JP6745765B2 - マルノコ - Google Patents

Description

本発明は、マルノコに関する。

マルノコ等の電動工具においては、駆動源としてブラシレスモータや整流子モータ等のモータが用いられる（非特許文献１参照）。このようなモータは、２５０００〜３００００回転／分程度の回転数で使用されていた。

マキタ総合カタログ２０１３−４、［平成２５年７月３日検索］、インターネット＜http://www.makita.co.jp/product/ecatalog/sougou/index.html#1＞

ところで電動工具においては、使い勝手を考慮して軽量化を図る試みがなされている。しかし、モータの重量が占める割合が大きいため、部品の薄肉化や形状変更といった細かい対策にとどまり、大幅な軽量化を図ることができなかった。

そこで、本発明は、使い勝手に優れたマルノコを提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ベースと、ベース上に設けられ、鋸刃を前後方向に備えた本体と、本体の上部に設けられて前後方向に延びるグリップ部と、本体内に収容され、回転軸が左右方向に配されるブラシレスモータと、本体内に収容され、ブラシレスモータを駆動させるためのスイッチング素子を備えたコントローラと、を含み、
本体におけるブラシレスモータの収容部とコントローラの収容部とが、それぞれ平面視でベースよりも側方に突出して、ブラシレスモータの収容部におけるベースよりも最も側方に突出している端面と、コントローラの収容部におけるベースよりも最も側方に突出している端面とが、何れも平面であって、両端面が面一となっていると共に、ブラシレスモータの収容部よりもコントローラの収容部の方が後方に位置しており、
本体内には、鋸刃が装着される出力軸と、回転軸から出力軸に回転伝達する中間軸とが、それぞれ回転軸と平行に収容され、中間軸が、回転軸及び出力軸よりも前方に配置される一方、
回転軸にはファンが設けられて、コントローラの収容部がブラシレスモータの収容部におけるファンの収容部分と連通し、ファンの回転により生じる空気流によって、ブラシレスモータとコントローラとがそれぞれ冷却されることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、ギヤハウジングと、ギヤハウジングの上方で前後方向に延びるグリップハウジングと、グリップハウジングを挟んだ左右何れか一方側でギヤハウジングに連結されるブレードケースに覆われた鋸刃と、
他方側に向かって突出するようにギヤハウジングに連結され、鋸刃を回転させるブラシレスモータを収容するモータハウジングと、モータハウジングよりも後方において他方側に向かって突出するようにモータハウジングに連設され、ブラシレスモータを制御するコントローラを収容する張出ハウジングと、を備え、グリップハウジングの後端は、モータハウジングよりも後方位置で張出ハウジングに連結され、
モータハウジングと張出ハウジングとの他方側へ突出しているそれぞれの端面は、何れも平面であって、両端面が面一となっており、
ブラシレスモータの回転軸は、左右方向に配置されると共に、鋸刃が装着される出力軸と、回転軸から出力軸に回転伝達する中間軸とが、それぞれ回転軸と平行に収容され、中間軸が、回転軸及び出力軸よりも前方に配置される一方、
回転軸にはファンが設けられて、張出ハウジングがモータハウジングにおけるファンの収容部分と連通し、ファンの回転により生じる空気流によって、ブラシレスモータとコントローラとがそれぞれ冷却されることを特徴とする。

本発明によれば、使い勝手に優れたものとなる。

マルノコの側面図である。 マルノコの平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である（冷却用空気の流れを説明するために、便宜上張出ハウジングの一部を破断して示している）。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 グラインダの縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、電動工具の一例であるマルノコの側面図、図２はその平面図、図３は図１のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図である。マルノコ１は、平面視矩形状のベース２の上方に、ブラシレスモータ５によって回転駆動する先端工具としての円板状の鋸刃４を備えた本体３を設けてなる。本体３は、ブラシレスモータ５を収容したモータハウジング６と、モータハウジング６の右側（図１の右側を前方とする。）に連結されるギヤハウジング７と、ギヤハウジング７の右側に連結されて鋸刃４の上部を覆うブレードケース８とから形成され、ギヤハウジング７の上方には、後述する張出ハウジング５６との間でループ状に架設されるグリップハウジング９が設けられている。

