(57)【要約】【課題】切断材の上面に沿って移動させて切断加工を行う携帯形の切断機において、駆動源として通常のインナロータ型モータを用いる場合、高出力を得るためモータを高速で回転させて減速装置により減速して回転刃具の適切な回転数を確保する。この構成では、電動モータを高速回転させるため、騒音及び振動等の問題があった。本発明では、切断機の静音化及び低振動化を図る。【解決手段】駆動源としてアウタロータ型の電動モータ１１を用い、その出力軸１１ｄに回転刃具１２を直接取り付けたダイレクトドライブ方式とするとともに、電動モータ１１の回転数を回転刃具１２の適切な回転数、例えば毎分約６，０００回転で回転させることにより当該切断機１の静音化及び低振動化を図る。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切断材に当接させるベースと、該ベースの上部に支持された工具本体を備え、該工具本体は、回転刃具を回転させる駆動源としてアウタロータ型の電動モータを備えた切断工具。
【請求項２】
請求項１記載の切断工具であって、前記電動モータの出力軸に前記回転刃具を直接取り付けたダイレクトドライブ方式の切断工具。
【請求項３】
請求項２記載の切断機であって、前記回転刃具の直径が１８５ｍｍ〜１９０ｍｍである場合に、前記電動モータの回転数を毎分５，０００〜６，０００回転に設定した切断工具。
【請求項４】
請求項１記載の切断工具であって、前記電動モータの出力軸に対して、前記回転刃具を取り付けたスピンドルを前記ベース側に変位させる軸変位機構を備えた切断工具。
【請求項５】
請求項４記載の切断工具であって、前記軸変位機構により、前記電動モータの回転数Ｒｍと前記回転刃具の回転数Ｒｃとの比率α（Ｒｍ／Ｒｃ）を、α＝０．５〜２．０に設定した切断工具。
【請求項６】
請求項４又は５記載の切断工具であって、前記軸変位機構により、前記電動モータの回転数Ｒｍと前記回転刃具の回転数Ｒｃを等しく設定した切断工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるアウタロータ型の電動モータを駆動源とする切断工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
インナーロータ型のブラシレスモータを駆動源とする切断工具に関する技術が下記の特許文献に開示されている。インナーロータ型ブラシレスモータは、Ｎ極とＳ極を含む永久磁石（マグネット）を含んで構成される回転子（ロータ）をモータ内側に有し、３相の固定子巻線からなる固定子をモータ外側に有する。
このインナーロータ型ブラシレスモータに対して、アウターロータ型ブラシレスモータは、Ｎ極とＳ極を含む永久磁石（マグネット）を含んで構成される回転子（ロータ）をモータ外側に有し、３相の固定子巻線からなる固定子をモータ内側に有する。
ロータと固定子を含むモータの大きさを同じとして、アウターロータ型ブラシレスモータとインナーロータ型ブラシレスモータを比較した場合、インナーロータよりもアウターロータに取り付けられる磁石の方が、表面積が大きくなるため、アウターロータ型ブラシレスモータの方がトルクを大きくとることができる。
このため、トルクを大きくせず（トルクを同等のままで）、アウターロータ型ブラシレスモータをインナーロータ型に比して小型化することが可能となり、あるいは小型化せず同等のサイズとする場合にはインナーロータ型に比して低回転高トルクにすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
切断工具のさらなるハイパワー化が市場で求められる中、従来の切断工具は、高回転低トルクのモータにすることで出力をだし、減速機構を利用することで、切断に適切な刃物回転、トルクとなるよう調整していた。
しかしながら、モータを高回転化することで、モータ自体の風切り音や振動が大きくなるといった問題があった。
