JP2020199590A - 動力工具 - Google Patents
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Abstract
Description
請求項2に記載の発明は、請求項1の構成において、ハンドル検知機構は、サイドハンドルの取付動作に連動してサイドハンドルの取付を検知することを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2の構成において、ハンドル検知機構は、複数箇所に設けられていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項3の構成において、ハンドル検知機構は、アウタハウジングの左右に設けられていることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4の何れかの構成において、インナハウジングは、最終出力軸と平行な連結軸を介してアウタハウジングに連結されることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5の何れかの構成において、ハンドル検知機構は、非接触式であることを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6の何れかの構成において、ハンドル検知機構は、サイドハンドルの取付時にサイドハンドルが当接する検知部材を前側の支点で揺動可能に有し、検知部材の後部に、サイドハンドルが当接して揺動する検知部材の検知部が設けられ、支点と検知部との間に、サイドハンドルの受け部が設けられていることを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項7の構成において、検知部は、防塵カバーで覆われていることを特徴とする
請求項2に記載の発明によれば、上記効果に加えて、ハンドル検知機構は、サイドハンドルの取付動作に連動してサイドハンドルの取付を検知するので、ハンドル検知機構を設けても検知に係る余計な操作が不要となる。
請求項3に記載の発明によれば、上記効果に加えて、ハンドル検知機構は、複数箇所に設けられているので、複数のハンドルの取付部ごとに独立してサイドハンドルの取付が検知可能となる。
請求項4に記載の発明によれば、上記効果に加えて、ハンドル検知機構は、アウタハウジングの左右に設けられているので、左右のサイドハンドルの取付部に合わせてサイドハンドルの取付が検知可能となる。
請求項5に記載の発明によれば、上記効果に加えて、インナハウジングは、最終出力軸と平行な連結軸を介してアウタハウジングに連結されるので、モータの起動時や最終出力軸に負荷が加わった際の反力が作業者に伝わることを効果的に低減できる。
請求項6に記載の発明によれば、上記効果に加えて、ハンドル検知機構は非接触式であるので、粉塵等の異物による故障や誤検知が生じにくくなり、耐久性や信頼性の向上が期待できる。
請求項7に記載の発明によれば、上記効果に加えて、ハンドル検知機構は、サイドハンドルの取付時にサイドハンドルが当接する検知部材を前側の支点で揺動可能に有し、検知部材の後部に、サイドハンドルが当接して揺動する検知部材の検知部が設けられ、支点と検知部との間にサイドハンドルの受け部が設けられているので、サイドハンドルの取付動作と共に検知部材を確実に揺動させて検知部で検知させることができる。
請求項8に記載の発明によれば、上記効果に加えて、検知部は防塵カバーで覆われているので、粉塵等の異物の侵入を効果的に防止して検知の信頼性を高めることができる。
図1は、動力工具の一例でもある充電式のグラインダの斜視図で、図2はその平面図、図3はその左側面図、図4はその中央縦断面図である。
グラインダ1は、ハウジングとして、前後方向に延びる筒状のアウタハウジング2と、アウタハウジング2内でブラシレスモータ4を保持して前方に突出する筒状のインナハウジング3と、インナハウジング3の前側に連結されてスピンドル6を下向きに突出させるギヤハウジング5とを備えている。
アウタハウジング2は、インナハウジング3を保持する大径の前筒部7と、その後方で上方へ偏心した位置に形成される小径の後筒部8と、後筒部8の後端に形成されるバッテリー装着部9とを一体形成した樹脂製で、左右一対の半割ハウジング2a,2bをネジによって組み付けて形成される。但し、前筒部7の前端は、前方へ向けてさらに拡開した大径部10となっている。バッテリー装着部9には、電源となるバッテリーパック11が上方からスライド装着可能となっている。
このように、ブラシレスモータ4を除く電材部品は、インナハウジング3の後方でアウタハウジング2内に収容されている。
ブラシレスモータ4は、円筒状のステータ32とその内側を貫通するロータ33とからなるインナロータ型で、ステータ32は、複数の積層鋼板から形成される筒状のステータコア34と、ステータコア34の軸方向前後の端面に設けられる前インシュレータ35及び後インシュレータ36と、前後インシュレータ35,36を介してステータコア34に巻回されるコイル37,37・・と、を有する。後インシュレータ36には、ロータコアに挿入された永久磁石67の位置を検出するセンサ回路基板38と、各コイル37をヒュージング端子39を介して結線する端子金具41を備えた結線部材40が取り付けられている。
