(57)【要約】【課題】回転子の内周側に固定子を配置したアウターロータ型の電動モータをモータ軸線方向にさらにコンパクト化する。従来は、モータ軸線方向に沿って回転子と固定子と冷却ファンが配置されていた。【解決手段】モータ軸５４上に回転子５３を支持するロータベース６０に複数の羽根６０ａを設けて、当該ロータベース６０に、電動モータ冷却用の冷却ファン６２としての機能を併せ持たせた構成とする。これにより従来の冷却ファンの分だけ電動モータ５０をモータ軸線Ｊ方向にコンパクト化することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する刃具と、該刃具を回転させる駆動源としての電動モータを備えた加工機であって、前記電動モータは、回転子の内周側に固定子を備えたアウターロータ型の電動モータであり、前記回転子にモータ冷却用の冷却ファンを設けた加工機。
【請求項２】
請求項１記載の加工機であって、前記回転子を出力軸に支持するロータベースに複数の羽根を設けて、該ロータベースを前記冷却ファンとして機能させる構成とした加工機。
【請求項３】
請求項１又は２記載の加工機であって、前記冷却ファンが軸流ファンである加工機。
【請求項４】
請求項２又は３に記載した加工機であって、前記ロータベースはその中心孔に前記出力軸を圧入して支持されており、前記ロータベースの中心部に熱膨張率が小さなブッシュを介在させ、該ブッシュに前記中心孔を設けた加工機。
【請求項５】
回転子の内周側に固定子を備えたアウターロータ型の電動モータであって、前記回転子にモータ冷却用の冷却ファンを設けた電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯マルノコや卓上マルノコあるいは溝切りカッター等の加工機及びこの加工機に好適に用いることができる電動モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の加工機の駆動源である電動モータには、固定子（ステータ）の内周側に回転子（ロータ）を配置したインナーロータ型の電動モータの他に、固定子の外周側に回転子を配置したアウターロータ型の電動モータが用いられている。後者のアウターロータ型の電動モータは、前者のインナーロータ型の電動モータに比して回転子（アウターロータ）の表面積が大きくなるため磁力を大きく設定することができ、これにより高トルクを出力させることができる。このため、アウターロータ型の場合、出力トルクを同等に設定するのであれば、インナーロータ型に比して小型化を図ることが可能となり、逆に小型化せず同等のサイズに設定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を出力することが可能となる。
【０００３】
下記の特許文献には、アウターロータ型の電動モータを駆動源とする加工機に関する技術が開示されている。従来のアウターロータ型の電動モータは、内周側の固定子はステータベースを介して固定カバー側（回転子に対してモータ軸線方向出力側）に固定されている。固定子の反出力側において回転子と冷却ファンがモータ軸上に支持されている。モータ軸の出力部には減速ギヤ列の駆動ギヤが取り付けられている。駆動ギヤと従動ギヤの噛み合いを経て電動モータの回転動力がスピンドルに伝達され、これにより回転刃具が回転する。モータハウジングは、減速ギヤ列を収容するギヤハウジングに結合される。ギヤハウジングは、固定カバーの背面側に一体に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１７６４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来のアウターロータ型の電動モータについて、主としてモータ軸線方向のコンパクト化をさらに図る必要があった。従来のアウターロータ型の電動モータでは、モータ軸線方向の位置について出力側から順に固定子、回転子、冷却ファンが配置された構成となっているため、モータ軸がこれらを配置する必要上、長くなって当該電動モータのモータ軸線方向のコンパクト化を図ることが困難になっていた。
【０００６】
本発明は、係るアウターロータ型の電動モータについてモータ軸線方向にさらにコンパクト化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、回転する刃具と、該刃具を回転させる駆動源としての電動モータを備えた加工機である。第１の発明では、電動モータは、回転子の内周側に固定子を備えたアウターロータ型の電動モータであり、回転子にモータ冷却用の冷却ファンを設けた構成となっている。
【０００８】
