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1. WO2020110441 - OUTIL ÉLECTRIQUE

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明 細 書

発明の名称 電動工具

技術分野

0001  

背景技術

0002  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0003   0004  

課題を解決するための手段

0005  

発明の効果

0006  

図面の簡単な説明

0007  

発明を実施するための形態

0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023  

符号の説明

0024  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

図面

1   2   3   4  

明 細 書

発明の名称 : 電動工具

技術分野

[0001]
 本発明は、ブラシレスモータを有し、グリップハウジングが前後方向に延びるグラインダ等の電動工具に関する。

背景技術

[0002]
 グラインダ等の電動工具では、モータを収容するモータハウジングの前方に、ギヤやスピンドル等の出力部を収容するギヤハウジングが配置される。また、モータハウジングの後方に、スイッチ等の電装部品を収容するグリップハウジングが配置される。ギヤハウジング、モータハウジング、グリップハウジングは、全体として前後方向に延びる。商用電源を使用する場合は、グリップハウジングの後端に電源コードが接続される(特開2017-144535号公報)。

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0003]
 従来の電動工具では、重心がモータと出力部との間に位置する。そのため、後方のグリップと重心との前後方向の距離が比較的長い。よって、グリップを把持して作業を行うと、手への負担が大きくなって取り回し性が悪くなる。ブラシレスモータを使用することで、より高効率化することについても考慮する必要が生じていた。
[0004]
 本発明は、取り回し性が良好な電動工具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

[0005]
 本発明の電動工具は、
 ステータと、前記ステータに対して回転可能なロータとを有するブラシレスモータと、
 前記ブラシレスモータを収容する筒状のモータハウジングと、
 前記モータハウジングの前方に配置されるギヤハウジングと、
 前記モータハウジングの後方に配置されて前後方向に延び、前記モータハウジングよりも小径の筒状のグリップハウジングと、
 前記グリップハウジングの後方に配置され、スイッチング素子を有するコントローラを収容するコントローラハウジングと、
 前記コントローラハウジングに接続される電源コードと、
 を有する。

