WO2025150293A1 - 振動鋸 - Google Patents

振動鋸

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WO2025150293A1
WO2025150293A1 PCT/JP2024/042614 JP2024042614W WO2025150293A1 WO 2025150293 A1 WO2025150293 A1 WO 2025150293A1 JP 2024042614 W JP2024042614 W JP 2024042614W WO 2025150293 A1 WO2025150293 A1 WO 2025150293A1
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WO
WIPO (PCT)
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tooth
saw blade
vibration
saw
swing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/042614
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
涵 汪
うらら 佐竹
俊之 榎本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Osaka NUC
Original Assignee
Osaka University NUC
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Filing date
Publication date
Application filed by Osaka University NUC filed Critical Osaka University NUC
Publication of WO2025150293A1 publication Critical patent/WO2025150293A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Pending legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/14—Surgical saws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D49/00—Machines or devices for sawing with straight reciprocating saw blades, e.g. hacksaws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D5/08—Means for actuating the cutting member to effect the cut
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27B—SAWS FOR WOOD OR SIMILAR MATERIAL; COMPONENTS OR ACCESSORIES THEREFOR
    • B27B19/00—Other reciprocating saws with power drive; Fret-saws
    • B27B19/02—Saws with a power- driven blade chucked at both ends or at one end only, e.g. jig saws, scroll saws
    • B27B19/04—Saws with a power- driven blade chucked at both ends or at one end only, e.g. jig saws, scroll saws characterised by power drive, e.g. by electromagnetic drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27B—SAWS FOR WOOD OR SIMILAR MATERIAL; COMPONENTS OR ACCESSORIES THEREFOR
    • B27B19/00—Other reciprocating saws with power drive; Fret-saws
    • B27B19/02—Saws with a power- driven blade chucked at both ends or at one end only, e.g. jig saws, scroll saws
    • B27B19/09—Saws with a power- driven blade chucked at both ends or at one end only, e.g. jig saws, scroll saws portable

Definitions

  • the present invention relates to an oscillating saw.
  • Patent Documents 1 to 5 listed below propose various trajectories for the saw blade that are not limited to an arc, with the aim of improving workability for the surgeon (user).
  • an oscillating saw comprises a saw blade with a tooth tip at its front end, and a drive device that vibrates the saw blade so as to swing around an axial position located rearward of the tooth tip, and the orbit of the tooth tip has a first arc-shaped orbit that overlaps during the reciprocating vibration, and a second orbit that is located rearward of an imaginary line that extends the first orbit to the end of the vibration at the end of the vibration, and the orbit of the second orbit that heads toward the center of the vibration does not fall between the imaginary line and the orbit of the second orbit that heads toward the end of the vibration.
  • an oscillating saw includes a saw blade with a tooth tip at its front end, and a drive device that vibrates the saw blade so as to swing around an axial position located rearward of the tooth tip, the saw blade has at least one or more first teeth with the tooth tip located on one side of the swing at its front end, and at least one or more second teeth with the tooth tip located on the other side of the swing at its front end, the trajectory of the first tooth in the first direction of the swing is located forward of the trajectory of the first tooth in the second direction of the swing, the trajectory of the second tooth in the first direction of the swing is located rearward of the trajectory of the second tooth in the second direction of the swing, the trajectory of the first tooth in the first direction of the swing and the trajectory of the second tooth in the first direction of the swing are trajectories at the same timing, and the trajectory of the first tooth in the second direction of the swing and the trajectory of the second tooth in the second direction of the swing are trajectories at the same timing, and the trajectory of the first tooth in the second direction of the swing
  • FIG. 11A and 11B are diagrams showing how a groove is formed by cutting a cutting target using a vibration saw according to the first embodiment.
  • 4A to 4C are diagrams showing how a groove is formed by cutting a cutting target using the vibration saw according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the overall configuration of the vibration saw.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a part of the configuration of the driving device of the oscillating saw.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a part of the configuration of the driving device of the oscillating saw.
  • 4A and 4B are a perspective view and a top view illustrating a relationship between a first shaft portion and a third shaft portion of the drive device.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating a relationship between a second shaft portion and a third shaft portion of the drive device.
  • FIG. 4 is a top view illustrating the relationship between a grooved cam and a roller of the driving device.
  • 4 is a graph showing an example of a trajectory in which the tip of the saw blade moves due to the drive head transmission part having the groove cam.
  • 10 is a graph showing another example of a trajectory along which the tip of the saw blade moves due to the drive head transmission part having the grooved cam.
  • 1A and 1B are diagrams showing the shape of the distal end of the saw blade and a diagram showing how the saw blade is oscillated along an arc-shaped trajectory to cut an object to be cut OB.
  • FIG. 10 is a diagram showing a state in which the saw blade is vibrated along the trajectory of the saw blade shown in FIG. 9 to cut the cutting target.
  • FIG. 11 is a diagram showing a state in which the saw blade is vibrated along the trajectory of the saw blade shown in FIG. 10 to cut the cutting target.
  • FIG. 13A-13C show other examples of saw blade distal end shapes that may be used in combination with the drive head transmission having the grooved cam described above.
  • 13A and 13B are diagrams showing how a groove is formed by cutting an object to be cut using a vibration saw according to the second embodiment.
  • 4A to 4C are diagrams showing the trajectory of a saw blade in the oscillating saw.
  • 13A to 13C are diagrams showing the trajectory of a saw blade in a vibration saw according to a second embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the overall configuration of the vibration saw.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a part of the configuration of the driving device of the oscillating saw.
  • FIG. 2 is a vertical sectional view of the drive device.
  • 2A to 2C are an exploded perspective view, a side view, and a cross-sectional view taken along the line AA, illustrating the relationship between a rotation shaft and a first vibration shaft of the drive device.
  • 5A to 5C are an exploded perspective view, a side view, and a cross-sectional view taken along the line BB of the driving device for explaining the relationship between the rotation shaft and the second vibration shaft.
  • 4 is a schematic diagram showing a trajectory of a shaft center of a second vibration shaft in the vibration saw.
  • FIG. 1 is exploded perspective view showing a part of the configuration of the driving device of the oscillating saw.
  • FIG. 2 is a vertical sectional view of the drive device.
  • 2A to 2C are an exploded perspective view
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a trajectory of a saw blade in the vibration saw.
  • FIG. 5 is a diagram conceptually showing a relative eccentric angle between a first eccentric wheel and a second eccentric wheel;
  • FIG. 13 illustrates the trajectory of the saw blade versus the relative eccentricity angle.
  • 4A to 4C are diagrams showing an example of a trajectory of a saw blade in the oscillating saw.
  • 10A to 10C are diagrams showing other examples of the trajectory of the saw blade in the oscillating saw.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the overall configuration of a vibration saw according to a third embodiment. 4 is an exploded perspective view showing a configuration of a support part in the driving device of the vibration saw.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a configuration of a drive unit in the drive device for the vibration saw.
  • 13A to 13C are diagrams showing how a narrow deep groove is machined by a saw blade according to a fourth embodiment.
  • 1 shows a front view of a saw blade for cutting narrow grooves, a partial rear view of the distal end of the saw blade, and a partial perspective view of the distal end of the saw blade.
  • 13A and 13B are diagrams showing how a narrow groove is machined by a saw blade according to a fourth embodiment. 1 shows a perspective view of a slot cutting saw blade, a cross-sectional view of a second tooth of the saw blade, and a cross-sectional view of a first tooth of the saw blade.
  • FIG. 13A to 13C are diagrams showing a state in which a cutting target is cut by a vibration saw according to a fifth embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing an example of a configuration of a saw blade of the vibration saw.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view of the distal end of the saw blade.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view of one tooth and one corresponding elastic hinge portion of the saw blade.
  • 6A to 6C are diagrams illustrating the displacement of the teeth of the saw blade in the front-rear direction due to elastic deformation of the elastic hinge portion.
  • 11A-11C are enlarged plan views of the distal end of the saw blade, showing other examples of saw blade configurations.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view of one tooth and one corresponding resilient hinge portion of a saw blade.
  • 6A to 6C are diagrams illustrating the displacement of the teeth of the saw blade in the front-rear direction due to elastic deformation of the elastic hinge portion.
  • 13A and 13B are diagrams illustrating yet another example of a saw blade configuration.
  • 13A and 13B are diagrams illustrating yet another example of a saw blade configuration.
  • 13A and 13B are diagrams illustrating yet another example of a saw blade configuration.
  • 13A and 13B are diagrams illustrating yet another example of a saw blade configuration.
  • 1001 in FIG. 1 is an overall view showing how the oscillating saw 100s cuts the cutting object OB (bone in the example shown in FIG. 1)
  • 1002 in FIG. 1 is an enlarged view of the portion of 1001 in FIG. 1 where the saw blade 1 abuts on the processing surface of the cutting object OB.
  • the saw blade 1 swings so that the multiple teeth 12 describe an arc-shaped trajectory.
  • the saw blade 1 moves little by little toward the processing surface of the cutting object OB along with the swinging motion.
  • the cutting object OB is cut and a groove is formed on the processing surface of the cutting object OB.
  • the outer teeth collide with the end face of the groove, an impact force is generated.
  • the impact force increases dramatically as the groove depth increases.
  • Reference numerals 1003 and 1004 in FIG. 1 are enlarged views of the tooth tips of the saw blade 1 shown by reference numeral 1002 in FIG. 1.
  • Reference numerals 1005 and 1006 in FIG. 1 respectively show how the tooth tips of the saw blade 1 shown by reference numerals 1003 and 1004 in FIG. 1 collide with the end face of the groove.
  • the depth h shown by reference numerals 1005 and 1006 in FIG. 1 is the depth cut by the saw blade 1 with each reciprocation.
  • Such an increase in impact force can cause a decrease in the processing accuracy of the cutting work. Furthermore, when the oscillating saw is used to cut bones in a surgical procedure, such an increase in impact force can adversely affect the sensation in the surgeon's hands and increase fatigue in the surgeon's hands.
  • the inventors have found that by defining the orbit of the saw blade 1 as described above, when the cutting object OB is cut by the positive rake face, the increase in impact force generated when the outer teeth of the saw blade contact the end face of the groove can be suppressed (therefore, the processing accuracy of the cutting work can be improved and damage to the workpiece can be prevented).
  • the trajectory toward the center of vibration in the second trajectory does not fall between the virtual line of the first trajectory and the trajectory toward the end of vibration in the second trajectory.
  • the tooth tip of the saw blade 1 does not cut the cutting target in the trajectory toward the center of vibration in the second trajectory, reducing cutting resistance.
  • FIG. 2 is a diagram showing how the oscillating saw 100 cuts the cutting object OB to form a groove.
  • Reference numeral 2001 in FIG. 2 indicates a first trajectory and a second trajectory along which the saw blade 1 may move when the tip of the tooth of the saw blade 1 reaches the end face of the groove.
  • Reference numeral 2002 in FIG. 2 indicates how the tip of the tooth of the saw blade 1 collides with the end face of the groove.
  • the saw blade 1 of the oscillating saw 100 moves in an arc-shaped trajectory (first trajectory) similar to that of the oscillating saw 100s during the first swing motion in the cutting operation. At this time, one continuous cutting chip is pushed into the end of the groove. Next, the saw blade 1 moves in an arc-shaped trajectory (first trajectory) during the second swing motion in the cutting operation, and moves in an trajectory (second trajectory) that moves away from the machining surface near the end face of the groove.
  • (General configuration of the vibration saw 100) 3 is a perspective view (reference numeral 3001) showing the overall configuration of the oscillating saw 100 and an enlarged top view (reference numeral 3002) of the saw blade 1.
  • the oscillating saw 100 includes the saw blade 1, a drive unit 2, a handle unit 3, and a battery unit 4.
  • the saw blade 1 has a blade body 11 and a number of teeth 12.
  • the blade body 11 is a flat plate member extending in a predetermined direction, with a number of teeth 12 provided at its distal end.
  • the blade body 11 is, for example, stainless steel with a thickness of about 0.5 mm to 2 mm.
  • the long axis direction of the blade body 11 in the oscillating saw 100 is referred to as the front-rear direction, the short axis direction as the left-right direction, and the thickness direction as the up-down direction.
  • the direction in which the distal end of the blade body 11 is located is referred to as the front
  • the direction in which the proximal end is located is referred to as the rear.
  • the left-right direction, the front-rear direction, and the up-down direction are also referred to as the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction, respectively.
  • the multiple teeth 12 have at least one or more first teeth 12A and at least one or more second teeth 12B.
  • the first tooth 12A is disposed on the left side of the front end of the saw blade 1, with the tooth tip facing leftward. When the saw blade 1 moves leftward, the first tooth 12A cuts the cutting object OB with its positive cutting face.
  • the second tooth 12B is disposed on the right side of the front end of the saw blade 1, with the tooth tip facing rightward. When the saw blade 1 moves rightward, the second tooth 12B cuts the cutting object OB with its positive cutting face.
  • the drive unit 2 is a device for vibrating the saw blade 1 so that it swings around an axial position located rearward of the tooth tip.
  • a drive head transmission unit 2A is provided at the front of the drive unit 2, which drives the saw blade 1 to move along the first and second orbits.
  • a motor 2B is provided at the rear of the drive unit 2, which drives the drive head transmission unit 2A.
  • the housing 20 of the drive unit 2 has a drive head 20A that houses the drive head transmission unit 2A, and a motor housing 20B that houses the motor 2B.
  • the axial position refers to the position of the axis C3 (see Figures 3 to 5) of the third shaft portion 24 in the drive head transmission part 2A.
  • the saw blade 1 is fixed to the third shaft portion 24 at its proximal end, and swings in conjunction with the rotation of the third shaft portion 24.
  • the detailed configuration of the drive unit 2 will be described later with reference to Figures 3 to 9.
  • the handle portion 3 is a portion that the user grips to operate the oscillating saw 100.
  • the handle portion 3 extends downward from the drive unit 2.
  • the handle portion 3 may also have a trigger portion 31 on the front side that is operated by the user to drive the drive unit 2.
  • the battery unit 4 is a power source that operates the motor 2B of the drive unit 2.
  • the battery unit 4 is provided below the handle unit 3, and applies a voltage to the drive unit 2 via wiring arranged within the handle unit 3.
  • the battery unit 4 can use a well-known power source.
  • the drive head transmission unit 2A includes a drive shaft 21, a first shaft portion 22, a second shaft portion 23, a third shaft portion 24 (vibration shaft), and a vibration shank 25 (vibration member).
  • the first shaft portion 22, the second shaft portion 23, and the third shaft portion 24 have shafts that extend in the up-down direction.
  • the first shaft portion 22, the second shaft portion 23, and the third shaft portion 24 are arranged in this order from the rear side along the front-to-rear direction.
  • the second shaft portion 23 has a spur gear 23a and a grooved cam 23b.
  • the spur gear 23a is provided in the center of the second shaft portion 23 in the vertical direction, and meshes with the spur gear 22b of the first shaft portion 22.
  • the reduction ratio of the spur gear 23a to the spur gear 22b is, for example, 1/2. In other words, while the first shaft portion 22 rotates twice, the second shaft portion 23 rotates once.
  • the grooved cam 23b is provided at the upper end of the second shaft portion 23. The detailed configuration of the grooved cam 23b will be described later with reference to Figures 7 and 8.
  • the drive head transmission unit 2A further comprises six bearings 26a to 26f (first bearing 26a, second bearing 26b, third bearing 26c, fourth bearing 26d, fifth bearing 26e, sixth bearing 26f).
  • the drive head 20A also comprises an upper cover 20Aa and a lower cover 20Ab.
  • Figure 8 is a top view illustrating the relationship between grooved cam 23b and roller 24ca.
  • axis C4 of roller 24ca vibrates over the swing angle range of the vibration shank 25 (hereinafter referred to as the vibration angle range) as the third shaft portion 24 oscillates.
  • axis C4 of roller 24ca moves in the front-rear direction as the second shaft portion 23 rotates. Specifically, axis C4 of roller 24ca moves (relative to grooved cam 23b) on a pitch curve that corresponds to the shape of the groove of grooved cam 23b.
  • the groove cam 23b has a first groove corresponding to the first track and a second groove corresponding to the second track.
  • the second groove has a shape such that the axis C4 of the roller 24ca passing through the second groove is retracted.
  • the second groove is located closer to the rotation axis (axis C2 of the second shaft portion 23) of the groove cam 23b than the first groove.
  • the distance from the axis C3 of the third shaft portion 24 to the tooth tip is shortened. That is, the distance from the axis C3 of the third shaft portion 24 to the axis C4 of the roller 24ca is lengthened.
  • the trajectory of the saw blade 1 in the first swing motion is a first arc-shaped trajectory that overlaps during the reciprocating vibration.
  • the trajectory of the saw blade 1 in the second swing motion has the first trajectory and a second trajectory that is located behind an imaginary line that extends the first trajectory to the end of the vibration at the end of the vibration. In other words, during the second swing motion, the saw blade 1 retreats at the end of the vibration.
  • the trajectory shown in FIG. 10 is a graph showing another example of the trajectory of the tooth tip of the saw blade 1 moved by the drive head transmission part 2A having the grooved cam 23b shown in FIG. 8.
