CN112638591B - 电动工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种操作性良好的电动工具。电动工具具有：无刷电机(3)，其具有定子(15)和能相对于定子(15)旋转的转子(16)；筒状的电机壳体(2)，其用于收容无刷电机(3)；齿轮壳体(4)，其被配置在电机壳体(2)的前方；筒状的把手壳体(6)，其被配置在电机壳体(2)的后方，沿前后方向延伸，且直径比电机壳体(2)的直径小；控制器壳体(7)，其被配置在把手壳体(6)的后方，用于收容具有开关元件的控制器(8)；和电源线(13)，其与控制器壳体(7)连接。

Description

电动工具

技术领域

本发明涉及一种具有无刷电机(brushless motor)且把手壳体(grip housing)沿前后方向延伸的研磨机(grinder)等电动工具。

背景技术

在研磨机等电动工具中，在用于收容电机的电机壳体(motor housing)的前方配置有齿轮壳体(gear housing)，该齿轮壳体用于收容齿轮、主轴等输出部。另外，在电机壳体的后方配置有把手壳体，该把手壳体用于收容开关等电装零部件。齿轮壳体、电机壳体和把手壳体作为整体而沿前后方向延伸。在使用商用电源的情况下，把手壳体的后端连接有电源线(日本发明专利公开公报特开2017-144535号)。

发明内容

[发明所要解决的技术问题]

在现有技术的电动工具中，重心位于电机和输出部之间。因此，后方的把手与重心在前后方向上的距离较长。因此，当把持把手来进行作业时，手上的负担变大而导致操作性变差。另外，还需要考虑通过使用无刷电机来进一步提高效率。

本发明的目的在于提供一种操作性良好的电动工具。

[用于解决技术问题的技术方案]

本发明的电动工具具有无刷电机、筒状的电机壳体、齿轮壳体、筒状的把手壳体、控制器壳体和电源线，其中，所述无刷电机具有定子(stator)和能相对于所述定子旋转的转子(rotor)；所述电机壳体用于收容所述无刷电机；所述齿轮壳体被配置在所述电机壳体的前方；所述把手壳体被配置在所述电机壳体的后方且沿前后方向延伸，其直径比所述电机壳体的直径小；所述控制器壳体被配置在所述把手壳体的后方，用于收容具有开关元件的控制器；所述电源线与所述控制器壳体连接。

[发明效果]

根据本发明的电动工具，操作性变得良好。

附图说明

图1是研磨机的纵剖视图。

图2是研磨机的横剖视图。

图3是图2的A-A放大剖视图。

图4是图1的B-B放大剖视图。

具体实施方式

下面，根据附图对实施方式的电动工具进行说明。本实施方式的电动工具例如为研磨机。

图1是研磨机的纵剖视图。图2是将由前后左右方向规定的平面作为旋转轴23的轴线上的剖面的横剖视图。但是，在图2中，控制器壳体7内的控制器8不是用剖面表示，而是以俯视方式表示。

研磨机1具有电机壳体2、齿轮壳体4、把手壳体6和控制器壳体7。电机壳体2为筒状，用于收容无刷电机3。齿轮壳体4被配置在电机壳体2的前方。齿轮壳体4使主轴5向下突出。把手壳体6为筒状，且被配置在电机壳体2的后方。把手壳体6的直径比电机壳体2小且向上方偏心配置。控制器壳体7被配置在把手壳体6的后方，用于收容控制器8。研磨机1整体沿前后方向延伸。

电机壳体2具有一体的筒状。电机壳体2和齿轮壳体4通过圆盘状的齿轮壳体罩(gear housing cover)9连接。把手壳体6和控制器壳体7能向左右分割为左侧的对开壳体10和右侧的对开壳体11。左侧的对开壳体10与电机壳体2一体成型。右侧的对开壳体11通过多个螺钉12从右侧与对开壳体10结合。在控制器壳体7的后表面连接有电源线13。

无刷电机3是由定子15和位于该定子15内侧的转子16构成的内转子(internalrotor)型电机。定子15具有筒状的定子铁芯(stator core)17、前绝缘体18、后绝缘体19和六个线圈(coil)20。定子铁芯17由多张层积钢板形成。前绝缘体18和后绝缘体19被分别设置在定子铁芯17在轴向上的前后端面上。六个线圈20隔着前绝缘体18和后绝缘体19被卷绕于定子铁芯17。在后绝缘体19上从后方安装有传感器电路基板21和短路部件22。短路部件22具有与线圈20电连接的钣金的金属零件，从而形成三相连接。传感器电路基板21上搭载有三个旋转检测元件(省略图示)。三个检测元件检测出设置于转子16上的永久磁铁25的位置，并输出旋转检测信号。旋转检测元件的信号线从传感器电路基板21的下部引出。被熔接于钣金的金属零件上的三相电源线被从短路部件22的下部引出。

