JP6528563B2

JP6528563B2 - 動力工具

Info

Publication number: JP6528563B2
Application number: JP2015131034A
Authority: JP
Inventors: 健太郎畠山
Original assignee: Koki Holdings Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2019-06-12
Anticipated expiration: 2035-06-30
Also published as: JP2017013166A

Description

本発明は、操作スイッチがモータのオフを選択しているときにモータに制動力を働かせる動力工具に関する。

従来から、下記特許文献１に示すグラインダのような、操作スイッチがモータのオフを選択しているときにモータに制動力を働かせるブレーキ機構を有する動力工具が知られている。制動力を発生するブレーキ機構は、操作スイッチに連動して動作する関係上、操作スイッチの近くに設けられることが望ましい。このため、下記特許文献２のようにモータの後方に操作スイッチが存在する場合、ブレーキ機構は好ましくはモータの後方に配置することになる。

特開２００４−２４９４２０号公報特開２０１２−６１５５２号公報

特許文献１及び２に示すように、ファンの発生する冷却風をモータの後方から前方に抜けるように流す構成の場合、ブレーキ機構をモータの後方（冷却風の風上）に配置すると、制動時にブレーキ機構から発生するブレーキダストが冷却風に乗ってモータに入り込むという問題があった。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、ブレーキダストの影響を抑制することの可能な動力工具を提供することにある。

本発明のある態様は、動力工具である。この動力工具は、
ステータ及び回転するロータを有するモータと、
前記モータを収容するハウジングと、
前記ロータの軸方向において、前記モータよりも一方側の前記ハウジングに設けられる吸気口と、
前記軸方向において、前記モータよりも他方側の前記ハウジングに設けられる排気口と、
前記軸方向で前記排気口と前記ステータとの間に設けられ、前記吸気口から前記排気口に至る冷却風を前記ハウジング内に発生させるファンと、
前記モータのオン、オフを切替え可能な操作スイッチと、
前記操作スイッチが前記モータのオフを選択しているときに前記モータに対して制動力を働かせるブレーキ機構と、を備え、
前記ブレーキ機構は、摩擦力によって前記モータに制動力を働かせるブレーキ部材を有し、
前記操作スイッチは、前記軸方向において、前記モータよりも前記一方側に設けられ、
前記ブレーキ機構は、前記モータより前記冷却風の風上に配置されるように、前記軸方向において前記吸気口の少なくとも一部と前記モータとの間に配置され、
前記操作スイッチに対する操作に連動して前記ブレーキ機構による前記モータへの制動力を有効にするように動作する連動部の少なくとも一部が、前記軸方向において前記ブレーキ部材と前記操作スイッチの間に設けられ、
前記ブレーキ部材は、前記ハウジング内において、周囲を隔壁で覆われたブレーキ収容空間内に設けられている。

前記ロータには、前記ブレーキ部材と接触して摩擦力を与えるブレーキ当接部が設けられ、
前記ブレーキ当接部は周囲を前記隔壁に覆われるようにして前記ブレーキ収容空間に収容されてもよい。

前記ロータ又は前記ブレーキ当接部のいずれか一方には突設部が設けられ、
前記軸方向において、前記ブレーキ当接部とオーバーラップする前記隔壁及び前記突設部は、前記ブレーキ収容空間と前記ハウジング内を非直線的に連通する連通路を形成してもよい。

前記軸方向で、前記ブレーキ当接部と前記操作スイッチとの間に前記吸気口の少なくとも一部が位置してもよい。

前記ハウジングは、モータハウジングと、前記モータハウジングの一端に連結されたハンドルハウジングと、を有し、前記ハンドルハウジング内に前記ブレーキ機構が設けられ、前記ハンドルハウジングが前記モータハウジングに対して回転可能であってもよい。

