JP2009148855A - 電動工具 - Google Patents

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Abstract

【課題】工具ハウジングの端部領域から長軸方向の内方に入り込んだ中間領域にブラシホルダを装着することが可能で、かつ当該中間領域にブラシホルダを安定に固定することを可能とした技術を提供する。
【解決手段】工具ハウジング103の長軸方向中間領域にブラシホルダ収容空間141を有し、モータ121は、工具ハウジングの長軸方向と交差する方向からブラシホルダ収容空間に差し込んで装着されるブラシホルダ131を有する。ブラシホルダは、ブラシ133を収容する筒部を有すると共に、当該筒部に隣接して被押圧部を一体に備えている。工具ハウジングの一端部外面には、カバー109が工具ハウジングの長軸方向に沿って装着され、カバーは、内部空間に長軸方向に延びる突条部145を備えており、突条部がブラシホルダ収容空間141に差し込まれたブラシホルダの被押圧部に当接して当該ブラシホルダを差し込み方向に押圧する構成とした。
【選択図】図3

Description

本発明は、先端工具を駆動するモータを備えた電動工具に関し、詳しくはブラシホルダの固定技術に関する。
実開平7−27274号公報(特許文献1)には、電動工具におけるブラシホルダの固定技術が開示されている。上記公報に記載のブラシホルダ固定構造は、工具本体を構成するモータハウジングの長軸方向の後端部に形成された対向する補強板間に長軸方向からブラシホルダを差し込んでセットし、その後、モータハウジングの後端部にカバーを長軸方向から被せて装着する際、当該カバーに設けたピンによってブラシホルダを長軸方向から押さえ込むことによって固定する構成である。また、複数のブラシホルダのうち、1つのブラシホルダについては、カバーに設けたリブを利用してブラシホルダを整流子側に向って押し込んで固定する構成としている。
上記のブラシホルダ固定構造は、モータハウジングの長軸方向の後端部に、当該長軸方向に沿って延びる補強板を対向状に設け、この補強板間に形成される溝にブラシホルダをモータハウジングの長軸方向から差し込んで装着する構成としている。このため、モータハウジングの端部領域が開放された構成、すなわちモータハウジングの端部領域に当該ブラシホルダのモータハウジング長軸方向からの装着を妨害するような機能部品が存在しない構成において有効である。
しかしながら、モータハウジングの端部にブラシホルダの長軸方向装着を妨害するような機能部品が存在するような構成の場合、つまりブラシホルダをモータハウジングの端部よりも長軸方向内方に入り込んだ中間領域に装着しようとすると、公報に記載されたようなブラシホルダの装着方式は適用し難いものであり、この点でなお改良の余地がある。
実開平7−27274号公報
本発明は、電動工具において、工具ハウジングの端部領域から長軸方向の内方に入り込んだ中間領域にブラシホルダを装着することが可能で、かつ当該中間領域にブラシホルダを安定に固定することを可能とした技術を提供することを目的とする。
上記課題を達成するため、本発明に係る電動工具の好ましい形態は、先端工具の駆動に用いられる機能部品が、長軸方向の一端側と他端側とのそれぞれに配置された工具ハウジングと、工具ハウジングに収容されたモータと、を備え、モータにより先端工具を駆動させ、これにより先端工具に所定の加工作業を遂行させる構成とされる。なお、本発明における「一端側に配置される機能部品」としては、典型的にはモータを起動または停止するための電源スイッチ、及び当該電源スイッチを操作する操作レバー(ノブ)、またモータ側端子あるいはブラシと接続可能なスイッチ側端子等が組み込まれたスイッチ配線機構部がこれに該当し、また「他端側に配置される機能部品」としては、典型的には先端工具にモータの回転出力を伝達する動力伝達機構がこれに該当する。また、本発明における「電動工具」は、典型的には、研削作業や研磨作業に用いられるディスクグラインダのようなモータを駆動源とする電動工具がこれに該当する。
