Циркулярная пила
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к циркулярной пиле, предназначенной для резания обрабатываемого изделия. Механизм переключения скоростей циркулярной пилы включает первый и второй вращающиеся валы, расположенные параллельно друг к другу, и первый и второй передаточные механизмы с различными передаточными отношениями. Каждый из передаточных механизмов имеет сочетание ведущей шестерни и ведомой шестерни как единого блока, которые находятся в зацеплении между собой и передают крутящий момент с первого вращающегося вала на второй вращающийся вал. Линия передачи крутящего момента через первый передаточный механизм определяется как первая линия передачи мощности. Линия передачи крутящего момента через второй передаточный механизм определяется как вторая линия передачи мощности. Линия передачи переключается между первой линией передачи мощности и второй линией передачи мощности. В результате обеспечивается плавный контроль скорости резания полотном пилы. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 28 ил.
Реферат
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к циркулярной пиле, предназначенной для резания обрабатываемого изделия
Предпосылки к созданию изобретения
В японской не рассмотренной патентной публикации Н01-99714 описана циркулярная пила, предназначенная для резания изготавливаемого изделия. Эта известная циркулярная пила способна варьировать скорость резания полотном пилы согласно площади резания обрабатываемого изделия или другим подобным факторам. При конструировании циркулярной пилы этого типа для резания обрабатываемого изделия, однако, требуется представить технику, допускающую плавный контроль скорости резания полотном пилы в соответствии с фактической операцией резания для того, чтобы улучшить плавность операции резания.
Сущность изобретения
Соответственно, целью изобретения является предложение циркулярной пилы, в которой плавно контролируется скорость резания полотном пилы.
Сущность изобретения
Для того, чтобы решить описанную проблему, циркулярная пила согласно изобретению включает в себя по меньшей мере источник мощности, полотно пилы, которое приводится во вращение для резания обрабатываемого изделия, и механизм переключения скоростей, который располагается между источником мощности и полотном пилы. Механизм переключения скоростей изменяет скорость вращения полотна пилы. Здесь в качестве «циркулярной пилы» может быть должным образом использована циркулярная пила для деревообработки, металлообработки, обработки керамики или резания пластмасс, и «циркулярная пила» здесь включает переносную циркулярную пилу и настольную циркулярную пилу. Далее, «полотно пилы» включает в себя в широком смысле обрезную пилу, полотно, режущий шлифовальный круг и алмазный круг. «Источник мощности» обычно представлен электромотором, но он может быть представлен пневматическим двигателем и двигателем внутреннего сгорания.
В настоящем изобретении, механизм переключения скоростей включает в себя первый и второй вращающиеся валы, помещенные параллельно друг-другу, и первый и второй передаточные механизмы, имеющие различные передаточные отношения и имеющие каждый сочетание ведущей шестерни и ведомой шестерни как единого блока, которые взаимодействуют друг с другом и передают крутящий момент с первого вращающегося вала на второй вращающийся вал. Линия передачи крутящего момента через первый передаточный механизм обозначается как первая линия передачи мощности и линия передачи крутящего момента через второй передаточный механизм обозначается как вторая линия передачи мощности. Линия передачи переключается между первой линией передачи мощности и второй линией передачи мощности. Одну из числа первой и второй линий передачи мощности обычно определяют как линию передачи мощности с высокой скоростью и низким крутящим моментом и другую - как линию передачи мощности с низкой скоростью и большим крутящим моментом. В такой конструкции передаточное отношение (понижающее передаточное отношение) первого передаточного механизма, образующего компонент первой линии передачи мощности отличается от передаточного отношения второго передаточного механизма, образующего компонент второй линии передачи мощности согласно настоящему изобретению. Следовательно, путем переключения между первой линией передачи мощности и второй линией передачи мощности, при низкой нагрузке, приложенной к полотну пилы, операция может выполняться при высокой скорости и низком крутящем моменте, например, путем использования первой линии передачи мощности с небольшим передаточным отношением. С другой стороны, при высокой нагрузке, приложенной к полотну пилы, операция может выполняться при низкой скорости и высоком крутящем моменте путем использования второй линии передачи мощности с большим передаточным отношением.
