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【発明の名称】 卓上切断機
【発明者】 【氏名】海野 眞由美

【氏名】稲川 裕人

【氏名】大津 新喜

【要約】 【課題】ターンテーブルの剛性を損うことなく軽量化と低コスト化を図ることができる卓上切断機を提供すること。

【解決手段】モータと、該モータにより回動駆動される切断刃を収納する切断部と、被切断材を載置する載置面を有するベースと、該ベースの前記載置面と連続して延びる載置面と略円形の外周壁を有し、前記載置面に直交して延びる回動軸を支点として前記ベースに回動可能に支持されたターンテーブル300と、接続部300zを介して前記ターンテーブル300と接続され、前記切断部を傾動軸を介して揺動可能に支持する支持部と、を有する卓上切断機において、前記ターンテーブル300の外周壁の前記接続部300zから前記ベースとの接触が開始される部位300yまでの一部を連続的且つほぼ直線的に延ばす。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータと、
該モータにより回動駆動される切断刃を収納する切断部と、
被切断材を載置する載置面を有するベースと、
該ベースの前記載置面と連続して延びる載置面と略円形の外周壁を有し、前記載置面に直交して延びる回動軸を支点として前記ベースに回動可能に支持されたターンテーブルと、
接続部を介して前記ターンテーブルと接続され、前記切断部を傾動軸を介して揺動可能に支持する支持部と、
を有し、前記切断部を前記ベースの載置面に向かって揺動させて前記切断刃を載置面よりも下方に侵入させて載置面上の被切断材を切断する卓上切断機において、
前記ターンテーブルの外周壁の前記接続部から前記ベースとの接触が開始される部位までの一部を連続的且つほぼ直線的に延ばしたことを特徴とする卓上切断機。
【請求項2】
前記ターンテーブルの外周壁の連続的且つほぼ直線的に延びる一部を前記接続部を中心としてこれの両側45度の角度範囲内に設けたことを特徴とする請求項1記載の卓上切断機。
【請求項3】
前記支持部の接続部を前記ベースとの接触部と前記傾動軸を取り付ける傾動軸取付部とで構成するとともに、前記傾動軸取付部を前記ターンテーブルの外周壁よりも内側に配置したことを特徴とする請求項1又は2記載の卓上切断機。
【請求項4】
前記ターンテーブルの外周壁の連続的且つほぼ直線的に延びる一部と他の円弧状部との繋ぎ目付近と接合されてターンテーブルの中心部付近に向かって延びるリブを設けたことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の卓上切断機。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、ベースに回動可能に接続されたターンテーブルを有する卓上切断機に関するものである。
【背景技術】
【0002】
卓上切断機は既に多くの製品が実用に供されているが、その改良に関して数多くの提案が今までになされている。例えば、特許文献1には、レーザー光照射装置に関する改良が提案され、特許文献2には、左右傾斜装置に関する提案がなされている。
【0003】
このように、卓上切断機においては、その操作性について多くの提案がなされているが、部品形状に着目し、部品形状の最適化を図ることによって、剛性を維持した軽量化やローコスト化を図った提案は今までなされていないのが実情である。
【0004】
ここで、従来の卓上切断機を図8及び図9に基づいて説明する。
【0005】
図8は従来の卓上切断機の左側面図、図9は同卓上切断機の切断部を下限位置に下げた状態を示す背面斜視図であり、図示の卓上切断機のベース1の中央には、回動軸であるベースシャフト25が固定されている。そして、前記ベース1には、円板状のターンテーブル2が前記ベースシャフト25を中心として水平方向に回動可能に埋設され、このターンテーブル2の上面はベース1の上面と同一面となっており、木材等の被切断材40の載置面を構成している。
【0006】
又、前記ターンテーブル2の一部にはサイドハンドル取付部2aが形成されており、このサイドハンドル取付部2aにはねじが形成されている。そして、このねじにはサイドハンドル27が螺合しており、このサイドハンドル27の軸先端27aはベース1の端面に突き当てられている。
【0007】
而して、作業者はターンテーブル2を水平方向に所定角度に回動させた後、サイドハンドル27を締め付けることによってターンテーブル2の所定角度でベース1に固定する。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被切断材40が載置される。
