JP6874481B2

JP6874481B2 - 電動工具

Info

Publication number: JP6874481B2
Application number: JP2017071203A
Authority: JP
Inventors: 智洋江尻; 正寛藤原; 徳至堀江
Original assignee: Koki Holdings Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2021-05-19
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: JP2018171680A

Description

本発明は、グラインダ等の電動工具に関する。

特開２０１０−０３６２８１号公報

先行技術文献には、ハウジングの把持部に設けたスライドスイッチ（ノブ）を有し、当該スライドスイッチを操作することで、モータの一端側に配置されたスナップスイッチを動作させてモータをオンオフさせるグラインダが記載されている。スライドスイッチは、モータの周囲に位置するハウジング側面に設けられているので、作業者がモータ周囲のハウジングを握って作業する際、ハウジングを握ったまま操作可能な位置となり操作性に富んだ構成となっている。スナップスイッチは、レバーを有しており、レバーの操作位置に応じてモータへの電力供給をオンオフする。スナップスイッチは、押圧式のプッシュスイッチと比較してオンオフ時に必要な荷重が小さいので、スライドスイッチの操作に必要な力を小さくできる。また、プッシュスイッチと異なりスイッチ自身が復元力を持たないので、モータをオン状態に維持する際にスライドスイッチを保持する力を最小限に抑えることができる。このため、先行技術文献に記載されたグラインダにおいては、ハウジングを握ったままでも、容易にスライドスイッチを操作することができる。一方、近年においては、高効率化によってモータの小型化が可能となったことに伴い、グラインダ等の工具は工具の小型化が求められている。しかし、先行技術文献に記載されたグラインダのハウジングを小型化する際には、レバーがスライドスイッチ方向に突出するように、長手方向を左右方向に沿わせて配置されたスナップスイッチを収容する空間を確保する必要があるため、工具本体の小型化が困難となる虞がある。

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、スナップスイッチを使用しても小型化を実現可能とした電動工具を提供することにある。

本発明のある態様は、電動工具である。この電動工具は、モータと、前記モータを収容して前後方向に延びるハウジングと、前記ハウジング内において前記モータの後方に設けられ、前記モータの駆動と停止を切り替えるスイッチと、前記ハウジングに支持され、前記モータの左側方に位置する前記ハウジングの表面に少なくとも一部が露出した前後にスライド可能な操作部と、前後方向に延びて前記操作部の動作を前記スイッチに伝達するスライドバーと、を有し、前記スイッチは揺動位置に応じて前記モータへの通電を切り替えるレバーと、前記レバーを支持する本体部を有し、前記スイッチは、前記本体部からの前記レバーの突出方向が左右方向及び前後方向の双方に対して交差する方向となるようにして、前後方向視で前記スイッチの長手方向が左右方向に対して傾斜するように前記ハウジングに支持され、前記レバーの端部は、前記モータの回転方向で前記操作部の中心位置とは異なる位置にあり、前記スライドバーは、前記モータの回転方向で前記操作部の中心位置とは異なる位置にあって前記レバーの端部に係合する係合部を有する。

前記スイッチは前記レバーを支持する本体部を有し、前記レバーは前記本体部から左右方向対して所定角度傾斜した方向に突出することで前記スライドバーと係合させてもよい。

前記スライドバーの後端には前記ハウジングの内面に沿って湾曲する湾曲部が設けられ、前記レバーは前記湾曲部と係合させてもよい。

前記湾曲部には貫通穴が設けられ、前記レバーと前記貫通穴が前後方向視で重なるように係合させてもよい。

前記ハウジングは、前記モータよりも後方の左右側面に設けられた吸気口と、前記モータよりも前方に設けられた排気口を有し、前記モータによって回転するファンが前記ハウジング内に収容され、前記ハウジング内には、前記ファンの回転によって空気の流れが生成され、前記スイッチは前記空気の流れにおいて前記モータよりも上流側に配置されていてもよい。

