JP5426312B2 - 手持ち式電動グラインダ - Google Patents

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Description

本発明は、手持ち式電動グラインダに係り、特に、ケーシングにおけるモータ収納部分の外周箇所が、操作者から把持を受ける把持部として構成される手持ち式電動グラインダに関するものである。
従来から、ケーシングにおけるモータ収納部分の外周箇所が、操作者から把持を受ける把持部として構成される手持ち式電動グラインダが存在している。この種の手持ち式電動グラインダでは、モータ収納部分と把持部とが重なって設けられているので、例えば、高出力化のためにモータ径を大きくしようとするとケーシングの外径も大きくなってしまうため、作業性が悪化してしまうという不具合が発生することになる。一方、作業性を向上させるためにケーシングの外径を小さくしようとすると、今度はモータ径を小さくしなければならないが、モータ径を小さくするとモータ出力が低下してしまうため、電動グラインダとしての性能を維持できないという問題が発生することになる。つまり、モータ径の拡大化によるモータ出力の維持・向上と、ケーシング外径の小径化による作業性の向上とは、相反する作用効果をもたらすものであり、これらを同時に実現することは非常に困難であった。
そこで、上述した従来の問題点を解決する技術として、例えば、下記特許文献1には、ケーシング(下記特許文献1では、「ハウジング」と記されている。)の一部分にくびれ部を設け、このくびれ部の径をモータの固定子外径よりも小さい径を有するように構成した手持ち式電動グラインダが提案されている。下記特許文献1によれば、くびれ部を形成することで、操作性および作業性の向上した電動グラインダ(下記特許文献1では、「電動工具」と記されている。)を提供することができるとされている。
特開2001−150366号公報
しかしながら、上記特許文献1に開示された構成は、把持部の一部に細径となる箇所を設けただけであり、把持部の全体を小さくすることを断念したものである。具体的に説明すると、上記特許文献1に開示された電動グラインダ(電動工具)では、小径のくびれ部を第一指と第二指とで握り込むことになるが、他の指や手のひらは径の太いままのケーシング(ハウジング)を把持することになるので、作業性の向上は不十分であると言わざるを得ない。
また、出願人による調査の結果、モータ出力を維持させながらも、ケーシング外径の小径化による作業性の向上を図ることのできる技術を開示する文献は見当たらなかった。
本発明は、上述した課題の存在に鑑みて成されたものであって、その目的は、手持ち式電動グラインダが従来から有するモータ出力は維持しながらも、ケーシング外径の小径化による作業性の向上を図ることのできる新たな技術を提供することにある。
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
本発明に係る手持ち式電動グラインダ(10)は、モータ(31)を内部に収納するケーシング(12)と、前記モータ(31)からの回転駆動力を受けて回転駆動する回転工具(21)と、を備え、前記モータ(31)が有するモータ軸(32)と前記回転工具(21)が設置される駆動軸(27)とが直交配置されるとともに、前記ケーシング(12)における前記モータ収納部分の外周箇所が操作者から把持を受ける把持部として構成される手持ち式電動グラインダ(10)であって、前記把持部すべての外径が54mm以下で構成され、前記モータ(31)の固定子(31a)は、コイルエンド部(31c)が金属製のコイルバインダ(31d)にて固定されており、さらに、前記コイルエンド部(31c)と前記コイルバインダ(31d)とが熱収縮性のカバーによって覆われることで絶縁が施されていることを特徴とする。
また、本発明に係る手持ち式電動グラインダ(10)において、前記モータ(31)の固定子(31a)外周面および前記ケーシング(12)の内周面のそれぞれには、互いに対向する位置で凹部(12a,12a,31a,31a)が形成されており、前記モータ(31)の固定子(31a)外周面および前記ケーシング(12)の内周面のそれぞれに形成される一対の凹部(12a,31aおよび12a,31a)が協働して形成する穴部(71,72)に対してピン(73)を挿入することで、前記ケーシング(12)に対する前記モータ(31)の回転止めが成されていることとすることができる。
さらに、本発明に係る手持ち式電動グラインダ(10)において、前記ケーシング(12)は、前記モータ(31)を収納するための収納穴(61)を備えており、前記収納穴(61)は、前記モータ(31)を挿入するための挿入口となる開放口(61a)と、前記開放口(61a)から挿入された前記モータ(31)の挿入側の端部に当接することで前記ケーシング(12)に対する前記モータ(31)の位置決めを行う壁面(61b)と、を有し、前記収納穴(61)に対して前記モータ(31)が挿入された状態にて前記開放口(61a)を閉じるように他のケーシング(15)が設置されることで、前記ケーシング(12)に対する前記モータ(31)の軸方向での抜け止めが成されることが好適である。