前記ハンドルハウジングが２分割構造であって前記ブレーキ機構を挟持してもよい。

前記ハンドルハウジングは、前記モータハウジングに、防振手段を介して連結されてもよい。

前記ハンドルハウジングに吸気口が設けられてもよい。
前記ロータと一体回転する出力軸を有し、
前記ブレーキ部材の前方では、前記出力軸に取り付けられて前記出力軸の径方向外側に向かって突出する突出部と、前記ブレーキ部材の周囲を覆う隔壁によって、前記ブレーキ部材が配置される空間と前記ハウジング内部とを非直線的に連通する連通路が形成されてもよい。
前記ロータと一体回転する出力軸を有し、
前記ブレーキ部材の前方では、前記出力軸に取り付けられて前記出力軸の径方向外側に向かって突出する突出部と、前記ハウジングの一部によって、前記ブレーキ部材が配置される空間と前記ハウジング内部とを非直線的に連通する連通路が形成されてもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、ブレーキダストの影響を抑制することの可能な動力工具を提供することができる。

本発明の実施の形態に係るグラインダ１の、モータハウジング３の一部を切り欠いた平面図。グラインダ１の、操作スイッチ５がオフの状態における側断面図。グラインダ１の、操作スイッチ５がオンの状態における側断面図。グラインダ１の、操作スイッチがオフの状態における要部拡大平断面図。図３のブレーキ機構５０近傍の拡大断面図。図３のＡ−Ａ断面図。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

本実施の形態では、図１〜図６により、動力工具の一例として、グラインダ１の構成を説明する。なお、図２により、前後上下の各方向を定義する。グラインダ１は、先端工具（回転具）としての砥石１０を備え、コンクリートや石材などの表面を平坦にする研削作業などに用いられる。砥石１０は、円盤形状で、直径が例えば１００ｍｍ〜２５０ｍｍである。なお、先端工具としては、円板状の研磨用砥石や切断用砥石の他に、円板状のブラシやカッター等も取付け可能である。グラインダ１は、ハンドルハウジング２（例えば樹脂製）と、モータハウジング３（例えば樹脂製）と、ギヤケース４とを備える。ハンドルハウジング２及びモータハウジング３は、本発明のハウジングの例示である。

モータハウジング３は、全体として略円筒形状を成しており、モータハウジング３の内部には、モータ（電動モータ）６が収容される。モータ６は、ここではステータ６ｂ及びロータ６ｃを有するブラシ付きモータである。モータ６は、スイッチ機構８及びハンドルハウジング２の後端から引き出された電源コード７を介して商用電源等の外部交流電源に接続される。モータハウジング３内においてモータ６の前方には、モータ６の出力軸６ａと一体に回転するファン９が設けられる。ファン９は、前方に向かう冷却風を発生する。冷却風は、ハンドルハウジング２の両側面に設けられた複数の吸気口（風窓）２ｃからハンドルハウジング２内に取り込まれ、モータ６等を冷却し、ギヤケース４に設けられた複数の排気口（風窓）４ａから外部に排気される。モータ６の出力軸６ａの前端部には、第１のベベルギヤ２１が設けられる。

ハンドルハウジング２は、モータハウジング３の後端部に、防振手段としての弾性リング３１を介して弾性的に取り付けられる（連結される）。ハンドルハウジング２は、２分割構造であり、左ハンドルハウジング２ａ及び右ハンドルハウジング２ｂを複数のネジ１０１（図１）によって相互に連結（結合一体化）したものである。ハンドルハウジング２は、ハンドルロック操作部３２によるハンドルロックを解除することでモータハウジング３に対して回転可能である。ハンドルハウジング２には、モータ６への通電有無（モータ６の駆動、停止）を切り替える操作スイッチ（トリガスイッチ）５が設けられる。操作スイッチ５は、支点５ａによりハンドルハウジング２に回動可能に支持され、モータ６への通電有無を切り替えるスイッチ機構８のスイッチボタン８ａと係合する。スイッチボタン８ａは、図２に示すように突出した状態がオフ、図３に示すように押された状態がオンである。操作スイッチ５の回動は、リンク５ｂによって後述のブレーキ機構５０に伝達される。リンク５ｂは、支点５ｃ（図５）によって回動可能なようにハンドルハウジング２に支持される。

