JP2007190652A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】コンミテータとブラシの相対振動に起因する電気的ノイズやブラシの早期摩耗を低減することができる電動工具を提供すること。
【解決手段】ハウジング３に駆動源としてのモータを内蔵し、該モータの回転子２ａの一端を軸受を介して前記ハウジング３に回転可能に支持して成る電動工具において、前記ハウジング３の少なくとも前記軸受を支持する部分を全体的又は部分的に二重筒状に成形し、外郭部（外側筒）３０ｉと内側円筒（内側筒）３０ｄとの間に、両筒３０ｄ，３０ｉ同士を接続する複数のリブ３０ａを配設するとともに、該複数のリブ３０ａで横断面三角状のトラス構造を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータによって駆動される丸鋸、卓上丸鋸、ディスクグラインダ等の電動工具に関するものである。

モータにより駆動され、コンクリートや木材等の被削材の切断、金属の溶接部や切断部の研磨等の各種作業を行うための電動工具は広く一般に知られている。従来の電動工具の一例としてのディスクグラインダの構成を図５〜図７に基づいて説明する。尚、図５は従来のディスクグラインダの破断側面図、図６及び図７は図５のＣ−Ｃ線断面図である。

図５に示すディスクグラインダ１は、略円筒形状を成すハウジング３を備え、このハウジング３の内部には駆動源としてのモータ２が内蔵されている。このモータ２は、回転子２ａとその周りに固設された固定子２ｂを含んで構成されており、回転子２ａは、ハウジング３の中心部に沿って回転可能に支持され、その両端は前側軸受５と後側軸受６によって回転可能に支承されている。ここで、前側軸受５は、アルミニウム合金製のギヤカバー４に保持され、後側軸受６は、図６に示すように、リブ３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ等を介して樹脂製のハウジング３に保持されている。

又、前記モータ２の回転子２ａの先端にはピニオン７が結着されており、このピニオン７は、スピンドル９に固定されたギヤ８に噛合している。そして、スピンドル９は、２箇所に設けられた不図示の軸受によってギヤカバー４に回転可能に支持され、その先端には先端工具１０が着脱可能に取り付けられている。

而して、モータ２が駆動されてその回転子２ａが回転すると、その回転はピニオン７とギヤ８を経て減速されてスピンドル９に伝達され、該スピンドル９とその先端に取り付けられた先端工具１０が所定の速度で回転駆動され、回転する先端工具１０によってコンクリート等の不図示の被削材の切断や研削等の所要の作業がなされる。

ところで、ディスクグラインダ１のケーシングは、モータ２を収納するハウジング３と、ハンドル１１と、ギヤカバー４及びホイルガード１２から構成されている。

この種のディスクグラインダ１においては、モータ２にはユニバーサルモータが使用されており、モータ２にはコンミテータ２ｃに接して配置されているブラシ２０（図６参照）を介して電圧が印加されている。ユニバーサルモータであるモータ２においては、電源周波数の２倍の周波数で変動する駆動トルクが発生し、この駆動トルクによって回転子２ａが回転駆動される。

以上のような構成を有するディスクグラインダ１においては、モータ２の回転子２ａは製造上アンバランスを完全に取り去ることは不可能であり、回転子２ａは、アンバランスのために前側軸受５と後側軸受６を中心に振れ回ることになる。その結果、図７に示すように、リブ３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ等には曲げ変形が発生し、又、ハウジング３は楕円に変形し、ブラシ２０とコンミテータ２ｃ間には相対振動が繰り返される。このため、電気的なノイズの発生やブラシ２０の早期磨耗による短寿命化が引き起こされる。

そこで、ハウジング３の高剛性化の方法として、図８に示すように、ハウジング３の内側に部分的又は全周的に内側円筒３０ｂを配設し、該内側円筒３０ｂとハウジング３をリブ３０ｇで接続する構成が採用されている。

