JP2008073795A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ起動時及びブレーキ停止時の反動を簡単な構成で低減して動力伝達用ベルトやギヤ等を保護することができる電動工具を提供すること。
【解決手段】駆動源であるモータと、該モータの回転力によって回転駆動される先端工具と、該先端工具とモータとの間に配された伝達手段を備えた電動工具において、前記該伝達手段を、小径部と大径部間に当接面を有するモータ軸（回転軸）２２と、該モータ軸２２の小径部に回転可能且つ軸方向に移動可能に配置されたプーリ（回転部材）２３と、該プーリ２３をモータ軸２２の当接面側に付勢するスプリング（付勢手段）４１を含んで構成し、プーリ２３とモータ軸２２とのトルク差に応じてプーリ２３をスプリング４１の付勢力に抗してモータ軸２２上を移動させてモータからプーリ２３への回転力の伝達を遮断する。
【選択図】図５

Description

本発明は、卓上切断機等の電動工具に関するものである。

例えば従来の卓上切断機においては、モータから鋸刃に伝達される動力により、起動時及びブレーキ停止時に大きな伝達トルクが発生し、この伝達トルクの変化がハンドルに振動として伝わるという問題があった。そして、大きな伝達トルクが動力伝達用ベルトやギヤに伝達されてこれらが損傷する等の問題もあった。
そこで、モータ起動時及びブレーキ停止時の反動を電子的に制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３０７９９３７号公報

しかしながら、特許文献１に提案されている方法を実施するには、高価な電子部品を組み込む必要があり、コストアップを免れないという問題があった。 本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、モータ起動時及びブレーキ停止時の反動を簡単な構成で低減して動力伝達用ベルトやギヤ等を保護することができる電動工具を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、駆動源であるモータと、該モータの回転力によって回転駆動される先端工具と、該先端工具と前記モータとの間に配された伝達手段を備えた電動工具において、前記該伝達手段を、小径部と大径部間に当接面を有する回転軸と、該回転軸の小径部に回転可能且つ軸方向に移動可能に配置された回転部材と、該回転部材を前記回転軸の当接面側に付勢する付勢手段を含んで構成し、前記回転部材と前記回転軸とのトルク差に応じて前記回転部材を前記付勢手段の付勢力に抗して回転軸上を移動させて前記回転軸から前記回転部材への回転力の伝達を遮断するようにしたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記伝達手段をベルトを含んで構成し、該ベルトを前記回転部材の外周に巻装したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記回転部材の外周に、前記モータの出力軸に形成されたピニオンと噛合する歯部を設けたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記回転軸の小径部上に、前記回転部材との間で前記付勢手段を挾持する規制部材を設けたことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記規制部材を前記回転軸の小径部に螺着したことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の発明において、前記回転軸を、前記先端工具と回転不能に係合する先端工具軸としたことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れかに記載の発明において、前記モータに制動機能を設け、該モータの起動時に前記回転部材が前記回転軸とのトルク差によって前記付勢手段の付勢力に抗して移動し、前記回転軸から前記回転部材への回転力の伝達を遮断するようにしたことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、回転部材と回転軸とのトルク差が一定値以上になると、回転部材が付勢手段の付勢力に抗して回転軸上を移動して回転軸の当接面から離れるため、両者間に発生していた摩擦力が発生しなくなり、回転軸から回転部材への回転力の伝達が遮断される。このため、モータ起動時及びブレーキ停止時の反動を簡単な構成で低減して動力伝達用ベルトやギヤ等を保護することができる。従来はトルクの伝達を遮断するための機構が高価なものであったが、本構成では、小径部と大径部及び当接面を有する回転軸と該回転軸の当接面に対して接離する回転部材だけの簡単な構成で安価に前記効果を得ることができる。

請求項２記載の発明によれば、回転部材にベルトを巻装したため、回転部材とベルトとの間での摩擦により回転部材からベルトへと回転力が確実に伝達される。

請求項３記載の発明によれば、回転部材の外周に、モータの出力軸に形成されたピニオンと噛合する歯部を設けたため、回転力が大きくなっても、歯部が破損することがなく、回転力が確実に伝達される。