  • the trajectory shown in FIG. 10 is the trajectory of the saw blade 1 when the positional relationship between the grooved cam 23b and the roller 24ca is set as follows. That is, when the third shaft part 24 swings to the end on one side of the vibration, the axis C4 of the roller 24ca coincides with a point on the point D side of the point F at the center of the arc CD. Also, when the third shaft part 24 swings to the end on the other side of the vibration, the axis C4 of the roller 24ca coincides with a point on the point B side of the point E at the center of the arc AB. In other words, compared to the trajectory shown in FIG. 9, the trajectory shown in FIG. 10 is a trajectory when the phase of the rotation of the grooved cam 23b is slightly delayed with respect to the phase of the swing motion of the saw blade 1.
  • the orbit toward the center of vibration in the second orbit does not fall between the imaginary line of the first orbit and the orbit toward the end of vibration in the second orbit.
  • the orbit toward the center of vibration in the second orbit coincides with the orbit toward the end of vibration in the second orbit.
  • the orbit toward the center of vibration in the second orbit is located closer to the center of vibration than the orbit toward the end of vibration in the second orbit.
  • the trajectory of the saw blade 1 is not limited to the trajectory shown in Figures 9 and 10.
  • the second trajectory may be located further back than the trajectory shown in Figures 9 and 10, or may be located further forward. This can be achieved, for example, by changing the radius of curvature R2 of the arcs AB and CD.
  • the saw blade 1 may retreat at the end of the oscillation based on the second trajectory. This can be achieved, for example, by dividing the pitch curve of the groove cam 23b into eight arcs, and alternating between arcs whose corresponding grooves are the first groove and arcs whose corresponding grooves are the second groove. Furthermore, this can also be achieved by making the rotation speeds of the first shaft portion 22 and the second shaft portion 23 the same.
  • the orbit of the saw blade 1 has a second orbit that retracts the tooth tip at the end of the vibration. This allows the tooth tip of the saw blade 1 to cut off continuous chips that are generated at the end of the groove during the cutting work of cutting the cutting object to form a groove, and to discharge them to the outside of the groove. This makes it possible to suppress an increase in the impact force that occurs when the outer teeth of the saw blade 1 come into contact with the end face of the groove.
  • the orbit toward the center of vibration in the second orbit does not fall between the virtual line of the first orbit and the orbit toward the end of vibration in the second orbit.
  • the tooth tip of the saw blade 1 does not cut the object to be cut in the orbit toward the center of vibration in the second orbit, and cutting resistance can be reduced.
  • the tooth tip of the saw blade 1 has a positive rake face and a negative rake face, after the object to be cut is cut by the positive rake face in the first orbit, the object to be cut is not cut by the negative rake face in the orbit toward the center of vibration in the second orbit. Therefore, cutting resistance can be reduced.
  • the orbit of the saw blade 1 has a first orbit in the shape of a circular arc that overlaps during the reciprocating vibration.
  • first teeth 12A and second teeth 12B that have inward-facing tooth tips 12a and are positioned on the left side (one side of the swing) and right side (the other side of the swing), respectively, the machining surface of the cutting object OB can be cut efficiently during the reciprocating vibration.
  • Reference numeral 1101 in Fig. 11 is a diagram showing the shape of the distal end of the saw blade 1 that can be used in combination with the drive head transmission part 2A having the grooved cam 23b shown in Fig. 8.
  • Reference numeral 1102 in Fig. 11 is a diagram showing how the saw blade 1 shown in Fig. 11 is vibrated along an arc-shaped trajectory to cut the cutting object OB.
  • Figs. 12 and 13 are diagrams showing how the saw blade 1 shown in Fig. 11 is vibrated along the trajectory of the saw blade 1 shown in Figs. 9 and 10 to cut the cutting object OB, respectively.
  • the leftmost tooth 12A-1 of the first tooth 12A and the rightmost tooth 12B-1 of the second tooth 12B may each have two opposing tooth tips (an inward tooth tip 12a and an outward tooth tip 12b).
  • the leftmost tooth 12A-1 and the rightmost tooth 12B-1 have approximately the same vibration radius (the distance from the tooth tip to the axis C3 of the third shaft portion 24).
  • the other teeth only have the inward tooth tip 12a.
  • a line tangent to the inward tooth tips 12a of the multiple teeth 12 is perpendicular to the center line of the saw blade 1.
  • FIG. 14 shows another example of the shape of the distal end of the saw blade 1 that can be used in combination with the drive head transmission part 2A having the grooved cam 23b shown in FIG. 8. As shown in FIG. 14, all of the first teeth 12A and all of the second teeth 12B may each have two opposing tooth tips.
  • FIG. 15 is a diagram showing how the cutting object OB is cut by the oscillating saw 200s.
  • Reference numerals 15001 and 15002 in FIG. 15 respectively show how the cutting object OB is cut by the positive and negative rake faces of the teeth 12 of the saw blade 1 of the oscillating saw 200s.
  • reference numeral 15001 in FIG. 15 when the positive rake face cuts into the machined surface of the cutting object OB, cutting chips are generated and the cutting resistance is small.
  • reference numeral 15002 in FIG. 15 when the negative rake face cuts into the machined surface of the cutting object OB, the negative rake face presses down on the machined surface, making it difficult for cutting chips to be generated and the cutting resistance is large. This not only reduces the cutting efficiency but also increases the force required during cutting.
  • FIG. 16 is a diagram showing the trajectory of the saw blade 1 in the oscillating saw 200s.
  • the saw blade 1 moves in an arc-shaped trajectory by swinging about an axial position located behind the tooth tip.
  • the negative cutting surface comes into contact with the cutting object OB on the return path. This causes an increase in cutting resistance.
  • the saw blade 1 also moves in a circular orbit by swinging around an axial position located behind the tooth tip.
  • the orbit of the first tooth 12A in the left direction is located forward of the orbit of the first tooth 12A in the right direction (second swing direction).
  • the orbit of the second tooth 12B in the left direction is located behind the orbit of the second tooth 12B in the right direction (second swing direction).
  • the orbit of the first tooth 12A in the left direction and the orbit of the second tooth 12B in the left direction are orbits at the same timing.
  • the orbit of the first tooth 12A in the right direction and the orbit of the second tooth 12B in the right direction are orbits at the same timing.
  • the first tooth 12A moves in a clockwise circular orbit
  • the second tooth 12B moves in a counterclockwise circular orbit.
  • the second vibration shaft 224 has a second base portion 224a.
  • the second base portion 224a is provided at the upper end of the second vibration shaft 224.
  • the saw blade 1 is fixed (e.g., by tightening a bolt) to the upper portion of the second base portion 224a.
  • the first vibration shank 225 has a slot 225a and a through hole 225b.
  • the slot 225a is formed so as to extend forward from the rear end of the first vibration shank 225.
  • the first eccentric wheel 222b of the rotating shaft 222 is disposed in the slot 225a.
  • the through hole 225b is formed in the front part of the first vibration shank 225.
  • the second vibration shaft 224 passes through the through hole 225b.
  • the first vibration shaft 223 is fixed to the center of the first vibration shank 225 in the front-rear direction.
  • the first vibration shank 225 may have a square hole provided in the center in the front-rear direction, and the first vibration shaft 223 may have a fitting portion having a cross-sectional shape that fits into the square hole.
  • the second vibration shaft 224 passes through the through hole 223aa of the first base portion 223a and the through hole 225b of the first vibration shank 225.
  • the fifth bearing 227e and the sixth bearing 227f rotatably support the second vibration shaft 224 inside the through hole 223aa and the through hole 225b, respectively.
  • the eighth bearing 227h rotatably supports the second eccentric ring 222c inside the slot 226a. Specifically, the outer peripheral surface of the eighth bearing 227h attached to the second eccentric ring 222c contacts a pair of surfaces extending in the front-rear direction of the slot 226a.
  • the rotating shaft 222 rotates around its axis
  • the second eccentric ring 222c rotates around an axis that is offset from the axis of the second eccentric ring 222c. Therefore, the second eccentric ring 222c vibrates the second vibration shank 226 so that it swings around the second vibration axis 224.
  • the second vibration axis 224 rotates in accordance with the swing of the second vibration shank 226.
  • the rotation of the rotating shaft 222 around its axis not only drives the first vibration shaft 223 to oscillate, but also drives the second vibration shaft 224 to oscillate. Therefore, the rotation of the rotating shaft 222 around its axis vibrates the second vibration shaft 224 so that it swings around the axis C22 of the first vibration shaft 223, and at the same time vibrates the saw blade 1 fixed to the second vibration shaft 224 so that it swings around the axis C23 of the second vibration shaft 224.
  • Fig. 23 is a schematic diagram showing the trajectory of the axis C23 of the second vibration shaft 224 in the vibration saw 200.
  • Fig. 24 is a schematic diagram showing the trajectory of the saw blade 1 in the vibration saw 200. The principle by which the annular trajectory of the saw blade 1 can be realized by the vibration saw 200 including the drive head transmission unit 202A described above will be described below.
  • the rotation of the first eccentric wheel 222b causes the first vibration shank 225 to vibrate so as to swing around the axis C22 of the first vibration shaft 223. Therefore, the orbit of the axis C23 of the second vibration shaft 224 fixed to the first vibration shank 225 is an arc.
  • the vibration angle ⁇ 1 of the first vibration shaft 223 is the rotation angle of the first vibration shank 225 with respect to a straight line passing through the axis C21 of the rotation shaft 222 and the axis C22 of the first vibration shaft 223.
  • the rotation of the second eccentric wheel 222c causes the second vibration shank 226 to vibrate so as to swing around the axis C23 of the second vibration shaft 224.
  • the vibration angle ⁇ 2 of the second vibration shaft 224 is the rotation angle of the second vibration shank 226 with respect to a straight line passing through the axis C22 of the first vibration shaft 223 and the axis C23 of the second vibration shaft 224.
  • the vibration angle ⁇ 3 of the saw blade 1 fixed to the second vibration shank 226 is the difference between the vibration angle ⁇ 1 of the first vibration shaft 223 and the vibration angle ⁇ 2 of the second vibration shaft 224.
  • the saw blade 1 is offset from the saw blade 1' by the vibration angle ⁇ 2 of the second vibration shaft 224. Therefore, the orbit of the saw blade 1 is circular (particularly elliptical).
  • the first tooth 12A is located rearward from the first tooth 12A'
  • the second tooth 12B is located forward from the second tooth 12B'.
  • the saw blade 1 swings in the opposite direction around the axis C22 of the first vibration shaft 223, ⁇ 2 ⁇ 0 is satisfied.
  • the first tooth 12A is located forward from the first tooth 12A'
  • the second tooth 12B is located rearward from the second tooth 12B'.
  • one of the first tooth 12A and the second tooth 12B moves clockwise along the elliptical orbit
  • the other of the first tooth 12A and the second tooth 12B moves counterclockwise along the elliptical orbit.
  • FIG. 25 is a conceptual diagram showing the relative eccentric angle between the first eccentric wheel 222b and the second eccentric wheel 222c.
  • FIG. 26 is a diagram showing the trajectory of the saw blade 1 with respect to the relative eccentric angle.
  • the relative eccentric angle is an angle indicating the phase difference between the first eccentric wheel 222b and the second eccentric wheel 222c.
  • FIG. 27 is a diagram showing an example of the trajectory of the saw blade 1 in the oscillating saw 200.
  • FIG. 28 is a diagram showing another example of the trajectory of the saw blade 1 in the oscillating saw 200.
  • the positive rake surface of the first tooth 12A is on the left side of the first tooth 12A (one side of the swing)
  • the positive rake surface of the second tooth 12B is on the right side of the second tooth 12B (the other side of the swing). That is, the tips of the first tooth 12A and the second tooth 12B are formed to face outward.
  • FIG. 27 is a diagram showing an example of the trajectory of the saw blade 1 in the oscillating saw 200.
  • FIG. 28 is a diagram showing another example of the trajectory of the saw blade 1 in the oscillating saw 200.
  • the positive rake surface of the first tooth 12A is on the left side of the first tooth 12A (one side of the swing)
  • the positive rake surface of the second tooth 12B is on the right side of the second tooth
  • the positive rake surface of the first tooth 12A is on the right side of the first tooth 12A (the other side of the swing), and the positive rake surface of the second tooth 12B is on the left side of the second tooth 12B (one side of the swing). That is, the tips of the first tooth 12A and the second tooth 12B are formed to face inward.
  • FIG. 29 is a perspective view showing the overall configuration of a vibration saw 300 according to embodiment 3.
  • the vibration saw 300 differs from the vibration saw 200 according to embodiment 2 in that it includes a drive unit 302 that drives two rotating shafts with two motors.
  • Figure 30 is an exploded perspective view showing the configuration of the support unit 340 in the drive unit 302.
  • the first shaft holder 341, the second shaft holder 342, and the motor holder 343 are fixed to the base 344.
  • the first shaft holder 341 and the second shaft holder 342 have mounting holes for mounting the first rotating shaft 323, the second rotating shaft 324, and the first vibration shaft 223, respectively, via bearings 305.
  • the support unit 340 further has a bearing cover 345 on the left side of the first shaft holder 341 to limit the axial movement of the bearing 305.
  • the left sides of the first rotating shaft 323 and the second rotating shaft 324 are fixed to the first shaft holder 341 by lock nuts 306.
  • the motor holder 343 fixes the first motor 321 and the second motor 322.
  • Figure 31 is an exploded perspective view showing the configuration of the drive unit 320 in the drive device 302.
  • the first vibration shaft 223 is fixed to the first vibration shank 225 at the center in the left-right direction, and both ends are fixed to the vibration shaft holder 307 by lock nuts 306.
  • the center in the extension direction of the second vibration shaft 224 is fixed to the second vibration shank 226, and both ends are fitted into the mounting holes of the vibration shaft holder 307 via bearings 305.
  • the first motor 321 and the second motor 322 are respectively connected to the first rotating shaft 323 and the second rotating shaft 324 by a coupling 308.
  • the first rotating shaft 323 has a first eccentric wheel 222b fixed to the first vibrating shank 225 via a bearing 305 in the center in the left-right direction.
  • the second rotating shaft 324 has a second eccentric wheel 222c fixed to the second vibrating shank 226 via a bearing 305 in the center in the left-right direction (specifically, to the left of the first eccentric wheel 222b).
  • a vibration saw suitable for narrow deep groove cutting and narrow long groove cutting is described.
  • the vibration saw suitable for narrow deep groove cutting is vibration saw 200, 300 having the saw blade 1 described above.
  • the vibration saw suitable for narrow long groove cutting is vibration saw 400, which differs from vibration saw 200, 300 in having saw blade 401 instead of saw blade 1 described above.
  • Figure 34 is a diagram showing the process of machining a narrow groove by a saw blade 401.
  • the vibration saw 400 performs long groove machining.
  • the saw blade 401 has fine abrasive grains 121 on the left side and coarse abrasive grains 122 on the right side.
  • rough machining and finish machining can be performed in one groove machining.
  • the second tooth 12D on which the coarse abrasive grains 122 are formed is mainly used to groove the cutting object OB.
  • FIG. 35 shows a perspective view (reference number 35001) of a saw blade 401 for narrow groove machining, a cross-sectional view (reference number 35002) of the second tooth 12D of the saw blade 401, and a cross-sectional view (reference number 35003) of the first tooth 12C of the saw blade 401.
  • the saw blade 401 like the saw blade 1, is fixed to a drive unit at the proximal end and has the second tooth 12D for rough machining and the first tooth 12C for finish machining at the distal end.
  • the saw blade 401 for narrow groove machining does not need to penetrate deeply into the groove of the machining surface. Therefore, the blade body 11 of the saw blade 401 may be formed thicker than the blade body 11 of the saw blade 1 to increase the blade rigidity.
  • the second tooth 12D is coarser than the first tooth 12C.
  • coarse abrasive grains 122 are formed on the end face of the second tooth 12D.
  • fine abrasive grains 121 are formed on the end face and side of the first tooth 12C.
  • the first tooth 12C and the second tooth 12D are, for example, very thin grindstones such as dicing blades.
  • the first tooth 12C and the second tooth 12D have, for example, an arc-shaped end face. A large number of very small abrasive grains are distributed on the end face.
  • the abrasive grains of the second tooth 12D which is used for rough machining, are coarse, and the abrasive grains do not protrude from the sides of the second tooth 12D. This allows for faster groove machining. Also, because groove walls machined with coarse abrasive grains may develop microcracks, it is preferable to perform finish machining.
  • the present inventors have further discovered that by using a vibration saw 500 having the characteristics described below instead of the vibration saw 200s according to the second embodiment, the increase in cutting resistance described above can be suppressed.
  • the inventors propose an oscillating saw 500 in which a saw blade 501 is provided with an elastic hinge portion 14 that elastically deforms during cutting, displacing the multiple teeth 12 in the forward and backward directions.
  • the oscillating saw 500 when a force is applied to the negative rake face, the multiple teeth 12 rotate so that the negative rake face moves away from the machining surface, and the cutting depth of the negative rake face is reduced. Therefore, the cutting resistance during cutting can be reduced.
  • FIG. 36 is a diagram showing how the oscillating saw 500 cuts the cutting object OB.
