JP4707020B2 - セーバソー - Google Patents

Description

本発明は住宅やビルの建築、設備、改装、解体工事等において木材、鋼材、パイプ等を切断するセーバソーに関するものである。

電動モータにより駆動される往復動形式の切断工具としてセーバソーがある。セーバソーは、周知の如く、一般に直線のこ刃（以下ブレードという）を装着した往復動軸（以下プランジャという）を往復駆動させブレードによって切断するものである。
セーバソーにおいては、プランジャを単純に直線往復駆動して切断するものと、プランジャを往復駆動すると同時に上下方向の揺動動作を付与し、ブレードを被切断材に勢いよく食い込ませることにより切断能率の向上を図るようにしたものとがある。このように往復運動及び揺動運動の複合動作によってブレード２７を駆動して切断する形態をオービタル切断という。上記のようなオービタル切断機構を備えたセーバソーの従来例としては、米国特許第３９４５１２０（特開昭５１−１３０９８３）号、同第３４６１７３２号等があり、特に木材等の比較的柔らかい材料の切断作業において切断能率を向上させるために有効である。

またセーバソーにおいては、往復運動するプランジャおよびブレードにより発生するプランジャ軸方向の振動を抑制するために、プランジャの往復運動と逆位相に往復運動するバランスウェイトを設けたものがある。上記のような低振動機構を備えたセーバソーの従来例としては、米国特許第５０２５５６２（日本特許第２８６０１７３）号等がある。なお前記オービタル切断機構と低振動機構を備えたセーバソーとして米国特許第５５５５６２６号等がある。
米国特許第３９４５１２０号明細書 米国特許第３４６１７３２号明細書 米国特許第５０２５５６２号明細書 米国特許第５５５５６２６号明細書

セーバソーは、図１に示す如くブレード２７を下向きに装着して使用するのが一般的であるが、壁際や床際等の狭所における切断作業時には、図２に示す如くブレード２７を上向きに装着して使用することが頻繁にある。このようにブレードを上向きに装着して使用した場合、前記米国特許第３９４５１２０号、第３４６１７３２号、同第５５５５６２６号等の従来例ではオービタル切断ができないという問題があった。

上記した、ブレードの装着方向にかかわらずオービタル切断動作を付与できるようにしたセーバソーを特願平１１−６７１０９号で提案し製品化した。更に国際特許公開ＷＯ９８／７５４４号において、低振動機構を備えると共にブレードの装着方向にかかわらずオービタル切断動作を付与できるようにしたセーバソーが提案されているが、製品化はされていない。

本発明の目的は、低振動性の良いセーバソーを提供することである。

上記目的は、モータと、前記モータを内蔵するハウジングと、前記ハウジングに回転可能に取付けられ、前記モータにより回転駆動され、前後方向に延びるセカンドシャフトと、前記ハウジングに対して前後方向に往復動可能であって、先端にブレードが装着され、前記セカンドシャフトの上方に配置されるプランジャと、前記セカンドシャフトと前記プランジャの間に設けられ、前記セカンドシャフトの回転運動を前記プランジャの往復動に変換する第１運動変換部材と、前記ハウジングに対して前後方向に往復動可能であって、前記セカンドシャフトの上方に配置され、前記プランジャの往復動を案内する軌道面を少なくとも２個有するバランスウェイトと、前記セカンドシャフトと前記バランスウェイトの間に設けられ、前記セカンドシャフトの回転運動を前記バランスウェイトの往復動に変換する第２運動変換部材と、前記バランスウェイトを前後方向に案内する少なくとも２個のガイドシャフトとを備え、前記バランスウェイトの前記軌道面を前記ガイドシャフトの下方近傍に設けることにより達成される。

