JP2007044845A - Electrical power tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータを駆動源とする例えばディスクグラインダや丸鋸等の電動工具に関するものである。 The present invention relates to a power tool such as a disc grinder or a circular saw using a motor as a drive source.
モータによって駆動され、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。この種の電動工具の一例としてディスクグラインダの構成を図5及び図6に示す。尚、図5はディスクグラインダの破断側面図、図6は図5のB−B線断面図である。 2. Description of the Related Art Electric tools that are driven by a motor and perform various operations such as cutting work materials such as concrete and wood and polishing metal welds and cut parts are widely known. As an example of this type of electric tool, the configuration of a disc grinder is shown in FIGS. 5 is a cutaway side view of the disc grinder, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
図示のディスクグラインダ1の略円筒形状を成すハウジング3には駆動源としてモータ2が内蔵されており、このモータ2の回転子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ており、その軸方向両端が前側軸受5と後側軸受6によって回転可能に支持されている。
A
そして、回転子2aの先端にはピニオン7が固定されており、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。スピンドル9は、上下2箇所が不図示の軸受を介してギヤカバー4に回転可能に支持され、その先端には先端工具10が固定されている。
A pinion 7 is fixed to the tip of the
従って、モータ2の回転子2aが回転すると、その回転はピニオン7、ギヤ8及びスピンドル9を経て先端工具10に伝達され、この先端工具10が回転駆動されてコンクリート等の被削材(図示せず)の切断、研削等の所要の作業がなされる。
Therefore, when the
ところで、モータ2のケーシングは、該モータ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で構成されている。
By the way, the casing of the
一方、回転子2aの前側には、モータ2を冷却するための冷却ファン13が取り付けられており、この冷却ファン13には遠心ファンが用いられている。モータ2が起動されて回転子2aが回転することによって冷却ファン13が回転すると、ファンガイド14によりハウジング3の後部(図5の右側)から前部(図5の左側)に向かうモータ冷却風15の流れが発生する。
On the other hand, a
モータ冷却風15は、ハンドル11に設けられた吸入口11aからハウジング3内へ吸入され、ハウジング3内に吸入されたモータ冷却風15は、図中矢印で示すようにハウジング3の前側に向かって流れ、回転子2aと固定子2bとの間の隙間及び固定子2bとハウジング3の間の隙間を通過してモータ2を冷却する。
The
この種のディスクグラインダ1においては、回転子2aの振れ回りやピニオン7とギヤ8の衝突力、先端工具10と被削材(図示せず)の衝突や加工による反力等の荷重がスピンドル9や回転子2aの支持用軸受5,6を介してハウジング3等の外郭部品に伝達されるため、ハウジング3等の外郭部品が振動して騒音発生が誘発される。特に表面積が大きなハウジング3からは大きな音が発生し、この種のディスクグラインダ1においては最も大きな騒音源となっていることが少なくない。
In this type of
上記のようなハウジング3の騒音の発生を抑制する手段としては、ハウジング3等の外郭部品の肉厚を増したり、リブを配置したりしてそれらの剛性を高めて振動を抑えたり、回転子2aとハウジング3の軸受保持部の間等の部品と部品の結合部の間に弾性体を挟んで振動源からの振動伝達を遮断する等の手法が考えられる。
As means for suppressing the generation of noise in the
更に、ハウジング3に設けたリブを振動振幅が比較的小さな固定子2bに突き当てると、ハウジング3の表面の振動振幅がより小さくなり、一層高い騒音低減効果が得られることが分かっている。
Furthermore, it has been found that when the rib provided on the
ディスクグラインダ1のように円筒状のハウジング3を備える電動工具の場合、モータ2の固定子2bは、ハウジング3に対してギヤカバー4を組み立てる前に、ギヤカバー4との合わせ面の開口部(図5の左側)から挿入することになるが、固定子2bの断面外形は完全な円形状ではなく、図6に示すように、少なくとも2箇所が平面若しくは内径側に窪んだ凹部2eとなっており、その両側にはコイル2cの端部2c1,2c2がせり出している。
In the case of an electric tool including a
そこで、ハウジング3の内周面に、固定子2bの外表面の凹部2eに対応するリブを配置しようとすると、固定子2bの挿入時にリブとコイル端部2c1が干渉してしまうため、リブを設けることができなかった。
Therefore, if an attempt is made to place a rib corresponding to the
固定子2bの凹部2eは、固定子2bの軽量化及びコイル2cの端部2c1,2c2を冷却した後のモータ冷却風15の風路確保のために設けられており、モータ冷却風15は、上流側のコイル端部2c1を通過する際に乱れを発生し、これが騒音の原因になるとともに、冷却効率の低下を招いていた。
The
ところで、電動工具においてモータの騒音を低減する方法としては、最も一般的な方法としてハウジングに複数のリブを配設して高剛性化を図ったり、特許文献1に示すように歯車の衝撃力を低減するために軸受とハウジングの間に軸のスラスト方向に隙間を設ける方法が提案されている。
電動工具においてモータの騒音を低減する方法の1つであるハウジングのリブによる補強方法は、ハウジングの固有振動数を変えることが可能なため、特定の周波数を有する加振力に対しては効果があるが、衝撃力のような広帯域の周波数成分を有する加振力に対しては効果が小さい。 The method of reinforcing the ribs of the housing, which is one of the methods for reducing the noise of the motor in an electric power tool, can change the natural frequency of the housing, and is therefore effective for an excitation force having a specific frequency. However, the effect is small for an excitation force having a broadband frequency component such as an impact force.