  • Reference numerals 36001 and 36002 in FIG. 36 respectively show how the positive and negative rake faces of the teeth 12 of the saw blade 501 cut the cutting object OB.
  • the saw blade 501 in addition to the blade body 11 and multiple teeth 12, the saw blade 501 further has elastic hinge portions 14 that connect each of the multiple teeth 12 to the blade body 11. The elastic hinge portions 14 elastically deform during cutting to displace the multiple teeth 12 in the forward and backward directions. For simplicity's sake, FIG. 36 only shows one tooth 12 and one corresponding elastic hinge portion 14.
  • Figure 37 is a plan view showing an example configuration of saw blade 501.
  • Figure 38 is an enlarged plan view of the distal end of saw blade 501.
  • the saw blade 501 has a blade body portion 11, a number of teeth 12 arranged at the distal end (front end), and the above-mentioned elastic hinge portion 14.
  • the multiple teeth 12 have inward-facing tooth tips 12a and an extension portion 12c that is connected to the elastic hinge portion 14 and extends forward to the tooth tips 12a.
  • the width d1 of the elastic hinge portion 14 is smaller than the width d2 of the extension portion 12c.
  • the elastic hinge portion 14 is more likely to elastically deform than at least the blade body portion 11 and the plurality of teeth 12.
  • the plurality of teeth 12 are provided at the front end of the extension portion 12c extending in the front-rear direction, the amount of displacement of the tooth tips 12a of the plurality of teeth 12 in the front-rear direction is even greater.
  • the side of the extension portion 12c on the positive rake face side is longer in the extension direction of the extension portion 12c than the side of the extension portion 12c on the negative rake face side.
  • Figure 39 is an enlarged plan view of one tooth 12 and one corresponding elastic hinge portion 14 in a saw blade 501.
  • the blade body portion 11 may be provided with a deformation limiting portion adjacent to each of the multiple teeth 12, which limits the range of displacement of the multiple teeth 12 due to elastic deformation. With this configuration, the deformation limiting portion can prevent damage to the multiple teeth 12 due to excessive elastic deformation of the elastic hinge portion 14.
  • the deformation limiting portion is a side wall 11a that faces the rear of the side surface of the extension portion 12c.
  • a slit-shaped gap is formed between the side wall 11a and the side surface of the extension portion 12c.
  • the width of the gap determines the rotation range of the multiple teeth 12, i.e., the amount of displacement of the tooth tips 12a in the front-to-rear direction.
  • the side wall 11a may be formed thicker (in the vertical direction) than the extension portion 12c. This makes it possible to prevent the multiple teeth 12 from riding up or down the side wall 11a due to the elastic deformation of the elastic hinge portion 14.
  • a notch 15 is formed on both sides of the elastic hinge portion 14.
  • a pair of notches 15 is formed in the blade body portion 11, and the elastic hinge portion 14 is provided between the pair of notches 15.
  • the width of the notch is greater than the width of the slit-shaped gap. This realizes an elastic hinge portion 14 that is narrower than the extension portion 12c.
  • the notch 15 may be circular. By making the notch 15 circular, the possibility of cracks occurring from the notch 15 due to elastic deformation of the elastic hinge portion 14 can be reduced.
  • Figure 40 is a diagram showing the forward/backward displacement of the teeth 12 of the saw blade 501 shown in Figures 37 to 39 due to elastic deformation of the elastic hinge portion 14.
  • Reference numerals 40001 and 40002 in Figure 40 respectively indicate the forward/backward displacement of the teeth 12 when cutting resistance is applied to the negative rake face and the positive rake face of the teeth 12 of the saw blade 501.
  • the solid lines in Figure 40 indicate the position of the teeth 12 and the trajectory of the tooth tip 12a before the cutting resistance is applied
  • the dashed lines in Figure 40 indicate the position of the teeth 12 and the trajectory of the tooth tip 12a after the cutting resistance is applied.
  • Figure 42 is an enlarged plan view of one tooth 12 and one corresponding elastic hinge portion 14 of saw blade 501A. As shown in Figure 42, two opposing tooth tips are located on the left and right sides of the front end of tooth 12. The tooth tip located on the left side of the front end of tooth 12 faces left, and the tooth tip located on the right side of the front end of tooth 12 faces right. Each tooth tip has a positive rake face and a negative rake face.
  • FIG. 43 is a diagram showing the forward/backward displacement of the teeth 12 of the saw blade 501A shown in FIGS. 41 and 42 due to the elastic deformation of the elastic hinge portion 14.
  • the cutting object OB is cut by the positive rake face of the right tooth tip of the two opposing tooth tips, and the cutting object OB is cut by the negative rake face of the left tooth tip of the two opposing tooth tips.
  • the elastic hinge portion 14 and the extension portion 12c are elastically deformed by the cutting resistance generated when the right tooth tip comes into contact with the cutting object OB.
  • the elastic hinge portion 14 and the extension portion 12c are elastically deformed so that the teeth 12 are tilted to the left.
  • the trajectory of the right tooth tip moves forward, and the trajectory of the left tooth tip moves backward. Therefore, the cutting resistance can be reduced.
  • the direction in which the width of the elastic hinge portion 14 is smallest in a plane perpendicular to the thickness direction of the saw blade 501A is preferably along the vibration direction (left-right direction). This allows the cutting resistance to be reduced in the same way in both reciprocating motions of the saw blade 501A.
  • FIG. 44 is a diagram showing yet another example of the configuration of a saw blade.
  • the saw blade 501B shown in FIG. 44 may be used as the saw blade provided in the oscillating saw 500.
  • saw blade 501B differs from saw blade 501 in that multiple teeth 12 are provided on either the left or right end face from the proximal end to the distal end of the blade body 11. In this case, saw blade 501B vibrates in the front-to-rear direction.
  • the saw blade 501D shown in Figure 46 may be adopted.
  • the saw blade 501D differs from the saw blade 501A in that the blade body 11 is a tubular member. In this case, the saw blade 501D rotates and vibrates around its axis. A rotational vibration handpiece is connected to the proximal end of the blade body 11.
  • the engagement groove 60 has an engagement portion 61 formed at the base end of the saw blade 501F and a straight portion 62 extending from the distal end of the saw blade 501F to the engagement portion 61.
  • the engagement portion 61 includes a portion having a larger inner diameter than the straight portion 62.
  • An oscillating saw comprises a saw blade having a tooth tip at its front end, and a drive device for vibrating the saw blade so as to swing around an axial position located rearward of the tooth tip, wherein the orbit of the tooth tip has a first arc-shaped orbit that overlaps during the round trip of vibration, and a second orbit that is located rearward of an imaginary line extending the first orbit to the end of vibration at the end of vibration, and the orbit of the second orbit toward the center of vibration does not fall between the imaginary line and the orbit of the second orbit toward the end of vibration.

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Abstract

