JP6852808B2 - 動力工具 - Google Patents

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Description

本発明は動力工具に関する。
従来から、木材やパイプ等(被切断材)を切断する動力工具の一例として卓上切断機が広く用いられている。
例えば、特許文献1に記載されている卓上切断機では、モータ軸に取付けられた第1プーリと、中間回転軸に取付けられた第2プーリと、第1プーリ及び第2プーリ間に張架された第1ベルトとからなる1段目の伝達機構により、モータ軸の回転が中間回転軸に伝達される。そして、中間回転軸に取付けられた第3プーリと、鋸刃軸に取付けられた第4プーリと、第3プーリ及び第4プーリ間に張架された第2ベルトとからなる2段目の伝達機構により中間回転軸の回転が鋸刃軸に伝達され、鋸刃軸に装着された鋸刃が回転する。このように、ギヤを用いることなくモータの回転を減速して鋸刃に伝達可能であるため、ギヤの噛合による騒音が発生しないという利点があった。
特許第5476798号公報
しかしながら、特許文献1に記載の卓上切断機においては、鋸刃が被切断材に噛み込み鋸刃軸が回転不能にロックされてしまった際に、回転を続けようとするモータの回転力を受けることにより、伝達機構の一部、例えばベルト等が破損してしまう可能性があった。
かかる課題に鑑み、本発明は、動力伝達機構の破損を抑制可能な動力工具を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明は、回転駆動する回転軸を有するモータと、切断刃を装着可能な出力軸と、前記回転軸の回転力を前記出力軸へ伝達可能なベルトと、前記回転力の伝達経路上において前記回転軸と前記出力軸との間に位置する中間軸と、前記回転軸に設けられ前記回転軸と一体に回転する第1プーリと、前記中間軸が挿通され前記第1プーリよりも大径に形成された第2プーリとを有し、前記回転力の伝達経路上において前記第1プーリと前記第2プーリのそれぞれが前記ベルトを保持し前記回転軸の回転を受けて回転可能な複数のプーリと、前記第2プーリの回転を前記切断刃に伝達する伝達経路中に設けられ、回転力の伝達を遮断または制限する伝達制限部と、を有することを特徴とする動力工具を提供している。
上記構成の動力工具によれば、第2プーリの回転を前記切断刃に伝達する伝達経路中に設けられ、回転力の伝達を遮断または制限する伝達制限部を有しているため、切断刃が被切断材に噛み込み出力軸が回転不能にロックされてしまう前に、モータの回転軸の中間軸への回転力の伝達を遮断することができ、回転を続けようとするモータの回転力を受けることにより、ベルトやプーリといった伝達機構を構成する部材が破損してしまうことを抑制することが可能となる。また、伝達制限部は、モータ軸と比較して作用するトルクの大きい回転体に作用するように構成したので、伝達機構部による回転伝達の遮断または制限が、過度に、または必要不十分になってしまうことを好適に抑制できる。
上記構成において、前記伝達規制部は、前記第2プーリの回転を摩擦力によって前記中間軸へ伝達するようにすることが好ましい。また、前記伝達規制部は、前記中間軸に対する負荷が所定の負荷を超えた場合に前記第2プーリの回転の前記中間軸への伝達を遮断することが好ましい。
このような構成によれば、中間軸に対する負荷が所定値以上となった場合に摩擦力による第2プーリの回転の中間軸への伝達を遮断することが可能に構成されているため、切断刃が被切断材に噛み込み出力軸が回転不能にロックされてしまう前に、モータの回転軸の中間軸への回転力の伝達を遮断することができ、回転を続けようとするモータの回転力を受けることにより、ベルトやプーリといった伝達機構を構成する部材が破損してしまうことを抑制することが可能となる。また、第1プーリよりも大径に形成され第1プーリよりも大きい側面積を有する第2プーリと中間軸との摩擦力により回転を好適に伝達することが可能となる。さらに、モータ軸と比較して作用するトルクの大きい中間軸に挿通された第2プーリで摩擦力による回転の伝達・遮断を行うため、摩擦力を発生させるための荷重にばらつきが生じた場合においても、好適に中間軸に作用する所定の負荷トルクの範囲において回転の伝達を遮断することが可能となる。
また、前記伝達規制部は、前記中間軸に設けられ前記中間軸の径方向と交差する方向に対して垂直な押圧面が規定された押圧部と、前記第2プーリに設けられ前記押圧面と当接可能な被押圧部と、を有し、前記押圧部と前記被押圧部との間の面圧による摩擦力によって前記第2プーリの回転を前記中間軸へ伝達可能であることが好ましい。
このような構成によれば、第1プーリよりも大径に形成される第2プーリに設けられた押圧部と中間軸に設けられた押圧部との摩擦力により回転を好適に伝達することが可能となる。
また、前記押圧部及び前記第2プーリのいずれか一方をいずれか他方に近づく方向に付勢する付勢部材を、さらに有することが好ましい。
このような構成によれば、簡易な構成で押圧部と第2プーリとの間に摩擦力を発生させることが可能となる。
また、前記中間軸は、2つの軸受によって軸支され、前記押圧部と前記第2プーリとは、前記中間軸の軸線方向において前記2つの軸受の間に位置することが好ましい。
このような構成によれば、押圧部と第2プーリとの間に好適に摩擦力を発生させることが可能となる。
また、前記中間軸には、前記第2プーリの前記中間軸が挿通される内周面と対向する開口を有する溝が形成され、前記溝には、油が充填されていることが好ましい。
このような構成によれば、中間軸と第2プーリの内周面との間に油が浸透することにより、中間軸と第2プーリとが好適に相対回転することが可能となる。これにより、好適にベルトが破損してしまうことを抑制することが可能となる。
また、前記出力軸の回転を規制可能な規制部を、さらに有することが好ましい。
このような構成によれば、出力軸を固定しつつ好適に先端工具の取付け、又は、取り外しを行うことが可能となる。
また、前記複数のプーリは、前記出力軸と一体に回転する第3プーリを、さらに有し、前記第3プーリには、前記出力軸の軸線方向に延びる孔が形成され、前記規制部は、前記出力軸の軸線方向に延びる規制部材を有し、前記孔に前記規制部材を挿入することにより、前記出力軸の回転を規制可能であることが好ましい。