Далее, переключение между первой линией передачи мощности и второй линией передачи мощности может автоматически выполняться на основании фактически полученной информации, или же может быть выполнено вручную, путем манипулирования пользователем рабочим элементом.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения, циркулярная пила включает также в себя первое сцепление, которое допускает и прерывает передачу мощности на первой линии передачи мощности, и второе сцепление, которое допускает и прерывает передачу мощности на второй линии передачи мощности. Линия передачи мощности переключается между первой и второй линиями передачи мощности в то время, когда первый и второй передаточные механизмы находятся во взаимодействии путем перемещения первого и второго сцеплений между положением передачи мощности и положением прерывания передачи мощности. Далее, «способ, которым «линия передачи мощности переключается между первой и второй линиями передачи мощности в то время, когда первый и второй передаточные механизмы находятся во взаимодействии» в настоящем изобретении представляет способ, которым линия передачи мощности переключается между первой и второй линиями передачи мощности в то время как положение шестерен, взаимодействующих между собой, зафиксировано, или соответственно способ, при котором в то время, когда одно сцепление перемещается в положение передачи мощности, другое сцепление перемещается в положение прерывания передачи мощности, а когда одно сцепление перемещается в положение прерывания передачи мощности, другое сцепление перемещается в положение передачи мощности. При такой конструкции линия передачи мощности может переключаться между первой и второй линиями передачи мощности, в то время как находящиеся в зацеплении передаточные механизмы зафиксированы в своем положении. Поэтому переключение скоростей может быть выполнено с повышенной плавностью. В частности, в случае конструкции, в которой шестерни для зацепления смещаются для переключения скорости путем скольжения шестерен вдоль вала, подобно известному механизму переключения скоростей, возможно возникновение стука из-за зазора между сопрягаемыми поверхностями вала и шестерен, так что легко возникает износ, и шестерни имеют проблемы с долговечностью. Кроме того, при смещении взаимодействия шестерен на грани расцепления шестерен и на раннем этапе взаимодействия шестерен очень небольшая площадь боковой поверхности зуба подвергается крутящему моменту, так что возникает проблема прочности, такой как крошение и износ зубьев. Далее, при взаимодействии шестерен шум может быть также вызван столкновением зубьев. Согласно этому аспекту, однако, с конструкцией, при которой шестерни находятся в нормальном зацеплении, могут быть решены упомянутые выше проблемы известного технического решения, при котором шестерни должны входить во взаимодействие и смещаться.
Согласно предпочтительному аспекту изобретения, циркулярная пила включает также в себя входной вал, привод которого осуществляется источником мощности, и входной вал соединяется с первым вращающимся валом за счет зацепления шестерен, в то время как второй вращающийся вал содержит выходной вал с полотном пилы. Циркулярная пила относится к типу с тремя параллельными валами, из которых входной вал так же располагается параллельно первому и второму вращающимся валам. В частности, в этой конструкции три вала, или входной вал, выходной вал с полотном пилы в виде второго вращающегося вала и промежуточный вал в виде первого вращающегося вала, расположенный между входным валом и выходным валом. При такой конструкции шестерни взаимодействуют между входным валом и первым вращающимся валом и между первым вращающимся валом и вторым вращающимся валом, так что количество настроек понижающего передаточного отношения может быть увеличено по сравнению с конструкцией с использованием структуры понижения скорости, образуемой только первым и вторым вращающимися валами.
Согласно предпочтительному аспекту циркулярной пилы по этому изобретению, по меньшей мере одно из числа первого и второго сцеплений содержит элемент сцепления ведущей стороны и элемент сцепления ведомой стороны, расположенные друг против друга на первом или втором вращающемся валу, и один из числа элемента сцепления ведущей стороны и элемента сцепления ведомой стороны содержит включающееся со скольжением сцепление, которое может скользить в продольном направлении между положением передачи мощности, в котором элементы сцепления помещаются в состояние передачи мощности путем взаимодействия между собой и в положение прерывания передачи мощности, при котором элементы сцепления помещаются в состояние прерывания передачи мощности путем отделения друг от друга, согласно крутящему моменту полотна пилы. При такой конструкции в циркулярной пиле в форме включающегося со скольжением сцепления применяется сцепление с автоматическим смещением, которое автоматически смещается между состоянием передачи мощности и состоянием прерывания передачи мощности в зависимости от крутящего момента полотна пилы.
