JP4290496B2 - 往復動式電動工具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レシプロソー等の往復式電動工具に関し、被加工材を実際に切断作業する際の工具の挙動特性を考慮した実用的な制振技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
往復動式電動工具の一例として、特開２００１−９６３２号にレシプロソーの構成が開示されている。この先行技術に係るレシプロソーは、先端に工具が取付けられたスライダをモータの回転動作を介して往復動作させるための運動変換機構を有するとともに、当該運動変換機構にカウンタウェイトを設定する構成を有する。このカウンタウェイトは、スライダの往復動作に伴って当該スライダの往復動方向と逆向きに、すなわちスライダの往復動の位相に対し１８０度位相がシフトした状態で往復動するよう構成され、これによってスライダが往復動する際の振動を極力減殺し電動工具の振動抑制を図っている。
【０００３】
かかるカウンタウェイトはスライダの往復動作と逆位相で往復動するので、スライダの長軸方向についてはスライダとカウンタウェイトとの間で慣性力を主体とする運動量の減殺が行え、合理的な制振が可能である。しかしながら、実際に工具を用いて被加工材を切断作業する場合、工具が被加工材からの抵抗を受けることに起因してカウンタウェイトによる減殺タイミングがずれてしまう場合が生じ得るので、更なる実用上の改良の余地がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−９６３２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、往復動式電動工具において工具を往復駆動して実際に被加工材を切断作業する際の工具の挙動ないし特性を考慮しつつ振動を低減するのに有用な技術を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、各請求項記載の発明が構成される。請求項１に記載の発明によれば、モータと、往復動して被加工材に所定の加工作業を行う工具と、前記工具を駆動するべく往復動するスライダと、前記モータの回転出力を前記スライダの往復動作に変換する運動変換部とを有する往復動式電動工具が構成される。本発明における「往復動式電動工具」としては、木工、金工、石工等といった各種被加工材の加工作業に用いられる電動工具が包含され、さらにレシプロソー、ジグソー等の各種工具が広く包含されるものとする。「運動変換部」は、モータの回転出力を適宜スライダの往復動作に切り替えることが可能な一般的運動変換機構を広く包含する。
【０００７】
上記運動変換部は、スライダが往復動するのに対向して往復動するカウンタウェイトを有する。カウンタウェイトは「バランサー」とも称呼される。スライダと、当該スライダの往復動に対向して往復動するカウンタウェイトとの関係につき、本発明における往復動式電動工具では、少なくとも第１および第２の制振モードの間で切り替え可能に構成されている。第１の制振モードでは、スライダとカウンタウェイトが所定の位相差で相互に往復動するよう設定される。また第２の制振モードでは、スライダとカウンタウェイトとが、第１の制振モードとは異なる位相差で相互に往復動するように設定される。
【０００８】
スライダとカウンタウェイトの往復動の位相差を各制振モードで異ならしめるとともに、各制振モード間での切り替えを可能に構成することで、例えば、工具が往復駆動されるものの未だ被加工材に対する加工作業が開始されていない場合と、加工作業が遂行され工具に対する被加工材側からの抵抗が付加された場合とでスライダとカウンタウェイトの往復動の位相を適宜変化させ、カウンタウェイトによるスライダの運動量ないし運動エネルギーの減殺を最適のタイミングで行うよう設定し、無用な振動の発生を抑制することができる。なお本発明では、少なくとも二つの制振モードに切り替えが可能であれば足り、さらに異なる位相差の制振モードを設定したり、あるいは複数の制振モード間で位相差が無段階状に変化していく構成としてもよい。
【０００９】
上記第１の制振モードにつき、スライダとカウンタウェイトとが逆位相で正対しつつ往復動するよう構成するのが好ましい。「逆位相で正対」とは、具体的にはスライダの往復動の位相とカウンタウェイトの往復動の位相とが１８０度、ないし概ね１８０度シフトした状態をいうものとする。このように第１の制振モードとして、スライダとカウンタとを逆位相で対向状に往復動させることで、とりわけ被加工材からの抵抗が工具に作用していない場合、すなわち被加工材への加工作業が遂行されていない場合の往復動式電動工具の振動抑制が効果的に行われることとなる。
