(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルの端部が軸方向両側にせり出し、少なくとも対向する２箇所が内周側に窪んだ凹部が形成された固定子及び固定子の内側に回転可能に支持された回転子とから構成されるモータをハウジング内に内蔵した電動工具であって、
前記モータの固定子の前記凹部とハウジングの間に、モータの軸方向に延びる平行な面を有する構造体を介設し、該構造体の平行な面と固定子の前記凹部の外面及びハウジングの内面により冷却風の通路を形成したことを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記構造体を弾性体で構成したことを特徴とする請求項１記載の電動工具。
【請求項３】
前記構造体の全部又は一部を粘弾性体で構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを駆動源とする例えばディスクグラインダや丸鋸等の電動工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータによって駆動され、コンクリートや木材等の被削材の切断、金属の溶接部や切断部の研磨等の各種作業を行うための電動工具は広く一般に知られている。この種の電動工具の一例としてディスクグラインダの構成を図５及び図６に示す。尚、図５はディスクグラインダの破断側面図、図６は図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【０００３】
図示のディスクグラインダ１の略円筒形状を成すハウジング３には駆動源としてモータ２が内蔵されており、このモータ２の回転子２ａは、ハウジング３の中心部に沿って回転可能に支持されており、その軸方向両端が前側軸受５と後側軸受６によって回転可能に支持されている。
【０００４】
そして、回転子２ａの先端にはピニオン７が固定されており、このピニオン７は、スピンドル９に固定されたギヤ８に噛合している。スピンドル９は、上下２箇所が不図示の軸受を介してギヤカバー４に回転可能に支持され、その先端には先端工具１０が固定されている。
【０００５】
従って、モータ２の回転子２ａが回転すると、その回転はピニオン７、ギヤ８及びスピンドル９を経て先端工具１０に伝達され、この先端工具１０が回転駆動されてコンクリート等の被削材（図示せず）の切断、研削等の所要の作業がなされる。
【０００６】
ところで、ディスクグラインダ１のケーシングは、該モータ２を収納するハウジング３と、ハンドル１１と、ギヤカバー４及びホイルガード１２で構成されている。
【０００７】
一方、回転子２ａの前側には、モータ２を冷却するための冷却ファン１３が取り付けられており、この冷却ファン１３には遠心ファンが用いられている。モータ２が起動されて回転子２ａが回転することによって冷却ファン１３が回転すると、ファンガイド１４によりハウジング３の後部（図５の右側）から前部（図５の左側）に向かうモータ冷却風１５の流れが発生する。
【０００８】
モータ冷却風１５は、ハンドル１１に設けられた吸入口１１ａからハウジング３内へ吸入され、ハウジング３内に吸入されたモータ冷却風１５は、図中矢印で示すようにハウジング３の前側に向かって流れ、回転子２ａと固定子２ｂとの間の隙間及び固定子２ｂとハウジング３の間の隙間を通過してモータ２を冷却する。
【０００９】
この種のディスクグラインダ１においては、回転子２ａの振れ回りやピニオン７とギヤ８の衝突力、先端工具１０と被削材（図示せず）の衝突や加工による反力等の荷重がスピンドル９や回転子２ａの支持用軸受５，６を介してハウジング３等の外郭部品に伝達されるため、ハウジング３等の外郭部品が振動して騒音発生が誘発される。特に表面積が大きなハウジング３からは大きな音が発生し、この種のディスクグラインダ１においては最も大きな騒音源となっていることが少なくない。
【００１０】
上記のようなハウジング３の騒音の発生を抑制する手段としては、ハウジング３等の外郭部品の肉厚を増したり、リブを配置したりしてそれらの剛性を高めて振動を抑えたり、回転子２ａとハウジング３の軸受保持部の間等の部品と部品の結合部の間に弾性体を挟んで振動源からの振動伝達を遮断する等の手法が考えられる。
【００１１】
更に、ハウジング３に設けたリブを振動振幅が比較的小さな固定子２ｂに突き当てると、ハウジング３の表面の振動振幅がより小さくなり、一層高い騒音低減効果が得られることが分かっている。
【００１２】
