(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源と、被加工材を切断するべく回転駆動される鋸刃と、前記動力源と前記鋸刃との間に介在して前記鋸刃の回転速度を可変とする変速機構を有する丸鋸であって、
前記変速機構は、前記鋸刃による被加工材の最小切り込み深さに基づいて規定される最小トルクと、前記鋸刃による被加工材の最大切り込み深さに基づいて規定される最大トルクとの間の通常使用トルク範囲における前記鋸刃の出力特性ないし効率特性に関し、前記最小トルクと前記最大トルクとの間の中間トルクを下回るトルク領域にて少なくとも１つのピークを有する略山形の第１の特性曲線を形成する第１の設定モードと、前記中間トルクを上回るトルク領域にて少なくとも１つのピークを有する略山形の第２の特性曲線を形成する第２の設定モードを含む構成であり、
前記鋸刃に作用するトルクを検知する検知機構を備え、
前記変速機構は、前記検知機構によって検知された検知トルクに基づき、当該検知トルクが前記中間トルクを上回った場合に前記第１の設定モードから前記第２の設定モードへと切り替わる構成であることを特徴とする丸鋸。
【請求項２】
請求項１に記載の丸鋸であって、
前記変速機構は、前記第１の設定モードにおける前記第１の特性曲線のピークに対応する第１トルクと、前記第２の設定モードにおける前記第２の特性曲線のピークに対応する第２トルクとに関し、前記第１トルクに対する前記第２トルクの比率が１．５〜２．５とされた構成であることを特徴とする丸鋸。
【請求項３】
請求項１に記載の丸鋸であって、
前記変速機構は、前記第１の設定モード時に前記動力源によって駆動される入力軸のトルクを前記鋸刃の出力軸に伝達する第１の動力伝達経路と、前記第２の設定モード時に前記入力軸のトルクを前記出力軸に伝達する第２の動力伝達経路を有し、
前記第１の動力伝達経路は、前記入力軸に接続される第１の駆動ギアと、前記第１の駆動ギアに噛み合い係合するとともに前記出力軸に接続される第１の被動ギアを含み、
前記第２の動力伝達経路は、前記入力軸に接続される第２の駆動ギアと、前記第２の駆動ギアに噛み合い係合するとともに前記出力軸に接続される第２の被動ギアを含み、
前記第１の駆動ギアに対する前記第１の被動ギアの第１ギア比と、前記第２の駆動ギアに対する前記第２の被動ギアの第２ギア比とに関し、前記第１ギア比に対する前記第２ギア比の比率が１．５〜２．５とされた構成であることを特徴とする丸鋸。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の丸鋸であって、
前記変速機構は、前記検知トルクが前記中間トルクを下回った場合に前記第２の設定モードから前記第１の設定モードへと切り替わる構成であることを特徴とする丸鋸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工材の切断作業を行なう丸鋸の構築技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
被加工材の切断作業を行なう丸鋸は、例えば、特願平０１−９９７１４号公報（特許文献１）に開示されている。この特許文献１に記載の丸鋸は、被加工材の切断面積等に応じて鋸刃の切断速度を変化させる可能性を有するが、被加工材の切断作業を行なうこの種の丸鋸の設計に際しては、実際の切断作業に応じて鋸刃の切断速度を円滑に制御可能とし、以って切断作業の円滑化向上を図る技術が要請される。
【特許文献１】特願平０１−９９７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、被加工材の切断作業を行なう丸鋸において、鋸刃の切断速度を円滑に制御可能とすることで切断作業の円滑化向上に資する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を達成するため、本発明に係る丸鋸は、動力源と、被加工材を切断するべく回転駆動される鋸刃と、動力源と鋸刃との間に介在して鋸刃の回転速度を可変とする変速機構を少なくとも備える。ここでいう「丸鋸」としては、回転運動する鋸刃によって被加工材の切断作業を行なう木工用、金工用、窯業用或いはプラスチック用の丸鋸を好適に用いることができ、可搬式の丸鋸或いは卓上式の丸鋸等がここでいう「丸鋸」に包含される。また、ここでいう「鋸刃」には、チップソー、ノコ刃、切断砥石、ダイヤモンドホイール等が広く包含される。また、ここでいう「動力源」として、典型的には、電動モータがこれに該当するが、電動モータ以外のエアーモータ、エンジン等の原動機が好適に包含される。
【０００５】
本発明では特に変速機構が、第１の設定モード及び第２の設定モードを少なくとも含む構成とされる。第１の設定モードは、最小トルクと最大トルクとの間の通常使用トルク範囲における鋸刃の出力特性ないし効率特性に関し、最小トルクと最大トルクとの間の中間トルクを下回るトルク領域にて少なくとも１つのピークを有する略山形の第１の特性曲線を形成する設定モードとされる。第２の設定モードは、最小トルクと最大トルクとの間の通常使用トルク範囲における鋸刃の出力特性ないし効率特性に関し、最小トルクと最大トルクとの間の中間トルクを上回るトルク領域にて少なくとも１つのピークを有する略山形の第２の特性曲線を形成する設定モードとされる。最小トルクは、典型的には鋸刃による被加工材の最小切り込み深さに基づいて規定されるトルクとされ、最大トルクは、典型的には鋸刃による被加工材の最大切り込み深さに基づいて規定されるトルクとされる。なお、被加工材の切り込み深さに限らず、被加工材の材種や被加工材の切り方（直角切り、傾斜切り等）などに基づいてトルクが規定されてもよい。
鋸刃に作用するトルクを検知する検知機構を備える構成であるのが好ましい。ここでいう「検知機構」には、バネ等による機械的な検知機構、或いはトルクを連続的或いは断続的に検出するセンサ等による電気的な検知機構などが広く包含される。この構成において、前記の変速機構は、検知機構によって検知された検知トルクに基づき、当該検知トルクが中間トルクを上回った場合に第１の設定モードから第２の設定モードへと切り替わる構成とされる。
【０００６】
本発明に係る丸鋸のこのような構成によれば、第１の設定モード及び第２の設定モードを少なくとも含む変速機構を採用することによって、切断作業時に生じる負荷トルクの変動に対応して円滑に切断作業を遂行することが可能となる。２つの設定モードのうちのいずれか一方の設定モードのみに設定された変速機構と比較した場合、出力及び効率を高いレベルで安定化させることが可能となり、特に軽負荷時での第１の設定モードにおいては鋸刃の回転速度を高めることが可能となる一方、重負荷時での第２の設定モードにおいては高トルクに設定可能となる。
また、第１の設定モードと第２の設定モードとの間の切り替えを作業負荷に応じて自動で行なうことができるため合理的である。
【０００７】
また、本発明に係る更なる形態の丸鋸では、前記の変速機構は、第１の設定モードにおける第１の特性曲線のピークに対応する第１トルクと、第２の設定モードにおける第２の特性曲線のピークに対応する第２トルクとに関し、第１トルクに対する第２トルクの比率が１．５〜２．５とされた構成であるのが好ましい。このような構成によれば、実用的に変速動作の円滑性の高い変速機構を構成することが可能となる。
