JP2015126563A - Electric tool - Google Patents

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淳哉 犬塚
Junya INUZUKA
淳哉 犬塚
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To securely fix permanent magnets and a rotor core and thereby improve the rotor strength.SOLUTION: In a vibratory driver drill, a brushless motor formed by a stator and a rotor 25A is stored in a body housing. Permanent magnets 53 are respectively inserted into through holes 54 formed in a rotor core of the rotor 25A. The rotor core 52 and the permanent magnets 53 are integrated by a resin 67.

Description

本発明は、ブラシレスモータを駆動源として利用する電動工具に関する。   The present invention relates to an electric tool that uses a brushless motor as a drive source.

震動ドライバドリル等の電動工具においては、コンパクトで耐久性の高いブラシレスモータが駆動源として採用されている。このブラシレスモータは、特許文献1に開示されるように、ステータの内側にロータを配置してなり、ロータは、複数の鋼板を積層したロータコア(回転子鉄心)と、ロータコアの中心に挿通され一体化されたモータ軸と、ロータコアに固定された複数の永久磁石とから構成される。   In a power tool such as a vibration driver drill, a compact and highly durable brushless motor is employed as a drive source. As disclosed in Patent Document 1, this brushless motor has a rotor disposed inside a stator, and the rotor is integrally inserted through a rotor core (rotor core) in which a plurality of steel plates are laminated, and the center of the rotor core. The motor shaft is composed of a plurality of permanent magnets fixed to the rotor core.

特開2004−7869号公報JP 2004-7869 A

一方、永久磁石は、ロータコアにその軸方向に形成された貫通孔に挿入され、接着剤によってロータコアに一体化される場合がある。しかし、永久磁石を接着剤によって固定する方法ではロータ強度を高くすることに限界があり、高回転化は難しくなっていた。このような課題はロータコアと回転軸との固定においても同様である。   On the other hand, the permanent magnet may be inserted into a through hole formed in the axial direction of the rotor core and integrated with the rotor core by an adhesive. However, the method of fixing the permanent magnet with an adhesive has a limit in increasing the rotor strength, and it has been difficult to increase the rotation speed. Such a problem also applies to the fixing between the rotor core and the rotating shaft.

そこで、本発明は、永久磁石やロータコアを確実に固定できてロータ強度を高くすることができるブラシレスモータが使用可能な電動工具を提供することを目的としたものである。   Therefore, an object of the present invention is to provide an electric tool capable of using a brushless motor capable of reliably fixing a permanent magnet and a rotor core and increasing the rotor strength.

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、ステータとロータとからなるブラシレスモータを収容し、ロータのロータコアに、複数の貫通孔を軸方向に形成して各貫通孔に永久磁石をそれぞれ挿入した電動工具であって、ロータコアと永久磁石とを樹脂を介して一体化した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、ロータに、永久磁石を貫通孔から抜け止めするストッパ部材を設けて、ストッパ部材も樹脂を介してロータコア及び永久磁石と一体化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、ストッパ部材は、ロータコアの端面に配置されて樹脂の逃がし孔を有する円板状であることを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、ハウジング内に、ステータとロータとからなるブラシレスモータを収容した電動工具であって、ロータの回転軸とロータコアとの間に樹脂を充填して回転軸とロータコアとを樹脂を介して一体化したことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a housing in which a brushless motor including a stator and a rotor is accommodated in a housing, and a plurality of through holes are formed in an axial direction in a rotor core of the rotor. An electric power tool in which a permanent magnet is inserted into each through-hole, wherein the rotor core and the permanent magnet are integrated through a resin.
According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the rotor is provided with a stopper member for preventing the permanent magnet from coming out of the through hole, and the stopper member is also integrated with the rotor core and the permanent magnet through the resin. It is characterized by.
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect, the stopper member is a disk-shaped member disposed on the end face of the rotor core and having a resin escape hole.
In order to achieve the above object, an invention according to claim 4 is an electric tool in which a brushless motor including a stator and a rotor is housed in a housing, and a resin is provided between the rotating shaft of the rotor and the rotor core. It is characterized by filling and integrating the rotating shaft and the rotor core via a resin.

本発明によれば、樹脂を利用して永久磁石やロータコアを確実に固定できてロータ強度を高くすることができ、高回転化が実現可能となる。   According to the present invention, the permanent magnet and the rotor core can be reliably fixed using resin, the rotor strength can be increased, and high rotation can be realized.

