JP2015160415A - 卓上切断機 - Google Patents

Abstract

【課題】従来と比較して小型かつ安価な集塵機能付きの卓上切断機を提供する。
【解決手段】切断作業により発生した切屑２００は、ファン２２ａの発生する冷却風の流れに乗り、ハウジング２５の吸込口２５ｃからハウジング２５内に入り、ハウジング２５内の冷却風の経路（切屑案内路）に沿い排出口３７ａに向かって流れる。吸込口２５ｃとモータ２１との間の切屑案内路にはフィルタ４３が設置されており、切屑２００の大部分はフィルタ４３で除去される。フィルタ４３の手前にはトラップ穴４２ａが設けられ、比較的大きな切屑２００は、トラップ穴４２ａを通り、フィルタ４３の下部に配設した集塵ケース４２内に溜まる（落下する）。モータ２１は機械的接点を持たないブラシレスモータであるため、フィルタ４３を通過できるような小さな切屑２００による悪影響は少ない。
【選択図】図５

Description

本発明は、丸鋸刃等の切断工具によって被切断材を切断する、集塵機能付きの卓上切断機に関する。

卓上切断機は、一般に、ベース部と、丸鋸刃等の切断工具を回転駆動する電動機を有する切断部と、切断部を揺動可能に支持する切断部支持機構とを備える。操作者は、切断工具を回転駆動している切断部を手動で下降操作して、ベース部上に載置された被切断材を切断する。切断作業時の切屑を吸入する集塵機構を備える卓上切断機も存在する。

特開平１０−１８０７１３号公報

従来の集塵機構は、電動機の冷却ファンとは別に設けた集塵ファンを回転させる構造のため、機体が大型化し、また部品点数が多く製造原価が高いという問題があった。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、従来と比較して小型かつ安価な集塵機能付きの卓上切断機を提供することにある。

本発明のある態様は、卓上切断機である。この卓上切断機は、
ブラシレスモータと、
前記ブラシレスモータによって回転される切断工具と、
前記ブラシレスモータによって回転され、前記ブラシレスモータを冷却する冷却風を発生するファンと、
前記ブラシレスモータを内蔵するハウジングとを備え、
前記冷却風を前記ハウジング内に吸い込む吸込口が、前記切断工具による切断作業時に発生する切屑の飛散する位置に向けて開口している。

前記吸込口と前記ブラシレスモータとの間の前記冷却風の経路にフィルタが設けられていてもよい。

前記フィルタは、前記冷却風の流入側が下を向くように設けられていてもよい。

前記ブラシレスモータの温度を検出する温度センサを備えてもよい。

比較的大きな切屑を前記吸込口と前記ブラシレスモータとの間の前記冷却風の経路から落下させるトラップを備えてもよい。

前記ファンが、前記ブラシレスモータより前記冷却風の下流側に設けられた遠心ファンであり、前記遠心ファンの径方向延長上に前記冷却風の排出口が設けられていてもよい。

被加工材を載置可能なベース部と、
前記切断工具を回転自在に支持する切断部と、
前記切断工具の軸方向とほぼ平行な揺動軸により前記切断部を前記ベース部の上面に対して上下揺動可能に支持する支持部材と、
前記切断工具の軸方向とほぼ直交し且つ前記ベース部の上面とほぼ平行に延びる傾動軸により前記ベース部に対して傾動可能な、前記支持部材を支持するホルダと、
前記ベース部に対する前記ホルダの傾動を規制する傾動規制手段とを備えてもよい。

前記吸込口が、前記切断工具の軸よりも前記ホルダ側に位置してもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、従来と比較して小型かつ安価な集塵機能付きの卓上切断機を提供することができる。