【０００８】
また、本発明に係る更なる形態の丸鋸では、前記の変速機構は、第１の動力伝達経路及び第２の動力伝達経路を有する。第１の動力伝達経路は、第１の設定モード時に動力源によって駆動される入力軸のトルクを鋸刃の出力軸に伝達する動力伝達経路として構成され、入力軸に接続される第１の駆動ギアと、第１の駆動ギアに噛み合い係合するとともに出力軸に接続される第１の被動ギアを含む。第２の動力伝達経路は、第２の設定モード時に動力源によって駆動される入力軸のトルクを鋸刃の出力軸に伝達する動力伝達経路として構成され、入力軸に接続される第２の駆動ギアと、第２の駆動ギアに噛み合い係合するとともに出力軸に接続される第２の被動ギアを含む。特にこの変速機構では、第１の駆動ギアに対する第１の被動ギアの第１ギア比と、第２の駆動ギアに対する第２の被動ギアの第２ギア比とに関し、第１ギア比に対する第２ギア比の比率が１．５〜２．５とされた構成であるのが好ましい。このような構成によれば、実用的に変速動作の円滑性の高い変速機構を構成することが可能となる。
【０００９】
また、本発明に係る更なる形態の丸鋸は、前記検知トルクが中間トルクを下回った場合に第２の設定モードから第１の設定モードへと切り替わる構成である。
なお、典型的には、第１の設定モードから第２の設定モードへと切り替わった状態においては、切り替えトルク周辺での切り替わりが頻繁に発生するのを防止するべく、第２の設定モードを保持する機能を設けるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明によれば、被加工材の切断作業を行なう丸鋸において、鋸刃の切断速度を円滑に制御可能とすることで切断作業の円滑化向上を図ることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態につき、図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、本発明における「丸鋸」の一例としてバッテリを搭載した充電式の丸鋸（動力工具ともいう）を用いて説明する。図１は本実施の形態に係る丸鋸１０１の全体構成を示す側面図であり、図２は丸鋸１０１の全体構成を示す側断面図であり、図３は丸鋸１０１の全体構成を示す正面から見た断面図である。図１〜図３に示すように、本実施の形態に係る丸鋸１０１は、概括的に見て、被加工材（便宜上図示を省略する）上に載置されて切断方向に移動されるベース１１１と、当該ベース１１１の上方に配置される丸鋸本体部１０３を主体として構成される。
【００１２】
丸鋸本体部１０３は、鉛直面内で回転される円板状のブレード（鋸刃）１１３の概ね上半分を覆蓋するブレードケース１０４、駆動モータ１１５を収容するモータハウジング１０５、変速機構１１７を収容するギアハウジング１０７、及び作業者が把持して丸鋸１０１を操作するハンドグリップ１０９を主体として構成される。ブレード１１３は、被加工材を切断するべく回転駆動される鋸刃であり、本発明における「鋸刃」に対応し、駆動モータ１１５は、本発明における「動力源」に対応する。
【００１３】
ブレードケース１０４には、ブレード１１３の下半分を覆うセーフティカバー１０６が回動自在に付設されている。そして当該セーフティカバー１０６を含めたブレード１１３の下縁部が、ベース１１１に形成された開口１１１ａ（図３参照）を通して下面側に突出されている。セーフティカバー１０６は、被加工材を切断するべくベース１１１の前端部（図２において右側）を被加工材上に載置して前方（図１及び図２において右方向）へ移動させたとき、当該被加工材によって前端部を押されることで退避し、ブレードケース１０４内に収容される。ハンドグリップ１０９は、ギアハウジング１０７の上方に連接されるとともに、引き操作することによって駆動モータ１１５を通電駆動するトリガスイッチ１０９ａを備えている。ブレード１１３は、駆動モータ１１５が通電駆動されると、変速機構１１７を介して回転駆動される。ここでいう変速機構１１７は、駆動モータ１１５とブレード１１３との間に介在してブレード１１３の回転速度を可変とする機構であり、本発明における「変速機構」に相当する。またハンドグリップ１０９の端部には、バッテリ１０８が着脱自在に装着される。なお、本実施の形態に係る駆動モータ１１５は、ブレーキ付きモータであって、また希土類モータが用いられている。また、バッテリ１０８としては、４２ボルト以下のリチウムイオンバッテリを用いることが好ましい。
【００１４】
次に変速機構１１７につき、図４及び図５を参照して説明する。本実施の形態に係る変速機構１１７は、駆動モータ１１５のモータ軸１１６に同軸で接続された入力軸１２１、ブレード１１３が取付けられる出力軸としてのブレード取付軸１２５、及び入力軸１２１とブレード取付軸１２５の間に配置された中間軸１２３が、互いに平行に配置された平行３軸式であり、ブレード１１３に作用する負荷の大きさに応じて自動的に動力伝達経路が高速低トルクから低速高トルクに切替わる２段切替式として構成される。ここでいう入力軸１２１が本発明における「入力軸」に対応し、ここでいうブレード取付軸１２５が本発明における「出力軸」に対応する。図４及び図５は平行３軸式の変速機構１１７の展開断面図であり、図４は動力伝達経路が高速低トルク側に切替えられた状態を示し、図５は動力伝達経路が低速高トルク側に切替えられた状態を示す。なお、以下の説明では、ブレード取付軸１２５を出力軸という。
【００１５】
変速機構１１７は、入力軸１２１のトルクがピニオンギア１３１から第１中間ギア１３２、中間軸１２３、第２中間ギア１３３、第１被動ギア１３４を経て出力軸１２５に伝達される第１動力伝達経路Ｐ１と、入力軸１２１のトルクがピニオンギア１３１から第１中間ギア１３２、中間軸１２３、第３中間ギア１３５、第２被動ギア１３６を経て出力軸１２５に伝達される第２動力伝達経路Ｐ２を有する。そして、第２中間ギア１３３と第１被動ギア１３４のギア比（減速比）が第３中間ギア１３５と第２被動ギア１３６のギア比（減速比）よりも小さく設定されている。これにより、第１動力伝達経路Ｐ１が高速低トルクの動力伝達経路として定められ、第２動力伝達経路Ｐ２が低速高トルクの動力伝達経路として定められている。第１動力伝達経路Ｐ１及び第２動力伝達経路Ｐ２が矢印付き太線によって示される。ここでいう第１動力伝達経路Ｐ１が、本発明における「第１の動力伝達経路」に相当し、またここでいう第２動力伝達経路Ｐ２が、本発明における「第２の動力伝達経路」に相当する。
【００１６】
変速機構１１７における、入力軸１２１、中間軸１２３及び出力軸１２５は、それぞれ軸受１２１ａ，１２３ａ，１２５ａを介してギアハウジング１０７に回転自在に支持される。駆動ギアとしてのピニオンギア１３１は、入力軸１２１に一体に形成されている。第１中間ギア１３２と第３中間ギア１３５は、中間軸１２３上の一端側（駆動モータ１１５側であって、図示左側）に並列に配置されるとともに、共通のキー１３７を介して中間軸１２３と一体化されており、第１中間ギア１３２がピニオンギア１３１に常時に噛み合い係合され、第３中間ギア１３５が出力軸１２５上の一端側に設けられた第２被動ギア１３６と常時に噛み合い係合する構成とされる。第２中間ギア１３３は、出力軸１２５上の他端側（ブレード１１３側であって、図示右側）に軸受１３８を介して相対回転可能に取付けられており、出力軸１２５の他端側に配置されるとともにキー１３９を介して当該出力軸１２５と一体化された第１被動ギア１３４と常時に噛み合い係合している。