震動ドライバドリルの全体図である。It is a general view of a vibration driver drill. ステータを前方から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the stator from the front. ヒュージング端子の説明図で、(A)は斜視、(B)は背面、(C)は側面、(D)は正面、(E)は挿入状態の側面をそれぞれ示す。It is explanatory drawing of a fusing terminal, (A) is a perspective view, (B) is a back surface, (C) is a side surface, (D) is a front surface, (E) shows the side surface of an insertion state, respectively. (A)はロータの全体図、(B)はA−A線断面図、(C)はロータの斜視図である。(A) is an overall view of the rotor, (B) is a cross-sectional view taken along line AA, and (C) is a perspective view of the rotor. (A)はロータの横断面図、(B)はロータの変更例の横断面図である。(A) is a cross-sectional view of the rotor, and (B) is a cross-sectional view of a modified example of the rotor. (A)は樹脂で一体成型したロータの横断面図、(B)はロータの縦断面図、(C)は後ストッパの背面図である。(A) is a transverse sectional view of a rotor integrally molded with resin, (B) is a longitudinal sectional view of the rotor, and (C) is a rear view of the rear stopper. (A)は射出成型マグネットで一体成型したロータの横断面図、(B)はロータの縦断面図である。(A) is a cross-sectional view of a rotor integrally molded with an injection-molded magnet, and (B) is a vertical cross-sectional view of the rotor. (A)は射出成型マグネットで一体成型したロータの他の例の横断面図、(B)はロータの縦断面図である。(A) is a cross-sectional view of another example of a rotor integrally molded with an injection-molded magnet, and (B) is a vertical cross-sectional view of the rotor. (A)はSPMモータにおいて樹脂で一体成型したロータの横断面図、(B)はロータの縦断面図である。(A) is a cross-sectional view of a rotor integrally molded with resin in an SPM motor, and (B) is a vertical cross-sectional view of the rotor.

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、電動工具の一例である震動ドライバドリルの全体図で、震動ドライバドリル1は、前後方向に延びる本体2に、ハンドル3を下向きに形成したT字状を有し、ハンドル3の下端に形成した装着部4には、電源となるバッテリーパック5が装着されている。また、装着部4の側面には、ビット7の収容部6が形成されている。
本体2のハウジングは、ブラシレスモータ8及び遊星歯車減速機構9を収容する筒状の本体ハウジング10の前方(図1の右側)に、クラッチ機構及び震動機構、スピンドルを収容する前ハウジング11を前方からネジ12,12・・によって組み付け、本体ハウジング10の後方に、キャップハウジング13を後方から上下二カ所でネジ14,14によって組み付けて形成される。本体ハウジング10とキャップハウジング13との結合面は、ネジ14がねじ込まれるネジボスを含んで本体ハウジング10の後面に形成されるリング状の凸部15を、キャップハウジング13の前面に形成される凹部16に嵌合させるいんろう結合となっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall view of a vibration driver drill as an example of an electric tool. A vibration driver drill 1 has a T-shape in which a handle 3 is formed downward on a main body 2 extending in the front-rear direction. A battery pack 5 serving as a power source is mounted on the mounting portion 4 formed in the above. Further, a receiving portion 6 for the bit 7 is formed on the side surface of the mounting portion 4.
The housing of the main body 2 has a front housing 11 that houses the clutch mechanism, the vibration mechanism, and the spindle from the front of the cylindrical main body housing 10 that houses the brushless motor 8 and the planetary gear speed reduction mechanism 9. The cap housing 13 is assembled to the rear of the main body housing 10 with the screws 14 and 14 at two places, upper and lower, from the rear. The coupling surface between the main housing 10 and the cap housing 13 includes a ring-shaped convex portion 15 formed on the rear surface of the main housing 10 including a screw boss into which the screw 14 is screwed, and a concave portion 16 formed on the front surface of the cap housing 13. It is a cantilever connection that fits in.

一方、前ハウジング11の前方には、モード切替リング17とクラッチ調整リング18とが設けられて、クラッチ調整リング18の前方に、スピンドルに装着されるチャック19が設けられている。なお、ハンドル3は、本体ハウジング10に連設されており、これらは左右の半割ハウジング10a,10bをネジ20,20・・によって組み付けることで形成される。21はハンドル3に収容されるスイッチに設けられたトリガ、22はモータの正逆切替ボタン、23は速度切替レバーで、トリガ21の上方には、チャック19の前方を照射する図示しないライトが設けられている。   On the other hand, a mode switching ring 17 and a clutch adjustment ring 18 are provided in front of the front housing 11, and a chuck 19 attached to the spindle is provided in front of the clutch adjustment ring 18. The handle 3 is connected to the main body housing 10 and is formed by assembling the left and right half housings 10a, 10b with screws 20, 20,. 21 is a trigger provided on a switch accommodated in the handle 3, 22 is a motor forward / reverse switching button, 23 is a speed switching lever, and a light (not shown) for irradiating the front of the chuck 19 is provided above the trigger 21. It has been.

