JP2020082202A - 携帯用研磨機 - Google Patents
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Abstract
Description
このサンダのモータはブラシ付きのモータであり、そのコントローラはハウジング内の最上部において後下がりの姿勢で配置されているところ、コントローラは自然冷却され、積極的に冷却されていない。
他方、特開2015−213991号公報(特許文献2)に示されるように、吸気口が開いたリアカバー内であってブラシ付きモータの後側に配置されたコントローラが、モータの前側においてモータ軸に固定された遠心ファンの回転により起きた風によって、モータと共に冷却される、電源コード接続型のランダムオービットサンダが知られている。
特許文献2のランダムオービットサンダでは、コントローラはモータと共に一つの遠心ファンで冷却されるため、その冷却に向上の余地がある。
そこで、本発明は、モータのコントローラの冷却効率がより一層良好である携帯用研磨機を提供することを主な目的とするものである。
請求項2に記載の発明は、上記発明において、ハウジングを備えており、前記ハウジングは、前記電動モータ及び前記第1ファンが配置される第1区画と、前記コントローラ及び前記第2ファンが配置される第2区画とを区切る隔壁を有していることを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明は、上記発明において、前記第2ファンは、前記電動モータの電動モータ軸に設けられていることを特徴とするものである。
請求項4に記載の発明は、上記発明において、前記第2ファンは、前記コントローラと、上面視で一部又は全部が重なっていることを特徴とするものである。
請求項5に記載の発明は、上記発明において、前記電動モータは、ブラシレスモータであることを特徴とするものである。
請求項6に記載の発明は、上記発明において、ハウジングを備えており、前記ハウジングの前部から外方に膨出する膨出部が設けられていることを特徴とするものである。
請求項7に記載の発明は、上記発明において、前記コントローラは、コンデンサを有しており、前記コンデンサは、前記第2ファンの上流側に配置されていることを特徴とするものである。
サンダ1は、各種の部材を直接あるいは間接的に保持するハウジング2と、駆動源としての電動モータ4と、そのコントローラ6と、コントローラ6に電気的に接続されるスイッチ7と、電動モータ4に対する電力供給源としてのバッテリ8と、出力軸10と、その下端縁に設けられる第1ファン12と、その下側に設けられるパッド14と、電動モータ4の上部に設けられる第2ファン16と、ハウジング2の下端部に取り付けられる虫眼鏡枠状の集塵ノズル18と、を備えている。
ハウジング2の上部2a(第1の把持部)は、ユーザの片方の手で握ることが可能となっており、サンダ1は上部2aにおいて操作可能なパーム型となっている。
上部2aの前端部には、スイッチ7の前面が露出している。スイッチ7は、当該前面において、停止ボタン26と、起動速度切替ボタン28とを有している。停止ボタン26と、起動速度切替ボタン28とは、左右方向において並んでいる。尚、停止ボタン26と、起動速度切替ボタン28とは、上下方向等において並んでいても良い。又、起動停止ボタンと速度切替ボタンとが設けられる等、ボタンの役割が変えられても良いし、ボタンが3個以上設けられても良いし、速度切替ダイヤル等のボタン以外のスイッチ切替部が設けられても良い。
ハウジング2の前端部であって、スイッチ7の下方には、周囲の部分に対して前方へ膨出する膨出部30が形成されている。尚、膨出部30は、前部の側部等の前端部以外に設けられても良いし、複数設けられても良いし、省略されても良い。
バッテリ8は、充電器により充電可能な充電池であり、サンダ1は充電式サンダとなっている。