【００１７】
本実施の形態に係る丸鋸１０１においては、ブレード１１３による被加工材の切断作業時において、ブレード１１３に作用する負荷が小さい切断作業の初期段階では、出力軸１２５、すなわちブレード１１３を、高速低トルクの第１動力伝達経路Ｐ１によって回転駆動し、切断作業の進行に伴いブレード１１３に加わる負荷が一定値以上に達したときには、自動的に低速高トルクの第２動力伝達経路Ｐ２に切替わるように構成される。このような第１動力伝達経路Ｐ１から第２動力伝達経路Ｐ２への切替わりは、中間軸１２３上に摺動式噛み合いクラッチ１４１を設け、出力軸１２５上にはワンウェイクラッチ１４５を設けることで実現されている。なお、第１動力伝達経路Ｐ１から第２動力伝達経路Ｐ２への切替わりの具体的な設定に関しては、図２０〜図２２を参照しつつ後述する。
【００１８】
摺動式噛み合いクラッチ１４１の構成が図４及び図５の他、図６〜図１０に示される。図６は摺動式噛み合いクラッチ１４１の外観図であり、図７は図６のＡ−Ａ線断面図である。また図８は駆動側クラッチ部材１４２を示し、図９は被動側クラッチ部材１４３を示し、図１０はトルクリング１５２を示している。摺動式噛み合いクラッチ１４１は、図６に示すように、中間軸１２３の長軸方向において、互いに対向状に配置された駆動側クラッチ部材１４２及び被動側クラッチ部材１４３と、駆動側クラッチ部材１４２を被動側クラッチ部材１４３に向けて押圧付勢するクラッチバネ１４４を主体として構成される。駆動側クラッチ部材１４２と被動側クラッチ部材１４３は、図８及び図９に示すように、互いに対向する側面にそれぞれ周方向に複数（例えば３個）の略台形状の山形カム１４２ａ，１４３ａを有し、それら山形カム１４２ａ，１４３ａが互いに噛み合い係合することによってトルクを伝達し（図４及び図６参照）、噛み合い係合が解除することでトルク伝達が遮断される構成とされる（図５参照）。
【００１９】
駆動側クラッチ部材１４２は、中間軸１２３に遊嵌状に嵌合されている。すなわち、中間軸１２３に対し周方向及び長軸方向に摺動自在に取付けられており、当該中間軸１２３に圧入固定されたトルク伝達部材としてのトルクリング１５２を介して回転駆動される構成とされる。トルクリング１５２は、図１０に示すように、周方向等分位置に外径方向に突出する複数（３個）のトルク伝達部としての突部１５２ａを備えている。駆動側クラッチ部材１４２の山形カム１４２ａが形成されている方の側面には、トルクリング１５２の外形形状に概ね対応する形状の収容空間１５３が形成されており、当該収容空間１５３にトルクリング１５２が周方向への相対移動不能に収容されている。従って、中間軸１２３と共にトルクリング１５２が回転されると、駆動側クラッチ部材１４２は、収容空間１５３における当該トルクリング１５２の突部１５２ａと係合する係合凹部１５３ａ（図８参照）の径方向の壁面、すなわちトルク伝達面１５３ｂを周方向に押圧されることで一体状に回転する。一方、被動側クラッチ部材１４３は、第２中間ギア１３３に一体化されている。
【００２０】
駆動側クラッチ部材１４２は、弾性部材としての圧縮コイルバネからなるクラッチバネ１４４によって、山形カム１４２ａが被動側クラッチ部材１４３の山形カム１４３ａに噛み合い係合して動力伝達状態とされる位置、すなわち動力伝達位置へと付勢されている。なお、クラッチバネ１４４は、駆動側クラッチ部材１４２と第１中間ギア１３２の間に弾発状に配置されている。
【００２１】
第１動力伝達経路Ｐ１によってブレード１１３が回転駆動されている状態において、当該ブレード１１３にクラッチバネ１４４の付勢力を超える一定値以上の負荷が作用すると、山形カム１４２ａ，１４３ａの斜面に作用する長軸方向成分の力で駆動側クラッチ部材１４２が被動側クラッチ部材１４３から離間する方向へと移動（後退動作）される。すなわち、駆動側クラッチ部材１４２は、動力解除位置へと移動され、山形カム１４２ａ，１４３ａの噛み合い係合が解除されて動力遮断状態とされる。図１１（Ａ）には摺動式噛み合いクラッチ１４１が動力伝達状態から動力遮断状態に変化する態様が示される。そして、摺動式噛み合いクラッチ１４１が動力遮断状態に切替わると、ワンウェイクラッチ１４５が作動し、動力伝達経路が高速低トルクの第１動力伝達経路Ｐ１から低速高トルクの第２動力伝達経路Ｐ２へと切り替えられる。ここでいうクラッチバネ１４４は、ブレード１１３に作用するトルクを検知する検知機構を構成しており、本発明における「検知機構」に相当する。
【００２２】
次にワンウェイクラッチ１４５につき説明する。ワンウェイクラッチ１４５の構成が図１５及び図１６に示される。図１５は出力軸１２５に設けられた各部材を示す側面図であり、図１６は図１５におけるＣ−Ｃ線断面図である。ワンウェイクラッチ１４５は、第２被動ギア１３６と共に回転する外輪１４６と、外輪１４６と出力軸１２５の間に介在される複数の針状ころ１４７及びバネ１４８を主体として構成されている。針状ころ１４７は、外輪１４６の周方向に所定間隔で形成されたカム溝１４６ａ内に転動可能に配置され、バネ１４８によってカム面１４６ｂの噛み合い位置に向かって付勢されている。
【００２３】
従って、第１被動ギア１３４と共に外輪１４６が出力軸１２５に対して図１６において右回りに回転されると、バネ１４８の付勢力によって針状ころ１４７がカム面１４６ｂと出力軸１２５との間に噛み込み、楔作用によって出力軸１２５を駆動する。この状態が図１６に示される。一方、出力軸１２５が外輪１４６よりも高速で回転するときには、外輪１４６が出力軸１２５に対し相対的に図示左回りに回転することになる。このため、針状ころ１４７は、カム面１４６ｂから離れ、外輪１４６が出力軸１２５に対し空転する。つまり、摺動式噛み合いクラッチ１４１が動力伝達状態にあるときは、外輪１４６が出力軸１２５に対し相対的に図示左回りに回転されるため、ワンウェイクラッチ１４５は、空転し、動力伝達をしない。
【００２４】
上記のように構成された変速機構１１７によれば、駆動モータ１１５の停止状態では、摺動式噛み合いクラッチ１４１は、クラッチバネ１４４の付勢力で駆動側クラッチ部材１４２が被動側クラッチ部材１４３と接近する側へと移動されている。すなわち、両クラッチ部材１４２，１４３の山形カム１４２ａ，１４３ａが互いに噛み合い係合する動力伝達状態に保持されている。かかる状態で、被加工材の切断作業を行なうべく駆動モータ１１５が通電駆動されると、駆動モータ１１５のトルクは、第１動力伝達経路Ｐ１を経て出力軸１２５に伝達される。すなわち、ピニオンギア１３１、第１中間ギア１３２、中間軸１２３、摺動式噛み合いクラッチ１４１、第２中間ギア１３３、第１被動ギア１３４及び出力軸１２５を経てブレード１１３が高速低トルクで回転駆動される。
【００２５】
このとき、中間軸１２３から第３中間ギア１３５及び第２被動ギア１３６を経てワンウェイクラッチ１４５の外輪１４６も回転されるが、前述したように、外輪１４６の回転速度よりも出力軸１２５の回転速度が高速であるため、外輪１４６は空転する。
【００２６】
