JP2009297800A - Power tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力工具に用いられる平行軸式変速機構の改良技術に関する。 The present invention relates to a technique for improving a parallel shaft transmission mechanism used in a power tool.
平行軸式変速機構を備えた電動工具は、例えば、特公平01−58031号公報(特許文献1)に開示されている。上記公報に記載の平行軸式変速機構は、駆動軸上に固定した互いに歯数の異なる第1及び第2の駆動ギアと、駆動軸と平行な被動軸上に長軸方向に移動可能に取付けられた互いに歯数の異なる第1及び第2の被動ギアとを備え、第1及び第2の被動ギアを被動軸上に沿ってスライドさせて第1及び第2の駆動ギアに対する噛み合い係合を切替えることによってモータの回転速度を高速と低速の2段に変速して先端工具に伝達する構成である。 A power tool provided with a parallel shaft transmission mechanism is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 01-58031 (Patent Document 1). The parallel-shaft transmission mechanism described in the above publication is mounted on the drive shaft so that the first and second drive gears having different numbers of teeth are movable on the driven shaft parallel to the drive shaft so as to be movable in the long axis direction. First and second driven gears having different numbers of teeth, and the first and second driven gears are slid along the driven shaft for meshing engagement with the first and second drive gears. By switching, the rotational speed of the motor is shifted to two stages, high speed and low speed, and transmitted to the tip tool.
上記公報に記載されている従来の平行軸式変速機構によれば、駆動ギアに対する被動ギアの相対位置を変えて変速する際、駆動ギアと被動ギアの噛み合い係合が円滑に行なわれ難いものであり、変速動作の円滑性という点で、なお改良の余地がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、平行軸式の変速機構を備えた動力工具において、変速動作の円滑性を向上するとともに、変速後には当該変速状態を維持する技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a technique for improving the smoothness of a speed change operation and maintaining the speed change state after a speed change in a power tool including a parallel shaft type speed change mechanism. The purpose is to do.
上記課題を達成するため、本発明に係る動力工具の好ましい形態は、動力源と、変速機構を有し、動力源から変速機構を介して駆動される先端工具に所定の加工作業を遂行させる構成とされる。本発明における「動力工具」は、回転運動する鋸刃によって被加工材の切断作業を行なう木工用あるいは金工用の丸鋸や電動カッター、回転運動するサンディングディスクによって被加工材に研磨あるいは研削作業を行なうサンダー、比較的大径の穴明け作業に用いられるダイヤコアドリル、上下2枚のブレードを互いに逆方向に直線状に往復移動させ、生垣の刈り込み作業等を遂行するヘッジトリマ等、各種の電動工具を広く包含する。 In order to achieve the above object, a preferred embodiment of a power tool according to the present invention has a power source and a speed change mechanism, and has a configuration in which a tip tool driven from the power source through the speed change mechanism performs a predetermined machining operation. It is said. The “power tool” in the present invention is a woodworking or metalworking circular saw or electric cutter for cutting a workpiece with a rotating saw blade, and grinding or grinding the workpiece with a rotating sanding disk. Various power tools such as a sander to perform, a diamond core drill used for drilling relatively large diameters, a hedge trimmer that reciprocally moves two upper and lower blades in a straight line in opposite directions, and performs hedge trimming work, etc. Widely encompass.
本発明に係る動力工具の好ましい形態によれば、変速機構を有する。変速機構は、互いに平行に配置された第1及び第2の回転軸と、互いに噛合い係合されるとともに第1の回転軸のトルクを第2の回転軸に伝達する駆動ギアと被動ギアの組み合わせを1単位とし、かつ互いにギア比が異なる第1及び第2のギア列を有する。そして、第1のギア列を経由するトルクの伝達経路が第1の動力伝達経路として定められ、第2のギア列を経由するトルクの伝達経路が第2の動力伝達経路として定められている。また、第1の動力伝達経路上において動力伝達と動力遮断を行う第1のクラッチ、及び第2の動力伝達経路上において動力伝達と動力遮断を行う第2のクラッチを更に有する。そして、先端工具に加わる負荷に応じた、第1及び第2のクラッチの動力伝達状態と動力遮断状態の間での切替わりによって第1及び第2のギア列の噛合い係合状態のままで第1の動力伝達経路と第2の動力伝達経路間で伝達経路の切替えがなされる構成とした。 According to the preferable form of the power tool which concerns on this invention, it has a transmission mechanism. The speed change mechanism includes first and second rotating shafts arranged in parallel to each other, and a drive gear and a driven gear which are engaged with each other and transmit torque of the first rotating shaft to the second rotating shaft. The first and second gear trains have a combination of one unit and different gear ratios. A torque transmission path via the first gear train is defined as the first power transmission path, and a torque transmission path via the second gear train is defined as the second power transmission path. Further, a first clutch that performs power transmission and power cutoff on the first power transmission path and a second clutch that performs power transmission and power cutoff on the second power transmission path are further provided. The first and second gear trains remain engaged with each other by switching between the power transmission state and the power cut-off state of the first and second clutches according to the load applied to the tip tool. The transmission path is switched between the first power transmission path and the second power transmission path.
なお、本発明における「動力源」としては、典型的には、電動モータがこれに該当するが、電動モータ以外のエアーモータ、エンジン等の原動機を好適に包含する。また、本発明における「第1及び第2のギア列の噛み合い係合状態のままで第1の動力伝達経路と第2の動力伝達経路間で伝達経路の切替えがなされる」とは、互いに噛み合い係合するギアの位置を固定したままの状態で、第1の動力伝達経路と第2の動力伝達経路間での伝達経路の切替えがなされる態様、すなわち一方のクラッチが動力伝達状態に切替わったときに、他方のクラッチが動力遮断状態に切替わり、また一方のクラッチが動力遮断状態に切替わったときに、他方のクラッチが動力伝達状態に切替わる態様がこれに該当する。また、本発明における第1及び第2の動力伝達経路は、典型的には、そのいずれか一方が高速低トルク用の動力伝達経路として設定され、他方が低速高トルク用の動力伝達経路として設定される。 The “power source” in the present invention typically corresponds to an electric motor, but preferably includes an air motor other than the electric motor, a prime mover such as an engine. In the present invention, “the transmission path is switched between the first power transmission path and the second power transmission path in the meshing engagement state of the first and second gear trains” means that they are meshed with each other. A mode in which the transmission path is switched between the first power transmission path and the second power transmission path while the position of the gear to be engaged is fixed, that is, one clutch is switched to the power transmission state. When the other clutch is switched to the power cut-off state, and the other clutch is switched to the power cut-off state, the other clutch is switched to the power transmission state. Further, typically, one of the first and second power transmission paths in the present invention is set as a power transmission path for high speed and low torque, and the other is set as a power transmission path for low speed and high torque. Is done.
本発明によれば、噛み合い係合するギア列の位置を固定したままで、第1の動力伝達経路と第2の動力伝達経路間で伝達経路を切替えることができるため、変速動作を円滑に行なうことが可能となり、変速動作の円滑性を向上することができる。
特に、従来の変速機構のように、ギアを軸に沿ってスライドさせてギアの噛み合いを切替えることで変速する構成の場合であれば、軸とギアの嵌合面のクリアランスによるがたつきがあり、摩耗を生じ易く、ギアの耐久性に問題がある。また、ギアの噛み合いを切替える際、ギアが切り離される間際、及びギアが噛み合う初期に、歯面の微小な領域でトルクを受けることから、歯の欠けあるいは摩耗といった強度上の問題が生ずることになり、更には、噛み合うときには、歯の干渉によって異音が発生するといった問題もある。しかしながら、本発明によれば、ギアを常時噛み合い式とすることで、ギアの噛み合いを切替える従来方式に見受けられる上記の各問題を解決することができる。
また、本発明における第1の動力伝達経路の構成要素である第1のギア列のギア比(減速比)と、第2の動力伝達経路の構成要素である第2のギア列のギア比は、互いに異なるように設定される。このため、例えば先端工具に作用する負荷が小さい状態では、ギア比の小さい、例えば第1の動力伝達経路を用いて高速低トルクで加工作業を行い、負荷が大きい状態では、ギア比の大きい、第2の動力伝達経路を用いて低速高トルクで加工作業を行なうことができる。
According to the present invention, since the transmission path can be switched between the first power transmission path and the second power transmission path while the position of the gear train to be engaged and engaged is fixed, the speed change operation is smoothly performed. Therefore, the smoothness of the shifting operation can be improved.
In particular, in the case of a structure in which the gear is slid by switching the gear meshing by sliding the gear along the shaft as in the conventional transmission mechanism, there is rattling due to the clearance between the shaft and the gear fitting surface. Wear tends to occur and there is a problem with the durability of the gear. In addition, when switching the meshing of the gear, when the gear is disconnected and at the initial stage of the meshing of the gear, torque is received in a minute region of the tooth surface, resulting in a problem of strength such as missing teeth or wear. Furthermore, there is a problem that abnormal noise occurs due to the interference of teeth when meshing. However, according to the present invention, it is possible to solve the above-described problems found in the conventional method of switching the meshing of the gear by making the gear always meshing.
