JP6808454B2 - 木工用携帯用切削機 - Google Patents

Description

この発明は、トリマ（英語表記：Laminate Trimmer）あるいはルータと称される木工用携帯用切削機であって、主として木材等の被加工材の端縁加工や溝切り加工等の切削加工を行う際に用いる木工用携帯用切削機に関する。

一般に木工用携帯用切削機は、駆動源としての電動モータと、電動モータを収容したハウジングと、電動モータの駆動力によって回転される出力軸と、被加工材の上面に当接させるベースを備えている。出力軸の軸方向は、ベースの下面に対して鉛直方向に設けられる。出力軸の先端に刃具を取り付けてベースから下方に突き出させた状態で、当該刃具をその軸回りに回転させつつ被加工材の端縁等に押し付けることにより、切削加工を行うことができる。

この木工用携帯用切削機に関する従来の技術が下記の特許文献に開示されている。下記の特許文献には、電動モータの動作制御等をするためのコントローラ若しくは制御基板を内装した木工用携帯用切削機が開示されている。特に、特許文献２には、ハウジング内部に外気を導入して電動モータやコントローラを冷却する技術が開示されている。

特開平１１−１６４５７９号公報 特開２０１２−１９６８６６号公報

しかしながら、特許文献２に開示された技術では次のような問題があった。特許文献２に開示された技術によれば、ハウジングの下部に設けた吸気口から吸気された外気が上方へ流れて電動モータ及びコントローラを冷却し、その後ハウジングの上部から排気する構成となっていた。このため、ハウジング上部から排出された排気が使用者に吹き付けられて当該木工用携帯用切削機の使用感（作業性）を損なう問題があった。

係る従来の問題は、ハウジング上部から外気を導入し、下部側から排気して、冷却風の流れを上下逆にすることにより解消されるが、この場合には、導入した外気がハウジング上部側に内装されたコントローラの熱気で暖められた後に電動モータに吹き付けられることになり、電動モータの冷却効率が低下してしまう。

本発明は、電動モータとコントローラを備える木工用携帯用切削機において、従来のような使用感を損なう問題を生ずることなく、電動モータの冷却効率を高めることを目的とする。

上記の課題は以下の各発明により解決される。

第１の発明は、木材等の被加工材の端縁の切削加工や溝切り加工をする際に用いられる木工用携帯用切削機である。この木工用携帯用切削機は、電動モータと、電動モータを収容するハウジングと、電動モータの駆動力によって回転される刃具と、被加工材の上に当接させるとともに刃具を下方に突き出させたベースと、を有している。第１の発明では、電動モータの上方において、平面視で電動モータとオーバーラップする位置に電動モータの駆動制御を行うコントローラが内装されている。また、第１の発明では、ハウジングにおいて、上下方向についてコントローラの下方且つ電動モータの上方に冷却風の吸気口を設けている。

第１の発明によれば、吸気口から流入した外気が下方へ流れて電動モータの冷却がなされる。外気が下方へ流れることから、吸気口よりも上方に位置するコントローラによって加熱されていない外気を電動モータの冷却に用いることができ、これにより、電動モータの冷却効率を高めることができる。また、吸気口から吸気された外気が下方へ向けて流されて排気されることから、使用者に向けて排気が吹き付けられることなく、当該木工用携帯用切削機の使用感を損なうことがない。

第２の発明は、第１の発明において、前記吸気口から流入した外気のうち、一部は下方へ流れて前記電動モータを直接冷却し、他の一部は上方へ流れて前記コントローラを直接冷却する構成とした木工用携帯用切削機である。

第２の発明によれば、吸気口から流入した外気の他の一部によってコントローラが冷却される。

第３の発明は、第２の発明において、平板形状を有するコントローラを備えた木工用携帯用切削機である。この発明では、コントローラをその厚み方向が上下方向となる姿勢で配置している。また、この発明では、吸気口から上方へ向かう空気がコントローラの最短辺の間に形成される平面に導かれるようコントローラを配置している。