発明の効果

[0006]
 本発明の電動工具によれば、取り回し性が良好となる。

図面の簡単な説明

[0007]
[図1] グラインダの縦断面図
[図2] グラインダの横断面図
[図3] 図2のA-A線拡大断面図
[図4] 図1のB-B線拡大断面図

発明を実施するための形態

[0008]
 以下、実施形態の電動工具を図面に基づいて説明する。本実施形態の電動工具は、例えば、グラインダである。
 図1は、グラインダの縦断面図である。図2は、前後左右方向で規定される平面を回転軸23の軸線上での断面とした横断面図である。但し、図2ではコントローラハウジング7内のコントローラ8を断面とせずに平面視で示す。
 グラインダ1は、モータハウジング2と、ギヤハウジング4と、グリップハウジング6と、コントローラハウジング7と、を有する。モータハウジング2は、筒状であり、ブラシレスモータ3を収容する。ギヤハウジング4は、モータハウジング2の前方に配置される。ギヤハウジング4は、スピンドル5を下向きに突出させる。グリップハウジング6は、筒状であり、モータハウジング2の後方に配置される。グリップハウジング6は、モータハウジング2よりも小径で、且つ、上方への偏心して配置される。コントローラハウジング7は、グリップハウジング6の後方に配置され、コントローラ8を収容する。グラインダ1は、全体が前後方向に延びる。
[0009]
 モータハウジング2は、一体の筒状を有する。モータハウジング2とギヤハウジング4は、円盤状のギヤハウジングカバー9を介して連結される。グリップハウジング6及びコントローラハウジング7は、左側の半割ハウジング10と右側の半割ハウジング11とに、左右に分割可能である。左側の半割ハウジング10は、モータハウジング2と一体成形される。右側の半割ハウジング11は、複数のネジ12によって、右側から半割ハウジング10に結合される。コントローラハウジング7の後面には、電源コード13が接続される。
[0010]
 ブラシレスモータ3は、ステータ15と、このステータ15の内側のロータ16とからなるインナロータ型である。ステータ15は、筒状のステータコア17と、前インシュレータ18と、後インシュレータ19と、6つのコイル20と、を有する。ステータコア17は、複数の積層鋼板から形成される。前インシュレータ18及び後インシュレータ19は、ステータコア17の軸方向前後の端面にそれぞれ設けられる。6つのコイル20は、前後インシュレータ18,19を介して、ステータコア17に巻回される。後インシュレータ19には、センサ回路基板21と、短絡部材22とが、後方から取り付けられる。短絡部材22は、コイル20へ電気的に接続される板金の金具を有し、三相結線を形成する。センサ回路基板21は、3つの回転検出素子(図示略)を搭載する。3つの回転検出素子は、ロータ16に設けた永久磁石25の位置を検出して、回転検出信号を出力する。回転検出素子の信号線は、センサ回路基板21の下部から引き出される。板金の金具にヒュージングされる三相の電源線は、短絡部材22の下部から引き出される。
[0011]
 ロータ16は、回転軸23と、ロータコア24と、4つの永久磁石25と、を有する。回転軸23は、軸心に位置する。ロータコア24は、略円筒状である。ロータコア24は、回転軸23の周囲に配置され、複数の鋼板を積層してなる。永久磁石25は、板状であり、ロータコア24の内部に固定される。
 モータハウジング2の後端には、モータハウジング2とグリップハウジング6との間を仕切る仕切板26が設けられる。回転軸23の後端は、仕切板26の中央に設けられた軸受保持部27に軸受28を介して軸支される。回転軸23の前端は、ギヤハウジングカバー9を貫通して、ギヤハウジングカバー9に保持される軸受29に軸支されて、ギヤハウジング4内に突出する。ギヤハウジングカバー9の後方で回転軸23には、遠心ファン30が取り付けられる。モータハウジング2の前端内面には、鉢状のバッフルプレート31が設けられる。バッフルプレート31は、遠心ファン30を後方から外周にかけて覆う。バッフルプレート31は、図2に示すように、後方へ延びる脚部32が、前方からネジ33によってモータハウジング2の内面に固定されることで位置決めされる。ギヤハウジングカバー9には、透孔(不図示)が設けられ、バッフルプレート31によって前方へガイドされる遠心ファン30からの空気が、ギヤハウジング4内へ送出される。
[0012]
 図3に示すように、四隅において前方から貫通させた4本のネジ34を、ギヤハウジングカバー9を介してモータハウジング2にねじ込むことで、ギヤハウジング4はモータハウジング2と連結される。ギヤハウジング4内へ突出する回転軸23の前端には、ベベルギヤ35が固着される。ベベルギヤ35は、スピンドル5の上端に固着したベベルギヤ36と噛合する。ギヤハウジング4の前面には排気口37が形成される。ギヤハウジング4の上面には、シャフトロック38が設けられる。シャフトロック38は、押し込み操作によって、ベベルギヤ36を介してスピンドル5の回転をロックする。スピンドル5は、上下の軸受40に軸支されて、下方へ突出する。上の軸受40は、ギヤハウジング4に保持される。下の軸受40は、ギヤハウジング4の下部に組み付けられたベアリングボックス39に保持される。スピンドル5の下端には、円盤状砥石等の先端工具41が装着可能である。ベアリングボックス39の外周には、ベルト状のクランプ42によって、ホイールカバー43が装着される。ホイールカバー43は、先端工具41の後半部を覆う。ギヤハウジング4の左右の側面には、サイドグリップを装着するためのネジ孔44が設けられる。