切削における衝撃力を低減することができる振動鋸を提供する。振動鋸（１００）は、鋸ブレード（１）と、軸位置を中心にスイングするように鋸ブレードを振動させる駆動装置（２）と、を備え、前記鋸ブレードの歯先（１２ａ）の軌道は、振動の往復において重なる円弧状の第１軌道と、振動の端において前記第１軌道を振動の端まで延長させた仮想線よりも後方に位置する第２軌道とを有する。

Description

振動鋸
　本発明は、振動鋸に関する。
　従来、鋸ブレードをスイングするように振動させることにより、切削対象を切削する、電動式の振動鋸が知られている。このような振動鋸は、特に、外科手術における硬組織（例えば、骨）の切断に用いられる。鋸ブレードの短距離のスイング運動が可能な振動鋸は、硬組織の周囲の軟組織への損傷を避けることが要求される硬組織の切断に、効果的に用いられる。
　鋸ブレードの軌道は、典型的には、円弧状である。また、以下に示す特許文献１～５では、外科医（使用者）に対する作業性の向上等を目的として、円弧状に限定されない鋸ブレードの様々な軌道が提案されている。
特開２００８－２９８４８号 米国特許第９５７９１０５号 米国特許第９５７２５８５号 米国特許第９９７５１９１号 特許第６８５２１５２号
Han Wang , Urara Satake, Toshiyuki Enomoto: Modeling of oscillating bone sawing forces with instantaneous cutting speed and depth of cut, Journal of Materials Processing Technology, 324 (2024) 118225.
　しかしながら、上記の特許文献１－５では、切削作業の加工精度を向上させる、および鋸ブレードの歯先の摩耗を低減するといった観点において、改善の余地があった。その理由について、以下に説明する。
　振動鋸により切削対象を切削して溝を形成する切削作業において、切削に伴う連続的な切り屑が生じることがある。この切り屑は、切削作業中、鋸ブレードの往復運動により溝の端に押し込まれ得る。これにより、鋸ブレードの外側の歯が溝の端面と接触するときに発生する衝撃力が大きくなる。このような衝撃力の増大は、切削作業の加工精度の低下を引き起こし得る。上記の特許文献１－５に開示される振動鋸では、切削に伴う連続的な切り屑に対して十分に対処することができない。
　本発明の一態様は、切削における衝撃力を低減することができる振動鋸を実現することを目的とする。
　上記の課題を解決するために、本発明の態様１に係る振動鋸は、前端に歯先が配置された鋸ブレードと、前記鋸ブレードを前記歯先より後側に位置する軸位置を中心にスイングするように振動させる駆動装置と、を備え、前記歯先の軌道は、振動の往復において重なる円弧状の第１軌道と、振動の端において前記第１軌道を振動の端まで延長させた仮想線よりも後方に位置する第２軌道とを有し、前記第２軌道における前記振動の中心に向かう軌道は、前記仮想線と前記第２軌道における前記振動の端に向かう軌道との間に入らない。
　上記の課題を解決するために、本発明の態様５に係る振動鋸は、前端に歯先が配置された鋸ブレードと、前記鋸ブレードを前記歯先より後側に位置する軸位置を中心にスイングするように振動させる駆動装置と、を備え、前記鋸ブレードは、前端における前記スイングの一方側に配置された、前記歯先を有する少なくとも１つ以上の第１歯と、前端における前記スイングの他方側に配置された、前記歯先を有する少なくとも１つ以上の第２歯とを有し、前記スイングの第１方向における前記第１歯の軌道は、前記スイングの第２方向における前記第１歯の軌道より前方に位置し、前記スイングの第１方向における前記第２歯の軌道は、前記スイングの第２方向における前記第２歯の軌道より後方に位置し、前記スイングの第１方向における前記第１歯の前記軌道および前記スイングの第１方向における前記第２歯の前記軌道は、同じタイミングにおける軌道であり、前記スイングの第２方向における前記第１歯の前記軌道および前記スイングの第２方向における前記第２歯の前記軌道は、同じタイミングにおける軌道である。
　上記の課題を解決するために、本発明の態様１０に係る振動鋸は、前端に歯先が配置され、前記歯先より後側に位置する軸位置を中心にスイングするように振動する鋸ブレードを備え、前記歯先は、正またはゼロのすくい面と負のすくい面とを有し、前記鋸ブレードは、ブレード本体部と、前記歯先を有する複数の歯と、前記ブレード本体部に前記複数の歯のそれぞれを連結し、切削時に弾性的に変形して前記複数の歯を前後方向に変位させる弾性ヒンジ部と、を有し、前記複数の歯は、前記歯先まで前方に延びている延伸部を有する。
　本発明の一態様によれば、切削における衝撃力を低減することができる。
参考形態１に係る振動鋸により切削対象を切削して溝を形成する様子を示す図である。 実施形態１に係る振動鋸により切削対象を切削して溝を形成する様子を示す図である。 上記振動鋸の全体構成を示す斜視図である。 上記振動鋸の駆動装置の一部の構成を分解した分解斜視図である。 上記振動鋸の駆動装置の一部の構成を分解した分解斜視図である。 上記駆動装置の第１シャフト部と第３シャフト部との関係を説明する斜視図および上面図である。 上記駆動装置の第２シャフト部と第３シャフト部との関係を説明する斜視図である。 上記駆動装置の溝カムとローラとの関係を説明する上面図である。 上記溝カムを有するドライブヘッド伝達部により鋸ブレードの歯先が移動する軌道の一例を示すグラフである。 上記溝カムを有するドライブヘッド伝達部により鋸ブレードの歯先が移動する軌道の他の例を示すグラフである。 鋸ブレードの遠位端の形状を示す図および鋸ブレードを円弧状の軌道に沿って振動させて切削対象ＯＢを切削する様子を示す図である。 鋸ブレードを、図９に示す鋸ブレードの軌道に沿って振動させて切削対象を切削する様子を示す図である。 鋸ブレードを、図１０に示す鋸ブレードの軌道に沿って振動させて切削対象を切削する様子を示す図である。 上記溝カムを有するドライブヘッド伝達部と組み合わせて使用され得る鋸ブレードの遠位端の形状の他の例を示す図である。 参考形態２に係る振動鋸により切削対象を切削して溝を形成する様子を示す図である。 上記振動鋸における鋸ブレードの軌道を示す図である。 実施形態２に係る振動鋸における鋸ブレードの軌道を示す図である。 上記振動鋸の全体構成を示す斜視図である。 上記振動鋸の駆動装置の一部の構成を分解した分解斜視図である。 上記駆動装置の縦断面図である。 上記駆動装置の回転軸と第１振動軸との関係を説明する分解斜視図、側面図、およびＡ－Ａ矢視断面図である。 上記駆動装置の回転軸と第２振動軸との関係を説明する分解斜視図、側面図、およびＢ－Ｂ矢視断面図である。 上記振動鋸における第２振動軸の軸心の軌道を示す模式図である。 上記振動鋸における鋸ブレードの軌道を示す模式図である。 第１偏心輪と第２偏心輪との相対偏心角を概念的に示す図である。 相対偏心角に対する鋸ブレードの軌道を示す図である。 上記振動鋸における鋸ブレードの軌道の一例を示す図である。 上記振動鋸における鋸ブレードの軌道の他の例を示す図である。 実施形態３に係る振動鋸の全体構成を示す斜視図である。 上記振動鋸の駆動装置における支持部の構成を示す分解斜視図である。 上記振動鋸の駆動装置における駆動部の構成を示す分解斜視図である。 実施形態４に係る鋸ブレードによる細深溝加工の様子を示す図である。 細深溝加工用の鋸ブレードの正面図、当該鋸ブレードの遠位端の部分背面図、および当該鋸ブレードの遠位端の部分斜視図を示す。 実施形態４に係る鋸ブレードによる細長溝加工の様子を示す図である。 細長溝加工用の鋸ブレードの斜視図、当該鋸ブレードの第２歯の断面図、および当該鋸ブレードの第１歯の断面図を示す。 実施形態５に係る振動鋸により切削対象を切削する様子を示す図である。 上記振動鋸の鋸ブレードの構成の一例を示す平面図である。 上記鋸ブレードの遠位端の拡大平面図である。 上記鋸ブレードにおける１つの歯およびそれに対応する１つの弾性ヒンジ部の拡大平面図である。 上記鋸ブレードの歯の、弾性ヒンジ部の弾性変形による前後方向の変位を示す図である。 鋸ブレードの構成の他の例を示す、鋸ブレードの遠位端の拡大平面図である。 鋸ブレードにおける１つの歯およびそれに対応する１つの弾性ヒンジ部の拡大平面図である。 上記鋸ブレードの歯の、弾性ヒンジ部の弾性変形による前後方向の変位を示す図である。 鋸ブレードの構成のさらに他の例を示す図である。 鋸ブレードの構成のさらに他の例を示す図である。 鋸ブレードの構成のさらに他の例を示す図である。 鋸ブレードの構成のさらに他の例を示す図である。 鋸ブレードの構成のさらに他の例を示す図である。
　〔参考形態１〕
　実施形態１に係る振動鋸１００の説明に先立ち、参考形態１に係る振動鋸１００ｓについて説明する。説明の便宜上、参考形態にて説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、以降の各実施形態では、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
　（振動鋸１００ｓの課題）
　図１は、振動鋸１００ｓにより切削対象ＯＢを切削して溝を形成する様子を示す図である。振動鋸１００ｓは、遠位端に複数の歯１２が設けられた鋸ブレード１をスイングするように振動させることにより、切削対象ＯＢ（被加工物）を切削する装置である。振動鋸１００ｓは、例えば、外科手術における硬組織の切削または工業材料（木材、金属材料、樹脂材料またはセラミックス材料等）の切削に用いられる。詳細には、鋸ブレード１は、複数の歯１２が円弧状の軌道を描くように、スイングする。振動鋸１００ｓの詳細な構成については上記の非特許文献１に記載されている。以下、簡単のため、鋸ブレードのスイング運動により鋸ブレードの歯先が描く軌道を、単に「鋸ブレードの軌道」と称する。
　図１の符号１００１は、振動鋸１００ｓが切削対象ＯＢ（図１に示す一例では、骨）を切削する様子を示す全体図であり、図１の符号１００２は、図１の符号１００１における鋸ブレード１が切削対象ＯＢの加工面に当接している部分を拡大した拡大図である。図１の符号１００１および符号１００２に示すように、振動鋸１００ｓによる切削作業において、鋸ブレード１は、複数の歯１２が円弧状の軌道を描くように、スイングする。また、鋸ブレード１は、上記のスイング運動と共に、少しずつ切削対象ＯＢの加工面に向かって移動する。これにより、切削対象ＯＢを切削して切削対象ＯＢの加工面に溝を形成する。ここで、外側の歯が溝の端面に衝突するとき、衝撃力が発生する。当該衝撃力は、典型的には、溝の深さが大きくなるほど劇的に増大する。
　図１の符号１００３および符号１００４は、図１の符号１００２で示した鋸ブレード１の歯先を拡大した拡大図である。図１の符号１００５および符号１００６はそれぞれ、図１の符号１００３および符号１００４で示した鋸ブレード１の歯先が溝の端面に衝突する様子を示す。ここで、図１の符号１００５および符号１００６に示す深さｈは、一往復ごとに鋸ブレード１により削られる深さである。
　図１の符号１００３は、鋸ブレード１の振動方向における一方向の端部の歯が、当該振動方向における他方向を向いている場合を示す。この場合、図１の符号１００３に示すように、鋸ブレード１が振動方向における一方向に移動し、鋸ブレード１の負のすくい面が溝の端面に衝突するとき、強い衝撃力が発生する。
　図１の符号１００４は、鋸ブレード１の振動方向における一方向の端部の歯が、当該振動方向における一方向を向いている場合を示す。この場合、図１の符号１００４に示すように、鋸ブレード１が振動方向における一方向を移動するとき、当該歯の正のすくい面により切削対象ＯＢを切削することとなる。このとき、図１の符号１００６に示すように、切削開始時では、鋸ブレード１の歯先が溝の端面に衝突するときの衝撃力は小さい。しかしながら、切削が進行すると、複数の連続的な切り屑が溝の端で切断されることなく、鋸ブレード１のスイング運動により溝の端に押し込まれる。そのため、切削が進行すると、鋸ブレード１の歯先が溝の端面に衝突するとき、強い衝撃力が発生する。
　このような衝撃力の増大は、切削作業の加工精度の低下を引き起こし得る。また、当該振動鋸を外科手術における骨の切削に用いる場合、このような衝撃力の増大は、外科医の手の感覚に悪影響を及ぼし、また、外科医の手の疲労を増大させる可能性がある。
　〔実施形態１〕
　（本発明の一態様の特徴点について）
　本発明者らは、参考形態１に係る振動鋸１００ｓに代えて、以下に説明する特徴点を有する振動鋸１００を用いることにより、上述の衝撃力の増大を抑制できることを見出した。具体的には、本発明者らは、鋸ブレード１の軌道が、第１軌道および第２軌道を有するような振動鋸１００を提案する。第１軌道は、振動の往復において重なる円弧状の軌道である。第２軌道は、振動の端において、第１軌道を振動の端まで延長させた仮想線よりも後方（鋸ブレード１の基端がある側の方向）に位置する軌道である。本発明者らは、鋸ブレード１の軌道を上述のように規定することにより、正のすくい面により切削対象ＯＢを切削する場合において、鋸ブレードの外側の歯が溝の端面に接触するときに発生する衝撃力の増大を抑制できる（したがって、切削作業の加工精度を向上させ、かつ、被加工物の破損を防止できる）ことを見出した。
　また、第２軌道における振動の中心に向かう軌道は、第１軌道の仮想線と第２軌道における振動の端に向かう軌道との間に入らない。これにより、第２軌道における振動の中心に向かう軌道において鋸ブレード１の歯先が切削対象を切削しないため、切削抵抗を低減できる。
　図２は、振動鋸１００により切削対象ＯＢを切削して溝を形成する様子を示す図である。図２の符号２００１は、鋸ブレード１の歯先が溝の端面に到達するときに、鋸ブレード１が移動し得る第１軌道および第２軌道を示す。図２の符号２００２は、鋸ブレード１の歯先が溝の端面に衝突する様子を示す。
　例えば、振動鋸１００の鋸ブレード１は、切削作業における１回目のスイング運動において振動鋸１００ｓと同様の円弧状の軌道（第１軌道）を移動する。このとき、１つの連続的な切り屑が溝の端に押し込まれる。次に、鋸ブレード１は、切削作業における２回目のスイング運動において、円弧状の軌道（第１軌道）を移動し、溝の端面付近では加工面から遠ざかるような軌道（第２軌道）を移動する。
　図２の符号２００１に示すように、鋸ブレード１が第２軌道を移動することにより、鋸ブレード１の歯先は、１回目および２回目のスイング運動に伴い発生した連続的な（溝の端面と繋がっていた）切り屑を切断し、溝の外部へ排出する。それゆえ、図２の符号２００２に示すように、複数の連続的な切り屑が溝の端に押し込まれることはないため、鋸ブレード１の外側の歯が溝の端面に接触するときに発生する衝撃力の増大を抑制できる。
　このような振動鋸１００を実現するための具体的な構成について、以下に説明する。
　（振動鋸１００の概略構成）
　図３は、振動鋸１００の全体構成を示す斜視図（符号３００１）および鋸ブレード１の拡大上面図（符号３００２）である。図３の符号３００１に示すように、振動鋸１００は、鋸ブレード１と、駆動装置２と、ハンドル部３と、バッテリ部４とを備える。
　鋸ブレード１は、ブレード本体部１１および複数の歯１２を有する。ブレード本体部１１は、所定の方向に延びる平板部材であり、遠位端に複数の歯１２が設けられている。ブレード本体部１１は、例えば厚さ約０．５ｍｍ～２ｍｍのステンレス鋼である。以下、特に言及しない限り、振動鋸１００におけるブレード本体部１１の長軸方向を前後方向、短軸方向を左右方向、厚さ方向を上下方向とする。また、ブレード本体部１１における遠位端がある方向を前方、近位端がある方向を後方とする。さらに、左右方向、前後方向、および上下方向をそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向とも称する。
　図３の符号３００２に示すように、複数の歯１２は、少なくとも１つ以上の第１歯１２Ａと少なくとも１つ以上の第２歯１２Ｂとを有する。第１歯１２Ａは、鋸ブレード１の前端における左側に配置され、歯先が左方向を向いている。第１歯１２Ａは、鋸ブレード１が左側に移動するとき、正のすくい面により切削対象ＯＢを切削する。第２歯１２Ｂは、鋸ブレード１の前端における右側に配置され、歯先が右方向を向いている。第２歯１２Ｂは、鋸ブレード１が右側に移動するとき、正のすくい面により切削対象ＯＢを切削する。
　駆動装置２は、鋸ブレード１を歯先より後側に位置する軸位置を中心にスイングするように振動させるための装置である。駆動装置２の前部には、鋸ブレード１が第１軌道および第２軌道を移動するように駆動させるドライブヘッド伝達部２Ａが設けられている。駆動装置２の後部には、ドライブヘッド伝達部２Ａを駆動させるモータ２Ｂが設けられている。駆動装置２の筐体２０は、ドライブヘッド伝達部２Ａを収容するドライブヘッド２０Ａと、モータ２Ｂを収容するモータハウジング２０Ｂとを有する。
　ドライブヘッド伝達部２Ａは、軸位置を中心にスイングするように鋸ブレード１を左右方向に振動させる。また、ドライブヘッド伝達部２Ａは、鋸ブレード１の歯先が第２軌道を移動するときの軸位置から歯先までの距離は、鋸ブレード１の歯先が第１軌道を移動するときの軸位置から歯先までの距離より短くなるように、鋸ブレード１を移動させる。
　ここで、軸位置は、ドライブヘッド伝達部２Ａにおける第３シャフト部２４の軸心Ｃ３（図３～図５参照）の位置のことである。鋸ブレード１は、近位端において第３シャフト部２４に固定され、第３シャフト部２４の回転に伴ってスイングする。駆動装置２の詳細な構成については、図３～図９を参照して後述する。
　ハンドル部３は、使用者が振動鋸１００を操作するために把持する部分である。ハンドル部３は、駆動装置２から下方に延びている。また、ハンドル部３には、使用者が操作することで駆動装置２を駆動させるトリガ部３１が前面に設けられていてもよい。
