JP5447980B2 - 電動工具におけるブレーキ機構の選択構造 - Google Patents

Description

本発明は、グラインダ等の電動工具において、モータの出力軸に制動をかけるブレーキ機構の有無を選択可能とする構造に関する。

グラインダ等の電動工具においては、スイッチがＯＦＦされた際にモータの出力軸を制動するブレーキ機構を備えたものが知られている。このブレーキ機構は、特許文献１に示すように、出力軸におけるモータの冷却用ファンの前方に制動ディスクを一体に固着する一方、この制動ディスクに対して接離可能な対応制動ディスクをバネによって押し付け方向へ付勢してなる。ハウジングには、スイッチをＯＮ／ＯＦＦさせるスライダが設けられて、スライダをスイッチＯＮ方向へスライドさせると、連結部材等を介して対応制動ディスクをバネの付勢に抗して制動ディスクから離間させ、制動を解除する。スライダをスイッチＯＦＦ方向へスライドさせると、対応制動ディスクがバネの付勢によって制動ディスクに押し付けられ、制動ディスクを介して出力軸に制動をかけるものとなる。

欧州特許出願公開第１９３８９２４号明細書

ところで、このようなブレーキ機構を具備した電動工具においては、制動ディスクや対応制動ディスク、バネ等を組み付けるために出力軸の全長が前方へ長くなり、ハウジングもその分前方へ長く形成する必要がある。従って、ブレーキ機構のない電動工具との間でモータやハウジング等の構成部を共用できず、ブレーキ装置の有無に応じて異なるモータやハウジングを用意する必要があってコスト高になり、管理の手間も面倒となっていた。

そこで、本発明は、ブレーキ機構以外の構成部を可及的に共用でき、低コストで管理の手間も軽減される電動工具におけるブレーキ機構の選択構造を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、モータの出力軸を、軸支板に軸支される先端軸と、その後方側の後方軸とに二分割して、先端軸を、モータハウジングに直接連結される第１の軸支板に軸支される第１の先端軸と、筒状のスペーサを介してモータハウジングに連結される第２の軸支板に軸支され、第１の先端軸よりも軸方向に長い第２の先端軸と、の２種類用意すると共に、第２の軸支板と第２の先端軸とに、第２の先端軸に固定したフランジ板と、そのフランジ板に接離動作可能なブレーキ部材と、そのブレーキ部材をフランジ板側へ付勢する付勢手段とを含むブレーキ機構を組み付けて、後方軸に第１の先端軸を連結して第１の軸支板をモータハウジングと前ハウジングとの間に組み付けることで、ブレーキ機構無しのタイプを、後方軸に第２の先端軸を連結して第２の軸支板及びスペーサをモータハウジングと前ハウジングとの間に組み付けることで、ブレーキ機構有りのタイプをそれぞれ選択可能としたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、出力軸の後方軸にモータの冷却用ファンを設けて、スペーサに、モータハウジングへの組み付け状態で冷却用ファンの後面側へ回り込むバッフルプレートを一体に設けたことを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、第１の軸支板と第２の軸支板との選択、第１の先端軸とブレーキ機構付きの第２の先端軸との選択、そしてスペーサの選択によってブレーキ機構の有無を選択でき、他の構成部は共用可能となる。従って、ブレーキ機構以外の構成部を可及的に共用した合理的な構造となり、製造コストや管理の手間が軽減される。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、単独のバッフルプレートを新たに組み込む必要がなくなる。よって、部品点数が少ない合理的な構成となり、組立性も向上する。

ブレーキ機構無しのグラインダの説明図で、（Ａ）が水平方向の縦断面、（Ｂ）が垂直方向の縦断面をそれぞれ示す。 ブレーキ機構有りのグラインダの説明図で、（Ａ）が水平方向の縦断面、（Ｂ）が垂直方向の縦断面をそれぞれ示す。 （Ａ）は図２のＡ−Ａ線断面、（Ｂ）は図２のＢ−Ｂ線断面をそれぞれ示す。 図２のＣ−Ｃ線断面図である。 スペーサの説明図で、（Ａ）が斜視、（Ｂ）が縦断面、（Ｃ）が正面をそれぞれ示す。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１，２は、電動工具の一例であるグラインダにおいて、ブレーキ機構の選択構造を示すもので、グラインダ１Ａがブレーキ機構無しの構造、グラインダ１Ｂがブレーキ機構有りの構造となっている。
まず、両者の共通の構成について説明すると、筒状のモータハウジング２内には、モータ３が、出力軸４を前向き（図１，２の左側を前方とする。）にして収容されており、出力軸４におけるモータハウジング２の開口際には、モータ３の冷却用ファン５が固着されている。ここでの出力軸４は、冷却用ファン５よりもやや前方部位で、後述する前端軸と、冷却用ファン５が固着される後方軸６とに二分割されて、後方軸６の前端には小径部７が形成されている。

