JP2014148024A

JP2014148024A - 研削工具

Info

Publication number: JP2014148024A
Application number: JP2013018893A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hagiwara; 浩一萩原; Fumihide Sugita; 文秀杉田; Yukinori Suzuki; 幸則鈴木
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2014-08-21
Also published as: WO2014119133A1

Abstract

【課題】電動モータを駆動源として、研削パッドに装着したサンドペーパをオービタル運動させて研削作業を行うオービタルサンダであって、充電可能なバッテリを電源とする場合、電動モータの定格電圧に適合する出力電圧のバッテリを用意する必要があることから、バッテリコストが嵩み、高出力のオービタルサンダを利用しづらい問題があった。本発明は、バッテリコストを低減しつつオービタルサンダの使い勝手を高める。
【解決手段】出力電圧１８Ｖのバッテリを２個直列に接続して合計出力電圧３６Ｖの電源として機能させることにより、バッテリコストを低減しつつより高出力である３６Ｖ仕様のオービタルサンダを利用できるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばオービタルサンダと称される主として手持ち式の研削工具に関する。

この種の研削工具は、電動モータを駆動源とし、オービタル運動（円軌跡運動）する出力パッドにサンディングペーパーを装着したもので、サンディングペーパーを被研削材に押し付けて研削加工や研磨加工等の仕上げ加工を行うことができる。
近年、この種の研削工具についてもコードレス化が図られている。バッテリを電源とするオービタルサンダが下記の特許文献に開示されている。この特許文献には、電源として１つのバッテリを取り付けた構成が記載されている。従って、バッテリの出力電圧は駆動源としての電動モータの定格電圧に一致している。

特開２００９−１６６１４７号公報

しかしながら、従来３６Ｖバッテリを専用電源とする高出力の研削工具について、１８Ｖバッテリを流用することができないため、使用者は高出力の研削工具専用の３６Ｖバッテリを別途用意せざるを得ず、この点でコスト高になる問題があり、また高出力の研削工具の取り扱い性をより高める余地があった。
そこで、本発明は、比較的高出力の研削工具の電源として低出力用のバッテリを利用できるようにすることで、当該研削工具の利便性及び取り扱い性を一層高めることを目的とする。

上記した課題は、以下の各発明によって解決される。
第１の発明は、駆動源としての電動モータと該電動モータの回転を出力軸の公転動作に変換する偏心機構を内装した工具本体部と、出力軸の公転により被研削材の研削面に沿ってオービタル運動させる平板形状の研削パッドを備えた研削工具であって、電動モータに電源供給するための電源としてバッテリを取り付け可能なバッテリ取り付け部を工具本体部に複数箇所備えた研削工具である。
第１の発明によれば、低出力用のバッテリを２個取り付けて高出力の研削工具（オービタルサンダ）を利用することができ、これにより低出力用のバッテリを有効利用できるとともに、高出力の研削工具の利便性及び取り扱い性を一層高めることができる。例えば１８Ｖバッテリを２個直列に接続して電源として取り付けることにより、３６Ｖ仕様のオービタルサンダを利用することができる。
第２の発明は、第１の発明において、工具本体部の左右両側部にバッテリ取り付け部を備えた研削工具である。
第２の発明によれば、工具本体部の左右側部にそれぞれ１つずつバッテリが取り付けられ、工具本体部の左右の重量バランスをとった状態で２個のバッテリを取り付けることができる。工具本体部の左右の重量バランスが保たれるので、当該研削工具を安定した姿勢で用いることができ、ひいては当該研削工具の作業性を高めることができる。
第３の発明は、第２の発明において、バッテリ取り付け部に対するバッテリの取り付け方向を下向きとした研削工具である。
第３の発明によれば、工具本体部の左右両側部に設けたバッテリ取り付け部に対してバッテリをそれぞれ下向きにスライドさせて取り付けることができる。これにより、例えば当該研削工具を被研削材上に設置させた状態でバッテリを取り付ける際に、当該研削工具を被研削材に押し付ける方向にバッテリをスライドさせて取り付けることができ、これにより当該研削工具を安定した姿勢に保持しつつバッテリを楽に取り付けることができる。
第４の発明は、第１の発明において、工具本体部に後方へ延びるハンドル部を備えており、工具本体部の前面にバッテリ取り付け部を複数箇所備えた研削工具である。
第４の発明によれば、使用者がハンドル部を把持する際にバッテリが邪魔になることがなく、当該研削工具の操作性及び取り扱い性を損なうことなく、複数個のバッテリを取り付けることができる。
第５の発明は、第４の発明において、バッテリ取り付け部に対するバッテリの取り付け方向を前方斜め下向きとした研削工具である。
第５の発明によれば、ハンドル部を把持した使用者がバッテリの取り付け、取り外しを楽に行うことができる。
第６の発明は、第１の発明において、工具本体部の側部に使用者が把持するグリップを備えており、工具本体部の上部にバッテリ取り付け部を複数箇所備えた研削工具である。
第６の発明によれば、使用者がグリップを把持する際にバッテリが邪魔になることがなく、当該研削工具の操作性及び取り扱い性を損なうことなく、複数個のバッテリを取り付けることができる。
第７の発明は、第６の発明において、バッテリ取り付け部に対するバッテリの取り付け方向を水平方向前向きとした研削工具である。
第７の発明によれば、当該研削工具の高さ方向のコンパクト性を維持しつつ、バッテリ取り付け、取り外し時の操作性及びその取り扱い性を確保することができる。