【００１０】
本発明においては、第１の制振モードと第２の制振モード間の切り替えは、工具に作用する外力に基づいて行なわれるように構成するのが好ましい。例えば、被加工材に対する加工作業が開始され、被加工材からの加工作業時の抵抗が工具に作用した場合には、当該被加工材からの抵抗によってスライダとカウンタウェイト間の運動量ないし運動エネルギーの減殺のタイミングがずれる可能性があるが、このような場合には、工具に作用する外力に基づいて制振モードを適宜切り替えることで、作業者が格別な操作をすることなく、カウンタウェイトによる運動量の減殺のタイミングを最適化し、往復動式電動工具の振動を効果的に抑制することが可能となる。
【００１１】
（請求項２に記載の発明）
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の往復動式電動工具につき、運動変換部に弾性部材を配置するのが好ましい。そして工具に作用する外力に基づいて当該弾性部材が変形することにより、モータによる回転動作の入力に対するスライダの往復動作の出力タイミングを変化させ、これによって第１の制振モードと第２の制振モードとの間の切り替えが行われるよう構成するのが好ましい。工具に作用する外力に基づいて弾性部材が変形するとともに、当該変形作用を利用して制振モードの切り替えが行われるため、作業時の被加工材からの抵抗の有無、あるいは大小に基づいて制振モードを自動的に切り替えることができ、作業時の利便性が向上することとなる。
【００１２】
とりわけ弾性部材の変形を利用して位相を変化させる構成により、当該弾性部材の変化の度合いに応じてスライダとカウンタウェイトの往復動の位相差を無段階状に変化させることが可能であり、作業時の被加工材側からの抵抗値の変化にきめ細かく対応することができる。しかも弾性部材は工具に作用する外力に基づいて変形するため、外力が作用しなくなった場合には、弾性部材の付勢力によって初期位置すなわち、外力が作用しない状態に対応して規定される初期位置に自動的に復帰することができ、スライダとカウンタウェイトとの往復動の位相差調整を完全に自動化することが可能となる。
【００１３】
（請求項３に記載の発明）
請求項３に記載の発明では、上記請求項２に記載の往復動式電動工具における運動変換部が、回転軸の回りを当該回転軸に偏心して配置された偏心ピンと一体に回転することによってモータによる回転動作をカウンタウェイトの往復動作へ変換する回転体を有する構成とされる。なお、「回転体」としては、典型的には円盤状に形成することが好ましいが、モータによる回転動作をカウンタウェイトの往復動作へ変換する機能を奏するものであれば足りる。回転体は、偏心ピンに対し、スライダの往復動作に対するカウンタウェイトの往復動作タイミングを変化させるための少なくとも２つの異なる位置への設定を可能とするべく回転可能に取り付けられる。回転体の偏心ピンを中心とする回転は、当該回転体に働く遠心力に基づく回転力にカウンタウェイトの慣性力に基づく回転力を加算した複合状の回転力と、当該複合状の回転力に対向する向きに付加された弾性部材による付勢力との釣り合いによって行なわれる構成とされる。
更に回転体は、工具に外力が付加されていない無負荷時には、スライダに対しカウンタウェイトを逆位相で正対しつつ往復動させる第１の位置へと設定され、工具に外力が付加された有負荷時には、スライダに対するカウンタウェイトの往復動を無負荷時における逆位相での正対状態よりも遅くする第２の位置へと設定される構成とされている。
【００１４】
かかる構成により、モータが駆動されると、回転体には偏心ピンを中心として当該回転体の遠心力による回転力と、カウンタウェイトの往復動作の慣性力による回転力とを加算した複合状の回転力が作用する。この複合状の回転力によって回転体は偏心ピン回りに弾性部材の付勢力に抗して回転される。工具に外力が付加されていない無負荷時には、回転体はスライダに対しカウンタウェイトを逆位相で正対しつつ往復動させる第１の位置へと回転され、このとき複合状の回転力と弾性部材の付勢力とが釣り合う。すなわち、回転体は第１の位置に設定されることになり、スライダとカウンタウェイトとの往復動が第１の制振モードに切り替えられる。これにより無負荷状態での往復動式電動工具の振動抑制が合理的に遂行される。