又、ハウジングを金属と樹脂とで二層成形することによってモータの振動を抑える方法も提案されている（特許文献１参照）。
特開２００３−２３１０７１号公報

しかし、図８に示す構成の場合、ハウジング３の外郭部３０ｉと内側円筒３０ｂはほぼ同形状であり、外郭部３０ｉ上のリブ３０ｇのリブ接続位置３０ｍと内側円筒３０ｂ上のリブ３０ｇのリブ接続位置３０ｈは、リブ３０ｇを配設しない場合にはほぼ同じ変位となるため、リブ３０ｇを配設した状態でも殆ど歪みが発生せず、ハウジング３の高剛性化の効果が小さな構造となっており、前記問題に対する効果的な対策とはなっていないのが実情である。又、図８に示す構成では、リブ３０ｃ等も「く」の字状に折れ曲がって変形してしまい、リブの補強効果を期待することができないという問題もあった。

更に、特許文献１に記載された方法、即ち、ハウジングを金属と樹脂とで二層成形することによってモータの振動を抑える方法では、ハウジングの成形費が高くなるためにコストアップを免れないという問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、コンミテータとブラシの相対振動に起因する電気的ノイズやブラシの早期摩耗を低減することができる電動工具を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ハウジングに駆動源としてのモータを内蔵し、該モータの回転子の一端を軸受を介して前記ハウジングに回転可能に支持して成る電動工具において、前記ハウジングの少なくとも前記軸受を支持する部分を全体的又は部分的に二重筒状に成形し、外側筒と内側筒との間に、両筒同士を接続する複数のリブを配設するとともに、該複数のリブで横断面三角状のトラス構造を形成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記複数のリブによって前記ハウジングの外側筒と内側筒との間に形成される横断面三角状の空間でモータ冷却用の空気通路を構成したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、トラス構造を形成する横断面三角状の複数のリブによってハウジングの外側筒と内側筒とを接続したため、ハウジングの高剛性化が安価に実現され、モータの回転子や固定子の振れ回りによる加振力に対して、ハウジングとその内部のリブ３等の変形振動を抑えることができ、コンミテータとブラシの相対振動が低減され、電気的なノイズの発生やブラシの早期磨耗による短寿命化が抑制される。

請求項２記載の発明によれば、ハウジングの外側筒と内側筒との間に形成される横断面三角状の空間をモータ冷却用の空気通路として利用するため、ハウジングを大型化することなく、その高剛性化を実現することができる。

以下に本発明の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明に係る電動工具の一形態としてのディスクグラインダの破断側面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。

本実施の形態に係るディスクグラインダ１の基本構成は図５に示した従来のものと同様であるため、図１においては図５に示したものと同一要素には同一符号を付している。

図１に示すディスクグラインダ１は、略円筒形状を成す樹脂製のハウジング３を備え、このハウジング３の内部には駆動源としてのモータ２が内蔵されている。このモータ２は、回転子２ａとその周りに固設された固定子２ｂを含んで構成されており、回転子２ａの一端にはコンミテータ２ｃが取り付けられている。そして、固定子２ａは、ハウジング３の中心部に沿って回転可能に支持され、その両端は前側軸受５と後側軸受６によって回転可能に支承されている。ここで、前側軸受５は、アルミニウム合金製のギヤカバー４に保持され、後側軸受６は、以下に示す支持構造によってハウジング３に保持されている。

即ち、ハウジング３の内側には、コンミテータ２ｃの周囲に沿う円筒状の内側円筒３０ｂがコンミテータ２ｃと同心的に形成されており、図２に示すように、該内側円筒３０ｂとハウジング３の外郭部３０ｉの間は複数のリブ３０ａで接続されている。ここで、リブ３０ａは、横断面の径方向に対して交互に傾斜角が逆向きに取り付けられており、該リブ３０ａと外郭部３０ｉ若しくは内側円筒３０ｂとで構成される横断面（モータ軸に直角な断面）の空間形状が三角形となるように構成されている。即ち、内側円筒３０ｂと外郭部３０ｉの間の空間には、横断面三角形のリブ３０ａによって三角トラス構造が形成され、この三角トラス構造を形成するリブ３０ａによって内側円筒３０ｂと外郭部３０ｉとが接続されている。