本体ハウジング10の後部に収容されるブラシレスモータ8は、ステータ24とその内側のロータ25とからなるインナロータ型で、ステータ24は、図2に示すように、複数の積層鋼板から形成される筒状のステータコア26と、ステータコア26の軸方向前後の端面にそれぞれ設けられる前インシュレータ27及び後インシュレータ28と、前後インシュレータ27,28を介してステータコア26に巻回される6つのコイル29,29・・と、を有し、前インシュレータ27には、センサ回路基板30及び短絡部材31が取り付けられている。   The brushless motor 8 accommodated in the rear portion of the main body housing 10 is an inner rotor type composed of a stator 24 and a rotor 25 inside thereof, and the stator 24 is a cylindrical shape formed of a plurality of laminated steel plates as shown in FIG. Stator core 26, front insulator 27 and rear insulator 28 provided on axially front and rear end faces of stator core 26, and six coils 29, 29,... Wound around stator core 26 via front and rear insulators 27, 28, respectively. The sensor circuit board 30 and the short-circuit member 31 are attached to the front insulator 27.

前インシュレータ27は、ステータコア26と同径リング状の一体成形品で、前面には、後述するヒュージング端子37の保持部32,32・・が6組突設されている。この保持部32は、溝を有する一対の突起33,33を、溝同士が対向するように所定間隔をおいて配置したもので、各保持部32,32の間には、図示しないネジボスが突設されている。
また、前インシュレータ27の左右の側部には、一対の凹部34,34がそれぞれ形成されると共に、凹部34,34を挟んだ上下側には、一対の三角形状の第1切欠部35,35がそれぞれ形成されている。さらに、前インシュレータ27の上部中央には、四角形状の第2切欠部36が形成されている。
The front insulator 27 is a ring-shaped integral product having the same diameter as the stator core 26, and six sets of holding portions 32, 32,... The holding portion 32 is a pair of protrusions 33, 33 having grooves arranged at predetermined intervals so that the grooves face each other. A screw boss (not shown) protrudes between the holding portions 32, 32. It is installed.
A pair of recesses 34 are formed on the left and right sides of the front insulator 27, and a pair of triangular first cutouts 35 35 are formed on the upper and lower sides across the recesses 34, 34. Are formed respectively. Furthermore, a square-shaped second notch 36 is formed in the upper center of the front insulator 27.

そして、前インシュレータ27の各保持部32には、ヒュージング端子37が保持されている。このヒュージング端子37は、図3に示すように、帯状の金具を二つ折りしてなり、一端部38の中間部位では、凸状に折曲される第1折り曲げ部39が形成され、先端側では、外向きに折り返した第2折り曲げ部40が形成されている。他端部41の両側縁には、断面L字状の羽根片42,42が折曲形成されている。よって、各ヒュージング端子37の折り曲げ側を保持部32に差し込み、羽根片42,42をそれぞれ突起33の溝部に嵌合させると、各ヒュージング端子37は、同心円上で一端部38を外側に向けて前インシュレータ27の軸方向と平行な姿勢で保持される。
コイル29は、一本の巻線でステータコア26の各ティースへ順番に巻回されて、コイル29,29間をつなぐ各巻線29aが、保持部32の外側を回り込んでヒュージング端子37に挟持された状態でヒュージングすることにより、各ヒュージング端子37と電気的に接続されている。ここでは一端部38に凸状の第1折り曲げ部39を形成しているので、図3(E)に示すように一端部38と他端部41との間に巻線29aが入るスペースを確保できる。また、第2折り曲げ部40の形成により、両端部同士が確実に接触できるようになり、安定したヒュージングが可能となっている。
A fusing terminal 37 is held in each holding portion 32 of the front insulator 27. As shown in FIG. 3, the fusing terminal 37 is formed by folding a band-shaped metal fitting in half, and a first bent portion 39 that is bent in a convex shape is formed at an intermediate portion of the one end portion 38. Then, the 2nd bending part 40 turned up outward is formed. On both side edges of the other end portion 41, blade pieces 42, 42 having an L-shaped cross section are formed. Therefore, when the bent side of each fusing terminal 37 is inserted into the holding portion 32 and the blade pieces 42 and 42 are fitted into the groove portions of the protrusions 33, each fusing terminal 37 is concentrically arranged with one end portion 38 outward. The front insulator 27 is held in a posture parallel to the axial direction.
The coil 29 is wound around each tooth of the stator core 26 by one winding in order, and each winding 29 a connecting the coils 29, 29 wraps around the outside of the holding portion 32 and is sandwiched between the fusing terminals 37. By performing fusing in the above state, each fusing terminal 37 is electrically connected. Here, since the convex first bent portion 39 is formed at the one end portion 38, a space for the winding 29a to enter between the one end portion 38 and the other end portion 41 is secured as shown in FIG. it can. Further, the formation of the second bent portion 40 makes it possible for both end portions to reliably contact each other, thereby enabling stable fusing.