Согласно предпочтительному аспекту циркулярной пилы согласно изобретению, механизм переключения скоростей включает в себя механизм фиксации, и когда включающееся со скольжением сцепление смещается в состояние прерывания передачи мощности, фиксирующий механизм сохраняет состояние после смещения. При такой конструкции использование механизма фиксации позволяет предотвратить частое смещения в области вокруг крутящего момента, вызывающего смещение.
Согласно предпочтительному аспекту настоящего изобретения, механизм переключения скоростей включает в себя механизм возврата, который возвращает включающееся со скольжением сцепление в состояние передачи мощности в то время, когда источник мощности остановлен. При такой конструкции он может быть рационально подготовлен к следующей операции резания, которая должна выполняться после остановки источника мощности.
Согласно предпочтительному аспекту настоящего изобретения, механизм переключения скоростей включает также в себя механизм предотвращения переключения, который предотвращается смещение включающегося со скольжением сцепления между состоянием передачи мощности и состоянием прерывания передачи мощности под влиянием инерции полотна пилы во время пуска источника мощности. В случае, если полотно пилы обладает большой массой и большой инерцией, включающееся со скольжением сцеплением может неправильно срабатывать или, в частности, смещаться из состояния передачи мощности в состояние прерывания передачи мощности и вызывать переключение скоростей. Благодаря применению описанного выше механизма предотвращения переключения, однако, неправильное срабатывание во время пуска источника мощности может быть предотвращено.
Согласно предпочтительному аспекту изобретения, механизм переключения скоростей дополнительно включает в себя механизм регулирования заданного значения переключения, которым управляет пользователь, причем механизм регулирования заданного значения переключения регулирует заданное значение переключения, при котором линия передачи переключается между состоянием передачи мощности и состоянием прерывания передачи мощности. При такой конструкции благодаря применению механизма регулирования заданного значения переключения можно регулировать заданное значение переключения, так что выбор времени переключения линии передачи крутящего момента может быть осуществлен по требованию пользователя.
Далее, согласно изобретению, механизм переключения скоростей предлагает первый режим настройки и второй режим настройки. При первом режиме показатель выходной мощности или показатель эффективности полотна пилы в пределах нормального диапазона крутящего момента между минимальным и максимальным крутящим моментом графически изображается в общем в форме перевернутой U-образной первой характеристической кривой, имеющей по меньшей мере один пик в области крутящего момента, более низкого чем промежуточный крутящий момент между минимальным крутящим моментом и максимальным крутящим моментом. При втором режиме настройки эту характеристику графически изображают в общем в форме перевернутой U-образной второй характеристической кривой, имеющей по меньшей мере один пик в области крутящего момента, более высокого чем промежуточный крутящий момент между минимальным крутящим моментом и максимальным крутящим моментом. Минимальный крутящий момент обычно определяют на основании минимальной глубины резания при резании обрабатываемого изделия полотном пилы, а максимальный крутящий момент обычно определяют на основании максимальной глубины резания при резании обрабатываемого изделия полотном пилы. Кроме того, крутящий момент может определяться не только на основании глубины резания обрабатываемого изделия, но и на основании вида материалов, из которых выполнено обрабатываемое изделие, или типа резания обрабатываемого изделия (перпендикулярное резание, наклонное резание и т.д.).
Благодаря применению механизма переключения скоростей, который предлагает по меньшей мере первый режим настройки и второй режим настройки, операция резания может быть плавно выполнена в ответ на изменение крутящего момента нагрузки, происходящее во время операции резания. По сравнению с механизмом переключения скоростей, установленным только в один из числа первого или второго режимов настройки, выходную мощность и эффективность можно стабилизировать на более высоких уровнях. В частности, в первом режиме настройки в условиях небольшой нагрузки скорость вращения полотна пилы может быть увеличена, в то время как во втором режиме в условиях высокой нагрузки может быть задан большой крутящий момент.
Кроме того, переключение между первым режимом настройки и вторым режимом настройки может автоматически выполняться на основании фактически полученной информации о крутящем моменте, или же может быть выполнено вручную путем манипулирования пользователем рабочим элементом.