本発明は、インナーロータ型ブラシレスモータに比して、モータの出力とサイズはそのままで、低回転高トルクに設定可能なアウターロータ型ブラシレスモータを搭載することで、モータパワーアップとモータ自体の風切り音や振動の低減の両立を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題は下記の発明によって解決される。
第１の発明は、切断材に当接させるベースと、このベースの上部に支持された工具本体を備え、工具本体は、回転刃具を回転させる駆動源としてアウタロータ型の電動モータを備えた切断工具である。
第１の発明によれば、駆動源としてアウターロータ型の電動モータを備えていることから、インナーロータ型ブラシレスモータを駆動源とする場合に比して、その出力とサイズを維持しつつ当該電動モータの低速回転高トルク化を図ることができ、これによりモータパワーアップとモータ自体の風切り音や振動等の低減との両立を図ることができる。
第２の発明は、第１の発明において、電動モータの出力軸に前記回転刃具を直接取り付けたダイレクトドライブ方式の切断工具である。
第２の発明によれば、ダイレクトドライブ方式により回転刃具が電動モータの出力軸に直接取り付けられているので、回転刃具の回転数と電動モータの回転数は一致している。このため、電動モータの回転数は、回転刃具の適正な回転数に一致することから、例えば毎分約５，０００〜６，０００回転で低速回転させることができ、これにより電動モータの主として冷却ファンの風切り音の静音化あるいは振動を低減することができ、ひいては当該切断工具の静音化及び低振動化を実現することができる。
第３の発明は、第２の発明において、前記回転刃具の直径が１８５ｍｍ〜１９０ｍｍである場合に、電動モータの回転数を毎分５，０００〜６，０００回転に設定した切断工具である。
第３の発明によれば、ダイレクトドライブ方式により電動モータの低速回転化を図ることができ、これにより当該切断工具の静音化及び低振動化を図ることができる。
第４の発明は、第１の発明において、電動モータの出力軸に対して、回転刃具を取り付けたスピンドルをベース側に変位させる軸変位機構を備えた切断工具である。
第４の発明によれば、軸変位機構により回転刃具の回転中心がよりベース側の低い位置に設定されるので、切断材に対する回転刃具の大きな切り込み深さを確保することができる。
第５の発明は、第４の発明において、前記軸変位機構により、前記電動モータの回転数Ｒｍと前記回転刃具の回転数Ｒｃとの比率α（Ｒｍ／Ｒｃ）を、α＝０．５〜２．０に設定した切断工具である。
第５の発明によれば、回転刃具の適正な回転数Ｒｃを例えば毎分約６，０００回転とする場合に、電動モータの回転数Ｒｍを毎分約３，０００〜１２，０００回転とすることができる。従来、電動工具の駆動源として電動モータを用いる場合には、毎分約２５，０００回転で高速回転させることが通常であったことを考慮すれば、第５の発明ではアウタロータ型の電動モータを毎分約３，０００〜１２，０００回転といった極めて低速で回転させれば足りるので、当該電動モータの主として冷却ファンの風切り音や振動を低減して当該切断工具の静音化を図ることができる。
第６の発明は、第４又は第５の発明において、軸変位機構により、電動モータの回転数Ｒｍと回転刃具の回転数Ｒｃを等しく設定した切断工具である。第６の発明によれば、回転刃具の切断材に対する大きな切り込み深さを確保しつつ、ダイレクトドライブと同様に電動モータを低速回転させて、当該切断工具の静音化及び低振動化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施形態に係る切断工具の全体正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る切断工具の全体平面図である。
