JP5589153B2 - 回転運動と直線運動との間での変換、および切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転運動を直線運動へ、および／または、直線運動を回転運動へと変換するための装置に関する。本発明はまた、切断対象物の表面上で、少なくとも一つの鋸刃に反復的な往復切断動作をさせることによって切断を行うための切断装置に関する。本発明はまた、切断装置内の刀身を交換する方法、鋸刃用の装置、および鋸刃に関する。

乾式壁、石膏ボードまたは壁板としても知られるプラスターボードは、２枚の厚手の紙の間に石膏プラスターが圧着されてできたパネルである。プラスターボードパネルは通常、構造部材上に設置されて、建造物の内壁や天井を構成する。特に、建造物の建設の時など、構造部材上に設置される電気スイッチやコンセントボックスへのアクセスを提供するために、プラスターボードに開口を切り開ける必要がある場合がある。プラスターボードが構造部材上に設置される前に開口部を切り開けてもよいし、プラスターボードがその場で構造部材上に設置される時に、開口部を切り開ける必要があるかもしれない。

開口部を切り開ける通常のプロセスは、最初に、開口部を切り開ける場所の印をプラスターボード上につけることを含む。その後、作業者が鋸を用いて開口部を切り開ける。前記開口部は通常縁がギザギザである。このプロセスは時間がかかり、通常、熟練した作業者でも１５〜３０分かかる。前記プロセスはまた、失敗しやすい上に、散らかることが多い。また、鋸がプラスターボードの向こうまで延び、プラスターボードの作業者側とは反対側の物体に当接する可能性もある。これによって前記物体が損傷するかもしれない。電気配線も設けられているであろうから、作業者が危険である。

公知の文献、米国特許第３，５０３，２９４号明細書は、切断装置を記載している。この切断装置は、回転動力源と結合したクランク部材を備える。四つの刀身の切断動作は、クランク部材の偏心動作によって駆動される。前記切断装置は使用中、安定性を欠き、使用者が異なる圧力で切断対象物に異なる刀身を適用することになる。これによって、対象物に、切断される速さが異なる部分ができることになり、不都合である。さらに、クランクの偏心運動が、装置の振動を引き起こす。この不安定性および振動の問題は、装置の使用を困難かつ不快にし、また、不十分かつ不正確な切断にもつながる。

本発明の目的は、これらの問題に対処することである。

本発明の第一の態様によると、回転運動を直線運動へ、および／または、直線運動を回転運動へと変換するための装置であって、表面を有し、軸を中心に回転可能な回転可能部品と；前記回転可能部品の表面に対向する連結表面を有する、前記部品の軸に対して少なくとも部分的に横方向の制限された運動のために配置された、少なくとも一つの部材と；前記回転可能部品の表面と、前記のまたは各々の往復部材との間に配置され、前記それぞれの部材の連結表面と前記回転可能部品の表面とを連結するための手段であって、前記連結のための手段と、前記回転可能部品の表面と、前記連結表面とは、協働して前記回転可能部品の回転運動が少なくとも一つの部材の直線運動を引き起こし、および／または前記少なくとも一つの部材の直線運動が前記回転可能部品の回転運動を引き起こすように構成されている、連結のための手段と、を含む、変換装置が提供される。

以下の開示から明らかになるように、発明者は改良された切断装置の考案を試みたが、直線運動と回転運動との変換の新たな方法を考案した。必要な部品の数が少なく、装置が容易に、安価に製造でき、かつ伝達効率がよい。

また、切断対象物の表面上での、少なくとも一つの刀身の反復的な往復切断動作により切断するための切断装置であって、前記切断装置は、上記の変換装置と；回転可能部品に係合してその回転を引き起こす回転駆動シャフトと；前記のまたは各々の部材に、前記部材の直線運動の方向に長さ方向をあわせて結合される、少なくとも一つの刀身と、を含み、前記変換装置は、前記回転駆動シャフトの回転運動を、前記のまたは各々の部材の反復的な往復運動へ変換し、これが少なくとも一つの刀身の対応する運動を引き起こすよう配置された、切断装置が提供される。

米国特許第３，５０３，２９４号明細書に記載された切断装置の問題点は、このように対処されている。切断対象物への圧力の印加も、各刀身によって容易に行われる。特に、回転運動から往復運動への変換が円滑な継続的プロセスで得られるので、前記切断装置は安定的に使用される。

本発明の第二の態様によると、切断対象物の表面上での、少なくとも一つの鋸刃の反復的な往復切断動作により切断するための切断装置であって、前記切断装置は、回転駆動シャフトと；前記回転駆動シャフトの回転運動を反復的な往復運動へ変換して前記少なくとも一つの刀身に付与するための変換手段と、を含み、前記回転駆動シャフトの前記軸は、前記切断装置の質量中心、またはその近くの方向に延びる、切断装置が提供される
本発明の第三の態様によると、貫通するスロットを有する支持手段と；前記支持手段の上に配置された刀身担持手段であって、前記支持手段は前記刀身担持手段の往復運動を可能にし、前記刀身担持手段は、刀身に取り付けられて担持し、前記スロットを介して、対応する往復運動を前記刀身へ伝達するように配置されている、刀身担持手段と、を含む、切断装置のための装置が提供される。

本発明の第四の態様によると、上記の切断装置に取り付けるための鋸刃であって、前記刀身は、刃先を有する本体と、前記切断装置の刀身担持手段の対応する第２取付手段に係合するための第１取付手段とを含む、鋸刃が提供される。

