(57)【要約】【課題】  モータの回転運動を往復運動に変換する機構と、該機構により刃物が往復運動して切削を行う往復運動工具において、切削時には本体が前屈することから被切削材に対する刃物の移動量が減少する。また戻り時においては本体が仰け反らないと刃物が被切削材に十分に押し付けられない。上記した挙動により切削速度が落ちるといった問題があった。よって本発明の課題は、切削時の本体前屈防止と戻り時の本体の仰け反り挙動を確保することで切削速度を向上させることを目的とする。【解決手段】  本体とベースの結合面のうち、本体２の前方をアルミ製ギヤホルダ４とアルミ製ベース５の接触とし、本体２の後方をプラスチック製ハウジング３とアルミ製ベース５の接触とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機や空気モータなどの回転動力を発生するモータと、モータの回転運動を往復運動に変換する機構と、該モータと該往復運動変換機構を内包するハウジングあるいはギヤホルダと、ボルト、ねじ等の締結材により該ハウジングと結合され被切削材と接触するベースを有し、該往復運動機構により刃物が往復運動して切削を行う往復運動工具において、
該ハウジングあるいは該ギヤホルダと該ベースの接触面を、本体前方では両部材とも非弾性材で形成し、本体後方では少なくともどちらか一方を弾性を有する部材で形成したことを特徴とする往復運動工具。
【請求項２】
該ハウジングあるいは該ギヤホルダと該ベースの接触面を、本体前方は金属製ハウジングと金属製ベースの接触とし、本体後方をゴム、プラスチック等の弾性材で構成されるハウジングと金属製ベースの接触とし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】
該ハウジングあるいは該ギヤホルダと該ベースの接触面の本体後方部分で、該ハウジングと該ベースの間に弾性材を挿入し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４】
該ハウジングあるいは該ギヤホルダと該ベースの接触面の本体後方部分で、該ハウジングと該ベースの間に隙間を設け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５】
電動機や空気モータなどの回転動力を発生するモータと、モータの回転運動を往復運動に変換する機構と、該モータと該往復運動変換機構を内包するハウジングあるいは該ギヤホルダと、ボルト、ねじ等の締結材により該ハウジングと結合され被切削材と接触するベースを有し、該往復運動機構により刃物が往復運動して切削を行う往復運動工具において、
該ハウジングあるいは該ギヤホルダと該ベースを結合する締結材の座金部材を、本体前方では弾性を有する部材で形成し、本体後方では非弾性材で形成したことを特徴とする往復運動工具。
【請求項６】
該ハウジングあるいは該ギヤホルダと該ベースを結合する締結材の座金部材と、該ベースの間で本体後方部分に弾性材を挿入したことを特徴とする請求項５記載の往復運動工具。
【請求項７】
該ハウジングあるいは該ギヤホルダと該ベースを結合する締結材の座金部材と、該ベースの間で本体後方部分に隙間を設けたことを特徴とする請求項５記載の往復運動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動機や空気モータなどの回転動力を発生するモータを動力源とし、刃物部が往復運動することにより切削する工具であり、切削速度を向上させた往復運動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータとして電動機を用いた回転運動を往復運動に変換して切削する往復運動工具が存在する。該往復運動工具においては、往復運動機構を支持するギヤホルダが、モータを内包するハウジングに固定され、該ハウジングあるいはギヤホルダに被切削材と接触するベースが取り付けられている。
【０００３】
該往復運動工具は刃物が往復運動することにより切断を行う工具であることから、刃物の単位時間あたりの往復運動距離と、刃物と被切削材の接触状態により切削速度が決定される。すなわち単位時間あたりの往復運動距離を長くし、且つ刃物が被切削材に十分に押し付けられ接触している状態がもっとも切削速度が速い。
【０００４】
ここで、本発明と構造上においてのみ類似した従来例を特許文献1に記載した。なお本発明は切削速度向上および切削時振動低減に関するものであるため、特許文献１は目的および効果が全く異なるものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１８８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の往復運動工具においては、以下の二種類の構造が存在する。一つは図２に示すようなプラスチック等の弾性材で形成されたハウジングにベースが結合されている構造であり、もう一つは図３に示すようにアルミ等の非弾性材で形成されたハウジングにベースが結合されている構造である。
【０００７】
