JP5907666B2

JP5907666B2 - 往復動工具のための駆動機構

Info

Publication number: JP5907666B2
Application number: JP2011081440A
Authority: JP
Inventors: ブラッド・ホームズ; ジェイム・モレノ
Original assignee: ロバート・ボッシュ・トゥール・コーポレーション
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2011-04-01
Publication date: 2016-04-26
Anticipated expiration: 2031-04-01
Also published as: EP2374565A2; US20130055576A1; US9272347B2; EP2374565B1; US8307910B2; JP2011218551A; US20110247847A1; EP2374565A3

Description

本発明は、一般に動力手工具に関し、より詳細には動力往復動工具に関する。

サーベル鋸、比較的大きい往復動鋸など、電動の往復動工具は、通常、回転出力シャフトを有する電動機によって駆動される。回転運動が往復運動に変換されて、鋸刃などが往復動するように作動される。

糸鋸、サーベル鋸、並びに、比較的大きい往復動鋸など往復動工具は、通常、電動機の回転出力シャフトによって駆動される。こうした工具は、出力シャフトの回転運動を往復運動に変換する機構を有する。回転運動を往復運動に変換する機構のタイプの中には、当業者に周知の揺動板駆動機構が含まれる。

こうした往復動鋸の切断効率を上げる他に、往復動鋸の使用者が受ける振動を低減するために、長年にわたり多くの研究および開発が行われてきた。こうした目的を達成し、小型で使用に便利な鋸で鋸の摩擦および電力使用量を低減するための多大な努力もなされてきた。

本発明の実施形態は、往復動工具のための駆動装置を対象とし、この装置は、ハウジングと、ハウジング内に配置された回転可能な駆動シャフト組立体と、ハウジング内に配置されて往復運動する細長いスピンドルであって、切刃をスピンドルに取り付けるための前端部分および後部分を有するスピンドルと、スピンドルの前端部分を支持するためのハウジング内の前部軸受であって、スピンドルの軸受内の往復動および制限された角運動を可能にする前部軸受と、駆動シャフト組立体に連結された揺動駆動シャフト、揺動駆動シャフトから上方に延びる長手方向軸を有し交互の切断および復帰の行程中にスピンドルを全般的にスピンドルの長手方向に往復動させるための上方インターフェースを含む細長い腕部を備え、上方インターフェースが腕部をスピンドルに連結して、スピンドルの腕部に対する腕部の長手方向軸の方向の並進運動を阻止するが、スピンドルの３本の直交軸における回転運動を可能にする揺動駆動機構とを備える。

他の実施形態は、往復動工具のための駆動装置を対象とし、この装置は、ハウジングと、ハウジング内に配置された回転可能な駆動シャフト組立体と、ハウジング内に配置されてスピンドルの長手方向に往復運動する細長いスピンドルであって、切刃をスピンドルに取り付けるための前端部分および後部分を有するスピンドルと、スピンドルの前端部分を支持するためのハウジング内の前部軸受であって、スピンドルの軸受内の往復動および制限された角運動を可能にする前部軸受と、駆動シャフト組立体に連結された揺動駆動シャフト、揺動駆動シャフトから上方に延びる長手方向軸を有し交互の切断および復帰の行程中にスピンドルを全般的にスピンドルの長手方向に往復動させるためのスピンドルへの上方旋回連結部を含む細長い腕部を備え、上方旋回連結部がスピンドルの腕部に対する腕部の長手方向軸の方向の並進運動を阻止する揺動駆動機構と、スピンドルに対するインターフェースを有する上端部分、２つの間隔をおいて配置された側壁を有し、各側壁がカウンターウェイトに連結するためのカウンターウェイト旋回連結部を有する下端部分、および上端部分と下端部分の間に配置されたハウジングへのハウジング旋回連結部を有する細長い揺動体と、スピンドルの上方および両側に延びる主部分並びにカウンターウェイト旋回連結部まで下方に延びる側部分を有するカウンターウェイトと、カウンターウェイトおよびハウジングと関連して、カウンターウェイトを支持しながらスピンドルの運動に対して全般的に平行の方向のハウジング内でのカウンターウェイトの往復運動を可能にする支持構成とを含む。

他の実施形態は、往復動工具のための駆動装置を対象とし、この装置は、ハウジングと、ハウジング内に配置された回転可能な駆動シャフト組立体と、ハウジング内に配置されてスピンドルの長手方向に往復運動する細長いスピンドルであって、切刃をスピンドルに取り付けるための前端部分および後部分を有するスピンドルと、スピンドルの前端部分を支持するためのハウジング内の前部軸受であって、スピンドルの軸受内の往復動および制限された角運動を可能にする前部軸受と、駆動シャフト組立体に連結された揺動駆動シャフト、揺動駆動シャフトから上方に延びる長手方向軸を有し交互の切断および復帰の行程中にスピンドルを全般的にスピンドルの長手方向に往復動させるためのスピンドルへの上方旋回連結部を含む細長い腕部を備え、上方旋回連結部がスピンドルの腕部に対する腕部の長手方向軸の方向の並進運動を阻止する揺動駆動機構と、スピンドルに対するインターフェースを有する上端部分、２つの間隔をおいて配置された側壁を有し、各側壁がカウンターウェイトに連結するためのカウンターウェイト旋回連結部を有する下端部分、および上端部分と下端部分の間に配置されたハウジングへのハウジング旋回連結部を有する細長い揺動体と、スピンドルの上方および両側に延びる主部分、カウンターウェイト旋回連結部まで下方に延びる側部分、並びに各側部分の底部からの前方延長部を有するカウンターウェイトであって、カウンターウェイト旋回連結部が前方延長部に連結されるカウンターウェイトと、カウンターウェイトおよびハウジングと関連してカウンターウェイトを支持しながらスピンドルの運動に対して全般的に平行の方向のハウジング内でのカウンターウェイトの往復運動を可能にする支持構成であって、スピンドルの運動に対して全般的に平行の方向に方向付けられた各側部分内の細長い溝穴、ハウジング内に取り付けられ、各溝穴まで動作可能に延び、往復運動を可能にするピンを備える支持構成と、カウンターウェイトの往復動中にピンおよびカウンターウェイトを垂直方向に移動させるように構成された揺動駆動シャフト上のカム面であって、揺動駆動シャフトおよびカムの回転に応答してピンの垂直運動が可能になるようにピンの両端がハウジング内に取り付けられて、カウンターウェイトの弧状運動を生成し、スピンドルの弧状運動を相殺するカム面とを備える。

