(57)【要約】【課題】往復運動工具の切断作業時に生じる工具本体の振動を低減する。【解決手段】プランジャ７の往復運動と連動してプランジャ７に対して１８０度位相のずれた（逆位相）往復運動をするバランスウェイト１０を有する。バランスウェイト１０は、ベース部１０ｃとウェイト部１０ｄで構成されることにより、工具本体の振動を低減することができる。【選択図】  図１
2011115912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と、
前記電動機を内蔵するハウジングと、
該ハウジング内に内蔵され、前記電動機の回転運動を往復運動に変換する往復運動変換機構と、
前記ハウジングに往復可能に保持され、前記電動機の回転力を動力源として前記ハウジングの上下方向に往復動し切削材を切断する刃物と、
該刃物を保持するプランジャと、
該プランジャに対して前後方向にずれて配置されると共に逆位相で上死点及び下死点間の上下方向に往復動するバランスウェイトと、
を有する往復運動工具において、
前記バランスウェイトは、前記プランジャと逆位相の上下運動をし、ギア偏心部から伝達され上下にガイドされるベース部と、該ベース部の前方に設けられ前記ベース部よりも比重の大きな材質で形成したウェイト部を有することを特徴とする往復運動工具
【請求項２】
前記ウェイト部は、前記ベース部の前方に固定手段を用いて備えたことを特徴とする請求項１記載の往復運動工具
【請求項３】
前記バランスウェイト前方の幅方向端部に、前記プランジャの上下の往復運動方向に沿って、壁部を設けたことを特徴とする請求項１乃至２記載の往復運動工具
【請求項４】
前記プランジャの上下方向の中心軸は、前記壁部の反ベース部側端面における同一平面より前記ベース部側に位置していることを特徴とする請求項３記載の往復運動工具
【請求項５】
前記バランスウェイトは、その上下の往復運動方向に対する上端部若しくは下端部に弾性材を有することを特徴とする請求項１から４までの、いずれか記載の往復運動工具
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの回転運動を先端工具の往復運動に変換し、切削等の作業を行う往復運動工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の往復運動工具について図８から図１１を用いて説明する。
【０００３】
図８に示すように往復運動工具であるジグソー１Ａは、ハウジング１に電動機であるモータ２を内蔵しており、ハウジング１の上方にはハンドル３が設けられており、ハンドル３にはスイッチ４を有している。また、ハウジング１にはモータ２の回転力を図示上下方向の往復動に変換するための往復変換機構部５が内蔵されており、往復変換機構部５には刃物６を保持するプランジャ７が取り付けられている。往復変換機構部５は、モータ２の回転を減速するため減速部５ａと、減速部５ａから伝達された回転をプランジャ７の往復動に変換する変換部５ｂから構成されており、ホルダ８によってハウジング１に支持されている。更に、ハウジング１の下方には切断作業時の案内部材となるベース９が取り付けられている。
【０００４】
このような構成のジグソー１Ａを駆動するには、作業者がハンドル３を把持しスイッチ４をオンにすると、モータ２が回転し、この回転が往復変換機構部５を構成する減速部５ａと変換部５ｂによってハウジング１の上下方向の往復動に変換され、刃物６を保持するプランジャ７が変換部５ｂによって往復運動され、プランジャ７と共に刃物６が往復運動する。ハウジング１あるいはホルダ４に被切削材と接触するベース９が取り付けられており、刃物６を往復動させた状態で被切削材上をベース９が摺動することによって、切断作業ができるようになっている。
【０００５】
