少なくとも1つの工具と、一端にケーシングが配置され、他端に工具が配置されているシャフトとを備えた、手で操縦される可搬式作業機であって、シャフトが案内管と駆動軸とを含み、駆動軸が案内管により案内され、且つ案内管内で少なくとも1つの支持部材を介して支持されている前記作業機においては、本発明によれば、案内管の少なくとも1つの案内管部分は炭素繊維補強プラスチックから成っており、支持部材と案内管部分との間にして支持部材の周部の少なくとも1つの領域に、案内管部分の内径のほぼ15%以下の大きさの第1の間隔が形成されている。
【0018】
支持部材と案内管部分との間の間隔が小さいので、案内管部分は変形時に支持部材に当接し、したがって該支持部材で支持される。これにより案内管は薄い壁厚で高安定性に実施でき、その結果作業機の軽量化が得られる。
【0019】
有利には、第1の間隔が案内管部分の内径のほぼ10%以下の大きさであるのがよい。特に、第1の間隔は案内管部分の内径の少なくともほぼ5%の大きさである。案内管(案内管が一体に構成されている場合には案内管全体、案内管が複数に分割して形成されている場合には個々の案内管部分)は、完全に炭素繊維補強プラスチックから成っているのが有利である。案内管が複数に分割して形成されている場合の個々の案内管部分は、短くした棒材から構成されているのが有利である。これにより、すべての案内管部分は同じ外径および内径と同じ壁厚を有するので有利である。
【0020】
有利には、支持部材が少なくとも1つの支持要素を介して案内管部分で支持されているのがよい。合目的には、第1の間隔を設けた前記領域は支持部材の2つの支持要素の間にあるのがよい。特に、複数個の支持要素が設けられ、これら支持要素は、2つの支持要素の間にある前記領域に対向して1つの支持要素が配置されるように支持部材の周部に配置されている。1つの支持要素と案内管部分との間に、案内管部分の内周のほぼ0.2%ないしほぼ2%の大きさの第2の間隔が形成されているのが有利である。
【0021】
本発明によれば、支持部材は筒状の本体を有し、該本体の外周から外側へ少なくとも1つの支持要素が延在し、本体内に駆動軸が支持されている。有利には、駆動軸の外周と支持部材の本体との間に、案内管の内径のほぼ0.5%ないしほぼ4%の大きさの第3の間隔が形成されている。
【0022】
本発明によれば、駆動軸は複数に分割されて形成されている。これにより作業機の搬送が容易になる。有利には、駆動軸部分を結合させるため、駆動軸部分と相対回転不能に結合される少なくとも1つの接続部材が設けられている。有利には、駆動軸部分は接続部材のアウタープロファイルに係合するインナープロファイルを有している。接続部材は、有利には、駆動軸部分に差し込まれる領域に、第1の外径と第2の外径とを有し、第1の外径は接続部材を差込む前に駆動軸部分に割り当てられている第1の内径よりも大きく、第2の外径は接続部材を差込む前に駆動軸部分に割り当てられている第2の内径よりも小さい。
【0023】
特に、作業機は、有利にはシャフト延長体であるシャフトシステムを有している。複数のシャフト延長体を設けてもよい。これにより、作業機のシャフトの長さをその都度の使用目的に適合させることができる。シャフトシステム、特にシャフト延長体は、案内管が炭素繊維補強プラスチックから構成されているので軽量であり、案内管と支持部材との間の間隔が小さいので安定性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。
図1に図示した手で操縦される可搬式作業機1は、丸太材カッターとして構成されている。作業機1はケーシング2を有し、ケーシング2内には、図1に概略的に図示した駆動原動機3が配置されている。駆動原動機は内燃エンジンとして構成されている。駆動原動機3は特に単気筒エンジンであり、有利には2サイクルエンジンまたは混合気潤滑型4サイクルエンジンである。ケーシング2からは、駆動原動機3を始動させるための始動装置のスタートグリップ4が突出している。駆動原動機3は駆動軸5を回転駆動させる。駆動原動機3はクラッチ27を介して駆動軸5と連結されている。
