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【発明の名称】 電動工具
【発明者】 【氏名】冨田 博久

【氏名】堀内 貴幹

【氏名】牛渡 繁春

【要約】 【課題】モータ起動時及びブレーキ停止時の反動を簡単な構成で低減して動力伝達用ベルトやギヤ等を保護することができる電動工具を提供すること。

【解決手段】駆動源であるモータと、該モータの回転力によって回転駆動される先端工具と、該先端工具とモータとの間に配された伝達手段を備えた電動工具において、前記該伝達手段を、小径部と大径部間に当接面を有するモータ軸(回転軸)22と、該モータ軸22の小径部に回転可能且つ軸方向に移動可能に配置されたプーリ(回転部材)23と、該プーリ23をモータ軸22の当接面側に付勢するスプリング(付勢手段)41を含んで構成し、プーリ23とモータ軸22とのトルク差に応じてプーリ23をスプリング41の付勢力に抗してモータ軸22上を移動させてモータからプーリ23への回転力の伝達を遮断する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動源であるモータと、該モータの回転力によって回転駆動される先端工具と、該先端工具と前記モータとの間に配された伝達手段を備えた電動工具において、
前記該伝達手段を、小径部と大径部間に当接面を有する回転軸と、該回転軸の小径部に回転可能且つ軸方向に移動可能に配置された回転部材と、該回転部材を前記回転軸の当接面側に付勢する付勢手段を含んで構成し、前記回転部材と前記回転軸とのトルク差に応じて前記回転部材を前記付勢手段の付勢力に抗して回転軸上を移動させて前記回転軸から前記回転部材への回転力の伝達を遮断するようにしたことを特徴とする電動工具。
【請求項2】
前記伝達手段をベルトを含んで構成し、該ベルトを前記回転部材の外周に巻装したことを特徴とする請求項1記載の電動工具。
【請求項3】
前記回転部材の外周に、前記モータの出力軸に形成されたピニオンと噛合する歯部を設けたことを特徴とする請求項1記載の電動工具。
【請求項4】
前記回転軸の小径部上に、前記回転部材との間で前記付勢手段を挾持する規制部材を設けたことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の電動工具。
【請求項5】
前記規制部材を前記回転軸の小径部に螺着したことを特徴とする請求項4記載の電動工具。
【請求項6】
前記回転軸を、前記先端工具と回転不能に係合する先端工具軸としたことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の電動工具。
【請求項7】
前記モータに制動機能を設け、該モータの起動時に前記回転部材が前記回転軸とのトルク差によって前記付勢手段の付勢力に抗して移動し、前記回転軸から前記回転部材への回転力の伝達を遮断するようにしたことを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、卓上切断機等の電動工具に関するものである。
【背景技術】
【0002】
例えば従来の卓上切断機においては、モータから鋸刃に伝達される動力により、起動時及びブレーキ停止時に大きな伝達トルクが発生し、この伝達トルクの変化がハンドルに振動として伝わるという問題があった。そして、大きな伝達トルクが動力伝達用ベルトやギヤに伝達されてこれらが損傷する等の問題もあった。
そこで、モータ起動時及びブレーキ停止時の反動を電子的に制御する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特許第3079937号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、特許文献1に提案されている方法を実施するには、高価な電子部品を組み込む必要があり、コストアップを免れないという問題があった。 本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、モータ起動時及びブレーキ停止時の反動を簡単な構成で低減して動力伝達用ベルトやギヤ等を保護することができる電動工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、駆動源であるモータと、該モータの回転力によって回転駆動される先端工具と、該先端工具と前記モータとの間に配された伝達手段を備えた電動工具において、前記該伝達手段を、小径部と大径部間に当接面を有する回転軸と、該回転軸の小径部に回転可能且つ軸方向に移動可能に配置された回転部材と、該回転部材を前記回転軸の当接面側に付勢する付勢手段を含んで構成し、前記回転部材と前記回転軸とのトルク差に応じて前記回転部材を前記付勢手段の付勢力に抗して回転軸上を移動させて前記回転軸から前記回転部材への回転力の伝達を遮断するようにしたことを特徴とする。