ここで、往復変換機構部５にはバランスウェイト１０がプランジャ７の近傍であって図示前後方向にずれて位置するように取り付けられている。図１０と図１１に示すように、ホルダ８には２つのピン部８ａが固定されており、このピン部８ａがバランスウェイト１０に設けられた長穴部１０ａに挿入されている。モータ２が回転すると、バランスウェイト１０はプランジャ７と１８０度ずれた位相（逆位相）で往復運動を行い、プランジャ７の往復運動により発生する上下方向の慣性力を緩和し、往復運動工具本体の振動を低減するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１７５５２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した往復運動工具（ジグソー１Ａ）においては、刃物６を保持するプランジャ７と、プランジャ７の慣性力を緩和するバランスウェイト１０の上下往復運動は同一軸上でない位置、すなわち、図１０及び図１１に示すように、バランスウェイト１０はプランジャ７に対して前後方向（図示の左右方向）にずれて配置されている。従って、図１０のように、プランジャ７が上死点側、バランスウェイト１０が下死点側に移動すると、プランジャ７には矢印Ａの慣性力、バランスウェイト１０には矢印Ｂの慣性力が発生し、結果として矢印Ｃの回転力が生じる。逆に、図１１に示すように、プランジャ７が下死点、バランスウェイト１０が上死点に移動すると、プランジャ７には矢印Ａ’の慣性力、バランスウェイト１０には矢印Ｂ’の慣性力が発生し、結果として矢印Ｃ’の回転力が生じる。
【０００８】
従って、プランジャ７とバランスウェイト１０が上死点側、下死点側に移動したときには回転力が発生するため、この回転力が往復運動工具本体に振動を発生させる原因となっている。
【０００９】
本発明の目的は、上記した慣性力（回転力）を緩和し本体の振動を低減した往復運動工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、電動機と、前記電動機を内蔵するハウジングと、該ハウジング内に内蔵され、前記電動機の回転運動を往復運動に変換する往復運動変換機構と、前記ハウジングに往復可能に保持され、前記電動機の回転力を動力源として前記ハウジングの上下方向に往復動し切削材を切断する刃物と、該刃物を保持するプランジャと、該プランジャに対して前後方向にずれて配置されると共に逆位相で上死点及び下死点間の上下方向に往復動するバランスウェイトとを有する往復運動工具において、前記バランスウェイトは、前記プランジャと逆位相の上下運動をし、ギア偏心部から伝達され上下にガイドされるベース部と、該ベース部の前方に設けられ前記ベース部よりも比重の大きな材質で形成したウェイト部を有することを特徴とする。
【００１１】
このような構成にすることにより、バランスウェイトの中でも重量が大きいウェイト部を、プランジャ側に接近させることが可能となるために、プランジャとバランスウェイトの往復動により発生する回転モーメントが小さくなりハウジングの振動を低減させることができる。
【００１２】
また、前記ウェイト部は、前記ベース部の前方に別体として固定手段を用いて備えてもよい。このような構成にすることにより、前記バランスウェイトを各部材によって比重の異なる材質で別体の部材として構成しているので、択一的に前記バランスウェイト全体の重心を前記プランジャの重心位置側に接近させることが可能となるため、作業者にとって良好な操作性を提供できる。さらに、前記ベース部と前記ウェイト部を別体部材で装着させることによって、一体形成した際と比較して部材同士の境界面の強度を向上を図ることが可能となる。
【００１３】
また、前記バランスウェイト前方の幅方向端部に、前記プランジャの上下の往復運動方向に沿って、壁部を設けるような構成にしてもよい。
【００１４】
このような構成にすることによって、前記バランスウェイト全体の重心位置をより前記プランジャ重心位置に接近させることが可能となるため、更に低振動な往復運動工具を提供することができる。
【００１５】
