(57)【要約】【課題】先端工具及びバランスウェイトの往復動に伴う回転モーメントが低減された往復動工具を実現する。【解決手段】駆動源としてのモータによって左右に往復駆動されるブレード２０を備えるマルチカッタ１であって、ブレード２０の往復動に伴う回転モーメントを打ち消すためのバランスウェイト６０を有する。バランスウェイト６０は、前記モータの出力軸に沿う方向視においてブレード２０が右方向に移動する際、同じく右方向に移動し、前記モータの出力軸に沿う方向視においてブレード２０が左方向に移動する際、同じく左方向に移動する。【選択図】図４
2016087725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源としてのモータによって、第１方向と該第１方向と逆向きの第２方向とに往復駆動される先端工具を備える往復動工具であって、
前記先端工具の往復動に伴う回転モーメントを打ち消すためのバランスウェイトを有し、
前記バランスウェイトは、前記モータの出力軸に沿う方向視において前記先端工具が前記第１方向に移動する際、同じく前記第１方向に移動し、前記モータの出力軸に沿う方向視において前記先端工具が前記第２方向に移動する際、同じく前記第２方向に移動する、
往復動工具。
【請求項２】
前記先端工具と前記バランスウェイトとは、当該往復動工具の重心を挟んで配置されている、
請求項１に記載の往復動工具。
【請求項３】
前記出力軸と平行に配置された支持軸を有し、
前記バランスウェイトは、前記支持軸によって回動可能に支持されている、
請求項２に記載の往復動工具。
【請求項４】
前記第１方向と前記第２方向は、前記出力軸と略直交する方向である、
請求項１〜３のいずれかに記載の往復動工具。
【請求項５】
前記先端工具は、前記モータから最も離れた位置に前端部を有し、
前記前端部が前記第１方向に移動する際、前記バランスウェイトは前記第１方向に移動し、前記前端部が前記第２方向に移動する際、前記バランスウェイトは前記第２方向に移動する、
請求項１〜４のいずれかに記載の往復動工具。
【請求項６】
前記出力軸と一体回転する回転部材であって、前記出力軸に対して偏心した回転部材と、
回動可能に支持され、前記先端工具を保持する保持機構と、
前記回転部材の回転運動を揺動運動に変換して前記保持機構を正逆転させる変換部材と、
前記変換部材と係合し、該変換部材の揺動運動を前記バランスウェイトに伝達する伝達部材と、を有する、
請求項５に記載の往復動工具。
【請求項７】
前記変換部材は、回動可能に支持され、前記回転部材を挟んで対向する一対のアーム部を備え、
前記伝達部材は、回動可能に支持され、前記アーム部を挟んで対向する一対のアーム部を備える、
請求項６に記載の往復動工具。
【請求項８】
前記保持機構が前記出力軸に略直交、且つ前記第１方向及び前記第２方向に略直交する回転軸を中心として正逆転することで、前記先端工具が往復動する、
請求項６〜７のいずれかに記載の往復動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復駆動される先端工具によって切断，研削，切削などの各種作業を行う往復動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような往復動工具の１つとして、鋸刃が形成されたブレードを備え、一般的に“マルチカッタ”又は“マルチツール”と呼ばれる往復動工具がある。マルチカッタ又はマルチツール（以下“マルチカッタ”と総称する。）は、駆動源としての電動モータを備えており、電動モータから出力される駆動力によってブレードが往復駆動される。ブレードが往復動（揺動）すると、該ブレードに形成されている鋸刃によって対象物が切断されたり、切削されたりする。マルチカッタには、上記ブレードに代えて、サンディングパッド，サンディングペーパその他の先端工具が装着されることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１９８３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先端工具が往復駆動される往復動工具では、先端工具の往復動に伴って本体に振動が発生する。例えば、上記のようなマルチカッタでは、ブレードが左右に往復動すると、かかるブレードの往復動に伴って本体に振動が発生する。具体的には、ブレードが作業者から見て右側に移動すると本体が右側に振られ、ブレードが作業者から見て左側に移動すると本体が左側に振られる。このように本体が左右に連続的に振られることにより振動が発生する。