【0005】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記伝達手段をベルトを含んで構成し、該ベルトを前記回転部材の外周に巻装したことを特徴とする。
【0006】
請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記回転部材の外周に、前記モータの出力軸に形成されたピニオンと噛合する歯部を設けたことを特徴とする。
【0007】
請求項4記載の発明は、請求項1〜3の何れかに記載の発明において、前記回転軸の小径部上に、前記回転部材との間で前記付勢手段を挾持する規制部材を設けたことを特徴とする。
【0008】
請求項5記載の発明は、請求項4記載の発明において、前記規制部材を前記回転軸の小径部に螺着したことを特徴とする。
【0009】
請求項6記載の発明は、請求項1〜5の何れかに記載の発明において、前記回転軸を、前記先端工具と回転不能に係合する先端工具軸としたことを特徴とする。
【0010】
請求項7記載の発明は、請求項1〜6の何れかに記載の発明において、前記モータに制動機能を設け、該モータの起動時に前記回転部材が前記回転軸とのトルク差によって前記付勢手段の付勢力に抗して移動し、前記回転軸から前記回転部材への回転力の伝達を遮断するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
請求項1記載の発明によれば、回転部材と回転軸とのトルク差が一定値以上になると、回転部材が付勢手段の付勢力に抗して回転軸上を移動して回転軸の当接面から離れるため、両者間に発生していた摩擦力が発生しなくなり、回転軸から回転部材への回転力の伝達が遮断される。このため、モータ起動時及びブレーキ停止時の反動を簡単な構成で低減して動力伝達用ベルトやギヤ等を保護することができる。従来はトルクの伝達を遮断するための機構が高価なものであったが、本構成では、小径部と大径部及び当接面を有する回転軸と該回転軸の当接面に対して接離する回転部材だけの簡単な構成で安価に前記効果を得ることができる。
【0012】
請求項2記載の発明によれば、回転部材にベルトを巻装したため、回転部材とベルトとの間での摩擦により回転部材からベルトへと回転力が確実に伝達される。
【0013】
請求項3記載の発明によれば、回転部材の外周に、モータの出力軸に形成されたピニオンと噛合する歯部を設けたため、回転力が大きくなっても、歯部が破損することがなく、回転力が確実に伝達される。
【0014】
請求項4記載の発明によれば、回転軸の小径部上に、回転部材との間で付勢手段を挾持する規制部材を設けたため、回転部材を回転軸の当接面側に付勢する付勢力を任意に設定することができる。
【0015】
請求項5記載の発明によれば、規制部材を回転軸の小径部に螺着したため、回転部材と規制部材との幅を容易に変更して付勢手段の付勢力を調整することができる。
【0016】
請求項6記載の発明によれば、先端工具と回転不能に係合する先端工具軸に回転部材を設けて過大なトルクの先端工具への伝達を遮断するようにしたため、より大きなトルクの発生箇所において早い段階での衝撃緩和を行うことができる。
【0017】
請求項7記載の発明によれば、ブレーキによる制動時に鋸刃が慣性によって回転してしまうことを抑制するとともに、ブレーキ時の伝達手段の損傷を抑えて長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0019】
図1は本発明の一形態としての卓上切断機の側面図、図2は同卓上切断機の正面図、図3は同卓上切断機の切断状態を示す側面図、図4は図1のA−A線断面図、図5は図4のB部拡大詳細図、図6はモータ起動−加工材切断モータ停止時における回転軸と回転部材の伝達トルクの絶対値及び設定滑りトルク値を示す図である。