このような構成によれば、出力軸を固定しつつ好適に先端工具の取付け、又は、取り外しを行うことが可能となる。
また、前記複数のプーリは、前記第3プーリよりも小径に形成され前記中間軸と一体に回転する第4プーリを、さらに有し、前記複数のベルトは、前記第1プーリ及び前記第2プーリ間に張架され前記回転軸の回転を前記中間軸に伝達する第1ベルトと、前記第3プーリ及び前記第4プーリ間に張架され前記中間軸の回転を前記出力軸に伝達する第2ベルトと、をさらに有することが好ましい。
このような構成によれば、モータの回転軸の回転力を2段の伝達機構により2段階に減速して出力軸に伝達することが可能となる。
また、前記第1ベルトは、Vベルトであり、前記第1プーリ及び前記第2プーリはVプーリであることが好ましい。
このような構成によれば、切断刃において規定外の高負荷が生じた場合においても、VベルトがVプーリの外周を滑ることにより、回転を伝達する各部品の破損が抑制される。これにより、工具の耐久性が向上する。
また、前記第2ベルトは、タイミングベルトであり、前記第3プーリ及び前記第4プーリはタイミングプーリであることが好ましい。
このような構成によれば、切断刃において高負荷が生じた場合においても、ガタツキ等の発生が抑制されるため、高精度に中間軸を支承可能となり、効率的で安定した切断作業の実施が可能となる。また、タイミングベルト及びタイミングプーリを使用することにより、回転の伝達効率が向上されるとともに、ベルトの破損が抑制されるので、工具の耐久性が向上される。
また、前記付勢部材は、皿バネであることが好ましい。
前記皿バネは複数あることが好ましい。
また、前記付勢部材は、前記第2プーリに設けられた凹部に収容されることが好ましい。
本発明は更に、回転駆動する回転軸を有するモータと、切断刃を装着可能な出力軸と、前記回転軸の回転力の伝達経路上において前記回転軸と前記出力軸との間に位置する中間軸と、前記回転軸に設けられ前記回転軸と一体に回転する第1プーリと、前記中間軸が挿通される第2プーリと、前記中間軸に設けられ前記中間軸と一体に回転する第3プーリと、前記出力軸に設けられ前記出力軸と一体に回転する第4プーリと、前記第1プーリの回転力を前記第2プーリへ伝達可能な第1ベルトと、前記第3プーリの回転力を前記第4プーリへ伝達可能な第2ベルトと、前記第2プーリの回転を摩擦力によって前記中間軸に伝達するように構成されるとともに、前記第2プーリから前記中間軸への回転力の伝達を遮断または制限することが可能な伝達制限部と、を有し、前記第2プーリは、前記第1プーリ、前記第3プーリ及び前記第4プーリよりも大径に形成されていることを特徴とする動力工具を提供する。
本発明は更に、前記被押圧部の面積は、前記第1プーリの側面の面積よりも大きいことを特徴とする動力工具を提供する。
本発明は更に、前記第4プーリには、前記出力軸の軸線方向に延びる孔が形成され、前記規制部は、前記出力軸の軸線方向に延びる規制部材を有し、前記孔に前記規制部材を挿入することにより、前記出力軸の回転を規制可能であることを特徴とする動力工具を提供する。
本発明は更に、前記被押圧部は円環形状を成し、前記径方向における前記内周面と前記被押圧部との間に設けられ、前記油を吸収する油吸収部材をさらに有することを特徴とする動力工具を提供する。
本発明の動力工具によれば、動力伝達機構が破損してしまうことを抑制することが可能となる。
本発明の実施の形態にかかる卓上丸鋸の外観を示す右側面図である。 本発明の実施の形態にかかる卓上丸鋸の外観を示す左側面図である。 本発明の実施の形態にかかる卓上丸鋸の外観を示す正面図である。 図1のIV−IV線断面図である。 本発明の実施の形態にかかる卓上丸鋸の動力伝達部、クラッチ部及び回転規制部を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態にかかる卓上丸鋸の中間軸、第2プーリ及びクラッチ部を示す分解斜視図である。 作業時におけるモータ軸に作用するトルク及び中間軸に作用するトルクとモータに流れる電流との関係を示すグラフである。
本発明の実施の形態による動力工具の一例である卓上丸鋸1について、図1乃至図7を参照しながら説明する。卓上丸鋸1は、木材やアルミサッシ等(被切断材)を切断するための電動式の動力工具であり、図1乃至図4に示されているように、ベース部2、ホルダ3、ガイド部4、移動部5及び切断刃Pを装着可能な切断部6を含んで構成されている。切断刃Pは、本発明における「切断刃」の一例である。
以下の説明において、図1に示されている「上」を上方向、「下」を下方向、「前」を前方向、「後」を後方向と定義する。また、図1において紙面から手前に向かう方向を右方向、紙面から奥に向かう方向を左方向と定義する。本明細書において寸法、数値等について言及した場合には、当該寸法及び寸法等と完全に一致する寸法及び数値だけでなく、略一致する寸法及び数値等(例えば製造誤差の範囲内である場合)を含むものとする。「同一」、「直交」、「平行」、「一致」、「面一」、「一定」等についても同様に「略同一」、「略直交」、「略平行」、「略一致」、「略面一」、「略一定」等を含むものとする。なお、以下においては、特に言及しない限り、切断刃Pがベース部2の載置面2Aに対して傾動及び揺動していない状態(図1乃至図3に示されている状態)を基準に説明する。
図1乃至図3に示されているように、ベース部2は、ベース21、ターンテーブル22及びフェンス23を有している。
ベース21は、金属製であり、床面等に載置可能な部分である。ターンテーブル22は、金属製であり、上面に直交する図示せぬ回動軸を介してベース21と接続され、その上面がベース21の上面と略面一となるように配置されている。ベース21の上面とターンテーブル22の上面とによって被切断材(被加工材)を載置可能な載置面2Aが規定されている。ベース21及びターンテーブル22には、切断作業時に切断部6が下降した際に、切断刃Pの進入を許容する図示せぬ溝部が形成されている。
フェンス23は、ベース21に設けられ、図3に示されているように、右フェンス23Aと左フェンス23Bとを有している。右フェンス23A及び左フェンス23Bは、載置面2Aに略直交する押さえ面23aを有している。被切断材を切断加工する際には、フェンス23の押さえ面23aに被切断材の一面を当接させることにより、安定した切断加工を行うことが可能となる。
