JP5836876B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、電動工具に関し、詳しくは、手で握って使用する電動工具に関する。

電力により回転駆動する駆動モータを内蔵する電動工具が広く使用されている。このような電動工具には、例えばディスクグラインダのように、手で握って使用する電動工具が知られている。このような電動工具は、駆動モータを内装するハウジングの外周に手握り可能となるグリップ形状が形成されている。
一方、電動工具に内蔵される駆動モータは、スピンドルを回転駆動させるために発熱してしまう。このため、このような駆動モータには、冷却風となる風を当てる冷却ファンが設けられている。この冷却ファンは、回転駆動するスピンドルに取り付けられてスピンドルと一体回転する。このように取り付けられた冷却ファンは、スピンドルの回転駆動とともに回転して、電動工具外部の空気（外気）を電動工具内部に吸引し、モータ冷却風として風を駆動モータに吹き当てる。

他方、駆動モータは、磁力を発生する部品（以下、「磁力発生部品」と称することがある。）を具備して構成されるため、駆動モータに対して吹き当てられるモータ冷却風に鉄粉等の粉塵が混入していると、磁力発生部品の磁力を低下させてしまう原因にもなりかねない。このため、上記したモータ冷却風から、このような粉塵を除去するようにしておきたい。そこで、従来では、電動工具外部から電動工具内部に吸引される吸気部分に複雑化した通気路（ラビリンス構造）を配設したり（特許文献１参照）、電動工具内部に吸引される吸気部分に除塵フィルタを配設したりして（特許文献２および特許文献３参照）、吸引される外気に混ざる粉塵を除去するようにしたものが知られている。

特開２００８−３０２４６７号明細書 実開平２−８５５５５号明細書 特開２００２−２８３２５５号明細書

ところで、上記した特許文献１〜３にて開示される電動工具にあっては、従来の電動工具に対して、外気に混ざる粉塵を除去する構造が付加されることによって成し得るものとなっていた。しかしながら、このような構成では、従来の電動工具自体に対して粉塵を除去する構造を付加するだけ、電動工具の大きさを大きくさせてしまったり、電動工具の総重量を重くさせてしまったりする。そうすると、このような電動工具を手で握って使用しようとすると、このように付加した構造によって従来の電動工具よりも扱い難いものとなってしまう。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、手で握って使用する電動工具において、電動工具自体の大きさや総重量をなるべく変えないようにして従来の電動工具と同様の扱い易さを維持しながら、駆動モータを冷却するモータ冷却風を除塵するようにすることにある。

上記した課題を解決するにあたって、本発明に係る電動工具は次の手段をとる。
すなわち、本発明の第１の発明に係る電動工具は、外部に使用時に手で握られるグリップ形状が設けられ、且つ内部に駆動源となる電動式のブラシレスモータが内装される装置ハウジングを備えた電動工具であって、前記ブラシレスモータには、該ブラシレスモータの回転駆動力を受けて回転することによりモータ冷却風を生ずる冷却ファンが設けられており、前記装置ハウジングには、前記冷却ファンにより生じたモータ冷却風により、該装置ハウジングの内部に該装置ハウジングの外部の外気を吸引させる吸気口が設けられており、前記装置ハウジングに設けられた前記吸気口から、該装置ハウジングの内部の前記ブラシレスモータまでの間に、前記吸気口から吸引された外気を除塵する除塵構造が配設されている、ことを特徴とする。
この第１の発明に係る電動工具によれば、使用時に装置ハウジングの外部のグリップ形状を手で握って使用することができる。また、装置ハウジングの内部には、モータ冷却風を生ずる冷却ファンが設けられているので、この冷却ファンにて生じたモータ冷却風により、回転駆動することによって発熱するブラシレスモータを冷却することができる。ここで、装置ハウジングに設けられた吸気口から、装置ハウジングの内部のブラシレスモータまでの間には、吸気口から吸引された外気を除塵する除塵構造が配設されているので、吸気口から吸引された外気に混入される粉塵を除去して、ブラシレスモータを冷却するモータ冷却風を綺麗な風にして送ることができる。このようにして、電動工具自体の大きさや総重量をなるべく変えないようにして従来の電動工具と同様の扱い易さを維持しながら、電動式のブラシレスモータを冷却するモータ冷却風を除塵することができる。なお、ここで称する『粉塵』の語義は、鉄や石等を研磨する際に生じる切り粉をはじめとして木屑や水滴等も含み、これら粉塵に類するもの全てを総称するものとなっている。

第２の発明に係る電動工具は、前記第１の発明に係る電動工具において、前記除塵構造は、前記吸気口から吸引された外気に前記装置ハウジングの内部で旋回気流を生じるように該吸気口から吸引された外気に作用する気流発生機構を備え、前記吸気口から吸引され前記気流発生機構により前記装置ハウジングの内部で旋回気流が生じた外気は、該旋回気流による遠心分離作用によって除塵される、ことを特徴とする。
この第２の発明に係る電動工具によれば、吸気口から吸引され気流発生機構により装置ハウジングの内部で旋回気流が生じた外気は、この旋回気流による遠心分離作用によって除塵されることとなるので、フィルタ等の濾過構成を介さずに外気を除塵することができる。これによって、濾過構成により冷却ファンによる吸引風の風圧を下げることなく、外気を吸引することができる。したがって、外気を装置ハウジングの外部から吸引するにあたって、この吸引される外気の風量を良好な風量にすることができながら、この吸引された外気を除塵することができる。

第３の発明に係る電動工具は、前記第２の発明に係る電動工具において、前記気流発生機構は、前記装置ハウジングの内部で前記グリップ形状の長手軸方向に沿って旋回気流が生じるように、前記吸気口から吸引された外気の気流をガイドするように作用する気流ガイド壁構造が設けられることにより構成されている、ことを特徴とする。
この第３の発明に係る電動工具によれば、気流発生機構は、装置ハウジングの内部でグリップ形状の長手軸方向に沿って旋回気流が生じるように、吸気口から吸引された外気の気流をガイドするように作用する気流ガイド壁構造が設けられるので、旋回気流が流れるモータ冷却風の道程を最も長い距離に設定することができる。これによって、旋回気流の遠心分離作用によって外気を除塵するにあたって、グリップ形状の長さに応じてなるべく長い長さに設定して、旋回気流を発生させることができる。したがって、なるべく長い距離で旋回させることができるようにして、遠心分離作用による除塵効果を良好に発揮することができる。