Further, the gear ratio (reduction ratio) of the first gear train that is a component of the first power transmission path in the present invention and the gear ratio of the second gear train that is a component of the second power transmission path are as follows. Are set to be different from each other. For this reason, for example, when the load acting on the tip tool is small, the gear ratio is small, for example, processing is performed at high speed and low torque using the first power transmission path, and when the load is large, the gear ratio is large. The machining operation can be performed at a low speed and a high torque using the second power transmission path.
本発明に係る動力工具の好ましい形態によれば、特徴的構成として、変速機構は、第1の動力伝達経路と第2の動力伝達経路の間で伝達経路が切替えられた際、動力源が停止されるまで当該切替えられた状態を保持する切替保持機構を有する構成とした。先端工具に加わる負荷の大きさに応じて第1の動力伝達経路から第2の動力伝達経路に自動的に切替わる変速機構においては、先端工具に加わる負荷が切替設定値付近で変動すると、第1の動力伝達経路と第2の動力伝達経路の間で切替わりが頻繁に発生することになる。
本発明によれば、第1の動力伝達経路と第2の動力伝達経路の間で一旦伝達経路が切替えられると、切替保持機構によって切替えられた状態に保持されるため、その後は先端工具に加わる負荷が減っても再び動力伝達経路が切替わることがない。このため、頻繁な切替わりによる耐摩耗性への悪影響あるいは振動の発生といった問題が解消される。
According to a preferred mode of the power tool of the present invention, as a characteristic configuration, the speed change mechanism is configured such that the power source stops when the transmission path is switched between the first power transmission path and the second power transmission path. The switching holding mechanism that holds the switched state until the switching is performed. In a speed change mechanism that automatically switches from the first power transmission path to the second power transmission path according to the magnitude of the load applied to the tip tool, if the load applied to the tip tool fluctuates near the switching set value, Switching between the first power transmission path and the second power transmission path frequently occurs.
According to the present invention, once the transmission path is switched between the first power transmission path and the second power transmission path, it is held in the switched state by the switching holding mechanism, and thereafter is applied to the tip tool. Even if the load decreases, the power transmission path will not be switched again. For this reason, problems such as an adverse effect on wear resistance or occurrence of vibration due to frequent switching are solved.
本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、第1及び第2のクラッチの少なくとも一方は、第1または第2の回転軸上において、互いに対向状に配置された駆動側クラッチ部材と被動側クラッチ部材によって構成されるとともに、駆動側クラッチ部材と被動側クラッチ部材のいずれか一方が、互いに噛み合い係合して動力伝達状態とされる動力伝達位置と、噛み合い係合を解除して動力遮断状態とされる動力遮断位置の間で長軸方向にスライド動作する摺動式噛み合いクラッチによって構成されている。そして、切替保持機構は、駆動側クラッチ部材または被動側クラッチ部材が動力遮断位置に移動されたとき、当該移動されたスライド側のクラッチ部材と係合し、これにより当該スライド側のクラッチ部材を動力遮断位置に保持するラッチ部材を有する構成とされる。
本発明によれば、スライド側のクラッチ部材が動力遮断位置へと移動されたとき、ラッチ部材によってスライド側のクラッチ部材を動力遮断位置に保持できるため、クラッチの動力遮断状態を確実なものとすることができる。
先端工具に加わる負荷の大きさに応じてクラッチが動力伝達位置と動力遮断位置との間で切替わる構成の場合、先端工具に加わる負荷が切替設定値付近で変動すると、クラッチが頻繁に切替わることになり、それに伴い耐久性に悪影響を及ぼす、あるいは動力工具に振動を発生させることにつながる。しかるに、本発明によれば、ラッチ部材によってクラッチが動力遮断状態に保持されることで、上記の問題を解消することができる。
According to the further form of the power tool according to the present invention, at least one of the first and second clutches is driven by a drive-side clutch member and a driven clutch member that are arranged to face each other on the first or second rotating shaft. A power transmission position where either the driving side clutch member or the driven side clutch member is meshed and engaged with each other to be in a power transmission state, and the power is cut off by releasing the meshing engagement. It is constituted by a sliding engagement clutch that slides in the long axis direction between the power cut-off positions. When the drive side clutch member or the driven side clutch member is moved to the power cut-off position, the switching holding mechanism engages with the moved slide side clutch member, thereby causing the slide side clutch member to power. The latch member is configured to be held in the blocking position.
According to the present invention, when the slide-side clutch member is moved to the power cutoff position, the slide-side clutch member can be held at the power cutoff position by the latch member, so that the power cutoff state of the clutch is ensured. be able to.
When the clutch is switched between the power transmission position and the power cut-off position according to the load applied to the tip tool, the clutch is frequently switched when the load applied to the tip tool fluctuates near the switching set value. As a result, the durability is adversely affected or vibration is generated in the power tool. However, according to the present invention, the clutch is held in the power cut-off state by the latch member, so that the above problem can be solved.
本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、スライド側のクラッチ部材の側面には、凹部が形成されている。ラッチ部材は、第1または第2の回転軸に固定されるとともに、凹部に対し周方向に相対移動不能に収容され、これにより第1または第2の回転軸とスライド側のクラッチ部材の間でトルクを伝達する構成とされている。そして、スライド側のクラッチ部材が動力遮断位置へと移動された際には、当該移動動作に基づき凹部から脱出するとともに、当該脱出によって生ずるスライド側のクラッチ部材との回転速度差により回転方向に相対移動してスライド側のクラッチ部材の側面と係合し、これにより当該スライド側のクラッチ部材を動力遮断位置に保持する構成とした。 According to the further form of the power tool which concerns on this invention, the recessed part is formed in the side surface of the clutch member by the side of a slide. The latch member is fixed to the first or second rotating shaft and is accommodated so as not to be relatively movable in the circumferential direction with respect to the concave portion, and thereby, between the first or second rotating shaft and the slide-side clutch member. It is configured to transmit torque. When the slide-side clutch member is moved to the power cut-off position, the slide-side clutch member escapes from the concave portion based on the moving operation, and is relative to the rotation direction due to the rotational speed difference with the slide-side clutch member generated by the escape. The sliding side clutch member is engaged with the side surface of the sliding side clutch member, thereby holding the sliding side clutch member at the power cut-off position.
なお、本発明における「ラッチ部材」は、典型的には、外周面に放射状に突出するトルク伝達用としての複数の突部を周方向等分位置に備えた形状に形成されるが、第1または第2の回転軸とスライド側のクラッチ部材相互間でのトルクの伝達を可能とする形状であれば、上記の形状以外の形状であってもよい。また、本発明における「脱出によって生ずるスライド側のクラッチ部材との回転速度差」とは、ラッチ部材が凹部から脱出することに伴い第1または第2の回転軸とスライド側のクラッチ部材相互間でのラッチ部材によるトルク伝達が不能とされる結果、第1または第2の回転軸とスライド側のクラッチ部材相互間に生ずる回転速度の差をいう。 The “latch member” in the present invention is typically formed in a shape having a plurality of projecting portions for torque transmission projecting radially on the outer peripheral surface at equally spaced positions in the circumferential direction. Alternatively, the shape may be other than the above as long as the torque can be transmitted between the second rotating shaft and the clutch member on the slide side. Further, in the present invention, the “rotational speed difference with the slide-side clutch member caused by escape” means that the first or second rotary shaft and the slide-side clutch member are connected with each other as the latch member escapes from the recess. This is a difference in rotational speed generated between the first or second rotating shaft and the clutch member on the slide side as a result of the torque transmission by the latch member being disabled.
本発明によれば、スライド側のクラッチ部材が動力遮断位置へと移動され、クラッチが動力遮断状態に切替わると、ラッチ部材が動力遮断位置へと移動されたスライド側のクラッチ部材の側面と係合することで、当該スライド側のクラッチ部材を動力遮断位置に保持することができる。特に、本発明においては、ラッチ部材が第1または第2の回転軸とスライド側のクラッチ部材相互間でトルクの伝達を行なう部材を兼用する構成のため、部品点数が減少し、構造の簡素化を図ることができる。 According to the present invention, when the slide-side clutch member is moved to the power cut-off position and the clutch is switched to the power cut-off state, the latch member is engaged with the side surface of the slide-side clutch member moved to the power cut-off position. By combining, the clutch member on the slide side can be held at the power cut-off position. In particular, in the present invention, since the latch member also serves as a member for transmitting torque between the first or second rotating shaft and the sliding clutch member, the number of parts is reduced and the structure is simplified. Can be achieved.
