(57)【要約】【課題】電動モータのモータ軸線に対してスピンドルの回転軸線が交差するディスクグラインダでは、回転動力を減速しつつ動力伝達方向を変換するためベベルギヤが用いられているが、このベベルギヤが比較的大径であることからギヤヘッド部が大型化して作業性を損なう問題があった。本発明は、動力伝達部のコンパクト化を図ってディスクグラインダ等の作業性及び取り扱い性を高めることを目的とする。【解決手段】低速回転かつ高トルクを出力可能なアウタロータ形の電動モータ１０を駆動源として、その出力軸１０ｃとスピンドル１４との間に、従来のベベルギヤに代えてユニバーサルジョイント１２，１３を介在させることにより動力伝達部３のコンパクト化を図る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源としての電動モータのモータ軸線と、先端工具を取り付けたスピンドルの回転軸線が交差する電動工具において、前記電動モータの回転動力がユニバーサルジョイントを介して前記スピンドルに伝達される構成とした電動工具。
【請求項２】
請求項１記載の電動工具であって、前記電動モータに、アウタロータ型の電動モータを用いた電動工具。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電動工具であって、前記ユニバーサルジョイントを複数介在させた電動工具。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載した電動工具であって、前記ユニバーサルジョイントを介して前記スピンドルの前記モータ軸線に対する交差角度を変更可能な構成とした電動工具。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載した電動工具であって、前記ユニバーサルジョイントを収容するとともに前記スピンドルを軸受けを介して回転自在に支持するヘッドハウジングを前記電動モータを内装した工具本体の前部に備えており、該ヘッドハウジングの前記工具本体の前部からの張り出し寸法が前記軸受けに依存する構成とした電動工具。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載した電動工具であって、前記スピンドルに先端工具として円形の砥石を備えたディスクグラインダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばディスクグラインダやアングルドリルであって、電動モータを駆動源とする電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、石材の研削加工等に用いるディスクグラインダは、使用者が把持するグリップ部を兼用した工具本体部に電動モータを内装し、この電動モータの出力軸の回転軸線（モータ軸線）に直交する軸線回りに回転支持されたスピンドルに円形の砥石を取り付けた構成を備えるもので、工具本体部の前部に、スピンドルと電動モータとの間で回転出力を減速するとともに回転軸線を直交方向に変換するための減速ギヤ列を収容したギヤヘッド部（動力伝達部）が結合された構成を備えている。通常、回転軸線変換用の減速ギヤ列としてはいわゆるベベルギヤ（かさ歯車）が用いられている。下記の特許文献には、係る一般的なギヤヘッド部を備えたディスクグラインダが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１０４７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のディスクグラインダでは、次のような問題があった。上記したように、スピンドルの回転軸線をモータ軸線に対して直交させるためにベベルギヤを主体とするギヤヘッド部を工具本体部の前部に備えている。このギヤヘッド部は、電動モータの回転出力を適切な減速比に減速する必要上、比較的大径のベベルギヤをギヤヘッドケース内に収容した構成である結果、ギヤヘッド部は工具本体部の前方へ大きく張り出す状態に設けられていた。このため、従来特に狭い場所等での作業において、このギヤヘッド部が邪魔になって砥石による作業範囲に制約を受けやすく、この点で当該ディスクグラインダの作業性及び取り扱い性の低下を招く問題があった。従来、ベベルギヤの小径化、ギヤハウジングの薄肉化等を図ることにより当該ギヤヘッド部のコンパクト化を図る努力がなされてきているが、それには限界があった。
