电动工具的制作方法

本实用新型涉及一种以电动马达作为驱动源使顶端工具旋转来对加工件进行加工的电动工具。

背景技术：

例如，在被称为便携式圆锯的切割机中，在以电动马达作为驱动源进行旋转的主轴上安装有锯片、砂轮等圆形的顶端工具(旋转刀具)。通常，通过将固定螺钉相对于主轴的顶端部绕着相同轴线拧入主轴的顶端部，来将顶端工具安装于主轴的顶端部。因此，在进行更换顶端工具等维护作业时，需要将固定螺钉相对于主轴绕轴拧紧或者拧松，为了实现此时的操作方便，期望主轴的旋转被锁定。因此，在这种切割机中，具备使锁定部件卡合于电动马达的马达轴或主轴以锁定其旋转的主轴锁定机构。

在下述专利文献中公开了一种与主轴锁定机构相关的现有技术。在下述的专利文献1中，公开了一种主轴锁定机构，其构成为使锁定部件沿径向移动而相对于有刷的电动马达的马达轴或相当于减速齿轮部的输出轴的主轴卡合或脱离，来对主轴等的旋转进行锁定或解锁。根据所涉及的现有技术中的主轴锁定机构，在将锁定部件移动操作到锁定位置来锁定主轴等的旋转的状态下，能够迅速且轻松地进行对用于固定顶端工具的固定螺钉的拧紧、拧松作业，在这一方面能够提高切割机的维护性。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本实用新型公开公报实开平7-31302号

专利文献2：日本发明专利公开公报特开2015-112652号

技术实现要素：

【实用新型要解决的技术问题】

然而，上述现有技术中的主轴锁定机构还需要进行进一步的改良。

例如，在将上述专利文献2所公开那样的所谓的无刷马达作为驱动源而内装的情况下，即使在马达停止状态下也存在由于转子的永久磁铁的磁力的影响而对锁定部件顺畅的动作造成障碍的情况。因此，相应地需要将用于返回解锁位置的弹簧施力设定得较强，但是这样一来，在使锁定部件移动到锁定位置侧的情况下需要更大的操作力，在这一方面存在锁定部件的操作性受损的问题。

本实用新型是以如下内容为目的而做成的，即使在使用无刷马达作为驱动源的情况下，也能够轻松地进行主轴锁定机构的锁定部件的操作。

【用于解决技术问题的技术方案】

通过以下各技术方案来解决上述技术问题。第1技术方案是一种以无刷马达作为驱动源来使顶端工具旋转的电动工具。在第1技术方案中，构成为具有主轴锁定机构，该主轴锁定机构使锁定部件卡合于动力传递路径中的动力传递部件，来锁定主轴的旋转，其中，所述动力传递路径为从无刷马达的马达轴到安装有顶端工具的主轴的路径，锁定部件被设置为能够在卡合于动力传递部件的锁定位置和卡合被解除的解锁位置之间移动，并且向解锁位置侧施力，主轴锁定机构除了具有锁定部件之外，还具有操作辅助部，该操作辅助部用于使对锁定部件进行移动操作的指尖以外的其他指尖抵接。

根据第1技术方案，例如在通过大拇指(操作指)将锁定部件向锁定位置侧进行按压操作时，通过将同一只手上的食指、中指、无名指、或小拇指(操作指以外的其他指尖)抵接于操作辅助部，而能够通过大拇指等操作指容易地向锁定部件施加较大的按压操作力。由于易于施加较大的按压操作力，因此，即使用于使锁定部件返回到解锁位置侧的施力对应于无刷马达的磁力而相应地被设定得较强，而其结果需要更大的按压操作力的情况下，也能够提高锁定部件向锁定位置侧的操作性。

第2技术方案的电动工具是在第1技术方案的基础上，在按压操作锁定部件使其向锁定位置侧沿直线移动时，设置用于勾挂操作指以外的其他手指的指尖的勾挂部作为操作辅助部。

根据第2技术方案，通过使移动操作锁定部件的指尖(例如大拇指、操作指)以外的指尖(同一只手上的例如食指、中指、无名指、小拇指、或者这些手指中的多个指尖)勾挂并抵接于操作辅助部的勾挂部，而能够易于对锁定部件施加更大的操作力，从而能够进一步提高操作性。

第3技术方案的电动工具是在第1或第2技术方案的基础上构成为操作辅助部具有向与锁定部件向锁定位置侧的操作方向相同的方向突出的部位。

根据第3技术方案，通过在操作辅助部上设置向与锁定部件向锁定位置侧的操作方向(例如按压方向)相同的方向突出(伸出)的部位，使操作指以外的其他手指的指尖(食指、中指、无名指、或小拇指)勾挂于该部位，通过这种方式等，能够对锁定部件施加朝向锁定位置侧的更大的操作力，在这一方面能够进一步提高锁定部件的操作性。

