JP2014124745A - Electric tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動工具において、モータ軸等を軸支する軸受け部の防塵構造及び防振構造に関するものである。 The present invention relates to a dust-proof structure and a vibration-proof structure of a bearing portion that supports a motor shaft and the like in a power tool.
従来より、駆動源としてモータを使用する電動工具においては、モータ軸を軸支するベアリングに切削粉などの塵芥が侵入することを防止するために、防塵構造を付与することが行われていた。例えば、下記特許文献1に記載の電動工具では、ベアリングの外輪に装着されるラビリンス形成部材(ベアリングキャップ)と、ベアリングに隣接して設置された防塵カラー(防塵リング)と、モータハウジングのベアリング収納穴(ベアリング挿入穴)の開口部の周囲に形成されたリング状の突起とによりラビリンス隙間を形成することで、ベアリングへの塵芥の侵入を防止している。 Conventionally, in an electric tool that uses a motor as a drive source, a dustproof structure has been provided in order to prevent dust such as cutting powder from entering a bearing that supports a motor shaft. For example, in the electric power tool described in Patent Document 1 below, a labyrinth forming member (bearing cap) that is attached to the outer ring of the bearing, a dust-proof collar (dust-proof ring) installed adjacent to the bearing, and a bearing housing in the motor housing A labyrinth gap is formed by a ring-shaped protrusion formed around the opening of the hole (bearing insertion hole), thereby preventing dust from entering the bearing.
また、下記特許文献1の記載には、ラビリンス形成部材をゴム又は樹脂で形成することが開示されており、ゴムを選択した場合は、ベアリングはゴム製のラビリンス形成部材を介してのベアリング収納穴に支持されることになることから、モータ軸の振動のモータハウジングへの伝達が抑制される。 In addition, the description of Patent Document 1 below discloses that the labyrinth forming member is formed of rubber or resin, and when rubber is selected, the bearing is a bearing receiving hole through the rubber labyrinth forming member. Therefore, the transmission of the vibration of the motor shaft to the motor housing is suppressed.
ところが、上述のように、ラビリンス形成部材をゴム製とした場合、その形状精度が低いため、ラビリンス隙間を設計通りの寸法に設定することが困難である。また、設計通りの形状で製作できたとしても、組立において、ベアリング収納穴に挿入する際の挿入抵抗等に起因して形状が変化してしまう虞がある。さらに、電動工具の運転時の負荷や長年の使用により、その形状が変化し、ラビリンス隙間を設計通りの寸法に維持することができない虞がある。たとえば、ラビリンス隙間がゼロとなり、ラビリンス隙間を形成する部材間で接触(摺接)が発生した場合は、磨耗粉が発生し、その磨耗粉がベアリング内部に侵入することでベアリングが破損することが危惧される。 However, as described above, when the labyrinth forming member is made of rubber, the shape accuracy is low, so it is difficult to set the labyrinth gap to the dimension as designed. Moreover, even if it can be manufactured in the shape as designed, there is a possibility that the shape may change due to insertion resistance or the like when it is inserted into the bearing housing hole during assembly. Further, the shape of the power tool may change due to the load during operation of the power tool or the use for many years, and the labyrinth gap may not be maintained at the designed dimensions. For example, if the labyrinth gap becomes zero and contact (sliding contact) occurs between the members that form the labyrinth gap, wear powder is generated, and the wear powder may break into the bearing and damage the bearing. I'm worried.
本発明は、上述した課題の存在に鑑みてなされたものであって、その目的は、軸受け部において、十分な防塵性と防振性を安定的に持つ電動工具を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric tool that stably has sufficient dustproof properties and vibration-proofing properties in a bearing portion.