【図３】図１の(III)-(III)線矢視図であって、本発明の実施形態に係る切断工具の縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る切断工具を図２中矢印(IV)方向から見た全体背面図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示す図であり、ギヤ噛み合い式の軸変位機構を備えた切断工具の縦断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態を示す図であり、ベルト伝達式の軸変位機構を備えた切断工具の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
次に、本発明の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１〜図３は、本実施形態の切断工具１を示している。この切断工具１は、いわゆる携帯マルノコと称されるもので、切断材Ｗの上面に当接させる平板形状のベース２と、このベース２の上部に支持された工具本体１０を備えている。
工具本体１０は、駆動源としての電動モータ１１と、電動モータ１１の出力軸１１ｄに直接取り付けた円形の回転刃具１２を備えている。回転刃具１２の下部側がベース２の下面から突き出されており、この突き出し部分が切断材Ｗに切り込まれて切断加工がなされる。各図において、白抜きの矢印で示す切断進行方向に当該切断工具１を移動させることで、回転刃具１２が切断材に切り込まれていく。以下の説明では、部材又は構成の前後方向について、切断進行方向を前側若しくは前部とし、その反対側を後ろ側若しくは後部とする。但し、電動モータ１１についてはモータ軸線Ｊ方向について回転刃具１２側を前側若しくは前部とし、その反対側を後ろ側若しくは後部とする。
図３に示すように電動モータ１１には、ブラシレスモータであっていわゆるアウタロータ型の電動モータが用いられている。この電動モータ１１は、モータケース１１ａ内に固定した固定子１１ｂの外周側に回転自在に支持された回転子１１ｃを備えている。この回転子１１ｃに出力軸１１ｄが取り付けられている。出力軸１１ｄは、軸受け１１ｆ、１１ｇを介して回転自在に支持されている。後部側の軸受け１１ｆは、モータケース１１ａの後部に取り付けられ、前側の軸受け１１ｇはブレードケース１４の背面側に設けたモータ取り付け台座部１４ｂに取り付けられている。
この出力軸１１ｄの後部にはモータ冷却用の冷却ファン１１ｅが取り付けられている。この冷却ファン１１ｅの周囲であってモータケース１１ａの後部には、多数の排気孔（風窓）１１ｈ〜１１ｈが設けられている。これに対して、図２に示すように上記モータ取り付け台座部１４ｂの後面には吸気孔１４ｃ〜１４ｃが設けられている。電動モータ１１の起動により冷却ファン１１ｅが回転すると、この吸気孔１４ｃ〜１４ｃから外気が導入される。導入された外気（冷却風）は、その風力によりモータ後部側に向かって流れて当該電動モータが冷却される。モータ後部側に流された冷却風は上記の排気孔１１ｈ〜１１ｈから外部に排気される。
この電動モータ１１の軸線方向（図３において左右方向）の長さ（機長Ｌ０）は、インナロータ型の電動モータであっていわゆるブラシレスモータと同等程度に短くなっている。
【０００８】
電動モータ１１の出力軸１１ｄの先端側は、モータケース１１ａから突き出されてブレードケース１４内に進入している。ブレードケース１４内に突き出された出力軸１１ｄの先端に回転刃具１２が直接取り付けられている。回転刃具１２は受けフランジ２６と押えフランジ２７との間に挟まれた状態で出力軸１１ｄの先端に強固に取り付けられている。
このため、本実施形態の切断工具１は、ダイレクトドライブ方式の切断工具で、回転刃具１２は電動モータ１１と同じ回転数で一体に回転する。本実施形態では、電動モータ１１の回転数Ｒｍが毎分約６，０００回転に設定されている。このため、回転刃具１２の回転数Ｒｃが、電動モータ１１の回転数Ｒｍと同じ毎分約６，０００回転に設定されている。
回転刃具１２は正面から見て反時計回り方向に回転する。ブレードケース１４の正面側には、回転刃具１２の回転方向が矢印１４ａで示されている。