往復動鋸の駆動機構を示すために一部が除去された、本発明の第１の好ましい実施形態を示す斜視図である。往復動鋸の駆動機構の一部と共に駆動機構の一部だけを示す図１と同様の斜視図である。全般的に図２で示した駆動機構の中心線に沿って切り取られた断面図である。図２の破線で画定された平面に沿って切り取られた図２で示した駆動機構を示す断面図である。本発明の駆動機構を示すために一部が除去された本発明の第２の好ましい実施形態を示す斜視図である。図５で示した第２の好ましい実施形態の一部を示す側面図である。全般的に図６で示した駆動機構の中心線を通るように切り取られた断面図である。全般的に図６の線８−８に沿って切り取られた断面図である。本発明の駆動機構を示す、本発明の第３の好ましい実施形態の一部を示す斜視図である。図９で示した第３の好ましい実施形態を示す側面図である。全般的に図１０の線１１−１１に沿って切り取られた断面図である。本発明の駆動機構を示す、本発明の第４の好ましい実施形態を示す斜視図である。全般的に図１２で示した駆動機構の長さの中心線に沿って切り取られた断面図である。本発明の駆動機構を示すために一部が除去された、本発明の第５の好ましい実施形態を示す斜視図である。軌道制御機構がオン位置にあり、プランジャが完全に引き込まれた位置にあることを示す、全般的に図１４で示した駆動機構の中心線に沿って切り取られた断面図である。プランジャが図１５で示した引き込み位置ではなく、延長位置にあることを示す、全般的に図１５の線１６−１６に沿って切り取られた断面図である。プランジャが延長位置にあり、軌道制御機構がオフ位置にあることを示す、図１６で示した第５の好ましい実施形態を示す断面図である。軌道制御機構がオン位置にある、図１７と同様の断面図である。本発明の駆動機構を示すために一部が除去された、本発明の第６の好ましい実施形態を示す斜視図である。図１９で示した駆動機構を示す側面図である。全般的に図２０の線２１−２１に沿って切り取られた断面図である。本発明の駆動機構を示すために一部が除去された、本発明の第７の好ましい実施形態を示す斜視図である。図２２で示した本発明の第７の好ましい実施形態を示す側平面図である。全般的に図２３で示した実施形態の中心線に沿って切り取られた断面図である。全般的に図２３の線２５−２５に沿って切り取られた断面図である。本発明の駆動機構を示すために一部が除去され、軌道運動制御レバーがオフ位置にあることを示す、本発明の第８の好ましい実施形態を示す斜視図である。スピンドルが延長位置にあり、軌道制御レバーがオン位置にあることを示す、図２６で示した往復動鋸の駆動機構の中心線に沿って切り取られた側断面図である。スピンドルが引き込み位置にあり、軌道制御レバーがオフ位置にあることを示す、図２６で示した往復動鋸の駆動機構の中心線に沿って切り取られた側断面図である。全般的に図２８の線２９−２９に沿って切り取られた断面図である。スピンドルが引き込み位置にあり、軌道制御レバーがオン位置にあることを示す、図２６で示した往復動鋸の駆動機構の中心線に沿って切り取られた側断面図である。全般的に図３０の線３１−３１に沿って切り取られた断面図である。

本発明の幾つかの実施形態を本明細書に記載し、図面で示す。実施形態は全て、往復動鋸のスピンドルを往復動させるための揺動腕部機構を使用し、スピンドルが刃をスピンドル内に固定するための締付機構を有する、往復動鋸駆動機構を対象とする。実施形態は全て揺動板駆動装置を使用し、非常に効率的であり、小型かつ有効な設計を使用して動作する。全ての実施形態がその設計および構造にカウンターウェイトを使用することはないが、多くの実施形態では使用され、プランジャの往復運動によって生じる劣化が最小限に抑えられるように動作する。実施形態の多くは、互いに共通の構成要素を有し、差し支えない場合は、同じ参照番号が与えられる。様々な実施形態に関して構成要素に同じ参照番号が与えられた場合、こうした構成要素の機能が非常に似ていることが意図され、全ての実施形態に関して記載されないこともある。同等の構成要素に構造的相違が存在する場合は、構造的相違を示すためのプライム記号がその構成要素に与えられる。

本発明の好ましい実施形態は、往復動鋸など往復動工具のための往復動駆動機構であり、その全般的な大きさ、および形状は、現在市場に出ている鋸と同様である。本発明は、たとえば、サーベル鋸など他のタイプの工具、または揺動板駆動機構によって駆動され、回転出力シャフトを有する電動機によって動力が与えられる往復運動を有する他のタイプの工具にも適用可能である。