本発明によれば、手持ち式電動グラインダが従来から有するモータ出力は維持しながらも、ケーシング外径の小径化による作業性の向上を図ることのできる新たな技術を提供することができる。
本実施形態に係る手持ち式電動グラインダの外観右側面図である。 本実施形態に係る手持ち式電動グラインダの外観正面図である。 本実施形態に係る手持ち式電動グラインダの外観背面図である。 本実施形態に係る手持ち式電動グラインダを底面から見た場合の図であり、回転工具としての砥石、安全カバー、ハウジングを構成する部材の一部などが取り外された状態を示している。 本実施形態に係る手持ち式電動グラインダの内部構造を説明するための縦断面右側面図である。 本実施形態に係る手持ち式電動グラインダの内部構造を説明するための部分横断面上面図である。 図6におけるA−A断面を示す図である。 本実施形態に係るモータの固定子を示す図であり、分図(a)が上面視を、分図(b)が背面視を、分図(c)が右側面視を、分図(d)が正面視を示している。 本実施形態に係るモータの固定子の外観斜視図である。 本実施形態に係る手持ち式電動グラインダの給電機器等が示された要部外観斜視図である。 本実施形態に係る給電機器ユニットを説明するための図であり、分図(a)が正面視を、分図(b)が底面視を、分図(c)が左側面視を示している。
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、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。
図1は、本実施形態に係る手持ち式電動グラインダの外観右側面図であり、図2は、本実施形態に係る手持ち式電動グラインダの外観正面図であり、図3は、本実施形態に係る手持ち式電動グラインダの外観背面図である。また、図4は、本実施形態に係る手持ち式電動グラインダを底面から見た場合の図であり、回転工具としての砥石21、安全カバー22、ハウジング11を構成する部材の一部などが取り外された状態を示している。さらに、図5は、本実施形態に係る手持ち式電動グラインダの内部構造を説明するための縦断面右側面図であり、図6は、本実施形態に係る手持ち式電動グラインダの内部構造を説明するための部分横断面上面図である。
図1〜図6にて示すように、本実施形態に係る手持ち式電動グラインダ10は、手持ち式の携帯用グラインダとして構成されるものであり、操作者が片手で持つ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とを有している。
ハウジング11は、駆動源となるモータ31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31からの回転駆動力を受けてこ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。
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製の部材によって構成されており、このモータケース12におけるモータ収納部分の外周箇所が、操作者から把持を受ける把持部として構成される部材である。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。
モータケース12の前方側に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。
テールカバー14は、樹脂によって構成されている。このテールカバー14は、上下で分割できるように構成されており、例えば図4にて示されるように、底面側の半割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えるようになっている。
手持ち式電動グラインダ10の内部構造を描いた図5および図6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が収納されており、このモータ31は、モータ軸32の軸心が略円筒状のモータケース12の軸心と略重畳するように配置されている。また、モータ軸32の前端部32aはモータケース12内からギアケース13内へと突出し、モータケース12とギアケース13とで挟まれた位置で固定された前部ベアリング17に支持されている。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に支持されている。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を支持されることで、高速回転できるように構成されている。
モータ軸32の前端部32aの側には、モータケース12内に収まるように冷却ファン19が設置されている。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の中心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、外気がモータケース12内に取り込まれ、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、機外に排出されることとなる。
