JP5912263B2 - 切断工具 - Google Patents
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Description
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。
本発明は、アウターロータ型ブラシレスモータに加えて、冷却ファンを搭載することで、パワーアップとモータ耐久性向上の両立を図ることを目的とする。
第1の発明は、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、該電動モータの出力軸にモータ冷却用の冷却ファンを備えた切断工具である。
第1の発明によれば、回転刃具がアウタロータ型の電動モータを駆動源として回転する。アウタロータ型の電動モータを駆動源として用いることにより、モータ軸線方向についてインナロータ型のブラシレスモータを駆動源する場合と同等程度のコンパクト化を図ることができる。このアウタロータ型の電動モータについて冷却ファンを内装していることからマルノコ等の切断工具においてアウターロータ型電動モータの冷却を十分に行い、その動作の安定化及び耐久性の向上を図ることができる。
第2の発明は、第1の発明において、電動モータの回転子(ローター)は、出力軸の軸線方向について一方が閉じた断面コ字形状を有しており、この回転子の閉じ側に冷却ファンを備えた切断工具である。
第2の発明によれば、冷却ファンはモータ軸線方向の取り付け位置について、同方向の一方が閉じた断面コ字形状を有するカップ形のローターの閉じ側を取り付け座として冷却ファンが取り付けられており、これにより当該冷却ファンの取り付け構造及び組み立て作業の簡略化を図りつつ、当該電動モータの薄型化を図ることができる。
第3の発明は、第2の発明において、冷却ファンは、モータ軸線方向について固定子の後ろ側に配置した切断工具である。
第3の発明によれば、冷却ファンが電動モータの後部側に配置されて排気孔が電動モータの後部側に設けられる。一方、使用者が把持するハンドル部は通常電動モータの前部側に設けられることから、排気が使用者の手に向けて吹き出されることを低減することができ、これにより当該切断工具の作業性及び使い勝手を高めることができる。
第4の発明は、第2の発明において、冷却ファンは、モータ軸線方向について固定子の前側に配置した切断工具である。
第4の発明によれば、冷却ファンが電動モータの前部側であってより回転刃具に接近した位置に配置されることから、当該切断工具のモータ軸線方向の重心位置を回転刃具に近い部位であってハンドル部の下方に設定することができ、これにより使用者の操作力を効率よく回転刃具に加えることができるので当該切断工具の作業性及び操作性を高めることができ、またハンドル部を把持して持ち運ぶ際に重量バランスが良好にとられることからその可搬性及び取り扱い性を高めることができる。
第5の発明は、第3又は第4の発明において、使用者が把持するハンドル部を備えており、該ハンドル部は、前記電動モータの上部から上方へ起立する起立部と、該起立部の上部から後方へ延びるメイングリップ部と、該メイングリップ部の後部を前記電動モータの後部に結合する結合部を有しており、該結合部に前記電動モータの動作を制御する回路基板が内装されており、前記結合部に吸気孔を設け、該吸気孔から前記電動モータに至る通風路を形成して、前記冷却ファンの回転により前記回路基板の冷却を行う構成とした切断工具である。
第5の発明によれば、使用者は主としてメイングリップ部を片手で把持して当該切断工具の移動操作を行うことができる。ハンドル部の結合部は、通常使用者が把持する部位ではないので、その把持性を考慮する必要がないことから概ね扁平形状に形成することができ、これにより当該結合部内に例えば制御基板等の平板形状をなす回路基板を内装することができる。
第5の発明によれば、この結合部には、外気を導入するための吸気孔が設けられている。この吸気孔から電動モータの内部に至って通風路を設けることにより、冷却ファンの回転により当該吸気孔を経て結合部内に外気が導入され、これにより回路基板の冷却を行うことができる。回路基板の冷却がなされることにより電動モータひいては当該切断工具の運転を常時安定して行うことができ、またその耐久性を高めることができる。このように、比較的電動モータに近い部位に設けられるハンドル部の結合部内に回路基板を内装し、これを電動モータと合わせて冷却ファンで冷却することができる。
第6の発明は、第3又は第4の発明において、使用者が把持するハンドル部を備えており、このハンドル部は、電動モータの上部から上方へ起立する起立部と、起立部の上部から後方へ延びるメイングリップ部と、メイングリップ部の後部を電動モータの後部に結合する結合部を有しており、起立部に電動モータの動作を制御する回路基板が内装されており、起立部に吸気孔を設け、吸気孔から電動モータに至る通風路を形成して、冷却ファンの回転により回路基板の冷却を行う構成とした切断工具である。
