JP2002018745A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動工具において、内蔵した電動モータの過
熱による焼損を防止するため、従来、供給される負荷電
流に基づいて該負荷電流を絞る構成、固定子に埋め込ん
だ温度センサにより検知されるモータの温度に基づいて
負荷電流を絞る構成等が提供されていたが、前者の構成
では必ずしも電動モータの温度に即した負荷電流制御を
行うことができず、後者の構成では組付け性が悪くなる
問題があった。本発明では、電動モータの実際の温度に
即した負荷電流制御を行うことができ、かつ組付け性の
よい電動工具を提供する。 【解決手段】 回転子４の風下側にモータ冷却風の通風
経路を規制するバッフルプレート８を備えた電動工具１
であって、バッフルプレート８にモータ冷却風の温度を
検知するためのセンサ１０を取り付け、該センサ１０に
より検知されるモータ冷却風の温度に基づいて電動モー
タ３の負荷電流を制御する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば電動グラ
インダ等の電動工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば上記電動グラインダにおいて、ハ
ウジングに内蔵した電動モータには砥石を経て比較的大
きな回転抵抗が付加されるため、電動モータには高い負
荷電流が流れ、その結果電動モータが過熱し、何ら対策
を施さないと電動モータを焼損するおそれがある。この
ため、従来よりこの種の電動工具には電動モータの焼損
を回避するための様々な対策が施されている。従来、一
つの対策として例えば電動モータに供給される負荷電流
を検知し、検知した負荷電流が一定値を越えた段階で負
荷電流を絞って間接的に電動モータの過熱を回避してい
た。また、別の対策として、固定子（フィールド）にサ
ーミスタ（温度センサ）を埋め込んでおき、このサーミ
スタにより電動モータの温度を直接検知し、必要に応じ
て負荷電流を絞る方法をとっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の対策には次のような問題があった。すなわち、前者
の対策によれば、負荷電流の増大とモータの温度上昇が
必ずしも一致しないため、電動モータの温度がさほど高
くなっていなくても、負荷電流が一時的に高くなれば負
荷電流をカットしてしまうので、電動工具としてのパワ
ーが不必要に低下し、そのため作業効率を損なう問題が
あった。

【０００４】また、後者の対策によれば、電動モータの
温度を直接検知するため精度のよい温度制御を行うこと
ができるが、固定子にサーミスタを埋め込む点で当該電
動工具の組付け性が悪いという問題があった。本発明
は、これら従来の問題を解消するためになされたもの
で、電動モータの精度のよい温度制御および簡易な組付
け性を実現することができる電動工具を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は前記
各請求項に記載した構成の電動工具とした。請求項１記
載の電動工具によれば、バッフルプレートに取り付けた
センサによりモータ冷却風の温度が直接検知され、これ
に基づいて電動モータの負荷電流が制御されるので、当
該電動工具の作業効率を損なうことなく、電動モータの
温度に対して精度よく負荷電流が制御される。また、セ
ンサは、バッフルプレートに取り付けられるので従来の
ように固定子に埋め込む構成に比して組付け性を良くす
ることができる。通常、バッフルプレートは、電動モー
タの回転子に対してモータ冷却風の風下側に配置される
ので、これに取り付けたセンサは、電動モータに極めて
近い位置に配置されることとなり、これにより電動モー
タの温度を直接的かつ精度よく検知することができる。

【０００６】請求項２記載の電動工具によれば、ハウジ
ング内面に取り付けたセンサによりモータ冷却風の温度
が直接検知され、これに基づいて電動モータの負荷電流
が制御されるので、電動モータの温度に対して精度よく
負荷電流が制御される。また、センサは、ハウジングの
内面に取り付けられるので、従来のように固定子に埋め
込む構成に比して組付け性を良くすることができる。