ブレードケース８は、ベース２における切断方向の前方側が、平面視Ｕ字状の連結板１０にネジ１１によって上下方向へ回転可能に軸着されており、その連結板１０が、ベース２上に立設されて円弧状のガイド溝を有する左右方向のガイド板１２に、前後方向のピンによって回転可能且つツマミネジ１３によってガイド溝に沿った任意の位置で固定可能に連結されている。一方、ブレードケース８の後方側でも、円弧状のガイド溝を有する左右方向のガイド板１４がベース２上に立設されており、そのガイド板１４に、ブレードケース８の側方で前方へ向かって円弧状にカーブするデプスガイド１５が、前後方向のピンによって回転可能且つツマミネジ１６によってガイド溝に沿った任意の位置で固定可能に連結されている。このデプスガイド１５に、ブレードケース８の側面に設けたローラ１７が貫通して、ローラ１７の延長軸上に設けたレバー１８によって任意にクランプ操作可能となっている。

よって、本体３は、デプスガイド１５に沿ったブレードケース８のクランプ位置を変更することで、ネジ１１を中心として回転させて、ベース２に設けた角穴１９を通して下方へ突出する鋸刃４の突出量（切込量）が調整可能となる。また、前後のガイド板１２，１４における連結板１０とデプスガイド１５との固定位置を変更することで、本体３を、鋸刃４がベース２と直交する直角位置から、右側へ倒伏して鋸刃４がベース２と４５°の角度で傾斜する最大傾斜位置までの任意の傾斜角度で固定可能となる。なお、ベース２の前端には、鋸刃４の直角（０°）位置と４５°位置で側縁がそれぞれ鋸刃４の延長上に位置する切込み２０，２０が形成されており、被切断材の上面に表記した墨線に切込み２０の側縁を合わせることで、墨線に沿った切断が容易に可能となっている。

一方、グリップハウジング９は、モータハウジング６に連設される左側の半割ハウジング９ａと、右側の半割ハウジング９ｂとをネジ２１，２１・・によって組み付けて形成され、後側がグリップ部２２となっている。グリップ部２２の前側には、トリガ２４を下方へ突出させたスイッチ２３が収容されて、グリップ部２２の後側には、電源コード２５が接続されている。

そして、ブラシレスモータ５は、ステータ２６とロータ２７とを有するインナーロータ型で、まずステータ２６は、複数の積層鋼板からなる固定子鉄心２８と、固定子鉄心２８の前後に設けられる前絶縁部材２９及び後絶縁部材３０（なお、図３に示す本体３の内部の説明では、便宜上鋸刃４側を前方、ブラシレスモータ５側を後方とする。）と、前絶縁部材２９及び後絶縁部材３０を介して固定子鉄心２８に巻回される６つのコイル（図示略）とを有する。また、ロータ２７は、軸心に位置する回転軸３１と、回転軸３１の周囲に配置される筒状の回転子鉄心３２と、回転子鉄心３２の外側に配置され、筒状で周方向に極性を交互に変えた永久磁石３３と、これらの後側において放射状に配置された複数のセンサ用永久磁石（図示略）とを有する。後絶縁部材３０の後端には、ロータ２７のセンサ用永久磁石の位置を検出して回転検出信号を出力する３つの回転検出素子を搭載したセンサ回路基板３４が固定されている。