本発明は、工具本体部の前部に設ける動力伝達部のコンパクト化を図ってこの種の電動工具の作業性及び取り扱い性を大幅に高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題は、下記の発明によって解決される。
第１の発明は、駆動源としての電動モータのモータ軸線と、先端工具を取り付けたスピンドルの回転軸線が交差する電動工具において、電動モータの回転動力がユニバーサルジョイントを介してスピンドルに伝達される構成とした電動工具である。
第１の発明によれば、電動モータの出力軸とこの出力軸に対して回転軸線を交差させたスピンドルとの間で、従来のベベルギヤに代えてユニバーサルジョイント（自在継ぎ手、ＪＩＳ  Ｂ１４５４）を介して回転動力が伝達される。ベベルギヤに代えてユニバーサルジョイントがギヤヘッドハウジングに収容されることから、動力伝達部のコンパクト化を図ることができ、これにより当該電動工具の作業性及び取り扱い性を高めることができる。
第２の発明は、第１の発明において、電動モータに、アウタロータ型の電動モータを用いた電動工具である。
第２の発明によれば、インナロータ型モータよりも低速かつ高トルクを出力可能なアウタロータ型の電動モータを駆動源とすることにより、従来のようにベベルギヤを介在させて減速させることなくユニバーサルジョイントを介してスピンドルの適正な回転数及び出力トルクを得ることができる。
第３の発明は、第１又は第２の発明において、ユニバーサルジョイントを複数介在させた電動工具である。
第３の発明によれば、モータ軸線に対して回転軸線を直交させた位置にスピンドルを回転支持した構成とすることができる。
第４の発明は、第１〜第３の何れか一つの発明において、ユニバーサルジョイントを介してスピンドルのモータ軸線に対する交差角度を変更可能な構成とした電動工具である。
第４の発明によれば、作業形態に合わせて先端工具の向きを任意に変更することができるので、効率のよい作業を楽に行うことができる。
第５の発明は、第１〜第４の何れか一つの発明において、ユニバーサルジョイントを収容するとともにスピンドルを軸受けを介して回転自在に支持するヘッドハウジングを電動モータを内装した工具本体部の前部に備えており、このヘッドハウジングの工具本体部の前部からの張り出し寸法が軸受けに依存する構成とした電動工具である。
第５の発明によれば、ヘッドハウジングの工具本体部の前部からの張り出し寸法が従来のベベルギヤではなくこれよりも小径の軸受けの存在に依存することから、従来ベベルギヤを用いて回転動力をスピンドルに伝達する構成に比してヘッドハウジングの張り出し寸法を大幅に小さくすることができ、これにより工具本体部の前部周辺を従来よりも大幅にコンパクト化して、当該電動工具の作業性及び取り扱い性を高めることができる。
第６の発明は、第１〜第５の何れか一つの発明であって、スピンドルに先端工具として円形の砥石を備えたディスクグラインダである。
第６の発明によれば、第１〜第５の発明の何れか一つの発明を、ディスクグラインダに適用することにより、上記の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本実施形態に係る電動工具の全体斜視図である。本図では電動工具の一例としてディスクグラインダが例示されている。
【図２】本実施形態に係る電動工具の縦断面斜視図である。
【図３】図２の一部拡大図であって、動力伝達部の斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電動工具の全体斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る電動工具の全体斜視図である。