【０００５】
そこで、ブレードと逆方向に移動するバランスウェイト（“カウンタウェイト”と呼ばれることもある。）を備えたマルチカッタが提案されている。かかるマルチカッタでは、ブレードが作業者から見て右側に移動する際、バランスウェイトは作業者から見て左側へ移動する。また、ブレードが作業者から見て左側に移動する際、バランスウェイトは作業者から見て右側へ移動する。すなわち、ブレードとバランスウェイトとが互いに逆方向に移動する。
【０００６】
しかし、ブレード及びバランスウェイトが移動すると回転モーメントが発生する。このとき、ブレードの右方向への移動によって発生する回転モーメントと、バランスウェイトの左方向への移動に伴って発生する回転モーメントとは同方向に作用する。また、ブレードの左方向への移動によって発生する回転モーメントと、バランスウェイトの右方向への移動に伴って発生する回転モーメントとは同方向に作用する。すなわち、互いに逆向きに往復駆動されるブレード及びバランスウェイトを備える往復動工具では、本体に大きな回転力が作用し、安定した作業が困難になる虞がある。
【０００７】
本発明の目的は、先端工具及びバランスウェイトの往復動に伴う回転モーメントが低減された往復動工具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の往復動工具は、駆動源としてのモータによって、第１方向と該第１方向と逆向きの第２方向とに往復駆動される先端工具を備える。往復動工具は、前記先端工具の往復動に伴う回転モーメントを打ち消すためのバランスウェイトをさらに有する。前記バランスウェイトは、前記モータの出力軸に沿う方向視において前記先端工具が前記第１方向に移動する際、同じく前記第１方向に移動し、前記モータの出力軸に沿う方向視において前記先端工具が前記第２方向に移動する際、同じく前記第２方向に移動する。
【０００９】
本発明の一態様では、前記先端工具と前記バランスウェイトとは、当該往復動工具の重心を挟んで配置される。
【００１０】
本発明の他の態様では、往復動工具は、前記出力軸と平行に配置された支持軸を有し、前記バランスウェイトは、前記支持軸によって回動可能に支持される。
【００１１】
本発明の他の態様では、前記第１方向と前記第２方向は、前記出力軸と略直交する方向である。
【００１２】
本発明の他の態様では、前記先端工具は、前記モータから最も離れた位置に前端部を有する。前記前端部が前記第１方向に移動する際、前記バランスウェイトは前記第１方向に移動し、前記前端部が前記第２方向に移動する際、前記バランスウェイトは前記第２方向に移動する。
【００１３】
本発明の他の態様では、往復動工具は、前記出力軸と一体回転する回転部材であって、前記出力軸に対して偏心した回転部材と、回動可能に支持され、前記先端工具を保持する保持機構と、前記回転部材の回転運動を揺動運動に変換して前記保持機構を正逆転させる変換部材と、前記変換部材と係合し、該変換部材の揺動運動を前記バランスウェイトに伝達する伝達部材と、を有する。
【００１４】
本発明の他の態様では、前記変換部材は、回動可能に支持され、前記回転部材を挟んで対向する一対のアーム部を備え、前記伝達部材は、回動可能に支持され、前記アーム部を挟んで対向する一対のアーム部を備える。
【００１５】
本発明の他の態様では、前記保持機構が前記出力軸に略直交、且つ前記第１方向及び前記第２方向に略直交する回転軸を中心として正逆転することで、前記先端工具が往復動する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、先端工具及びバランスウェイトの往復動に伴う回転モーメントが低減された往復動工具が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明が適用されたマルチカッタの外観斜視図である。