【0008】
ベース1の上面には、被切断材40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の後端(図8の左端)には傾動軸であるホルダシャフト4を介してホルダ5が立設されており、ホルダシャフト4の軸心は、ターンテーブル2の上面とほぼ一致するように位置しており、支持部材であるホルダ5は、傾動支点であるホルダシャフト4を支点としてターンテーブル2の上面を中心として傾斜可能に軸支されている。
【0009】
図9に示すように、ホルダ5の後部からはホルダシャフト4を中心とする長孔5aが形成されており、この長孔5aには、クランプレバー6に保持されたシャフト6aが貫通しており、該シャフト6aの先端に形成されたねじ部がターンテーブル2の背面に形成された不図示のねじ孔に螺合している。クランプレバー6を緩めると、ホルダ5はホルダシャフト4を支点として長孔5aの範囲内で傾斜し、クランプレバー6を締め付けると、ホルダ5はターンテーブル2とクランプレバー6間に締め付けられて任意位置で固定される。尚、長孔5aは、ホルダ5が図8に示す状態から作業者から見て左側に約45°の角度範囲で傾斜可能なように形成されている。
【0010】
又、ホルダ5の上方には揺動軸であるシャフト7が固定されており、このシャフト7上には切断部8の支持部12が上下に回動可能に配置されている。従って、シャフト7を支点として支持部12が揺動することによって、切断部8がベース1の上面に対して上下に揺動する。ここで、切断部8は、丸鋸等の切断刃物10、該切断刃物10を保護するカバー10a、切断刃物10を回転駆動するモータ50、ハンドル26、支持部12等で構成されている。
【0011】
上記切断部8とホルダ5との間には、切断部8を上方に付勢するスプリング9が設けられている。又、支持部12の側面には突起部12aが装着され、この突起部12aは、切断部8の上下揺動の下限位置でホルダ5の水平面5cに係合し、切断刃物10とターンテーブル2との接触を防ぐ。
【0012】
更に、前記ホルダ5の前面にはV字状の突起部5bが装着され、ターンテーブル2の上面後方にはストッパボルト24が突起部5bの移動軌跡上に位置するように直角方向に螺合している。ホルダ5を傾斜させると、突起部5bが所定の傾斜角度でストッパボルト24の頭部に係合し、切断部8の傾斜位置を設定する。
【0013】
又、ターンテーブル2の上面の中央には、切断刃物10が侵入するポケット部2iを有する刃口板2tが固定されており、被切断材40を切断する際に切断刃物10の下端がターンテーブル2の上面よりも下降したとき、切断刃物10が前記刃口板2tのポケット部2iに侵入し、被切断材40の仕上面のけば立ちの発生が防がれる。
【0014】
更に、ホルダ5には支持プレート32が固定されており、該支持プレート32にはレーザー発振器30が左右方向に水平移動自在に設けられている。レーザー発振器30から出射されるレーザー光は被切断材40に照射され、作業者はレーザー光に被切断材40の切断位置を合わせて切断を行う。
【特許文献1】特開2005−199614号公報
【特許文献2】特開平7−171801号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
ところで、斯かる卓上切断機において軽量化は、構造体の材料費、鋳物工程製作コスト、運搬時の人体への負担軽減の面からも要求が高い。しかし、軽量化により剛性が損なわれると卓上切断機自体の信頼性を欠くこととなる。
【0016】
作業者がハンドル26を持って切断作業を行うとき、図10に示すように、左方向又は右方向に負荷を掛けることが予想され、この作業者による横荷重によって卓上切断機全体が変形し、切断刃物10が傾くことによって切断精度が低下し、当該卓上切断機の信頼性を欠くこととなる。
【0017】
又、切断刃物10を45度に傾けた作業のとき、作業者がハンドル26を振り下ろすだけで切断刃物10にはその面外方向に荷重が発生し易くなり、この結果、切断刃物10は正規の軌道から外れて切断するために切断精度が低下し、このことも卓上切断機の信頼性を欠く結果となる。このとき、切断刃物10は、支持部12とホルダ5を介してターンテーブル2に固定されており、ターンテーブル2を固定点として、切断刃物10を運動点に、支持部12とホルダ5を腕とする機構モデルが考えられる。ここで、運動点にある切断刃物10の変位量に大きく影響するのは固定点に近い領域にあるターンテーブル2の変形である。
【0018】
又、ターンテーブル2は、ベース1との接触面にて上方には変形可能で、下方への変形は抑制されているため、上方に変形し易い。
【0019】
