JP4018216B2 - Hand-held machine tool - Google Patents

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JP4018216B2
JP4018216B2 JP34507197A JP34507197A JP4018216B2 JP 4018216 B2 JP4018216 B2 JP 4018216B2 JP 34507197 A JP34507197 A JP 34507197A JP 34507197 A JP34507197 A JP 34507197A JP 4018216 B2 JP4018216 B2 JP 4018216B2
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commutator
casing
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machine tool
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ヘース シュテファン
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の部分から組立て可能なモータケーシングを備えた手持ち式工作機械であって、モータケーシングが、ロータを備えた電気モータを整流子と共に受容しており、電気モータが、その軸線に沿ってモータケーシングの後方部分であるエンドケーシングから、前方部分であるフロントケーシングに向かって案内される冷却空気流によって、冷却可能である形式のもの関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷却空気が吸い込まれて機械を通流する公知のすべての手持ち式工具、特にアングルグラインダでは、摩耗を惹起する研削ダストもまた、外部から吸い込まれる冷却空気と一緒に機械の内部に吸い込まれて、炭素ブラシと整流子との間に達してしまい、その結果これによって炭素ブラシ及び整流子は著しく摩耗することになる。
【０００３】
さらに炭素ブラシは、炭素ブラシガイド内への微細な研削ダストの侵入によって固着してしまうことがあり、これによって炭素ブラシはそのコンタクト面の摩耗時に半径方向で整流子に向かってさらに追従接近移動することができなくなる。この場合アーク及びその結果としていわゆるブラシファイアが形成され、これによって長期にわたって整流子が燃やされたり、ひいては破壊されたりする。
【０００４】
吸い込まれる研削ダストが導電性の材料から成っている場合には、整流子積層板の間においてクリーブ区間が形成され、その結果異なった電位の間における短絡、ひいてはモータの故障が引き起こされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この課題を解決するために本発明の構成では、冒頭に述べた形式の手持ち式工作機械を改良して、冷却空気と一緒に吸い込まれる摩耗を惹起するダストに対して鈍感な手持ち式工作機械を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、整流子がモータケーシングのフロントケーシング内に配置されていて、該フロントケーシングが、整流子を取り囲む障壁を有しており、フロントケーシングに取り付けられるエンドケーシングが、障壁を半径方向において取り囲んでおり、これによって完全に組み立てられたモータケーシングでは、冷却空気が障壁に沿って案内可能であり、この際に冷却空気の小部分は直接整流子に沿って該整流子を擦過し、冷却空気の大部分は、整流子に接触することなしに電気モータに沿って流れるようになっている。
【０００７】
【発明の効果】
このように構成された本発明による手持ち式工作機械は、公知のものに比べて次のような利点、すなわち整流子の領域における摩耗が減じられ、かつ炭素ブラシの耐用寿命が延ばされる、という利点を有している。さらに、ブラシファイアの阻止によって妨害防止が改善され、かつクリープ区間も形成され得ない。これによってダストに対する耐性はほぼ１０倍もの耐用寿命に改善され、炭素ブラシの耐用時間は約１５時間の延ばされ、整流子の摩耗はほぼ５０％未満に減じられる。
【０００８】
冷却空気流が整流子の周りを案内され、かつ冷却空気の一部が整流子に達することによって、整流子は十分に冷却されるが、摩耗を惹起するダスト粒子の供給はほぼ完全に回避される。
【０００９】
障壁が整流子を全面的にボックス形に取り囲んでいることによって、主冷却空気流からの整流子の全面的な遮蔽が達成される。
【００１０】
障壁が該障壁を取り囲む機械ケーシングと一緒に、ほぼ１ミリメートル幅の間隙を形成し、この間隙を通して冷却空気に一部が整流子に案内可能であることによって、整流子は十分に冷却される。
【００１１】
障壁に設けられた貫流開口がケーブルの直径よりも幾分大きいことによって、冷却空気の一部はケーブル通路を通って進入して、整流子を冷却することができる。この場合摩耗を惹起する粒子は冷却空気から分離される。
【００１２】
