JP2004130801A - 往復動鋸 - Google Patents

Abstract

【課題】　改善した駆動機構を備えた往復動鋸を提供する。
【解決手段】　往復動鋸が、往復運動を行なうことが可能な切断装置２２と、駆動シャフト軸を有している回転可能な駆動シャフトと、往復運動を行なうことが可能なタイミングアクチュエータ１８と、往復運動を行なうことが可能なカウンタウエイト２０とを具備している。該駆動シャフトが、第一偏心を備えており；該タイミングアクチュエータが往復運動を該切断装置へ伝達していて；該カウンタウエイトは往復運動しており、該切断装置の往復運動と位相がずれており；該駆動シャフトが第二偏心を備えており、該タイミングアクチュエータの往復運動を制御していることを特徴としている。
【選択図】　　　図２

Description

　本発明は、往復動鋸とくに往復動鋸用の改善された駆動機構に関する。

　往復動鋸は、技術的に公知なものである。往復動鋸のあるものは、工場用電動工具であり、他のものは、ポータブルな電動工具である。ある往復動鋸は大きな木材あるいは鋼製バーを切断するよう頑丈になっている。他の細帯鋸のような往復動鋸は、小さな工作物を精密に切断するようになっている。従来形の細帯鋸形状の往復動鋸を図１に示す。このタイプの細帯鋸は、工作物を矢印Ａに示す方向に切断する。すべての往復動鋸は、工作物を切断するために往復運動をする鋸刃の共通的態様を有している。

　特許文献１は、一つのそのような往復動鋸を開示していて；往復動鋸は、往復運動を行なうことが可能な切断装置と、駆動シャフト軸を備えた回転可能な駆動シャフトと、往復運動を行なうことが可能なタイミングアクチュエータと、往復運動を行なうことが可能なカウンタウエイトとを具備しており；駆動シャフトが、第一偏心器を備えていて；タイミングアクチュエータは切断装置に結合されているので、使用時に、タイミングアクチュエータの往復運動は切断装置へ伝達されており；カウンタウエイトは第一偏心器へ連結されているので、使用時に、第一偏心器がカウンタウエイトの往復運動をもたらしていて；カウンタウエイトの往復運動が切断装置の往復運動の位相と異なっている。

　特許文献１により開示された往復動鋸は、カウンタウエイトを駆動し、かつタイミングアクチュエータを制御するために、ただ一つの単一の偏心を有しているだけである。単一偏心器を有することの目的は、往復動鋸をよりコンパクトにする一方で、単一偏心器はある欠点をもたらす以外の何ものでもない。より詳しくは、タイミングアクチュエータにもとづく単一偏心器を設計する自由度は、カウンタウエイトの必要性と両立する単一偏心器を作る必要性、又はその逆によりもたらされるものである。そのような妥協は高価なコンポネントの材料、複雑なコンポネントの配置、付加的なコンポネント又は他の妥協方法が必要とされる。
独国実用新案第２９９１２９０７号明細書

　本発明は前述した往復動鋸を提供するもので、往復動鋸において駆動シャフトが第二偏心器を備えており、第二偏心器はタイミングアクチュエータに結合しているので、使用時に、第二偏心器の回転がタイミングアクチュエータの往復運動を制御していることを特徴としている。このことは以下の利点を有していて、第一偏心器は、タイミングアクチュエータを考慮することなく、カウンタウエイトの往復運動の作動目的のためだけにデザインすることができ、かつ、第二偏心器は、カウンタウエイトを考慮することなく、タイミングアクチュエータの制御目的のためだけにデザインすることができる。この自由度が、第一偏心器、第二偏心器、タイミングアクチュエータあるいは切断装置のデザインにおける効率を高め、各々をより小さく、より軽量により簡単に作ることができる。最適な材料もこれらのコンポネントに対し選択することができ、その効率性を証明している。

　好ましくは、タイミングアクチュエータの往復運動が、切断装置の往復運動に重疊される。このことは、切断装置の往復運動に、往復動鋸の切断操作を改善することができる二つの成分をもたらし、切断装置の往復運動の二つの成分は切断方向に平行な平面内にある。例えば、第一成分は切断装置の上下往復運動を可能にしていて、第二成分は、切断装置の前後往復運動を可能にしている。この場合、切断操作は、切断装置の上向き移動時に行なわれ、そして、切断装置に作用する切断方向に対向する切断摩擦力を打消すために、前向き移動は、上向き移動に一致したタイミングとなっている。こうすることにより、前向き移動は、切断方向に対向する切断装置の曲りを防止するかあるいは著しく低減し、従って往復動鋸の切断操作を改善している。