【図２】図１に示されるマルチカッタの断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、変換部材の動作を示す説明図である。
【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図２中のＡ−Ａ線に沿った断面図であって、ブレード及びバランスウェイトの動作を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明が適用された往復動工具の一例について説明する。本実施形態に係る往復動工具は、先端工具としてのブレードを備えるマルチカッタである。ブレードは、駆動源であるモータによって、該モータの出力軸と略直交する第１方向と該第１方向と逆向きの第２方向とに往復駆動される。ブレードが往復動すると、ブレードの先端に形成されている鋸刃によって対象物が切断されたり、切削されたりする。
【００１９】
図１に示されるように、マルチカッタ１は、本体を構成するハウジング２を有する。ハウジング２は、一体化されたモータケース３とギヤケース４とから構成されている。モータケース３は、全体として略円筒形の外観を呈し、片手で握ることが可能な太さを有する。ギヤケース４は、モータケース３の長手方向一端側に設けられており、モータケース３の長手方向他端側からは電源コード５が延びている。さらに、電源コード５が引き出されているモータケース３の端面にはコードアーマ６が設けられており、電源コード５の一端はコードアーマ６の内側を通ってモータケース３の内部に引き入れられている。尚、図示が省略されている電源コード５の他端にはコンセントに接続されるプラグが設けられている。
【００２０】
以下の説明では、モータケース３の長手方向を“前後方向”とする。さらに、ギヤケース４が設けられている側を“前方”とし、コードアーマ６が設けられている側を“後方”とする。すなわち、ギヤケース４はモータケース３の前端面に設けられており、コードアーマ６はモータケース３の後端面に設けられている。
【００２１】
図２に示されるように、モータケース３の内部には駆動源としてのモータ１０が収容されている。モータ１０はインナーロータ型のブラシレスモータであり、ロータ（回転子）と一体になった出力軸１０ａを備えている。出力軸１０ａは前後方向に延びており、出力軸１０ａの一端（先端）は、モータケース３とギヤケース４との境界を越えてギヤケース４の内部に進入している。
【００２２】
モータケース３の外周面上には、前後に移動するスライドスイッチ７が設けられている。一方、モータケース３の内部には、前後方向に延び、スライドスイッチ７と連動するリンク８が設けられている。スライドスイッチ７を前方へスライドさせると、リンク８を介してメインスイッチ９が操作され、モータ１０に電力が供給される。また、スライドスイッチ７を後方へスライドさせると、リンク８を介してメインスイッチ９が操作され、モータ１０への電力供給が停止される。
【００２３】
図３（ａ），（ｂ）に示されるように、出力軸１０ａの先端には回転部材１１が一体成形されている。回転部材１１は出力軸１０ａの先端面から突出しており、その中心は出力軸１０ａの端面内にあるが、出力軸１０ａの中心とは一致していない。すなわち、回転部材１１は、出力軸１０ａに対して偏心している。そこで以下の説明では、回転部材１１を“偏心部１１”と呼ぶ。
【００２４】
上記のようにしてモータ１０（図２）に電力が供給されると、出力軸１０ａはその中心線Ａ１を回転軸として回転する。また、偏心部１１は、出力軸１０ａの中心線Ａ１を回転軸として回転する。すなわち、偏心部１１は、出力軸１０ａの中心線Ａ１を中心に公転する。本実施形態では、出力軸１０ａの中心と偏心部１１の中心とのずれ量は約１ｍｍである。換言すれば、偏心部１１の出力軸１０ａに対する偏心距離は約１ｍｍである。
【００２５】
偏心部１１にはボールベアリング１２が取り付けられている。具体的には、偏心部１１がボールベアリング１２のインナーリング１２ａの内側に圧入されており、ボールベアリング１２は偏心部１１と一体回転する。すなわち、ボールベアリング１２は、出力軸１０ａが回転すると、該出力軸１０ａの中心線Ａ１を中心に公転する。