　バッテリ部４は、駆動装置２のモータ２Ｂを動作させる電源である。バッテリ部４は、ハンドル部３の下方に設けられ、ハンドル部３内に配された配線を介して駆動装置２に電圧を印加する。バッテリ部４は、周知の電源を用いることができる。
　（駆動装置２の詳細な構成）
　図４および図５は、駆動装置２の一部の構成を分解した分解斜視図である。図４は、駆動装置２からドライブヘッド２０Ａを取り外した状態を示す。図５は、駆動装置２からさらにベアリング２６ａ～２６ｆを取り外した状態を示す。なお、図４および図５では、駆動装置２の後部に設けられるモータ２Ｂおよびモータハウジング２０Ｂの図示を省略している。また、図５では、ドライブヘッド２０Ａの図示も省略している。
　図４および図５に示すように、ドライブヘッド伝達部２Ａは、ドライブシャフト２１、第１シャフト部２２、第２シャフト部２３、第３シャフト部２４（振動軸）、および振動シャンク２５（振動部材）を備える。
　ドライブシャフト２１は、前後方向に延びるシャフトである。ドライブシャフト２１は、後端においてモータ２Ｂと噛合し、モータ２Ｂにより回転駆動される。ドライブシャフト２１は、ベベルギヤ２１ａを有する。ベベルギヤ２１ａは、ドライブシャフト２１の前端に設けられる。
　第１シャフト部２２、第２シャフト部２３、および第３シャフト部２４は、上下方向に延びるシャフトを有する。第１シャフト部２２、第２シャフト部２３、および第３シャフト部２４は、後側からこの順で、前後方向に沿って配置されている。
　第１シャフト部２２は、ベベルギヤ２２ａと、スパーギヤ２２ｂと、偏心輪２２ｃとを有する。ベベルギヤ２２ａは、第１シャフト部２２の下端に設けられ、ドライブシャフト２１のベベルギヤ２１ａと噛合する。これにより、ドライブシャフト２１の前後方向の軸回りの回転は、第１シャフト部２２の上下方向の軸回りの回転として第１シャフト部２２に伝達する。スパーギヤ２２ｂは、第１シャフト部２２の上下方向における中央に設けられる。偏心輪２２ｃは、第１シャフト部２２におけるスパーギヤ２２ｂより上部に設けられる。偏心輪２２ｃは、第１シャフト部２２のシャフトより大きい径を有し、第１シャフト部２２の軸心Ｃ１に対してずれた軸心を有する。偏心輪２２ｃは、第１シャフト部２２に固定され、第１シャフト部２２と同様にドライブシャフト２１の回転に伴い回転駆動される。
　第２シャフト部２３は、スパーギヤ２３ａと、溝カム２３ｂとを有する。スパーギヤ２３ａは、第２シャフト部２３の上下方向における中央に設けられ、第１シャフト部２２のスパーギヤ２２ｂと噛合する。これにより、第１シャフト部２２の上下方向の軸回りの回転は、第２シャフト部２３の上下方向の軸回りの回転として第２シャフト部２３に伝達する。スパーギヤ２３ａのスパーギヤ２２ｂに対する減速比は、例えば１／２である。すなわち、第１シャフト部２２が２回転する間、第２シャフト部２３は１回転する。溝カム２３ｂは、第２シャフト部２３の上端に設けられる。溝カム２３ｂの詳細な構成については、図７，図８を参照して後述する。
　第３シャフト部２４は、レール部２４ａ（振動部材）と、鋸ブレード固定部２４ｂ（振動部材）とを有する。レール部２４ａは、第３シャフト部２４の上端に設けられる。鋸ブレード固定部２４ｂは、レール部２４ａの上側に設けられ、レール部２４ａに対して前後方向にスライド可能である。鋸ブレード１は、鋸ブレード固定部２４ｂの上部にて（例えばボルト締付けにより）固定される。すなわち、鋸ブレード１は、前後方向にスライド可能である。
　振動シャンク２５は、前後方向に延びる平板部材である。振動シャンク２５は、スロット２５ａと、貫通孔２５ｂとを有する。スロット２５ａは、振動シャンク２５の後端から前方に延伸するように形成されている。スロット２５ａには、第１シャフト部２２の偏心輪２２ｃが配置されている。貫通孔２５ｂは、振動シャンク２５の前後方向の中央に形成されている。貫通孔２５ｂには、第２シャフト部２３が通っている。また、振動シャンク２５は、前部において第３シャフト部２４に固定されている。
　ドライブヘッド伝達部２Ａは、さらに６つのベアリング２６ａ～２６ｆ（第１ベアリング２６ａ、第２ベアリング２６ｂ、第３ベアリング２６ｃ、第４ベアリング２６ｄ、第５ベアリング２６ｅ、第６ベアリング２６ｆ）を備える。また、ドライブヘッド２０Ａは、上部カバー２０Ａａおよび下部カバー２０Ａｂを備える。
　第１ベアリング２６ａおよび第４ベアリング２６ｄはそれぞれ、第１シャフト部２２を上部カバー２０Ａａおよび下部カバー２０Ａｂに対して回転可能に支持する。第２ベアリング２６ｂおよび第５ベアリング２６ｅはそれぞれ、第２シャフト部２３を上部カバー２０Ａａおよび下部カバー２０Ａｂに対して回転可能に支持する。第３ベアリング２６ｃおよび第６ベアリング２６ｆはそれぞれ、第３シャフト部２４を上部カバー２０Ａａおよび下部カバー２０Ａｂに対して回転可能に支持する。
　図６は、第１シャフト部２２と第３シャフト部２４との関係を説明する斜視図（符号６００１）および上面図（符号６００２）である。なお、図６では、簡単のため、ドライブヘッド伝達部２Ａにおける第１シャフト部２２、第３シャフト部２４、および振動シャンク２５のみを図示している。
　図６に示すように、振動シャンク２５のスロット２５ａには、偏心輪２２ｃが配置されている。スロット２５ａの左右方向の幅は、偏心輪２２ｃの径と略等しい。すなわち、偏心輪２２ｃの外周面は、スロット２５ａの前後方向に延びる一対の面に接する。ここで、第１シャフト部２２が軸回りに回転すると、偏心輪２２ｃは、当該偏心輪２２ｃの軸心に対してずれた軸を中心に回転する。それゆえ、偏心輪２２ｃは、振動シャンク２５を、第３シャフト部２４を中心にスイングするように振動させる。振動シャンク２５のスイングに合わせて、第３シャフト部２４は回転する。
　以上より、第１シャフト部２２の軸回りの回転は、第３シャフト部２４を揺動駆動させ、ひいては、第３シャフト部２４に固定される鋸ブレード１を、第３シャフト部２４の軸心Ｃ３を中心にスイングするように振動させる。
　また、振動シャンク２５の貫通孔２５ｂは、貫通孔２５ｂの内周面に第２シャフト部２３が接触して振動シャンク２５のスイングを阻害しない程度の大きさを有する。
　図７は、第２シャフト部２３と第３シャフト部２４との関係を説明する斜視図である。なお、図７では、簡単のため、ドライブヘッド伝達部２Ａにおける第２シャフト部２３、第３シャフト部２４、および振動シャンク２５のみを図示している。
　図７に示すように、第２シャフト部２３の溝カム２３ｂは、円柱部材の上面から下方に環状の溝が形成された部材である。溝カム２３ｂは、第２シャフト部２３に固定されるため、第１シャフト部２２の軸回りの回転に伴い回転駆動される。
　また、第３シャフト部２４は、カムフォロア２４ｃをさらに有する。鋸ブレード固定部２４ｂの後部には、カムフォロア２４ｃを取り付けるためのカムフォロア取付穴２４ｂａが形成されている。カムフォロア２４ｃは、カムフォロア取付穴２４ｂａに係合し、溝カム２３ｂの溝まで下方に延伸する。言い換えると、カムフォロア２４ｃは、鋸ブレード１に対して固定され、溝カム２３ｂの溝に配置される。具体的には、カムフォロア２４ｃの下端にはローラ２４ｃａが形成されており、ローラ２４ｃａは、溝カム２３ｂの溝に対して回転可能に嵌合する。
　図８は、溝カム２３ｂとローラ２４ｃａとの関係を説明する上面図である。図８に示すように、ローラ２４ｃａの軸心Ｃ４は、第３シャフト部２４の揺動に伴って、振動シャンク２５のスイングの角度範囲（以下、振動角度範囲と称する）にわたって振動する。また、ローラ２４ｃａの軸心Ｃ４は、第２シャフト部２３の回転に伴って、前後方向に移動する。具体的には、ローラ２４ｃａの軸心Ｃ４は、溝カム２３ｂの溝の形状に対応するピッチ曲線上を（溝カム２３ｂに対して相対的に）移動する。
　溝カム２３ｂは、第１軌道に対応する第１溝と、第２軌道に対応する第２溝とを有する。第２溝は、第２溝を通るローラ２４ｃａの軸心Ｃ４が後退するような形状を有する。例えば、ローラ２４ｃａが溝カム２３ｂの溝の前部に配置される場合、第２溝は、第１溝より溝カム２３ｂの回転軸（第２シャフト部２３の軸心Ｃ２）側に位置する。これにより、ローラ２４ｃａが第１溝を移動するとき、第３シャフト部２４の軸心Ｃ３から歯先までの距離は維持される。すなわち、第３シャフト部２４の軸心Ｃ３からローラ２４ｃａの軸心Ｃ４までの距離は維持される。また、ローラ２４ｃａが第２溝を移動するとき、第３シャフト部２４の軸心Ｃ３から歯先までの距離は短くなる。すなわち、第３シャフト部２４の軸心Ｃ３からローラ２４ｃａの軸心Ｃ４までの距離は長くなる。
　溝カム２３ｂの溝の形状の一例について、図８を参照して以下に説明する。図８に示す一例では、ローラ２４ｃａは、溝カム２３ｂの溝の前部に配置される。この一例において、溝カム２３ｂのピッチ曲線は、４つの弧（図８における弧ＡＢ、ＢＣ，ＣＤ，ＤＡ）に分割される。弧ＤＡおよび弧ＢＣは、第２シャフト部２３の軸心Ｃ２を中心とした半径Ｒ１の円の一部である。弧ＡＢおよび弧ＣＤは、上記半径Ｒ１より大きい曲率半径Ｒ２の曲線である。つまり、ローラ２４ｃａの軸心が弧ＤＡまたは弧ＢＣ上を通るとき、ローラ２４ｃａの軸心Ｃ４と第２シャフト部２３の軸心Ｃ２との距離は、Ｒ１を維持する。そして、ローラ２４ｃａの軸心が弧ＡＢまたは弧ＣＤ上を通るとき、ローラ２４ｃａの軸心と第２シャフト部２３の軸心との距離は、Ｒ１から減少する。弧ＡＢまたは弧ＣＤは直線であってもよい。
　したがって、ローラ２４ｃａの軸心が弧ＤＡまたは弧ＢＣ上を通るとき、鋸ブレード１は第１軌道を通り、ローラ２４ｃａの軸心が弧ＡＢまたは弧ＣＤ上を通るとき、鋸ブレード１は第２軌道を通る。言い換えると、弧ＤＡまたは弧ＢＣがピッチ曲線である溝が第１溝であり、弧ＡＢまたは弧ＣＤがピッチ曲線である溝が第２溝である。
　（振動鋸１００における鋸ブレード１の軌道）
　図９は、図８に示す溝カム２３ｂを有するドライブヘッド伝達部２Ａにより鋸ブレード１の歯先が移動する軌道の一例を示すグラフである。図９の符号９００１は、１回目のスイング運動における鋸ブレード１の軌道を示す。図９の符号９００２は、２回目のスイング運動における鋸ブレード１の軌道を示す。図９の符号９００３は、送り速度がある場合（鋸ブレード１を前方に移動させる場合）の１回目および２回目における鋸ブレード１の軌道を示す。
　なお、図９に示す軌道は、溝カム２３ｂとローラ２４ｃａとの位置関係を以下のように設定する場合における、鋸ブレード１の軌道である。すなわち、第３シャフト部２４が振動の一方側（右側）の端部まで振れるとき、ローラ２４ｃａの軸心Ｃ４は、弧ＣＤの中央の点Ｆ（図８参照）に一致する。また、第３シャフト部２４が振動の他方側（左側）の端部まで振れるとき、ローラ２４ｃａの軸心Ｃ４は、弧ＡＢの中央の点Ｅ（図８参照）に一致する。
　図９の符号９００１に示すように、１回目のスイング運動における鋸ブレード１の軌道は、振動の往復において重なる円弧状の第１軌道である。図９の符号９００２に示すように、２回目のスイング運動における鋸ブレード１の軌道は、当該第１軌道と、振動の端において、第１軌道を振動の端まで延長させた仮想線よりも後方に位置する第２軌道とを有する。すなわち、２回目のスイング運動において、振動の端では鋸ブレード１は後退する。
　図９の符号９００３に示すように、適切な送り速度が設定されるとき、２種類の軌道が交互に生成され、当該２種類の軌道は、振動の端において交差する（符号９００３における点線枠を参照）。これにより、振動鋸１００により切削対象ＯＢを切削して溝を形成するとき、鋸ブレード１の歯先は、１回目および２回目のスイング運動に伴い発生した連続的な切り屑を切断、溝の外部へ排出する。したがって、鋸ブレード１の外側の歯が溝の端面に接触するときに発生する衝撃力を低減することができる。
　図１０は、図８に示す溝カム２３ｂを有するドライブヘッド伝達部２Ａにより鋸ブレード１の歯先が移動する軌道の他の例を示すグラフである。図１０に示す軌道は、溝カム２３ｂとローラ２４ｃａとの位置関係を以下のように設定する場合における、鋸ブレード１の軌道である。すなわち、第３シャフト部２４が振動の一方側の端部まで振れるとき、ローラ２４ｃａの軸心Ｃ４は、弧ＣＤの中央の点Ｆより点Ｄ側の点で一致する。また、第３シャフト部２４が振動の他方側の端部まで振れるとき、ローラ２４ｃａの軸心Ｃ４は、弧ＡＢの中央の点Ｅより点Ｂ側の点に一致する。言い換えると、図９に示した軌道と比較し、図１０に示す軌道は、溝カム２３ｂの回転の位相が、鋸ブレード１のスイング運動の位相に対して若干遅れている場合の軌道である。
　上述のように溝カム２３ｂとローラ２４ｃａとの位置関係を設定することにより、図１０に示すような鋸ブレード１の軌道を実現できる。
　図９および図１０に示すように、第２軌道における振動の中心に向かう軌道は、第１軌道の仮想線と第２軌道における振動の端に向かう軌道との間に入らない。図９に示す一例では、第２軌道における振動の中心に向かう軌道は、第２軌道における振動の端に向かう軌道と一致する。図１０に示す一例では、第２軌道における振動の中心に向かう軌道は、第２軌道における振動の端に向かう軌道に対して、振動の中心側に位置する。
　なお、鋸ブレード１の軌道としては図９および図１０に示した軌道に限定されない。例えば、第２軌道は、図９および図１０に示した軌道よりもさらに後方に位置していてもよく、前方に位置していてもよい。これは、例えば弧ＡＢおよび弧ＣＤの曲率半径Ｒ２を変化させることで実現できる。また、鋸ブレード１の１回のスイング毎に、鋸ブレード１は、第２軌道に基づき振動の端において後退してもよい。これは、例えば溝カム２３ｂのピッチ曲線が、８つの弧に分割され、対応する溝が第１溝である弧と対応する溝が第２溝である弧とが交互に配置されることで、実現できる。また、第１シャフト部２２および第２シャフト部２３の回転速度を同じにすることでも実現できる。
　（振動鋸１００の利点）
　以上の構成によれば、鋸ブレード１の軌道は、振動の端において歯先を後退させる第２軌道を有する。これにより、鋸ブレード１の歯先は、切削対象を切削して溝を形成する切削作業において溝の端部に発生する連続的な切り屑を切断し、溝の外部へ排出できる。したがって、鋸ブレード１の外側の歯が溝の端面に接触するときに発生する衝撃力の増大を抑制できる。
　また、第２軌道における振動の中心に向かう軌道は、第１軌道の仮想線と第２軌道における振動の端に向かう軌道との間に入らない。これにより、第２軌道における振動の中心に向かう軌道において鋸ブレード１の歯先が切削対象を切削しないため、切削抵抗を低減できる。特に、鋸ブレード１の歯先が正のすくい面および負のすくい面を有する場合、第１軌道において正のすくい面により切削対象を切削した後、第２軌道における振動の中心に向かう軌道において負のすくい面により切削対象を切削しない。そのため、切削抵抗を低減できる。
　また、鋸ブレード１の軌道は、振動の往復において重なる円弧状の第１軌道を有する。これにより、内側向きの歯先１２ａを有し、左側（スイングの一方側）および右側（スイングの他方側）にそれぞれ配置される第１歯１２Ａおよび第２歯１２Ｂを鋸ブレード１に設けることにより、振動の往復において効率よく切削対象ＯＢの加工面を切削できる。
　（変形例）
　図１１の符号１１０１は、図８に示す溝カム２３ｂを有するドライブヘッド伝達部２Ａと組み合わせて使用され得る鋸ブレード１の遠位端の形状を示す図である。図１１の符号１１０２は、図１１に示す鋸ブレード１を、円弧状の軌道に沿って振動させて切削対象ＯＢを切削する様子を示す図である。図１２および図１３はそれぞれ、図１１の符号１１０１に示す鋸ブレード１を、図９および図１０に示す鋸ブレード１の軌道に沿って振動させて切削対象ＯＢを切削する様子を示す図である。
　図１１の符号１１０１に示すように、第１歯１２Ａにおける左端の歯１２Ａ－１と、第２歯１２Ｂにおける右端の歯１２Ｂ－１とはそれぞれ、２つの対向する歯先（内側向きの歯先１２ａおよび外側向きの歯先１２ｂ）を有してもよい。左端の歯１２Ａ－１と右端の歯１２Ｂ－１とは、互いに略同一の振動半径（歯先から第３シャフト部２４の軸心Ｃ３までの距離）を有する。他の歯は、内側向きの歯先１２ａのみを有する。複数の歯１２の内側向きの歯先１２ａに接する線は、鋸ブレード１の中心線に対して垂直である。
　図１１の符号１１０２に示すように、図１１の符号１１０１に示す鋸ブレード１を、第１軌道のみを有する軌道（円弧状の軌道）に沿って振動させる場合、外側の歯先の振動半径は、内側の歯先の振動半径よりも大きいので、外側の歯先は、最大振動角度の近くでストップ・グルーブ（段差のあるコーナ）を形成する。鋸ブレード１の歯先が当該ストップ・グルーブに接触すると、高い衝撃抵抗力が発生する。
　一方、図１２に示すように、図１１の符号１１０１に示す鋸ブレード１を、図９に示す鋸ブレード１の軌道に沿って振動させると、振動の端において歯先は後退する。そのため、歯先の軌道は、スイング方向における隣の歯先の軌道と交差する。それゆえ、外側の歯先は、上記ストップ・グルーブを形成しない。したがって、衝撃抵抗力の発生を抑制できる。
　また、図１３に示すように、図１１の符号１１０１に示す鋸ブレード１を、図１０に示す鋸ブレード１の軌道に沿って振動させると、歯先は最大振動角度の位置に達しても後退動作を続ける。そのため、外側の歯先が上記ストップ・グルーブを形成しないだけでなく、負のすくい面が切削対象ＯＢの加工面に接触することを回避できる。したがって、鋸ブレード１の負のすくい面による押圧力を低減できる。
　図１４は、図８に示す溝カム２３ｂを有するドライブヘッド伝達部２Ａと組み合わせて使用され得る鋸ブレード１の遠位端の形状の他の例を示す図である。図１４に示すように、全ての第１歯１２Ａおよび全ての第２歯１２Ｂが、それぞれ２つの対向する歯先を有してもよい。
　〔参考形態２〕