转子16具有旋转轴23、转子铁芯(rotor core)24和四个永久磁铁25。旋转轴23位于轴心。转子铁芯24呈大致圆筒状。转子铁芯24被配置在旋转轴23的周围，通过层积多张钢板而形成。永久磁铁25是板状，且被固定在转子铁芯24的内部。

在电机壳体2的后端设置有将电机壳体2和把手壳体6之间隔开的隔板26。旋转轴23的后端通过轴承28被轴支承在设置于隔板26的中央的轴承保持部27上。旋转轴23的前端贯穿齿轮壳体罩9，被保持在齿轮壳体罩9上的轴承29轴支承，并突出到齿轮壳体4内。在齿轮壳体罩9的后方于旋转轴23上安装有离心风扇30。在电机壳体2的前端内表面设置有碗状的折流板(buffle plate)31。折流板31从后方到外周覆盖离心风扇30。如图2所示，通过将向后方延伸的腿部32从前方被螺钉33固定在电机壳体2的内表面上，来对折流板31进行定位。在齿轮壳体罩9上设有透孔(未图示)，来自于离心风扇30的被折流板31向前方引导的空气被送出到齿轮壳体4内。

如图3所示，在齿轮壳体4的四个角部，从前方贯穿的四根螺钉34隔着齿轮壳体罩9被拧入电机壳体2，由此齿轮壳体4与电机壳体2连接。在向齿轮壳体4内突出的旋转轴23的前端固定安装有锥齿轮(bevel gear)35。锥齿轮35与固定于主轴5的上端的锥齿轮36啮合。在齿轮壳体4的前表面形成有排气口37。在齿轮壳体4的上表面设置有轴锁(shaft lock)38。通过压入操作，轴锁38经由锥齿轮36来对主轴5的旋转进行锁定。主轴5被上下的轴承40轴支承并向下方突出。上方的轴承40被保持于齿轮壳体4。下方的轴承40被保持于轴承箱(bearing box)39，该轴承箱39被组装于齿轮壳体4的下部。在主轴5的下端能安装圆盘状砂轮等顶端工具41。在轴承箱39的外周通过带状的夹具(clamp)42安装有轮罩(wheel cover)43。轮罩43覆盖顶端工具41的后半部。在齿轮壳体4的左右的侧表面设有用于安装侧把手(side grip)的螺纹孔44。

在把手壳体6内的上部，开关45以使按钮46朝向后方的前后姿势被保持肋47保持。开关45通过按钮46的按压操作来进行接通(ON)动作。保持肋47从把手壳体6的内表面突出设置。据此，在开关45的下方形成有用于使电源线、信号线穿过的空间。另外，在开关45的上方，通过保持肋47支承有能向前后滑动的滑动操作杆(slide bar)48。滑动操作杆48在后端具有按压部49。按压部49在开关45的后方向下侧弯折而位于按钮46的后方。在滑动操作杆48上，其与保持肋47之间卷绕有螺旋弹簧50。在常态下，按压部49被向不按压按钮46的后退位置(图1)施力。在电机壳体2的上表面设有能向前后滑动操作的开关操作钮(switchknob)51。设置在开关操作钮51的下表面的字母L形的卡止片52贯穿形成于电机壳体2的前后方向的狭缝(slit)53而向电机外壳2内突出，并卡止于滑动操作杆48的前端。

当用手指使开关操作钮51向前方滑动时，滑动操作杆48克服螺旋弹簧50的施力向前方滑动。这样，后端的按压部49向前方移动来按压按钮使开关45接通。当手指离开开关操作钮51时，滑动操作杆48通过螺旋弹簧50的施力而向后退位置滑动。这样，按压部49对按钮46的按压被解除，使开关45断开(OFF)。

被收容于控制器壳体7的控制器8将控制电路基板55收容于铝制的盘状的盒体(case)56，该控制电路基板55搭载有与无刷电机3的各线圈20对应的六个开关元件(未图示)、微机(未图示)等。控制器8在对开壳体10、11的内表面由前后设置的支承肋57、58保持。后侧的支承肋58位于比前侧的支承肋57靠上方的位置。据此，控制器8相对于旋转轴23的轴线以后端位于比前端靠上方的位置的倾斜姿势被支承。如图1、图2所示，在盒体56的上表面在前后方向上隔开规定间隔地立起设置有沿左右方向延伸的散热肋56a。在该状态下，盒体56成为在前方侧配置有底且在后方侧配置有开口的姿势。