本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、変速機構を収容するギアハウジングを有し、またスライド側のクラッチ部材の外周面には、係合部が形成されている。切替保持機構は、ギアハウジングに径方向への移動可能に設けられてスライド側のクラッチ部材の外周面に径方向から当接するラッチ部材と、当該ラッチ部材をスライド側のクラッチ部材に当接させる方向へと付勢する付勢部材を有する。そして、スライド側のクラッチ部材が動力遮断位置へと移動された際、ラッチ部材が係合部と係合し、これにより当該移動されたスライド側のクラッチ部材を動力遮断位置に保持する構成とした。なお、本発明における「係合部」は、典型的にはスライド側のクラッチ部材の外周面を長軸方向に段付き形状に形成し、当該段付き形状とした際の径方向の壁面によって構成される。また、本発明における「ラッチ部材」は、球体あるいは先端が球面に形成された柱状体によって構成することが好ましい。また、「付勢部材」は、典型的にはバネによって構成されるが、ゴムを好適に包含する。
本発明によれば、切替保持機構の構成部材である、ラッチ部材及び付勢部材がギアハウジングに配置されている。このため、スライド側のクラッチ部材を単純な形状とすることができる。
According to the further form of the power tool which concerns on this invention, it has a gear housing which accommodates a transmission mechanism, and the engaging part is formed in the outer peripheral surface of the clutch member by the side of a slide. The switching holding mechanism is provided in the gear housing so as to be movable in the radial direction, and is in contact with the outer peripheral surface of the slide side clutch member from the radial direction, and the direction in which the latch member is brought into contact with the slide side clutch member And a biasing member that biases toward the side. When the slide-side clutch member is moved to the power cut-off position, the latch member is engaged with the engaging portion, thereby holding the moved slide-side clutch member at the power cut-off position. . The “engagement portion” in the present invention is typically formed of a radial wall surface when the outer peripheral surface of the clutch member on the slide side is formed in a stepped shape in the major axis direction. Is done. In addition, the “latch member” in the present invention is preferably constituted by a sphere or a columnar body having a spherical end. The “biasing member” is typically constituted by a spring, but preferably includes rubber.
According to the present invention, the latch member and the urging member, which are constituent members of the switching holding mechanism, are arranged in the gear housing. For this reason, the clutch member on the slide side can have a simple shape.
本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、動力源が停止された際に、切替保持機構を初期状態に戻すリセット機構を有する構成とした。本発明によれば、リセット機構を備えたことにより、動力源の再起動時に変速機構が支障なく駆動される。 According to the further form of the power tool which concerns on this invention, when the power source was stopped, it was set as the structure which has the reset mechanism which returns a switching holding | maintenance mechanism to an initial state. According to the present invention, since the reset mechanism is provided, the speed change mechanism is driven without any trouble when the power source is restarted.
本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、ラッチ部材は、動力源を停止するべく当該動力源にブレーキが作用した際、スライド側のクラッチ部材とラッチ部材の間に生ずる回転速度差によって凹部に戻される構成とした。すなわち、本発明では、動力源は、典型的には、ブレーキ付きモータとして構成され、当該モータのブレーキを利用したリセット機構を構成することで、ラッチ部材の初期位置へのリセットを合理的に行わせることができる。 According to the further form of the power tool which concerns on this invention, when a brake acts on the said power source in order to stop a power source, a latch member is based on the rotational speed difference which arises between the clutch member and latch member of a slide side. It was set as the structure returned to a recessed part. That is, in the present invention, the power source is typically configured as a motor with a brake, and a reset mechanism using the brake of the motor is configured to rationally reset the latch member to the initial position. Can be made.
本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、動力源及び変速機構を収容する動力工具本体と、動力工具本体の下方に配置されるとともに、被加工材上に載置可能なベースとを有する。そして先端工具は、動力源により変速機構を介して回転駆動されることで被加工材を切断する鋸刃として構成されている。
本発明によれば、変速動作の円滑性の高い平行軸式の変速機構を備えた切断工具を提供することができる。例えば、丸鋸のような切断工具においては、切断作業中に動力伝達経路の切替わりが頻繁に行なわれ、鋸刃の回転速度が頻繁に変速すると、被加工材の切断面に悪影響を及ぼす可能性がある。しかるに、本発明によれば、変速後には当該変速状態に維持されるため、切断面に対する悪影響が回避される。
According to the further form of the power tool which concerns on this invention, the power tool main body which accommodates a power source and a speed change mechanism, and the base which can be mounted on a workpiece while being arrange | positioned under the power tool main body. Have. The tip tool is configured as a saw blade that cuts the workpiece by being rotationally driven by a power source via a speed change mechanism.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cutting tool provided with the parallel-shaft type transmission mechanism with high smoothness of transmission operation | movement can be provided. For example, in a cutting tool such as a circular saw, if the power transmission path is frequently switched during the cutting operation and the saw blade rotation speed is frequently changed, the cutting surface of the workpiece may be adversely affected. There is sex. However, according to the present invention, since the shift state is maintained after the shift, an adverse effect on the cut surface is avoided.
以上のように、本発明によれば、平行軸式の変速機構を備えた動力工具において、変速動作の円滑性を向上するとともに、変速後には当該変速状態を維持する技術が提供されることとなった。 As described above, according to the present invention, there is provided a technique for improving the smoothness of a speed change operation and maintaining the speed change state after a speed change in a power tool including a parallel shaft type speed change mechanism. became.