第１の発明によれば、回転子に冷却ファンが設けられていることから、従来のように別途冷却ファンをモータ軸に支持する必要がなく、その分だけモータ軸を短くして、当該電動モータをモータ軸線方向にコンパクト化することができる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、回転子をモータ軸に支持するロータベースに複数の羽根を設けて、該ロータベースを冷却ファンとして機能させる構成とした加工機である。
【００１０】
第２の発明によれば、ロータベースを介して回転子がモータ軸に支持されている。ロータベースに複数の羽根を設けて冷却ファンが構成されている。このため、第２の発明によれば、従来のように別途冷却ファンをモータ軸上に支持する必要がないため、その分だけモータ軸を短くして、当該電動モータをモータ軸線方向にコンパクト化することができる。
【００１１】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、冷却ファンが軸流ファンである加工機である。
【００１２】
第３の発明によれば、回転子が回転することにより冷却ファンが一体で回転し、これにより冷却風がモータ軸線方向に沿って流れて当該電動モータの冷却がなされる。
【００１３】
第４の発明は、第２又は第３の発明において、ロータベースはその中心孔にモータ軸を圧入して支持されており、ロータベースの中心部に熱膨張率が小さなブッシュを介在させ、このブッシュに中心孔を設けた加工機である。
【００１４】
第４の発明によれば、モータ軸が圧入された中心孔がブッシュに設けられている。ブッシュには、ロータベースの外周側よりも熱膨張率が小さな素材が用いられている。このため、中心孔は外周側よりも熱により膨張しにくいことから、モータ軸の圧入が緩むことが防止され、これによりロータベースのモータ軸に対する支持剛性を高めることができる。ロータベースひいては回転子のモータ軸に対する支持剛性が高められることにより、いわゆるコア擦れ（回転子が固定子に接触すること）を防止することができる。第４の発明では、ロータベースを例えばアルミニウム製として軽量化を図る一方、その中心部により熱膨張しにくい鋼製のブッシュを一体化させた構成とすることができる。
【００１５】
第５の発明は、回転子の内周側に固定子を備えたアウターロータ型の電動モータであって、回転子にモータ冷却用の冷却ファンを設けた電動モータである。
【００１６】
第５の発明によれば、モータ軸上に別途冷却ファンを配置する必要がないので、その分だけモータ軸を短くする等により、当該電動モータのモータ軸線方向のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る電動モータを駆動源として備える加工機の全体斜視図である。
【図２】加工機を図１中矢印(II)方向から見た側面図である。
【図３】加工機を図２中矢印(III)方向から見た平面図である。本図では、電動モータが横断面で示されている。
【図４】加工機を図２中矢印(IV)方向から見た前面図である。
【図５】図２の(V)-(V)線断面矢視図であって、加工機の縦断面図である。
【図６】本実施形態に係る電動モータの縦断面図である。
【図７】図６の(VII)-(VII)線断面矢視図であって、冷却ファンの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。図１〜図３は、本実施形態の加工機１を示している。この加工機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。
【００１９】
工具本体１０は、駆動源としての電動モータ５０と、電動モータ５０の回転出力を減速するための減速ギヤ列２０と、減速ギヤ列２０の出力軸であるスピンドル２５に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。回転刃具１２の上側ほぼ半周の範囲（ベース２より上部）は固定カバー１４によって覆われている。ベース２の下面側に突き出された回転刃具１２の下部側周縁は可動カバー１６によって覆われている。
【００２０】
各図において、白抜きの矢印で示す方向が切断が進行する方向で、当該白抜き矢印方向に加工機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、切断が進行する方向（白抜き矢印方向）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。使用者は加工機１の後方に位置して当該加工機１を移動操作する。従って、部材及び構成の左右方向については使用者を基準として用いる。電動モータ５０の出力軸となるモータ軸５４は、切断が進行する方向に対して交差（直交）する方向（左右方向）に延びている。
【００２１】
