JP2007090468A

JP2007090468A - 電動工具

Info

Publication number: JP2007090468A
Application number: JP2005281578A
Authority: JP
Inventors: Haruyuki Tanabe; 晴之田辺
Original assignee: Ryobi Ltd
Current assignee: Ryobi Ltd
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2025-09-28
Also published as: JP4776320B2

Abstract

【課題】電動工具において、モータ冷却風の排気が電動工具を持つ手等にかからないようにする。
【解決手段】ハンドル部（１６）の長手方向にモータハウジング部（１７）が連なり、モータハウジング部内に、電機子（２０）の中心線がハンドル部内へと向かうように、モータ（１９）が収納された電動工具において、モータの冷却ファン（２５）が、電機子のコア（２６）と整流子との間に装着され、冷却風（ａ）の取込口（２９）がモータハウジング部のハンドル部側に設けられ、冷却風の排出口（２７）がモータハウジング部（１７）の冷却ファン（２５）近傍に設けられる。従来ハンドル部側に冷却風の排出口が設けられていたのに対し冷却風の取込口（２９）が設けらたことから、冷却風が作業者の手、顔等の身体部分にかからない。
【選択図】図２

Description

本発明は、インパクトドライバ、ドリル等の電動工具に関する。

電動ドライバには、作業者が手で持つハンドル部の長手方向にモータハウジング部が連なり、ハンドル部のモータハウジング部と反対側に上ハウジング部が交差するように連なり、モータハウジング部内にモータが収納され、上ハウジング部内に駆動装置が収納され、ハンドル部内には、モータハウジング部内のモータから上ハウジング部内の駆動装置に動力を伝達する伝動軸が収納された構造のものがある（例えば、特許文献１参照。）。この種の電動ドライバは、上ハウジング部内からモータが除かれ上ハウジング部が小型軽量化されているので、ネジ締め等の作業を簡易に行うことができ、また、狭い場所での作業にも適しているという利点がある。

また、本発明者は図３及び図４に示すような構造の電動ドライバを案出した。この電動ドライバは、作業者がハンドル部１を持つことによって支えられ、作業者がトリガー２を指で引くとモータ３が回転し、その動力を伝動軸４が上ハウジング５内の駆動装置に伝達し、上ハウジング５の先端から突出する出力軸６を回転させ、出力軸６に取り付けられた図示しないビットを回転させ、ネジ締め等を行なうようになっている。

特開２００２−２６４０４２号公報

電動ドライバは電源コード７をモータハウジング部８のハンドル部１と反対側の末端から引き込むようになっているので、モータ３の電機子９の整流子１０は、モータハウジング部８の末端側に近接するように配置される。また、モータ３の冷却ファン１２は、電機子９の整流子１０と反対側のハンドル部１側に取り付けられる。

ところが、このようにモータ３を配置すると、図３に示すように冷却ファン１２の位置をハンドル部１からできるだけ遠ざけてハンドル部１が太くならないように配慮する必要があり、そのため電動ドライバがハンドル部１の長手方向で長くなるという問題がある。

また、図４に示すように、冷却風ａの排出口１３がモータハウジング部８の冷却ファン１２の近傍に設けられるが、この部分はハンドル部１に接している。このため、排出口１３から噴出する冷却風ａが作業者の手、顔等の身体部分にかかりやすく、作業者に不快感を与えやすいという問題がある。

また、図３に示すように、モータ３の制御回路１４をモータハウジング部８内に配置し、制御回路１４内に含まれる電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等をモータ３の冷却風ａにより冷却することが望まれる。ところが、冷却風ａはモータハウジング部８の末端における冷却風ａの取込口１５からモータハウジング部８内に流入すると主として電機子９の周りを通って排出口１３に向って流れ、制御回路１４の方への冷却風ａの流量は比較的少なくなり、制御回路１４の冷却効果が低下しやすいという問題がある。

