JP4029579B2 - セーバソー - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は住宅やビルの建築、設備、改装、解体工事等において木材、鋼材、パイプ等を切断するセーバソーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電動モータにより駆動される往復動形式の切断工具としてセーバソーがある。セーバソーは、周知の如く、一般に直線のこ刃(以下ブレードという)を先端に装着した往復動軸(以下プランジャという)を往復駆動させブレードによって切断するものである。
【0003】
セーバソーにおいては、プランジャを単純に直線往復駆動して切断するものと、プランジャを往復駆動すると同時に上下方向の揺動動作を付与し、ブレードを被切断材に勢いよく食い込ませることにより切断能率の向上を図るようにしたものとがある。このように往復運動及び揺動運動の複合動作によってブレードを駆動して切断する形態をオービタル切断という。
【0004】
オービタル切断を行わせるようにしたセーバソーの一例を図1に示す。駆動歯車8により回転駆動されるセカンドシャフト9には偏心円筒軸部9bが形成され、またセカンドシャフト9には回転運動を往復運動に変換するレシプロプレート18が取付けられている。先端にブレード27が装着されたプランジャ20は、ギヤカバー6に支点Aを中心として揺動可能に取付けられたガイドスリーブ13の内側に摺動可能に取付けられ、セカンドシャフト9が回転することによりレシプロプレート18によって往復駆動される。ガイドスリーブ13の後方には下方に延びた下端が偏心円筒軸部9bに接触する連結板35が取付けられ、切断時にブレード27に加えられる切断反力F1によりガイドスリーブ13の後方部は支点Aを中心として下降し、連結板35の下端が偏心円筒軸部9bに押し付けられるようになっている。従って、セカンドシャフト9の回転に伴い偏心円筒軸部9bが回転することにより、ガイドスリーブ13は連結板35によって押し上げられ、この結果プランジャ20は往復運動しながらガイドスリーブ13を介して上下方向に揺動運動する。
【0005】
上記のような往復及び揺動運動の複合動作によるブレード27の運動軌跡は、プランジャ20に対する偏心円筒軸部9bの位相角の設定により、米国特許第3945120(特開昭51−130983)号に記載されているような楕円状とすることができる。このようにブレード27を楕円状の軌跡で駆動して切断する形態を上記した如くオービタル切断と呼び、図2に示す如く、ブレード27がセーバソー本体側に引き込まれる時に、ブレード27が被切断材36に食い込む方向に運動軌跡を設定することにより、特に木材等の比較的柔らかい材料の切断作業において切断能率を著しく向上させることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
セーバソーは、図3に示す如くブレード27を下向きに装着して使用するのが一般的であるが、壁際や床際等の狭所における切断作業時には、図4に示す如く、ブレード27を上向きに装着して使用することが頻繁にある。この場合、図5に示す如く切断反力F2は連結板35の下端(図5では上端)を偏心円筒軸部9bから引き離す方向に働くため、プランジャ20を上下方向に揺動運動させることができないという問題がある。
【0007】
なお前記米国特許第3945120号記載のセーバソーでは、連結板35に対応する構成部品を偏心円筒軸部9bに回動可能に一体として取付け、ブレード27を上向きに装着してもプランジャ20を上下方向に揺動運動させることができるようになっており、ブレード27に楕円状の軌跡を描かせることができる。しかし、プランジャ20に対する偏心円筒軸部9bの位相角が一定であるため、図6に示す如くブレード27がセーバソー本体側に引き込まれる時にブレード27が被切断材料36から遠ざかる方向に動作してしまい、オービタル切断が有効に働かないため、切断能率を向上させることができないという問題がある。すなわち、上記のように説明した従来のオービタル切断機構を有するセーバソーにおいては、ブレード27を上向きに装着した際にもオービタル切断を行えるようにするという技術思想はなかった。
【0008】
