本発明の実施の形態による電動工具の一例である電動丸鋸1について、図1乃至図17を参照しながら説明する。電動丸鋸1は、丸鋸刃Pを用いて木材等の被切断材を切断するための電動工具である。
以下の説明においては、図中に示されている「前」を前方向、「後」を後方向、「上」を上方向、「下」を下方向と定義する。また、電動丸鋸1を後から見た場合の「右」を右方向、「左」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、当該寸法及び数値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」等についても同様に「略同一」、「略直交」、「略平行」、「略一致」、「略面一」等を含むものとする。
図1乃至図3に示されているように、電動丸鋸1は、ベース2、ハウジング3、切込深さ調整機構4、モータ5、動力伝達部6及びベルト接触規制部7を主に有している。
図1乃至図3に示されているようにベース2は、ハウジング3を支持している。ベース2は、例えばアルミ等の金属製であり、前後方向に延び底面視略矩形状をなしている。ベース2の左右方向における中央部には、前後方向に延び丸鋸刃Pの進入を許容する長孔2Aが形成されている。丸鋸刃Pは、上方から長孔2Aを通って下方に延在している。ベース2の底面から下方に突出している分の丸鋸刃Pの長さが、切込み深さとなる。長孔2Aは、本発明における「孔部」の一例である。ベース2の長手方向は、電動丸鋸1で切断作業を行う場合の切断方向、すなわち、前後方向と一致している。ベース2の底面は、切断作業時に被切断材に対して摺動させる摺動面である。作業者は、作業時に被切断材を切断するために、ベース2の底面を被切断材上で切断方向に摺動させながら、ベース2及びベース2に支持されるハウジング3を切断方向に移動させることが可能である。図1及び図2に示されているように、ベース2は、ハウジング回動支持部21及びシャフト22を有している。ベース2は、本発明における「ベース」の一例である。被切断材は、本発明における「被加工材」の一例である。前後方向は、本発明における「切断方向」の一例である。
図1に示されているように、ハウジング回動支持部21は、ベース2の前部において、ベース2の上面から上方に延出している。図2に示されているように、ハウジング回動支持部21は、平面視略コ字状をなしている。シャフト22は、ハウジング回動支持部21の上部に設けられ、左右方向に延びている。
図1乃至図3に示されているように、ハウジング3は、電動丸鋸1の外郭をなし、モータ収容部31、基板収容部32、ハンドル部33、プーリ収容部34、ソーカバー35及び保護カバー36を含んで構成されている。図2に示されているように、ハウジング3の左後方部からは、商用交流電源に接続可能なプラグ部を有する電源コード3Aが左方に延出している。電源コード3Aは、ハウジング3の内部においてモータ5に電気的に接続されており、電源コード3Aのプラグ部を商用交流電源に接続することでモータ5への電力供給が可能な状態となる。ハウジング3は、本発明における「ハウジング」の一例である。
図2及び図3に示されているモータ収容部31は、例えば樹脂製であり、左右方向に延びる略円筒形状をなしている。モータ収容部31Aは、モータ5を収容している。
図1乃至図3に示されているように、ハンドル部33は、モータ収容部31の上方において前後方向に延びている。ハンドル部33は、切断作業時に作業者が把持する部分である。ハンドル部33には、モータ5の始動及び停止を制御するための手動操作可能なトリガスイッチ3Bが設けられている。
図2(a)に示されているように、プーリ収容部34は、モータ収容部31の右方に設けられている、プーリ収容部34は、例えば金属製であり、動力伝達部6を収容している。また、プーリ収容部34には、回転規制部材3Cが設けられている。図には表れていないが、回転規制部材3Cの後部には、側面視略コ字状をなす係合部が設けられている。回転規制部材3Cは、図示せぬ付勢部材によって前方に付勢され、外力の働いていない状態において、その一部がプーリ収容部から前方に延出するように構成されている。プーリ収容部34の詳細な構成については、後述する。
図1に示されているソーカバー35は、例えば金属製であり、プーリ収容部34に取付けられている。ソーカバー35は、丸鋸刃Pの上側部分を覆っている。ソーカバー35は、プーリ収容部34と同材質且つ一体に形成されていても良い。ソーカバー35の前端部には、ベース2のハウジング回動支持部21の上部に設けられたシャフト22が挿通されている。ソーカバー35は、ベース2に対してシャフト22を中心として回動可能である。ソーカバー35がベース2に対してシャフト22を中心として回動することにより、モータ収容部31、基板収容部32、ハンドル部33、プーリ収容部34、ソーカバー35及び保護カバー36(ハウジング3)は、一体として、ベース2に対してシャフト22を中心として回動する。
保護カバー36は、例えば樹脂製であり、ソーカバー35に設けられている。保護カバー36は、ソーカバー35の外縁に沿って回動可能に構成されている。ソーカバー35と保護カバー36の間には図示せぬ付勢部材が設けられている。付勢部材は、保護カバー36を丸鋸刃Pの下側を覆う方向に付勢している。これにより、切断作業を行っていない状態において、保護カバー36は、丸鋸刃Pの下側部分の一部を覆っている。