上記のように、ブレード１１３による被加工材の切断作業は、第１動力伝達経路Ｐ１を使用しての高速低トルクで開始する。そして、切断作業が進行し、ブレード１１３に作用する負荷が摺動式噛み合いクラッチ１４１のクラッチバネ１４４にて設定される切替設定値を超えると、当該摺動式噛み合いクラッチ１４１が動力遮断状態に切替わる。すなわち、図１１の（Ａ）に示すように、駆動側クラッチ部材１４２に対し山形カム１４２ａ，１４３ａのカム面（斜面）を経て作用する長軸方向成分で駆動側クラッチ部材１４２がクラッチバネ１４４の付勢力に抗して被動側クラッチ部材１４３から離間され、山形カム１４２ａ，１４３ａの噛み合い係合が解除される。かくして、摺動式噛み合いクラッチ１４１が動力遮断状態に切替わり、出力軸１２５の回転速度がワンウェイクラッチ１４５の外輪１４６の回転速度を下回ると、バネ１４８の付勢力によって針状ころ１４７がカム面１４６ｂと出力軸１２５との間に噛み込み、楔作用によって出力軸１２５を駆動する。これにより駆動モータ１１５のトルクの伝達経路が第１動力伝達経路Ｐ１から第２動力伝達経路Ｐ２に切替わり、ブレード１１３は、ピニオンギア１３１と第１中間ギア１３のギア比、及び第３中間ギア１３５と第２被動ギア１３６とのギア比で定められた低速高トルクで回転駆動される。
【００２７】
上記のように、本実施の形態によれば、ブレード１１３に作用する負荷が小さい状態では、減速比の小さい第１動力伝達経路Ｐ１を使用して高速低トルクで被加工材の切断作業を遂行し、一方、ブレード１１３に大きな負荷が加わる状態では、ギア比の大きい第２動力伝達経路Ｐ２を使用して低速高トルクで切断作業を行なうことができる。
このように、ブレード１１３に作用する負荷に応じてトルクの伝達経路が高速低トルクの第１動力伝達経路Ｐ１から低速高トルクの第２動力伝達経路Ｐ２に自動的に切替わる構成としたことにより、変速機構を有しない丸鋸に比べて、駆動モータ１１５の焼損防止が図れるとともに、バッテリ１０８の１充電当たりの切断作業量を向上することができる。
【００２８】
特に、本実施の形態においては、変速機構１１７を構成するギア列における各ギアの噛み合い係合を保持した状態、すなわち各ギアの位置を固定した状態で、第１動力伝達経路Ｐ１から第２動力伝達経路Ｐ２に切替えることができるため、変速動作を円滑に行なうことが可能となり、変速動作の円滑性を向上することができる。
【００２９】
また、本実施の形態によれば、中間軸１２３上に摺動式噛み合いクラッチ１４１を設ける一方、出力軸１２５上にワンウェイクラッチ１４５を設けているため、摺動式噛み合いクラッチ１４１の動作をコントロールすることのみで第１動力伝達経路Ｐ１から第２動力伝達経路Ｐ２への使用伝達経路の切替えが実現されることになり、合理的な変速機構１１７を構築することができる。
【００３０】
また、本実施の形態では、摺動式噛み合いクラッチ１４１を出力軸１２５よりも高速低トルクで回転する中間軸１２３上に設けたので、摺動式噛み合いクラッチ１４１に作用する負荷を小さくできる。このため、クラッチの保護あるいは耐久性を向上する上で有効となる。また、ギアハウジング１０７に対する各軸の配置から見て、中間軸１２３はギアハウジング１０７の中央寄りに配置される。このため、ワンウェイクラッチ１４５に比べて径方向に大型の摺動式噛み合いクラッチ１４１を中間軸１２３上に配置することで、ギアハウジング１０７の大型化を抑えることが可能になる。
ところで、丸鋸１０１の最大切り込み深さ（ベース１１１下面からのブレード１１１の下縁部の突出量）は、図２において、作業者が、ハンドグリップ１０９を下向きに押し下げて丸鋸本体部１０３を、ベース１１１の前端部に設定された回動軸（便宜上図示を省略する）を回動支点にして回動させたとき、便宜上図示を省略するが、ギアハウジング１０７に設けられた最大切り込み深さの規制部がベース１１１のストッパに当接することで規定される。従って、例えば外径の大きい摺動式噛み合いクラッチ１４１を出力軸１２５に設けたときは、出力軸１２５の中心からギアハウジング１０７の下端面１０７Ｌまでの距離が大きくなってしまい、最大切り込み能力に影響する。つまり最大切り込み能力が低下することになるが、本実施の形態によれば、中間軸１２３に摺動式噛み合いクラッチ１４１を設ける構成としたことにより、出力軸１２５からギアハウジング１０７の下端面１０７Ｌまでの距離を小さく設定することが可能なため、最大切り込み能力に影響しない。
【００３１】
一方、ワンウェイクラッチ１４５は、出力軸１２５上に設けている。減速側である出力軸１２５上の第２被動ギア１３６は、中間軸１２３上の第３中間ギア１３５よりも大径に設定される。このことから、ワンウェイクラッチ１４５を出力軸１２５と第２被動ギア１３６の間に設ける構成とすることで、ワンウェイクラッチ１４５の配置スペースが確保し易く、ワンウェイクラッチ１４５を容易に組み込むことが可能になる。
【００３２】
ところで、ブレード１１３に加わる負荷に応じて自動的に摺動式噛み合いクラッチ１４１の切替えを行なう構成の場合、ブレード１１３に加わる負荷がクラッチバネ１４４にて設定される切替設定値の周辺で変動した場合、摺動式噛み合いクラッチ１４１が頻繁に切替わることになる。そこで、かかる課題を解決するべく、本実施形態に係る変速機構１１７は、摺動式噛み合いクラッチ１４１が一旦動力遮断状態に切替わった後は、当該切替わった状態に保持するラッチ機構、及び切断作業の停止後（駆動モータ１１５の停止時）には、初期状態すなわち動力伝達状態に戻すリセット機構を有している。
【００３３】
以下、ラッチ機構１５１につき、主に図７、図８、及び図１０、図１１を参照して説明する。ラッチ機構１５１は、摺動式噛み合いクラッチ１４１における駆動側クラッチ部材１４２が動力遮断位置へと移動した際に、当該駆動側クラッチ部材１４２を動力遮断位置、詳しくは駆動側クラッチ部材１４２の山形カム１４２ａが被動側クラッチ部材１４３の山形カム１４３ａから引き離された位置（隙間を置いて対向する位置）に保持する機構として備えられる。ラッチ機構１５１は、前述のトルクリング１５２を主体として構成されている。
【００３４】
トルクリング１５２を収容するべく形成された駆動側クラッチ部材１４２の収容空間１５３において、トルクリング１５２の突部１５２ａが係合する係合凹部１５３ａの回転方向前方領域には、前方に向かって上り勾配で傾斜する斜面１５３ｃが形成されている。そして、トルクリング１５２は、駆動側クラッチ部材１４２が動力伝達位置から動力遮断位置側へと移動して動力遮断状態とされる際、収容空間１５３から脱出して斜面１５３ｃ上に乗り上げることによって駆動側クラッチ部材１４２の山形カム１４２ａを被動側クラッチ部材１４３の山形カム１４３ａから引き離すように構成されている。このときの動作態様が図１１に示される。図１１における（Ａ）がクラッチの動作を示し、（Ｂ）がラッチ部材としてのトルクリング１５２の動作を示している。なお、トルクリング１５２の突部１５２ａの斜面１５３ｃへの乗り上げを円滑化するべく、突部１５２ａの斜面１５３ｃとの対向面は、斜面あるいは円弧状の曲面で形成されている。
【００３５】
