JP2011010530A - モータアッセンブリの組み付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】モータアッセンブリを良好な作業性で組み付け可能とする。
【解決手段】モータハウジング１内に、ブラシホルダユニット２０を下にしてモータアッセンブリ１０を収容可能な有底の収容部５を形成すると共に、収容部５に、ブラシホルダユニット２０と当接してその位置決めを行うボス６を形成する一方、ブラシホルダユニット２０に、隣接する固定子１１と当接して両者間の位置決めを行う円筒部２６を形成し、収容部５内でブラシホルダユニット２０をボス６に当接させ、固定子１１とブラシホルダユニット２０とを円筒部２６を介して互いに当接させた状態で、開口側から固定子１１に当接してボス６に螺合されるネジ８を設けて、ネジ８の螺合に伴い、ネジ８とボス６との間でモータアッセンブリ１０を挟持固定するようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、電動工具等に用いられる筒状のハウジングに、整流子モータとブラシホルダユニットとを含むモータアッセンブリを組み付けるための構造に関する。

電動ハンマ等の電動工具においては、筒状のハウジングに整流子モータ（例えばユニバーサルモータ）の固定子が収容されると共に、ハウジングに形成した軸受に回転子が軸支されている。また、回転子に設けた整流子に摺接するブラシを保持するブラシホルダユニットが、整流子モータに隣接して組み付けられている（特許文献１参照）。

図９は、このモータアッセンブリを組み付けたモータハウジング３０の斜視図、図１０は左右方向の縦断面図、図１１は前後方向の縦断面図で、上方を開口した筒状のモータハウジング３０の下端には、整流子モータの図示しない回転子を軸支する軸受部３１が突設され、その軸受部３１の周囲には、回転子に設けた整流子に摺接させる一対のブラシ３６，３６を保持する円盤状のブラシホルダユニット３５を下方からネジ止めする組み付け座３２が設けられている。一方、モータハウジング３０内には、整流子モータの収容部３３が形成され、収容部３３の底には、固定子３７の端面を突き当てた状態でネジ止めするボス３４，３４が設けられている。

よって、このモータハウジング３０にブラシホルダユニット３５及び固定子３７を組み付ける際には、図１２，１３に示すように、モータハウジング３０の下方からブラシホルダユニット３５を組み付け座３２に組み付けて、ネジ３８，３８によってネジ止めする一方、モータハウジング３０の上方から固定子３７を収容部３３に収容し、ネジ３９，３９によってボス３４，３４に組み付けることになる。

特開２００７−１４３３１４号公報

このように、モータハウジング３０に対してブラシホルダユニット３５と固定子３７とを互いに逆方向からネジによって組み付けるため、組み付けに係る作業性が良くないのに加え、ネジ止め部分を形成するために固定子３７が大径化したり、ブラシホルダユニット３５の構造に制約を受けたりする。
また、モータハウジング３０において、ブラシホルダユニット３５の組み付け座３２の中央に回転子の軸受部３１が突出状態で形成されるため、軸受剛性が十分得られず、回転子の振動によってブラシ３６の寿命が短縮化するおそれもある。