(本発明の第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態につき、図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、動力工具の一例としてバッテリを搭載した充電式の丸鋸を用いて説明する。図1は本実施の形態に係る丸鋸101の全体構成を示す側面図であり、図2は丸鋸101の全体構成を示す側断面図であり、図3は丸鋸101の全体構成を示す正面から見た断面図である。図1〜図3に示すように、本実施の形態に係る丸鋸101は、概括的に見て、被加工材(便宜上図示を省略する)上に載置されて切断方向に移動されるベース111と、当該ベース111の上方に配置される丸鋸本体部103を主体として構成される。丸鋸本体部103は本発明における「動力工具本体」に対応する。
(First embodiment of the present invention)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment will be described using a rechargeable circular saw equipped with a battery as an example of a power tool. FIG. 1 is a side view showing the overall configuration of the
丸鋸本体部103は、鉛直面内で回転される円板状のブレード(鋸刃)113の概ね上半分を覆蓋するブレードケース104、駆動モータ115を収容するモータハウジング105、変速機構117を収容するギアハウジング107、及び作業者が把持して丸鋸101を操作するハンドグリップ109を主体として構成される。ブレード113は、本発明における「先端工具」に対応し、駆動モータ115は、本発明における「動力源」に対応する。
The
ブレードケース104には、ブレード113の下半分を覆うセーフティカバー106が回動自在に付設されている。そして当該セーフティカバー106を含めたブレード113の下縁部が、ベース111に形成された開口111a(図3参照)を通して下面側に突出されている。セーフティカバー106は、被加工材を切断するべくベース111の前端部(図2において右側)を被加工材上に載置して前方(図1及び図2において右方向)へ移動させたとき、当該被加工材によって前端部を押されることで退避し、ブレードケース104内に収容される。ハンドグリップ109は、ギアハウジング107の上方に連接されるとともに、引き操作することによって駆動モータ115を通電駆動するトリガスイッチ109aを備えている。ブレード113は、駆動モータ115が通電駆動されると、変速機構117を介して回転駆動される。またハンドグリップ109の端部には、バッテリ108が着脱自在に装着される。なお、本実施の形態に係る駆動モータ115は、ブレーキ付きモータであって、また希土類モータが用いられている。また、バッテリ108としては、42ボルト以下のリチウムイオンバッテリを用いることが好ましい。
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次に変速機構117につき、図4及び図5を参照して説明する。本実施の形態に係る変速機構117は、駆動モータ115のモータ軸116に同軸で接続された入力軸121、ブレード113が取付けられる出力軸としてのブレード取付軸125、及び入力軸121とブレード取付軸125の間に配置された中間軸123が、互いに平行に配置された平行3軸式であり、ブレード113に作用する負荷の大きさに応じて自動的に動力伝達経路が高速低トルクから低速高トルクに切替わる2段切替式として構成される。中間軸123は、本発明における「第1の回転軸」及び「前段軸」に対応し、ブレード取付軸125は、本発明における「第2の回転軸」及び「出力軸」に対応する。図4及び図5は平行3軸式の変速機構117の展開断面図であり、図4は動力伝達経路が高速低トルク側に切替えられた状態を示し、図5は動力伝達経路が低速高トルク側に切替えられた状態を示す。なお、以下の説明では、ブレード取付軸125を出力軸という。
Next, the
変速機構117は、入力軸121のトルクがピニオンギア131から第1中間ギア132、中間軸123、第2中間ギア133、第1被動ギア134を経て出力軸125に伝達される第1動力伝達経路P1と、入力軸121のトルクがピニオンギア131から第1中間ギア132、中間軸123、第3中間ギア135、第2被動ギア136を経て出力軸125に伝達される第2動力伝達経路P2を有する。そして、第2中間ギア133と第1被動ギア134のギア比(減速比)が第3中間ギア135と第2被動ギア136のギア比(減速比)よりも小さく設定されている。これにより、第1動力伝達経路P1が高速低トルクの動力伝達経路として定められ、第2動力伝達経路P2が低速高トルクの動力伝達経路として定められている。第1動力伝達経路P1及び第2動力伝達経路P2が矢印付き太線によって示される。第2中間ギア133と第1被動ギア134により、本発明における「第1のギア列」が構成され、第3中間ギア135と第2被動ギア136により、本発明における「第2のギア列」が構成される。
The
変速機構117における、入力軸121、中間軸123及び出力軸125は、それぞれ軸受121a,123a,125aを介してギアハウジング107に回転自在に支持される。駆動ギアとしてのピニオンギア131は、入力軸121に一体に形成されている。第1中間ギア132と第3中間ギア135は、中間軸123上の一端側(駆動モータ115側であって、図示左側)に並列に配置されるとともに、共通のキー137を介して中間軸123と一体化されており、第1中間ギア132がピニオンギア131に常時に噛み合い係合され、第3中間ギア135が出力軸125上の一端側に設けられた第2被動ギア136と常時に噛み合い係合する構成とされる。第2中間ギア133は、出力軸125上の他端側(ブレード113側であって、図示右側)に軸受138を介して相対回転可能に取付けられており、出力軸125の他端側に配置されるとともにキー139を介して当該出力軸125と一体化された第1被動ギア134と常時に噛み合い係合している。
The
本実施の形態に係る丸鋸101においては、ブレード113による被加工材の切断作業時において、ブレード113に作用する負荷が小さい切断作業の初期段階では、出力軸125、すなわちブレード113を、高速低トルクの第1動力伝達経路P1によって回転駆動し、切断作業の進行に伴いブレード113に加わる負荷が一定値以上に達したときには、自動的に低速高トルクの第2動力伝達経路P2に切替わるように構成される。このような第1動力伝達経路P1から第2動力伝達経路P2への切替わりは、中間軸123上に摺動式噛み合いクラッチ141を設け、出力軸125上にはワンウェイクラッチ145を設けることで実現されている。摺動式噛み合いクラッチ141及びワンウェイクラッチ145は、本発明における「第1及び第2のクラッチ」に対応する。
In the
摺動式噛み合いクラッチ141の構成が図4及び図5の他、図6〜図10に示される。図6は摺動式噛み合いクラッチ141の外観図であり、図7は図6のA−A線断面図である。また図8は駆動側クラッチ部材142を示し、図9は被動側クラッチ部材143を示し、図10はトルクリング152を示している。摺動式噛み合いクラッチ141は、図6に示すように、中間軸123の長軸方向において、互いに対向状に配置された駆動側クラッチ部材142及び被動側クラッチ部材143と、駆動側クラッチ部材142を被動側クラッチ部材143に向けて押圧付勢するクラッチバネ144を主体として構成される。駆動側クラッチ部材142と被動側クラッチ部材143は、図8及び図9に示すように、互いに対向する側面にそれぞれ周方向に複数(例えば3個)の略台形状の山形カム142a,143aを有し、それら山形カム142a,143aが互いに噛み合い係合することによってトルクを伝達し(図4及び図6参照)、噛み合い係合が解除することでトルク伝達が遮断される構成とされる(図5参照)。
The structure of the sliding
駆動側クラッチ部材142は、中間軸123に遊嵌状に嵌合されている。すなわち、中間軸123に対し周方向及び長軸方向に摺動自在に取付けられており、当該中間軸123に圧入固定されたトルク伝達部材としてのトルクリング152を介して回転駆動される構成とされる。トルクリング152は、図10に示すように、周方向等分位置に外径方向に突出する複数(3個)のトルク伝達部としての突部152aを備えている。駆動側クラッチ部材142の山形カム142aが形成されている方の側面には、トルクリング152の外形形状に概ね対応する形状の収容空間153が形成されており、当該収容空間153にトルクリング152が周方向への相対移動不能に収容されている。従って、中間軸123と共にトルクリング152が回転されると、駆動側クラッチ部材142は、収容空間153における当該トルクリング152の突部152aと係合する係合凹部153a(図8参照)の径方向の壁面、すなわちトルク伝達面153bを周方向に押圧されることで一体状に回転する。一方、被動側クラッチ部材143は、第2中間ギア133に一体化されている。
The drive side
駆動側クラッチ部材142は、弾性部材としての圧縮コイルバネからなるクラッチバネ144によって、山形カム142aが被動側クラッチ部材143の山形カム143aに噛み合い係合して動力伝達状態とされる位置、すなわち動力伝達位置へと付勢されている。なお、クラッチバネ144は、駆動側クラッチ部材142と第1中間ギア132の間に弾発状に配置されている。
The drive-side
第1動力伝達経路P1によってブレード113が回転駆動されている状態において、当該ブレード113にクラッチバネ144の付勢力を超える一定値以上の負荷が作用すると、山形カム142a,143aの斜面に作用する長軸方向成分の力で駆動側クラッチ部材142が被動側クラッチ部材143から離間する方向へと移動(後退動作)される。すなわち、駆動側クラッチ部材142は、動力解除位置へと移動され、山形カム142a,143aの噛み合い係合が解除されて動力遮断状態とされる。図11(A)には摺動式噛み合いクラッチ141が動力伝達状態から動力遮断状態に変化する態様が示される。そして、摺動式噛み合いクラッチ141が動力遮断状態に切替わると、ワンウェイクラッチ145が作動し、動力伝達経路が高速低トルクの第1動力伝達経路P1から低速高トルクの第2動力伝達経路P2へと切り替えられる。
In a state where the
次にワンウェイクラッチ145につき説明する。ワンウェイクラッチ145の構成が図15及び図16に示される。図15は出力軸125に設けられた各部材を示す側面図であり、図16は図15におけるC−C線断面図である。ワンウェイクラッチ145は、第2被動ギア136と共に回転する外輪146と、外輪146と出力軸125の間に介在される複数の針状ころ147及びバネ148を主体として構成されている。針状ころ147は、外輪146の周方向に所定間隔で形成されたカム溝146a内に転動可能に配置され、バネ148によってカム面146bの噛み合い位置に向かって付勢されている。
Next, the one-way clutch 145 will be described. The configuration of the one-
従って、第1被動ギア134と共に外輪146が出力軸125に対して図16において右回りに回転されると、バネ148の付勢力によって針状ころ147がカム面146bと出力軸125との間に噛み込み、楔作用によって出力軸125を駆動する。この状態が図16に示される。一方、出力軸125が外輪146よりも高速で回転するときには、外輪146が出力軸125に対し相対的に図示左回りに回転することになる。このため、針状ころ147は、カム面146bから離れ、外輪146が出力軸125に対し空転する。つまり、摺動式噛み合いクラッチ141が動力伝達状態にあるときは、外輪146が出力軸125に対し相対的に図示左回りに回転されるため、ワンウェイクラッチ145は、空転し、動力伝達をしない。
Accordingly, when the
上記のように構成された変速機構117によれば、駆動モータ115の停止状態では、摺動式噛み合いクラッチ141は、クラッチバネ144の付勢力で駆動側クラッチ部材142が被動側クラッチ部材143と接近する側へと移動されている。すなわち、両クラッチ部材142,143の山形カム142a,143aが互いに噛み合い係合する動力伝達状態に保持されている。かかる状態で、被加工材の切断作業を行なうべく駆動モータ115が通電駆動されると、駆動モータ115のトルクは、第1動力伝達経路P1を経て出力軸125に伝達される。すなわち、ピニオンギア131、第1中間ギア132、中間軸123、摺動式噛み合いクラッチ141、第2中間ギア133、第1被動ギア134及び出力軸125を経てブレード113が高速低トルクで回転駆動される。