かかる鋸刃によって、前記切断装置の使用者は、すばやく簡便に刀身を交換することができ、また、刀身が非常に安全に保持される結果となる。刀身をその両端で、手動で刀身ホルダーに取り付けなければならない鋸刃取付構成に比べると、かかる構成はとりわけ便利である。

本発明のよりよい理解のために、実施形態を、あくまでも例として、添付の図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる切断装置の分解底面斜視図である。 図２は、外側筐体が無い状態で部分的に組み立てられた形状の、前記第１の実施形態にかかる切断装置の斜視図である。 図３は、内側または外側筐体が無い状態の、前記第１の実施形態にかかる切断装置の斜視図である。 図４Ａは、回転可能な円筒状ブロックを含む、前記切断装置の部品の斜視図である。 図４Ｂは、回転可能な円筒状ブロックを含む、前記切断装置の部品の斜視図である。 図５は、図４に示す円筒状ブロックの取付台とともに、前記切断装置の取付板を示す斜視図である。 図６は、図７に示す鋸刃を前記切断装置の他の部分に取り付ける際に使用する、前記切断装置の刀身担持部の一部の正面斜視図である。 図７は、前記切断装置に使用するための鋸刃の正面斜視図である。 図８は、刀身担持部および刀身を含む、実施形態の変形例の切断装置の部分を示す分解図である。 図９は、図８に示される部分に使用される取付板を示す。 図１０は、実施形態の変形例の切断装置の分解図である。 図１１は、その他の実施形態に使用される円板を示す。

発明の詳細な説明

同一部分は、全文を通じて同じ参照符号が付される。

いくつかの実施形態を概観すると、記載の切断装置は、回転運動から直線運動へ変換する構成を含んでいる。前記変換構成の適用は切断装置に限定されず、かかる変換構成用の多数の応用例がある。また、前記変換構成は、直線運動から回転運動への変換に用いられてもよく、回転運動から直線運動への変換に用いられてもよい。

一般的には、前記切断装置は、四つの刀身による同時の反復的な往復切断動作により、所定の形状を切断するのに適している。前記四つの鋸刃は、プラスターボードなどの切断対象物の表面に同時にかみ合うような相対位置に配置される。好適には、前記表面は、ほぼ平らな表面である。前記切断装置は、回転駆動シャフトと、前記回転駆動シャフトの回転運動を前記刀身の反復的な往復運動に変換するための運動変換構成とを、含む。いくつかの実施形態では、前記回転駆動シャフトの中心軸が、前記切断装置の質量中心またはその近辺を通って延びる。

図１を参照すると、前記切断装置は、刀身１０ａ−ｆと、回転駆動シャフト１２ａ、１２ｂと、内側筐体１４と、外側筐体１６と、各刀身１０ａ−ｆを担持する刀身担持部１８ａ−ｄと、運動変換構成とを含み、これは下記により詳細に記載され、図１ではほとんど明らかにされていないが、取付板２０の形状の支持手段を含む。

図１（および同様に図３）において、前記切断装置は６つの刀身１０ａ−ｆとともに示され、これはが刀身どのように装着されているかを明らかにしている。使用中は、４つの刀身が、一般的には正方形または長方形のフォーメーションで設置され、対応する形状に切断できるようにする。

前記内側筐体１４および前記外側筐体１６の各々は、中央に配置された孔を有し、前記切断装置が組み立てられる際に、それを通って回転駆動シャフト１２ａ、１２ｂが延設される。前記外側筐体１６は、刀身１０ａ−ｆの刃の面に平行な面に沿って外向きに延設されるフランジ１６ａを含む。前記フランジ１６ａは、切断される面に押しつけられ、切断する深さを制限する。フランジ１６ａはまた、切断する際に前記装置を安定させる役割を果たす。

外側筐体１６にはアルコール水準器２２が設置され、アルコール水準器２２はフランジ１６ａに平行に取り付けられている。前記アルコール水準器２２は、切断装置の位置決めを容易にし、望ましい方向での形状を、少なくとも部分的に垂直な表面で切断できるようにする。前記望ましい方向とは、通常、前記形状の刃が、地面に対して平行または垂直になるような方向である。

前記内側筐体１４は、四つの溝２２ａ−ｄを、おおむね正方形のフォーメーションで有している。組み立てる際に、図２に示されるように、内側筐体１４の孔を通って延設される回転シャフト１２ａ、１２ｂを備えた取付板２０に内側筐体１４を嵌合し、運動変換構成（図２には図示せず）と刀身担持部１８ａ−ｄとを取り囲むようにする。内側筐体１４は取付板２０に取り付けられ、相対的な移動をほとんどしないようになっている。内側筐体１４と取付板２０とを取り付ける様々な方法は、当業者に明らかであり、例えばネジとそれに合ったネジ穴を使用する方法がある。組み立ての際に、外側筐体１６が内側筐体１４に嵌合する。

内側筐体１４を外側筐体１６へ付勢する手段（図示せず）が、内側筐体１４および外側筐体１６の間に配置されている。このように、取付板２０が内側筐体１４に対して固定して配置されているので、使用しないときは、前記付勢手段によって刀身１０ａ−ｆが外側筐体１６内部に格納される。ストッパー手段（図示せず）も、取付板２０と前記刀身が外側筐体１６から出る程度の最大値を制限するために設けられる。前記ストッパー手段は、フランジ１６ａとともに、対象物が切断できる深さを制限する。

各刀身１０ａ−ｆは、対象物を切断するための鋸歯状の刃先を有する鋸刃であり、刀身１０ａ−ｆが長さ方向への反復的往復運動を行う時に、前記対象物に前記刃先が適用される。前記刀身は金属で形成されてもよい。各刀身１０ａ−ｄには、関連する刀身担持部１８ａ−ｄに前記刀身を係合する第１取付手段を備え、また第１取付手段に係合する、対応する第２取付手段を有する。第１および第２取付手段の例は、下記に詳しく記載する。

