JP4563074B2 - 電動丸鋸 - Google Patents
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Description
従来の電動丸鋸の場合、軸とギアが一体となっているため、起動時の衝撃がギアに直接伝わるといった点で問題がある。また、上述したように、電動モータの駆動力を複数のギアの噛み合いを介してブレードに伝達する構成の電動丸鋸においては、駆動ギアと従動ギアの歯と歯の間に存在するバックラッシュによる衝撃的な反力によって、駆動ギアが定速回転する場合でも、従動ギアは微少時間の間に連続的に回転速度の変化が生じてしまう。このような現象は、起動からブレードが一定の定常回転速度に達するまでの起動初期のみならず、ブレードが一定の回転速度で回転する定常回転時においても発生する。そして駆動ギアと従動ギアとの間における相対的な回転速度の急速な変化は、いわゆるギア音および振動を発生させるとともに、ブレードに振れを生じさせて切断精度の低下を招くことになる。
請求項1に記載の発明によれば、電動モータを介して回転される駆動側の回転軸に設けられた駆動ギアと、駆動側の回転軸に対して平行に配置された回転可能な従動側の回転軸と、従動側の回転軸に設けられて駆動ギアと噛み合う従動ギアと、従動側の回転軸に装着されるブレードと、を備えた電動丸鋸が構成される。なお「駆動側の回転軸」とは、電動モータの出力軸のみならず、電動モータから中間部材を介して駆動される回転軸を好適に包含する。
また、本発明によれば、インナハウジングは、カーボンブラシを一体に収容する構成とされる。かかる構成によれば、出力軸が軸方向に移動するとき、カーボンブラシも同様に移動する。一方、給電、整流のためにカーボンブラシに対して接触状態を保持されるアーマチュアは、出力軸に取り付けられているため、当該アーマチュアとカーボンブラシとの軸方向の相対位置を保持することができる。すなわち、カーボンブラシとアーマチュアが一体に移動されるため、カーボンブラシを保護し、整流性能を維持できる。
以下、本発明の第1の実施形態につき、図面を参照しつつ、詳細に説明する。まず手持ち式の電動丸鋸の全体構成につき、図1を参照して説明する。図1には本実施の形態に係る電動丸鋸101の全体構成が縦断面図として示されている。本実施の形態に係る電動丸鋸101は、概括的に、被加工材上に載置可能なベース111と、当該ベース111に連接された丸鋸本体部121とを有する。なお被加工材は便宜上図示しない。
また起動後、ブレード123の回転が一定の回転速度に達するまでの過程において、あるいは定常回転速度で回転している状態において、駆動ギア133と従動ギア147との間に相対的な回転速度差が生じても、バックラッシュによって生じる回転速度の急速な変化を弾性リング151,153の摩擦係合によって緩和することができる。その結果、ギア音、振動が低減されるとともに、ブレード123の回転速度変化が緩やかになり軸方向の振れが低減されて切断精度が向上する。
次に本発明の第2の実施形態につき図3を参照して説明する。図3は要部を示す断面図である。この第2の実施形態においては、振れ抑制機構として、図示のように、ブレード軸143の小径軸部143aに対し従動ギア147を遊嵌状に取り付けるとともに、キー157を介して回り止めし、更に当該ブレード軸143と従動ギア147との間にトーションスプリング159を設けている。なおキー157とブレード軸143のキー溝143b間には、所定の隙間(駆動ギア133と従動ギア147間のバックラッシュに相当するクリアランスよりも小さい)が設定され、従動ギア147がブレード軸143の小径軸部143aに対して上記隙間の範囲内で相対回動することを許容する構成とされる。トーションスプリング159は、一端が従動ギア147に掛止され、他端がブレード軸143に嵌着された固定リング163に掛止されており、従動ギア147に対し、当該従動ギア147が駆動ギア133によって回転させられる方向の反対向きに付勢力を作用させている。すなわち、トーションスプリング159は、ブレード軸143に対する従動ギア147の相対回転力に抵抗を付与するものであり、このトーションスプリング159が、本発明の請求項2における「緩衝部材」に対応する。上述した振れ抑制機構以外の構成については、前述した第1の実施の形態と同様であるため、その説明を省略する。
また起動後、ブレード123の回転が一定の回転速度に達するまでの過程において、あるいは定常回転速度で回転している状態において、駆動ギア133と従動ギア147との間に相対的な回転速度差が生じても、バックラッシュによって生じる回転速度の急速な変化は、駆動ギア133とブレード軸143間において、ブレード軸143に対するトーションスプリング159を介しての従動ギア147の相対回転によって緩和される。その結果、ギア音、振動が低減されるとともに、ブレード123の回転速度変化が緩やかになり軸方向の振れが低減されて切断精度が向上する。
