JP2009118676A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】電動モータの固定子の分割コアを安価に且つ容易に一体化することができる電動工具を提供すること。
【解決手段】電動モータのコアにコイルを巻装して成る固定子と、該固定子内に回転可能に配置された回転子とを有する電動モータにおいて、固定子のコアを複数に分割して分割コア２ｂ３とし、複数のコア片を分割境界部において積厚方向にまとまった寸法ごとに段差が設けられるように積層して該分割コア２ｂ３の分割境界部に凸部２ｂ４と凹部２ｂ５を形成し、各分割コア２ｂ３の凸部２ｂ４と凹部２ｂ５には積厚方向に突き出た係止片１０と相手側の分割コア２ｂ３の係止片１０が収納される係止溝１１をそれぞれ形成し、分割コア２ｂ３の凸部２ｂ４と凹部２ｂ５同士を嵌合することによって、各凸部２ｂ４と凹部２ｂ５に形成された係止片１０を相手側の各凸部２ｂ４と凹部２ｂ５に形成された係止溝１１に係止して両分割コア２ｂ３同士を結合一体化する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、電動モータを駆動源とする電動工具に関するものである。

電動工具に備えられる電動モータに関しては従来から様々の提案がなされているが、電動工具は高負荷で使用されることが多いため、過負荷作業によってモータコイルに大電流が流れ、発熱による温度上昇によってモータコイルが焼損する場合がある。このため、モータコイルが焼損しないように発熱を抑制する方法の１つとして、モータコイルの線径を大きくしてコイルの抵抗値を小さく抑える方法が知られている。

しかし、モータによってコイルの巻線スペースは限られているため、巻線可能なコイル線径の太さには限界がある。

そこで、例えば固定子においては、固定子コアを分割することによってコイルの巻線スペースを拡大したり、巻線工程を一体コアに比べて簡略化する等によってコイルの占積率を高め、更に太いコイルを巻線可能にすることによって発熱を抑制する方策が施されてきた。このように固定子コアを分割した場合には、コイルを巻線した後に固定子を一体化する必要がある。これに関して、分割コアの接合部形状を鍵形にして両分割コア同士を嵌合によって結合する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。又、分割コアをその接合部同士を溶接によって結合して固定子を一体化しているものもある。
特許第３２６４３２９号公報

ところが、電動工具に使用される電動モータでは、例えばコアの接合部形状を鍵形にして分割コア同士を嵌合させる場合、金型の形状と寸法が複雑化する他、一体化する際に高い圧入力を必要とするために一体化工程が容易ではない。

又、分割コアの接合部を溶接によって結合する場合、例えば一般に用いられているアルゴン溶接の場合は、溶接によってコアの磁気特性が悪化し、モータ出力が低下してしまうという問題が発生する。一方、最近使われ始めているレーザービーム溶接の場合は、コアの磁気特性の悪化を極力抑えることができる反面、高価な設備の新規導入が必要となる他、レーザーを用いることによる安全管理等の必要性が出てくる。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、電動モータの固定子の分割コアを安価に且つ容易に一体化することができる電動工具を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、コアにコイルを巻装して成る固定子と、該固定子内に回転可能に配置された回転子とを有する電動モータを備えた電動工具において、前記電動モータの前記固定子のコアを複数に分割して分割コアとし、複数のコア片を分割境界部において積厚方向にまとまった寸法ごとに段差が設けられるように積層して前記各分割コアを構成することによって該分割コアの分割境界部に凸部と凹部を形成し、該分割コアに結合される相手側の分割コアの分割境界部には前記凸部と凹部の段差の順が逆になるように前記複数のコア片を積層し、各分割コアの凸部と凹部には積厚方向に突き出た係止片と相手側の分割コアの係止片が収納される係止溝をそれぞれ形成し、互いに結合される分割コアの凸部と凹部同士を嵌合することによって、各凸部と凹部に形成された前記係止片を相手側の各凸部と凹部に形成された前記係止溝に係止して両分割コア同士を結合一体化したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記係止片と前記係止溝によるカシメによって複数の前記コア片を積層固定したことを特徴とする。

本発明によれば、電動モータにおいて複数の分割コアは、互いの凸部と凹部同士を嵌合させることによって、一方の分割コアの凸部が他方の分割コアの凹部に入り込み、係止片が弾性変形することによって分割が組み合わさっていく。そして、両分割コアの分割面同士が突き当たると、係止片がバネ弾性によって元の状態に戻って他方の分割コアに設けられた係止溝内に収まり、該係止片が係止溝に係止されることによって両分割コアが確実に結合一体化される。 このような分割コアの結合構造においては、係止片はバネ性を有しているため、複数の分割コアを結合に必要な力はさほど大きくなく、複数の分割コアを小さな力で安価に且つ容易に結合一体化して固定子を構成することができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る電動工具の一形態としてのディスクグラインダの破断側面図、図２は同ディスクグラインダの破断平面図であり、図示のディスクグラインダは、砥石１と、該砥石１を回転駆動する電動モータ２と、該電動モータ２を収納するハウジング３を備えている。