また、ブレード27を上向きに装着しても、オービタル切断動作を付与できるようにしたセーバソーは、特願平11−67109号で提案され製品化されており、更に国際特許公開WO98/7544号において、低振動機構を備えると共にブレードを上向きに装着しても、オービタル切断動作を付与できるようにしたセーバソーが提案されているが、どちらも楕円状の軌跡で駆動して切断する形態とはなっておらず、更に部品点数が多いこと、及び構造が複雑となる等の問題がある。
【0009】
本発明の目的は、上記した従来技術によるセーバソーの切断機構の欠点を解消し、切断作業能率の向上を図ることができるセーバソーを提供することである。
【0010】
上記目的は、「 モータを内蔵するハウジングと、
ハウジングに回転可能に取付けられ、モータにより回転駆動されるセカンドシャフトと、ハウジングに往復動可能な如く取付けられ、先端にブレードが第1の位置又は第1の位置とは切断部の向きが異なる向きとなる第2の位置で装着することができるプランジャと、
セカンドシャフトの回転運動をプランジャの往復運動に変換するためセカンドシャフト及びプランジャとの間に設けられた運動変換手段とを有するセーバソーにおいて、
前記セカンドシャフトに第1の偏心円筒軸部及び第2の偏心円筒軸部を設けると共に、
前記プランジャに第1の偏心円筒軸部及び第2の偏心円筒軸部に接触可能な案内部材を設け、
前記第1の位置にブレードが取付けられる場合であって前記案内部材が第1の偏心円筒軸部に接触しながら往復動する際の前記プランジャが描く軌道が一方側に向って運動する際に切断部の向きに揺動する軌道となると共に、前記第2の位置にブレードが取付けられる場合であって前記案内部材が第2の偏心円筒軸部に接触しながら往復動する際の前記プランジャの軌道が一方側に運動する際に切断部の向きに運動する際に切断部の向きに揺動する軌道となるようにしたことを特徴とするセーバソー。」により達成される。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下一実施形態を示した図7〜図16を参照して本発明を説明する。
【0012】
(モータ部)
電動モータ1は樹脂製のモータハウジング2に内蔵され、モータハウジング2の後方にはハンドル3が接続されている。ハンドル3には電動モータ1への電力供給を制御するスイッチ4が内蔵されている。
【0013】
(減速部)
モータハウジング2の前方には以下に述べる動力伝達手段を内蔵するアルミニウム製のインナーカバー5及びギヤカバー6が設けられている。モータ軸7の先端には駆動歯車8が形成され、モータ軸7と平行に設けられたセカンドシャフト9には従動歯車10が取付けられ、これら一対の減速歯車8、10を介して電動モータ1はセカンドシャフト9を回転駆動する。セカンドシャフト9の前方には従動歯車10の軸心に対し約14°の角度を有する傾斜軸部9aが形成され、また先端には従動歯車10の軸心と同心のサブシャフト11が取付けられている。モータハウジング2、インナーカバー5、ギヤカバー6は本発明ハウジングを構成する。
【0014】
(往復動軸保持部)
ギヤカバー6の前方には2個の軸ボルト12が取付けられ、軸ボルト12の先端部にはガイドスリーブ13が軸ボルト12の軸心を中心として揺動可能に取付けられている(図8)。ガイドスリーブ13の電動モータ1側の後端部には方形貫通穴部14が形成され、インナーカバー5を貫通して回動可能に取付けられたチェンジシャフト15がガイドスリーブ13の方形貫通穴部14を貫通している(図9)。チェンジシャフト15の中央部にはガイドスリーブ13の直径より大きい範囲で対称な平面部15aが形成され、チェンジレバー16によってチェンジシャフト15を回転させることにより、ガイドスリーブ13の揺動を選択的に許容または抑止することができる(図9)。
【0015】
(回転−往復動変換部)
セカンドシャフト9の傾斜軸部9aには、2個のベアリング17を介して揺動軸部18aを有するレシプロプレート18が取付けられている。揺動軸部18aの先端に球状部18bが形成されている。ガイドスリーブ13の前方内部には軸受メタル19が圧入されており、軸受メタル19を貫通してプランジャ20が往復動可能に取付けられている。プランジャ20の後方にはガイドスリーブ13の内周にわずかな隙間で摺動する大径部20aが設けられ、大径部20aには軸方向と直角に穴部20bが設けられている。レシプロプレート18の揺動軸部18aはプランジャ20を貫通して先端の球状部18bが穴部20bの内部にわずかな隙間で転動可能に係合しており、セカンドシャフト9の回転運動をプランジャ20の往復運動に変換する。