　好ましくは、第一偏心器が、駆動シャフト軸に対して偏心して、取りつけられた第一カムであって、カウンタウエイトの穴が第一カムのヨークとなっている。横方向の細長いカウンタウエイト穴は、ほぼ円筒状の第一カムをヨークの様に囲んでいる。使用時、第一カムは駆動シャフト軸周囲を回転する。その回転運動の水平成分は、切断装置２２の横向き運動を発生することなく、カウンタウエイト穴４２の範囲内における第一カムの横向き運動を可能にするカウンタウエイト穴で吸収される。一方、この回転運動の垂直成分は、カウンタウエイト穴により吸収されないで、その代わりにカウンタウエイトが、第一カムの垂直上下運動に合わせて垂直上下運動を行なう。これが、駆動シャフトの回転運動を、カウンタウエイトの直線往復運動に変換する簡単な手段である。

　好ましくは、駆動シャフトが被駆動ギヤを備えていて、第二偏心器は被駆動ギヤと該カウンタウエイトとの間に位置決めされている。第二偏心器は被駆動ギヤに一体化されていてもよくて、あるいは第二偏心器は被駆動ギヤに固定された独立したコンポネントであってもよい。

　好ましくは、第二偏心器が、駆動シャフト軸に偏心して取りつけられた第二カムである。第二カムの駆動軸周囲における回転は、回転運動を往復運動へ変換する簡単な手段として使用することができ、以下に詳述する。

　好ましくは、タイミングアクチュエータが第一部品と第二部品とを備えていて；第一部品は第二カムに係合しているので、使用時に、第二カムがタイミングアクチュエータの往復運動を駆動しており；さらに第二部品が切断装置と連結しているので、使用時にタイミングアクチュエータの往復運動は切断装置へ伝達されるようになっている。第一部品と第二部品とは、タイミングアクチュエータとの一体コンポネントであってもよい。

　好ましくは、第一部品が、第二部品へ連結されているこの場合、第一部品と第二部品とはタイミングアクチュエータとの一体コンポネントである必要はない。代りに、第一部品は、細帯鋸がタイミングアクチュエータを収容している場所の特定の要求に応じて、機械式リンク、電気式リンク、空気式リンク又は油圧式リンクにより第二部品へ連結されてもよい。
　代りに、第一部品が、少なくとも一つの中間部品により第二部品へ連結されている。この場合、少なくとも一つの中間部品は、細帯鋸がタイミングアクチュエータを収容している場所の特定の要求に応じて、一つのコンポネントを備えた機械式リンクであってもよい。

　好ましくは、第一部品が第二カムに接触しているカム従動子である。カム従動子は、第二カムが回転する場合、往復運動あるいは振動運動を行なうために、第二カムの偏心した外周面に接触している簡単なコンポネントである。好ましくは、カム従動子が、振動運動用のカム従動子軸に回動可能に取りつけられている。

　好ましくは第二部品が、切断装置に対して係合するために取りつけられた軸受である。この場合、タイミングアクチュエータの往復運動は、軸受と切断装置との接触を介して、切断装置へ伝達される。軸受は切断装置のいずれの部分に接触していてもよい。軸受はすべり板あるいはブラケットであってもよい。好ましくは、軸受が、振動運動用の軸受サポート軸に回動可能に取りつけられている。

　好ましくは、軸受が、軸受に回転可能に取りつけられたホイールを備えている。この場合、切断装置に接触するものは、ホイールである。というのは、ホイールは切断装置の往復運動に追従するべく回転可能であり、従って軸受と切断装置との間の摩擦を低減しているからである。

　好ましくは、切断装置が、シャフトと、シャフトに取りつけられた鋸刃を備えている。この場合、使用された鋸刃は寿命の終りに交換することができる。

　好ましくは、カウンタウエイトの往復運動が、切断装置の位相と１８０°ずれている。このことは、切断装置の往復運動によりもたらされる慣性力が、カウンタウエイトの往復運動によりほぼ打ち消すことができるという利点となっている。