次に本発明の第3の実施形態につき図4を参照して説明する。図4は要部を示す断面図である。この第3の実施形態においては、振れ抑制機構として、従動ギア147をブレード軸143に対しネジ161の噛み合いを介して嵌合するとともに、当該従動ギア147の側面とブレード軸143に嵌着された固定リング163の側面との間に皿バネ165を介在したものである。ネジ161は、従動ギア147の回転時において、当該従動ギア147がブレード軸143に対し、例えば右回りに相対回転したときは、図4に二点鎖線で示すように、皿バネ165を加圧する方向(図示左側)に移動し、左回りに相対回転したときは、元の位置に戻る方向(図示右側)へ移動されるように設定されている。すなわち、皿バネ165は、ブレード軸143に対する従動ギア147の軸方向の相対的な移動力に抵抗を付与するものであり、この皿バネ165が、本発明の請求項2における「緩衝部材」に対応する。なお振れ抑制機構以外の構成については、前述した第1の実施の形態と同様であるため、その説明を省略する。
一方、起動後、ブレード123が一定の回転速度に達するまでの過程において、あるいはブレード123が一定の回転速度で回転される定常回転時において、駆動ギア133と従動ギア147との間に右回りあるいは左回りの相対的な回転速度差が生じたとき、駆動ギア133は皿バネ165を加圧する方向あるいは皿バネ165から離れる方向へと軸方向に移動する。すなわち、バックラッシュによって生じるブレード軸143の回転速度の急速な変化は、従動ギア147のブレード軸143に対する軸方向の移動によって駆動ギア133とブレード軸143間で緩和される。その結果、ギア音、振動が低減されるとともに、ブレード123の回転速度変化が緩やかになり軸方向の振れが低減されて切断精度が向上する。
なお、電動モータ131に対する通電を停止したときは、モータブレーキによって、従動ギア147がブレード軸143に対して左回りに相対回転し、ロックナット167およびストッパプレート169によって規制される図示実線の初期位置に復帰される。
次に本発明の第4の実施形態につき図5を参照して説明する。図5は要部を示す断面図である。この第4の実施形態においては、振れ抑制機構として、第3の実施形態で説明した皿バネ165をスチールボール171に変更したものであって、従動ギア147の側面と固定リング163の側面との間に複数のスチールボール171が介在される構成とされる。なおスチールボール171は、従動ギア147の側面に形成された断面形状が半円弧状の環状溝171aによって転動可能に保持される。スチールボール171は、ブレード軸143に対する従動ギア147の軸方向の相対的な移動力に抵抗を付与するものであり、このスチールボール171が、本発明の請求項2における「緩衝部材」に対応する。なおその他については第3の実施形態と同様に構成される。
次に本発明の第5の実施形態につき図6を参照して説明する。図6は要部を示す断面図である。この第5の実施形態においては、振れ抑制機構として、従動ギア147をブレード軸143に対して軸方向に摺動時在に嵌合するとともに、当該従動ギア147の側面とブレード軸143に嵌着された固定リング163との間に圧縮コイルスプリング173を介在し、当該圧縮コイルスプリング173によって従動ギア147をブレード軸143に設けた抜け止用の止輪175に向って付勢する構成としている。すなわち、圧縮コイルスプリング173は、ブレード軸143に対する従動ギア147の軸方向の相対的な移動力に抵抗を付与するものであり、この圧縮コイルスプリング173が、本発明の請求項2における「緩衝部材」に対応する。なおこの実施形態では、ブレード軸143と従動ギア147との回り止めは、便宜上図示を省略するが、例えばスプラインによって行う。またこの実施の形態では、駆動ギア133と従動ギア147として、回転時に当該駆動ギア133と従動ギア147との相互間に軸方向(スラスト方向)の力が働く形態のギア、例えばヘリカルギアが用いられる。なおその他の構成については、前述した第1の実施の形態と同様であるため、その説明を省略する。
一方、起動後、ブレード123が一定の回転速度に達するまでの過程において、あるいはブレード123が一定の回転速度で回転される定常回転時において、駆動ギア133と従動ギア147との間に右回りあるいは左回りの相対的な回転速度差が生じたとき、駆動ギア133は圧縮コイルスプリング173の弾性変形あるいは復元力によって軸方向に移動する。すなわち、バックラッシュによって生じるブレード軸143の回転速度の急速な変化は、駆動ギア133とブレード軸143間において、従動ギア147のブレード軸143に対する圧縮コイルスプリング173を介しての軸方向の移動によって緩和される。その結果、ギア音、振動が低減されるとともに、ブレード123の回転速度変化が緩やかになり軸方向の振れが低減されて切断精度が向上する。
次に本発明の第6の実施形態につき図7を参照して説明する。図7は要部を示す断面図である。この第6の実施形態においては、振れ抑制機構として、第5の実施形態で説明した圧縮コイルスプリン173を皿バネ179に変更したものである。すなわち、皿バネ179はブレード軸143に対し軸方向に移動可能とされた従動ギア147と、ブレード軸143に嵌着された固定リング163との間に介在され、当該従動ギア147を抜け止用の止輪175に向って加圧する構成とされる。すなわち、皿バネ179は、ブレード軸143に対する従動ギア147の軸方向の相対的な移動力に抵抗を付与するものであり、この皿バネ179が本発明の請求項2における「緩衝部材」に対応する。またこの実施の形態では、駆動ギア133と従動ギア147には、回転時に当該駆動ギア133と従動ギア147との相互間に軸方向(スラスト方向)の力が働く形態のギア、例えばヘリカルギアが用いられる。なおその他の構成については、第5の実施形態と同様に構成される。