本発明の第１の実施形態は、揺動機構がその往復動中に刃の自動軌道運動を生成する、揺動板駆動機構によって駆動される小型の往復動鋸を対象とする。揺動板駆動シャフトとスピンドルの間の連結は、スピンドルが揺動腕部の長手方向に沿ってスピンドルに対して移動しない点で剛直な連結であり、したがって、スピンドルがスピンドルの往復動中に弧状（アーキング）運動に従うようにさせる。換言すれば、揺動駆動装置がその往復運動の際に移動するときに、連結部の運動によって、スピンドルを軌道運動と同様の弧状経路に従わせる。この軌道経路は、スピンドルが工具の前部から出るスピンドルの前部を固定する前部旋回軸受の位置と組み合わせた揺動腕部の弧状運動によって画定される。揺動腕部の端部をスピンドルに旋回式に連結しても、スピンドルは、全ての他の方向、すなわち揺動シャフトの長手方向以外の方向に回転することができる。この運動について図面、特に図１〜４に関連してさらに記載する。

図１〜４を参照すると、全般的に１０で示した往復動鋸は、全般的に１４で示した鼻部分を含むハウジング１２を有する。鼻部分１４は、ユーザが、全般的に１６で示したハンドルを片手で保持しながら、他方の手で鼻部分を保持することができるように外向きに広がる。工具を駆動する電動機２０を作動するためのトリガスイッチ１８がハンドル部分１６内に設けられる。鋸は、鼻端部１４にシュー２２を有し、鋸刃２４は刃締付機構２６に取り付けられ、刃締付機構２６は全般的に２８で示した細長いスピンドルの端部に取り付けられる。電動機２０は出力シャフト３４を有し、出力シャフト３４は、小歯車３６、およびシャフト３４に動作可能に取り付けられたファン部材３８を有する。歯車３６は比較的大きい歯車４０と係合し、歯車４０は、スピンドル２８を往復動させるように駆動する全般的に４２で示した揺動駆動機構に連結される。小歯車３６および歯車４０の歯は図を簡単にするために示していないが、当業者に周知の従来のものである。

より具体的には、揺動駆動機構４２は駆動シャフト４６を有し、駆動シャフト４６に歯車４０が取り付けられる。シャフトは、針軸受５０などで支持される端部、およびハウジング１２内に取り付けられた他の玉軸受５４で支持される反対側の端部を有する。理解されるように、電動機２０、歯車３６および４０、並びにシャフト４６がハウジング１２内に取り付けられる方法は、従来の方法であり、また当業者には周知であるため、詳細に示していない。

揺動駆動機構４２に関して、シャフト４６は、図３に最もよく示されており、破線６２で示したようにシャフト４６の軸に対して鋭角θに方向付けられた全般的に円筒形状の部分６０を有する。揺動駆動機構４２は、全般的に６４で示した細長い腕部を有する。腕部６４は玉軸受６６に取り付けられて、円筒形状部分６０に対して回転し、それによって、動作中にシャフト４６が回転されるときに、腕部６４が円筒形状部分６０に対して左右の方向に移動することができるようになる。

より具体的には、シャフト４６が回転されるときに、円筒形状部分６０の角度方向が変わり、揺動駆動機構４２の腕部６４が往復動するように、すなわち図２で示したように左に、かつ図３で示したように右に移動される。こうした動作は当業者に周知である。

図１〜４の全てで示したように、細長い腕部６４は、円筒形の孔７０を有する基部腕部分６８、玉軸受６６に隣接する高さまで実質的な距離だけ延びる上端７２からなる。孔７０は腕部アダプタ７４を受ける大きさであり、アダプタ７４は孔内にきっちり嵌るが、図
３の線７６で特定した中心軸の周りで回転運動することができる。アダプタ７４はピン７８によって基部腕部分６８に連結される。ピン７８は、ピン７８が中心線７６の周りで制限された程度に回転することができる大きさの基部腕部分６８内の適切な孔８２またはスロット内に嵌る。ピン７８は、好ましくは溝穴８２の幅内に中心を置き、ピン７８がアダプタ７４の軸７６の周りで両方向に回転することができるようになされる。アダプタが基部腕部分６８内で回転可能であることによって、スピンドル２８の往復運動によって生じる応力を除去することができる。

細長い腕部６４のスピンドル２８への剛直な連結は、アダプタ７４の上端部分を通って延びるピン８６とスピンドル２８の全般的に８４で示した右端部分内の適切な孔によって行われる。右端部分８４は、右端部分８４の頂部および底部に僅かに大きい径の部分、並びに凹部８８を有し、それによってアダプタをその中に挿入することができ、ピン８６がスピンドル２８とアダプタ７４の間で旋回運動することができるようになる。理解されるように、揺動駆動機構４２の往復運動の結果、細長い腕部６４がシャフト４６の軸線６２に対して回転される。したがって、それを制限しなければならない。この制限は、この実施形態では、図面で示した１対の円筒形ロッド９０によって与えられる。ロッドの１つが基部腕部分６８の両側に設けられ、ハウジング内に適切に取り付けられて、細長い腕部６４のこうした回転運動を阻止する。この点で、図１、２、および４で最もよく示されているように、円筒形ロッド９０は全般的に垂直方向に基部腕部分６８の湾曲面と接触し、それによって各ロッドと基部腕部分６８が単一点で接触することになり、摩擦が最小限に抑えられる。

シャフト４６の回転中、揺動駆動機構４２は、点９２で特定した円筒形状部分６０の中心の周りで有効に旋回して、剛直な旋回ピン８６が弧を通って移動し、揺動駆動機構４２がスピンドルを破線９４で与えたように移動させる。旋回ピン８６は図３で示したようにスピンドル内に中心を置くため、スピンドルはその往復移動中に垂直に移動して、ピン８６が線９４で特定した経路を通過するようになされる。スピンドルは、ハウジング１２の鼻部分１４に配置された軸受９６内で摺動可能であり、軸受９６はスピンドルの角度を変えることができるように同様の湾曲面に適切に取り付けられた球状外面９８を有する。