第３の発明によれば、コントローラの最短辺の間に形成される平面（側面）が冷却されることで、コントローラの冷却効率を高めることができる。

第４の発明は、第１〜第３の何れか一つの発明において、吸気口の奥側に吸気口の開口面積の半分以上を占める縦壁部を設けた木工用携帯用切削機である。

第４の発明によれば、吸気口から入った空気は一旦縦壁部に当たり、その後、空気の一部が上方へ流れることで、コントローラの冷却を行うことができる。

第５の発明は、第１〜第４の何れか一つの発明において、ハウジングの上部は径方向に膨出しており、吸気口をハウジングの上下方向について膨出した領域に設けた木工用携帯用切削機である。

第５の発明によれば、当該木工用携帯用切削機において、使用者が通常把持するグリップとしての機能を有する部位を避け、ハウジングの膨出部に吸気口を設けている。係る構成により、使用者がハウジングを把持する時に把持した手が上に移動することを防止することで、吸気口が手で塞がれるのを防ぐことができる。吸気口が手で不用意に塞がれてしまうのを防止することで、電動モータの冷却効率を高く維持することができる。

本実施形態の木工用携帯用切削機の全体斜視図である。 本実施形態の木工用携帯用切削機の右側面図である。 図２におけるIII−III断面矢視を示す断面図であって、木工用携帯用切削機の縦断面図である。 図３における(IV)部分の拡大図である。 図３のＶ−Ｖ断面矢視を示す断面図であって、木工用携帯用切削機の横断面図である。 本実施形態の木工用携帯用切削機における工具本体を左右で分離した時の、図１において右側半分に相当する部分の斜視図である。 本実施形態の木工用携帯用切削機における工具本体を左右で分離した時の、図１において左側半分に相当する部分の斜視図である。 本実施形態の木工用携帯用切削機において、トリマ用（フィックスタイプ））のベースをルータ用（プランジタイプ）のベースと取り換えた場合の全体斜視図である。

次に、本発明の実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。なお、以下では、説明をする上でわかりやすくするために図示記載の通りで上下前後左右を規定する。本実施形態では、木工用携帯用切削機の一例として、いわゆるトリマ１を図１〜図３に例示する。図１〜図３に示すように、トリマ１は、駆動源としての電動モータ１５を収容した工具本体１０と、この工具本体１０を被加工材Ｗに対して保持するためのトリマ用（フィックスタイプ）のベース２０を備えている。本実施形態のトリマ１は、工具本体１０とベース２０が互いに分離可能な構成を備えている。

図３に示すように工具本体１０は、樹脂製で左右半割構造のハウジング５を備えている。左右に分離したハウジング５の右半割部５Ｒが図６に示され、左半割部５Ｌが図７に示されている。図６及び図７に示すように、ハウジング５は、円筒形状を有する円筒部５Ａと、円筒部５Ａの上部から側方へ膨出する膨出部５Ｂとを備えている。図１〜図３に示すように、ハウジング５の円筒部５Ａの外周側には、同じく円筒形状を有するカバーケース６が装着されている。ハウジング５の下部側は円筒部５Ａとカバーケース６の２層構造となっている。カバーケース６の上部から膨出部５Ｂが、主として前後方向に膨出する状態で設けられている。カバーケース６の外周側には、ベース２０が取り付け可能になっている。ベース２０には、使用者が把持するグリップ部として機能する把持部２３が設けられている。円筒部５Ａは、使用者が把持部２３を把持するのに適当な太さ（径）で設けられている。ベース２０及び把持部２３の詳細については後述する。

図３に示すように、ハウジング５の円筒部５Ａに電動モータ１５が内装されている。電動モータ１５はいわゆるブラシレスＤＣモータで、回転子１５ａと、固定子１５ｂと、センサ基板１５ｃとを備えている。回転子１５ａに結合された出力軸１１は、軸受３０、３１を介してハウジング５に回転自在に支持されている。固定子１５ｂは、ハウジング５の円筒部５Ａの内周側に沿って固定されている。固定子１５ｂの内周側に回転子１５ａが配置されている。センサ基板１５ｃは、固定子１５ｂの上面に沿って固定されている。センサ基板１５ｃには、回転子１５ａの回転位置を検知する磁気センサが搭載されている。