本発明に係る電動工具は、駆動源であるモータと、前記モータを収納するハウジングと、前記モータのモータ軸と、前記モータ軸を軸支するベアリングと、前記ベアリングの外輪に装着されるラビリンス形成部材と、前記ベアリングが支持されるベアリング収納穴と、前記ラビリンス形成部材に隣接して配置され前記ラビリンス形成部材と協働してラビリンス隙間を形成する防塵カラーと、を備えており、前記ラビリンス形成部材は、外周部に弾性体装着部が形成されており、前記弾性体装着部には弾性体が装着され、前記ラビリンス形成部材が装着された前記ベアリングは、前記弾性体を介して前記ベアリング収納穴に支持されていることを特徴とする。 An electric power tool according to the present invention includes a motor that is a drive source, a housing that houses the motor, a motor shaft of the motor, a bearing that supports the motor shaft, and a labyrinth that is attached to an outer ring of the bearing. A labyrinth forming member, a bearing housing hole in which the bearing is supported, and a dust-proof collar that is disposed adjacent to the labyrinth forming member and forms a labyrinth gap in cooperation with the labyrinth forming member. The member has an elastic body mounting portion formed on an outer peripheral portion, the elastic body mounting portion is mounted with an elastic body, and the bearing on which the labyrinth forming member is mounted is stored in the bearing via the elastic body. It is supported by a hole.
本発明に係る電動工具においては、前記弾性体の外面は、前記ベアリング収納穴の内周面に接しており、前記ラビリンス形成部材の外面と前記ベアリング収納穴の内周面との間には隙間を形成することができる。 In the electric tool according to the present invention, the outer surface of the elastic body is in contact with the inner peripheral surface of the bearing storage hole, and a gap is formed between the outer surface of the labyrinth forming member and the inner peripheral surface of the bearing storage hole. Can be formed.
また、本発明に係る電動工具においては、前記弾性体装着部は周溝として形成することができる。 Moreover, in the electric tool which concerns on this invention, the said elastic body mounting part can be formed as a surrounding groove.
さらに、本発明に係る電動工具においては、前記弾性体はリング形状として形成することができる。 Furthermore, in the electric tool according to the present invention, the elastic body can be formed in a ring shape.
またさらに、本発明に係る電動工具においては、前記防塵カラーの外周面と前記ベアリング収納穴の内周面との間にラビリンス隙間を形成することができる。 Furthermore, in the electric tool according to the present invention, a labyrinth gap can be formed between the outer peripheral surface of the dust-proof collar and the inner peripheral surface of the bearing housing hole.
本発明によれば、軸受け部において、十分な防塵性と防振性を安定的に持つ電動工具を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the bearing part, the electric tool which has sufficient dustproof property and vibration proof property stably can be provided.
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図1〜図4を用いて説明する。なお、以下の実施形態では、本発明を手持ち式電動グラインダに適用する場合を例示して説明する。また、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, a preferred embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. In the following embodiments, a case where the present invention is applied to a hand-held electric grinder will be described as an example. In addition, the following embodiments do not limit the invention according to each claim, and all combinations of features described in the embodiments are not necessarily essential to the solution means of the invention. .
図1は本実施形態に係る電動工具の平面図である。図2は本実施形態に係る電動工具の左側面である。図3は図2における断面A−Aを示す図である。図4は図3の要部拡大図である。また、本明細書では、図1中に示すように「前、後」を規定して説明する。 FIG. 1 is a plan view of the electric power tool according to the present embodiment. FIG. 2 is a left side surface of the electric power tool according to the present embodiment. FIG. 3 is a view showing a section AA in FIG. 4 is an enlarged view of a main part of FIG. Further, in this specification, “front and rear” are defined and described as shown in FIG.