切込深さ調整機構4は、ベース2の底面(長孔2A)から下方への丸鋸刃Pの突出量を調整可能に構成され、図2乃至図4に示されているように、リンク部41と、規制部42と、シャフト43とを有している。切込深さ調整機構4はベース2に対する丸鋸刃Pの相対的な位置を調整可能な機構(相対移動調整機構)である。
図2(b)に示されているように、リンク部41の下端は、ベース2の上面にネジで固定されている。リンク部41は、ハウジング3の外部に位置し、ベース2の上面から上方に突出するとともに所定の曲率で湾曲する円弧状をなしている。リンク部41は、略四分円(4分の1円)形状に形成されている。リンク部41には、リンク部41に沿って上方に延びる円弧状をなす円弧溝41aが形成されている。リンク部41は、ベース2に最も近い位置に位置する一端部41Aと、ベース2から最も離れた位置に位置する他端部41Bとを有している。また、リンク部41の前面には、押圧面41Cが規定されている。
図4に示されているように、シャフト43は、ハウジング3に固定され、左右方向に延びている。シャフト43は、リンク部41の円弧溝41aに挿通されている。本実施の形態においては、シャフト43が円弧溝41aに沿って移動することにより、ベース2に対するハウジング3の姿勢が変化する。言い換えると、リンク部41は、ハウジング3のベース2に対する相対移動をガイドするように構成されている。すなわち、ハウジング3は、ベース2に対し回動可能に支持され、ベース2に対する相対位置が変更可能に構成されている。このような構成によれば、簡易な構成でハウジング3とベース2とを互いに相対移動させることが可能となる。なお、本実施の形態においては、シャフト43が円弧溝41aに沿って下方に移動することにより、リンク部41の一端部41Aと当接可能、且つ、シャフト43が円弧溝41aに沿って上方に移動することにより、リンク部41の他端部41Bと当接可能に構成されている。つまり、シャフト43は、一端部41Aと他端部41Bとの間の範囲を移動可能に構成されている。
規制部42は、基部42Aと、レバー部42Bと、カム42Cと、シャフト42Dと、押圧部材42Eとを有している。
基部42Aは、ソーカバー35に回動可能に支持されている。
レバー部42Bは、基部42Aと一体に構成されている。つまり、ソーカバー35に回動可能に支持されている。レバー部42Bは、作業者によって操作されることによって、左右方向に延びる軸線を中心に回動する。
カム42Cは、管状をなし側面視略楕円状に形成されている。カム42Cの内周面には、基部42Aが嵌合されている。これにより、カム42Cは、レバー部42Bと一体に回動可能である。
シャフト42Dは、左右方向に延び、ハウジング3に支持されている。
押圧部材42Eは、左右方向に延びる略円筒形状をなし、シャフト42Dが挿通されている。押圧部材42Eの内径は、シャフト42Dの外径よりも大きく形成され、押圧部材42Eは、シャフト42Dに対して、上下前後方向に移動可能に構成されている。言い換えると、押圧部材42Eは、シャフト42Dと遊びをもって係合(遊合)し、シャフト42Dに対して相対移動可能に構成されている。カム42Cが回動することにより、押圧部材42Eの外周面がリンク部41の押圧面41Cを押圧可能、且つ、押圧部材42Eの外周面がリンク部41の押圧面41Cから離間可能である。
本実施の形態においては、カム42Cの外周面と押圧部材42Eの外周面とは、常に接触している。このため、レバー部42Bが図4の時計回り方向(図4の矢印X方向)に回動することにより、カム42Cの長軸方向がリンク部41の押圧面41Cと略直交するようにカム42Cが図6の時計回り方向に回動し、当該カム42Cの回動に伴って押圧部材42Eが押圧面41Cに近づく方向に移動し、押圧部材42Eの外周面が押圧面41Cを押圧することが可能に構成されている。押圧部材42Eの外周面が押圧面41Cを押圧することで、ハウジング3のベース2に対する相対位置が固定される。また、カム42Cの長軸方向がリンク部41の押圧面41Cと略平行となるような位置に回動することにより、押圧部材42Eが押圧面41Cから離れる方向に移動し、押圧部材42Eの外周面の押圧面41Cに対する押圧を解除することが可能である。
図2に示されているモータ5は、動力伝達部6を駆動させるための駆動源であり、本実施の形態ではDCブラシレスモータである。モータ5は、モータ本体部50、回転軸51及びファン52を主に有している。モータ5は、本発明における「モータ」の一例である。
モータ本体部50は、モータ収容部31に収容され、左右方向に延びている。モータ本体部50は、プーリ収容部34よりも左方に位置している。モータ本体部50は、図示せぬロータ及び図示せぬステータを含んで構成されている。モータ本体部50は、本発明における「モータ本体部」の一例である。
回転軸51は、左右方向に延び、軸受を介してハウジング3に左右方向に延びる軸線Aを中心に回転可能に支承されている。回転軸51には、左右方向に平行且つ互いに平行な2つの面が形成された被係合部51Aが設けられている。本実施の形態においては、作業者は、図示せぬ付勢部材の付勢力に抗して、回転規制部材3Cをプーリ収容部34の内方に向けて押圧し、回転規制部材3Cの図示せぬ係合部を被係合部51Aと係合させることで、回転軸51の回転を規制することが可能である。回転軸51の回転を規制することにより、動力伝達部6を介して丸鋸刃Pの回転を規制することができ、好適に丸鋸刃Pの交換を行うことが可能である。回転軸51は、本発明における「回転軸」の一例である。また軸線Aは、本発明における「回転軸の軸線」及び「第1プーリの回転中心」の一例である。