一方、工具に外力が付加された有負荷時には、当該負荷に対応してモータの回転数が低下し、それに伴い回転体に作用する複合状の回転力が小さくなるため、回転体は弾性部材の付勢力により回転され、複合状の回転力と弾性部材の付勢力とが釣り合う第２の位置に設定される。このときの第２の位置は、負荷の大小に対応した位置となる。これにより、スライダとカウンタウェイトとの往復動が第２の制振モードに切り替えられ、負荷の大きさに対応した振動抑制効果を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明の実施の形態では、図１に示すように往復動式電動工具の一例としてレシプロソー１０１を用いて説明する。図１に示すように、本実施の形態に係るレシプロソー１０１は、概括的に見て本体部１０３、本体部１０３に着脱自在に装着されるバッテリ１０５、本体部１０３から突出するスライダ１０７先端のチャック１０９に取付けられて被加工材（便宜上特に図示しない）を切断作業するブレード１１１を主体として構成されている。ブレード１１１は本発明における「工具」に対応する。本体部１０３はモータハウジング１０３ａ、ギアハウジング１０３ｂ、ハンドグリップ１０３ｃが一体として構成されている。
【００１６】
本体部１０３を構成するモータハウジング１０３ａ内にはモータ１１３が配設されており、作業者がトリガスイッチ１１５を投入操作することで当該モータ１１３が駆動され、これによってブレード１１１がスライダ１０７およびチャック１０９とともに図中左右方向に往復動し、被加工材を切断可能に構成される。
【００１７】
本実施の形態に係るレシプロソー１０１の主要部の正面断面構成が図２に示される。なお図２では便宜上ハンドグリップ１０３ｃ内の構造およびブレード１１１の図示を省略している。図２に示すように、先端にチャック１０９が設けられたスライダ１０７は、軸受１０７ａによって長軸方向（図中左右方向）に往復動可能に支持されるとともに、本体部１０３のうちのギアハウジング１０３ｂ内に設けられた運動変換機構１２１を介してモータ出力軸１１７と接続されている。運動変換機構１２１は本発明における「運動変換部」に対応する。運動変換機構１２１は、モータ出力軸１１７の回転運動をスライダ１０７の長軸方向（図２中左右方向）への往復直線運動に変換する機構であり、ベベルギア１２３、偏心ピン１２９、クランク１３１、ガイドピン１３３、カムプレート１４５およびカウンタウェイト１３９を主体として構成される。カムプレート１４５が本発明における「回転体」に対応する。
【００１８】
ベベルギア１２３は、ベアリング１２７によって軸支されるとともに図中上下方向に延在する回転軸１２５の上端側に、当該回転軸１２５と一体に回転可能に取付けられている。ベベルギア１２３にはモータ回転軸１１７が噛み合い係合する。偏心ピン１２９は、その一端側（図中下端側）がベベルギア１２３の回転中心から所定距離シフト（偏心）した位置において当該ベベルギア１２３に圧入されて固定状に取付けられる。偏心ピン１２９の他端側（図中上端側）には、カムプレート１４５およびクランク１３１が取り付けられる。
クランク１３１は偏心ピン１２９に対してナット１３０による締結により一体化されている。従って、ベベルギア１２３が回転軸１２５を中心として図３にＱ矢印で示す時計方向に自転すると、クランク１３１は、ベベルギア１２３の回転に伴って回転軸１２５回りに公転動作する偏心ピン１２９とともに一体状に公転する。かかる公転の結果、クランク１３１の先端部に取付けられたガイドピン１３３は、図２に示すように回転軸１２５の右上に位置する状態と、特に図示しないものの回転軸１２５の左上に位置する状態との間で動作可能とされる。
【００１９】
ガイドピン１３３は、ベベルギア１２３の回転中心（回転軸１２５）を挟んで偏心ピン１２９と対向する側に配置され、図中下端側がクランク１３１の一端側に圧入されて固定状に取付けられている。すなわち、ガイドピン１３３、回転軸１２５および偏心ピン１２９は、図３に示すように、それらの各中心１３３ａ，１２５ａ，１２９ａが水平面内における一つの直線Ｐ上に位置するように配置される構成とされる。ガイドピン１３３の図中上端側は、スライダ１０７に形成されたスライダブロック１３７に対しベアリング１３５を介して嵌装される。ガイドピン１３３は、スライダ１０７に対し、当該ガイドピン１３３の径方向および軸方向について変位が規制されつつ相対的に回転可能に取付けられている。
【００２０】