According to the
このとき、中間軸123から第3中間ギア135及び第2被動ギア136を経てワンウェイクラッチ145の外輪146も回転されるが、前述したように、外輪146の回転速度よりも出力軸125の回転速度が高速であるため、外輪146は空転する。
At this time, the
上記のように、ブレード113による被加工材の切断作業は、第1動力伝達経路P1を使用しての高速低トルクで開始する。そして、切断作業が進行し、ブレード113に作用する負荷が摺動式噛み合いクラッチ141のクラッチバネ144にて設定される切替設定値を超えると、当該摺動式噛み合いクラッチ141が動力遮断状態に切替わる。すなわち、図11の(A)に示すように、駆動側クラッチ部材142に対し山形カム142a,143aのカム面(斜面)を経て作用する長軸方向成分で駆動側クラッチ142がクラッチバネ144の付勢力に抗して被動側クラッチ部材143から離間され、山形カム142a,143aの噛み合い係合が解除される。かくして、摺動式噛み合いクラッチ141が動力遮断状態に切替わり、出力軸125の回転速度がワンウェイクラッチ145の外輪146の回転速度を下回ると、バネ148の付勢力によって針状ころ147がカム面146bと出力軸125との間に噛み込み、楔作用によって出力軸125を駆動する。これにより駆動モータ115のトルクの伝達経路が第1動力伝達経路P1から第2動力伝達経路P2に切替わり、ブレード113は、ピニオンギア131と第1中間ギア13のギア比、及び第3中間ギア135と第2被動ギア136とのギア比で定められた低速高トルクで回転駆動される。
As described above, the work for cutting the workpiece by the
上記のように、本実施の形態によれば、ブレード113に作用する負荷が小さい状態では、減速比の小さい第1動力伝達経路P1を使用して高速低トルクで被加工材の切断作業を遂行し、一方、ブレード113に大きな負荷が加わる状態では、ギア比の大きい第2動力伝達経路P2を使用して低速高トルクで切断作業を行なうことができる。
このように、ブレード113に作用する負荷に応じてトルクの伝達経路が高速低トルクの第1動力伝達経路P1から低速高トルクの第2動力伝達経路P2に自動的に切替わる構成としたことにより、変速機構を有しない丸鋸に比べて、駆動モータ115の焼損防止が図れるとともに、バッテリ108の1充電当たりの切断作業量を向上することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the load acting on the
As described above, the torque transmission path is automatically switched from the high-speed and low-torque first power transmission path P1 to the low-speed and high-torque second power transmission path P2 according to the load acting on the
特に、本実施の形態においては、変速機構117を構成するギア列における各ギアの噛み合い係合を保持した状態、すなわち各ギアの位置を固定した状態で、第1動力伝達経路P1から第2動力伝達経路P2に切替えることができるため、変速動作を円滑に行なうことが可能となり、変速動作の円滑性を向上することができる。
In particular, in the present embodiment, the second power is transmitted from the first power transmission path P1 in a state where the meshing engagement of each gear in the gear train constituting the
また、本実施の形態によれば、中間軸123上に摺動式噛み合いクラッチ141を設ける一方、出力軸125上にワンウェイクラッチ145を設けているため、摺動式噛み合いクラッチ141の動作をコントロールすることのみで第1動力伝達経路P1から第2動力伝達経路P2への使用伝達経路の切替えが実現されることになり、合理的な変速機構117を構築することができる。
In addition, according to the present embodiment, since the sliding
また、本実施の形態では、摺動式噛み合いクラッチ141を出力軸125よりも高速低トルクで回転する中間軸123上に設けたので、摺動式噛み合いクラッチ141に作用する負荷を小さくできる。このため、クラッチの保護あるいは耐久性を向上する上で有効となる。また、ギアハウジング107に対する各軸の配置から見て、中間軸はギアハウジング107の中央寄りに配置される。このため、ワンウェイクラッチ145に比べて径方向に大型の摺動式噛み合いクラッチ141を中間軸123上に配置することで、ギアハウジング107の大型化を抑えることが可能になる。
ところで、丸鋸101の最大切り込み深さ(ベース111下面からのブレード111の下縁部の突出量)は、図2において、作業者が、ハンドグリップ109を下向きに押し下げて丸鋸本体部103を、ベース111の前端部に設定された回動軸(便宜上図示を省略する)を回動支点にして回動させたとき、便宜上図示を省略するが、ギアハウジング107に設けられた最大切り込み深さの規制部がベース111のストッパに当接することで規定される。従って、例えば外径の大きい摺動式噛み合いクラッチ141を出力軸125に設けたときは、出力軸125の中心からギアハウジング107の下端面107Lまでの距離が大きくなってしまい、最大切り込み能力に影響する。つまり最大切り込み能力が低下することになるが、本実施の形態によれば、中間軸123に摺動式噛み合いクラッチ141を設ける構成としたことにより、出力軸125からギアハウジング107の下端面107Lまでの距離を小さく設定することが可能なため、最大切り込み能力に影響しない。
Further, in this embodiment, since the sliding
By the way, the maximum cutting depth of the circular saw 101 (the amount of protrusion of the lower edge portion of the
一方、ワンウェイクラッチ145は、出力軸125上に設けている。減速側である出力軸125上の第2被動ギア136は、中間軸123上の第3中間ギア135よりも大径に設定される。このことから、ワンウェイクラッチ145を出力軸125と第2被動ギア136の間に設ける構成とすることで、ワンウェイクラッチ145の配置スペースが確保し易く、ワンウェイクラッチ145を容易に組み込むことが可能になる。
On the other hand, the one-
さて、ブレード113に加わる負荷に応じて自動的に摺動式噛み合いクラッチ141の切替えを行なう構成の場合、ブレード113に加わる負荷がクラッチバネ144にて設定される切替設定値の周辺で変動した場合、摺動式噛み合いクラッチ141が頻繁に切替わることになる。そこで、かかる課題を解決するべく、本実施形態に係る変速機構117は、摺動式噛み合いクラッチ141が一旦動力遮断状態に切替わった後は、当該切替わった状態に保持するラッチ機構151、及び切断作業の停止後(駆動モータ115の停止時)には、初期状態すなわち動力伝達状態に戻すリセット機構を有している。ラッチ機構151は、本発明における「切替保持機構」に対応する。
Now, when the sliding
以下、ラッチ機構151につき、主に図7、図8、及び図10、図11を参照して説明する。ラッチ機構151は、摺動式噛み合いクラッチ141における駆動側クラッチ部材142が動力遮断位置へと移動した際に、当該駆動側クラッチ部材142を動力遮断位置、詳しくは駆動側クラッチ部材142の山形カム142aが被動側クラッチ部材143の山形カム143aから引き離された位置(隙間を置いて対向する位置)に保持する機構として備えられる。ラッチ機構151は、前述のトルクリング152を主体として構成されている。トルクリング152は、本発明における「ラッチ部材」に対応する。
Hereinafter, the
トルクリング152を収容するべく形成された駆動側クラッチ部材142の収容空間153において、トルクリング152の突部152aが係合する係合凹部153aの回転方向前方領域には、前方に向かって上り勾配で傾斜する斜面153cが形成されている。そして、トルクリング152は、駆動側クラッチ部材142が動力伝達位置から動力遮断位置側へと移動して動力遮断状態とされる際、収容空間153から脱出して突部152aが斜面153c上に乗り上げ、これにより駆動側クラッチ部材142の山形カム142aを被動側クラッチ部材143の山形カム143aから引き離すように構成されている。このときの動作態様が図11に示される。図11における(A)がクラッチの動作を示し、(B)がラッチ部材としてのトルクリング152の動作を示している。なお、トルクリング152の突部152aの斜面153cへの乗り上げを円滑化するべく、突部152aの斜面153cとの対向面は、斜面あるいは円弧状の曲面で形成されている。収容空間153は、本発明における「凹部」に対応する。
In the
図11の最上段に示すように、駆動側クラッチ部材142が動力伝達位置に置かれた山形カム142a,143aの噛み合い係合状態では、前述のようにトルクリング152の突部152aが係合凹部153aのトルク伝達面153bと係合し、トルク伝達状態に保持されている。かかる状態において、クラッチバネ144にて設定された一定値以上の負荷がブレード113に作用し、駆動側クラッチ部材142が動力遮断位置に向かって後退動作すると、中間軸123に固定されているトルクリング152が駆動側クラッチ部材142に対し長軸方向、すなわち収容空間153から抜け出る(浮き上がる)方向に相対移動する。これにより、トルクリング152の突部152aが係合凹部153aから抜け出し、トルク伝達面153bから外れると、トルクを受けなくなった駆動側クラッチ部材142とトルクリング152との間に回転速度差が生じる。このため、トルクリング152が駆動側クラッチ部材142に対し周方向に相対移動し、トルクリング152の突部152aが斜面153cの端部に乗り上げる(図11の上から2段目参照)。この突部152aの乗り上げ動作により、駆動側クラッチ部材142が長軸方向に押される。すなわち、駆動側クラッチ部材142に対し山形カム142aを被動側クラッチ部材143の山形カム143aから切り離す方向(長軸方向)に力が加えられ、これにより、山形カム142a,143aの切り離しがアシストされる。その結果、山形カム142a,143aのカム面に作用する負荷が軽減されることになる。このことは、山形カム142a,143aの摩耗を低減することが可能となり、ひいてはクラッチバネ144にて設定される切替設定値の変動を抑制できる。
As shown in the uppermost stage of FIG. 11, in the meshed engagement state of the
駆動側クラッチ部材142が更に後退動作し、山形カム142a,143aの噛み合い係合が解除されると、トルクリング152が駆動側クラッチ部材142に対し周方向に更に相対移動する。このため、突部152aが斜面153cに更に乗り上げる。すなわち、この乗り上げによる山形カム142a,143aの切り離しのアシストは、当該山形カム142a,143aの噛み合い係合の解除後も継続される。これにより、駆動側クラッチ部材142が被動側クラッチ部材143から更に離間され、山形カム142a,143a間に長軸方向の隙間が生ずる。斜面153cに乗り上げた突部152aは、斜面153c前方に直立するストッパ面153dに係止し、その後、トルクリング152と駆動側クラッチ部材142は一体となって回転する。この状態が図11(B)の最下段に示される。