また、前記プランジャの上下方向の中心軸は、前記壁部の反ベース部側端面における同一平面より前記ベース部側に位置しているような構成にしてもよい。このような構成にすることによって、前記プランジャは、上から見た場合、前記バランスウェイトによってＵ字形状或いはコの字形状となって覆われる構成となるから、前記バランスウェイトの重心位置と前記プランジャの重心位置をほぼ同一直線状に設計でき、各前記プランジャと前記バランスウェイトの重心位置の相違によって発生する回転モーメントを限りなく小さくすることが可能となる。
【００１６】
また、前記バランスウェイトは、その上下の往復運動方向に対する上端部若しくは下端部に弾性材を有する構成にしてもよい。このような構成にすることによって、前記バランスウェイト部材の損傷を低減できると共に、死点付近で発生する高周波数の騒音を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、前記バランスウェイトを前記プランジャに対して接近するように構成し、バランスウェイト重心とプランジャ重心の位置を近づけたため、前記プランジャと前記バランスウェイトの配置位置のズレによって生じる工具本体の回転力を緩和することができ、振動の少ない往復運動工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の往復運動工具をジグソー１Ａに適用した実施の形態１の一部を破断して示す断面図である。
【図２】本発明の往復運動工具をジグソー１Ａに適用した実施の形態１のバランスウェイトの説明図である。
【図３】本発明の往復運動工具をジグソー１Ａに適用した実施の形態１の作用を示す説明図である。
【図４】本発明の往復運動工具のプランジャが上死点にある場合の一部断面図である。
【図５】本発明の往復運動工具のプランジャが下死点にある場合の一部断面図である。
【図６】本発明の往復運動工具をジグソー１Ａに適用した実施の形態２の構成を示す説明図である。
【図７】本発明の往復運動工具をジグソー１Ａに適用した実施の形態２のバランスウェイトの説明図である。
【図８】従来の往復運動工具のプランジャが上死点にある場合の一部断面図である。
【図９】従来の往復運動工具のプランジャが下死点にある場合の一部断面図である。
【図１０】従来の往復運動工具のプランジャが上死点に移動した際の慣性力を示す要部断面図である。
【図１１】従来の往復運動工具のプランジャが下死点に移動した際の慣性力を示す要部断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の往復運動工具をジグソーに適用した実施の形態を、図１〜図３に基づき説明する。図１は本発明の往復運動工具を適用したジグソー１Ａの一部を破断して示す断面図、図２は本発明の往復運動工具を適用したジグソー１Ａのバランスウェイトの分解斜視図である。なお、図面において従来技術と同様の機能を有する部位には同じ符号を付してある。
【００２０】
図１に示すように、ジグソー１Ａは、回転駆動源であるモータ２がハウジング１内に収納され、モータ２の出力軸２ａにはピニオン２０が設けられている。ギアホルダ１６には出力軸２ａと平行なスピンドル１５が固定されており、スピンドル１５にはギア１４が回転自在に支持され、ギア１４はピニオン２０と噛合している。さらに、ギア１４の本体前方側（図中右側）には、ギア偏心部１４ａが設けられている。バランスウェイト１０は楕円穴部１０ｂを有し、楕円穴部１０ｂとギヤ偏心部１４ａが嵌合するように配置され、本体上下方向（図中上下方向）に往復運動可能に支持されている。バランスウェイト１０は、ベース部１０ｃとウェイト部１０ｄから成り、ウェイト部１０ｄはベース部１０ｃよりも密度の高い材質で構成されている。ウェイト部１０ｄは、ベース部１０ｃに固定され、ウェイト部１０ｄは、ウェイトホルダ８が回転した際に干渉しない範囲にてベース部１０ｃから本体前方側に突出した状態となっている。スピンドル１５からギヤ偏心部１４ａの偏心量がバランスウェイト１０の往復移動量となる。