図１１の最上段に示すように、駆動側クラッチ部材１４２が動力伝達位置に置かれた山形カム１４２ａ，１４３ａの噛み合い係合状態では、前述のようにトルクリング１５２の突部１５２ａが係合凹部１５３ａのトルク伝達面１５３ｂと係合し、トルク伝達状態に保持されている。かかる状態において、クラッチバネ１４４にて設定された一定値以上の負荷がブレード１１３に作用し、駆動側クラッチ部材１４２が動力遮断位置に向かって後退動作すると、中間軸１２３に固定されているトルクリング１５２が駆動側クラッチ部材１４２に対し長軸方向、すなわち収容空間１５３から抜け出る（浮き上がる）方向に相対移動する。これにより、トルクリング１５２の突部１５２ａが係合凹部１５３ａから抜け出し、トルク伝達面１５３ｂから外れると、トルクを受けなくなった駆動側クラッチ部材１４２とトルクリング１５２との間に回転速度差が生じる。このため、トルクリング１５２が駆動側クラッチ部材１４２に対し周方向に相対移動し、トルクリング１５２の突部１５２ａが斜面１５３ｃの端部に乗り上げる（図１１の上から２段目参照）。この突部１５２ａの乗り上げ動作により、駆動側クラッチ部材１４２が長軸方向に押される。すなわち、駆動側クラッチ部材１４２に対し山形カム１４２ａを被動側クラッチ部材１４３の山形カム１４３ａから切り離す方向（長軸方向）に力が加えられ、これにより、山形カム１４２ａ，１４３ａの切り離しがアシストされる。その結果、山形カム１４２ａ，１４３ａのカム面に作用する負荷が軽減されることになる。このことは、山形カム１４２ａ，１４３ａの摩耗を低減することが可能となり、ひいてはクラッチバネ１４４にて設定される切替設定値の変動を抑制できる。
【００３６】
駆動側クラッチ部材１４２が更に後退動作し、山形カム１４２ａ，１４３ａの噛み合い係合が解除されると、トルクリング１５２が駆動側クラッチ部材１４２に対し周方向に更に相対移動する。このため、突部１５２ａが斜面１５３ｃに更に乗り上げる。すなわち、この乗り上げによる山形カム１４２ａ，１４３ａの切り離しのアシストは、当該山形カム１４２ａ，１４３ａの噛み合い係合の解除後も継続される。これにより駆動側クラッチ部材１４２が被動側クラッチ部材１４３から更に離間され、山形カム１４２ａ，１４３ａ間に長軸方向の隙間が生ずる。斜面１５３ｃに乗り上げた突部１５２ａは、斜面１５３ｃ前方に直立するストッパ面１５３ｄに係止し、その後、トルクリング１５２と駆動側クラッチ部材１４２は一体となって回転する。この状態が図１１（Ｂ）の最下段に示される。
すなわち、トルクリング１５２は、駆動側クラッチ部材１４２が動力伝達状態から動力遮断状態へと切替わる際、当該駆動側クラッチ部材１４２の山形カム１４２ａが被動側クラッチ部材１４３の山形カム１４３ａから離間する動力遮断位置よりも更に後退移動された位置、つまり山形カム１４２ａ，１４３ａ間に長軸方向の所定の隙間が確保される隔離位置へと移動させて当該隔離位置に保持する。このように、摺動式噛み合いクラッチ１４１は、一旦動力遮断側に切替わると、その後ブレード１１３に加わる負荷の如何に拘わらず動力遮断状態を保持するため、ブレード１１３に加わる負荷がクラッチバネ１４４にて設定される切替設定値の周辺で変動した場合であっても、第２動力伝達経路Ｐ２を使用しての低速高トルクでの安定した切断作業を遂行することが可能となる。また、駆動側クラッチ部材１４２が隔離位置へと移動されて当該隔離位置に保持されることで、山形カム１４２ａ，１４３ａ間に長軸方向に一定の隙間が確保されるので、確実な動力遮断状態が得られ、山形カム１４２ａ，１４３ａの当接による異音あるいは振動の発生を防止できる。
【００３７】
一方、切断作業後、駆動モータ１１５の通電駆動を停止すると、当該駆動モータ１１５のブレーキが作動する。これにより回転速度が減速される中間軸１２３と一体に回転するトルクリング１５２と、慣性トルクによって回転速度を維持しようとする駆動側クラッチ部材１４２の間には回転速度差が生じ、両部材が周方向に相対的に回動する。この周方向の相対回動は、トルクリング１５２の突部１５２ａが駆動側クラッチ部材１４２の斜面１５３ｃから下りる方向である。このため、突部１５２ｃが収容空間１５３の係合凹部１５３ａに嵌り込む。すなわち、トルクリング１５２は、初期位置へと復帰（リセット）することになり、これにより摺動式噛み合いクラッチ１４１の動力遮断状態の保持が自動的に解除される。つまり、駆動モータ１１５のブレーキ及び駆動側クラッチ部材１４２の慣性を利用したリセット機構が構成されている。なお、トルクリング１５２による動力遮断状態保持が解除されると、駆動側クラッチ部材１４２は、クラッチバネ１４４の付勢力によって動力伝達位置へと移動され、次の切断作業に備える。
【００３８】
本実施の形態に係る変速機構１１７の場合、駆動モータ１１５が起動する際、ブレード１１３の質量が大きく、慣性が大きいと、摺動式噛み合いクラッチ１４１が誤動作、すなわち、動力伝達状態から動力遮断状態に切替わり、変速する可能性がある。このような不具合を解決するべく本実施の形態に係る変速機構１１７は、起動時の変速を規制する変速規制機構１６１を備えている。
【００３９】
以下、変速規制機構１６１につき、主に図１２〜１４を参照して説明する。図１２は図６におけるＢ−Ｂ線断面図であり、図１３は駆動側クラッチ部材１４２をクラッチバネ装着側から見た斜視図であり、図１４はストッパ１６２を示す斜視図である。本実施の形態に係る変速規制機構１６１は、駆動側クラッチ部材１４２に放射状に配置された複数（例えば３個）のストッパ１６２及び弾性部材としての圧縮コイルバネ１６３を主体として構成されている。
【００４０】
各ストッパ１６２及び圧縮コイルバネ１６３は、駆動側クラッチ部材１４２のクラッチバネ装着面側（山形カム１４２ａと反対側）の側面周方向等分位置に形成されたストッパ収容凹部１６４に収容され、径方向に移動可能とされている。各ストッパ１６２は、内径側の先端部が中間軸１２３の外周面と対向するとともに、圧縮コイルバネ１６３によって中間軸１２３側に向かって押圧付勢されている。中間軸１２３の外周面には、ストッパ１６２と対向する領域に周方向の環状溝１６５が形成されている。そして、駆動側クラッチ部材１４２が動力伝達位置に置かれたとき、各ストッパ１６２の径方向の先端部が中間軸１２３外周の環状溝１６５に径方向から突入されて弾発状に係合され、これにより駆動側クラッチ部材１４２を動力伝達位置に保持する構成とされる。この状態が図１２及び図４に示される。
【００４１】
なお、圧縮コイルバネ１６３は、ストッパ１６２に設けたガイドピン１６６によって動作の安定化が図られている。また、駆動側クラッチ部材１４２の側面には、図４及び図５に示すように、ストッパ収容凹部１６４に収容されたストッパ１６２及び圧縮コイルバネ１６３を覆うカバー部材１６７が取付けられ、このカバー部材１６７は、クラッチバネ１４４の一端を支持するバネ受け部材としても機能している。
【００４２】
本実施の形態に係る変速規制機構１６１は、上記のように構成されている。駆動モータ１１５の停止状態では、摺動式噛み合いクラッチ１４１が動力伝達状態にある。このため、ストッパ１６２が中間軸１２３の環状溝１６５に係合されている。従って、駆動モータ１１５の起動時においては、中間軸１２３の環状溝１６５に係合するストッパ１６２によって駆動側クラッチ部材１４２の長軸方向の移動が規制されることになり、当該駆動側クラッチ部材１４２は、山形カム１４２ａが被動側クラッチ部材１４３の山形カム１４３ａと噛み合い係合する動力伝達位置に保持される。これにより、モータ起動時の摺動式噛み合いクラッチ１４１の誤動作を防止することができる。