請求項４記載の発明によれば、回転軸の小径部上に、回転部材との間で付勢手段を挾持する規制部材を設けたため、回転部材を回転軸の当接面側に付勢する付勢力を任意に設定することができる。

請求項５記載の発明によれば、規制部材を回転軸の小径部に螺着したため、回転部材と規制部材との幅を容易に変更して付勢手段の付勢力を調整することができる。

請求項６記載の発明によれば、先端工具と回転不能に係合する先端工具軸に回転部材を設けて過大なトルクの先端工具への伝達を遮断するようにしたため、より大きなトルクの発生箇所において早い段階での衝撃緩和を行うことができる。

請求項７記載の発明によれば、ブレーキによる制動時に鋸刃が慣性によって回転してしまうことを抑制するとともに、ブレーキ時の伝達手段の損傷を抑えて長寿命化を図ることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一形態としての卓上切断機の側面図、図２は同卓上切断機の正面図、図３は同卓上切断機の切断状態を示す側面図、図４は図１のＡ−Ａ線断面図、図５は図４のＢ部拡大詳細図、図６はモータ起動−加工材切断モータ停止時における回転軸と回転部材の伝達トルクの絶対値及び設定滑りトルク値を示す図である。

本実施の形態に係る卓上切断機においては、ベース１の中央にターンテーブル２が水平方向に回動自在に埋設され、該ターンテーブル２の上面は、ベース１の上面と同一面となっている。そして、ベース１及びターンテーブル２の上面には木材等の加工材３５が載置される。尚、本実施の形態においては、加工材３５が載置される部材であるベース１とターンテーブル２を総称してベース部と称する。

前記ベース１の上面には、加工材３５の側面を支持するフェンス３が固定されている。又、ターンテーブル２の上面中央には、後述する鋸刃１４が侵入する溝部を有する不図示の刃口板が固定され、加工材３５の切断時、鋸刃１４の下端がターンテーブル２の上面よりも下降したとき、鋸刃１４が前記刃口板の溝部に侵入し、加工材３５の仕上面への毛羽立ちを防止する役目を果たしている。

更に、ターンテーブル２の後端には、ホルダシャフト４を介して支持部材となるホルダ５を立設し、ホルダシャフト４の軸心をターンテーブル２の上面とほぼ一致させることで、ホルダ５はホルダシャフト４を支点としてターンテーブル２の上面を中心に左右傾斜自在に軸支されている。

図１に示すように、ターンテーブル２の後部にはホルダ支持面２ａが形成されており、ホルダ５の後部にはサポート２８が支持され、該サポート２８の上部からはレバー６が挿通している。このレバー６は、スライダー２９に螺合しており、レバー６を回転させることによりスライダー２９を上下摺動可能に保持する。レバー６を回転させてスライダー２９を上方向へ摺動させると、サポート２８の斜面２８ａとスライダー２９の斜面２９ａによってスライダー２９はターンテーブル２側へ移動するため、ターンテーブル２のホルダ支持面２ａとホルダ５が密着し、ホルダ５の傾動が固定される。尚、ホルダ５が左右４５°程度傾斜できるよう構成されている。

直角切断の状態（ホルダ５がターンテーブル２に対して直角に立設した状態）において、ホルダ５の上方にターンテーブル２の上面に対して平行且つ上下に並列した摺動部材となる２本のガイドバー７を固着し、前端にガイドバー７を支持するためのサポート９が設けられている。ガイドバー７のホルダ５とサポート９間には２つの貫通孔８ａが穿設され、各貫通孔８ａ内には不図示の摺動保持部材が設けられ、丸鋸部ホルダ８の貫通孔８ａ内に摺動部材となる２本のガイドバー７がそれぞれ挿通されている。ここで、丸鋸部ホルダ８の側面に設けられたノブ１０は、ガイドバー７を押圧し摺動を固定するものである。