一方、カムプレート１４５は、円盤状に形成されており、ベベルギア１２３とクランク１３１の間に挟み込まれるように配置されている。カムプレート１４５はその重心１４５ａから所定距離シフトした位置において偏心ピン１２９に偏心回転可能に取り付けられる。カムプレート１４５にはカウンタウェイト１３９が遊嵌状に取付けられる。カウンタウェイト１３９は、モータ出力軸１１７を介してベベルギア１２３が回転軸１２５回りに回転駆動された場合に、回転軸１２５を中心として偏心ピン１２９とともに公転するカムプレート１４５により、スライダ１０７の長軸方向（図中左右方向）に往復動可能に構成されている。カウンタウェイト１３９には、図３に示すように長孔状の係合孔１３９ａが形成されており、回転軸１２５回りのカムプレート１４５の公転運動のうち、スライダ１０７の長軸と水平面内で交差する方向の動作成分については当該長孔状の係合孔１３９ａに逃がされ、スライダ１０７の長軸方向への動作成分のみがカウンタウェイト１３９に伝達される構成とされている。すなわちカウンタウェイト１３９は、スライダ１０７の長軸方向への往復動のみが許容される構成とされている。なお図３に示すように、カウンタウェイト１３９は、本体部１０３側に取付けられた保持プレート１４３のスライドガイド部１４３ａに摺動可能に保持されて、確実な往復動作が確保されるように構成されている。
【００２１】
このように、スライダ１０７を駆動するガイドピン１３３と、カウンタウェイト１３９を駆動するカムプレート１４５が、ベベルギア１２３の回転中心である回転軸１２５を挟んで対向状に配置されることで、スライダ１０７とカウンタウェイト１３９は、所定の位相差で往復動を行なう構成とされる。
【００２２】
カムプレート１４５は、その重心１４５ａから所定距離シフトした位置で偏心ピン１２９回りに偏心回転できるように当該偏心ピン１２９に対して遊嵌状に嵌合されている。このため、カムプレート１４５が偏心ピン１２９回りに所定角度偏心回転されると、それに伴いカウンタウェイト１３９は、往復動作のタイミングが変更されることとなる。上記カムプレート１４５の偏心ピン１２９回りの偏心回転が本発明における「回転体の偏心ピンを中心とする回転」に対応する。
すなわち、モータ出力軸１１７を介してベベルギア１２３が回転軸１２５回りに回転駆動された場合、重心１４５ａから所定距離シフトした位置で偏心ピン１２９により支持される構成のカムプレート１４５には、図４および図９に示すように、偏心ピン１２９回りに、当該カムプレート１４５の遠心力に基づく回転力（モーメント）Ｆ１と、カウンタウェイト１３９の慣性力が当該カウンタウェイトとカムプレートとの接触点を介して入力されることに基づく回転力（モーメント）Ｆ２とが作用する。すなわち、カムプレート１４５には、遠心力に基づく回転力Ｆ１と慣性力に基づく回転力Ｆ２とを加算した複合状の回転力が作用する。そしてこの複合状の回転力に対向して付勢力（バネ力）Ｆ３を付加するためのトーションスプリング１４１が設けられている。このトーションスプリング１４１が本発明における「弾性部材」に対応する。
【００２３】
トーションスプリング１４１は、カムプレート１４５に形成された凹所に収容されるとともに、その一端がクランク１３１に係止され、他端がカムプレート１４５に係止されている。すなわち、クランク１３１とカムプレート１４５との間には、トーションスプリング１４１が介装され、これによりカムプレート１４５に対して上記の複合状の回転力と逆方向に付勢力を付加している。従って、カムプレート１４５は、モータ１１３の駆動時には、上記の複合状の回転力とトーションスプリング１４１のバネ力とが釣り合う位置に保持される構成とされる。
【００２４】
本実施の形態では、モータ１１３が所定の回転数で駆動された状態で、ブレード１１１に負荷が作用していない、いわゆる無負荷状態のときには、図４に示すように、カムプレート１４５が当該カムプレート１４５に作用する複合状の回転力によってトーションスプリング１４１を圧縮しつつ偏心ピン１２９回りに偏心回転され、カムプレート１４５の重心１４５ａが前述した直線Ｐ上における回転軸１２５から最も離間した位置に偏心回転されたときに、複合状の回転力とトーションスプリング１４１のバネ力との釣り合うように設定される。すなわち、回転軸１２５の中心１２５ａ、偏心ピン１２９の中心１２９ａ、ガイドピン１３３の中心１３３ａ、およびカムプレート１４５の重心１４５ａが全て直線Ｐ上に位置する態様となり、クランク１３１とカムプレート１４５が直列状に配置された状態となる。このとき、スライダ１０７に対してカウンタウェイト１３９が１８０度の逆位相で正対しつつ往復動作を行なう態様となる。上記のカムプレート１４５の偏心回転位置が本発明における「第１の位置」に対応する（図３の点線参照）。
【００２５】