固定カバー１４の背面側（左側部）に減速ギヤ列２０を収容したギヤハウジング２１が設けられている。このギヤハウジング２１に電動モータ５０のモータハウジング５１が結合されている。図３に示すように電動モータ５０には、ブラシレスモータであっていわゆるアウターロータ型の電動モータが用いられている。本実施形態は、この電動モータ５０について、従来にない新規な特徴を備えている。電動モータ５０の詳細については後述する。
【００２２】
電動モータ５０のモータ軸５４の先端側は、モータハウジング５１から突き出されて減速ギヤ列２０内に進入している。減速ギヤ列２０は、駆動ギヤ２２と従動ギヤ２３との噛み合いによる一段減速機構を構成している。駆動ギヤ２２は電動モータ５０のモータ軸５４に取り付けられている。この駆動ギヤ２２に噛み合う従動ギヤ２３は、スピンドル２５に取り付けられている。スピンドル２５の先端側は、固定カバー１４内に突き出されており、この突き出し部分に回転刃具１２が受けフランジ２６と押えフランジ２７との間に挟まれた状態で取り付けられている。スピンドル２５は、軸受２８，２９を介してギヤハウジング２１に回転自在に支持されている。回転刃具１２は正面から見て反時計回り方向に回転する。図１に示すように固定カバー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。
【００２３】
工具本体１０は、前側の揺動支軸１５を介してベース２の上部に上下に揺動可能に支持されている。ベース２に対して工具本体１０の上下揺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。工具本体１０の後部側には、操作レバー５が設けられている。当該工具本体１０の上下揺動位置を変更する際にこの操作レバー５を緩め方向に操作すると、工具本体１０をベース２に対して上下に揺動可能となり、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。操作レバー５を締め込み方向に揺動操作すれば、工具本体１０の上下揺動位置が固定されて、回転刃具１２の切り込み深さが固定される。
【００２４】
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固定カバー１４に支持されている。可動カバー１６は、閉じ方向（図２において反時計回り方向）にばね付勢されている。図２に示すようにこの可動カバー１６の先端部が切断材Ｗの端縁に当接され、この当接状態で当該加工機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がばね付勢に抗して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をばね付勢に抗して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。
【００２５】
電動モータ５０と減速ギヤ列２０の結合部付近にはハンドル部３０が設けられている。図２に示すようにこのハンドル部３０は、電動モータ５０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５０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５０の後部に結合するバッテリ取り付け部３３を有している。メイングリップ部３３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。
【００２６】
メイングリップ部３２の後部と電動モータ５０との間に跨って設けられたバッテリ取り付け部３３には２つのバッテリパック１１を取り付けることができる。バッテリパック１１は、左方（図３において上方）にスライドさせてバッテリ取り付け部３３から取り外し、逆に右方（図３において下向き）にスライドさせてバッテリ取り付け部３３に取り付けることができる。取り外したバッテリパック１１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１１を電源として電動モータ５０が起動する。
【００２７】
前記したように電動モータ５０には、いわゆるアウターロータ型の電動モータが用いられている。電動モータ５０は、回転子５３の内周側に固定子５２を備えている。本実施形態における電動モータ５０は、固定子５２及び回転子５３の主として支持構造について特徴を有している。
【００２８】
図６に、本実施形態の電動モータ５０の詳細が示されている。固定子５２は、モータハウジング５１内に固定されている。回転子５３はモータ軸５４に支持されている。モータ軸５４は、軸受５６，５７を介してモータ軸線Ｊ周りに回転自在に支持されている。モータ軸線Ｊ方向出力側（左側）の軸受５６はギヤハウジング２１に保持され、モータ軸線Ｊ方向反出力側（右側）の軸受５７はモータハウジング５１の反出力側端部付近に保持されている。モータ軸線Ｊ方向出力側の軸受５６にはボールベアリングが用いられ、モータ軸線Ｊ方向反出力側の軸受５７にはニードルベアリングが用いられている。