図1〜図4に示されるように、本実施形態に係る電動工具である手持ち式電動グラインダ10は、作業者が把持することができるように略円筒状に形成されたハウジング11と、研削作業を行うための回転工具である円盤状の砥石21とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4, a hand-held
ハウジング11は、駆動源となるモータ31の主要部を内部に収納するケーシングとしてのモータケース12と、モータケース12の前方に配置され、モータ31からの回転駆動力を砥石21に伝達するための複数の歯車群等からなる駆動力伝達手段を収納するギアケース13と、モータケース12の後方に配置され、モータ31に対して電力を供給するための電力コードやスイッチボックス等の給電機器が収納されたカバー部材としてのテールカバー14とを主要な構成部材として形成されている。
The
モータケース12は、樹脂又はアルミニウム合金などの金属によって筒状に形成されている。モータケース12におけるモータ収納部分の外周が、操作者に把持される把持部として構成されており、前側にはスイッチ28が配置されている。モータケース12の外郭形状は、操作者が把持し易いように略円筒状に形成されており、その表面には、滑り止めのための凹凸形状12aが形成されている。なお、本実施形態においては、モータケース12は筒状に形成したが、二つ割り構成としても良い。
The
モータケース12の前方側にインナーケース16を介在させて連結されるギアケース13は、例えばアルミニウム合金などの金属製の部材により構成されている。そして、このギアケース13の下部には、研削作業を行うこととなる回転工具としての砥石21が配置されており、砥石21の背面側(後側)には、操作者に対して切粉などが飛散しないようにするために、安全カバー22が設置されている。
The
テールカバー14は、樹脂によって筒状に形成されている。このテールカバー14を取り外すことによって、内部に設置された給電機器等のメンテナンスを行えるようになっている。なお、本実施形態においては、テールカバー14は筒状に形成したが、二つ割り構成としても良い。二つ割り構成の場合は一方の部材を取り外すことによって、内部に設置された給電機器等のメンテナンスを行うことができる。
The
手持ち式電動グラインダ10の内部構造を描いた図3にて示されるように、モータケース12の内部には砥石21を駆動するための駆動源となるモータ31が収納されている。モータ31は、モータケース12内に固定される固定子31aと、固定子31aの内部に回転可能に配置される回転子31bとを備えている。回転子31bはモータ軸32と整流子33を備えており、モータ軸32の前端部32aがモータケース12内からギアケース13内へと突出し、ギアケース13に装着された前部ベアリング17に軸支されている。一方、モータ軸32の後端部32bは、モータケース12の後部において後部ベアリング18に軸支されている。後部ベアリング18は、モータケース12の後部のベアリング支持部12cに形成された有底のベアリング収納穴12bに、後述する弾性体としてのベアリングゴム41とラビリンス形成部材20を介して支持されている(図4参照)。したがって、モータ軸32は、前後部のベアリング17,18により両端部32a,32bを軸支されることで、高速回転できるように構成されている。なお、本実施形態においては、前後部のベアリング17,18としてシール付きの深溝玉軸受けを採用している。
As shown in FIG. 3 depicting the internal structure of the hand-held
モータ軸32の前端部32aの側には、モータ31に隣接して設置される略椀形状のファンケーシング36と、ファンケーシング36に隣接して設置され、モータ軸32に固定される冷却ファン19が備えられている。冷却ファン19は、モータケース12内に配置されることで、モータケース12の内部に冷却風を通す役割を果たしている。すなわち、モータ軸32と共に冷却ファン19が回転すると、外気がテールカバー14の開口から取り込まれ、テールカバー14及びモータケース12内の隙間を通ってモータ31等を冷却した後、ギアケース13の排出口から機外に排出されることとなる。
On the side of the
回転子31bは整流子33を備えており、整流子33はモータ軸32の後部に取り付けられている。整流子33にはモータケース12に設置されたブラシボルダ38に摺動可能に案内されたブラシ35が接触している。ブラシホルダ38は、ブラシ35を整流子33の方向に安定して案内するため、整流子33の外周に接近した位置まで延設されている。整流子33とブラシ35およびブラシホルダ38についても、上述した冷却ファン19の作用によって取り入れられた冷却風により、冷却が実施される。
The
次に、後部ベアリング18部に形成される防塵構造及び防振構造について説明する。
Next, the dust-proof structure and the vibration-proof structure formed in the