一方、モータハウジング２の前方には、スピンドル９を出力軸４と直交状に軸支する前ハウジング８が組み付けられて、ボールベアリング１０に軸支される出力軸４の先端部分が前ハウジング８内に突出している。出力軸４の先端には、ピニオン１１が一体に外装されて、そのピニオン１１が、スピンドル９に固着したベベルギヤ１２と噛合することで、出力軸４の回転をスピンドル９に伝達可能としている。スピンドル９の下端は、前ハウジング８から突出して図示しない砥石を装着可能となっている。

次に、グラインダ１Ａに特有の構成について説明する。
このグラインダ１Ａでは、ボールベアリング１０を保持する第１の軸支板１３を、前ハウジング８の前方からモータハウジング２にねじ込まれるネジ１４によって、直接モータハウジング２に組み付けている。第１の軸支板１３の後面には、冷却用ファン５の前面と近接してラビリンスを形成する複数の突条１５，１５が同心円上に突設されている。
そして、出力軸４の第１の先端軸１６は、後方軸６の小径部７が圧入される有底孔１７を後面に有し、小径部７の圧入部分がボールベアリング１０に軸支されるようになっている。１８は、モータハウジング２の前端開口に組み付けられて冷却用ファン５の後方へ回り込むバッフルプレートである。

次に、グラインダ１Ｂに特有の構成について説明する。
このグラインダ１Ｂでは、モータハウジング２と前ハウジング８との間に、ボールベアリング１０を保持する第２の軸支板２０と、その後方に位置する筒状のスペーサ２１とが、前ハウジング８の前方から貫通してモータハウジング２にねじ込まれるネジ２２によって組み付けられている。これにより第２の軸支板２０と冷却用ファン５との間が軸方向に長くなるため、出力軸４の第２の先端軸２３は、ボールベアリング１０より後方部がグラインダ１Ａの第１の先端軸１６よりも長く形成されている。後部には、第１の先端軸１６と同様に小径部７が圧入される有底孔２４が形成されている。

そして、第２の軸支板２０及び第２の先端軸２３には、ブレーキ機構２５が設けられている。このブレーキ機構２５は、第２の先端軸２３の後端に外装される円形のフランジ板２６と、フランジ板２６の前方においてフランジ板２６に対して接離可能に設けられるブレーキ部材２７と、ブレーキ部材２７をフランジ板２６へ押圧するコイルバネ２８とを含んでなる。
フランジ板２６は、中心に連設した筒部２９を第２の先端軸２３へ嵌着することで、第２の先端軸２３と一体回転可能に連結される。ブレーキ部材２７は、フランジ板２６に対峙する円板状で、後面にはブレーキシュー３０が固定されている。また、ブレーキ部材２７の前面には、図３にも示すように、前方へ同軸に円筒部３１が突設されており、その円筒部３１を、第２の軸支板２０の後面に突設された環状リブ３２内に遊挿させている。

ここで、円筒部３１には、一対の螺旋状のリード溝３３，３３が点対称に形成されて、このリード溝３３に、環状リブ３２に設けた一対の案内ピン３４，３４が遊挿して、ブレーキ部材２７を回転しながら前後移動するように案内している。コイルバネ２８は、ブレーキ部材２７の円筒部３１内で第２の軸支板２０との間に設けられている。
３５は、ブレーキ部材２７の円筒部３１の外周で半径方向の支持ピン３６によって回転可能に支持される転動体で、この転動体３５の後方には、図４にも示すように、モータハウジング２の側面での前後へのスライド操作によってモータ３の駆動スイッチをＯＮ／ＯＦＦさせる操作子３７が設けられている。この操作子３７へ一体に連結された連結バー３８の傾斜面３９が、駆動スイッチをＯＮさせる前方へのスライド操作に伴って当接するようになっている。