すなわち、トルクリング152は、駆動側クラッチ部材142が動力伝達状態から動力遮断状態へと切替わる際、当該駆動側クラッチ部材142の山形カム142aが被動側クラッチ部材143の山形カム143aから離間する動力遮断位置よりも更に後退移動された位置、つまり山形カム142a,143a間に長軸方向の所定の隙間が確保される隔離位置へと移動させて当該隔離位置に保持する。このように、摺動式噛み合いクラッチ141は、一旦動力遮断側に切替わると、その後ブレード113に加わる負荷の如何に拘わらず動力遮断状態を保持するため、ブレード113に加わる負荷がクラッチバネ144にて設定される切替設定値の周辺で変動した場合であっても、第2動力伝達経路P2を使用しての低速高トルクでの安定した切断作業を遂行することが可能となる。また、駆動側クラッチ部材142が隔離位置へと移動されて当該隔離位置に保持されることで、山形カム142a,143a間に長軸方向に一定の隙間が確保されるので、確実な動力遮断状態が得られ、山形カム142a,143aの当接による異音あるいは振動の発生を防止できる。
When the drive side
That is, when the driving side
一方、切断作業後、駆動モータ115の通電駆動を停止すると、当該駆動モータ115のブレーキが作動する。これにより回転速度が減速される中間軸123と一体に回転するトルクリング152と、慣性トルクによって回転速度を維持しようとする駆動側クラッチ部材142の間には回転速度差が生じ、両部材が周方向に相対的に回動する。この周方向の相対回動は、トルクリング152の突部152aが駆動側クラッチ部材142の斜面153cから下りる方向である。このため、突部152cが収容空間153の係合凹部153aに嵌り込む。すなわち、トルクリング152は、初期位置へと復帰(リセット)することになり、これにより摺動式噛み合いクラッチ141の動力遮断状態の保持が自動的に解除される。つまり、駆動モータ115のブレーキ及び駆動側クラッチ部材142の慣性を利用したリセット機構が構成されている。そして、リセット機構の働きによりトルクリング152による動力遮断状態保持が解除されると、駆動側クラッチ部材142は、クラッチバネ144の付勢力によって動力伝達位置へと移動されることになり、次の切断作業に支障なく備えることができる。
On the other hand, when the energization drive of the
また、本実施の形態に係る変速機構117の場合、駆動モータ115が起動する際、ブレード113の質量が大きく、慣性が大きいと、摺動式噛み合いクラッチ141が誤動作、すなわち、動力伝達状態から動力遮断状態に切替わり、変速する可能性がある。このような不具合を解決するべく本実施の形態に係る変速機構117は、起動時の変速を規制する変速規制機構161を備えている。
In the case of the
以下、変速規制機構161につき、主に図12〜14を参照して説明する。図12は図6におけるB−B線断面図であり、図13は駆動側クラッチ部材142をクラッチバネ装着側から見た斜視図であり、図14はストッパ162を示す斜視図である。本実施の形態に係る変速規制機構161は、駆動側クラッチ部材142に放射状に配置された複数(例えば3個)のストッパ162及び弾性部材としての圧縮コイルバネ163を主体として構成されている。
Hereinafter, the
各ストッパ162及び圧縮コイルバネ163は、駆動側クラッチ部材142のクラッチバネ装着面側(山形カム142aと反対側)の側面周方向等分位置に形成されたストッパ収容凹部164に収容され、径方向に移動可能とされている。各ストッパ162は、内径側の先端部が中間軸123の外周面と対向するとともに、圧縮コイルバネ163によって中間軸123側に向かって押圧付勢されている。中間軸123の外周面には、ストッパ162と対向する領域に周方向の環状溝165が形成されている。そして、駆動側クラッチ部材142が動力伝達位置に置かれたとき、各ストッパ162の径方向の先端部が中間軸123外周の環状溝165に径方向から突入されて弾発状に係合され、これにより駆動側クラッチ部材142を動力伝達位置に保持する構成とされる。この状態が図12及び図4に示される。
Each
なお、圧縮コイルバネ163は、ストッパ162に設けたガイドピン166によって動作の安定化が図られている。また、駆動側クラッチ部材142の側面には、図4及び図5に示すように、ストッパ収容凹部164に収容されたストッパ162及び圧縮コイルバネ163を覆うカバー部材167が取付けられ、このカバー部材167は、クラッチバネ144の一端を支持するバネ受け部材としても機能している。
The
本実施の形態に係る変速規制機構161は、上記のように構成されている。駆動モータ115の停止状態では、摺動式噛み合いクラッチ141が動力伝達状態にある。このため、ストッパ162が中間軸123の環状溝165に係合されている。従って、駆動モータ115の起動時においては、中間軸123の環状溝165に係合するストッパ162によって駆動側クラッチ部材142の長軸方向の移動が規制されることになり、当該駆動側クラッチ部材142は、山形カム142aが被動側クラッチ部材143の山形カム143aと噛み合い係合する動力伝達位置に保持される。これにより、モータ起動時の摺動式噛み合いクラッチ141の誤動作を防止することができる。
The
しかして、駆動モータ115が起動し、回転数が上昇すると、それに伴い駆動側クラッチ部材142とともに回転するストッパ162に作用する遠心力によって当該ストッパ162が圧縮コイルバネ163の付勢力に抗して外側に移動し、環状溝165から脱出する(図5参照)。これにより駆動側クラッチ部材142のストッパ162による移動規制が解除され、駆動側クラッチ部材142のブレード113に加わる負荷に応じた動力伝達状態から動力遮断状態への切替わりが許容される。
Thus, when the
このように、本実施の形態に係る変速規制機構161によれば、ブレード113の慣性が大きい丸鋸101において、駆動モータ115の起動時にブレード113の慣性で変速機構117が変速するといった誤動作が発生せず、これにより変速機構117の利点を十分に活用することが可能になる。また、このような変速規制機構161は、丸鋸101に限らず、研磨、研削作業に用いられるグラインダや比較的大径の穴明け作業に用いられるダイヤコアドリルのように、先端工具の質量が大きい動力工具において特に有効である。
As described above, according to the speed
(本発明の第2の実施形態)
次に本発明の第2の実施形態につき、図17及び図18を参照して説明する。本実施の形態は、出力軸125上に摺動式噛み合いクラッチ141を設け、出力軸125上で変速を行う構成としたものであり、この構成以外については、前述した第1の実施形態と同様に構成される。従って、図17及び図18に示された各構成部材については、同一符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。なお、図17及び図18は変速機構117の構成を示す展開断面図である。
(Second embodiment of the present invention)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a sliding
摺動式噛み合いクラッチ141は、出力軸125上に取付けられている。このような配置構成としたことにより、中間軸123上に配置される第2中間ギア133が当該中間軸123にキー139によって固定され、当該第2中間ギア133と常時に噛み合い係合する第1被動ギア134は、出力軸125に軸受138を介して回転自在に支持される。
The sliding
また、摺動式噛み合いクラッチ141は、駆動側クラッチ部材142と被動側クラッチ部材143とクラッチバネ144を主体として構成されることについては、前述した第1の実施形態の場合と同様であるが、中間軸123上に配置する構成とした第1の実施形態の場合とは、動力の伝達方向が逆転している。つまり、第1被動ギア134と共に回転するクラッチ部材143が駆動側とされ、トルクリング152を介して出力軸125と共に回転するクラッチ部材142が被動側となる。そしてクラッチバネ144は、被動側クラッチ部材142と、ワンウェイクラッチ145が組み付けられる第2被動ギア136との間に介在され、当該被動側クラッチ部材142を駆動側クラッチ部材143に接近させる方向に付勢している。
The sliding
従って、ブレード113に加わる負荷が小さい状態では、駆動モータ115のトルクは、入力軸121のピニオンギア131、第1中間ギア132、中間軸123、第2中間ギア133、第1被動ギア134、摺動式噛み合いクラッチ141及び出力軸125によって構成される第1動力伝達経路P1を経てブレード113に伝達され、ブレード113は、高速低トルクで回転駆動される。この状態が図17に示される。
Therefore, when the load applied to the
そして、クラッチバネ144にて定められる切替設定値を超える負荷がブレード113に作用すると、被動側クラッチ部材142がクラッチバネ144に抗して動力伝達位置から動力遮断位置へ移動される。これにより被動側クラッチ部材142の山形カム142aが駆動側クラッチ部材143の山形カム143aから離間して噛み合い係合が解除される。すると、駆動モータ115のトルクは、入力軸121のピニオンギア131、第1中間ギア132、中間軸123、第3中間ギア135、第2被動ギア136、ワンウェイクラッチ145及び出力軸125によって構成される第2動力伝達経路P2を経てブレード113に伝達され、ブレード113は、低速高トルクで回転駆動される。この状態が図18に示される。
When a load exceeding the switching set value determined by the
上記のように、本実施の形態においても、前述した第1の実施形態と同様、変速機構117を構成するギア列における各ギアの噛み合い係合を保持した状態、すなわち各ギアの位置を固定した状態で、第1動力伝達経路P1から第2動力伝達経路P2に切替えることができるため、変速動作を円滑に行なうことが可能となり、変速動作の円滑性を向上することができる。
As described above, also in the present embodiment, as in the first embodiment described above, the state where the meshing engagement of each gear in the gear train constituting the
(本発明の第3の実施形態)
次に本発明の第3の実施形態につき、図19〜図21を参照して説明する。この実施形態は、摺動式噛み合いクラッチ141が一旦動力遮断状態に切替わった後は、当該切替わった状態に保持するラッチ機構251に関する変形例である。ラッチ機構251以外については、前述した第1の実施の形態と同様に構成される。従って、図19及び図20に示されたラッチ機構251に関係しない変速機構117の各構成部材については、同一符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。なお、図19及び図20は展開断面図として示され、図21は図19のD部の拡大図である。
(Third embodiment of the present invention)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is a modification of the
本実施の形態に係るラッチ機構251は、ギアハウジング107に設置する構成としたものであって、ボール252、スライドブロック253及び圧縮コイルバネ254を主体として構成される。ボール252は、本発明における「ラッチ部材」に対応し、圧縮コイルバネ254は、本発明における「付勢部材」に対応する。ギアハウジング10には、摺動式噛み合いクラッチ141に接近する形でラッチ機構251を取付けるべく、ラッチ装着領域107aが設定されている。ボール252は、摺動式噛み合いクラッチ141における駆動側クラッチ部材142の外周と対向する部位において、ギアハウジング107のラッチ装着領域107aに形成された径方向に貫通するボール保持孔255に挿入され、駆動側クラッチ部材142の長軸方向(中間軸123の長軸方向)と交差する方向への移動が許容されている。なお、圧縮コイルバネ254のバネ定数は、クラッチバネ144のバネ定数よりも大きく設定されている。