本発明の好ましい形態によれば、工具ハウジングは、当該工具ハウジングの長軸方向の一端側と他端側間の中間領域にブラシホルダ収容空間を有する。モータは、工具ハウジングの長軸方向と交差する方向、すなわち径方向外側からブラシホルダ収容空間に差し込んで装着されるブラシホルダを有する。ブラシホルダは、ブラシを収容する筒部を有するとともに、当該筒部に隣接して被押圧部を一体に備えている。また工具ハウジングは、当該工具ハウジングの長軸方向の一端側に取り付けられるカバーを有する。カバーは、一端が開口された中空状に形成されて当該開口に連なる工具ハウジング長軸方向の内部空間を有するとともに、内部空間には開口側から工具ハウジングの長軸方向に延在する突条部を有しており、工具ハウジングの長軸方向に沿って当該工具ハウジングの一端部外面及び中間領域外面に開口から被さり、これにより工具ハウジングの一端部外面及び中間領域外面が内部空間に収容される構成とされる。そして、内部空間の突条部は、カバーが工具ハウジングの一端部外面及び中間領域外面に被さる際、ブラシホルダ収容空間に差し込まれたブラシホルダの被押圧部に当接して当該ブラシホルダを差し込み方向、すなわち工具ハウジングの長軸方向と交差する方向(径方向)に押圧する構成とした。なお、本発明における「筒部に隣接」とは、筒部の外側面に直接に配置される態様、あるいは筒部周辺に配置される態様のいずれも好適に包含する。
本発明の好ましい形態によれば、ブラシホルダを工具ハウジングの長軸方向と交差する方向、すなわち径方向の外径側から内径側へと差し込んで当該工具ハウジングに装着する構成としたので、工具ハウジングの長軸方向における各端部間の中間領域、すなわち工具ハウジングの一端部から内方に入り込んだ領域のブラシホルダ収容空間にブラシホルダを装着することが可能となった。これにより工具ハウジングの長軸方向の一端側に、例えばスイッチ配線機構部が配置され、他端側に動力伝達機構等が配置されている構成の電動工具において、工具ハウジングに対するブラシホルダの組み付けを合理的に実現できる。
そして工具ハウジングのブラシホルダ収容空間に差し込まれたブラシホルダは、被押圧部を備え、当該押圧部が工具ハウジングの一端に長軸方向から装着されるカバーの突条部によって差し込み方向に押圧される構成としている。ブラシホルダは、一般に当該ブラシホルダの筒部に収容されたブラシを整流子に向って押し付けるブラシ付勢バネを有している。このため、ブラシホルダには常時に差し込み方向と反対方向、すなわち抜け方向に付勢バネの付勢力が作用しているが、本発明によれば、ブラシホルダの被押圧部をカバーの突条部により差し込み方向に押圧する構成のため、ブラシホルダをブラシホルダ収容空間に安定に固定することが可能となる。
本発明に係る電動工具の更なる形態によれば、ブラシホルダ収容空間とブラシホルダの一方には突起が設けられ、他方には前記突起と係合する凹部が設けられており、ブラシホルダがブラシホルダ収容空間に差し込まれた際、突起と凹部が係合してブラシホルダがブラシホルダ収容空間に保持される構成とした。上述したように、ブラシホルダ収容空間に差し込まれた状態のブラシホルダには、ブラシを整流子に向って押し付けるブラシ付勢バネの付勢力が差し込み方向と反対方向、すなわち抜け方向に作用している。本発明によれば、ブラシホルダ収容空間に差し込まれたブラシホルダを突起と凹部との係合によって当該ブラシホルダ収容空間に保持できるため、工具ハウジングにカバーを組み付ける際、作業者が手指によりブラシホルダをブラシホルダ収容空間に保持する作業が不要となり、ブラシホルダ及びカバーの組付け作業性を向上することができる。
本発明に係る電動工具の更なる形態によれば、被押圧部は、カバーが工具ハウジングの長軸方向の一端部外面及び中間領域外面に被さるように装着される際、カバーの突条部が当接するように誘導する変形可能なテーパ状の誘導部を有する。本発明によれば、被押圧部にテーパ状の誘導部を設けたことにより、カバーを工具ハウジングの長軸方向一端部外面及び中間領域外面に装着する際、カバーの突条部を被押圧部に確実に当接させることが可能となる。
本発明によれば、電動工具において、工具ハウジングの端部領域から長軸方向の内方に入り込んだ中間領域にブラシホルダを装着することが可能で、かつ当該中間領域にブラシホルダを安定に固定することを可能とした技術が提供されることとなった。
以下、本発明の実施形態につき、図1〜図15を参照しつつ、詳細に説明する。本実施の形態は、電動工具の一例として、金属、コンクリート、石材等の各種被加工材の研削作業あるいは研磨作業に用いられる手持ち式の電動ディスクグラインダを用いて説明する。図1には電動ディスクグラインダ101の全体構成が外観図によって示され、図2には電動ディスクグラインダ101の全体構成が断面図によって示され、更に図3には電動ディスクグラインダ101の全体構成が分解断面図によって示されている。また、図4は図2のA部拡大図、図5は図3のB部拡大図であり、図6はリアカバーを示す斜視図である。