又、丸鋸部ホルダ８の上方には、シャフト１１を介してベース１の上面に対して上下揺動自在に丸鋸部１２が軸支されている。そして、丸鋸部ホルダ８と丸鋸部１２の間には、丸鋸部１２を上方に付勢するスプリング１３が設けられている。

丸鋸部１２は、鋸刃軸１５の段差部に当接するギヤ１６（図４参照）を回転自在に支持し、鋸刃１４を固定している。鋸刃軸１５の上部には、ギヤ１６と噛み合うピニオン１７aを形成したプーリ軸１７が配置されており、ピニオン１７ａの右側にはプーリ１８が保持されている。

更に、丸鋸部１２は、鋸刃１４の下半部を覆う鋸カバー１９とギヤケース２０と、鋸刃１４を回転駆動するモータ部２１を備えており、モータ部２１のモータ軸２２の右先端の小径部には、大径部となるプレート４０と回転部材であるプーリ２３が挿通支持されている。ここで、プーリ２３は、モータ軸２２に回転可能且つ軸方向に移動可能に支持されている。

そして、モータ軸２２の端部には、規制部材であるナット４２が螺着されており、モータ軸２２上のプーリ２３とナット４２の間には、プーリ２３を前記プレート４０の当接面側に付勢する付勢手段であるスプリング４１が介装され、通常状態では、プーリ２３は図示のようにプレート４０の当接面に当接している。

又、プーリ２３と下部プーリ１８間には、モータ部２１の動力を伝達する伝達ベルト２４が巻装され、モータ部２１及びモータ軸２２は、モータハウジング２５で覆われ、モータ部２１の前端にはハンドル２６が取り付けられている。ここで、モータハウジング２５は、鋸刃１４の外周より外側で、且つ、鋸刃１４の延長線上を交差する方向に配置され、鋸刃１４の両側から出張るように設けられている。

更に、ホルダ５の前面には、傾斜時の位置決め部材となるストッパ５ａ，５ｂが設けられ、ターンテーブル２の上面後方にはストッパ５ａ，５ｂの移動軌跡上に位置するように傾斜調整部材であるストッパボルト３０，３１が垂直方向に螺着されて。ホルダ５を傾斜させると、所定の傾斜角度でストッパ５ａ，５ｂがストッパボルト３０，３１の各々の頭部に係合し、丸鋸部１２の傾斜位置を設定する。ストッパボルト３０は、ホルダ５が左方向に４５°の位置に傾斜したときにストッパ５ａに係合するように設けられている。

又、ストッパボルト３１は、ホルダ５が右方向に４５°の位置に傾斜したときにストッパ５ｂに係合するように設けられている。更に、ターンテーブル２の上部には貫通孔２ｂが形成され、直角時の位置決め部材となるピン３２が前後に水平移動自在に軸支され、図２に位置するときホルダ５にはピン３２の移動軌跡上に位置するようにストッパボルト３３が垂直方向に螺着されている。ホルダ５が直角切断位置になったとき、ストッパボルト３３の先端とピン３２の外径部が接触する。

上記構成において、丸鋸部１２を垂直位置に設定して加工材３５を直角切断するには、ホルダ５が垂直位置になったとき、ピン３２を前方へ移動させて傾斜調整部材であるストッパボルト３３の先端とピン３２の外径部が接触する位置にし、レバー６を締めてホルダ５の傾斜位置を固定した状態で、加工材３５を切断することができる。加工材３５を切断するには、ハンドル２６に設けたスイッチを押し、モータ部２１が駆動されると、刃軸１５を介して鋸刃１４が回転駆動される。

上記状態でハンドル２６を握り、スプリング１３の付勢力に抗して丸鋸部１２を押し下げて加工材３５を切断する。そして、鋸刃１４が前記刃口板の溝内へ入り、加工材３５の切断が完了した時点でスイッチ２７を切ると電磁ブレーキによって鋸刃１４の回転が停止する。その後、丸鋸部１２を持ち上げると、スプリング１３の付勢力で該丸鋸部１２が元の上限位置に復帰する。尚、角度切りを行う場合には、ターンテーブル２を回転させて前述した切断方法で加工材３５の切断を行う。

