JP5752492B2

JP5752492B2 - 電動工具

Info

Publication number: JP5752492B2
Application number: JP2011126939A
Authority: JP
Inventors: 剛成佐藤
Original assignee: Ryobi Ltd
Current assignee: Ryobi Ltd
Priority date: 2011-06-07
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2015-07-22
Anticipated expiration: 2031-06-07
Also published as: JP2012250337A

Description

本発明は、モータを駆動源とする電動工具の冷却技術に関するものである。

従来より、駆動源としてモータを使用する電動工具においては、冷却ファンをモータにより回転させることで発生する空気の流れをモータの冷却風として使用している。例えば、電動工具であるグラインダにおいては、モータケース内に冷却ファンを配置し、この冷却ファンの回転によりテールカバーより吸入された外気を冷却風として前方へ通過させ、モータケースに連結されたギアケースの排気口から外へ排出させることにより、モータ、モータケース、ギアケース等を冷却させる構成となっている。

また、冷却効果の向上のために、例えば、下記特許文献１には、モータ冷却後の冷却風に新たに外気を導入混合することで、モータ冷却後の冷却風の温度を低下させ、モータより下流側の部材であるギアケース等の冷却効果を向上させる構成が提案されている。

特開２００５−１９３３４３号公報

しかしながら、上述の構成では、電動工具の外部より吸入された外気は、冷却風としてモータ周辺を流れる過程において発熱源であるモータにより加熱されるため、モータの下流側においては上流側に比べて冷却風の温度が上昇し冷却効果が小さくなることとなる。その結果、モータの下流側の温度は上流側の温度に比べて高くなってしまう。

本発明は、上述の問題を解決するためになされたもので、その目的はモータの下流側での冷却効果を向上させた電動工具を提供することである。

本発明に係る電動工具は、駆動源であるモータと、前記モータのモータ軸に連結される冷却ファンと、を備える電動工具において、前記冷却ファンにより発生し、前記モータの固定子と回転子との間の隙間を通過した冷却風の流れを前記モータの回転子の下流側端部へ接近させる偏向部材を前記下流側端部に対向する位置に備えていることを特徴とするものである。

本発明に係る電動工具において、前記偏向部材は、前記冷却ファンに隣接して配置されるファンケーシングに設けられていることとすることができる。

また、本発明に係る電動工具において、前記ファンケーシングは、前記モータ側へ延設し前記回転子の下流側端部と対向する延設部を有し、前記偏向部材は、前記延設部から前記回転子の下流側端部側へ突出して設けられていることとすることができる。

また、本発明に係る電動工具において、前記ファンケーシングは、前記モータの固定子の前記モータ軸方向位置を規制していることとすることができる。

本発明によれば、モータの下流側での冷却効果を向上させた電動工具を提供することができる。

本実施形態に係る電動工具の外観正面図である。本実施形態に係る電動工具の外観側面図である。本実施形態に係る電動工具の縦断面正面図である。本実施形態に係る電動工具の縦断面側面図である。図３における要部拡大図である。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図１〜図５を用いて説明する。なお、以下の実施形態では、本発明を手持ち式電動グラインダに適用する場合を例示して説明する。また、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は本実施形態に係る電動工具の外観正面図である。図２は本実施形態に係る電動工具の外観側面図である。図３は本実施形態に係る電動工具の縦断面正面図である。図４は本実施形態に係る電動工具の縦断面側面図である。図５は図３における要部拡大図である。

図１〜図５に示されるように、本実施形態に係る電動工具である手持ち式電動グラインダ１０は、作業者が把持することができるように略円筒状に形成されたハウジング１１と、研削作業を行うための回転工具である円盤状の砥石２１とを備えている。

ハウジング１１は、駆動源となるモータ３１を内部に収納するケーシングとしてのモータケース１２と、モータ３１からの回転駆動力を受けてこの回転駆動力を砥石２１に伝達するための複数の歯車群等からなる駆動力伝達手段を収納するギアケース１３と、モータ３１に対して電力を供給するための電力コードやスイッチボックス等の給電機器が収納されたカバー部材としてのテールカバー１４とを主要な構成部材として形成されている。