The
また、ボール252は、スライドブロック253を介して圧縮コイルバネ254によりラッチ装着領域107aの外側から内側に向かって付勢され、駆動側クラッチ部材142の外面に対し径方向に弾発状に押し付けられている。駆動側クラッチ部材142は、被動側クラッチ部材143に近い方の外径が遠い方の外径よりも小径に形成された段付き円柱状に形成されており、小径部と大径部との連接領域が凹状の曲面256によって形成されている。なお、曲面256は、斜面に置き換えることも可能である。曲面256は、本発明における「係合部」に対応する。圧縮コイルバネ254によって内径方向に押圧されるボール252は、曲面256を介して駆動側クラッチ部材142に対し山形カム142aを被動側クラッチ部材143の山形カム143aから切り離す方向(長軸方向)に力を加え、これにより、山形カム142a,143aの切り離しをアシストする。この切り離しのアシストは、駆動側クラッチ部材142の後退動作の途中位置から開始され、山形カム142a,143aの噛み合い係合が解除されて両山形カム142a,143a間に所定量の隙間が形成されるまで継続されるように曲面256の幅(長軸方向長さ)が設定されている。
Further, the
スライドブロック253は、ラッチ装着領域107aの外面に駆動側クラッチ部材142の長軸方向と平行する方向にスライド可能に取り付けられ、圧縮コイルバネ254によって押圧付勢されている。+スライドブロック253は、ラッチ装着領域107aの外壁面との接触面、すなわちスライド面253aによってボール252を駆動側クラッチ部材142側に向かって押圧可能とされ、このスライド面253aの先端側(圧縮コイルバネ253と反対側)には、ボール252の押圧を解除する切欠部253bが形成されている。
The
摺動式噛み合いクラッチ141が動力伝達状態にあるとき、すなわち駆動側クラッチ部材142が被動側クラッチ部材143側へと移動された動力伝達位置にあるとき、ボール252は、駆動側クラッチ部材142の大径部外面に押されてギアハウジング107の外に突出し、その外面がスライドブロック253の切欠部253bの縁に当接している。この状態がラッチ機構251の初期位置として定められる。この状態が図19に示される。
When the sliding
本実施の形態に係るラッチ機構251は、上記のように構成されている。従って、駆動モータ115のトルクが変速機構117の第1動力伝達経路P1を経てブレード113に伝達されている高速低トルクでの駆動状態では、ラッチ機構251は初期状態を保持している。ブレード113による切断作業に伴いクラッチバネ144にて設定された一定値以上の負荷がブレード113に作用すると、駆動側クラッチ部材142が被動側クラッチ部材143から離間する動力遮断位置へと後退動作(山形カム142a,143aの斜面係合によるものであり、前述した第1の実施の形態と同様である)され、これにより摺動式噛み合いクラッチ141が動力遮断状態に切替えられ、ブレード113に対するトルクの伝達経路が第1動力伝達経路P1から低速高トルクの第2動力伝達経路P2に切替わる。
The
そして、駆動側クラッチ部材142が動力遮断位置へと移動されたとき、すなわち、駆動側クラッチ部材142の山形カム142aが被動側クラッチ部材143の山形カム143aから離間して噛み合い係合が解除されたとき、ボール252が駆動側クラッチ部材142の大径部と小径部の連接領域である曲面256と係合し、これにより駆動側クラッチ部材142が動力遮断位置に保持される。この状態が図20に示される。
When the drive side
本実施の形態においては、駆動側クラッチ部材142の山形カム142aが被動側クラッチ部材143の山形カム143aから離間する手前(例えば、図11(A)における上側から2段目ないし3段目に示す位置)の段階に達したときに、曲面256の後退方向の先端部にボール252が差し掛かるように設定されている。すると、スライドブロック253を介して圧縮コイルバネ254の付勢力を受けるボール252は、曲面256を径方向から押圧し、そのとき曲面256に作用する長軸方向成分によって駆動側クラッチ部材142をクラッチバネ144の付勢力に抗して更に後退動作させる。これにより、駆動側クラッチ部材142は、山形カム142a,143aの噛み合い係合が解除される動力遮断位置よりも更に被動側クラッチ部材143から離間する隔離位置へと後退動作される。これにより、前述した第1の実施形態の場合と同様、駆動側クラッチ部材142の山形カム142aと、被動側クラッチカム143の山形カム143aに長軸方向に一定の隙間を形成することができる(図11(A)における最も下段参照)。
In the present embodiment, the
また、曲面256に係合された状態のボール252は、スライドブロック253のスライド面253aに当接されて径方向外側への移動が規制されるため、摺動式噛み合いクラッチ141の動力遮断状態を確実に保持できる。なお、ボール252により動力遮断状態に保持された駆動側クラッチ部材142の動力伝達状態(初期状態)への復帰は、スライドブロック253を、手指により圧縮コイルバネ254に抗してスライドさせ、スライド面253aによるボール252のロックを解除することで達成される。また、この実施の形態では、駆動側クラッチ部材142と中間軸123との間に介在されるトルクリング152は、トルク伝達部材としてのみ機能するように構成されている。
Further, since the
上述のように、本実施の形態に係るラッチ機構251によれば、摺動式噛み合いクラッチ141が、一旦動力遮断側に切替わると、その後ブレード113に加わる負荷の如何に拘わらず動力遮断状態を保持させることができるため、ブレード113に加わる負荷がクラッチバネ144にて設定される切替設定値の周辺で変動した場合であっても、第2動力伝達経路P2を使用しての低速高トルクでの安定した切断作業を遂行することが可能となる。また、山形カム142a,143a間に長軸方向に一定の隙間が形成された状態に保持できるため、確実な動力遮断状態が得られ、山形カム142a,143aの相互干渉による異音あるいは振動の発生を防止できる。
As described above, according to the
なお、本実施の形態に係る変速機構117は、3軸平行式の場合で説明したが、入力軸と出力軸との2本の平行軸から構成される2軸式であっても成立する。また、ワンウェイクラッチ145を中間軸123側に設けても成立する。また、本実施の形態は、動力工具の例として充電式の丸鋸101の場合で説明したが、これに限られるものではない。丸鋸であっても、バッテリの代わりにAC電源を用いる形式の丸鋸、あるいは図示のような手持式のほか、ベースに設置されたテーブル上に被加工材を載せて切断作業を行なう卓上丸鋸や卓上スライド丸鋸に適用できるし、木工用、金工用のいずれにも適用することが可能である。また丸鋸以外の切断工具、例えば、電動カッターに適用することが可能であるし、レシプロソーやジクソー等のように先端工具が直線往復運動を行なう切断工具に適用することが可能である。更には切断工具以外の動力工具、例えば回転運動するサンディングディスクや砥石によって被加工材に研磨あるいは研削作業を行なうサンダーやグラインダ、あるいは締め付け作業に用いられるドライバやレンチ、または穴明け作業を行なう各種ドリル、更には上下2枚のブレードを互いに逆方向に直線状に往復移動させ、生垣の刈り込み作業等を遂行するヘッジトリマ等、各種の電動工具を広く適用可能である。
更にまた、サンダーやダイヤコアドリル等のように、一台の動力工具において、作業に用いる先端工具の寸法の相違や被加工材の相違等により、先端工具に加わる負荷が相違する動力工具に用いると有効である。
Note that although the
Furthermore, when used for a power tool such as a sander or a diamond core drill, the load applied to the tip tool is different due to a difference in the size of the tip tool used for work or a difference in work material. It is valid.
なお、本発明の趣旨に鑑み、以下の如き態様を構成することができる。
(態様1)
「請求項3に記載の動力工具であって、
前記スライド側のクラッチ部材の側面には、前記凹部の回転方向前方領域と連接する斜面が更に形成されており、
前記ラッチ部材は、前記スライド側のクラッチ部材が動力遮断位置へと移動された際には、当該移動動作に基づき前記凹部から脱出するとともに、当該脱出によって生ずる前記スライド側のクラッチ部材との回転速度差によって前記斜面に乗り上げ、これにより動力遮断位置へと移動された前記スライド側のクラッチ部材を対向側のクラッチ部材から更に引き離すように移動させて当該移動させた隔離位置に保持する構成としたことを特徴とする動力工具。」
態様1に記載の発明によれば、スライド側のクラッチ部材を、噛み合い係合が解除される動力遮断位置よりも更に離間した隔離位置へと移動させて保持する構成であり、このため、確実な動力遮断状態が得られ、駆動側と被動側のクラッチ部材の相互干渉による異音あるいは振動の発生を防止できる。
In view of the gist of the present invention, the following aspects can be configured.
(Aspect 1)
“A power tool according to claim 3,
On the side surface of the clutch member on the slide side, a slope connected to the front region in the rotational direction of the recess is further formed,
When the slide-side clutch member is moved to the power cut-off position, the latch member escapes from the recess based on the moving operation, and the rotational speed of the slide-side clutch member generated by the escape is The slide-side clutch member moved to the power cut-off position due to the difference and thus moved further away from the opposite-side clutch member and held in the moved isolated position. Power tool characterized by "
According to the first aspect of the present invention, the clutch member on the slide side is moved and held to the isolated position that is further away from the power cut-off position where the meshing engagement is released. A power cut-off state is obtained, and it is possible to prevent abnormal noise or vibration due to mutual interference between the driving side and the driven side clutch members.