　好ましくは、往復動鋸が、シューにより支えられた細帯鋸である。

　本発明における好適な実施態様を、例だけを用いて、例示の添付図面を参照して説明する。

　図２〜６において、往復動鋸２は、ハウジング４と、ハウジング４を支え、かつ使用時に工作物（図示されていない）に載置されるシュー６とを備えている。ハウジング４は、電動モータ８と駆動機械１０とを内含している。電動モータ８は駆動ギヤ１２へ連結している。駆動機構１０は、駆動シャフト軸１６を備えた回転式駆動シャフト１４と、タイミングアクチュエータ１８と、カウンタウエイト２０と、切断装置２２と、駆動シャフト１４に取りつけた被駆動ギヤ２４とを備えている。駆動ギヤ１２は被駆動ギヤ２４と噛合しているので、使用時に、電動モータ８が駆動シャフト１４を駆動シャフト軸１６周囲で回転するようになっている。

　切断装置２２の大部分はハウジング４の中に取りつけられている。使用時に、切断装置２２は、両頭矢印Ｂの方向に垂直直線往復運動を行なう。切断装置２２は、シャフト２６と、クランプ３０によりシャフト２６へ取りつけられた鋸刃２８とを備えている。鋸刃２８の面が切断方向Ａに平行で、かつ鋸刃２８はシュー６の凹部３２を貫通して下向きに突出している。鋸刃２８は、切断方向Ａに配向された前方面に鋸歯３４の列を有している。鋸刃２８は切断方向に対向している懸垂側面に平面３６を有している。

　クランクプレート３８は、駆動シャフト１４に取りつけられ、かつ切断装置２２隣接している。ピン４０は、切断装置２２に対面している、クランクプレート３８の側面から突出している。ピン４０はクランクプレート３８に対して回転可能である。ピン４０は駆動シャフト軸１６に対して偏心している。切断装置２２のシャフト２６は、ヨークの様にピン４０を囲んでいる、横方向の細長いシャフト穴４２を有している。使用時に、ピン４０は駆動シャフト軸１６周囲を回転する。その回転運動の水平成分は、切断装置２２の横向き運動を発生することなく、シャフト穴４２の範囲内におけるピン４０の横向き運動を可能にするシャフト穴４２に納まっている。一方、この回転運動の垂直成分は、シャフト穴４２に納まらなくて、その代わりに切断装置２２が、ピン４０の垂直上下運動に合わせて垂直上下運動を行なう。これが、駆動シャフト１４の回転運動を、切断装置２２の直線往復運動に変換する簡単な手段である。

　カウンタウエイト２０が二つのガイドピン４４，４６に取りつけられていて、各々のピン４４，４６は、カウンタウエイト２０の対応するそれぞれのガイド穴４８，５０を貫通している。ガイド４４，４６は細帯鋸ハウジング４に対して固定されている。ガイド穴４８，５０は、細長くて、かつカウンタウエイト２０が、両頭矢印Ｂで示す方向に垂直直線往復運動を行なえるように配向されている。円筒状外周面５４を有している第一カム５２が駆動シャフト１４に取りつけられている。第一カム５２の円筒状外周面５４は、駆動シャフト軸１６に対し偏心して配列されている。図６に最もよく示すように、第一カム５２の軸方向長さＤはカウンタウエイト２０の厚さＤに一致している。カウンタウエイト２０における横向きのオーバル状穴５６は、ヨークの様に第一カム５２を囲んでいる。使用時に第一カム５２が駆動シャフト１６周囲を回転し、この回転運動は、前述したように、ピン４０の回転運動４０が切断装置２２の往復運動へ変換されたのと同様に、カウンタウエイト２０の往復運動へ変換されている。カウンタウエイト２０は、切断装置２２の往復運動により生じる慣性力を打ち消すために備えられている。

　ピン４０はクランクプレート３８に取りつけられていて、駆動シャフト軸１６に対するそのピン４０の偏心が、駆動シャフト軸１６に対する第一カム５２の偏心と対向するようになっている。すなわち、ピン４０と第一カム５２の中心は駆動シャフト軸１６周囲で１８０°オフセットしていて、それらの中心は駆動シャフト軸１６の真反対に位置決めされている。従って、カウンタウエイト２０の往復運動は、切断装置２２の往復運動の位相と１８０°ずれている。切断装置２２の往復運動により生じる慣性力を打ち消している。カウンタウエイトの往復運動の作用が達成されている。