モータケース１２は、樹脂又はアルミニウム合金などの金属製の部材によって構成されており、このモータケース１２におけるモータ収納部分の外周箇所が、操作者に把持される把持部として構成される部材である。モータケース１２の外郭形状は、操作者が把持し易いように略円筒状に形成されており、その表面には、滑り止めのための凹凸形状１２ａが形成されている。

モータケース１２の前方側にインナーケース１６を介在させて連結されるギアケース１３は、例えばアルミニウム合金などの金属製の部材により構成されている。そして、このギアケース１３の下部には、研削作業を行うこととなる回転工具としての砥石２１が配置されており、砥石２１の背面側（後側）には、操作者に対して切粉などが飛散しないようにするために、安全カバー２２が設置されている。

テールカバー１４は、樹脂によって構成されている。このテールカバー１４は、上下で分割できるように構成されており、例えば、下面側の半割部材を取り外すことによって、内部に設置された給電機器等のメンテナンスを行えるようになっている。

手持ち式電動グラインダ１０の内部構造を描いた図３〜図５にて示されるように、モータケース１２の内部には砥石２１を駆動するための駆動源となるモータ３１が収納されている。モータ３１は、モータケース１２内に固定される固定子３１ａと、固定子３１ａの内部に回転可能に配置される回転子３１ｂとを備えている。モータ３１のモータ軸３２は、その前端部３２ａがモータケース１２内からギアケース１３内へと突出し、インナーケース１６に装着された前部ベアリング１７に支持されている。一方、モータ軸３２の後端部３２ｂは、モータケース１２の後部において後部ベアリング１８に支持されている。したがって、モータ軸３２は、前後部のベアリング１７，１８により両端部３２ａ，３２ｂを支持されることで、高速回転できるように構成されている。

モータ軸３２の前端部３２ａの側には、モータ３１に隣接して設置される略椀形状のファンケーシング３６と、ファンケーシング３６に隣接して設置され、モータ軸３２に固定される冷却ファン１９が備えられている。ファンケーシング３６の中央部は通風孔３６ｃが形成されており、さらに、図５で示されるように、モータ３１の固定子３１ａ側に延設された延設部３６ａを２箇所備えている。この延設部３６ａは回転子３１ｂの前側端部（後述の冷却風の流れ方向において下流側端部）であるコイルエンド部３１ｃと対向している。さらに、延設部３６ａのコイルエンド部３１ｃ側には、コイルエンド部３１ｃ側に向かって突設された偏向部材３６ｂが一体的に形成されている。この偏向部材３６ｂは、固定子３１ａと回転子３１ｂの間の隙間を通過した冷却風の流れをコイルエンド部３１ｃ側に偏向させるためのものであり、これにより冷却風の流れはコイルエンド部３１ｃに接近させられる。

また、ファンケーシング３６の延設部３６ａの先端は、モータ３１の固定子３１ａの前側端部に当接することで固定子３１ａのモータ軸３２方向前側への移動を規制している。すなわち、ファンケーシング３６は、固定子３１ａ及びスペーサ３７と共に、モータケース１２の当接面１２ｂとインナーケース１６により挟持されることで、各部材のモータ軸３２方向位置を規制している。

冷却ファン１９は、モータケース１２内に配置されることで、モータケース１２の内部に冷却風を通す役割を果たしている。すなわち、モータ軸３２と共に冷却ファン１９が回転すると、外気がテールカバー１４の開口から取り込まれ、モータケース１２内の隙間を通ってモータ３１等を冷却した後、図４において矢印線Ａで示すように、ギアケース１３の排出口から機外に排出されることとなる。

なお、モータ軸３２の後端部３２ｂの側には整流子３３が取り付けられており、モータケース１２に取り付けられたブラシ３５がこの整流子３３に接触している。整流子３３およびブラシ３５についても、上述した冷却ファン１９の作用によって取り入れられた冷却風により、冷却が実施される。