第4技术方案的电动工具是在第1或第2技术方案的基础上，锁定部件配置在无刷马达的马达壳体和减速齿轮部的齿轮壳体的结合部附近，以能够卡合于马达轴的方式设置，其中，所述减速齿轮部对无刷马达的输出进行减速。

根据第4技术方案，锁定部件配置在马达壳体和齿轮壳体的结合部(无刷马达和减速齿轮部的结合部)附近，沿马达轴的径向移动操作该锁定部件以使该锁定部件卡合于马达轴从而锁定该马达轴乃至主轴的旋转。锁定部件配置于马达壳体和齿轮壳体的结合部附近，据此，能够提高该主轴锁定机构的组装性和维护性。

第5技术方案的电动工具是在第4技术方案的基础上，在马达壳体的前部设置有供使用者把持的前把持部，在马达壳体的后部设置有用把持前把持部的手以外的手把持的主把手部，在前把持部的基部设置有操作辅助部。

根据第5技术方案，通过将前把持部和操作辅助部靠近配置，能够使把持前把持部的手迅速地移动来将指尖抵接于操作辅助部，在这一方面能够提高操作辅助部的操作性。

附图说明

图1是本实用新型的实施方式所涉及的切割机的右视图。本图表示具有第1实施方式所涉及的操作辅助部的切割机。

图2是从图1中的箭头(ⅱ)方向观察本实用新型的实施方式所涉及的切割机的俯视图。

图3是从图1中的箭头(ⅲ)方向观察本实用新型的实施方式所涉及的切割机的主视图。

图4是从图3中的箭头(ⅳ)方向观察本实用新型的实施方式所涉及的切割机的左视图。

图5是本实用新型的实施方式所涉及的切割机的图3中的(ⅴ)-(ⅴ)的剖面向视图。

图6是本实用新型的实施方式所涉及的切割机的图4中的(ⅵ)-(ⅵ)的剖面向视图。

图7是俯视观察锁定部件的操作状态的图。

图8是具有其他实施方式所涉及的操作辅助部的切割机的左视图。

【附图标记说明】

w：切割件；1：切割机(电动工具)；2：基座；3：前侧支承部；4：后侧支承部；10：切割机主体；12：顶端工具；12a：外凸缘；12b：内凸缘；13：可动罩；14：固定罩；14a：集尘导管；15：减速齿轮部；15a：齿轮壳体；15b：从动齿轮；16：主轴；17、18：轴承；19：固定螺钉；20：电动马达(无刷马达)；21：马达壳体；21a：进气窗口；22：定子；23：转子；23a：永久磁铁；24：马达轴；24a：驱动齿轮；24b：平面部；25、26：轴承；27：冷却风扇；30：控制器收装部；31：控制器；35：手柄部；35a：主把持部；35b：立起部；36：开关操作柄；37：勾挂部；38：电池安装部；39：电池组；40：前把持部；41：把持主体部；42：把持基部；50：主轴锁定机构；51：锁定部件；51a：操作部；51b：卡合孔；52：压缩弹簧；55：操作辅助部；f1：大拇指(操作指)；f2：食指(其他手指)；f3：中指(其他手指)；f4：无名指(其他手指)；f5：小拇指(其他手指)。

具体实施方式

接着，根据图1～图8对本实用新型的实施方式进行说明。在以下说明的实施方式中，作为电动工具的一例，例示使用者通过手进行移动操作来进行切割加工的便携式切割机1。本实施方式的切割机1具有抵接于切割件w的上表面的矩形平板形状的基座2、和支承于基座2的上表面的切割机主体10。切割机主体10经由设置于基座2的前部上表面的前侧支承部3和设置于后部上表面的后侧支承部4以能够上下摆动并且能够向左右倾动的方式被支承。

切割机主体10具有以电动马达20作为驱动源进行旋转的圆形的顶端工具12。顶端工具12的下部侧向基座2的下表面侧突出。该突出部分切入切割件w来进行切割加工。通过使切割机主体10相对于基座2上下摆动，来改变顶端工具12向下表面侧的突出量，据此，能够调整顶端工具12对切割件w的切入深度。顶端工具12的下部侧由可动罩13覆盖。可动罩13沿着顶端工具12以能够开闭的方式设置。