センサ回路基板30は、ロータ25に設けた永久磁石53の位置を検出して回転検出信号を出力する3つの回転検出素子(図示略)を搭載し、保持部32の内側に収まる外径を有するドーナツ状で、外周には、前インシュレータ27のネジボスに対応する透孔を備えた4つの突起43,43・・が延設されて、各突起43の透孔にネジボスを貫通させることで、前インシュレータ27の前面で位置決めされるようになっている。回転検出素子の信号線は、センサ回路基板30の下部から引き出される。   The sensor circuit board 30 has three rotation detection elements (not shown) that detect the position of the permanent magnet 53 provided on the rotor 25 and output a rotation detection signal, and have an outer diameter that fits inside the holding portion 32. Four protrusions 43, 43... That are donut-shaped and have outer perforations corresponding to the screw bosses of the front insulator 27 are extended on the outer periphery. It is positioned on the front surface of the insulator 27. The signal line of the rotation detection element is drawn from the lower part of the sensor circuit board 30.

短絡部材31は、センサ回路基板30と略同径となる樹脂製のリング状で、外周には、前インシュレータ27の各ネジボスが後方から嵌合可能な4つのボス44,44・・を一体的に突設している。また、短絡部材31は、対角線上に突出する一対の短絡片46,46をそれぞれ備えた円弧状の3つの板金部材45,45・・を、互いに非接触状態で同心円上に重ね合わせた状態でインサート成形している。短絡片46は、短絡部材45から放射状に突出して前インシュレータ27に保持される各ヒュージング端子37に対応するもので、先端には、ヒュージング端子37の他端部41が差し込み可能なスリット47がそれぞれ形成されている。各板金部材45には、U相、V相、W相の各電源線48,48・・が溶接される。
この短絡部材31を、前インシュレータ27のネジボスがボス44に挿入するようにセンサ回路基板30の前方から重ねてネジ49で固定すると、各ヒュージング端子37の他端部41が、それぞれ対応する短絡片46に差し込まれる。この状態でヒュージング端子37と短絡片46とをハンダ付けすれば、点対称に位置するヒュージング端子37がそれぞれ板金部材45によって短絡される。すなわち、ステータコア26へ順番に巻回されるコイル29,29間の巻線29aに電気的に接続されるヒュージング端子37が、対角同士で3つの板金部材45によって電気的に接続されることになり、いわゆるパラ巻きのデルタ結線となる。
The short-circuit member 31 is a resin ring having a diameter substantially the same as that of the sensor circuit board 30, and four bosses 44, 44... With which the screw bosses of the front insulator 27 can be fitted from the rear are integrated on the outer periphery. It protrudes to. Further, the short-circuit member 31 is a state in which three arc-shaped sheet metal members 45, 45... Each having a pair of short-circuit pieces 46, 46 projecting diagonally are overlapped on a concentric circle in a non-contact state. Insert molding. The short-circuit piece 46 corresponds to each fusing terminal 37 projecting radially from the short-circuit member 45 and held by the front insulator 27, and a slit 47 into which the other end 41 of the fusing terminal 37 can be inserted at the tip. Are formed respectively. The U-phase, V-phase, and W-phase power lines 48, 48,... Are welded to each sheet metal member 45.
When the short-circuit member 31 is overlapped from the front of the sensor circuit board 30 and fixed with screws 49 so that the screw bosses of the front insulator 27 are inserted into the bosses 44, the other end portions 41 of the fusing terminals 37 are respectively short-circuited. It is inserted into the piece 46. If the fusing terminal 37 and the short-circuit piece 46 are soldered in this state, the fusing terminals 37 positioned symmetrically with respect to each other are short-circuited by the sheet metal members 45, respectively. In other words, the fusing terminals 37 that are electrically connected to the windings 29a between the coils 29 and 29 that are wound around the stator core 26 in order are electrically connected to each other by the three sheet metal members 45 diagonally. It becomes so-called para-winding delta connection.

