JP5826526B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、例えば携帯形のマルノコ（切断工具）であって、いわゆるアウターロータ型の電動モータを駆動源とする電動工具に関する。

アウターロータ型の電動モータに関する技術が下記の特許文献に開示されている。アウターロータ型ブラシレスモータは、Ｎ極とＳ極を含む永久磁石（マグネット）を含んで構成される回転子（ロータ）をモータ外側に有し、３相の固定子巻線からなる固定子をモータ内側に有する。
ロータと固定子を含むモータの大きさを同じとして、アウターロータ型ブラシレスモータとインナーロータ型ブラシレスモータを比較した場合、インナーロータよりもアウターロータに取り付けられる磁石の方が、表面積が大きくなるため、アウターロータ型ブラシレスモータの方がトルクを大きくとることができる。
このため、トルクを大きくせず（トルクを同等のままで）、アウターロータ型ブラシレスモータをインナーロータ型に比して小型化することが可能となり、あるいは小型化せず同等のサイズとする場合にはインナーロータ型に比して低回転高トルクにすることが可能となる。

特開２００７−９８５６２号公報

切断工具のさらなるハイパワー化が市場で求められる中、従来例えば切断工具は、モータのサイズを大きくすること（モータを軸方向に長くすること）で出力を出していた。しかしながら、切断工具はねじ締め付け工具等その他の電動工具に比して負荷電流が大きいため、駆動源としての電動モータが発熱しやすく、十分な冷却を行う必要があり、この点はアウターロータ型の電動モータを駆動源とする場合についても同様である。
本発明は、アウターロータ型の電動モータを駆動源とする電動工具について、電動モータの冷却性能を高めることを目的とする。

上記課題は下記の発明によって解決される。
第１の発明は、固定子の外周側に回転子を備えるアウターロータ型の電動モータを駆動源とする電動工具であって、固定子を金属を素材とする固定子支持部材に支持した電動工具である。
第１の発明によれば、固定子が熱伝導効率の高い金属を素材とする固定子支持部材に支持されているので、固定子の発熱が効率よく固定子支持部材に逃がされて当該電動モータの冷却が効率よくなされる。
第２の発明は、第１の発明において、固定子支持部材を、さらに金属を素材とする取り付け座部に取り付けた電動工具である。
第２の発明によれば、固定子の発熱が熱伝導率の高い金属を素材とする固定子支持部材を経て同じく熱伝導率の高い金属を素材とする取り付け座部に一層効率よく逃がされてその冷却がなされる。
第３の発明は、第２の発明において、電動モータにより回転する円形の回転刃具と、この回転刃具を覆うブレードケースを備え、このブレードケースを取り付け座部とした電動工具である。
第３の発明によれば、切断機の駆動源としてのアウターロータ型モータにおいて、固定子の発熱が、熱伝導率が高い金属を素材とする固定子支持部材を経て同じく金属を素材とするブレードケースに効率よく逃がされてその冷却がなされる。
第４の発明は、第２の発明において、モータハウジングを取り付け座部とした電動工具である。第４の発明によれば、固定子の発熱が、熱伝導率の高い金属を素材とする固定子支持部材を経て同じく金属を素材とするモータハウジングに効率よく逃がされてその冷却がなされる。
第５の発明は、第１の発明において、固定子支持部材に出力軸支持用の軸受けを保持した電動工具である。第５の発明によれば、固定子の発熱が、固定子支持部材及び軸受けを経て出力軸に逃がされることによりその冷却が効率よくなされる。
第６の発明は、第１の発明において、固定子支持部材が、冷却ファンにより発生するモータ冷却風で冷却される電動工具である。
第６の発明によれば、固定子の発熱が、固定子支持部材の放熱効果に加えて冷却ファンにより発生する冷却風によって一層確実に冷却される。

本発明の実施形態に係る電動工具の全体正面図である。 本発明の実施形態に係る電動工具の全体平面図である。 図１の(III)-(III)線矢視図であって、本発明の実施形態に係る電動工具の縦断面図である。 本発明の第２実施形態を示す図であり、ダイレクトドライブ式の電動工具の縦断面図である。