各括れ部36は、左右互いに同様に成るため、主に一方の括れ部36につき説明される。括れ部36は、後方へ行く程内側へ深くなるように形成されている。括れ部36は、全体的には、滑らかなカーブで構成される曲面により形成される。又、括れ部36の後側は、バッテリ取付部32が配置されることで側方に突出している。括れ部36の後端縁から前端までの外寸は、一般ユーザの手の親指以外の指(特に中指)の先から掌中央までの寸法と合うようになっている。左右の括れ部36は、ユーザが前方から把持可能である第2の把持部となっている。
括れ部36の後端縁から前端までの外寸は、一般ユーザの手の親指以外の指(特に中指)の先から掌中央までの寸法と合うようになっている。よって、括れ部36の後端縁は、バッテリ8を装着したサンダ1全体の重心の上方より奥(バッテリ取付部32に近い側)に位置している。尚、当該重心は、比較的に重量の嵩む電動モータ4とバッテリ8につき出力軸10を挟んで互いに逆側に対向させたため、出力軸10付近に位置する。
括れ部36の上部は、その下側に対して更に窪んだ窪み部37として形成されている。窪み部37は、前後方向(水平方向)に長く形成されていて、前後方向の長さがユーザの指(特に人差指)の長さ程度となっている。又、窪み部37は、当該指の厚みの半分程の深さを有しており、当該指の幅と同程度の幅を有している。
窪み部37には、互いに同様の形状とされた、側方に突出する複数(3個)の突起38が設けられている。各突起38は、前方へ尖る“<”字状(ウェーブ状)に形成されている。各突起38は、前後方向において等間隔に並べられており、ユーザの指(特に人差指)の中央あるいは全体をカバーするようになっている。
各括れ部36の後端縁には、周囲に対し更に深くなった凹部39が形成されている。凹部39は、上下方向に沿うように長くなっており、前から括れ部36に手を添えると、凹部39には一般ユーザの中指と薬指の各指先が位置することとなる。
又更に、各括れ部36における、窪み部37上端から凹部39下端までの高さは、一般ユーザの人差指から小指までの幅と同程度となっている。
無線通信アダプタ挿入部40には、無線通信アダプタ41を差し込み可能である。差し込んだ場合、無線通信アダプタ41は、コントローラ6に搭載された無線通信用コントローラ(図示略)と電気的に接続される。
無線通信アダプタ41は、付帯設備としての集塵機(図示略)との間で無線通信を行う。無線通信によって、集塵機の起動動作、停止動作が、サンダ1の起動動作、停止動作と連動する。
予め、無線通信アダプタ41と、集塵機に取り付けられた集塵機側無線通信アダプタとの間において、無線通信可能とするための関連付け(ペアリング)が行われる。ペアリングは、ユーザが、集塵機側無線通信アダプタのボタンを押し、所定時間内に無線通信アダプタ41のボタン41aを操作することでなされる。
尚、ハウジング2の形状は、半割でないものとされたり、更にインナーハウジングが設けられたり、一方の括れ部36のみに窪み部37、突起38及び凹部39の少なくとも一方が配置されたり、括れ部36が左右の一方のみ配置されたり、把持部が1箇所あるいは3箇所以上配置されたりする等、様々に変更可能である。又、無線通信アダプタ挿入部40は、省略されても良い。
又、各括れ部36の前部中央であって、各窪み部37の下側には、上下方向に延びる第1吸気口44が、複数、前後方向において並ぶように形成されている。
一方、左右の各第1吸気口44上側であって、各窪み部37の下部には、上下方向に延びる第2排気口46が、複数、前後方向において並ぶように形成されている。
又、ハウジング2の上部2aの左右端縁には、上下方向に延びる第2吸気口48が、複数、前後方向において並ぶように形成されている。
他方、各括れ部36の前下部には、左右方向に延びる第3吸気口49が形成されている。
又、ハウジング2下端部であって各突出部2bの下側には、左右方向に延びる集塵排気口(図示略)が、複数、前後及び上下に並ぶように形成されている。
尚、これら各種の排気口及び吸気口の少なくとも一つは、数が増減されても良いし、例えば左右の一方のみに設けられたり非対称位置に設けられたりするといったように配置が変更されても良いし、延びる方向及び長さ並びに外形等といった形状及び大きさの少なくとも一方が変更されても良い。