顶端工具12的上部侧由固定罩14覆盖。固定罩14的前部和后部经由前侧支承部3和后侧支承部4支承于基座2。在固定罩14的后部设置有集尘导管14a，该集尘导管14a用于安装用于对所产生的粉尘进行集尘的集尘软管或者集尘用的集尘袋。

如图6所示，电动马达20经由减速齿轮部15结合于固定罩14的左侧面。电动马达20的输出经由减速齿轮部15被减速，并向安装有顶端工具12的主轴16输出。

在本实施方式中，电动马达20使用无刷马达。电动马达20具有固定于马达壳体21的内周侧的定子22和支承于定子22的内周侧的转子23。在转子23的铁芯上嵌入有多个永久磁铁23a。多个永久磁铁23a的位置由安装于定子22的左端部的传感器基板22a检测，来进行对电动马达20的旋转控制。支承转子23的马达轴24经由两个轴承25、26以绕轴自如旋转的方式被支承。马达轴24相当于用于将该电动马达20的旋转动力传递至顶端工具12的动力传递部件。右侧的轴承25保持于减速齿轮部15的齿轮壳体15a。左侧的轴承26保持于马达壳体21的左端部。

马达轴24的右端部侧进入减速齿轮部15。在马达轴24的右端部设置有驱动齿轮24a。在驱动齿轮24a上啮合有减速齿轮部15的从动齿轮15b。从动齿轮15b固定于主轴16。主轴16经由左右两个轴承17、18以自如旋转的方式支承于齿轮壳体15a。主轴16的右端部侧向固定罩14的内侧突出。在向固定罩14内突出的主轴16的右端部安装有顶端工具12。顶端工具12在由外凸缘12a和内凸缘12b在板厚方向上被夹持的状态下以与主轴16同轴的方式安装于主轴16。顶端工具12的相对于主轴16的安装状态为，通过将固定螺钉19拧入设置于主轴16的右端面中心的螺纹孔16a来固定。通过相对于主轴16的螺纹孔16a拧松固定螺钉19，能够将顶端工具12从主轴16拆下。

在电动马达20上附设有用于锁定马达轴24的旋转的主轴锁定机构50。通过该主轴锁定机构50能够实现顶端工具12相对于主轴16的拆装作业的便利性。主轴锁定机构50具有锁定部件51。如图6所示，锁定部件51在马达壳体21和齿轮壳体15a的结合部附近，以相对于马达轴24在径向上能够位移的方式支承于马达轴24。如图5所示，锁定部件51从马达轴24向前方稍微朝斜上方延伸。因此，当如图2所示俯视观察时，锁定部件51的操作部51a在比电动马达20靠前方且比前侧支承部3靠后方的位置，位于固定罩14的前端部附近和把持主体部41之间，配置于使用者易于用指尖进行按压操作的空间的大致中央。

锁定部件51的功能本身与现有技术相同，在本实施方式中不需要特别变更。简单而言，如图5和图7所示，设置于马达轴24的平面部(轴向平行平面部)24b位于将设置于锁定部件51的长槽孔和圆形孔(在图5中不可见)结合的键孔形状的卡合孔51b内。该平面部24b是在径向上相向的位置平行地设置于马达轴24的侧部的同一形状的两个平面。另外，锁定部件51被压缩弹簧52向解锁侧(从马达壳体21突出的方向)施力。当使用者抵抗压缩弹簧52的施力，将锁定部件51向锁定侧(后方稍微斜向下)进行按压操作时，相对地，马达轴24的平面部24b进入卡合孔51b的长槽孔内，从而使马达轴24乃至主轴16以不能旋转的方式被锁定。当解除按压操作时，由于压缩弹簧52的施力，锁定部件51返回到解锁位置侧，相对地，马达轴24的平面部24b返回到卡合孔51b的圆形孔内，其结果，马达轴24乃至主轴16恢复到允许旋转的状态。在图5和图7中，分别用空心箭头表示锁定部件51向锁定位置侧的按压操作方向(锁定方向)和向解锁位置侧的恢复方向(解锁方向)。

已知作为无刷马达的特有现象“齿槽效应”(cogging)。“齿槽效应”是指在转子和定子的旋转方向上的相对位置中的特定位置(在本实施方式中约有20处)上，由永久磁铁的磁力所产生的静止力发挥作用，当抵抗磁力而要从特定位置旋转时，想要回到特定位置的转矩发挥作用(将其称为“齿槽转矩”(coggingtorque))。在将锁定部件51卡合于马达轴24的平面部24b的状态下发生齿槽效应时，马达轴24的平面部24b与卡合孔51b的长槽孔干涉，而使齿槽转矩作用于锁定部件51。该齿槽转矩作为朝向与锁定部件51的向解锁位置侧的力(压缩弹簧52的施力)相反方向的摩擦力(保持于锁定位置的力)而发挥作用，但由于压缩弹簧52的作用力比通常情况大得多，因此，不会发生复位不良等动作不良。由于压缩弹簧52的作用力较大，因此，本实施方式的切割机1在设置用于不妨碍锁定部件51的按压操作(锁定操作)的力的结构、即操作辅助部55的这一方面具有现有技术不具有的特征。关于操作辅助部55的详细内容在后面进行说明。