回転軸３１は、モータハウジング６の後部に保持された軸受３５と、ギヤハウジング７に保持された軸受３６とによって回転可能に支持されて、第１ギヤ３７を形成した前端をギヤハウジング７内に突出させている。回転軸３１における軸受３６より後方には、モータ冷却用の遠心ファン３８が固着され、モータハウジング６の後面には、複数の吸気口３９，３９・・が形成されて、ステータ２６の前方には、回転軸３１に貫通されて遠心ファン３８の周囲を囲む皿状のバッフルプレート４０が設けられている。
また、回転軸３１の前方には、回転軸３１と平行な中間軸４１が、後端をギヤハウジング７に保持された軸受４２で、前端を、ブレードケース８に組み付けられるベアリングリテーナ４３に保持された軸受４４でそれぞれ軸支されており、中間軸４１の後部に設けた大径の第２ギヤ４５を回転軸３１の第１ギヤ３７と噛合させている。４６は、軸受４４の前方でベアリングリテーナ４３に保持されて軸受４４のスラスト荷重を受けるリングである。中間軸４１の前部には第２ギヤ４５より小径の第３ギヤ４７が形成されている。

さらに、中間軸４１の前方には、中間軸４１と平行な出力軸４８が、後端をブレードケース８に保持された軸受４９で、前端をベアリングリテーナ４３に保持された軸受５０でそれぞれ軸支されて、ベアリングリテーナ４３を貫通させた前端をブレードケース８内に突出させている。出力軸４８の後部には、中間軸４１の第３ギヤ４７と噛合する第４ギヤ５１が設けられている。この出力軸４８の前端に、鋸刃４が、アウターフランジ５２とインナーフランジ５３とによって挟持されると共に、前方から出力軸４８の軸心にねじ込まれるボルト５４によって固定されている。５５は、ブレードケース８内でベアリングリテーナ４３に回転可能に装着される安全カバーで、常態では図１のように鋸刃４の下側を覆う位置に回転付勢されている。

一方、図４に示すように、モータハウジング６の後方には、張出ハウジング５６が連設されて、張出ハウジング５６内にコントローラ５７を収容している。このコントローラ５７は、マイコンの他、ダイオードや平滑コンデンサ、スイッチング素子等を搭載して整流回路やインバータ回路を形成した図示しない制御回路基板を収容したもので、ここでは整流回路の出力側に、従来の大容量の平滑コンデンサ（電解コンデンサ）に代えて、例えば数百μＦ程度の小容量に構成される平滑コンデンサを設けている。すなわち、電解コンデンサを用いないコンデンサレスコントローラを使用している。
また、張出ハウジング５６の内部は、モータハウジング６と連通しており、張出ハウジング５６の左端面にも、吸気口５８が形成されている。コントローラ５７の表面には、放熱用のフィン５９，５９・・が突設されている。

そして、ここでのブラシレスモータ５は、ステータ２６の固定子鉄心２８の鋼板２８ａ，２８ａ・・の積層数を少なく（ここでは従来の４０積を８．４積としている）して、軸方向での寸法を小さくして軽量化を図っている。よって、ブラシレスモータ５の回転軸３１は、回転数が４００００回転／分以上と高速での回転が可能となっている。但し、回転軸３１の回転数が高くなっても出力軸４８の回転数は従来と同様に４０００〜６０００回転／分を維持できるように、第１ギヤ３７と第２ギヤ４５とのモジュールを０．５〜１．５の間に設定すると共に、一段目の減速機構である第１ギヤ３７と第２ギヤ４５との減速比を、二段目の減速機構である第３ギヤ４７と第４ギヤ５１の減速比よりも大きくしている。

以上の如く構成されたマルノコ１においては、トリガ２４を上方へと引き操作すると、スイッチ２３がＯＮして商用電源が供給され、コントローラ５７で整流された直流電源によってブラシレスモータ５が駆動する。すなわち、コントローラ５７のマイコンが、センサ回路基板３４の回転検出素子から出力されるロータ２７のセンサ用永久磁石の位置を示す回転検出信号を得てロータ２７の回転状態を取得し、取得した回転状態に応じて各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御し、ステータ２６の各コイルに対し順番に電流を流すことでロータ２７を回転させる。よって、回転軸３１が回転して第１ギヤ３７から第２ギヤ４５を介して中間軸４１が回転し、第３ギヤ４７から第４ギヤ５１を介して出力軸４８が回転するため、鋸刃４が回転し、被切断材を切断可能となる。