図4に示されるように、後部ベアリング18は、外輪18aと内輪18bおよび複数の鋼球を備えており、内輪18bは、モータ軸32の後端部32bに圧入固定されている。後部ベアリング18の外輪18aには樹脂製のラビリンス形成部材20が装着されている。ラビリンス形成部材20は、後述する防塵カラー40と協働して防塵構造としてのラビリンス隙間を形成する部材である。ラビリンス形成部材20の内径側は、後部ベアリング18の外輪18aが挿嵌されるベアリング挿嵌穴20aと、ベアリング挿嵌穴20aより小さい内径でベアリング挿嵌穴20aの後方側に形成され後部ベアリング18が当接する当接壁20bを備えている。なお、ベアリング挿嵌穴20aの軸線方向長さは、後部ベアリング18の軸線方向長さ(幅)より大きく設定されており、後部ベアリング18をベアリング挿嵌穴20aに挿嵌させ当接壁20bに当接させた状態で、ラビリンス形成部材20の前方部分が後部ベアリング18の前方側側面より突出している。ラビリンス形成部材20の外径側は、ベアリング収納穴12bの内径よりわずかに小さい外径を持つ大径外周部20cと、大径外周部20cの前方に形成される小径外周部20dを備えている。小径外周部20dの配置位置は、上述の後部ベアリング18の前方側側面より突出する部分と軸線方向で略一致している。また、大径外周部20cの軸線方向中央部には、後述するベアリングゴム41を装着するための弾性体装着部としての周溝20eが形成されている。
As shown in FIG. 4, the
ラビリンス形成部材20の大径外周部20cの軸線方向中央部に形成された周溝20aには弾性体としてのリング形状のベアリングゴム41が装着されている。ラビリンス形成部材20にベアリングゴム41が装着された状態では、ベアリングゴム41の外周面の直径はラビリンス形成部材20の大径外周部20cの直径に比してわずかに大きくなるように設定されている。よって、ラビリンス形成部材20が装着された後部ベアリング18は、ベアリングゴム41を介してベアリング収納穴12bに支持されることになる。具体的には、ラビリンス形成部材20にベアリングゴム41が装着された状態では、ベアリングゴム41の外周面の直径はラビリンス形成部材20の大径外周部20cの直径より0.1mm〜0.9mm大きくなるように設定しており、この状態でベアリング収納穴12bに挿嵌すると、ベアリングゴム41の外周面とベアリング収納穴12bの内周面とが接すると共にラビリンス形成部材20の大径外周部20cとベアリング収納穴12bの内周面との間にはわずかな隙間が形成されるようになっている。なお、本実施形態においては、ベアリングゴム41は、ゴム硬度がHs50±5のNBRで成形されており、ラビリンス形成部材20は、ガラス繊維入りのポリカーボネイト(PC)又はポリアミド(PA)で成形されている。また、本実施形態においては、ベアリング収納穴12bの前部は、内径が前方開口に向かって緩やかに拡径する拡径部12dが形成されており、ラビリンス形成部材20とベアリングゴム4が装着された後部ベアリング18のベアリング収納穴12bへのスムーズな挿入が可能となっている。
A ring-shaped
防塵カラー40は、ラビリンス形成部材20と協働して防塵構造としてのラビリンス隙間を形成する部材である。防塵カラー40は、ラビリンス形成部材20に隣接した位置で、モータ軸32の後端部32bに固定されており、また、その位置は、ベアリング収納穴12bの内側である。防塵カラー40は略円筒形状の樹脂製の部材であり、その外周部40aの外径をベアリング収納穴12bの内径より小さく設定することで、防塵カラー40の外周部40bとベアリング収納穴12bの内周面との間にラビリンス隙間が形成されている。また、防塵カラー40の後部ベアリング18側(後側)の側面には、ラビリンス形成部材20の小径外周部20dが挿入されることで、小径外周部20dとの間にラビリンス隙間が形成されるように環状の溝として形成される逃がし部40aが設けられている。このように、本実施形態においては、ベアリング収納穴12bの内周面と防塵カラー40とラビリンス形成部材20とにより、塵芥の侵入経路の長いラビリンス隙間を形成することで、十分な防塵性能を備えている。また、ベアリング収納穴12bの内周面と防塵カラー40とラビリンス形成部材20とからなるラビリンス隙間を構成する要素がベアリング収納穴12bの内側に集中して配置されているため、コンパクトなラビリンス構造が実現されている。さらに、本ラビリンス構造では、ベアリング収納穴12bの内周面をラビリンス隙間を構成する要素としていることで、二つ割りハウジングの電動工具においても採用が可能である。
The
上述の構成により、本実施形態の手持ち式電動グラインダ10においては、樹脂製のラビリンス形成部材20の大径外周部20cの周溝20aにベアリングゴム41を装着し、ラビリンス形成部材20が装着された後部ベアリング18がベアリングゴム41を介してベアリング収納穴12bに支持される構成としたことから、ベアリングゴム41の弾性により、モータ31の振動のハウジング11への伝達が抑制される。また、ラビリンス形成部材20を、形状精度が高く、かつ、負荷および経年による形状変化が少ない樹脂で形成したことにより、ラビリンス隙間を設計通りの寸法に設定及び維持することができ、長期にわたり防塵性能が発揮できる。さらに、周溝20aにベアリングゴム41を装着したことで、ベアリング収納穴12bに挿嵌する際に、ベアリングゴム41の位置ズレを防止することができる。