【0016】
(ブレード保持部)
プランジャ20前方のブレード取付け端部20cにはブレード27を挿入するスリット20dと段付きブレード係止ピン30が設けられており、ブレード取付け端部20cの外周を内包するようにブレードホルダ28、29が設けられている。ブレード27の装着は、ブレードホルダ28を回転後退させることにより段付きブレード係止ピン30が開放位置に移動しブレード27をスリット20dに差し込むことができ、ブレードホルダ28を反対方向に回転前進させることにより、段付きブレード係止ピン30がブレード27に係合しブレード27の固定が行われる。また、ブレード27は上下反対に装着することができる構造となっている。
(本体前方保持部)
インナーカバー5、ギヤカバー6及びモータハウジング2の一部の外側に、樹脂製のフロントカバー24が設けられている。ギヤカバー6の先端部には切断作業時にセーバソー本体を被切断材料36に対して安定させるベース25が固定レバー26により進退可能に取付けられている。
【0017】
(揺動切断機構部)
図10、図11において、ガイドスリーブ13の軸方向に延びた長穴部13aとプランジャ20を貫通したローラシャフト21が回動可能に取付けられ、ローラシャフト21は長穴部13aをガイドとしてプランジャ20と一体に往復運動できるよう設けられている。長穴部13aの高さはローラシャフト21の軸径より僅かに大きく形成されており、プランジャ20の周方向の回転をローラシャフト21を介してガイドスリーブ13により抑制し、ブレード27の倒れを防止するようにしている。
【0018】
図10において、ガイドスリーブ13には、プランジャ20の軸方向と概ね直角方向に本発明案内部材を構成するコンタクトプレート22が一端を固着して取付けられており、ガイドスリーブ13が軸ボルト12の軸心を中心として揺動運動すると、これと一体に上下に動くように構成されている。またセカンドシャフト9には、図12に示すようにセカンドシャフト9の軸心に対し偏心量1mmで、傾斜軸部9aに対し45°の位相角を有する偏心円筒軸部9bと、偏心量1mmで、偏心円筒軸部9bに対し180°の位相角を有する偏心円筒軸部9cが設けられている。
【0019】
図13に示すようにコンタクトプレート22の他端には、突起部22dとセカンドシャフト9が貫通する方形リング部22cが形成されており、突起部22dには接触部22aが、方形リング部22cの下方内側には接触部22bが各々形成されている。
【0020】
図14において、ガイドスリーブ13が軸ボルト12の軸心を中心として下方(図14の矢印の方向)に揺動運動すると、コンタクトプレート22の接触部22aはセカンドシャフト9の偏心円筒軸部9bの外周面に接触するように構成されている。これにより、ブレード27を図16のEのような軌跡でオービタル切断運動を行なわせることができる。
【0021】
また、図15において、ガイドスリーブ13が軸ボルト12の軸心を中心として上方(図15の矢印方向)に揺動運動すると、コンタクトプレート22の接触部22bはセカンドシャフト9の偏心円筒軸部9cの外周面に接触するように構成されている。これにより、ブレード27を図16のFのような軌跡でオービタル切断運動を行なわせることができる。
【0022】
上記のように構成することにより、ブレード27の装着方向の如何にかかわらず、オービタル切断運動が可能となる。
【0023】
(揺動切断動作の説明)
図17〜図23は実際の切断における各部の動きと力の関係を説明するものである。図17はチェンジシャフト15がガイドスリーブ13の揺動運動を抑止している状態を示す。ブレード27は図中の矢印で示すように単純な直線往復運動を行う。このような単純な直線往復運動による切断形態は、鋼材等のように硬くて切断反力の大きい材料の切断に適している。
【0024】