ファン52は、遠心ファンであり、回転軸51と一体回転可能に回転軸51に固定されている。
次に、プーリ収容部34、動力伝達部6及びベルト接触規制部7の詳細な構成について説明する。
図5乃至図7に示されているように、プーリ収容部34は、左右側面視において、略半円状をなしている。プーリ収容部34は、プーリケース341と、プーリカバー342とを有している。プーリ収容部34は、本発明における「ギヤケース」の一例である
図5乃至図7に示されているように、プーリケース341は、第1左壁341Aと、第2左壁341Bと、第3左壁341Cと、第1周壁341Dと、第2周壁341Eと、第4左壁341Sとを、主に有している。プーリケース341は、本発明における「プーリケース」の一例である。
第1左壁341Aは、上下前後方向に延びている。図9に示されているように、第1左壁341Aの前部には、貫通孔341aが形成され、第1左壁341Aの後部には、突起341Gが設けられている。第1左壁341Aは、本発明における「壁部」の一例である。
貫通孔341aは、第1左壁341Aを左右方向に貫通している。貫通孔341aには、ベアリング34Aが嵌合されている。モータ5の回転軸51は、ベアリング34Aを介して、プーリケース341に回転可能に支承されている。
突起341Gは、第1左壁341Aの右面から右方に突出し、右面視略円形状をなしている。突起341Gの内周面には、ベアリング34Bが嵌合されている。
図5に示されているように、第2左壁341Bは、上下前後方向に延び、第1左壁341Aよりも右方に位置している。第2左壁341Bには、第2左壁341Bの右面から左方に延びる雌ネジ孔341B1が形成されている。また、図5及び図10に示されているように、第2左壁341Bには、凹部341bが形成されている。
凹部341bは、第2左壁341Bの右面から左方に窪むように形成されている。凹部341bの内周面には、ニードルベアリング34Dが嵌合されている。
図5に示されているように、第3左壁341Cは、上下前後方向に延び、第1左壁341A及び第2左壁341Bの右方に位置している。第3左壁341Cには、第3左壁の右面から左方に延びる雌ネジ孔341C1が形成されている。
第4左壁341Sは、上下前後方向に延び、第1左壁341A、第2左壁341B及び第3左壁341Cの右方に位置している。
図5に示されているように、第1周壁341Dは、第1左壁341Aの右面と第2左壁341Bの右面とを接続するように右方に延出している。第1周壁341Dの前部の内周面は、所定の曲率で湾曲している。
第2周壁341Eは、第2左壁341Bの右面と第3左壁341Cの右面とを接続するように右方に延出している。第1周壁341Dと第2周壁341Eとは、その上部における内周面が面一に形成され、所定の曲率で湾曲している。
第3周壁341Fは、第3左壁341Cの右面と第4左壁341Sの右面とを接続するように右方に延出している。
図7に示されているように、プーリカバー342は、右側面視における第3周壁341Fの輪郭線が形成する形状よりも僅かに大きく形成され、プーリケースの右方から圧入及びネジ止めにより、プーリケース341に固定されている。プーリカバー342は、突出部342Aと、第1円筒部342Bと、第2円筒部342Cとを有している。
突出部342Aは、図7、図9及び図10に示されているように、プーリカバー342の右面から右方に突出する有底円筒形状をなしている。突出部342Aには、ニードルベアリング34Cが嵌合されている。
第1円筒部342Bは、プーリカバー342の右面から右方に突出する円筒形状をなしている。図10に示されているように、第1円筒部342Bには、ベアリング34Eが嵌合されている。
第2円筒部342Cは、第1円筒部342Bの右面から右方に延出する円筒形状をなしている。第2円筒部342Cの内径は、第1円筒部342Bの内径よりも小さく形成されている。
また、図5に示されているように、プーリケース341の第3左壁341Cから左方に階段状に窪む伝達機構収容空間34aが提供される。より詳細には、伝達機構収容空間34aは、第1左壁341A、第2左壁341B、第1周壁341D、第2周壁341E及びプーリカバー342の左面によって、画成される空間である。伝達機構収容空間34aは、本発明における「凹部」の一例である。
図5及び図6に示されているように、動力伝達部6は、2段ベルト方式でモータ5の回転を丸鋸刃Pに伝達する部分であり、第1プーリ61、中間軸62、第2プーリ63、第1ベルト64、第3プーリ65、スピンドル66、第4プーリ67及び第2ベルト68を備える。このうち、第1プーリ61、第2プーリ63、及び第1ベルト64が、1段目の伝達機構を構成し、第3プーリ65、第4プーリ67及び第2ベルト68が、2段目の伝達機構を構成する。また、1段目の伝達機構及び2段目の伝達機構は、伝達機構収容空間34aに収容されている。
第1プーリ61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。図9に示されているように、第1プーリ61は、プーリケース341の第1左壁341Aの右方においてモータ5の回転軸51に圧入により固定され、回転軸51と一体に回転する。第1プーリ61は、本発明における「第1プーリ」の一例である。