【０００７】請求項３記載の電動工具によれば、固定子
に取り付けたセンサによりモータ冷却風の温度が直接検
知されるので、前記と同様電動モータの温度に対して精
度よく負荷電流が制御される。また、センサは、ハウジ
ングに対する固定子の取り付け手段を利用して固定子に
取り付けられる構成であるので、従来の固定子に埋め込
む構成のように当該電動モータの組付け性を損なうこと
もない。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の第１の実施形態を
図１および図２に基づいて説明する。図１は、電動工具
の一例としての電動グラインダ１を示している。この電
動グラインダ１の略円筒形状をなすハウジング２には電
動モータ３が内蔵されている。この電動モータ３の回転
子４はハウジング２の中心部に沿って回転可能に支持さ
れており、図１ではその後ろ側（図示右側）を回転可能
に支持する軸受け５が見えているが、前側（図示左側）
を回転可能に支持する軸受けは見えていない。回転子４
の周囲には固定子６が配置されている。この固定子６は
ハウジングの内面に沿って固定ビス６ａ〜６ａにより取
り付けられている。回転子４の軸部４ａの前側には、モ
ータ冷却用の冷却ファン７が取り付けられている。この
冷却ファン７にはいわゆる遠心ファンが用いられてい
る。当該電動モータ３が起動して回転子４が回転するこ
とによりこの冷却ファン７が回転する。冷却ファン７が
回転すると、後述するバッフルプレート８によりハウジ
ング２の後部から前部に向かうモータ冷却風の流れが発
生する。

【０００９】モータ冷却風は、ハウジング２の後面（図
示右端面）に設けた吸入口２ａ〜２ａを経てハウジング
２内吸入される。ハウジング２内に吸入されたモータ冷
却風は、図中矢印で示したようにハウジング２の前側に
流れて、主として回転子４と固定子６との間の隙間に流
れ込み、これにより電動モータ３が冷却される。電動モ
ータ３の冷却は、モータ冷却風が回転子４および固定子
６から熱を奪うことによりなされる。従って、電動モー
タ３が冷却されるとモータ冷却風は暖められ、その温度
は電動モータ３の温度にほぼ比例する。

【００１０】回転子４と固定子６との間の隙間を経て回
転子４の前方に流れたモータ冷却風は、回転子４の前方
であって前記冷却ファン７の後ろ側に配置したバッフル
プレート８に向かって流れる。このバッフルプレート８
は合成樹脂の一体成形により概ね椀形状を形成されてお
り、冷却ファン７の後ろ側（風上側）に被さるように取
り付けられている。このバッフルプレート８の底部中心
には通風孔８ａが設けられている。冷却ファン７の吸引
力によりモータ冷却風が図中矢印で示すようにこの通風
孔８ａを経てバッフルプレート８の内側に吸い込まれ、
これによりモータ冷却風が絞られる。この通風孔８ａを
経てモータ冷却風が絞られることによりバッフルプレー
ト８の内側（図示左側）におけるモータ冷却風の風量お
よび風圧が増し、その勢いでバッフルプレート８の内面
に沿って流れて、バッフルプレート８の前端部付近に設
けた吹き出し口２ｂ〜２ｂを経て外部に勢いよくかつ効
率よく吹き出される。

【００１１】このように、モータ冷却風を絞って効率よ
く外部に吹き出すことにより、結果的にモータ冷却風の
確実な流れを発生させる機能を有するバッフルプレート
８の後面には、モータ冷却風の温度を検知するための温
度センサ１０が取り付けられている。このバッフルプレ
ート８の後面には温度センサ１０を嵌め込んで保持する
ための凹部（図示省略）が一体に成形されている。この
ため、当該温度センサ１０の組付け時には、該温度セン
サ１０をこの凹部に嵌め込むだけで取り付け作業が完了
する。この温度センサ１０は、電動モータ３の後方に配
置したコントローラＣＴに接続されている。このコント
ローラＣＴおよび温度センサ１０は電動モータ３の制御
回路Ｃに組み込まれている。図２は電動モータ３の制御
回路Ｃを示している。この制御回路Ｃについては後述す
る。

【００１２】ハウジング２の前端には、ギヤケース２０
が取り付けられており、回転子４の軸部４ａの先端側は
このギヤケース２０内に至っている。このギヤケース２
０内において、軸部４ａはかさ歯車２１，２２を介して
出力軸２３に連結されている。出力軸２３の先端側はギ
ヤケース２０から下方へ突き出されており、この突き出
し部分に円形の砥石２４が取り付けられている。砥石２
４の後ろ側半分はカバー２５により覆われている。