With the above-described configuration, in the hand-held
また、ベアリングゴム41の外周面とベアリング収納穴12bの内周面とが接すると共にラビリンス形成部材20の大径外周部20cとベアリング収納穴12bの内周面との間にはわずかな隙間が形成されていることから、手持ち式電動グラインダ10の運転時に、モータ軸32に大きな荷重が負荷され、ベアリングゴム41の弾性変形量が大きくなると、ラビリンス形成部材20の大径外周部20cとベアリング収納穴12bの内周面とが接触し、ベアリングゴム41の弾性変形量を規制することができるため、モータ軸32の位置ズレを許容値以内に収めることが可能となる。よって、モータ軸32の位置ズレにより起こる固定子と回転子の接触等の不具合を防止することができる。また、ベアリングゴム41の弾性変形量の増大に起因する劣化を防止することができる。
Further, the outer peripheral surface of the bearing
さらに、ベアリング収納穴12bと防塵カラー40とラビリンス形成部材20とからなるラビリンス隙間を構成する部材がベアリング収納穴12bの内側に集中して設置されているため、コンパクトなラビリンス構造が実現でき、電動工具の小型化に寄与できる。
In addition, since the members constituting the labyrinth gap composed of the bearing
またさらに、ベアリングゴム41の弾性変形により、部品の誤差によるモータ軸32のミスアライメントの吸収も可能となる。
Furthermore, due to the elastic deformation of the bearing
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲に限定さない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various modifications or improvements can be added to the embodiment.
たとえば、上述の実施形態においては、手持ち式電動グラインダ10に本願発明を実施した形態について説明したが、電動トリマや電動ドリル等への実施も可能である。また、上述の実施形態においては、後部ベアリング18は深溝玉軸受けとしたが、アンギュラ玉軸受け等の軸受けとしてもよい。さらに、上述の実施形態においては、モータ31は整流子モータとしたが、その他の形式のモータでもよい。
For example, in the above-described embodiment, the embodiment in which the present invention is applied to the hand-held
また、上述の実施形態においては、ベアリングゴム41は、ゴム硬度がHs50±5のNBRで成形したが、シリコンゴムやフッ素ゴム等の弾性を有する材質で成形することも可能である。また、上述の実施形態においては、ラビリンス形成部材20は、ガラス繊維入りのポリカーボネイト(PC)又はポリアミド(PA)で成形したが、金属で形成することも可能である。
In the above-described embodiment, the bearing
また、上述の実施形態においては、ラビリンス形成部材20の大径外周部20cの軸線方向中央部に形成された弾性体装着部としての周溝20aに弾性体としてのリング形状のベアリングゴム41を装着したが、本発明では他の実施形態を採用することも可能である。そこで、本発明が採り得る他の実施形態について、図5を参酌して説明する。なお、以下の説明において上述の実施形態と同様の構成については説明を省略しているものもある。図5に示すように、本発明が採り得る他の実施形態においては、ベアリング収納穴52は、開口側から順に内径が前方開口に向かって緩やかに拡径する拡径部12dと大径部52aと小径部52bを備えており、大径部52aと小径部52bの接続部には壁52cが形成されている。ラビリンス形成部材60は、外周部60aに突状部60bを備えている。弾性体であるベアリングゴム71はリング形状として形成されており、ラビリンス形成部材60の外周部60aにおいて突状部60bの後側側面に隣接して装着されている。ラビリンス形成部材60が装着されたベアリング18が、ベアリング収納穴52に挿嵌された状態で、ベアリングゴム71は、突状部60bと壁52cとの間に配置されており、その外周面は大径部52aの内周面に接している。また、突状部60bの外面と大径部52aの内周面との間にはわずかな隙間が形成されている。このような構成を採用することで、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
Further, in the above-described embodiment, the ring-shaped
また、上述の実施形態においては、ラビリンス形成部材20の大径外周部20cの軸線方向中央部に弾性体装着部として形成された周溝20aに弾性体としてのリング形状のベアリングゴム41を装着したが、ラビリンス形成部材20の外周部に弾性体装着部としての複数の穴を形成し、この複数の穴に円柱形状のベアリングゴムを装着する構成とすることも可能である。