モータ端子68は、第2絶縁部材64の前部から前方に突出しており、複数本の第1リード線70(図5において1本のみ図示)によって、コントローラ6と接続されている。モータ端子68及び第1リード線70の下部は、膨出部30内に配置されている。
又、第2絶縁部材64には、ロータ52の回転位置を磁気により検出する複数の回転位置センサ(図示略)を搭載したセンサ基板72が取り付けられている。
スリーブ86の上側であって、電動モータ軸80の上部に、第2ファン16が固定されている。第2ファン16は、遠心ファンである。尚、第2ファン16は、電動モータ4の構成要素とすることも可能である。又、第2ファン16は、軸流ファン等の他のタイプのファンとされても良い。
第2ファン16は、コントローラ6と、サンダ1上側から鉛直下方への視点(上面視)において一部が重なっている。即ち、第2ファン16の後部の上方に、コントローラ6の前部が位置している。尚、第2ファン16の全部が、コントローラ6と重なっていても良い。又、第2ファン16の下方にコントローラ6が配置されても良い。
第2ファン16の上側には、電動モータ軸80を回転可能に支持する第1電動モータ軸受88が配置されている。他方、電動モータ軸80の下部には、電動モータ軸80を回転可能に支持する第2電動モータ軸受90が配置されている。
電動モータ軸80の下端部には、電動モータ側プーリ91が固定されている。
最上方の一対のリブ92Aには、第1電動モータ軸受88が保持されている。
リブ92Aとその下側のリブ92Bとの間に、第2ファン16が配置されている。リブ92Aには、通気のための複数の通気孔92h(図5)が開けられている。第2ファン16の外方であって、リブ92Bの上側には、各第2排気口46が位置している。リブ92Bの前端部は上方に延びており、第2ファン16の前方を覆う。リブ92Bの中央部には、電動モータ軸80を通す孔が開けられている。
リブ92Bの下側のリブ92C及びリブ92Dは、ステータ50を保持する。
更に下側のリブ92E及びリブ92Fは、前後左右に広がる板状のモータブラケット94を介して、第2電動モータ軸受90を保持する。
リブ92Fの下方に、電動モータ側プーリ91が配置される。
コントローラ6(制御回路基板)には、モータ11の回転を行うための複数(6個)のスイッチング素子(図示略)と、コンデンサ99とが搭載されている。電動モータ4は、ブラシレスモータであり、ブラシ付きモータと同様の出力を確保しながらより一層コンパクトに形成可能であるため、コンデンサ99が電動モータ4の隣接箇所に配置可能となって、サンダ1がコンパクトに形成される。
コントローラ6は、バッテリ取付部32のターミナル34と、複数の第2リード線100(1本のみ図5に図示)により電気的に接続されている。
コントローラ6は、スイッチ7がオンとなっている場合、電動モータ4におけるセンサ基板72の回転位置センサにより把握されたロータ52の回転位置に応じ、スイッチング素子により各コイル66に対する電力供給のスイッチングを行って、ロータ52を回転させる。
スイッチ7は、オフの状態で起動速度切替ボタン28への押下を1度受けると高速モードでオンに切り替わり、更に起動速度切替ボタン28への押下を1度受けると中速モードでオンとなり、更に起動速度切替ボタン28への押下を1度受けると低速モードでオンとなり、更に起動速度切替ボタン28への押下を1度受けると高速モードに戻る。スイッチ7は、何れのモードにおいても、停止ボタン26への押下を受けると、オフに切り替わる。
コントローラ6は、スイッチ7がオンとなっている場合、モードの種類に応じた速度でロータ52を回転させる。
尚、他のモードが設けられても良いし、速度切替が省略されても良い。
出力軸10の上端部には、出力軸10を回転可能に支持する第1出力軸受110が配置されている。
出力軸10の下部には、出力軸10を回転可能に支持する第2出力軸受112が配置されている。
出力軸10の下部であって、第2出力軸受112の下側には、出力軸側プーリ114が固定されている。