本発明の実施形態に係る卓上切断機の正面図。 前記卓上切断機の切断作業時の正面図（その１）。 前記卓上切断機の平面図。 前記卓上切断機の切断作業時の正面図（その２）。 図２のＡ−Ａ切断端面図。 集塵ケース４２を分離した状態における図２のＡ−Ａ切断端面図。 図５のファン２２ａの正面図（モータ２１側から見た図）。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係る卓上切断機の正面図である。図２は、前記卓上切断機の切断作業時の正面図（その１）である。図３は、前記卓上切断機の平面図である。図４は、前記卓上切断機の切断作業時の正面図（その２）である。図５は、図２のＡ−Ａ切断端面図である。図６は、集塵ケース４２を分離した状態における図２のＡ−Ａ切断端面図である。図７は、図５のファン２２ａの正面図（モータ２１側から見た図）である。

本実施の形態の卓上切断機において、被加工材３５は、ベース部の上面に載置される。ベース部は、床面等に載置可能なベース１と、ベース１に埋設され、上面がベース１の上面とほぼ面一となるターンテーブル２とを有する。ターンテーブル２は、上面に直交する回動軸を介して回動可能にベース１と連結されている。ベース１には上面とほぼ直交する押さえ面３ａ（図１に示す右側端面）を有する一対のフェンス３が設けられており、断面が直角形状をした図１に示すような被加工材３５を切断加工する際にはフェンス３の押さえ面３ａに被切断材３５の一面を当接させた状態で切断作業を行うことにより、安定した切断作業を行うことができるようにしている。ターンテーブル２をベース１に対して回動させると、ターンテーブル２と連結された後述のホルダ５、ガイドバー７、支持部材８及び丸鋸部１２のフェンス３に対する位置が変化する。これにより、フェンス３の押さえ面３ａと丸鋸刃１４の側面との角度が変化し、フェンス３に当接された被加工材３５を様々な角度で切断加工することができる。

ターンテーブル２の後方側（図１左側）端部付近には、ホルダ５が上方に立設される。ホルダ５は、切断工具としての丸鋸刃１４の側面及びターンテーブル２の上面とほぼ平行に延びた傾動軸４を介してターンテーブル２に接続される。傾動軸４を支点として、ホルダ５はターンテーブル２に対して傾動可能である。また、ターンテーブル２の後方側端部には、上方に突出した突出部２ａが設けられる。この突出部２ａは、ホルダ５に設けられた傾動規制手段を構成するクランプレバー６の操作によってホルダ５との相対移動が規制され、これによりターンテーブル２に対するホルダ５の傾動位置が固定される。このように、クランプレバー６の操作によって、ホルダ５とターンテーブル２との傾動を固定・解除可能となっている。なお、ターンテーブル２の突出部２ａの上方端面は、傾動軸４を中心とした円弧形状をしている。ホルダ５には、ホルダ５の後端面とによって突出部２ａ上端を部分的に覆う形状をした突部２８が設けられている。

ホルダ５の上端部付近には、穴部５ｃが２個形成される（図１）。２個の穴部５ｃは、丸鋸刃１４の側面にほぼ平行に配列される。ホルダ５の穴部５ｃにはそれぞれ、ほぼ同径あるいは若干大径のパイプ材からなる硬質のガイドバー７が挿入される。ホルダ５に対するガイドバー７の抜け及び回動を防止するために、ホルダ５には穴部５ｃ内に突出可能な固定手段５ｄが設けられる。

ホルダ５の穴部５ｃ内に挿入されるガイド部である２本のガイドバー７は、互いにほぼ同じ長さ寸法であり、長さ寸法はターンテーブル２の長手方向の寸法よりも短い。ガイドバー７の前方（図１右側）端部には、係合部材であるサポート９が取り付けられる。サポート９には、ガイドバー７がそれぞれ挿入される２個の穴部９ａが形成される。２個の穴部９ａは、丸鋸刃１４の側面にほぼ平行に配列される。サポート９には穴部９ａ内に突出可能な固定手段９ｂが設けられており、固定手段９ｂによってガイドバー７に対するサポート９の抜け及びガイドバー７の回動を防止している。