図1乃至図3に示されているように、ターンテーブル22の前部には、操作部24が設けられている。操作部24は、ターンテーブル22の回動操作及び回動位置固定操作を行う際に、ユーザが操作する部分である。また、図3に示されているように、ターンテーブル22の後部には、傾動軸25及び突出部26が設けられている。傾動軸25は、切断刃Pの側面と平行に前後方向に延び且つその中心軸がターンテーブル22の上面と一致するように設けられている。突出部26は、ベース21の後部から上方に突出しており、傾動軸25の中心軸を中心として円弧上の長穴26aが形成されている。
図1及び図2に示されているように、ホルダ3は、ベース21と切断部6との間に設けられている。ホルダ3は、ターンテーブル22の後部において上方に立設しており、その下部が傾動軸25を中心として傾動可能に支持されている。これにより、ホルダ3は、ターンテーブル22に対して左右方向に傾動可能である。ホルダ3には長穴26aと一致する位置に図示せぬ螺合孔が形成されており、この螺合孔にはクランプレバー31が螺合する。
図2に示されているように、ガイド部4は、ホルダ3に固定され、第1ロッド41、第2ロッド42及び連結部材43を有している。第1ロッド41及び第2ロッド42は、パイプ材等の高剛性材料によって形成されている。第1ロッド41は、ベース部2の載置面2Aに平行且つ切断刃Pの回転軸心に直交する方向(前後方向)に延びている。第2ロッド42は、第1ロッド41に平行に延び、第1ロッド41よりも下側に位置している。第1ロッド41及び第2ロッド42は、互いに同一の長さであるとともに、ターンテーブル22の長手方向(前後方向)よりも短い。第1ロッド41及び第2ロッド42は、ホルダ3のターンテーブル22に対する左右方向の傾動によって、ホルダ3とともに左右方向に傾動する。
移動部5は、切断部6をベース部2方向及び反ベース部2方向に回動可能に支持すると共に、ガイド部4に対して前後方向に摺動自在に支持されている。移動部5は、図2に示されているように、スライド部51及び切断部支持部52を有している。
スライド部51は、第1ロッド41及び第2ロッド42に跨るように設けられている。スライド部51には、第1ロッド41及び第2ロッド42が挿通され、これにより、スライド部51は、ホルダ3と連結部材43との間を第1ロッド41及び第2ロッド42上を摺動するように構成されている。切断部支持部52は、スライド部51に支持されている。切断部支持部52には、図1及び図2に示されているように、第1ロッド41及び第2ロッド42の軸方向(前後方向)と直交する方向(左右方向)に延びる回動軸52Aが固定されている。切断部支持部52は、回動軸52Aを中心としてベース部2方向及び反ベース部2方向に回動可能に切断部6を支持している。
図3に示されているように、切断部6は、モータ67、伝達機構部60を含んで構成され、ハウジング6Aによってその一部を覆われている。
図1乃至図4に示されているように、切断部6のハウジング6Aは、ソーカバー61、保護カバー62、モータハウジング63、ギヤケース64及びギヤカバー65を含んで構成されている。
図1に示されているように、ソーカバー61は、切断刃Pの一部外周を覆っている。保護カバー62は、ソーカバー61内に収容可能であり、ソーカバー61より突出する部分の切断刃Pの外周を覆うようにソーカバー61に回動可能に設けられている。
保護カバー62は、図1に示されているように、切断部6が上方に回動している状態では、ソーカバー61より突出する部分の切断刃Pの外周を覆う位置に回動し、切断部6が下方に回動している状態(不図示)では、図示せぬリンク機構によってソーカバー61内に収容され、ソーカバー61より突出する部分の切断刃Pの外周を露出させる位置に回動する。
モータハウジング63は、左右方向に延びる略円筒形状をなし、その右側面には、図1に示されているように、スリット形状の吸気口63aが形成されている。モータハウジング63には、ハンドル部66が一体的に設けられている。ハンドル部66は、切断刃P側面の延長線上に位置している。ハンドル部66には、モータハウジング63内に収容されるモータ67の駆動を制御するスイッチ66Aが設けられている。
図3及び図4に示されているように、ギヤケース64は、モータハウジング63の左側開口部に連結し、切断刃Pと平行な方向に延びる壁部を有している。ギヤカバー65は、ギヤケース64の下部の右側開口部と連結し、切断刃Pと平行な方向に延びる壁部を有している。伝達機構部60は、ギヤケース64の内面とギヤカバー65の内面とによって画成された空間に配置されている。また、ギヤケース64の下部には、ギヤケース64を左右方向に貫通する挿通孔64aが形成されている。
図4に示されているように、モータ67は、モータハウジング63の内部に収容され、モータ本体67A、回転駆動するモータ軸67B、ファン67C及びコミュテータ67Dを有している。モータ軸67Bは、略円柱形状をなし、モータ本体67Aの左右方向に延びるように配置されている。モータ軸67Bは、ベアリング67aを介してモータハウジング63に回転可能に支承されている。モータ軸67Bの左端部は、ギヤケース64の外側(左側)に突出している。モータ軸67Bの左端部は、ベアリング67bを介してギヤケース64に回転可能に支承されている。モータ67は、本発明における「モータ」の一例である。モータ軸67Bは、本発明における「回転軸」の一例である。
ファン67Cは、モータ本体67Aの左側において、モータ軸67Bに固定されている。ファン67Cは、モータ軸67Bと一体に回転し、モータハウジング63の吸気口63aから外気を吸入し、ギヤケース64に形成されている排気口(不図示)から排気することによって、モータ本体67Aやコミュテータ67D等を冷却する。
伝達機構部60は、2段ベルト方式でモータ67の回転を切断刃Pに伝達する部分であり、図4及び図5に示されているように、第1プーリ601、中間軸602、第2プーリ603、第1ベルト604、第3プーリ605、スピンドル606、第4プーリ607及び第2ベルト608を備えている。このうち、第1プーリ601、第2プーリ603及び第1ベルト604が、1段目の伝達機構を構成し、第3プーリ605、第4プーリ607及び第2ベルト608が、2段目の伝達機構を構成している。また、2段目の伝達機構(第3プーリ605、第4プーリ607及び第2ベルト608)は、ギヤケース64の左側面及びギヤカバー65の内面によって画成された空間内に収容されている。