中間軸62は、略円柱形状をなし、回転軸51に平行に左右方向に延びるように配置されている。図9に示されているように、中間軸62は、ベアリング34Bを介して回転可能にプーリケース341に支承されるとともに、ニードルベアリング34Cを介してプーリカバー342に回転可能に支承される。中間軸62は、左右方向に延びる軸線Bを中心に回転する。中間軸62は、本発明における「中間軸」の一例である。
図5に示される第2プーリ63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2プーリ63は、第1プーリ61の外径よりも大きな外径を有している。第2プーリ63は、中間軸62の中央部よりも左側に圧入により固定され、中間軸62と一体に軸線Bを中心に回転する。第2プーリ63には、その右面から左方に延びる複数の雌ネジ孔63aが形成されている。第2プーリ63は、本発明における「第2プーリ」の一例である。軸線Bは、本発明における「中間軸の軸線」及び「第2プーリの回転中心」の一例である。
第1ベルト64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1ベルト64は、その前部を第1プーリ61の外周に架け渡し、その後部を第2プーリ63の外周に架け渡すことにより、第1プーリ61及び第2プーリ63間に張架される。第1ベルト64は、本発明における「第1ベルト」の一例である。
第3プーリ65は、タイミングプーリであり、左右方向に延びる円筒形状をなし、外周面に歯車形状の凹凸が形成されている。第3プーリ65は、第2プーリ63の外径よりも小さな外径を有している。第3プーリ65は、中間軸62の中央部よりも右側に圧入により固定され、中間軸62と一体に軸線Bを中心に回転する。第3プーリ65は、本発明における「第3プーリ」の一例である。
図6に示されているように、スピンドル66は、回転軸51及び中間軸62に平行に左右方向に延びるように配置され、ニードルベアリング34Dを介してプーリケース341に回転可能に支承されるとともに、ベアリング34Eを介してプーリカバー342に回転可能に支承される(図10参照)。スピンドル66は、左右方向に延びる軸線Cを中心に回転する。スピンドル66の右端部には、丸鋸刃Pを装着するための装着部66Aが設けられている。装着部66Aは、プーリカバー342の右側(外側)に突出する。スピンドル66は、本発明における「出力軸」の一例である。
第4プーリ67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67は、第3プーリ65の外径よりも大きな外径を有している。また、第4プーリ67は、第2プーリ63よりも小さな外径を有している。第4プーリ67は、スピンドル66の中央部よりも左側に圧入により固定され、スピンドル66と一体に軸線Cを中心に回転する。第4プーリ67は、本発明における「第4プーリ」の一例である。また、軸線Cは、本発明における「出力軸の軸線」及び「第4プーリの回転中心」及び「切断刃の回転中心」の一例である。
第2ベルト68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68は、その上部を第3プーリ65の外周に架け渡し、その下部を第4プーリ67の外周に架け渡すことにより、第3プーリ65及び第4プーリ67間に張架される。第2ベルト68は、本発明における「第2ベルト」の一例である。
丸鋸刃Pは、略円板形状をなし、スピンドル66の装着部66Aに着脱可能に固定され、スピンドル66と共に回転可能に支持される。丸鋸刃Pは、本発明における「切断刃」の一例である。
上述のように、1段目の伝達機構(第1プーリ61、第2プーリ63及び第1ベルト64)及び2段目の伝達機構(第3プーリ65、第4プーリ67及び第2ベルト68)は、タイミングプーリ及びタイミングベルトから構成されている。これによれば、丸鋸刃Pに高負荷が生じた場合も、ガタツキ等の発生が抑制されるので、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ため、工具の耐久性が向上される。
図6に示されるベルト接触規制部7は、第1ベルト64及び第2ベルト68が互いに接触することを規制するための構成であり、第1プレート71と、第2プレート72とを有している。ベルト接触規制部7は、本発明における「規制壁」の一例である。
第1プレート71は、略矩形の平板形状をなしている。第1プレート71には、複数の雌ネジ孔71aが形成されている。第1プレート71は、複数の雄ネジを用いて、プーリケース341の第2左壁341Bに固定されている。図6及び図9に示されているように、第1プレート71は、円筒部71Aを有している。
円筒部71Aは、第1プレート71の右面から右方に延びる有底円筒形状をなしている。円筒部71Aの内周面には、ニードルベアリング71Bが固定されている。円筒部71Aは、ニードルベアリング71Bを介して、モータ5の回転軸51の右端を支持している。円筒部71Aに回転軸51が支持され、第1プレート71がプーリケース341に固定されることにより、回転軸51が左右方向に対して傾いてしまうことを好適に抑制することが可能となる。