ギヤケース４は、例えばアルミ合金等の金属製であり、モータハウジング３の前端部に取り付けられる。ギヤケース４の下端の開口部は、蓋部材としてのパッキングランド１１によって塞がれる。パッキングランド１１は、ギヤケース４に対してネジ止め等により固定される。パッキングランド１１は、後述のホイルガード３０を保持する保持部材となる。ギヤケース４の内部には、スピンドル２０が回転自在に保持される。スピンドル２０は、モータ６の出力軸６ａ（ロータ回転軸）と略直交しており、その一端はパッキングランド１１を貫通して外部に突出する。一方、ギヤケース４内に位置するスピンドル２０の他端側には、モータ６の出力軸６ａに取り付けられた第１のベベルギヤ２１と噛み合う第２のベベルギヤ２２が設けられる（取り付けられる）。モータ６の回転は、回転伝達機構（減速部）としての第１のベベルギヤ２１及び第２のベベルギヤ２２によって回転方向が９０度変換されると共に、回転速度が減速されてスピンドル２０に伝達される。すなわち、スピンドル２０はモータ６によって回転駆動される。

砥石１０は、ホイルワッシャ及びロックナットによってスピンドル２０に固定され、スピンドル２０と一体的に回転する。ハンドルハウジング２に設けられた操作スイッチ５が操作されると、モータ６に電力が供給され、モータ６の出力軸６ａが回転する。すると、第１のベベルギヤ２１及び第２のベベルギヤ２２を介して出力軸６ａに連結されているスピンドル２０が回転し、スピンドル２０に固定されている砥石１０が回転する。パッキングランド１１には、砥石１０の外周の少なくとも１／２以上を覆うホイルガード３０が取り付けられる。ホイルガード３０は、作業中にその回動位置が変化しないように回り止めされ、回り止めを解除すれば作業内容に合わせて回動位置を変更できるようになっている。

以下、グラインダ１のブレーキ機構５０を説明する。ブレーキ機構５０は、操作スイッチ５がモータ６のオフを選択しているときにモータ６に対して摩擦による制動力を働かせる。ブレーキ機構５０は、モータ６よりもファン９の発生する冷却風の風上に配置される。図４〜図６に示すように、ブレーキ機構５０の制動力発生部（ブレーキパッド５２及びブレーキロータ５３の相互接触部）は、ハンドルハウジング２内において、周囲を隔壁としての内壁部（内壁リブ）２ｄで覆われたブレーキ収容空間内に設けられる。内壁部２ｄは、左ハンドルハウジング２ａ及び右ハンドルハウジング２ｂの各内面から突出し相互に突き合わされる（図６）。

ブレーキ機構５０は、保持部材としてのブレーキホルダ５１と、ブレーキ部材としてのブレーキパッド５２と、ブレーキ当接部としてのブレーキロータ５３と、一対のスプリング５４（図５）とを有する。ブレーキホルダ５１は、ブレーキパッド５２を保持する本体部５１ａと、シャフト部５１ｂと、係合部としてのフランジ部５１ｃとを含む。本体部５１ａは、ブレーキ収容空間内に位置する。図４に示すように、本体部５１ａは一対の切欠部５１ｅを有し、左ハンドルハウジング２ａ及び右ハンドルハウジング２ｂの各内面から立ち上がる支持壁部（支持リブ）２ｅが切欠部５１ｅに入り込んでブレーキホルダ５１を支持（挟持）する。シャフト部５１ｂは、本体部５１ａの後端面から立ち上がり、ブレーキ収容空間の内側から外側に後方に延びる。シャフト部５１ｂは、ブレーキ収容空間外に小径部５１ｄを有し、フランジ部５１ｃは、小径部５１ｄの後端部に設けられる。フランジ部５１ｃは、操作スイッチ５と連動して回動するコの字ないしＵ字状のリンク５ｂの先端と係合する。シャフト部５１ｂは、全周に渡ってハンドルハウジング２の内壁部２ｄと近接ないし接触する。

ブレーキパッド５２は、ブレーキホルダ５１の本体部５１ａの前端面に設けられてブレーキ収容空間内に位置する。ブレーキロータ５３は、ブレーキ収容空間内に位置し、モータ６の出力軸６ａに一体回転可能に設けられ（例えば図５に示すようにボルト５７によって取り付けられ）、ブレーキパッド５２を挟んでブレーキホルダ５１の本体部５１ａの前端面と対向する。一対のスプリング５４は、図５に示すように、ブレーキホルダ５１のシャフト部５１ｂの上下においてそれぞれブレーキホルダ５１の本体部５１ａとハンドルハウジング２の内壁部２ｄとの間に設けられ、ブレーキホルダ５１を前方に付勢する。