そこで、本発明は、整流子モータとブラシホルダユニットとを含むモータアッセンブリが良好な作業性で組み付け可能となると共に、固定子の大径化やブラシホルダユニットの構造の制約を招くことなく、而も高い軸受剛性が得られてブラシ寿命も確保可能となるモータアッセンブリの組み付け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、ハウジング内に、ブラシホルダユニットを下にしてモータアッセンブリを収容可能な有底の収容部を形成すると共に、収容部に、ブラシホルダユニットと当接してその位置決めを行う受け部を形成する一方、整流子モータの固定子及び／又はブラシホルダユニットに、隣接するブラシホルダユニット又は固定子と当接して両者間の位置決めを行う突き当て部を形成し、収容部内でブラシホルダユニットを受け部に当接させ、固定子とブラシホルダユニットとを突き当て部を介して互いに当接させた状態で、開口側から固定子に当接してハウジングに固定される固定部材を設けて、固定部材の固定に伴い、固定部材と受け部との間でモータアッセンブリを挟持固定する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、固定部材を、ハウジングの開口側から固定子及びブラシホルダユニットを貫通してハウジングに螺合されるネジとしたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２の構成において、受け部と突き当て部とを位相を合わせて形成し、突き当て部の位置でネジを固定子及びブラシホルダユニットに貫通させて受け部に螺合することを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１の構成において、ハウジングの開口際に、整流子モータの回転子に設けた冷却用ファンの上流側をカバーするバッフルプレートを組み付けるものにあっては、固定子及び／又はバッフルプレートに、隣接するバッフルプレート又は固定子と当接して両者の位置決めを行う第２の突き当て部を形成して、固定部材を、ハウジングへの組み付けによって受け部との間でモータアッセンブリを挟持固定するバッフルプレートとし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、モータアッセンブリが良好な作業性で組み付け可能となる。また、モータアッセンブリを固定部材と受け部との間で挟持固定するので、ネジ止め部分を確保するために固定子が大径化したり、ブラシホルダユニットの構造に制約を受けたりすることがない。さらに、ハウジングに回転子の軸受部分を突設する必要がなくなるため、高い軸受剛性が得られて回転子に振動が生じにくくなり、ブラシ寿命が好適に維持可能となる。
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、固定子及びブラシホルダユニットを貫通するネジにより、モータアッセンブリがハウジングの半径方向や周方向にがたつくことなく挟持固定される。
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の効果に加えて、ネジによる挟持位置と構成部同士の当接位置とが一致し、より安定した組み付けが可能となる。
請求項４に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、既存のバッフルプレートの組み付けと同時にモータアッセンブリが挟持固定される合理的な構成となる。

モータハウジングの斜視図である。 モータアッセンブリの組み付け構造の分解斜視図である。 モータハウジングの左右方向の縦断面図である。 Ａ−Ａ線断面図である。 モータアッセンブリの斜視図である。 ブラシホルダユニットの斜視図で、（Ａ）は上面側から、（Ｂ）が下面側から見た状態を夫々示す。 モータアッセンブリの組み付け状態を示す拡大斜視図である。 変更例の部分斜視図である。 従来のモータハウジングの斜視図である。 従来のモータハウジングの左右方向の縦断面図である。 従来のモータハウジングの前後方向の縦断面図である。 従来のモータアッセンブリの組み付け構造の分解斜視図である。 従来のモータアッセンブリの組み付け状態を示す斜視図である。

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は、電動ハンマのモータハウジングの斜視図である。まず電動ハンマは、モータハウジング１の上方に、クランク機構を内設したギヤハウジングを組み付けると共に、その前方（図１の右側）に、打撃機構を内設した筒状ハウジングを組み付けて、筒状ハウジングの先端に装着したビットに打撃を付与する周知の構造である。モータハウジング１の後面には、ハンドルハウジングが組み付けられる。

モータハウジング１は、下端を閉塞して上端を開口させた筒状で、下端の閉塞部２には、整流子モータの回転子を軸支する軸受を保持する保持部３が中央に凹設されている。この保持部３の周囲には、整流子モータの冷却用空気を吸い込む複数の吸気孔４，４・・が形成されている。
また、モータハウジング１の内部には、図２に示すように、整流子モータとブラシホルダユニット２０とからなるモータアッセンブリ１０を、ブラシホルダユニット２０を下にして夫々圧入可能な有底の収容部５が形成されている。この収容部５の底部には、図３，４に示すように、上方へ向けて開口するネジ孔７を夫々備えた受け部としての一対のボス６，６が、点対称位置に形成されている。