ガイドバー７上であってホルダ５とサポート９との間には、支持部材８が設けられる。支持部材８は、丸鋸部１２の揺動軸１１を支持する。支持部材８は、ホルダ５に当接することで丸鋸部１２のホルダ５側への摺動が規制され、サポート９に当接することでホルダ５から離れる方向への摺動が規制される。これにより、支持部材８及び丸鋸部１２が抜け止めされる。支持部材８には丸鋸刃１４の側面と直交する方向に延びる揺動軸１１が固定され、揺動軸１１を介して支持部材８には丸鋸部１２が連結される。揺動軸１１の下方には凹部８ｅが設けられ、凹部８ｅ内にはレーザー発振器４０が設けられる。レーザー発振器４０は、少なくとも丸鋸刃１４の軸方向に移動調整可能であり、丸鋸刃１４の側面の延長線上に延びるレーザー光を被加工材３５上に照射可能となっている。

揺動軸１１の外周には、スプリング１３が設けられる。スプリング１３によって丸鋸部１２は、ベース部から丸鋸刃１４が離れる方向（上方）に揺動するよう付勢されており、通常時には図示しないストッパ機構によって最も上方（反ベース部側）に揺動した位置となる（図１）。切断加工の際には、使用者は、ハンドル部２６を握り、スプリング１３の付勢力に抗して丸鋸部１２を揺動軸１１を支点に下方（ベース部側）に揺動させる。すると、丸鋸刃１４は図示しないターンテーブル２に設けられた溝部内に侵入し、所定量侵入した状態で図示しないストッパ機構によって図２に示すように揺動が停止される。この位置から丸鋸部１２をホルダ５側に付勢することで、支持部材８がガイドバー７上を摺動し、丸鋸部１２及び丸鋸刃１４がホルダ５側に移動し、被加工材３５の切断加工を行うことができる。被加工材３５が幅広の場合には、図４に示すように、ガイドバー７に沿って丸鋸部１２を前方（図４右側）にスライドさせた状態で丸鋸部１２をベース部側に揺動（下降）させ、丸鋸部１２をホルダ５側に付勢すればよい。

図５に示すように、丸鋸部１２は、ギヤ１６と回転固定された鋸刃軸部１５を回転可能に支持し、鋸刃軸部１５上に丸鋸刃１４を回転固定されるよう取付け可能な構成をしている。丸鋸部１２は、ギヤ１６と噛み合うピニオン１７ａを有するプーリ軸１７と、プーリ軸１７と回転固定されたプーリ１８と、丸鋸刃１４の回転軸となる鋸刃軸部１５と平行に且つ丸鋸刃１４の側面延長線と交差するように配置されたモータ２１と、モータ軸２２と回転固定されたプーリ２３と、プーリ１８及びプーリ２３に巻き付きモータ軸２２の回転力をプーリ１８に伝達するための伝達ベルト２４とを有している。

モータ２１は、これを覆うハウジング２５の内部で固定されており、ハウジング２５に設けられた軸受け２５ａ,２５ｂによってモータ軸２２の両端がそれぞれ回転自在に支持されている。ハウジング２５とギヤカバー３７とは一体化されており、駆動部全体の外壁となっている。ハウジング２５内においてモータ軸２２の一端側には、ファン２２ａが固定される。ファン２２ａは、図７に示すように遠心式であり、遠心方向の気流を発生させる複数の羽根２２ｂを備える。丸鋸刃１４を回転させるモータ２１は発熱するため、使用時にこれを冷却することが好ましく、ファン２２ａによりモータ２１を空冷する構成としている。モータ２１の回転に伴ってファン２２ａが回転することによって発生する冷却風は、ギヤカバー下端３７ｂに案内されてハウジング２５の吸込口２５ｃからハウジング２５内に入り、モータ２１を冷却（空冷）し、ギヤカバー３７の後端部に設けられた排出口３７ａを通ってハウジング２５の外部に排出される。排出口３７ａは、ファン２２ａの径方向延長上においてホルダ５側に開口している。吸込口２５ｃは、丸鋸刃１４の軸よりもホルダ５側において、丸鋸刃１４による切断作業時に発生する切屑の飛散する位置に向けて開口している。吸込口２５ｃとモータ２１との間の冷却風の経路には、フィルタ４３が設けられる。フィルタ４３は、一次側（冷却風の流入側）が斜め下を向くように設けられる。ファン２２ａは、モータ２１より、自身の発生する冷却風の下流側に位置する。図２、図５及び図６に示すように、丸鋸部１２には、丸鋸刃１４を図５で示す左右方向に挟むように設けられるガイド板２５ｄ,２５ｅが設けられている。ガイド板２５ｄ,２５ｅは図２に示す状態において、図２の上下方向に延びるように設けられており、丸鋸刃１４による切断作業時に発生した切屑が丸鋸刃１４の回転に伴って吸込口２５ｃよりも図２の右側方向に流れてしまうことを抑制し、切屑が吸込口２５ｃに向かって吸い込まれるようにガイドする。