由于控制器8的倾斜，在控制器8的后方下侧产生空间。还如图4所示，在该空间中，被设置于控制器8的下侧的电容器60通过设置于对开壳体10的内表面上的半圆状肋59被横向保持。

控制器壳体7的上侧前表面70与控制器8的上侧倾斜面配合而向前下方倾斜。控制器壳体7的下侧前表面71与控制器8的前侧倾斜面配合而向后下方倾斜。在控制器壳体7的上侧前表面70和左右的侧表面72上形成有多个进气口61。左右的侧表面72是沿前后上下延伸且彼此平行的平坦面。各侧表面72的进气口61在侧视观察时被设在从比盒体56靠前方侧的位置到比盒体56靠下方侧的位置。

控制器壳体7的上表面73是沿前后左右方向延伸的平坦面。被配置在控制器8的后方的用于调整速度的拨盘(dial)62的一部分露出到上表面73。控制器壳体7的上侧后表面74是沿上下左右方向延伸的平坦面。在上侧后表面74上连接有电源线13。通过将线夹(cordclamp)64从右侧螺纹固定在被立起设置于对开壳体10的内表面的支承台63(图4)上，由此电源线13被固定在控制器壳体7内。控制器壳体7的下侧后表面75与上侧前表面70同样而向前下方倾斜。控制器壳体7的下表面76与上表面73同样是沿前后左右延伸的平坦面。

由上侧前表面70、上表面73、上侧后表面74和左右的侧表面72形成的控制器壳体7的上侧部分比电机壳体2和把手壳体6向上方突出。另外，由下侧前表面71、下表面76、下侧后表面75和左右的侧表面72形成的控制器壳体7的下侧部分比把手壳体6的下表面向下方突出。另外，下表面76位于比电机壳体2的下表面靠下方的位置。

如图1所示，研磨机1的重心G在侧视观察时位于电机壳体2内。更详细而言，在无刷电机3的比旋转轴23靠下方的位置，重心G位于于定子15的前后方向的大致中央部位。

此外，顶端工具41例如是φ100～150mm的圆盘状砂轮。研磨机1的额定功率例如是1000～1400W。

在本实施方式的研磨机1中，当把持把手壳体6使开关操作钮51向前方滑动时，滑动操作杆48前进，而使按压部49按压按钮46，从而开关45接通。因此，通过从电源线13获得的电源来驱动无刷电机3。即，控制器8的微机得到从传感器电路基板21的旋转检测元件输出的表示转子16的永久磁铁25的位置的旋转检测信号而获得转子16的旋转状态，并根据所获取的旋转状态来控制各开关元件的接通/断开，使电流依次流过定子15的各线圈20，由此使转子16旋转。因此，旋转轴23旋转并通过锥齿轮35、36使主轴5旋转，由此能进行顶端工具41的研磨作业等。

此时，把持着把手壳体6的手与重心G距离较近。因此，研磨机1容易操作，手也不容易疲劳。

当离心风扇30伴随着旋转轴23的旋转而旋转时，外部空气被从控制器外壳7的上侧前表面70和左右的侧表面72、72的各进气口61吸入，并在与控制器8的盒体56的上表面和下表面以及左右的侧表面和前表面接触的同时向前方移动。因此，控制器8通过与从三个方向进入的外部空气的接触而被高效地冷却。特别是，由于在盒体56的上表面设置有散热肋56a，因此能促进散热作用。

从控制器壳体7向前方移动的空气从把手壳体6到达电机壳体2内。然后，空气通过无刷电机3的同时对其进行冷却，在此之后，通过折流板31，经由齿轮壳体罩9进入齿轮壳体4内，并从排气口37被排出到外部。

当手指离开开关操作钮51或者使开关操作钮51向后方滑动时，滑动操作杆48后退，按压部49对按钮46的按压被解除。因此，开关45断开，停止无刷电机3的驱动。

本实施方式的研磨机1具有无刷电机3、筒状的电机壳体2、齿轮壳体4、筒状的把手壳体6、控制器壳体7和电源线13，其中，所述无刷电机3具有定子15和能相对于定子15旋转的转子16；所述电机壳体2用于收容无刷电机3；所述齿轮壳体4被配置在电机壳体2的前方；所述把手壳体6被配置在电机壳体2的后方，沿前后方向延伸，且直径比电机壳体2的直径小；所述控制器壳体7被配置在把手壳体6的后方，用于收容具有开关元件的控制器8；所述电源线13与控制器壳体7连接。据此，控制器壳体7位于把手壳体6的后方，使得重心G与把手壳体6的距离减小，从而操作性变得良好。另外，能使把手壳体6更细，从而成为容易握持的结构。