次に本発明の第7の実施形態につき図8および図9を参照して説明する。図8は要部を示す断面図であり、図9は図8のA矢視図である。この第7の実施形態においては、振れ抑制機構として、モータハウジング127の内側に、出力軸135を回転自在に支持する後部側(図示右側)のボールベアリング137を収容保持するベアリング収容部181aと、カーボンブラシ(導電片)185を保持するブラシホルダ部181bとを一体とするインナハウジング181を設けている。そしてインナハウジング181は出力軸135の軸方向に移動可能とされるとともに、当該インナハウジング181とモータハウジング137との間に介在された、スラスト方向の荷重を受けるゴム製あるいは軟質樹脂製の弾性体183によって支持されている。またこの実施の形態では、駆動ギア133と従動ギア147には、回転時に当該駆動ギア133と従動ギア147との相互間に軸方向(スラスト方向)の力が働く形態のギア、例えばヘリカルギアが用いられる。なお振れ止め機構を除く電動丸鋸101の全体構成については、前述した第1の実施形態と同様に構成される。なおリアハウジング127aはハウジング127にネジ(図示省略)によって固定されている。
一方、起動後、ブレード123が一定の回転速度に達するまでの過程において、あるいはブレード123が一定の回転速度で回転される定常回転時において、駆動ギア133と従動ギア147との間に右回りあるいは左回りの相対的な回転速度差が生じたとき、出力軸135は弾性体183の弾性変形あるいは復元力によって軸方向に移動する。すなわち、バックラッシュによって生じるブレード軸143の回転速度の急速な変化は、駆動ギア133とブレード軸143間において、出力軸135の弾性体183を介しての軸方向の移動によって緩和される。その結果、ギア音、振動が低減されるとともに、ブレード123の回転速度変化が緩やかになり軸方向の振れが低減されて切断精度が向上する。
111 ベース
111a 開口
121 丸鋸本体部
123 ブレード
125 ブレードケース
125a ギアハウジング
126 セーフティカバー
127 モータハウジング
129 ハンドグリップ
131 電動モータ
131a 回転子
131b 固定子
133 駆動ギア
135 出力軸
137 ボールベアリング
141 動力伝達機構部
143 ブレード軸
145 ボールベアリング
147 従動ギア
151 弾性リング
153 弾性リング
143a ブレード軸の小径部
143b キー溝
157 キー
159 トーションスプリング
161 ネジ
163 固定リング
165 皿バネ
167 ロックナット
169 ストッパプレート
171 スチールボール
173 圧縮コイルスプリング
175 止輪
179 皿バネ
181 インナハウジング
183 弾性体
185 カーボンブラシ
187 アーマチュア
Claims (2)
- 電動モータを介して回転される駆動側の回転軸に設けられた駆動ギアと、前記駆動側の回転軸に対して平行に配置された回転可能な従動側の回転軸と、前記従動側の回転軸に設けられて前記駆動ギアと噛み合う従動ギアと、前記従動側の回転軸に装着されるブレードと、を備えた電動丸鋸であって、
前記従動側の回転軸に対して前記従動ギアをネジの噛み合いにより周方向および軸方向に相対的に移動可能に嵌合するとともに、前記従動側の回転軸と前記従動ギアとの間に、前記ネジを介しての当該回転軸に対する当該従動ギアの周方向および軸方向の相対的な移動に抵抗を付与するスチールボールを設け、前記スチールボールによって前記駆動ギアと従動ギア間のバックラッシュに起因する前記従動側の回転軸に対する前記従動ギアの周方向および軸方向の相対的な移動を抑え、これにより前記バックラッシュによる前記ブレードの回転速度の急速な変化に伴う当該ブレードの振れを抑制するように構成したことを特徴とする電動丸鋸。 - 電動モータを収容するモータハウジングと、前記電動モータの出力軸に設けられた駆動ギアと、前記出力軸に対して平行に配置された回転可能な従動側の回転軸と、前記回転軸に設けられて前記駆動ギアと噛み合う従動ギアと、前記従動側の回転軸に装着されるブレードと、を備えた電動丸鋸であって、
前記モータハウジングの内側に、前記出力軸の一端を回転可能に支持するベアリングが収容されたインナハウジングを前記出力軸と共に当該出力軸の軸方向に移動可能に設け、当該インナハウジングと前記モータハウジングとの間に、前記出力軸に作用する軸方向の力を受ける弾性部材を設け、当該弾性部材によって前記駆動ギアと前記従動ギア間のバックラッシュに起因する前記インナハウジングの移動を抑え、これにより前記バックラッシュによる前記ブレードの回転速度の急速な変化に伴う当該ブレードの振れを抑制するように構成し、
前記インナハウジングは、カーボンブラシを一体に収容する構成としたことを特徴とする電動丸鋸。
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