前記スイッチは、左右方向に対して傾斜した方向に延在する斜面部と、前記斜面部の延在方向に対して略直交する方向に延びる突起とで前記ハウジングに保持されてもよい。

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、電動工具において操作性の向上と小型化を実現できる。

本発明の実施の形態１に係るグラインダ１の平断面図。同左側断面図。図１のＡ−Ａ断面図。図１のＢ−Ｂ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。

図１〜図４を参照し、本発明の実施の形態１に係るグラインダ１を説明する。なお、図１〜３に示す矢印で各方向を規定し、説明は規定された方向に従って行う。

図１及び図２に示すように、本実施の形態のグラインダ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、モータハウジング２と、テールカバー３と、ギヤケース４と、を備える。モータハウジング２及びテールカバー３が、本発明のハウジングに対応する。以下、モータハウジング２及びテールカバー３を組み合わせた全体を「ハウジング」とも表記する。

モータハウジング２及びテールカバー３は、例えば樹脂製であって、全体として略円筒形状の外枠を成している。モータハウジング２の内部には、モータ（電動モータ）６及びファン５が収容される。モータ６は、本実施の形態ではブラシ付きモータ（整流子モータ）であり、モータハウジング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。図２に示すように、ハウジングの左右両側面には、それぞれ外装式のブラシユニット６ｃが設けられる。ブラシユニット６ｃは、モータ駆動制御用の制御部材の一例である。ブラシユニット６ｃは、モータ６の整流子６ｂと接触するブラシ６ｄ、ブラシキャップ６ｅ、及びブラシホルダ６ｆを含む。ブラシキャップ６ｅを取り外すことで、モータハウジング２及びテールカバー３を分解せずにブラシ６ｄを交換可能である。このように、ハウジングを分解せずに（テールカバー３をモータハウジング２から取り外すことなしに）交換可能な特徴を外装式と呼称している。なお、ハウジングを分解して交換する方式のブラシユニットは内装式と呼称される。ファン５は、モータ６の前方においてモータ６の出力軸６ａに一体回転可能に設けられる。ファン５は、ファンガイド８によって周囲が覆われる。ベアリングホルダ９は、モータハウジング２とギヤケース４との間に挟持され、ファン５の前方に位置する。モータ６の出力軸６ａの前端部は、ギヤケース４内に伸び、第１のベベルギヤ２１が設けられる。

テールカバー３内には、モータハウジング２に保持されたスイッチ７０が設けられる。スイッチ７０は、モータ６への通電有無（モータ６の駆動、停止）を切り替えるものであり、モータ６の後方に設けられる。一方、モータハウジング２の前部左側面には、作業者がスイッチ７０を操作するための前後方向にスライド可能な操作部６０が設けられる。モータハウジング２内には、操作部６０のスライド方向に伸び、操作部６０の動作をスイッチ７０に伝達するスライドバー５０が設けられる。作業者による操作部６０のスライド操作は、スライドバー５０によってスイッチ７０に伝達され、スイッチ７０のオンオフが切り替えられる。なお、スイッチ７０を操作部６０によって操作する構成の詳細については後述する。本実施の形態では、操作部６０を前方にスライドさせた状態がスイッチ７０のオンに対応し、操作部６０を後方にスライドさせた状態がスイッチ７０のオフに対応する。スライドバー５０はスプリング６１によって後方に付勢されているが、操作部６０はモータハウジング２との凹凸係合によりスイッチ７０をオンにする位置に係止可能である。

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２の前端部に取り付けられる。ギヤケース４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に対して例えば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、２つの軸受（ニードルベアリング１２及びボールベアリング１３）が設けられており、これら軸受によってスピンドル２０が回転自在に保持されている。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している。一方、ギヤケース４内に位置するスピンドル２０の他端には、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。モータ６の回転は、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度変換されるとともに、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。モータハウジング２に設けられた操作部６０が操作されてスイッチ７０がオンになると、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が取り付けられている。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ているとともに、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。

スライドバー５０は、操作部６０に係合する基部５１と、スイッチ７０に係合するレバー係合部５２を含む。基部５１は、モータ６と重複する前後方向位置にあり、図５に示すように、モータハウジング２の内面に近接した配置となっている。ブラシユニット６ｃは、基部５１及びレバー係合部５２の間に位置する。