なお、モータ軸32の後端部32bの側には整流子33が取り付けられており、モータケース12に取り付けられたブラシ35がこの整流子33に接触している。整流子33およびブラシ35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。
ギアケース13内には、モータ軸32の前端部32aに固定される小傘歯車23と、この小傘歯車23に噛み合う大傘歯車24が収納されている。大傘歯車24は、ギアケース13内にベアリング25,26を介して垂直に支持された駆動軸27に固定されており、この駆動軸27がギアケース13の下方に突出し、この突出箇所に砥石21が着脱自在に固定されている。これら小傘歯車23、大傘歯車24、駆動軸27等の部材が駆動力伝達手段として機能することにより、直交配置されたモータ軸32と駆動軸27との間での回転駆動力の伝達が実現されている。したがって、モータ31が回転すると、この回転駆動力がモータ軸32から小傘歯車23、大傘歯車24へと伝達され、最終的に駆動軸27を介して砥石21が回転することになるので、被加工対象物に対する研削加工が実行可能となる。
さらに、テールカバー14には、オン・オフスイッチ28やその他の給電機器が収納されており、操作者がオン・オフスイッチ28を切り替え操作することによって、モータ31が回転又は停止し、手持ち式電動グラインダ10の操作を行うことが可能となっている。すなわち、操作者がモータケース12を片手で把持し、他方の手の指でオン・オフスイッチ28をONにすると、モータ31が回転し、モータ軸32から小傘歯車23、大傘歯車24へと動力が伝達され、砥石21が回転する。これにより、被加工対象物に対して研削加工を行うことができる。このとき、モータ軸32の回転と同時に冷却ファン19が回転するので、外気がモータケース12内に取り込まれる。この外気が、モータケース12の内壁面とモータ31との間の隙間を通ってモータ31や整流子33、ブラシ35などの発熱源を冷却した後、モータケース12内を通り抜けて機外に排出されるので、安全・安定した手持ち式電動グラインダ10の動作が実現されている。研削作業が終了し、操作者がオン・オフスイッチ28をOFFにすると、モータ31が停止し、砥石21が回転を停止する。
以上、本実施形態に係る手持ち式電動グラインダ10の基本構成について説明したが、本実施形態に係る手持ち式電動グラインダ10は、さらなる有意な特徴を有している。そこで、図7〜図11を参照図面に加えて、本実施形態に係る手持ち式電動グラインダ10の構成をさらに詳しく説明する。なお、図7は、図6におけるA−A断面を示す図である。また、図8は、本実施形態に係るモータの固定子を示す図であり、分図(a)が上面視を、分図(b)が背面視を、分図(c)が右側面視を、分図(d)が正面視を示している。さらに、図9は、本実施形態に係るモータの固定子の外観斜視図である。またさらに、図10は、本実施形態に係る手持ち式電動グラインダの給電機器等が示された要部外観斜視図であり、図11は、本実施形態に係る給電機器ユニットを説明するための図であり、分図(a)が正面視を、分図(b)が底面視を、分図(c)が左側面視を示している。
まず、図6に示すように、本実施形態に係る手持ち式電動グラインダ10では、ケーシングとして機能するモータケース12に対してモータ31を収納するための収納穴61が形成されている。この収納穴61は、モータ31を挿入するための挿入口となる開放口61aと、この開放口61aから挿入されたモータ31の挿入側の端部に当接することでモータケース12に対するモータ31の位置決めを行う壁面61bとを有して形成されている。したがって、本実施形態の手持ち式電動グラインダ10を組み立てる際には、正面側に開放して設けられた開放口61aからモータ31を挿入し、モータ31の挿入側の端部が壁面61bに対して突き当たるまで挿入されることでモータ31の軸方向での位置決めが行われることとなる。また、モータ31の開放口61a側の端部は、インナーケース16によって押さえられる形で設置されるファンケース15によって押さえられて固定されることとなる。すなわち、収納穴61に対してモータ31が挿入された状態にて開放口61aを閉じるようにファンケース15が設置されるので、モータケース12に対するモータ31の軸方向での抜け止めが実施されることになるのである。なお、本実施形態では、ファンケース15の正面側にさらにインナーケース16が設置されており、モータケース12内に設置されたファンケース15は、ファンケース15とインナーケース16とを挟んでモータケース12に取付けられるギアケース13によって、確実な固定が実施されている。