ディスクグラインダ１のように円筒状のハウジング３を備える電動工具の場合、モータ２の固定子２ｂは、ハウジング３に対してギヤカバー４を組み立てる前に、ギヤカバー４との合わせ面の開口部（図５の左側）から挿入することになるが、固定子２ｂの断面外形は完全な円形状ではなく、図６に示すように、少なくとも２箇所が平面若しくは内径側に窪んだ凹部２ｅとなっており、その両側にはコイル２ｃの端部２ｃ１，２ｃ２がせり出している。
【００１３】
そこで、ハウジング３の内周面に、固定子２ｂの外表面の凹部２ｅに対応するリブを配置しようとすると、固定子２ｂの挿入時にリブとコイル端部２ｃ１が干渉してしまうため、リブを設けることができなかった。
【００１４】
固定子２ｂの凹部２ｅは、固定子２ｂの軽量化及びコイル２ｃの端部２ｃ１，２ｃ２を冷却した後のモータ冷却風１５の風路確保のために設けられており、モータ冷却風１５は、上流側のコイル端部２ｃ１を通過する際に乱れを発生し、これが騒音の原因になるとともに、冷却効率の低下を招いていた。
【００１５】
ところで、電動工具においてモータの騒音を低減する方法としては、最も一般的な方法としてハウジングに複数のリブを配設して高剛性化を図ったり、特許文献１に示すように歯車の衝撃力を低減するために軸受とハウジングの間に軸のスラスト方向に隙間を設ける方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−２６２５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
電動工具においてモータの騒音を低減する方法の１つであるハウジングのリブによる補強方法は、ハウジングの固有振動数を変えることが可能なため、特定の周波数を有する加振力に対しては効果があるが、衝撃力のような広帯域の周波数成分を有する加振力に対しては効果が小さい。
【００１７】
又、ハウジング等の各部材の肉厚を増してそれらの剛性を高める方法では、電動工具が高重量化してコストアップを免れないばかりか、その取り扱い及び操作性が悪くなるという問題が発生する。
【００１８】
一方、特許文献１に開示されたような隙間を設ける方法は、回転子の振れ回りによるハウジングの振動によって発生する騒音に対しては低減効果がなかった。
【００１９】
又、モータのコイルを冷却した後の冷却風の乱れに起因する騒音、冷却風の流動損失に伴う冷却効率の低下等の問題については対策が施されていないのが実情である。
【００２０】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、低振動と低騒音を安価にして且つ合理的に実現することができる電動工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、コイルの端部が軸方向両側にせり出し、少なくとも対向する２箇所が内周側に窪んだ凹部が形成された固定子及び固定子の内側に回転可能に支持された回転子とから構成されるモータをハウジング内に内蔵した電動工具であって、前記モータの固定子の前記凹部とハウジングの間に、モータの軸方向に平行な面を有する構造体を介設し、該構造体の平行な面と固定子の前記凹部の外面及びハウジングの内面により冷却風の通路を形成したことを特徴とする。
【００２３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記構造体を弾性体で構成したことを特徴とする。
【００２４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２の何れかに記載の発明において、前記構造体の全部又は一部を粘弾性体で構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１記載の発明によれば、ハウジングと固定子の間に構造体が介設されており、前記固定子の振動振幅は小さいため、ハウジングの振動は固定子と構造体によって直接抑制され、この結果、電動工具の低振動と低騒音を安価にして且つ合理的に実現することができる。また構造体の平行な面と固定子の前記凹部の外面及びハウジングの内面とでモータ冷却風の通路を形成したため、この通路による整流効果によってハウジング内部のモータ冷却風の乱れが抑えられて低騒音が実現されるとともに、モータ冷却風の流動損失が小さく抑えられてモータの冷却効率が高められる。
【００２８】
請求項２記載の発明によれば、構造体を弾性体で構成したため、該構造体の圧入や分解の際に構造体が変形し易く、組立性やメンテナンス性が向上する。
【００２９】