[0013]
 グリップハウジング6内の上部には、ボタン46を後方に向けた前後姿勢で、スイッチ45が保持リブ47によって保持される。スイッチ45は、ボタン46の押し操作によってON動作する。保持リブ47は、グリップハウジング6の内面から突設する。これにより、スイッチ45の下方には、電源線や信号線を通すためのスペースが形成される。また、スイッチ45の上方には、保持リブ47によって前後へスライド可能なスライドバー48が支持される。スライドバー48は、後端に、押圧部49を有する。押圧部49は、スイッチ45の後方で下側へ折曲して、ボタン46の後方に位置する。スライドバー48には、保持リブ47との間にコイルバネ50が巻回される。常態では、押圧部49がボタン46を押圧しない後退位置(図1)に付勢される。モータハウジング2の上面には、前後へスライド操作可能なスイッチノブ51が設けられる。スイッチノブ51の下面に設けたL字状の係止片52は、モータハウジング2に形成した前後方向のスリット53を貫通してモータハウジング2内へ突出し、スライドバー48の前端に係止する。
[0014]
 スイッチノブ51を指で前方にスライドさせると、スライドバー48がコイルバネ50の付勢に抗して前方へスライドする。そして、後端の押圧部49が前方へ移動してボタンを押圧し、スイッチ45をONにする。スイッチノブ51から指を離すと、スライドバー48はコイルバネ50の付勢によって後退位置へスライドする。そして、押圧部49によるボタン46の押圧が解除され、スイッチ45をOFFにする。
[0015]
 コントローラハウジング7に収容されるコントローラ8は、ブラシレスモータ3の各コイル20に対応する6つのスイッチング素子(不図示)や、マイコン(不図示)等を搭載した制御回路基板55を、アルミ製で皿状のケース56に収容してなる。コントローラ8は、半割ハウジング10,11の内面で前後に設けた支持リブ57,58によって保持される。後側の支持リブ58は、前側の支持リブ57よりも上方に位置する。これにより、コントローラ8は、回転軸23の軸線に対して、後端が前端よりも上方に位置する傾斜姿勢で支持される。ケース56の上面には、図1,図2に示すように、左右方向に延びる放熱リブ56aが、前後方向に所定間隔をおいて立設される。この状態でケース56は、前方側に底が、後方側に開口が配置される姿勢となる。
 コントローラ8の傾斜により、コントローラ8の後方下側にスペースが生じる。このスペースには、図4にも示すように、半割ハウジング10の内面に設けた半円状リブ59により、コントローラ8の下側に設けられたコンデンサ60が横向きに保持される。
[0016]
 コントローラハウジング7の上側前面70は、コントローラ8の上側傾斜面に合わせて、前下がりに傾斜する。コントローラハウジング7の下側前面71は、コントローラ8の前側傾斜面に合わせて、後下がりに傾斜する。コントローラハウジング7の上側前面70と左右の側面72とには、複数の吸気口61が形成される。左右の側面72は、前後上下に延びる互いに平行な平坦面である。各側面72の吸気口61は、側面視で、ケース56よりも前方側から、ケース56よりも下方側まで設けられる。
 コントローラハウジング7の上面73は、前後左右に延びる平坦面である。上面73には、コントローラ8の後方に配置された速度調整用のダイヤル62の一部が露出する。コントローラハウジング7の上側後面74は、上下左右方向に延びる平坦面である。上側後面74には、電源コード13が接続される。電源コード13は、半割ハウジング10の内面に立設された受け台63(図4)に、右側からコードクランプ64をネジ止めすることで、コントローラハウジング7内で固定される。コントローラハウジング7の下側後面75は、上側前面70と同様に、前下がりに傾斜する。コントローラハウジング7の下面76は、上面73と同様に、前後左右に延びる平坦面である。
[0017]
 上側前面70と上面73と上側後面74と左右の側面72とにより形成されるコントローラハウジング7の上側部分は、モータハウジング2及びグリップハウジング6よりも上方へ突出する。また、下側前面71と下面76と下側後面75と左右の側面72とにより形成されるコントローラハウジング7の下側部分は、グリップハウジング6の下面よりも下方へ突出する。また、下面76は、モータハウジング2の下面よりも下方に位置する。
 グラインダ1の重心Gは、図1に示すように、側面視で、モータハウジング2内に位置する。さらに詳しくは、ブラシレスモータ3の回転軸23より下方で、ステータ15の前後方向の略中央部位に重心Gが位置する。
 なお、先端工具41は、例えば、φ100~150mmの円盤状砥石である。グラインダ1の定格電力は、例えば、1000~1400Wである。
[0018]