図18及び図21のように、チェンジシャフト15の平面部15aがプランジャ20の軸方向と一致するようにチェンジシャフト15を回転させることにより、ガイドスリーブ13は揺動運動が可能な開放状態となる。この結果コンタクトプレート22は、セカンドシャフト9の偏心円筒軸部9bの面または偏心円筒軸部9cの面に沿って上下運動することができる。
【0025】
図18は、ブレード27を下向きに装着してオービタル切断を行った状態を示す。切断時には作業者によって押付け力F3が加えられる。この時ブレード27は被切断材36から切断反力F4を受け、プランジャ20は軸ボルト12の軸心を中心としてガイドスリーブ13の後端部を押し下げる。これによってガイドスリーブ13に取り付けられたコンタクトプレート22の接触部22aは、セカンドシャフト9の偏心円筒軸部9bに押し付けられ、コンタクトプレート22は上下運動を行う。この時、ブレード27は図20に示すオービタル切断軌跡を描いて運動する。
【0026】
図20に示した点a・b・c・dのブレード27の位置は、図19に示すコンタクトプレート22とセカンドシャフト9の偏心円筒軸部9bの位置関係に対応している。
【0027】
図21はブレード27を上向きに装着してオービタル切断を行った状態を示す。この状態で切断時に作業者によって押付け力F5が加えられると、図18の場合とは反対にブレード27は切断反力F6を受ける。従って、ガイドスリーブ13に取り付けられたコンタクトプレート22の接触部22bは、図18の場合とは異なったセカンドシャフト9の偏心円筒軸部9cに押し付けられ、コンタクトプレート22は上下運動を行う。この時、ブレード27は、図23に示すオービタル切断軌跡を描いて運動する。
【0028】
図23に示した点e・f・g・hのブレード27の位置は、図22に示すコンタクトプレート22とセカンドシャフト9の偏心円筒軸部9cの位置関係に対応している。
【0029】
以上述べた実施形態によれば、セカンドシャフト9に2個の異なる偏心円筒軸部9b及び9cを設け、その異なる偏心円筒軸部9b、9cにそれぞれ接触する2個の異なる接触面を持つコンタクトプレート22を設け、プランジャ20の往復運動と直角方向の運動、すなわちブレード27を揺動運動させるようにしたので、セカンドシャフト9の偏心円筒軸部9b及び9cの位相角に対応してブレード27を異なる軌跡で揺動運動させることができ、ブレード27の装着方向に各々対応した効率のよいオービタル切断を行うことができる。
【0030】
図24〜図27に本発明の他の実施形態を示す。
【0031】
図24は、偏心円筒軸部9bの偏心量を2mm、位相角を0°とし、偏心円筒軸部9cの偏心量を1mm、位相角を偏心円筒軸部9bに対して225°とした場合を示している。この時、ブレード27の軌跡は図25に示す軌跡となり、ブレード27の装着方向によってオービタル軌跡を変えることが可能となる。この実施形態から分かるように、複数の偏心円筒軸部9b及び9cの偏心量と位相角を様々に変化させて設定することにより、多種多様な切断材料に適したオービタル切断を行わせることができるようになる。
【0032】
図26は本発明をクランク方式による往復運動機構に適用した実施形態を示す。図のように、ベベルギヤ38にはピン39が固着されており、プランジャ20とピン39は、ニードルローラ40及びコネクタ41を介して連結されている。ベベルギヤ38が中心38aを中心にして矢印の方向に回転すると、ピン39が回転し、プランジャ20は軸ボルト12の軸心を中心として揺動可能なガイドスリーブ13内を往復運動する。ガイドスリーブ13には、コンタクトプレート22が固着されており、コンタクトプレート22にはベベルギヤ38と接触可能な接触部22a及び22bが設けられている。ベベルギヤ38には図27に示すように、ピン39に対して45°の位相角を有する点38bを最下点とし、点38bに対して180°の位相角を有する点38cを最上点とする傾斜面38dが形成されている。更に、図のように傾斜面38dの反対側にも同様に傾斜面38eが形成されている。コンタクトプレート22の接触部22aをベベルギヤ38の傾斜面38dに接触させながら、プランジャ12が往復運動した時、またはコンタクトプレート22の接触部22bをベベルギヤ38の傾斜面38eに接触させながら、プランジャ12が往復運動した時、上記実施形態同様にブレード27の装着方向に如何にかかわらず、オービタル切断運動が可能となる。