【００４３】
しかして、駆動モータ１１５が起動し、回転数が上昇すると、それに伴い駆動側クラッチ部材１４２とともに回転するストッパ１６２に作用する遠心力によって当該ストッパ１６２が圧縮コイルバネ１６３の付勢力に抗して外側に移動し、環状溝１６５から脱出する（図５参照）。これにより駆動側クラッチ部材１４２のストッパ１６２による移動規制が解除され、駆動側クラッチ部材１４２のブレード１１３に加わる負荷に応じた動力伝達状態から動力遮断状態への切替わりが許容される。
【００４４】
このように、本実施の形態に係る変速規制機構１６１によれば、ブレード１１３の慣性が大きい丸鋸１０１において、駆動モータ１１５の起動時にブレード１１３の慣性で変速機構１１７が変速するといった誤動作が発生せず、これにより変速機構１１７の利点を十分に活用することが可能になる。また、このような変速規制機構１６１は、丸鋸１０１に限らず、研磨、研削作業に用いられるグラインダや比較的大径の穴明け作業に用いられるダイヤコアドリルのように、先端工具の質量が大きい動力工具において特に有効である。
【００４５】
低速高トルクでの切断作業中には、ブレード１１３に過大な負荷が作用する可能性がある。そこで、このような過大な負荷が作用した場合に備えて出力軸１２５上には、トルクリミッター１５４が設定されている。図１７には出力軸１２５にトルクリミッター１５４が組み付けられた状態が示される。出力軸１２５は、その長軸方向において、第１及び第２被動ギア１３４，１３６が取付けられる基部側軸部１２５Ａと、ブレード１１３が取り付けられる先端側軸部１２５Ｂとに２分割されるとともに、当該分割部位に介在されたトルクリミッター１５４によって接続されている。
【００４６】
出力軸１２５の基部側軸部１２５Ａと先端側軸部１２５Ｂは、互いに遊嵌状に嵌合する円形突起と円形凹部を介して同軸上に配置されるとともに、互いに対向する鍔部１２５Ａａ，１２５Ｂａを備えている。トルクリミッター１５４は、基部側軸部１２５Ａの鍔部１２５Ａａと先端側軸部１２５Ｂの鍔部１２５Ｂａ間に挟み込まれた摩擦板１５５と、両鍔部１２５Ａａ，１２５Ｂａが互いに押し付け合う方向に付勢力を作用する板バネ１５６により構成されており、板バネ１５６によって最大伝達トルクが定められている。
【００４７】
このように、最終軸である出力軸１２５上のトルクリミッター１５４によって最大伝達トルクが管理されるため、切断作業中において、ブレード１１３に過大な負荷が作用した場合には、摩擦板１５５が鍔部１２５Ａａ，１２５Ｂａに対して滑ることで過大な負荷に対応することができる。
【００４８】
前述した実施の形態においては、出力軸１２５上に摺動式噛み合いクラッチ１４１を設け、出力軸１２５上で変速を行う構成を採用することも可能である。本構成に関しては図１８及び図１９が参照される。本構成以外については、前述した実施形態と同様に構成される。従って、図１８及び図１９に示された各構成部材については、同一符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。なお、図１８及び図１９は変速機構１１７の構成を示す展開断面図である。
【００４９】
摺動式噛み合いクラッチ１４１は、出力軸１２５上に取付けられている。このような配置構成としたことにより、中間軸１２３上に配置される第２中間ギア１３３が当該中間軸１２３にキー１３９によって固定され、当該第２中間ギア１３３と常時に噛み合い係合する第１被動ギア１３４は、出力軸１２５に軸受１３８を介して回転自在に支持される。
また、摺動式噛み合いクラッチ１４１は、駆動側クラッチ部材１４２と被動側クラッチ部材１４３とクラッチバネ１４４を主体として構成されることについては、前述した第１の実施形態の場合と同様であるが、中間軸１２３上に配置する構成とした第１の実施形態の場合とは、動力の伝達方向が逆転している。つまり、第１被動ギア１３４と共に回転するクラッチ部材１４３が駆動側とされ、トルクリング１５２を介して出力軸１２５と共に回転するクラッチ部材１４２が被動側となる。そしてクラッチバネ１４４は、被動側クラッチ部材１４２と、ワンウェイクラッチ１４５が組み付けられる第２被動ギア１３６との間に介在され、当該被動側クラッチ部材１４２を駆動側クラッチ部材１４３に接近させる方向に付勢している。
【００５０】
従って、ブレード１１３に加わる負荷が小さい状態では、駆動モータ１１５のトルクは、入力軸１２１のピニオンギア１３１、第１中間ギア１３２、中間軸１２３、第２中間ギア１３３、第１被動ギア１３４、摺動式噛み合いクラッチ１４１及び出力軸１２５によって構成される第１動力伝達経路Ｐ１を経てブレード１１３に伝達され、ブレード１１３は、高速低トルクで回転駆動される。この状態が図１８に示される。
【００５１】
そして、クラッチバネ１４４にて定められる切替設定値を超える負荷がブレード１１３に作用すると、被動側クラッチ部材１４２がクラッチバネ１４４に抗して動力伝達位置から動力遮断位置へ移動される。これにより被動側クラッチ部材１４２の山形カム１４２ａが駆動側クラッチ部材１４３の山形カム１４３ａから離間して噛み合い係合が解除される。すると、駆動モータ１１５のトルクは、入力軸１２１のピニオンギア１３１、第１中間ギア１３２、中間軸１２３、第３中間ギア１３５、第２被動ギア１３６、ワンウェイクラッチ１４５及び出力軸１２５によって構成される第２動力伝達経路Ｐ２を経てブレード１１３に伝達され、ブレード１１３は、低速高トルクで回転駆動される。この状態が図１９に示される。
【００５２】
このような構成によっても、前述した実施形態と同様、変速機構１１７を構成するギア列における各ギアの噛み合い係合を保持した状態、すなわち各ギアの位置を固定した状態で、第１動力伝達経路Ｐ１から第２動力伝達経路Ｐ２に切替えることができるため、変速動作を円滑に行なうことが可能となり、変速動作の円滑性を向上することができる。
【００５３】
ここで、上記構成の変速機構１１７において、第１動力伝達経路Ｐ１と第２動力伝達経路Ｐ２との間での切替わりの具体的な設定につき、以下に詳細に説明する。この設定では、ギアの組み合わせを適宜選択することによって、第１の設定モード及び第２の設定モードを少なくとも形成可能とされる。ここでいう第１の設定モードが、本発明における「第１の設定モード」に相当し、またここでいう第２の設定モードが、本発明における「第２の設定モード」に相当する。
【００５４】
第１の設定モードは、ブレード１１３のトルクが相対的に低く且つ回転速度が相対的に高い設定モード（高速−低トルクモード）として規定される。一方、第２の設定モードは、ブレード１１３のトルクが相対的に高く且つ回転速度が相対的に低い設定モード（低速−高トルクモード）として規定される。これら第１の設定モード及び第２の設定モードの典型例に関しては、図２０〜図２２が参照される。ここで図２０には、本実施の形態の駆動モータ１１５のブレード１１３の回転に係るトルク［Ｎ・ｍ］と回転数［ｍｉｎ−１］との相関グラフが示され、図２１には、本実施の形態の駆動モータ１１５のブレード１１３の回転に係るトルク［Ｎ・ｍ］と出力［Ｗ］との相関グラフが示され、また図２２には、本実施の形態の駆動モータ１１５のブレード１１３の回転に係るトルク［Ｎ・ｍ］と効率［％］との相関グラフが示される。