同様に図３を参照すると、運動変換構成は、取付板２０上に設置された円筒状ブロック２４と、フランジ状ブッシング２３と、取付板２０と、それぞれ取付板２０上に設置された４つの往復運動壁２６ａ−ｄと、円筒状ブロック２４から往復運動壁２６ａ−ｄへ応力を伝えるボールベアリングの形状の連結手段とを備える。前記連結手段は、前記往復運動壁２６−ｄの各々について設けられている。

各往復運動壁２６ａ−ｄは、刀身担持部１８ａ−ｄのそれぞれに接合されるか、形成されるか、取り付けられるか、結合され、各往復運動壁２６−ｄの運動を対応する刀身担持部１８ａ−ｄへ伝達する。

回転駆動シャフト１２ａ、１２ｂは、２つの異なる口径を有する。回転駆動シャフト１２ａ、１２ｂの第１端部１２ａは、例えばドリルモーターなどの回転動力源（図示せず）と係合するためのもので、前記回転動力源と係合するのに適した口径および断面形状を有する。第１端部１２ａよりも口径の大きい回転駆動シャフト１２の第２端部１２ｂは、円筒状ブロック２４の中へ延び、従来の方法で円筒状ブロック２４に係合し、回転駆動シャフト１２の回転が、円筒状ブロック２４の軸を中心とした円筒状ブロック２４の回転を駆動するようになっている。

図４Ａおよび４Ｂにも示されるように、前記円筒状ブロック２４は、連続した非線形の溝または経路２８を有する円筒状表面２４ａを有する。前記溝または経路２８は、円筒状表面２０ａを周面方向に、規則的なジグザグ状に設けられている。前記溝は、四つの山と四つの谷を有する。前記溝２８は、各往復運動壁２６ａ−ｄ用のボールベアリング３０ａ、３０ｄ（ボールベアリングは、図４Ｂでは３０ａおよび３０ｄに示され、図４Ａには図示されていない；ボールベアリング３０ｂおよび３０ｃは、図４Ｂでは隠れている）を担持するような形状にされ、ボールベアリング３０ａ−ｄが溝２８からはずれないようになっている。別の実施形態では、溝２８が異なる数の山と谷を有していてもよく、それによって壁２６ａ−ｄの反復的な動作の回転率が変わる。

円筒状ブロック２４は、基底に円筒状凹部２５を有している。前記凹部２５は、円筒状ブロック２４の軸と同軸上に延び、円筒状ブロック２４の設置を可能にする。

フランジ状ブッシング１９は、切断装置が組み立てられるときに、内側筐体１４にしっかりと嵌合される。ベアリングは、好適には、フランジ状ブッシング１９と円筒状ブロックの間に配置され、摩擦を低減する。

図５を参照すると、前記取付板２０は、長方形で、２つの長刃３２ａ、３２ｂと２つの短刃３２ａ、３２ｂを有する。前記取付板２０は、正方形の溝３４ａ−ｄを有する。前記溝３４ａ−ｄは、取付板２０の厚みの半分の深さになるよう設けられている。前記正方形溝３４ａ−ｄの２つの溝部分３４ａ、３４ｂは、前記２つの長刃３２ａ、３２ｂに平行であり、正方形溝３４ａ−ｄの他方の２つの溝部分３４ｃ、３４ｄは、前記２つの短刃３２ｃ、３２ｄに平行である。前記正方形の２つの溝部分３４ａ、３４ｂの各々と、前記２つの長刃３２ａ、３２ｂのうちのそれぞれの近い方との間隔は、同じである。前記正方形の孔の、その他の２つの溝部分３４ｃ、３４ｄの各々と、前記２つの短刃３２ｃ、３２ｂのうちのそれぞれ近い方との間隔も、同様に同じである。

前記取付板２０は、それを貫通して設けられた６つのスロット３６ａ−ｆを有し、そのスロットを通って、各刀身担持部材１８ａ−ｄとそれに関連する刀身１０ａ−ｆが係合する。前記６つのうち４つは、前記正方形溝３４ａ−ｄの溝部分３４ａ−ｄのそれぞれに、隣接し平行に配置されている。前記６つのうち２つは、前記取付板２０の二つの短刃３２ｃおよび３２ｄのそれぞれに、隣接し平行に配置されている。前記スロット３６ａ−ｆは、前記刀身の同時の切断動作によって、正方形または長方形の切り取りができるような位置に、前記刀身１０ａ−ｆが担持されるよう、配置されている。前記刀身１０ａ、１０ｂは、スロットの長手方向に設けられ切断する。

前記取付板２０は、円筒状ピン３９の形状の円筒状ブロック２４用の取り付け台を有する。切断装置が組み立てられる際に、円筒状ブロック２４とピン３９とが同軸になるように、前記円筒状ピン３９が円筒状ブロック２４の凹部に入る。摩擦低減のために、環状のベアリング部品が、凹部の表面とピン３９との間に配置されてもよい。前記円筒状ブロック２４はこのように設置され、円筒状ピン上で回転する。