【0020】
本実施の形態に係る卓上切断機においては、ベース1の中央にターンテーブル2が水平方向に回動自在に埋設され、該ターンテーブル2の上面は、ベース1の上面と同一面となっている。そして、ベース1及びターンテーブル2の上面には木材等の加工材35が載置される。尚、本実施の形態においては、加工材35が載置される部材であるベース1とターンテーブル2を総称してベース部と称する。
【0021】
前記ベース1の上面には、加工材35の側面を支持するフェンス3が固定されている。又、ターンテーブル2の上面中央には、後述する鋸刃14が侵入する溝部を有する不図示の刃口板が固定され、加工材35の切断時、鋸刃14の下端がターンテーブル2の上面よりも下降したとき、鋸刃14が前記刃口板の溝部に侵入し、加工材35の仕上面への毛羽立ちを防止する役目を果たしている。
【0022】
更に、ターンテーブル2の後端には、ホルダシャフト4を介して支持部材となるホルダ5を立設し、ホルダシャフト4の軸心をターンテーブル2の上面とほぼ一致させることで、ホルダ5はホルダシャフト4を支点としてターンテーブル2の上面を中心に左右傾斜自在に軸支されている。
【0023】
図1に示すように、ターンテーブル2の後部にはホルダ支持面2aが形成されており、ホルダ5の後部にはサポート28が支持され、該サポート28の上部からはレバー6が挿通している。このレバー6は、スライダー29に螺合しており、レバー6を回転させることによりスライダー29を上下摺動可能に保持する。レバー6を回転させてスライダー29を上方向へ摺動させると、サポート28の斜面28aとスライダー29の斜面29aによってスライダー29はターンテーブル2側へ移動するため、ターンテーブル2のホルダ支持面2aとホルダ5が密着し、ホルダ5の傾動が固定される。尚、ホルダ5が左右45°程度傾斜できるよう構成されている。
【0024】
直角切断の状態(ホルダ5がターンテーブル2に対して直角に立設した状態)において、ホルダ5の上方にターンテーブル2の上面に対して平行且つ上下に並列した摺動部材となる2本のガイドバー7を固着し、前端にガイドバー7を支持するためのサポート9が設けられている。ガイドバー7のホルダ5とサポート9間には2つの貫通孔8aが穿設され、各貫通孔8a内には不図示の摺動保持部材が設けられ、丸鋸部ホルダ8の貫通孔8a内に摺動部材となる2本のガイドバー7がそれぞれ挿通されている。ここで、丸鋸部ホルダ8の側面に設けられたノブ10は、ガイドバー7を押圧し摺動を固定するものである。
【0025】
又、丸鋸部ホルダ8の上方には、シャフト11を介してベース1の上面に対して上下揺動自在に丸鋸部12が軸支されている。そして、丸鋸部ホルダ8と丸鋸部12の間には、丸鋸部12を上方に付勢するスプリング13が設けられている。
【0026】
丸鋸部12は、鋸刃軸15の段差部に当接するギヤ16(図4参照)を回転自在に支持し、鋸刃14を固定している。鋸刃軸15の上部には、ギヤ16と噛み合うピニオン17aを形成したプーリ軸17が配置されており、ピニオン17aの右側にはプーリ18が保持されている。
【0027】
更に、丸鋸部12は、鋸刃14の下半部を覆う鋸カバー19とギヤケース20と、鋸刃14を回転駆動するモータ部21を備えており、モータ部21のモータ軸22の右先端の小径部には、大径部となるプレート40と回転部材であるプーリ23が挿通支持されている。ここで、プーリ23は、モータ軸22に回転可能且つ軸方向に移動可能に支持されている。
【0028】
そして、モータ軸22の端部には、規制部材であるナット42が螺着されており、モータ軸22上のプーリ23とナット42の間には、プーリ23を前記プレート40の当接面側に付勢する付勢手段であるスプリング41が介装され、通常状態では、プーリ23は図示のようにプレート40の当接面に当接している。
【0029】
又、プーリ23と下部プーリ18間には、モータ部21の動力を伝達する伝達ベルト24が巻装され、モータ部21及びモータ軸22は、モータハウジング25で覆われ、モータ部21の前端にはハンドル26が取り付けられている。ここで、モータハウジング25は、鋸刃14の外周より外側で、且つ、鋸刃14の延長線上を交差する方向に配置され、鋸刃14の両側から出張るように設けられている。