図４は図２に示すＢ−Ｂ断面図である。図４に示すように、モータ６のステータコア６ｈの外周面は、左右に臨む面（スライドバー５０が存在する側の面とその反対面）が平面部６ｉとなっている。このため、モータ６は左右方向の寸法（二面幅）が上下方向の寸法よりも短くなり、これによって出来たモータ６の左側面とモータハウジング２の内面との間の空間にスライドバー５０が延在している。ステータコア６ｈの左右の巻線スロットには、それぞれステータコイル６ｊが巻回される。ステータ極間の隙間６ｋは、ロータ６ｇの上下にそれぞれ位置する。

次に、本発明の特徴であるスイッチ７０とその周辺構造について詳細に説明する。スイッチ７０は、レバー７１と本体部７２を有するスナップスイッチである。レバー７１は本体部７２に対して揺動可能に支持されており、本実施例においては、レバー７２が前方に揺動するとモータ６に電力を供給し、レバー７２が後方に揺動するとモータ６に対する電力供給を遮断する。なお、図１〜３はモータ６への電力供給を遮断している状態、すなわちモータ６がオフの状態を示している。本体部７２は略立方形状を成しており、レバー７１が突出する上面７２ａと、上面７２ａの反対側面である底面７２ｂと、前方に面している前面７２ｃと、後方に面している後面７２ｄと、右方（厳密には右上方向）に面している右面７２ｅと、左方（厳密には左下方向）に面している左面７２ｆの計６つの側面を有している。底面７２ｂには電気接続用の端子７３が設けられている。電源コード７からの電力は、端子７３に接続される配線等により、スイッチ７０を介してモータ６に供給される。

図３は図２におけるＡ−Ａ断面図である。スイッチ７０は、モータハウジング２の後端に形成されてテールカバー３内に入り込むスイッチ保持部２５によって保持されている。図３中において、スイッチ保持部２５は、左右方向に対して所定角度αだけ傾斜した方向（左上から右下へ向かう方向）に延びる斜面部２５ａと、斜面部２５ａの端部から斜面部２５ａの延在方向と直交する方向に延びる突起２５ｂを有している。本実施例では、所定角度αは１５°である。

スイッチ７０は、斜面部２５ａに左面７２ｆを接触させつつ、底面７２ｂを突起２５ｂと接触させて配置される。斜面部２５ａのみでスイッチ７０を保持しようとすると、斜面部２５ａの延在方向に沿ってスイッチ７０が移動してしまう恐れがあるが、それぞれ異なる方向に延びる２つの部分（斜面部２５ａと突起２５ｂ）でスイッチ７０を保持したので、スイッチ７０の位置決めを好適に行うことができる。そしてスイッチ７０は斜面部２５ａと突起２５ｂに保持された状態で、不図示のネジ等の固定具を用いてスイッチ保持部２５に固定される。スイッチ７０の長手方向の寸法（レバー７１の先端から端子７３の末端まで）を図中にＬで示す。スイッチ７０の長手方向における中心は、ほぼ出力軸６ａの回転中心軸線Ｃ上に位置するように配置される。これによって、テールカバー３を小型に形成可能となる。

次に、スイッチ７０のオンオフ構造について説明する。作業者が操作可能な操作部６０はモータハウジング２の左側面に設けられており、モータハウジング２を把持して作業する際、把持位置に操作部６０があるため、握り方を変更せずにモータ６をオンオフ可能となる。操作部６０にはスライドバー５０が係合しており、操作部６０の前後移動に連動して前後に移動する。スライドバー５０は操作部６０と係合する基部５１と、後端に形成されてレバー７１と係合するレバー係合部５２を有する。基部５１とレバー係合部５２は一体に形成される。レバー係合部５２はテールカバー３の内周面に沿って湾曲する湾曲部５２Ａを有し、湾曲部５２Ａには貫通穴５２Ｂが設けられる。レバー７１は貫通穴５２Ｂ内に位置することでスライドバー５０と係合し、スライドバー５１の前後移動は貫通穴５２Ｂの内壁面によってレバー７１に伝達され、スイッチ７０のオンオフが操作される。図３に示すように、湾曲部５２及び貫通穴５２Ｂとレバー７１とは、軸線Ｃ方向で重なるように位置している。

