JP6076757B2

JP6076757B2 - 電動工具

Info

Publication number: JP6076757B2
Application number: JP2013015038A
Authority: JP
Inventors: 和明遠山
Original assignee: Ryobi Ltd
Current assignee: Ryobi Ltd
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2033-01-30
Also published as: JP2014144511A

Description

本発明は、電動工具において、モータ軸等の回転軸を軸支する軸受け部の防塵構造に関するものである。

従来より、駆動源としてモータを使用する電動工具においては、モータ軸等の回転軸を軸支するベアリングに切削粉などの塵芥が侵入することを防止するために、防塵構造を付与することが行われていた。例えば、下記特許文献１に記載の電動工具では、防塵のためにモータ軸と共に回転する防塵カラー（絶縁部材）がベアリングに隣接して配置されている。

具体的には、下記特許文献１に記載の電動工具では、防塵カラー（絶縁部材）に複数のフィンを形成し、回転により塵芥を弾き飛ばすと共に、防塵カラー（絶縁部材）に段付部を形成し、ベアリング収納穴（軸受収納室）の開口側端面部との間に形成される塵芥の侵入経路（隙間）を複雑化することで、ベアリングへ塵芥が侵入する可能性を低減している。

特開平７−２９９６０６号公報

ところが、上述のように、塵芥を弾き飛ばすと共に塵芥の侵入経路（隙間）を複雑化したとしても、一旦侵入経路（隙間）に侵入した塵芥は侵入経路（隙間）内に留まり、いずれベアリングに到達してしまう可能性がある。

本発明は、上述した課題の存在に鑑みてなされたものであって、その目的は、軸受け部において、十分な防塵性能を備えた電動工具を提供することである。

本発明に係る電動工具は、駆動源であるモータと、前記モータにより回転する回転軸と、前記回転軸を軸支するベアリングと、前記ベアリングが支持されるベアリング収納穴と、前記ベアリングに隣接して配置され前記回転軸と共に回転する防塵カラーと、を備える電動工具において、前記防塵カラーの外周面と前記ベアリング収納穴の内周面との間には隙間が形成され、前記ベアリング収納穴の内周面には、前記防塵カラーの回転により前記ベアリング収納穴の開口側に向かって送り作用を発生する送り溝としての螺旋溝が形成されており、前記防塵カラーの外周面には、前記送り溝としての螺旋溝に対向して前記回転軸の軸線方向に延びる壁面を有する溝が形成されていることを特徴とする。

さらに、本発明に係る電動工具においては、前記防塵カラーは、前記ベアリング収納穴の内部に配置することができる。

本発明によれば、軸受け部において、十分な防塵性能を備えた電動工具を提供することができる。

本実施形態に係る電動工具の平面図である。本実施形態に係る電動工具の左側面図である。図２における断面Ａ−Ａを示す図である。図１における断面Ｂ−Ｂを示す図である。図３の要部拡大図である。図３における断面Ｃ−Ｃを示す図である。他の実施形態を説明する図である。図７における断面Ｄ−Ｄを示す図である。

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１〜図６を用いて説明する。なお、以下の実施形態では、本発明を手持ち式電動グラインダに適用する場合を例示して説明する。また、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電動工具の平面図である。図２は本実施形態に係る電動工具の左側面図である。図３は図２における断面Ａ−Ａを示す図である。図４は図１における断面Ｂ−Ｂを示す図である。図５は図３の要部拡大図である。図６は図３における断面Ｃ−Ｃを示す図である。また、本明細書では、図１中に示すように「前、後」を規定して説明する。

図１〜図４に示されるように、本実施形態に係る電動工具である手持ち式電動グラインダ１０は、作業者が把持する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とを備えている。