上記二種類の構造において、それぞれに問題点が存在する。以下、従来技術の問題点を、刃物が下死点から上死点に移動して切削を行う切削時と、刃物が上死点から下死点に移動する戻り時とに分けて説明する。
【０００８】
まず刃物が下死点から上死点に移動する切削時について述べる。
【０００９】
図２に示すようにプラスチック等の弾性材で形成されたハウジングにベースが結合されている場合、切削時の垂直方向の反力により、刃物からプランジャを通じて、本体前部は下方向へと荷重を受ける。図４に示すようにハウジングは弾性材であるため変形し、本体前部は下方向へ変位する。刃物は上方へ移動するが本体がベースとハウジングの結合部を中心として前屈するため、被切削材に対する刃物の移動距離は無負荷時の移動距離に比べ小さくなる。すなわち単位時間あたりの往復運動距離が減少したことを意味しており、切削速度が低下する。なお本体がベースとハウジングの結合部を中心として前屈しても、垂直方向の反力により、ベースが木材に押し付けられているため、ベースはほとんど後退しない。
【００１０】
一方で図３に示すようにアルミ等の金属で形成されたハウジングあるいはギヤホルダにベースが結合されている場合はほとんど変形しないので、上記の速度低下は発生しない。
【００１１】
次に、切削が終了し刃物が上死点から下死点に移動する戻り時について述べる。
【００１２】
プラスチック等の弾性材で形成されたハウジングにベースが結合されている場合、上記したように切削時には本体が前屈している。戻り時には刃物からプランジャを通じて本体前部に下方向に作用していた荷重が無くなる。そのため図５に示すように切削反力で蓄えられた弾性力により、本体は重心付近を中心として回転し後方へ仰け反ることになる。このとき本体の後方への仰け反りに伴い、刃物先端は本体前方へと突き出す挙動となる。刃物が本体前方へ突き出すことにより、刃物は被切削材に食い込む。したがって下死点において刃物が被切削材に十分に押し付けられている状態となる。また垂直方向の切削反力が無いのでベースと木材との接触力が小となるため、本体が後方へ仰け反る挙動の反作用としてベースが前方へ移動する。以上の挙動により、切削速度が向上する。
【００１３】
一方で図２に示すようにアルミ等の金属で形成されたハウジングあるいはギヤホルダにベースが結合されている場合は、戻り時において本体が後方へ仰け反らないので、刃物先端が突き出す挙動は発生しない。したがって下死点では刃物は被切削材に十分に接触しておらず、上記した挙動は切削速度を低下させる。なお作業者は本体を前方へ押しているが、工具本体が慣性を持っており、往復運動の周期が10〜60サイクル／秒と速い為、追従することはできない。
【００１４】
以上をまとめると、プラスチック等の弾性材で形成されたハウジングにベースが結合されている構造の場合、切削時に本体が前屈することにより単位時間あたりの往復運動距離が減少し、切削速度が低下する。またアルミ等の非弾性材で形成されたハウジングにベースが結合されている構造の場合、戻り時に刃物及びベースが前方へ突き出さないため、刃物と被切削材の接触が不十分で切削速度が低下する。
【００１５】
本発明の目的は、上記した問題点を解決し、切削速度を向上させた往復運動工具を提供することにある。
【００１６】
なお特許文献1では、切削開始位置を狙い易くするため、ハウジングとベースの間に弾性材を挿入することでベースの振動を低減する構造が提案されている。しかし上記した構造では切削時の本体前屈が大きくなり、単位時間あたりの往復運動距離が減少し、切削速度は低下する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、電動機や空気モータなどの回転動力を発生するモータと、モータの回転運動を往復運動に変換する機構と、該モータと該往復運動変換機構を内包するハウジングあるいはギヤホルダと、ボルト、ねじ等の締結材により該ハウジングと結合され被切削材と接触するベースを有し、該往復運動機構により刃物が往復運動して切削を行う往復運動工具において、該ハウジングあるいは該ギヤホルダと該ベースの接触面を、本体前方と後方で異なる材質で形成したことを特徴とする往復運動工具を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の往復運動工具によれば、切削時には本体が前屈が小さいため、被切削材に対する往復運動距離を確保できる。また戻り時には本体が後方に仰け反り、刃物先端及びベースが前方に突き出すため、被切削物に刃物を十分に押し付けることができる。以上の効果により切削速度を向上させることが可能となる。
【００１９】
請求項２記載の往復運動工具によれば、締結部の変更だけで新たな部材を追加する必要が無いので、工具のコストを抑え且つ切削速度を向上させることができる。
【００２０】
請求項３記載の往復運動工具によれば、ハウジングまたはギヤホルダのうち、一方の形状だけを変更することで流用可能であり、形状変更に伴うコストを抑え且つ切削速度を向上させることができる。
【００２１】
請求項４記載の往復運動工具によれば、ハウジングまたはギヤホルダのうち、一方の形状だけを変更することで切削速度向上が可能となり、また新たな部材を追加する必要もないので、さらに形状変更に伴うコストを抑え且つ切削速度を向上させることができる。 