【図６】ダイレクトドライブ式のダイグラインダの縦断面図である。
【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には第１実施形態に係る電動工具１が示されている。第１実施形態では、電動工具１の一例としてディスクグラインダを例示する。第１実施形態の電動工具１はダイレクトドライブ式のディスクグラインダで、駆動源としての電動モータ１０を内装した工具本体部２と、工具本体部２の前部に設けられた動力伝達部３を備えている。
工具本体部２は、使用者が把持するグリップ部としての機能を併せ持つもので、円筒形状の本体ハウジング４に電動モータ１０を内装した構成を備えている。工具本体部２の側部にスライド形式のスイッチ５が設けられている。工具本体部２を把持した手の指先でこのスイッチ５をスライド操作することにより電動モータ１０の起動停止を行うことができる。
本実施形態では、電動モータ１０として、低回転高トルクを出力可能な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。このアウタロータ型の電動モータ１０は公知のもので、図２に示すように円筒形の固定子１０ａと、その外周側において回転可能に支持された同じく円筒形の回転子１０ｂと、この回転子１０ｂの中心軸線に沿って固定された出力軸１０ｃを備えている。出力軸１０ｃは、回転子１０ｂの後端中心に固定されて前方へ長く延びている。この出力軸１０ｃは、固定子１０ａの内周孔を経て前方へ突き出されている。出力軸１０ｃの前部は、本体ハウジング４の前部に取り付けた軸受け６によって回転支持されている。出力軸１０ｃの前部は、この軸受け６からさらに前部へ突き出されて、動力伝達部３内に至っている。
スイッチ５のオン操作に伴う通電により外周側の回転子１０ｂが固定子１０ａの周囲を回転し、これと一体で出力軸１０ｃがその軸線（モータ軸線）回りに回転する。このアウタロータ型の電動モータ１０では、インナロータ型の電動モータよりも低速回転かつ高トルクが出力される。
【０００８】
動力伝達部３の詳細が図３に示されている。この動力伝達部３は、工具本体部２の前部に取り付けたヘッドハウジング１１と、２連のユニバーサルジョイント１２，１３と、スピンドル１４を内装した構成を備えている。電動モータ１０の出力軸１０ｃの先端部には、二股形状の第１連結部１０ｄが設けられている。この第１連結部１０ｄに、第１ユニバーサルジョイント１２の第１連結片１２ａが第１連結軸１０ｅを介して回転可能に連結されている。第１連結片１２ａには、第２連結軸１２ｃを介して二股形状の第２連結部１２ｂが回転可能に連結されている。第１連結部１０ｄ、第１連結片１２ａ、第２連結部１２ｂ及び第１、第２連結軸１０ｅ，１２ｃが第１ユニバーサルジョイント１２を構成している。
第１ユニバーサルジョイント１２の第２連結部１２ｂには、第２ユニバーサルジョイント１３の第３連結部１３ａが一体に設けられている。二股形状をなす第３連結部１３ａには、第３連結軸１３ｃを介して第３連結片１３ｂの一端側が回転可能に連結されている。第３連結片１３ｂの他端側は、第４連結軸１４ｂを介して第４連結部１４ａに回転可能に連結されている。第４連結部１４ａはスピンドル１４の上端に一体に設けられている。
スピンドル１４は、ヘッドハウジング１１に軸受け１５を介して回転自在に支持されている。軸受け１５には、公知の玉軸受け（ボールベアリング）が用いられている。この軸受け１５の外輪１５ａがヘッドハウジング１１側に固定されている。
電動モータ１０の出力軸１０ｃとスピンドル１４との間が２つのユニバーサルジョイント１２，１３を介して連結されることにより、スピンドル１４が電動モータ１０の出力軸１０ｃに対してほぼ９０°で交差した状態に支持されている。従って、スピンドル１４の回転軸線Ｊ１４は、電動モータ１０の出力軸１０ｃの回転軸線（モータ軸線Ｊ１０）に対して直交している。