障壁が冷却空気流に対して直角に配置されていることによって、冷却空気は障壁のところで実質的に直角に変向され、連行される、特に粗粒のダストは強い加速によって分離される。ボックス形の障壁領域のところを冷却空気の主流部分が大きな速度で擦過して流れることによって、障壁によって遮蔽された領域の内部において、冷却空気のさらなる供給を生ぜしめるインジェクタ作用が生ぜしめられる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に図面につき本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１に縦断面図で示された手持ち式工作機械は、フロントケーシング１４とエンドケーシング１６とから成るモータケーシング１２を備えたアングルグラインダ１０である。エンドケーシング１６は側部の吸気スロット１７（図２参照）を有しており、これらの吸気スロット１７は、駆動装置として働く電気モータ１８の後ろに位置している。この電気モータ１８はモータ軸２１を備えたロータ２０を有しており、電気モータ１８の整流子２４には、２つの渦巻きばねによって整流子２４に押し付けられる２つの炭素ブラシ２２を介して、電気エネルギが供給される。観察方向で見て右に向かって炭素ブラシ２２のための圧縮ばね２６の後ろには、半径方向外側に向かって延びる複数の障壁２８が配置されており、これらの障壁２８はフロントケーシング１４の一部である。障壁２８と、軸方向においてフロントケーシング１４にセットされるエンドケーシング１６との間には、半径方向において約１ミリメートルの幅のスロットが開放されたままであり、このスロットを通って、吸い込まれた冷却空気（流れ方向を示す矢印３８参照）は、２つの炭素ブラシ２２の上を擦過して、両炭素ブラシ２２及び整流子２４を冷却することができる。冷却空気の主部分は障壁２８の側部をサイド障壁３０に沿って案内され、したがって絞られずに整流子２４と接触することなしに電気モータ１８のロータ２０の上を擦過することができ、そしてファン車３１によって吸い込まれて、このファン車３１とフロントケーシング１４及び伝動装置ケーシング３２における排気スロット３５とを通過して、外部に向かって流出することができる。サイド障壁３０は、炭素ブラシ２２及び整流子２４への主空気流の進入を阻止する。伝動装置ケーシング３２は、作業スピンドル３６を駆動する直交伝動装置３４を有している。
【００１５】
図２は手持ち式工作機械１０を上から見た図であり、図２には、フロントケーシング１４及びエンドケーシング１６とを備えたモータケーシング１２及び排気スロット３５を備えた伝動装置ケーシング３２が明瞭に示されている。また、外部から吸い込まれる冷却空気（冷却空気の流れを示す矢印３８参照）が流入するための後方の吸気スロット１７も明瞭に示されている。フロントケーシング１４は、図１に示された電気モータ１８へのエネルギ供給を接続／遮断するための側部のスライドスイッチ１９を有している。
【００１６】
フロントケーシング１４及びエンドケーシング１６は図３では斜視図で示されており、この斜視図である図３から障壁２８，３０の位置が明瞭に分かる。さらに図３から、エンドケーシング１６における吸気スロット１７の配置形式も明らかである。
【００１７】
エンドケーシング１６は軸方向においてフロントケーシング１４に被せ嵌め可能であり、その結果エンドケーシング１６はその前方の管領域１６′でフロントケーシング１４のリングカラー１４′に係合する。
【００１８】
図４にはフロントケーシング１４が前方から見た斜視図で示されており、この場合障壁２８，３０の配置形式が特に明瞭である。またこの図４から特に明らかに分かるように、フロントケーシング１４の長手方向軸線に対して直角に配置された障壁２８と、長手方向軸線に対して平行に配置された側部の障壁３０とから、ボックス形の室が形成され、この室内において炭素ブラシ２２は冷却空気から遮蔽され、同様にボックス形の領域に配置された渦巻きばね２６によって、半径方向で整流子２４に向かって移動させられる。サイド障壁３０に沿って冷却空気は絞られずに、電気モータ１８のロータ２０に向かって流れかつこのロータ２０を有利な形式で冷却することができる。これに対して炭素ブラシ２２及び整流子２４は主空気流から遮蔽されているので、主空気流の約１０％の二次空気流によって十分に冷却され、しかしながらこの場合冷却空気流における摩耗を惹起するダストの１０％未満しか、障壁２８，３０によって形成されたボックス形の領域に侵入することができず、ほとんどのダストは、空気流に対して直角に配置された障壁２８において分離される。
【００１９】
図３には障壁２８の上に設けられた切欠き４０が示されており、この切欠き４０は給電のための電気ケーブルをクランプするために働く。切欠き４０は、電気ケーブルと炭素ブラシ２２との間の結合箇所に対する引張り負荷軽減のために役立つ。
【００２０】
切欠き４０は、電気ケーブル敷設時になお空気通流のための開口が１つ残され、ダスト粒子が追従することなく、この開口を通して冷却空気が整流子２４及び炭素ブラシ２２に達することができるように、寸法設定されている。
【００２１】
障壁２８において分離されたダストは、冷却空気の主流によって捕らえられ、この冷却空気によって電気モータ１８を貫いて排気スロット３５から外に運ばれる。長手方向に延びるサイド障壁３０に沿って比較的素早く流れる主冷却空気によって、障壁２８，３０によるボックス形の空間の内部において負圧作用が生じ、この負圧作用は、障壁２８，３０とエンドケーシング１６との間のスロットを通して冷却空気を強く供給するために働く。これによって機械のダストに対する耐用時間は１０時間から１００時間に改善され、この場合炭素ブラシの耐用時間は、１５時間長くなり、整流子の摩耗も５０％未満に減じられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアングルグラインダを示す縦断面図である。
【図２】図１に示されたアングルグラインダを上から見た平面図である。
【図３】本発明による機械ケーシングを分解して示す斜視図である。