第４の発明に係る電動工具は、前記第２の発明に係る電動工具において、前記気流発生機構は、前記装置ハウジングの内部で前記グリップ形状の長手軸方向に沿って旋回気流が生じるように、前記吸気口から吸引された外気を該グリップ形状の長手軸方向に沿った方向から該長手軸方向と交差する方向に気流の吹出し方向を設定するガイド開口部が設けられることにより構成されている、ことを特徴とする。
この第４の発明に係る電動工具によれば、気流発生機構は、グリップ形状の長手軸方向に沿った方向から長手軸方向と交差する方向に気流の吹出し方向を設定するガイド開口部が設けられているので、このガイド開口部により長手軸方向と交差する旋回方向に沿って気流の吹出し方向を設定することができる。これによって、装置ハウジングの内部で旋回気流を生じさせるにあたって、この旋回させる方向に沿って外気を吹出して気流の旋回を良好に得ることができて、遠心分離作用による除塵効果を良好に発揮することができる。

第５の発明に係る電動工具は、前記第２の発明に係る電動工具において、前記気流発生機構は、前記装置ハウジングの内部で前記グリップ形状の長手軸方向に沿って旋回気流が生じる遠心分離室が設けられることにより構成されており、該遠心分離室を形成する遠心分離用ハウジングは、該装置ハウジングとは別で該装置ハウジングの内部に設けられている、ことを特徴とする。
この第５の発明に係る電動工具によれば、遠心分離室を形成する遠心分離用ハウジングは、装置ハウジングとは別で装置ハウジングの内部に設けられているので、装置ハウジングの内部で旋回気流を生じさせるにあたって、遠心分離作用を良好に得ることができるように、モータ冷却風の吸引風力に応じて遠心分離室の形状および内部容量を設定することができる。これによって、装置ハウジングの形状および内部容量に関わらず、モータ冷却風の吸引風力に対応した遠心分離室を設定することができて、気流の旋回を良好に得ることができる。したがって、遠心分離室の形状および内部容量の設定により、旋回気流の旋回を良好に得ることができて、遠心分離作用による除塵効果を良好に発揮することができる。

第６の発明に係る電動工具は、前記第１から前記第５のいずれかの発明に係る電動工具において、前記除塵構造には、鉄を吸引する磁石が配設されて鉄粉を吸引可能に構成されている、ことを特徴とする。
この第６の発明に係る電動工具によれば、除塵構造には鉄を吸引する磁石が配設されて鉄粉を吸引可能に構成されているので、吸気口から吸引された外気に混入される粉塵のうち、混入される鉄粉をより有利に除去することができる。これによって、電動式のブラシレスモータに回転駆動力を下げる要因となる鉄粉を有利に除去することができて、電動式のブラシレスモータの製品寿命を長くすることができて、電動工具としての製品寿命を延ばすことができることとなる。

第７の発明に係る電動工具は、前記第１から前記第６のいずれかの発明に係る電動工具は、金工作業に利用可能に構成されている、ことを特徴とする。
この第７の発明に係る電動工具によれば、電動工具は、金工作業に利用可能に構成されているので、吸気口から吸引された外気に混入される粉塵を除去するにあたり、電動式のブラシレスモータに回転駆動力を下げる要因となる鉄粉を除去することができる。これによって、電動式のブラシレスモータの製品寿命を長くすることができて、電動工具としての製品寿命を延ばすことができることとなる。

第１の発明に係る電動工具によれば、電動工具自体の大きさや総重量をなるべく変えないようにして従来の電動工具と同様の扱い易さを維持しながら、電動式のブラシレスモータを冷却するモータ冷却風を除塵することができる。
第２の発明に係る電動工具によれば、吸引される外気の風量を良好な風量にすることができながら、この吸引された外気を除塵することができる。
第３の発明に係る電動工具によれば、なるべく長い距離で旋回させることができるようにして、遠心分離作用による除塵効果を良好に発揮することができる。
第４の発明に係る電動工具によれば、ガイド開口部の設定にて旋回気流の旋回を良好に得ることができて、遠心分離作用による除塵効果を良好に発揮することができる。
第５の発明に係る電動工具によれば、遠心分離室の形状および内部容量の設定により、旋回気流の旋回を良好に得ることができて、遠心分離作用による除塵効果を良好に発揮することができる。
第６の発明に係る電動工具によれば、電動式のブラシレスモータの製品寿命を長くすることができて、電動工具としての製品寿命を延ばすことができることとなる。
第７の発明に係る電動工具によれば、鉄粉を除去に貢献して、電動式のブラシレスモータの製品寿命を長くすることができて、電動工具としての製品寿命を延ばすことができることとなる。

第１の実施の形態となる電動工具の内部半割り構造を示す断面図である。 図１の電動工具の内部を斜視にて示す内部斜視図である。 ブラシレスモータを回転駆動させるコントローラの回路図である。 第２の実施の形態となる電動工具の内部半割り構造を示す断面図である。 図４の電動工具のＶ−Ｖ断面矢視を示す内部断面図である。

