(57)【要約】【課題】重心とグリップとの距離を近づけて取り回し性を良好とする。【解決手段】ステータ１５と、ステータ１５に対して回転可能なロータ１６とを有するブラシレスモータ３と、ブラシレスモータ３を収容する筒状のモータハウジング２と、モータハウジング２の前方に配置されるギヤハウジング４と、モータハウジング２の後方に配置されて前後方向に延び、モータハウジング２よりも小径の筒状のグリップハウジング６と、グリップハウジング６の後方に配置され、スイッチング素子を有するコントローラ８を収容するコントローラハウジング７と、コントローラハウジング７に接続される電源コード１３と、を含んでなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、前記ステータに対して回転可能なロータとを有するブラシレスモータと、
前記ブラシレスモータを収容する筒状のモータハウジングと、
前記モータハウジングの前方に配置されるギヤハウジングと、
前記モータハウジングの後方に配置されて前後方向に延び、前記モータハウジングよりも小径の筒状のグリップハウジングと、
前記グリップハウジングの後方に配置され、スイッチング素子を有するコントローラを収容するコントローラハウジングと、
前記コントローラハウジングに接続される電源コードと、を含んでなる電動工具。
【請求項２】
前記コントローラハウジングには、風窓が設けられており、
前記コントローラハウジングには、前記コントローラの放熱用の放熱部材が収容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。
【請求項３】
前記コントローラには、コンデンサが設けられ、前記コンデンサも前記コントローラハウジングに収容されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。
【請求項４】
前記風窓は、前記コントローラの外面に対応する部位に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
【請求項５】
前記コントローラは、前記コントローラハウジング内で前下がり傾斜姿勢で収容されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の電動工具。
【請求項６】
前記ギヤハウジングには、先端工具が装着されるスピンドルが設けられており、全体の重心は、前記モータハウジング内に位置していることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の電動工具。
【請求項７】
前記コントローラは、前方側に底が、後方側に開口が配置される有底のケースに制御回路基板を収容してなり、前記底の前方側に前記風窓が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータを用いてグリップハウジングが前後方向に延びる形態を有するグラインダ等の電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
グラインダ等の電動工具には、モータを収容するモータハウジングの前方に、ギヤやスピンドル等の出力部を収容するギヤハウジングが、モータハウジングの後方に、スイッチ等の電装部品を収容するグリップハウジングをそれぞれ配置して前後方向に延びる形態が知られている。商用電源を使用する場合は、グリップハウジングの後端に電源コードが接続される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１４４５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような電動工具においては、重心がモータと出力部との間に位置して後方のグリップと重心との前後方向の距離が比較的長くなっている。よって、グリップを把持して作業を行うと、手への負担が大きくなって取り回し性が悪くなるおそれがあった。また、特に、ブラシレスモータを使用することについても考慮する必要が生じていた。
【０００５】