【0025】
ケーシング2には、該ケーシング2をギヤボックス14と結合させているシャフト7が固定されている。シャフト7は、ケーシング2からギヤボックス14へ延びている案内管6と、該案内管6内に回転可能に支持されている前記駆動軸5とを有している。ギヤボックス14内には、図示していない伝動装置が配置されており、該伝動装置を介して駆動軸5は工具(図1に概略的に図示した、ガイドレール15に沿って周回するソーチェーン16)を駆動する。ソーチェーン16を潤滑するため、ギヤボックス14には潤滑剤タンク17が固定されている。
【0026】
作業機1を保持して操縦するため、シャフト7には、ケーシング2に隣接してグリップ11が固定されている。グリップ11にはスロットルレバー12とスロットルレバーロック13とが支持されている。スロットルレバー12を介して駆動原動機3が操作される。グリップ11には他の操作要素を設けてもよい。
【0027】
シャフト7は複数に分割して形成されており、ケーシング2に固定されているシャフト下部部分50と、該シャフト下部部分50とギヤボックス14との間に延在しているシャフト延長部分8とを含んでいる。シャフト延長部分8は1つのシャフトシステムである。延長部分として形成されていない他のシャフトシステムを設けてもよく、たとえばシャフト全体を形成するようなシャフトシステムを設けてもよい。また、シャフト延長部分8を複数個設けてもよい。シャフト延長部分8は、シャフト下部部分50と結合させるための原動機側の下部接続ユニット18と、ギヤボックス14と結合させるための工具側の上部接続ユニット19とを有している。上部接続ユニット19は他の案内管部分との結合のために設けられていてもよい。両接続ユニット18と19との間には、駆動軸部分10を回転可能に支持している案内管部分9が延在している。したがって、案内管6と駆動軸5とはその長さ方向において複数に分割して形成されている。このようなシャフト7の構成は、駆動軸が往復駆動される作業機に対しても有利である。工具側の上部接続ユニット19はギヤボックス14のクランプスリーブ46と結合されている。案内管部分9はその全長にわたって一定の外径nをもっている。外径nはシャフト下部部分50における案内管6の外径に対応しているのが有利である。
【0028】
図2と図3には、案内管部分9を備えたシャフト延長部分8が図示されている。原動機側の接続ユニット18はクランプスリーブ20を有し、該クランプスリーブ20はシャフト下部部分50の差込みスリーブ(図示せず)または別のシャフト延長部分8の工具側の接続ユニット19の差込みスリーブ22と協働することができる。クランプスリーブ20の固定、取り外しのため、締め付けねじ21が設けられている。図3が示すように、クランプスリーブ20は原動機側の接続ユニット18の差込みスリーブ22上で保持されている。差込みスリーブ22は補強スリーブ28と一体に実施されている。補強スリーブ28は差込みスリーブ22から案内管部分9の中心方向へ延在し、案内管部分9をその長さの一部部分にわたってその外面にて取り囲んでいる。補強スリーブ28の外面には、半径方向外側へ、案内管部分9の長手方向へ延びている、安定性向上のためのリブ29が設けられている。差込みスリーブ22と補強スリーブ28とを含んでいる部材は、原動機側の接続ユニット18にも工具側の接続ユニット19にも配置されている。同一構成により、必要な部品数を低減できる。図3が示すように、工具側の接続ユニット19の差込みスリーブ22にはガイドスリーブ25が差し込まれている。駆動軸10の工具側端部において該駆動軸10は多角形軸23と結合されている。図4が示すように、本実施形態では、多角形軸23は正方形の横断面でもって実施されている。多角形軸23の、外側へ突出している端部には、心合わせピン37が配置されている。
【0029】
図4が示すように、ガイドスリーブ25はエッジ51を有している。エッジ51の外周はほぼ差込スリーブ22の外周に相当しており、エッジ51は差込みスリーブ22に当接している。エッジ51は、案内管6の隣接部分と結合させると、1つの当接面を形成する。