図6に示される第2プレート72は、略円板形状をなし、第2プレート72には、複数の雌ネジ孔72aが形成されている。第2プレート72は、複数の雄ネジを用いて右方から第2プーリ63に固定されている。図9及び図10に示されているように、第2プレート72は、規制部72Aと、突出部72Bとを有している。また、第2プレート72の略中央部には、中間軸62が挿通される挿通孔が形成されている。
規制部72Aは、第2プレート72の外縁部をなし、第1ベルト64が第2プーリ63から脱落してしまうことを抑制するように設けられている。規制部72Aの外径は、第2プーリ63の外径よりも僅かに大きく形成されている。
突出部72Bは、右側面視略円環状をなし、第2プレート72の他の部分よりも右方に僅かに突出している。本実施の形態においては、図11に示されているように、突出部72Bは、第2プレート72の他の部分よりも幅D1だけ右方に突出している。これにより、第2ベルト68が第2プレート72に対して相対的に移動(回転)するときに、第2ベルト68と第2プレート72が接触する場合における、第2ベルト68の幅方向の側面(左面)と第2プレート72の右面との接触面積(図中のD2参照)を小さくすることができる。このような構成によれば、第2ベルト68と第2プレート72の接触により発生する摩擦熱等に起因する第2ベルト68の破損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、ベルト接触規制部7を設けたことにより、第1ベルト64及び第2ベルト68を前面視において、重なるように配置することが可能となる。
具体的には、図12に示されているように、第1プーリ61の少なくとも一部は、上下方向において第2プーリ63の少なくとも一部と略同じ位置に位置している。言い換えると、第1プーリ61の少なくとも一部は、スピンドル66の軸線C方向及び前後方向(切断方向)に直交する方向において、第2プーリ63と略同じ位置に位置している。なお、より具体的には、本実施の形態においては、第1プーリ61の略全部が上下方向において第2プーリ63の一部と略同じ位置に位置している。言い換えると、第1プーリ61が、第2プーリ63の下端よりも上方、かつ第2プーリ63の上端よりも下方に位置している。このような構成によれば、スピンドル66の軸線C方向及び切断方向に直交する方向(上下方向)における電動丸鋸1のサイズが大型化してしまうことを抑制することが可能となる。
また、第2プーリ63の少なくとも一部は、前後方向において第4プーリ67の少なくとも一部と略同じ位置に位置している。言い換えると、第2プーリ63の少なくとも一部は、切断方向において、第4プーリ67の少なくとも一部と略同じ位置に位置している。なお、より具体的には、本実施の形態においては、第4プーリ67の略全部が切断方向において第2プーリ63の一部と略同じ位置に位置している。言い換えると、第4プーリ67が、第2プーリ63の前端よりも後方、かつ第2プーリ63の後端よりも前方に位置している。このような構成によれば、切断方向における電動丸鋸1のサイズが大型化してしまうことを抑制することが可能となる。
また、軸線C方向視において、モータ5の回転軸51及び中間軸62のそれぞれの少なくとも一部が丸鋸刃P(図1参照)と重なる位置に位置している。これにより、上下及び前後方向における電動丸鋸1のサイズの大型化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、軸線C方向視において、回転軸51の軸線Aと中間軸62の軸線Bとを結ぶ第1線分(i)、軸線Bと軸線Cとを結ぶ第2線分(ii)及び軸線Aと軸線Cとを結ぶ第3線分(iii)によって形成される三角形における内角のそれぞれは、90度以下となるように構成されている。具体的には、第1線分(i)と第2線分(ii)とがなす角度α、第2線分(ii)と第3線分(iii)とがなす角度β及び第3線分(iii)と第1線分(i)とがなす角度γのそれぞれは、90度以下である。このような構成によれば、切断方向における電動丸鋸1のサイズ、上下方向における電動丸鋸1のサイズが大型化してしまうことを抑制することが可能となる。上記のような構成であれば丸鋸1のサイズを小型化できる一方、それぞれのプーリが近接するので、ベルトと接触可能なプーリの周方向の領域(接触角)が小さくなってしまうが、本実施の形態においては、伝達に用いるベルトを、摩擦による伝達ではなく、歯による噛み合いで伝達するタイミングベルトとしているので、少ない接触角でも好適に回転を伝達することが可能となる。この効果は、特に、第1プーリ61に対して第4プーリ67が前後及び上下に離間した配置である場合において顕著である。なお、本実施の形態では第1ベルト64と第2ベルト68の両方をタイミングベルトとし、回転伝達を良好に行っているが、少なくとも一方をタイミングベルトにしても良い。例えば第1ベルト64を摩擦伝達による伝達を行うベルト(例えばV字状の溝が回転方向に形成されたVベルト)としつつ第1プーリ61と第2プーリ63とをVベルトに対応する形状とし、第2ベルト68をタイミングベルトとしても良い。第2ベルト68は減速後の高トルクな回転力が伝達されるため、タイミングベルトのような歯の噛み合いによる回転伝達形状が適している。