収容部５に収容される整流子モータは、固定子１１と図示しない回転子とからなる。このうち固定子１１は、図５にも示すように、軸方向の上下端にターミナルプレート１３，１３を設けた鉄芯１２に、一対の主巻線１４，１４を巻回し、上側（モータアッセンブリ１０の説明では図５の上側を上方とする。図６においても同じ）のターミナルプレート１３の上面に端子金具１５，１５を点対称位置で一対ずつ立設した構成である。各対の端子金具１５，１５の間には、鉄芯１２及びターミナルプレート１３を貫通して上下に開口する貫通孔１６，１６が軸方向に形成されている。この貫通孔１６，１６は、収容部５のボス６，６に対応した位置となっている。

ブラシホルダユニット２０は、図６にも示すように、固定子１１のターミナルプレート１３と略同じ大きさのリング状のベース２１を有する。ベース２１の上面には、四角筒状のブラシホルダ２２，２２が点対称に配置されて、回転子の整流子に摺接する図示しないブラシが保持可能となっている。２３，２３は、ブラシホルダ２２の側方に設けられ、端部がブラシを中心側（整流子側）へ押圧する巻き板バネ、２４，２４は、端子金具２５，２５を内設し、ターミナルプレート１３の端子金具１５，１５が差し込まれて電気的接続される連結部である。端子金具２５の一方は上方へ突出してスイッチ側へ、他方はブラシホルダ２２へ夫々電気的接続されるようになっている。

また、各連結部２４における端子金具２５，２５の間でベース２１の下方には、突き当て部としての円筒部２６が下向きに突設されて、ベース２１を貫通して上下に開口する貫通孔２７を形成している。この円筒部２６は、固定子１１のターミナルプレート１３の上面に貫通孔１６と位相を合わせて当接可能となっている。さらに、ベース２１の上面における各貫通孔２７の周囲には、半径方向の外側へ開口する向きで平面視Ｕ字状のリブ２８が夫々立設されている。このリブ２８に、モータハウジング１に設けたボス６が夫々嵌合可能となっている。

以上の如く構成されたモータアッセンブリ１０においては、図５に示すように、固定子１１の上面にブラシホルダユニット２０を、貫通孔１６と円筒部２６との位相を合わせた状態で組み付ける。すると、ターミナルプレート１３の端子金具１５，１５が連結部２４，２４に夫々差し込まれると共に、円筒部２６がターミナルプレート１３の上面に当接して貫通孔１６，２７が互いに連通状態となる。
このモータアッセンブリ１０をモータハウジング１の収容部５に、図７に示すようにブラシホルダユニット２０を下にして、その貫通孔２７とボス６との位相を合わせた状態で上側の開口から下向きに圧入する。すると、収容部５内でベース２１がボス６に当接した位置で停止してボス６がリブ２８に嵌合し、貫通孔２７がネジ孔７と連通状態となる。

こうしてモータアッセンブリ１０を収容部５に収容した状態で、固定子１１の上方から二本のネジ８，８を夫々貫通孔１６，１６に差し込み、そのままブラシホルダユニット２０の円筒部２６及び貫通孔２７を貫通させてボス６のネジ孔７にねじ込む。すると、図３，４に示すように、固定子１１とブラシホルダユニット２０とは、ボス６とネジ８の頭部との間に挟まれた格好で固定される。最後に図示しない回転子を上側から固定子１１に差し込んで下端を保持部３に軸支させれば、モータアッセンブリ１０の組み付けは完了する。

このように、上記形態のモータアッセンブリ１０の組み付け構造は、モータハウジング１内に、ブラシホルダユニット２０を下にしてモータアッセンブリ１０を収容可能な有底の収容部５を形成すると共に、収容部５に、ブラシホルダユニット２０と当接してその位置決めを行うボス６を形成する一方、ブラシホルダユニット２０に、隣接する固定子１１と当接して両者間の位置決めを行う円筒部２６を形成し、収容部５内でブラシホルダユニット２０をボス６に当接させ、固定子１１とブラシホルダユニット２０とを円筒部２６を介して互いに当接させた状態で、開口側から固定子１１に当接してモータハウジング１に螺合される固定部材（ネジ８）を設けて、ネジ８の螺合に伴い、ネジ８とボス６との間でモータアッセンブリ１０を挟持固定する構成となっている。