ブレーキロータ５３の前方には、カラー（筒状体）５５がロータ６ｃの回転軸（出力軸６ａ）の周囲に設けられる（ロータ回転軸に圧入される）。カラー５５は、ブレーキロータ５３の軸方向位置を決める役割を持つ。カラー５５は、互いに軸方向位置が異なる突設部としてのフランジ部５５ｂ,５５ｃを外周面に有する。フランジ部５５ｂ,５５ｃの間の凹溝５５ａに、ハンドルハウジング２の内壁部２ｄが全周に渡って僅かな隙間を持って入り込んでいる（ラビリンス構造を成している）。ブレーキロータ５３と径方向位置がオーバーラップするハンドルハウジング２の内壁部２ｄ及びフランジ部５５ｂ,５５ｃは、ブレーキ収容空間の内外を非直線的に連通する連通路を形成する。

図２に示すように、操作スイッチ５がオフの状態では、スプリング５４によりブレーキホルダ５１は前方（ブレーキロータ５３側）に付勢され、ブレーキパッド５２がブレーキロータ５３に押し付けられ、ブレーキ機構５０による制動力が働く。一方、図３及び図５に示すように、操作スイッチ５がオンの状態では、操作スイッチ５がオンになる動作に連動して回動するリンク５ｂが、ブレーキホルダ５１のフランジ部５１ｃに引っ掛かって（係合して）ブレーキホルダ５１をスプリング５４の付勢に抗して後退させ、ブレーキパッド５２がブレーキロータ５３から離間し、ブレーキ機構５０による制動力が無くなる（ブレーキ機構５０が解除される）。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) ブレーキ機構５０の制動力発生部がハンドルハウジング２内において周囲を内壁部２ｄで覆われたブレーキ収容空間内に設けられるため、ブレーキ機構５０から発生するブレーキダストの大部分はブレーキ収容空間内に留まり、モータ６の内部へのブレーキダストの進入が抑制される。特に、モータ６がブラシ付モータである場合、ブラシの接触箇所にブレーキダストが進入した場合、モータ６への通電効率が低下してしまうものであるが、これを効果的に抑制することができる。

(2) 制動力発生部の前方において、ハンドルハウジング２の内壁部２ｄがカラー５５のフランジ部５５ｂ,５５ｃの間に入り込んで全周に渡ってラビリンス構造を成すため、相対的に回転する内壁部２ｄとカラー５５との間からブレーキダストがブレーキ収容空間外に出て行くことを抑制できる。

(3) 操作スイッチ５及びブレーキ機構５０が共にモータ６の後方に位置するため、操作スイッチ５に連動してブレーキ機構５０を動作させる機構（リンク５ｂ）が小型かつシンプルな構成で済む。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

カラー５５のフランジ部５５ｂ,５５ｃのいずれかを省略してもよい。ブレーキロータ５３に、カラー５５のフランジ部５５ｂ,５５ｃに対応する突設部を設け、ハンドルハウジング２の内壁部２ｄとラビリンス構造を形成してもよい。この場合、ブレーキロータ５３の一部はブレーキ収容空間外にあってもよい。動力工具は、グラインダ以外の他の種類のものであってもよい。例えば丸鋸やコンクリートカッタ、刈払機、芝刈機など、比較的慣性モーメントの大きな回転具を取付可能な動力工具に本発明は好適である。モータ６は、ブラシレスモータであってもよい。

１グラインダ、２ハンドルハウジング、２ａ左ハンドルハウジング、２ｂ右ハンドルハウジング、２ｃ吸気口（風窓）、２ｄ内壁部（内壁リブ）、２ｅ支持壁部（支持リブ）、３モータハウジング、４ギヤケース、４ａ排気口（風窓）、５操作スイッチ（トリガスイッチ）、５ａ支点、５ｂリンク、５ｃ支点、６モータ（電動モータ）、６ａ出力軸（ロータ回転軸）、６ｂステータ、６ｃロータ、７電源コード、８スイッチ機構、８ａスイッチボタン、９ファン、１０砥石、１１パッキングランド（保持部材）、２０スピンドル、２１第１のベベルギヤ、２２第２のベベルギヤ、３０ホイルガード、３１弾性リング、３２ハンドルロック操作部、５０ブレーキ機構、５１ブレーキホルダ、５１ａ本体部、５１ｂシャフト部、５１ｃフランジ部、５１ｄ小径部、５１ｅ切欠部、５２ブレーキパッド、５３ブレーキロータ、５４スプリング、５５カラー（筒状体）、５５ａ凹溝、５５ｂ,５５ｃフランジ部（突設部）、５７ボルト、１０１ネジ