【図４】モータケーシングの前方部分を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ アングルグラインダ、 １２ モータケーシング、 １４ フロントケーシング、 １４′ リングカラー、 １６ エンドケーシング、 １６′ 管領域、 １７ 吸気スロット、 １８ 電気モータ、 １９ スライドスイッチ、 ２０ ロータ、 ２２ 炭素ブラシ、 ２４ 整流子、 ２６ 圧縮ばね、２８ 障壁、 ３０ サイド障壁、 ３１ ファン車、 ３２ 伝動装置ケーシング、 ３４ 直交伝動装置、 ３５ 排気スロット、 ３６ 作業スピンドル、 ３８ 矢印、 ４０ 切欠き（ケーブル通路）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a hand-held machine tool including a motor casing that can be assembled from a plurality of parts. The motor casing receives an electric motor including a rotor together with a commutator, and the electric motor is disposed on an axis thereof. A type that can be cooled by a flow of cooling air guided from an end casing that is a rear part of the motor casing to a front casing that is a front part.
[0002]
[Prior art]
In all known hand-held tools, especially angle grinders, where cooling air is drawn and flowing through the machine, abrasive dust that causes wear is also drawn into the machine together with cooling air drawn from the outside, It reaches between the carbon brush and the commutator, which results in significant wear of the carbon brush and commutator.
[0003]
In addition, the carbon brush may stick due to fine grinding dust intruding into the carbon brush guide, which causes the carbon brush to follow and move further toward the commutator in the radial direction when the contact surface is worn. I can't do that. In this case, an arc and, as a result, a so-called brush fire is formed, which causes the commutator to burn or break down over time.
[0004]
If the grinding dust sucked in is made of a conductive material, a cleave section is formed between the commutator laminates, resulting in a short circuit between different potentials and thus a motor failure.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In order to solve this problem, the construction of the present invention improves the hand-held machine tool of the type described at the beginning to provide a hand-held machine tool that is insensitive to dust that causes wear sucked together with cooling air. provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, in the configuration of the present invention, the commutator is disposed in the front casing of the motor casing, and the front casing has a barrier surrounding the commutator and is attached to the front casing. In the case of a fully assembled motor casing, the casing surrounds the barrier in the radial direction so that cooling air can be guided along the barrier, with a small part of the cooling air directly along the commutator The commutator is abraded so that most of the cooling air flows along the electric motor without contacting the commutator.