ここではヒュージング端子37の高さ寸法内にセンサ回路基板30及び短絡部材31が納められるため、短絡部材31等を用いてもブラシレスモータ8の全長が最小限に抑えられる。さらに、信号線や電源線を除いて全ての部材がステータコア26の外径の中に収まっているため、製品の外径も大きくならずコンパクトとなる。
こうして組み付けられるステータ24は、本体ハウジング10の半割ハウジング10a,10bの内面へそれぞれ周方向に突設した支持リブ50によって外周が保持されると共に、半割ハウジング10a、10bの内面に突設された図示しない突起が、前インシュレータ27の側面に形成した凹部34にそれぞれ嵌合することで、軸方向及び周方向に位置決めされた状態で収容される。なお、第1切欠部35及び第2切欠部36は、マルノコ等に使用される筒型ハウジングに収容する場合に、筒型ハウジングに設けたリブを嵌合させることで位置決めに利用できる。
Here, since the sensor circuit board 30 and the short-circuit member 31 are accommodated within the height dimension of the fusing terminal 37, the total length of the brushless motor 8 can be minimized even if the short-circuit member 31 or the like is used. Furthermore, since all members except the signal line and the power line are accommodated in the outer diameter of the stator core 26, the outer diameter of the product is not increased and the product is compact.
The stator 24 assembled in this manner is held on the outer periphery by the supporting ribs 50 protruding in the circumferential direction on the inner surfaces of the half housings 10a and 10b of the main body housing 10, and is projected on the inner surfaces of the half housings 10a and 10b. The projections (not shown) are accommodated in a state of being positioned in the axial direction and the circumferential direction by fitting into the recesses 34 formed on the side surface of the front insulator 27, respectively. In addition, when accommodating the 1st notch part 35 and the 2nd notch part 36 in the cylindrical housing used for a marlin saw etc., it can utilize for positioning by fitting the rib provided in the cylindrical housing.

一方、ロータ25は、図4にも示すように、軸心に位置する回転軸51と、回転軸51の周囲に配置され、複数の鋼板を積層してなる略円筒状のロータコア52と、ロータコア52の内部に固定される4つの板状の永久磁石(焼結磁石)53,53・・とを有する。この永久磁石53は、図5(A)にも示すように、ロータコア52の横断面で回転軸51を中心とした正方形の四辺にそれぞれ位置するように形成された貫通孔54,54・・に挿入されて接着剤及び/又は圧入によって固定される。52aは、ロータコア52の鋼板同士を固定するかしめ部で、長方形をしており、永久磁石53で囲まれる正方形の四隅にそれぞれ位置している。これにより磁気的に有利となっている。
ここで、ロータコア52の外周面において、各永久磁石53の横断面で長手方向の両端外側に当たる部位には、永久磁石53の外面と平行な面取部55,55・・が、ロータコア52の軸方向の全長に亘ってそれぞれ形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the rotor 25 includes a rotating shaft 51 positioned at the axial center, a substantially cylindrical rotor core 52 that is disposed around the rotating shaft 51 and is formed by stacking a plurality of steel plates, and a rotor core. And four plate-like permanent magnets (sintered magnets) 53, 53,. As shown in FIG. 5A, the permanent magnet 53 is formed in through holes 54, 54,... Formed so as to be positioned on four sides of a square centering on the rotation shaft 51 in the cross section of the rotor core 52. Inserted and fixed by adhesive and / or press fit. 52 a is a caulking portion that fixes the steel plates of the rotor core 52, has a rectangular shape, and is positioned at each of the four corners of the square surrounded by the permanent magnet 53. This is magnetically advantageous.
Here, chamfered portions 55, 55... Parallel to the outer surface of the permanent magnet 53 are disposed on the outer peripheral surface of the rotor core 52 on the outer side of the longitudinal direction in the cross section of each permanent magnet 53. Each is formed over the entire length in the direction.

回転軸51の後端は、キャップハウジング13に保持された軸受56に軸支されて、その前方部位には遠心ファン57が取り付けられている。ここでは遠心ファン57の中央部は前方へすり鉢状に膨出して、軸受56がその後方へ突出する格好となっている。これにより、キャップハウジング13と遠心ファン57との距離が近くなって全長の短縮化に繋がる。58は、キャップハウジング13の左右の側面に形成された排気口で、吸気口はその前方で本体ハウジング10の側面に設けられている(図示せず)。
また、ブラシレスモータ8の前方には、遊星歯車減速機構9を収容するギヤケース59が設けられて、回転軸51の前端は、ギヤケース59の後端を閉塞するキャップ60を貫通してキャップ60に保持される軸受61に軸支されている。当該前端にはピニオン62が固着されて、遊星歯車減速機構9の一段目の遊星歯車と噛合している。
The rear end of the rotating shaft 51 is pivotally supported by a bearing 56 held by the cap housing 13, and a centrifugal fan 57 is attached to a front portion thereof. Here, the central portion of the centrifugal fan 57 bulges forward in a bowl shape, and the bearing 56 projects rearward. As a result, the distance between the cap housing 13 and the centrifugal fan 57 is reduced, leading to a reduction in the overall length. 58 is an exhaust port formed on the left and right side surfaces of the cap housing 13, and the intake port is provided in front of the side surface of the main body housing 10 (not shown).
A gear case 59 that houses the planetary gear reduction mechanism 9 is provided in front of the brushless motor 8, and the front end of the rotating shaft 51 passes through a cap 60 that closes the rear end of the gear case 59 and is held by the cap 60. The bearing 61 is pivotally supported. A pinion 62 is fixed to the front end, and meshes with the first stage planetary gear of the planetary gear reduction mechanism 9.