一方、ブレード１１１に負荷が作用された、いわゆる有負荷状態では、図９に示すように、当該負荷に対応してモータ１１３の回転数が低下し、それに伴いカムプレート１４５に作用する遠心力に基づく回転力Ｆ１と慣性力に基づく回転力Ｆ２との複合状の回転力も小さくなる。このため、カムプレート１４５がトーションスプリング１４１のバネ力Ｆ３によって偏心ピン１２９回りに偏心回転され、それに伴いトーションスプリング１４１のバネ力も小さくなる。かくしてカムプレート１４５は、複合状の回転力とトーションスプリング１４１のバネ力との釣り合う位置へと偏心回転される。この偏心回転により、カムプレート１４５の重心がカウンタウェイト１３９の往復動作の位相が、スライダ１０７に対する位相が上記無負荷時の逆位相での正対状態での往復動作の位相よりも所定角度（α）分だけ遅れることになる。すなわち、カムプレート１４５の重心１４５ａが直線Ｐ上から外れ、クランク１３１に対してカウンタウェイト１４５が屈曲した状態となり、位相差が生ずることになる。このときのカムプレート１４５の偏心回転位置が本発明における「第２の位置」に対応する（図３の二点鎖線参照）。
なお、カムプレート１４５に複合状の回転力が作用していないモータ１１３の停止状態では、特に図示しないものの、カムプレート１４５は、トーションスプリング１４１のバネ力で上記有負荷時の偏心回転角度よりも同方向へ更に大きく偏心回転される。この位置が初期位置となる。
【００２６】
本実施の形態に係るレシプロソー１０１は上記のように構成される。次に当該レシプロソー１０１の作用および使用方法について説明する。図１に示すレシプロソー１０１のハンドグリップ１０３ｃに設けられたトリガスイッチ１１５を作業者が投入すると、バッテリ１０５からの駆動電流によりモータ１１３が通電駆動される。これにより図２に示すモータ出力軸１１７が回転駆動される。モータ出力軸１１７の回転により、当該モータ出力軸１１７に噛み合い係合したベベルギア１２３が回転軸１２５回りに水平面内にて回転駆動（図３において時計方向に回転）される。ベベルギア１２３の回転により回転軸１２５からオフセットして配置された偏心ピン１２９は回転軸１２５回りに公転する。この結果、クランク１３１は当該偏心ピン１２９とともに回転軸１２５回りに水平面内を公転する。
【００２７】
クランク１３１の公転とともにガイドピン１３３も自転しつつ回転軸１２５回りに公転する。ガイドピン１３３はベアリング１３５によってスライダブロック１３７に遊嵌されており、ガイドピン１３３の公転を介してスライダ１０７は長軸方向（図２中左右方向）に直線状に往復動することとなる。なおガイドピン１３３の自転動作は、ベアリング１３５に受承されてスライダ１０７側には伝達されない。これによりスライダ１０７の先端に設けられたチャック１０９に取付けられたブレード１１１（図１参照）がスライダ１０７の長軸方向に往復動して被加工材を切断する。
【００２８】
ところで本実施の形態では、トリガスイッチ１１５が投入されてモータ１１３が駆動されているものの、レシプロソー１０１を被加工材の切断作業に供していない状態、すなわちレシプロソー１０１が無負荷で駆動されている状態では、ブレード１１１には切断抵抗が付加されないので、モータ１１３は、所定の高い回転数で回転される。モータ１１３がこの所定回転数で回転されるとき、上述したようにカムプレート１４５に働く複合状の回転力が最大となる。従って、カムプレート１４５はトーションスプリング１４１を圧縮しつつ偏心ピン１２９回りに偏心回転（図４における右方向に回動）され、スライダ１０７とカウンタウェイト１３９とが逆位相で正対しつつ往復移動する状態のときに、トーションスプリング１４１のバネ力が複合状の回転力と釣り合う。すなわち、無負荷時にはこの状態でカウンタウェイト１３９が往復動される（図４〜図８参照）。この状態を第１の制振モード（第１の振動抑制モード）と定義する。
【００２９】
図４〜図８に示す第１の制振モードにおいては、カムプレート１４５の重心１４５ａが回転軸１２５、ガイドピン１３３および偏心ピン１２９の各中心１２５ａ，１３３ａ，１２９ａを結ぶ直線Ｐ上に位置してカムプレート１４５とクランク１３１とが直列した状態となり、スライダ１０７の往復動の位相とカウンタウェイト１３９の往復動の位相とが、ちょうど１８０度シフトするように設定される。換言すれば、スライダ１０７とカウンタウェイト１３９とは対向状に逆位相でそれぞれ往復動されることとなる。なお第１の制振モードにおけるスライダ１０７の長軸方向への運動量は、スライダ１０７、チャック１０９およびブレード１１１とが一体状に往復動することによって生じる慣性力によって規定される。第１の制振モードでは、スライダ１０７とカウンタウェイト１３９とが逆位相で往復動することにより、スライダ１０７の長軸方向における慣性力に起因する運動量ないし運動エネルギーが、カウンタウェイト１３９の反対方向への移動による運動量ないし運動エネルギーによって減殺され、レシプロソー１０１の振動を効果的に抑制する。