図３に戻り、往復運動壁２６ａ−ｄは、Ｌ字型の摺動部分４２ａ−ｄを有し、前記摺動部分４２ａ−ｄは、正方形溝３４ａ−ｄにはまって摺動することができる。各往復運動壁２６ａ−ｄはこのように、それぞれが内側筐体１４内の溝２２ａ−ｄの１つに係合して、往復壁の摺動運動を可能にして、別の方向の運動は防ぐように構成されている。摺動運動は、ほぼ、円筒状ブロック２０の接線方向である。溝２２ａ−ｄでの摺動運動を容易にするために、各往復運動壁２６ａ−ｄの上面は長い凹部を有し、複数のボールベアリング５５ａ−ｄがそこに配置される。内側筐体１４が取付板２０上に、往復壁２６ａ−ｄを取り囲むように配置される時に、ボールベアリングは内側筐体１４の溝２２ａ−ｄにはまり、往復運動壁２６ａ−ｄが溝２２ａ−ｄと溝部分３４ａ−ｄとの間を低摩擦でスライドできるようになる。

各往復運動壁２６ａ−ｄは、円筒状ブロック２４に対向する連結表面４４ａ−ｄを有する。各連結表面４４ａ−ｄはそれぞれ、連結表面のななめ、すなわち、摺動表面に対する摺動運動の方向に完全に平行な方向ではなく、前記摺動運動方向に完全に垂直な方向でもない方向、に延設される応力伝達溝４６ａ−ｄを有する。

円筒状ブロック２４の表面２４ａと各壁２６ａ−ｄとは、ボールベアリング３０ａ、３０ｂが応力伝達溝４６ａ−ｄにそれぞれ係合するように離間されている。経路２８および各応力伝達溝４６ａ−ｄがボールベアリング３０ａ、３０ｂそれぞれとともに配置され、これらが協働して、円筒状ブロック２０の回転によってボールベアリングを応力伝達溝で行き来させるようし、これによって、往復運動壁２６ａ−ｄをそれぞれ、溝部分３４ａ−ｄに沿って前後に摺動させるようになっている。

刀身担持部１８ａ−ｄは、２つの第１刀身担持部１８ａ、１８ｂと、２つの第２刀身担持部１８ｃ、１８ｄとを含む。前記第１刀身担持部１８ａ、１８ｂは、それぞれ、正方形溝３４ａ−ｄと取付板２０の長辺の１つとの間のスロット３６ａ、３６ｂのうちの関連する一つを通って、刀身１０ａ、１０ｂのそれぞれに取り付けられるように構成されている。第１刀身担持部１８ａ、１８ｂはそれぞれ、隣接する往復運動壁２６ａ、２６ｂにとりつけられ、前記壁２６ａ、２６ｂの往復運動が、これに対応する、各刀身担持部１８ａ、１８ｂおよびそれに関連する刀身１０ａ、１０ｂの往復運動を起こす。

第１刀身担持部１８ａ、１８ｂはそれぞれ、それに関連する往復運動壁２６ａ、２６ｂの表面に、その第１端部においてネジなどによって取り付けられたプレート部を含む、取付手段の形状である。前記プレート部は、それに関連するスロット３６ａ−ｄを通って延設され、それが担持する刀身１０ａ、１０ｂに係合する。前記プレート部と、そのプレート部が担持する刀身との係合方法については、下記に詳細に記載する。

前記第２刀身担持部１８ｃ、１８ｄはそれぞれ、一度に担持される刀身は１つだけであるが、２つの刀身を担持することが可能である。各第２刀身担持部１８ｃ、１８ｄは、刀身１０ｃ−ｆのそれぞれに、取付板２０のスロット３６ｃ−ｆを通って取り付けられる。第２刀身担持部１８ｃ、１８ｄは、それに関連する往復運動壁２６ｃ、２６ｄから、取付板２０をこえて、取付板２０の短辺に隣接したスロット３６ｃ、３６ｄまで延設された摺動板１７ａ、１７ｂを備える。前記摺動板１７ａ、１７ｂは、それに関連する往復運動壁２６ｃ、２６ｄに接合され、それにより壁２６ｃ、２６ｄの運動が、取付板２０上の摺動板の対応する摺動運動を起こす。

各摺動板１７ａ、１７ｂは、一対のスリット４３ａ−ｄを有し、前記スリット４３ａ−ｄは各々がスロット３６ｃ−ｆのそれぞれ一つに位置合わせされ、第２刀身担持部１６ｃ、１６ｄの取付手段が、担持されている刀身１０ｃ−ｆに取り付けられるようになっている。前記取付手段は、第１刀身担持部１８ａ、１８ｂの取付手段と同じ形状である。溝部分３４ｄに隣接したスリット４３ｄおよびスロット３６ｄを通って延設される前記取付手段は、その一つの端部において往復運動壁２６ｄに取り付けられ、刀身との係合用のスリットおよびスロットを通って延設される。第２刀身担持手段２６ｃの取付手段は、スリット４３ｃおよびスロット３６ｃを通って延設され、同じ方法で取り付けられ延設される。

各第２刀身担持手段１６ｃ、１６ｄも同様に、取付板２０の短辺３２ｃ、３２ｄに隣接した前記摺動板１７ａ、１７ｂから垂直に延設された壁（図示せず）を備える。第１刀身担持部１６ａ、１６ｂの取付手段と同じ形状の取付手段（図示せず）が、刀身の係合および担持用に、第１端部において前記壁に取り付けられ、スリット４３ｅ、４３ｆと対応するスロット３６ｅ、３６ｆの一つを通って延設される。

本実施形態においては、各摺動板１７ａ、１７ｂ、往復運動壁２６ａ−ｄのそれぞれ、および摺動部分４２ａ−ｄが単一の部品として形成される。別の実施形態においては、往復運動壁２６ｃ、２６ｄを、対応する刀身担持部１６ａ−ｄから分離することもできるが、そこに反復的な往復運動を伝えるために結合させ、かかる運動を、そこに取り付けられた刀身１０ａ−ｆの四つに付与するようにする。