Далее, в циркулярной пиле согласно другому аспекту изобретения в механизме переключения скоростей предпочтительно отношение второго крутящего момента на пике второй характеристической кривой во втором режиме настройки к первому крутящему моменту на пике первой характеристической кривой в первом режиме настройки составляет от 1,5 до 2,5. При такой конструкции механизм переключения скоростей, который может более плавно выполнять операцию переключения скоростей, может быть реализован для практического использования.
Далее, в циркулярной пиле согласно другому аспекту изобретения механизм переключения скоростей имеет первую линию передачи мощности и вторую линию передачи мощности. Первая линия передачи мощности предназначена для передачи крутящего момента с входного вала, который приводится во вращением источником мощности, на выходной вал с полотном пилы в первом режиме настройки, и включает в себя первую ведущую шестерню, соединенную с входным валом, и первую ведомую шестерню, которая находится в зацеплении с первой ведущей шестерней и соединяется с выходным валом. Вторая линия передачи мощности предназначена для передачи крутящего момента с входного вала на выходной вал с полотном пилы во втором режиме настройки, и включает в себя вторую ведущую шестерню, соединенную с входным валом, и вторую ведомую шестерню, которая находится в зацеплении со второй ведущей шестерней и соединяется с выходным валом. В частности, в механизме переключения скоростей предпочтительно отношение второго передаточного отношения между второй ведомой шестерней и второй ведущей шестерней к первому передаточному отношению между первой ведомой шестерней и второй ведомой шестерней равно 1,5-2,5. При такой конструкции механизм переключения скоростей, который может более плавно выполнять операцию переключения скоростей, может быть реализован для практического использования.
Далее, циркулярная пила согласно дальнейшему аспекту изобретения предпочтительно включает в себя воспринимающий механизм, предназначенный для восприятия крутящего момента на полотне пилы. «Воспринимающий механизм» в данном случае включает в себя в широком смысле механический воспринимающий механизм, например, с использованием пружины, или электрический воспринимающий механизм, например с использованием датчика для непрерывного или периодического восприятия крутящего момента. В этой конструкции механизм переключения скоростей переключается с первого режима настройки на второй режим настройки в случае, если воспринятый крутящий момент превышает промежуточный крутящий момент, в то время как он переключается со второго режима настройки на первым режим настройки в случае, если воспринятый крутящий момент понижается ниже промежуточного крутящего момента. При такой конструкции рационально переключение между первым режимом настройки и вторым режимом настройки может выполняться автоматически в зависимости от нагрузки. Далее, для того, чтобы предотвратить частое возникновение переключений в области возле крутящего момента переключения, применяется функция сохранения второго режима настройки.
Согласно изобретению, реализация более плавной операции резания может быть обеспечена при осуществлении более плавного контроля скорости резания полотна пилы в циркулярной пиле.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан вид сбоку всей циркулярной пилы согласно первому варианту реализации изобретения;
на фиг.2 показан вид в разрезе сбоку всей циркулярной пилы;
на фиг.3 показан вид в разрезе спереди всей циркулярной пилы;
на фиг.4 показан развернутый вид в разрезе механизма переключения скоростей с тремя параллельными валами в положении, при котором линия передачи мощности переключается на линию высокой скорости и низкого крутящего момента;
на фиг.5 показан развернутый вид в разрезе механизма переключения скоростей с тремя параллельными валами в положении, при котором линия передачи мощности переключается на линию низкой скорости и высокого крутящего момента;
на фиг.6 показан внешний вид включающегося со скольжением сцепления;
на фиг.7 показан вид в разрезе, выполненном по линии А-А на фиг.6;
на фиг.8 показан перспективный вид, демонстрирующий элемент сцепления ведущей стороны в сцеплении, включающемся со скольжением;
на фиг.9 показан перспективный вид, демонстрирующий элемент сцепления ведомой стороны в сцеплении, включающемся со скольжением;