次に図３を用いてスイッチ７０周りの寸法について説明する。図３にはスイッチ７０の全長をＬ、テールカバー３の上下方向の内径寸法をＬ１、同じくテールカバー３の左右方向の内径寸法をＬ２で示す。これら寸法の大小関係は、Ｌ１＞Ｌ＞Ｌ２である。このように、テールカバー３を、左右方向よりも上下方向の寸法を大きくすることで楕円形の外径に形成した。テールカバー３をこのような楕円形に形成することで、図２のようにスピンドル２０を下方向に突出させるよう状態で上から把持したときに握りやすい形状とすることができる。また、スイッチ７０を左右方向に対して長手方向（図３にＳで示す）を傾斜させて配置したので、ＬよりもＬ２を小さく形成可能となり、テールカバー３を小型で握りやすい形状にすることができる。

次にテールカバー３に設けられる風窓３Ａについて説明する。グラインダ１は、握り易さを得るため、モータハウジング２とテールカバー３とは略円筒形の形状を成している上、前後左右に広がる砥石１０と、砥石１０を覆うホイルガード３０によって、スピンドル２０を左右、または上方向に突出させるような状態で載置するのが困難である。一方、ホイルガード３０には平面部分が設けられるので、ホイルガード３０を地面と当接させた状態で載置するのは容易である。従って、図２のような向きで地面等に載置されることが多いが、このときテールカバー３の上面に風窓を設けると、上から降ってくる塵埃等がテールカバー３内に入ってしまう恐れがある。また、テールカバー３の下面に風窓を設けると、風窓が作業領域（砥石１０）に面しているため、作業時にテールカバー３の下側で発生した鉄粉等が風窓からテールカバー３内に吸い込まれやすくなってしまう。従って、グラインダ１においては吸気口として機能する風窓は左右のいずれか、又は両方のハウジング側面に設けられることが好ましいので、テールカバー３の左右側面に風窓３Ａが設けられている。空気量を確保するため、風窓３Ａはスイッチ７０よりも後方の位置まで開口している。

風窓３Ａからテールカバー３内に吸い込まれた空気は、モータ等の電子部品を冷却するため、テールカバー３からモータハウジング２に入り、モータ６を冷却したのち、ギヤケース４に設けられた排気口４Ａから排出される。このとき、スイッチ７０は長手方向を風窓３Ａの開口方向（左右方向）に対して傾斜させるように配置されているので、左右から入り込んでくる空気の流れを阻害しない。また、スイッチ７０を傾斜させたことで端子７３を風窓３Ａから遠ざけることができるので、ハウジング表面から電子部品までの距離を稼ぐことで絶縁性能を向上させることができる。

以上、本実施例の構成によれば、以下の効果を奏する。

（１）スライド式の操作部６０をハウジングの左側面前方（モータ６の外周側）に設けることで、作業時の握りを変更せずにスイッチ７０をオンオフさせることが可能となるグラインダ１において、左側に配置されるスライドバー５０とスイッチ７０のレバー７１を係合させるためにレバー７１を左側に位置させなければならないところ、スイッチ７０の長手方向をスピンドル２０の延在方向（上下方向）と軸線Ｃ方向（前後方向）とのそれぞれに直交する方向（左右方向）に対して傾斜させたので、ハウジングの左右方向の寸法に関して小型化を図ることが可能となり、握りやすく作業性に富んだ構成とすることができる。

（２）スライドバー５０の後方端部にはハウジングの内周面に沿うように湾曲して延びる湾曲部５２Ａが設けられるので、ハウジング２を大型化せずに左右方向に対して傾斜した方向に突出するレバー７１とスライドバー５０とを係合させることができる。