本発明によれば、上記したような構成とすることにより、バランスウェイトが揺動を行わず往復動を行うのみで、より低振動なセーバソーを提供することができるようになる。

以下一実施形態を示した図３〜図１８を参照して本発明を説明する。
（モータ部）
電動モータ１は樹脂製のモータハウジング２に内蔵され、モータハウジング２の後方にはハンドル３が接続されている。ハンドル３には電動モータ１への電力供給を制御するスイッチ４が内蔵されている。
（減速部）
モータハウジング２の前方には以下に述べる動力伝達手段を内蔵するアルミニウム製のインナーカバー５及びギヤカバー６が接続されている。モータ軸７の先端には駆動歯車８が形成され、モータ軸７と平行に設けられたセカンドシャフト９には従動歯車１０が取付けられ、これら一対の減速歯車８、１０により電動モータ１はセカンドシャフト９を回転駆動する。セカンドシャフト９には、プランジャ２０及びバランスウェイト３１を反転運動（位相が１８０°異なる運動）させることができるよう、従動歯車１０の軸心に対し反対位相で各々所定の角度を有する第１傾斜軸部９ａと第２傾斜軸部９ｂが形成されており、また先端には従動歯車１０の軸心と同心のサブシャフト１１が取付けられている。モータハウジング２、インナーカバー５、ギヤカバー６は本発明ハウジングを構成する。
（往復動軸保持部）
ギヤカバー６の前方には２個の軸ボルト１２が取付けられ、軸ボルト１２の先端部にはガイドスリーブ１３が軸ボルト１２の軸心を中心として揺動可能に取付けられている（図４）。ガイドスリーブ１３の電動モータ１側の後端部には方形貫通穴部１４が形成され、インナーカバー５を貫通して回動可能に取付けられたチェンジシャフト１５がガイドスリーブ１３の方形貫通穴部１４を貫通している（図５）。チェンジシャフト１５の中央部にはガイドスリーブ１３の直径より大きい範囲で対称な平面部１５ａが形成され、チェンジレバー１６によってチェンジシャフト１５を回転させることにより、ガイドスリーブ１３の揺動を選択的に許容または抑止することができる。図５はガイドスリーブ１３の揺動を許容した状態を示している。
（プランジャの回転−往復動変換部）
セカンドシャフト９の第１傾斜軸部９ａには、２個のベアリング１７を介して揺動軸部１８ａを有する第１レシプロプレート１８が取付けられている。揺動軸部１８ａの先端には球状部１８ｂが形成されている。ガイドスリーブ１３の前方内部には軸受メタル１９が圧入されており、軸受メタル１９を貫通してプランジャ２０が往復動可能に取付けられている。プランジャ２０の後方にはガイドスリーブ１３の内周にわずかな隙間で摺動する太径部２０ａが設けられ、太径部２０ａには軸方向と直角に穴部２０ｂが設けられている。第１レシプロプレート１８の揺動軸部１８ａはプランジャ２０を貫通して先端の球状部１８ｂが穴部２０ｂの内部にわずかな隙間で転動可能に係合しており、セカンドシャフト９の回転運動をプランジャ２０の往復運動に変換する。
（バランスウェイト保持部）
バランスウェイト３１は、２本のガイドシャフト３３によりプランジャ２０と同方向に往復動可能に支持されている。ガイドシャフト３３は両端が各々インナーカバー５とギヤカバー６に固定されている。バランスウェイト３１はガイドスリーブ１３を内包し、その重心がプランジャ２０の重心とほぼ一致するような断面形状に形成されている（図５、図６）。
（バランスウェイトの回転−往復動変換部）
セカンドシャフト９の傾斜軸部９ｂには、ベアリング１７を介して揺動軸部３２ａを有する第２レシプロプレート３２が取付けられている。揺動軸部３２ａの先端には球状部３２ｂが形成されている（図３）。第１レシプロプレート１８と第２レシプロプレート３２は、各々の球状部１８ｂ、３２ｂが干渉しないようにオフセット角α°の角度でセカンドシャフト９に取付けられている。セカンドシャフト９の第１傾斜軸部９ａと第２傾斜軸部９ｂの傾斜角度は、プランジャ２０とバランスウェイト３１を反転運動（位相が１８０°異なる運動）させることができるよう、オフセット角α°を考慮して決定されている。すなわち、従動歯車１０の軸心に対する各々の傾斜角度がオフセット角α°の位置で最大になるよう設定されている。バランスウェイト３１には穴部３１ｃが設けられており、第２レシプロプレート３２の球状部３２ｂが穴部３１ｃの内部にわずかな隙間で転動可能に係合しており、セカンドシャフト９の回転運動をバランスウェイト３１の往復運動に変換する（図７）。
プランジャ２０の軸方向の振動を概ね消去するためには、バランスウェイト３１の質量と往復運動量（以下バランスウェイトストローク量という）の積を、プランジャ２０の質量と往復運動量（以下プランジャストローク量という）の積に等しくすることにより達成される。
（ブレード保持部）
プランジャ２０前方のブレード取付け端部２０ｃにはブレード２７を挿入するスリット２０ｄと段付きブレード係止ピン３０が設けられており、ブレード取付け端部２０ｃの外周を内包するようにブレードホルダ２８、２９が設けられている。ブレード２７の装着は、ブレードホルダ２８を回転後退させることにより段付きブレード係止ピン３０が開放位置に移動しブレード２７をスリット２０ｄに差し込むことができ、ブレードホルダ２８を反対方向に回転前進させることにより、段付きブレード係止ピン３０がブレード２７に係合しブレード２７の固定が行われる。また、ブレード２７は上下反対に装着することができる構造となっている。かかるブレード保持部の構成は本出願人の出願（特願平１１−２４２５０８号）に記載されており、また本発明には直接関係ないので、詳細な説明を省略する。