【００１３】次に、図２に示すように電動モータ３の制
御回路Ｃには、前記温度センサ１０が接続されており、
この温度センサ１０により検知される電動モータ３の温
度が設定値に達すると、コントローラＣＴにより電動モ
ータ３に供給される負荷電流が絞られて該電動モータ３
の温度上昇が抑制されるようになっている。図２中、符
号ＳＷは、ハウジング２の側部に設けたスライド式のス
イッチであり、このスイッチＳＷをオン側にスライド操
作すると電動モータ３が起動する。

【００１４】以上のように構成した第１実施形態の電動
グラインダ１によれば、バッフルプレート８に取り付け
た温度センサ１０によってモータ冷却風の温度が検知さ
れ、この温度センサ１０により検知される温度に基づい
て電動モータ３に供給される負荷電流が絞られる構成で
あるので、従来モータの負荷電流を検知し、これに基づ
いて供給する負荷電流を絞る構成に比して、より高い精
度で（モータの実際の温度に即して）負荷電流を制御す
ることができる。このため、従来のように電動モータ３
の温度はさほど高くない状態で一時的に負荷電流が高く
なった場合等であっても、供給される負荷電流が絞られ
てしまうことはなく、これにより効率のよい作業性を維
持することができる。

【００１５】また、バッフルプレート８に温度センサ１
０を取り付ける構成であるので、従来の固定子に埋め込
む構成に比して組付け性を良くすることができる。バッ
フルプレート８は合成樹脂の一体成形により製作されて
いる。このバッフルプレート８の後面側に温度センサ１
０を嵌め込んで保持するための凹部（図示省略）を一体
に形成しておくことにより、当該温度センサ１０の組付
け時には、この凹部に嵌め込むだけで取り付け作業が完
了する。

【００１６】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、図３に示すように温度セ
ンサ３１をバッフルプレート８ではなく、ハウジング２
の内面に取り付けてもよい。この構成が請求項２に記載
した発明の実施形態（第２実施形態）に相当する。この
第２実施形態は、温度センサ３１の取り付け部位が異な
る点以外は、前記第１実施形態と同様に構成されてい
る。第１実施形態に比して変更を要しない部材および構
成については説明を省略し、図３では同位の符号を用い
る。この第２実施形態の場合も、電動モータ３よりもモ
ータ冷却風の風下側であってバッフルプレート８よりも
風上側となるスペースに温度センサ３１が配置されるこ
とが望ましく、この位置に温度センサ３１を取り付ける
ためのセンサ保持部３２をハウジング２の内面に一体に
成形しておけばよい。

【００１７】この第２実施形態の電動グラインダ３０に
よっても、温度センサ３１によってモータ冷却風の温度
が検知され、この検知信号がコントローラＣＴに入力さ
れ、これに基づいて電動モータ３に供給される負荷電流
が制御される。温度センサ３１により検知されたモータ
冷却風の温度が予め設定した温度に達すると、コントロ
ーラＣＴにより電動モータ３の負荷電流が絞られ、これ
により該電動モータ３の焼損が防止される。また、電動
モータ３よりも風下側でモータ冷却風の温度を検知する
構成であるので、従来よりも電動モータ３の実際の温度
に即した精確な負荷電流制御を行うことができる。さら
に、ハウジング２の内面に設けた保持部３２に取り付け
れば当該温度センサ３１の組付け作業が完了するので、
従来の固定子に温度センサを埋め込む構成に比して組付
け性を良くすることができる。

【００１８】次に、請求項３に記載した発明の実施形態
（第３実施形態）を説明する。この第３実施形態は、モ
ータ冷却風の温度を検知するためのセンサ４１の取り付
け部位に特徴を有しており、その他の点については前記
第１および第２実施形態と同様であるので説明を省略
し、以下の説明では同位の符号を用いる。図４に示すよ
うにこの第３実施形態の電動工具４０において、センサ
４１は、固定子６のハウジング２に対する取り付け手段
を利用して該固定子６の前端面に取り付けられている。
固定子６は、前記第１および第２実施形態と同様、固定
ビス６ａ〜６ａによりハウジング２の内面に沿って取り
付けられている。適数ヶ所の固定ビス６ａ〜６ａのうち
の１箇所の固定ビス６ａによりＬ型のブラケット４２が
固定子６の前端面（モータ冷却風の風下側端部）に共締
めされている。このブラケット４２を介して固定子６の
前端面にセンサ４１が取り付けられている。このセンサ
４１は、回転子４の風下側に配置されている。このセン
サ４１により検知されるモータ冷却風の温度がコントロ
ーラーＣＴに入力され、これに基づいて当該電動モータ
３に供給される負荷電流が制御される点は、前記第１お
よび第２実施形態と同様である。