さらに、この種の電動工具は伝動軸４が上ハウジング部５と交差するように伸びるので、モータ３の起動時にその反動で上ハウジング部５が首振り動作をする傾向があり、円滑な作業を阻害する。従って、このような反動をできるだけ緩和し上ハウジング部５の首振り動作を抑えることが望まれる。

上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用する。

すなわち、請求項１に係る発明は、ハンドル部（１６）の長手方向にモータハウジング部（１７）が連なり、モータハウジング部（１７）内に、電機子（２０）の中心線がハンドル部（１６）内へと向かうように、モータ（１９）が収納された電動工具において、モータ（１９）の冷却ファン（２５）が、電機子（２０）のコア（２６）と整流子（２４）との間に装着され、冷却風（ａ）の取込口（２９）がモータハウジング部（１７）のハンドル部（１６）側に設けられ、冷却風（ａ）の排出口（２７）がモータハウジング部（１７）の冷却ファン（２５）近傍に設けられたことを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の電動工具において、モータ（１９）の制御回路（３０）がモータハウジング部（１７）内の冷却ファン（２５）近傍に取り付けられたことを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、ハンドル部（１６）の長手方向にモータハウジング部（１７）が連なり、ハンドル部（１６）のモータハウジング部（１７）と反対側に上ハウジング部（１８）が交差するように連なり、モータハウジング部（１７）内にモータ（１９）が収納され、上ハウジング部（１８）内に駆動装置が収納され、ハンドル部（１６）内には、モータ（１９）から駆動装置に動力を伝達する伝動軸（３２）が収納された電動工具において、伝動軸（３２）の中間部（３２ａ）が他部分よりも細く形成されたことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、ハンドル部（１６）の長手方向にモータハウジング部（１７）が連なり、モータハウジング部（１７）内に、電機子（２０）の中心線がハンドル部（１６）内へと向かうように、モータ（１９）が収納された電動工具において、モータ（１９）の冷却ファン（２５）が、電機子（２０）のコア（２６）と整流子（２４）との間に装着され、冷却風（ａ）の取込口（２９）がモータハウジング部（１７）のハンドル部（１６）側に設けられ、冷却風（ａ）の排出口（２７）がモータハウジング部（１７）の冷却ファン（２５）近傍に設けられたことから、モータ（１９）における電機子（２０）の軸の端をハンドル部（１６）を太くすることなくハンドル部（１６）内へできるだけ深く侵入させ、モータ（１９）をハンドル部（１６）に近づけることができる。従って、電動工具をハンドル部（１６）の長手方向で短縮化することができ、また、重心をハンドル部（１６）に近づけて電動工具を持ったときの安定性を高めることができる。

また、ハンドル部（１６）側には従来冷却風（ａ）の排出口（１３）が設けられていたのに対し冷却風（ａ）の取込口（２９）が設けられているので、冷却風（ａ）が作業者の手、顔等の身体部分にかかるのを防止することができる。

請求項２に係る発明によれば、請求項１に記載の電動工具において、モータ（１９）の制御回路（３０）がモータハウジング部（１７）内の冷却ファン（２５）近傍に取り付けられたことから、冷却風（ａ）はモータハウジング部（１７）内に流入してモータハウジング部（１７）の冷却ファン（２５）近傍の排出口（２７）から流出することになる。従って、制御回路（３０）の冷却効率を高め、制御回路（３０）に含まれるＦＥＴ等の発熱しやすい素子の発熱を抑制することができ、また、寿命を延ばすことができる。

請求項３に係る発明によれば、ハンドル部（１６）の長手方向にモータハウジング部（１７）が連なり、ハンドル部（１６）のモータハウジング部（１７）と反対側に上ハウジング部（１８）が交差するように連なり、モータハウジング部（１７）内にモータ（１９）が収納され、上ハウジング部（１８）内に駆動装置が収納され、ハンドル部（１６）内には、モータ（１９）から駆動装置に動力を伝達する伝動軸（３２）が収納された電動工具において、伝動軸（３２）の中間部（３２ａ）が他部分よりも細く形成されたことから、モータ（１９）の起動時の反動を吸収して緩和し、上ハウジング部（１８）の首振り動作を防止することができる。従って、例えば電動工具の出力軸（４０）のビットがネジ頭から外れないようにし、作業の適正化を図ることができる。