（本体前方保持部）
インナーカバー５、ギヤカバー６及びハウジング１の一部の外側に、樹脂製のフロントカバー２４が設けられている。ギヤカバー６の先端部には切断作業時にセーバソー本体を被切断材料３６に対して安定させるベース２５が固定レバー２６により進退可能に取付けられている。
（揺動切断機構部）
ガイドスリーブ１３の軸方向に延びた長穴部１３ａとプランジャ２０を貫通したローラシャフト２１の両端にはスイングローラ２２が回動可能に取付けられ、ローラシャフト２１とスイングローラ２２は長穴部１３ａをガイドとしてプランジャ２０と一体に往復運動できるよう設けられている。長穴部１３ａの高さはローラシャフト２１の軸径より僅かに大きく形成されており、プランジャ２０の周方向の回転を、ローラシャフト２１を介してガイドスリーブ１３により抑制し、ブレード２７の倒れを防止するようにしている。
スイングローラ２２の上下には、プランジャ２０の軸方向にプランジャストローク量とバランスウェイトストローク量の和より長い長さを有する軌道面３１ａ、３１ｂが、バランスウェイト３１の内側に一対の長溝形状の一部として形成されている（図７、図８）。軌道面３１ａ、３１ｂは図８に示すようにわずかな傾斜角度を設けているが、これはプランジャ２０の揺動運動量を調節するためであり本発明の必須要件ではない。
図８は、チェンジシャフト１５がガイドスリーブ１３の揺動を許容し、プランジャ２０が揺動運動可能な状態を示している。この状態において、ガイドスリーブ１３は、スイングローラ２２が軌道面３１ａまたは３１ｂに当接する範囲で揺動運動が可能となっている。すなわち、バランスウェイト３１はプランジャ２０の軸方向の振動を消去する役割と、プランジャ２０を含むガイドスリーブ１３の揺動運動を支える役割を果たす。ガイドスリーブ１３は、図９に示すように上下に約１．５４°の範囲で揺動運動するように設定されているが、バランスウェイト３１とはスイングローラ２２を介して間接的に係合しており直接干渉することはない。なお図９はガイドスリ−ブ１３の後方部が上方（実線）または下方（破線）に揺動した状態を示し、いずれの状態でもガイドスリ−ブ１３がバランスウェイト３１に接触することすなわち干渉することがないことを示している。
（直線往復運動による切断動作の説明）
図１０〜図１２は、チェンジシャフト１５がガイドスリーブ１３の揺動運動を抑止している状態を示している。切断作業時には作業者によって押付け力Ｆ１が加えられるが、ガイドスリーブ１３の揺動運動は抑止されているので、図から明らかなようにスイングローラ２２はバランスウェイト３１の軌道面３１ａまたは３１ｂに接触することはない。従って、ブレード２７は図中の矢印で示すように単純な直線往復運動を行う。このような単純な直線往復運動による切断形態は、鋼材等のように硬くて切断反力の大きい材料の切断に適している。
（ブレード下向き装着時のオービタル切断動作の説明）
図１３〜図１５は、チェンジシャフト１５がガイドスリーブ１３の揺動運動を解放しており、ブレード２７を下向きに装着してオービタル切断を行った状態を示している。切断作業時には作業者によってブレード２７に押付け力Ｆ１が加えられる。すると、プランジャ２０はブレード２７を介して軸ボルト１２の軸心を中心としてガイドスリーブ１３の後端部を押し下げる。これによってスイングローラ２２はバランスウェイト３１の軌道面３１ａに押し付けられ、転動しながら往復運動を行うので、ガイドスリーブ１３は図に示すように０．４４°〜１．５４°の角度で揺動運動しながら往復運動を行い、その結果ブレード２７は図中の矢印で示すような円弧状の軌跡を描きオービタル切断が行われる。この間、バランスウェイト３１はプランジャ２０と逆位相で往復運動しており、プランジャ２０の軸方向の振動を概ね消去している。
（ブレード上向き装着時のオービタル切断動作の説明）
図１６〜図１８は、チェンジシャフト１５がガイドスリーブ１３の揺動運動を解放しており、ブレード２７を上向きに装着して図２に示したようにセーバソー本体を反転させてオービタル切断を行った状態を示している。切断作業時には作業者によって押付け力Ｆ２が加えられる。すると、プランジャ２０はブレード２７を介して軸ボルト１２の軸心を中心としてガイドスリーブ１３の後端部を図１３〜図１５の場合とは反対方向に押し上げる。これによってスイングローラ２２はバランスウェイト３１の軌道面３１ｂに押し付けられ、転動しながら往復運動を行うので、ガイドスリーブ１３は図に示すように０．４４°〜１．５４°の角度で揺動運動しながら往復運動を行い、その結果ブレード２７は図中の矢印で示すような円弧状の軌跡を描きオービタル切断が行われる。この間においても、バランスウェイト３１はプランジャ２０と逆位相で往復運動しており、プランジャ２０の軸方向の振動を概ね消去する。