【００３０】
一方、図１に示すトリガスイッチ１１５が投入されてモータ１１３を駆動しつつレシプロソー１０１によって被加工材を切断作業する状態、すなわち被加工材切断に伴う有負荷駆動状態では、スライダ１０７、チャック１０９およびブレード１１１とが一体状に往復動することによって生じる慣性力に加え、さらに被加工材とブレード１１１との間に生じる切断時の抵抗を考慮する必要がある。かかる被加工材による切断抵抗により、カウンタウェイト１３９による減殺のタイミングにずれが生じる場合があるからである。このため本実施の形態に係るレシプロソー１０１の有負荷駆動時における慣性力と切断抵抗との関係を図１４に示す。図１４においては、スライダ１０７、チャック１０９およびブレード１１１とが一体状に往復動することによって生じる慣性力につき、濃色の矢印および符号「Ａ」を用いて示し、切断作業中の被加工材からブレード１１１が受ける切断抵抗につき、白抜きの矢印および符号「Ｂ」を用いて示す。
【００３１】
図１４から理解されるように、慣性力Ａは、スライダ１０７、チャック１０９およびブレード１１１の進行方向に向かって作用し、これとは反対に、切断抵抗Ｂは、これらの要素の進行方向とは反対の方向に向かって作用する。また慣性力Ａは、スライダ１０７、チャック１０９およびブレード１１１の加速度に基づいて規定され、切断抵抗Ｂはこれらの要素の速度に基づいて規定され、両者の間には９０度の位相差が存する。従って、スライダ１０７、チャック１０９およびブレード１１１による慣性力Ａに対し、位相の異なる力（切断抵抗）が、速度を変数とする関数値として加わるため、有負荷駆動の際のレシプロソー１０１における振動抑制を合理的に行うには、こうした諸要素を勘案し、上記慣性力Ａのみならず被加工材から受ける切断抵抗Ｂについて配慮する必要がある。
【００３２】
このように慣性力Ａのみならず切断抵抗Ｂをも考慮した制振対策として、本実施の形態では、カムプレート１４５を偏心回転させてカウンタウェイト１３９の長軸方向の位置を適宜変化させることにより、スライダ１０７の往復動とカウンタウェイト１３９の往復動との位相差を変化させることで対応している。
【００３３】
切断作業中の被加工材からブレード１１１に所定の切断抵抗が付加された場合を例にとると、前記切断抵抗に基づいてモータ１１３の回転数、従ってベベルギア１２３の回転数が低下する。それに伴いベベルギア１２３の回転に伴うカムプレート１４５の公転数も低下する。従ってカムプレート１４５に作用する遠心力およびカウンタウェイト１３９の慣性力も低下する。従って、カムプレート１４５に作用する遠心力および慣性力に基づく偏心ピン１２９回りの複合状の回転力が小さくなる。そのため、図９に示すように、カムプレート１４５がトーションスプリング１４１の付勢力（復元力）で偏心回転（図９における左回りに回動）され、これにより、カムプレート１４５は、その重心１４５ａが直線Ｐ上から外れる。そしてカムプレート１４５は、この状態で回転軸１２５回りに公転してカウンタウェイト１３９を往復動させる（図９〜図１３参照）。この状態を第２の制振モードと定義する。
【００３４】
図９〜図１３においてクランク１３１は回転軸１２５を中心に時計方向（右回り）に回転駆動される。従ってカムプレート１４５は、クランク１３１に対し、当該クランク１３１の回転方向と反対側に向かって偏心ピン１２９回りに相対的に所定角度回転した状態とされる。これによりクランク１３１とカムプレート１４５とが直列した第１の制振モード（図３参照）と比較して、第２の制振モードでは、スライダ１０７の往復動の位相に対し、カウンタウェイト１３９の往復動の位相が相対的に遅れることとなる。換言すれば、カムプレート１４５を偏心ピン１２９回りに偏心回転させることで、第２の制振モードにおけるスライダ１０７とカウンタウェイト１３９の各往復動の位相差は、第１の制振モードに比べて、カウンタウェイト１３９の位相が遅れる側に拡大されるように切り替えられることとなる。
【００３５】
第２の制振モードでは、第１の制振モードと比較して、スライダ１０７の往復動とカウンタウェイト１３９の往復動の位相差が、カウンタウェイト１３９の往復動位相が遅れる側に変化するよう構成されるが、かかる位相の遅れは上記被加工材からブレード１１１が受ける切断抵抗に照応している。すなわち第２の制振モードでは、ブレード１１１が受ける被加工材からの切断抵抗の分だけカウンタウェイト１３９の往復動の位相を遅らせることで、当該カウンタウェイト１３９による減殺タイミングを最適化することが可能とされている。
