JP7315413B2 - 切断機 - Google Patents

Description

本発明は、電動モータを駆動源として動作する切断機に関する。

下記の特許文献には、切断刃具を回転させる駆動源として電動モータを備えた携帯用切断機が開示されている。電動モータには、ブラシレスモータが用いられている。この携帯用切断機では、電動モータの動作制御を行うためのコントローラがモータハウジングの側方に配置されている。コントローラには、電動モータ冷却後の冷却風が吹き当てられて、その冷却がなされるようになっている。

特開２０１４－７９８７３号公報

上記特許文献に開示されたコントローラの冷却構造では、モータ冷却後の冷却風を利用してその冷却がなされる構成であることから、近年の発熱量の大きなコントローラに対して冷却が不十分になることが想定される。

本発明は、電動モータに加えてコントローラについても十分な冷却がなされるようにすることを目的とする。

本開示の１つの特徴によると、切断機であって、電動モータと、電動モータにより回転する複数の冷却ファンと、電動モータの動作を制御するコントローラと、を備え、複数の冷却ファンは、電動モータを冷却するための第１冷却ファンと、コントローラを冷却するための第２冷却ファンを備えている切断機である。

従って、電動モータとコントローラがそれぞれ独自の冷却ファンにより効率よく冷却される。従来電動モータ冷却後の風を利用してコントローラを冷却する場合に比して、独自の冷却風によりコントローラがより効率よく冷却される。従って、上記の特徴は、ブラシレスモータを動作制御するための、比較的発熱量の大きなコントローラについて好適に適用することができる。

本開示の他の特徴によると、電動モータを収容するモータハウジングに対して、コントローラを収容するコントローラ収容部を区画して設け、モータハウジングに第１冷却ファンを配置し、コントローラ収容部に第２冷却ファンを配置した。

従って、冷却風の流れが分離されて電動モータとコントローラがそれぞれ効率よく冷却される。

本開示の他の特徴によると、第２冷却ファンは、電動モータと一体である。

従って、例えば電動モータの出力軸に第１冷却ファンと第２冷却ファンの双方が支持されることで、電動モータの回転動力により第２冷却ファンが一体で回転され、別途独自の動力源を用いる構成に比して構成の簡略化を図ることができる。

本開示の他の特徴によると、電動モータにより回転する刃具を備え、刃具の回転軸線に沿って電動モータが配置されており、第２冷却ファンは、電動モータに対して刃具とは反対側に配置され、第２冷却ファンにより外気が導入される吸気口は、第２冷却ファンに対して刃具とは反対側に配置されている。

従って、第２冷却ファンと吸気口が電動モータに対して最適位置に配置されて、構成の簡略化を図ることができる。

本開示の他の特徴によると、第２冷却ファンとして遠心ファンが用いられている。

従って、風の流れる方向が第２冷却ファンにより直角に曲げられて、冷却風をスムーズにコントローラに向けて流すことができる。

本開示の他の特徴によると、第１冷却ファンにより外気が導入される吸気口は、電動モータの径方向側方に配置されている。

従って、第１冷却ファンにより外気が導入される吸気口と、第２冷却ファンにより外気が導入される吸気口を分離させることで吸気効率を高めることができる。

本開示の他の特徴によると、第２冷却ファンの外径は、第１冷却ファンの外径よりも小さい。

従って、第１冷却ファンと同径の第２冷却ファンを用いる場合に比して、第２冷却ファンの慣性モーメントを低減することができる。

本開示の他の特徴によると、第２冷却ファンにより外気が導入される吸気口は、第２冷却ファンの回転中心付近に配置されている。

従って、圧力損失を少なくして風を流すことができる。

本開示の他の特徴によると、第１冷却ファンにより外気が導入される吸気口は、モータハウジングの前方又は後方若しくはその双方に配置されている。

従って、外気導入用の吸気口をモータハウジングの上部に設ける構成に比して電動モータの防塵性を高めることができる。

本開示の他の特徴によると、電動モータにはブラシレスモータが用いられている。

従って、コントローラには、ブラシレスモータの動作制御をするための比較的発熱量が高いものが用いられている。比較的発熱量の高いコントローラが、モータ冷却用とは別の独自の第２の冷却ファンにより効率よく冷却がなされる。

携帯用切断機の全体斜視図である。本図は、前方斜め右上方から見た状態を示している。 携帯用切断機の全体斜視図である。本図は、後方斜め左上方から見た状態を示している。本図は、バッテリパックを取り外した状態で示されている。 図２中(III)矢視図であって、携帯用切断機の左側面図である。 図３中(IV)-(IV)線断面矢視図であって、主として電動モータ及びコントローラの横断面図である。