на фиг.10 показан перспективный вид, демонстрирующий разгрузочное кольцо в сцеплении, включающемся со скольжением;
на фиг.11 проиллюстрировано перемещение включающегося со скольжением сцепления, в котором на фиг.11(А) показано перемещение кулачков и на фиг.11(В) показано перемещение разгрузочного кольца, представленного как блокирующий элемент;
на фиг.12 показан вид в разрезе, выполненном по линии В-В на фиг.6;
на фиг.13 показан перспективный вид элемента сцепления ведущей стороны при наблюдении со стороны установки пружины сцепления;
на фиг.14 показан перспективный вид ограничителя;
на фиг.15 показан вид сбоку, демонстрирующий детали, помещенные на выходном валу;
на фиг.16 показан вид в разрезе, выполненном по линии С-С на фиг.15;
на фиг.17 показан развернутый вид в разрезе, демонстрирующий вариант модификации;
на фиг.18 показан внешний вид, демонстрирующий механизм переключения режима;
на фиг.19 показан развернутый вид в разрезе механизма переключения режима, зафиксированного в режиме высокой скорости;
на фиг.20 показан развернутый вид в разрезе механизма переключения режима, зафиксированного в режиме низкой скорости и демонстрирующий состояние перед пуском циркулярной пилы;
на фиг.21 показан развернутый вид в разрезе механизма переключения режима, зафиксированного в режиме низкой скорости и демонстрирующий состояние после пуска циркулярной пилы;
на фиг.22 показан внешний вид, демонстрирующий механизм переключения режима и механизм регулирования крутящего момента изменения скорости согласно второму варианту реализации настоящего изобретения;
на фиг.23 показан развернутый вид в разрезе, также демонстрирующий механизм переключения скоростей и механизм регулирования крутящего момента изменения скорости;
на фиг.24 показан развернутый вид в разрезе, демонстрирующий модификацию, относящуюся к размещению включающегося со скольжением сцепления в механизме переключения скоростей, в состоянии, при котором линия передачи мощности переключается на линию с высокой скоростью и низким крутящим моментом;
на фиг.25 показан развернутый вид в разрезе, демонстрирующий модификацию, относящуюся к размещению включающегося со скольжением сцепления в механизме переключения скоростей, в состоянии, при котором линия передачи мощности переключается на линию с низкой скоростью и большим крутящим моментом;
на фиг.26 показано графическое изображение отношения крутящего момента (Н·м) к скорости вращения (мин-1) при вращении полотна 113 приводным мотором 115 в этом варианте реализации;
на фиг.27 показано графическое изображение отношения крутящего момента (Н·м) к выходной мощности (Вт) при вращении полотна 113 приводным мотором 115 в этом варианте реализации;
на фиг.28 показано графическое изображение отношения крутящего момента (Н·м) к эффективности (%) при вращении полотна 113 приводным мотором 115 в этом варианте реализации.
Подробное описание типичного примера реализации изобретения
(Первый вариант реализации изобретения)
Теперь описывается первый вариант реализации изобретения со ссылкой на чертежи. Циркулярная пила с питанием от аккумулятора (которая упоминается также как приводной инструмент), имеющая аккумулятор, описывается как типичное выполнение «циркулярной пилы» согласно изобретению. На фиг.1 показан вид сбоку всей циркулярной пилы 101 согласно этому варианту реализации. На фиг.2 показан вид сбоку в разрезе всей циркулярной пилы 101. На фиг.3 показан вид спереди в разрезе всей циркулярной пилы 101. Как показано на фиг.1-3, циркулярная пила 101 согласно настоящему изобретению включает в себя основание 111, которое может быть помещено на обрабатываемое изделие (не показано) и перемещаться в направлении резания, и корпус циркулярной пилы 1003, расположенный над основанием 111.
Корпус циркулярной пилы 103 включает в себя главным образом защитный кожух полотна 104, который накрывает по существу верхнюю половину дисковидного полотна (полотна пилы) 113, которое вращается в вертикальной плоскости, кожух мотора 105, который вмещает приводной мотор 115, корпус коробки передач 107, в котором помещается механизм 117 переключения скоростей, и рукоять 109, которую держит пользователь при оперировании циркулярной пилой 101. Полотно 113 является полотном пилы, которое приводится во вращение для резания обрабатываемого изделия и соответствует «наконечнику инструмента» согласно настоящему изобретению. Приводной мотор 115 является признаком, соответствующим «источнику мощности» согласно настоящему изобретению.