さらに、ロータ25において、ロータコア52と遠心ファン57との間には、ストッパ部材としての後ストッパ63が設けられている。この後ストッパ63は、真鍮製でロータコア52と同じ外径を有する円板で、ロータコア52と同軸で回転軸51に固着されている。一方、ロータコア52と前側の軸受61との間には、ストッパ部材としての前ストッパ64が設けられている。この前ストッパ64は、真鍮製でロータコア52よりも小さい外径を有する円板で、ロータコア52と同軸で且つロータコア52との間に隙間を空けた状態で回転軸51に固着されている。但し、前ストッパ64の外径は、4つの永久磁石53で囲まれる内側円よりも大径となって、各永久磁石53の前方に前ストッパ64が位置するようになっている。また、前ストッパ64は、中心側が外周側よりも肉厚となる段付き形状となっており、固定状態では中心側の肉厚部64aの前面が軸受61の内輪のみに当接することで、外輪との干渉を回避している。
そして、後ストッパ63と前ストッパ64の外周には、バランスを調整するための切欠き65がそれぞれ形成されている。なお、製造時に既にバランスが整っている場合には、切欠きを設ける必要はない。
Further, in the rotor 25, a rear stopper 63 as a stopper member is provided between the rotor core 52 and the centrifugal fan 57. The stopper 63 is a disc made of brass and having the same outer diameter as the rotor core 52, and is fixed to the rotating shaft 51 coaxially with the rotor core 52. On the other hand, a front stopper 64 as a stopper member is provided between the rotor core 52 and the front bearing 61. The front stopper 64 is a disc made of brass and having an outer diameter smaller than that of the rotor core 52. The front stopper 64 is coaxial with the rotor core 52 and is fixed to the rotating shaft 51 with a gap between the rotor core 52 and the front stopper 64. However, the outer diameter of the front stopper 64 is larger than the inner circle surrounded by the four permanent magnets 53 so that the front stopper 64 is positioned in front of each permanent magnet 53. Further, the front stopper 64 has a stepped shape in which the center side is thicker than the outer peripheral side, and the front surface of the thick portion 64a on the center side abuts only on the inner ring of the bearing 61 in the fixed state, so that the outer ring To avoid interference.
And the notch 65 for adjusting balance is formed in the outer periphery of the rear stopper 63 and the front stopper 64, respectively. In addition, when the balance is already prepared at the time of manufacture, it is not necessary to provide a notch.

以上の如く構成された震動ドライバドリル1においては、トリガ21を押し込み操作すると、スイッチがONしてバッテリーパック5の電源によってブラシレスモータ8が駆動する。すなわち、ハンドル3の下部に収容した図示しないコントローラのマイコンが、センサ回路基板30の回転検出素子から出力されるロータ25の永久磁石53の位置を示す回転検出信号を得てロータ25の回転状態を取得し、取得した回転状態に応じて各スイッチング素子のON/OFFを制御し、ステータ24の各コイル29に対し順番に電流を流すことでロータ25を回転させる。よって、回転軸51が回転して遊星歯車減速機構9に減速された回転がスピンドルへ伝わり、チャック19を回転させる。モード切替リング17の操作により、設定トルクで回転伝達が遮断されるクラッチ機構が機能するドライバモードと、クラッチ機構が機能しないドリルモードと、スピンドルが前後に震動する震動モードとが選択可能となり、クラッチ調整リング18の操作により、ドライバモードでクラッチ機構が作動するトルクの設定が可能となる。   In the vibration driver drill 1 configured as described above, when the trigger 21 is pushed in, the switch is turned on and the brushless motor 8 is driven by the power supply of the battery pack 5. That is, a microcomputer of a controller (not shown) housed in the lower part of the handle 3 obtains a rotation detection signal indicating the position of the permanent magnet 53 of the rotor 25 output from the rotation detection element of the sensor circuit board 30 and determines the rotation state of the rotor 25. The rotor 25 is rotated by controlling the ON / OFF of each switching element in accordance with the acquired rotation state, and causing current to flow sequentially to each coil 29 of the stator 24. Therefore, the rotation shaft 51 rotates and the rotation decelerated by the planetary gear reduction mechanism 9 is transmitted to the spindle to rotate the chuck 19. By operating the mode switching ring 17, it is possible to select a driver mode in which a clutch mechanism in which rotation transmission is interrupted by a set torque functions, a drill mode in which the clutch mechanism does not function, and a vibration mode in which the spindle vibrates back and forth. By operating the adjustment ring 18, it is possible to set a torque for operating the clutch mechanism in the driver mode.