第6の発明によれば、ハンドル部の起立部に内装したモータ制御用の回路基板の冷却を行うことができる。回路基板の冷却がなされることにより電動モータひいては当該切断工具の運転を常時安定して行うことができ、またその耐久性を高めることができる。このように、比較的電動モータに近い部位に設けられるハンドル部の起立部内に回路基板を内装し、これを電動モータと合わせて冷却ファンで冷却することができる。
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(ローター)11cを備えている。この回転子11cは、断面コ字形状のカップ形を有するものでその底部11kを後部側にし、開口側を前側にして配置されている。この底部11kを介して当該回転子11cが出力軸11dに一体化されている。
この冷却ファン11eの周囲であってモータケース11aの後部側周面(側部)には、多数の排気孔(風窓)11h〜11hが設けられている。図4に示すように本実施形態の場合、モータケース11aの後面にも複数の排気孔11i〜11iが設けられている。これに対して図2に示すようにブレードケース14の背面側に設けたモータ取り付け台座部14bには、複数の吸気孔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を経て外気がモータケース11a内に導入される。導入された外気(冷却風)は冷却ファン11eの回転により後部側へ流れて固定子11b及び回転子11cの冷却がなされる。モータケース11aの後部側へ流れたモータ冷却風は、上記の排気孔11h〜11h,11i〜11iを経て外部へ排気される。冷却ファン11eの回転によりこの後面側の排気孔11i〜11i及び上記周囲の排気孔11h〜11hを経て効率よく冷却風がモータケース11a外に排気される。
回転子11c及び冷却ファン11eが取り付けられた出力軸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はモータ取り付け台座部14bに取り付けられている。
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。
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。
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。
図4に示すようにハンドル部30の結合部33内には、電動モータ11の動作制御を行うための回路基板40が内装されている。本実施形態では、回路基板40として平板形状をなす動作制御用の回路基板が内装されている。この結合部33は、使用者が把持する部位ではないことから、メイングリップ部32よりも幅広扁平形状を有しており、その内部に平板形状の回路基板40を収容することができるようになっている。
また、図4に示すように結合部33の両側部には、複数の吸気孔41〜41が設けられている。結合部33の内部は、モータケース11aの内部に通風路を経て連通されている。このため、前記したようにモータ起動により冷却ファン11eが回転すると、モータ取り付け台座部14bの吸気孔14c〜14cに加えて、この結合部33側の吸気孔41〜41からも外気が導入される。吸気孔41〜41から外気が導入され、これが上記通風路を経てモータケース11a内に流され、その後モータケース11aの後部から排気されることにより、固定子11bと回転子11cに加えて回路基板40の冷却もなされる。
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。
しかも、本実施形態の切断工具1によれば、アウタロータ型の電動モータ11の出力軸11dに冷却ファン11eを備えている。このため、当該電動モータ11が起動するとこの冷却ファン11eが一体で回転して、当該電動モータ11の冷却がなされ、これにより当該電動モータ11ひいては切断工具1を常時安定稼働させることができるとともに、その耐久性を高めることができる。
また、本実施形態によれば、後部側が閉じた断面断面コ字形状を有するカップ形の回転子11cを備えており、その底部11kに沿って冷却ファン11eが取り付けられている。このため、回転子11cの閉じ側を利用して冷却ファン11eを取り付けることができ、これにより当該冷却ファン11eの取り付け構造及び組み立て作業の簡略化を図ることができる。
また、冷却ファン11eが固定子11bの後ろ側に配置されて、モータケース11aの後部に設けた排気孔11h〜11h、11i〜11iから排気される構成であるので、モータケース11aの前部側に設けたハンドル部30を把持した使用者の手に排気が直接吹きかけられることが低減され、これにより当該切断工具1の操作性及び使い勝手を向上させることができる。