［第１の実施の形態］
以下、本発明に係る電動工具を実施するための第１の実施の形態について、図１を参照しながら説明する。図１の断面図では、本発明に係る電動工具の第１の実施の形態となるディスクグラインダ１０の内部半割り構造を示している。なお、以下に説明するディスクグラインダ１０は、説明をする上で分かり易くするために、図示記載の通りでディスクグラインダ１０の上下前後左右を規定している。また、図１に示すディスクグラインダ１０の上下の規定は、このディスクグラインダ１０の常用定置姿勢に基づく。つまり、このディスクグラインダ１０の下側は、重力方向の向く方向と一致する。
図１に示す電動工具は、金工作業に利用可能に構成されるディスクグラインダ１０である。このディスクグラインダ１０は、グリップ２３を手で握って使用する、いわゆる手持ち式の電動工具である。このディスクグラインダ１０は、円盤型の砥石Ｂを回転させ、この砥石Ｂを被研磨材に当て被研磨材を研磨する。このため、ディスクグラインダ１０は、電動式のブラシレスモータ３１を内蔵して構成される。なお、このブラシレスモータ３１は、本発明に係る駆動源となる駆動モータに相当する。また、ディスクグラインダ１０の工具本体１５には、電源となる充電式バッテリ９１が装着される。具体的には、工具本体１５の最後部にはバッテリ装着部９０が設けられている。このバッテリ装着部９０には、充電式バッテリ９１が装着可能となっている。このバッテリ装着部９０に装着された充電式バッテリ９１は、このディスクグラインダ１０の電源として機能し、後に詳述する駆動源となる電動式のブラシレスモータ３１に電力供給することができる。なお、ブラシレスモータ３１の回転駆動は、モータ軸３４によってギヤ機構４２に向けて出力され、このギヤ機構４２を経てスピンドル４５を回転させ、スピンドル４５の先端に取り付けられた砥石Ｂを回転させる。このようにスピンドル４５の回転を受けて回転する砥石Ｂは、被研磨材に当てることにより被研磨材を研磨することができる。

工具本体１５は、概略、装置ユニット２０と、ギヤユニット４０とを備える。装置ユニット２０は、工具本体１５の中間範囲から後部範囲にかけてを構成する。また、ギヤユニット４０は、工具本体１５の前部範囲を構成する。
装置ユニット２０は、図示前後方向が長手方向として設定された略円柱形状にて形成される。この装置ユニット２０は、最後部が上記したバッテリ装着部９０として構成され、最前部はギヤユニット４０が配設されるように構成される。このため、装置ユニット２０の最後部をなすバッテリ装着部９０には、充電式バッテリ９１を装着させることができる構成が設けられている。また、この装置ユニット２０の最前部には、後に説明するギヤユニット４０を配設することができる構成が設けられている。なお、このバッテリ装着部９０は、充電式バッテリ９１をスライド装着可能な適宜のスライド可能な装着形状を有するとともに、充電式バッテリ９１と電気接続可能な接続構造を有して構成されている。なお、この充電式バッテリ９１は、専用の充電器にて充電可能に構成される。
この装置ユニット２０は、工具本体１５の外装をなしつつ、各種の装置を内装する装置ハウジング２１を備える。この装置ハウジング２１は、図１に示すように、半割り構造をなす樹脂の成形品にて形成され、この半割り構造を合体させることにより略円筒形状のハウジング構造をなす。このようにハウジング構造をなす装置ハウジング２１は、内部に適宜の形状が設けられて、各種の機構および装置が内装可能に構成されている。

すなわち、装置ハウジング２１の外部は、ディスクグラインダ１０のグリップ２３として形成されている。このグリップ２３は、ディスクグラインダ１０を使用するにあたってユーザにより手で握られる部分である。なお、このグリップ２３は、使用時に限られず、一般的に持ち運ぶ場合にも手で握られ部分となっている。このため、グリップ２３は、ユーザが手握りし易い略円柱形状を有したグリップ形状にて形成されている。なお、装置ハウジング２１の後部は、バッテリ装着部９０の形状に応じて次第に拡がっていく形状にて形成される。これに対して装置ハウジング２１の前部は、ギヤユニット４０が配設可能となるように次第に拡がっていく形状にて形成されている。また、装置ハウジング２１の前部には、このディスクグラインダ１０を操作するためのスライドスイッチ２９が設けられている。このスライドスイッチ２９は、グリップ２３を手握りした状態で操作することができるように外部に露出して配設されている。このスライドスイッチ２９は、前後方向にスライドさせることにより、ブラシレスモータ３１の駆動をオンオフできる。また、このスライドスイッチ２９は、詳しくは図示していないが、スイッチオン状態をロックできるオン状態ロック機構が設けられている。このオン状態ロック機構は、ロックによりスイッチオン状態を維持することができる。

ところで、略円筒形状をなす装置ハウジング２１の内部には、コントローラ５０、モータユニット３０、除塵構造６０が配設されている。図１に示すように、装置ハウジング２１の後部には、吸気口２５が設けられている。この吸気口２５は、装置ユニット２０の外部と内部とを連通する開口形状を有して多数並べられて装置ハウジング２１に形成されている。このように連通する開口形状の吸気口２５は、装置ユニット２０の外部から装置ユニット２０の内部に外気を吸気することができるようになっており、ブラシレスモータ３１を冷却するための構造の一部を構成する。
この吸気口２５の内側には、コントローラ５０が配置されている。このコントローラ５０は、装置ハウジング２１の内周面から内側に突き出されたハウジングリブ２７にて支持されている。このコントローラ５０は、バッテリ装着部９０に装着された充電式バッテリ９１と通信可能となっており、この充電式バッテリ９１の蓄電状態やブラシレスモータ３１の回転駆動を鑑みて該充電式バッテリ９１からの電力供給を適宜制御する機能を有する。このため、このコントローラ５０は、充電式バッテリ９１に蓄電される電力をブラシレスモータ３１に供給できるように、適宜に電気配線されるものとなっている。なお、このコントローラ５０の構成および制御に関しては、ブラシレスモータ３１のステータ３２の説明とともに詳述する。