　実施形態２に係る振動鋸２００の説明に先立ち、参考形態２に係る振動鋸２００ｓについて説明する。説明の便宜上、参考形態にて説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、以降の各実施形態では、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
　図１５は、振動鋸２００ｓにより切削対象ＯＢを切削する様子を示す図である。図１５の符号１５００１および符号１５００２はそれぞれ、振動鋸２００ｓの鋸ブレード１の歯１２の正のすくい面および負のすくい面で切削対象ＯＢを切削する様子を示す図である。図１５の符号１５００１に示すように、正のすくい面が切削対象ＯＢの加工面に切り込むとき、切り屑が生じ、切削抵抗は小さい。一方、図１５の符号１５００２に示すように、負のすくい面が切削対象ＯＢの加工面に切り込むとき、負のすくい面が加工面を押さえ付けることになり、切り屑が生じにくくなり、切削抵抗は大きい。これは、切削効率を低下させるだけでなく、切削時に必要な力を増大させる。
　また、当該振動鋸を外科手術における骨の切削に用いる場合、このような切削抵抗の増大は、外科医の手の感覚に悪影響を及ぼし、また、外科医の手の疲労を増大させる可能性がある。
　図１６は、振動鋸２００ｓにおける鋸ブレード１の軌道を示す図である。図１６に示すように、鋸ブレード１は、歯先より後側に位置する軸位置を中心にスイングすることにより、円弧状の軌道を移動する。この場合、往路にて正のすくい面で切削対象ＯＢを切削した場合、復路にて負のすくい面が切削対象ＯＢに接触する。これは、切削抵抗の増大を引き起こす。
　〔実施形態２〕
　本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
　（本発明の一態様の特徴点について）
　本発明者らは、参考形態２に係る振動鋸２００ｓに代えて、以下に説明する特徴点を有する振動鋸２００を用いることにより、上述の切削抵抗の増大を抑制できることを見出した。
　具体的には、本発明者らは、鋸ブレード１が環状（例えば、楕円状）の軌道を移動する振動鋸２００を提案する。振動鋸２００によれば、鋸ブレード１の歯１２は、鋸ブレード１のスイング方向側に正のすくい面があるときに切削対象ＯＢに接触し、鋸ブレード１のスイング方向側に負のすくい面があるときに切削対象ＯＢから遠ざかる。これにより、参考形態に係る振動鋸２００ｓと比較し、切削における切削抵抗を低減することができる。
　図１７は、振動鋸２００における鋸ブレード１の軌道を示す図である。図１７に示すように、鋸ブレード１は、前端における左側（スイングの一方側）に配置された少なくとも１つ以上の第１歯１２Ａと、前端における右側（スイングの他方側）に配置された少なくとも１つ以上の第２歯１２Ｂとを有する。
　図１７に示す一例では、第１歯１２Ａおよび第２歯１２Ｂは、歯先が外側を向いている。つまり、第１歯１２Ａの左側に正のすくい面が形成され、第２歯１２Ｂの右側に正のすくい面が形成されている。
　また、鋸ブレード１は、歯先より後側に位置する軸位置を中心にスイングすることにより、環状の軌道を移動する。具体的には、左方向（スイングの第１方向）における第１歯１２Ａの軌道は、右方向（スイングの第２方向）における第１歯１２Ａの軌道より前方に位置する。また、左方向（スイングの第１方向）における第２歯１２Ｂの軌道は、右方向（スイングの第２方向）における第２歯１２Ｂの軌道より後方に位置する。ここで、左方向における第１歯１２Ａの軌道および左方向における第２歯１２Ｂの軌道は、同じタイミングにおける軌道である。また、右方向における第１歯１２Ａの軌道および右方向における第２歯１２Ｂの軌道は、同じタイミングにおける軌道である。言い換えると、第１歯１２Ａは時計回りの環状の軌道を移動し、第２歯１２Ｂは反時計回りの環状の軌道を移動する。
　鋸ブレード１が環状の軌道を移動することにより、鋸ブレード１の左方向の移動時に、第１歯１２Ａを切削対象ＯＢから遠ざけ、負のすくい面が切削対象ＯＢに接触することを回避できる。また、鋸ブレード１の右方向の移動時に、第１歯１２Ａを切削対象ＯＢに切り込ませ、正のすくい面により切削できる。同時に、鋸ブレード１の左方向の移動時に、第２歯１２Ｂを切削対象ＯＢに切り込ませ、正のすくい面により切削できる。また、鋸ブレード１の右方向の移動時に、第２歯１２Ｂを切削対象ＯＢから遠ざけ、負のすくい面が切削対象ＯＢに接触することを回避できる。したがって、第１歯１２Ａおよび第２歯１２Ｂの負のすくい面が切削対象ＯＢに接触することによる切削抵抗の増大を抑制でき、第１歯１２Ａおよび第２歯１２Ｂといった２種類の歯により効率よく切削対象ＯＢを切削できる。
　このような振動鋸２００を実現するための具体的な構成について、以下に説明する。
　（振動鋸２００の概略構成）
　図１８は、振動鋸２００の全体構成を示す斜視図である。図１８に示すように、振動鋸２００は、鋸ブレード１と、駆動装置２０２と、ハンドル部３と、バッテリ部４とを備える。
　駆動装置２０２は、鋸ブレード１を歯先より後側に位置する軸位置を中心にスイングするように振動させるための装置である。駆動装置２０２の前部には、鋸ブレード１が環状の軌道を移動するように駆動させるドライブヘッド伝達部２０２Ａが設けられている。駆動装置２０２の後部には、ドライブヘッド伝達部２０２Ａを駆動させるモータ２Ｂが設けられている。駆動装置２０２の筐体２０は、ドライブヘッド伝達部２０２Ａを収容するドライブヘッド２２０Ａと、モータ２Ｂを収容するモータハウジング２０Ｂとを有する。
　（駆動装置２０２の詳細な構成）
　図１９は、駆動装置２０２の一部の構成を分解した分解斜視図である。図１９は、駆動装置２０２からドライブヘッド２２０Ａを取り外した状態を示す。図２０は、駆動装置２０２の縦断面図である。なお、図１９，図２０では、駆動装置２０２の後部に設けられるモータ２Ｂおよびモータハウジング２０Ｂの図示を省略している。
　図１９および図２０に示すように、ドライブヘッド伝達部２０２Ａは、ドライブシャフト２１、回転軸２２２、第１振動軸２２３、第２振動軸２２４、第１振動シャンク２２５（第１振動部材）、および第２振動シャンク２２６（第２振動部材）を備える。
　回転軸２２２、第１振動軸２２３、および第２振動軸２２４は、上下方向に延びるシャフトを有する。回転軸２２２、第１振動軸２２３、および第２振動軸２２４は、後側からこの順で、前後方向に沿って配置されている。
　回転軸２２２は、ベベルギヤ２２ａと、第１偏心輪２２２ｂと、第２偏心輪２２２ｃとを有する。ベベルギヤ２２ａは、回転軸２２２の下端に設けられ、ドライブシャフト２１のベベルギヤ２１ａと噛合する。これにより、ドライブシャフト２１の前後方向の軸回りの回転は、回転軸２２２の上下方向の軸回りの回転として回転軸２２２に伝達する。第１偏心輪２２２ｂおよび第２偏心輪２２２ｃは、ベベルギヤ２１ａより上部に設けられ、上側からこの順で回転軸２２２のシャフトに設けられている。第１偏心輪２２２ｂおよび第２偏心輪２２２ｃは、回転軸２２２のシャフトより大きい径を有し、回転軸２２２の軸心Ｃ２１に対してずれた軸心を有する。第１偏心輪２２２ｂおよび第２偏心輪２２２ｃは、回転軸２２２に固定され、回転軸２２２と同様にドライブシャフト２１の回転に伴い回転駆動される。
　第１振動軸２２３は、第１ベース部２２３ａ（第１振動部材）を有する。第１ベース部２２３ａは、第１振動軸２２３の上端に設けられ、第２振動軸２２４のシャフトより前方まで延伸する平板部材である。第１ベース部２２３ａの前部には、第２振動軸２２４を通すための貫通孔２２３ａａが形成されている。
　第２振動軸２２４は、第２ベース部２２４ａを有する。第２ベース部２２４ａは、第２振動軸２２４の上端に設けられる。鋸ブレード１は、第２ベース部２２４ａの上部にて（例えばボルト締付けにより）固定される。
　第１振動シャンク２２５および第２振動シャンク２２６は、前後方向に延びる平板部材である。第１振動シャンク２２５は、第２振動シャンク２２６の上側に配置されている。第１振動シャンク２２５は、第１振動軸２２３に（例えば軸用止め輪２２９を介して）固定されている。第２振動シャンク２２６は、第２振動軸２２４に（例えば軸用止め輪２２９を介して）固定されている。
　ドライブヘッド伝達部２０２Ａは、さらに８つのベアリング２２７ａ～２２７ｈ（第１ベアリング２２７ａ、第２ベアリング２２７ｂ、第３ベアリング２２７ｃ、第４ベアリング２２７ｄ、第５ベアリング２２７ｅ、第６ベアリング２２７ｆ、第７ベアリング２２７ｇ、第８ベアリング２２７ｈ）を備える。ドライブヘッド伝達部２０２Ａは、さらにベアリングカバー２２８を備えてもよい。また、ドライブヘッド２２０Ａは、上部カバー２２０Ａａおよび下部カバー２２０Ａｂを備える。
　第１ベアリング２２７ａおよび第２ベアリング２２７ｂは、回転軸２２２を上部カバー２２０Ａａに対して回転可能に支持する。第３ベアリング２２７ｃおよび第４ベアリング２２７ｄは、第１振動軸２２３を上部カバー２２０Ａａに対して回転可能に支持する。第５ベアリング２２７ｅおよび第６ベアリング２２７ｆはそれぞれ、第２振動軸２２４を第１ベース部２２３ａおよび第１振動シャンク２２５（すなわち、第１振動部材）に対して回転可能に支持する。第７ベアリング２２７ｇは、第１偏心輪２２２ｂを第１振動シャンク２２５に対して回転可能に支持する。第８ベアリング２２７ｈは、第２偏心輪２２２ｃを第２振動シャンク２２６に対して回転可能に支持する。
　ベアリングカバー２２８は、第１ベアリング２２７ａの上部に設けられ、第１ベアリング２２７ａの軸方向変位を固定する。下部カバー２２０Ａｂは、ドライブヘッド伝達部２０２Ａの取付スペースを保護するために使用される。
　図２１は、回転軸２２２と第１振動軸２２３との関係を説明する分解斜視図（符号２１００１）、側面図（符号２１００２）、および符号２１００２におけるＡ－Ａ矢視断面図（符号２１００３）である。なお、図２１では、簡単のため、ドライブヘッド伝達部２０２Ａにおける回転軸２２２、第１振動軸２２３、第２振動軸２２４および第１振動シャンク２２５のみを図示し、さらに第２振動軸２２４を取り外した状態を示す。
　図２１に示すように、第１振動シャンク２２５は、スロット２２５ａと、貫通孔２２５ｂとを有する。スロット２２５ａは、第１振動シャンク２２５の後端から前方に延伸するように形成されている。スロット２２５ａには、回転軸２２２の第１偏心輪２２２ｂが配置されている。貫通孔２２５ｂは、第１振動シャンク２２５の前部に形成されている。貫通孔２２５ｂには、第２振動軸２２４が通っている。また、第１振動シャンク２２５の前後方向の中央には、第１振動軸２２３が固定されている。例えば、図２１の符号２１００３に示すように、第１振動シャンク２２５は、前後方向の中央に設けられた角孔を有し、第１振動軸２２３は、当該角孔に嵌合する断面形状を有する嵌合部を有してもよい。
　第７ベアリング２２７ｇは、第１偏心輪２２２ｂをスロット２２５ａの内部において回転可能に支持する。具体的には、第１偏心輪２２２ｂに取り付けられた第７ベアリング２２７ｇの外周面は、スロット２２５ａの前後方向に延びる一対の面に接する。ここで、回転軸２２２が軸回りに回転すると、第１偏心輪２２２ｂは、当該第１偏心輪２２２ｂの軸心に対してずれた軸を中心に回転する。それゆえ、第１偏心輪２２２ｂは、第１振動シャンク２２５を、第１振動軸２２３を中心にスイングするように振動させる。第１振動シャンク２２５のスイングに合わせて、第１振動軸２２３は回転する。
　第２振動軸２２４は、第１ベース部２２３ａの貫通孔２２３ａａおよび第１振動シャンク２２５の貫通孔２２５ｂを通る。第５ベアリング２２７ｅおよび第６ベアリング２２７ｆはそれぞれ、第２振動軸２２４を貫通孔２２３ａａおよび貫通孔２２５ｂの内部において回転可能に支持する。
　以上より、回転軸２２２の軸回りの回転は、第１振動軸２２３を揺動駆動させ、ひいては、第２振動軸２２４を、第１振動軸２２３の軸心Ｃ２２を中心にスイングするように振動させる。
　図２２は、回転軸２２２と第２振動軸２２４との関係を説明する分解斜視図（符号２２００１）、側面図（符号２２００２）、および符号２２００２におけるＢ－Ｂ矢視断面図（符号２２００３）である。なお、図２２では、簡単のため、ドライブヘッド伝達部２０２Ａにおける回転軸２２２、第２振動軸２２４および第２振動シャンク２２６のみを図示する。
　図２２に示すように、第２振動シャンク２２６は、スロット２２６ａと、貫通孔２２６ｂとを有する。スロット２２６ａは、第２振動シャンク２２６の後端から前方に延伸するように形成されている。スロット２２６ａには、回転軸２２２の第２偏心輪２２２ｃが配置されている。貫通孔２２６ｂは、第２振動シャンク２２６の前後方向の中央に形成されている。貫通孔２２６ｂには、第１振動軸２２３が通っている。また、第２振動シャンク２２６の前部には、第２振動軸２２４が固定されている。例えば、図２２の符号２１００３に示すように、第２振動シャンク２２６は、前部に設けられたＤ形状の孔を有し、第２振動軸２２４は、当該Ｄ形状の孔に嵌合する断面形状を有する嵌合部を有してもよい。
　第８ベアリング２２７ｈは、第２偏心輪２２２ｃをスロット２２６ａの内部において回転可能に支持する。具体的には、第２偏心輪２２２ｃに取り付けられた第８ベアリング２２７ｈの外周面は、スロット２２６ａの前後方向に延びる一対の面に接する。ここで、回転軸２２２が軸回りに回転すると、第２偏心輪２２２ｃは、当該第２偏心輪２２２ｃの軸心に対してずれた軸を中心に回転する。それゆえ、第２偏心輪２２２ｃは、第２振動シャンク２２６を、第２振動軸２２４を中心にスイングするように振動させる。第２振動シャンク２２６のスイングに合わせて、第２振動軸２２４は回転する。
　以上より、回転軸２２２の軸回りの回転は、第１振動軸２２３を揺動駆動させるだけでなく、第２振動軸２２４を揺動駆動させる。よって、回転軸２２２の軸回りの回転は、第２振動軸２２４を、第１振動軸２２３の軸心Ｃ２２を中心にスイングするように振動させ、同時に、第２振動軸２２４に固定される鋸ブレード１を、第２振動軸２２４の軸心Ｃ２３を中心にスイングするように振動させる。
　また、第２振動シャンク２２６の貫通孔２２６ｂは、貫通孔２２６ｂの内周面に第１振動軸２２３が接触して第２振動シャンク２２６のスイングを阻害しない程度の大きさを有する。
　（振動鋸２００における鋸ブレード１の軌道）
　図２３は、振動鋸２００における第２振動軸２２４の軸心Ｃ２３の軌道を示す模式図である。図２４は、振動鋸２００における鋸ブレード１の軌道を示す模式図である。上述したドライブヘッド伝達部２０２Ａを備える振動鋸２００により、鋸ブレード１の環状の軌道が実現できる原理について、以下に説明する。
　図２３に示すように、第１偏心輪２２２ｂの回転により、第１振動シャンク２２５は、第１振動軸２２３の軸心Ｃ２２を中心にスイングするように振動する。それゆえ、第１振動シャンク２２５に固定された第２振動軸２２４の軸心Ｃ２３の軌道は、円弧状である。第１振動軸２２３の振動角度θ１は、回転軸２２２の軸心Ｃ２１と第１振動軸２２３の軸心Ｃ２２とを通る直線に対する第１振動シャンク２２５の回転角である。
　また、第２偏心輪２２２ｃの回転により、第２振動シャンク２２６は、第２振動軸２２４の軸心Ｃ２３を中心にスイングするように振動する。第２振動軸２２４の振動角度θ２は、第１振動軸２２３の軸心Ｃ２２と第２振動軸２２４の軸心Ｃ２３とを通る直線に対する第２振動シャンク２２６の回転角である。
　第２振動シャンク２２６に固定される鋸ブレード１の振動角度θ３は、第１振動軸２２３の振動角度θ１と、第２振動軸２２４の振動角度θ２との差である。
　図２４において、第２振動軸２２４の軸心Ｃ２３に対して前方に延びる実線は、ドライブヘッド伝達部２０２Ａを備える振動鋸２００の鋸ブレード１の位置を示す。また、第２振動軸２２４の軸心Ｃ２３に対して前方に延びる破線は、参考形態２に係る振動鋸２００ｓの鋸ブレード１の位置を示す。以下、説明の便宜上、振動鋸２００ｓの各部材の符号に「´」を付記し、振動鋸２００の各部材と区別する。
　振動鋸２００ｓにおいて、鋸ブレード１´は、筐体に対して静止した軸心（図２４における第１振動軸２２３の軸心Ｃ２２に対応）を中心にスイングするように振動する。すなわち、図２４において、θ１＝θ３である。そのため、鋸ブレード１´の軌道は円弧状となる。
　一方、振動鋸２００において、鋸ブレード１は、鋸ブレード１´に対して第２振動軸２２４の振動角度θ２だけオフセットしている。そのため、鋸ブレード１の軌道は環状（特に楕円状）となる。図２４に示すようにθ２＞０のとき、第１歯１２Ａは第１歯１２Ａ´に対して後方に位置し、第２歯１２Ｂは第２歯１２Ｂ´に対して前方に位置する。一方、図２４に示す状態に対して、鋸ブレード１が第１振動軸２２３の軸心Ｃ２２を中心に逆方向にスイングするとき、θ２＜０となる。このとき、第１歯１２Ａは第１歯１２Ａ´に対して前方に位置し、第２歯１２Ｂは第２歯１２Ｂ´に対して後方に位置する。つまり、第１歯１２Ａおよび第２歯１２Ｂの一方が楕円軌道に沿って時計回りに動き、第１歯１２Ａおよび第２歯１２Ｂの他方が楕円軌道に沿って反時計回りに動く。
　図２５は、第１偏心輪２２２ｂと第２偏心輪２２２ｃとの相対偏心角を概念的に示す図である。図２６は、相対偏心角に対する鋸ブレード１の軌道を示す図である。相対偏心角は、第１偏心輪２２２ｂと第２偏心輪２２２ｃとの位相差を示す角度である。
　図２５および図２６に示すように、相対偏心角がゼロのとき、鋸ブレード１の軌道は、円弧状となり、相対偏心角がゼロより大きいとき、鋸ブレード１の軌道は、楕円状となる。また、相対偏心角は大きくなるにつれ、楕円軌道の短軸は大きくなり、長軸（すなわち、鋸ブレード１の振動角度θ３の範囲）は小さくなる。
　楕円軌道の短軸が大きいほど、負のすくい面は、加工面から遠くなり、切り屑の除去も容易になる。一方、楕円軌道の長軸が大きいほど、振動鋸２００の切削範囲は広くなる。したがって、相対偏心角を適切に設定することで、特定のニーズに合った振動鋸２００を提供できる。