【００２６】
再び図２を参照する。ギヤケース４には、ブレード２０を保持する保持機構３０が設けられている。ブレード２０の、モータ１０と反対側の端部、つまりモータ１０から最も離れた位置には鋸刃が形成されている。以下の説明では、鋸刃が形成されているブレード２０の端部を“前端部２０ａ”と呼ぶ。保持機構３０は回転可能に支持されており、保持機構３０が回転軸を中心として正逆転することによって、保持機構３０に保持されているブレード２０と前端部２０ａが往復動する。ブレード２０及び保持機構３０の動作の詳細については後述する。
【００２７】
図２に示されるように、保持機構３０は、ギヤケース４に収容された略円筒形のケース３１を備えており、このケース３１内にコイルばね３２が収容されている。コイルばね３２の内側には第１スライドピン３３が挿通されており、第１スライドピン３３の一端側には第２スライドピン３４が配置され、第１スライドピン３３の他端側には一対のクランプ部材３５ａ，３５ｂ及び固定ピン３６が配置されている。さらに、固定ピン３６の軸部３６ａは、一対のクランプ部材３５ａ，３５ｂの間に差し入れられており、一対のクランプ部材３５ａ，３５ｂの周囲には固定リング３７が嵌められている。
【００２８】
以下の説明では、保持機構３０の中心線、すなわち、コイルばね３２，第１スライドピン３３，第２スライドピン３４及び固定ピン３６を貫く一連の中心線Ａ２の方向を“上下方向”とする。さらに、第２スライドピン３４が配置されている側を“上方”とし、固定ピン３６が配置されている側を“下方”とする。また、前後方向及び上下方向の双方と直交する方向を左右方向とする（図１参照）。
【００２９】
それぞれのクランプ部材３５ａ，３５ｂの内面及び固定ピン３６の軸部３６ａの外面には、互いに嵌合する複数の凹凸が形成されている。これら凹凸の噛合いによってクランプ部材３５ａ，３５ｂと固定ピン３６とが互いに固定され、固定ピン３６の上下方向への移動が規制されている。この結果、固定ピン３６の頭部３６ｂとホルダ部材３８との間にブレード２０が挟まれて固定されている。すなわち、ブレード２０が保持機構３０に保持されている。
【００３０】
一方、ギヤケース４の上部に設けられているレバー３９及びクランプ部材３５ａ，３５ｂの周囲に嵌められている固定リング３７が操作されると、ブレード２０の固定が解除され、ブレード２０を取り外すことができる。具体的には、図示されているレバー３９を前方へ向けて回動させると、コイルばね３２の付勢に抗して第２スライドピン３４が押し下げられる。第２スライドピン３４が押し下げられると、これに連動して第１スライドピン３３及びクランプ部材３５ａ，３５ｂが押し下げられる。さらに、クランプ部材３５ａ，３５ｂが押し下げられると、クランプ部材３５ａ，３５ｂに固定されている固定ピン３６が押し下げられる。この結果、固定ピン３６の頭部３６ｂがブレード２０から離間する。その後、固定リング３７を回転させると、一対のクランプ部材３５ａ，３５ｂの対向間隔が拡大され、クランプ部材３５ａ，３５ｂと固定ピン３６との固定が解除される。よって、固定ピン３６を引き抜き、ブレード２０を取り外すことができる。
【００３１】
図３（ａ），（ｂ）に示されるように、偏心部１１と保持機構３０とは、変換部材４０を介して動力伝達可能に接続されている。具体的には、ギヤケース４（図２）の内部には、偏心部１１に取り付けられているボールベアリング１２と保持機構３０のケース３１とに跨る変換部材４０が設けられており、この変換部材４０の一端はボールベアリング１２と係合し、他端はケース３１と係合している。
【００３２】
変換部材４０は、ケース３１の外周に嵌められたリング部４１と、リング部４１から該リング部４１の径方向に延びる一対のアーム部４２ａ、４２ｂを有する。一対のアーム部４２ａ，４２ｂはボールベアリング１２を挟んで対向している。それぞれのアーム部４２ａ，４２ｂは、ボールベアリング１２のアウターリング１２ｂに当接しているか、僅かな隙間を隔ててアウターリング１２ｂと対向している。換言すれば、変換部材４０の一対のアーム部４２ａ，４２ｂの間にボールベアリング１２が配置されている。