【００３６】
カムプレート１４５の偏心ピン１２９回りの回転角、すなわちスライダ１０７に対するカウンタウェイト１３９の位相遅れは、ブレード１１１が受ける切断抵抗に基づいてトーションスプリング１４１を適宜変形（復元）させて調整するので、図３に示す第１の制振モードと、図７に示す第２の制振モードとの間を無段階状に可変である。従って、ブレード１１１の往復動の速度、作業者によるブレード１１１への押圧力の大きさ等の各パラメータに応じて被加工材側からの切断抵抗が逐次変化するような場合であっても、その都度最適な減殺タイミングで振動抑制を図ることができる。また切断作業が完了し、レシプロソー１０１を無負荷駆動状態とした場合には、ブレード１１１に対する切断抵抗の付加が解除されることに基づいて、モータ１１３およびベベルギア１２３の回転数が元の無負荷時の回転数に復元する。これに伴いカムプレート１４５に働く遠心力およびカウンタウェイト１３９に働く慣性力に基づく回転力がアップし、トーションスプリング１４１を変形させつつカムプレート１４５が偏心ピン１２９回りに回転し、その重心１４５ａが直線Ｐ上に位置してクランク１３１に対して直列となる状態（第１の制振モード）に自動的に復帰する。
【００３７】
上記した本実施の形態によれば、カムプレート１４５の偏心ピン１２９回りの偏心回転は、ブレード１１１が被加工材から受ける切断抵抗に基づいて生じるように構成される。ブレード１１１が被加工材からの切断抵抗を受けない状態では、カムプレート１４５は、トーションスプリング１４１と複合状の回転力との釣り合いによってクランク１３１に対し直列状をなす状態、すなわち重心が直線Ｐ上に位置するように設定される。
【００３８】
一方、ブレード１１１に被加工材からの切断抵抗が作用した場合、すなわち被加工材の切断作業が行われている場合には、当該切断抵抗の大きさに応じ、トーションスプリング１４１の復元力により、カムプレート１４５が偏心ピン１２９回りに偏心回転し、そのときの偏心回転角は、切断抵抗の大きさに応じて逐次可変とされる。これによりカウンタウェイト１３９の往復動の位相がスライダ１０７の対向した位相に対して遅れることになる。この結果、スライダ１０７とカウンタウェイト１３９の各往復動の位相差は、スライダ１０７、チャック１０９およびブレード１１１の往復動に伴う慣性力のみならず、ブレード１１１が被加工材から受ける切断抵抗を加味したタイミングに調整されることとなる。
【００３９】
なお図９〜１３に示す第２の制振モードの状態よりも大きな切断抵抗が被加工材からブレード１１１に伝えられた場合には、当該切断抵抗により、回転数がさらに低下し、カムプレート１４５は、トーションスプリング１４１の復元力によりクランク１３１に対して図９〜１３に示す状態よりも一層屈曲する。すなわち大きな切断抵抗が生じた場合には、それに併せてカウンタウェイト１３９の往復動の位相が一層遅れるよう調整され、当該カウンタウェイト１３９による最適な減殺タイミングが維持される。
【００４０】
本実施の形態では、当該切断抵抗の大きさに応じてカウンタウェイト１３９による運動量の減殺のタイミングを最適化することが可能となり、レシプロソー１０１の無負荷駆動時および有負荷駆動時それぞれにおける制振、さらに切断抵抗の大きさに応じた制振タイミングの最適化が図られることとなった。
【００４１】
なお本実施の形態では、カウンタウェイト１３９の往復動の位相をスライダ１０７の往復動の位相に対し遅らせることで減殺のタイミングを最適化する構成を採用したが、これとは反対に、カウンタウェイト１３９の位相に対し、スライダ１０７の位相を１８０度シフトした逆位相の状態から早めることでタイミング調整する構成も好適に採用可能である。
【００４２】
また本実施の形態では、往復動式電動工具の一例としてレシプロソー１０１を用いて説明したが、工具が往復動して被加工材を加工作業する形態、例えばジグソー等にも広く適用が可能である。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、往復動式電動工具において、工具を往復駆動して実際に被加工材を切断作業する際の工具の挙動ないし特性を考慮しつつ振動を低減するのに有用な技術が提供されることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態に係るレシプロソーの全体構成を示す側面図である。
【図２】 本実施の形態に係るレシプロソーの主要部の構成を示す部分的断面図である。
【図３】 運動変換機構の構成を平面視で示す。