第１実施形態に係る研削工具の前面図である。本図では、本体ハウジングが縦断面で示されてその内部構造が見えている。バッテリ取り付け部からバッテリを取り外した状態を示す側面図である。本図では、バッテリの底面が見えている。バッテリ単体の斜視図である。バッテリ単体を図３中矢印(IV)方向から見た平面図である。バッテリ単体を図３中矢印(V)方向から見た後面図である。第２実施形態に係る研削工具の側面図である。本図では、工具本体部とギヤヘッド部が縦断面で示されてその内部構造が見えている。第２実施形態に係る研削工具を図６中矢印(VII)方向から見た前面図である。第３実施形態に係る研削工具の前面図である。本図では、本体ハウジングが縦断面で示されてその内部構造が見えている。第４実施形態に係る研削工具の側面図である。本図では、本体ハウジングが縦断面で示されてその内部構造が見えている。第４実施形態に係る研削工具を図９中矢印(X)方向から見た前面図である。

次に、本発明の第１〜第４実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。以下説明する第１〜第４実施形態では、研削工具の一例としてオービタルサンダを例示する。図１に示すように第１実施形態の研削工具１は、概ね円筒形状の本体ハウジング１１内に駆動源としての電動モータ１０と、電動モータ１０の回転を出力軸１２のオービタル運動（円軌跡運動）に変換するための偏心機構１３を内装した構成を備えている。出力軸１２は、電動モータ１０のモータ軸１０ａに対して偏心板１４を介して一定距離偏心して平行に結合されている。
出力軸１２は、本体ハウジング１１の下面側に突き出されており、この突き出し部分に研削パッド１５が装着されている。電動モータ１０の起動により出力軸１２がモータ軸１０ａを中心にして公転運動することにより、平板形状をなす研削パッド１５が図中二点鎖線で示すように被研削材に沿ってオービタル運動する。研削パッド１５の下面に沿ってサンドペーパ１６が装着される。オービタル運動するサンドペーパ１６を被研削材に押し付けることによりその研削加工がなされる。以上の研削工具１としての基本的構成については従来公知の構成であり、本実施形態において特に変更を要しない。以下説明する実施形態は、当該研削工具１の電源として２個のバッテリ３０，３０を用いる点及びその取り付け形態に特徴を有している。
第１実施形態では本体ハウジング１１は使用者が片手で把持しやすい太さ及び形状に形成されてグリップとしての機能を併せ持っている。この本体ハウジング１１の左右両側部にバッテリ取り付け部２０，２０が設けられている。両バッテリ取り付け部２０，２０は、同様の構成を備えている。バッテリ取り付け部２０の詳細が図２に示されている。このバッテリ取り付け部２０は、左右一対のレール部２１，２１を備えている。両レール部２１，２１の内側には正負の接続端子２２，２３が配置されている。バッテリ取り付け部２０の上部に、バッテリ３０側のロック爪３５が嵌り込む係合凹部２４が設けられている。