出力軸10の下端部には、第1ファン12が固定されている。
第2出力軸受112は、前部において第2電動モータ軸受90を保持するモータブラケット94の後部に保持されている。
モータブラケット94の下側に、出力軸側プーリ114が配置される。
電動モータ側プーリ91の径は、出力軸側プーリ114の径より小さくされており、電動モータ軸80の回転は、出力軸側プーリ114、電動モータ側プーリ91及びベルト122(減速機構)により、出力軸10へ減速のうえで伝達される。
又、第1ファン12の下部において、同様に中央から周縁へ湾曲放射状に延びる下方に突出した第2羽根部12cが複数形成され、周縁の一部で肉厚部12bと点対称の位置に、肉厚部12dが形成されている。
第1ファン12が回転すると、各第1羽根部12aにより径方向外方への風が起き、各第2羽根部12cにより径方向外方への風が起きる。
ハウジング2の下端部は下方へ開放されており、当該下端部内であって各突出部2bの下側に、各第2羽根部12cが位置する。
集塵排気口を有するハウジング2の下端部(各突出部2bの下側)の径方向外側に、集塵ノズル18が取り付けられる。集塵ノズル18のリング状部18aには蝶番18bが設けられており、ユーザは、蝶番18bにおいて集塵ノズル18を開いて、ハウジング2の下端部に対し閉じ、リング状部18aと柄状部18cとの間に設けられたネジ孔部にネジ18dを通すことにより、集塵ノズル18を取付可能である。リング状部18aは半筒状で、取付によりハウジング2の下端部を覆うようになっており、柄状部18cは閉じられると筒状となる。柄状部18cは、集塵ノズル18の取付時、図示のように後方に突出させる他、他の方向に突出させることも可能である。
集塵ノズル18(柄状部18c)には、集塵口を備えた袋状のダストバッグ、あるいは集塵機(何れも図示略)が接続される。無線通信アダプタ41とペアリングされた集塵機が接続された場合、スイッチ7によりサンダ1が起動すると、その起動を示す起動情報が無線通信アダプタ41から集塵機に送信され、集塵機側無線通信アダプタによる当該起動情報の受信に基づいて集塵機が自動的に起動する。無線通信状態は、無線通信アダプタ41に設けられたランプ41bの点灯状態によって、ユーザに知らされる。又、スイッチ7により起動中のサンダ1が停止すると、その停止を示す停止情報が無線通信アダプタ41から集塵機に送信され、集塵機側無線通信アダプタによる当該停止情報の受信に基づいて集塵機が自動的に停止する。即ち、無線通信アダプタ41により、サンダ1のオンオフと集塵機のオンオフとが連動する。
パッド14は、パッド本体130と、その上側に配置されるパッド軸受具132を有する。パッド軸受具132は、ボールベアリング134と、その内筒に固定される内側ベアリングリテーナ136(フラットワッシャ)と、ボールベアリング134の外筒に固定される外側ベアリングリテーナ138を含む。
内側ベアリングリテーナ136におけるボールベアリング134の回転軸線から偏心した位置には、出力軸10の先端部に入る内側ネジ140を通す孔が開けられている。内側ベアリングリテーナ136は、ボールベアリング134の内筒下側に配置され、ボールベアリング134を下方から支持する。ボールベアリング134の内筒内部には第1ファン12中央の下側突出部12eが入れられ、その下側突出部12eにも出力軸10が通されている。下側突出部12eは、出力軸10に対して偏心している。
一方、外側ベアリングリテーナ138とパッド本体130をつなぐ外側ネジ142を通すための孔が、これら双方に開けられている。
即ち、動作停止(オフ)状態において、ユーザがバッテリ8をバッテリ取付部32に装着してスイッチ7をオンにすると、コントローラ6がバッテリ8の電力を電動モータ4へ供給し、電動モータ軸80が所定の速度で回転する。