以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１及び図２に示すように、この電動工具は具体的にはインパクトドライバとして構成される。

このインパクトドライバのハウジングは、作業者が手で持つハンドル部１６と、ハンドル部１６の長手方向に連なるモータハウジング部１７と、モータハウジング部１７と反対側でハンドル部１６に交差するように連なる上ハウジング部１８とを備え、全体として左右方向で（図１の紙面に垂直な方向）二つ割りに形成される。この二つ割り部分が接合され、図示しない止めネジが左右に通されることにより一体のハウジングとして組み立てられる。

図１及び図２に示すように、モータハウジング部１７内にはモータ１９が収納されるが、このモータ１９はその電機子２０の中心線がハンドル部１６内へと向かうように収納される。すなわち、電機子２０の軸は、モータハウジング部１７内からハンドル部１６内へと伸び、ハンドル部１６内に固定されたベアリング２１とモータハウジング部１７の末端に固定されたベアリング２２とで両端支持されている。

また、モータ１９は、その電源コード２３がモータハウジング部１７のハンドル部１６と反対側の末端から引き込まれているので、電機子２０の整流子２４がモータハウジング部１７のハンドル部１６と反対側の末端側に近接して配置される。そして、モータ１９の冷却ファン２５は、本来ならば整流子２４の設置を阻害しないように電機子２０の整流子２４と反対側のハンドル部１６側に取り付けられるのであるが、この実施の形態では、電機子２０のコア２６が電機子２０上をハンドル部１６側に偏倚した位置にずらされ、その結果形成されたコア２６と整流子２４との間のスペース内に装着される。また、その結果、冷却ファン２５がモータハウジング部１７内の長手方向における略中央に位置することとなるので、冷却ファン２５に対向するように冷却風ａの排出口２７がモータハウジング部１７の側面に設けられる。また、モータハウジング部１７の末端にも従来どおり冷却風の取込口２８が設けられるが、モータハウジング部１７のハンドル部１６側に従来設けられていた冷却風ａの排出口１３（図４参照）に代えて冷却風ａの取込口２９が設けられる。これにより、従来ハンドル部１６を握る作業者の手等に向っていた冷却風ａの噴出が防止されることになる。

また、このように冷却ファン２５が整流子２４側に位置変更された結果、図１及び図２に示すように、電機子２０のハンドル部１６側が簡素化され、電機子２０の軸の端がベアリング２１と共にハンドル部１６内へできるだけ深く侵入することが可能となっている。これにより、この実施の形態の電動工具は、図１と図３の対比からも明らかなようにハンドル部１６の長手方向で寸法が短縮化され、また、モータ１９がハンドル部１６に接近する結果、電動工具の重心がハンドル部１６に接近し、電動工具の安定性が向上することとなる。

図１に示すように、モータハウジング部１７内には、モータ１９の制御回路３０が冷却ファン２５に対向するように取り付けられる。制御回路３０は放熱板３０ａを介してモータハウジング部１７に支持される。冷却ファン２５が電機子２０の回転と共に回転すると、図１及び図２に示すように、冷却風ａがモータハウジング部１７のハンドル部１６側における取込口２９と末端側における取込口２８とからモータハウジング部１７内に流入し、電機子２０の周りから制御回路３０に向って流れた後に排出口２７からモータハウジング部１７外へと排出されることとなる。これにより、モータ１９の冷却効率はもちろんのこと制御回路３０の冷却効率が高められ、制御回路３０に含まれるＦＥＴ等の発熱しやすい素子の発熱が抑制され、延命効果が高められる。

この制御回路３０を介してモータ１９をＯＮ・ＯＦＦ操作するトリガー３１がハンドル部１６の上端に設けられる。ハンドル部１６を握る手の指でトリガー３１を引き操作すると、制御回路３０から出力される信号によりモータ１９が起動する。