そこで、本発明は、重心とグリップとの距離を近づけて取り回し性が良好となる電動工具を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ステータと、ステータに対して回転可能なロータとを有するブラシレスモータと、ブラシレスモータを収容する筒状のモータハウジングと、モータハウジングの前方に配置されるギヤハウジングと、モータハウジングの後方に配置されて前後方向に延び、モータハウジングよりも小径の筒状のグリップハウジングと、グリップハウジングの後方に配置され、スイッチング素子を有するコントローラを収容するコントローラハウジングと、コントローラハウジングに接続される電源コードと、を含んでなることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、コントローラハウジングには、風窓が設けられており、コントローラハウジングには、コントローラの放熱用の放熱部材が収容されていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成において、コントローラには、コンデンサが設けられ、コンデンサもコントローラハウジングに収容されていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項２の構成において、風窓は、コントローラの外面に対応する部位に設けられていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかの構成において、コントローラは、コントローラハウジング内で前下がり傾斜姿勢で収容されていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れかの構成において、ギヤハウジングには、先端工具が装着されるスピンドルが設けられており、全体の重心は、モータハウジング内に位置していることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項２の構成において、コントローラは、前方側に底が、後方側に開口が配置される有底のケースに制御回路基板を収容してなり、底の前方側に風窓が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、コントローラハウジングがグリップハウジングの後方に位置することで重心とグリップハウジングとの距離が近くなり、取り回し性が良好となる。また、グリップハウジングをより細くすることができ、握りやすい構造となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】グラインダの縦断面図である。
【図２】グラインダの横断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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グラインダの縦断面図、図２は前後左右方向で規定される平面を回転軸の軸線上での断面とした横断面図である。但し、図２ではコントローラハウジング７内のコントローラ８を断面とせずに平面視で示している。
このグラインダ１は、ブラシレスモータ３を収容する筒状のモータハウジング２を有し、モータハウジング２の前方に、スピンドル５を下向きに突出させたギヤハウジング４を配置し、モータハウジング２の後方に、モータハウジング２よりも小径で且つ上方への偏心位置となる筒状のグリップハウジング６を配置し、グリップハウジング６の後方に、コントローラ８を収容するコントローラハウジング７を配置して、全体が前後方向に延びる形態となっている。
【００１０】
モータハウジング２は、一体の筒状を有し、ギヤハウジング４とは、円盤状のギヤハウジングカバー９を介して連結されている。グリップハウジング６及びコントローラハウジング７は、左右に分割されて、左側の半割ハウジング１０がモータハウジング２と一体成形されて、右側の半割ハウジング１１は、複数のネジ１２，１２・・によって右側から半割ハウジング１０に結合されている。コントローラハウジング７の後面には、電源コード１３が接続されている。
【００１１】
ブラシレスモータ３は、ステータ１５とその内側のロータ１６とからなるインナロータ型である。ステータ１５は、複数の積層鋼板から形成される筒状のステータコア１７と、ステータコア１７の軸方向前後の端面にそれぞれ設けられる前インシュレータ１８及び後インシュレータ１９と、前後インシュレータ１８，１９を介してステータコア１７に巻回される６つのコイル２０，２０・・と、を有する。後インシュレータ１９には、センサ回路基板２１と、コイル２０へ電気的に接続される板金金具を備えて三相結線を形成する短絡部材２２とが後方から取り付けられている。センサ回路基板２１は、ロータ１６に設けた永久磁石２５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（図示略）を搭載し、回転検出素子の信号線は、センサ回路基板２１の下部から引き出されている。板金金具にヒュージングされる三相の電源線は、短絡部材２２の下部から引き出されている。