他方、装置ハウジング２１の前部には、図１に示すように、モータユニット３０が内装されている。モータユニット３０は、概略、上記したブラシレスモータ３１と冷却ファン３７とを備えて構成される。ブラシレスモータ３１は、いわゆる整流子が廃止された電動式のモータであり、外周側にステータ（固定子）３２が配置され、内周側にロータ（回転子）３３が配置される。ステータ３２は、装置ハウジング２１によって固定支持される。このステータ３２は、上記したようにコントローラ５０から電力が供給されて励磁される構成を備える。これに対してロータ３３は、永久磁石が設けられて構成される。このロータ３３には、ステータ３２の中心軸線で前後方向に延びるモータ軸３４が取り付けられており、このロータ３３の回転とともに一体回転するようになっている。このモータ軸３４は、ステータ３２の前後位置にて配置されるベアリング３５，３６にて回転可能に支持される。なお、ベアリング３５は装置ハウジング２１にて固定支持され、ベアリング３６はギヤハウジング４１にて固定支持される。このようにステータ３２は、三相式の励磁制御により磁束方向を変化させることにより、ステータ３２の中心に配置される永久磁石のロータ３３を回転させるように作用する。なお、ステータ３２の三相式の励磁制御は、後に詳述するコントローラ５０の回路構成によるものとなっている。

上記したブラシレスモータ３１のロータ３３が回転すると、ロータ３３と一体化されたモータ軸３４も回転する。ここで、モータ軸３４の前側範囲には、冷却ファン３７が配設されている。この冷却ファン３７は、シロッコファンのように機能する遠心式ファンである。この冷却ファン３７は、装置ハウジング２１にて固定支持されるファンハウジング３８と、モータ軸３４と一体回転するファン本体３９とを備える。このように構成される冷却ファン３７は、モータ軸３４との一体回転により回転するファン本体３９の回転により、モータ軸３４の回転軸線方向の後側から前側に向けて吸気し、モータ軸３４の遠心方向に排気するように構成されている。このようにして、冷却ファン３７は、ブラシレスモータ３１の回転駆動力を受けて回転することにより、後側から前側に向けて吸引風を発生させてモータ冷却風として機能するようになっている。このように冷却ファン３７によりモータ冷却風が生じると、上記した吸気口２５を通じて、装置ハウジング２１の外部の外気を装置ハウジング２１の内部に吸引する。なお、このように冷却ファン３７により吸引された外気は、モータ冷却風としてブラシレスモータ３１（ステータ３２）を冷却する。この後に、このモータ冷却風は、冷却ファン３７を通じてギヤハウジング４１の内部に入る。そして、このギヤハウジング４１に設けられた排気口４９を通じて、ギヤハウジング４１の内部からギヤハウジング４１の外部に排気される。

また、モータ軸３４の回転駆動力は、ギヤユニット４０のギヤ機構４２に伝達される。このギヤユニット４０は、装置ユニット２０の前部に配設されている。このギヤユニット４０は、概略、ギヤハウジング４１と、ギヤ機構４２と、スピンドル４５とを備える。ギヤハウジング４１は、ギヤ機構４２等を内装する金属製のハウジング構造にて構成される。このギヤハウジング４１は、上記したベアリング３６を固定支持しているとともに、スピンドル４５を回転可能に支持するベアリング４６，４７も固定支持している。また、モータ軸３４の先端には、ギヤ機構４２の一部をなす駆動ギヤ４３が取り付けられている。また、スピンドル４５の基端には、従動ギヤ４４が取り付けられている。これら駆動ギヤ４３と従動ギヤ４４とは、互いに噛合するベベルギヤ同士にて構成されてギヤ機構４２をなしている。このように噛合する駆動ギヤ４３と従動ギヤ４４とにより、スピンドル４５の出力回転方向は、モータ軸３４の駆動回転方向に対して直交する方向に変換している。また、このように噛合する駆動ギヤ４３と従動ギヤ４４とにより、スピンドル４５の出力回転数は、モータ軸３４の駆動回転数に対して減速するように変換している。なお、図示符号４８は、砥石Ｂの後ろ半分を覆うカバー体である。また、図示符号４９は、ギヤハウジング４１に設けられる排気口である。

図３の回路図は、ブラシレスモータ３１を回転駆動させるコントローラ５０を示している。なお、図３に示す符号３２は、三相式の励磁制御により磁束方向を変化させるステータである。また、符号９１は、バッテリ装着部９０に装着される充電式バッテリである。また、符号２９は、ディスクグラインダ１０をオンオフするスライドスイッチである。
図３に示すように、コントローラ５０は、概略、電子スイッチ回路５１と、各種の検出回路５２，５３，５４，５５と、マイコン５６とを具備して構成される。電子スイッチ回路５１は、上記したステータ３２の三相式の励磁コイルに対して順次に電力を供給して該励磁コイルを励磁する回路である。このため、電子スイッチ回路５１は、ステータ３２の三相式の励磁コイルに対応した６つのＦＥＴ（Field effect transistor）［Ｑ１］〜［Ｑ６］を有して構成される。この６つのＦＥＴ［Ｑ１］〜［Ｑ６］は、ステータ３２の三相式の励磁コイルに対して順次切り替わるよう電力供給するため、電気接続状態がオンオフ切り替わるように構成される。なお、この電力供給は、スライドスイッチ２９のオン操作に基づいて、充電式バッテリ９１に蓄電された電力の供給によるものとなっている。このように充電式バッテリ９１から電力が供給された電子スイッチ回路５１は、マイコン５６に基づく、電子スイッチ回路５１の６つのＦＥＴ［Ｑ１］〜［Ｑ６］の電気接続状態のオンオフ切替りにより、ステータ３２の三相式の励磁コイルの励磁を順次に切り替えて、永久磁石のロータ３３を回転させるように作用する。なお、このように供給される電力は、ステータ３２の三相式の励磁コイルを励磁した後に、さらに１つのＦＥＴ（Field effect transistor）［Ｑ７］を経てアースされる。このＦＥＴ［Ｑ７］も、マイコン５６により電気接続状態がオンオフ切り替わるようになっている。