次に、本発明の実施形態を図１～図４に基づいて説明する。本実施形態の携帯用マルノコと称される携帯用切断機１は、被切断材Ｗの上面に当接させる矩形平板形のベース２と、ベース２の上面に支持された切断機本体１０を備えている。切断機本体１０は、電動モータ２０を駆動源として回転するチップソーと称される形の刃具１２を備えている。刃具１２の上部側の周囲は固定カバー１３で覆われている。

刃具１２は、前後方向に長い矩形の窓部２ａを経てベース２の下面側に突き出されている。ベース２の下面側に突き出された刃具１２を被切断材Ｗに切り込ませて切断加工がなされる。刃具１２の下部側の周囲は、開閉可能な可動カバー１４で覆われている。切断加工の進行に伴って可動カバー１４が相対的に開かれていく。以下の説明では、切断加工が進行する方向を前側とする。作業者は携帯用切断機１の後側に位置して携帯用切断機１の移動操作を行う。左右方向については作業者を基準とする。

切断機本体１０には、作業者が一方の手で把持するハンドル部１５と、他方の手では把持するフロントグリップ部１６が設けられている。ハンドル部１５は、固定カバー１３の左側方において、ギヤハウジング１９と電動モータ２０との結合部付近から上方へ延びる状態に設けられている。フロントグリップ部１６は、ギヤハウジング１９と電動モータ２０との結合部付近からベース２の後部上方に至るループ形を有している。フロントグリップ部１６は、ハンドル部１５の前部から前方へ張り出す状態に設けられている。

ハンドル部１５の後部には、バッテリ取り付け台座部１７が設けられている。バッテリ取り付け台座部１７の下面側には、一つのバッテリパック１８を取り付けることができる。図２ではバッテリパック１８が取り外された状態が示され、図３ではバッテリパック１８が取付けられた状態が示されている。バッテリパック１８は、バッテリ取り付け台座部１７から取り外して別途用意した充電器で充電することで繰り返し使用でき、また取り外して他の電動工具にも使い回すことができる。

電動モータ２０には、いわゆるブラシレスモータが用いられている。本実施形態では、電動モータ２０は、そのモータ軸２１（モータ軸線Ｍ）を左右方向に沿わせた向きに配置されている。図４に示すように刃具１２の回転軸線Ｃは、平面的に見ればモータ軸線Ｍに一致しているが、上下方向にずれている。電動モータ２０の回転出力は、ギヤ列１１により減速されて、刃具１２を取り付けた出力軸（図では見えていない）に伝達される。ギヤ列１１を介在させたことにより刃具１２の回転軸線Ｃは、モータ軸線Ｍに対して下側にずれている。

電動モータ２０は、概ね円筒形のモータハウジング２２に収容されている。モータ軸２１は、モータハウジング２２の左端部（反鋸刃側）に保持した軸受２３と、ギヤハウジング１９（鋸刃側）に保持した軸受２４を介してモータ軸線Ｍ回りに回転自在に支持されている。右側の軸受２４の左側において、モータ軸２１には第１冷却ファン２５が取り付けられている。

モータハウジング２２の左端部側の後面に第１吸気口２６が設けられている。第１吸気口２６は、複数の吸気孔２６ａから構成されている。各吸気孔２６ａは、左右に長いスリット形状を有している。複数の吸気孔２６ａが上下に並んで配置されて第１吸気口２６が設けられている。図３に示すように複数の吸気孔２６ａは、モータ軸線Ｍよりも下方の領域であってモータハウジング２２の下面寄りにおいて、それぞれ斜め下方に向けて開口されている。これにより第１吸気口２６の上方からの粉塵等について高い防塵性が確保されている。

電動モータ２０が起動して第１冷却ファン２５が回転すると、第１吸気口２６を経てモータハウジング２２内に外気が導入される。モータハウジング２２内に導入された外気（モータ冷却風）により、電動モータ２０が冷却される。図４において、モータ冷却風の流れが白抜き矢印で示されている。

電動モータ２０を左方から右方に流れたモータ冷却風の一部は、第１冷却ファン２５の風下側に配置した排気ダクト１９ａに排気される。モータ冷却風の残余は、ギヤハウジング１９とモータハウジング２２との結合部付近から排気される。排気ダクト１９ａは、ギヤハウジング１９の前部から固定カバー１３の左側面に沿って前方へ延びる状態に設けられている。排気ダクト１９ａの前端部に排気口が設けられている。排気ダクト１９の排気口は、ベース２の前端縁に設けたスミ線ガイド部２ｂに向けられている。排気ダクト１９ａに排気されたモータ冷却風は、スミ線ガイド部２ｂに向けて吹き付けられる。スミ線ガイド部２ｂにモータ冷却風が吹き付けられることで、スミ線ガイド部２ｂ付近の切断粉等の粉塵が吹き飛ばされて、スミ線ガイド部２ｂの視認性が確保される。排気ダクト１９ａは、粉塵を吹き飛ばすためのブロワとして機能する。電動モータ２０を冷却した後のモータ冷却風の一部は、粉塵吹き飛ばし用のブロワに利用される。