出力軸１１には送風ファン３２が取り付けられている。送風ファン３２は、上下方向の位置について回転子１５ａと下側の軸受３０との間に位置している。電動モータ１５の起動により、送風ファン３２が出力軸１１と一体で回転する。送風ファン３２は、その回転によって風が上方から下方に向かって流れる羽の向きで設けられている。送風ファン３２の回転により、ハウジング５の膨出部５Ｂに設けた吸気口５ａを経てハウジング５内に外気が導入される。導入した外気により電動モータ１５の冷却がなされる。吸気口５ａの詳細については後述する。

電動モータ１５の出力軸１１は、ハウジング５及びカバーケース６の下面から下向きに突き出されている。出力軸１１の先端には、先端刃具１２を取り付けるためのナット１３が設けられている。ナット１３を緩めることにより先端刃具１２を交換することができる。出力軸１１に取り付けられた先端刃具１２は、ベース２０のベース部２１の下面からさらに下方に向けて突き出される。

図１に示すように、工具本体１０の上部であって膨出部５Ｂの前面に待機スイッチ１４ａとロックオンスイッチ１４ｂとが設けられている。待機スイッチ１４ａとロックオンスイッチ１４ｂとは、押圧スイッチで構成されており、押圧操作によって所定のストローク量だけ移動可能な押圧片を有している。待機スイッチ１４ａを一度押圧操作することで、待機スイッチ１４ａはオン状態になる。待機スイッチ１４ａがオン状態になると、トリマ１は、休止状態から電動モータ１５の駆動の開始を待つ待機状態へと移行する。待機状態では、バッテリパック１６からコントローラ３３に電力が供給される。ロックオンスイッチ１４ｂを一度押圧操作することで、ロックオンスイッチ１４ｂはオン状態になる。トリマ１が待機状態の時にロックオンスイッチ１４ｂがオン状態になると、バッテリパック１６から電動モータ１５に電力を供給する状態が維持される。その結果、トリマ１は、待機状態から電動モータ１５を駆動させてこの駆動を維持する駆動状態へと移行する。トリマ１が駆動状態の時に待機スイッチ１４ａ若しくはロックオンスイッチ１４ｂを一度押圧操作すると、コントローラ３３は、バッテリパック１６からコントローラ３３及び電動モータ１５への電力供給をそれぞれ停止する制御を行い、トリマ１を休止状態に復帰させる。また、トリマ１が待機状態の時にロックオンスイッチ１４ｂが押圧操作されることなく所定時間が経過した場合、コントローラ３３は、待機スイッチ１４ａをオフ状態にする制御を行い、トリマ１は待機状態が解除されて休止状態へと復帰する。膨出部５Ｂの右側部には、変速ダイヤル３４が設けられている。この変速ダイヤル３４を回転操作することで、電動モータ１５の回転速度を調整することができる。なお、バッテリパック１６及びコントローラ３３の詳細については後述する。

図３に示すように、電動モータ１５の上方であってハウジング５の膨出部５Ｂには、主として電動モータ１５の動作制御を行うためのコントローラ３３が内装されている。コントローラ３３は、矩形底浅のケースに制御基板を収容して樹脂モールドしたもので、概ね平板形状を有している。コントローラ３３は、その厚み方向を上下方向とする姿勢で膨出部５Ｂに収容されている。具体的には、コントローラ３３の下面３３ｃが吸気口５ａよりも上下方向について上方となる位置に、且つ平面視で電動モータ１５とオーバーラップする位置に設けられている。コントローラ３３には、センサ基板１５ｃで検知された回転子１５ａの回転位置情報に基づいて制御信号を送信するマイコンからなる制御回路、電動モータ１５の電流をスイッチングするＦＥＴからなる駆動回路、及び、バッテリパック１６の電力供給状態を検出し、その結果に応じて過放電または過電流状態とならないように電動モータ１５への電力供給を遮断するオートストップ回路等が搭載されている。

工具本体１０の上部であって膨出部５Ｂの上面には、電源としてのバッテリパック１６を取り付けるためのバッテリ取り付け部７が設けられている。バッテリパック１６は、複数本のバッテリセルをケースに収容したリチウムイオンバッテリで、別途用意した充電器で充電することにより繰り返し使用することができる。図１中に白抜き矢印で示すように、バッテリパック１６は、バッテリ取り付け部７に対して前側へスライドさせて取り付けられ、後側へスライドさせて取り外される。