又、ハウジング等の各部材の肉厚を増してそれらの剛性を高める方法では、電動工具が高重量化してコストアップを免れないばかりか、その取り扱い及び操作性が悪くなるという問題が発生する。 Further, in the method of increasing the thickness of each member such as the housing to increase the rigidity thereof, there is a problem that not only the power tool is increased in weight but the cost is not increased, but the handling and operability are deteriorated.
一方、特許文献1に開示されたような隙間を設ける方法は、回転子の振れ回りによるハウジングの振動によって発生する騒音に対しては低減効果がなかった。
On the other hand, the method of providing a gap as disclosed in
又、モータのコイルを冷却した後の冷却風の乱れに起因する騒音、冷却風の流動損失に伴う冷却効率の低下等の問題については対策が施されていないのが実情である。 In fact, no measures have been taken against problems such as noise caused by the disturbance of cooling air after cooling the motor coil and a decrease in cooling efficiency due to the flow loss of the cooling air.
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、低振動と低騒音を安価にして且つ合理的に実現することができる電動工具を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electric tool capable of rationally realizing low vibration and low noise at low cost.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、ハウジング内に駆動源であるモータを内蔵して成る電動工具において、前記モータの固定子とハウジングの間に、モータの軸方向に平行面を有する構造体を介設したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided an electric tool comprising a motor as a drive source incorporated in a housing, and a plane parallel to the motor axial direction between the motor stator and the housing. It is characterized by interposing a structure having
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記構造体の平行面と前記固定子の外面及びハウジングの内面とでモータ冷却風の通路を形成したことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a motor cooling air passage is formed by the parallel surface of the structure, the outer surface of the stator, and the inner surface of the housing.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記構造体を弾性体で構成したことを特徴とする。 A third aspect of the invention is characterized in that, in the first or second aspect of the invention, the structure is formed of an elastic body.
請求項4記載の発明は、請求項1〜3の何れかに記載の発明において、前記構造体の全部又は一部を粘弾性体で構成したことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, all or a part of the structure is formed of a viscoelastic body.
請求項5記載の発明は、請求項1〜4の何れかに記載の発明において、前記構造体を前記ハウジングの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する部材で構成したことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the structure is formed of a member having a thermal conductivity higher than that of the housing.
請求項1記載の発明によれば、ハウジングと固定子の間に構造体が介設されており、記固定子の振動振幅は小さいため、ハウジングの振動は固定子と構造体によって直接抑制され、この結果、電動工具の低振動と低騒音を安価にして且つ合理的に実現することができる。 According to the first aspect of the present invention, the structure is interposed between the housing and the stator, and since the vibration amplitude of the stator is small, the vibration of the housing is directly suppressed by the stator and the structure, As a result, low vibration and low noise of the electric tool can be realized at low cost and reasonably.
請求項2記載の発明によれば、構造体の平行面と固定子の外面及びハウジングの内面とでモータ冷却風の通路を形成したため、この通路による整流効果によってハウジング内部のモータ冷却風の乱れが抑えられて低騒音が実現されるとともに、モータ冷却風の流動損失が小さく抑えられてモータの冷却効率が高められる。 According to the second aspect of the present invention, the motor cooling air passage is formed by the parallel surface of the structure, the outer surface of the stator, and the inner surface of the housing. It is suppressed and low noise is realized, and the flow loss of the motor cooling air is suppressed to be small, and the cooling efficiency of the motor is increased.
請求項3記載の発明によれば、構造体を弾性体で構成したため、該構造体の圧入や分解の際に構造体が変形し易く、組立性やメンテナンス性が向上する。 According to the third aspect of the present invention, since the structure is made of an elastic body, the structure is easily deformed when the structure is press-fitted or disassembled, and the assemblability and the maintenance are improved.