この構成により、整流子モータとブラシホルダユニット２０とからなるモータアッセンブリ１０が良好な作業性で組み付け可能となる。また、モータアッセンブリ１０をネジ８とボス６との間で挟持固定するので、ネジ止め部分を確保するために固定子１１が大径化したり、ブラシホルダユニット２０の構造に制約を受けたりすることがない。さらに、モータハウジング１に回転子の軸受部分を突設する必要がなくなるため、高い軸受剛性が得られて回転子に振動が生じにくくなり、ブラシ寿命が好適に維持可能となる。

特にここでは、固定部材を、モータハウジング１の開口側から固定子１１及びブラシホルダユニット２０を貫通してモータハウジング１に螺合されるネジ８としたことで、モータアッセンブリ１０がモータハウジング１の半径方向や周方向にがたつくことなく挟持固定される。
また、ボス６と円筒部２６とを位相を合わせて形成し、円筒部２６の位置でネジ８を固定子１１及びブラシホルダユニット２０に貫通させてボス６に螺合するようにしているので、ネジ８による挟持位置と構成部同士の当接位置とが一致し、より安定した組み付けが可能となっている。

なお、上記形態では、先にブラシホルダユニットを固定子に組み付けてからモータハウジングに収容するようにしているが、モータハウジングにブラシホルダユニットを先に組み付け、その後に固定子を組み付けてネジ止めするようにしてもよい。
また、突き当て部としては円筒部に限らず、角筒部としたり、間にネジが貫通する一対のリブとしたり等、適宜形状変更可能である。この形状変更は受け部においても可能であるし、数を増やしても差し支えない。さらに、突き当て部はブラシホルダユニットに設ける場合に限らず、固定子の端面に設けてもよいし、ブラシホルダユニットと固定子との互いに対向面に夫々設けてもよい。
加えて、突き当て部は必ずしも受け部と位相を合わせる必要はなく、ネジの貫通孔と異なる位相に設けることは可能である。

そして、上記形態では、ネジを固定子及びブラシホルダユニットに貫通させてボスに螺合させているが、必ずしもモータアッセンブリにネジを貫通させる必要はなく、例えばモータハウジングの開口際で固定子の外側にネジ止め部を形成し、ネジ止め部にワッシャーを介してネジを螺合させて、ワッシャーによって固定子の端面を押さえて挟持固定する構造等も考えられる。この場合はネジとワッシャーとが固定部材となる。

また、モータハウジングの開口際に、整流子モータの回転子に設けられた冷却用ファンの上流側を覆うバッフルプレートが組み付けられる場合も、モータアッセンブリを貫通させるネジを用いることなくモータアッセンブリの挟持固定が可能となる。すなわち、図８に示すように、バッフルプレート１７に、隣接する固定子１１の端面に当接する第２の突き当て部としての一対のブロック部１８，１８を点対称位置に形成する一方、モータハウジング１の開口側に、ブロック部１８，１８が当接するネジ止め部１９，１９を形成して、ブロック部１８，１８を貫通させたネジ９，９をネジ止め部１９，１９に螺合させるものである。

よって、この変更例においても、上記形態と同様に、まずモータハウジング１にブラシホルダユニット２０と固定子１１とを、ブラシホルダユニット２０がボス６に当接するまで圧入し、この状態でバッフルプレート１７を、ブロック部１８，１８が固定子１１の端面及びネジ止め部１９，１９に夫々当接するようにモータハウジング１の開口に組み付ける。そして、開口側からネジ９，９をブロック部１８，１８に貫通させてネジ止め部１９，１９に螺合すると、モータアッセンブリ１０がバッフルプレート１７とボス６との間で挟持固定されることになる。