ベース２０は、被加工材Ｗの上面に当接させる円板形のベース部２１と円筒形の本体支持部２２とを有している。ベース部２１の中央には、工具本体１０の出力軸１１及び先端刃具１２を下面側へ通過させるための内周孔２１ａが設けられている。本体支持部２２の内周側に、工具本体１０の下部であって、ハウジング５の円筒部５Ａ及びカバーケース６が挿入されて、当該工具本体１０がベース２０に保持されている。ベース部２１を被加工材Ｗの上面に当接させて先端刃具１２を被加工材Ｗの主として端縁部に押し当て、この押し当て状態で当該トリマ１を端縁部に沿って移動させることにより当該被加工材Ｗの縁取り加工（切削加工）を行うことができる。

本体支持部２２は、その外側表面のほとんどを、エラストマー樹脂で被覆された使用者の把持部２３として設けられている。本体支持部２２の前面にはクランプ装置２４が設けられている。このクランプ装置２４のクランプレバー２４ａを図１において手前側のアンクランプ位置に傾動操作すると、本体支持部２２が拡径方向に緩んで、工具本体１０をベース２０から取り外し可能となる。クランプレバー２４ａを図１に示すクランプ位置に傾動操作すると本体支持部２２が縮径方向に縮められて、工具本体１０が本体支持部２２に対して強固にクランプされる。

工具本体１０のベース２０に対する上下方向の取り付け位置を調整することにより、先端刃具１２の被加工材Ｗに対する切込み深さを調整することができる。ベース２０の前面には、先端刃具１２のベース部２１の下面からの突き出し寸法（切り込み深さ）を表示するための目盛り１８，１９が表示されている。工具本体１０のベース２０に対する上下方向の位置であって先端刃具１２の被加工材Ｗに対する切り込み深さは、調整ダイヤル２５を回転操作することにより微調整することができる。

ハウジング５の膨出部５Ｂの左右側部に、モータ冷却用の外気を導入するための吸気口５ａが設けられている。図６に示すように、ハウジング５の右半割部５Ｒに１つの吸気口５ａが設けられている。図７に示すように、ハウジング５の左半割部５Ｌに２つの吸気口５ａが設けられている。合計３つの吸気口５ａは、膨出部５Ｂの左右側部を貫通して、前後方向を長手方向にとった矩形状に設けられている。図３及び図５に示すように、合計３つの吸気口５ａは、上下方向について、電動モータ１５とコントローラ３３との間に設けられている。

合計３つの吸気口５ａのそれぞれには、外側から見て吸気口５ａよりも奥側（外気流入方向の下流側）に縦壁部５ｂが設けられている。３カ所の縦壁部５ｂは、それぞれハウジング５の左右半割部５Ｒ、５Ｌの内面に一体に設けられている。３カ所の縦壁部５ｂは、それぞれ吸気口５ａの下部からハウジング５の内側に向かって水平に延び、その後、上方に向かって延びた断面Ｌ字形状を有している。３カ所の縦壁部５ｂのそれぞれが上方に延びる部分は、吸気口５ａの開口面積の半分以上を占める面積を有する。

また、図５に示すように、吸気口５ａと縦壁部５ｂとの間に、その前後を覆う側壁部５ｃが設けられている。縦壁部５ｂと側壁部５ｃとは、共にハウジング５の樹脂成形時に一体に設けられている。側壁部５ｃは縦壁部５ｂと同じ高さに設けられている。相互に連接された縦壁部５ｂと側壁部５ｃとは、平面視で断面がコ字形に設けられている。

図４には、吸気口５ａを経てハウジング５内に流入する外気の流れが矢印Ｑａ、Ｑｂで示されている。本実施形態では、吸気口５ａの奥部（外気流入方向の下流側）に縦壁部５ｂが設けられている。このため、吸気口５ａから流入した外気は、一旦縦壁部５ｂに当たり、縦壁部５ｂに沿って上方へ向かう流れＱａと、縦壁部５ｂの上側を迂回して下方へ向かう流れＱｂとに分流される。なお、仮に、吸気口５ａの奥部に縦壁部５ｂが設けられていない場合には、吸気口５ａから流入した外気は、そのほぼすべてが下方に向かって流れる。