【００３３】
従って、出力軸１０ａの回転に伴って該出力軸１０ａに対して偏心している偏心部１１及びボールベアリング１２が回転すると、アーム部４２ａ，４２ｂが左右に振られ、変換部材４０が全体として揺動する。具体的には、出力軸１０ａの中心線Ａ１と保持機構３０の中心線Ａ２との交点Ｘを支点としてアーム部４２ａ，４２ｂが往復動（揺動）する。すると、リング部４１が嵌められている保持機構３０（ケース３１）は、交点Ｘを中心として正転と逆転とを繰り返す。換言すれば、保持機構３０（ケース３１）は、出力軸１０ａと直交し、且つブレード２０の往復動方向（第１方向及び第２方向）と直交する中心線Ａ２を回転軸として正転と逆転とを繰り返す。すなわち、偏心部１１及びボールベアリング１２の回転運動が揺動運動に変換され、保持機構３０が正逆転される。この結果、保持機構３０に保持されているブレード２０は、変換部材４０のアーム部４２ａ，４２ｂと同周期で揺動（往復動）する。もっとも、アーム部４２ａ，４２ｂとブレード２０とは逆向きに揺動する。具体的には、出力軸１０ａの中心線Ａ１を基準としてアーム部４２ａ，４２ｂが右方向へ移動した際、ブレード２０及び前端部２０ａは左方向へ移動する（図３（ａ））。一方、出力軸１０ａの中心線Ａ１を基準としてアーム部４２ａ，４２ｂが左方向へ移動した際、ブレード２０及び前端部２０ａは右方向へ移動する（図３（ｂ））。
【００３４】
図２に示されるように、出力軸１０ａの上方には、該出力軸１０ａと平行に支持軸５０が配置されており、この支持軸５０によって、バランスウェイト６０が回動可能に支持されている。すなわち、保持機構３０に保持されたブレード２０と支持軸５０とは、出力軸１０ａを挟んで上下に配置されている。バランスウェイト６０は、出力軸１０ａと平行な支持軸５０を中心として回動する。すなわち、バランスウェイト６０は、主に上下方向の領域内において回動する。よって、前後方向の動作領域を確保する必要がなく、本体の寸法増加を効果的に抑制することができる。
【００３５】
また、マルチカッタ１の重心Ｇは図２に示すように、ほぼ出力軸１０ａ上に位置しており、出力軸１０ａ方向に見たとき、重心Ｇの上方にバランスウェイト６０が、重心Ｇの下方にブレード２０が位置している。
【００３６】
図４は、出力軸１０ａに沿う（中心線Ａ１に沿う）方向視での断面図である。図４（ａ）〜（ｃ）に示されるように、バランスウェイト６０には、伝達部材としての一対のアーム部６１ａ，６１ｂが一体成形されている。一対のアーム部６１ａ，６１ｂは下方に向かって延びている。これらアーム部６１ａ，６１ｂの先端部は、変換部材４０のアーム部４２ａ，４２ｂを挟んで対向している。それぞれのアーム部６１ａ，６１ｂは、アーム部４２ａ，４２ｂに当接しているか、僅かな隙間を隔ててアーム部４２ａ，４２ｂと対向している。換言すれば、伝達部材としての一対のアーム部６１ａ，６１ｂの間に、変換部材４０の一対のアーム部４２ａ，４２ｂが配置され、変換部材４０の一対のアーム部４２ａ，４２ｂの間に、ボールベアリング１２が配置されている。
【００３７】
従って、変換部材４０のアーム部４２ａ，４２ｂが上記のように揺動すると、支持軸５０を支点としてアーム部６１ａ，６１ｂが揺動する。かかるアーム部６１ａ，６１ｂの揺動に伴って、バランスウェイト６０も支持軸５０を支点として揺動する。すなわち、変換部材４０の揺動運動が、変換部材４０と係合する伝達部材としてのアーム部６１ａ，６１ｂを介してバランスウェイト６０に伝達され、バランスウェイト６０が揺動する。
【００３８】
具体的には、図４（ａ），（ｂ）に示されるように、アーム部４２ａ，４２ｂが右方向へ移動すると、アーム部６１ａ，６１ｂも同方向へ移動する。この結果、支持軸５０を挟んでアーム部６１ａ，６１ｂと反対側に位置しているバランスウェイト６０は左方向へ移動する。一方、図４（ａ），（ｃ）に示されるように、アーム部４２ａ，４２ｂが左方向へ移動すると、アーム部６１ａ，６１ｂも同方向へ移動する。この結果、支持軸５０を挟んでアーム部６１ａ，６１ｂと反対側に位置しているバランスウェイト６０は右方向へ移動する。