図３〜図５には、バッテリ３０が単体で示されている。このバッテリ３０は、出力電圧１８Ｖのリチウムイオンバッテリであって、直方体形状のバッテリケース内に複数本のセルを内装したもので、充電することにより繰り返し使用することができる。また、このバッテリには、電動ねじ締め機や電動ドリル等の他の充電式電動工具のバッテリとしても用いられる汎用の高いスライド取り付け形式のバッテリが用いられている。
このバッテリ３０の上面には、左右一対のレール受け部３１，３１が設けられている。左右レール受け部３１，３１の内側に正負の端子受け部３２，３３が設けられている。端子受け部３２，３３間には、充電器との間で各種の制御信号を送受信するためのコネクタ部３４が配置されている。コネクタ部３４の後方には、ロック爪３５が設けられている。このロック爪３５は、バッテリケース内に装着したばねにより上方へ突き出す方向に付勢されている。図５に示すようにバッテリ３０の後面には、アンロックボタン３６が設けられている。このアンロックボタン３６は、ロック爪３５と一体に設けられている。このため、アンロックボタン３６を指先で押し下げ操作すると、ロック爪３５をばね付勢力に抗して下方（アンロック側）に移動させることができ、これにより当該バッテリ３０をバッテリ取り付け部２０から取り外すことができる。

第１実施形態では、本体ハウジング１１の左右側部にバッテリ取り付け部２０，２０が設けられている。両バッテリ取り付け部２０，２０は、係合凹部２４が上側となる向きで取り付けられている。このため、図中白抜き矢印で示すように左右両バッテリ取り付け部２０，２０に対するバッテリ３０，３０の取り付け方向は何れも下向きになっている。本体ハウジング１１の左右側部であって、電動モータ１０のモータ軸線に対して左右にバッテリ３０，３０がほぼ対称に取り付けられることにより、当該研削工具１の左右方向の重量バランスがとられるようになっている。
左右のバッテリ３０，３０は、電気的に直列に接続されている。電動モータ１０は、両１８Ｖバッテリ３０，３０の合計出力電圧である３６Ｖを定格電圧としている。
以上のように構成した第１実施形態の研削工具１によれば、出力電圧が１８Ｖである２個のバッテリ３０，３０を、定格電圧３６Ｖの電動モータ１０の電源として本体ハウジング１１の左右側部に取り付ける構成を備えている。１８Ｖバッテリ３０，３０には、電動ねじ締め機や電動ドリル等の他の充電式電動工具の電源としても利用されるバッテリが用いられている。このことから、新たに出力電圧が３６Ｖの専用バッテリを用意することなく３６Ｖ仕様の研削工具１を利用することができ、これによりバッテリコストを低減しつつ、より高出力仕様の研削工具の取り扱い性及び利便性を高めることができる。
また、第１実施形態の場合、比較的重量物である２個のバッテリ３０，３０が電動モータ１０のモータ軸線に対して左右均等に取り付けられる構成であるので、研削作業中等における当該研削工具１の左右重量バランスを良好にとることができ、これにより当該研削工具１の取り扱い性及び作業性を高めて研削作業の迅速化を図ることができ、さらに均一に削れるため仕上がりのきれいな研削作業を行うことができる。