図３の考察によって理解されるように、前部軸受９６の左にある刃は、往復運動中に右端部分が持ち上げられる前に下方に移動する。理解されるように、切断運動は、全般的に、図３で示した完全に引き込められた位置に戻るときに行われ、刃が工作物などを通って正しく切断するように移動されるときに、後端８４が上方に移動され、それによって、刃をより攻撃的に工作物内に移動させる。それが望ましい特徴であり、こうした軌道運動の課題である。理解されるように、工作物との係合中に刃の角度を変えることは一般に軌道運動と呼ばれ、それによって復帰または切断範囲中により攻撃的な切断運動が行われるが、理解されるように、こうした特徴は全体が軌道的ではないが、同じ目的を達成する非線形の方法でもよい。前部軸受９６の球状面９８による、ハウジングと軸受の間の球面連結のために、軸受９６が３本の軸の全てにおいて自由に回転することができるようになる。

図１〜４で示した実施形態と同様の多くの特徴を有する第２の好ましい実施形態が図５〜８に示されている。第２の好ましい実施形態の主な相違はカウンターウェイトの追加である。カウンターウェイトは、往復動鋸機構との釣り合いをとり、振動を回避し、ユーザによる比較的滑らかな感触の操作を提供するものである。カウンターウェイトは、設計が小型であり、かつ図１の構成とほぼ同じ大きさであるように、設計に有効に組み込まれる。この設計は、スピンドルと揺動駆動機構の間の剛直な旋回連結部を使用し、それによって刃の往復動中に同じ軌道または非線形タイプの切断運動が行われるようにするものである。

図５〜８を参照すると、全般的に１００で示した実施形態は、全般的に１０２で示したカウンターウェイトを含む。カウンターウェイト１０２は、好ましくは鋼で作製され、プランジャおよびプランジャの駆動機構によって生成される力と釣り合う十分な質量を有する。カウンターウェイト１０２は、スピンドル２８を包囲して、カウンターウェイト１０２が動作中にスピンドルの重心の近くにカウンターウェイト１０２の重心を有するように設計かつ構成される。こうした構成によって振動が低減される。そのため、カウンターウェイト１０２は、側方部分１０６と組み合わされた頂部１０４を有する。側方部分１０６は、下方脚部分１１０と組み合わされる僅かに外向きに広がる移行部分１０８まで下方に延びる。図７および８で最もよく示されているように、厚さ
図５で示したように、下降側方部分１０６および移行部分１０８は、除去された切欠き部分１１２を有する。これは、重量を適切に分配するために行われ、望ましい釣り合いをとるために必要とされる必要な質量に応じて、こうした切欠き部分１１２を設けてもよく、または設けなくてもよい。下方脚部分１１０は、旋回コネクタ１１６を有する前方延長部１１４も有する。旋回コネクタ１１６は、全般的に１２０で示した揺れ腕（揺動体）に連結される。揺れ腕１２０はスピンドル２８にも連結され、カウンターウェイト１０２をスピンドル２８の運動と反対方向に往復動させるように動作する。

揺れ腕１２０は、軸受（図示せず）内に乗る旋回ピン１２２を有し、揺れ腕１２０は、動作中にピン１２２の周りで旋回する。揺れ腕１２０は、球状玉端部１２６内で終端する上方腕部分１２４を有する。球状玉端部１２６は円筒形の孔１２８内に乗り、円筒形の孔１２８はスピンドル２８の厚くなされた頂部１３０内に配置される。上方腕部分１２４は、スピンドル２８の往復動中にプランジャの底部にある適切な開口部１３２を通って延びる。腕部６４とスピンドル２８の間の剛直な連結部８６のため、スピンドルはスピンドルの往復動中に垂直に移動し、それによって動作中に玉１２６と円筒形の開口部１２８の間に幾らかの相対運動がある。さらに旋回運動もあり、玉は旋回するだけでなく、円筒形の孔１２８内で摺動する。揺れ腕１２０は、カウンターウェイト１０２の前方延長部１１４に連結される下方延長部１３４も有する。これは旋回連結部１１６によって行われる。旋回連結部１２２と１１６の間の距離と比較した旋回連結部１２２と玉１２６の間の相対距離は、カウンターウェイトがスピンドル２８の切断および復帰の行程中に移動する運動量を決定する。こうした距離を、カウンターウェイトの質量、揺動駆動機構およびスピンドルの動力によって変えることができ、この考察によって、所望の振動の低減が行われるように最適化することができる。こうした分析は、工具設計の当業者に周知である。

カウンターウェイト１０２はハウジング内に取り付けられ、１対の全般的に水平に方向付けられた軸受１３６によって支持される。軸受１３６はハウジング内に押し込められることが好ましいが、図面に示していない。軸受１３６は、底面１３８および対向する傾斜面１４０によって画定される凹部を有する。凹部は、少なくともカウンターウェイト１０２に与えられる移動の長さだけ延び、凹部は関連する回転する玉１４２と協働する。玉１４２は、傾斜面１４０と接触するが、底面１３８と接触しない大きさである。玉１４２は下方右部分１１０内の相補的な対の径斜面１４４とも接触する。こうした面１４４は、下方の長さ１１０の厚さ全体を通って延びる開口部１４６内で終端する。この連結によって、カウンターウェイトをハウジングに対して所望の経路に沿って移動させ、非常に効率よく支持することができる。この点で、軸受１３６が、まっすぐで実質的に水平に方向付けられた凹部を有するところが図に示されている。しかし理解されるように、往復動中はカウンターウェイトの垂直位置を変える角度に方向付けることができる。さらに、凹部はその長さに沿って湾曲し、こうした往復動中に垂直運動の所望の形状を与えて、スピンドルの運動の平衡をとり、または換言すれば、動作中にスピンドルによって生成される振動をカウンターウェイトによって最適に低減することができる。