一方、スペーサ２１の後端には、モータハウジング２への組み付け状態で冷却用ファン５の後方へ回り込むバッフルプレート４０が一体に形成されている。このバッフルプレート４０は、図５にも示すように、後方へ行くに従って徐々に小径となって中央部を開口した皿状で、後面には、モータハウジング２の内面に当接するリブ４１，４１・・が、周方向へ複数突設されている。このリブ４１により、バッフルプレート４０は、内面が冷却用ファン５の形状に沿ってその後端に近接する位置に支持され、冷却用ファン５によってモータハウジング２内を通過する空気を前方へ導くようになっている。４２は、第２の軸支板２０の外周際で周方向に穿設された透孔で、冷却用空気は、この透孔４２を通って前ハウジング８に形成された風窓４３から排出されることになる。なお、この透孔は第１の軸支板１３の外周際にも穿設されている。

以上の如く構成されたブレーキ機構の選択構造においては、ブレーキ機構２５を有しないグラインダとする場合、バッフルプレート１８を組み付けて冷却用ファン５を固着した後方軸６に第１の先端軸１６を連結して第１の軸支板１３で軸支させ、モータ３をモータハウジング２の前方から収容して第１の軸支板１３をモータハウジング２の前端に直接組み付ける。そして、スピンドル９等を組み付けた前ハウジング８を前方からネジ止めすれば、ブレーキ機構を有しないグラインダ１Ａが得られる。

一方、ブレーキ機構２５を有するグラインダとする場合、第２の軸支板２０と第２の先端軸２３との間にブレーキ機構２５を組み付けて第２の先端軸２３を第２の軸支板２０で軸支させ、第２の先端軸２３を冷却用ファン５を固着した後方軸６に連結する。すると、出力軸４の先端部分にブレーキ機構２５が組み付けられる。そして、モータハウジング２にスペーサ２１を組み付けた後、モータ３をモータハウジング２の前方から収容して第２の軸支板２０をスペーサ２１の前端に組み付ける。最後にスピンドル９等を組み付けた前ハウジング８を前方からネジ止めすれば、ブレーキ機構２５を有するグラインダ１Ｂが得られる。

このグラインダ１Ｂにおいては、まず操作子３７が後方にあるＯＦＦ状態では、ブレーキ部材２７は、コイルバネ２８の付勢により、ブレーキシュー３０がフランジ板２６に押圧する後退位置にある。ここで操作子３７を前方へスライドさせてモータ３を駆動させると、連結バー３８の傾斜面３９が転動体３５に当接し、転動体３５を押圧する。すると、ブレーキ部材２７は、リード溝３３，３３内を案内ピン３４，３４が相対的に摺動することで、前方に向かって左回転しながらコイルバネ２８の付勢に抗して前進する。これにより、ブレーキシュー３０がフランジ板２６から離間するため、フランジ板２６への制動が解除されて出力軸４は回転可能となる。このようにフランジ板２６を回転させながら前進させることで、操作子３７に加える力を軽減でき、始動時の操作性が良好となる。

そして、操作子３７を後方へスライド操作してモータ３をＯＦＦさせると、連結バー３８による転動体３５への押圧が解除されたブレーキ部材２７が、コイルバネ２８の付勢力とリード溝３３内での案内ピン３４の相対的な摺動とにより、右回転しながら後退し、フランジ板２６にブレーキシュー３０を押圧させる。よって、フランジ板２６に制動力が働いて出力軸４は直ちに停止する。なお、このとき、ブレーキ部材２７は出力軸４の回転と逆方向に回転しながらブレーキシュー３０をフランジ板２６に当接させるので、より効果的に制動力が働くことになる。

このように、上記形態のブレーキ機構２５の選択構造は、モータ３の出力軸４を、先端軸と後方軸６とに二分割して、先端軸を、モータハウジング２に直接連結される第１の軸支板１３に軸支される第１の先端軸１６と、筒状のスペーサ２１を介してモータハウジング２に連結される第２の軸支板２０に軸支され、第１の先端軸１６よりも軸方向に長い第２の先端軸２３と、の２種類用意すると共に、第２の軸支板２０と第２の先端軸２３とに、第２の先端軸２３に固定したフランジ板２６と、そのフランジ板２６に接離動作可能なブレーキ部材２７と、そのブレーキ部材２７をフランジ板２６側へ付勢するコイルバネ２８とを含むブレーキ機構２５を組み付けて、後方軸６に第１の先端軸１６を連結して第１の軸支板１３をモータハウジング２と前ハウジング８との間に組み付けることで、ブレーキ機構２５無しのタイプを、後方軸６に第２の先端軸２３を連結して第２の軸支板２０及びスペーサ２１をモータハウジング２と前ハウジング８との間に組み付けることで、ブレーキ機構２５有りのタイプをそれぞれ選択可能としている。