図６を参照すると、各取付手段は参照符号４９で示され、上述のように、刀身との係合用であり、プレート部を含む。前記プレート部は、その第１端部において、往復運動壁２６ａ−ｄの一つか、または他の、摺動板から垂直に延設される壁に取り付けられ、スロット３６ａ−ｆの一つと前記スリット４３ｃ−ｆの適切な一つを通って延設されるためのアーム部を形成する。前記アーム部の端部は、蟻継ぎなどの形状の幅広部４９ａになっている。

図７を参照すると、各刀身１０ａ−ｄは、凹部領域５２および前記凹部領域５２から出ている一対の平行リム５１ａ、５１ｂという形状の刀身取付手段を有する。リム５１ａ、５１ｂ間の領域と凹部領域５２とをあわせた形状は、アーム部４９の形状と同じである。リム５１ａ、５１ｂは、それに関連するスロットに、アーム部４９の上から差し込むことができ、アーム部４９はそれを可能にするために曲げることができ、最終的にアーム部の端部４９ａは前記凹部領域にスナップ式にはまる。この位置で、取付手段４９と刀身が取り付けられる。前記平行なリム１ａ、５１ｂとアーム部は、それぞれ隣接する辺が同一平面上にくるような形状に形成されている。これにより、刀身１０ａ−ｄが刀身担持部１６ａ−ｄに対して移動することを防ぐ。

刀身１０ａ−１０ｄの各々は、それぞれ第１および第２端部を有するように構成され、各刀身の前記第１端部は、その隣に配置された刀身の第２端部に隣接する。往復運動壁２６ａ−ｄの往復運動により、それぞれ取り付けられた刀身担持部１６ｃ−ｄに担持された刀身に反復的な往復運動をさせ、それによって刀身に反復的な往復運動をさせる。

各刀身１０ａ−ｄは刀身担持部によって固定位置で保持され、同時に切断対象物の表面に係合するようになっている。スロット３６ａ−ｆは、対応するプレート部４０ａ−ｄの往復運動を可能にするような大きさである。

一般的には、例えば、二口プラグソケット用の電気配線を通すためにプラスターボードに特定の寸法の長方形の開口部を切り開けることが望まれる。刀身１０ａ−ｄはこれを可能にする。ただし、例えば、一口プラグソケット用の電気配線を通すためにプラスターボードに特定の寸法の正方形の開口部を切り開けることも、望まれることがよくある。長めの刀身１０ａ、１０ｂを刀身１０ｃ、１０ｄと同じ寸法の刀身と交換し、刀身１０ｃおよび１０ｄを取り除いて刀身１０ｅおよび１０ｆに替えることができ、これにより上記を可能にする。

各刀身担持部１８ａ−ｄ、往復運動プレート部４０ａ−ｄ、および凸部４２ａ−ｄは、隣接部分とぶつかることなく往復運動ができるような寸法を有する。

動作中、回転駆動シャフト１２ａ、１２ｂは、その中心軸を中心に回転する。各ボールベアリング３０ａ、３０ｂはそれぞれの応力伝達溝４６ａ−ｄによって運動が制限されるので、各ボールベアリング３０ａ−３０ｄは溝の中だけで動くことができる。このように、回転駆動シャフト１２ａ、１２ｂの回転は、溝２８中で、駆動シャフト１２ａ、１２ｂの軸に平行なボールベアリング３０ａ、３０ｂの振幅運動を引き起こす。かかる運動を発生させるために、ボールベアリング３０ａ、３０ｂは応力伝達溝４６ａ−ｄのそれぞれで同じ距離を動かなければならない。この運動は、往復運動壁２６ａ−ｄに反復的な往復運動を付与し、そこでは摺動部４２ａ−ｄが正方形溝３４ａ−ｄの辺を動く。往復運動壁２６ａ−ｄは、円筒状ブロック２４の軸に対して横方向に、かつ、ほぼ接線方向に動く。往復運動壁２６ａ−ｄのかかる運動は、刀身担持部材１８ａ−ｄの対応する運動を引き起こし、これが今度は、対応する刀身１０ａ−ｄそれぞれの運動を引き起こす。往復運動壁２６ａ−ｄの運動は、各刀身の第２端部が刀身の第１端部に接近し、各刀身の第１端部が各刀身の第２端部に接近することが交互に順に起こるような運動である。

前記切断装置は、好適には、各刀身の経路が、それぞれの隣接した刀身の経路と出会って概念的な頂点を形成するように構成される。こうして、対象物の部分を切り取ることができる。特に刀身の長さが各径路が出会わないようなものであった場合でも、対象物の部分を押し出すことができる。好適には、刀身の経路は、経路が実質的に出会う、すなわち、経路が少なくとも、切断形状物を切断対象物から押し出すか引き出すことが可能になるくらい十分近くに来るようなものである。また、刀身の経路が延びて隣接の刀身の経路と交差しても、これは対象物の部分を切りだすことができるので、構わない。このように、各刀身の端部の経路は、隣接の刀身の端部の経路と重なってもよいが、隣接の刀身の往復運動が妨げられるようであってはならない。

鋸刃は、アーム部４９をまげて刀身１０ａ−ｆを外すことによって取り換えられる。新たな鋸刃は、アーム部４９をまげて刀身取付手段のリムをアーム部上に摺動させ、最終的にアーム部４９とリムを係合させることによって、挿入できる。