 本実施形態のグラインダ1では、グリップハウジング6を把持してスイッチノブ51を前方へスライドさせると、スライドバー48が前進して押圧部49がボタン46を押圧し、スイッチ45がONになる。よって、電源コード13から得られる電源によって、ブラシレスモータ3が駆動する。すなわち、コントローラ8のマイコンが、センサ回路基板21の回転検出素子から出力されるロータ16の永久磁石25の位置を示す回転検出信号を得てロータ16の回転状態を取得し、取得した回転状態に応じて各スイッチング素子のON/OFFを制御し、ステータ15の各コイル20に対し順番に電流を流すことで、ロータ16を回転させる。よって、回転軸23が回転してベベルギヤ35,36を介してスピンドル5を回転させるため、先端工具41による研磨作業等が可能となる。
 このとき、グリップハウジング6を把持した手と重心Gとが近い距離にある。そのため、グラインダ1が扱いやすくなり、手も疲れにくくなる。
[0019]
 回転軸23の回転に伴って遠心ファン30が回転すると、コントローラハウジング7の上側前面70及び左右の側面72,72の各吸気口61から外気が吸い込まれて、コントローラ8のケース56の上面及び下面、左右の側面及び前面と接触しながら前方へ移動する。よって、三方向から進入する外気との接触によってコントローラ8は効率よく冷却される。特にケース56の上面には放熱リブ56aが設けられているので、放熱作用が促進される。
 コントローラハウジング7から前方へ移動した空気は、グリップハウジング6からモータハウジング2内に至る。そして、空気は、ブラシレスモータ3を通過しながら冷却した後、バッフルプレート31を通過して、ギヤハウジングカバー9を介してギヤハウジング4内に進入し、排気口37から外部へ排出される。
 スイッチノブ51から指を離したり後方へスライドさせたりすると、スライドバー48が後退して押圧部49によるボタン46の押圧が解除される。そのため、スイッチ45はOFFとなり、ブラシレスモータ3の駆動は停止する。
[0020]
 本実施形態のグラインダ1は、ステータ15と、ステータ15に対して回転可能なロータ16とを有するブラシレスモータ3と、ブラシレスモータ3を収容する筒状のモータハウジング2と、モータハウジング2の前方に配置されるギヤハウジング4と、モータハウジング2の後方に配置されて前後方向に延び、モータハウジング2よりも小径の筒状のグリップハウジング6と、グリップハウジング6の後方に配置され、スイッチング素子を有するコントローラ8を収容するコントローラハウジング7と、コントローラハウジング7に接続される電源コード13と、を有する。これにより、コントローラハウジング7がグリップハウジング6の後方に位置することとなって、重心Gとグリップハウジング6との距離が近くなり、取り回し性が良好となる。また、グリップハウジング6をより細くすることができ、握りやすい構造となる。
[0021]
 コントローラハウジング7は、吸気口(風窓)61を有する。また、コントローラハウジング7には、コントローラ8の放熱リブ56aを備えたケース(放熱部材)56が収容される。これにより、コントローラ8を効果的に冷却できる。
 コントローラ8の下側には、コンデンサ60が設けられ、コンデンサ60もコントローラハウジング7に収容される。そのため、大きなコンデンサ60であっても、コントローラハウジング7内に支障なく収容可能となる。
 吸気口61は、コントローラ8の外面に対応する位置であるコントローラハウジング7の上側前面70及び左右の側面72,72に設けられる。そのため、空気をコントローラ8の外面へ確実に接触させることができ、コントローラ8を効果的に冷却できる。
[0022]
 コントローラ8は、コントローラハウジング7内で前下がりに傾斜して収容される。そのため、コントローラハウジング7が前後に短くなり、コンパクトになる。
 ギヤハウジング4は、先端工具41を装着可能なスピンドル5を有する。電動工具1の重心Gは、モータハウジング2内に位置する。これにより、重心Gとグリップハウジング6との位置が効果的に近づく。
 コントローラ8を、前方側に配置される底と、後方側に配置される開口とを有するケース56、ケース56に収容される制御回路基板55を有する。そして、底の前方側に吸気口61が配置される。そのため、ケース56の開口が下向きとなり、吸気口61から粉塵や鉄粉等が侵入しても、制御回路基板55への影響を少なくできる。
[0023]
 なお、コントローラの配置は上記形態に限らず、傾斜姿勢でなく前後方向に延びる姿勢で収容したり、前後上下に延びる縦向き姿勢で収容したりしてもよい。
 放熱部材も、放熱リブの数や形状を変更するのは勿論可能で、ケース自体を放熱部材とする場合に限らず、別体の放熱部材をケースに接続したり、コントローラハウジングの内面に保持させた放熱部材をケースに接触させたりしてもよい。
 風窓も、吸気口の位置や数はコントローラの配置形態に応じて適宜変更可能で、空気の流れを逆にして排気口をコントローラハウジングに設けて吸気口をギヤハウジングやモータハウジングに設けてもよい。
 グリップハウジングは、円筒状でなく角筒状であってもよいし、モータハウジングに対して上側に偏心させずに同軸で配置してもよい。
 その他、本発明はグラインダに限らず、アングルスクリュードライバやアングルインパクトドライバ等の電動工具にも適用可能である。