なお、本実施の形態においては、第1線分(i)、第2線分(ii)及び第3線分(iii)の形成する三角形の内角の全て(角度α、β、γ)が90度以下となるように構成されているが、少なくとも一つの角度が90度以下となるように構成されていても良い。
次に、モータ5の回転が丸鋸刃Pに伝達される動作について、説明する。
ユーザがハンドル部33のスイッチ33Aを引くと、モータ5が起動し、回転軸51が第1プーリ61と一体に回転する。この回転に伴い、第1プーリの外周面の凹凸と第1プーリ61に架け渡された第1ベルト64の内周面の凹凸とが噛み合うことで、第1ベルト64が回転する。この回転に伴い、第2プーリ63の外周面の凹凸と第2プーリ63に架け渡された第1ベルト64の内周面の凹凸とが噛み合うことで、第2プーリ63が中間軸62と一体に回転する。ここで、第2プーリ63は第1プーリ61よりも大径に形成されているため、中間軸62には、回転軸51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61、第2プーリ63及び第1ベルト64からなる1段目の伝達機構が、回転軸51の回転を減速して中間軸62(第2プーリ63)に伝達する。
中間軸62が回転すると、中間軸62に固定された第3プーリ65が中間軸62及び第2プーリ63と共に同一の回転速度で回転する。この回転に伴い、第3プーリの外周面の凹凸と第3プーリに架け渡された第2ベルト68の内周面の凹凸とが噛み合うことで、第2ベルト68が回転する。この回転に伴い、第4プーリ67の外周面の凹凸と第4プーリ67に架け渡された第2ベルト68の内周面の凹凸とが噛み合うことで、第4プーリ67がスピンドル66と一体に回転する。ここで、第4プーリは、第3プーリ65よりも大径に形成されているため、スピンドル66には、中間軸62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65、第4プーリ67及び第2ベルト68からなる2段目の伝達機構が、中間軸62の回転を減速してスピンドル66に伝達する。
なお、この状態において、図9に示されているように、第1ベルト64が第1プーリ61及び第2プーリ63に対して右方に移動しようとする場合においても、第1プレート71の左面及び第2プレート72の規制部72Aの左面が第1ベルト64の幅方向における右側面と当接し、第1ベルト64の右方への移動を規制する。また、図10に示されているように、第2ベルト68が、第3プーリ65に対して左方に移動しようとする場合においても、第2プレート72の突出部72Bの右面が第2ベルト68の幅方向における左側面と当接し、第2ベルト68の左方への移動を規制する。これにより、第1ベルト64と第2ベルト68との接触が抑制され、動力伝達部6が破損してしまうことを抑制することが可能となる。
スピンドル66が回転すると、スピンドル66の装着部66Aに装着された丸鋸刃Pが、スピンドル66と共に同一の回転速度で回転する。つまり、回転軸51の回転が、2段の伝達機構により2段階に減速されて、丸鋸刃Pに伝達される。
なお、本実施の形態においては、2段目の伝達機構の減速比よりも1段目の伝達機構の減速比の方が大きくなるように、第3プーリ65の径に対する第4プーリ67の径の拡大率を、第1プーリ61の径に対する第2プーリ63の径の拡大率よりも小さくしている。
また、本実施の形態における動力伝達部6は、2段階で減速を行うため、スピンドル66に径の大きいプーリを設ける必要がない。本実施の形態においては、スピンドル66に設けられる第4プーリ67よりも径の大きい第2プーリ63が中間軸62に設けられており、中間軸62は、ベース2の上面から離間している。つまり、比較的径の大きい第2プーリ63が取付けられた中間軸62がベース2から離間しているため、切込深さを十分に確保することが可能となる。より具体的には、中間軸62が、回転軸51よりもベース2から離間した位置、すなわち上方に位置させて、丸鋸刃Pの回転中心位置から敢えて遠ざけるようにすることで、プーリ収容部34を大型化させずに大径な第2プーリ63を収容することができ、一段目の減速で十分な減速比を得ることができる。この結果、第4プーリ67(最終プーリ)の径寸法を必要最小限に抑えることができ、丸鋸Pの中心より下方に位置するプーリ収容部34を小さくすることで切込み深さへの影響を小さくできるので、切込み深さを十分に確保することが可能となる。また、中間軸62が、回転軸51よりも切断方向反対側、すなわち後方に位置しているので、切断方向側への本体の大型化を抑制し、前方にある被加工材への視認性を確保し、作業性が損なわれることを抑制できる。
次に、第1の実施の形態にかかる電動丸鋸1における動力伝達部6のプーリ収容部34への組み付け工程について、図13乃至図18を参照しながら、説明する。
まず、図13に示されているように、第1プーリ61、ベアリング34A及びニードルベアリング71Bが取付けられた状態のモータ5の回転軸51を左方からプーリケース341の貫通孔341aに挿通する。回転軸51は、ベアリング34Aを介してプーリケース341に支持される。この状態において、第1プーリ61は、伝達機構収容空間34a内に位置する。
次に、第2プーリ63、第3プーリ65,ベアリング34B,ニードルベアリング34Cが取付けられた状態の中間軸62を右方からプーリケース341に取付ける。具体的には、ベアリング34Bが取付けられた中間軸62の左端部が突起341Gに嵌合され、中間軸62の左端部がプーリケース341に対して固定される。この状態において、中間軸62、第2プーリ63及び第3プーリ65は、伝達機構収容空間34a内に位置する。