スピンドル１４は、ヘッドハウジング１１の下方へ突き出されている。ヘッドハウジング１１から突き出されたスピンドル１４の下部に、受けフランジ１６と固定ナット１７で挟み込まれた状態で円板形の砥石Ｔが装着されている。砥石Ｔの後方ほぼ半周の範囲は、砥石カバー１８が覆われて、切削粉等の使用者側への飛散が防止されている。
【０００９】
以上のように構成した第１実施形態の電動工具１によれば、駆動源にはアウタロータ形の電動モータ１０が用いられている。このため、電動モータ１０の出力軸１０ｃから、低速かつ高トルクの回転動力が直接出力される。このため、第１実施形態の電動工具１では、従来のベベルギヤを含む減速ギヤ列が省略されている。従来の減速ギヤ列を経ることなく、アウタロータ形の電動モータ１０により、従来と同等の低速かつ高トルクの回転動力が第１及び第２ユニバーサルジョイント１２，１３を介してスピンドル１４に直接出力される。
また、電動モータ１０の出力軸１０ｃとスピンドル１４との間は、２つのユニバーサルジョイント１２，１３を介して相互にほぼ９０°で交差する状態に連結されている。このことから、第１実施形態では従来の減速ギヤ列に代えて、２つのユニバーサルジョイント１２，１３を含む動力伝達部３を備えており、従来のベベルギヤを備えない構成となっている。比較的大径のベベルギヤを備えていないことから、ヘッドハウジング１１の張り出し寸法Ｌはこれよりも小径である軸受け１５の外輪１５ａのサイズ（外径）に依存する。このことから、動力伝達部３のヘッドハウジング１１の、工具本体部２の前部からの張り出し寸法Ｌ及びその高さ寸法は、従来のギヤヘッドハウジングに比して大幅にコンパクト化されている。
このように、工具本体部２の前部に設けた動力伝達部３についてその前方への張り出し寸法Ｌ及び高さ寸法が従来よりも大幅にコンパクト化されるので、砥石Ｔを様々な向きに変位させつつ行う研削作業において、当該動力伝達部３の干渉を回避しつつ作業を効率よく行うことができ、この点で当該電動工具１の作業性及び取り扱い性を大幅に高めることができる。
また、動力伝達部３として従来のベベルギヤ（減速ギヤ列）を用いない構成であるので、ギヤ音が発生せず、当該電動工具１の静音化を図ることができる。
【００１０】
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、第１及び第２のユニバーサルジョイント１２，１３を介在させてスピンドル１４の回転軸線Ｊ１４をモータ軸線Ｊ１０に対してほぼ直交させた構成を例示したが、１つのユニバーサルジョイントを介在させてスピンドルをモータ軸線に対して例えば４５°，６０°程度の角度で交差させた構成としてもよい。
また、スピンドル１４のモータ軸線Ｊ１０に対する角度を直角に固定する構成を例示したが、任意に変更可能な構成とすることもできる。係る首振り式の電動工具２０の一例が図４及び図５に示されている。この第２実施形態の電動工具２０もディスクグラインダで例示されている。従って、第１実施形態と同様の部材、構成等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実施形態の電動工具２０では、動力伝達部３のヘッドハウジング１１内において、電動モータ１０の出力軸１０ｃとスピンドル１４との間に３つのユニバーサルジョイント２１〜２３が介装されている。３連のユニバーサルジョイント２１〜２３の両側方には、角度調整機構２４，２４が設けられている。左右の角度調整機構２４，２４は、左右対称に構成されている。
工具本体部２の前面には、駆動側台座部２５，２５が相互に平行に前方へ張り出す状態に設けられている。両駆動側台座部２５，２５には、それぞれ支軸２６を介して連結板２７，２７の後部側が上下に傾動可能に支持されている。一方、動力伝達部３のヘッド台座部２８の左右両側部には、従動側台座部２９，２９が相互に平行に後方（上方）へ張り出す状態に設けられている。ヘッド台座部２８は、ヘッドハウジング１１の下部を構成するもので、スピンドル１４を回転支持する軸受け１５が取り付けられている。左右の従動側台座部２９，２９にそれぞれ支軸３０を介して上記連結板２７の前部側が上下に傾動可能に結合されている。