前インシュレータ35には、上下の凸部42,42の位相に合わせて、第2突出部44まで嵌合する上下一対の嵌合凹部45,45と、左右の凸部42,42の位相に合わせて、第2突出部44まで干渉しない左右一対の面取部46,46とが形成されている。
各凸部42の前側でインナハウジング3内には、リング状のバッフルプレート47が前方から嵌合されている。このバッフルプレート47は、図5,6に示すように、左右に設けたフック片48,48を、前インシュレータ35の面取部46,46の外側で左右の凸部42,42の第2突出部44,44にそれぞれ係止させることで位置決めされている。
また、ベアリングリテーナ50の前面には、根元部56を大径としたピン55,55・・が、同心円上に等間隔をおいて4本突設されている。
一方、インナハウジング3の後部内面には、ベアリングリテーナ50が嵌合可能な内径を有する厚肉部58が突設されている。、後インシュレータ36の外周には、図7(B)に示すように、周方向に等間隔をおいて4つのV字状の切欠き59,59・・が形成されている。
ベアリングリテーナ50の後端内周には、雌ネジ部60が形成されており、厚肉部58にベアリングリテーナ50が挿入された状態で、雌ネジ部60に樹脂製のロックリング61を螺合させることで、ベアリングリテーナ50は後方からロックリング61に押圧されて抜け止めされる。この状態で連結部53は、ロックリング61の中央を貫通してインナハウジング3の後方へ突出している。
回転軸65の後端は、ベアリングリテーナ50の軸受保持部51に保持された軸受68によって軸支され、回転軸65の前端は、ギヤハウジング5とインナハウジング3の拡開部31との間に組み付けられる仕切板69に保持された軸受70に軸支されて、先端をギヤハウジング5内に突出させている。仕切板69の後方で回転軸65には遠心ファン71が取り付けられて、バッフルプレート47の前側でインナハウジング3のテーパ部30から拡開部31に跨がって収容されている。
こうしてブラシレスモータ4を保持するインナハウジング3は、アウタハウジング2によって弾性的に保持されている。以下、この弾性保持構造について詳述する。
まず、ベアリングリテーナ50において、インナハウジング3から後方へ突出する連結部53の貫通孔54には、上下方向に金属製の連結ロッド75が貫通している。この連結ロッド75は、図8(A)及び図9に示すように、アウタハウジング2の半割ハウジング2a,2bにそれぞれ形成された半割部分を合わせて形成される上下一対の角筒状のロッド受け部76,76に上下両端が支持されるもので、各ロッド受け部76は、互いの合わせ面に連結ロッド75の挿入孔77を形成し、内部には、挿入孔77を貫通した連結ロッド75の端部が挿入するラバーキャップ78が保持されている。このラバーキャップ78は左右へ延びる一対の端部79,79を有し、各端部79はロッド受け部76の各半割部分に挿入して支持されている。
よって、インナハウジング3は、ベアリングリテーナ50の連結部53を貫通する連結ロッド75がロッド受け部76,76に支持されることで、連結ロッド75を中心に左右へ揺動可能に保持される。支点となる連結ロッド75は、上下両端がラバーキャップ78,78を介してロッド受け部76,76へ弾性的に保持されることになる。
また、テーパ部30と大径部10との間で筒状ラバー80には、大径部10と同じ外径を有する金属製の固定リング81が外装されている。固定リング81の左右両側面には、上下方向に一対の平面部82,82が形成されている。
また、各ハンドル取付部83の前後上下の中央部には、図5及び図9に示すように、サイドハンドル25の先端に設けたネジ部26をねじ込んで固定するためのネジ孔85が左右方向に貫通形成されており、各ハンドル取付部83には、ネジ孔85にサイドハンドル25が装着されたことを検知するためのハンドル検知機構86が設けられている。
このハンドル検知機構86は、図10にも示すように、サイドハンドル25の装着の有無に応じて位置を変化させる検知プレート87と、サイドハンドル25の装着時の検知プレート87の位置を検知して検知信号をコントローラ20へ出力するフォトインタラプタ88とを含んでなり、サイドハンドル25の検知信号を得た場合にのみコントローラ20はブラシレスモータ4の駆動を許容するようになっている。
また、検知プレート87の後端は、ハンドル取付部83の内部側へ折曲して、ハンドル取付部83に設けたフォトインタラプタ88の収容部92内に挿入され、挿入端には遮光板93が設けられている。収容部92の入口側でハンドル取付部83には、検知プレート87の外側への揺動時に遮光板93と当接して揺動位置を規制するストッパ部94が設けられている。検知プレート87の透孔91よりも後方でハンドル取付部83には、検知プレート87をストッパ部94と当接する外側位置へ付勢するコイルバネ95が収容されている。