モータハウジング２２の周囲には、コントローラ収容部としてのコントローラハウジング３０が一体に設けられている。コントローラハウジング３０は、モータハウジング２２の左端面から前面に跨って配置されている。このため、図４に示すように、コントローラハウジング３０の内部は、モータハウジング２２の左端面の後面から前面に沿ったＬ字形に屈曲している。以下、コントローラハウジング３０の内部領域のうち、モータハウジング２２の左端面に沿った領域を特に左方領域３０ａと言い、モータハウジング２２の前面に沿った領域を特に前方領域３０ｂと言う。

モータ軸２１の左端部は、モータハウジング２２の左端面を経て、コントローラハウジング３０の左方領域３０ａ内に突き出されている。モータ軸２１の、左方領域３０ａ内に突き出された部分には、第２冷却ファン３２が取り付けられている。このため、第２冷却ファン３２は、電動モータ２０が起動すると、第１冷却ファン２５と同じく一体で回転する。第２冷却ファン３２には、第１冷却ファン２５よりも外径サイズが小さなファンが用いられている。

第２冷却ファン３２の回転中心付近であってコントローラハウジング３０の左側面には、第２吸気口３３が設けられている。第２吸気口３３は、複数の吸気孔３３ａから構成されている。複数の吸気孔３３ａは、モータ軸線Ｍを中心とする概ね円形の領域に設けられている。第２冷却ファン３２が回転すると、概ね円形をなす第２吸気口３３を経てコントローラハウジング３０内に外気が導入される。第２冷却ファン３２の回転中心を中心として、第２吸気口３３が円形に形成されていることで、外気導入時の圧力損失が低減される。

第２冷却ファン３２には、遠心ファンが用いられている。このため、第２吸気口３３を経てコントローラハウジング３０の左方領域３０ａ内に導入された外気は、第２冷却ファン３２の側方に位置する前方領域３０ｂに向けて吹き付けられる。コントローラハウジング３０の前方領域３０ｂには、コントローラ３５が収容されている。コントローラ３５は、電動モータ２０の動作制御を行う制御基板を底浅のケースに収容して樹脂モールドしたもので、概ね平板形を有している。図２、３に示すようにコントローラ３５は、直立姿勢に対して上部側が後方へ変位した後傾姿勢で収容されている。

コントローラ３５の制御基板には、電動モータ２０のセンサ基板で検知されたロータの回転位置情報に基づいて制御信号を送信するマイコンからなる制御回路、及びこの制御回路から受信した制御信号に基づいて電動モータ２０の電流をスイッチングするＦＥＴからなる駆動回路、及びバッテリパック１８の状態の検出結果に応じて過放電又は過電流状態とならないように電動モータ２０への電力供給を遮断するオートストップ回路等が搭載されている。

前方領域３０ｂ内に流入した外気（コントローラ冷却風）は、コントローラ３５を冷却しつつ右方へ流れる。図４中、コントローラ冷却風の流れが塗り潰した矢印で示されている。白抜き矢印で示したモータ冷却風の流れとは独立した経路で流入されたコントローラ冷却風によりコントローラ３５が効率よく冷却される。

コントローラハウジング３０の前方領域３０ｂの右側部であって、コントローラ冷却風の風下側には、排気口３４が設けられている。図１に示すように排気口３４は、前後に長いスリット形の排気孔３４ａが上下に複数並列配置されて構成されている。図４中塗り潰した矢印で示すようにコントローラ冷却風は、前方領域３０ｂ内を右方に流れてコントローラ３５を冷却した後、排気口３４を経てコントローラハウジング３０の外部に排気される。

以上のように構成した本実施形態に係る携帯用切断機１のコントローラ冷却構造によれば、コントローラ３５が独自の第２冷却ファン３２により効率よく冷却される。すなわち、電動モータ２０が第１冷却ファン２５の回転により導入される外気（図４中白抜き矢印で示す風の流れ）により冷却され、コントローラ３５が第２冷却ファン３２の回転により導入される外気（図４中塗り潰した矢印で示す風の流れ）により冷却される。このように、比較的大きな発熱量のコントローラ３５が独自の第２冷却ファン３２により発生する風の流れにより従来よりも効率よく冷却される。