ここで、従来のターンテーブル2の裏面構造を図11に示し、有限要素法等による構造解析を用いてリブ配置を変更して軽量化を図ったターンテーブル200の構造を図12に示す。又、ハンドル26に作業者から見て左方向に作業者による横荷重を掛けたときのターンテーブル200の変形の様子を図13〜図15に示す。尚、図13はターンテーブル200の裏面図、図14は図13の矢視A方向の図、図15は図13の矢視B方向の図である。
【0020】
図10に示すようにハンドル26に掛けられた作業者による横荷重は、支持部材12とホルダ5を介してターンテーブル2のホルダ5との接触部のうち、特にクランプレバー6の締め付けにより固定されるホルダ5の長孔5a付近の接触部200sより当該ターンテーブル2に伝達され、図13〜図15に示すように、ターンテーブル200を変形させる。
【0021】
ここで、図15に示すように、ターンテーブル200の下方への変形は領域200rの範囲でベース1に当接して抑えられ、上方への変形は拘束がなく自由に変形できるため、上方へ変形する領域と下方への変形抑制領域200rの境界200wは歪みの大きな変曲領域となる。この変曲領域200wを変曲し難い構造とすることで、ターンテーブル200の変形を抑えることができる。変曲領域200wは外周壁に現れており、従来の剛性確保の施策としては、図4に示すターンテーブル2のように、該ターンテーブル2の中心から外周壁に向かって放射状に延びるリブ2gを設けたり、そのリブ2gを補強するための数本の同心円リブ2hを設けたりする構造が採用されていた。
【0022】
従って、高剛性を目的とした設計ではリブの本数を増加させることとなり、ターンテーブル2の質量は増加傾向にある。このように剛性の確保と軽量化は相反する設計方針であり、卓上切断機の信頼性を優先させるとターンテーブルの軽量化は困難であった。
【0023】
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、ターンテーブルの剛性を損うことなく軽量化と低コスト化を図ることができる卓上切断機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0024】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、
モータと、
該モータにより回動駆動される切断刃を収納する切断部と、
被切断材を載置する載置面を有するベースと、
該ベースの前記載置面と連続して延びる載置面と略円形の外周壁を有し、前記載置面に直交して延びる回動軸を支点として前記ベースに回動可能に支持されたターンテーブルと、
接続部を介して前記ターンテーブルと接続され、前記切断部を傾動軸を介して揺動可能に支持する支持部と、
を有し、前記切断部を前記ベースの載置面に向かって揺動させて前記切断刃を載置面よりも下方に侵入させて載置面上の被切断材を切断する卓上切断機において、
前記ターンテーブルの外周壁の前記接続部から前記ベースとの接触が開始される部位までの一部を連続的且つほぼ直線的に延ばしたことを特徴とする。
【0025】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記ターンテーブルの外周壁の連続的且つほぼ直線的に延びる一部を前記接続部を中心としてこれの両側45度の角度範囲内に設けたことを特徴とする。
【0026】
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記支持部の接続部を前記ベースとの接触部と前記傾動軸を取り付ける傾動軸取付部とで構成するとともに、前記傾動軸取付部を前記ターンテーブルの外周壁よりも内側に配置したことを特徴とする。
【0027】
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、前記ターンテーブルの外周壁の連続的且つほぼ直線的に延びる一部と他の円弧状部との繋ぎ目付近と接合されてターンテーブルの中心部付近に向かって延びるリブを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0028】
請求項1記載の発明によれば、構造物の外力(荷重)に対する変形の基本性質を考慮し、曲げによる変形を抑制しつつ、面内力で設定荷重を支える構造としたため、ターンテーブルに高い剛性を維持した上で軽量化を図ることができる。又、ターンテーブルの曲げによる変形を抑制することによって、曲げ変形に伴って発生する応力集中も回避することができ、同時に高強度化も達成することができる。
【0029】
請求項2記載の発明によれば、ターンテーブルの外周壁の連続的且つほぼ直線的に延びる一部を接続部を中心としてこれの両側45度の角度範囲内に設けたため、通常の切断作業におけるターンテーブルの回動に支障を来すことがない。