図６及び図７には、第２実施形態の研削工具４０が示されている。第２実施形態の研削工具４０は、使用者が把持するグリップを兼用した工具本体部４１と、工具本体部４１の前部に結合されたギヤヘッド部４２を備えている。工具本体部４１に駆動源としての電動モータ４３が内装されている。電動モータ４３の出力軸４３ａはギヤヘッド部４２内に進入している。ギヤヘッド部４２内に進入した出力軸４３ａの先端には駆動側かさ歯車４４が取り付けられている。
ギヤヘッド部４２には、図示省略した軸受けを介して駆動軸４５がその軸回りに回転自在に支持されている。駆動軸４５は、電動モータ４３のモータ軸線（出力軸４３ａの軸線）に対して直交している。駆動軸４５の上部にはより大径の従動側かさ歯車４６が取り付けられている。従動側かさ歯車４６に対して上記駆動側かさ歯車４４が噛み合わされている。駆動軸４５の下部には偏心機構１３を介して出力軸１２が結合されている。出力軸１２はギヤヘッド部４２の下面から下方へ突き出されており、この突き出し部分に研削パッド１５が取り付けられている。研削パッド１５の下面に沿ってサンドペーパ１６が装着されている。
電源としての２個のバッテリ３０，３０は、ギヤヘッド部４２の上部取り付けられる。ギヤヘッド部４２の上部傾斜面には、２箇所のバッテリ取り付け部２０，２０がそれぞれその係合凹部２４を前側にして相互に横並び状態で配置されている。このバッテリ取り付け部２０，２０にそれぞれ１個のバッテリ３０が取り付けられている。バッテリ３０の取り付け方向は、図６中白抜き矢印で示すように後方斜め上方となっている。
このように第２実施形態によれば、比較的重量物である２個のバッテリ３０，３０が駆動軸４５に対して電動モータ４３とは反対側に取り付けられる構成となっている。このため、駆動軸４５に対して前側（バッテリ３０，３０側）と後側（電動モータ４３側）との良好な重量バランスをとって当該研削工具４０の重心位置を駆動軸４５の軸線付近に設定することができ、これにより当該研削工具４０の取り扱い性及び作業性を高めることができ、さらに均一に削れるため仕上りのきれいな研削作業を行うことができる。

図８には第３実施形態の研削工具５０が示されている。第３実施形態の研削工具５０は、本体ハウジング５１の左右側部に使用者が把持するためのグリップ５２，５２を備えている点で第１実施形態の研削工具１とは異なっている。第１実施形態と同様の構成については同位の符号を用いてその説明を省略する。
２個のバッテリ３０，３０は本体ハウジング５１の上部に取り付けられている。本体ハウジング５１の上面には、図２に示すバッテリ取り付け部２０が左右横並び状態で２箇所配置されている。両バッテリ取り付け部２０，２０のそれぞれに１８Ｖバッテリ３０が取り付けられている。図示するように２個のバッテリ３０，３０は、本体ハウジング５１の上面であってそれぞれの重量（重心位置）が電動モータ１０のモータ軸線に対して左右均等に付加される位置に配置されている。
両１８Ｖバッテリ３０，３０は、電気的に直列に接続されて合計出力電圧３６Ｖの電源として機能する。この２個のバッテリ３０，３０は、図８中紙面手前側から奥側に向けてスライドさせることにより取り付けられる。
この第３実施形態の研削工具５０によっても、定格電圧３６Ｖの電動モータ１０を駆動源とし、その電源として直列に接続された２個の１８Ｖバッテリ３０，３０を用いる構成となっていることから、新たに出力電圧が３６Ｖの専用バッテリを用意することなく３６Ｖ仕様の研削工具１を利用することができ、これによりバッテリコストを低減しつつ、より高出力仕様の研削工具の取り扱い性及び利便性を高めることができる。
また、第３実施形態の場合、比較的重量物である２個のバッテリ３０，３０が本体ハウジング５１の上面であってそれぞれの重量（重心位置）が電動モータ１０のモータ軸線に対して左右均等に付加されることとなる位置に取り付けられる構成であるので、研削作業中等における当該研削工具５０の左右重量バランスを良好にとることができ、これにより当該研削工具５０の取り扱い性及び作業性を高めて研削作業の迅速化を図ることができ、また仕上がりのきれいな研削作業を行うことができる。