【図４】 無負荷時（第１の制振モードの状態）におけるカムプレートの作動態様を示す図である。
【図５】 無負荷時のカムプレートの作動態様を示す図であり、図４の状態から時計回りに４５度回転した状態を示す。
【図６】 無負荷時のカムプレートの作動態様を示す図であり、図５の状態から時計回りに４５度回転した状態を示す。
【図７】 無負荷時のカムプレートの作動態様を示す図であり、図６の状態から時計回りに４５度回転した状態を示す。
【図８】 無負荷時のカムプレートの作動態様を示す図であり、図７の状態から時計回りに４５度回転した状態を示す。
【図９】 有負荷時（第２の制振モードの状態）におけるカムプレートの作動態様を示す図である。
【図１０】 有負荷時のカムプレートの作動態様を示す図である。図９の状態から時計回りに４５度回転した状態を示す。
【図１１】 有負荷時のカムプレートの作動態様を示す図である。図１０の状態から時計回りに４５度回転した状態を示す。
【図１２】 有負荷時のカムプレートの作動態様を示す図である。図１１の状態から時計回りに４５度回転した状態を示す。
【図１３】 有負荷時のカムプレートの作動態様を示す図である。図１２の状態から時計回りに４５度回転した状態を示す。
【図１４】 スライダとともに往復動するブレードに生じる力の状態を模式的に示す。
【符号の説明】
１０１ レシプロソー（往復動式電動工具）
１０３ 本体部
１０５ バッテリ
１０７ スライダ
１０９ チャック
１１１ ブレード（工具）
１１３ モータ
１１５ トリガスイッチ
１１７ モータ出力軸
１２１ 運動変換機構（運動変換部）
１２３ ベベルギア
１２５ 回転軸
１２５ａ 中心
１２７ ベアリング
１２９ 偏心ピン
１２９ａ 中心
１３１ クランク
１３３ ガイドピン
１３３ａ 中心
１３５ ベアリング
１３７ スライダブロック
１３９ カウンタウェイト
１４１ トーションスプリング（弾性部材）
１４３ 保持プレート
１４３ａ スライドガイド部
１４５ カムプレート
１４５ａ 重心

Claims (3)

1. モータと、往復動して被加工材に所定の加工作業を行う工具と、前記工具を駆動するべく往復動するスライダと、前記モータの回転出力を前記スライダの往復動作に変換する運動変換部とを有する往復動式電動工具であって、
   前記運動変換部は、前記スライダの往復動に対向して往復動するカウンタウェイトを有するとともに、
   少なくとも、前記スライダと前記カウンタウェイトが所定の位相差で相互に往復動する第１の制振モードと、前記スライダと前記カウンタウェイトとが前記第１の制振モードとは異なる位相差で相互に往復動する第２の制振モードとの間で切り替え可能に構成されており、
   前記第１の制振モードと前記第２の制振モード間の切り替えは、前記工具に作用する外力に基づいて行なわれることを特徴とする往復動式電動工具。
2. 請求項１に記載の往復動式電動工具であって、
   前記運動変換部には弾性部材が配置され、
   前記第１の制振モードと第２の制振モードとの間の切り替えは、前記工具に作用する外力に基づいて前記弾性部材が変形し、前記モータによる回転動作の入力に対する前記カウンタウェイトの往復動作の出力タイミングを変化することで行われることを特徴とする往復動式電動工具。
3. 請求項２に記載の往復動式電動工具であって、
   前記運動変換部は、回転軸の回りを当該回転軸に偏心して配置された偏心ピンと一体に回転することによって前記モータによる回転動作を前記カウンタウェイトの往復動作へ変換する回転体を有し、
   前記回転体は、前記偏心ピンに対し、前記スライダの往復動作に対する前記カウンタウェイトの往復動作タイミングを変化させるための少なくとも２つの異なる位置への設定を可能とするべく回転可能に取り付けられ、
   前記回転体の前記偏心ピンを中心とする回転は、当該回転体に働く遠心力に基づく回転力に前記カウンタウェイトの慣性力に基づく回転力を加算した複合状の回転力と、当該複合状の回転力に対向する向きに付加された前記弾性部材による付勢力との釣り合いによって行なわれる構成とされ、
   更に前記回転体は、前記工具に外力が付加されていない無負荷時には、前記スライダに対し前記カウンタウェイトを逆位相で正対しつつ往復動させる第１の位置へと設定され、前記工具に外力が付加された有負荷時には、前記スライダに対する前記カウンタウェイトの往復動を前記無負荷時における逆位相での正対状態よりも遅くする第２の位置へと設定される構成とされていることを特徴とする往復動式電動工具。

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