また、本実施形態に係る手持ち式電動グラインダ10では、ケーシングとして機能するモータケース12と、このモータケース12に収納されるモータ31の固定子31aとの取付け関係が工夫されている。この取り付け関係を実現するための構成を説明すると、図7〜図9にて示されるように、モータ31の固定子31aの外周面には、2筋の凹部31a,31aが形成されている。この2筋の凹部31a,31aは、固定子31aの軸方向に沿って形成されるとともに、軸方向から見たときの凹部31a,31aの溝底形状が略半円形状となるように形成されている。一方、モータケース12の内周面に対しても、固定子31aの凹部31a,31aと互いに対向する位置に2筋の凹部12a,12aが形成されている。モータケース12の内周面に対して形成された凹部12a,12aについても、軸方向から見たときの凹部12a,12aの溝底形状が略半円形状となるように形成されている(特に、図7参照)。
そして、互いに対向配置される一対の凹部12a,31aおよび12a,31aは、互いに協働して穴部71,72を形成している。この穴部71,72については、2つの略半円形状が対向配置されて形成されているので、当然ながら軸方向から見たときに略円形状をして構成されるものである。このような穴部71,72に対して金属製のニードルピン73を挿入設置することで、モータケース12に対する固定子31aの回転止めを行うことが成されている。つまり、従来技術に係るモータの場合における固定子の固定方法は、固定子に孔を設け、ねじによってモータケースに固定するものであったが、このようなねじを用いた固定方法の場合には、固定子の外径が大きくなってしまうので、その結果としてモータケースの外径寸法も大きくならざるを得なかった。一方、本実施形態では、収納穴61の壁面61bや開放口61aを閉じるファンケース15等を用いた軸方向でのモータ固定手段や、穴部71,72とニードルピン73を用いた回転方向でのモータ固定手段を採用しているので、モータケース12の外径寸法を極小化することができている。すなわち、上述した本実施形態の構成を採用したことによって、本実施形態に係る手持ち式電動グラインダ10は、モータ出力を減少させることなくモータ31のコンパクト化を図ることができており、把持部となるモータケース12の外径をより小さくすることに成功している。
なお、上述した構成を実現するために、本実施形態に係るモータ31の固定子31aでは、図8にて示すように、コイルエンド部31cを金属製のコイルバインダ31dによって固定し、さらに、コイルエンド部31cとコイルバインダ31dとが不図示の熱収縮性カバーによって覆われることで絶縁が施されている。さらに、本実施形態に係る固定子31aは、全体がワニスによって固められているので、コイルが動かないように構成されている。コイルバインダ31dと不図示の熱収縮性カバー、およびワニスによる絶縁対策によって、モータケース12に固定子31aを収納するための構成が安全に実現されている。また、この絶縁対策によって、整流子33とコイルエンド部31cとを重ねて配置することが可能となっており、モータ31の全長を効率的にコンパクト化することができている。さらに、この絶縁対策によって、整流子33の外周面とコイルエンド部31cの内周面との隙間を最小限に設定できるため、必要な整流子33の外径に対して、コイルエンド部31cの内径を最小にすることができる。これにより、コイルエンド部31cの外径も最小にすることが可能となり、結果としてモータケース12の外径を小さくすることができる。
さらに、本実施形態に係る手持ち式電動グラインダ10では、モータ軸32の軸径に関して、冷却ファン19が設置される部分の軸径に対して、回転子31bが設置される部分の軸径が大幅に細くなるような構成が採用されている(図5および図6参照)。本実施形態において、非常に細い軸径が採用されたモータ軸32の箇所は、把持部となるモータケース12の箇所と一致している。すなわち、操作者から把持を受ける箇所と重畳する場所に位置するモータ軸32の軸径を極力小さくすることによって、把持部の外径が小さくなるので、作業性を向上させることが可能となるのである。
さらに、本実施形態の改良点として、本実施形態に係るモータ31は非常に細長い外形形状を有するように構成されている。かかる構成は、モータの外径を小さくしたとしても電動工具として必要となるモータ出力を確保するために採られた構成であり、本実施形態では、界磁コアの外径(図7における符号B)をφ43mmと小さくする代わりに、コア長(図8における符号C)を75mm以上となるように設定することとした。このように、モータコアの外径を小さくする代わりにモータのコア長を大きくすることで、従来のモータ出力を維持しながらも外形寸法をコンパクト化したモータ31(すなわち、手持ち式電動グラインダ10)を実現することが可能となっている。
またさらに、本実施形態に係る手持ち式電動グラインダ10では、図5および図6にて示されるように、整流子33の外径寸法が、回転子31bの外径寸法とほぼ等しくなるように構成されている。かかる構成によっても、モータケース12の外径寸法を小さくできるので好適である。特に、整流子33の外周側にはブラシ35が設置されることになり、このブラシ35設置位置はハウジング11全体から見ても突出部となるが、整流子33の外径寸法を回転子31bの外径寸法とほぼ等しくして極小化することにより、ブラシ35の設置に起因するハウジング11の局所的な突出部を極力小さくすることができるので、作業性や外観を向上させることができる点で好ましい。