そして、回転するロータ25には、前後に後ストッパ63と前ストッパ64とが設けられているため、各永久磁石53の前後方向の移動が規制され、ロータコア52の貫通孔54から抜け出ることが防止される。よって、永久磁石53が脱落するおそれがなく、信頼性の高いブラシレスモータ8が使用可能となる。特に後ストッパ63の採用により、接着剤の漏れが防止されるため、永久磁石53の接着面積が確保され、生産性の向上に繋がる。また、前後ストッパ63,64に切欠き65を形成することによってバランス修正が容易に行える。ここでは、貫通孔54における永久磁石53の両外側にできる空間(隙間)54aに接着剤が位置することにより、保持力がアップする(図5(A))。
一方、ロータコア52の外周面には、複数の面取部55が形成されているため、ロータ25の製造時にロータコア52に永久磁石53を挿入する際、面取部55によってロータコア52の位置決めが可能となるため、永久磁石53の挿入が容易に行え、製造工程簡易化によるコストダウンが期待できる。また、ロータコア52の内径に位置決め用ピン孔等を作成する必要がないため、ロータコア52を小型化したり大径の回転軸を採用したりすることが可能となる。さらに、ロータコア52の横断面が真円にならないので、トルクリプル(トルクの変動幅)が低減され、磁束の流れが滑らかとなる。
Since the rotating rotor 25 is provided with a rear stopper 63 and a front stopper 64 on the front and rear, the movement of the permanent magnets 53 in the front-rear direction is restricted, and the rotor 25 is prevented from coming out of the through hole 54 of the rotor core 52. Is done. Therefore, there is no possibility that the permanent magnet 53 falls off, and the highly reliable brushless motor 8 can be used. In particular, the adoption of the rear stopper 63 prevents leakage of the adhesive, so that the adhesion area of the permanent magnet 53 is secured, leading to an improvement in productivity. Further, the balance can be easily corrected by forming the notches 65 in the front and rear stoppers 63 and 64. Here, since the adhesive is positioned in the space (gap) 54a formed on both outer sides of the permanent magnet 53 in the through hole 54, the holding force is increased (FIG. 5A).
On the other hand, since a plurality of chamfered portions 55 are formed on the outer peripheral surface of the rotor core 52, the rotor core 52 can be positioned by the chamfered portion 55 when the permanent magnet 53 is inserted into the rotor core 52 when the rotor 25 is manufactured. Therefore, the permanent magnet 53 can be easily inserted, and cost reduction due to simplification of the manufacturing process can be expected. Further, since it is not necessary to create a positioning pin hole or the like in the inner diameter of the rotor core 52, the rotor core 52 can be downsized or a large-diameter rotating shaft can be employed. Furthermore, since the cross section of the rotor core 52 does not become a perfect circle, torque ripple (torque fluctuation range) is reduced, and the flow of magnetic flux becomes smooth.