切断装置のいくつかの部分は、互いに高速で摺動し合う。当業者には自明であるように、かかる部分には、適当な潤滑剤が適用される。

実施形態の変形例では、図８、９および１０に示されるように、刀身１０ａ−ｆ、壁２６ａ−ｄ、刀身担持部１８ａ−ｄが、上記のものと異なる。刀身担持部が部分的に、壁２６ａ−ｄの背面に形成され、前記壁は、アーム部４９と刀身１０のリム５１ａ、５１ｂを受容するために凹部を有する。上述のように、アーム部４９は幅広端部４９ａを有し、その他方の端部はＴ字部５０を形成する。壁２６の凹部の第１部分は、Ｔ字部５０を受容する形状である。前記凹部はまた、アーム部４９の残りの部分が収まる首状部を備える形状である。アーム部４９は、前記首状部を通って、凹部のより広い部分へ延び、その部分はまた、リム５１ａ、５１ｂを受容するような形状である。上述の凹部のより広い部分は、深さが二段階であり、アーム部４９をリム５１ａ、５１ｂよりも深いところへ押し入れることができる。リム５１ａ、５１ｂは、アーム部が押圧される時に、凹部のより広い部分へ入れることができる。アーム部４９を緩めると、アーム部４９はリム５１ａ、５１ｂの間に係合し、アーム部の幅広部４９ａもリムの根元の凹部５２に係合する。図８から理解できるように、刀身が取付手段に固定されている時、アーム部およびリム５１ａ、５１ｂの外面と、壁２６とは同一平面上にある。

カバープレート５３は、壁２６の背面に、カバープレート５３の孔５６を通ったネジによって取り付けられるが、適宜、他の手段でカバープレートを取り付けてもよい。刀身１０は、カバープレート５３が設置された状態で着脱可能であるが、アーム部４９は、カバープレート５３の孔５４を介して押すことにより押圧できる。

図９も参照すると、取付板および壁２６は、その間にボールベアリング５６を保持するように変更できる。この場合、取付板は、ボールベアリング５６が往復直線運動で動く上述の正方形溝の場所に、溝５９ａ−ｄを備える。前記壁２６は、摺動部４２を備えない。

図１０に示されるように、実施形態の変形例において、切断装置は、円筒状ブロックの周りに配置されたスリーブ６１を備える。スリーブ６１は、四つの細長いスロットを有する。前記スロットは、ボールベアリングが各スロット内を動けるような大きさと位置に設けられている。スリーブ６１はそれによって、ボールベアリング３０ａ−ｄの運動を導く。

４つのボルトとボルトスリーブも、図１０に示されているが、これらは内側筐体１４を取付板２０に取り付ける。

前記実施形態の変形例は、上述と同様に動作する。鋸刃を交換するには、カバープレート５３の孔５４から細い物体を入れることによってアーム部４９を曲げる。

その他の実施形態において、軸の回転運動を、反復的な直線往復運動に、またその逆に、以下の共通の原理を使用して変換してもよく、その原理とは、対向する表面を有し、各表面がそこに溝と各溝に配置されたボールベアリング部分とを有する二つの部分（壁およびブロック）であって、前記溝および前記ボールベアリングが協働して一つの溝から別の溝へ応力を付与する、という原理である。ただし、かかるその他の実施形態では、ブロックは円筒状ではない。例えば、ブロックは載頭円錐状であってもよい。前記ブロックは、中心軸からの溝の半径方向距離が一定である形状であればよい。壁２６ａ−ｄの形状は、壁の溝が、ブロックの溝から一定の距離であるように変更されてもよい。実施形態において、溝は一定間隔で離間されていなくてもよく、ボールベアリングは振幅の一部において壁の溝から出てもよい。

別の実施形態において、円筒状ブロックの代わりに、円形または環状の表面を有する円板が設けられる。前記円板は、その表面上にループ状の振幅のある状態に設けられた、連続した溝を有する。図１１を参照すると、前記円形の円板６０は、円板６０を通る孔６２に係合することにより、回転可能なシャフト（図示せず）に取り付けることができる。前記回転可能なシャフトは、シャフトが回転している時に前記円板がその中心を平らな状態で回転するように、シャフトが円板の面に対して法線方向の軸を有するように、取り付けられる。円板６０は、円板６０の孔６０と縁６４の間に、軸の周りに連続的に延設される溝６４を有する。回転運動を直線運動に変換する構成において、円板は回転可能な駆動シャフト上に設置され、前記シャフトは、円板が回転できるように支持体の上に設置される。壁はまた、上述の壁２６のように、支持体上に設置され、前記支持体および前記壁は、壁の運動が回転可能なシャフトの軸に対して横方向の、直線的な往復の反復的な運動に制限されるように構成される。壁の表面は溝を有し、前記溝は壁の運動方向に対して斜めに配置され、円板６０の溝６４に面し、かつその近くにある。ボールベアリングは、応力の伝達を可能にするために、部分的に双方の溝の中に配置される。

動作中、円板の回転は、上記と同じような壁の直線往復運動を引き起こす。ボールベアリングは、壁の移動が制限されているので、ほぼ半径方向に円板上を行ったり来たり振幅運動する。この振幅運動により、軸に対して少なくとも部分的に横方向で、かつ、円板の面から間隔を置いた方向に、壁を動かす。円板を含む構成が切断装置に含まれてもよく、それによって駆動シャフトの回転運動が、鋸刃の反復的な直線往復運動に変換される。

前記構成は、回転運動を直線運動に変換することを可能にするとともに、それに加えて、またはその代わりに、直線運動をシャフトの回転運動に変換するために用いられてもよい。