セーバソーの切断形態を示す説明用側面図。 セーバソーの切断形態を示す説明用側面図。 本発明切断機構を採用したセーバソーの一実施形態を示す一部断面側面図。 図３のＡ−Ａ線断面図。 図３のＢ−Ｂ線断面図。 本発明切断機構の要部を示す側面図。 図６のＣ−Ｃ線断面図。 図７のＤ−Ｄ線断面図。 図７のＥ−Ｅ線断面図。 本発明切断機構の直線切断軌跡を示し、ブレードが最も前方に突出している状態を示す説明用側面図。 図１０からブレードが後退した状態を示す説明用側面図。 図１１からブレードが更に後退した状態を示す説明用側面図。 本発明切断機構のオービタル切断軌跡を示し、ブレードが最も前方に突出している状態を示す説明用側面図。 図１３からブレードが後退した状態を示す説明用側面図。 図１４からブレードが更に後退した状態を示す説明用側面図。 本発明切断機構のオービタル切断軌跡を示し、ブレードが最も前方に突出している状態を示す説明用側面図。 図１６からブレードが後退した状態を示す説明用側面図。 図１７からブレードが更に後退した状態を示す説明用側面図。

符号の説明

１は電動モータ、２はハウジング、３はハンドル、４はスイッチ、５はインナーカバー、６はギヤカバー、７はモータ軸、８は駆動歯車、９はセカンドシャフト、９ａは第１傾斜軸部、９ｂは第２傾斜軸部、１０は従動歯車、１１はサブシャフト、１２は軸ボルト、１３はガイドスリーブ、１３ａは長穴部、１４は方形貫通穴、１５はチェンジシャフト、１５ａは平面部、１７はベアリング、１８は第１レシプロプレート、１８ａは揺動軸部、１８ｂは球状部、１９は軸受メタル、２０はプランジャ、２１はローラシャフト、２２はスイングローラ、２４はフロントカバー、２５はベース、２６は固定レバー、２７はブレード、２８はブレードホルダ、２９はブレードホルダ、３０はブレード係止ピン、３１はバランスウェイト、３１ａ、３１ｂは軌道面、３２は第２レシプロプレート、３２ａは揺動軸部、３２ｂは球状部、３３はガイドシャフト、３６は被切断材である。

Claims (2)

1. モータと、
   前記モータを収容するハウジングと、
   前記ハウジングに回転可能に取付けられ、前記モータにより回転駆動され、前後方向に延びるセカンドシャフトと、
   前記ハウジングに対して前後方向に往復動可能であって、前端にブレードが装着され、前記セカンドシャフトの上方に配置されるプランジャと、
   前記セカンドシャフトと前記プランジャの間に設けられ、前記セカンドシャフトの回転運動を前記プランジャの往復動に変換する第１運動変換部材と、
   前記ハウジングに対して前後方向に往復動可能であって、前記セカンドシャフトの上方に配置され、前記プランジャの往復動を案内する軌道面を少なくとも２個有するバランスウェイトと、
   前記セカンドシャフトと前記バランスウェイトの間に設けられ、前記セカンドシャフトの回転運動を前記バランスウェイトの往復動に変換する第２運動変換部材と、
   前記バランスウェイトを前後方向に案内する少なくとも２個ののガイドシャフトとを備え、
   前記バランスウェイトの前記軌道面を前記ガイドシャフトの下方近傍に設けたことを特徴とするセーバソー。
2. モータと、
   前記モータを収容するハウジングと、
   前記ハウジングに回転可能に取付けられ、前記モータにより回転駆動され、前後方向に延びるセカンドシャフトと、
   前記ハウジングに対して前後方向に往復動可能であって、前端にブレードが装着され、前記セカンドシャフトの上方に配置されるプランジャと、
   前記セカンドシャフトと前記プランジャの間に設けられ、前記セカンドシャフトの回転運動を前記プランジャの往復動に変換する第１運動変換部材と、
   前記ハウジングに対して前後方向に往復動可能であって、前記セカンドシャフトの上方に配置されるバランスウェイトと、
   前記セカンドシャフトと前記バランスウェイトの間に設けられ、前記セカンドシャフトの回転運動を前記バランスウェイトの往復動に変換する第２運動変換部材と、
   前記プランジャの両側に設けられ、前記バランスウェイトを前後方向に案内する一対のガイドシャフトとを備え、
   前記バランスウェイトと前記第２運動変換部材の接続部を前記セカンドシャフトの上方でバランスウェイトの下端部に配置したことを特徴とするセーバソー。

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