　図２７は、振動鋸２００における鋸ブレード１の軌道の一例を示す図である。図２８は、振動鋸２００における鋸ブレード１の軌道の他の例を示す図である。図２７に示すように、第１歯１２Ａの正のすくい面は、第１歯１２Ａにおける左側（スイングの一方側）にあり、かつ、第２歯１２Ｂの正のすくい面は、第２歯１２Ｂにおける右側（スイングの他方側）にある。すなわち、第１歯１２Ａおよび第２歯１２Ｂの先端が外側に向くように形成されている。または、図２８に示すように、第１歯１２Ａの正のすくい面は、第１歯１２Ａにおける右側（スイングの他方側）にあり、かつ、第２歯１２Ｂの正のすくい面は、第２歯１２Ｂにおける左側（スイングの一方側）にある。すなわち、第１歯１２Ａおよび第２歯１２Ｂの先端が内側に向くように形成されている。
　図２７に示すように、第１歯１２Ａおよび第２歯１２Ｂの先端が外側に向くように形成されている場合、第１歯１２Ａを時計回りの楕円軌道に沿って移動させ、第２歯１２Ｂを反時計回りの楕円軌道に沿って移動させればよい。また、図２８に示すように、第１歯１２Ａおよび第２歯１２Ｂの先端が内側に向くように形成されている場合、第１歯１２Ａを反時計回りの楕円軌道に沿って移動させ、第２歯１２Ｂを時計回りの楕円軌道に沿って移動させればよい。これにより、第１歯１２Ａおよび第２歯１２Ｂは、正のすくい面のみで切削対象ＯＢを切削し、負のすくい面が切削対象ＯＢに接触することを回避できる。したがって、第１歯１２Ａおよび第２歯１２Ｂの負のすくい面が切削対象ＯＢに接触することによる切削抵抗の増大を抑制できる。また、往路と復路とで第１歯および第２歯の軌道を変えることにより、切削に伴う切り屑を適切に排出できる。
　〔実施形態３〕
　本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
　図２９は、実施形態３に係る振動鋸３００の全体構成を示す斜視図である。振動鋸３００は、２つの回転軸をそれぞれ２つのモータで駆動する駆動装置３０２を備える点で、実施形態２に係る振動鋸２００と相違する。
　図２９に示すように、駆動装置３０２は、鋸ブレード１が環状の軌道を移動するように駆動させる駆動部３２０と、駆動部３２０を支持する支持部３４０を備える。駆動部３２０は、第１モータ３２１（相対偏心角調整部）、第２モータ３２２（相対偏心角調整部）、第１回転軸３２３、第２回転軸３２４、第１振動軸２２３、第２振動軸２２４、第１振動シャンク２２５、および第２振動シャンク２２６を備える。支持部３４０は、第１軸ホルダ３４１、第２軸ホルダ３４２、モータホルダ３４３、ベース３４４を備える。本実施形態に限り、第１回転軸３２３の延伸方向を左右方向とし、第１回転軸３２３に対して第１モータ３２１がある側を右側とする。
　図３０は、駆動装置３０２における支持部３４０の構成を示す分解斜視図である。図３０に示すように、第１軸ホルダ３４１、第２軸ホルダ３４２、およびモータホルダ３４３は、ベース３４４に固定されている。第１軸ホルダ３４１および第２軸ホルダ３４２は、第１回転軸３２３、第２回転軸３２４、および第１振動軸２２３のそれぞれを、ベアリング３０５を介して取り付けるための取付孔を有する。支持部３４０は、第１軸ホルダ３４１の左側に、ベアリング３０５の軸方向の動きを制限するためのベアリングカバー３４５をさらに有する。第１回転軸３２３および第２回転軸３２４の左側は、ロックナット３０６によって第１軸ホルダ３４１に固定されている。モータホルダ３４３は、第１モータ３２１および第２モータ３２２を固定する。
　図３１は、駆動装置３０２における駆動部３２０の構成を示す分解斜視図である。図３１に示すように、第１振動軸２２３は、左右方向における中央において、第１振動シャンク２２５に固定され、両端は、ロックナット３０６によって振動軸ホルダ３０７に固定されている。第２振動軸２２４の延伸方向における中央は、第２振動シャンク２２６に固定され、両端は、ベアリング３０５を介して振動軸ホルダ３０７の取付孔に嵌合されている。
　第１モータ３２１、第２モータ３２２はそれぞれ、カップリング３０８によって第１回転軸３２３および第２回転軸３２４に連結されている。第１回転軸３２３は、左右方向における中央に、ベアリング３０５を介して第１振動シャンク２２５に固定される第１偏心輪２２２ｂを有する。第２回転軸３２４は、左右方向における中央に（詳細には、第１偏心輪２２２ｂよりも左側に）、ベアリング３０５を介して第２振動シャンク２２６に固定される第２偏心輪２２２ｃを有する。
　振動鋸３００によれば、２つのモータ（第１モータ３２１および第２モータ３２２）を駆動することにより、振動鋸２００と同様に、鋸ブレード１を楕円軌道に沿って移動させることができる。また、２つのモータの相対回転角度を制御することで、２つの偏心輪（第１偏心輪２２２ｂおよび第２偏心輪２２２ｃ）の相対偏心角の大きさを制御できる。したがって、鋸ブレード１の振動角度θ３の範囲を調整できる（図２６参照）。言い換えると、鋸ブレード１の楕円軌道の形状を図２６に示すように変化させることができる。
　〔実施形態４〕
　本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
　本実施形態では、細深溝加工および細長溝加工に適した振動鋸について説明する。細深溝加工に適した振動鋸は、上述した鋸ブレード１を有する振動鋸２００，３００である。細長溝加工に適した振動鋸は、上述した鋸ブレード１に代えて鋸ブレード４０１を有する点で振動鋸２００，３００と相違する振動鋸４００である。
　図３２は、鋸ブレード１による細深溝加工の様子を示す図である。なお、図３２では、第１歯１２Ａのうちの１つの歯および第２歯１２Ｂのうちの１つの歯の軌道のみを示している。図３２に示すように、鋸ブレード１の送り方向が鋸ブレード１の振動方向に対して垂直である場合、振動鋸２００，３００は深溝加工を行う。このとき、鋸ブレード１の負のすくい面が細深溝の端面に接触して大きな切削抵抗を発生させないためには、鋸ブレード１の軌道と、鋸ブレード１の歯の向きとが図２７で図示したような関係になっている必要がある。
　図３３は、細深溝加工用の鋸ブレード１の正面図（符号３３００１）、当該鋸ブレード１の遠位端の部分背面図（符号３３００２）、および当該鋸ブレード１の遠位端の部分斜視図（符号３３００３）を示す。図３３に示すように、第１歯１２Ａの先端が左側を向き、第２歯１２Ｂの先端が右側を向く。鋸ブレード１は、切削に伴う切り屑を排出するための排出溝１３をさらに備えてもよい。排出溝１３は、鋸ブレード１の第１主面または第１主面と対向する第２主面のいずれかにおいて、複数の歯１２の間の凹部からブレード本体部１１に向かって延びている。第１主面に設けられる排出溝１３と、第２主面に設けられる排出溝１３とは、複数の歯１２の間の凹部に交互に形成されている。
　図３４は、鋸ブレード４０１による細長溝加工の様子を示す図である。図３４に示すように、鋸ブレード４０１の送り方向が鋸ブレード１の振動方向と平行である場合、振動鋸４００は長溝加工を行う。鋸ブレード４０１は、左側に細目砥粒１２１を有し、右側に粗目砥粒１２２を有する。鋸ブレード４０１の粗目砥粒１２２が鋸ブレード４０１の送り方向側に位置するように、鋸ブレード４０１を使用することにより、１回の溝加工で荒加工と仕上げ加工とを行うことができる。荒加工では主に、粗目砥粒１２２が形成された第２歯１２Ｄを使用して、切削対象ＯＢの溝入れ加工を行う。仕上げ加工では、細目砥粒１２１が主に側面に形成された第１歯１２Ｃを使用して、切断後の溝の壁の仕上げ加工を行う。このような鋸ブレード４０１による細長溝加工において、鋸ブレード４０１を環状の軌道に沿って移動させることにより、以下の効果を奏する。すなわち、往路と復路とで第２歯１２Ｄの軌道を変えることにより、切削に伴う切り屑を適切に排出できる。
　図３５は、細長溝加工用の鋸ブレード４０１の斜視図（符号３５００１）、当該鋸ブレード４０１の第２歯１２Ｄの断面図（符号３５００２）、および当該鋸ブレード４０１の第１歯１２Ｃの断面図（符号３５００３）を示す。鋸ブレード４０１は、鋸ブレード１と同様に、近位端にて駆動装置に固定され、遠位端にて粗加工用の第２歯１２Ｄおよび仕上げ加工用の第１歯１２Ｃを有する。細長溝加工用の鋸ブレード４０１は、加工面の溝に深く入り込む必要がない。そのため、鋸ブレード４０１のブレード本体部１１は、ブレード剛性を高めるため、鋸ブレード１のブレード本体部１１よりも厚く形成されていてもよい。
　第２歯１２Ｄは、第１歯１２Ｃより目が粗い。詳細には、第２歯１２Ｄの端面には粗目砥粒１２２が形成されている。また、第１歯１２Ｃの端面および側面には細目砥粒１２１が形成されている。第１歯１２Ｃおよび第２歯１２Ｄは、例えば、ダイシングブレードのような非常に薄い砥石である。第１歯１２Ｃおよび第２歯１２Ｄは、例えば円弧状の端面を有する。当該端面には多数の非常に小さな砥粒が分布する。
　粗加工用の第２歯１２Ｄの砥粒は粗く、第２歯１２Ｄの側面には砥粒が突出していない。そのため、より高速の溝加工が可能である。また、粗目砥粒で加工した溝壁はマイクロクラックを発生させる可能性があるため、仕上げ加工を行うことが好ましい。
　仕上げ加工用の第１歯１２Ｃの砥粒は細かく、第１歯１２Ｃの側面には砥粒が突出している。そのため、第１歯１２Ｃにより溝壁表面のマイクロクラックを減少させることができる。すなわち、優れた加工結果が得られる。
　〔実施形態５〕
　本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
　（本発明の一態様の特徴点について）
　本発明者らは、さらに、参考形態２に係る振動鋸２００ｓに代えて、以下に説明する特徴点を有する振動鋸５００を用いることにより、上述の切削抵抗の増大を抑制できることを見出した。
　具体的には、本発明者らは、切削時に弾性的に変形して複数の歯１２を前後方向に変位させる弾性ヒンジ部１４を鋸ブレード５０１に設けた振動鋸５００を提案する。振動鋸５００によれば、負のすくい面に力が加わると、負のすくい面が加工面から離れるように複数の歯１２は回動し、負のすくい面の切り込み深さは低減する。したがって、切削における切削抵抗を低減することができる。
　図３６は、振動鋸５００により切削対象ＯＢを切削する様子を示す図である。図３６の符号３６００１および符号３６００２はそれぞれ、鋸ブレード５０１の歯１２の正のすくい面および負のすくい面で切削対象ＯＢを切削する様子を示す図である。図３６に示すように、鋸ブレード５０１は、ブレード本体部１１および複数の歯１２に加えて、ブレード本体部１１に複数の歯１２のそれぞれを連結する弾性ヒンジ部１４をさらに有する。弾性ヒンジ部１４は、切削時に弾性的に変形して複数の歯１２を前後方向に変位させる。なお、図３６では、簡単のため、１つの歯１２およびそれに対応する１つの弾性ヒンジ部１４のみを図示している。
　図３６の符号３６００２に示すように、負のすくい面が切削対象ＯＢに接触するとき、負のすくい面に力が加わる。このとき、弾性ヒンジ部１４はわずかに弾性的に変形して、負のすくい面が加工面から離れるように複数の歯１２は回動する。これにより、負のすくい面の切り込み深さは低減する。したがって、切削抵抗を低減することができる。
　一方、図３６の符号３６００１に示すように、正のすくい面が切削対象ＯＢの加工面に切り込むとき、正のすくい面に力が加わる。このとき、弾性ヒンジ部１４はわずかに弾性的に変形して、正のすくい面が加工面により深く切り込むように複数の歯１２は回動する。これにより、往路における正のすくい面の切り込み深さは増加するため、復路における負のすくい面の切り込み深さがより減少する。したがって、切削抵抗をより一層低減することができる。また、正のすくい面の切り込み深さを低減させることなく、負のすくい面の切り込み深さを低減できるため、切削の能率が低下することもない。
　このような鋸ブレード５０１のいくつかの構成例について、以下に説明する。
　（鋸ブレード５０１の構成例）
　図３７は、鋸ブレード５０１の構成の一例を示す平面図である。図３８は、鋸ブレード５０１の遠位端の拡大平面図である。
　図３７および図３８に示すように、鋸ブレード５０１は、ブレード本体部１１と、遠位端（前端）に配置された複数の歯１２と、上述した弾性ヒンジ部１４とを有する。複数の歯１２は、内側向きの歯先１２ａと、弾性ヒンジ部１４と連結し、歯先１２ａまで前方に延びている延伸部１２ｃとを有する。
　ここで、弾性ヒンジ部１４の幅ｄ１は、延伸部１２ｃの幅ｄ２よりも小さいことが好ましい。これにより、鋸ブレード５０１に所定の力が加わったとき、弾性ヒンジ部１４は、少なくともブレード本体部１１および複数の歯１２よりも弾性変形しやすい。また、複数の歯１２は、前後方向に延びる延伸部１２ｃの前端に設けられているため、複数の歯１２における歯先１２ａの前後方向の変位量は、より一層大きくなる。なお、弾性ヒンジ部１４は、少なくとも切削時に弾性的に変形して複数の歯１２を（ブレード本体部１１に対して）前後方向に変位させることが可能であればよく、例えば、ｄ１＝ｄ２であってもよい。また、ブレード本体部１１と延伸部１２ｃとの間に複数の弾性ヒンジ部１４が設けられてもよい。また、延伸部１２ｃの幅ｄ２が（弾性変形することにより）可変であってもよい。
　また、鋸ブレード５０１の厚さ方向に垂直な面における、弾性ヒンジ部１４の幅が最小となる方向は、振動方向（左右方向）に対して交差する。詳細には、正のすくい面側の延伸部１２ｃの側面は、負のすくい面側の延伸部１２ｃの側面より、延伸部１２ｃの延伸方向において長い。このような構成によれば、負のすくい面に力が加わるときの歯先１２ａの後方への変位量が大きくなるため、負のすくい面の切り込み深さをより低減できる。
　図３９は、鋸ブレード５０１における１つの歯１２およびそれに対応する１つの弾性ヒンジ部１４の拡大平面図である。図３９に示すように、ブレード本体部１１は、複数の歯１２のそれぞれに隣接し、弾性変形による複数の歯１２の変位の範囲を制限する変形制限部を備えてもよい。このような構成によれば、変形制限部は、弾性ヒンジ部１４の過度の弾性変形に伴う複数の歯１２の破損を防ぐことができる。
　図３９に示す一例において、変形制限部は、延伸部１２ｃの側面の後部と対向する側壁１１ａである。側壁１１ａと延伸部１２ｃの側面との間にはスリット状の隙間が形成される。当該隙間の幅により、複数の歯１２の回動範囲、すなわち歯先１２ａの前後方向の変位量が決定される。また、側壁１１ａは、延伸部１２ｃより（上下方向に）厚く形成されてもよい。これにより、弾性ヒンジ部１４の弾性変形により複数の歯１２が側壁１１ａの上方または下方に乗り上げることを防止できる。
　また、弾性ヒンジ部１４の両側に、切り欠き１５が形成されている。言い換えると、ブレード本体部１１に一対の切り欠き１５が形成されており、一対の切り欠き１５の間に弾性ヒンジ部１４が設けられている。当該切り欠きの幅は、スリット状の隙間の幅より大きい。これにより、延伸部１２ｃより幅の小さい弾性ヒンジ部１４を実現している。当該切り欠き１５は円状であってもよい。切り欠き１５を円状とすることにより、弾性ヒンジ部１４の弾性変形により切り欠き１５からクラックが生じる可能性を低減できる。
　図４０は、図３７～図３９で示した鋸ブレード５０１の歯１２の、弾性ヒンジ部１４の弾性変形による前後方向の変位を示す図である。図４０の符号４０００１および符号４０００２はそれぞれ、鋸ブレード５０１の歯１２の負のすくい面および正のすくい面に切削抵抗が加わった場合の、歯１２の前後方向の変位を示す。なお、図４０における実線は、切削抵抗が加わる前の歯１２の位置および歯先１２ａの軌道を示し、図４０における破線は、切削抵抗が加わった後の歯１２の位置および歯先１２ａの軌道を示す。
　図４０の符号４０００１に示すように、負のすくい面にて切削対象ＯＢを切削する場合、負のすくい面が切削対象ＯＢに接触するときに発生する切削抵抗により、弾性ヒンジ部１４および延伸部１２ｃが弾性変形する。その結果、歯先１２ａの軌道が後方に移動する。すなわち、歯先１２ａの軌道は、切削対象ＯＢの加工面から離れる。したがって、切削抵抗を低減することができる。
　図４０の符号４０００２に示すように、正のすくい面にて切削対象ＯＢを切削する場合、正のすくい面が切削対象ＯＢに接触するときに発生する切削抵抗により、弾性ヒンジ部１４および延伸部１２ｃが弾性変形する。その結果、歯先１２ａの軌道が前方に移動する。歯先１２ａの軌道は、加工面に対してより深い位置になる。これにより、往路における正のすくい面の切り込み深さは増加するため、復路における負のすくい面の切り込み深さがより減少する。したがって、切削抵抗をより一層低減することができる。
　なお、正のすくい面にて切削対象ＯＢを切削する場合の、歯先１２ａの前後方向の変位は、負のすくい面にて切削対象ＯＢを切削する場合の、歯先１２ａの前後方向の変位より小さい。そのため、正のすくい面の切り込み深さが増加することによる切削抵抗の増大は、負のすくい面の切り込み深さが減少することによる切削抵抗の低減に対して、僅かである。
　図４１は、鋸ブレードの構成の他の例を示す、鋸ブレードの遠位端の拡大平面図である。振動鋸５００が備える鋸ブレードとしては、図３６～図３８に示す鋸ブレード５０１の代わりに、図４１に示す鋸ブレード５０１Ａが採用されてもよい。図４１に示すように、鋸ブレード５０１Ａは、複数の歯１２のそれぞれが２つの対向する歯先（歯先１２ａおよび歯先１２ｂ）を有する点で、鋸ブレード５０１と相違する。
　図４２は、鋸ブレード５０１Ａにおける１つの歯１２およびそれに対応する１つの弾性ヒンジ部１４の拡大平面図である。図４２に示すように、２つの対向する歯先は、歯１２の前端の左側および右側に配置される。歯１２の前端の左側に配置される歯先は、左側を向き、歯１２の前端の右側に配置される歯先は、右側を向いている。それぞれの歯先に、正のすくい面と負のすくい面とが存在する。