縦壁部５ｂに沿って上方へ向かう流れＱａは、コントローラ３３の主として左右側面３３ａに吹き当てられる。コントローラ３３の主として左右側面３３ａに導入直後の外気が直接吹き当てられることにより、コントローラ３３が効率よく冷却される。

縦壁部５ｂに吹き当たった後その上側を迂回して下方へ向かう流れＱｂにより、電動モータ１５の冷却がなされる。吸気口５ａから導入された外気が下方へ流れて直接吹き当てられることにより、電動モータ１５が効率よく冷却される。下方へ流れた冷却風は、図３に示すように工具本体１０の下部に設けた排気口１０ｄを経て排気される。

また、下方へ向かう流れＱｂの一部は、コントローラ３３の下面３３ｃに吹き当てられる。コントローラ３３の下面３３ｃに外気が直接吹き当てられることによっても、当該コントローラ３３の冷却がなされる。

以上のように構成したトリマ１によれば、吸気口５ａが、上下方向の位置について電動モータ１５とコントローラ３３との間に配置されているため、吸気口５ａから流入した外気は、コントローラ３３の発熱により加熱されることなく電動モータ１５側に流れる。これにより、電動モータ１５を冷えた外気で直接冷却することができ、電動モータ１５の冷却効率を高めることができる。

また、吸気口５ａから入った外気の一部は、コントローラ３３にも吹き当てられることにより、コントローラ３３についても冷却することができる。特に、吸気口５ａの奥部（外気流入方向下流）には、上方へＬ字形に屈曲した縦壁部５ｂが設けられている。吸気口５ａから流入した外気の一部が縦壁部５ｂに当たって上方へ分流することにより、コントローラ３３の左右側面３３ａ、前後側面３３ｂに吹き当てられる。例示した実施形態によれば、３カ所に設けられた縦壁部５ｂのそれぞれの前後に側壁部５ｃが設けられているため、縦壁部５ｂによる外気の上方への分流がより効率よくなされる。また、吸気口５ａから流入した外気の一部が縦壁部５ｂに当たった後縦壁部５ｂの上側を迂回して下方へ分流することにより、コントローラ３３の下面３３ｃに吹き当てられる。導入した外気がコントローラ３３のほとんどの面に吹き当てられることにより、コントローラ３３の冷却がなされる。

さらに、例示した吸気口５ａは、工具本体１０の上部であって、ハウジング５の上部の膨出部５Ｂに設けられている。使用者が把持する把持部２３はベース２０の外側表面に設けられている。このため、使用者が把持部２３を把持した時に吸気口５ａが使用者の手で塞がれることがない。これにより、吸気口５ａを経た外気の導入が確実になされて、電動モータ１５の冷却が確実になされる。

図８に示すように、本実施形態に係るトリマ１は、工具本体１０からベース２０を取り外し、替わりにルータ用（プランジタイプ）のベース４０を取り付けることで、ルータ４として使用することもできる。ベース４０には、左右一対の把持部４１が設けられている。使用者は左右の把持部４１を両手で把持してルータ４の移動操作を行うことにより、溝切加工等の比較的重切削加工を行うことができる。本実施形態のルータ４では、工具本体１０の構成は変わらず、ベース４０によって吸気口５ａが塞がれることがなく、且つ使用者の手によって吸気口５ａが塞がれることもない。したがって、本実施形態のルータ４では、吸気口５ａから流入した外気による電動モータ１５とコントローラ３３の冷却効果について、ベース２０を用いる場合と同様の作用効果を得ることができる。なお、図８では、前後左右方向について工具本体１０を基準にしている。

以上説明した実施形態には、種々変更を加えることができる。例えば、左右合計３カ所の吸気口５ａについてそれぞれに縦壁部５ｂ、側壁部５ｃを設けた構成を例示したが、一部若しくはすべての縦壁部５ｂ、側壁部５ｃを省略する構成としてもよい。