次に、本発明の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１及び図２に示すように本実施形態では電動工具１の一例として携帯マルノコと称される切断工具を例示する。この電動工具１は、切断材Ｗの上面に当接させる平板形状のベース２と、このベース２の上部に支持された工具本体３を備えている。工具本体３の上部には、使用者が把持するループ形のハンドル部７が設けられている。ハンドル部７の後部（図１，２において左端部）に電源としてのバッテリパック８が装着されている。
工具本体３は、駆動源としての電動モータ１０と、電動モータ１０により回転する円形の回転刃具４を備えている。回転刃具４の下部側がベース２の下面から突き出されており、この突き出し部分が切断材Ｗに切り込まれて切断加工がなされる。回転刃具４のベース２からの突き出し部分は、開閉可能な可動カバー９によって覆われている。
本実施形態は、電動モータ１０に特徴を有している。電動モータ１０の詳細が図３に示されている。この電動モータ１０には、いわゆるアウターロータ型のブラシレスモータが用いられている。この電動モータ１０は、モータハウジング１１内に固定した固定子１２の外周側に回転自在に支持された回転子１３を備えている。固定子１２は、固定子支持部材１４のボス部１４ａに支持されている。固定子１２は、この固定子支持部材１４を介してモータハウジング１１に対してモータ軸線Ｊ方向及びモータ軸線Ｊ回りに固定されている。この固定子支持部材１４は、熱伝導率が高い金属を素材として形成されている。この金属製の固定子支持部材１４のボス部１４ａが、固定子１２のコア（積層鋼板）に直接接触する状態で、当該固定子１２が固定支持部材１４に支持されている。このため、固定子１２で発生した熱はこの固定子支持部材１４に効率よく放熱される。

回転子１３に出力軸１５が取り付けられている。出力軸１５は、軸受け１６，１７を介して回転自在に支持されている。後部側の軸受け１７は、モータハウジング１１の後部に取り付けられ、前側の軸受け１６は固定子支持部材１４に取り付けられている。この出力軸１５の後部にはモータ冷却用の冷却ファン１８が取り付けられている。この冷却ファン１８の周囲であってモータハウジング１１の後部には排気孔１１ａ〜１１ａ（図２参照）が設けられている。これに対して、モータハウジング１１の前部には吸気孔が設けられている。電動モータ１０の起動により冷却ファン１８が回転すると、前部の吸気孔から外気が導入される。導入された外気（冷却風）は、モータ後部に向かって流れて固定子１２及び回転子１３が冷却される。回転子１３の内周側に流入した冷却風はその後部（底部）に設けた通気孔１９〜１９及びハウジング後部の排気孔１１ａ〜１１ａを経て外部に排気される。
固定子１２を支持する固定子支持部材１４は、ブレードケース２０の後面に固定ねじ２２〜２２で取り付けられている。ブレードケース２０の後面には、減速ケース部２１が一体に設けられている。この減速ケース部２１の後面に固定子支持部材１４が重ね合わせ状に取り付けられている。また、ブレードケース２０の後面であって減速ケース部２１の後面には、固定ねじ２３〜２３によってモータハウジング１１が結合されている。ブレードケース２０及びモータハウジング１１は、それぞれ熱伝導率の高い金属を素材として形成されている。このため、固定子１２で発生した熱は、前記したように固定子支持部材１４に放熱され、これがさらにブレードケース２０（減速ケース部２１）に放熱される。
電動モータ１０の出力軸１５の先端側は、モータハウジング１１から突き出されて、減速ケース２１内に進入している。出力軸１５の先端には、駆動プーリ２９が取り付けられている。減速ケース部２１には、スピンドル２５が軸受け２６，２７を介して回転自在に支持されている。スピンドル２５は、出力軸１５のモータ軸線Ｊに平行に支持されている。スピンドル２５の後部には、駆動プーリ２９よりも大径の従動プーリ２４が取り付けられている。従動プーリ２４と上記駆動プーリ２９との間には駆動ベルト２８が掛け渡されている。駆動プーリ２９と従動プーリ２４と駆動ベルト２８により出力軸１５の回転出力が一定の減速比で減速されてスピンドル２５に出力される。
スピンドル２５はブレードケース２０内に突き出されており、この突き出し部に回転刃具４が固定フランジ５と受けフランジ６に挟み込まれた状態で強固に取り付けられている。

以上のように構成した第１実施形態の電動工具１によれば、駆動源としての電動モータ１にはアウターロータ型のブラシレスモータが用いられており、その固定子１２は、金属製の固定子支持部材１４に支持されている。このため、固定子１２の発熱が効率よく固定子支持部材１４に逃がされて当該電動モータ１の冷却が効率よくなされる。
また、固定子支持部材１４が、同じく金属製のブレードケース２０に接する状態で取り付けられて、当該ブレードケース２０の減速ケース部２１が、固定子支持部材１４を取り付けるための取り付け座部として機能している。このため、固定子１２の発熱がそれぞれ熱伝導率の高い金属を素材とする固定子支持部材１４を経てブレードケース２０に逃がされるため一層放熱性を高めることができる。
しかも、ブレードケース２０の後面には、金属製のモータハウジング１１が取り付けられていることから、固定子１２の発熱がモータハウジング１１にも放熱されて固定子１２の冷却がより確実になされる。
さらに、固定子支持部材１４には、出力軸１５を支持する軸受け１６が保持されている。このため、固定子１２の発熱は、固定子支持部材１４及び軸受け１６を経て出力軸１５にも放熱され、これにより固定子１２の冷却が一層確実になされる。
また、出力軸１５には冷却ファン１８が取り付けられている。このため、上記の放熱効果に加えて、この冷却ファン１８により発生するモータ冷却風によっても固定子１４が冷却されることから当該電動モータ１０の冷却が確実になされるようになっている。