Предохранительная крышка 106 прикреплена с возможностью вращения к защитному кожуху полотна 104 и закрывает нижнюю половину полотна 113. Нижняя краевая часть полотна 113, включающая в себя предохранительную крышку 106, выступает с нижней стороны основания 111 через отверстие 111а (см. фиг.3) в основании 111. При резании обрабатываемого изделия, когда передний конец (правый конец, как показано на фиг.2) помещают на обрабатываемое изделие и продвигают вперед (вправо, как показано на фиг.1 и 2), передний конец предохранительной крышки 106 отодвигается обрабатываемым изделием, так что предохранительная крышка 106 отводится назад и помещается внутри защитного кожуха полотна 104. Рукоять 109 соединяется с верхней частью корпуса коробки передач 107 и имеет пусковое устройство 109а, на которое нажимает пользователь для того, чтобы включить приводной мотор 115. При пуске приводного мотора полотно 113 приводится во вращение механизмом 117 переключения скоростей. Механизм 117 переключения скоростей в данном случае является механизмом, который размещается между приводным мотором 115 и полотном 113 и варьирует скорость вращения полотна 113, и является деталью, которая соответствует «механизму переключения скоростей». Далее, аккумулятор 108 устанавливают с возможностью отделения на конце рукояти 109. Приводной мотор 105 в этом варианте реализации является мотором с тормозом на основе редкоземельных элементов. Аккумулятор 108 предпочтительно содержит ионно-литиевую батарею напряжением 42В или меньше.
Механизм 117 переключения скоростей описывается теперь со ссылкой на фиг.4 и 5. Механизм 117 переключения скоростей согласно настоящему варианту реализации относится к параллельному трехвальному типу с тремя параллельными валами, т.е. входным валом 121, который соосно соединяется с валом мотора 116 приводного мотора 115, выходным валом в форме вала 125 для установки полотна 113, и промежуточным валом 123, расположенным между входным валом 121 и валом для установки полотна 125. Механизм 117 переключения скоростей относится к типу с двухступенчатым переключением, в котором линия переключения мощности может автоматически переключаться между линией с высокой скоростью и низким крутящим моментом и линией с низкой скоростью и большим крутящим моментом в зависимости от величины нагрузки, приложенной к полотну 113. Промежуточный вал 123, вал для установки полотна (выходной вал) 125 и входной вал являются деталями, соответствующими «первому вращающемуся валу», «второму вращающемуся валу» и «входному валу» соответственно, согласно настоящему изобретению. На фиг.4 и 5 показаны развернутые виды в разрезе механизма 117 переключения скоростей параллельного трехвального типа. На фиг.4 показано состояние, при котором линия передачи мощности переключается на линию с высокой скоростью и низким крутящим моментом, и на фиг.5 показано состояние, при котором линия передачи мощности переключается на линию с низкой скоростью и большим крутящим моментом. В следующем описании вал для установки полотна 125 упоминается как выходной вал.
Механизм 117 переключения скоростей включает в себя первую линию передачи мощности Р1, по которой крутящий момент входного вала 121 передается от ведущей шестерни 131 на выходной вал 125 через первую промежуточную шестерню 132, промежуточный вал 123, вторую промежуточную шестерню 133 и первую ведомую шестерню 134, и вторую линию передачи мощности Р2, через которую крутящий момент от входного вала 121 передается от ведущей шестерни 131 на выходной вал 125 через первую промежуточную шестерню 132, промежуточный вал 123, третью промежуточную шестерню 135 и вторую ведомую шестерню 136. Передаточное отношение (отношение понижения скорости) между второй промежуточной шестерней 133 и первой ведомой шестерней 134 по проекту должно быть ниже передаточного отношения (отношения понижения скорости) между третьей промежуточной шестерней 135 и второй ведомой шестерней 136. Поэтому первая линия передачи мощности Р1 образует линию передачи мощности с высокой скоростью и низким крутящим моментом, и вторая линия передачи мощности Р2 образует линию передачи мощности с низкой скоростью и большим крутящим моментом. Первая линия передачи мощности Р1 и вторая линии передачи мощности Р2 являются признаками, которые соответствуют «первой линии передачи мощности» и «второй линии передачи мощности» согласно настоящему изобретению. Вторая промежуточная шестерня 133 и первая ведомая шестерня 134 образуют «первый передаточный механизм» согласно изобретению, и третья промежуточная шестерня 135 и вторая ведомая шестерня 136 образуют «второй передаточный механизм» согласно изобретению.