さらに、本実施形態では、ハンドル部30の結合部33に回路基板40が内装されており、この回路基板40も冷却ファン11eによって冷却されるようになっている。これによっても電動モータ11ひいては当該切断工具1の運転を常時安定して行うことができ、またその耐久性を高めることができる。
このように、比較的電動モータ11に近い部位に設けられたハンドル部30の結合部33を有効利用してその内部に回路基板40を内装することができ、また当該結合部33に吸気孔41〜41を設けておくことにより当該回路基板40を電動モータ11と合わせて冷却ファン11eで冷却することができる。
第2実施形態の場合、回転子11cは、モータ軸線方向の向きについて第1実施形態とは前後反転した向きに支持されている。このため、回転子11cの底部11kが前側に位置しており、その開口側は後ろ側になっている。前側に位置する底部11kに沿って冷却ファン11jが出力軸11dに取り付けられている。回転子11c及び冷却ファン11jは出力軸11dに固定されて、それぞれ出力軸11dと一体で回転する。回転子11cの底部11kには、第1実施形態と同様複数の通気孔11m〜11mが設けられている。
このように構成した第2実施形態によれば、第1実施形態においてモータケース11aの後部に設けた排気孔11h〜11h,11i〜11iが吸気孔として機能し、第1実施形態における吸気孔14c〜14cが排気孔として機能する。以下、第2実施形態では、吸気孔11i、排気孔14cと言う。ハンドル部30の結合部33に設けた吸気孔41〜41は、第1実施形態と同じく吸気孔として機能する。図5では、吸気孔11i、排気孔14c、吸気孔41の図示が省略されている。
電動モータ11の前部に冷却ファン11jを配置することにより、その周囲に排気孔14c〜14cが位置する。このため、冷却ファン11jが回転すると、モータ後部の吸気孔11h〜11h,11i〜11iを経て外気が導入される。導入された外気(冷却風)は固定子11b及び回転子11cを冷却した後、モータ取り付け台座部14bの排気孔14c〜14cを経て外部に排気される。また、冷却ファン11jが回転すると、ハンドル部30の結合部33に設けた吸気孔41〜41からも外気が導入されて回路基板40の冷却がなされる。回路基板40を冷却した冷却風も通風路を経て排気孔14c〜14cから外部に排気される。
このことから、第2実施形態の構成によっても、電動モータ11及びその回路基板40の冷却が効率よくなされ、これにより当該切断工具1の安定稼働を実現し、またその耐久性を高めることができる。
また、第2実施形態の場合、冷却ファン11jが電動モータ11の前部に配置されているため、当該電動モータ11のモータ軸線J方向の重心位置を後部側に配置した第1実施形態よりも前側に位置させることができ、これにより当該重心位置を回転刃具12に近い位置に設定することができる。電動モータ11のモータ軸線方向の重心位置を回転刃具12に近い位置に設定することにより、切断作業における当該切断工具1の操作性及び作業性をよくすることができ、また重心位置がハンドル部30の下方に位置することにより持ち運び時の重量バランスがとられて当該切断工具1の取り扱い性及び可搬性を向上させることができる。
図6には、第3実施形態の切断工具1が示されている。この第3実施形態は、ハンドル部30の起立部31に電動モータ11の動作を制御するための回路基板42が内装され、この起立部31に複数の吸気孔43〜43が設けられた構成である点で、前記第1実施形態とは異なっている。第1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。
起立部31の内部は、モータケース11aの内部に通風路を経て連通されている。このため、モータ起動により冷却ファン11eが回転すると、モータ取り付け台座部14bの吸気孔14c〜14cに加えて、この起立部31側の吸気孔43〜43からも外気が導入され、これが上記通風路を経てモータケース11a内に流され、その後モータケース11aの後部から排気されることから、第1実施形態と同様、固定子11bと回転子11cに加えて回路基板42の冷却がなされる。
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(後ろ側)、11f,11g…軸受け、11h…排気孔(周面側)
11i…排気孔(後面側)、11j…冷却ファン(前側)、11k…底部
11m,11n…通気孔
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
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
40,42…回路基板
41,43…吸気孔
B…バッテリパック
Claims (8)
- 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、使用者が把持するハンドル部と、回転刃具を回転させる駆動源としてのアウターロータ型の電動モータと、該電動モータの出力軸に取り付けたモータ冷却用の冷却ファンと、前記電動モータの動作を制御するための回路基板を備えており、