以上説明した第１実施形態には、種々変更を加えることができる。例えば、電動モータ１０の回転出力を減速してスピンドル２５に出力するための減速機構として、駆動プーリ２９と従動プーリ２４と駆動ベルト２８を主体とするベルト伝達式の減速機構を例示したが、これに代えて駆動側ギヤと従動側ギヤの噛み合いによるギヤ噛み合い式の減速機構を備える場合にも同様に適用することができる。
また、これら減速機構を備えないいわゆるダイレクトドライブ式の電動工具についても同様に適用することができる。この第２実施形態の電動工具１が図４に示されている。変更を要しない部材及び構成については同位の符号を用いてその説明を省略する。
この第２実施形態の電動モータ１０の固定子１２は、そのコア（積層鋼板）を固定子支持部材３０のボス部３０ａに直接接触させた状態で支持されている。固定子支持部材３０は、取り付け座部としてのモータハウジング１１の後部に直接接触する状態で固定ねじ３１〜３１により取り付けられている。固定子支持部材３０及びモータハウジング１１は、第１実施形態と同様、熱伝導率の高い金属を素材として形成されている。このため、固定子１２の発熱がこの固定子支持部材３０さらにはモータハウジング１１に放熱されて、当該固定子１２ひいては電動モータ１０の冷却が効率よくなされる。
また、固定子支持部材３０には、出力軸１５の後ろ側を回転支持する軸受け３３が保持されている。このため、固定子１２の発熱が、固定子支持部材３０及び軸受け３３を経て出力軸１５にも放熱され、この点でも固定子１２の高い冷却性を確保することができる。
出力軸１５の前部には、冷却ファン３４が取り付けられている。この冷却ファン３４により発生する冷却風が、回転子１３の前部に設けた通気孔１３ａ〜１３ａを経て固定子１２に吹き当てられることによっても当該固定子１２が冷却される。
第２実施形態のダイレクトドライブ式では、電動モータ１０の出力軸１５の先端部が直接ブレードケース２０内に突き出されている。この突き出し部に固定フランジ５と受けフランジ６に挟み込まれた状態で円形の回転刃具４が取り付けられている。
以上説明した第１及び第２実施形態には、さらに変更を加えることができる。例えば、電動工具１として携帯マルノコを例示したが、アウターロータ型の電動モータを駆動源とする穴明け用の電気ドリル、電動ねじ締め機等その他の電動工具にも広く適用することができる。

Ｗ…切断材
Ｊ…モータ軸線
１…電動工具（携帯マルノコ）
２…ベース
３…工具本体
４…回転刃具
５…固定フランジ
６…受けフランジ
７…ハンドル部
８…バッテリパック
９…可動カバー
１０…電動モータ
１１…モータハウジング（取り付け座部）、１１ａ…排気孔
１２…固定子
１３…回転子、１３ａ…通気孔
１４…固定子支持部材、１４ａ…ボス部
１５…出力軸
１６，１７…軸受け
１８…冷却ファン
１９…通気孔
２０…ブレードケース（取り付け座部）
２１…減速ケース部
２２，２３…固定ねじ
２４…従動プーリ
２６，２７…軸受け
２８…駆動ベルト
２９…駆動プーリ
３０…固定子支持部材（第２実施形態）、３０ａ…ボス部
３１…固定ねじ
３３…軸受け

Claims (3)

1. 切断材の上面に当接させるベースと、該ベースの上部に支持された工具本体を備え、該工具本体は駆動源としての電動モータと、該電動モータにより回転する円形の回転刃具と、該回転刃具を覆う金属製のブレードケースを備え、該回転刃具の下部側が前記ベースの下面から突き出されており、該突き出し部分が前記切断材に切り込まれて切断加工がなされる切断工具であって、
   前記電動モータは、固定子の外周側に回転子を備えるアウターロータ型の電動モータであり、前記固定子を金属を素材とする固定子支持部材に支持し、該固定子支持部材を前記ブレードケースに結合して、前記固定子の発熱を前記ブレードケースに放熱する構成とした切断工具。
2. 請求項１記載の切断工具であって、前記固定子支持部材に出力軸支持用の軸受けを保持した切断工具。
3. 請求項１又は２記載の切断工具であって、前記固定子支持部材が、冷却ファンにより発生するモータ冷却風で冷却される切断工具。
   

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