このコントローラ５０には、次の４つの検出回路５２，５３，５４，５５が設けられている。すなわち、充電式バッテリ９１と電子スイッチ回路５１との間には、第１電圧検出回路５２が設けられている。この第１電圧検出回路５２は、充電式バッテリ９１から供給される電力の電圧を検出して該検出信号をマイコン５６に送るようになっている。つまり、第１電圧検出回路５２は、充電式バッテリ９１から供給される電力の電圧が所望の電圧であるか否かをマイコン５６により検査するためのものである。また、ＦＥＴ［Ｑ７］と、接地（アース）点との間には、電流検出回路５３が設けられている。この電流検出回路５３は、ステータ３２の三相式の励磁コイルを励磁した後の電流を検出して該検出信号をマイコン５６に送るようになっている。つまり、電流検出回路５３は、ステータ３２の三相式の励磁コイルに供給した後の電流が所望の電流であるか否かをマイコン５６により検査するためのものである。また、電子スイッチ回路５１には、第２電圧検出回路５４が設けられている。この第２電圧検出回路５４は、ステータ３２の三相式の励磁コイルを励磁した後の電圧を検出して該検出信号をマイコン５６に送るようになっている。つまり、第２電圧検出回路５４は、ステータ３２の三相式の励磁コイルに供給した後の電圧が所望の電圧であるか否かをマイコン５６により検査するためのものである。また、ブラシレスモータ３１には、ロータ位置検出回路５５が設けられている。このロータ位置検出回路５５は、ロータ３３の回転位置を検出して該検出信号をマイコン５６に送るようになっている。つまり、ロータ位置検出回路５５は、ブラシレスモータ３１の回転状態をマイコン５６に送るためのものである。

電子スイッチ回路５１を制御するマイコン５６は、概略、ゲート駆動信号生成回路５７と、過電流検出回路５８と、［Ｑ７］故障判定回路５９とを具備して構成される。ゲート駆動信号生成回路５７は、上記した７つのＦＥＴ［Ｑ１］〜［Ｑ７］の電気接続状態をオンオフ切り替えるように制御する回路となっている。このゲート駆動信号生成回路５７は、７つのＦＥＴ［Ｑ１］〜［Ｑ７］に対して、生成された電気接続オンオフに関する制御信号を送信するようになっている。過電流検出回路５８は、上記した電流検出回路５３から送られる信号に基づき、ステータ３２の三相式の励磁コイルを励磁した後の電流が、過電流となっているか否かを検出する回路である。この電流が過電流となっている場合には、その旨の信号をゲート駆動信号生成回路５７に送る。［Ｑ７］故障判定回路５９は、上記した第２電圧検出回路５４から送られる信号に基づき、ＦＥＴ［Ｑ７］が故障していないかを判定する回路である。具体的には、［Ｑ７］故障判定回路５９は、この第２電圧検出回路５４から送られる信号と他の信号とを照合して、ＦＥＴ［Ｑ７］がショートしている条件を満たしていないかを判定する。ＦＥＴ［Ｑ７］がショートしている条件を満たしている場合には、［Ｑ７］故障判定回路５９は、ＦＥＴ［Ｑ７］が故障であると判定し、その旨の信号を電子スイッチ回路５１に送信する。
なお、上記した６つのＦＥＴ［Ｑ１］〜［Ｑ６］を具備する電子スイッチ回路５１とＦＥＴ［Ｑ７］とは、互いに電気接続として直列配列となる接続構造となっている。このため、電子スイッチ回路５１が故障した場合には、ＦＥＴ［Ｑ７］を操作することにより電子スイッチ回路５１の通電状態を切断することができる。このようなＦＥＴ［Ｑ７］による電子スイッチ回路５１の通電状態の切断は、上記したスイッチオン状態を維持するオン状態ロック機構が設けられたスライドスイッチ２９において、特に有利に機能することとなる。つまり、電気接続の強制遮断がＦＥＴ［Ｑ７］を用いて達成することができる。

ここで、装置ハウジング２１の内部には、吸気口２５から吸引された外気を除塵する除塵構造６０が配設されている。この除塵構造６０は、装置ハウジング２１の内部のうち、ブラシレスモータ３１の上流側に配設されている。具体的には、除塵構造６０は、装置ハウジング２１に設けられた吸気口２５から、装置ハウジング２１の内部のブラシレスモータ３１までの間に配設されている。
この第１の実施の形態の除塵構造６０は、第１気流発生機構６１を備えて構成される。図２の内部斜視図では、図１のディスクグラインダ１０の内部を斜視にて示している。この第１気流発生機構６１は、上記した吸気口２５から吸引された外気が装置ハウジング２１の内部で旋回気流となるように、この吸気口２５から吸引された外気に作用する機構として構成される。すなわち、第１気流発生機構６１は、装置ハウジング２１の内部で旋回気流を生ずるためのサイクロン構造を有する。
第１気流発生機構６１は、概略、旋回ガイド構造６２と、隔壁構造６６とを備え、吸気口２５から吸引された外気の気流をガイドするように作用するように気流ガイド壁構造をなしている。なお、図２に示す隔壁構造６６は、旋回ガイド構造６２の形状を見え易くするために、半割りされた形状で図示している。

旋回ガイド構造６２は、図２にも示すように、装置ハウジング２１に固定されて装置ハウジング２１に対して回転不可とされる軸流ファンのように構成される。すなわち、この旋回ガイド構造６２は、概略、外周支持壁６３と、固定羽体６４と、連結軸体６５とを備える。図２に示すように、外周支持壁６３は略円筒形状にて形成される。この外周支持壁６３は、外側に位置する装置ハウジング２１に固定支持される。この外周支持壁６３の内側には、外縁部分が外周支持壁６３と一体に固定される固定羽体６４が４つ設けられている。これら４つの固定羽体６４は、軸流ファンに設けられる可動羽形状と似た形状で、前後に連通しつつ傾斜した形状を有して形成される。これら４つの固定羽体６４の中心軸部分も、互いに一体に連結する連結軸体６５として形成される。このため、これら４つの固定羽体６４は、外周支持壁６３と連結軸体６５とにより、装置ハウジング２１と一体となるように固定支持される。
隔壁構造６６は、旋回ガイド構造６２の前側に、適宜の空間を隔てて配設されている。この隔壁構造６６は円筒形状をなす隔壁６７を有して形成される。なお、図１および図２に示す隔壁構造６６は、半割りされた形状により図示している。この隔壁６７は、装置ハウジング２１から内側に突き出される連結リブ６８を介して装置ハウジング２１と固定支持されている。このように装置ハウジング２１に固定支持される隔壁６７および連結リブ６８は、装置ハウジング２１との間で径方向で空間を形成しつつ、モータユニット３０との間で装置ハウジング２１の内部を区画する壁として機能する。