そして、本実施の形態では、ハウジング３の外郭部３０ｉと内側円筒３０ｂとの間にリブ３０ａによって形成される横断面三角状の空間でモータ冷却用の空気通路を構成している。

尚、本実施の形態では、内側円筒３０ｂは、ハウジング３の一部のみに配設されているが、内側円筒３０ｂをハウジング３の全周に亘って配設しても良い。

又、図１に示すように、モータ２の回転子２ａの先端にはピニオン７が結着されており、このピニオン７は、スピンドル９に固定されたギヤ８に噛合している。そして、スピンドル９は、２箇所に設けられた不図示の軸受によってギヤカバー４に回転可能に支持され、その先端には先端工具１０が着脱可能に取り付けられている。

而して、モータ２が駆動されてその回転子２ａが回転すると、その回転はピニオン７とギヤ８を経て減速されてスピンドル９に伝達され、該スピンドル９とその先端に取り付けられた先端工具１０が所定の速度で回転駆動され、回転する先端工具１０によってコンクリート等の不図示の被削材の切断や研削等の所要の作業がなされる。

ところで、本実施の形態に係るデイスクグラインダ１においてハウジング３の外郭部３０ｉと内側円筒３０ｂは同心状の内外二重円筒を成すが、両者を接続するリブ３０ａのリブ接続位置である３０ｒと３０ｓ（図２参照）は、リブ３０ａを配設しない場合には異なる変位量を示す位置である。本実施の形態では、リブ３０ａを配設しない場合に異なる変位量を示す３０ｒと３０ｓをリブ３０ａで接続する構成を採用したため、ハウジング３が変形した状態ではリブ３０ａには大きな歪みが発生することとなる。

然るに、本実施の形態では、ハウジング３の変形時に大きな歪みが発生するリブ３０ａで三角トラス構造を構成したため、該リブ３０ａは変形に対して大きな抵抗を示すこととなり、他の部品を追加することなくハウジング３の後側軸受６を支持する部分の剛性が飛躍的に高められる。即ち、ハウジング３の高剛性化が安価に実現され、モータ２の回転子２ａや固定子２ｂの振れ回りによる加振力に対して、ハウジング３とその内部のリブ３０ａ等の変形振動を抑えることができ、コンミテータ２ｃとブラシ２０（図２参照）の相対振動が低減される。この結果、電気的なノイズの発生やブラシ２０の早期磨耗による短寿命化が抑制される。

又、本実施の形態では、ハウジング３の外郭部３０ｉと内側円筒３０ｂとの間にリブ３０ａによって形成される横断面三角状の空間をモータ冷却用の空気通路として利用したため、ハウジング３を大型化することなく、その高剛性化を実現することができる。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図３及び図４に基づいて説明する。

図３は本実施の形態に係るディスクグラインダの破断側面図、図４は図３のＢ−Ｂ線断面図である。

本実施の形態に係るディスクグラインダ１の基本構成は図１に示した実施の形態１のものと同様であるため、図３及び図４においては図１及び図２に示したものと同一要素には同一符号を付し、以下、それらについての再度の説明は省略する。

本実施の形態は、ハウジング３の高剛性化を図るための実施の形態１と同様の構成をハウジング３のギヤカバー４との接続部に採用したことを特徴とする。

即ち、本実施の形態では、ハウジング３のギヤカバー４との接続部であるネジ部３ａの内側には、図４に示すように、固定子２ｂ（図３参照）の周囲に沿う円筒状の内側円筒４０ｂが固定子２ｂと同心的に形成されており、該内側円筒４０ｂとハウジング３の外郭部４０ｔの間は複数のリブ４０ａで接続されている。ここで、リブ４０ａは、横断面の径方向に対して交互に傾斜角が逆向きに取り付けられており、該リブ４０ａと外郭部４０ｔ若しくは内側円筒４０ｂとで構成される横断面（モータ軸に直角な断面）の空間形状が三角形となるように構成されている。即ち、内側円筒４０ｂと外郭部４０ｔの間の空間には、横断面三角形のリブ４０ａによって三角トラス構造が形成され、この三角トラス構造を形成するリブ４０ａによって内側円筒４０ｂと外郭部４０ｔとが接続されている。