【0030】
さらに図4が示すように、ガイドスリーブ25は、図2に図示したシャフト延長部分8の中心縦軸線30の方向に延在している隆起部分44を有している。隆起部分44は半径方向外側へ突出している。差込みスリーブ22にも、中心縦軸線30に対し平行に延在している隆起部分43が形成されている。隆起部分43と44は、境を接している案内管6の一部分と結合すると、図6に図示したようにクランプスリーブ20の凹部45内に位置する。
【0031】
図4が示すように、多角形軸23は、駆動軸部分10内に挿着されている工具側の接続部材24で保持されている。駆動軸部分10を案内管部分9内で支持するため、駆動軸部分10のほぼ全長にわたって延びている支持部材26が設けられている。支持部材26はライナーとも呼ばれ、実質的に筒状に形成されている本体48を有している。本体48からは、半径方向外側へ延びている支持要素31が突出している。支持要素31は特に細条部材として形成されている。本実施形態では、細条部材31はシャフト延長部分8の中心縦軸線30に対し平行に半径方向外側へ延在している。しかし、支持要素31の他の構成も有利である。
【0032】
支持部材26の本体48と案内管部分9の内壁との間には、図5に図示した第1の間隔bが形成されている。この第1の間隔bは案内管部分9の内径aのほぼ5%ないしほぼ15%である。特に、第1の間隔bは案内管部分9の内径aのほぼ5%ないしほぼ10%である。有利には、第1の間隔bは案内管部分9の内径aの5%以下であるのがよい。支持部材26の、第1の間隔bが形成されている領域49に対向するように、案内管部分9の内面を支持するための支持要素31が配置されている。第1の間隔bは、駆動軸部分10と支持部材26と案内管部分9とを中央に配置した場合に測った間隔であり、すなわち個々の要素の中心縦軸線がシャフト延長部分8の中心縦軸線30と一致した場合に測った間隔である。
【0033】
図6と図7は、原動機側の接続ユニット18と工具側の接続ユニット19との拡大図である。図6が示すように、クランプスリーブ20は中間壁52を有し、中間壁52で差込みスリーブ22と支持部材26とが支持されている。中間壁52は中央に開口部53を有し、該開口部53を駆動軸部分10が突出している。駆動軸部分10には原動機側の接続部材33が差し込まれ、該接続部材33は多角形軸23を受容する受容部36を中央に有している。多角形軸23の差込みを容易にするため、原動機側の接続部材33には固定スリーブ35を介して2つの案内湾曲体34が固定されている。案内湾曲体34は、多角形軸23のプロファイルを、適正な位置に差し込んだときに回転させる。案内管部分9は差込みスリーブ22に形成した段部54に当接している。
【0034】
図7に図示した工具側の接続ユニット19には、工具側の接続部材24が設けられている。この接続部材24は多角形軸23を受容する受容部42を中央に有している。接続部材24と33にそれぞれ設けた受容部36と42は多角形軸23に対応するプロファイルを有し、本実施形態では、受容部36と42は正方形の横断面を備えている。
【0035】
本発明によれば、駆動軸5を複数に分割して形成する場合、すべての接続ユニット18と19は図6と図7に図示した接続ユニット18と19に対応して実施されている。接続ユニット18,19を嵌合させると、工具側の接続ユニット19の差込みスリーブ22は原動機側の接続ユニット18のクランプスリーブ20内に位置することになる。多角形軸23は工具側の接続部材24に固定され、原動機側の接続部材33に差し込まれ、ガイドスリーブ25のエッジ51が中間壁52に当接するまで変位せしめられる。次に締め付けねじ21を締めてクランプスリーブ20を固定させる。
【0036】
駆動軸部分10を備えた駆動軸5は有利には金属から成り、特にアルミニウムから成っている。支持部材26はプラスチックから形成するのが有利である。作業機1を軽量化するため、案内管6は案内管部分9とともに、完全に炭素繊維補強プラスチックから形成されている。炭素繊維補強プラスチックの剛性が比較的小さいにもかかわらず、案内管6の高安定性を達成するため、図8に図示したようなサイズが選定されている。これらのサイズは個々に且つ互いに組み合わされて以下のような効果を奏し、すなわち案内管6が駆動軸5と支持部材26とにより支持されて全体的に剛性が大きくなるような効果を奏する。