この連結は、前部ハウジング内に押し込められた軸受１３６によって捕獲される２つの回転する玉１４２を使用する。玉１４２は、軸受１３６内の２つの面取りされた面１４０によって捕獲される。面取り面１４０は、底面１３８に対して好ましくは４５°未満に方向付けられ、玉１４２が全方向に自由に回転し、軸受と単一縁部との接触によって２点で接触することができるようにする。カウンターウェイト１０２は、接触平面からやはり４５°未満のＶ溝付き傾斜面１４４も有し、それによって、カウンターウェイトが前後に移動するときに、回転する玉が溝内で回転することができるようにする。この連結によって、カウンターウェイトが全方向に回転することができるようになり、この連結は、カウンターウェイトが摩擦を低減して前後に移動するための効率のよい方法である。明らかなように、この接触システムは、また、カウンターウェイトが左右の方向に移動しないように抑制するものである。

図６〜８で示した第２の好ましい実施形態と非常によく似た第３の好ましい実施形態が図９〜１１に示されている。図９〜１１で示した実施形態の構成要素の大部分は図６〜８で示した第２の好ましい実施形態で示した構成要素と同一であるため、図９〜１１で示した構成要素の大部分に参照番号を与えていない。しかし、その相違について論じるが、それらは全般的にカウンターウェイト１０２’の支持に関連する。より具体的には、カウンターウェイト１０２’は、カウンターウェイト１０２’の下方脚１１０内に配置された１対の水平に方向付けられた細長い溝穴１５０を有し、水平の溝穴１５０の長さは、揺動駆動機構４２によって行われるカウンターウェイト１０２’の移動の長さに全般的に相当する。カウンターウェイト１０２’は水平シャフト１５２を有する。シャフト１５２は、両側の１１０の間に延び、針軸受１５４内にジャーナル式に受けられる。針軸受１５４は、ハウジング１２（図示せず）内の適切な凹部内に取り付けられた針軸受１５４の外側ブレースを有する。針軸受は、シャフト１５２が針軸受１５４内で回転して、カウンターウェイト１０２’による往復運動中に、シャフト１５２が溝穴１５０内で自由に回転することができるようにする。

理解されるように、溝穴１５０の幅は、シャフトが脚部分１１０と同延する位置でシャフト１５２の直径と概ね等しくなければならず、図１１で示したように、カウンターウェイトの移動中に摩擦を低減するため、シャフト１５２と溝穴１５０の上面との間の全般的に点接触を行うために、シャフト１５２は僅かに球形状の***部を有し、そこでシャフト１５２がカウンターウェイト１０２’と接触する。

本発明の第４の好ましい実施形態が図１２および１３に示されているが、こうした実施形態は、図１〜４、並びに図９〜１１の実施形態と共通の構成要素を有するため、実施形態の全ての構成要素を与えていない。図１２および１３で示した実施形態は、揺れ腕１２０’を有する。揺れ腕１２０’は、図９〜１１の実施形態で示した揺れ腕１２０と同様であるが、本明細書で以下に記載する相違を有する。同様に、カウンターウェイト１０２”が設けられ、カウンターウェイト１０２”とカウンターウェイト１０２およびカウンターウェイト１０２’の相違も特定される。図１２および１３の実施形態のかなり大きい相違は、ハウジング１２（図示せず）内に適切に固定され、カウンターウェイト１０２”が完全な復帰および切断行程にわたり往復動することができる十分な長さを有する１対のロッド１６０にカウンターウェイト１０２”が支持され、往復動することである。ロッド１６０の外径は、カウンターウェイト１０２”の頂部側方部分１０６’の拡大部分に取り付けられた軸受１６２の内径よりも僅かに小さい寸法である。

図１２から明らかなように、下方脚部分１１０’は、図９〜１１の実施形態、または図５〜８で示した実施形態に存在する水平の溝穴を持たない。カウンターウェイトは、揺れ腕１２０’との内部連結によって往復動するときに旋回しないため、前方延長部１１４’の相互連結は、往復運動中に旋回連結部が垂直運動して、揺れ腕の垂直運動に対応することができるように設計される。この点で、前方延長部１１４’は、垂直方向に方向付けられた細長い溝穴１６４を有し、揺れ腕１２０’の下方部分は固定ピン１６６を有する。ピン１６６は、溝穴１６４の幅よりも概ね僅かに小さい寸法であり、揺れ腕が旋回ピン１２２の周りで旋回運動中に、ピンが溝穴内の上下に乗ることができるようになされる。揺れ腕１２０の上端とスピンドル２８’の相互連結は、図７で最もよく示されている円筒形開口部１２８内に乗る玉端部１２６を使用する図５〜８の実施形態で示したものとは僅かに異なる。

図１２および１３の実施形態では、スピンドル２８’の拡大部分１６８は、スピンドル２８’の両方の側壁を通って延びる垂直の溝穴１７０を有し、上方部分１２４’は間隔をおいて配置された腕部分１２４’の間に延びるピン１７２を有する。揺動駆動機構４２は、揺動駆動機構４２とスピンドル２８’の固定連結部を有するため、揺動駆動機構４２は交互に上昇され、下降されて、図１〜４で示した実施形態に関して記載した、特に図３で示した弧９４に関して記載した経路に従う。スピンドル２８’の往復動中のスピンドルの垂直方向の運動
幾つかの他の実施形態と共通の特徴を有する第５の好ましい実施形態が図１４〜１８に示されており、以下に概説する。構造および機能が他の好ましい実施形態のものと実質的に同様の場合、共通の特徴の詳細な部品の参照番号が省略されている。そうでない場合は、こうした構造の参照番号は特定される。