また、ギア１４の本体前方側には、バランスウェイト１０を保持するためのウェイトホルダ８がボルト１９により固定され、ウェイトホルダ８の本体前方側且つスピンドル１５に対してギヤ偏心部１４ａとは反対の位置にニードルローラ１７が圧入されている。ニードルローラ１７の外周にはスリーブ１１が回転可能に支持されている。
本体前方側には、プランジャ７が本体上下方向に往復運動可能に支持されている。プランジャ７にはコの字状断面を有するコネクタ１３が固着され、コネクタ１３にはスリーブ１１が摺動可能に係合している。プランジャ７の下端には先端工具である刃物６が着脱自在に装着されており、刃物６はハウジング１下部に水平に取り付けられたベース９の開口部９ａを貫通してベース９下方へと略垂直に延出している。スピンドル１５からニードルローラ１７の偏心量がプランジャ７の往復移動量となる。
また、ハウジング１の上方にはハンドル部３が設けられ、ハンドル部３にはスイッチ機構４が設けられている。
往復運動変換機構５は、上述のピニオン２０、ギア１４、ウェイトホルダ８、ニードルローラ１７、スリーブ１１、コネクタ１３よって構成され、後述のように、モータ２の回転運動をプランジャ７及び刃物６の往復運動に変換する。
【００２１】
次に、本発明を適用したハウジング１の動作について説明する。作業者が電源コード１８を図示せぬ外部電源に接続した後、ハンドル部３を把持し、スイッチ機構４を操作することによりモータ２に給電され、モータ２が回転する。モータ２の回転はピニオン２０を介してギア１４に伝達され減速し、ギア１４はスピンドル１５を中心に回転する。ニードルローラ１７及びスリーブ１１がスピンドル１５からの偏心量を径としてコネクタ１３に沿って摺動しながら回転することで、プランジャ７が往復運動し、刃物６によって図示せぬ被切断材を切断する。また、ギヤ偏心部１４ａがバランスウェイト１０におけるベース部１０ｃの楕円穴１０ｂ内で摺動しながら回転することによりベース部１０ｃが固定されたガイドピン２１間を、上下に摺動しながらガイドされ、バランスウェイト１０が往復運動する。尚、バランスウェイト１０は、プランジャ７と逆位相で往復運動するように設計されており、これによりプランジャ７及び刃物６の往復運動による振動を相殺するような機能となっている。
【００２２】
ここで、本発明を適用したジグソー１Ａのバランスウェイト１０について説明する。
図２は本発明を適用したハウジング１のバランスウェイト１０の説明図、図３はハウジング１に発生するモーメントの説明図、である。プランジャ７とバランスウェイト１０は同周期かつ逆位相で往復運動するため、バランスウェイト１０の質量ｍｗと往復移動量ｄｗは、プランジャ７の質量ｍｐと往復移動量ｄｐの関係は次式（１）を概ね満足するよう設計することで、プランジャ７の往復運動により発生する本体上下方向の振動を相殺することができる。
（１）ｍｗ×ｄｗ ＝ ｍｐ×ｄｐ
一方、プランジャ７及びバランスウェイト１０の往復運動によりハウジング１のハウジング重心１ａ回りに発生するモーメントを相殺するためには次式（２）を満足する必要がある。ハウジング重心１ａからプランジャ重心７ａまでの距離ｌｐとハウジング重心１ａからバランスウェイト重心１０ａまでの距離ｌｗの差を０に近づける、即ち、プランジャ重心７ａとバランスウェイト重心１０ａを近づけることでモーメントを抑えることが可能となる。
（２）ｍｗ×ｄｗ×ｌｗ ＝ ｍｐ×ｄｐ×ｌｐ
本発明においては、バランスウェイト１０は、ベース部１０ｃとウェイト部１０ｄから成り、ウェイト部１０ｄはベース部１０ｃよりも比重の大きい材質で構成され、本体前方側に突出した状態となっているため、単一の材質でバランスウェイトを構成した場合と比較して、バランスウェイト重心１０ａをプランジャ重心７ａに近づけることができ、ハウジング１に発生するモーメントによる振動を低減することが可能となる（図４、図５にウェイト部の一部を図示）。
【００２３】