図1〜図3に示すように、電動ディスクグラインダ101は、概括的に見て、電動ディスクグラインダ101の外郭を形成する本体部103と、本体部103の先端領域に配置される砥石119とを主体として構成される。本体部103は、モータハウジング105、ギアハウジング107及びリアカバー109を主体として構成される。本体部103は本発明における「工具ハウジング」に対応し、砥石119は本発明における「先端工具」に対応する。なお、説明の便宜上、本体部103の長軸方向につき、砥石119側を前、その反対側を後という。
モータハウジング105は概ね円筒形状に形成され、当該モータハウジング105の内部空間には駆動モータ121が収容されている。駆動モータ121は、本発明における「モータ」に対応する。駆動モータ121は、その回転軸線方向電動がディスクグラインダ101の長軸方向、すなわち本体部103の長軸方向となるように配置されている。なお、モータハウジング105は、電動ディスクグラインダ101を操作して加工作業を行う際の、作業者が片手で握るグリップ部を構成している。
図2及び図3に示すように、モータハウジング105の前端部に連接されるギアハウジング107内には、駆動モータ121の回転出力を砥石119に伝達する動力伝達機構111が収容されている。動力伝達機構111は、駆動モータ121によって回転駆動される駆動側ギアとしての小ベベルギア113、小ベベルギア113と噛み合い係合する被動側ギアとしての大ベベルギア115、及び大ベベルギア115と共に回転するスピンドル117を主体として構成され、スピンドル117の先端部に砥石119が着脱自在に装着される。砥石119は、モータハウジング105の長軸方向(本体部103の長軸方向)の一端側(前側)において、その回転軸線が駆動モータ121の回転軸線に対して直交するように配置される。
本実施の形態における駆動モータ121は、電源コードを用いて電源(コンセント)から供給される電力によって駆動される。駆動モータ121は出力軸123、出力軸123と一体に回転する冷却ファン124、出力軸123と一体に回転する電機子125、モータハウジング105に固定される固定子127、出力軸123の後端側(冷却ファン124の反対側)に設けられた整流子129、整流子129の外周面に摺接して電流を供給する2個のブラシ133、ブラシ133を収容する2つのブラシホルダ131を主体として構成される。出力軸123は前端部が前側の軸受126により支持され、後端部が後側の軸受128により支持されて回転自在とされる。なお、出力軸123、電機子125、整流子129によって回転子が構成されている。
モータハウジング105の後端には、リアハウジング106が連接されている。リアハウジング106は、図2及び図3に示すように、長軸方向の前端部がモータハウジング105の後端開口部に嵌入された状態で、当該モータハウジング105及び固定子127を長軸方向に貫通して延在する複数の取付ネジ105aによって共締めされている。リアハウジング106は、整流子129及び後側の軸受128を覆うように配置されており、当該リアハウジング106の後方には、スイッチ配線機構部151が取り付けられている。このスイッチ配線機構部151は、非導電性の合成樹脂からなるスイッチブロック153に、モータ駆動用の電源スイッチ(便宜上図示を省略する)、当該電源スイッチをオン・オフ操作するための操作レバー155(図1参照)、また便宜上図示を省略するが、外部電源から電流を供給する電源コードと接続される端子、モータ側端子と接続される端子、ブラシ133と接続される端子等が組み込まれることで構成される。なお、本実施の形態では、モータハウジング105に対する駆動モータ121の組付け性を考慮してリアハウジング106をモータハウジング105と別体で形成しているが、一体に形成しても構わない。