特に、第１冷却ファン２５により発生する冷却風の流れと、第２冷却ファン３２により発生する冷却風の流れが、相互に区画されたモータハウジング２２とコントローラハウジング３０により完全に分離されていることから、電動モータ２０とコントローラ３５が相互に発熱の影響を受けることなく、それぞれ独自の冷却風により効率よく冷却される。

また、第２冷却ファン３２は、電動モータ２０のモータ軸２１に取り付けられて、電動モータ２０を駆動源として回転する構成であることから、別途独自の動力源を用いる構成に比して構成の簡略化を図ることができる。

さらに、第２冷却ファン３２が、電動モータ２０に対して刃具１２とは反対側（左側）に配置され、且つ第２吸気口３３が、第２冷却ファン３２に対して刃具１２とは反対側（左側）に配置されている。これにより、第２冷却ファン３２と第２吸気口３３が電動モータ２０に対して最適位置に配置されて、構成の簡略化が図られている。なお、ブラシレスモータを使用すれば軸方向の小型化が可能なので、電動モータの軸方向端部にデッドスペースができ、第２冷却ファン３２の配置による大型化を防ぐこともできる。

また、例示した実施形態では、第２冷却ファン３２として遠心ファンが用いられていることから、導入される外気の流れが第２冷却ファン３２により第２吸気口３３から左方領域３０ａ内に至って直角に曲げられて、前方領域３０ｂに収容されたコントローラ３５に向けて流すことができる。

さらに、例示した実施形態によると、第１冷却ファン２５により外気が導入されるモータ冷却用の第１吸気口２６は、電動モータ２０の径方向後方に配置されている。モータ冷却用の第１吸気口２６と、コントローラ冷却用の第２吸気口３３とが個別に設けられ、且つ適切な距離だけ離間して配置されることにより、両吸気口２６，３３を経てそれぞれ十分な外気の導入がなされる。

また、例示した実施形態では、第１冷却ファン２５よりも外径サイズが小さい第２冷却ファン３２が用いられている。これにより、第２冷却ファン３２の慣性モーメントが第１冷却ファン２５よりも低減されている。

さらに、例示した実施形態によると、第２冷却ファン３２により外気が導入される第２吸気口３３は、第２冷却ファン３２の回転中心（モータ軸線Ｍ）を中心とする概ね円形の領域に配置されている。概ね円形の第２吸気口３３の中心が第２冷却ファン３２の回転中心にほぼ一致していることにより、圧力損失を抑制しつつ第２吸気口３３を経て外気が左方領域３０ａ内にスムーズに導入されるようになっている。

また、モータ冷却用の外気が導入される第１吸気口２６が、モータハウジング２２の左端部側の後面であって、刃具１２により切断粉が吹き上げられる切断部位（刃具１２が被切断材Ｗに切り込まれる部位）から最も離れた部位において、ベース２により接近した下面寄り（モータ軸線Ｍより下方の領域）に設けられている。このように、第１吸気口２６が、モータハウジング２２の下面寄りにおいてやや下方向きに開口して設けられていることにより、切断部位から上方に吹き上げられる切断粉に対して上面に設ける構成よりも高い防塵性が確保されるようになっている。

以上説明した実施形態には、種々変更を加えることができる。例えば、モータハウジング２２とは区画したコントローラハウジング３０にコントローラ３５を収容して、モータ冷却風とは別の経路で流入させた外気によりコントローラ３５を冷却する構成を例示したが、共通の区画領域に電動モータとコントローラを収容した構成についても、電動モータとコントローラに個別の冷却ファンを用いて冷却する構成とすることができる。

電動モータ２０のモータ軸２１に第１冷却ファン２５と第２冷却ファン３２との双方を取り付けて駆動源を共通化した構成を例示したが、第１冷却ファン２５と第２冷却ファン３２の駆動源を個別に設定する構成としてもよい。従って、第２冷却ファン３２を第１冷却ファン２５と同軸に配置する構成とする他、第２冷却ファンをコントローラハウジングの前方領域に配置する構成としてもよい。

モータハウジング２２の左端部側から前方に跨ってコントローラハウジング３０を配置する構成を例示したが、より単純化したコントローラハウジングにコントローラを収容し、第２冷却ファンを配置する構成としてもよい。