在电动马达20的上部设置有控制器收装部30。在控制器收装部30收装有用于进行电动马达20的动作控制的控制器31。控制器31是在浅底的盒内收装控制基座并树脂成型的部件，在本实施方式中，以使最大平面的面方向沿着水平方向，并以与电动马达20平行的姿势被收装。该控制器31主要包括用于进行电动马达20的动作控制的控制电路和电源电路，并搭载有如下电路等：控制电路，其由微型计算机构成，该微型计算机根据由电动马达20的传感器基板22a检测到的转子23的位置信息来发送控制信号；驱动电路，其由fet(fieldeffecttransistor：场效应晶体管)构成，该fet根据从该控制电路接收到的控制信号来切换电动马达20的电流；和自动停止电路，其根据电池组39的状态的检测结果来切断向电动马达20的电力供给以使不会成为过放电或者过电流状态。控制器收装部30内流入马达冷却风，来进行控制器31的冷却。当启动电动马达20时，安装于马达轴24的冷却风扇27旋转。通过冷却风扇27的旋转，外部空气经由设置于马达壳体21的左端面的多个进气窗口21a被导入到马达壳体21内。被导入到马达壳体21内的外部空气(马达冷却风)向右方流动，据此，进行对定子22和转子23等的冷却。

被导入到马达壳体21内的马达冷却风的一部分被离心风扇，即冷却风扇27沿放射方向吹出，从马达壳体21的内部流入到控制器收装部30。由流入到控制器收装部30内的马达冷却风冷却控制器31。流入到控制器收装部30的马达冷却风被向固定罩14的左侧部排出。在图6中，分别由实心箭头表示马达冷却风的流路，即经由进气窗口21a流入到马达壳体21内的阶段的流路、从马达壳体21内流入到控制器收装部30内的阶段的流路和从控制器收装部30排气的阶段的流路。

在电动马达20和减速齿轮部15的结合部附近的上方设置有供使用者把持的手柄部35。手柄部35呈山形，朝向后方且向下方倾斜的部分成为由使用者单手把持的主把持部35a。在主把持部35a的前部，于山形顶部的内周侧配置有开关操作柄36，该开关操作柄36由把持主把持部35a的手的指尖向上方扣动操作。主把持部35a的前部经由立起部35b而结合于电动马达20和减速齿轮部15的结合部附近。在手柄部35的后部设置有用于挂住悬挂用的吊带(strap)的悬挂部37。

在手柄部35的下方，在电动马达20的后方设置有平板形状的电池安装部38。在电池安装部38的上表面结合有主把持部35a的后部和悬挂部37。两个电池组39能够以前后排列的状态安装于电池安装部38的下表面侧。两个电池组39是作为本实施方式的切割机1的电源而安装的电池组，其使用在其他电动工具中也能够反复使用的额定电压18v的锂离子电池。电池组39能够通过相对于电池安装部38向右方滑动来安装。电池组39能够通过相对于电池安装部38向左方滑动来拆下。被拆下的电池组39能够通过由另外准备的充电器进行充电来反复使用。

如图4所示，在电动马达20的前侧设置有供使用者把持的前把持部40。使用者用右手把持主把持部35a，用左手把持前把持部40，从而能够用双手进行该切割机1的移动操作。前把持部40具有使用者实际把持的把持主体部41和用于将把持主体部41支承于马达壳体21的前方的把持基部42。把持主体部41具有使用者易于用单手把持的横向上较长的圆柱体形。把持主体部41与把持基部42的上部结合。把持基部42从马达壳体21的前部向上方延伸。

在把持基部42的下部设置有操作辅助部55。如上所述的操作辅助部55具有使主轴锁定机构50的锁定部件51的按压操作(锁定操作)更轻松地进行的功能。本实施方式所涉及的操作辅助部55以从把持基部42的下部向下方伸出的状态被设置。如图3所示，操作辅助部55具有与把持基部42相比在左右方向上宽度稍大的平板形状。通过将操作辅助部55的宽度设置得较宽，使用者例如能够如图7所示以将食指f2、中指f3、无名指f4或者小拇指f5的指尖从前侧勾住的方式抵接于操作辅助部55。在本实施方式中，操作辅助部55作为指尖勾挂部发挥功能。