このように構成された第１気流発生機構６１によれば、次のようにサイクロン風を生み出すこととなる。すなわち、冷却ファン３７の吸引風によって上記した吸気口２５を通じて装置ハウジング２１の外部の外気が、装置ハウジング２１の内部に吸引される。このように吸気口２５から吸引された外気は、旋回ガイド構造６２を通過することにより、この旋回ガイド構造６２の固定羽体６４のガイドを受けることとなる。つまり、旋回ガイド構造６２を通過した外気は、渦を巻くように旋回して後側から前側に進んでいく。なお、この渦を巻く外気は、隔壁構造６６によって、より効果的に旋回するように作用される。このようにして、第１気流発生機構６１は、装置ハウジング２１の内部でグリップ形状の長手軸方向に沿ったディスクグラインダ１０の前後方向で旋回気流が生じるように、装置ハウジング２１の内部に吸引された外気に対して作用することとなる。このように旋回気流が生じると、この装置ハウジング２１の内部に吸引された外気は、旋回気流による遠心分離作用によって除塵されて、ブラシレスモータ３１に向けて送られることとなる。

また、上記したディスクグラインダ１０によれば、使用時に装置ハウジング２１の外部のグリップ２３を手で握って使用することができる。また、装置ハウジング２１の内部にはモータ冷却風を生ずる冷却ファン３７が設けられているので、この冷却ファン３７にて生じたモータ冷却風により、回転駆動することによって発熱するブラシレスモータ３１を冷却することができる。ここで、装置ハウジング２１に設けられた吸気口２５から、装置ハウジング２１の内部のブラシレスモータ３１までの間には、吸気口２５から吸引された外気を除塵する除塵構造６０が配設されているので、吸気口２５から吸引された外気に混入される粉塵を除去して、ブラシレスモータ３１を冷却するモータ冷却風を綺麗な風にして送ることができる。このようにして、ディスクグラインダ１０自体の大きさや総重量をなるべく変えないようにして従来のディスクグラインダ１０と同様の扱い易さを維持しながら、電動式のブラシレスモータ３１を冷却するモータ冷却風を除塵することができる。また、上記したディスクグラインダ１０によれば、吸気口２５から吸引され第１気流発生機構６１により装置ハウジング２１の内部で旋回気流が生じた外気は、この旋回気流による遠心分離作用によって除塵されることとなるので、フィルタ等の濾過構成を介さずに外気を除塵することができる。これによって、濾過構成により冷却ファン３７による吸引風の風圧を下げることなく、外気を吸引することができる。したがって、外気を装置ハウジング２１の外部から吸引するにあたって、この吸引される外気の風量を良好な風量にすることができながら、この吸引された外気を除塵することができる。

また、上記したディスクグラインダ１０によれば、第１気流発生機構６１は、装置ハウジング２１の内部でグリップ２３の長手軸方向に沿って旋回気流が生じるように、吸気口２５から吸引された外気の気流をガイドするように作用する旋回ガイド構造６２と隔壁構造６６とが設けられるので、旋回気流が流れるモータ冷却風の道程を最も長い距離に設定することができる。これによって、旋回気流の遠心分離作用によって外気を除塵するにあたって、グリップ２３の長さに応じてなるべく長い長さに設定して、旋回気流を発生させることができる。したがって、なるべく長い距離で旋回させることができるようにして、遠心分離作用による除塵効果を良好に発揮することができる。また、上記したディスクグラインダ１０によれば、ディスクグラインダ１０は、金工作業に利用可能に構成されているので、吸気口２５から吸引された外気に混入される粉塵を除去するにあたり、電動式のブラシレスモータ３１に回転駆動力を下げる要因となる鉄粉を除去することができる。これによって、電動式のブラシレスモータ３１の製品寿命を長くすることができて、ディスクグラインダ１０としての製品寿命を延ばすことができることとなる。

［第２の実施の形態］
次に、上記した第１の実施の形態とは相違する、本発明に係る電動工具を実施するための第２の実施の形態について、図４および図５を参照しながら説明する。なお、この第２の実施の形態のディスクグラインダ１０Ａと、上記した第１の実施の形態のディスクグラインダ１０とは、除塵構造６０の構成のみが相違するものとなっている。つまり、上記した第１の実施の形態の除塵構造６０は、第１気流発生機構６１を備えて構成されるものであったが、この第２の実施の形態の除塵構造７０は、第２気流発生機構７１を備えて構成されるものとなっている。このため、以下では第２気流発生機構７１の構成についてのみを説明するものとし、その他の構成については上述にて用いた符号と同一符号を図面に付し、その説明を省略するものとする。
図４の断面図では、本発明に係る電動工具の第２の実施の形態となるディスクグラインダ１０Ａの内部半割り構造を示している。図５は、図４に示すディスクグラインダ１０のＶ−Ｖ断面矢視を示す内部断面図である。この第２の実施の形態の除塵構造７０も、上記した第１の実施の形態の除塵構造６０と同様、装置ハウジング２１に設けられた吸気口２５から、装置ハウジング２１の内部のブラシレスモータ３１までの間に配設されている。
この除塵構造７０の第２気流発生機構７１も、上記した吸気口２５から吸引された外気が装置ハウジング２１の内部で旋回気流となるように、この吸気口２５から吸引された外気に作用するサイクロン構造を有して構成される。