【００１１】
駆動側台座部２５，２５にはそれぞれ１本のロックピン３１が左右へ抜き差し可能に設けられている。また、従動側台座部２９，２９にも、それぞれ１本のロックピン３２が左右へ抜き差し可能に設けられている。各ロックピン３１，３２は左右側方へ突き出されており、突き出し側の頭部には、それぞれ使用者が抜き差し操作する際の便宜を図るためのつまみ部３１ａ，３２ａが設けられている。両連結板２７，２７の後部側には、それぞれ駆動側のロックピン３１が挿入される２つのロック孔２７ａ，２７ｂが設けられている。また、両連結板２７，２７の前部側には、それぞれ従動側のロックピン３１が挿入される２つのロック孔２７ｃ，２７ｄが設けられている。
各ロックピン３１，３２は、コイルばねによってその先端部側をロック孔２７ａ〜２７ｄに差し込む方向（ロック側）に付勢されている。駆動側の左右ロックピン３１，３１をアンロック側に抜き出せば、左右の連結板２７，２７が支軸２６，２６を中心にして上下に傾動可能となり、これにより動力伝達部３が工具本体部２に対して上下に首振り可能となって、スピンドル１４の回転軸線Ｊ１４をモータ軸線Ｊ１０に対して変化させることができる。駆動側の左右のロックピン３１，３１を、ロック孔２７ａ，２７ａとロック孔２７ｂ，２７ｂの何れかに差し込むことにより、スピンドル１４のモータ軸線Ｊ１０に対する交差角度θを２位置で変更することができる。
また、従動側の左右のロックピン３２，３２をアンロック側に抜き出せば、左右の連結板２７，２７に対してヘッド台座部２８が支軸３０，３０を中心にして上下に傾動可能となって、スピンドル１４を動力伝達部３ひいては工具本体部２に対して上下に首振り可能となり、従ってスピンドル１４の回転軸線Ｊ１４をモータ軸線Ｊ１０に対して上下に変化させることができる。従動側の左右のロックピン３２，３２を、ロック孔２７ｃ，２７ｄの何れかに差し込むことにより、スピンドル１４のモータ軸線Ｊ１０に対する交差角度θを２位置で変更することができる。
【００１２】
図４では、スピンドル１４の回転軸線Ｊ１４がモータ軸線Ｊ１０に対してほぼ９０°で直交する位置にロックされた状態が示されている。これに対して図５では、スピンドル１４の回転軸線Ｊ１４がモータ軸線Ｊ１０に対してほぼ同軸にロックされた状態が示されている。
左右の角度調整機構２４，２４のそれぞれにおいて、駆動側と従動側のロックピン３１，３２が差し込まれるロック孔２７ａ〜２７ｄを変更することにより、スピンドル１４のモータ軸線Ｊ１０に対する交差角度θを４つの位置で任意に変更することができる。使用者は作業内容あるいは作業姿勢等に併せてロックピン３１，３１，３２，３２を抜き差し操作してスピンドル１４の首振り角度（モータ軸線Ｊ１０に対する交差角度θ）を変更することにより、楽な姿勢で効率のよい研削作業を行うことができるようになる。
図５に示すように左側の従動側台座部２９には、使用者が把持するサイドグリップ３３が取り付けられている。スピンドル１４の首振り角度（交差角度θ）によらず、常に砥石Ｔの近傍にサイドグリップ３３が配置されることにより、使用者は研削作業をより楽に行うことができる。
【００１３】
以上のように構成した第２実施形態の電動工具２０によれば、従来のベベルギヤを用いることなく、スピンドル１４の回転軸線Ｊ１４をモータ軸線Ｊ１０に対して交差させた状態で回転動力の伝達を行うことができる。このため、第１実施形態と同様、動力伝達部３の主として工具本体部２の前面からの張り出し寸法Ｌ及び高さ寸法について従来よりもコンパクトに構成することができ、これにより当該電動工具２０の作業性及び取り扱い性を高めることができる。
また、第２実施形態の電動工具２０によれば、動力伝達部３が３連のユニバーサルジョイント２１〜２３と左右の角度調整機構２４，２４を備えることにより、モータ軸線Ｊ１０に対してスピンドル１４を上下に交差角度θを変更可能（首振り可能）な構成となっていることから、作業形態等に併せて任意の交差角度θに変更することにより、当該電動工具２０の作業性及び取り扱い性をより一層高めることができる。
【００１４】