Claims

ステータ及び回転するロータを有するモータと、
前記モータを収容するハウジングと、
前記ロータの軸方向において、前記モータよりも一方側の前記ハウジングに設けられる吸気口と、
前記軸方向において、前記モータよりも他方側の前記ハウジングに設けられる排気口と、
前記軸方向で前記排気口と前記ステータとの間に設けられ、前記吸気口から前記排気口に至る冷却風を前記ハウジング内に発生させるファンと、
前記モータのオン、オフを切替え可能な操作スイッチと、
前記操作スイッチが前記モータのオフを選択しているときに前記モータに対して制動力を働かせるブレーキ機構と、を備え、
前記ブレーキ機構は、摩擦力によって前記モータに制動力を働かせるブレーキ部材を有し、
前記操作スイッチは、前記軸方向において、前記モータよりも前記一方側に設けられ、
前記ブレーキ機構は、前記モータより前記冷却風の風上に配置されるように、前記軸方向において前記吸気口の少なくとも一部と前記モータとの間に配置され、
前記操作スイッチに対する操作に連動して前記ブレーキ機構による前記モータへの制動力を有効にするように動作する連動部の少なくとも一部が、前記軸方向において前記ブレーキ部材と前記操作スイッチの間に設けられ、
前記ブレーキ部材は、前記ハウジング内において、周囲を隔壁で覆われたブレーキ収容空間内に設けられている、動力工具。
前記ロータには、前記ブレーキ部材と接触して摩擦力を与えるブレーキ当接部が設けられ、
前記ブレーキ当接部は周囲を前記隔壁に覆われるようにして前記ブレーキ収容空間に収容される、請求項１に記載の動力工具。
前記ロータ又は前記ブレーキ当接部のいずれか一方には突設部が設けられ、
前記軸方向において、前記ブレーキ当接部とオーバーラップする前記隔壁及び前記突設部は、前記ブレーキ収容空間と前記ハウジング内を非直線的に連通する連通路を形成する、請求項２に記載の動力工具。
前記軸方向で、前記ブレーキ当接部と前記操作スイッチとの間に前記吸気口の少なくとも一部が位置する、請求項２又は３に記載の動力工具。
前記ハウジングは、モータハウジングと、前記モータハウジングの一端に連結されたハンドルハウジングと、を有し、前記ハンドルハウジング内に前記ブレーキ機構が設けられ、前記ハンドルハウジングが前記モータハウジングに対して回転可能である、請求項１から４のいずれか一項に記載の動力工具。
前記ハンドルハウジングが２分割構造であって前記ブレーキ機構を挟持している、請求項５に記載の動力工具。
前記ハンドルハウジングは、前記モータハウジングに、防振手段を介して連結されている、請求項５又は６に記載の動力工具。
前記ハンドルハウジングに吸気口が設けられている、請求項５から７のいずれか一項に記載の動力工具。
前記ロータと一体回転する出力軸を有し、
前記ブレーキ部材の前方では、前記出力軸に取り付けられて前記出力軸の径方向外側に向かって突出する突出部と、前記ブレーキ部材の周囲を覆う隔壁によって、前記ブレーキ部材が配置される空間と前記ハウジング内部とを非直線的に連通する連通路が形成される、請求項１に記載の動力工具。
前記ロータと一体回転する出力軸を有し、
前記ブレーキ部材の前方では、前記出力軸に取り付けられて前記出力軸の径方向外側に向かって突出する突出部と、前記ハウジングの一部によって、前記ブレーキ部材が配置される空間と前記ハウジング内部とを非直線的に連通する連通路が形成される、請求項１に記載の動力工具。