控制器壳体7具有进气口(风窗)61。另外，在控制器壳体7中收容有盒体(散热部件)56，该盒体56具有控制器8的散热肋56a。据此，能有效地冷却控制器8。

在控制器8的下侧设置有电容器60，电容器60也被收容于控制器壳体7。因此，即使是大型的电容器60，也能被无障碍地收容于控制器壳体7内。

进气口61被设在与控制器8的外表面相对应的位置，即控制器壳体7的上侧前表面70和左右的侧表面72、72。因此，能使空气可靠地接触控制器8的外表面，从而能有效地冷却控制器8。

控制器8在控制器壳体7内以向前下方倾斜的方式被收容。因此，控制器壳体7在前后方向上较短，而变得紧凑。

齿轮壳体4具有可安装顶端工具41的主轴5。电动工具1的重心G位于电机壳体2内。据此，有效地使重心G与把手壳体6的位置接近。

控制器8具有盒体56和控制电路基板55，其中，所述盒体56具有被配置在前方侧的底和被配置在后方侧的开口；所述控制电路基板55被收容于盒体56。并且，在底的前方侧配置有进气口61。因此，盒体56的开口朝下，即使粉尘、铁粉等从进气口61侵入，也能够减少对控制电路基板55的影响。

此外，控制器的配置并不局限于上述方式，也可以不以倾斜姿势而以沿前后方向延伸的姿势来收容，或者沿前后上下延伸的纵向姿势来收容。

散热部件当然也能够变更散热肋的数量、形状，并且不局限于将盒体本身作为散热部件的情况，也可以使单独的散热部件与盒体连接，或者使被保持于控制器壳体的内表面的散热部件与盒体接触。

对于风窗而言，可以根据控制器的配置方式来适宜地变更进气口的位置、数量，并且也可以使空气的流动反向，将排气口设在控制器壳体上且将进气口设在齿轮壳体、电机壳体上。

把手壳体也可以不是圆筒状而是方筒状，还可以不相对于电机壳体向上侧偏心设置而是与电机壳体同轴地配置。

除此之外，本发明并不局限于研磨机，可以适用于角形螺丝刀(anglescrewdriver)、角向冲击起子(angle impact driver)等电动工具。

[附图标记说明]

1：研磨机；2：电机壳体；3：无刷电机；4：齿轮壳体；5：主轴；6：把手壳体；7：控制器壳体；8：控制器；10、11：对开壳体；15：定子；16：转子；23：旋转轴；30：离心风扇；37：排气口；41：顶端工具；45：开关；55：控制电路基板；56：盒体；56a：散热肋；57、58：支承肋；61：进气口；G：重心。

Claims (8)

1.一种电动工具，其特征在于，

具有无刷电机、筒状的电机壳体、齿轮壳体、筒状的把手壳体、控制器壳体、电容器、电源线和开关，其中，

所述无刷电机具有定子和能相对于所述定子以旋转轴为中心旋转的转子；

所述电机壳体用于收容所述无刷电机；

所述齿轮壳体被配置在所述电机壳体的前方；

所述把手壳体被配置在所述电机壳体的后方，沿前后方向延伸，且直径比所述电机壳体的直径小；

所述控制器壳体被配置在所述把手壳体的后方，用于将具有开关元件的控制器以向前下方倾斜的方式进行收容；

所述电容器被远离配置在所述控制器的下侧，且被收容于所述控制器壳体；

所述电源线与所述控制器壳体连接；

所述开关被收容于所述把手壳体，用于接通或断开电源，

所述电动工具的重心位于比所述旋转轴靠下方的位置，且位于所述定子的前后方向的大致中央部位。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

所述控制器壳体具有风窗，

在所述控制器壳体中收容有用于所述控制器的散热的散热部件。

3.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于，

所述风窗被设在与所述控制器的外表面相对应的位置。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电动工具，其特征在于，

所述齿轮壳体具有可安装顶端工具的主轴。

5.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于，

所述控制器具有盒体和控制电路基板，其中，所述盒体具有被配置在前方侧的底和被配置在后方侧的开口；所述控制电路基板被收容于所述盒体，

在所述底的前方侧配置有所述风窗。

6.根据权利要求1～3、5中任一项所述的电动工具，其特征在于，

所述控制器壳体的下表面位于比所述把手壳体的下表面靠下方的位置。

7.根据权利要求1～3、5中任一项所述的电动工具，其特征在于，

所述控制器壳体的下表面位于比所述电机壳体的下表面靠下方的位置。

8.根据权利要求1～3、5中任一项所述的电动工具，其特征在于，

所述把手壳体比所述电机壳体靠上侧偏心配置。