モータ２１は、機械的接点によって電流のスイッチングを行う整流子が使用されないブラシレスモータである。ブラスレスモータにおいては、これを駆動する電流が、整流子の代わりに電気回路（半導体素子）を用いてスイッチングされることによってモータ軸２２が回転する。モータ２１のファン２２ａとは反対側の端部には、スイッチング基板２９が固定されており、制御回路３０からの信号によってスイッチング基板２９に取り付けられた複数個のスイッチング素子２９ａをオン・オフさせることで、ブラシレスモータであるモータ２１が駆動制御される。制御回路３０は、例えばモータ２１に異常が発生した場合（例えば異常な高温となった場合）に、利用者に対して異常を表示する、例えば警告灯を点灯させる、警告音を発する等の動作を行わせる機能を持つことが望ましい。制御回路３０に入力する電力はＡＣコード３１を介して商用電源が接続されることによって外部から入力される。ただし、ＡＣコード３１を用いず、電池を制御回路３０に接続して動作させることもできる。モータ２１を駆動する電流のオン・オフは、ハンドル部２６に設けられたスイッチ２７によって行われる。また、モータ２１に隣接して、モータ２１の温度を検出する温度センサ４１が設けられる。

ハウジング２５には、丸鋸刃１４の側面の延長線上に位置するハンドル部２６が一体的に設けられる。ハンドル部２６には、モータ２１の駆動を制御するスイッチ２７が設けられる。ハンドル部２６を丸鋸刃１４の側面の延長線上に設けることにより、切断加工時（揺動時）に丸鋸刃１４を介して丸鋸部１２に加わる反力を、丸鋸部１２に傾き等が起きることなく受けることができる。

モータ２１は上述したように丸鋸刃１４の側面の延長線と交差する部分を有するよう配置され、丸鋸部１２はモータ２１の回転力を丸鋸刃１４に伝達するためのベルト機構を有する構成となっていることによって、丸鋸部１２における丸鋸刃１４の軸方向の寸法を小さくすることができる。これによって、傾動軸４を中心にホルダ５及び丸鋸部１２を大きく（例えば左右方向に４５度）傾斜可能な構成とすることができる。

被加工材３５を切断するには、ハンドル部２６に設けたスイッチ２７を操作し、モータ２１を回転駆動させ、鋸刃軸１５を介して丸鋸刃１４を回転させる。この状態で、ハンドル部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（図２）、被加工材３５を切断する。丸鋸刃１４がターンテーブル２の溝部内へ侵入し、被加工材３５の切断が完了した時点で、丸鋸部１２への押し下げ力を解除すると、スプリング１３の付勢力によって丸鋸部１２は元の上限位置（図１）に復帰する。角度切りをする場合は、ターンテーブル２を回転し前述した切断方法で加工材３５の切断作業を行う。傾斜切りをする場合は、クランプレバー６を緩めホルダ５を傾動させ希望位置に傾斜させた後に、クランプレバー６を締めホルダ５の傾動位置を固定し、前述した切断方法で加工材３５の切断作業を行う。