Входной вал 121, промежуточный вал 123 и выходной вал 125 в механизме 117 переключения скоростей опираются с возможностью вращения в корпусе коробки передач 107 на подшипники 121а, 123а, 125а соответственно. Ведущая шестерня в форме приводной шестерни 131 выполнена как одно целое с входным валом 121. Первая промежуточная шестерня 132 и третья промежуточная шестерня 135 располагаются бок о бок на одном концевом участке (на стороне приводного мотора 115 или левой стороне, как видно на чертеже) промежуточного вала 123 и объединяются с промежуточным валом 123 посредством общей шпонки 137. Первая промежуточная шестерня 132 обычно взаимодействует с ведущей шестерней 131, и третья промежуточная шестерня 135 обычно взаимодействует со второй ведомой шестерней 136, помещенной на одном концевом участке выходного вала 125. Вторая промежуточная шестерня 133 установлена для относительного вращения на другом концевом участке (на стороне полотна 113 или правой стороне, как видно на чертеже) выходного вала 125 на подшипнике 138 и нормально взаимодействует с первой ведомой шестерней 134. Первая ведомая шестерня 134 располагается на другом концевом участке выходного вала 125 и образует одно целое с выходным валом 125 с помощью шпонки 139.
В циркулярной пиле 101 согласно этому варианту реализации на первоначальной стадии операции резания обрабатываемого изделия полотном 113, в котором нагрузка, приложенная к полотну 113, относительно мала, выходной вал 125 или полотно 113 приводятся во вращение через первую линию передачи мощности Р1 с высокой скоростью и низким крутящим моментом. После этого, когда нагрузка, приложенная к полотну 113, достигает заданного значения в ходе продолжения операции резания, она автоматически переключается на вторую линию передачи мощности Р2 с низкой скоростью и большим крутящим моментом. Такое переключение с первой линии передачи мощности Р1 на вторую линию передачи мощности Р2 осуществляется путем применения включающегося со скольжением сцепления 141 на промежуточном валу 123 и одностороннего сцепления 145 на выходном валу 125. Включающееся со скольжением сцепление 141 здесь является деталью, соответствующей «включающемуся со скольжением сцеплению» согласно изобретению. Далее, включающееся со скольжением сцепление 141 и одностороннее сцепление 145 образуют «первое и второе сцепления» соответственно, согласно настоящему изобретению. Специальная настройка для переключения с первой линии передачи мощности Р1 на вторую линию передачи мощности Р2 описана ниже со ссылкой на фиг.26-28.
Конструкция включающегося со скольжением сцепления 141 показана на фиг.6-10, так же, как на фиг.4 и 5. На фиг.6 показан внешний вид включающегося со скольжением сцепления 141, а на фиг.7 показан вид в разрезе, выполненном по линии А-А на фиг.6. На фиг.8 показан элемент 142 сцепления ведущей стороны, на фиг.9 показан элемент сцепления ведомой стороны 134 и на фиг.10 показано разгрузочное кольцо 152. Как показано на фиг.6, включающееся со скольжением сцепление 141 включает в себя главным образом элемент 142 сцепления ведущей стороны и элемент 143 сцепления ведомой стороны, обращенные друг к другу в аксиальном направлении по промежуточному валу 123, и пружину 114 сцепления, которая прижимает и отжимает элемент 142 сцепления ведущей стороны в направлении элемента 143 сцепления ведомой стороны. Как показано на фиг.8 и 9, элемент 142 сцепления ведущей стороны и элемент 143 сцепления ведомой стороны имеют множество (например, три) в общем трапециевидных кулачков 142а, 143а соответственно, по окружности на соответствующих сторонах, обращенных друг к другу. Крутящий момент передается в то время, когда кулачки 142а, 143а взаимодействуют между собой (см. фиг.4 и 6), в то время как передача крутящего момента прерывается тогда, когда кулачки 142а, 143а отделяются друг от друга (см. фиг.5).