上記電動モータ２は、回転子２ａと固定子２ｂとで構成されており、回転子２ａの回転動力は、ハウジング３に連結されたギヤカバー４に収納されたギヤ５とスピンドル６を介して砥石１に伝達され、該磁石１が所定の速度で回転駆動される。ここで、固定子２ｂは、コア２ｂ１にコイル２ｂ２を巻装することによって構成されている。

又、ハウジング３にはスイッチハンドル８が連結されており、このスイッチハンドル８には、電動モータ２への通電をＯＮ／ＯＦＦして該電動モータ２を起動／停止させるためのスイッチ７が収納されている。

電動モータ２の回転子２ａには冷却ファン２ａ１がシャフト２ａ２を通じて連結されており、該冷却ファン２ａ１が回転することによって、スイッチハンドル８に設けられた風窓入口８ａから冷却風を取り込む。この冷却風は、ハウジング３のスイッチハンドル８側に設けられた不図示の空気吸入口からハウジング３内に入り込み、ハウジング３と回転子２ａ及び固定子２ｂの隙間を通り、ハウジング３のギヤカバー４側に設けられた不図示の空気排出口からギヤカバー４に設けられた風窓出口４ａを通ってハウジング３の外部へと排出される。

又、回転子２ａには整流子２ａ３がシャフト２ａ２を通じて連結されており、回転子２ａのスロットに巻回されたコイルが前記整流子２ａ３に接続されている。

而して、作業者がディスクグラインダを用いて研削作業を行う場合、スイッチハンドル８とギヤカバー４に取り付けられたサイドハンドル９を持ち、スイッチ７をＯＮして電動モータ２を起動する。すると、電動モータ２の回転子２ａが回転し、その回転はギヤ５からスピンドル６を経て砥石１に伝達され、該砥石１が所定の速度で回転駆動され、この砥石１を不図示の被削材に押し当てる等することによって鉄板の研削や石材の切断が行われる。

次に、電動モータ２の固定子２ｂの構成の詳細を図３〜図１１に基づいて説明する。

図３は分割コアの斜視図、図４は分割コアを構成する１枚のコア片の斜視図、図５は分割コアのカシメ部の断面図、図６は固定子コアの斜視図、図７及び図８は同固定子コアの分解斜視図、図９（ａ）〜（ｃ）は分割コアの組付要領を示す斜視図、図１０（ａ）〜（ｃ）は分割コアの組付要領を示す部分断面図、図１１は分割コアの結合構造の他の形態を示す部分断面図である。

本実施の形態に係る電動モータ２の固定子２ｂは、図６に示すようにヨーク部で２分割された分割コア２ｂ３を互いに結合一体化して構成されており、その極数は２極とされている。各分割コア２ｂ３は図４に示すコア片２ｂ３１を重ね合わせて構成されるが、１枚のコア片２ｂ３１の板厚は０．５ｍｍであり、それが１０枚積み重なった状態で一塊とし、丁度一塊の分割コア２ｂ３の外形形状が互い違いに反転した状態で三塊が積み重なっている。そして、各分割コア２ｂ３は、分割境界部において積厚方向に段差が設けられるようにコア片２ｂ１１積層されており、その分割境界部（両端部）には凸部２ｂ４と凹部２ｂ５が形成されている。そして、図３に示すように、各分割コア２ｂ３にはコイル２ｂ２が巻回され、各分割コア２ｂ３は固定子２ｂの片側を構成している。

ここで、コア片２ｂ３１の１枚１枚には、図４に示すように、カシメ凸部２ｂ６が突設されており、コア片２ｂ３１の１枚１枚は、図５に示すように、周知の型内カシメによってカシメ凸部２ｂ６がかしめられて積厚方向に互いに結合されている。

而して、固定子２ｂは、図６に示すように、コイル２ｂ２が巻回された分割コア２ｂ３を２つ組み合わせて構成されている。

ところで、図７及び図１０に示すように、各分割コア２ｂ３の凸部２ｂ４の上面（以下、図中の上面）には、コア２ｂ１の積厚方向に突き出た矩形の係止片１０が形成されており、図８及び図１０に示すように、凸部２ｂ４の下面（以下、図中の下面）には矩形穴状の係止溝１１が形成されている。又、各分割コアの凹部２ｂ５の上面には、図８及び図１０に示すように矩形穴状の係止溝１１が形成されており、凹部２ｂ５の下面には、図７及び図１０に示すように、コア２ｂ１の積厚方向に突き出た矩形の係止片１０が形成されている。