ハウジング１１は、駆動源となるモータ３１の主要部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、モータケース１２の前方に配置され、モータ３１から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、モータケース１２の後方に配置され、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によって筒状に形成されている。モータケース１２におけるモータ３１の収納部分の外周が、操作者に把持される把持部として構成されており、前側にはスイッチ２８が配置されている。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。なお、本実施形態においては、モータケース１２は筒状に形成したが、二つ割り構成としても良い。

モータケース１２の前方側にインナーケース１６を介在させて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が配置されている。砥石２１は、ギアケース１３内において、上部をすべり軸受け２５に、下部をベアリング２６により軸支され、モータ３１の駆動により回転する駆動軸２７の下端に固定されている（図３参照）。また、砥石２１の背面側（後側）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、樹脂によって筒状に形成されている。このテールカバー１４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。なお、本実施形態においては、テールカバー１４は筒状に形成したが、二つ割り構成としても良い。二つ割り構成の場合は一方の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うことができる。

手持ち式電動グラインダ１０の内部構造を描いた図３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が収納されている。モータ３１は、モータケース１２内に固定される固定子３１ａと、固定子３１ａの内部に回転可能に配置される回転子３１ｂとを備えている。回転子３１ｂは回転軸としてのモータ軸３２と整流子３３を備えており、モータ軸３２の前端部３２ａがモータケース１２内からギアケース１３内へと突出し、ギアケース１３に装着された前部ベアリング１７に軸支されている。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に軸支されている。後部ベアリング１８は、モータケース１２の後部のベアリング支持部１２ｃに形成された有底のベアリング収納穴１２ｂに、弾性体としてのベアリングゴム４１を介して支持されている（図５参照）。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を軸支されることで、高速回転できるように構成されている。なお、本実施形態においては、前後部のベアリング１７，１８として非接触シール付きの深溝玉軸受けを採用している。

モータ軸３２の前端部３２ａの側には、モータ３１に隣接して設置される略椀形状のファンケーシング３６と、ファンケーシング３６に隣接して設置され、モータ軸３２に固定される冷却ファン１９が備えられている。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の内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、外気がテールカバー１４の開口から取り込まれ、テールカバー１４の内部からベアリング支持部１２ｃの周りに形成される流路１２ｄを通過し、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、ギアケース１３の排出口から機外に排出されることとなる。このとき、外気とともに塵芥がハウジング１１の内部に侵入する場合がある。

回転子３１ｂは整流子３３を備えており、整流子３３はモータ軸３２の後部に取り付けられている。整流子３３にはモータケース１２に設置されたブラシボルダ３８に摺動可能に案内されたブラシ３５が接触している。ブラシホルダ３８は、ブラシ３５を整流子３３の方向に安定して案内するため、整流子３３の外周に接近した位置まで延設されている。整流子３３とブラシ３５およびブラシホルダ３８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。

次に、図５，６を参照図に加えて、後部ベアリング１８部に形成される防塵構造について説明する。

図５に示されるように、後部ベアリング１８は、外輪１８ａと内輪１８ｂおよび複数の鋼球を備えている。モータ軸３２の後端部３２ｂは、後端小径部３２ｃと、後端小径部３２ｃの前方に形成される大径部３２ｄとを備えており、後端小径部３２ｃと大径部３２ｄとの接合部には段付面３２ｅが形成されている。後部ベアリング１８の内輪１８ｂは、後端小径部３２ｃに圧入固定されている。後部ベアリング１８の外輪１８ａには弾性体としてのベアリングゴム４１が装着されている。ベアリングゴム４１は、その弾性により、モータ軸３２の振動のハウジング１１への伝達を抑制するために設置されている。後部ベアリング１８の前方には、略円筒形状の防塵カラー４０が隣接して後端部３２ｂに固定されている。防塵カラー４０の内周面には、後端小径部３２ｃに圧入される小径孔４０ａと、小径孔４０ａの前方に形成され、大径部３２ｄと嵌合する大径孔４０ｂが形成されている。小径孔４０ａの前後に形成される前後端面は、内輪１８ｂの前方側面と段付面３２ｅとの間に挟持されている。防塵カラー４０は、前後方向において、ベアリング収納穴１２ｂの内部に配置されており、防塵カラー４０の外周面４０ｃとベアリング収納穴１２ｂの内周面との間にはわずかな隙間が形成されている。また、防塵カラー４０の外周面４０ｃには螺旋溝４０ｄが形成されている。螺旋溝４０ｄは、ネジ状の送り溝であり、モータ軸３２の回転により前方に向かって送り作用を発生する方向のリード角が設定されている。たとえば、本実施形態においては、図６中に矢印線αで示すように、モータ軸３２は、前方側より見て時計回りに回転するので、螺旋溝４０ｄは、右ねじれ方向のリード角が設定される。なお、本実施形態においては、螺旋溝４０ｄは、外周面４０ｃの全面に形成したが、外周面４０ｃの前方側のみに形成してもよい。