請求項4記載の発明によれば、構造体には粘弾性体が含まれるため、該粘弾性体による高い振動エネルギー吸収効果が得られ、ハウジングに対して固定子の振動伝播を更に効果的に遮断することができ、電動工具の更なる低振動と低騒音を実現することができる。又、構造体に粘弾性体を用いることによって該構造体が変形し易くなるため、固定子をハウジングに圧入し易くなり、組立性や分解時のメンテナンス性が高められる。 According to the invention described in claim 4, since the structure includes a viscoelastic body, a high vibration energy absorption effect by the viscoelastic body can be obtained, and the vibration propagation of the stator to the housing can be more effectively performed. It is possible to cut off and realize further low vibration and low noise of the electric power tool. In addition, since the structure is easily deformed by using a viscoelastic body, the stator can be easily press-fitted into the housing, and the ease of assembly and maintenance during disassembly can be improved.
請求項5記載の発明によれば、構造体をハウジングの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する部材で構成したため、固定子の熱を効率良く構造体に伝達することができ、該構造体から効率良く放熱することが可能になり、モータの冷却効率を更に高めることができる。そして、モータの冷却効率を向上させることによって、冷却ファンの小型化が可能となり、該冷却ファンから発生する騒音も低く抑えられる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the structure is composed of a member having a thermal conductivity higher than that of the housing, the heat of the stator can be efficiently transferred to the structure. Therefore, it is possible to efficiently dissipate heat, and the cooling efficiency of the motor can be further increased. Further, by improving the cooling efficiency of the motor, the cooling fan can be reduced in size, and the noise generated from the cooling fan can be kept low.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
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、図3(a)〜(g)及び図4(a)〜(c)は構造体の種々の形態を示す斜視図である。 FIG. 1 is a cutaway side view of a disc grinder as an embodiment of an electric power tool according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIGS. 3 (a) to 3 (g) and FIGS. (C) is a perspective view which shows the various forms of a structure.
図1及び図2に示すディスクグラインダ1の基本構成は図5及び図6に示した従来のものと同様であるため、これについての再度の説明は省略し、以下、本発明の特徴的な構成についてのみ説明する。尚、図1及び図2においては図5及び図6に示したものと同一要素には同一符号を付している。
Since the basic configuration of the
図1及び図2に示すように、本発明に係るディスクグラインダ1においても、ハウジング3内にはコイル2cと組み合わされた固定子2bが収容されている。又、図2に示すように、固定子2bの外周部の2箇所には内径側に窪んだ凹部2eが形成されており、この凹部2eとハウジング3の内周との間には、モータ2の軸方向(図2の紙面垂直方向であって、以下、単に「軸方向」と称する)に長い空間Sが形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, also in the
又、固定子2bの軸方向両側にはコイル2cの端部2c1,2c2がせり出しており、軸方向においてコイル2cの端部2c1,2c2の間であって、且つ、固定子2bの凹部2eとハウジング3との間に形成された2つの前記空間S内には、図3(a)に示すように軸方向に平行面24を有する三角筒状の構造体20が介設されている。
Further, end portions 2c1 and 2c2 of the coil 2c protrude from both sides in the axial direction of the
ここで、上記構造体20は、その高さ寸法がハウジング3と固定子2bの凹部2eの間の空間Sの高さ寸法(径方向寸法)よりも若干大きく製作されており、空間S内には圧縮変形した状態で収容されており、その平行面24と固定子2bの凹部2e外面及びハウジング3の内面とで軸方向に長いモータ冷却風の通路を形成している。尚、構造体20は、プラスチック等の弾性体、アルミダイカスト等の金属材料、ゴム等の粘弾性体で構成することができるが、プラスチック等の弾性体或はゴム等の粘弾性体で構成した方が、圧入や分解の際に該弾性体20が変形し易く、組立性やメンテナンス性が向上するために好都合である。
Here, the height of the