[0007]
【The invention's effect】
The hand-held machine tool according to the present invention constructed as described above has the following advantages over the known ones, that is, the wear in the commutator region is reduced and the service life of the carbon brush is extended. have. Furthermore, the prevention of interference is improved by blocking the brush fire, and no creep section can be formed. This improves the resistance to dust to almost 10 times the service life, extends the service life of the carbon brush by about 15 hours and reduces commutator wear to less than 50%.
[0008]
As the cooling air flow is guided around the commutator and a part of the cooling air reaches the commutator, the commutator is sufficiently cooled, but the supply of dust particles causing wear is almost completely avoided. The
[0009]
Since the barrier surrounds the commutator entirely in a box shape, a full shielding of the commutator from the main cooling air flow is achieved.
[0010]
The commutator is sufficiently cooled by the barrier, together with the mechanical casing surrounding the barrier, forming a gap of approximately 1 millimeter width through which a portion can be guided to the cooling air by the cooling air.
[0011]
Because the flow-through opening in the barrier is somewhat larger than the cable diameter, some of the cooling air can enter through the cable passage to cool the commutator. In this case, particles that cause wear are separated from the cooling air.
[0012]
By arranging the barrier at right angles to the cooling air flow, the cooling air is diverted at a substantially right angle at the barrier and entrained, especially coarse dust, is separated by strong acceleration. The mainstream portion of the cooling air flows through the box-shaped barrier region at a high velocity, thereby causing an injector action that causes a further supply of cooling air inside the region shielded by the barrier.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
A hand-held machine tool shown in a longitudinal sectional view in FIG. 1 is an angle grinder 10 including a motor casing 12 including a front casing 14 and an end casing 16. The end casing 16 has side intake slots 17 (see FIG. 2) which are located behind an electric motor 18 which acts as a drive. The electric motor 18 has a rotor 20 having a motor shaft 21, and the commutator 24 of the electric motor 18 is electrically connected to two commutators 24 pressed against the commutator 24 by two spiral springs. Energy is supplied. A plurality of barriers 28 extending radially outward are disposed behind the compression spring 26 for the carbon brush 22 toward the right as viewed in the observation direction. Part. Between the barrier 28 and the end casing 16 which is set axially in the front casing 14, a slot with a width of approximately 1 mm remains open in the radial direction, through which cooling is drawn. Air (see arrow 38 indicating the direction of flow) can scrub over the two carbon brushes 22 to cool both the carbon brushes 22 and the commutator 24. The main part of the cooling air is guided along the side barrier 30 along the side of the barrier 28 and can therefore be squeezed over the rotor 20 of the electric motor 18 without contacting the commutator 24 and The air can be sucked in by the fan wheel 31, pass through the fan wheel 31, the front casing 14, and the exhaust slot 35 in the transmission device casing 32, and flow out to the outside. The side barrier 30 prevents the main air flow from entering the carbon brush 22 and the commutator 24. The transmission casing 32 has an orthogonal transmission 34 that drives the work spindle 36.
[0015]
FIG. 2 is a top view of the hand-held machine tool 10. FIG. 2 clearly shows the motor casing 12 having the front casing 14 and the end casing 16 and the transmission casing 32 having the exhaust slot 35. It is shown. In addition, a rear intake slot 17 through which cooling air sucked from outside (see arrow 38 indicating the flow of cooling air) flows is also clearly shown. The front casing 14 has a side slide switch 19 for connecting / cutting off the energy supply to the electric motor 18 shown in FIG.
[0016]
The front casing 14 and the end casing 16 are shown in a perspective view in FIG. 3, and the positions of the barriers 28 and 30 can be clearly seen from FIG. Further, the arrangement form of the intake slots 17 in the end casing 16 is also apparent from FIG.