また、ウェイト部１０ｄは、ベース部１０ｃの前方に固定手段を用いて装着されており、固定手段としては、溶接、ボルト部材での締め付け、ろう付、など種々の手段が考えられる。また、２つ以上の部材で装着する以外に、型を用いて一体形成し、バランスウェイト１０の部位によって比重の異なるものを形成してもよい。また、ベース部１０ｃにウェイト部１０ｄを下側（図２の１０ｄ下部の部材のみ）に設置してもよい。こうすることによって、バランスウェイト重心１０ａをプランジャ７側（前側）に移動できるのみならず、上下方向の下側に落とし込むことが可能となるため、低重心の構成となり操作性の良い往復運動工具を提供することが可能になる。
【００２４】
また、図６と図７に示すように、第２の実施の形態として、バランスウェイト１０全体が、プランジャ７の摺動軸を囲うような構成とし、下記にその詳細を説明する。バランスウェイト１０の前側の両端面にプランジャ７の上下の往復運動に沿って壁部１０ｅを設けてもよい。実施の形態１と同様に、ギヤ偏心部１４ａがバランスウェイト１０におけるベース部１０ｃの楕円穴１０ｂ内で摺動しながら回転することによりベース部１０ｃがガイドピン２１によってガイドされ、ベース１０ｃ或いはウェイト部１０ｄに設けた壁部１０ｅが一体となって往復運動する。尚、バランスウェイト１０は、プランジャ７と逆位相で往復運動するように設計されており、これによりプランジャ７及び刃物６の往復運動による振動をより相殺するような機能となっている。壁部１０ｅは、ベース部１０ｃ、ウェイト部１０ｄで形成したバランスウェイト１０に壁部１０ｅを装着する形式に限定されず、例えば、型の一体形成によって、ベース部１０ｃ、ウェイト部１０ｄ、壁部１０ｅを一体として形成してもよい。このように形成されたバランスウェイト１０を、プランジャ軸方向の上から見ると、Ｕ形状或いはコの字形状などとする（図６参考）。
【００２５】
また、壁部１０ｅ単体の構造も、平面な形状の部材以外に、曲面或いは凹凸を有する部材を用いて形成してもよい。  尚、ベース部１０ｃ、ウェイト部１０ｄ、壁部１０ｅの材質として、樹脂材、アルミニウム材、鋼材、亜鉛材、その他の希少金属材料なども含め、種々の組み合わせが考えられる。ベース部１０ｄ、ウェイト部１０ｄ、壁部１０ｅの材質の組み合わせ、固定手段については、バランスをとる為に必要な質量、或いは、必要な強度等により任意に選択可能である。
【００２６】
また、バランスウェイト１０における、上下の往復運動方向に対して、上端部若しくは下端部における部材の一部が弾性材で構成されているようにしてもよい。
弾性材は、ラバーや柔軟性のある樹脂、スプリング材、ゴム等の材質でバランスウェイト１０に圧着させる方法とする。また、それ以外に、弾性体とバランスウェイト１０を別体で圧着させるのではなく、一体形成で成型してもよい。
【００２７】
上記のような構成とすることによって、各死点側にバランスウェイト１０が到達した際の衝撃で破損、磨耗等を抑制することができる。また、弾性体が振動を吸収することができるため微小な振動に起因した騒音の発生を抑制することが可能である。
【００２８】
本発明の実施の形態について、ジグソー１Ａを例に説明したが、例えば、セーバソー等の他の往復運動工具に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１はハウジング、２は電動機（モータ）、３はハンドル、４はスイッチ、５は往復変換機構（部）、６は刃物、７はプランジャ、８はホルダ、９はベース、１０はバランスウェイト、１０ｃはベース部、１０ｄはウェイト部、１４はギア偏心部、２１はガイドピン
【図６】
2011115912.tif 000003
【図１】
2011115912.tif 000004
【図２】
2011115912.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
2011115912.tif 000008
【図７】
2011115912.tif 000009
【図８】
2011115912.tif 000010
【図９】
2011115912.tif 000011
【図１０】
2011115912.tif 000012
【図１１】
2011115912.tif 000013