図６には、電動工具の一例としてダイレクトドライブ式のダイグラインダ４０が示されている。このダイグラインダ４０は、使用者が把持するグリップ部としての機能を併せ持つ工具本体部４１に前記各実施形態と同じくアウタロータ型の電動モータ４２を駆動源として内装した構成を備えている。
この電動モータ４２は、工具本体部４１の本体ハウジング４３側に固定された円筒形の固定子４４と、この固定子４４の外周側において回転可能に支持された同じく円筒形の回転子４５を備えている。この回転子４５の前部に出力軸４６が固定されている。出力軸４６は、固定子４４の内周孔に挿通されている。出力軸４６は、その軸方向前後を軸受け４７，４８を介してその軸線回りに回転可能に支持されている。出力軸４６の前部には冷却用のファン４９が取り付けられている。工具本体部４１を把持した手の指先でその側部に設けたスイッチレバー５０を引き操作すると電動モータ４２が起動する。
電動モータ４２の出力軸４６の先端側は、スピンドル５１に直結されている。スピンドル５１は、フロントケース５２に設けた軸受け５３，５４を介して電動モータ４２の出力軸４６と同軸で回転自在に支持されている。スピンドル５１の先端部は、フロントケース５２の前端から突き出されており、この突き出し部分に砥石５５が取り付けられている。
【００１５】
このように構成したダイレクトドライブ式のダイグラインダ４０によれば、駆動源としてアウタロータ型の電動モータ４２を内装していることから、低速回転かつ高トルクを出力することができ、遊星歯車列等の減速機構を用いることなくスピンドル５１ひいては砥石５５に対して適切な回転数で十分な研削トルクを与えることができる。
電動モータ４２の回転動力を減速機構を介在させることなくダイレクトにスピンドル５１に出力することができるので、当該ダイグラインダ４０の特に機長方向（モータ軸線方向）のコンパクト化を図ることができる。また、工具本体部４１の前部付近に遊星歯車列等の減速機構を内装する必要がないことから、当該ダイグラインダ４０の太さ方向（径方向）のコンパクト化を図ることができる。
さらに、駆動源としてアウタロータ形の電動モータ４２を用いることにより、低速高トルクを出力可能であるので、大きな作業負荷（研削抵抗）に対してもいわゆる回転落ちのしにくいダイグラインダ４０とすることができる。
【符号の説明】
【００１６】
１…電動工具（第１実施形態）
２…工具本体部
３…動力伝達部
Ｌ…動力伝達部３の前方への張り出し寸法
４…本体ハウジング
５…スイッチ
６…軸受け
１０…電動モータ（アウタロータ型モータ）
Ｊ１０…モータ軸線（電動モータ１０の回転軸線）
１１…ヘッドハウジング
１２…第１ユニバーサルジョイント
１３…第２ユニバーサルジョイント
１４…スピンドル
１４ａ…第４連結部、１４ｂ…第４連結軸
Ｊ１４…スピンドル１４の回転軸線
１５…軸受け（ボールベアリング）
１６…受けフランジ
１７…固定ナット
Ｔ…砥石
１８…砥石カバー
θ…モータ軸線Ｊ１０とスピンドル１４の回転軸線Ｊ１４の交差角度
２０…電動工具（第２実施形態）
２１〜２３…ユニバーサルジョイント（第２実施形態）
２４…角度調整機構
２５…駆動側台座部
２６…支軸
２７…連結板
２８…ヘッド台座部
２９…従動側台座部
３０…支軸
３１，３２…ロックピン、３１ａ，３２ａ…つまみ部
３３…サイドグリップ
４０…ダイグラインダ（ダイレクトドライブ式）
４１…工具本体部
４２…電動モータ（アウタロータ形）
４３…本体ハウジング
４４…固定子
４５…回転子（アウタロータ）
４６…出力軸
５１…スピンドル
【図１】
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【図２】
2013119126.tif 000004
【図３】
2013119126.tif 000005
【図４】
2013119126.tif 000006
【図５】
2013119126.tif 000007
【図６】
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