出力軸10の回転により、パッド14が次のように回転し偏心回転する。即ち、出力軸10を中心に、ボールベアリング134及び外側ベアリングリテーナ138を介してパッド本体130が回転する(公転)。サンダ1の作業時には、ボールベアリング134の内筒、ボール、外筒の間に相互に力が加わることによって転動抵抗が発生し、パッド14がボールベアリング134を中心に、公転と同一方向に回転する(自転)。尚、無負荷回転の時には、ボールベアリング134内の摩擦抵抗が不安定な状態なので、不規則な自転をしたり、自転しなかったりする。
ユーザは、かように回転されるパッド14を、ハウジング2の上部2a及び左右の括れ部36の少なくとも一方を把持することでワークに対し押し付けつつ移動させることにより、サンディングペーパー等を介してワークの表面に研磨等を施すことができる。
ユーザが左右の括れ部36を前方から掴む場合、双方の括れ部36の間に膨出部30が形成されているため、膨出部30が手のひらの中央を支持可能となり、第2の把持部は膨出部30がない場合に比べてより握り易いものとなる。
回転する第1ファン12の各第1羽根部12aにより、各第1排気口42からエアが排気され、この排気により各第1吸気口44及び各第3吸気口49からエアが流入し、図5に示されるような、各第1吸気口44から各第1排気口42への風W1が発生する。この風W1は、電動モータ4の外側、及びステータ50とロータ52との間(電動モータ4内部)を通り、電動モータ4を冷却する。一対のリブ92B(隔壁)が各第1吸気口44の上側に配置されるため、各第1排気口42からの排気によって、リブ92Bを挟んで反対側に有る各第2吸気口48等からエアが流入し各第1吸気口44から各第1排気口42への風W1に合流することが防止される。
又、回転する第1ファン12の各第2羽根部12cにより、各集塵用排気口からエアが排気され、この排気によりパッド14周辺の粉塵を含み得るエアが吸引され、パッド14周辺から各集塵用排気口への風WDが発生する。各集塵用排気口からの排気は、集塵ノズル18のリング状部18aから柄状部18cへ流れ、ダストバッグあるいは集塵機に至る。
他方、回転する第2ファン16により、各第2排気口46からエアが排気され、この排気により各第2吸気口48からエアが流入し、各第2吸気口48から各第2排気口46への風W2が発生する。この風W2は、第2ファン16の上流に配置されたコントローラ6(制御回路基板)の周囲を通り、コントローラ6を冷却する。又、この風W2は、リブ92Aの通気孔92hを通って第2ファン16に至る。リブ92Bが各第2排気口46の下側に配置されるため、各第2排気口46からの排気によって、リブ92Bを挟んで反対側に有る各第1吸気口44等からエアが流入し各第2吸気口48から各第2排気口46への風W2に合流することが防止される。
即ち、第1ファン12(各第1羽根部12a)により電動モータ4が冷却され、第2ファン16によりコントローラ6が冷却される。第1ファン12と第2ファン16との間に配置された隔壁としてのリブ92Bにより、電動モータ4及び第1ファン12が配置される区画(下部)と、コントローラ6及び第2ファン16が配置される区画(上部)とが区切られ、より詳しくは、リブ92Bと、第1出力軸受保持部120と、後リブ121とにより、ハウジング2内部の上部と下部とが分けられる。よって、第1ファン12の風W1と第2ファン16の風W2とは混じり難く、第1ファン12の風W1は電動モータ4の冷却に用いられ、第2ファン16の風W2はコントローラ6の冷却に用いられる。
又、サンダ1は、ハウジング2を備えており、ハウジング2は、電動モータ4及び第1ファン12が配置される第1区画(下部)と、コントローラ6及び第2ファン16が配置される第2区画(上部)とを区切る左右のリブ92Bを有している。よって、電動モータ4を冷却する第1ファン12の風W1が第1区画を通り、コントローラ6を冷却する第2ファン16の風W2が第2区画を通り、これらの風W1,W2はリブ92Bにより隔てられ、他方を妨げることなく独立して流れて、コントローラ6又は電動モータ4を効率良く冷却する。
更に、第2ファン16は、電動モータ4の電動モータ軸80に設けられている。よって、第2ファン16は、パッド14を駆動する電動モータ4によって効率的に駆動される。