図６によく示されるように、ベアリング収納穴１２ｂの内周面には、前方の開口側から後方に向かってモータ軸３２の軸線方向に延びる壁面１２ｆを備える溝１２ｅが螺旋溝４０ｄに対向する位置に形成されている。なお、本実施形態においては、溝１２ｅは４箇所形成されている。

上述のように、本実施形態の手持ち式電動グラインダ１０においては、防塵カラー４０の外周面４０ｃにモータ軸３２の回転により前方に向かって送り作用を発生する螺旋溝４０ｄを形成したことにより、防塵カラー４０の外周面４０ｃとベアリング収納穴１２ｂの内周面との間の隙間に侵入した塵芥が、螺旋溝４０ｄの送り作用により、ベアリング収納穴１２ｂの開口側に送られてベアリング収納穴１２ｂから排出されるため、塵芥が後部ベアリング１８に到達することを防止できる。

また、防塵カラー４０の外周面４０ｃとベアリング収納穴１２ｂの内周面との間の隙間に侵入した塵芥が、回転する防塵カラー４０の外周面４０ｃに連行して移動した場合、防塵カラー４０の外周面４０ｃと塵芥の周速差が減少することになり、螺旋溝４０ｄの送り作用が低下するが、本実施形態においては、ベアリング収納穴１２ｂの内周面に、前方の開口側から後方に向かってモータ軸３２の軸線方向に延びる壁面１２ｆを備える溝１２ｅを形成したことにより、防塵カラー４０の外周面４０ｃに連行して移動する塵芥が壁面１２ｆに衝突してその連行移動が妨げられことで、周速差の減少が防止され、螺旋溝４０ｄの送り作用が維持される。

さらに、本実施形態においては、防塵カラー４０をベアリング収納穴１２ｂの内部に配置したことで、コンパクトな構成で十分な防塵性能をもつ防塵構造を実現することができる。その結果、ベアリング支持部１２ｃを小さくできることから、ベアリング支持部１２ｃの周りに形成される流路１２ｄの断面積を広くできるため、冷却風の流動抵抗を低下させることができる。

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限定さない。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。

たとえば、上述の実施形態においては、手持ち式電動グラインダ１０に本願発明を実施した形態について説明したが、電動トリマや電動ドリル等への実施も可能である。また、上述の実施形態においては、後部ベアリング１８は非接触シール付きの深溝玉軸受けとしたが、アンギュラ玉軸受け等の軸受けとしてもよい。さらに、上述の実施形態においては、モータ３１は整流子モータとしたが、その他の形式のモータでもよい。さらにまた、上述の実施形態においては、モータ軸３２の軸受け部に本願発明を実施した形態について説明したが、駆動軸２７のように、その他の回転軸の軸受け部に実施することも可能である。