なお、本実施形態では、上述したモータ31周りの構成の改良によって、把持部となるモータケース12のすべての外径を54mm以下とすることができており、従来の手持ち式電動グラインダでは実現不可能であった把持部の小径化を実現することができている。
以上、本実施形態に係る手持ち式電動グラインダ10におけるモータ31周りの改良点について説明を行った。上述したモータ31関係の改良点については、手持ち式電動グラインダが従来から有するモータ出力は維持しながらも、ケーシング外径の小径化による作業性の向上を図ることを実現するために行われたものである。ただし、本実施形態に係る手持ち式電動グラインダ10では、上述した構成以外にも有意な構成が採用されている。例えば、図10に示されるテールカバー14内に収納されるオン・オフスイッチ28やその他の給電機器については、図11にて示されるように一体に構成されてユニット化された給電機器ユニット80として構成し、取付けの際には、テールカバー14内にユニット化された給電機器ユニット80をそっくりそのまま挿入設置するように構成することができる。このような構成を採用することによって、オン・オフスイッチ28やその他の給電機器の組み立てが容易となり、生産コストを低下させたりメンテナンス性を向上させたりすることが可能となる。
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は限定されない。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。
例えば、上述した本実施形態に係る手持ち式電動グラインダ10では、略円形形状をした2つの穴部が形成された場合を例示して説明を行ったが、この穴部の形状や個数については、ケーシング(モータケース12)に対するモータ(固定子31a)の回転止めが可能であればどのような構成を採用してもよい。
また、上述した実施形態は、本発明が採り得る一形態を例示したに過ぎず、本発明と同様の作用効果を発揮する範囲内において、あらゆる変形形態を採用することが可能である。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得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
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、12a,12a 凹部、13 ギアケース、14 テールカバー、15 ファンケース、16 インナーケース、17 前部ベアリング、18 後部ベアリング、19 冷却ファン、21 砥石、22 安全カバー、23 小傘歯車、24 大傘歯車、25,26 ベアリング、27 駆動軸、28 オン・オフスイッチ、29 ベアリングゴム、31 モータ、31a 固定子、31a,31a 凹部、31b 回転子、31c コイルエンド部、31d コイルバインダ、32 モータ軸、32a 前端部、32b 後端部、33 整流子、35 ブラシ、61 収納穴、61a 開放口、61b 壁面、71,72 穴部、73 ニードルピン、80 給電機器ユニット。

Claims (3)

  1. モータを内部に収納するケーシングと、
    前記モータからの回転駆動力を受けて回転駆動する回転工具と、
    を備え、前記モータが有するモータ軸と前記回転工具が設置される駆動軸とが直交配置されるとともに、前記ケーシングにおける前記モータ収納部分の外周箇所が操作者から把持を受ける把持部として構成される手持ち式電動グラインダであって、
    前記把持部すべての外径が54mm以下で構成され
    前記モータの固定子は、コイルエンド部が金属製のコイルバインダにて固定されており、さらに、前記コイルエンド部と前記コイルバインダとが熱収縮性のカバーによって覆われることで絶縁が施されていることを特徴とする手持ち式電動グラインダ。
  2. 請求項1に記載の手持ち式電動グラインダにおいて、
    前記モータの固定子外周面および前記ケーシングの内周面のそれぞれには、互いに対向する位置で凹部が形成されており、
    前記モータの固定子外周面および前記ケーシングの内周面のそれぞれに形成される一対の凹部が協働して形成する穴部に対してピンを挿入することで、前記ケーシングに対する前記モータの回転止めが成されていることを特徴とする手持ち式電動グラインダ。
  3. 請求項1又は2に記載の手持ち式電動グラインダにおいて、
    前記ケーシングは、前記モータを収納するための収納穴を備えており、
    前記収納穴は、
    前記モータを挿入するための挿入口となる開放口と、
    前記開放口から挿入された前記モータの挿入側の端部に当接することで前記ケーシングに対する前記モータの位置決めを行う壁面と、
    を有し、
    前記収納穴に対して前記モータが挿入された状態にて前記開放口を閉じるように他のケーシングが設置されることで、前記ケーシングに対する前記モータの軸方向での抜け止めが成されることを特徴とする手持ち式電動グラインダ。
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