次に、図14に示されているように、第1ベルト64を右方から第1プーリ61及び第2プーリ63間に張架する。
次に、図15に示されているように、円筒部71Aの内周にニードルベアリング71Bが固定された状態の第1プレート71を複数の雄ネジを用いて、プーリケース341の第2左壁341Bに固定する。具体的には、ニードルベアリング71Bの内輪に回転軸51の右端部が嵌合するように、第1プレート71を右方からプーリケース341に取付ける。円筒部71Aに回転軸51の左端部が支持され、第1プレート71がプーリケース341に固定されることにより、回転軸51が左右方向に対して傾いてしまうことを好適に抑制することが可能となる。
次に、第2プレート72を複数の雄ネジを用いて、第2プーリ63の右面に固定する。具体的には、第2プレート72の径方向における略中央部に位置する挿通孔に第3プーリ65が挿通されるように、第2プレート72を右方からプーリケース341に取付ける。
次に、図10及び図16に示されているように、第4プーリ67、ニードルベアリング34D及びベアリング34Eが取付けられた状態のスピンドル66を右方からプーリケース341に取付ける。具体的には、ニードルベアリング34Dが取付けられたスピンドル66の左端部がプーリケース341の凹部341bに嵌合され、スピンドル66の左端部がプーリケース341の左端部に固定される。
次に、図17に示されているように、第2ベルト68を右方から第3プーリ65及び第4プーリ67間に張架する。
最後に、図10及び図18に示されているように、突出部342Aの内周にニードルベアリング34Cが固定された状態のプーリカバー342をプーリケース341の第3周壁341Fの輪郭に沿って取付け、複数の雄ネジを用いて、第3左壁341Cに固定する。具体的には、ニードルベアリング34Cの内輪に中間軸62の右端部が嵌合するように、且つ、スピンドル66に固定されたベアリング34Eの外輪が第1円筒部342Bに嵌合するように、プーリカバー342を右方からプーリケース341に取付ける。突出部342Aに中間軸62の左端部が支持され、プーリカバー342がプーリケース341に固定されることにより、中間軸62が左右方向に対して傾いてしまうことを好適に抑制することが可能となる。
上述のように、本実施の形態によれば、ベルト接触規制部7を設けたことにより、第1ベルト64と第2ベルト68との接触を規制することができるため、モータ5をプーリケース341の一方側(左方)から取り付け、第1ベルト64及び第2ベルト68をプーリケース341の他方側(右方)から取り付けることが可能である。言い換えると、第2ベルト68、ベルト接触規制部7、第1ベルト64、第1左壁341A、モータ本体部50の順にスピンドル66の軸線C方向に並んでいる。これにより、プーリケース341の第1左壁341Aの一方側から伝達機構収容空間34aに第1ベルト64と第2ベルト68の両方を配置することができ、組立性を向上することが可能となる。
本実施の形態において、1段目の伝達機構を構成する第1プーリ61及び第2プーリ63はタイミングプーリであり、第1ベルト64はタイミングベルトであったが、第1プーリ及び第2プーリをVプーリとし、第1ベルトをVベルトとしても良い。この場合、テンショナー、アイドルプーリなどにより、第1プーリ61のベルト接触角(ベルトとの接触面)を増やすことで、摩擦による伝達性能を向上させるとよい。
次に、図19乃至図21を参照しながら、本発明の第2の実施の形態にかかる切断機の一例である電動丸鋸100について説明する。電動丸鋸100は、基本的に第1の実施の形態にかかる電動丸鋸1と同一の構成を有しており、電動丸鋸1と同一の構成については同一の参照番号を付し説明を適宜省略し、相違する構成について主に説明する。また、電動丸鋸1と同一の構成については、第1の実施の形態の説明において説明した効果と同様の効果を奏する。
電動丸鋸100は、プーリ収容部34に替えてプーリ収容部134を備え、動力伝達部6に替えて動力伝達部16を備えている。
プーリ収容部134は、プーリケース1341と、プーリカバー1342とを有している。図19に示されているように、本実施の形態においては、プーリケース1341の左方に窪む伝達機構収容空間134aが提供される。伝達機構収容空間134aを形成する壁の輪郭線は、略四角形状をなしている。
図19及び図20に示されているように、動力伝達部16は、第1プーリ161と、第1中間軸162と、第2プーリ163と、第1ベルト164と、第3プーリ165と、第2中間軸166と、第4プーリ167と、第2ベルト168と、第5プーリ169と、スピンドル170と、第6プーリ171と、第3ベルト172とを有している。
第1プーリ161は、タイミングプーリであり、第1の実施の形態における電動丸鋸1の第1プーリ61と同一に構成されている。第1プーリ161は、本発明における「第1プーリ」の一例である。
図20に示されているように、第1中間軸162は、略円柱形状をなし、回転軸51と平行に左右方向に延びるように配置されている。第1中間軸162は、複数のベアリングを介してプーリ収容部134に回転可能に支承されている。第1中間軸162は、左右方向に延びる軸線Dを中心に回転する。第1中間軸162は、本発明における「第1中間軸」及び「従動軸」の一例である。