　図４３は、図４１、図４２で示した鋸ブレード５０１Ａの歯１２の、弾性ヒンジ部１４の弾性変形による前後方向の変位を示す図である。図４３に示すように、鋸ブレード５０１Ａが右方向に振動するとき、２つの対向する歯先のうち右側の歯先の正のすくい面にて切削対象ＯＢを切削し、２つの対向する歯先のうち左側の歯先の負のすくい面にて切削対象ＯＢを切削する。このとき、右側の歯先が切削対象ＯＢに接触するときに発生する切削抵抗により、弾性ヒンジ部１４および延伸部１２ｃが弾性変形する。詳細には、弾性ヒンジ部１４および延伸部１２ｃは、歯１２が左側に傾くように弾性変形する。その結果、右側の歯先の軌道は前方に移動し、左側の歯先の軌道は後方に移動する。したがって、切削抵抗を低減することができる。
　なお、左右対称の歯先を有する鋸ブレード５０１Ａでは、鋸ブレード５０１Ａの厚さ方向に垂直な面における、弾性ヒンジ部１４の幅が最小となる方向は、振動方向（左右方向）に沿った方向であるとよい。これにより、鋸ブレード５０１Ａの往復運動のいずれにおいても、切削抵抗を同様に低減することができる。
　図４４は、鋸ブレードの構成のさらに他の例を示す図である。振動鋸５００が備える鋸ブレードとしては、図３６～図３８に示す鋸ブレード５０１の代わりに、図４４に示す鋸ブレード５０１Ｂが採用されてもよい。図４４に示すように、鋸ブレード５０１Ｂは、複数の歯１２がブレード本体部１１の近位端から遠位端にかけて、左右方向のいずれか一方の端面に設けられている点で、鋸ブレード５０１と相違する。この場合、鋸ブレード５０１Ｂは、前後方向に振動する。
　図４５は、鋸ブレードの構成のさらに他の例を示す図である。振動鋸５００が備える鋸ブレードとしては、図３６～図３８に示す鋸ブレード５０１の代わりに、図４５に示す鋸ブレード５０１Ｃが採用されてもよい。図４５に示すように、鋸ブレード５０１Ｃは、複数の歯１２がブレード本体部１１の近位端から遠位端にかけて、左右方向のいずれか一方の端面に設けられている点で、鋸ブレード５０１Ａと相違する。この場合、鋸ブレード５０１Ｃは、前後方向に振動する。
　図４６は、鋸ブレードの構成のさらに他の例を示す図である。図４６の符号４６００１は、鋸ブレード５０１Ｄの斜視図を示し、図４６の符号４６００２は、鋸ブレード５０１Ｄの遠位端の拡大平面図を示し、図４６の符号４６００３は、鋸ブレード５０１Ｄの１つの歯の拡大平面図を示す。
　振動鋸５００が備える鋸ブレードとしては、図３６～図３８に示す鋸ブレード５０１の代わりに、図４６に示す鋸ブレード５０１Ｄが採用されてもよい。図４６に示すように、鋸ブレード５０１Ｄは、ブレード本体部１１が管状部材である点で、鋸ブレード５０１Ａと相違する。この場合、鋸ブレード５０１Ｄは、軸心を中心に回転振動する。ブレード本体部１１の近位端には、回転振動ハンドピースが接続される。
　ブレード本体部１１の遠位端には、複数の歯１２が設けられている。複数の歯１２の延伸部１２ｃは、鋸ブレード５０１Ｄの軸方向に沿って延びている。鋸ブレード５０１Ｄの回転振動により、複数の歯１２は、切削対象ＯＢに貫通孔が形成されるまで、切削対象ＯＢに環状溝を形成することができる。
　図４７は、鋸ブレードの構成のさらに他の例を示す図である。図４７の符号４７００１は、鋸ブレード５０１Ｅの斜視図を示し、図４７の符号４７００２は、鋸ブレード５０１Ｅの遠位端の拡大平面図を示し、図４７の符号４７００３は、鋸ブレード５０１Ｅの１つの歯の拡大平面図を示す。
　振動鋸５００が備える鋸ブレードとしては、図３６～図３８に示す鋸ブレード５０１の代わりに、図４７に示す鋸ブレード５０１Ｅが採用されてもよい。図４７に示すように、鋸ブレード５０１Ｅは、ブレード本体部１１が円柱部材であり、複数の歯１２の延伸部１２ｃが鋸ブレード５０１Ｄの径方向外側に延びている点で、鋸ブレード５０１Ｄと相違する。
　図４８は、鋸ブレードの構成のさらに他の例を示す図である。図４８に示すように、鋸ブレード５０１Ｆは、複数の歯１２の各々と、弾性ヒンジ部１４とを有する、ブレード本体部１１とは別個の歯構造体５０を備える。また、ブレード本体部１１は、歯構造体５０が嵌合する嵌合溝６０を有する。図４８の符号４８００１は、複数の歯構造体５０が嵌合溝６０に嵌合された鋸ブレード５０１Ｆの平面図である。図４８の符号４８００２は、鋸ブレード５０１Ｆにおける１つの歯構造体５０の拡大平面図である。図４８の符号４８００３は、複数の歯構造体５０が嵌合されていない状態のブレード本体部１１の平面図である。図４８の符号４８００４は、歯構造体５０の平面図である。歯構造体５０は、圧入することでブレード本体部１１の嵌合溝６０に嵌め込まれる。
　図４８の符号４８００３に示すように、嵌合溝６０は、鋸ブレード５０１Ｆの基端側端部に形成された嵌合部６１と、鋸ブレード５０１Ｆの遠位端から嵌合部６１まで延びる直線部６２とを有する。嵌合部６１は、直線部６２より内径が大きい箇所を含む。
　また、図４８の符号４８００４に示すように、歯構造体５０は、弾性ヒンジ部１４を挟んで歯１２が位置する側とは反対側に、上記嵌合部６１に嵌合する幅広部５１を有する。幅広部５１は、延伸部１２ｃより内径が大きい箇所を含む。幅広部５１が嵌合部６１に嵌合することにより、歯構造体５０の嵌合溝６０からの抜けが防止される。弾性ヒンジ部１４は、延伸部１２ｃと幅広部５１との間に設けられる。弾性ヒンジ部１４は、切削時に弾性的に変形して歯１２を前後方向に変位させるように、幅広部５１および延伸部１２ｃより内径が小さくなっている。
　また、図４８の符号４８００２に示すように、歯構造体５０が嵌合溝６０に嵌め込まれた状態において、延伸部１２ｃの正のすくい面側（図４８の符号４８００２では右側）の側面と直線部６２との間には隙間が形成される。これにより、負のすくい面が切削対象ＯＢに接触するとき、延伸部１２ｃが正のすくい面側に弾性変形し、歯先１２ａの軌道は、切削対象ＯＢの加工面から離れる。したがって、切削抵抗を低減することができる。なお、延伸部１２ｃの負のすくい面側（図４８の符号４８００２では左側）の側面と直線部６２との間に隙間が形成されてもよいし、両側に隙間が形成されてもよい。
　また、ブレード本体部１１と歯構造体５０とは、同じ材質で形成されてもよく、異なる材質で形成されてもよい。
　（まとめ）
本発明の態様１に係る振動鋸は、前端に歯先が配置された鋸ブレードと、前記鋸ブレードを前記歯先より後側に位置する軸位置を中心にスイングするように振動させる駆動装置と、を備え、前記歯先の軌道は、振動の往復において重なる円弧状の第１軌道と、振動の端において前記第１軌道を振動の端まで延長させた仮想線よりも後方に位置する第２軌道とを有し、前記第２軌道における前記振動の中心に向かう軌道は、前記仮想線と前記第２軌道における前記振動の端に向かう軌道との間に入らない。
　本発明の態様２に係る振動鋸では、上記態様１において、前記歯先が第２軌道を移動するときの前記軸位置から前記歯先までの距離は、前記歯先が第１軌道を移動するときの前記軸位置から前記歯先までの距離より短くてもよい。
　本発明の態様３に係る振動鋸では、上記態様１または２において、前記駆動装置は、回転駆動される溝カムと、前記鋸ブレードに対して固定され、溝カムの溝に配置されるカムフォロアと、を備え、前記鋸ブレードは、前後方向にスライド可能であってもよい。
　本発明の態様４に係る振動鋸では、上記態様３において、前記駆動装置は、回転駆動される偏心輪と、振動軸と、前記振動軸に固定され、前記偏心輪の回転に伴い前記振動軸を中心に振動する振動部材と、をさらに備え、前記鋸ブレードは、前記振動部材にスライド可能に固定されてもよい。
本発明の態様５に係る振動鋸は、前端に歯先が配置された鋸ブレードと、前記鋸ブレードを前記歯先より後側に位置する軸位置を中心にスイングするように振動させる駆動装置と、を備え、前記鋸ブレードは、前端における前記スイングの一方側に配置された、前記歯先を有する少なくとも１つ以上の第１歯と、前端における前記スイングの他方側に配置された、前記歯先を有する少なくとも１つ以上の第２歯とを有し、前記スイングの第１方向における前記第１歯の軌道は、前記スイングの第２方向における前記第１歯の軌道より前方に位置し、前記スイングの第１方向における前記第２歯の軌道は、前記スイングの第２方向における前記第２歯の軌道より後方に位置し、前記スイングの第１方向における前記第１歯の前記軌道および前記スイングの第１方向における前記第２歯の前記軌道は、同じタイミングにおける軌道であり、前記スイングの第２方向における前記第１歯の前記軌道および前記スイングの第２方向における前記第２歯の前記軌道は、同じタイミングにおける軌道である。
　本発明の態様６に係る振動鋸では、上記態様５において、前記駆動装置は、回転駆動される第１偏心輪および第２偏心輪と、第１振動軸と、前記第１振動軸に固定され、前記第１偏心輪の回転に伴い前記第１振動軸を中心に振動する第１振動部材と、前記第１振動部材に回転可能に接続される第２振動軸と、前記第２振動軸に固定され、前記第２偏心輪の回転に伴い前記第２振動軸を中心に振動する第２振動部材と、を備え、前記鋸ブレードは、前記第２振動部材に固定されてもよい。
　本発明の態様７に係る振動鋸では、上記態様６において、前記駆動装置は、前記第１偏心輪と前記第２偏心輪との相対偏心角を調整可能な相対偏心角調整部をさらに備えてもよい。
　本発明の態様８に係る振動鋸では、上記態様５から７のいずれかにおいて、前記第１歯の正のすくい面は前記第１歯における前記スイングの一方側にあり、かつ、前記第２歯の正のすくい面は前記第２歯における前記スイングの他方側にある、あるいは、前記第１歯の正のすくい面は前記第１歯における前記スイングの他方側にあり、かつ、前記第２歯の正のすくい面は前記第２歯における前記スイングの一方側にあってもよい。
　本発明の態様９に係る振動鋸では、上記態様５から７のいずれかにおいて、前記第２歯は、前記第１歯より目が粗くてもよい。
本発明の態様１０に係る振動鋸は、前端に歯先が配置され、前記歯先より後側に位置する軸位置を中心にスイングするように振動する鋸ブレードを備え、前記歯先は、正またはゼロのすくい面と負のすくい面とを有し、前記鋸ブレードは、ブレード本体部と、前記歯先を有する複数の歯と、前記ブレード本体部に前記複数の歯のそれぞれを連結し、切削時に弾性的に変形して前記複数の歯を前後方向に変位させる弾性ヒンジ部と、を有し、前記複数の歯は、前記歯先まで前方に延びている延伸部を有する。
　本発明の態様１１に係る振動鋸では、上記態様１０において、前記弾性ヒンジ部の幅は、前記延伸部の幅よりも小さくてもよい。
　本発明の態様１２に係る振動鋸では、上記態様１０または１１において、前記鋸ブレードの厚さ方向に垂直な面における、前記弾性ヒンジ部の幅が最小となる方向は、振動方向に対して交差してもよい。
　本発明の態様１３に係る振動鋸は、上記態様１０から１２のいずれかにおいて、前記複数の歯のそれぞれに隣接し、弾性変形による前記複数の歯の変位の範囲を制限する変形制限部を備えてもよい。
　本発明の態様１４に係る振動鋸は、上記態様１０から１３のいずれかにおいて、前記弾性ヒンジ部の両側に、切り欠きが形成されていてもよい。
　本発明の態様１４に係る振動鋸では、上記態様１０から１４のいずれかにおいて、前記鋸ブレードは、前記複数の歯の各々と、前記弾性ヒンジ部とを有する、前記ブレード本体部とは別個の歯構造体を備え、前記ブレード本体部は、前記歯構造体が嵌合する嵌合溝を有してもよい。
　〔付記事項〕
　上述した各実施形態における振動鋸（振動鋸１００、２００、３００、４００、５００）の切削対象としては、外科手術における硬組織（例えば骨）に限定されない。当該振動鋸は、木材、金属材料、樹脂材料またはセラミックス材料等にも適用可能である。
　また、上述した各実施形態において、鋸ブレードの歯先は、正のすくい面の代わりにゼロのすくい面（すなわち、切削対象の表面に直交する面）を有してもよい。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
１００、２００、３００、４００、５００　振動鋸
１、４０１、５０１、５０１Ａ、５０１Ｂ、５０１Ｃ、５０１Ｄ、５０１Ｅ　鋸ブレード２、２０２、３０２　駆動装置
１１　ブレード本体部
１２　複数の歯
１２Ａ　第１歯
１２Ｂ　第２歯
１２ａ、１２ｂ　歯先
１２ｃ　延伸部
１４　弾性ヒンジ部
２２ｃ　偏心輪
２３ｂ　溝カム
２４　第３シャフト部（振動軸）
２４ｃ　カムフォロア
２５　振動シャンク（振動部材）
２２２ｂ　第１偏心輪
２２２ｃ　第２偏心輪
２２３　第１振動軸
２２４　第２振動軸
２２５　第１振動シャンク（第１振動部材）
２２６　第２振動シャンク（第２振動部材）
３２１　第１モータ（相対偏心角調整部）
３２２　第２モータ（相対偏心角調整部）
５０　歯構造体
６０　嵌合溝

Claims (15)

  1. 　前端に歯先が配置された鋸ブレードと、
    　前記鋸ブレードを前記歯先より後側に位置する軸位置を中心にスイングするように振動させる駆動装置と、を備え、
    　前記歯先の軌道は、振動の往復において重なる円弧状の第１軌道と、振動の端において前記第１軌道を振動の端まで延長させた仮想線よりも後方に位置する第２軌道とを有し、
    　前記第２軌道における前記振動の中心に向かう軌道は、前記仮想線と前記第２軌道における前記振動の端に向かう軌道との間に入らない、振動鋸。
  2. 　前記歯先が第２軌道を移動するときの前記軸位置から前記歯先までの距離は、前記歯先が第１軌道を移動するときの前記軸位置から前記歯先までの距離より短い、請求項１に記載の振動鋸。
  3. 　前記駆動装置は、
    　　回転駆動される溝カムと、
    　　前記鋸ブレードに対して固定され、溝カムの溝に配置されるカムフォロアと、を備え、
    　前記鋸ブレードは、前後方向にスライド可能である、請求項１または２に記載の振動鋸。
  4. 　前記駆動装置は、
    　　回転駆動される偏心輪と、
    　　振動軸と、
    　　前記振動軸に固定され、前記偏心輪の回転に伴い前記振動軸を中心に振動する振動部材と、をさらに備え、
    　前記鋸ブレードは、前記振動部材にスライド可能に固定される、請求項３に記載の振動鋸。
  5. 　前端に歯先が配置された鋸ブレードと、
    　前記鋸ブレードを前記歯先より後側に位置する軸位置を中心にスイングするように振動させる駆動装置と、を備え、
    　前記鋸ブレードは、前端における前記スイングの一方側に配置された、前記歯先を有する少なくとも１つ以上の第１歯と、前端における前記スイングの他方側に配置された、前記歯先を有する少なくとも１つ以上の第２歯とを有し、
    　前記スイングの第１方向における前記第１歯の軌道は、前記スイングの第２方向における前記第１歯の軌道より前方に位置し、
    　前記スイングの第１方向における前記第２歯の軌道は、前記スイングの第２方向における前記第２歯の軌道より後方に位置し、
    　前記スイングの第１方向における前記第１歯の前記軌道および前記スイングの第１方向における前記第２歯の前記軌道は、同じタイミングにおける軌道であり、前記スイングの第２方向における前記第１歯の前記軌道および前記スイングの第２方向における前記第２歯の前記軌道は、同じタイミングにおける軌道である、振動鋸。
  6. 　前記駆動装置は、
    　　回転駆動される第１偏心輪および第２偏心輪と、
    　　第１振動軸と、
    　　前記第１振動軸に固定され、前記第１偏心輪の回転に伴い前記第１振動軸を中心に振動する第１振動部材と、
    　　前記第１振動部材に回転可能に接続される第２振動軸と、
    　　前記第２振動軸に固定され、前記第２偏心輪の回転に伴い前記第２振動軸を中心に振動する第２振動部材と、を備え、
    　前記鋸ブレードは、前記第２振動部材に固定される、請求項５に記載の振動鋸。
  7. 　前記駆動装置は、前記第１偏心輪と前記第２偏心輪との相対偏心角を調整可能な相対偏心角調整部をさらに備える、請求項６に記載の振動鋸。
  8. 　前記第１歯の正のすくい面は前記第１歯における前記スイングの一方側にあり、かつ、前記第２歯の正のすくい面は前記第２歯における前記スイングの他方側にある、あるいは、
    　前記第１歯の正のすくい面は前記第１歯における前記スイングの他方側にあり、かつ、前記第２歯の正のすくい面は前記第２歯における前記スイングの一方側にある、請求項５から７のいずれか１項に記載の振動鋸。
  9. 　前記第２歯は、前記第１歯より目が粗い、請求項５から７のいずれか１項に記載の振動鋸。
  10. 　前端に歯先が配置され、前記歯先より後側に位置する軸位置を中心にスイングするように振動する鋸ブレードを備え、
    　前記歯先は、正またはゼロのすくい面と負のすくい面とを有し、
    　前記鋸ブレードは、ブレード本体部と、前記歯先を有する複数の歯と、前記ブレード本体部に前記複数の歯のそれぞれを連結し、切削時に弾性的に変形して前記複数の歯を前後方向に変位させる弾性ヒンジ部と、を有し、
    　前記複数の歯は、前記歯先まで前方に延びている延伸部を有する、振動鋸。
  11. 　前記弾性ヒンジ部の幅は、前記延伸部の幅よりも小さい、請求項１０に記載の振動鋸。
  12. 　前記鋸ブレードの厚さ方向に垂直な面における、前記弾性ヒンジ部の幅が最小となる方向は、振動方向に対して交差する、請求項１０に記載の振動鋸。
  13. 　前記複数の歯のそれぞれに隣接し、弾性変形による前記複数の歯の変位の範囲を制限する変形制限部を備える、請求項１０に記載の振動鋸。
  14. 　前記弾性ヒンジ部の両側に、円状の切り欠きが形成されている、請求項１０に記載の振動鋸。
  15. 　前記鋸ブレードは、前記複数の歯の各々と、前記弾性ヒンジ部とを有する、前記ブレード本体部とは別個の歯構造体を備え、
    　前記ブレード本体部は、前記歯構造体が嵌合する嵌合溝を有する、請求項１０に記載の振動鋸。
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