【0030】
請求項3記載の発明によれば、支持部の接続部を構成する傾動軸取付部をターンテーブルの外周壁よりも内側に配置したため、ターンテーブルの局所的な構造変更で全体の変形を抑えることができ、高剛性のための大幅な質量増加を防ぎ、軽量化と高剛性化の双方を満足することができる。
【0031】
ターンテーブルの外周壁の形状が連続的でなくなる直線部と円弧状部との繋ぎ目付近には応力集中が発生し易いが、請求項4記載の発明によれば、その応力集中が発生し易い部分がリブによって補強されるため、ターンテーブルの変形がより一層効果的に抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0032】
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。
【0033】
本発明に係る卓上切断機の基本構成は図8及び図9に示した従来のもののそれと同じであるため、これについての図示及び再度の説明は省略し、以下、本発明の要旨を図8及び図9に付したと同じ符号を用いて説明する。
【0034】
図1は本発明に係る卓上切断機のターンテーブル300の裏面図であり、本発明は、作業者による横荷重がハンドル26に作用したとき、ターンテーブル300とベース1が接触を開始する部位300yから接続部300zまでの外周壁を連続的且つほぼ直線的に結ぶ外周壁としたことを特徴としている。ここで、ターンテーブル300の外周壁の連続的且つほぼ直線的に延びる部位は、前記接続部300zを中心としてこれの両側45度の角度範囲内に設けられている。
【0035】
ここで、前記接続部300zは、ホルダ接触部300eと、ターンテーブル300の外周壁よりも内側に配置されているホルダシャフト取付部300fとで構成されている。従って、接続部300zから当該ターンテーブル300とベース1が接触を開始する部位300yまでを連続的且つほぼ直線的に結ぶ外周壁は、ホルダ接触部300eから延びる外周壁であるか、又はホルダシャフト取付部300fのターンテーブル外周壁側端部から延びる外周壁である。
【0036】
ターンテーブル300における上記外周壁の特徴に加えて、更に図2に示すターンテーブル400においては、外周壁の連続的且つほぼ直線的に延びる一部と他の円弧状部との繋ぎ目付近と接合されてターンテーブル400の中心部付近に向かって延びるリブ400nが設けられている。
【0037】
ところで、ターンテーブル400の外周壁の形状が連続的でなくなる直線部と円弧状部との繋ぎ目付近には応力集中が発生し易いが、上述のようにリブ400nを設けることによって、応力集中が発生し易い部分がリブ400nによって補強されるため、ターンテーブル400の変形がより一層効果的に抑制される。
【0038】
以上のような構造によりターンテーブル300,400の高剛性化を達成することが可能となる。又、外周壁に直線基本形状を採用することや、設計上あるべき剛壁を利用することは、ターンテーブル300,400の質量を増加させることなく高剛性化を達成することができるため、軽量化についても同時に実現することができる。
【0039】
更に、前述のように、ターンテーブル300の外周壁の連続的且つほぼ直線的に延びる部位を接続部300zを中心としてこれの両側45度の角度範囲内に設けたため、通常の切断作業におけるターンテーブル300の回動に支障を来すことがない。
【0040】
ここで、軽量化後も従来品と同等の剛性を確保するためには、図1及び図2に示すターンテーブル300,400の変形に効率良く働く構造が必要である。ターンテーブル300に荷重が伝達される接続部300zからターンテーブル300とベース1の接触が開始する部位300yまでの外周壁の一部を連続的且つほぼ直線的に延びる外周壁とすることの有効性を図3〜図5に示す模式図を用いて以下に説明する。
【0041】
図3(a)はターンテーブル200の背面図、図3(b)はハンドル26に対して作業者による横荷重が作用したときのターンテーブル200の変形図、図4(a)は従来のターンテーブル(現行品)を模式化した円盤型1/2模式モデル図、図4(b)はその模式モデルの変形図、図5(a)は本発明に係るターンテーブルの1/2模式モデル図、図5(b)はその模式モデルの変形図である。
【0042】