　第二カム５８が被駆動ギヤ２４と一体になっていて、かつ被駆動ギヤ２４とカウンタウエイト２０との間に配列されている。第二カム５８が円筒状外周面６０を有していて、その外周面６０は、駆動シャフト軸１６に対して偏心して配列されている。図６に最もよく示すように、第二カム５８は軸方向厚さＦである。

　タイミングアクチュエータ１８は、鎌形状のカム従動子６２と、リンク部材６４と、ホイール６６と、ホイールサポート６８とを備えている。ホイール６６は、回転可能にホイールサポート６８の下部アーム７０に取りつけられている。

　カム従動子６２が、その端部の一方に取りつけられたフィンガ７２を有している。フィンガ７２は第二カム５８の外周面６０に接触している。カム従動子６２は、回動可能に、フィンガ７２から遠位な端部においてカム従動子軸４４に取りつけられている。本実施態様において、カム従動子軸はガイドピン４４でもあって、この場合これは必要でないけれど、別の装置であってもよい。カム従動子軸４４は細帯鋸ハウジング４に対して固定されていて、ほぼ切断方向Ａに延伸している。第二カム５８と同様に、カム従動子６２が被駆動ギヤ２４とカウンタウエイト２０との間に配列されている。カム従動子６２は、駆動シャフト軸１６の方向に厚さＦを十分に下廻る厚さである。このことがカウンタウエイト２０と駆動ギヤ２４とに対する、摩擦のない、カム従動子６２の運動を可能にしている。カム従動子６２は、カム従動子軸４４に隣接した脚７６を有している。

　リンク部材６４は、直線往復運動をガイドするために、細帯鋸ハウジング４に固定されたブラケット（図示されていない）によりガイドされている。リンク部材６４の端部８０は、カム従動子６２の脚７６に接触している。リンク部材６４の端部の他方８２は、ホイールサポート６８の上部アーム８４に接触している。従って、リンク部材６４は、カム従動子６２とホイールサポート６８との間で機械式リンクを形成している。

　ホイールサポート６８が、ホイールサポート６８のほぼ中心点で、ホイールサポート軸８６に、回動可能に取りつけられている。ホイールサポート軸８６は、細帯鋸ハウジング４に対して固定されていて、かつ切断方向Ａにほぼ直交している。ホイールサポート６８は、ホイールサポート軸８６周囲で、湾曲した両頭矢印Ｃの方向に振動運動を行なうべく取りつけられている。

　タイミングアクチュエータ１８の運動は、第二カム５８により、以下のように制御されている。使用時に、駆動シャフト１４は第二カム５８において回転する。フィンガ７２は、第二カム５８の外周面６０の通路に追従していて、その通路が、カム従動子軸４４周囲でのカム従動子６２の振動をもたらしている。さらに脚７６はリンク部材６４に抗して作用していて、カム従動子６２の振動運動が、リンク部材６４の直線往復運動へ変換されるようになっている。次に、リンク部材６４がホイールサポート６８の上部アーム８４に作用し、リンク部材６４の直線往復運動が、ホイールサポート６８のホイールサポート軸８６周囲での湾曲した両頭矢印方向Ｃへの振動運動に変換されるようになっている。

　前述したように、切断装置２２は両頭矢印方向Ｂにおける往復運動を行なう。鋸歯３４は、切断装置２２が上向方向へ移動する場合工作物を切断するべく、配列されている。一方、鋸歯３４は、切断装置２２が下向方向へ移動する場合、工作物をほとんど切断することなく工作物をすべってゆく。鋸刃２８と工作物との間の摩擦力は、鋸歯３４が工作物を切断している場合、最大となっている。切断摩擦力は鋸刃２８を工作物から切断方向と反対方向に押し離す傾向にある。このことは望ましいことではない。というのは、工作物から鋸刃２８を離す運動は、鋸歯３４の切断作用を消失させるからである。

　タイミングアクチュエータ１８の目的は、鋸歯３４のすぐれた切断作用が維持されるように、切断摩擦力を打消すことである。ホイール６６は、鋸刃２８の懸垂平面３６に対し係合していて、さらに鋸刃２８が切断装置２２の往復運動に追従するように、ホイール６６は回転する。ホイール６６は第二カム５８の制御にもどづいて、ホイールサポート６８と共に振動する。ホイールサポート６８の振動運動が切断装置２２の往復運動に重疊されることは、ホイール６６と鋸刃２８との間の接触によりもたらされている。このことは以下のように行なわれる。使用時に、切断装置２２が下向きに移動し、ホイールサポート６８が切断方向Ａと反対に振動するので、鋸刃２８は工作物をすべってゆく。一方、切断装置２２が上向に移動する場合、ホイールサポート６８は、鋸刃２８に対して切断方向Ａと対向するように作用している摩擦力を打消すべく切断方向Ａに合わせて振動する。