符号の説明

[0024]
 1・・グラインダ、2・・モータハウジング、3・・ブラシレスモータ、4・・ギヤハウジング、5・・スピンドル、6・・グリップハウジング、7・・コントローラハウジング、8・・コントローラ、10,11・・半割ハウジング、15・・ステータ、16・・ロータ、23・・回転軸、30・・遠心ファン、37・・排気口、41・・先端工具、45・・スイッチ、55・・制御回路基板、56・・ケース、56a・・放熱リブ、57,58・・支持リブ、61・・吸気口、G・・重心。

請求の範囲

[請求項1]
 ステータと、前記ステータに対して回転可能なロータとを有するブラシレスモータと、
 前記ブラシレスモータを収容する筒状のモータハウジングと、
 前記モータハウジングの前方に配置されるギヤハウジングと、
 前記モータハウジングの後方に配置されて前後方向に延び、前記モータハウジングよりも小径の筒状のグリップハウジングと、
 前記グリップハウジングの後方に配置され、スイッチング素子を有するコントローラを収容するコントローラハウジングと、
 前記コントローラハウジングに接続される電源コードと、
 を有する電動工具。
[請求項2]
 前記コントローラハウジングは、風窓を有し、
 前記コントローラハウジングには、前記コントローラの放熱用の放熱部材が収容される、
 請求項1に記載の電動工具。
[請求項3]
 前記コントローラの下側に配置されるコンデンサであって、前記コントローラハウジングに収容されるコンデンサを更に有する、
 請求項1又は2に記載の電動工具。
[請求項4]
 前記風窓は、前記コントローラの外面に対応する位置に設けられる、
 請求項2に記載の電動工具。
[請求項5]
 前記コントローラは、前記コントローラハウジング内で前下がりに傾斜して収容される、
 請求項1~4のいずれかに記載の電動工具。
[請求項6]
 前記ギヤハウジングは、先端工具を装着可能なスピンドルを有する、
 請求項1~5のいずれかに記載の電動工具。
[請求項7]
 前記電動工具の重心は、前記モータハウジング内に位置する、
 請求項1~6のいずれかに記載の電動工具。
[請求項8]
 前記コントローラは、
  前方側に配置される底と、後方側に配置される開口とを有するケースと、
 前記ケースに収容される制御回路基板と、
 を有し、
 前記底の前方側に前記風窓が配置される、
 請求項2に記載の電動工具。
[請求項9]
 前記コントローラハウジングの下面は、前記グリップハウジングの下面よりも下方に位置する、
 請求項1~8のいずれかに記載の電動工具。
[請求項10]
 前記コントローラハウジングの下面は、前記モータハウジングの下面よりも下方に位置する、
 請求項1~9のいずれかに記載の電動工具。
[請求項11]
 前記グリップハウジングは、前記モータハウジングよりも上側に偏心して配置される、
 請求項1~10のいずれかに記載の電動工具。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]