[0017]
The end casing 16 can be fitted over the front casing 14 in the axial direction, so that the end casing 16 engages with the ring collar 14 'of the front casing 14 in its front tube region 16'.
[0018]
FIG. 4 is a perspective view of the front casing 14 as viewed from the front. In this case, the arrangement of the barriers 28 and 30 is particularly clear. Also, as can be seen particularly clearly from FIG. 4, from the barrier 28 arranged perpendicular to the longitudinal axis of the front casing 14 and the side barrier 30 arranged parallel to the longitudinal axis, A box-shaped chamber is formed in which the carbon brush 22 is shielded from the cooling air and is moved radially towards the commutator 24 by a spiral spring 26 which is likewise arranged in the box-shaped region. The cooling air does not squeeze along the side barrier 30 but can flow toward the rotor 20 of the electric motor 18 and cool the rotor 20 in an advantageous manner. On the other hand, the carbon brush 22 and the commutator 24 are shielded from the main air flow, so that they are sufficiently cooled by the secondary air flow of about 10% of the main air flow, but in this case, wear in the cooling air flow is caused. Less than 10% of the dust that enters can enter the box-shaped region formed by the barriers 28, 30, and most of the dust is separated in the barriers 28 arranged perpendicular to the air flow.
[0019]
FIG. 3 shows a notch 40 provided on the barrier 28, which serves to clamp an electrical cable for power supply. The notch 40 serves to reduce the tensile load on the joint between the electric cable and the carbon brush 22.
[0020]
The notch 40 is left with one opening for air flow when the electric cable is laid, so that the cooling air can reach the commutator 24 and the carbon brush 22 through this opening without the dust particles following. Are dimensioned.
[0021]
The dust separated in the barrier 28 is captured by the main flow of cooling air, and is carried out of the exhaust slot 35 through the electric motor 18 by this cooling air. The main cooling air that flows relatively quickly along the longitudinal side barrier 30 causes a negative pressure action inside the box-shaped space by the barriers 28, 30 and this negative pressure action is caused by the barriers 28, 30 and the end casing. It works to supply cooling air strongly through the slots between 16. This improves the service life against mechanical dust from 10 hours to 100 hours, in which case the service life of the carbon brush is increased by 15 hours and the commutator wear is also reduced to less than 50%.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an angle grinder according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the angle grinder shown in FIG. 1 as viewed from above.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a mechanical casing according to the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a front portion of a motor casing.
[Explanation of symbols]
10 angle grinder, 12 motor casing, 14 front casing, 14 'ring collar, 16 end casing, 16' pipe area, 17 intake slot, 18 electric motor, 19 slide switch, 20 rotor, 22 carbon brush, 24 commutator, 26 Compression spring, 28 barrier, 30 side barrier, 31 fan wheel, 32 transmission casing, 34 orthogonal transmission, 35 exhaust slot, 36 work spindle, 38 arrow, 40 notch (cable passage)

Claims (4)