【００１２】
一方、ロータ１６は、軸心に位置する回転軸２３と、回転軸２３の周囲に配置され、複数の鋼板を積層してなる略円筒状のロータコア２４と、ロータコア２４の内部に固定される４つの板状の永久磁石２５，２５・・とを有する。
モータハウジング２の後端には、グリップハウジング６との間を仕切る仕切板２６が設けられ、回転軸２３の後端は、仕切板２６の中央に設けられた軸受保持部２７に軸受２８を介して軸支されている。回転軸２３の前端は、ギヤハウジングカバー９を貫通してギヤハウジングカバー９に保持される軸受２９に軸支されて、ギヤハウジング４内に突出している。ギヤハウジングカバー９の後方で回転軸２３には遠心ファン３０が取り付けられ、モータハウジング２の前端内面には、遠心ファン３０を後方から外周にかけて覆うすり鉢状のバッフルプレート３１が設けられている。このバッフルプレート３１は、図２に示すように、後方へ延びる脚部３２が、前方からネジ３３，３３によってモータハウジング２の内面に固定されることで位置決めされている。ギヤハウジングカバー９には、図示しない透孔が設けられて、バッフルプレート３１によって前方へガイドされる遠心ファン３０からの空気をギヤハウジング４内へ送出可能となっている。
【００１３】
ギヤハウジング４は、図３に示すように、四隅において前方から貫通させた４本のネジ３４，３４・・を、ギヤハウジングカバー９を介してモータハウジング２にねじ込むことでモータハウジング２と連結される。ギヤハウジング４内へ突出する回転軸２３の前端には、ベベルギヤ３５が固着されて、スピンドル５の上端に固着したベベルギヤ３６と噛合している。ギヤハウジング４の前面には排気口３７，３７・・が形成され、上面には、押し込み操作によってベベルギヤ３６を介してスピンドル５の回転をロック可能なシャフトロック３８が設けられている。スピンドル５は、ギヤハウジング４と、ギヤハウジング４の下部に組み付けられたベアリングボックス３９とに保持される上下の軸受４０，４０に軸支されて下方へ突出し、その下端に円盤状砥石等の先端工具４１が装着可能となっている。ベアリングボックス３９の外周には、ベルト状のクランプ４２によって先端工具４１の後半部を覆うホイールカバー４３が装着されている。ギヤハウジング４の左右の側面には、サイドグリップを装着するためのネジ孔４４，４４が設けられている。
【００１４】
グリップハウジング６内の上側には、ボタン４６の押し操作によってＯＮ動作するスイッチ４５が、グリップハウジング６の内面から突設された保持リブ４７によって、ボタン４６を後方に向けた前後姿勢で保持されている。これにより、スイッチ４５の下方には、電源線や信号線を通すためのスペースが形成される。また、スイッチ４５の上方には、保持リブ４７によって前後へスライド可能なスライドバー４８が支持されている。このスライドバー４８の後端は、スイッチ４５の後方で下側へ折曲してボタン４６の後方に位置する押圧部４９となっているが、スライドバー４８には、保持リブ４７との間にコイルバネ５０が巻回されて、常態では押圧部４９がボタン４６を押圧しない図１の後退位置に付勢されている。モータハウジング２の上面には、前後へスライド操作可能なスイッチノブ５１が設けられて、スイッチノブ５１の下面に設けたＬ字状の係止片５２が、モータハウジング２に形成した前後方向のスリット５３を貫通してモータハウジング２内へ突出し、スライドバー４８の前端に係止している。
【００１５】
よって、スイッチノブ５１を指で前方にスライドさせると、スライドバー４８がコイルバネ５０の付勢に抗して前方へスライドし、後端の押圧部４９を前方へ移動させてボタンを押圧し、スイッチ４５をＯＮさせる。スイッチノブ５１から指を離すと、スライドバー４８はコイルバネ５０の付勢によって後退位置へスライドし、押圧部４９によるボタン４６の押圧を解除させてスイッチ４５をＯＦＦさせることになる。
【００１６】
コントローラハウジング７に収容されるコントローラ８は、ブラシレスモータ３の各コイル２０に対応する６つのスイッチング素子（図示略）や、マイコン（図示略）等を搭載した制御回路基板５５を、アルミ製で皿状のケース５６に収容してなり、半割ハウジング１０，１１の内面で前後に設けた支持リブ５７，５８によって保持される。ここでは後側の支持リブ５８が前側の支持リブ５７よりも上方に位置することで、コントローラ８は、回転軸２３の軸線に対して、後端が前端よりも上方に位置する傾斜姿勢で支持されている。ケース５６の上面には、図１，２に示すように、左右方向に延びる放熱リブ５６ａ，５６ａ・・が、前後方向に所定間隔をおいて立設されている。この状態でケース５６は、前方側に底が、後方側に開口が配置される姿勢となっている。