回転刃具１２の回転数は、その直径や切断材Ｗの材質等に応じて適切に設定される。例えば、直径が約１８５ｍｍ〜１９０ｍｍの回転刃具１２の回転数は、切断材Ｗが木材である場合には毎分約５，０００回転〜６，０００回転に設定し、切断材Ｗが金属材である場合には毎分約３，０００回転〜４，０００回転に設定することが好ましい。また、直径が約１１０ｍｍ〜１２５ｍｍの回転刃具１２の回転数は、切断材Ｗが木材である場合には毎分約７，０００回転〜９，０００回転に設定することが好ましい。さらに、直径が約２１０ｍｍ〜２３５ｍｍの回転刃具１２の回転数は、切断材Ｗが木材である場合には毎分約３，５００回転〜４，５００回転に設定することが好ましい。
【０００９】
工具本体１０は、前側の傾動支軸１５を介してベース２の上部に上下に傾動可能に支持されている。ベース２に対して工具本体１０の上下傾動位置を変更することにより、ベース２の下面側への回転刃具１２の突き出し寸法を変更することができ、これにより回転刃具１２の切断材Ｗに対する切り込み深さを調整することができる。図２に示すように工具本体１０の後部側は、ベース２の上部に上方へ起立状態に取り付けられたデプスガイドと称される湾曲形状の案内部材３を介してベース２に支持されている。この案内部材３の案内孔３ａに挿通された固定ねじ４をブレードケース１４の背面側に締め込むことにより工具本体１０のベース２に対する傾動位置が固定される。固定ねじ４は、その背面側先端部に取り付けた操作レバー５を締め付け方向に回転操作して締め付けることができる。操作レバー５を回転操作して固定ねじ４を緩めると、工具本体１０をベース２に対して上下に傾動可能となり、これにより回転刃具１２の切り込み深さを変更することができる。
ベース２の下面側に突き出された回転刃具１２の下側ほぼ半周の範囲は、可動カバー１６によって覆われる。この可動カバー１６は、回転刃具１２の周囲を回転可能な状態でブレードケース１４に支持されている。図１に示すようにこの可動カバー１６の先端部が切断材Ｗに当接され、この当接状態で当該切断工具１を図中白抜きの矢印で示す切断進行方向へ移動させて回転刃具１２を切断材Ｗに切り込んでいくことにより、当該可動カバー１６が徐々に開かれていく。可動カバー１６の後部には、取っ手１７が取り付けられている。使用者は、この取っ手１７を把持して可動カバー１６を開き方向に回転させることができ、これにより回転刃具１２の交換等の作業の便宜を図ることができる。
【００１０】
電動モータ１１の上部にはハンドル部３０が設けられている。図４に示すようにこのハンドル部３０は、電動モータ１１の上部から後部に至る山形ループ形状を有しており、電動モータ１１の上部から上方へ起立する起立部３１と、起立部３１の上部から後方へ下る方向に延びるメイングリップ部３２と、メイングリップ部３２の後部を電動モータ１１の後部に結合する結合部３３を有している。メイングリップ部３２は、使用者が一方の手で把持する部分で、その下面側にはスイッチレバー３５が配置されている。起立部３１の上部には、使用者が他方の手で把持するフロントグリップ部３４が前方へ張り出す状態に設けられている。
メイングリップ部３２の後部には、バッテリ取り付け台座部３６が設けられている。このバッテリ取り付け台座部３６にバッテリパックＢが装着されている。このバッテリパックＢは上方にスライドさせてバッテリ取り付け台座部３６から取り外し、逆に下向きにスライドさせてバッテリ取り付け台座部３６に取り付けることができる。取り外したバッテリパックＢは、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。このバッテリパックＢを電源として電動モータ１１が起動する。
電動モータ１１の前部には、その出力軸１１ｄの回転をロックするためのロックレバー３７が設けられている。このロックレバー３７をその長手方向に移動操作すると出力軸１１ｄの回転がロックされて回転刃具１２の交換作業等の便宜が図られる。
【００１１】