第1プーリ601は、Vプーリであり、外周面に周方向に延びる溝が形成されている。第1プーリ601は、ギヤケース64の外側(左側)において、モータ軸67Bの左端部に固定され、モータ軸67Bと一体に回転可能である。第1プーリ601は、本発明における「第1プーリ」の一例である。
中間軸602は、モータ軸67Bの回転力の伝達経路上においてモータ軸67Bとスピンドル606との間に位置している。中間軸602は、略円柱形状をなし、モータ軸67Bに平行に左右方向に延びるように配置されている。中間軸602は、ベアリング70a及びベアリング70bを介してギヤケース64に回転可能に支承されている。つまり、中間軸602は、2つの軸受によって回転可能に軸支されている。ベアリング70aはベアリング支持部76を介してギヤケース64に支持されている。ベアリング支持部76は、ギヤケース64にボルト等の固定具によって着脱可能に固定されている。ベアリング支持部76をギヤケース64に着脱可能としたことで、ベアリング70aとベアリング70bとの間に配置された伝達機構の一部を変更したとしても、ベアリング支持部76の形状を変更して容易に対応可能となる。また、中間軸602は、挿通部602Aと、嵌合部602Bと、皿バネ保持部602Cとを有している。中間軸602は、本発明における「中間軸」の一例である。
挿通部602Aは、左右方向に延びる円柱形状をなし、その左右方向における略中央部には挿通部602Aの外周面に開口を形成するように挿通部602Aの周方向に延びる油溝602aが形成されている。油溝602aには、潤滑油が充填されている。油溝602aは、本発明における「溝」の一例である。潤滑油は、本発明における「油」の一例である。
嵌合部602Bは、中間軸602の左端部をなし、ベアリング70aの内輪に嵌合されている。
皿バネ保持部602Cは、左右方向において、挿通部602Aと嵌合部602Bとの間に位置している。皿バネ保持部602Cは、略円柱形状をなし、その外径は、挿通部602Aの外径よりも僅かに小さく構成されている。
第2プーリ603は、Vプーリであり、左右方向に延びる略円筒形状をなし、外周面に周方向に延びる溝が形成されている。第2プーリ603の外径は、第1プーリ601の外径よりも大きい。第2プーリ603には、中間軸602の左端部が挿通されている。第2プーリの内周面603aは、中間軸602の挿通部602Aに形成された油溝602aの開口と対向するように配置されている。これにより、挿通部602Aの外周面と第2プーリの内周面603aとの間に油溝602aに充填された潤滑油が浸透するように構成されている。このような構成によれば、中間軸602と第2プーリ603とが好適に相対回転することが可能となる。
また、図4及び図6に示されているように、第2プーリ603には、左面から右方に窪む略円筒形状の凹部603bが形成されている。凹部603bは、本発明における「凹部」の一例である。
第1ベルト604は、無端状に形成された樹脂製のエンドレスベルトであり、内周面に長尺方向に延びる溝が形成されたVベルトである。第1ベルト604は、その上部を第1プーリ601の外周に架け渡され、その下部を第2プーリ603の外周に架け渡されることによって第1プーリ601及び第2プーリ603間に張架されている。つまり、第1ベルト604は、回転力の伝達経路上において一対のプーリ(第1プーリ601及び第2プーリ603)によって、周回移動可能に保持されている。そして、第1プーリ601及び第2プーリ603がVプーリであり、第1ベルト604がVベルトであるため、切断刃Pにおいて規定外の高負荷が生じた場合においてもVベルトがVプーリの外周を滑ることにより、回転を伝達する各部品の破損が抑制される。第1ベルト604は、本発明における「第1ベルト」の一例である。
第3プーリ605は、タイミングプーリであり、左右方向に延びる略円筒形状をなし、外周面に歯車形状の凹凸が形成されている。第3プーリ605は、中間軸602の中央部よりも右側に圧入により固定され、中間軸と一体に回転可能である。第3プーリ605は、本発明における「第4プーリ」の一例である。
スピンドル606は、略円柱形状をなし、モータ軸67B及び中間軸602に平行に左右方向に延びるように配置されている。スピンドル606は、ベアリング71aを介してギヤケース64に回転可能に支承されるとともに、ベアリング71bを介してギヤカバー65に回転可能に支承される。スピンドル606の右端部には、切断刃Pを装着するためのボルト等の締結具を有する装着部606Aが設けられている。装着部606Aは、ギヤカバー65の外側(右側)に突出している。スピンドル606は、本発明における「出力軸」の一例である。
第4プーリ607は、タイミングプーリであり、左右方向に延びる略円筒形状をなし、外周面に歯車形状の凹凸が形成されている。第4プーリ607は、第3プーリ605よりも大きな外径を有している。第4プーリ607は、スピンドル606の中央部よりも左側に圧入により固定され、スピンドル606と一体に回転可能である。また、第4プーリ607の回転軸心に対して偏心した位置には、スピンドル606の軸線方向(前後方向)に延び、第4プーリ607の後面に開口をなすように挿通孔607aが形成されている。第4プーリ607は、本発明における「第3プーリ」の一例である。挿通孔607aは、本発明における「孔」の一例である。
第2ベルト608は、無端状に形成された樹脂製のエンドレスベルトであり、内周面に歯車形状の凹凸が形成されたタイミングベルトである。第2ベルト608は、その上部を第3プーリ605の外周に架け渡し、その下部を第4プーリ607の外周に架け渡すことにより、第3プーリ605及び第4プーリ607間に張架される。このとき、第2ベルト608の内周面の凹凸と、第3プーリ605及び第4プーリ607の外周面の凹凸とが噛み合うことで、第3プーリ605の回転が第2ベルト608を介して第4プーリ607に伝達され、回転する。第2ベルト608は、その周長の半分の長さが第3プーリ605及び第4プーリ607間の張架距離よりも長くなるように形成され、1よりも大きな伸張率でテンションをかけた状態で、第3プーリ605及び第4プーリ607間に張架される。つまり、第2ベルト608は、回転力の伝達経路上において一対のプーリ(第3プーリ605及び第4プーリ607)によって、周回移動可能に保持されている。そして、第3プーリ605及び第4プーリ607がタイミングプーリであり、第2ベルト608がタイミングベルトであるため、切断刃Pにおいて高負荷が生じた場合においても、ベルトとプーリが滑ることなく噛み合って伝達されるため、効率的で安定した切断作業の実施が可能となる。また、タイミングベルト及びタイミングプーリを使用することにより、回転の伝達効率が向上されるとともに、ベルトの破損が抑制されるので、工具の耐久性が向上される。第1ベルト604及び第2ベルト608は、本発明における「ベルト」の一例である。