第２気流発生機構７１は、概略、サイクロン構造７２と、集塵ボックス７９とを備えて構成される。これらサイクロン構造７２と集塵ボックス７９とは、一体化されて、装置ハウジング２１に固定支持される。サイクロン構造７２は、広く利用されるサイクロン構造と略同様に構成される。このサイクロン構造７２は、概略、本発明に係る遠心分離用ハウジングに相当するサイクロン筒体７３と、上記したモータ冷却風を導入するための冷却風導入筒体７７とを備える。サイクロン筒体７３は、図４に示すように略擂鉢をなす筒状に形成される。このサイクロン筒体７３の内部は、装置ハウジング２１の内部でグリップ形状の長手軸方向に沿って旋回気流が生じる遠心分離室７４として形成される。つまり、この遠心分離室７４を形成するサイクロン筒体７３は、装置ハウジング２１の内部に設けられ、装置ハウジング２１とは別のハウジング構造を有して構成される。このサイクロン筒体７３の周面には、吸気口２５から吸引された外気をサイクロン筒体７３の内部に吹き入れるガイド開口部７５が設けられている。このガイド開口部７５は、広く利用されるサイクロン構造と略同様に、吸気口２５から吸引された外気を、グリップ形状の長手軸方向と交差する方向に、気流の吹出し方向を設定するものとなっている。なお、このガイド開口部７５を通過するまでは、グリップ形状の長手軸方向に沿った方向で吸気口２５から吸引されている。つまり、このガイド開口部７５は、サイクロン筒体７３の周面の接線方向に気流の吹出しを設定するように、このサイクロン筒体７３に対して設けられている。

このようにガイド開口部７５が設けられるサイクロン構造７２は、装置ハウジング２１の内部に配置される遠心分離室７４で、グリップ形状の長手軸方向に沿って旋回気流が生じるようになる。このように旋回気流が生じると、この遠心分離室７４に吸引された外気は、旋回気流による遠心分離作用によって除塵されることとなる。
旋回気流による遠心分離作用によって遠心分離室７４で除塵された外気は、冷却風導入筒体７７を介してブラシレスモータ３１に向けて送られることとなる。詳しくは、遠心分離室７４にて除塵された外気は、遠心分離室７４の内部にある導入筒部７８を通じてモータユニット３０側に向けて排気される。この冷却風導入筒体７７は、ブラシレスモータ３１に向けて内周径が拡がるように設定されている。なお、このサイクロン筒体７３の後部には集塵ボックス７９が設けられている。この集塵ボックス７９は、旋回気流による遠心分離作用によって遠心分離室７４にて除塵された粉塵（鉄や石等を研磨する際に生じる切り粉をはじめとして木屑や水滴等も含む。）を集めておくためのボックスである。

上記したディスクグラインダ１０Ａによれば、第１の実施の形態のディスクグラインダ１０と比較して、次のような作用効果を奏することができる。すなわち、上記したディスクグラインダ１０Ａによれば、グリップ形状の長手軸方向に沿った方向から長手軸方向と交差する方向に気流の吹出し方向を設定するガイド開口部７５が設けられているので、このガイド開口部７５により長手軸方向と交差する旋回方向に沿って気流の吹出し方向を設定することができる。これによって、装置ハウジング２１の内部で旋回気流を生じさせるにあたって、この旋回させる方向に沿って外気を吹出して気流の旋回を良好に得ることができる。したがって、ガイド開口部７５の設定にて旋回気流の旋回を良好に得ることができて、遠心分離作用による除塵効果を良好に発揮することができる。
また、上記したディスクグラインダ１０Ａによれば、遠心分離室７４を形成するサイクロン筒体７３は、装置ハウジング２１とは別で装置ハウジング２１の内部に設けられているので、装置ハウジング２１の内部で旋回気流を生じさせるにあたって、遠心分離作用を良好に得ることができるように、モータ冷却風の吸引風力に応じて遠心分離室７４の形状および内部容量を設定することができる。これによって、装置ハウジング２１の形状および内部容量に関わらず、モータ冷却風の吸引風力に対応した遠心分離室７４を設定することができて、気流の旋回を良好に得ることができて、遠心分離作用による除塵効果を良好に発揮することができる。

なお、本発明に係る電動工具にあっては、上記した実施の形態のディスクグラインダ１０，１０Ａの構成に限定されるものではなく、適宜変更が加えられて構成されるものであってもよい。
すなわち、上記した実施の形態では、ディスクグラインダ１０，１０Ａを本発明に係る電動工具の例に挙げて説明するものであった。しかしながら、本発明に係る電動工具としては、外部に使用時に手で握られるグリップ形状（２３）が設けられ且つ内部に駆動源となる電動式のブラシレスモータ（３１）が内装される装置ハウジング（２１）を備えて構成されるものであればよく、シャー、カッター、マルチツール等の適宜の用途に利用される電動工具として構成されるものであってよい。
また、本発明に係る除塵構造としては、上記した実施の形態にて説明した気流発生機構６１，７１を具備する構成に限定されることなく、適宜の遠心分離作用のある気流発生機構を具備して構成されるものであってもよい。また、このような除塵構造には、適宜の部位に鉄を吸引する磁石が配設され、鉄粉を吸引可能に構成されるようにしてもよい。なお、このような鉄粉を吸着させる磁石は、遠心分離作用により鉄粉が集まり易くされる部位に配設されることが望ましい。もし仮に除塵構造６０，７０に鉄を吸引する磁石が配設されて鉄粉を吸引可能に構成されていると、吸気口２５から吸引された外気に混入される粉塵のうち、電動式のブラシレスモータ３１に回転駆動力を下げる要因となる鉄粉を有利に除去することができる。これによって、電動式のブラシレスモータ３１の製品寿命を長くすることができて、ディスクグラインダ１０，１０Ａ（電動工具）としての製品寿命を延ばすことができることとなる。