而して、ディスクグラインダ1の実際の作業状態では、回転子2aの振れ回り、ピニオン7とギヤ8との衝突力、更には先端工具10と被削材(図示せず)の衝突や加工による反力等の荷重がスピンドル9や回転子2aの支持用軸受5,6等介してギヤカバー4やハウジング3等の外郭部品に伝達する。
Thus, in the actual working state of the
しかし、本実施の形態に係るディスクグラインダ1においては、固定子2bの凹部2eとハウジング3との間に形成された2つの空間S内に構造体20が圧入状態で介設されているため、ハウジング3は構造体20を介して振動振幅の小さな固定子2bと常に結合された状態となっている。ここで、固定子2bの振動振幅は小さいため、ハウジング3の振動は固定子2bと構造体20によって直接抑制される。この結果、ディスクグラインダ1の低振動と低騒音が構造体20を設けるという簡単な構成で安価にして且つ合理的に実現することができる。
However, in the
又、ハウジング3と固定子2bの間の空間Sは、固定子2bからせり出したコイル2cの端部2c1を通過した後のモータ冷却風の通路となっており、コイル2cの端部2c−1を冷却した後はモータ冷却風の流れが乱れ易い構造となっている。
The space S between the
然るに、本実施の形態では、前述のように構造体20の平行面24と固定子2bの外面及びハウジング3の内面とで、コイル2cの端部2c−1を冷却した後のモータ冷却風の通路を形成したため、この通路による整流効果によってハウジング3内部(空間S内)のモータ冷却風の乱れが抑えられて低騒音が実現されるとともに、モータ冷却風の流動損失が小さく抑えられてモータ2の冷却効率が高められる。
However, in this embodiment, as described above, the motor cooling air after cooling the end 2c-1 of the coil 2c by the
又、構造体20をハウジング3の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有するアルミニウム等の高熱伝導性材料で構成すれば、固定子2bの熱を効率良く構造体20に伝達することができ、構造体20から効率良く放熱することが可能になる。その結果、モータ2の冷却効率を更に高めることが可能となる。このように、モータ2の冷却効率を向上させることによって、冷却ファン13の小型化が可能となり、その結果、冷却ファン13から発生する騒音も低く抑えられる。尚、構造体20を構成する高熱伝導性材料として、アルミニウム材を用いた場合、その熱伝導率は220(W/m・K)であり、この値はケイ素鋼板で構成された固定子2bの熱伝導率25(W/m・K)に対して約9倍の大きさとなり、構造体20による冷却効果が高くなる。
Further, if the
ところで、構造体20としては、図3(b)に示す断面T字状の部材、図3(c)に示す断面Y字状の部材、図3(d)に示す断面WH状の部材、図3(e)に示す断面H状の部材、図3(f)に示す丸棒状の部材、図3(g)に示す円筒状部材等を採用することができ、これらは何れも軸方向に沿う平行面24を有しており、プラスチック等の弾性体、アルミダイカスト等の金属材料、ゴム等の粘弾性体で構成される。
By the way, as the
又、図4(a)〜(c)に示すように、弾性体又は金属材料から成る部材22と粘弾性体23から成る複合部品を構造体21として固定子2bとハウジング3の間の空間Sに介設しても前記と同様の効果が得られる。この場合、図4(a)〜(c)に示す各構造体21には粘弾性体23が設けられているため、該粘弾性体23による高い振動エネルギー吸収効果が得られ、ハウジング3に対して固定子2bの振動伝播を更に効果的に遮断することができ、ディスクグラインダ1の更なる低振動と低騒音を実現することができる。
Also, as shown in FIGS. 4A to 4C, a space S between the
更に、図4(a)〜(c)に示す構造体21は、軸方向に平行な平行面24を有しており、平行面24と固定子2bの外面及びハウジング3の内周とで、コイル2cの端部2c−1を冷却した後のモータ冷却風の通路を形成するため、この通路による整流効果によってハウジング3内部(空間S内)のモータ冷却風の乱れが抑えられて低騒音が実現されるとともに、モータ冷却風の流動損失が小さく抑えられてモータ2の冷却効率が高められる。
Further, the
又、構造体21に粘弾性体23を用いることによって該構造体21が変形し易くなるため、固定子2bをハウジング3に圧入し易くなり、組立性や分解時のメンテナンス性が高められる。
Moreover, since the
本発明は、ディスクグラインダの他、モータを駆動源とする他の任意の電動工具に対しても同様に適用可能である。 The present invention can be similarly applied to other arbitrary power tools using a motor as a drive source in addition to a disk grinder.
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 コイル
2c1 上流側コイル端部
2c2 下流側コイル端部
2e 固定子の凹部
3 ハウジング
4 ギヤカバー
5 前側軸受
6 後側軸受
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
13 冷却ファン
14 ファンガイド
15 冷却風
20 構造体
21 構造体(複合部品)
22 部材
23 粘弾性体
24 平行面
S 空間
1 Disc grinder (electric tool)
2
22
Claims (5)
前記モータの固定子とハウジングの間に、モータの軸方向に平行面を有する構造体を介設したことを特徴とする電動工具。 In a power tool that has a motor built in a housing as a drive source,
A power tool characterized in that a structure having a plane parallel to the axial direction of the motor is interposed between the stator of the motor and the housing.
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