複数の部分（１４，１６）から組立て可能なモータケーシング（１２）を備えた手持ち式工作機械であって、モータケーシング（１２）が、ロータ（２０）を備えた電気モータ（１８）を整流子（２４）と共に受容しており、電気モータ（１８）が、その軸線に沿ってモータケーシング（１２）の後方部分であるエンドケーシング（１６）から、前方部分であるフロントケーシング（１４）に向かって案内される冷却空気流によって、冷却可能である形式のものにおいて、整流子（２４）がモータケーシング（１２）のフロントケーシング（１４）内に配置されていて、該フロントケーシング（１４）が、整流子（２４）を取り囲む障壁（２８，３０）を有しており、フロントケーシング（１４）に取り付けられるエンドケーシング（１６）が、障壁（２８，３０）を半径方向において取り囲んでおり、該障壁（２８，３０）が、整流子（２４）と炭素ブラシ（２２）とをボックス形に取り囲んでいて、該障壁（２８，３０）が一部は冷却空気流に対して直角に、かつ一部は冷却空気に沿って配置されており、これにより冷却空気流に対して直角に配置された障壁部分（２８）が、少なくとも部分的に冷却空気流内に配置されていて、冷却空気が該障壁部分（２８）のところで実質的に直角に変向されて整流子（２４）を冷却し、この際に冷却空気によって連行された、特に粒の粗いダスト粒子が分離されるようになっており、これによって完全に組み立てられたモータケーシング（１２）では、冷却空気が障壁（２８，３０）に沿って案内可能であり、この際に冷却空気の小部分は直接整流子（２４）に沿って該整流子（２４）を擦過し、冷却空気の大部分は、整流子（２４）に接触することなしに電気モータ（１８）に沿って流れるようになっていることを特徴とする手持ち式工作機械。A hand-held machine tool having a motor casing (12) that can be assembled from a plurality of parts (14, 16), the motor casing (12) commutating an electric motor (18) having a rotor (20). The electric motor (18) is received along with the axis (24) from the end casing (16), which is the rear part of the motor casing (12), toward the front casing (14), which is the front part. In a type that can be cooled by a guided cooling air flow, a commutator (24) is arranged in the front casing (14) of the motor casing (12), and the front casing (14) is commutated. End casing (16) having a barrier (28, 30) surrounding the child (24) and attached to the front casing (14) The barrier (28, 30) surrounds radially, said barrier (28, 30) is, optionally surrounds the commutator (24) and carbon brushes (22) in the box-shaped, said barrier (28, 30 ) Are arranged partly at right angles to the cooling air flow and partly along the cooling air, whereby the barrier part (28) arranged at right angles to the cooling air flow is at least partly Disposed in the cooling air stream, the cooling air being deflected substantially perpendicularly at the barrier portion (28) to cool the commutator (24), at this time entrained by the cooling air In particular, coarse dust particles are separated so that in the fully assembled motor casing (12), the cooling air can be guided along the barriers (28, 30). Into a small piece of cooling air The commutator (24) is rubbed directly along the commutator (24) so that most of the cooling air flows along the electric motor (18) without contacting the commutator (24). Hand-held machine tool characterized by 障壁（２８，３０）がエンドケーシング（１６）に対して、規定された空気間隙を形成していて、該空気間隙を通して全冷却空気流の約１０％が、整流子（２４）を介して案内され、残りの冷却空気流が、整流子（２４）に接触することなしに電気モータ（１８）に沿って流れる、請求項１記載の手持ち式工作機械。The barriers (28, 30) form a defined air gap with respect to the end casing (16) through which about 10% of the total cooling air flow is guided through the commutator (24). The hand-held machine tool of claim 1, wherein the remaining cooling airflow flows along the electric motor (18) without contacting the commutator (24) . 障壁（２８，３０）を貫通するケーブル通路（４０）が設けられており、該ケーブル通路（４０）が、整流子（２４）に向かって案内される冷却空気の貫流開口としても働くように寸法設定されていて、障壁（２８，３０）においてダストを分離することができるようになっている、請求項２記載の手持ち式工作機械。A cable passage (40) is provided through the barrier (28, 30), dimensioned so that the cable passage (40) also serves as a flow-through opening for cooling air guided towards the commutator (24). 3. The hand-held machine tool according to claim 2, wherein the machine tool is set and is capable of separating dust at the barrier (28, 30). 障壁（２８，３０）のところを擦過して流れる冷却空気によって、障壁（２８，３０）の後ろに負圧が形成され、この負圧によって冷却空気が障壁（２８，３０）の後ろで整流子（２４）及び炭素ブラシ（２２）に向かって引っ張られる、請求項１記載の手持ち式工作機械。The cooling air flowing through the barriers (28, 30) creates a negative pressure behind the barriers (28, 30), and this negative pressure causes the cooling air to flow behind the barriers (28, 30). The hand-held machine tool according to claim 1, wherein the machine tool is pulled toward the carbon brush (22) and the carbon brush (22).
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