以下、切断作業における切屑の流れを説明する。

切断作業により発生した切屑２００は、ファン２２ａが発生する冷却風の流れに乗り、ギヤカバー下端３７ｂに案内されてハウジング２５の吸込口２５ｃからハウジング２５内に入り、ハウジング２５内の冷却風の経路（切屑案内路）に沿い排出口３７ａに向かって流れる。吸込口２５ｃとモータ２１との間の切屑案内路にはフィルタ４３が設置されており、切屑２００の大部分はフィルタ４３で除去される。また、フィルタ４３の手前にはトラップ穴４２ａが設けられ、比較的大きな切屑２００はフィルタ４３を通ることができないため、トラップ穴４２ａを通り、フィルタ４３の下部に配設した集塵ケース４２内に溜まる（落下する）。集塵ケース４２は、図６に示すようにハウジング２５に対して着脱可能である。フィルタ４３の後段でハウジング２５内を流れる気流７０は、切屑２００が除去されているために、切屑２００による悪影響をほとんど受けずにモータ２１を冷却できる。ただし、フィルタ４３で除去できない、より小さな切屑２００も存在するため、モータ２１は、この小さな切屑２００が混入した冷却風で冷却される場合もある。しかしながら、モータ２１は機械的接点を持たないブラシレスモータであるため、フィルタ４３を通過できるような小さな切屑２００による悪影響は少ない。図１に破線で示す集塵バック４４を排出口３７ａと接続する、あるいは排出口３７ａに集塵機と接続したホースを接続することで、小さな切屑２００を飛散させずに回収することができる。なお、ファン２２ａが発生する冷却風によりモータ２１が冷却されると共に、電流が流れることにより比較的温度上昇が起きやすいスイッチング素子２９ａや制御回路３０も冷却風により冷却されることになり、スイッチング素子２９ａや制御回路３０の故障を抑制することができる。

フィルタ４３が多くの切屑２００によって目詰まりした場合には、フィルタ４３によって気流７０が阻害され、冷却風が流れにくくなる。この場合にはモータ２１の温度が上昇するが、この温度上昇は、温度センサ４１で検出可能である。制御回路３０は、モータ２１の一定以上の温度上昇を検出すると、警告灯を点灯させる、警告音を発する等の制御を行うことができる。あるいは、スイッチ２７がオンとされた場合でも強制的にモータ２１に流れる電流を遮断する等の制御を行うことができる。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) モータ２１の冷却用のファン２２ａを切屑吸込用（集塵用）のファンとしても機能させるため、ファン２２ａとは別に集塵用のファンを設ける場合と比較して、機体の小型化が可能であり、また部品点数が少なく製造原価を安くすることができる。

(2) 吸込口２５ｃとモータ２１との間の冷却風の経路にフィルタ４３を設けているため、大部分の切屑２００はフィルタ４３で除去されモータ２１には到達しない。したがって、モータ２１の冷却用のファン２２ａを集塵用としても利用することによる不都合はほとんど無い。

(3) 仮にフィルタ４３で除去できない小さな切屑２００がモータ２１に到達しても、モータ２１は機械的接点を持たないブラシレスモータであるため、フィルタ４３を通過できるような小さな切屑２００による悪影響は少ない。

(4) 比較的大きな切屑２００をトラップにより冷却風の経路から集塵ケース４２内に落下させるため、大きな切屑２００が冷却風の経路に溜まって冷却風の流れを阻害したり、大きな切屑２００がフィルタ４３に引っ掛かったままとなってフィルタ４３の吸引効率が低下したりすることを防止できる。

(5) フィルタ４３に切屑２００が溜まってきてフィルタ４３の吸引効率が低下すると、冷却風の風量が少なくなってモータ２１の温度が上がってくるが、温度センサ４１によってモータ２１の温度を監視しているため、制御回路３０はモータ２１が異常な高温となる前に警告や通電停止等の措置を取ることが出来る。