在对用于锁定主轴16的旋转的主轴锁定机构50的锁定部件51进行按压操作时，例如如图7所示，使用者将左手的食指f2、中指f3、无名指f4或者小拇指f5的指尖勾挂于操作辅助部55，在该勾挂状态下，能够由大拇指f1对锁定部件51向锁定侧进行按压操作。这样，在将大拇指f1作为操作指对锁定部件51进行按压操作时，其他手指(操作指以外的手指)的指尖能够勾挂于操作辅助部55，据此，在进行按压操作时，大拇指f1(操作指)所受到的锁定部件51的施力能够经由其他手指被操作辅助部55承受，因此，能够对锁定部件51施加更大的按压操作力。据此，即使是对应于转子23的磁力作用而将向解锁位置侧的施力设定得较大的锁定部件51，也能够轻松地进行向其锁定位置侧的按压操作。

根据上述说明的实施方式，在主轴锁定机构50中，在进行锁定部件51向解锁位置侧的按压操作时，将作为操作指的大拇指f1以外的手指的指尖勾挂于操作辅助部55，能够通过操作指向锁定部件51施加更大的按压力。由于能够轻松地向锁定部件51施加较大的按压力，因此，能够消除由于将该锁定部件51向解锁位置侧的施力设定得较大而产生的问题(在向锁定位置侧进行按压操作时需要更大的操作力的问题)，从而能够提高该锁定部件51的操作性。

尤其是，锁定部件51构成为被向斜后下方按压操作而向锁定位置侧进行移动操作，所述操作方向与操作辅助部55的伸出方向(向下)一致，因此，由操作辅助部55承受反作用力，能够更轻松地进行向锁定部件51施加较大的操作力的、针对该锁定部件51的按压操作。

锁定部件51配置于电动马达20和减速齿轮部15的结合部附近，据此，能够确保该锁定部件51的组装性和维护性。

另外，在例示的实施方式中，构成为在前把持部40的把持基部42的下部侧(与马达壳体21结合一侧的基部)设置有操作辅助部55。通过将把持主体部41和操作辅助部55靠近配置，能够使把持把持主体部41的手(左手)迅速移动并使其指尖勾挂于操作辅助部55，在这一方面能够提高该操作辅助部55的操作性。

能够对以上说明的实施方式进行各种变更。例如，虽然例示了使锁定部件51卡合于电动马达20的马达轴24来锁定主轴16的旋转的主轴锁定机构50，但也可以构成为直接使锁定部件卡合于主轴16来锁定该主轴16的旋转，或者构成为使锁定部件在径向上或轴线方向上卡合于减速齿轮部15的从动齿轮15b来锁定主轴16的旋转。总之，例示的操作辅助部55能够适用于如下主轴锁定机构，即，所述主轴锁定机构构成为使锁定部件卡合于从电动马达20的马达轴24到安装顶端工具12的主轴16的动力传递路径中的动力传递部件，来锁定主轴16的旋转。

另外，虽然例示了向下方伸出的平板形状的操作辅助部55，并例示了其他手指的指尖向操作辅助部55的后表面侧伸出而勾挂于该操作辅助部55的结构，但也可以不是所涉及的勾挂结构，而是仅使其他手指的指尖抵接(按压)来承受操作指所承受的反作用力的结构。作为其他手指的指尖抵接的部位，可以设定为能够施加与从锁定部件51受到的反作用力方向交叉方向的按压力的部位，例如操作辅助部55的前表面或下表面。

另外，如图8所示，也可以构成为在操作辅助部55上设置有用于将指尖更可靠地勾挂住的勾挂部56。勾挂部56以从操作辅助部55的下部向后方伸出的状态被设置。通过该勾挂部56，能够更可靠地勾挂住操作指以外的其他手指的指尖来承受锁定部件51的反作用力。

另外，虽然例示了在前把持部40的把持基部42的下部设置操作辅助部55的结构，但也可以构成为在把持基部42以外的部位，例如在马达壳体21的前部设置操作辅助部。因此，用于实现锁定部件51向锁定侧的操作的便利性的操作辅助部能够适用于不具有前把持部40的切割机。

另外，所例示的操作辅助部55不仅适用于切割机1，还能够广泛适用于具有主轴锁定机构的其他电动工具，例如修剪机(trimmer)和盘式研磨机(diskgrinder)等使刀具旋转来进行加工的电动工具、使圆形的研磨垫旋转来对石材等进行研磨加工的打磨机(sander)等电动工具。