図１４〜１８で示した第５の好ましい実施形態は、図５〜８の第２の好ましい実施形態で示したものと実質的に同様のカウンターウェイト１０２を有するが、下に記載する僅かな変更を有する。カウンターウェイト１０２は、前方揺れ腕１２０によって駆動される。揺れ腕１２０も、スピンドル２８”の円筒形開口部１２８内に乗る揺れ腕１２０の上端にある球状玉構造１２６を有する点で、図５〜８で示したものと実質的に同様である。

この実施形態は、図１〜５の実施形態で示した運動と同様の軌道または非線形運動を有するが、軌道オンおよびオフのレバー機構１８０によって作動および停止される追加の能力を有する。レバー機構１８０は細長いロッド１８２を備え、ロッド１８２は、全般的に１９０で示した旋回可能な保持軸受と選択的に係合する平坦部分１８４を有して、スピンドル２８”の往復動中に軸受１９０の旋回運動を選択的に可能かつ不可能にする。レバー機構１８０は、操作者が望む通りに軌道運動を作動（ターンオン）および停止（オフ）するように回転させることができるハンドル１９２を有する。保持軸受１９０は、図面で示したように、ハウジング１２（図示せず）内に適切に固定された旋回ピン１９６によって旋回式に連結された右端部分１９４を有する。軸受１９０は、スピンドル２８”上の拡大球状端部２００を保持するように構成された比較的大きい円筒形開口部１９８を有する。

円筒形開口部１９８の長さは、スピンドルがその完全な切断および復帰の行程にわたり乗ることができる十分な長さである。保持軸受の下方壁は、全般的に２０２で示した切欠き領域を有し、それによって揺動駆動機構４２’がスピンドル２８”をその完全な行程にわたり案内することができるようになる。図１７および１８で示したように、スピンドルは完全に延長されており、図１５では、実質的に完全に引き込められたところが示されており、その場合、球状端部２００が円筒形開口部１９８の右端近くに存在する。

刃の軌道運動はスピンドル２８”によって行われる。球状端部２００の垂直運動は、保持軸受１９０が旋回ピン１９６の周りで旋回することによって行われる。旋回運動は、保持軸受１９０の下方延長部２０６と係合するカム部材２０４の相互作用によって行われる。カムは、往復動中のスピンドル２８”の切断および復帰の行程中の球状端部２００の所望の垂直の変化を与えるように設計される。こうした所望の運動は、カムの形状の関数であり、機械的設計技術の当業者のレベル内である。

スピンドル２８”の軌道運動が保持軸受１９０上のカム部材２０４の動作によって行われるため、揺動駆動機構４２が、図１〜４、特に図３で示した揺動駆動機構４２と比較して変更される。変更には、アダプタ７４の基部腕部分６８に対する線７６の方向の軸方向の動きを阻止するピン７８の除去が含まれる。したがって、図１４〜１８で示した構成では、アダプタ７４がピン８６によってスピンドル２８”に連結され、それは剛直な旋回式連結であり、それによって、アダプタ７４が基部腕部６８に対して運動することになる。

軌道オンおよびオフレバー機構１８０が図１７で示したように位置付けられた場合、下方延長部２０６の端部と隣接するカム部材２０４の外面との間隙から明らかなように、保持軸受が下方の方向に旋回するのが阻止される。図１８で示したように、軌道レバー機構１８０がオン位置に配置された場合に、保持軸受１９０がカム部材２０４によって下方の位置に旋回したところが示されている。カウンターウェイト１０２は、図５〜８で示した実施形態に関して記載したのと同じ方法で動作する軸受１３６によって支持される。

第６の好ましい実施形態が図１９〜２２に示されている。この実施形態は、図１４〜１８の実施形態に関して図で示し記載したのと実質的に同様の揺れ腕１２０によって駆動されるカウンターウェイト１０２を含む、前記の他の実施形態と実質的に同様の多くの構成要素を有し、やはりこれらの図で示し記載した細長い腕部６４を含む図１〜４で示したものと実質的に同様の揺動駆動機構４２を有する。スピンドルは、図１〜４の実施形態に関して記載したように、非線形の弧を通るように駆動されるが、第６の好ましい実施形態は、スピンドルが前後に往復動されるときに、カウンターウェイト１０２自体が垂直に移動されるようにカウンターウェイトが取り付けられ駆動されるように変更されたカウンターウェイト１０２を有する。この運動は、カウンターウェイトの動きを同期させて、カウンターウェイトの位置をプランジャシャフトの軌道運動の位置と合うように最適化することによって行われる。

この運動によって、垂直方向の機構の振動が有効に低減される。これは、各下方脚部分１１０上の水平の溝穴１５０内に嵌る水平シャフト１５２’を設けることによって行われる。シャフト１５２’は、シャフトが各脚の両側に配置された僅かに小さい寸法の環状溝２１０を有し、その溝２１０内にＣクリップ２１２が取り付けられて、シャフト１５２がカウンターウェイトに対して中心に維持されるようにする以外は、図９〜１１で示した構成のシャフト１５２に関して図で示し記載したものと同様である。シャフト１５２’の外端は、シャフト１５２’の外端部分の外径よりも僅かに大きい幅を有する垂直の軸受２１４を有する細長いＣクリップ２１２に固定されて、シャフトが軸受２１４内で垂直に移動することができるようになされる。溝穴２１６が軸受２１４内に設けられ、ばね２１８を含み、シャフト１５２’を下方に偏倚させて、シャフトの中心が駆動シャフト４６上に取り付けられたカム部材２２０と接触状態に維持されるようにする。軸受２１４は、ハウジング１２（図示せず）内に適切に取り付けられる。上記のように、シャフト１５２’とカウンターウェイト１０２がスピンドル２８”およびカウンターウェイト１０２の往復動中に垂直に移動するようにカム部材面２２０の構成を同期させて、こうした往復動中にカウンターウェイトの位置を最適化し、２つの構成要素の動きがマッチして、機構の垂直方向の振動が低減されるようにする。