スピンドル6は、ギヤハウジング5と、ギヤハウジング5の下部に組み付けられたベアリングボックス105とに保持される上下の軸受106,106に軸支されて下方へ突出し、その下端に円盤状砥石等の先端工具107(図4)が装着可能となっている。ベアリングボックス105の外周には、先端工具107の後半部を覆うホイールカバー(図示略)が装着可能となっている。
以上の如く構成されたグラインダ1においては、左右のハンドル取付部83,83の何れか一方にサイドハンドル25を、検知プレート87の透孔91を介してネジ部26をネジ孔85にねじ込むと、ネジ部26を保持するサイドハンドル25の先端部27が検知プレート87を内側へ押し込んでコイルバネ95の付勢に抗して受け部98に押し付ける。このサイドハンドル25の装着と共に検知プレート87は内側位置へ揺動して遮光板93がフォトインタラプタ88の受光部97の光を遮る。
そして、後筒部8を把持した指でロックオフレバー19を回転させてロックを解除した状態でスイッチレバー16を握り込むと、前述のように押圧板18がプランジャ13を押し込んでメインスイッチ12を先にON動作させる。これによりバッテリーパック11からの電源がコントローラ20の制御回路基板21に供給される。ここで制御回路基板21は、フォトインタラプタ88からの検知信号の有無を確認する。
しかし、インナハウジング3とアウタハウジング2との間には筒状ラバー80が介在されているため、振動が効果的に絶縁され、アウタハウジング2への振動が低減される。よって、メインハンドルである後筒部8を把持する作業者の手に振動が伝わりにくくなる。また、サイドハンドル25も、振動が絶縁されるアウタハウジング2のハンドル取付部83に装着されているため、サイドハンドル25を把持する作業者の手に振動が伝わりにくくなり、低振動化が達成できる。
アウタハウジング2内の空気流は、メインスイッチ12及びマイクロスイッチ14を通過してそれぞれ冷却した後、ベアリングリテーナ50に設けた透孔52を介してインナハウジング3内に進入し、ブラシレスモータ4のステータ32とロータ33との間を通ってブラシレスモータ4を冷却する。その後、テーパ部30から拡開部31を通って仕切板69を介してギヤハウジング5に至り、排気口103から外部へ排出される。
このように、上記形態のグラインダ1においては、ブラシレスモータ4(モータ)を収容するインナハウジング3と、ブラシレスモータ4の前方に配置されるスピンドル6(最終出力軸)と、インナハウジング3を内側に配置して後筒部8(ハンドル)が一体に設けられるアウタハウジング2と、を含み、インナハウジング3とアウタハウジング2とは、スピンドル6と平行な連結ロッド75(連結軸)を介して相対回転可能に連結される一方、インナハウジング3は、連結ロッド75の前方に配置した筒状ラバー80(前側弾性体)を介してアウタハウジング2に保持されている。よって、振動や反力が作業者に伝わることを効果的に低減でき、使用感や操作性が良好となる。
また、アウタハウジング2に、ハンドル取付部83(サイドハンドルの取付部)が設けられているので、サイドハンドル25に対しても振動や反力の伝達が効果的に防止可能となる。
さらに、アウタハウジング2は、左右一対の半割ハウジング2a,2bを組み付けてなるものとして、各半割ハウジング2a,2bを、インナハウジング3に筒状ラバー80を介して外装される固定リング81(リング)に固定しているので、半割ハウジング2a,2b同士が固定リング81を介して強固に連結可能となる。
また、インナハウジング3におけるブラシレスモータ4の収容部を筒状としているので、筒状ラバー80による振動絶縁が全周に亘って効果的に行える。
さらに、ブラシレスモータ4以外のメインスイッチ12、マイクロスイッチ14、コントローラ20、端子台24といった電材部品をアウタハウジング2内に収容しているので、これらの電材部品を、振動源であるブラシレスモータ4や先端工具107から離れた位置で且つ振動が絶縁された状態で配置でき、振動からの電材部品の保護に繋がる。
加えて、アウタハウジング2に電源となるバッテリーパック11(バッテリー)が設けられているので、アウタハウジング2の質量が増加し、振動低減に効果的となる。
そして、ラバーキャップ78の方が筒状ラバー80よりも硬度が低い設定となっているので、反力の伝達防止に効果的となる。
また、この発明では、ハンドル取付部をアウタハウジングに設ける構成は必須ではなく、従来のようにギヤハウジングにサイドハンドルを設けるものであっても、インナハウジングの弾性保持による一定の振動低減効果は得られる。
さらに、アウタハウジングは、上記形態のように半割構造でなく、インナハウジングと同様に一体の筒状であっても差し支えない。バッテリーを利用しないACグラインダであってもよいし、ブラシレス以外のモータを使用してもよい。