請求項５記載の往復運動工具によれば、座金は単純形状で小さな部材であるので、形状変更にともなうコストを抑え且つ切削速度を向上させることができる。
【００２２】
請求項６記載の往復運動工具によれば、座金は単純形状で小さな部材であり、且つ現行の座金の形状を変更することで流用可能であり、さらに形状変更に伴うコストを抑え且つ切削速度を向上させることができる。
【００２３】
請求項７載の往復運動工具によれば、座金は単純形状で小さな部材であり、且つ現行の部材を形状変更することで流用可能であり、また新たな部材を追加する必要も無いので、もっともコストを抑えることができ且つ切削速度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
まず、簡潔に往復運動工具の動作を説明する。
【００２５】
図６にモータの回転運動を刃物の往復運動に変換する機構部を簡略化して示した。
【００２６】
図示しないモータのアマチュアに設けられたピニオン１１はギヤ１２とかみ合い状態にある。ピニオン１１はアルミ製ギヤホルダ４内のベアリングによって支持され、ギヤ１２もギヤホルダ４に固定されたギヤ軸１４に回転可能に支持されている。ギヤ１２の回転中心から偏心した位置には、ピン１５が圧入されており、ピン１５は円筒状のスリーブ１６が回転可能に設置されている。スリーブ１６は、コの字断面形状であるスリーブガイド１７に沿って、摺動可能に支持されている。スリーブガイド１７はプランジャ１０と一体に結合されている。プランジャ１０はプランジャ上部ホルダ１８とプランジャ下部ホルダ１９によって、上下方向にのみ動作可能となっている。プランジャ１０先端には、切削のための刃物６が装着されている。
【００２７】
またギヤ１２のギヤホルダ４側には、回転軸に対して偏心したギヤ軸偏心部２０をもち、カウンタウェイト２１に設けられた長円状のカウンタウェイト２１の長円穴に嵌合している。ギヤ軸偏心部２０とカウンタウェイト２１の長円穴は水平方向に摺動可能であり、ギヤ１２の回転に伴い、ギヤ軸偏心部２０が偏心して回転すると、カウンタウェイト２１はカウンタウェイト２１の長円穴に沿って上下方向に往復運動する。カウンタウェイト２１の往復運動の位相はプランジャ１０の往復運動の位相と逆になるように設計されており、プランジャ１０の振動を相殺するよう構成されている。上記のように構成された往復運動工具においては、アマチュアの回転により、ピニオン１１からギヤ１２に回転力が伝達し、スリーブ１６はギヤ１２の回転軸からの偏心量を半径として回転する。スリーブ１６はスリーブガイド１７内で水平方向に摺動し、プランジャ１０が上下方向に往復運動する。同時にカウンタウェイト２１は逆位相で上下方向に往復運動し、振動を相殺する。このようにしてアマチュアの回転運動は往復運動変換機構により、上下方向の往復運動に変換され、プランジャ１０には刃物６が結合されているから、刃物６が上下運動し切削を行う。
【００２８】
以上が、往復運動工具の1サイクルの動作である。
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図１および図７から図１７を用いて説明する。
【００３０】
図１は本発明の請求項1および請求項２記載の実施形態の一例を示した外観図である。また図１２は図１の本体とベースの結合部の断面図である。ここでアルミ製ベース５とプラスチック製ハウジング３のみ断面と示した。本体２の前方をアルミ製ギヤホルダ４とアルミ製ベース５の接触とし、本体２の後方をプラスチックハウジングとアルミ製ベース５の接触としてある。上記の構造では切削時には本体２の前方のアルミ製ギヤホルダ４とアルミ製ベース５の接触部に荷重がかかるが、図１６に示すように本体２の前屈が小さい為、被切削材２４に対する往復運動距離を確保できる。
【００３１】
また刃物６の戻り時においては、図１７に示すように本体２の後方はプラスチック製ハウジングとアルミ製ベース５で接触している為、切削の反力が開放されると、小さな前屈が開放される作用により本体２が重心26付近を中心として回転して後方に仰け反り刃物６の先端が前方へ突き出す。また本体２が仰け反る挙動の反作用として、アルミ製ベース５が前方に移動する。その直後、刃物６が切削を開始し、下死点から上死点への移動が始まる。切削により本体２には下方向に荷重がかかるため、アルミ製ベース５は被切削材２４に押し付けられる。よってアルミ製ベース５と被切削材２４の摩擦が高まり、仰け反っていた本体２が元の位置に戻りはじめても、前記摩擦によりアルミ製ベース５は後退しない。そのため被切削物に刃物６を十分に押し付けることができる。以上の効果により、切削速度を向上させることが可能となる。
【００３２】
本体２とアルミ製ベース５の間の回転バネ定数の違いを用いて従来との違いを述べる。図１３に示すように、プラスチック製ハウジング３とアルミ製ベース５で結合された従来の往復運動工具の場合、回転バネ定数が低いため、切削時には大きく前屈し、戻り時にも大きく仰け反る挙動となる。したがって切削時に本体が大きく前屈することにより単位時間あたりの往復運動距離が減少し、切削速度が低下する。