第７の好ましい実施形態が図２２〜２５に示されている。この実施形態は、揺動駆動機構４２、揺れ腕１２０、スピンドル２８”、およびカウンターウェイト１０２に関して図２０〜２２で示した構成と非常に似ており、後者は変更された機構によって支持される。この変更は、水平シャフト１５２”に関する。シャフト１５２”は、カウンターウェイト１０２の下方脚１１０と同じインターフェースをとるが、外端が脚１１０の外面を大幅に超えて延びることがなく、したがって設計を小型にする一助となる。水平シャフト１５２は、連接部材２２４の円筒形開口部２２２内に固定される。連接部材２２４はカウンターウェイト１０２の底面の下に下方に延び、垂直に方向付けられた軸受２２６内に取り付けられる。軸受２２６内に玉２２８が設けられ、玉２２８は連接部材２２４内に設けられた垂直チャネル２３０内に乗る。連接部材は、カム部材２３４の外径よりも僅かに大きい垂直の寸法を有する水平の溝穴２３２を有し、溝穴２３２は、駆動シャフト４６内に機械加工される。カム部材は、ハウジング１２（図示せず）内に適切に取り付けられた軸受２２６に対して、連接部材２２４を垂直に移動させる。別法として、水平シャフト１５２を連接部材２２４内に固定して、シャフト１５２が回転せず、または円筒形開口部２２２内で回転可能であり、あるいは適切な軸受に固定して、シャフト１５２が連接部材２２４内で連接部材２２４の全長と接触する場合に、自由に回転するようになされる。図１９〜２１で示した実施形態のように、カム面を、カウンターウェイト１０２が往復動中に垂直に移動して、スピンドルおよび揺動駆動機構４２の運動に対して平衡を保ち、往復動鋸の動作中に生成される振動を最小限に抑えるように設計することができる。

第８の好ましい実施形態が図２６〜３１に示されており、この実施形態は、特に図１４〜１８で示した実施形態と概して同様であり、やはり幾つかの他の実施形態と共通の構成要素を有する。構造および機能が他の好ましい実施形態のものと実質的に同様であり、こうした実施形態に関してすでに記載されている場合、共通の特徴の詳細な部品の参照番号が省略されている。特徴が図１４〜１８で示した実施形態に関する上記のものと僅かに異なる場合、その相違を示すために僅かに異なる番号が与えられる。

図２６〜３１で示した第８の好ましい実施形態は、図１４〜１８の好ましい実施形態で示したものと実質的に同様のカウンターウェイト１０２を有する。カウンターウェイト１０２は、スピンドル２８”の円筒形開口部１２８内に乗る揺れ腕１２０の上端にある球状玉構造１２６を有する点で、図５〜８で示したものとやはり実質的に同様の前方揺れ腕１２０によって駆動される。

この実施形態は、細長いロッド１８２’を備える軌道オンおよびオフのレバー機構１８０’によって作動および停止することができる非線形運動能力を有する。ロッド１８２’は、長円形または楕円形の断面、すなわち、長軸および短軸を有する断面のカム面構成を有し、そのカム面が、全般的に１９０で示した、旋回ピン１９１の周りで旋回する保持軸受の外側下方面と係合して、スピンドル２８”の往復動中に旋回ピン１９１に対する軸受１９０の中心軸の角度を選択的に位置付ける。レバー機構１８０’はハンドル１９２を有し、操作者がハンドル１９２を回転させて、軸受を保持する角度を制御し、それによって望む通りに非線形の歯の運動動作を制御することができるようになされる。

この点で、図２８を参照すると、後部球状端部２００は、保持軸受１９０の円筒形室１９８内に乗る。保持軸受１９０は、図２８および３０では引き込み位置にあり、図２７では前方に延長された位置にあることが示されている。理解されるように、スピンドル２８”は、細長い腕部６４によって駆動されることによって往復動し、球状端部２００も、旋回ピン１９１に対する保持軸受１９０の角度位置の関数として、こうした往復動中に垂直方向に選択的に移動される。

円筒形室１９８の中心軸（かつ、したがって、軸受１９０自体の中心軸）は好ましくは水平であり、スピンドル２８’は完全に水平に移動され、その水平位置では、スピンドル２８”の自由端に取り付けられた刃に与えられる非線形、すなわち垂直の運動が存在しない。こうした水平位置が図２６および２８に示されており、ハンドル１９２が垂直に方向付けられ、細長いロッドのカム面１８２’はその長軸が垂直に方向付けられて、保持軸受１９０を真または概ねの水平位置に移動させる。しかし、図１４で示した実施形態のレバー１８０で示したように、ハンドル１９２が比較的水平の位置に９０°回転されると、保持軸受１９０の軸は、図２７および３０で示したように、前方に下方に角度が付けられる。

保持軸受１９０が、図２７および３０で示したように下方に角度が付けられるように位置付けられると、球状端部２００は、スピンドル２８”が左に向かって、または延長位置に移動されるときに下方に移動し、それによって、スピンドル２８”が刃と端部２００の間に配置された軸受９６によって拘束されるため、刃が下方に移動される。球状端部が完全に延長した位置から右に向かって完全に引き込められた位置に移動するときに、球状端部２００が移動中に上方に移動されるため、刃が下方に移動される。

刃の上昇のこうした変化によって、鋸刃が工作物とより攻撃的に係合し、それによって、切断される材料のタイプに応じて、切断を促進することができる。理解されるように、こうした非線形運動により、刃が湾曲した経路を移動することになるが、刃は、切断行程、並びに復帰行程中に同一の線に従う。それは大抵の従来技術の丸のこの設計による刃によって通過される真の軌道経路ではない。