図１に示すように、ハンドル部１６内には、モータ１９から駆動装置に動力を伝達する伝動軸３２が収納される。伝動軸３２は電機子２０の軸に平行に伸びており、ハンドル部１６内に取り付けられたベアリング３３と上ハウジング部１８内に取り付けられたベアリング３４とにより両端支持される。伝動軸３２の下端には大歯車３５が固定され、この大歯車３５が電機子２０の軸端に形成されたピニオン３６に噛み合っている。これにより、電機子２０の回転は伝動軸３２に減速されて伝達される。

図１に示すように、上ハウジング部１８内には駆動装置が収納される。駆動装置はシャフト３７を有し、このシャフト３７が上ハウジング部１８内を上記伝動軸３２の中心線と交差する方向に伸びている。シャフト３７の後端部には大傘歯車３８が固定され、この大傘歯車３８に上記伝動軸３２の上端に固定された小傘歯車３９が噛み合っている。これにより、伝動軸３２の回転はシャフト３７に減速されて伝達される。シャフト３７の先端部には、ハンマ機構を介して出力軸４０が接続される。出力軸４０の先端は上ハウジング部１８の先端から外部に突出し、その突出部分に図示しないビットが着脱自在に取り付けられるようになっている。

上ハウジング部１８内には、前インナーケース４１と後インナーケース４２とが嵌合した状態で嵌め込まれる。上記シャフト３７は後インナーケース４２内から前インナーケース４１にかけて収納され、上記出力軸４０は前インナーケース４１内に収納される。シャフト３７の後端部は後インナーケース４２内にベアリング４３を介して支持され、シャフト３７の前端部は出力軸４０の空洞内に挿入されることにより支持される。出力軸４０は前インナーケース４１内に保持された軸受４４に支持される。

ハンマ機構は、次のように構成される。すなわち、シャフト３７は、後インナーケース４２内から前インナーケース４１内へと前方に突出し、その先端部には両端が閉じた螺旋溝３７ａが形成される。シャフト３７の先端部には筒状のハンマ４５が被さり、このハンマ４５の内面には後端が閉じた縦溝４５ａが形成される。ハンマ４５はシャフト３７に対し、螺旋溝３７ａと縦溝４５ａとの間に跨るように挿入される鋼製ボール４６により連結される。また、ハンマ４５はシャフト３７の先端部の周りに設けられた圧縮コイルバネ４７により常時前方に付勢され、ボール４６が螺旋溝３７ａの前端と縦溝４５ａの後端とに当接する位置で停止する。シャフト３７が回転すると、螺旋溝３７ａ、縦溝４５ａ及びボール４６の三者の係合によりハンマ４５が圧縮コイルバネ４７の付勢力に抗してシャフト３７上を捩られつつ後退し、次に圧縮コイルバネ４７の弾性によりハンマ４５がシャフト３７上を逆向きに捩られつつ前進し、ハンマ４５はこの前進と後退を繰り返しつつ往復角運動を行う。出力軸４０の後端からは二本のアーム４０ａが半径方向に突出し、各アーム４０ａに対しハンマ４５から突出する二つの爪片（図示せず）が周方向で当接する。上述したようにハンマ４５が前進と後退を繰り返しつつ往復角運動を行うと、ハンマ４５の爪片が出力軸４０のアーム４０ａを周方向に繰り返し打撃し、出力軸４０は一方向に間欠的に回転する。これにより、出力軸４０に固定された図示しないビットによってネジ締め等が行われる。

上述したように、上ハウジング部１８がその内部のシャフト３７、出力軸４０等と共に伝動軸３２に交差する方向に伸びているので、モータ１９が起動してその回転が伝動軸３２を介してシャフト３７及び出力軸４０に伝達される際、反動により上ハウジング部１８が首振り動作をしようとする。これを抑止するため、この実施の形態では図１に示すように、伝動軸３２の中間部が他部分よりも細い小径部３２ａとして形成されている。伝動軸３２がこのように形成される結果、モータ１９の起動時の反動が緩和され、インパクトドライバの首振り動作が軽減される。