【0030】
更に、ホルダ5の前面には、傾斜時の位置決め部材となるストッパ5a,5bが設けられ、ターンテーブル2の上面後方にはストッパ5a,5bの移動軌跡上に位置するように傾斜調整部材であるストッパボルト30,31が垂直方向に螺着されて。ホルダ5を傾斜させると、所定の傾斜角度でストッパ5a,5bがストッパボルト30,31の各々の頭部に係合し、丸鋸部12の傾斜位置を設定する。ストッパボルト30は、ホルダ5が左方向に45°の位置に傾斜したときにストッパ5aに係合するように設けられている。
【0031】
又、ストッパボルト31は、ホルダ5が右方向に45°の位置に傾斜したときにストッパ5bに係合するように設けられている。更に、ターンテーブル2の上部には貫通孔2bが形成され、直角時の位置決め部材となるピン32が前後に水平移動自在に軸支され、図2に位置するときホルダ5にはピン32の移動軌跡上に位置するようにストッパボルト33が垂直方向に螺着されている。ホルダ5が直角切断位置になったとき、ストッパボルト33の先端とピン32の外径部が接触する。
【0032】
上記構成において、丸鋸部12を垂直位置に設定して加工材35を直角切断するには、ホルダ5が垂直位置になったとき、ピン32を前方へ移動させて傾斜調整部材であるストッパボルト33の先端とピン32の外径部が接触する位置にし、レバー6を締めてホルダ5の傾斜位置を固定した状態で、加工材35を切断することができる。加工材35を切断するには、ハンドル26に設けたスイッチを押し、モータ部21が駆動されると、刃軸15を介して鋸刃14が回転駆動される。
【0033】
上記状態でハンドル26を握り、スプリング13の付勢力に抗して丸鋸部12を押し下げて加工材35を切断する。そして、鋸刃14が前記刃口板の溝内へ入り、加工材35の切断が完了した時点でスイッチ27を切ると電磁ブレーキによって鋸刃14の回転が停止する。その後、丸鋸部12を持ち上げると、スプリング13の付勢力で該丸鋸部12が元の上限位置に復帰する。尚、角度切りを行う場合には、ターンテーブル2を回転させて前述した切断方法で加工材35の切断を行う。
【0034】
このとき、図6に示すように、止まっている鋸刃14を回転させる起動時と回転している鋸刃14を停止させる停止時には、モータ軸22に瞬間的に大きなトルクが発生する。プーリ23は、スプリング41の付勢力(押付力)によってプレート40の当接面に当接しているため、該プーリ23とモータ軸22の伝達力(T)は、スプリング41の付勢力を(F)、プーリ23の左右の接触直径を(D1),(D2)、接触部の摩擦係数を(μ)とすると、次式にて表される。
【0035】
T=F×μ×(D1+D2) …伝達トルク計算式
この伝達トルクの設定を切断時トルクよりも大きく設定しておけば、切断に支障は生じない。つまり、切断時のトルクよりも起動時と停止時のトルクの方が大きいため、瞬間的にはプーリ23とモータ軸22が滑りながら回転するようになる。そのため、設定滑りトルク値以上のトルク差が発生した場合には、プーリ23とモータ軸22との間で滑りながら回転しつつ、プレート40による摩擦によってトルク差を減少させ、設定滑りトルク値より小さいトルク差になるとトルクを全て伝達するようになる。
【0036】
次に、丸鋸部12を左右傾斜させる方法について説明する。
【0037】
レバー6を緩めてホルダ5の固定状態を解除し、ホルダ5を左又は右方向へ傾斜させる。このとき、モータ部21の重心はホルダシャフト4のほぼ真上に位置するため、丸鋸部12を左傾斜、右傾斜のどちら側でもほぼ一定の力で傾斜させることができる。レバー6を緩めてホルダ5の固定状態を解除し、ホルダ5を左方向へ傾斜させると、ストッパ5aがストッパボルト30に当接し、丸鋸部12は左傾斜45°の状態に位置決めされる。この状態で、レバー6を締めてホルダ5の傾斜位置を固定する。以後は前述した切断方法で加工材35の切断作業を行う。
【0038】
更に、直角切り、角度切り、傾斜切りで幅の広い加工材を切断する場合には、フェンス3面に加工材35を押し付けて固定した後、ノブ10を緩め、ハンドル26で手前側(図1の右方向)に引くと、丸鋸部ホルダ8及び丸鋸部12は一体となって前方に移動する。ハンドル26を押し下げて切り込みを与えた後、後方に丸鋸部12を摺動させながら切断を行う(図3の状態)。切断後、押し下げていた力を弱くすれば、スプリング13によって丸鋸部12が上方に押し上げられる。