請求項３記載の発明によれば、構造体には粘弾性体が含まれるため、該粘弾性体による高い振動エネルギー吸収効果が得られ、ハウジングに対して固定子の振動伝播を更に効果的に遮断することができ、電動工具の更なる低振動と低騒音を実現することができる。又、構造体に粘弾性体を用いることによって該構造体が変形し易くなるため、固定子をハウジングに圧入し易くなり、組立性や分解時のメンテナンス性が高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３２】
図１は本発明に係る電動工具の一形態としてのディスクグラインダの破断側面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３（ａ）〜（ｇ）及び図４（ａ）〜（ｃ）は構造体の種々の形態を示す斜視図である。
【００３３】
図１及び図２に示すディスクグラインダ１の基本構成は図５及び図６に示した従来のものと同様であるため、これについての再度の説明は省略し、以下、本発明の特徴的な構成についてのみ説明する。尚、図１及び図２においては図５及び図６に示したものと同一要素には同一符号を付している。
【００３４】
図１及び図２に示すように、本発明に係るディスクグラインダ１においても、ハウジング３内にはコイル２ｃと組み合わされた固定子２ｂが収容されている。又、図２に示すように、固定子２ｂの外周部の２箇所には内径側に窪んだ凹部２ｅが形成されており、この凹部２ｅとハウジング３の内周との間には、モータ２の軸方向（図２の紙面垂直方向であって、以下、単に「軸方向」と称する）に長い空間Ｓが形成されている。
【００３５】
又、固定子２ｂの軸方向両側にはコイル２ｃの端部２ｃ１，２ｃ２がせり出しており、軸方向においてコイル２ｃの端部２ｃ１，２ｃ２の間であって、且つ、固定子２ｂの凹部２ｅとハウジング３との間に形成された２つの前記空間Ｓ内には、図３（ａ）に示すように軸方向に平行面２４を有する三角筒状の構造体２０が介設されている。
【００３６】
ここで、上記構造体２０は、その高さ寸法がハウジング３と固定子２ｂの凹部２ｅの間の空間Ｓの高さ寸法（径方向寸法）よりも若干大きく製作されており、空間Ｓ内には圧縮変形した状態で収容されており、その平行面２４と固定子２ｂの凹部２ｅ外面及びハウジング３の内面とで軸方向に長いモータ冷却風の通路を形成している。尚、構造体２０は、プラスチック等の弾性体、アルミダイカスト等の金属材料、ゴム等の粘弾性体で構成することができるが、プラスチック等の弾性体或はゴム等の粘弾性体で構成した方が、圧入や分解の際に該弾性体２０が変形し易く、組立性やメンテナンス性が向上するために好都合である。
【００３７】
而して、ディスクグラインダ１の実際の作業状態では、回転子２ａの振れ回り、ピニオン７とギヤ８との衝突力、更には先端工具１０と被削材（図示せず）の衝突や加工による反力等の荷重がスピンドル９や回転子２ａの支持用軸受５，６等介してギヤカバー４やハウジング３等の外郭部品に伝達する。
【００３８】
しかし、本実施の形態に係るディスクグラインダ１においては、固定子２ｂの凹部２ｅとハウジング３との間に形成された２つの空間Ｓ内に構造体２０が圧入状態で介設されているため、ハウジング３は構造体２０を介して振動振幅の小さな固定子２ｂと常に結合された状態となっている。ここで、固定子２ｂの振動振幅は小さいため、ハウジング３の振動は固定子２ｂと構造体２０によって直接抑制される。この結果、ディスクグラインダ１の低振動と低騒音が構造体２０を設けるという簡単な構成で安価にして且つ合理的に実現することができる。
【００３９】
又、ハウジング３と固定子２ｂの間の空間Ｓは、固定子２ｂからせり出したコイル２ｃの端部２ｃ１を通過した後のモータ冷却風の通路となっており、コイル２ｃの端部２ｃ１を冷却した後はモータ冷却風の流れが乱れ易い構造となっている。
【００４０】
然るに、本実施の形態では、前述のように構造体２０の平行面２４と固定子２ｂの外面及びハウジング３の内面とで、コイル２ｃの端部２ｃ１を冷却した後のモータ冷却風の通路を形成したため、この通路による整流効果によってハウジング３内部（空間Ｓ内）のモータ冷却風の乱れが抑えられて低騒音が実現されるとともに、モータ冷却風の流動損失が小さく抑えられてモータ２の冷却効率が高められる。
【００４１】