次に、上記構成のインパクトドライバの作用について説明する。

インパクトドライバは、作業者がハンドル部１６を手で持つことによって支えられる。このインパクトドライバは、冷却ファン２５が整流子２４側に位置変更された結果、電機子２０の軸端がベアリング２１と共にハンドル部１６内へできるだけ深く侵入し、ハンドル部１６の長手方向で寸法が短縮化され、インパクトドライバの重心がハンドル部１６に接近していることから、作業者はハンドル部１６を持つ手でインパクトドライバを安定して支えることができる。

作業者がハンドル部１６を持つ手の指でトリガー３１を引き操作すると、制御回路３０からの指令によりモータ１９が回転する。モータ１９の電機子２０の回転は、伝動軸３２、シャフト３７へと段階的に減速されて出力軸４０に伝達される。出力軸４０にはハンマ機構を介して回転が伝達され、その先端に取り付けられた図示しないビットがネジを回転させる。

モータ１９の起動時に、その反動で上ハウジング部１８がハンドル部１６を中心に首振り動作をしようとするが、伝動軸３２の他部分よりも細く形成された小径部３２ａがこの反動を緩和する。これにより、インパクトドライバの首振り現象が軽減され、適正なネジ締めを行うことができる。

モータ１９の電機子２０が回転すると冷却ファン２５も電機子２０と一体で回転し、冷却風ａを取込口２８，２９からモータハウジング部１７内に取り込む。モータハウジング部１７のハンドル部１６側には従来の排出口ではなく取込口２９が開口しているので、作業者のハンドル部１６を持つ手等に冷却風ａが噴きかかることはない。

また、冷却ファン２５が電機子２０の回転と共に回転すると、冷却風ａがモータハウジング部１７のハンドル部１６側における取込口２９と末端側における取込口２８とからモータハウジング部１７内に流入し、電機子２０の周りから制御回路３０に向って流れた後に排出口２７からモータハウジング部１７外へと排出されることとなる。このモータハウジング部１７内を流れる冷却風ａはモータ１９を冷却し、さらに制御回路３０へと向かって流れて制御回路３０を冷却する。これにより、制御回路３０に含まれるＦＥＴ等の特に発熱しやすい素子の発熱が抑制され、延命効果が高められる。

以上、本発明の望ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記各種の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態ではインパクトドライバを例にとって説明したが、本発明はインパクトドライバのほかドリル等他の電動工具についても適用可能である。

本発明に係る電動工具の内部を示す側面図である。図１中、ＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。従来の電動工具の内部を示す側面図である。図３中、ＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。

符号の説明

１６…ハンドル部
１７…モータハウジング部
１８…上ハウジング部
１９…モータ
２０…電機子
２４…整流子
２５…冷却ファン
２６…コア
２７…排出口
２９…取込口
３０…制御回路
３２…伝動軸
３２ａ…小径部
ａ…冷却風

Claims

ハンドル部の長手方向にモータハウジング部が連なり、モータハウジング部内に、電機子の中心線がハンドル部内へと向かうように、モータが収納された電動工具において、モータの冷却ファンが、電機子のコアと整流子との間に装着され、冷却風の取込口がモータハウジング部のハンドル部側に設けられ、冷却風の排出口がモータハウジング部の冷却ファン近傍に設けられたことを特徴とする電動工具。
請求項１に記載の電動工具において、モータの制御回路がモータハウジング部内の冷却ファン近傍に取り付けられたことを特徴とする電動工具。
ハンドル部の長手方向にモータハウジング部が連なり、ハンドル部のモータハウジング部と反対側に上ハウジング部が交差するように連なり、モータハウジング部内にモータが収納され、上ハウジング部内に駆動装置が収納され、ハンドル部内には、モータから駆動装置に動力を伝達する伝動軸が収納された電動工具において、伝動軸の中間部が他部分よりも細く形成されたことを特徴とする電動工具。