このように、上記形態のグラインダ1(動力工具)においては、ブラシレスモータ4(モータ)を収容するインナハウジング3と、ブラシレスモータ4によって駆動するスピンドル6(最終出力軸)と、インナハウジング3を内側に配置して後筒部8(ハンドル)が一体に設けられるアウタハウジング2と、を含み、インナハウジング3は、筒状ラバー80(弾性体)を介してアウタハウジング2に保持される一方、アウタハウジング2に、ハンドル取付部83(サイドハンドルの取付部)と、サイドハンドル25の取付を検知するハンドル検知機構86とが設けられている。すなわち、ハンドル検知機構86は、振動源であるブラシレスモータ4及びスピンドル6(先端工具107)とは筒状ラバー80によって振動が絶縁されたアウタハウジング2に設けられることになる。よって、振動の影響を受けることなく耐久性及び信頼性の高いハンドル検知機構86を備えたグラインダ1を得ることができる。
また、ハンドル検知機構86は、複数箇所(ここでは2箇所)に設けられているので、複数のハンドル取付部83ごとに独立してサイドハンドル25の取付が検知可能となる。
さらに、ハンドル検知機構86は、アウタハウジング2の左右に設けられているので、左右のハンドル取付部83に合わせてサイドハンドル25の取付が検知可能となる。
加えて、インナハウジング3は、スピンドル6と平行な連結ロッド75(連結軸)を介してアウタハウジング2に連結されるので、ブラシレスモータ4の起動時や先端工具107に負荷が加わった際の反力が作業者に伝わることを効果的に低減できる。
また、ハンドル検知機構86は、サイドハンドル25の取付時にサイドハンドル25が当接する検知プレート87(検知部材)を前側の支点ピン90(支点)で揺動可能に有し、検知プレート87の後部に、サイドハンドル25が当接して揺動する検知プレート87を検知するフォトインタラプタ88(検知部)が設けられ、支点ピン90とフォトインタラプタ88との間に、サイドハンドル25の受け部98が設けられているので、サイドハンドル25の取付動作と共に検知プレート87を確実に揺動させてフォトインタラプタ88で検知させることができる。
さらに、フォトインタラプタ88は、防塵カバー88aで覆われているので、粉塵等の異物の侵入を効果的に防止して検知の信頼性を高めることができる。
また、検知部としてはフォトインタラプタに限らず、磁石を用いた近接センサ等の他の非接触式のセンサを用いてもよいし、マイクロスイッチや圧力スイッチ等の接触式のセンサを用いてもよい。
さらに、上記形態ではハンドル取付部ごとにそれぞれハンドル検知機構を設けているが、ハンドル検知機構の構成によって複数のハンドル取付部を1つのハンドル検知機構でそれぞれ検知させることも可能である。
そして、この発明は、グラインダに限らず、サイドハンドルの取付部を備えたものであれば、アングルドリルやサンダ等の他の動力工具にも適用可能である。よって、インナハウジングとアウタハウジングとを連結軸で連結する構造を採用する場合、最終出力軸が下向きでなければそれに合わせて連結軸の向きを平行にすればよい。
その他、バッテリーを用いないAC工具であってもよいし、ブラシレス以外のモータを使用してもよい。
Claims (8)
- モータを収容するインナハウジングと、
前記モータによって駆動する最終出力軸と、
前記インナハウジングを内側に配置してハンドルが一体に設けられるアウタハウジングと、を含み、
前記インナハウジングは、弾性体を介して前記アウタハウジングに保持される一方、
前記アウタハウジングに、サイドハンドルの取付部と、前記サイドハンドルの取付を検知するハンドル検知機構とが設けられていることを特徴とする動力工具。 - 前記ハンドル検知機構は、前記サイドハンドルの取付動作に連動して前記サイドハンドルの取付を検知することを特徴とする請求項1に記載の動力工具。
- 前記ハンドル検知機構は、複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の動力工具。
- 前記ハンドル検知機構は、前記アウタハウジングの左右に設けられていることを特徴とする請求項3に記載の動力工具。
- 前記インナハウジングは、前記最終出力軸と平行な連結軸を介して前記アウタハウジングに連結されることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の動力工具。
- 前記ハンドル検知機構は、非接触式であることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の動力工具。
- 前記ハンドル検知機構は、前記サイドハンドルの取付時に前記サイドハンドルが当接する検知部材を前側の支点で揺動可能に有し、前記検知部材の後部に、前記サイドハンドルが当接して揺動する前記検知部材の検知部が設けられ、前記支点と前記検知部との間に、前記サイドハンドルの受け部が設けられていることを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の動力工具。
- 前記検知部は、防塵カバーで覆われていることを特徴とする請求項7に記載の動力工具。
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