このとき、図６に示すように、止まっている鋸刃１４を回転させる起動時と回転している鋸刃１４を停止させる停止時には、モータ軸２２に瞬間的に大きなトルクが発生する。プーリ２３は、スプリング４１の付勢力（押付力）によってプレート４０の当接面に当接しているため、該プーリ２３とモータ軸２２の伝達力（Ｔ）は、スプリング４１の付勢力を（Ｆ）、プーリ２３の左右の接触直径を（Ｄ１），（Ｄ２）、接触部の摩擦係数を（μ）とすると、次式にて表される。

Ｔ＝Ｆ×μ×（Ｄ１＋Ｄ２） …伝達トルク計算式
この伝達トルクの設定を切断時トルクよりも大きく設定しておけば、切断に支障は生じない。つまり、切断時のトルクよりも起動時と停止時のトルクの方が大きいため、瞬間的にはプーリ２３とモータ軸２２が滑りながら回転するようになる。そのため、設定滑りトルク値以上のトルク差が発生した場合には、プーリ２３とモータ軸２２との間で滑りながら回転しつつ、プレート４０による摩擦によってトルク差を減少させ、設定滑りトルク値より小さいトルク差になるとトルクを全て伝達するようになる。

次に、丸鋸部１２を左右傾斜させる方法について説明する。

レバー６を緩めてホルダ５の固定状態を解除し、ホルダ５を左又は右方向へ傾斜させる。このとき、モータ部２１の重心はホルダシャフト４のほぼ真上に位置するため、丸鋸部１２を左傾斜、右傾斜のどちら側でもほぼ一定の力で傾斜させることができる。レバー６を緩めてホルダ５の固定状態を解除し、ホルダ５を左方向へ傾斜させると、ストッパ５ａがストッパボルト３０に当接し、丸鋸部１２は左傾斜４５°の状態に位置決めされる。この状態で、レバー６を締めてホルダ５の傾斜位置を固定する。以後は前述した切断方法で加工材３５の切断作業を行う。

更に、直角切り、角度切り、傾斜切りで幅の広い加工材を切断する場合には、フェンス３面に加工材３５を押し付けて固定した後、ノブ１０を緩め、ハンドル２６で手前側（図１の右方向）に引くと、丸鋸部ホルダ８及び丸鋸部１２は一体となって前方に移動する。ハンドル２６を押し下げて切り込みを与えた後、後方に丸鋸部１２を摺動させながら切断を行う（図３の状態）。切断後、押し下げていた力を弱くすれば、スプリング１３によって丸鋸部１２が上方に押し上げられる。

上記したように、スライド、直角、角度、傾斜切り、或いは、前述した角度切りの切断方法と傾斜切りの方法を組み合わせた複合切断が可能である。

而して、本実施の形態によれば、プーリ２３とモータ軸２２とのトルク差が一定値以上になると、プーリ２３がスプリング４１の付勢力に抗してモータ軸２２上を移動してプレート４０の当接面から離れるため、両者間に発生していた摩擦力が発生しなくなり、モータ軸２２からプーリ２３への回転力の伝達が遮断される。このため、モータ起動時及びブレーキ停止時の反動を簡単な構成で低減して動力伝達用ベルト２４やギヤ等を保護することができる。

又、本実施の形態では、モータ軸２２の小径部上に、プーリ２３との間でスプリング４１を挟持するナット４２を螺着したため、プーリ２３をプレート４０の当接面に付勢する付勢力を任意に設定することができる。この付勢力により、伝達トルク計算式に示すように、プーリ２３とモータ軸２２との間での伝達可能なトルク差を任意に設定することができる。この伝達可能なトルク差と伝達不可能なトルク差との境界を設定滑りトルク差として図６に示す。又、この設定滑りトルク差は任意に設定し得るものであり、例えば、停止時の回転軸と回転部材とのトルク差の絶対値以上の値に設定することができる。