Further, in the above-described embodiment, the ring-shaped
その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements are also included in the technical scope of the present invention.
10 手持ち式電動グラインダ、11 ハウジング、12 モータケース、12a 凹凸形状、12b ベアリング収納穴、12c ベアリング支持部、12d 拡径部、13 ギアケース、14 テールカバー、16 インナーケース、17 前部ベアリング、18 後部ベアリング、18a 外輪、18b 内輪、19 冷却ファン、20 ラビリンス形成部材、20a ベアリング挿嵌穴、20b 当接壁、20c 大径外周部、20d 小径外周部、20e 周溝、21 砥石、22 安全カバー、28 スイッチ、31 モータ、31a 固定子、31b 回転子、32 モータ軸、32a 前端部、32b 後端部、33 整流子、35 ブラシ、36 ファンケーシング、38 ブラシホルダ、40 防塵カラー、40a 逃がし部、40b 外周部、41 ベアリングゴム、52 ベアリング収納穴、52a 大径部、52b 小径部、52c 壁、60 ラビリンス形成部材、60a 外周部、60b 突状部、71 ベアリングゴム
10 Handheld Electric Grinder, 11 Housing, 12 Motor Case, 12a Uneven Shape, 12b Bearing Housing Hole, 12c Bearing Support Part, 12d Expanded Diameter Part, 13 Gear Case, 14 Tail Cover, 16 Inner Case, 17 Front Bearing, 18 Rear bearing, 18a outer ring, 18b inner ring, 19 cooling fan, 20 labyrinth forming member, 20a bearing insertion hole, 20b abutting wall, 20c large diameter outer peripheral part, 20d small diameter outer peripheral part, 20e peripheral groove, 21 grindstone, 22 safety cover , 28 switch, 31 motor, 31a stator, 31b rotor, 32 motor shaft, 32a front end, 32b rear end, 33 commutator, 35 brush, 36 fan casing, 38 brush holder, 40 dustproof collar,
Claims (5)
前記ラビリンス形成部材は、外周部に弾性体装着部が形成されており、前記弾性体装着部には弾性体が装着され、前記ラビリンス形成部材が装着された前記ベアリングは、前記弾性体を介して前記ベアリング収納穴に支持されていることを特徴とする電動工具。 A motor that is a drive source, a housing that houses the motor, a motor shaft of the motor, a bearing that supports the motor shaft, a labyrinth forming member that is attached to an outer ring of the bearing, and the bearing are supported. An electric power tool comprising a bearing housing hole and a dustproof collar disposed adjacent to the labyrinth forming member and forming a labyrinth gap in cooperation with the labyrinth forming member,
The labyrinth forming member has an elastic body mounting portion formed on an outer peripheral portion, the elastic body mounting portion is mounted with an elastic body, and the bearing on which the labyrinth forming member is mounted is interposed via the elastic body. An electric tool supported by the bearing housing hole.
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