ギアケース１３内には、モータ軸３２の前端部３２ａに固定される小傘歯車２３と、この小傘歯車２３に噛み合う大傘歯車２４が収納されている。大傘歯車２４は、ギアケース１３内にベアリング２５，２６を介して垂直に支持された駆動軸２７に固定されており、この駆動軸２７がギアケース１３の下方に突出し、この突出箇所に砥石２１が着脱自在に固定されている。これら小傘歯車２３、大傘歯車２４、駆動軸２７等の部材が駆動力伝達手段として機能することにより、直交配置されたモータ軸３２と駆動軸２７との間での回転駆動力の伝達が実現されている。したがって、モータ３１が回転すると、この回転駆動力がモータ軸３２から小傘歯車２３、大傘歯車２４へと伝達され、最終的に駆動軸２７を介して砥石２１が回転することになるので、被加工対象物に対する研削加工が実行可能となる。

また、テールカバー１４には、オン・オフスイッチ２８やその他の給電機器が収納されており、操作者がオン・オフスイッチ２８を切り替え操作することによって、モータ３１が回転又は停止し、手持ち式電動グラインダ１０の操作を行うことが可能となっている。

上記構成の手持ち式電動グラインダ１０で加工作業を行う場合、操作者がモータケース１２を片手で把持し、他方の手の指でオン・オフスイッチ２８をＯＮにすると、モータ３１が回転し、モータ軸３２から小傘歯車２３、大傘歯車２４へと動力が伝達され、砥石２１が回転する。これにより、被加工対象物に対して研削加工を行うことができる。このとき、モータ軸３２の回転と同時に冷却ファン１９が回転するので、外気がテールカバー１４の開口から取り込まれ、モータケース１２の内の隙間を通ってモータ３１や整流子３３、ブラシ３５などの発熱源を冷却した後、ギアケース１３の排出口を通り抜けて機外に排出される。モータ３１を冷却するために固定子３１ａと回転子３１ｂの間の隙間を通過した冷却風は冷却ファン１９に向かってそのまま直進運動を続けようとするが、本実施形態においては、図５において矢印線Ｂで示すように、ファンケーシング３６に形成された偏向部材３６ｂ周辺の冷却風の流れは、偏向部材３６ｂの作用により回転子３１ｂのコイルエンド部３１ｃ側に偏向させられることでコイルエンド部３１ｃ近傍の流速が増加するため、熱交換が促進され冷却効果が向上することになる。その結果、回転子３１ｂのコイルエンド部３１ｃ周辺の温度上昇が抑制され、安全・安定した手持ち式電動グラインダ１０の動作が実現されている。

また、本実施形態においては、ファンケーシング３６は固定子３１ａ及びスペーサ３７と共に、モータケース１２の当接面１２ｂとインナーケース１６により挟持されることで、各部材のモータ軸３２方向の位置を規制しているので、固定子の位置規制にボルト等の規制手段を設ける必要がなく、製造コストの低減が可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の技術的範囲に限定さない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。

１０手持ち式電動グラインダ、１１ハウジング、１２モータケース、１２ａ凹凸形状、１２ｂ当接面、１３ギアケース、１４テールカバー、１６インナーケース、１７前部ベアリング、１８後部ベアリング、１９冷却ファン、２１砥石、２２安全カバー、２３小傘歯車、２４大傘歯車、２７駆動軸、２８オン・オフスイッチ、３１モータ、３１ａ固定子、３１ｂ回転子、３１ｃコイルエンド部、３２モータ軸、３２ａ前端部、３２ｂ後端部、３３整流子、３５ブラシ、３６ファンケーシング、３６ａ延設部、３６ｂ偏向部材、３６ｃ通風孔、３７スペーサ

Claims

駆動源であるモータと、
前記モータのモータ軸に連結される冷却ファンと、を備える電動工具において、
前記冷却ファンにより発生し、前記モータの固定子と回転子との間の隙間を通過した冷却風の流れを前記モータの回転子の下流側端部へ接近させる偏向部材を前記下流側端部に対向する位置に備えていることを特徴とする電動工具。
前記偏向部材は、前記冷却ファンに隣接して配置されるファンケーシングに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
前記ファンケーシングは、前記モータ側へ延設し前記回転子の下流側端部と対向する延設部を有し、
前記偏向部材は、前記延設部から前記回転子の下流側端部側へ突出して設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
前記ファンケーシングは、前記モータの固定子の前記モータ軸方向位置を規制していることを特徴とする請求項２又は３に記載の電動工具。