【００２９】
モータハウジング５１は合成樹脂の成形により製作された樹脂製部品で、複数本のねじ５１ａによりギヤハウジング２１の反鋸刃側に結合されている。モータハウジング５１の反鋸刃側端面（反出力側端面）には、吸気孔５１ｂが設けられている。モータハウジング５１の反鋸刃側端面には、さらにハウジングカバー５９が取り付けられている。ハウジングカバー５９により軸受５７の抜け止めがなされ、さらに固定子５２につながるリード線が保護される。
【００３０】
モータハウジング５１の反出力側内面には、円柱体形状の固定子支持部５５が設けられている。固定子支持部５５は、モータ軸線Ｊ方向出力側に突き出す状態で当該モータハウジング５１の反出力側内面の中心に一体に設けられている。固定子支持部５５の中心はモータ軸線Ｊに一致している。
【００３１】
固定子支持部５５の先端外周面には、二面幅部５５ａが設けられている。この二面幅部５５ａを小判孔形状の中心孔５２ａに挿通させて、固定子５２が固定子支持部５５に対して回転について一体化されている。固定子支持部５５の内周孔は、モータ軸線Ｊ方向に貫通している。内周孔の鋸刃側口元には、ねじ孔５５ｂが設けられている。内周孔の後ろ側口元には、保持孔５５ｃが設けられている。
【００３２】
固定子支持部５５の先端には、固定子固定部材５８が取り付けられている。固定子固定部材５８は、六角形の頭部５８ａと円形のフランジ部５８ｄとねじ軸部５８ｂを備えている。ねじ軸部５８ｂが固定子支持部５５のねじ孔５５ｂに締め込まれて当該固定子固定部材５８が固定子支持部５５に取り付けられている。ねじ軸部５８ｂの締め込みは、六角形の頭部５８ａにソケット掛け等して強固に行うことができる。この取り付け状態では、固定子固定部材５８のフランジ部５８ｄが固定子５２の先端面に当接されて、当該固定子５２がモータ軸線Ｊ方向へ移動不能に固定されている。固定子支持部５５の二面幅部５５ａが小判孔形状の中心孔５２ａに挿通され、かつ固定子固定部材５８が取り付けられることにより、固定子５２がモータ軸線Ｊ周りに回転不能かつモータ軸線Ｊ方向に移動不能な状態で固定子支持部５５に支持されている。
【００３３】
固定子固定部材５８の内周側には挿通孔５８ｃが設けられている。この挿通孔５８ｃにモータ軸５４が挿通されている。モータ軸５４の反出力側を支持する軸受５７は、固定子支持部５５の保持孔５５ｃに保持されている。固定子５２のモータ軸線Ｊ方向出力側においてモータ軸５４には、アルミニウム製のロータベース６０が取り付けられている。ロータベース６０の内周孔には、より熱膨張率が小さな鋼製のブッシュ６１が取り付けられている。ブッシュ６１は、ロータベース６０の内周孔に圧入されて強固に一体化されている。ブッシュ６１の中心孔６１ａにモータ軸５４の圧入部５４ａが圧入されて当該モータ軸５４に対してロータベース６０が軸回りに回転不能かつ軸方向に変位不能に固定されている。ロータベース６０がアルミニウム製とされることでその軽量化が図られる一方、モータ軸５４が圧入される部位により熱膨張しにくい鋼製のブッシュ６１が取り付けられることにより、中心孔６１ａの熱膨張（圧入の緩み）が防止されて当該ロータベース６０のモータ軸５４に対する支持剛性が確保されている。
【００３４】
ロータベース６０の周縁に沿って回転子５３が結合されている。回転子５３は円筒形状を有してモータ軸線Ｊ方向反出力側に張り出す状態に取り付けられている。回転子５３は、複数本のビス５３ｂによりロータベース６０に強固に取り付けられている。回転子５３の内周側に取り付けたマグネット５３ａが固定子５２の周囲に僅かなクリアランスをおいて位置している。
【００３５】
ロータベース６０には、複数の羽根６０ａが形成されている。この複数の羽根６０ａの構成により、当該ロータベース６０には冷却ファン６２が一体的な構造になっている。本実施形態では、複数の羽根６０ａによっていわゆる軸流ファンが構成されている。モータ軸５４の回転により冷却ファン６２が一体で回転する。冷却ファン６２の回転により、モータハウジング５１の反出力側端部に設けた吸気孔５１ｂを経て内部に外気が導入され、これにより当該電動モータ５０の冷却がなされる。
【００３６】
モータ軸５４の出力側は、モータハウジング５１からモータ軸線Ｊ方向出力側に突き出されている。前記したようにモータ軸５４の出力側は、ギヤハウジング２１内に進入している。モータ軸５４の出力側端部に駆動ギヤ２２が結合されている。駆動ギヤ２２と従動ギヤ２３の噛み合いを経て電動モータ５０の回転出力がスピンドル２５に伝達され、これにより回転刃具１２が回転する。
【００３７】