図１は、従来形細帯鋸の斜視図である。 図２は、往復動鋸の電動モータ及び駆動機構側から見た斜視図である。 図３は、図２の反対側から見た駆動機構の分解斜視図である。 図４は、図２と同一側から見た駆動機構の分解斜視図である。 図５は、往復動鋸のハウジングを二分割した内部における電動モータ及び駆動機構を、図２と同一側から見た側面図である。 図６は、図５における線Ｘ−Ｘに沿って切断した駆動機構の断面図である。

符号の説明

２…往復動鋸
１４…駆動シャフト
１８…タイミングアクチュエータ
２０…カウンタウエイト
２２…切断装置
２８…鋸刃
３４…鋸歯

Claims (16)

1. 　往復運動を行なうことが可能な切断装置と、駆動シャフト軸を有している回転可能な駆動シャフトと、往復運動を行なうことが可能なタイミングアクチュエータと、往復運動を行なうことが可能なカウンタウエイトとを具備する往復動鋸であって：
   　該駆動シャフトが、第一偏心器を備えており；該タイミングアクチュエータが該切断装置に連結しているので、使用時に、該タイミングアクチュエータの往復運動は該切断装置へ伝達されるようになっていて；該カウンタウエイトが、該第一偏心器へ連結しているので、使用時に、該偏心器の回転は該カウンタウエイトの往復運動をもたらし、かつ該カウンタウエイトの往復運動が該切断装置の往復運動と位相がずれている；往復運動鋸において；
   　該駆動シャフトが第二偏心器を備えており、該第二偏心器は該タイミングアクチェータに結合しているので、使用時に、該第二偏心器の回転が該タイミングアクチュエータの往復運動を制御していることを特徴とする、往復運動鋸。
2. 　該タイミングアクチュエータの往復運動が、該切断装置の往復運動に重疊される、請求項１に記載の往復動鋸。
3. 　該第一偏心器が、該駆動シャフト軸に対して偏心して取りつけられた第一カムであって、該カウンタウエイトの穴が該第一カムのヨークとなっている、請求項１又は２に記載の往復動鋸。
4. 　該駆動シャフトが被駆動ギヤを備えていて、該第二偏心器は該被駆動ギヤと該カウンタウエイトとの間に位置決めされている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の往復動鋸。
5. 　該第二偏心器が、該駆動シャフト軸に偏心して取りつけられた第二カムである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の往復動鋸。
6. 　該タイミングアクチュエータが第一部品と第二部品とを備えていて；該第一部品は該第二カムに係合しているので、使用時に、該第二カムが該タイミングアクチュエータの往復運動を駆動しており；さらに該第二部品が該切断装置と連結しているので、使用時に、該タイミングアクチュエータの往復運動は該切断装置へ伝達されるようになっている；請求項５に記載の往復動鋸。
7. 　該第一部品が、該第二部品へ連結されている、請求項６に記載の往復動鋸。
8. 　該第一部品が、少なくとも一つの中間部品により該第二部品へ連結されている、請求項６に記載の往復動鋸。
9. 　該第一部品が該第二カムに接触しているカム従動子である、請求項６〜８のいずれか一項に記載の往復動鋸。
10. 　該カム従動子が、振動運動用のカム従動子軸に回動可能に取りつけられている、請求項９に記載の往復動鋸。
11. 　該第二部品が、該切断装置に対して係合するために取りつけられた軸受である、請求項６〜１０のいずれか一項に記載の往復動鋸。
12. 　該軸受が、振動運動用の軸受サポート軸に回動可能に取りつけられている、請求項１１に記載の往復動鋸。
13. 　該軸受が、該軸受に回転可能に取りつけられたホイールを備えている、請求項１１又は１２に記載の往復動鋸。
14. 　該切断装置が、シャフトと、該シャフトに取りつけられた鋸刃を備えている、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の往復動鋸。
15. 　該カウンタウエイトの往復運動が、該切断装置の位相と１８０°ずれている、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の往復動鋸。
16. 　該往復動鋸が、シューにより支えられた細帯鋸である、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の往復動鋸。

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