(6) ファン２２ａがモータ２１よりも冷却風の下流側にあって遠心流を発生するため、軸流ファンでモータ２１に気流を押し込む場合と比較してモータ２１を効率的に冷却できると共に、ファン２２ａの径方向延長上に排出口３７ａを設けることで好適に冷却風を排出できる。

(7) フィルタ４３は冷却風の流入側が下を向くように設けられているため、比較的大きな切屑は一度フィルタ４３に付着しても重力で自然にフィルタ４３から集塵ケース４２内に落下しやすく、フィルタ４３が汚れにくい。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

実施の形態では切断工具として丸鋸刃を例示したが、切断工具は回転砥石であってもよい。卓上切断機は、商用電源等の外部交流電源によって駆動されるものに限定されず、電池駆動であってもよい。フィルタ４３を通過した小さな切屑２００がモータ２１の内部に入り込むことを防止するために防風壁部を設け、ファン２２ａの発生する冷却風では固定子コア９ｄの外周側のみを冷却する構成としてもよい。

１ ベース、２ ターンテーブル、３ フェンス、４ 傾動軸、５ ホルダ、６ クランプレバー、７ ガイドバー、８ 支持部材、９ サポート、１１ 揺動軸、１２ 丸鋸部、１３ スプリング、１４ 丸鋸刃、１５ 鋸刃軸部、１６ ギヤ、１７ プーリ軸、１８ プーリ、２１ モータ、２２ モータ軸、２２ａ ファン、２２ｂ 羽根、２３ プーリ、２４ 伝達ベルト、２５ ハウジング、２５ａ,２５ｂ 軸受け、２５ｃ 吸込口、２５ｄ,２５ｅ ガイド板、２６ ハンドル部、２７ スイッチ、２８ 突部、２９ スイッチング基板、２９ａ スイッチング素子、３０ 制御回路、３１ ＡＣコード、３５ 被加工材、３７ ギヤカバー、３７ａ 排出口、４０ レーザー発振器、４１ 温度センサ、４２ 集塵ケース、４３ フィルタ、７０ 気流、２００ 切屑

Claims (8)

1. ブラシレスモータと、
   前記ブラシレスモータによって回転される切断工具と、
   前記ブラシレスモータによって回転され、前記ブラシレスモータを冷却する冷却風を発生するファンと、
   前記ブラシレスモータを内蔵するハウジングとを備え、
   前記冷却風を前記ハウジング内に吸い込む吸込口が、前記切断工具による切断作業時に発生する切屑の飛散する位置に向けて開口している、卓上切断機。
2. 前記吸込口と前記ブラシレスモータとの間の前記冷却風の経路にフィルタが設けられている、請求項１に記載の卓上切断機。
3. 前記フィルタは、前記冷却風の流入側が下を向くように設けられている、請求項２に記載の卓上切断機。
4. 前記ブラシレスモータの温度を検出する温度センサを備える、請求項２又は３に記載の卓上切断機。
5. 比較的大きな切屑を前記吸込口と前記ブラシレスモータとの間の前記冷却風の経路から落下させるトラップを備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の卓上切断機。
6. 前記ファンが、前記ブラシレスモータより前記冷却風の下流側に設けられた遠心ファンであり、前記遠心ファンの径方向延長上に前記冷却風の排出口が設けられている、請求項１から５のいずれか一項に記載の卓上切断機。
7. 被加工材を載置可能なベース部と、
   前記切断工具を回転自在に支持する切断部と、
   前記切断工具の軸方向とほぼ平行な揺動軸により前記切断部を前記ベース部の上面に対して上下揺動可能に支持する支持部材と、
   前記切断工具の軸方向とほぼ直交し且つ前記ベース部の上面とほぼ平行に延びる傾動軸により前記ベース部に対して傾動可能な、前記支持部材を支持するホルダと、
   前記ベース部に対する前記ホルダの傾動を規制する傾動規制手段とを備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の卓上切断機。
8. 前記吸込口が、前記切断工具の軸よりも前記ホルダ側に位置する、請求項７に記載の卓上切断機。