【0033】
上記した実施形態において、コンタクトプレート22に2個の接触部22a及び22bを形成するとしたが、接触部22aをもつコンタクトプレート及び接触部22bをもつコンタクトプレートの2個の独立したコンタクトプレートにて構成してもよい。
【0034】
また、セカンドシャフト9の偏心円筒軸部9b及び9cの円筒直径をそれぞれ変えることにより、オービタル軌跡を変化させることが可能となり、更に偏心円筒軸部9b及び9cの形状を楕円または湾曲円または多角形等々にすることで、その形状に応じて、ブレード27の軌跡を変化させることも可能となる。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、先端にブレードが第1の位置又は第1の位置とは切断部の向きが異なる向きとなる第2の位置のいずれの位置に装着される場合にも、前記第1の位置にブレードが取付けられる場合であって前記案内部材が第1の偏心円筒軸部に接触しながら往復動する際の前記プランジャが描く軌道が一方側に向って運動する際に切断部の向きに揺動する軌道となると共に、前記第2の位置にブレードが取付けられる場合であって前記案内部材が第2の偏心円筒軸部に接触しながら往復動する際の前記プランジャの軌道が一方側に運動する際に切断部の向きに運動する際に切断部の向きに揺動する軌道となるために、効率の良いオービタル運動を行うことができるようになり切断作業能率を向上できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のセーバソーの一例を示す要部断面正面図。
【図2】図1のセーバソーのオービタル切断軌跡を示す説明用正面図。
【図3】セーバソーの切断形態を示す正面図。
【図4】セーバソーの切断形態を示す正面図。
【図5】図1のセーバソーの切断例を示す要部断面正面図。
【図6】図5の切断時のオービタル切断軌跡を示す説明用正面図。
【図7】本発明切断機構を採用したセーバソーの一実施形態を示す一部断面正面図。
【図8】図7のB−B線断面図。
【図9】図7のC−C線断面図。
【図10】本発明切断機構の要部を示す一部断面正面図。
【図11】本発明切断機構の要部を示す側面図。
【図12】本発明切断機構を構成するセカンドシャフトの正面図及び側面図。
【図13】本発明切断機構を構成するコンタクトプレートの正面図及び側面図。
【図14】本発明切断機構の要部を示す説明用一部断面正面図。
【図15】本発明切断機構の要部を示す説明用一部断面正面図。
【図16】本発明切断機構のオービタル切断軌跡を示す説明用正面図。
【図17】本発明切断機構による切断例を示す正面図。
【図18】本発明切断機構による切断例を示す正面図。
【図19】コンタクトプレートの上下運動例を示す説明用断面側面図。
【図20】本発明切断機構によるオービタル切断軌跡例を示す説明用正面図。
【図21】本発明切断機構による切断例を示す正面図。
【図22】コンタクトプレートの上下運動例を示す説明用断面側面図。
【図23】本発明切断機構によるオービタル切断軌跡例を示す説明用正面図。
【図24】本発明切断機構の他の実施形態を示す図12相当の正面図及び側面図。
【図25】本発明切断機構の他の実施形態を示す図16相当のオービタル切断軌跡の説明用正面図。
【図26】本発明切断機構の他の実施形態を示す説明用一部断面正面図。
【図27】図26のベベルギヤを示す模式的平面図、断面図及び底面図。
【符号の説明】
1は電動モータ、2はハウジング、5はインナーカバー、6はギヤカバー、9はセカンドシャフト、9b、9cは偏心軸部、12は軸ボルト、13はガイドスリーブ、15はチェンジシャフト、18はレシプロプレート、20はプランジャ、21はローラシャフト、22はコンタクトプレート、22a、22bはセカンドシャフトの偏心軸部との接触部、27はブレード、36は被切断材、38はベベルギヤ、39はピン、40はニードルローラ、41はコネクタである。

Claims (9)

  1. モータを内蔵するハウジングと、
    ハウジングに回転可能に取付けられ、モータにより回転駆動されるセカンドシャフトと、ハウジングに往復動可能な如く取付けられ、先端にブレードが第1の位置又は第1の位置とは切断部の向きが異なる向きとなる第2の位置で装着することができるプランジャと、