図９及び図１０には、第４実施形態の研削工具６０が示されている。この第４実施形態に係る研削工具６０は、上記第１〜第３実施形態と同じく定格電圧３６Ｖ仕様のオービタルサンダであるが、本体ハウジング６１の前部にフロントグリップ６２を備え、後部にメインハンドル６３を備える点で上記第１〜第３実施形態とは異なっている。使用者は前部のフロントグリップ６２と後部のメインハンドル６３を把持して両手で当該研削工具６０を支えることにより一層安定した姿勢で研削作業を行うことができる。
電源としての２個の１８Ｖバッテリ３０，３０は、第３実施形態と同じく本体ハウジング６１の上面に取り付けられる。２個の１８Ｖバッテリ３０，３０は、電気的に直列に接続されて合計出力電圧３６Ｖの電源として機能する。２個のバッテリ３０，３０は、図中白抜き矢印で示すようにそれぞれ前側から後方へ向けて水平にスライドさせることによりバッテリ取り付け部２０に取り付けられる。
本体ハウジング６１の上面であって、電動モータ１０のモータ軸線に対して左右対称位置に２箇所のバッテリ取り付け部２０，２０が配置されている。このため、第４実施形態においても２個のバッテリ３０，３０の重量（重心位置）がモータ軸線に対して左右均等に付加されるようになっている。
このことから、第４実施形態によっても新たに３６Ｖ仕様の専用バッテリを用意することなく、使用者が他の１８Ｖ仕様の電動工具にも使用できるスライド取り付け形式の１８Ｖバッテリ３０，３０を用いて３６Ｖ仕様の研削工具６０を利用することができる。このことから、バッテリコストを低減しつつ当該３６Ｖ仕様の研削工具６０を有効活用することができ、これにより当該研削工具６０の取り扱い性及び利便性を高めることができる。
また、第３実施形態と同様、２個のバッテリ３０，３０の重量がモータ軸線に対して左右バランスよく付加される構成であるので、使用者は当該研削工具６０の被研削材に対する押し付け力を弱めつつ仕上がりのきれいな研削作業を迅速に行うことができるようになる。
以上説明した第１〜第４実施形態にはさらに変更を加えることができる。例えば、２個の１８Ｖバッテリ３０，３０を直列に接続して３６Ｖ出力の電源とする構成を例示したが、出力電圧１４．４Ｖのバッテリを２個直列に接続して定格電圧２８．８Ｖの電動モータを駆動源とする２８．８Ｖ仕様の研削工具としてもよい。要は、定格電圧ｎＶのリチウムイオンバッテリをＮ個直列に取り付けて、出力電圧（ｎ×Ｎ）Ｖの電源とすることにより、バッテリの出力電圧の複数倍の電圧を定格電圧とする高出力の研削工具の電源として利用することができ、これによりバッテリコストを低減しつつ当該高出力の研削工具の取り扱い性及びその利便性を高めることができる。

１…研削工具（第１実施形態）
１０…電動モータ、１０ａ…モータ軸
１１…本体ハウジング
１２…出力軸
１３…偏心機構
１４…偏心板
１５…研削パッド
１６…サンドペーパ
２０…バッテリ取り付け部
２１…レール部
２２…接続端子（正）
２３…接続端子（負）
２４…係合凹部
３０…バッテリ（１８Ｖリチウムイオンバッテリ）
３１…レール受け部
３２…端子受け部（正）
３３…端子受け部（負）
３４…コネクタ部
３５…ロック爪
３６…アンロックボタン
４０…研削工具（第２実施形態）
４１…工具本体部
４２…ギヤヘッド部
４３…電動モータ、４３ａ…出力軸
４４…駆動側かさ歯車
４５…駆動軸
４６…従動側かさ歯車
５０…研削工具（第３実施形態）
５１…本体ハウジング
５２…グリップ
６０…研削工具（第４実施形態）
６１…本体ハウジング
６２…フロントグリップ
６３…メインハンドル

Claims

駆動源としての電動モータと該電動モータの回転を出力軸の公転動作に変換する偏心機構を内装した工具本体部と、前記出力軸の公転により被研削材の研削面に沿ってオービタル運動させる平板形状の研削パッドを備えた研削工具であって、
前記電動モータに電源供給するための電源としてバッテリを取り付け可能なバッテリ取り付け部を前記工具本体部に複数箇所備えた研削工具。
請求項１記載の研削工具であって、前記工具本体部の左右両側部に前記バッテリ取り付け部を備えた研削工具。
請求項２記載の研削工具であって、前記バッテリ取り付け部に対する前記バッテリの取り付け方向を下向きとした研削工具。
請求項１記載の研削工具であって、前記工具本体部に後方へ延びるハンドル部を備えており、前記工具本体部の前面に前記バッテリ取り付け部を複数箇所備えた研削工具。
請求項４記載の研削工具であって、前記バッテリ取り付け部に対する前記バッテリの取り付け方向を前方斜め下向きとした研削工具。
請求項１記載の研削工具であって、前記工具本体部の側部に使用者が把持するグリップ部を備えており、前記工具本体部の上部に前記バッテリ取り付け部を複数箇所備えた研削工具。
請求項６記載の研削工具であって、前記バッテリ取り付け部に対する前記バッテリの取り付け方向を水平方向前向きとした研削工具。