また、伝達機構部60は、回転規制部8を有している。回転規制部8は、スピンドル606の回転を規制可能に構成され、図4及び図5に示されているように、ピン81と、スプリング82とを有している。回転規制部8は、本発明における「規制部」の一例である。
ピン81は、スピンドル606の軸線方向(前後方向)に延びる略円柱形状に形成され、その右端部がギヤケース64の挿通孔64aに挿通されている。ピン81は、ギヤケース64に対して左右方向に相対移動可能に構成されている。ピン81は、本発明における「規制部材」の一例である。
スプリング82は、コイルバネであり、そのコイル部分にピン81の軸部が挿通されている。スプリング82の右端部はギヤケース64の側面と当接し、スプリング82の左端部はピン81に設けられたリング状の部材に当接している。これにより、スプリング82は、ピン81をギヤケース64に対して左方に付勢している。ピン81は、挿通孔607aに挿入可能に構成されている。
また、伝達機構部60は、クラッチ部7を有している。クラッチ部7は、本発明における伝達規制部の一例である。図4乃至図6を参照しながら、クラッチ部7の構成について説明する。
図5及び図6に示されているように、クラッチ部7は、プレート71と、被押圧部72と、油吸収部材73と、当接部材74と、一対の皿バネ75とを有している。
図5及び図6に示されているように、プレート71は、中間軸602に設けられている。プレート71は、中間軸602の径方向外方に延出し、左右方向に厚みを有する略円形状をなしている。プレート71は、中間軸602と一体に形成され、これにより、プレート71は、中間軸602の軸線を中心に中間軸602と一体に回転することが可能である。また、図6に示されているように、プレート71は、押圧面71Aと、テーパ面71Bとを有している。プレート71は、本発明における「押圧部」の一例である。
押圧面71Aは、プレート71の左面に規定され、左面視略円環状をなしている。押圧面71Aは、左右方向と略直交している。言い換えると、押圧面71Aは、中間軸602と直交する面上に延びる。押圧面71Aは、その内径が中間軸602の挿通部602Aの外径よりも大きく形成されている。押圧面71Aよりもプレート71の径方向内側に位置するプレート71の左面は、僅かに右方に窪むように形成されている。なお、プレートの左面全域が、面一に形成されていても良い。
テーパ面71Bは、プレート71の左端部に規定されている。テーパ面71Bは、プレート71の径方向外方の周縁部において、プレート71の左端部に向かうにつれて、プレート71の径方向内方に向けて傾斜するように規定されている。これにより、被押圧部72がプレート71に対して相対回転した際に、プレート71の縁部が被押圧面72Aに噛み込んでしまうことが抑制されている。
図4及び図5に示されているように、被押圧部72は、第2プーリ603に設けられている。被押圧部72は、第2プーリ603の右面から右方に突出している。被押圧部72は、第2プーリ603と一体に回転可能に構成されている。図5に示されているように、被押圧部72は、右面視において、第2プーリと同心の円環形状に形成され、その直径が第2プーリ603の直径よりも小さく形成されている。被押圧部72は、被押圧面72Aを有している。被押圧部72は、本発明における「被押圧部」の一例である。
被押圧面72Aは、被押圧部の右面に規定され、右面視略円環状をなしている。被押圧面72Aは、左右方向と略直交している。被押圧面72Aは、プレート71の押圧面71Aと対向している。被押圧面72Aは、第1プーリ601の側面積より大きい面積を有している。
油吸収部材73は、油を吸収する性能を具備する材料からなり、本実施の形態においては、フェルトである。油吸収部材73は、左右方向に厚みを有する略円環状をなしている。油吸収部材73の径方向における略中央部には、油吸収部材73を前後方向に貫通する貫通孔73aが形成されている。貫通孔73aの内径は、中間軸602の挿通部602Aの外径と略同一となるように構成されている。図4に示されているように、貫通孔74aには、挿通部602Aが挿通されている。油吸収部材73は、中間軸602の挿通部602Aの油溝602aの開口よりも右側に位置している。油吸収部材73は、挿通部602Aの外周面及び第2プーリ603の内周面の間を右方に浸透してきた潤滑油を吸収することにより、当該位置よりも右方への油の流出を抑制している。これにより、押圧面71Aと被押圧面72Aとの間に潤滑油が浸透してしまうことが抑制され、押圧面71Aと被押圧面72Aとの間に好適に摩擦力を発生させることが可能となる。
図6に示されているように、当接部材74は、左右方向に厚みを有する略円環状をなしている。図4に示されているように、当接部材74には、中間軸602の嵌合部602Bが挿通されている。当接部材74の左面は、ベアリング70aと対向し、当接部材74の右面は一対の皿バネ75と対向している。また、当接部材74は、ベアリング70aに対して相対回転可能に構成されている。
図5及び図6に示されているように、一対の皿バネ75のそれぞれは、略同一形状に形成され、左右側面視円環状をなしている。一対の皿バネ75のそれぞれは、中間軸602の軸方向に互いに反対方向に突出するように形成されている。一対の皿バネ75のそれぞれは、その軸方向の圧縮量に比例して荷重を発生させることが可能に構成されている。一対の皿バネ75のそれぞれは、貫通孔が形成された内周部を有している。図4に示されているように、一対の皿バネ75は、それぞれの内周部どうしが当接するように配置されている。また、左側に位置する皿バネは、当接部材74の右面と当接し、右側に位置する皿バネは、第2プーリ603の凹部603bの左面と当接している。一対の皿バネ75は、本発明における「付勢部材」の一例である。