電動モータ５０の出力側には、そのモータ軸５４の回転をロックするためのロックレバー１３が設けられている。このロックレバー１３をその長手方向に移動操作するとモータ軸５４に設けた二面幅部５４ｂに対して当該ロックレバー１３に設けた小判孔形状のロック孔１３ａが係合され、これによりモータ軸５４の回転がロックされる。モータ軸５４の回転がロックされることによりスピンドル２５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。
【００３８】
以上のように構成した本実施形態に係る電動モータ５０によれば、固定子５２の出力側（ギヤハウジング２１側）においてモータ軸５４にロータベース６０が支持され、このロータベース６０に複数の羽根６０ａが設けられて冷却ファン６２が一体に設けられている。このため、本実施形態の電動モータ５０によれば、従来のように別途冷却ファンをモータ軸５４に支持する必要がなく、その分だけモータ軸５４を短くして、当該電動モータ５０をモータ軸線Ｊ方向にコンパクト化することができる。
【００３９】
また、ロータベース６０の中心部にブッシュ６１が圧入され、このブッシュ６１の中心孔６１ａにモータ軸５４の圧入部５４ａが圧入されている。ブッシュ６１は、アルミニウムよりも熱膨張率が小さな鋼材を素材として形成されている。ブッシュ６１の中心孔６１ａが熱膨張しにくいことにより、当該中心孔６１ａの熱膨張による拡大（いわゆるダレ）を防止して、モータ軸５４の圧入部５４ａに対する緩みを防止することができる。このように、ロータベース６０をアルミニウム製としてその軽量化を図る一方、その中心部により熱膨張しにくい鋼製のブッシュ６１を一体化させることにより、当該ロータベース６０のモータ軸５４に対する支持剛性を高め、ひいてはいわゆるコア擦れを防止することができる。
【００４０】
以上説明した実施形態には、種々変更を加えることができる。例えば、ロータベース６０に複数の羽根６０ａを設けて軸流ファンを一体に設ける構成を例示したが、同じく複数の羽根の形状等を変更することによりロータベースに遠心ファンを一体に設け、この遠心ファンをモータ冷却用の冷却ファンとしてもよい。
【００４１】
また、アルミニウム製のロータベース６０の中心に熱膨張率がより小さな鋼製のブッシュ６１を圧入して一体化し、このブッシュ６１の中心孔６１ａにモータ軸５４の圧入部５４ａを圧入して当該ロータベース６０のモータ軸５４に対する支持剛性を高める構成としたが、係るブッシュ６１は省略してもよい。逆に、ロータベースの全体を鋼製としてもよい。
【００４２】
さらに、モータ軸線Ｊ方向の位置について、出力側にロータベース６０（冷却ファン６２）を介して回転子５３を配置し、反出力側に固定子５２を配置した構成の電動モータ５０を例示したが、これとは逆に配置された電動モータのロータベースについて同様の冷却ファンを一体に設ける構成としてもよい。
【００４３】
また、加工機１の一例としていわゆる携帯マルノコを例示したが、テーブル上に載置した加工材に対して加工機本体を下動させて刃具を切り込ませる形態の、いわゆる卓上マルノコ、あるいはチップソー、ダイヤモンドホイール、砥石等の刃具を回転させて溝切り加工等の加工を行うカッタ、その他各種の加工機についても例示した構成のアウターロータ型の電動モータを同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
Ｗ…切断材
１…加工機
２…ベース
１０…工具本体
１１…バッテリパック
１２…回転刃具
１３…ロックレバー、１３ａ…ロック孔
１４…固定カバー
１５…揺動支軸
１６…可動カバー
１７…取っ手
２０…減速ギヤ列
２１…ギヤハウジング
２２…駆動ギヤ
２３…従動ギヤ
２５…スピンドル
２６…受けフランジ
２７…押えフランジ
２８，２９…軸受
３０…ハンドル部
３１…起立部
３２…メイングリップ部
３３…バッテリ取り付け部
３５…スイッチレバー
５０…電動モータ（第１実施形態）
Ｊ…モータ軸線
５１…モータハウジング
５１ａ…ねじ、５１ｂ…吸気孔
５２…固定子、５２ａ…中心孔
５３…回転子、５３ａ…マグネット、５３ｂ…ビス
５４…モータ軸，５４ａ…圧入部、５４ｂ…二面幅部
５５…固定子支持部
５５ａ…二面幅部、５５ｂ…ねじ孔、５５ｃ…保持孔
５６，５７…軸受
５８…固定子固定部材
５８ａ…頭部、５８ｂ…ねじ軸部、５８ｃ…挿通孔、５８ｄ…フランジ部
５９…ハウジングカバー
６０…ロータベース、６０ａ…羽根
６１…ブッシュ、６１ａ…中心孔
６２…冷却ファン（軸流ファン）
【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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【図７】
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