又更に、第2ファン16は、コントローラ6と、上面視で一部が重なっている。よって、コントローラ6が効率良く冷却され、サンダ1が前後方向あるいは左右方向にコンパクトになる。
加えて、電動モータ4は、ブラシレスモータである。よって、コントローラ6が比較的に発熱し易いブラシレスモータにおいて、電動モータ4及びコントローラ6が十分に冷却されることとなる。
又、サンダ1は、ハウジング2を備えており、ハウジング2の前部から外方に膨出する膨出部30が設けられている。よって、サンダ1が一層握り易いものとなる。
更に、コントローラ6は、コンデンサ99を有しており、コンデンサ99は、第2ファン16の上流側に配置されている。よって、コンデンサ99が十分に冷却される。
第2ファン16は、コントローラ6に加えて、電動モータ4等の他の部材を冷却しても良い。第1ファン12についても、第2ファン16と同様である。
ハウジング2の隔壁は、左ハウジング2L及び右ハウジング2Rとは別体でこれらの少なくとも一方の内面に立てられるものであっても良いし、又内部に別の区画としての空洞を有していても良い。
第1ファン12は、各部分の形状及び数の少なくとも一方が変更されても良いし、羽根部の一部に肉厚部(バランス部)の機能が付与されても良いし、肉厚部が省略されても良い。
パッド14は、ボールベアリング134の内筒内に第1ファン12の中央下部が入らないようにして、出力軸10に直接固定されても良い。
各種軸受及びネジ、ボタンのうちの少なくとも何れかの数が増減されたり、電動モータ側プーリ91及び出力軸側プーリ114がベルト122を要しないギヤとされたり、各種のネジの少なくとも何れかがピンとされたり、バッテリ8を取り付けたサンダ1においてバッテリ8が充電可能とされたり、使い切りのバッテリ8が採用されたり、ハウジング2の括れ部36の数が3箇所以上とされたりする等、各種部材の機能、配置、種類、数、形式の少なくとも何れかが適宜変更されても良い。又、本発明は、パッド14がオービタル回転するオービタルサンダ以外の他のサンダ、あるいはグラインダ、ポリッシャ等の他の携帯用研磨機に適用されても良い。
Claims (7)
- パッドを駆動する電動モータと、
前記電動モータを制御するコントローラと、
前記電動モータを冷却するための第1ファンと、
前記コントローラを冷却するための第2ファンと、
を備えている
ことを特徴とする携帯用研磨機。 - ハウジングを備えており、
前記ハウジングは、前記電動モータ及び前記第1ファンが配置される第1区画と、前記コントローラ及び前記第2ファンが配置される第2区画とを区切る隔壁を有している
ことを特徴とする請求項1に記載の携帯用研磨機。 - 前記第2ファンは、前記電動モータの電動モータ軸に設けられている
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の携帯用研磨機。 - 前記第2ファンは、前記コントローラと、上面視で一部又は全部が重なっている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れかに記載の携帯用研磨機。 - 前記電動モータは、ブラシレスモータである
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4の何れかに記載の携帯用研磨機。 - ハウジングを備えており、
前記ハウジングの前部から外方に膨出する膨出部が設けられている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項5の何れかに記載の携帯用研磨機。 - 前記コントローラは、コンデンサを有しており、
前記コンデンサは、前記第2ファンの上流側に配置されている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項6の何れかに記載の携帯用研磨機。
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