一対の皿バネ75の外径は、第2プーリ603の凹部603bの内径よりも小さく構成されている。一対の皿バネ75は、凹部603b内に配置されている。一般に、皿バネはその軸方向に圧縮されると拡径するが、本実施の形態においては凹部603bの内径が一対の皿バネ75の外径よりも大きく構成されているため、一対の皿バネ75がその軸方向に圧縮された場合において、一対の皿バネ75は、好適に拡径することが可能である。これにより、一対の皿バネ75は、好適に荷重を発生させることが可能である。また、一対の皿バネ75が、第2プーリ603に形成された凹部602b内に配置されているため、卓上丸鋸の左右方向への大型化を抑制することが可能となる。
一対の皿バネ75の内径(内周部に形成された貫通孔の内径)は、中間軸602の皿バネ保持部602Cの外径と略同形に形成されている。図4に示されているように、一対の皿バネ75は、その内周面が皿バネ保持部602Cの外周面と対向するように配置されている。これにより、一対の皿バネ75の中間軸602の径方向への移動が規制されている。
図4に示されているように、一対の皿バネ75は、当接部材74の右面及び第2プーリ603の凹部603bの左面によって所定量圧縮された状態で配置されている。この状態において、一対の皿バネ75の荷重により、第2プーリ603は右方に付勢され、被押圧部72の被押圧面72Aとプレート71の押圧面71Aとの間に面圧が発生している。また、本実施の形態においては、プレート71と第2プーリ603とが中間軸602の軸線方向においてベアリング70aとベアリング70bとの間に位置しているため、押圧面71Aと被押圧面72Aとの面当たりが良く、好適に押圧面71Aと被押圧面72Aとの間に面圧を発生させることが可能である。なお、一対の皿バネ75がプレート71を第2プーリ603に近づく方向に付勢するように構成されていても良い。
なお、皿バネは、荷重に対する圧縮量が他のバネと比較して小さい傾向があるため、小さな収容空間でも付勢対象に大きな荷重を与えることができるが、一方で製品毎の荷重のばらつき(荷重の公差幅)が比較的大きい傾向がある。また、僅かに圧縮されただけで、非常に大きな荷重を発生させるため、荷重を調整することが難しい。しかしながら、本実施の形態においては、皿バネを2枚用いることで、荷重のばらつきを平滑化することが可能に構成されている。また、一対の皿バネ75のそれぞれの内周部どうしを当接させた状態で圧縮することにより、圧縮量に対する荷重を小さく抑えることが可能に構成されている。なお、本実施の形態においては、皿バネを用いて荷重を発生させるように構成されているため、コイルスプリング等を利用する場合のように、荷重を発生させるために大きなスペースを設ける必要はない。また、本実施の形態においては、一対の皿バネ75のそれぞれの内周部を当接させた状態で圧縮するようにしたが、それぞれ外周部を当接させた状態で圧縮するように構成してもよい。
次に、モータ67の回転が切断刃Pに伝達される動作について、説明する。
ハンドル部66のスイッチ66Aが押下されると、モータ67が駆動し、モータ軸67Bが第1プーリ601と一体に回転を開始する。この回転に伴い、第1プーリ601に架け渡された第1ベルト604が、その内周面と第1プーリ601との間に働く摩擦力によって回転を開始する。すなわち、第1ベルト604がモータ軸67B及び第1プーリ601の回転を第2プーリ603に伝達し、第2プーリ603が回転を開始する。この伝達経路においては、第1プーリ601が駆動プーリとなり、第2プーリ603が従動プーリとなる。
この状態において、第2プーリ603に設けられた被押圧部72の被押圧面72Aと、中間軸602に設けられたプレート71の押圧面71Aとの間の面圧による摩擦力によってプレート71及び中間軸602が回転を開始する。ここで、第2プーリ603は、第1プーリ601よりも大径に構成されているため、中間軸602には、モータ軸67Bの回転が減速されて伝達されることとなる。つまり、第1プーリ601、第2プーリ603及び第1ベルト604からなる1段目の伝達機構が、モータ軸67Bの回転を減速して中間軸602に伝達する。このとき、中間軸602に作用するトルクは、モータ軸67Bに作用するトルクよりも大きくなる。なお、本実施の形態においては、図7に示されているように、中間軸602に作用するトルクは、モータ軸67Bに作用するトルクの略2倍となるように構成されている。このように、本実施の形態においては、第1プーリ601よりも大径に形成され第1プーリ601の側面積よりも大きい面積を有する被押圧面72Aと押圧面71Aとの間に発生する摩擦力により好適にトルクを伝達することが可能となる。特に、押圧面71Aと被押圧面72Aの接触面積を大きくすることで、動力の伝達に必要な皿バネの荷重を小さくすることができるので、押圧面71Aと被押圧面72Aの磨耗を抑制することができる。なお、第1プーリ601から第2プーリ603への減速比は、本実施の形態の伝達機構における減速機構の中で最も大きいため、より押圧面71Aと被押圧面72Aの接触面積を大きくしやすい。また、押圧面71Aまたは被押圧面72Aの形状を変更することにより、押圧面71Aと被押圧面72Aとの間に発生する摩擦力を調整可能である。本実施の形態における押圧面71Aは、右面視略円環状に形成されているが、プレートの左面全域が、面一に形成されていても良く、接触面を増やすほど摩擦力は大きくなる。
この状態において、中間軸602に固定された第3プーリ605が回転する。この回転に伴い、第3プーリ605に噛み合う第2ベルト608が第3プーリ605によって回転し、第2ベルト608に噛み合う第4プーリ607が第2ベルト608によって回転される。ここで、第4プーリ607は第3プーリ605よりも大径に構成されているため、スピンドル606には、中間軸602の回転が減速されて伝達されることとなる。つまり、第3プーリ605、第4プーリ607及び第2ベルト608からなる2段目の伝達機構が、中間軸602の回転を減速して、スピンドル606に伝達する。kの伝達において、第3プーリ605が駆動プーリとなり、第4プーリ607が従動プーリとなる。
スピンドル606の回転に伴い、スピンドル606の装着部606Aに装着された切断刃Pが、スピンドル606と共に同一の回転速度で回転する。以上により、モータ軸67Bの回転が2段の伝達機構により2段階に減速されて、切断刃Pに伝達される。