【００３９】
上記のように、アーム部６１ａ，６１ｂは、アーム部４２ａ，４２ｂと同じ向きに揺動する一方、バランスウェイト６０はアーム部４２ａ，４２ｂと逆向きに揺動する。ここで、アーム部４２ａ，４２ｂとブレード２０とが互いに逆向きに揺動することは既述の通りである。すなわち、バランスウェイト６０は、ブレード２０と同じ向きに揺動する。具体的には、図４（ａ），（ｂ）に示されるように、ブレード２０及び前端部２０ａが左方向へ移動する際、バランスウェイト６０も同じく左方向へ移動する。また、図４（ａ），（ｃ）に示されるように、ブレード２０及び前端部２０ａが右方向へ移動する際、バランスウェイト６０も同じく右方向へ移動する。かかるブレード２０及びバランスウェイト６０の動きを、出力軸１０ａに沿う方向視において、出力軸１０ａ（重心Ｇを通り、前後方向に延びる直線）を軸とする回転運動として捉えた場合、ブレード２０及び前端部２０ａが図４（ｂ）に示される矢印ａ方向（時計回り）に回転する際、バランスウェイト６０は矢印ｂ方向（反時計回り）に回転する。一方、ブレード２０及び前端部２０ａが図４（ｃ）に示される矢印ｂ方向（反時計回り）に回転する際、バランスウェイト６０は矢印ａ方向（時計回り）に回転する。この結果、バランスウェイト６０の揺動（往復動）によって、ブレード２０の揺動（往復動）に伴う重心Ｇ周りの回転モーメントが打ち消されるか、少なくとも低減される。
【００４０】
また、ブレード２０にかかる負荷が大きい場合には、ブレード２０の位置が変わらずブレード２０を支点として本体が揺動することになるが、本発明ではバランスウェイト６０がブレード２０と同方向に移動するため、バランスウェイト６０の慣性力が本体を揺動しにくくするように働くので、より高負荷な作業も可能になる。
【００４１】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施形態では、変換部材としてのアーム部４２ａ，４２ｂは回転部材としてのボールベアリング１２に直に接していたが、変換部材と回転部材とは他の部材を介して動力伝達可能に接続されていてもよい。同様に、上記実施形態では、伝達部材としてのアーム部６１ａ，６１ｂは、変換部材としてのアーム部４２ａ，４２ｂに直に接していたが、伝達部材と変換部材とは他の部材を介して動力伝達可能に接続されていてもよい。もっとも、変換部材と回転部材とを直に接触させ、又は伝達部材と変換部材とを直に接触させる場合には、両者をスムーズに摺動させるべく、互いの接触面の一方又は双方を曲面とすることが好ましい。この点、上記実施形態では、アーム部４２ａ，４２ｂの内面と接触するボールベアリング１２のアウターリング外周面が曲面とされている。
【００４２】
本発明は、マルチカッタのみでなく、その他の往復動工具にも適用可能であり、適用された場合には上記と同様の作用効果を奏する。
【符号の説明】
【００４３】
１    マルチカッタ
２    ハウジング
３    モータケース
４    ギヤケース
５    電源コード
６    コードアーマ
７    スライドスイッチ
８    リンク
９    メインスイッチ
１０    モータ
１０ａ    出力軸
１１    回転部材（偏心部）
１２    ボールベアリング
１２ａ    インナーリング
１２ｂ    アウターリング
２０    ブレード
３０    保持機構
３１    ケース
３２    コイルばね
３３    第１スライドピン
３４    第２スライドピン
３５ａ，３５ｂ    クランプ部材
３６    固定ピン
３６ａ    軸部
３６ｂ    頭部
３７    固定リング
３８    ホルダ部材
３９    レバー
４０    変換部材
４１    リング部
４２ａ，４２ｂ    アーム部
５０    支持軸
６０    バランスウェイト
６１ａ，６１ｂ    アーム部
Ａ１，Ａ２    中心線
Ｇ    重心
Ｘ    交点
【図１】
2016087725.tif 000003
【図２】
2016087725.tif 000004
【図３】
2016087725.tif 000005
【図４】
2016087725.tif 000006