理解されるように、カム面１８２’による運動量によって、単に１ミリメートルなど小さい距離だけ保持軸受１９０の外面上でカムの外面１８２’が上昇する変化が生じる。この点で、図２７、２８、および３０では、細長いロッドのカム面１８２’の実際の形状が誇張されている。図１４〜１８の実施形態の記載から明らかなように、スピンドル２８”の球状端部２００は、円筒形室１９８内で障害なく移動することができる。なぜなら、腕部アダプタ７４が、スピンドル２８”を駆動する細長い腕部６４の基部腕部分６８内で軸方向に調節可能だからである。

本発明の様々な実施形態を図で示し記載したが、理解されるように、他の修正形態、代替形態、および変更形態が当業者には明らかである。こうした修正形態、代替形態、および変更形態を、本発明の精神および範囲から逸脱することなく作製することができる。

本発明の様々な特徴を以下の特許請求の範囲に記載する。

１０往復動鋸
１２ハウジング
１４鼻部分
１６、１９２ハンドル
１８トリガスイッチ
２０電動機
２２シュー
２４鋸刃
２６刃締付機構
２８スピンドル
３４出力シャフト
３６、４０歯車
３８ファン部材
４２揺動駆動機構
４６駆動シャフト
５０針軸受
５４、６６玉軸受
６０円筒形状部分
６４腕部
６８基部腕部分
７０、８０、１２８孔
７２腕部の上端
７４腕部アダプタ
７８、８６、１２２、１６６、１９１、１９６ピン
８２溝穴
８８凹部
９０、１８２ロッド
９６、１３６、１６２、１９０、２１４、２２６軸受
９８球状外面
１０２カウンターウェイト
１０４、１３０頂部部分
１０６側部部分
１０８移行部分
１１０下方脚部分
１１２、１５０、１６０、１６４、１７０、２０２、２１６、２３２切欠き
１１４前部延長部
１１６旋回コネクタ
１２０揺れ腕
１２４上方腕部分
１２６球状玉端部
１３２、１４６、１９８、２２２開口部
１３４、２０６下方延長部
１３８底面
１４０、１４４傾斜面
１４２玉
１５２シャフト
１６８拡大部分
１８０軌道オンおよびオフレバー機構
１８４平坦部分
１９４右端部分
２００球状端部部分
２０４、２２０、２３４カム部材
２１０溝
２１２Ｃクリップ
２１８ばね
２２４連接部材

Claims

往復動工具のための駆動装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置された回転可能な出力シャフトと、
前記ハウジング内に配置されて往復動する細長いスピンドルであって、切刃を前記スピンドルに取り付けるための前端部分および後部分を有するスピンドルと、
前記スピンドルの前記前端部分を支持するための前記ハウジング内の前部軸受であって、前記前部軸受が、前記スピンドルの前記前部軸受内の往復動および制限された角運動を可能にする、前部軸受と、
前記出力シャフトに連結された揺動駆動シャフト、および前記揺動駆動シャフトから上方に延びる長手方向軸を有する細長い腕部を備える揺動駆動機構であって、切断および復帰の行程を交互に行う間に、前記スピンドルを前記スピンドルの長手方向に往復動させるための上方インターフェースを含む、揺動駆動機構とを備え、
前記上方インターフェースは、前記スピンドルの前記腕部に対する前記腕部の長手方向軸の方向の並進運動を阻止するように、前記腕部を前記スピンドルに連結し、それによって前記前端部分に取り付けられた切刃を、前記切断および復帰の行程で弧状経路を通るように移動させ、
前記上方インターフェースは、前記腕部の前記長手方向軸の周りの、前記腕部に対する制限された回転運動のために構成され、また、前記腕部に対する前記長手方向軸に沿う軸方向運動が防止されるように構成される、駆動装置。
前記上方インターフェースが、前記腕部および前記スピンドルに両端部分で第１および第２の旋回連結部によって連結されるように構成されたアダプタを備え、前記旋回連結部が互いに垂直に方向付けられ、前記アダプタと前記腕部の間の前記第１の連結部が前記スピンドルの左右の旋回運動を可能にし、前記アダプタと前記スピンドルの間の前記第２の連結部が前記スピンドルの長手方向の前記スピンドルの往復運動を可能にする、請求項１に記載の駆動装置。
前記腕部が、前記アダプタを受けるように構成された凹部を有する上端部分を有し、前記アダプタが、長手方向軸を有する円筒形状を有し、前記凹部内に嵌る大きさであり、前記長手方向軸の周りで回転可能である、請求項２に記載の駆動装置。
前記第１の旋回連結部が、前記アダプタと前記腕部を相互連結する第１のピンを備え、前記第１のピンが前記スピンドルの長手方向に方向付けられ、それによって前記スピンドルの前記左右の旋回運動が可能になる、請求項３に記載の駆動装置。
前記第２の旋回連結部が、前記アダプタと前記スピンドルを相互連結する第２のピンを備え、前記第２のピンが前記アダプタの長手方向軸に対して垂直に、かつ前記第１のピンに対して垂直に方向付けられる、請求項４に記載の駆動装置。
前記腕部が、前記第１のピンがその中に位置付けられた少なくとも１つの細長い溝穴を有し、前記溝穴が、前記腕部内の所定の角度の弧を通る前記アダプタの長手方向軸の周りの前記アダプタの回転を可能にし、前記腕部の軸の方向の前記腕部内の前記アダプタの移動を阻止する、請求項５に記載の駆動装置。
前記腕部の前記揺動駆動シャフトに対する角運動を制限するため、前記腕部の両側で前記ハウジング内に固定される細長いロッドのペアを有し、前記細長いロッドは、前記スピンドルの往復動の間に前記腕部の垂直位置を維持するように、前記腕部にスライド可能に接触する、請求項１に記載の駆動装置。