次に、回転規制部8を用いた、切断刃Pの交換作業について、図4を参照しながら、説明する。
まず、作業者は、スプリング82の付勢力に抗して、ピン81の左端部を右方へ押圧する。ピン81が押圧されると、ピン81は、右方へ移動する。
この状態において、作業者は、ピン81を押圧した状態を維持しつつ、切断刃Pを回転させ、左右方向において挿通孔607aがピン81と重なる位置を探す。挿通孔607aとピン81とが重なると、ピン81は、挿通孔607aに挿入される。
このときに、挿通孔607aは、第4プーリ607の回転軸心に対して偏心した位置に位置しているため、第4プーリ607の回転が規制される。同時に、スピンドル606及び切断刃Pの回転も規制される。
この状態において、作業者は、装着部606Aのボルトの締め込み又は取り外しを行い、切断刃Pを着脱する。その後、交換作業を終えた作業者がピン81から手を放すと、スプリング82の付勢力によってピン81は左方へ移動して第4プーリ607から離間し、図4に示される状態に復帰する。つまり、本実施の形態においては、挿通孔607aにピン81の右端部を挿入することにより、スピンドル606の回転を規制可能に構成されている。このような構成によれば、スピンドル606を固定しつつ好適に切断刃Pの取付け、又は、取り外しを行うことが可能となる。
次に卓上丸鋸1を用いた切断作業について説明する。
まず、ベース21の載置面2Aに対して直角な切断角度で被切断材を切断する場合には、スイッチ66Aを押下げ、モータ67を駆動させ、切断刃Pを回転させる。この状態において、切断部6を下方へと移動させることによって、被切断材の切断を開始する。具体的には、切断部支持部52の回動軸52Aを中心として切断部6が回動(揺動)することによって、切断部6は、下方へ移動する。
これに対し、ベース21の載置面21Aに対して直角でない切断角度で被切断材を切断する場合には、作業者は、ホルダ3のクランプレバー31を操作して、ホルダ3のベース部2に対する固定を解除する。この状態において、作業者は、ハンドル部66を左右方向へと移動させる。ハンドル部66の左右方向への移動に伴い、ホルダ3及び切断部6がベース部2の傾動軸25の軸心を中心に傾動する。作業者は、クランプレバー31を用いて所望の傾動角度でホルダ3をベース部2に固定し、切断部6を揺動させて切断作業を行う。
一般に、作業時において、負荷トルクが大きくなるにつれてモータに流れる電流も大きくなる。また、図7に示されているように、モータに流れる電流とモータ軸及び中間軸に作用するトルクとは、比例関係となる。ここで、図7に示されている「最大出力」とは、作業効率が最も良くなる電流値を示している。言い換えると、回転数とトルクとの関係が最も良くなる電流値である。また、図7に示されている「モータロック」とは、切断刃が被切断材に噛み込みスピンドルが回転不能にロックされる状態においてモータに流れる電流値を示している。
上記のとおり、モータを流れる電流値が最大出力を超えた時点で、作業効率は悪くなる。つまり、モータを流れる電流値が最大出力を超えた場合には、モータの回転力のベルトへの伝達を維持する必要性は低くなる。その一方で、切断刃が被切断材に噛み込みスピンドルが回転不能にロックされてしまった際には、回転し続けるモータの回転力を受けることにより、ベルトが破損してしまう可能性がある。そこで、モータを流れる電流が最大出力における電流値を超え、且つ、モータロックが発生する前にモータの回転力のベルトへの伝達を遮断する、あるいは伝達力を制限することが可能なクラッチ部を設けることが必要となる。
ここで、図7に示されているように、本実施の形態におけるクラッチ部と同様の構成を中間軸上ではなくモータ軸上に設け、モータから第1ベルトへの伝達を遮断・制限するような構成が考えられる。
しかしながら、クラッチ部に発生する摩擦力は皿バネの荷重に比例するところ、皿バネは製品毎の荷重の公差幅が大きく、また、モータ軸に作用するトルクは電流に対する変化の割合が小さい。このため、モータを流れる電流値が最大出力を超え、且つ、モータロックが発生する前にモータの回転力のベルトへの伝達を遮断・制限することが困難となっていた。具体的には、皿バネの荷重が小さい場合には、クラッチ部に発生する摩擦力が小さくなることにより、モータを流れる電流値が最大出力となる前に回転力が遮断・制限されてしまうため、作業効率が悪くなってしまう(クラッチが効きすぎ)。また、皿バネの荷重が大きい場合には、クラッチ部に発生する摩擦力が大きくなることにより、モータロックが発生しても回転力が遮断されないため、ベルトが破損してしまう可能性がある(クラッチが効かない)。言い換えると、クラッチを作動させたいトルクの範囲にモータからの回転力の伝達を遮断・制限するクラッチ作動範囲が含まれておらず、モータ軸にクラッチ部を設けた場合には、所望のトルクで回転力の伝達を遮断または制限することが困難であった。
これに対して、本実施の形態においては、モータ軸に作用するトルクと比較して電流に対する変化の割合の大きい中間軸602に作用するトルクに対してクラッチ部7を設けている。換言すれば、モータ軸67Cの回転を減速して伝達される、第2プーリ603からスピンドル606までの回転体、すなわち第2プーリ603の回転を切断刃Pに伝達する伝達経路中に作用するトルクを遮断または制限するクラッチ部7を設けている。これにより、図7に示されているように、クラッチを作動させたいトルクの範囲にモータ67からの回転力を遮断または制限するクラッチ作動範囲が含まれる。これによって、クラッチ部7(伝達機構部)による回転伝達の遮断または制限が、過度に、または必要不十分になってしまうことを好適に抑制できる。本実施の形態においては、モータを流れる電流が最大出力における電流値を超え、且つ、モータロックが発生する前に、中間軸602に対する負荷がプレート71の押圧面71Aと被押圧部72の被押圧面72Aとの間の摩擦力(静止摩擦力)を超えることにより、押圧面71Aと被押圧面72Aとが互いに滑り出し、中間軸602と第2プーリ603とが互いに相対回転する。つまり、第2プーリ603の回転の中間軸602への伝達を遮断・制限することでモータ67のモータ軸67Bの回転力のスピンドル606への伝達を遮断・制限する。このような構成によれば、切断刃Pが被切断材に噛み込みスピンドル606が回転不能にロックされてしまう前に、モータ軸67Bの回転力の伝達を遮断または制限することができるので、伝達機構に過度な負荷がかかることを抑制し、ベルトやプーリといった伝達機構を構成する部材が破損してしまうことを抑制することが可能となる。また、本実施の形態においては、クラッチ部7を従動プーリである第2プーリ603に設けているので、従動側プーリに設ける場合と比較して、摩擦による伝達面(被押圧部72)の面積を確保でき、伝達性能を確保することができる。また、第1プーリ601から第2プーリ603への減速比は、第3プーリ605から第4プーリ607への減速比よりも大きいため、第4プーリ607の径を小さくして切断能力を確保するとともに、最も径の大きい第2プーリ603にクラッチ部7を設けたので、摩擦による伝達面(被押圧部72)の面積をより大きく確保することができる。