【0037】
図示したサイズは案内管6の所定の部分に設定されており、特に負荷がかかる部分に設定されている。しかし、案内管6と支持部材26と駆動軸5とを有しているシャフト7のすべての部分を対応的に構成し、案内管6と駆動軸5との互いに隣接しあっている部分を結合させるために用いる領域のみをこれとは異なる態様で、たとえば図6と図7に図示したような態様で構成してもよい。有利には、案内管6のすべての部分を同じ管状の棒材から形成し、その結果すべての部分が同一の外径および内径と同一の壁厚とを有するように構成するのがよい。
【0038】
図8に図示した、シャフト延長部分8の案内管部分9の横断面図が示すように、支持部材26は、半径方向外側へ突出して高さhを有する全部で5つの支持要素31を有している。高さhは案内管部分9の内径aと支持部材26の本体48の外径eとの差の半分よりもわずかに小さい。
【0039】
これにより、支持要素31と案内管部分9との間に第2の間隔cが形成され、この第2の間隔cは案内管部分9の内周のほぼ0.2%ないしほぼ2%である。有利には、第2の間隔cは案内管部分9の内周のほぼ0.5%ないしほぼ1.5%であるのがよい。この非常に狭い第2の間隔cにより、案内管部分9がわずかに変形しただけで該案内管部分9は支持要素31で支持されるよう保証されている。小さな第2の間隔cは公差の補償に用いられ、その結果作業機1またはシャフト延長部分8を簡単に製造することができる。
【0040】
5つの支持要素31は本体48の周囲に均等に配分して配置されている。それぞれ2つの支持要素31の間には、本体48が案内管部分9の内周に対して図5に図示した第1の間隔bを有している領域49が形成されている。5つの支持要素31が均等に配分して配置されているので、周方向においてそれぞれの前記領域49に対し対向するように1つの支持要素31が配置されている。これにより、どの2つの領域49も直径方向に対向しないので、案内管6の変形は小さい。同時に、支持部材26の本体48の外径eを可能な限り小さくさせることができる。したがって、駆動軸5または駆動軸部分10の外径mも比較的小さくさせることができ、その結果作業機1が軽量になる。駆動軸部分10の外径mと支持部材26の内径lとの間には第3の間隔dが形成され、この第3の間隔dは有利には案内管部分9の内径aのほぼ0.5%ないしほぼ4%である。有利には、第3の間隔dは案内管部分9の内径aのほぼ1.5%ないしほぼ3%であるのがよい。
【0041】
図8が示すように、駆動軸部分10は波状に形成されたインナープロファイル32を有している。インナープロファイル32は図5ないし図7にも図示されている。この波状プロファイルにより、互いに隣接しあっている駆動軸部分10を互いに相対回転不能に簡単に結合させることができるとともに、作業機1の伝動装置とも簡単に相対回転不能に結合させることができる。図8が示しているように、駆動軸部分10はインナープロファイル32の互いに対向しあっいる波谷部の間で測った内径fを有している。
【0042】
図8には、シャフト延長部分8の領域でのシャフト7の構成が図示されているが、シャフト7はすべての領域でこれに対応した構成を有していてよい。特に、これに対応した構成は、案内管と駆動軸とがそれぞれ一体に形成されてケーシング2からギヤケース14まで延在しているようなシャフト7の場合にも有利である。
【0043】
図9は、シャフト7が支点47に衝突したときのシャフト7の湾曲を示している。図9が示すように、シャフト7は撓んでいる。案内管6が炭素繊維補強プラスチックから成っているので、案内管6は大きく撓むことはない。大きく撓みすぎた場合には、案内管6は屈曲し、よって破壊される。許容しがたいほど大きな撓みを回避するため、案内管6は撓んだ際に支持部材26と駆動軸5とで支持される。これは大きな剛性を生じさせることになる。