前記ハンドル部は、前記電動モータの上部から上方へ起立する起立部と、該起立部の上部から後方へ延びるメイングリップ部と、該メイングリップ部の後部を前記電動モータの後部に結合する結合部を有しており、該結合部に前記回路基板を内装して、前記冷却ファンの回転により当該工具本体内に導入されるモータ冷却風により前記回路基板の冷却がなされる構成とした切断工具。 - 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、使用者が把持するハンドル部と、回転刃具を回転させる駆動源としてのアウターロータ型の電動モータと、該電動モータの出力軸に取り付けたモータ冷却用の冷却ファンと、前記電動モータの動作を制御するための回路基板を備えており、
前記ハンドル部は、前記電動モータの上部から上方へ起立する起立部と、該起立部の上部から後方へ延びるメイングリップ部と、該メイングリップ部の後部を前記電動モータの後部に結合する結合部を有しており、該結合部に吸気孔を設け、前記冷却ファンの回転により該吸気孔から当該工具本体内に導入されるモータ冷却風により前記回路基板の冷却がなされる構成とした切断工具。 - 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、使用者が把持するハンドル部と、回転刃具を回転させる駆動源としてのアウターロータ型の電動モータと、該電動モータの出力軸に取り付けたモータ冷却用の冷却ファンと、前記電動モータの動作を制御するための回路基板を備えており、
前記ハンドル部は、前記電動モータの上部から上方へ起立する起立部と、該起立部の上部から後方へ延びるメイングリップ部と、該メイングリップ部の後部を前記電動モータの後部に結合する結合部を有しており、該結合部に前記回路基板を内装し、かつ該結合部に吸気孔を設けて、前記冷却ファンの回転により該吸気孔から当該工具本体内に導入されるモータ冷却風により前記回路基板の冷却がなされる構成とした切断工具。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載した切断工具であって、前記電動モータはブラシレスモータであり、前記回転刃具が前記切断材に切り込まれて切断が進行する方向について、前記電動モータの後方に前記回路基板を配置した切断工具。
- 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、使用者が把持するハンドル部と、回転刃具を回転させる駆動源としてのアウターロータ型の電動モータと、該電動モータの出力軸に取り付けたモータ冷却用の冷却ファンと、前記電動モータの動作を制御するための回路基板を備えており、
前記ハンドル部は、前記電動モータの上部から上方へ起立する起立部と、該起立部の上部から後方へ延びるメイングリップ部と、該メイングリップ部の後部を前記電動モータの後部に結合する結合部を有しており、前記起立部に前記回路基板を内装して、前記冷却ファンの回転により当該工具本体内に導入されるモータ冷却風により前記回路基板の冷却がなされる構成とした切断工具。 - 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、使用者が把持するハンドル部と、回転刃具を回転させる駆動源としてのアウターロータ型の電動モータと、該電動モータの出力軸に取り付けたモータ冷却用の冷却ファンと、前記電動モータの動作を制御するための回路基板を備えており、
前記ハンドル部は、前記電動モータの上部から上方へ起立する起立部と、該起立部の上部から後方へ延びるメイングリップ部と、該メイングリップ部の後部を前記電動モータの後部に結合する結合部を有しており、前記起立部に吸気孔を設け、前記冷却ファンの回転により該吸気孔から当該工具本体内に導入されるモータ冷却風により前記回路基板の冷却がなされる構成とした切断工具。 - 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、使用者が把持するハンドル部と、回転刃具を回転させる駆動源としてのアウターロータ型の電動モータと、該電動モータの出力軸に取り付けたモータ冷却用の冷却ファンと、前記電動モータの動作を制御するための回路基板を備えており、
前記ハンドル部は、前記電動モータの上部から上方へ起立する起立部と、該起立部の上部から後方へ延びるメイングリップ部と、該メイングリップ部の後部を前記電動モータの後部に結合する結合部を有しており、前記起立部に前記回路基板を内装し、かつ前記起立部に吸気孔を設けて、前記冷却ファンの回転により該吸気孔から当該工具本体内に導入されるモータ冷却風により前記回路基板の冷却がなされる構成とした切断工具。 - 請求項5〜7の何れか1項に記載した切断工具であって、前記電動モータはブラシレスモータであり、該電動モータの上方に前記回路基板を配置した切断工具。
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