この回転軸３１の回転に伴う遠心ファン３８の回転により、吸気口３９からモータハウジング６内に吸い込まれた冷却用空気は、矢印ａで示すように、ブラシレスモータ５を通過してブラシレスモータ５を冷却した後、バッフルプレート４０によってギヤハウジング７側へ送られる。また、張出ハウジング５６の吸気口５８から吸い込まれた冷却用空気は、矢印ｂで示すように、コントローラ５７を通過してコントローラ５７を冷却した後、モータハウジング６内に移動して同じくバッフルプレート４０によってギヤハウジング７側へ送られる。ギヤハウジング７側へ送られた冷却用空気の大部分は、ブレードケース８内に吹き出し、鋸刃４の回転に伴って発生する空気流と合流してブレードケース８の右側面に形成された排気口６０から排出される。冷却用空気の残りの一部は、ブレードケース８の左側面に設けられたダクト６１を通ってブレードケース８の前端に送られ、ベース２の前端に吹き付けられる。よって、墨線が切粉で隠れることが防止される。

このように、上記形態のマルノコ１によれば、ブラシレスモータ５の回転数を４００００回転／分としたことで、ブラシレスモータ５を軽量化して全体の軽量化が図れる。よって、使い勝手に優れたものとなる。

なお、ブラシレスモータとしては、Ｓ−Ｒモータや高周波モータ等も採用できる。また、ロータの極数も６極以下で適宜変更できる。なお、６極以下とすることにより、コントローラで駆動しなければならないコイルの数を少なくすることができる。このため、より容易にブラシレスモータを制御することができる。
また、上記形態では、固定子鉄心の鋼板の積層数を少なくすることで軽量化を図っているが、コイルの巻き数を少なくする等して軽量化を達成することも可能である。

また、電動工具としては、マルノコに限らず、ドライバやグラインダ、バリカン等の園芸工具等であっても本発明は適用可能である。よって、上記形態のようにモータの回転軸に対して中間軸と出力軸とをそれぞれ偏心位置に配置して減速を図る構造に限らず、モータの回転軸と先端工具との間に配置した遊星歯車減速機構によって減速を図るものでも差し支えない。よって、先端工具の回転数は、４０００〜６０００回転／分に限らず、１０００回転／分から１５０００回転／分の間となる。

図５は、遊星歯車減速機構を用いたグラインダの一例を示すもので、このグラインダ７０では、後方（図５の左側を前方とする。）に位置するモータハウジング７１内に、固定子７３と回転子７４とからなるモータ７２を収容している。モータハウジング７１の前方に連結されるギヤハウジング７７内には、インターナルギヤ８１内で公転する複数の遊星歯車８０，８０を支持するキャリア７９，７９を軸方向に二段配置した遊星歯車減速機構７８を設けて、回転子７４の回転軸７５の先端に設けたピニオン７６を一段目の遊星歯車８０に噛合させて、二段目のキャリア７９に設けられる出力軸８２を、ギヤハウジング７７の前方に連結される前ハウジング８３内に突出させている。前ハウジング８３内には、出力軸８２と直交状にスピンドル８４が軸支されて、中間部に設けたベベルギヤ８５を出力軸８２に設けたベベルギヤ８６と噛合させている。前ハウジング８３から突出するスピンドル８４の下端には、先端工具としての円盤状砥石８７が装着されている。８８はモータハウジング７１の後部に収容されたスイッチである。

そして、このグラインダ７０においても、固定子７３の積層数を少なくする等してモータ７２の回転軸７５の回転数を４００００回転／分以上とすると共に、遊星歯車減速機構７８によってスピンドル８４の回転数を６０００〜１５０００回転／分に減速している。
このように、上記形態のグラインダ７０によれば、モータ７２の回転数を４００００回転／分としたことで、モータ７２が軽量化して全体の軽量化が図れる。よって、使い勝手に優れたものとなる。