このように、この変更例によれば、バッフルプレート１７に、隣接する固定子１１と当接して両者の位置決めを行うブロック部１８，１８を形成して、固定部材を、モータハウジング１への組み付けによってボス６との間でモータアッセンブリ１０を挟持固定するバッフルプレート１７としたことで、モータアッセンブリ１０が良好な作業性で組み付け可能となり、固定子が大径化したり、ブラシホルダユニット２０の構造に制約を受けたりすることがない。さらに、高い軸受剛性が得られて回転子に振動が生じにくくなり、ブラシ寿命が好適に維持可能となる、という上記形態と同様の効果が得られる。特にここでは、バッフルプレート１７の組み付けと同時にモータアッセンブリ１０が挟持固定される合理的な構成となっている。

なお、ここでの第２の突き当て部もブロック部以外に円筒部やリブ等の他の形状が採用できるし、バッフルプレートでなく固定子の端面側や両者の対向面に第２の突き当て部を設けることもできる。また、バッフルプレートはネジによる固定に限らず、受け部との間でのモータアッセンブリの挟持固定が可能であれば、バヨネット結合等の他の手段によってハウジングへ組み付けるようにしても差し支えない。
その他、本発明の組み付け構造は、電動ハンマ以外の他の電動工具にも採用可能である。

１・・モータハウジング、５・・収容部、６・・ボス、７・・ネジ孔、８，９・・ネジ、１０・・モータアッセンブリ、１１・・固定子、１２・・鉄芯、１３・・ターミナルプレート、１４・・主巻線、１５，２５・・端子金具、１６，２７・・貫通孔、１７・・バッフルプレート、１８・・ブロック部、１９・・ネジ止め部、２０・・ブラシホルダユニット、２１・・ベース、２２・・ブラシホルダ、２４・・連結部、２６・・円筒部、２８・・リブ。

Claims (4)

1. 筒状のハウジング内に、整流子モータと、その整流子モータの整流子に摺接するブラシを保持するブラシホルダユニットとを含むモータアッセンブリを組み付ける構造であって、
   前記ハウジング内に、前記ブラシホルダユニットを下にして前記モータアッセンブリを収容可能な有底の収容部を形成すると共に、前記収容部に、前記ブラシホルダユニットと当接してその位置決めを行う受け部を形成する一方、
   前記整流子モータの固定子及び／又は前記ブラシホルダユニットに、隣接する前記ブラシホルダユニット又は固定子と当接して両者間の位置決めを行う突き当て部を形成し、
   前記収容部内で前記ブラシホルダユニットを前記受け部に当接させ、前記固定子とブラシホルダユニットとを前記突き当て部を介して互いに当接させた状態で、前記開口側から前記固定子に当接して前記ハウジングに固定される固定部材を設けて、
   前記固定部材の固定に伴い、前記固定部材と受け部との間で前記モータアッセンブリを挟持固定することを特徴とするモータアッセンブリの組み付け構造。
2. 前記固定部材を、前記開口側から前記固定子及びブラシホルダユニットを貫通して前記ハウジングに螺合されるネジとしたことを特徴とする請求項１に記載のモータアッセンブリの組み付け構造。
3. 前記受け部と突き当て部とを位相を合わせて形成し、前記突き当て部の位置で前記ネジを前記固定子及びブラシホルダユニットに貫通させて前記受け部に螺合することを特徴とする請求項２に記載のモータアッセンブリの組み付け構造。
4. 前記ハウジングの前記開口際に、前記整流子モータの回転子に設けた冷却用ファンの上流側をカバーするバッフルプレートを組み付けるものにあっては、前記固定子及び／又は前記バッフルプレートに、隣接する前記バッフルプレート又は固定子と当接して両者の位置決めを行う第２の突き当て部を形成して、前記固定部材を、前記ハウジングへの組み付けによって前記受け部との間で前記モータアッセンブリを挟持固定する前記バッフルプレートとしたことを特徴とする請求項１に記載のモータアッセンブリの組み付け構造。

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