第2プーリ163は、タイミングプーリであり、第1プーリ161の外径よりも大きな外径を有している。また、第2プーリ163は、第1の実施の形態における電動丸鋸1の第2プーリ63よりも小さな外径を有している。第2プーリ163は、第1中間軸162の中央部よりも左側に圧入により固定され、第1中間軸162と一体に軸線Dを中心に回転する。第2プーリ163は、本発明における「第2プーリ」の一例である。軸線Dは、本発明における「第1中間軸の軸線」の一例である。
第1ベルト164は、タイミングベルトであり、第1プーリ161及び第2プーリ163間に張架される。第1ベルト164は、本発明における「第1ベルト」の一例である。
第3プーリ165は、タイミングプーリであり、第2プーリ163よりも小さな外径を有している。第3プーリ165は、第1中間軸162の中央部よりも右側に圧入により固定され、第1中間軸162と一体に軸線Dを中心に回転する。第3プーリ165は、本発明における「第3プーリ」の一例である。
第2中間軸166は、略円柱形状をなし、回転軸51及び第1中間軸162と平行に左右方向に延びるように配置されている。第2中間軸166は、複数のベアリングを介してプーリ収容部134に回転可能に支承されている。第1中間軸162は、左右方向に延びる軸線Eを中心に回転する。第2中間軸166は、本発明における「第2中間軸」の一例である。
第4プーリ167は、タイミングプーリであり、第3プーリ165の外径よりも大きな外径を有している。また、第4プーリ167は、第1の実施の形態における電動丸鋸1の第2プーリ63よりも小さな外径を有している。第4プーリ167は、第2中間軸166の中央部よりも左側に圧入により固定され、第2中間軸166と一体に軸線Eを中心に回転する。第4プーリ167は、本発明における「第4プーリ」の一例である。軸線Eは、本発明における「第2中間軸の軸線」の一例である。
第2ベルト168は、タイミングベルトであり、第3プーリ165及び第4プーリ167間に張架される。第2ベルト168は、本発明における「第2ベルト」の一例である。
第5プーリ169は、タイミングプーリであり、第4プーリ167よりも小さな外径を有している。第5プーリ169は、第2中間軸166の中央部よりも右側に圧入により固定され、第2中間軸166と一体に軸線Eを中心に回転する。第5プーリ169は、本発明における「第5プーリ」の一例である。
スピンドル170は、左右方向に延び、第1の実施の形態における電動丸鋸1のスピンドル66と同一に構成されている。スピンドル170は、本発明における「出力軸」の一例である。
第6プーリ171は、タイミングプーリであり、第1の実施の形態における電動丸鋸1の第4プーリ67と同一に構成されている。第6プーリ171は、本発明における「第6プーリ」の一例である。
第3ベルト172は、タイミングベルトであり、第3プーリ165及び第4プーリ167間に張架される。第3ベルト172は、本発明における「第3ベルト」の一例である。
本実施の形態においては、図19に示されているように、第1プーリ161の少なくとも一部は、上下方向において第4プーリ167の少なくとも一部と略同じ位置に位置している。言い換えると、第1プーリ161の少なくとも一部は、スピンドル170の軸線C方向及び前後方向(切断方向)に直交する方向において、第4プーリ167と略同じ位置に位置している。なお、本実施の形態においては、第1プーリ161の略全部が上下方向において第4プーリ167の一部と略同じ位置に位置している。このような構成によれば、スピンドル170の軸線C方向及び切断方向に直交する方向における電動丸鋸100のサイズが大型化してしまうことを抑制することが可能となる。
また、第2プーリ163の少なくとも一部は、前後方向において第6プーリ171の一部と略同じ位置に位置している。言い換えると、第2プーリ163の少なくとも一部は、切断方向において、第6プーリ171の少なくとも一部と略同じ位置に位置している。なお、本実施の形態においては、第6プーリ171の略全部が切断方向において第2プーリ163の一部と略同じ位置に位置している。このような構成によれば、切断方向における電動丸鋸100のサイズが大型化してしまうことを抑制することが可能となる。
また、軸線C方向視において、モータ5の回転軸51、第1中間軸162、第2中間軸166及びスピンドル170のそれぞれの少なくとも一部が丸鋸刃Pと重なる位置に位置している。これにより、上下方向及び前後方向における電動丸鋸100のサイズの大型化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、3段階で減速を行うため、第2プーリ163及び第4プーリ167の外径を小さくすることができ、上下方向及び切断方向における電動丸鋸100のサイズをより小さく抑えることが可能である。
本実施の形態においては、切断機として電動丸鋸1及び100を例に説明したが、本発明は電動丸鋸以外のモータで駆動される動力工具、例えば、チェンソー等の切断機にも適用可能である。組み立て性の観点から、他の動力工具でも、ベルトの張架を一方向側から行えるようにするとよい。
1…電動丸鋸、2…ベース、3…ハウジング、4…切込深さ調整機構、5…モータ、6…動力伝達部、7…ベルト接触規制部