このコントローラ８の傾斜により、コントローラ８の後方下側にスペースが生じ、当該スペースには、図４にも示すように、半割ハウジング１０の内面に設けた半円状リブ５９，５９により、コントローラ８の下側に設けられたコンデンサ６０が横向きに保持されている。
【００１７】
また、コントローラハウジング７は、上側前面７０が、コントローラ８の上側傾斜面に合わせて前下がり傾斜しており、下側前面７１は、コントローラ８の前側傾斜面に合わせて後下がり傾斜している。コントローラハウジング７の上側前面７０と左右の側面７２，７２とには、複数の吸気口６１，６１・・が形成されている。側面７２，７２は、前後上下に延びる互いに平行な平坦面で、各側面７２の吸気口６１は、側面視でコントローラ８のケース５６よりも前方側から、ケース５６よりも下方側まで設けられている。
さらに、コントローラハウジング７の上面７３は前後左右に延びる平坦面となって、コントローラ８の後方に配置された速度調整用のダイヤル６２の一部が露出している。コントローラハウジング７の上側後面７４は、上下左右方向に延びる平坦面となって電源コード１３が接続されている。この電源コード１３は、半割ハウジング１０の内面に立設された受け台６３（図４）に、右側からコードクランプ６４をネジ止めすることでコントローラハウジング７内で固定される。コントローラハウジング７の下側後面７５は、上側前面７０と同様に前下がり傾斜している。コントローラハウジング７の下面７６は、上面７３と同様に前後左右に延びる平坦面となっている。
【００１８】
よって、コントローラハウジング７は、上側前面７０と上面７３と上側後面７４と左右の側面７２，７２とにより形成される上側部分が、モータハウジング２及びグリップハウジング６よりも上方へ突出している。また、下側前面７１と下面７６と下側後面７５と左右の側面７２，７２とにより形成される下側部分が、グリップハウジング６の下面よりも下方へ突出し、下面７６をモータハウジング２の下面よりも下方に位置させている。
また、グラインダ１の重心Ｇは、図１に示すように、側面視でモータハウジング２内に位置している。さらに詳しくは、ブラシレスモータ３の回転軸２３より下方でステータ１５の前後方向の略中央部位に重心Ｇが位置している。
なお、先端工具４１としては、例えばφ１００〜１５０ｍｍの円盤状砥石が使用され、グラインダ１の定格電力は、例えば１０００〜１４００Ｗとなっている。
【００１９】
以上の如く構成されたグラインダ１においては、グリップハウジング６を把持してスイッチノブ５１を前方へスライドさせると、前述のようにスライドバー４８が前進して押圧部４９がボタン４６を押圧し、スイッチ４５をＯＮさせる。よって、電源コード１３から得られる電源によってブラシレスモータ３が駆動する。すなわち、コントローラ８のマイコンが、センサ回路基板２１の回転検出素子から出力されるロータ１６の永久磁石２５の位置を示す回転検出信号を得てロータ１６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１５の各コイル２０に対し順番に電流を流すことでロータ１６を回転させる。よって、回転軸２３が回転してベベルギヤ３５，３６を介してスピンドル５を回転させるため、先端工具４１による研磨作業等が可能となる。
このとき、グリップハウジング６を把持した手と重心Ｇとが近い距離にあるため、グラインダ１が扱いやすくなって手も疲れにくくなる。
【００２０】
また、回転軸２３の回転に伴って遠心ファン３０が回転すると、コントローラハウジング７の上側前面７０及び左右の側面７２，７２の各吸気口６１から外気が吸い込まれて、コントローラ８のケース５６の上面及び下面、左右の側面及び前面と接触しながら前方へ移動する。よって、三方向から進入する外気との接触によってコントローラ８は効率よく冷却される。特にケース５６の上面には放熱リブ５６ａが設けられているので、放熱作用が促進される。
コントローラハウジング７から前方へ移動した空気は、グリップハウジング６からモータハウジング２内に至り、ブラシレスモータ３を通過しながら冷却した後、バッフルプレート３１を通過して、ギヤハウジングカバー９を介してギヤハウジング４内に進入し、排気口３７，３７・・から外部へ排出される。