上記の実施例については様々な変形例が可能であることは、当業者に理解されるであろう。

対象物、例えばプラスターボードから切り出される形状は、長方形または正方形以外のものに、あらかじめ定めることが可能である。たとえば、切断装置は、３つ、５つまたは６つ、７つまたは８つ、またはそれより多い数の刀身を、対応する数の刀身担持部とともに担持して、三角形、五角形、六角形、七角形または八角形を切り出せるように変更できる。上述の数の刀身を使用して、その他の形状を切り出すことが可能であり、例えば前記切断装置は、４つの刀身で菱形を切るように構成できる。請求項において「長方形」という単語を使用することについて、単語「正方形」は、「長方形」の特殊な場合であると理解されるべきである。

前記装置はまた、２つの刀身を有していてもよく、好適には刀身が同じ長さで、その長さと同じ間隔で平行に離間されている２つの刀身を有していてもよい。これは、正方形または長方形の切断を可能にするために用いられることができ、つまり、当該装置が有する部品が少なくなる、ということであり、有利である。

同様に、運動変換構成が湾曲した経路上を行き来する往復運動を引き起こすように、前記刀身担持部が取付板上に設置されてもよいだろう。このように、前記切断装置は、湾曲した刀身を使用して、円形の穴を切り開けることができるように構成することも可能である。

変形例において、切断装置は、一つの連結手段、例えば一つのボールベアリングという形態の連結手段が、１つより多い刀身の往復運動を引き起こすように変更できる。

別の実施形態においては、山の数と谷の数がそれぞれ、刀身の数と等しいか、またはその倍数であり、一つの刀身の第１端部が隣接の刀身の第２端部へ動く時に、前記隣接の刀身の第２端部は前記一つの刀身の第１端部から遠ざかって動くようになっている。

円筒状ブロック２４のベアリング表面２４ａと往復運動壁２６ａ−ｄの連結表面とを連結する上述の連結手段は、前記ベアリング表面および前記連結表面にある溝を走行するボールベアリングであるが、円筒状ブロックと刀身担持部１８ａ−ｄとの連結は、別の方法であってもよい。例えば、レールと走行構成が、かわりに用いられてもよい。

変形例において、非線形溝は、ジグザグ形状でなくともよく、別の種類の振幅であってもよい。振幅の厳密な種類を、最良の切断動作について最適化することができる。

刀身が刀身担持手段に対して固定して保持されるように刀身および刀身担持手段を改変する方法は、いろいろ考えられる。例えば、上述の実施形態では単一のスリット３６およびスロット４３が設けられているところに、一対の整列したスリットおよび整列したスロットがあってもよい。前記刀身は、一対のスリットおよびスロットを介して何らかのスナップ式の方法で切断装置の取付手段に取り付けられるよう改変される。

上述の切断装置は、プラスターボードを切断する装置として記載されている。当業者であれば、前記切断装置が、プラスターボード以外の対象物の表面を切断するために適用できることは理解されるであろう。例えば、切断装置は、ベニヤ板や合板などの木のシートやパネル、プラスチックのパネルやパイプなど、様々な種類のシート材料を切断するために用いることができる。

切断装置には、外側筐体１６に取り付けられた、または取り付け可能な、伸長部材が設けられていてもよい。前記部材は、所定の、または調節可能な長さであり、壁またはほぼ垂直な壁またはパネルにおける切断の地上からの高さをあらかじめ決められるよう位置決めできる。

出願人は、ここに記載の個々の特徴を単独で、および、かかる特徴を２つ以上組み合わせて、ここに開示するが、この開示は、かかる特徴またはその組み合わせがここに開示する課題を解決するかどうかにかかわりなく、また、請求の範囲に制限されず、本明細書全体に基づき、当業者の通常の知識に照らして、かかる特徴またはその組み合わせを実施できる程度に開示するものである。出願人は、本発明の態様が、かかる個々の特徴または特徴の組み合わせより成ってもよいことを表明する。前記明細書を参照すれば、本発明の範囲内で様々な変形があってもよいことは、当業者には明白であろう。

Claims (23)