本実施の形態に係る2個のブラシホルダ131は、リアハウジング106に取り付けられる。なお、リアハウジング106は非導電性の合成樹脂によって形成されている。以下、ブラシホルダ131の構造及びその取り付け構造につき、主として図7〜図15を参照して説明する。図7〜図9にはブラシホルダの全体構成が示され、図10にはブラシホルダ131が装着される前の状態のブラシホルダ収容部が斜視図で示され、図11には図10のC部が拡大して示される。図12にはブラシホルダ収容部にブラシホルダが差し込まれる過程が示され、図13には図12のD矢印方向から見た状態が示される。また図14にはブラシホルダ収容部にブラシホルダが差し込まれた状態が示され、図15には図14のE矢印方向から見た状態が示される。
上記のように、リアハウジング106の後方にスイッチブロック153が配置される構成においては、ブラシホルダ131をリアハウジング106の後方から長軸方向に沿うように差し込んで装着することが難しい。このことから、本実施の形態では、ブラシホルダ131をリアハウジング106の長軸方向と交差する方向から差し込んでリアハウジング106に装着する構成としている。このために、リアハウジング106には外側に向って開放する径方向に凹状のブラシホルダ収容部141が形成されている。ブラシホルダ収容部141は、本発明における「ブラシホルダ収容空間」に対応する。ブラシホルダ収容部141は、図3に示すように、整流子129と対向する領域に周方向に所定間隔(本実施の形態では180度)で2個設定されている。リアハウジング106における整流子129と対向する領域は、本発明における「中間領域」に対応する。
各ブラシホルダ131は、図3に示すようにリアハウジング106の長軸方向と交差する方向、すなわち径方向からブラシホルダ収容部141内に差し込まれて装着される。図7〜図9にはブラシホルダ131の全体構成が示される。ブラシホルダ131は、導電性の金属板を加工することで所定形状に形成されている。ブラシホルダ131にはブラシ133を収容するための断面略矩形の筒部132が一体に形成されている。筒部132はブラシホルダ131の差し込み方向に延在しており、図4に示すように、ブラシホルダ131がブラシホルダ収容部141に差し込まれた状態では、筒孔がブラシホルダ収容部141の内壁面に形成された開口141aに臨むように配置される。筒部132にはブラシ133が摺動自在に収容されており、当該ブラシ133は開口141aを通して整流子129の外周面に径方向から略直角状に当接されるとともに、ブラシホルダ131に取り付けられた渦巻きバネ134によって整流子129の外周面に摺接可能に押付けられる。渦巻きバネ134はブラシ付勢バネであり、一端がブラシホルダ131の係止片131aに止着され、他端がブラシホルダ差し込み方向から見て、ブラシ133背面を整流子129に向って付勢する。
また、ブラシホルダ131は、筒部132の筒孔方向と交差する方向(ハウジング長軸方向)の一端側には、互いに対向状に形成された2つの差込片135a,135bを一体に備えている。一方(図7及び図8の上側)の差込片135aは、差し込み方向から見て略逆U形に形成され、他方の(図7及び図8の下側)の差込片135bは、差し込み方向から略L形に形成されている。これら2つの差込片135a,135bを、図10及び図11に示されるブラシホルダ収容部141に形成された対応する形状のスリット142a,142bに差し込むことによってブラシホルダ131がブラシホルダ収容部141の所定位置に配置される。各スリット142a,142bは、ブラシホルダ収容部141内において、所定間隔で対向状に形成される複数の板状部材143によって形成されている。
また、各差込片135a,135bには、半球面状の突部137が一体に形成されている(図13参照)。差込片135a,135bがスリット142a,142bに差し込まれた際、突部137が板状部材143に形成された半球面状の凹部(あるいは溝)144(図11及び図13参照)に係合し、これによりブラシホルダ131はブラシホルダ収容部141の所定位置に保持される(図14、及び図15参照)。ブラシホルダ131がブラシホルダ収容部141に差し込まれ、ブラシ133が整流子129の外周面に押し付けられるとき、当該ブラシホルダ131にはブラシ133を整流子129に押し付けるべく付勢する渦巻きバネ134の付勢力が、差し込み方向と反対方向、すなわち抜け方向に反力として作用する。しかるに、上記の突部137と凹部144との係合により、ブラシホルダ131に作用する反力に抗して当該ブラシホルダ131を所定位置に保持することが可能とされる。