スイッチノブ５１から指を離したり後方へスライドさせたりすると、スライドバー４８が後退して押圧部４９によるボタン４６の押圧が解除されるため、スイッチ４５はＯＦＦしてブラシレスモータ３の駆動は停止する。
【００２１】
このように、上記形態のグラインダ１によれば、ステータ１５と、ステータ１５に対して回転可能なロータ１６とを有するブラシレスモータ３と、ブラシレスモータ３を収容する筒状のモータハウジング２と、モータハウジング２の前方に配置されるギヤハウジング４と、モータハウジング２の後方に配置されて前後方向に延び、モータハウジング２よりも小径の筒状のグリップハウジング６と、グリップハウジング６の後方に配置され、スイッチング素子を有するコントローラ８を収容するコントローラハウジング７と、コントローラハウジング７に接続される電源コード１３と、を含んでなることで、コントローラハウジング７がグリップハウジング６の後方に位置することとなって重心Ｇとグリップハウジング６との距離が近くなり、取り回し性が良好となる。また、グリップハウジング６をより細くすることができ、握りやすい構造となる。
【００２２】
特にここでは、コントローラハウジング７には、吸気口６１（風窓）が設けられており、コントローラハウジング７には、コントローラ８の放熱リブ５６ａを備えたケース５６（放熱部材）が収容されているので、コントローラ８を効果的に冷却可能となる。
また、コントローラ８には、コンデンサ６０が設けられ、コンデンサ６０もコントローラハウジング７に収容されているので、大きなコンデンサ６０があってもコントローラハウジング７内に支障なく収容可能となる。
さらに、吸気口６１は、コントローラ８の外面に対応する部位であるコントローラハウジング７の上側前面７０及び左右の側面７２，７２に設けられているので、空気をコントローラ８の外面へ確実に接触させることができ、効果的な冷却が可能となる。
【００２３】
そして、コントローラ８は、コントローラハウジング７内で前下がり傾斜姿勢で収容されているので、コントローラハウジング７が前後に短くなり、全体のコンパクト化に繋がる。
また、ギヤハウジング４には、先端工具４１が装着されるスピンドル５が設けられており、全体の重心Ｇは、モータハウジング２内に位置しているので、重心Ｇとグリップハウジング６との位置を効果的に近づけることができる。
さらに、コントローラ８を、前方側に底が、後方側に開口が配置される有底のケース５６に制御回路基板５５を収容してなるものとして、底の前方側に吸気口６１を配置しているので、ケース５６の開口が下向きとなり、吸気口６１から粉塵や鉄粉等が侵入しても、制御回路基板５５への影響を少なくすることができる。
【００２４】
なお、コントローラの配置は上記形態に限らず、傾斜姿勢でなく前後方向に延びる姿勢で収容したり、前後上下に延びる縦向き姿勢で収容したりしても差し支えない。
放熱部材も、放熱リブの数や形状を変更するのは勿論可能で、ケース自体を放熱部材とする場合に限らず、別体の放熱部材をケースに接続したり、コントローラハウジングの内面に保持させた放熱部材をケースに接触させたりしてもよい。
風窓も、吸気口の位置や数はコントローラの配置形態に応じて適宜変更可能で、空気の流れを逆にして排気口をコントローラハウジングに設けて吸気口をギヤハウジングやモータハウジングに設けることもできる。
グリップハウジングは、円筒状でなく角筒状であってもよいし、モータハウジングに対して上側に偏心させずに同軸で配置してもよい。
その他、本発明はグラインダに限らず、アングルスクリュードライバやアングルインパクトドライバ等の電動工具にも適用可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１・・グラインダ、２・・モータハウジング、３・・ブラシレスモータ、４・・ギヤハウジング、５・・スピンドル、６・・グリップハウジング、７・・コントローラハウジング、８・・コントローラ、１０，１１・・半割ハウジング、１５・・ステータ、１６・・ロータ、２３・・回転軸、３０・・遠心ファン、３７・・排気口、４１・・先端工具、４５・・スイッチ、５５・・制御回路基板、５６・・ケース、５６ａ・・放熱リブ、５７，５８・・支持リブ、６１・・吸気口、Ｇ・・重心。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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