【００５５】
図２０に示すように、第１の設定モードでは、最小トルクＴＬと最大トルクＴＨとの間の通常使用トルク範囲ΔＴにおけるブレード１１３の回転数特性に関し、最小トルクＴＬと最大トルクＴＨとの間の中間トルクＴＭを下回るトルク領域にて第１の回転数特性直線Ｓ１を形成する。一方、第２の設定モードでは、最小トルクＴＬと最大トルクＴＨとの間の通常使用トルク範囲ΔＴにおけるブレード１１３の回転数特性に関し、中間トルクＴＭを上回るトルク領域にて第２の回転数特性直線Ｓ２を形成する。この第２の回転数特性直線Ｓ２は、第１の回転数特性直線Ｓ１から連続して形成される。すなわち、本実施の形態では、中間トルクＴＭを境界として、軽負荷時（「低負荷時」ともいう）と重負荷時（「高負荷時」ともいう）とで、回転数に関する特性直線が切り替わるように設定される。このような回転数設定においては、いずれか一方のみの回転数特性直線を用いる場合に比して、高回転状態を得ることができ、とりわけ軽負荷時における回転数を高めることが可能となる。ここでいう最小トルクＴＬ、最大トルクＴＨ及び中間トルクＴＭがそれぞれ、本発明における「最小トルク」、「最大トルク」及び「中間トルク」に相当する。
【００５６】
また、図２１に示すように、第１の設定モードでは、最小トルクＴＬと最大トルクＴＨとの間の通常使用トルク範囲ΔＴにおけるブレード１１３の出力特性に関し、最小トルクＴＬと最大トルクＴＨとの間の中間トルクＴＭを下回るトルク領域にて１つのピーク（図２１の場合、最小トルクＴＬと中間トルクＴＭとの間の出力）を有する略山形の第１の出力特性曲線Ｃ１を形成する。一方、第２の設定モードでは、最小トルクＴＬと最大トルクＴＨとの間の通常使用トルク範囲ΔＴにおけるブレード１１３の出力特性に関し、中間トルクＴＭを上回るトルク領域にて１つのピーク（図２１の場合、最大トルクＴＨに対応する出力）を有する略山形の第２の出力特性曲線Ｃ２を形成する。この第２の出力特性曲線Ｃ２は、第１の出力特性曲線Ｃ１から連続して形成される。すなわち、本実施の形態では、中間トルクＴＭを境界として、軽負荷時と重負荷時とで、出力に関する特性曲線が切り替わるように設定される。なお、ここでいう最小トルクＴＬは、ブレード１１３による被加工材の最小切り込み深さに基づいて規定され、また最大トルクＴＨは、ブレード１１３による被加工材の最大切り込み深さに基づいて規定される。また、中間トルクＴＭは、クラッチバネ１４４の付勢力の設定によって所定の値、或いは所定の数値範囲として規定され得る。このような出力設定においては、いずれか一方のみの出力特性曲線を用いる場合に比して、高出力状態が安定して得られることとなる。なお、被加工材の切り込み深さに限らず、被加工材の材種や被加工材の切り方（直角切り、傾斜切り等）などに基づいてトルクが規定されてもよい。
【００５７】
また、図２２に示すように、第１の設定モードでは、最小トルクＴＬと最大トルクＴＨとの間の通常使用トルク範囲ΔＴにおけるブレード１１３の効率特性に関し、最小トルクＴＬと最大トルクＴＨとの間の中間トルクＴＭを下回るトルク領域にて１つのピーク（図２２の場合、最小トルクＴＬと中間トルクＴＭとの間の効率）を有する略山形の第１の効率特性曲線Ｃ３を形成する。一方、第２の設定モードでは、最小トルクＴＬと最大トルクＴＨとの間の通常使用トルク範囲ΔＴにおけるブレード１１３の効率特性に関し、中間トルクＴＭを上回るトルク領域にて１つのピーク（図２２の場合、中間トルクＴＭと最大トルクＴＨとの間の効率）を有する略山形の第２の効率特性曲線Ｃ４を形成する。第２の効率特性曲線Ｃ４は、第１の効率特性曲線Ｃ３から連続して形成される。すなわち、本実施の形態では、中間トルクＴＭを境界として、軽負荷時と重負荷時とで、効率に関する特性曲線が切り替わるように設定される。このような効率設定においては、いずれか一方のみの効率特性曲線を用いる場合に比して、高効率状態が安定して得られることとなる。とりわけ重負荷時での第２の設定モードにおいては、大きなトルクを発生させるギア比に設定可能であるため、重負荷のかかる大径のブレード使用時におけるロックを防止することでき、大径のブレードを搭載可能となる。
【００５８】
本実施の形態の変速機構１１７におけるこのような設定によれば、出力軸１２５に加わる負荷トルクに応じて、少なくとも２つの設定モードを設けることで、切断作業時に生じる負荷トルクの変動に対応して円滑に切断作業を遂行することが可能となり、以って切断作業の円滑化向上を図ることが可能となる。また、２つの設定モードのうちのいずれか一方の設定モードのみに設定された変速機構と比較した場合、出力及び効率を高いレベルで安定化させることが可能となり、特に軽負荷時での第１の設定モードにおいてはブレード１１３の回転速度を高めることが可能となる一方、重負荷時での第２の設定モードにおいては大きなトルクを発生させるギア比に設定可能であり、大径のブレードを搭載可能となる。これにより、最大切断能力を向上させることが可能となる。
【００５９】
具体的な効果として、バッテリのみを用いる形式の丸鋸の場合には、効率を高いレベルで安定化させることで、作業量を向上させ或いは作業時間を短縮することが可能となる上に、トルクの細いＤＣ機においてもＡＣ機のような使用感を持たせることが可能となる。また、バッテリ（ＤＣ）及びＡＣ電源を用いる形式の丸鋸の場合には、出力を高いレベルで安定化させることで、重負荷時においてブレード１１３がロックされる回数を低減させ或いはロックトルク値を高め、また電流消費を低減させることができ、以って駆動モータ１１５の焼損防止、バッテリ過電流の保護を図ることが可能となる。また、材料に応じた最適設定によって切断速度を向上させることが可能となる。更に、ブレード１１３の周速を高めることによって細かい切断を行なうことができ、以って切断面（バリ、面粗度）の向上を図ることが可能となる。
【００６０】
なお、本発明では、本実施の形態の第１の設定モード及び第２の設定モードに加えて、更なる別の設定モードが設定されてもよい。また、第１の設定モード及び第２の設定モードでは、必要に応じて少なくとも１つのピークを有する略山形の出力特性曲線が形成されるように、また少なくとも１つのピークを有する略山形の効率特性曲線が形成されるように設定することが可能である。
【００６１】
また、本実施の形態の変速機構１１７では、第１の設定モードにおける第１の出力特性曲線Ｃ１のピークに対応する第１トルクと、第２の設定モードにおける第２の出力特性曲線Ｃ２のピークに対応する第２トルクとに関し、第１トルクに対する第２トルクの比率が１．５〜２．５とされた設定を採用するのが好ましい。同様に、第１の設定モードにおける第１の効率特性曲線Ｃ３のピークに対応する第１トルクと、第２の設定モードにおける第２の効率特性曲線Ｃ４のピークに対応する第２トルクとに関し、第１トルクに対する第２トルクの比率が１．５〜２．５とされた設定を採用するのが好ましい。また、本実施の変速機構１１７では、第２中間ギア１３３に対する第１被動ギア１３４の第１ギア比と、第３中間ギア１３５に対する第２被動ギア１３６の第２ギア比とに関し、第１ギア比に対する第２ギア比の比率が１．５〜２．５とされた設定を採用するのが好ましい。ここでいう第２中間ギア１３３、第１被動ギア１３４、第３中間ギア１３５、第２被動ギア１３６がそれぞれ、本発明における「第１の駆動ギア」、「第１の被動ギア」、「第２の駆動ギア」、「第２の被動ギア」に相当する。トルク及びギア比に関するこのような設定によれば、実用的に変速動作の円滑性の高い変速機構を構成することが可能となる。