【００１９】このように構成した第３実施形態の構成に
よっても、センサ４１によりモータ冷却風の温度が直接
検知されるので、当該電動モータ３の実際の温度上昇に
即した負荷電流制御を行うことができる。また、従来の
ようにセンサ４１を固定子６に埋め込むのではなく、該
固定子６のハウジング２に対する取り付け手段（固定ビ
ス６ａ）を利用して所定の位置に取り付ける構成である
ので、当該電動工具の組付け性を損なうこともない。

【００２０】なお、この第３実施形態において固定ビス
６ａ〜６ａが、請求項３に記載した取り付け手段に相当
するのであるが、センサ取り付けのために利用する固定
子取り付け手段としては例示した固定ビス６ａに限らな
い。例えば、固定子が弾性を有する複数の爪によってハ
ウジングの内面に取り付けられる場合には、この爪を利
用してセンサを取り付けることができる。また、固定子
が接着によりハウジングに取り付けられる場合には、ブ
ラケットあるいはセンサを一緒に接着する構成としても
よい。さらに、二つ割りハウジングを組み合わせること
により固定子が両ハウジング間に挟み込まれて自動的に
所定位置に固定される構成の場合には、固定子とハウジ
ングとの間にブラケットを挟み込んで固定し、このブラ
ケットにセンサを取り付ける構成とすることもできる。

【００２１】以上説明した第１〜第３実施形態は、電動
工具の一例として電動グラインダ１（３０，４０）を例
示したが、電動モータを内蔵したその他の電動工具にも
同様に適用することができる。特に、内蔵した電動モー
タに大きな回転抵抗が負荷され、その結果負荷電流が高
くなりやすい作業に用いられる電動工具に適用すること
により大きな効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載した発明の実施形態を示す図で
あり、電動グラインダの内部構造を示す側面図である。

【図２】電動モータの制御回路図である。

【図３】請求項２に記載した発明の実施形態を示す図で
あり、電動グラインダの内部構造を示す側面図である。

【図４】請求項３に記載した発明の実施形態を示す図で
あり、電動グラインダの内部構造を示す側面図である。

【符号の説明】

１…電動グラインダ（第１実施形態） ２…ハウジング ２ａ…モータ冷却風の吸入口、２ｂ…モータ冷却風の吹
き出し口 ３…電動モータ ４…回転子、４ａ…軸部 ５…軸受け ６…固定子 ７…冷却ファン ８…バッフルプレート、８ａ…通風孔 １０…温度センサ ２０…ギヤケース ２１，２２…かさ歯車 ２３…出力軸 ２４…砥石 ２５…カバー Ｃ…モータ制御回路 ＣＴ…コントローラ ＳＷ…スイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転子の風下側にモータ冷却風の通風経
   路を規制するバッフルプレートを備えた電動工具であっ
   て、前記バッフルプレートに前記モータ冷却風の温度を
   検知するためのセンサを取り付け、該センサにより検知
   される前記モータ冷却風の温度に基づいて電動モータの
   負荷電流を制御する構成とした電動工具。
2. 【請求項２】 電動モータを内装したハウジングの内面
   であって、該電動モータよりもモータ冷却風の風下側
   に、該モータ冷却風の温度を検知するためのセンサを取
   り付け、該センサにより検知される前記モータ冷却風の
   温度に基づいて前記電動モータの負荷電流を制御する構
   成とした電動工具。
3. 【請求項３】 ハウジングに内装した電動モータの固定
   子の、モータ冷却風の風下側端部に、該モータ冷却風の
   温度を検知するためのセンサを、該固定子の前記ハウジ
   ングに対する取り付け手段を利用して取り付け、該セン
   サにより検知される前記モータ冷却風の温度に基づいて
   前記電動モータの負荷電流を制御する構成とした電動工
   具。