また、吸気口５ａの形状や個数について、上記の実施形態における吸気口５ａと電動モータ１５とコントローラ３３との上下方向についての位置関係を満たしていれば、適宜変更することができる。

さらに、上記した実施形態のトリマ１にあっては、出力軸１１の回転駆動に関わる電気部品として、待機スイッチ１４ａ、ロックオンスイッチ１４ｂ、ブラシレスタイプの電動モータ１５、変速ダイヤル３４を挙げた。しかしながら、本発明に係る電気部品としては、これに限定されることなく、代替部品に置き換えることができる。また、バッテリパック１６を電源とするトリマ１を例示したが、商用の１００Ｖ交流電源を電源とする木工用携帯用切削機についても同様に適用することができる。

Ｗ…被加工材
Ｑａ…上方へ向かう流れ
Ｑｂ…下方へ向かう流れ
１…トリマ
４…ルータ
５…ハウジング
５Ｒ…右半割部、５Ｌ…左半割部
５Ａ…円筒部、５Ｂ…膨出部
５ａ…吸気口、５ｂ…縦壁部、５ｃ…側壁部
６…カバーケース
７…バッテリ取り付け部
１０…工具本体
１０ｄ…排気口
１１…出力軸
１２…先端刃具
１３…ナット
１４ａ…待機スイッチ
１４ｂ…ロックオンスイッチ
１５…電動モータ
１５ａ…回転子、１５ｂ…固定子、１５ｃ…センサ基板
１６…バッテリパック
１８、１９…目盛り（切り込み深さ表示用）
２０…ベース
２１…ベース部、２１ａ…内周孔
２２…本体支持部
２３…把持部
２４…クランプ装置
２４ａ…クランプレバー
２５…調整ダイヤル
３０、３１…軸受
３２…送風ファン
３３…コントローラ
３３ａ…左右側面、３３ｂ…前後側面、３３ｃ…下面
３４…変速ダイヤル
４０…ベース
４１…把持部

Claims (5)

1. 木材等の被加工材の端縁の切削加工や溝切り加工をする際に用いられる木工用携帯用切削機であって、
   電動モータと、前記電動モータを収容するハウジングと、前記電動モータの駆動力によって回転される刃具と、前記被加工材の上に当接させるとともに前記刃具を下方に突き出させたベースと、を有しており、
   前記電動モータの上方において、平面視で該電動モータとオーバーラップする位置に該電動モータの駆動制御を行うコントローラが内装されており、
   前記ハウジングにおいて、上下方向について前記コントローラの下方且つ前記電動モータの上方に冷却風の吸気口を設け、
   前記吸気口から流入した外気のうち、一部は下方へ流れて前記電動モータを直接冷却し、他の一部は上方へ流れて前記コントローラを直接冷却する構成とし、
   前記コントローラは平板形状を有して、その厚み方向が上下方向となる姿勢で配置されており、且つ前記吸気口から上方へ向かう空気を該コントローラの上下方向に延びる側面に導くよう配置され、
   前記ハウジングは、前記吸気口の奥側に縦壁部を有し、
   前記縦壁部は、前記ハウジングの奥側に向けて水平に延びる第１の縦壁部と上方に延びる第２の縦壁部とを含むＬ字形状を有し、該第２の縦壁部の上端と前記コントローラの下端の間に隙間を有する木工用携帯用切削機。
2. 請求項１記載の木工用携帯用切削機であって、
   前記縦壁部は、前記コントローラの前記側面の下方に設けられ、前記第２の縦壁部が前記側面へ向けて延びている木工用携帯用切削機。
3. 請求項１または２記載の木工用携帯用切削機であって、
   前記ハウジングは、前記吸気口と前記縦壁部の間に側壁部を有し、
   前記縦壁部と前記側壁部は、相互に連接してコ字形状を有する木工用携帯用切削機。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載した木工用携帯用切削機であって、
   前記縦壁部は、前記吸気口の開口面積の半分以上を占める木工用携帯用切削機。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載した木工用携帯用切削機であって、
   前記ハウジングの上部に径方向に膨出した膨出部が設けられ、前記吸気口を前記膨出部に設けた木工用携帯用切削機。
   

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