第１冷却ファン２５よりも外径サイズの小さな第２冷却ファン３２を用いる構成を例示したが、同径サイズ若しくはより大径サイズの第２冷却ファンを用いる構成としてもよい。

モータ冷却用の第１吸気口と、コントローラ冷却用の第２吸気口は、それぞれ例示した部位とは異なる部位に変更してもよい。第１吸気口２６を電動モータ２０の径方向後方に設けた構成を例示したが、径方向前方に設けてもよく、あるいは径方向の前後両側方に設けてもよい。また、モータ冷却用の第１吸気口と、コントローラ冷却用の第２吸気口を単一の吸気口に共通化してもよい。要は、モータ冷却用とコントローラ冷却用として個別の冷却ファンを設けることで、コントローラ冷却の効率化を図ることができる。

コントローラハウジング３０の排気口３４を排気ダクト１９ａに接続して、モータ冷却後の排気に加えて、コントローラ冷却後の排気についても、粉塵吹き飛ばし用のブロワとして利用する構成とすることができる。

携帯用切断機１として携帯用マルノコを例示したが、ブレードを上下に往復動させて切断加工を行うジグソーと称される携帯用切断機についても同様に適用することができる。また、例示した実施形態は、携帯用切断機１に限らず、卓上マルノコやスライドマルノコと称される卓上切断機について、モータ制御用のコントローラを電動モータとは個別の冷却ファンにより冷却する構成とすることにより同様に適用することができる。

Ｗ…被切断材
１…携帯用切断機
２…ベース
２ａ…窓部、２ｂ…スミ線ガイド部
１０…切断機本体
１１…ギヤ列
１２…刃具、Ｃ…回転軸線
１３…固定カバー
１４…可動カバー
１５…ハンドル部
１６…フロントグリップ部
１７…バッテリ取り付け台座部
１８…バッテリパック
１９…ギヤハウジング、１９ａ…排気ダクト
２０…電動モータ（ブラシレスモータ）
２１…モータ軸、Ｍ…モータ軸線
２２…モータハウジング
２３，２４…軸受
２５…第１冷却ファン
２６…第１吸気口、２６ａ…吸気孔
３０…コントローラハウジング
３０ａ…左方領域、３０ｂ…前方領域
３２…第２冷却ファン
３３…第２吸気口、３３ａ…吸気孔
３４…排気口
３５…コントローラ

Claims (9)

1. 切断機であって、
   電動モータと、
   前記電動モータにより回転する刃具と、
   前記電動モータにより回転する複数の冷却ファンと、
   前記電動モータの動作を制御するコントローラと、
   を備え、
   前記刃具の回転軸線にモータ軸線を沿わせて前記電動モータが配置されており、
   前記複数の冷却ファンは、
   前記電動モータを冷却するための第１冷却ファンと、
   前記コントローラを冷却するための第２冷却ファンを備え、
   前記電動モータを収容するモータハウジングに対して、前記コントローラを収容するコントローラ収容部を区画して設け、前記モータハウジングに前記第１冷却ファンを配置し、前記コントローラ収容部に前記第２冷却ファンを配置し、
   前記第２冷却ファンは、前記電動モータに対して前記刃具とは反対側に配置され、
   前記第２冷却ファンにより外気が導入される吸気口は、前記第２冷却ファンに対して前記刃具とは反対側に配置され、
   前記コントローラは前記電動モータの前記モータ軸線に交差する前方で前記モータ軸線に沿った姿勢で配置され、
   前記第２冷却ファンにより導入された外気の排気口は、前記刃具を覆う固定カバーの反刃具側の側面に対して前記モータ軸線方向に対向して配置されている切断機。
2. 請求項１に記載した切断機であって、
   前記第２冷却ファンとして遠心ファンを用いた切断機。
3. 請求項２記載の切断機であって、
   前記第２冷却ファンにより発生した風が前方へ流れた後に、前記モータ軸線に沿って前記刃具に向けて流れる切断機。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載した切断機であって、
   前記第２冷却ファンは、前記電動モータと一体である切断機。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載した切断機であって、
   前記第１冷却ファンにより外気が導入される吸気口は、前記電動モータに対して前記モータ軸線に交差する方向に配置された切断機。
6. 請求項１～５の何れか１項に記載した切断機であって、
   前記第２冷却ファンの外径は、前記第１冷却ファンの外径よりも小さい切断機。
7. 請求項１～６の何れか１項に記載した切断機であって、
   前記第２冷却ファンにより外気が導入される吸気口は、前記第２冷却ファンの回転中心付近に配置された切断機。
8. 請求項５記載の切断機であって、
   前記第１冷却ファンにより外気が導入される吸気口は、前記電動モータに対して前記モータ軸線に交差する前方又は後方若しくはその双方に配置された切断機。
9. 請求項１～８記載の切断機であって、
   前記電動モータはブラシレスモータである切断機。
   

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