また、本願構成においては、中間軸602を支持するベアリング70aとベアリング70bに関して、ベアリング70bをベアリング70aよりも大径とした。これは、中間軸602が2つのベルト(第1ベルト604、第2ベルト608)からの引っ張り荷重を受けるため、引っ張りを受ける2つの位置の間に位置するベアリング70bを大型にして強固にすることで中間軸が傾いてしまうことを抑制するとともに、ベアリング70aを比較的小さくすることで、ハウジング6Aの大型化を抑制するためである。さらに本願発明においては、皿バネ75の付勢方向を、第2プーリ603がベアリング70bに近づく方向、すなわち右方向とした。これによって、皿バネ75の付勢力は、第2プーリ603とプレート71を介してベアリング70bに伝達され、最終的にギヤケース64に伝達される。つまり、第2プーリ603とプレート71はベアリング70bと皿バネ75とで挟持されるようになるが、このときベアリング70bには、押圧面71Aと被押圧面72Aとに十分な摩擦を発生させるための荷重がかかるが、上記したようにベアリング70bは耐久性を高くしているため、皿バネ75の荷重に耐えることができる。すなわち、2つのベアリングの間に摩擦によるクラッチ機構を設ける際、バネによる付勢方向を比較的大径のベアリングに向けることで、寿命の向上と製品の小型化を図ることができる。
本実施の形態においては、動力工具として卓上丸鋸を例に説明したが、本発明は卓上丸鋸以外のモータで駆動される動力工具、例えば、丸鋸やかんな等の動力工具にも適用可能である。
1…卓上丸鋸、2…ベース部、3…ホルダ、4…ガイド部、5…移動部、6…切断部、7…クラッチ部、8…回転規制部

Claims (15)

  1. 回転駆動する回転軸を有するモータと、
    切断刃を装着可能な出力軸と
    回転軸の回転力の伝達経路上において前記回転軸と前記出力軸との間に位置する中間軸と、
    前記回転軸に設けられ前記回転軸と一体に回転する第1プーリと、
    前記中間軸が挿通され第2プーリと
    前記中間軸に設けられ前記中間軸と一体に回転する第3プーリと、
    前記出力軸に設けられ前記出力軸と一体に回転する第4プーリと、
    前記第1プーリの回転力を前記第2プーリへ伝達可能な第1ベルトと、
    前記第3プーリの回転力を前記第4プーリへ伝達可能な第2ベルトと、
    前記第2プーリの回転を摩擦力によって前記中間軸に伝達するように構成されるとともに、前記第2プーリから前記中間軸への回転力の伝達を遮断または制限することが可能な伝達制限部と、を有し、
    前記第2プーリは、前記第1プーリ、前記第3プーリ及び前記第4プーリよりも大径に形成されていることを特徴とする動力工具。
  2. 前記伝達制限部は、前記中間軸に対する負荷が所定の負荷を超えた場合に前記第2プーリの回転の前記中間軸への伝達を遮断することを特徴とする請求項に記載の動力工具。
  3. 前記伝達制限部は、前記中間軸に設けられ前記中間軸の径方向と交差する方向に対して垂直な押圧面が規定された押圧部と、前記第2プーリに設けられ前記押圧面と当接可能な被押圧部と、を有し、
    前記押圧部と前記被押圧部との間の面圧による摩擦力によって前記第2プーリの回転を前記中間軸へ伝達可能であることを特徴とする請求項に記載の動力工具。
  4. 前記被押圧部の面積は、前記第1プーリの側面の面積よりも大きいことを特徴とする請求項3に記載の動力工具。
  5. 前記伝達制限部は、前記押圧部及び前記第2プーリのいずれか一方をいずれか他方に近づく方向に付勢する付勢部材を、さらに有することを特徴とする請求項に記載の動力工具。
  6. 前記中間軸は、2つの軸受によって軸支され、
    前記押圧部と前記第2プーリとは、前記中間軸の軸線方向において前記2つの軸受の間に位置することを特徴とする請求項3乃至5のいずれか一項に記載の動力工具。
  7. 前記中間軸には、前記第2プーリの前記中間軸が挿通される内周面と対向する溝が形成され、
    前記溝には、油が充填されていることを特徴とする請求項に記載の動力工具。
  8. 前記出力軸の回転を規制可能な規制部を、さらに有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の動力工具。
  9. 記第プーリには、前記出力軸の軸線方向に延びる孔が形成され、
    前記規制部は、前記出力軸の軸線方向に延びる規制部材を有し、
    前記孔に前記規制部材を挿入することにより、前記出力軸の回転を規制可能であることを特徴とする請求項8に記載の動力工具。
  10. 前記被押圧部は円環形状を成し、
    前記径方向における前記内周面と前記被押圧部との間に設けられ、前記油を吸収する油吸収部材をさらに有することを特徴とする請求項9に記載の動力工具。
  11. 前記第1ベルトは、Vベルトであり、
    前記第1プーリ及び前記第2プーリはVプーリであることを特徴とする請求項10に記載の動力工具。
  12. 前記第2ベルトは、タイミングベルトであり、
    前記第3プーリ及び前記第4プーリはタイミングプーリであることを特徴とする請求項9又は10に記載の動力工具。
  13. 前記付勢部材は、皿バネであることを特徴とする請求項5に記載の動力工具。
  14. 前記皿バネは複数あることを特徴とする請求項13に記載の動力工具。
  15. 前記付勢部材は、前記第2プーリに設けられた凹部に収容されることを特徴とする請求項14に記載の動力工具。
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