    セカンドシャフトの回転運動をプランジャの往復運動に変換するためセカンドシャフト及びプランジャとの間に設けられた運動変換手段とを有するセーバソーにおいて、
    前記セカンドシャフトに第1の偏心円筒軸部及び第2の偏心円筒軸部を設けると共に、
    前記プランジャに第1の偏心円筒軸部及び第2の偏心円筒軸部に接触可能な案内部材を設け、
    前記第1の位置にブレードが取付けられる場合であって前記案内部材が第1の偏心円筒軸部に接触しながら往復動する際の前記プランジャが描く軌道が一方側に向って運動する際に切断部の向きに揺動する軌道となると共に、前記第2の位置にブレードが取付けられる場合であって前記案内部材が第2の偏心円筒軸部に接触しながら往復動する際の前記プランジャの軌道が一方側に運動する際に切断部の向きに運動する際に切断部の向きに揺動する軌道となるようにしたことを特徴とするセーバソー。
  2. 前記第1の偏心円筒軸部及び第2の偏心円筒軸部の位相角を同じ位相、または異なる位相としたことを特徴とする請求項1記載のセーバソー。
  3. モータを内蔵するハウジングと、
    ハウジングに回転可能に取付けられ、モータにより回転駆動されるセカンドシャフトと、
    ハウジングに往復動可能な如く取付けられ、先端にブレードが第1の位置又は第1の位置とは切断部の向きが異なる向きとなる第2の位置で装着されるプランジャと、
    プランジャを往復運動可能に保持し、プランジャの運動方向と直角の方向に移動可能にハウジングに取付けられたガイドスリーブと、
    セカンドシャフトの回転運動をプランジャの往復運動に変換するためセカンドシャフト及びプランジャとの間に設けられた運動変換手段とを有するセーバソーにおいて、
    前記セカンドシャフトに第1の偏心円筒軸部及び第2の偏心円筒軸部を設けると共に、
    前記ガイドスリーブにこれら第1の偏心円筒軸部及び第2の偏心円筒軸部に接触可能な案内部材を設け、
    前記第1の位置にブレードが取付けられる場合であって前記案内部材が第1の偏心円筒軸部に接触しながら往復動する際の前記プランジャが描く軌道が一方側に向って運動する際に切断部の向きに揺動する軌道となると共に、前記第2の位置にブレードが取付けられる場合であって前記案内部材が第2の偏心円筒軸部に接触しながら往復動する際の前記プランジャの軌道が一方側に向って運動する際に切断部の向きに揺動する軌道となるようにしたことを特徴とするセーバソー。
  4. 前記案内部材及び前記偏心円筒部を3個以上設けたことを特徴とする請求項1または請求項3記載のセーバソー。
  5. 前記案内部材及び前記偏心円筒部の接触位置を同じ、または異なるようにしたことを特徴とする請求項4記載のセーバソー。
  6. 前記偏心円筒軸部の偏心量を同じ、または異なるようにしたことを特徴とする請求項1または請求項5までの何れか1項記載のセーバソー。
  7. 前記偏心円筒軸部の円筒の大きさを同じ、または異なるようにしたことを特徴とする請求項1から請求項6までの何れか1項記載のセーバソー。
  8. 前記軌道は、セーバソー本体に引き込まれる際に、切断部の向きに揺動することを特徴とする請求項1から請求項7までの何れか1項記載のセーバソー。
  9. モータを内蔵するハウジングと、該ハウジングに往復動可能な如く取付けられ、先端にブレードが第1の位置又は第1の位置とは切断部の向きが異なる向きとなる第2の位置で装着されるプランジャと、前記モータの回転運動を前記プランジャの往復運動に変換するため前記モータ及び前記プランジャとの間に設けられた運動変換手段とを有するセーバソーにおいて、
    前記第1の位置にブレードが取付けられる場合であって前記プランジャが描く軌道が一方側に向って運動する際に切断部の向きに揺動する軌道となると共に、前記第2の位置にブレードが取付けられる場合であって前記プランジャの軌道が一方側に向って運動する際に切断部の向きに揺動する軌道となる運動軌跡を与える手段を設けたことを特徴とするセーバソー。
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