これにより、第１の軸支板１３と第２の軸支板２０との選択、第１の先端軸１６及びブレーキ機構２５付きの第２の先端軸２３との選択、そしてスペーサ２１の選択によってブレーキ機構２５の有無を選択でき、他の構成部は共用可能となる。従って、ブレーキ機構２５以外の構成部を可及的に共用した合理的な構造となり、製造コストや管理の手間が軽減される。

特にここでは、スペーサ２１に、モータハウジング２への組み付け状態で冷却用ファン５の後面側へ回り込むバッフルプレート４０を一体に設けたことで、単独のバッフルプレートを新たに組み込む必要がなくなる。よって、部品点数が少ない合理的な構成となり、組立性も向上する。

なお、先端軸と後方軸との連結は、小径部と有底孔との配置を逆にしたり、圧入以外にピンやネジ等による他の結合手段を採用したりして差し支えない。
また、ブレーキ機構も、リード溝と案内ピンとの配置や転動体と傾斜面との配置を逆にしたり、転動体をなくしてブレーキ部材と連結バーとの双方に設けた傾斜面でブレーキ部材を回転移動させたりすることができる。勿論ブレーキ部材を回転させずに操作子のスライドに伴って傾斜させたり前後移動させたりしてフランジ板に接離させるブレーキ機構であっても採用は可能である。
さらに、バッフルプレートはスペーサと一体に設ける場合に限らず、別体にしてモータハウジング内に組み込んでもよい。
その他、電動工具としてはグラインダに限らず、サンダ等の他の種類にも本発明は適用可能である。

１Ａ，１Ｂ・・グラインダ、２・・モータハウジング、３・・モータ、４・・出力軸、５・・冷却用ファン、６・・後方軸、７・・小径部、８・・前ハウジング、９・・スピンドル、１０・・ボールベアリング、１３・・第１の軸支板、１６・・第１の先端軸、２０・・第２の軸支板、２１・・スペーサ、２３・・第２の先端軸、２５・・ブレーキ機構、２６・・フランジ板、２７・・ブレーキ部材、２８・・コイルバネ、３１・・円筒部、３２・・環状リブ、３３・・リード溝、３４・・案内ピン、３５・・転動体、３７・・操作子、３８・・連結バー、４０・・バッフルプレート。

Claims (2)

1. モータを収容する筒状のモータハウジングの前方に、前記モータの出力軸を軸支する軸支板を介して前ハウジングを組み付けてなる電動工具において、前記出力軸のブレーキ機構の有無を選択可能とする構造であって、
   前記モータの出力軸を、前記軸支板に軸支される先端軸と、その後方側の後方軸とに二分割して、前記先端軸を、前記モータハウジングに直接連結される第１の軸支板に軸支される第１の先端軸と、筒状のスペーサを介して前記モータハウジングに連結される第２の軸支板に軸支され、前記第１の先端軸よりも軸方向に長い第２の先端軸と、の２種類用意すると共に、前記第２の軸支板と第２の先端軸とに、前記第２の先端軸に固定したフランジ板と、そのフランジ板に接離動作可能なブレーキ部材と、そのブレーキ部材を前記フランジ板側へ付勢する付勢手段とを含むブレーキ機構を組み付けて、
   前記後方軸に前記第１の先端軸を連結して前記第１の軸支板を前記モータハウジングと前ハウジングとの間に組み付けることで、前記ブレーキ機構無しのタイプを、前記後方軸に前記第２の先端軸を連結して前記第２の軸支板及びスペーサを前記モータハウジングと前ハウジングとの間に組み付けることで、前記ブレーキ機構有りのタイプをそれぞれ選択可能としたことを特徴とする電動工具におけるブレーキ機構の選択構造。
2. 前記出力軸の後方軸に前記モータの冷却用ファンを設けて、前記スペーサに、前記モータハウジングへの組み付け状態で前記冷却用ファンの後面側へ回り込むバッフルプレートを一体に設けたことを特徴とする請求項１に記載の電動工具におけるブレーキ機構の選択構造。

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