また、ブラシホルダ収容部141に配置されたブラシホルダ131は、リアハウジング106に被さるように装着されるリアカバー109によって差し込み方向の背面側から押圧されて固定される構成とされる(図4参照)。リアカバー109は、本発明における「カバー」に対応する。リアカバー109は合成樹脂製であり、図6に示すように、一端(前端)が開口された略円筒状に形成され、その筒孔内壁面109aに長軸方向に延在する2個のリブ145が周方向に180度間隔で一体に形成されている。リブ145は補強部材としても機能する。筒孔は本発明における「内部空間」に対応し、リブ145は本発明における「突条部」に対応する。リアカバー109はリアハウジング106の長軸方向から当該リアハウジング106に被せるように装着する際、リブ145が各ブラシホルダ131に形成された突片139を差し込み方向の背面側から押圧する(図4及び図9の二点鎖線参照)。これによりブラシホルダ131は、ブラシホルダ収容部141に抜け止めされた状態でしっかりと固定される。突片139は本発明における「被押圧部」に対応する。突片139は筒部132に隣接する1つの差込片135aの差し込み方向背面側に一体に形成されている。
また突片139は、リアカバー109の被せ方向に(装着方向)に対して傾斜状に突出され、かつ変形可能とされている。これにより、リブ145の端部が突片139に当接するように誘導する。突片139が傾斜状に突出されることで本発明における「テーパ状の誘導部」が構成される。
なお、リアハウジング106に被せられたリアカバー109は、その開口端部がリアハウジング106の前端外周に嵌合され、当該嵌合状態で止着ネジ147によってリアハウジング106に止着される(図2参照)。かくして、リアハウジング106、ブラシホルダ131及びスイッチブロック153は、リアカバー109に収容される。なお、スイッチブロック153に組み付けられた操作レバー155は、図1に示すように、リアカバー109の後端部に形成された開口(便宜上図示を省略する)から外部に突出され、作業者による操作が可能とされる。従って、作業者は、モータハウジング105を把持するとともに、操作レバー155の操作を介して駆動モータ121を通電駆動することにより、動力伝達機構111を介して砥石119を回転駆動し、被加工材の研削や研磨作業あるいは切断作業を適宜に行うことができる。
本実施の形態においては、ブラシホルダ131を、リアハウジング106の長軸方向、すなわち本体部103の長軸方向と交差する方向からリアハウジング106のブラシホルダ収容部141に差し込んで装着する構成としている。このため、リアハウジング106の後端部にスイッチ配線機構部151が配置され、ブラシホルダ131をリアハウジング106の後方から前方に向って装着することが妨げられるようなハウジング構造において、リアハウジング106の長軸方向中間領域にブラシホルダ131を合理的に組み付けることが可能となる。
本実施の形態によれば、リアハウジング106に長軸方向から装着されるリアカバー109のリブ145が、ブラシホルダ131の突片139に当接し、これをブラシホルダ131の差し込み方向へと押圧して固定する構成としている。このため、ブラシホルダ131をブラシホルダ収容部141に抜け止めされた状態で安定に固定することができる。また突片139は、リアカバー109の装着方向に対して傾斜状に突出され、かつ変形可能とすることで、リブ145と突片139間の差し込み方向に関し相対位置にバラツキがあっても当該バラツキを吸収しつつ装着可能となる。
また本実施の形態では、ブラシホルダ131の差込片135a,135bが、ブラシホルダ収容部141のスリット142a,142bを形成する板状部材143に案内されつつ当該スリット142a,142bに差し込まれるため、ブラシホルダ131のブラシホルダ収容部141に対する差し込み作業を容易に行うことができる。
また、ブラシホルダ131がブラシホルダ収容部141に差し込まれると、差込片135a,135bに設けた突部137がブラシホルダ収容部141側の凹部144に係合する。これによりブラシホルダ131はブラシ133を付勢する渦巻きバネ134の付勢力に抗して所定位置に保持される。従って、リアカバー109をリアハウジング106に取り付ける際、作業者が手指によりブラシホルダ131をブラシホルダ収容部141に保持する作業が不要となり、ブラシホルダ131及びリアカバー109の組付け作業性を向上することができる。