101 丸鋸(動力工具)
103 丸鋸本体部(動力工具本体)
104 ブレードケース
105 モータハウジング
106 セーフティカバー
107 ギアハウジング
107L 下端面
107a ラッチ装着領域
108 バッテリ
109 ハンドグリップ
109a トリガ
111 ベース
111a 開口
113 ブレード
115 駆動モータ
116 モータ軸
117 変速機構
121 入力軸
121a 軸受
123 中間軸(第1の回転軸)
123a 軸受
125 出力軸(第2の回転軸)
125a 軸受
131 ピニオンギア
132 第1中間ギア
133 第2中間ギア
134 第1被動ギア
135 第3中間ギア
136 第2被動ギア
137 キー
138 軸受
139 キー
141 摺動式噛み合いクラッチ(第1のクラッチ)
142 駆動側クラッチ部材
142a 山形カム
143 被動側クラッチ部材
143a 山形カム
144 クラッチバネ
145 ワンウェイクラッチ(第2のクラッチ)
146 外輪
146a カム溝
146b カム面
147 針状ころ
148 バネ
151 ラッチ機構(切替保持機構)
152 トルクリング(ラッチ部材)
152a 突部
153 収容空間(凹部)
153a 係合凹部
153b トルク伝達面
153c 斜面
153d ストッパ面
161 変速規制機構
162 ストッパ
163 圧縮コイルバネ
164 ストッパ収容凹部
165 環状溝
166 ガイドピン
167 カバー部材
251 ラッチ機構(切替保持機構)
252 ボール(ラッチ部材)
253 スライドブロック
253a スライド面
253b 切欠部
254 圧縮コイルバネ(付勢部材)
255 ボール保持孔
256 曲面(係合部)
101 circular saw (power tool)
103 Circular saw body (Power tool body)
104
123a bearing 125 output shaft (second rotating shaft)
142 Drive side
146 Outer ring
152 Torque ring (latch member)
152a
153a
252 Ball (Latch member)
253 Slide block 253a
255
Claims (7)
前記変速機構は、互いに平行に配置された第1及び第2の回転軸と、互いに噛合い係合されるとともに前記第1の回転軸のトルクを第2の回転軸に伝達する駆動ギアと被動ギアの組み合わせを1単位とし、かつ互いにギア比が異なる第1及び第2のギア列を有し、前記第1のギア列を経由するトルクの伝達経路が第1の動力伝達経路として定められ、前記第2のギア列を経由するトルクの伝達経路が第2の動力伝達経路として定められており、前記第1の動力伝達経路上において動力伝達と動力遮断を行う第1のクラッチ、及び前記第2の動力伝達経路上において動力伝達と動力遮断を行う第2のクラッチを更に有し、
前記先端工具に加わる負荷に応じた、前記第1及び第2のクラッチの動力伝達状態と動力遮断状態の間での切替わりによって前記第1及び第2のギア列の噛合い係合状態のままで前記第1の動力伝達経路と第2の動力伝達経路間で伝達経路の切替えがなされる構成とされており、
前記変速機構は、前記第1の動力伝達経路と第2の動力伝達経路の間で伝達経路が切替えられた際、前記動力源が停止されるまで当該切替えられた状態を保持する切替保持機構を有することを特徴とする動力工具。 A power tool having a power source and a speed change mechanism, and causing a tip tool driven from the power source via the speed change mechanism to perform a predetermined machining operation,
The speed change mechanism includes a first and second rotary shafts arranged in parallel to each other, a drive gear that is engaged with each other and that transmits torque of the first rotary shaft to the second rotary shaft, and a driven gear. The first and second gear trains having a gear combination as a unit and having different gear ratios are defined as a first power transmission route through the first gear train, A torque transmission path that passes through the second gear train is defined as a second power transmission path, a first clutch that performs power transmission and power interruption on the first power transmission path, and the first clutch A second clutch that performs power transmission and power interruption on the power transmission path of the second power transmission path;
The first and second gear trains remain engaged with each other by switching between the power transmission state and the power cutoff state of the first and second clutches according to the load applied to the tip tool. The transmission path is switched between the first power transmission path and the second power transmission path.
When the transmission path is switched between the first power transmission path and the second power transmission path, the speed change mechanism includes a switching holding mechanism that holds the switched state until the power source is stopped. A power tool characterized by comprising:
前記第1及び第2のクラッチの少なくとも一方は、前記第1または第2の回転軸上において、互いに対向状に配置された駆動側クラッチ部材と被動側クラッチ部材によって構成されるとともに、前記駆動側クラッチ部材と被動側クラッチ部材のいずれか一方が、互いに噛み合い係合して動力伝達状態とされる動力伝達位置と、噛み合い係合を解除して動力遮断状態とされる動力遮断位置の間で長軸方向にスライド動作する摺動式噛み合いクラッチによって構成されており、
前記切替保持機構は、前記駆動側クラッチ部材または被動側クラッチ部材が動力遮断位置に移動されたとき、当該移動されたスライド側のクラッチ部材と係合し、これにより当該スライド側のクラッチ部材を動力遮断位置に保持するラッチ部材を有することを特徴とする動力工具。 The power tool according to claim 1,
At least one of the first and second clutches is configured by a driving side clutch member and a driven side clutch member that are arranged opposite to each other on the first or second rotating shaft, and the driving side Either the clutch member or the driven-side clutch member is engaged between the power transmission position where it engages and engages with each other and the power transmission position where the engagement engagement is released and the power is shut off. It consists of a sliding mesh clutch that slides in the axial direction.
The switching holding mechanism is engaged with the moved slide-side clutch member when the driving-side clutch member or the driven-side clutch member is moved to the power cut-off position, and thereby the slide-side clutch member is powered. A power tool comprising a latch member that is held in a blocking position.
前記スライド側のクラッチ部材の側面には、凹部が形成されており、
前記ラッチ部材は、前記第1または第2の回転軸に固定されるとともに、前記凹部に対し周方向に相対移動不能に収容され、これにより第1または第2の回転軸と前記スライド側のクラッチ部材の間でトルクを伝達する構成とされており、前記スライド側のクラッチ部材が動力遮断位置へと移動された際には、当該移動動作に基づき前記凹部から脱出するとともに、当該脱出によって生ずる前記スライド側のクラッチ部材との回転速度差により回転方向に相対移動してスライド側のクラッチ部材の側面と係合し、これにより当該スライド側のクラッチ部材を動力遮断位置に保持する構成としたことを特徴とする動力工具。 The power tool according to claim 2,
A concave portion is formed on a side surface of the clutch member on the slide side,
The latch member is fixed to the first or second rotating shaft and is accommodated so as not to move relative to the recess in the circumferential direction, whereby the first or second rotating shaft and the slide-side clutch are accommodated. Torque is transmitted between the members, and when the slide-side clutch member is moved to the power shut-off position, it escapes from the concave portion based on the moving operation, and is generated by the escape. A structure in which the sliding side clutch member is engaged with the side surface of the sliding side clutch member due to the rotational speed difference with the sliding side clutch member, thereby holding the sliding side clutch member in the power cut-off position. A featured power tool.
前記変速機構を収容するギアハウジングを有し、
前記スライド側のクラッチ部材の外周面には、係合部が形成されており、
前記切替保持機構は、前記ギアハウジングに径方向への移動可能に設けられて前記スライド側のクラッチ部材の外周面に径方向から当接するラッチ部材と、当該ラッチ部材を前記スライド側のクラッチ部材に当接させる方向へと付勢する付勢部材を有し、前記スライド側のクラッチ部材が動力遮断位置へと移動された際、前記ラッチ部材が前記係合部と係合し、これにより当該移動されたスライド側のクラッチ部材を動力遮断位置に保持する構成としたことを特徴とする動力工具。 The power tool according to claim 2,
A gear housing that houses the speed change mechanism;
An engagement portion is formed on the outer peripheral surface of the slide-side clutch member,
The switching holding mechanism is provided in the gear housing so as to be movable in a radial direction, and a latch member that comes into contact with the outer peripheral surface of the slide-side clutch member from the radial direction, and the latch member as the slide-side clutch member An urging member for urging in the abutting direction, and when the slide-side clutch member is moved to the power cut-off position, the latch member engages with the engagement portion, and thereby the movement A power tool characterized in that the clutch member on the sliding side is held at a power shut-off position.
前記動力源が停止された際に、前記切替保持機構を初期状態に戻すリセット機構を有することを特徴とする動力工具。 The power tool according to claim 1,
A power tool comprising a reset mechanism for returning the switching holding mechanism to an initial state when the power source is stopped.
前記ラッチ部材は、前記動力源を停止するべく当該動力源にブレーキが作用した際、前記スライド側のクラッチ部材と前記ラッチ部材の間に生ずる回転速度差によって前記凹部に戻される構成としたことを特徴とする動力工具。 The power tool according to claim 3,
The latch member is configured to be returned to the recess due to a rotational speed difference generated between the slide-side clutch member and the latch member when a brake is applied to the power source to stop the power source. A featured power tool.
前記動力源及び前記変速機構を収容する動力工具本体と、
前記動力工具本体の下方に配置されるとともに、被加工材上に載置可能なベースと、を有し、
前記先端工具は、前記動力源により前記変速機構を介して回転駆動されることで被加工材を切断する鋸刃として構成されていることを特徴とする動力工具。 The power tool according to any one of claims 1 to 6,
A power tool body that houses the power source and the speed change mechanism;
And a base that can be placed on the workpiece while being disposed below the power tool body,
The power tool, wherein the tip tool is configured as a saw blade that cuts a workpiece by being rotationally driven by the power source via the speed change mechanism.
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