以上のように構成された２つの分割コア２ｂ３には、図３及び図６に示すように、コイル２ｂ２が巻回され、これら２つの分割コア２ｂ３は、互いの凸部２ｂ４と凹部２ｂ５同士を図９（ａ）及び図１０（ａ）の矢印方向に組み合わせることによって、図９（ｂ）及び図１０（ｂ）に示すように一方の分割コア２ｂ３の凸部２ｂ４が他方の分割コア２ｂ３の凹部２ｂ５に入り込み、係止片１０が弾性変形することによって分割コア２ｂ３が組み合わさっていく。そして、図９（ｃ）及び図１０（ｃ）に示すように、分割コア２ｂ３の分割面同士が突き当たると、係止片１０がバネ弾性によって元の状態に戻って他方の分割コア２ｂ３に設けられた係止溝１１内に収まり、該係止片１０が係止溝１１に係止されることによって２つの分割コア２ｂ３が確実に結合一体化され、これらが固定子２ｂの外径方向に離れることがない。

上記のような２つの分割コア２ｂ３の結合構造においては、係止片１０はバネ性を有しているため、２つの分割コア２ｂ３を結合に必要な力はさほど大きくなく、２つの分割コア２ｂ３を小さな力で容易に結合一体化することができる。

又、係止片１０と係止溝１１は、型内カシメ用のカシメ凸部２ｂ６を形成する工程と同時に形成可能であり、形状及び寸法も簡素である。

２つの分割コア２ｂ３の軸方向の保持は、前述のようにコア２ｂ１の外形形状が互い違いに反転した状態で三塊が積み重なっているため、分割コア２ｂ３の凸部２ｂ４と凹部２ｂ５が引っ掛かり、２つの分割コア２ｂ３の固定子２ｂの積厚方向へのずれが確実に防がれる。

ところで、各分割コア２ｂ３の１枚１枚のコア片２ｂ３１の積厚方向の積層かしめは、前述のカシメ凸部２ｂ６によるものだけでなく、図１１に示したように、係止片１０と係止溝１１によってもかしめることが可能である。これにより、コア２ｂ１の分割部近辺に新たなカシメ凸部を設ける必要がなく、各々の分割コア２ｂ３を組み合わせるため、各分割コア２ｂ３の凸部２ｂ４と凹部２ｂ５を嵌め合わせる際にコア２ｂ１の分割部近辺が積厚方向に反り広がるという不具合の発生が防がれる。

尚、以上の実施の形態では、極数が２極の固定子を２分割した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば２極の固定子を４分割、或いは４極の固定子を４分割しても良い。

又、以上は本発明をディスクグラインダに適用した形態について説明したが、本発明は、電動モータを駆動源とする他の任意の電動工具に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

本発明に係る電動工具（ディスクグラインダ）の破断側面図である。 本発明に係る電動工具（ディスクグラインダ）の破断平面図である。 電動モータの分割コアの斜視図である。 電動モータの分割コアを構成する１枚のコア片の斜視図である。 電動モータの分割コアのカシメ部の断面図である。 電動モータの固定子コアの斜視図である。 電動モータの固定子コアの分解斜視図である。 電動モータの固定子コアの分解斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は電動モータの分割コアの組付要領を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は電動モータの分割コアの組付要領を示す部分断面図である。 電動モータの分割コアの結合構造の他の形態を示す部分断面図である。

符号の説明

１ 砥石
２ 電動モータ
２ａ 回転子
２ａ１ 冷却ファン
２ａ２ シャフト
２ａ３ 整流子
２ｂ 固定子
２ｂ１ コア
２ｂ２ コイル
２ｂ３ 分割コア
２ｂ３１ コア片
２ｂ４ 分割コアの凸部
２ｂ５ 分割コアの凹部
２ｂ６ 分割コアのカシメ凸部
３ ハウジング
４ ギヤカバー
４ａ 風窓出口
５ ギヤ
６ スピンドル
７ スイッチ
８ スイッチハンドル
８ａ 風窓入口
９ サイドハンドル
１０ 係止片
１１ 係止溝

Claims (2)

1. コアにコイルを巻装して成る固定子と、該固定子内に回転可能に配置された回転子とを有する電動モータを備えた電動工具において、
   前記電動工具の前記固定子のコアを複数に分割して分割コアとし、複数のコア片を分割境界部において積厚方向にまとまった寸法ごとに段差が設けられるように積層して前記各分割コアを構成することによって該分割コアの分割境界部に凸部と凹部を形成し、該分割コアに結合される相手側の分割コアの分割境界部には前記凸部と凹部の段差の順が逆になるように前記複数のコア片を積層し、各分割コアの凸部と凹部には積厚方向に突き出た係止片と相手側の分割コアの係止片が収納される係止溝をそれぞれ形成し、互いに結合される分割コアの凸部と凹部同士を嵌合することによって、各凸部と凹部に形成された前記係止片を相手側の各凸部と凹部に形成された前記係止溝に係止して両分割コア同士を結合一体化したことを特徴とする電動工具。
2. 前記係止片と前記係止溝によるカシメによって複数の前記コア片を積層固定したことを特徴とする請求項１記載の電動工具。

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