図3及び図12に示すように、ターンテーブルの構造は基本的に縁を有する円盤である。その中心部分には、ポケット200iを含む、ターンテーブル200に荷重が伝達される接続部200zから該接続部200zにターンテーブル200の中心を挟んで対向する外周壁の一部へと続く剛性の高い領域200bがある。よって、模式モデルにおいても、200bと同じ領域の、図4の510b及び図5の520bにおいて他の領域510a,510c,520a,520cよりも剛性の高いモデルとした。図4(b)と図5(b)の変形図に示すように、連続的且つほぼ直線的に延びる外周壁とほぼ平行の荷重は、図5(b)に示す連続的且つほぼ直線的に延びる外周壁520dの面内を流れ、面外変形が発生していない。これに対して、図4(b)に示す円弧を描く円盤の縁である外周壁510dに対しては曲げを示す面外変形を生じさせており、モデル全体の大きな変形を引き起こす要因となっている。
【0043】
次に、構造物の外力(荷重)に対する変形の基本性質を図6及び図7に基づいて説明する。尚、図6(a)及び図7(a)は変形前、図6(b)及び図7(b)は変形後の状態を示す図である。
【0044】
図6は設定荷重に対して曲げによって変形が生じている様子を示しており、図7は面内力で設定荷重を支えているために変形が起こらない様子を示している。この性質を利用して、接続部(荷重点)からターンテーブル外周壁のベース接触部(拘束点)までの外周壁の一部を連続的且つほぼ直線的とすることによって、ハンドル横荷重を面内力で支えることが可能となり、ターンテーブル200の変形を抑制し、該ターンテーブル200の剛性を損うことなく軽量化と低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】本発明に係る卓上切断機のターンテーブルの裏面図である。
【図2】本発明に係る卓上切断機のターンテーブルの裏面図である。
【図3】(a)は本発明に係る卓上切断機のターンテーブルの背面図、(b)はハンドルに対して作業者による横荷重が作用したときのターンテーブルの変形図である。
【図4】(a)は従来のターンテーブル(現行品)を模式化した円盤型1/2模式モデル図、(b)はその模式モデルの変形図である。
【図5】(a)は本発明に係るターンテーブルの1/2模式モデル図、(b)はその模式モデルの変形図である。
【図6】構造物の外力(荷重)に対する変形の基本性質を示す図であり、(a)は変形前、(b)は変形後の状態を示す。
【図7】構造物の外力(荷重)に対する変形の基本性質を示す図であり、(a)は変形前、(b)は変形後の状態を示す。
【図8】従来の卓上切断機の左側面図である。
【図9】従来の卓上切断機の切断部を下限位置に下げた状態を示す背面斜視図である。
【図10】従来の卓上切断機の正面図である。
【図11】従来のターンテーブルの裏面構造を示す図である。
【図12】有限要素法等による構造解析を用いてリブ配置を変更して軽量化を図ったターンテーブルの裏面図である。
【図13】ハンドルに横荷重が作用した場合に剛性維持をしないで軽量化したターンテーブルの変形を示す裏面図である。
【図14】図13の矢視A方向の図である。
【図15】図13の矢視B方向の図である。面内力が働いたときの変形を表す模式図
【符号の説明】
【0046】
1 ベース
2 ターンテーブル
2a サイドハンドル取付部
2b 製品落下によるターンテーブルの変形
2c 製品落下によりターンテーブルが変形しない領域
2d 製品落下によるターンテーブルの変形が顕著な領域
2e ホルダとの接触部
2f ホルダシャフト取付部
2g,2h ターンテーブルリブの一部
2i ターンテーブルのポケット部
2t ターンテーブルの刃口板
3 フェンス
4 ホルダシャフト
5 ホルダ
5a ホルダの長孔
5b ホルダ前面のV字状突起部
5c ホルダの水平面
6 クランプレバー
6a クランプレバー保持されたシャフト
7 シャフト
8 切断部
9 スプリング
10 切断刃物
10a カバー
12 支持部
12a 支持部の突起部
24 ストッパボルト
25 ベースシャフト
26 ハンドル
27 サイドハンドル
27a サイドハンドルの軸先端
30 レーザー発振器
32 レーザー発振器支持プレート
40 被切断材
50 モータ
300,400 ターンテーブル
300e,400e ターンテーブルとホルダとの接触部
300f,400f ターンテーブルのホルダシャフト取付部
300y,400y ターンテーブルとベースの接触が開始する部位
400n ターンテーブルのリブ
400v ターンテーブル中心部付近の高剛性部
【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11月30日(2006.11.30)
【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2008−137165(P2008−137165A)
【公開日】 平成20年6月19日(2008.6.19)
【出願番号】 特願2006−322884(P2006−322884)