（３）湾曲部５２Ａに貫通穴５２Ｂを設け、レバー７１と貫通穴５２Ｂが軸線Ｃ方向視で重なるように係合しているので、テールカバー３の内面をレバー７１の近傍まで近づけることができ、ハウジングを小型化することができる。

（４）スイッチ７０と前後方向でオーバーラップする位置（左右方向視でスイッチ７０と重なる位置）、あるいはスイッチ７０よりも後方の位置に吸気口として機能する風窓３Ａをハウジングの左右側面に設ける構成で、スイッチ７０を左右方向に対して傾斜させたので、風窓３Ａから入って前方に抜けていく空気の流れにおいてモータ６の上流側に配置されたスイッチ７０（特にレバー７１と端子７３）が、ハウジング内の空気の流れを阻害しないので、乱れの小さい冷却風をハウジング内に生成できる。

（５）スイッチ７０は斜面部２５ａと突起２５ｂに保持（仮固定）されるので、スイッチ７０の長手方向を左右方向に対して傾斜させたとしても、組み立て時にはスイッチ７０を容易に固定することができる。

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。

１,１Ａグラインダ、２モータハウジング、２Ａ本体ハウジング、２ｂリブ、２ｃガイド部材、３テールカバー、３ｂ,３ｃ吸気口、４ギヤケース、４ａ排気口、５ファン、６モータ（電動モータ）、６ａ出力軸、６ｂ整流子、６ｃブラシユニット、６ｄブラシ、６ｅブラシキャップ、６ｆブラシホルダ、６ｇロータ、６ｈステータコア、７電源コード、８ファンガイド、９ベアリングホルダ、
１０砥石、１１パッキングランド、１２ニードルベアリング、１３ボールベアリング、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、５０スライドバー、５１基部、５２レバー係合部、５２Ａ湾曲部、５２Ｂ貫通穴、６０操作部、６１スプリング、７０スイッチ、７１レバー、

Claims

モータと、
前記モータを収容して前後方向に延びるハウジングと、
前記ハウジング内において前記モータの後方に設けられ、前記モータの駆動と停止を切り替えるスイッチと、
前記ハウジングに支持され、前記モータの左側方に位置する前記ハウジングの表面に少なくとも一部が露出した前後にスライド可能な操作部と、
前後方向に延びて前記操作部の動作を前記スイッチに伝達するスライドバーと、を有し、
前記スイッチは揺動位置に応じて前記モータへの通電を切り替えるレバーと、前記レバーを支持する本体部を有し、
前記スイッチは、前記本体部からの前記レバーの突出方向が左右方向及び前後方向の双方に対して交差する方向となるようにして、前後方向視で前記スイッチの長手方向が左右方向に対して傾斜するように前記ハウジングに支持され、
前記レバーの端部は、前記モータの回転方向で前記操作部の中心位置とは異なる位置にあり、
前記スライドバーは、前記モータの回転方向で前記操作部の中心位置とは異なる位置にあって前記レバーの端部に係合する係合部を有することを特徴とする電動工具。
前記ハウジングには前記スイッチを収容するスイッチ収容部が設けられ、前記スイッチ収容部の左右方向の大きさが、上下方向の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
前記係合部は前記スライドバーの後端に設けられ、前記ハウジングの内面に沿って湾曲することを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
前記係合部には貫通穴が設けられ、前記レバーと前記貫通穴が前後方向視で重なるように係合することを特徴とする請求項３に記載の電動工具。
前記ハウジングは、前記モータよりも後方の左右側面に設けられた吸気口と、前記モータよりも前方に設けられた排気口を有し、
前記モータによって回転するファンが前記ハウジング内に収容され、
前記ハウジング内には、前記ファンの回転によって空気の流れが生成され、
前記スイッチは、その少なくとも一部が前記モータの回転軸の延長線上に位置するとともに、前記空気の流れにおいて前記モータよりも上流側に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の電動工具。
前記ハウジングには、左右方向に対して傾斜した方向に延在する斜面部と、前記斜面部の延在方向に対して略直交する方向に延びる突起が設けられ、
前記斜面部と前記突起とで前記スイッチが前記ハウジングに保持されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電動工具。