【0044】
図10から図12までは、シャフト7の異なる領域における駆動軸5、案内管6、支持部材26の位置を示したものである。図10と図12が示すように、案内管6は、シャフト7の外側領域において、すなわち図10および図12に図示した、支点47から離間した領域において、シャフト7の湾曲外面にて支持部材26に当接し、該支持部材26を駆動軸5に対し押圧させている。対向するシャフト7の湾曲内面においては、駆動軸5と支持部材26との間にも、支持部材26の支持要素31と案内管6の内面との間にも間隔が形成されている。
【0045】
図11が示すように、案内管6は支点47の領域で変形している。案内管6は平坦なほぼ楕円形の形状を呈しており、互いに対向している側で支持部材26の支持要素31で支持されている。本実施形態では、案内管6は、2つの支持点55においてシャフト7の湾曲外面で支持され、反対側の1つの支持点55においてシャフト7の湾曲内面で支持されている。案内管6は湾曲外面においても支持部材26の本体48には当接しない。しかし、案内管6が撓んだときに本体48に当接して該本体48で支持されるようにシャフト7を構成してもよい。支持部材26もわずかに変形して湾曲外面および湾曲内面において駆動軸5に当接している。
【0046】
このような当接のために、案内管6はその内周を支持されており、これ以上圧縮されることはない。
【0047】
図13から図17までは、接続部材24,33と駆動軸部分10との結合態様を示している。図13が示すように、接続部材24は駆動軸部分10のインナープロファイル32に対応するアウタープロファイル39を有している。さらに接続部材24は、該接続部材24を差し込むときに駆動軸部分10の端面に当接するエッジ40を有している。図13が示すように、心合わせピン37は、前方へ突出している面に、すなわち隣接する接続部材33のほうへ突出している面に、心合わせピン37の押し込みを容易にする面取り部38を有している。
【0048】
接続部材24と駆動軸部分10とを固定結合させるため、接続部材24のアウタ―プロファイル39は駆動軸部分10のインナープロファイル32と完全に一致していない。接続部材24のアウタープロファイル39は、図16が示すように、図8に図示した駆動軸部分10の内径fよりも大きな第1の直径iを有している。なお、この外径iは2つの波山の間で測ったものであり、内径fは駆動軸部分10の付属の波谷の間で測ったものである。接続部材24は、縦中心軸線30のまわりに90゜回転した領域に、第2の外径kを有している。この外径kは、駆動部分10のインナープロファイル32の内径fよりも小さい。これにより、接続部材24を押し込むと、駆動軸部分10は第1の外径iの領域で拡大する。第2の直径kの領域では駆動軸部分10は狭くなり、その結果この領域に縮小された内径gが生じる。この内径gは駆動軸部分10の中央領域の内径fまたは接続部材24を押し込む前の内径fよりもいくぶん小さい。
【0049】
図15と図17に図示した原動機側の接続部材33はこれに対応して構成されており、同様に、拡大される第1の直径iと、縮小する第2の直径kとを有している。対応的に、駆動軸部分10は原動機側の接続部材33を押し込んだときも第1の径iの領域で拡大し、第2の径kの領域で平坦化することができ、その結果縮小された内径gが生じる。これにより、駆動軸部分10は接続部材24と33の領域においては完全に円形でなく、わずかに楕円形の横断面を有している。
【0050】
良好なプレスばめは他の横断面形状でも達成できる。このためには、押し込み部材と被押し込み部材とは互いに適合した異なる横断面を有していなければならない。たとえば、円形の内径部を備えた管状部材と、わずかに楕円形の外径部を備えた押し込み部材とを設けることができる。図18と図19に図示した、案内湾曲体34と接続部材33との結合も、同じ原理で行なうことができる。本実施形態では、固定のために固定スリーブ35が設けられている。案内湾曲体34は接続部材33の溝56の中に配置されている。溝56は接続部材33のエッジ41に配置されており、エッジ41は、図15が示すように、接続部材33を押し込んだときに駆動軸部分10の端面に当接する。