Элемент 142 сцепления ведущей стороны свободно надевают на промежуточный вал 123. В частности, элемент 142 сцепления ведущей стороны устанавливают на промежуточный вал 123 так, чтобы он мог скользить относительно промежуточного вала 123 по окружности и в аксиальном направлении. Элемент 142 сцепления ведущей стороны приводится во вращение посредством элемента передачи крутящего момента в форме разгрузочного кольца 152, запрессованного на промежуточном валу 123. Как показано на фиг.10, разгрузочное кольцо 152 имеет несколько (три) передающих крутящий момент деталей в форме выступов 152а, которые радиально выступают наружу и равномерно распределены по окружности. Вмещающее пространство 153 выполнено в боковой стороне элемента 142 сцепления ведущей стороны, на которой выполнены кулачки 142а, и имеет форму, в общем соответствующую контуру разгрузочного кольца 152. Разгрузочное кольцо 152 помещается во вмещающем пространстве 153 так, что разгрузочное кольцо 152 не может двигаться по окружности относительно элемента 142 сцепления ведущей стороны. Каждый из выступов 152а разгрузочного кольца 152 взаимодействует с выемкой зацепления 153а (см. фиг.8) вмещающего пространства 153. Поэтому в то время, когда разгрузочное кольцо 152 вращается вместе с промежуточным валом 123, выступ 152а толкает радиальную поверхность стенки элемента 142 сцепления ведущей стороны, обращенную к выемке зацепления 153а, или поверхность передачи крутящего момента 153b в направлении по окружности, так что элемент 142 сцепления ведущей стороны вращается вместе с разгрузочным кольцом 152. Далее, элемент 143 сцепления ведомой стороны интегрируется со второй промежуточной шестерней 133.
Элемент 142 сцепления ведущей стороны отжимается в положение передачи мощности, при котором кулачки 142а взаимодействуют с кулачками 143а элемента 143 сцепления ведомой стороны, посредством упругого элемента в форме пружины 144 сцепления, содержащей цилиндрическую пружину сжатия. Пружина 144 сцепления упруго помещается между элементом 142 сцепления ведущей стороны и первой промежуточной шестерней 132.
В положении, при котором полотно 113 приводится во вращение с использованием первой линии передачи мощности Р1, когда полотно 113 подвергается нагрузке, превышающей заданное значение, которое преодолевает отжимающее усилие пружины 144 сцепления, элемент 142 сцепления ведущей стороны перемещается (отводится) от элемента 143 сцепления ведомой стороны компонентами усилия, воздействующего на наклонные поверхности кулачков 142а, 143а в продольном направлении. В частности, элемент 142 сцепления ведущей стороны переводится в положение прерывания мощности и таким образом переходит в состояние прерывания передачи мощности путем отсоединения кулачков 142а, 143а. На фиг.11(А) показано включающееся со скольжением сцепление 141, смещающееся из состояния передачи мощности в состояние прерывания передачи мощности. Когда включающееся со скольжением сцепление 141, перемещается в положение прерывания передачи мощности, включается одностороннее сцепление 145, так что линия передачи мощности переключается из первой линии передачи мощности Р1 с высокой скоростью и низким крутящим моментом на вторую линию передачи мощности Р2 с низкой скоростью и большим крутящим моментом.
Далее описано одностороннее сцепление 145. Конструкция одностороннего сцепления показана на фиг.15 и 16. На фиг.15 показан вид сбоку, демонстрирующий детали, помещенные на выходном валу 125, а на фиг.16 показан вид в разрезе, выполненном по линии С-С на фиг.15. Одностороннее сцепление 145 включает в себя в основном внешнее кольцо 146, которое вращается вместе со второй ведомой шестерней 136, и множество игольчатых роликов 147 и пружин 148, которые располагаются между внешним кольцом 146 и выходным валом 125. Игольчатые ролики 147 располагаются с возможностью вращения на кулачковых пазах 146, которые формируются во внешнем кольце 146 через определенные интервалы по окружности, и отжимаются пружинами 148 в направлении положения взаимодействия с поверхностями кулачков 146b.
Поэтому в то время, когда внешнее кольцо 146 вращается по часовой стрелке, если наблюдать так, как показано на фиг.16, вместе с первой ведомой шестерней 134 относительно выходного вала 125, игольчатые ролики 147 входят во взаимодействие между соответствующими поверхностями кулачков 146b и выходным валом 126 посредством отжимающего усилия соответствующих пружин 148, и осуществляют привод выходного вала 125 посредством расклинивающего действия. Это положение показано на фиг.16. Когда выходной вал 125 вращается с более высокой скоростью, чем внешнее кольцо 146, внешнее кольцо 146 вращается против часовой стрелки, как показано на чертеже, относительно выходного вала 125. Поэтому и