尚、以上の実施の形態では、上方のプーリ２３をスプリング４１で付勢する構成を採用したが、下方のプーリ１８を軸方向に移動可能に支持してこれをスプリングで付勢する構成を採用しても良い。

又、以上の実施の形態では、プーリによるベルト伝達方式について説明したが、図７及び図８に示すように、ギヤ伝達方式を採用する卓上切断機に対しても本発明を適用することができる。
即ち、図７に示すように、モータ軸１２２の先端にピニオン１２２ａを有し、ピニオン１２２ａと嵌合するギヤ１１６を付勢手段であるスプリング１４１と規制部材であるナット１４２によって鋸刃軸１１５を保持して鋸刃１４を回転駆動して切断を行う卓上切断機に対しても本発明を適用することができる。

又、図８に示すように、モータ軸２２２の先端にベベルピニオン２２２ａを有し、該ベベルピニオン２２２ａと嵌合するベベルギヤ２１６を付勢手段であるスプリング２４１と規制部材であるナット２４２によって鋸刃軸２１５を保持して鋸刃１４を回転駆動して切断を行う卓上切断機に対しても本発明を適用することができる。

本発明に係る卓上切断機の側面図である。 本発明に係る卓上切断機の正面図である。 本発明に係る切断状態を示す卓上切断機の側面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図４のＢ部拡大詳細図である。 モータ起動−加工材切断モータ停止時における回転軸と回転部材の伝達トルクの絶対値及び設定滑りトルク値を示す図である。 本発明に係る卓上切断機の他の形態を示す要部断面図である。 本発明に係る卓上切断機の他の形態を示す要部断面図である。

符号の説明

１２ 丸鋸部
１４ 鋸刃
１５ 鋸刃軸
１６ ギヤ
１７ プーリ軸
１７ａ ピニオン
１８ プーリ
２２ モータ軸
２３ プーリ
２４ 伝達ベルト
２６ ハンドル
２７ スイッチ
４０ プレート
４１ スプリング
４２ ナット
１１５ 鋸刃軸
１１６ ギヤ
１２２ モータ軸
１２２ａ ピニオン
１４１ スプリング
１４２ ナット
２１５ 鋸刃軸
２１６ ベベルギヤ
２２２ モータ軸
２２２ａ ピニオン
２４１ スプリング
２４２ ナット

Claims (7)

1. 駆動源であるモータと、該モータの回転力によって回転駆動される先端工具と、該先端工具と前記モータとの間に配された伝達手段を備えた電動工具において、
   前記該伝達手段を、小径部と大径部間に当接面を有する回転軸と、該回転軸の小径部に回転可能且つ軸方向に移動可能に配置された回転部材と、該回転部材を前記回転軸の当接面側に付勢する付勢手段を含んで構成し、前記回転部材と前記回転軸とのトルク差に応じて前記回転部材を前記付勢手段の付勢力に抗して回転軸上を移動させて前記回転軸から前記回転部材への回転力の伝達を遮断するようにしたことを特徴とする電動工具。
2. 前記伝達手段をベルトを含んで構成し、該ベルトを前記回転部材の外周に巻装したことを特徴とする請求項１記載の電動工具。
3. 前記回転部材の外周に、前記モータの出力軸に形成されたピニオンと噛合する歯部を設けたことを特徴とする請求項１記載の電動工具。
4. 前記回転軸の小径部上に、前記回転部材との間で前記付勢手段を挾持する規制部材を設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電動工具。
5. 前記規制部材を前記回転軸の小径部に螺着したことを特徴とする請求項４記載の電動工具。
6. 前記回転軸を、前記先端工具と回転不能に係合する先端工具軸としたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の電動工具。
7. 前記モータに制動機能を設け、該モータの起動時に前記回転部材が前記回転軸とのトルク差によって前記付勢手段の付勢力に抗して移動し、前記回転軸から前記回転部材への回転力の伝達を遮断するようにしたことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の電動工具。

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