１・・マルノコ、２・・ベース、３・・本体、４・・鋸刃、５・・ブラシレスモータ、６・・モータハウジング、７・・ギヤハウジング、８・・ブレードケース、２６・・ステータ、２７・・ロータ、３１・・回転軸、３７・・第１ギヤ、４１・・中間軸、４５・・第２ギヤ、４７・・第３ギヤ、４８・・出力軸、５１・・第４ギヤ、５６・・張出ハウジング、５７・・コントローラ、７０・・グラインダ、７２・・モータ、７３・・固定子、７４・・回転子、７５・・回転軸、７８・・遊星歯車減速機構、７９・・キャリア、８０・・遊星歯車、８１・・インターナルギヤ、８２・・出力軸、８４・・スピンドル。

Claims (2)

1. ベースと、
   前記ベース上に設けられ、鋸刃を前後方向に備えた本体と、
   前記本体の上部に設けられて前後方向に延びるグリップ部と、
   前記本体内に収容され、回転軸が左右方向に配されるブラシレスモータと、
   前記本体内に収容され、前記ブラシレスモータを駆動させるためのスイッチング素子を備えたコントローラと、を含み、
   前記本体における前記ブラシレスモータの収容部と前記コントローラの収容部とが、それぞれ平面視で前記ベースよりも側方に突出して、前記ブラシレスモータの収容部における前記ベースよりも最も側方に突出している端面と、前記コントローラの収容部における前記ベースよりも最も側方に突出している端面とが、何れも平面であって、両前記端面が面一となっていると共に、前記ブラシレスモータの収容部よりも前記コントローラの収容部の方が後方に位置しており、
   前記本体内には、前記鋸刃が装着される出力軸と、前記回転軸から前記出力軸に回転伝達する中間軸とが、それぞれ前記回転軸と平行に収容され、前記中間軸が、前記回転軸及び前記出力軸よりも前方に配置される一方、
   前記回転軸にはファンが設けられて、前記コントローラの収容部が前記ブラシレスモータの収容部における前記ファンの収容部分と連通し、前記ファンの回転により生じる空気流によって、前記ブラシレスモータと前記コントローラとがそれぞれ冷却されることを特徴とするマルノコ。
2. ギヤハウジングと、
   前記ギヤハウジングの上方で前後方向に延びるグリップハウジングと、
   前記グリップハウジングを挟んだ左右何れか一方側で前記ギヤハウジングに連結されるブレードケースに覆われた鋸刃と、
   他方側に向かって突出するように前記ギヤハウジングに連結され、前記鋸刃を回転させるブラシレスモータを収容するモータハウジングと、
   前記モータハウジングよりも後方において前記他方側に向かって突出するように前記モータハウジングに連設され、前記ブラシレスモータを制御するコントローラを収容する張出ハウジングと、を備え、
   前記グリップハウジングの後端は、前記モータハウジングよりも後方位置で前記張出ハウジングに連結され、
   前記モータハウジングと前記張出ハウジングとの前記他方側へ突出しているそれぞれの端面は、何れも平面であって、両前記端面が面一となっており、
   前記ブラシレスモータの回転軸は、左右方向に配置されると共に、前記鋸刃が装着される出力軸と、前記回転軸から前記出力軸に回転伝達する中間軸とが、それぞれ前記回転軸と平行に収容され、前記中間軸が、前記回転軸及び前記出力軸よりも前方に配置される一方、
   前記回転軸にはファンが設けられて、前記張出ハウジングが前記モータハウジングにおける前記ファンの収容部分と連通し、前記ファンの回転により生じる空気流によって、前記ブラシレスモータと前記コントローラとがそれぞれ冷却されることを特徴とするマルノコ。

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