又、構造体２０をハウジング３の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有するアルミニウム等の高熱伝導性材料で構成すれば、固定子２ｂの熱を効率良く構造体２０に伝達することができ、構造体２０から効率良く放熱することが可能になる。その結果、モータ２の冷却効率を更に高めることが可能となる。このように、モータ２の冷却効率を向上させることによって、冷却ファン１３の小型化が可能となり、その結果、冷却ファン１３から発生する騒音も低く抑えられる。尚、構造体２０を構成する高熱伝導性材料として、アルミニウム材を用いた場合、その熱伝導率は２２０（Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、この値はケイ素鋼板で構成された固定子２ｂの熱伝導率２５（Ｗ／ｍ・Ｋ）に対して約９倍の大きさとなり、構造体２０による冷却効果が高くなる。
【００４２】
ところで、構造体２０としては、図３（ｂ）に示す断面Ｔ字状の部材、図３（ｃ）に示す断面Ｙ字状の部材、図３（ｄ）に示す断面ＷＨ状の部材、図３（ｅ）に示す断面Ｈ状の部材、図３（ｆ）に示す丸棒状の部材、図３（ｇ）に示す円筒状部材等を採用することができ、これらは何れも軸方向に沿う平行面２４を有しており、プラスチック等の弾性体、アルミダイカスト等の金属材料、ゴム等の粘弾性体で構成される。
【００４３】
又、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、弾性体又は金属材料から成る部材２２と粘弾性体２３から成る複合部品を構造体２１として固定子２ｂとハウジング３の間の空間Ｓに介設しても前記と同様の効果が得られる。この場合、図４（ａ）〜（ｃ）に示す各構造体２１には粘弾性体２３が設けられているため、該粘弾性体２３による高い振動エネルギー吸収効果が得られ、ハウジング３に対して固定子２ｂの振動伝播を更に効果的に遮断することができ、ディスクグラインダ１の更なる低振動と低騒音を実現することができる。
【００４４】
更に、図４（ａ）〜（ｃ）に示す構造体２１は、軸方向に平行な平行面２４を有しており、平行面２４と固定子２ｂの外面及びハウジング３の内周とで、コイル２ｃの端部２ｃ１を冷却した後のモータ冷却風の通路を形成するため、この通路による整流効果によってハウジング３内部（空間Ｓ内）のモータ冷却風の乱れが抑えられて低騒音が実現されるとともに、モータ冷却風の流動損失が小さく抑えられてモータ２の冷却効率が高められる。
【００４５】
又、構造体２１に粘弾性体２３を用いることによって該構造体２１が変形し易くなるため、固定子２ｂをハウジング３に圧入し易くなり、組立性や分解時のメンテナンス性が高められる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、ディスクグラインダの他、モータを駆動源とする他の任意の電動工具に対しても同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る電動工具の一形態としてのディスクグラインダの破断側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｇ）は構造体の種々の形態を示す斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は構造体の種々の形態を示す斜視図である。
【図５】従来の電動工具の一形態としてのディスクグラインダの破断側面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１          ディスクグラインダ（電動工具）
２          モータ
２ａ        回転子
２ｂ        固定子
２ｃ        コイル
２ｃ１      上流側コイル端部
２ｃ２      下流側コイル端部
２ｅ        固定子の凹部
３          ハウジング
４          ギヤカバー
５          前側軸受
６          後側軸受
７          ピニオン
８          ギヤ
９          スピンドル
１０        先端工具
１１        ハンドル
１２        ホイルガード
１３        冷却ファン
１４        ファンガイド
１５        冷却風
２０        構造体
２１        構造体（複合部品）
２２        部材
２３        粘弾性体
２４        平行面
Ｓ          空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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