【0039】
上記したように、スライド、直角、角度、傾斜切り、或いは、前述した角度切りの切断方法と傾斜切りの方法を組み合わせた複合切断が可能である。
【0040】
而して、本実施の形態によれば、プーリ23とモータ軸22とのトルク差が一定値以上になると、プーリ23がスプリング41の付勢力に抗してモータ軸22上を移動してプレート40の当接面から離れるため、両者間に発生していた摩擦力が発生しなくなり、モータ軸22からプーリ23への回転力の伝達が遮断される。このため、モータ起動時及びブレーキ停止時の反動を簡単な構成で低減して動力伝達用ベルト24やギヤ等を保護することができる。
【0041】
又、本実施の形態では、モータ軸22の小径部上に、プーリ23との間でスプリング41を挟持するナット42を螺着したため、プーリ23をプレート40の当接面に付勢する付勢力を任意に設定することができる。この付勢力により、伝達トルク計算式に示すように、プーリ23とモータ軸22との間での伝達可能なトルク差を任意に設定することができる。この伝達可能なトルク差と伝達不可能なトルク差との境界を設定滑りトルク差として図6に示す。又、この設定滑りトルク差は任意に設定し得るものであり、例えば、停止時の回転軸と回転部材とのトルク差の絶対値以上の値に設定することができる。
【0042】
尚、以上の実施の形態では、上方のプーリ23をスプリング41で付勢する構成を採用したが、下方のプーリ18を軸方向に移動可能に支持してこれをスプリングで付勢する構成を採用しても良い。
【0043】
又、以上の実施の形態では、プーリによるベルト伝達方式について説明したが、図7及び図8に示すように、ギヤ伝達方式を採用する卓上切断機に対しても本発明を適用することができる。
即ち、図7に示すように、モータ軸122の先端にピニオン122aを有し、ピニオン122aと嵌合するギヤ116を付勢手段であるスプリング141と規制部材であるナット142によって鋸刃軸115を保持して鋸刃14を回転駆動して切断を行う卓上切断機に対しても本発明を適用することができる。
【0044】
又、図8に示すように、モータ軸222の先端にベベルピニオン222aを有し、該ベベルピニオン222aと嵌合するベベルギヤ216を付勢手段であるスプリング241と規制部材であるナット242によって鋸刃軸215を保持して鋸刃14を回転駆動して切断を行う卓上切断機に対しても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】本発明に係る卓上切断機の側面図である。
【図2】本発明に係る卓上切断機の正面図である。
【図3】本発明に係る切断状態を示す卓上切断機の側面図である。
【図4】図1のA−A線断面図である。
【図5】図4のB部拡大詳細図である。
【図6】モータ起動−加工材切断モータ停止時における回転軸と回転部材の伝達トルクの絶対値及び設定滑りトルク値を示す図である。
【図7】本発明に係る卓上切断機の他の形態を示す要部断面図である。
【図8】本発明に係る卓上切断機の他の形態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【0046】
12 丸鋸部
14 鋸刃
15 鋸刃軸
16 ギヤ
17 プーリ軸
17a ピニオン
18 プーリ
22 モータ軸
23 プーリ
24 伝達ベルト
26 ハンドル
27 スイッチ
40 プレート
41 スプリング
42 ナット
115 鋸刃軸
116 ギヤ
122 モータ軸
122a ピニオン
141 スプリング
142 ナット
215 鋸刃軸
216 ベベルギヤ
222 モータ軸
222a ピニオン
241 スプリング
242 ナット
【出願人】 【識別番号】000005094
【氏名又は名称】日立工機株式会社
【出願日】 平成18年9月20日(2006.9.20)
【代理人】 【識別番号】100092853
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 亮一


【公開番号】 特開2008−73795(P2008−73795A)
【公開日】 平成20年4月3日(2008.4.3)
【出願番号】 特願2006−254641(P2006−254641)