１０，１０Ａ ディスクグラインダ（電動工具）
１５ 工具本体
２０ 装置ユニット
２１ 装置ハウジング
２３ グリップ
２５ 吸気口
２７ ハウジングリブ
２９ スライドスイッチ
３０ モータユニット
３１ ブラシレスモータ（駆動源）
３２ ステータ
３３ ロータ
３４ モータ軸
３５，３６ ベアリング
３７ 冷却ファン
３８ ファンハウジング
３９ ファン本体
４０ ギヤユニット
４１ ギヤハウジング
４２ ギヤ機構
４３ 駆動ギヤ
４４ 従動ギヤ
４５ スピンドル
４６，４７ ベアリング
４８ カバー体
４９ 排気口
５０ コントローラ
５１ 電子スイッチ回路
５２ 第１電圧検出回路
５３ 電流検出回路
５４ 第２電圧検出回路
５５ ロータ位置検出回路
５６ マイコン
５７ ゲート駆動信号生成回路
５８ 過電流検出回路
５９ ［Ｑ７］故障判定回路
６０ 除塵構造
６１ 第１気流発生機構
６２ 旋回ガイド構造
６３ 外周支持壁
６４ 固定羽体
６５ 連結軸体
６６ 隔壁構造
６７ 隔壁
６８ 連結リブ
７０ 除塵構造
７１ 第２気流発生機構
７２ サイクロン構造
７３ サイクロン筒体（遠心分離用ハウジング）
７４ 遠心分離室
７５ ガイド開口部
７７ 冷却風導入筒体
７８ 導入筒部
７９ 集塵ボックス
９０ バッテリ装着部
９１ 充電式バッテリ（電源）
Ｂ 砥石

Claims (5)

1. 外部に使用時に手で握られるグリップ形状が設けられ、且つ内部に駆動源となる電動式のブラシレスモータが内装される装置ハウジングを備えた電動工具であって、
   前記ブラシレスモータには、該ブラシレスモータの回転駆動力を受けて回転することによりモータ冷却風を生ずる冷却ファンが設けられており、
   前記装置ハウジングには、前記冷却ファンにより生じたモータ冷却風により、該装置ハウジングの内部に該装置ハウジングの外部の外気を吸引させる吸気口が設けられており、
   前記装置ハウジングに設けられた前記吸気口から、該装置ハウジングの内部の前記ブラシレスモータまでの間に、前記吸気口から吸引された外気を除塵する除塵構造が配設されており、
   前記除塵構造は、前記吸気口から吸引された外気に前記装置ハウジングの内部で旋回気流を生じるように該吸気口から吸引された外気に作用する気流発生機構を備え、
   前記吸気口から吸引され前記気流発生機構により前記装置ハウジングの内部で旋回気流が生じた外気は、該旋回気流による遠心分離作用によって除塵され、
   前記気流発生機構は、前記吸気口から吸引された外気の気流をガイドするように作用する気流ガイド壁構造を有し、前記装置ハウジングの内部で前記グリップ形状の長手軸方向に沿って旋回気流を生じさせ、
   外部がグリップとして形成された前記装置ハウジングは、前側に前記ブラシレスモータが内装されていると共に、後側に前記気流ガイド壁構造が設けられている、ことを特徴とする電動工具。
2. 外部に使用時に手で握られるグリップ形状が設けられ、且つ内部に駆動源となる電動式のブラシレスモータが内装される装置ハウジングを備えた電動工具であって、
   前記ブラシレスモータには、該ブラシレスモータの回転駆動力を受けて回転することによりモータ冷却風を生ずる冷却ファンが設けられており、
   前記装置ハウジングには、前記冷却ファンにより生じたモータ冷却風により、該装置ハウジングの内部に該装置ハウジングの外部の外気を吸引させる吸気口が設けられており、
   前記装置ハウジングに設けられた前記吸気口から、該装置ハウジングの内部の前記ブラシレスモータまでの間に、前記吸気口から吸引された外気を除塵する除塵構造が配設されており、
   前記除塵構造は、前記吸気口から吸引された外気に前記装置ハウジングの内部で旋回気流を生じるように該吸気口から吸引された外気に作用する気流発生機構を備え、
   前記吸気口から吸引され前記気流発生機構により前記装置ハウジングの内部で旋回気流が生じた外気は、該旋回気流による遠心分離作用によって除塵され、
   前記気流発生機構は、前記吸気口から吸引された外気を該グリップ形状の長手軸方向に沿った方向から該長手軸方向と交差する方向に気流の吹出し方向を設定するガイド開口部を有し、前記装置ハウジングの内部で前記グリップ形状の長手軸方向に沿って旋回気流を生じさせ、
   外部がグリップとして形成された前記装置ハウジングは、前側に前記ブラシレスモータが内装されていると共に、後側に前記ガイド開口部が設けられている、ことを特徴とする電動工具。
3. 外部に使用時に手で握られるグリップ形状が設けられ、且つ内部に駆動源となる電動式のブラシレスモータが内装される装置ハウジングを備えた電動工具であって、
   前記ブラシレスモータには、該ブラシレスモータの回転駆動力を受けて回転することによりモータ冷却風を生ずる冷却ファンが設けられており、
   前記装置ハウジングには、前記冷却ファンにより生じたモータ冷却風により、該装置ハウジングの内部に該装置ハウジングの外部の外気を吸引させる吸気口が設けられており、
   前記装置ハウジングに設けられた前記吸気口から、該装置ハウジングの内部の前記ブラシレスモータまでの間に、前記吸気口から吸引された外気を除塵する除塵構造が配設されており、
   前記除塵構造は、前記吸気口から吸引された外気に前記装置ハウジングの内部で旋回気流を生じるように該吸気口から吸引された外気に作用する気流発生機構を備え、
   前記吸気口から吸引され前記気流発生機構により前記装置ハウジングの内部で旋回気流が生じた外気は、該旋回気流による遠心分離作用によって除塵され、
   前記気流発生機構は、前記装置ハウジングの内部で前記グリップ形状の長手軸方向に沿って旋回気流が生じる遠心分離室を有し、
   該遠心分離室を形成する遠心分離用ハウジングは、該装置ハウジングとは別で該装置ハウジングの内部に設けられており、
   外部がグリップとして形成された前記装置ハウジングは、前側に前記ブラシレスモータが内装されていると共に、後側に前記遠心分離室が設けられている、ことを特徴とする電動工具。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の電動工具において、
   前記除塵構造には、鉄を吸引する磁石が配設され、鉄粉を吸引可能に構成されている、ことを特徴とする電動工具。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の電動工具は、金工作業に利用可能に構成されている、ことを特徴とする電動工具。
   

Images