以上のように構成した本実施形態によれば、ダイレクトドライブ方式により回転刃具１２が電動モータ１１の出力軸１１ｄに直接取り付けられているので、回転刃具１２の回転数Ｒｃと電動モータ１１の回転数Ｒｍは一致している（比率α＝１．０）。このため、電動モータ１１の回転数Ｒｍは、回転刃具１２の適正な回転数Ｒｃに一致することから、例えば毎分約６，０００回転で低速回転させることができ、これにより電動モータ１１の主として冷却ファン１１ｅの風切り音や振動を低減することができ、ひいては当該切断工具１の静音化及び低振動化を実現することができる。
【００１２】
以上説明した第１実施形態には、種々変更を加えることができる。例えば、回転刃具１２を電動モータ１１の出力軸１１ｄに直接取り付けたダイレクトドライブ方式（比率α＝１．０）とすることにより、駆動源としてのアウタロータ型の電動モータ１１を低速回転させて当該切断工具１の静音化及び低振動化を図る構成を例示したが、以下説明する軸変位機構２０を介在させて比率α＝０．５〜２．０の範囲で電動モータ１１の回転出力を設定することによっても同様の作用効果を得ることができる。
図５には、第２実施形態の切断工具１が示されている。第１実施形態と同様である部材及び構成については同位の符号を用いてその説明を省略する。第２実施形態の場合、電動モータ１１とブレードケース１４の背面との間には、軸変位機構２０が介在されている。電動モータ１１の出力軸１１ｄの先端側は軸変位機構２０のケース２１内に進入している。ケース２１内に進入した出力軸１１ｄの先端には、駆動側ギヤ２２が取り付けられている。この駆動側ギヤ２２には従動側ギヤ２３が噛み合わされている。従動側ギヤ２３はスピンドル２５に固定されている。
駆動ギヤ２２と従動ギヤ２３の歯数は同じ歯数に設定されて、当該軸変位機構２０の比率αは、α＝１．０に設定されている。このため、第１実施形態のダイレクトドライブ方式ではないが、第２実施形態でも回転刃具１２の回転数Ｒｃ（スピンドル２５の回転数）は、電動モータ１１の回転数Ｒｍと一致している。
スピンドル２５は、軸受け２５ａ，２５ｂを介してケース２１に回転自在に支持されている。このスピンドル２５の先端側はブレードケース１４内に突き出されている。ブレードケース１４内に突き出されたスピンドル２５に回転刃具１２が取り付けられている。回転刃具１２は、第１実施形態と同様、受けフランジ２６と押えフランジ２７との間に挟まれた状態で強固に取り付けられている。スピンドル２５は、電動モータ１１の出力軸１１ｄと平行で、ベース２の下面からの芯高さがＤ１である出力軸１１ｄの下側に芯高さＤ０で配置されている（Ｄ１＞Ｄ０）。このため、回転刃具１２の回転中心（スピンドル２５の芯高さＤ０）は、電動モータ１１の出力軸１１ｄの芯高さＤ１よりベース２側に接近した位置に設定されており、これにより回転刃具１２の切断材Ｗに対する最大切り込み深さを大きく設定することができるようになっている。
以上のように構成した第２実施形態の切断工具１によれば、比率αがα＝１．０に設定された軸変位機構２０を介して電動モータ１１の回転出力が回転刃具１２に伝達される。このため、回転刃具１２の適正な回転数Ｒｃを例えば毎分約６，０００回転とする場合に、電動モータ１１の回転数Ｒｍを同じく毎分約６，０００回転とすることができる。
従来、電動工具の駆動源として電動モータを用いる場合には、毎分約２５，０００回転で高速回転させることが通常であったことを考慮すれば、第２実施形態ではアウタロータ型の電動モータ１１を毎分約６，０００回転といった極めて低速で回転させれば足りるので、当該電動モータ１１の主として冷却ファン１１ｅの風切り音や振動を低減することができ、ひいては当該切断工具１の静音化及び低振動化を図ることができる。
例示した比率αは、α＝０．５〜２．０の範囲で変更することができる。比率αの変更は、駆動ギヤ２２と従動ギヤ２３の歯数を変更することにより行うことができる。比率αをα＝０．５〜２．０の範囲内で変更することによっても、駆動源としてのアウタロータ型の電動モータ１１を従来に比して極めて低速回転（Ｒｍ＝毎分３，０００回転〜１２，０００回転）させれば足りるので同様の作用効果を得ることができる。