また、上述の実施形態においては、防塵カラー４０の外周面４０ｃに螺旋溝４０ｄを形成し、ベアリング収納穴１２ｂの内周面に前方の開口側から後方に向かってモータ軸３２の軸線方向に延びる壁面１２ｆを備える溝１２ｅを形成したが、本発明では他の実施形態を採用することも可能である。そこで、本発明が採り得る他の実施形態について、図７，８を参照して説明する。図７は他の実施形態を説明する図である。図８は図７における断面Ｄ−Ｄを示す図である。なお、以下の説明において上述の実施形態と同様の構成については説明を省略しているものもある。

図７，８に示すように、本発明が採り得る他の実施形態においては、ベアリング収納穴５２の内周面の開口側に螺旋溝５２aを形成し、防塵カラー６０の外周面に前方から後方に向かってモータ軸３２の軸線方向に延びる壁面６０ｂを備える溝６０ａを４箇所形成している。螺旋溝５２ａは、図８中に矢印線αで示すように、モータ軸３２が前方側より見て時計回りに回転するので、左ねじれ方向のリード角が設定されている。このような構成を採用することで、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、防塵カラー６０の外周面とベアリング収納穴５２の内周面との間の隙間に侵入した塵芥が、防塵カラー６０の外周面に連行して移動すると、ベアリング収納穴５２の内周面と塵芥との間に周速差が発生し、この周速差による螺旋溝５２ａの送り作用により、塵芥がベアリング収納穴５２の開口側に送られてベアリング収納穴５２から排出されるため、塵芥が後部ベアリング１８に到達することを防止できる。

さらに、防塵カラー６０の外周面に前方から後方に向かってモータ軸３２の軸線方向に延びる壁面６０ｂを備える溝６０ａを形成したことで、防塵カラー６０の外周面とベアリング収納穴５２の内周面との間の隙間に侵入した塵芥が、壁面６０ｂに衝突して弾かれることで、ベアリング収納穴５２の内周面と塵芥との間に周速差が発生し、この周速差による螺旋溝５２ａの送り作用により、塵芥がベアリング収納穴５２の開口側に送られてベアリング収納穴５２から排出されるため、塵芥が後部ベアリング１８に到達することを回避できる。

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、１２ｂベアリング収納穴、１２ｃベアリング支持部、１２ｄ流路、１２ｅ溝、１２ｆ壁面、１３ギアケース、１４テールカバー、１６インナーケース、１７前部ベアリング、１８後部ベアリング、１８ａ外輪、１８ｂ内輪、１９冷却ファン、２１砥石、２２安全カバー、２５すべり軸受け、２６ベアリング、２７駆動軸、２８スイッチ、３１モータ、３１ａ固定子、３１ｂ回転子、３２モータ軸、３２ａ前端部、３２ｂ後端部、３２ｃ後端小径部、３２ｄ大径部、３２ｅ段付面、３３整流子、３５ブラシ、３６ファンケーシング、３８ブラシホルダ、４０防塵カラー、４０ａ小径孔、４０ｂ大径孔、４０ｃ外周面、４０ｄ螺旋溝、４１ベアリングゴム、５２ベアリング収納穴、５２ａ螺旋溝、６０防塵カラー、６０ａ溝、６０ｂ壁面

Claims

駆動源であるモータと、前記モータにより回転する回転軸と、前記回転軸を軸支するベアリングと、前記ベアリングが支持されるベアリング収納穴と、前記ベアリングに隣接して配置され前記回転軸と共に回転する防塵カラーと、を備える電動工具において、
前記防塵カラーの外周面と前記ベアリング収納穴の内周面との間には隙間が形成され、前記ベアリング収納穴の内周面には、前記防塵カラーの回転により前記ベアリング収納穴の開口側に向かって送り作用を発生する送り溝としての螺旋溝が形成されており、
前記防塵カラーの外周面には、前記送り溝としての螺旋溝に対向して前記回転軸の軸線方向に延びる壁面を有する溝が形成されていることを特徴とする電動工具。
前記防塵カラーは、前記ベアリング収納穴の内部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。