【0051】
図19が示すように、案内湾曲体34は固定スリーブ35を介して接続部材33に固定される。接続部材33は、案内湾曲体34との結合部に、非対称な横断面を有している。これにより、固定スリーブ35は案内湾曲体34の領域で拡大され、2つの案内湾曲体34の間にそれぞれある領域で接続部材33に当接する。
【0052】
固定スリーブ35または駆動軸部分10の端部が拡大されるよう保証するため、接続部材33と24は駆動軸部分10および固定スリーブ35よりも硬い材料から成っている。有利には、接続部材24と33が焼結材から成り、他方駆動軸部分10と固定スリーブ35とが特に金属から成っているのがよい。有利には、固定スリーブ35は鋼から成り、駆動軸5または駆動軸部分10はアルミニウムから成っているのがよい。
【0053】
駆動軸部分10と固定スリーブ35とが拡大されることにより、押し込み過程の際に公差を補償することができる。これによりしっかりしたプレスばめを簡単に確保することができる。プレスばめの以上説明した構成は本発明独自の思想であるが、他の適用分野のプレスばめにおいても使用することができる。ただし、適用は手で操縦される作業機に限られる。
【0054】
案内管6と駆動軸5とはケーシング2からギヤケース14に至るまで一定の直径を有している。案内管6および/または駆動軸5を複数に分割して構成する場合、個々の部分は同一の一定の直径で実施されている。
【0055】
本実施形態では、案内管6または案内管部分9の内径aはほぼ21mmであり、第1の間隔bはほぼ3mm、第2の間隔cはほぼ0.4mm、第3の間隔dはほぼ1mmである。案内管6および案内管部分9の外径nは有利にはほぼ25mmないし26mmである。
【図面の簡単な説明】
【0056】
【図1】作業機の斜視図である。
【図2】図1の作業機のシャフト延長体の側面図である。
【図3】図2の線III−IIIによる断面図である。
【図4】シャフト延長体の工具側端部の分解図である。
【図5】図3の一部分Vの拡大図である。
【図6】シャフト延長体の原動機側端部の拡大断面図である。
【図7】シャフト延長体の工具側端部の拡大断面図である。
【図8】図2の線VIII−VIIIによる断面図である。
【図9】作業機の案内管を湾曲状態で示す概略図である。
【図10】図9の線X−Xによる断面図である。
【図11】図9の線XI−XIによる断面図である。
【図12】図9の線XII−XIIによる断面図である。
【図13】駆動軸の工具側端部の分解図である。
【図14】駆動軸の工具側端部の断面図である。
【図15】駆動軸の原動機側端部の断面図である。
【図16】図14の線XVI−XVIによる断面図である。
【図17】図15の線XVII−XVIIによる断面図である。
【図18】駆動軸の原動機側端部の分解図である。
【図19】駆動軸の原動機側端部の概略側面図である。
【符号の説明】
【0057】
1 作業機
7 シャフト
9 案内管部分
10 駆動軸部分
18 原動機側の下部接続ユニット
19 工具側の上部接続ユニット
26 支持部材
a 案内管部分の内径
b 第1の間隔
c 第2の間隔
d 第3の間隔
【出願人】 【識別番号】598052609
【氏名又は名称】アンドレアス シュティール アクチエンゲゼルシャフト ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト
【出願日】 平成20年3月31日(2008.3.31)
【代理人】 【識別番号】100091867
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 アキラ

【識別番号】100154612
【弁理士】
【氏名又は名称】今井 秀樹


【公開番号】 特開2008−254168(P2008−254168A)
【公開日】 平成20年10月23日(2008.10.23)
【出願番号】 特願2008−90635(P2008−90635)