なお、本実施の形態では、電動工具の一例として電動ディスクグラインダ101を用いて説明したが、リアハウジング106の後端部に、スイッチ配線機構部151のようにブラシホルダ131の、リアハウジング106後方から前方に向う装着方式の妨げとなる部材が存在する構成の電動工具であれば、適用可能である。
本発明の実施形態に係る電動ディスクグラインダの全体構成を示す外観図である。 電動ディスクグラインダの全体構成を示す断面図である。 電動ディスクグラインダの全体構成を示す分解断面図である。 図2のA部拡大図である。 図3のB部拡大図である。 リアカバーを示す斜視図である。 ブラシホルダの構成を示す斜視図である。 同じくブラシホルダの構成を示す斜視図である。 同じくブラシホルダの構成を示す側面図である。 ブラシホルダが差し込まれる前のブラシホルダ収容部を示す斜視図である。 図10のC部拡大図である。 ブラシホルダ収容部にブラシホルダが差し込まれる過程を示す図である。 図12のD矢視図である。 ブラシホルダ収容部にブラシホルダが差し込まれた状態を示す図である。 図14のE矢視図である。
符号の説明
101 電動ディスクグラインダ(電動工具)
103 本体部(工具ハウジング)
105 モータハウジング
105a 取付ネジ
106 リアハウジング
107 ギアハウジング
109 リアカバー(カバー)
109a 筒孔内壁面
111 動力伝達機構
113 小ベベルギア
115 大ベベルギア
117 スピンドル
119 砥石(先端工具)
121 駆動モータ(モータ)
123 出力軸
124 冷却ファン
125 電機子
126 軸受
127 固定子
128 軸受
129 整流子
131 ブラシホルダ
132 筒部
133 ブラシ
134 渦巻きバネ
135a,135b 差込片
137 突部
139 突片(被押圧部)
141 ブラシホルダ収容部(ブラシホルダ収容空間)
141a 開口
142a,142b スリット
143 板状部
144 凹部
145 リブ(突条部)
147 止着ネジ
151 スイッチ配線機構部
153 スイッチブロック
155 操作レバー

Claims (3)

  1. 先端工具の駆動に用いられる機能部品が、長軸方向の一端側と他端側とのそれぞれに配置された工具ハウジングと、
    前記工具ハウジングに収容されたモータと、を備え、
    前記モータにより前記先端工具を駆動させ、これにより先端工具に所定の加工作業を遂行させる電動工具であって、
    前記工具ハウジングは、長軸方向の一端側と他端側間の中間領域にブラシホルダ収容空間を有し、
    前記モータは、前記工具ハウジングの長軸方向と交差する方向から前記ブラシホルダ収容空間に差し込んで装着されるブラシホルダを有し、
    前記ブラシホルダは、ブラシを収容する筒部を有するとともに、当該筒部に隣接して被押圧部を一体に備えており、
    前記工具ハウジングは、当該工具ハウジングの長軸方向の一端側に取り付けられるカバーを有し、
    前記カバーは、一端が開口された中空状に形成されて当該開口に連なる前記工具ハウジング長軸方向の内部空間を有するとともに、前記内部空間には前記開口側から前記工具ハウジングの長軸方向に延在する突条部を有し、前記工具ハウジングの長軸方向に沿って当該工具ハウジングの一端部外面及び中間領域外面に前記開口から被さり、これにより前記一端部外面及び中間領域外面が内部空間に収容される構成とされ、
    前記突条部は、前記ブラシホルダ収容空間に差し込まれた前記ブラシホルダの被押圧部に当接して当該ブラシホルダを前記工具ハウジングの長軸方向と交差する差し込み方向へと押圧する構成としたことを特徴とする電動工具。
  2. 請求項1に記載の電動工具であって、
    前記ブラシホルダ収容空間と前記ブラシホルダの一方には突起が設けられ、他方には前記突起と係合する凹部が設けられており、前記ブラシホルダが前記ブラシホルダ収容空間に差し込まれた際、前記突起と前記凹部が係合して前記ブラシホルダが前記ブラシホルダ収容空間に保持される構成としたことを特徴とする電動工具。
  3. 請求項1または2に記載の電動工具であって、
    前記被押圧部は、前記カバーが前記工具ハウジングの一端部外面及び中間領域外面に被さるように装着される際、前記カバーの突条部が当接するように誘導する変形可能なテーパ状の誘導部を有することを特徴とする電動工具。
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