【００３３】
一方で図１４に示すように回転バネ定数を本体にかけたトルクと本体回転角の関係として表すと、アルミ製ギヤホルダ４とアルミ製ベース５で結合された従来の往復運動工具の場合、回転バネ定数が高いので切削時の前屈、戻り時の仰け反りは少ない。したがって戻り時に刃物が前方へ突き出さないため、刃物と被切削材の接触が不十分で切削速度が低下する。
【００３４】
本発明においては図１５に示すように、非線形な回転バネ定数となるよう設定してあるから、切削時には本体の前屈が少なく、被切削材に対する往復運動距離を確保できる。また戻り時には本体が後方に相対的に大きく仰け反り、刃物先端が前方に突き出し、被切削物に刃物を十分に押し付けることができる。また仰け反りの反動としてベースが前方へ移動し、以上の効果により切削速度を向上させることが可能となる。
【００３５】
図７は本発明の請求項３記載の一変形例を示した本体とベースの結合部の断面図である。
アルミ製ギヤホルダ４とアルミ製ベース５の接触とし、本体２の後方にプラスチックまたはゴム等の弾性材７を挿入してある。本変形例においても切削時の本体２の前屈を防止するとともに、戻り時に本体２が仰け反る為、切削速度を向上させることが可能である。
【００３６】
図８は本発明の請求項４記載の一変形例を示した本体とベースの結合部の断面図である。
アルミ製ギヤホルダ４とアルミ製ベース５の接触とし、本体２の後方のギヤホルダ４とアルミベース５は隙間２３を持たせてある。本構造においても本発明の目的を達成することが可能である。
【００３７】
図９は本発明の請求項５および請求項６記載の一実施例を示した本体とベースの結合部の断面図である。また図１０は図９のA-A断面図である。アルミ製ギヤホルダ４とアルミ製ベース５の接触とし、ボルト9と座金２２によってベース５はギヤホルダ４に結合されている。座金２２の後方部分には切り欠き部があり、切り欠き部とベース５の間にはゴムまたはプラスチック等の弾性材７を挿入してある。そのため切削時の本体２の前屈を防止するとともに、戻り時に本体２が仰け反る為、切削速度を向上させることが可能である。
【００３８】
図１１は本発明の請求項７記載の一実施例を示した本体とベースの結合部の断面図である。アルミ製ギヤホルダ４とアルミ製ベース５の接触とし、ボルト9と座金２２によってベース５はギヤホルダ４に結合されている。座金２２の後方部分には切り欠き部があり、ベース５と座金２２の間には隙間２３を設けてある。本実施例においても本発明の目的を達成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の請求項１および請求項２記載の一実施例を示す外観図。
【図２】従来の往復運動工具を示す外観図。
【図３】従来の往復運動工具を示す外観図。
【図４】プラスチックハウジングの切削時の挙動を示す外観図。
【図５】プラスチックハウジングの戻り時の挙動を示す外観図。
【図６】回転運動を往復運動に変換する機構部の概略図
【図７】本発明の請求項３記載の一実施例を示す外観図。
【図８】本発明の請求項４および請求項２記載の一実施例を示す外観図。
【図９】本発明の請求項５および請求項６記載の一実施例を示す外観図。
【図１０】図１０のA-A断面図。
【図１１】本発明の請求項７記載の一実施例を示す外観図。
【図１２】図１の本体とベースの結合部断面図
【図１３】従来の往復運動工具の本体とベース間の回転バネ定数の模式図
【図１４】従来の往復運動工具の本体とベース間の回転バネ定数の模式図
【図１５】本発明の往復運動工具の本体とベース間の回転バネ定数の模式図
【図１６】本発明の切削時の挙動を示す外観図
【図１７】本発明の戻り時の挙動を示す外観図
【符号の説明】
【００４０】
1は往復運動工具、2は本体、3はプラスチック製ハウジング、4はアルミ製ギヤホルダ、5はアルミ製ベース、6は刃物、7は弾性材、8はスイッチ、9はボルト、10はプランジャ、11はピニオン、12はギヤ、13はベアリング、14はギヤ軸、15はピン、16はスリーブ、17はスリーブガイド、18はプランジャ上部ホルダ、19はプランジャ下部ホルダ、20はギヤ軸偏心部、2１はカウンタウェイト、22は座金、23は隙間、24は被切削材、25はナット、26は重心
【図１】
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【図２】
2007185749.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2007185749.tif 000013
【図１２】
2007185749.tif 000014
【図１３】
2007185749.tif 000015
【図１４】
2007185749.tif 000016
【図１５】
2007185749.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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