また、第２実施形態によれば、軸変位機構２０を介して回転刃具１２の芯高さＤ０を電動モータ１１の芯高さＤ１よりも小さく設定することができるので、当該切断工具１の最大切り込み深さを大きく設定することができる。
【００１３】
図６には第３実施形態の切断工具１が示されている。なお、図６では、フロントグリップ３４やバッテリパックＢ等の一部の部材が省略されている。この第３実施形態は、軸変位機構４０の構成が第２実施形態のギヤ噛み合い式変位機構とは異なっている。第２実施形態と同様の部材及び構成については同位の符号を用いてその説明を省略する。
第３実施形態では、駆動側プーリ４１と従動側プーリ４２との間に伝達ベルト４３を掛け渡したベルト伝達式変位機構を備えている。駆動側プーリ４１と従動側プーリ４２には同じ有効径のものが用いられている。このため、第３実施形態における軸変位機構４０の比率αもα＝１．０に設定されている。
この第３実施形態によっても、比率αがα＝１．０に設定された軸変位機構４０を介して電動モータ１１の回転出力が回転刃具１２に伝達される。このため、回転刃具１２の適正な回転数Ｒｃを例えば毎分約６，０００回転とする場合に、電動モータ１１の回転数Ｒｍを同じく毎分約６，０００回転とすることができる。
従来、電動工具の駆動源として電動モータを用いる場合には、毎分約２５，０００回転で高速回転させることが通常であったことを考慮すれば、第３実施形態ではアウタロータ型の電動モータ１１を毎分約６，０００回転といった極めて低速で回転させれば足りるので、当該電動モータ１１の主として冷却ファン１１ｅの風切り音や振動を低減することができ、ひいては当該切断工具１の静音化及び低振動化を図ることができる。
また、第３実施形態においても例示した比率αは、α＝０．５〜２．０の範囲で変更することができる。比率αの変更は、駆動側プーリ４１と従動側プーリ４２の歯数を変更することにより行うことができる。比率αをα＝０．５〜２．０の範囲内で変更することによっても、駆動源としてのアウタロータ型の電動モータ１１を従来に比して極めて低速回転（Ｒｍ＝毎分３，０００回転〜１２，０００回転）させれば足りるので静音化及び低振動化の点で第１、第２実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、第３実施形態によっても、回転刃具１２の芯高さＤ０を電動モータ１１の芯高さＤ１よりも小さく設定できるので、当該切断工具１の最大切り込み深さを大きく設定することができる。
【符号の説明】
【００１４】
１…切断工具
２…ベース
３…案内部材（デプスガイド）、３ａ…案内孔
４…固定ねじ
５…操作レバー
１０…工具本体
１１…電動モータ（アウタロータ型）
１１ａ…モータケース、１１ｂ…固定子、１１ｃ…回転子、１１ｄ…出力軸
１１ｅ…冷却ファン、１１ｆ，１１ｇ…軸受け、１１ｈ…排気孔
Ｊ…モータ軸線
１２…回転刃具
１４…ブレードケース
１４ａ…矢印、１４ｂ…モータ取り付け台座部、１４ｃ…吸気孔
１５…傾動支軸
１６…可動カバー
１７…取っ手
２０…軸変位機構（第２実施形態）
２１…ケース
２２…駆動側ギヤ
２３…従動側ギヤ
２５…スピンドル
２６…受けフランジ
２７…押えフランジ
Ｓ…スピンドル軸線（回転刃具の回転軸線）
３０…ハンドル部
３１…起立部
３２…メイングリップ部
３３…結合部
３４…フロントグリップ部
３５…スイッチレバー
３６…バッテリ取り付け台座部
３７…ロックレバー
４０…軸変位機構（第３実施形態）
４１…駆動側プーリ
４２…従動側プーリ
４３…伝達ベルト
Ｂ…バッテリパック
Ｄ０…回転刃具（スピンドル）の芯高さ
Ｄ１…電動モータの芯高さ
Ｌ０…モータ機長
【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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