1. 回転運動を直線運動へ、および／または直線運動を回転運動へ変換するための装置であって、
   表面を有すると共に、前記表面の上または中に第１手段を有し、中心軸を中心に回転可能な回転可能部品と、
   前記回転可能部品の表面に対向する連結表面を有し、前記回転可能部品の軸に対して少なくとも部分的に横方向の制限された運動のために配置された、少なくとも一つの部材と、
   前記回転可能部品の表面と、前記のまたは各々の部材との間に配置され、前記部材の連結表面と前記回転可能部品の表面とを連結するための手段とを備え、
   前記のまたは各々の部材の前記連結表面は、その上またはその中に、前記部材の運動方向に対して斜めに延設された第２手段を有し、前記連結するための手段は、前記第１手段を前記第２手段に連結し、
   前記連結するための手段は、当該手段と前記回転可能部品の表面と前記連結表面とが協働して、前記回転可能部品の回転運動が少なくとも一つの部材の反復的な往復運動を引き起こし、または、前記少なくとも一つの部材の反復的な往復運動が前記回転可能部品の回転運動を引き起こすように構成されている、変換装置。
2. 前記部材または前記各部材の反復的な往復運動は、反復的な往復直線運動である、請求項１に記載の変換装置。
3. 前記回転可能部品は、軸を中心とした前記回転可能部品の回転を可能にするように支持手段の上に設置され、前記少なくとも一つの部材も、前記支持手段の上に設置され、前記支持手段は前記のまたは各々の部材の運動を、少なくとも一部は前記回転可能部品の軸に対して横方向である直線経路に制限するように構成されている、請求項１または２に記載の変換装置。
4. 前記第１手段は非線形の連続的な第１の溝であり、前記第２手段は第２の溝であり、前記連結するための手段は部分的に第１および第２の溝に配置されているベアリングを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の変換装置。
5. 前記連結表面および前記回転可能部品の表面はそれぞれ、前記ベアリングを前記第１および第２の溝に保持するために離間されている、請求項４に記載の変換装置。
6. 前記連結表面は前記回転可能部品の表面の一部に対向し、第１手段の一部を含み、前記連結表面が対抗する表面の前記部分は、前記回転可能部品が回転するにつれて変わる、請求項１〜５のいずれかに記載の変換装置。
7. 前記第１手段は、前記回転可能部品の中心軸のまわりを円周方向に延設され、第１手段の前記軸からの半径方向の間隔は一定である、請求項１〜６のいずれかに記載の変換装置。
8. 前記回転可能部品は、ほぼ円筒状であり、前記回転可能部品の表面は前記円筒状の部品の周面である、請求項１〜７のいずれかに記載の変換装置。
9. 前記制限された運動は、前記周面に対してほとんど接線方向であるかまたは、前記周面に対する接線方向の面に平行な面内である、請求項６〜８のいずれかに記載の変換装置。
10. 前記回転可能部品は円板であり、前記表面は前記円板のほぼ円形または環状の領域を含み、前記軸は、前記円形または環状の領域の中心にあり、それに対する法線方向である、請求項１〜６のいずれかに記載の変換装置。
11. 前記制限された運動は、前記円形または環状の領域の面にほぼ平行である、請求項１０に記載の変換装置。
12. 切断対象物の表面上での、少なくとも一つの刀身の反復的な往復切断動作により切断するための切断装置であって、前記切断装置は、
    請求項１〜１１のいずれかに記載の変換装置と、
    回転可能部品に係合して、当該回転可能部品の中心軸まわりにその回転を引き起こす回転駆動シャフトとを含み、
    前記のまたは各々の部材に、当該部材の運動の方向に長さ方向をあわせて、少なくとも一つの刀身が結合可能であり、
    前記変換装置は、前記回転駆動シャフトの回転運動を、前記のまたは各々の部材の反復的な往復運動へ変換し、前記少なくとも一つの刀身が前記のまたは各々の部材に結合された場合に、これが少なくとも一つの刀身の対応する運動を引き起こすよう配置された、切断装置。
13. 前記回転駆動シャフトの軸は、前記切断装置の質量中心、またはその近くの方向に延びる、請求項１２に記載の切断装置。
14. 前記部材または前記各部材に対して、少なくとも一つの刀身を取り付けるための少なくとも一つの刀身担持手段をさらに含み、前記往復運動部材の運動が、それに対応する前記刀身担持手段の運動を引き起こし、それによって、それに対応する前記少なくとも一つの刀身の運動を引き起こす、請求項１２および１３のいずれかに記載の切断装置。
15. 前記少なくとも一つの刀身は、前記少なくとも一つの刀身担持手段に着脱可能に取り付けられる、請求項１４に記載の切断装置。
16. 前記少なくとも一つの刀身担持手段に担持された２つ、３つ、４つ、５つ、または６つの刀身を含み、前記刀身は、切断対象物の表面上で、同時の反復的な往復切断動作を行うように配置されている、請求項１４〜１５のいずれかに記載の切断装置。
17. ４つの刀身を有し、前記刀身は、おおむね長方形または正方形のフォーメーションに設けられ、それによって、長方形のまたは正方形の切り出し部分を製造する、請求項１６に記載の切断装置。
18. 少なくとも一つの刀身担持手段は、前記刀身が少なくとも一つの刀身担持手段の上の複数の場所に取り付け可能であり、それによって、異なる形状の部分が切り出せるようにするよう構成されている、請求項１６または請求項１７に記載の切断装置。
19. 各刀身は、それぞれ第１および第２端部を有し、各刀身の前記第１端部は、その隣に設けられている刀身の前記第２端部に隣接し、使用中には、各刀身の第２端部が前記隣の刀身の第１端部に接近し、各刀身の第１端部が前記その隣の刀身の第２端部に接近することが、交互に順に起こる、請求項１６〜１８のいずれかに記載の切断装置。
20. 請求項３に記載の変換装置を備えた、請求項１４〜１９のいずれかに記載の切断装置であって、
    前記支持手段が貫通するスロットを有し、
    前記支持手段上に配置された刀身担時手段をさらに含み、
    前記支持手段は、前記刀身担時手段の反復的な往復運動を許容し、
    前記刀身担時手段は、刀身に取り付けられて刀身を運搬し前記スロットを通して前記刀身へ対応する往復動作を伝達するよう構成された、切断装置。
21. 請求項１４〜２０のいずれかに記載の切断装置に取り付けるための鋸刃であって、
    前記のまたは各々の刀身は、刃先を有する本体と、前記刀身担持手段の対応する第２取付手段に取り外し可能に係合して前記刀身を切断位置で固定的に保持するための第１取付手段とを含む、鋸刃。
22. 前記第２取付手段はアーム部を含み、前記第１取付手段は、前記刀身の本体に、前記アーム部の対応する形状の部分を受容するために幅広凹部を備え、前記アーム部の部分が前記幅広凹部に係合されたときに前記第１および第２取付手段が固定的に係合される、請求項２１に記載の鋸刃。
23. 前記第１取付手段は、それぞれ対抗する前記アーム部の辺に対して少なくとも部分的に嵌合するように構成された一対のリムを備え、前記アーム部は弾力性、柔軟性のある着脱可能な構成で前記リムを前記切断装置のスロットに挿入できるようにし、かつ、前記第１および第２取付手段が係合できるように位置決めされ、それによって前記鋸刃が前記切断装置に固定的に保持される、請求項２２に記載の鋸刃。

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