【００６２】
なお、第１の設定モードと第２の設定モードとの切り替えは、上記実施の形態のようなクラッチバネ１４４による機械的な検知機構、或いはトルクを連続的或いは断続的に検出するセンサ等による電気的な検知機構による実際の検知情報に基づいて自動で行なわれる自動式であってもよいし、或いは作業者による操作部材の手動操作によって行なわれる手動式であってもよい。また、上記実施の形態では、第２の設定モードがラッチ機構１５１を介して保持される場合について記載したが、ラッチ機構１５１を省略した場合には、検知トルクが中間トルクを上回った場合に第１の設定モードから第２の設定モードへと切り替わる一方、当該検知トルクが中間トルクを下回った場合に第２の設定モードから第１の設定モードへと切り替わる構成とされる。
【００６３】
また、本実施の形態に係る変速機構１１７は、３軸平行式の場合で説明したが、入力軸と出力軸との２本の平行軸から構成される２軸式であっても成立する。また、ワンウェイクラッチ１４５を中間軸１２３側に設けても成立する。また、本実施の形態は、充電式の丸鋸１０１の場合で説明したが、これに限られるものではない。丸鋸であっても、バッテリの代わりにＡＣ電源を用いる形式の丸鋸、あるいは図示のような手持式のほか、ベースに設置されたテーブル上に被加工材を載せて切断作業を行なう卓上丸鋸や卓上スライド丸鋸に適用できるし、木工用、金工用、窯業用或いはプラスチック用のいずれにも適用することが可能である。この場合、鋸刃として、チップソー、ノコ刃、切断砥石、ダイヤモンドホイールなどを用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る丸鋸の全体構成を示す側面図である。
【図２】丸鋸の全体構成を示す側断面図である。
【図３】丸鋸の全体構成を示す正面から見た断面図である。
【図４】平行３軸式の変速機構の展開断面図であり、動力伝達経路が高速低トルク側に切替えられた状態を示す。
【図５】平行３軸式の変速機構の展開断面図であり、動力伝達経路が低速高トルク側に切替えられた状態を示す。
【図６】摺動式噛み合いクラッチの外観図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】摺動式噛み合いクラッチにおける駆動側クラッチ部材を示す斜視図である。
【図９】摺動式噛み合いクラッチにおける被動側クラッチ部材を斜視図である。
【図１０】摺動式噛み合いクラッチにおけるトルクリングを示す斜視図である。
【図１１】摺動式噛み合いクラッチの動作を説明する図であり、（Ａ）は山形カムの動作態様を示し、（Ｂ）はラッチ部材としてのトルクリングの動作態様を示す。
【図１２】図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１３】駆動側クラッチ部材をクラッチバネ装着側から見た斜視図である。
【図１４】ストッパを示す斜視図である。
【図１５】出力軸に設けられた各部材を示す側面図である。
【図１６】図１５のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１７】変形例を示す展開断面図である。
【図１８】本発明の別実施形態に係る平行３軸式の変速機構を示す展開断面図であり、動力伝達経路が高速低トルク側に切替えられた状態を示す。
【図１９】同じく平行３軸式の変速機構を示す展開断面図であり、動力伝達経路が低速高トルク側に切替えられた状態を示す。
【図２０】本実施の形態の駆動モータ１１５のブレード１１３の回転に係るトルク［Ｎ・ｍ］と回転数［ｍｉｎ−１］との相関グラフを示す。
【図２１】実施の形態の駆動モータ１１５のブレード１１３の回転に係るトルク［Ｎ・ｍ］と出力［Ｗ］との相関グラフを示す。
【図２２】本実施の形態の駆動モータ１１５のブレード１１３の回転に係るトルク［Ｎ・ｍ］と効率［％］との相関グラフを示す。
【符号の説明】
【００６５】
１０１  丸鋸
１０３  丸鋸本体部（動力工具本体）
１０４  ブレードケース
１０５  モータハウジング
１０６  セーフティカバー
１０７  ギアハウジング
１０７Ｌ  下端面
１０８  バッテリ
１０９  ハンドグリップ
１０９ａ  トリガ
１１１  ベース
１１１ａ  開口
１１３  ブレード
１１５  駆動モータ（動力源）
１１６  モータ軸
１１７  変速機構
１２１  入力軸
１２１ａ  軸受
１２３  中間軸（第１の回転軸）
１２３ａ  軸受
１２５  出力軸（第２の回転軸）
１２５ａ  軸受
１２５Ａ  基部側軸部
１２５Ｂ  先端側軸部
１２５Ａａ  鍔部
１２５Ｂｂ  鍔部
１３１  ピニオンギア
１３２  第１中間ギア
１３３  第２中間ギア
１３４  第１被動ギア
１３５  第３中間ギア
１３６  第２被動ギア
１３７  キー
１３８  軸受
１３９  キー
１４１  摺動式噛み合いクラッチ
１４２  駆動側クラッチ部材
１４２ａ  山形カム
１４３  被動側クラッチ部材
１４３ａ  山形カム
１４４  クラッチバネ
１４５  ワンウェイクラッチ
１４６  外輪
１４６ａ  カム溝
１４６ｂ  カム面
１４７  針状ころ
１４８  バネ
１５１  ラッチ機構
１５２  トルクリング
１５２ａ  突部
１５３  収容空間
１５３ａ  係合凹部
１５３ｂ  トルク伝達面
１５３ｃ  斜面
１５３ｄ  ストッパ面
１５４  トルクリミッター
１５５  摩擦板
１５６  板バネ
１６１  変速規制機構
１６２  ストッパ
１６３  圧縮コイルバネ
１６４  ストッパ収容凹部
１６５  環状溝
１６６  ガイドピン
１６７  カバー部材
【図１】
0005435899.tif 000002
【図２】
0005435899.tif 000003
【図３】
0005435899.tif 000004
【図４】
0005435899.tif 000005
【図５】
0005435899.tif 000006
【図６】
0005435899.tif 000007
【図７】
0005435899.tif 000008
【図８】
0005435899.tif 000009
【図９】
0005435899.tif 000010
【図１０】
0005435899.tif 000011
【図１１】
0005435899.tif 000012
【図１２】
0005435899.tif 000013
【図１３】
0005435899.tif 000014
【図１４】
0005435899.tif 000015
【図１５】
0005435899.tif 000016
【図１６】
0005435899.tif 000017
【図１７】
0005435899.tif 000018
【図１８】
0005435899.tif 000019
【図１９】
0005435899.tif 000020
【図２０】
0005435899.tif 000021
【図２１】
0005435899.tif 000022
【図２２】
0005435899.tif 000023