尚、本実施の形態では、内側円筒４０ｂは、ハウジング３の全周に亘って配設されているが、内側円筒４０ｂをハウジング３の一部のみに配設しても良く、特にネジ部３ａ近傍にリブ４０ａを配設することが望ましい。

ところで、この種のディスクグラインダ１では、モータ２の固定子２ｂの振動や回転子２ａの振れ回りによって、ハウジング３は、ギヤカバー４との接合部であるネジ部３ａ近傍において曲げの変形振動を発生し、不図示のブラシとコンミテータ２ｃ間に相対振動が繰り返し発生する。

然るに、本実施の形態では、ハウジング３の変形時に大きな歪みが発生するリブ４０ａで三角トラス構造を構成したため、該リブ４０ａは変形に対して大きな抵抗を示すこととなり、他の部品を追加することなくハウジング３のギヤカバー４との接続部の剛性が飛躍的に高められる。即ち、ハウジング３の高剛性化が安価に実現され、モータ２の回転子２ａの振動や固定子２ｂの振れ回りによる加振力に対して、ハウジング３とその内部のリブ４０ａ等の変形振動を抑えることができ、コンミテータ２ｃとブラシ（不図示）の相対振動が低減される。この結果、本実施の形態においても、電気的なノイズの発生やブラシの早期磨耗による短寿命化が抑制される。

本発明は、ディスクグラインダに限らず、モータによって駆動される丸鋸、卓上丸鋸等の他の任意の電動工具に対して同様に適用可能である。

本発明の実施の形態１に係るディスクグラインダの破断側面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の実施の形態２に係るディスクグラインダの破断側面図である。 図３のＢ−Ｂ線断面図である。 従来の電動工具（ディスクグラインダ）の破断側面図である。 図５のＣ−Ｃ線断面図である。 図５のＣ−Ｃ線断面図（ハウジングの変形を示す図）である。 従来の電動工具（ディスクグラインダ）のハウジングの高剛性化構造を示す横断面図である。

符号の説明

１ ディスクグラインダ（電動工具）
２ モータ
２ａ 回転子
２ｂ 固定子
２ｃ コンミテータ
３ ハウジング
３ａ ネジ部
４ ギヤカバー
５ 前側軸受
６ 後側軸受け
７ ピニオン
８ ギヤ
９ スピンドル
１０ 先端工具
１１ ハンドル
１２ ホイルガード
２０ ブラシ
３０ａ リブ
３０ｂ 内側円筒（内側筒）
３０ｃ リブ
３０ｄ リブ
３０ｉ 外郭部（外側筒）
３０ｒ リブ接続位置
３０ｓ リブ接続位置
４０ａ リブ
４０ｂ 内側円筒（内側筒）
４０ｔ 外郭部（外側筒）

Claims (2)

1. ハウジングに駆動源としてのモータを内蔵し、該モータの回転子の一端を軸受を介して前記ハウジングに回転可能に支持して成る電動工具において、
   前記ハウジングの少なくとも前記軸受を支持する部分を全体的又は部分的に二重筒状に成形し、外側筒と内側筒との間に、両筒同士を接続する複数のリブを配設するとともに、該複数のリブで横断面三角状のトラス構造を形成したことを特徴とする電動工具。
2. 前記複数のリブによって前記ハウジングの外側筒と内側筒との間に形成される横断面三角状の空間でモータ冷却用の空気通路を構成したことを特徴とする請求項１記載の電動工具。

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