なお、前ストッパと後ストッパとは上記形態に限らず、形状等は適宜変更可能で、例えばセンサ回路基板が後側にある場合は前後ストッパの形状を逆にしてもよい。また、後ストッパにおけるロータコアの端面と対向する前面を凹曲面としたり、外周を前方へ高くした縦断面コ字状としたりすれば、ロータコアの端面が後方へ膨出する形状であっても当該端面を確実に塞ぐことができる。この凹曲面やコ字状は前後両面に形成すれば方向性がなくなって組み付けのミスがなくなる。さらに、フィンを一体に形成してロータの放熱性の向上を図ってもよい。非磁性体であれば真鍮に限らず、ステンレス等で形成することもできる。
一方、ブラシレスモータ8のロータコア52に設ける面取部55の数や位置は上記形態に限らず、適宜変更できる。また、面取部に限らず、図5(B)に示すように、永久磁石53の間に形成される断面V字状の凹溝66とする等、位置決め部の形態も適宜変更可能である。勿論この凹溝66の数や位置も変更して差し支えない。さらに、ステータとの干渉がなければロータコアの周面から突出する位置決め部を設けることも可能である。
そして、位置決め部はロータコアに設ける場合に限らず、ファンに設けたり、別体の位置決め部材を回転軸に設けたりすることでも形成できる。
The front stopper and the rear stopper are not limited to the above forms, and the shape and the like can be changed as appropriate. For example, when the sensor circuit board is on the rear side, the shapes of the front and rear stoppers may be reversed. Also, if the front surface of the rear stopper facing the end surface of the rotor core is a concave curved surface, or if the outer periphery is made to have a U-shaped longitudinal section with the front end raised, the end surface of the rotor core will end even if the end surface bulges backward. Can be reliably blocked. If this concave curved surface or U-shape is formed on both the front and rear surfaces, the directionality is lost and assembly errors are eliminated. Furthermore, the fins may be integrally formed to improve the heat dissipation of the rotor. As long as it is a non-magnetic material, it is not limited to brass but can be formed of stainless steel or the like.
On the other hand, the number and positions of the chamfered portions 55 provided on the rotor core 52 of the brushless motor 8 are not limited to the above-described form and can be changed as appropriate. In addition to the chamfered portion, as shown in FIG. 5B, the shape of the positioning portion can be changed as appropriate, such as a concave groove 66 having a V-shaped cross section formed between the permanent magnets 53. . Of course, the number and position of the concave grooves 66 may be changed. Further, it is possible to provide a positioning portion that protrudes from the peripheral surface of the rotor core if there is no interference with the stator.
The positioning portion is not limited to being provided on the rotor core, but can also be formed by providing it on the fan or by providing a separate positioning member on the rotating shaft.

また、ロータにおける永久磁石の固定は、樹脂による一体成型を利用することもできる。例えば、図6に示すロータ25Aのように、貫通孔54における永久磁石53の両端に形成される空間54a,54aに樹脂67(同図網掛け部分)を充填することで永久磁石53の固定を図るものである。但し、ここでは永久磁石53の固定に限らず、ロータコア52の内径を回転軸51よりも大径にしてロータコア52と回転軸51との間の空間68と、ロータコア52と前ストッパ64との間で空間54aと連通する空間69と、後ストッパ63と遠心ファン57との間に形成される空間70(空間68と空間70とは、図6(C)に示すように後ストッパ63に同心円上に形成した逃がし孔71,71・・を介して連通している。)とに亘って樹脂67を充填して、永久磁石53及び前後ストッパ63,64ごと一体成型するものとなっている。
よって、図6の例によれば、ロータコア52と永久磁石53及び回転軸51、前後ストッパ63,64が樹脂67によって一体化し、接着剤を用いるよりもロータ25Aの強度が高くなり、高回転化が達成できる。特に、前後ストッパ63,64も一体成型することで、密度の高い真鍮等を採用してバランス修正が可能となり、振動の低減に繋がる。
In addition, the permanent magnets in the rotor can be fixed by integral molding using a resin. For example, like the rotor 25 </ b> A shown in FIG. 6, the permanent magnet 53 is fixed by filling the spaces 54 a and 54 a formed at both ends of the permanent magnet 53 in the through hole 54 with resin 67 (shaded portions in the figure). It is intended. However, here, not only the permanent magnet 53 is fixed, but the inner diameter of the rotor core 52 is made larger than that of the rotating shaft 51, and the space 68 between the rotor core 52 and the rotating shaft 51, and between the rotor core 52 and the front stopper 64. 6 and a space 70 formed between the rear stopper 63 and the centrifugal fan 57 (the space 68 and the space 70 are concentric with the rear stopper 63 as shown in FIG. 6C). ) And the permanent magnet 53 and the front and rear stoppers 63 and 64 are integrally molded.
Therefore, according to the example of FIG. 6, the rotor core 52, the permanent magnet 53, the rotating shaft 51, and the front and rear stoppers 63 and 64 are integrated by the resin 67, and the strength of the rotor 25A is higher than that using an adhesive, and the rotation speed is increased. Can be achieved. In particular, by integrally molding the front and rear stoppers 63 and 64, it is possible to correct the balance by adopting high-density brass or the like, which leads to reduction of vibration.

さらに、樹脂に代えて、射出成型マグネットを用いて一体成型することもできる。図7はその一例を示すもので、このロータ25Bにおいては、ロータコア52の貫通孔54内に、貫通孔54よりも小さい永久磁石53aをセットし、永久磁石53aを除く貫通孔54内と、ロータコア52の前端面を含んで貫通孔54と連通するロータコア52と前ストッパ64との間の空間69と、後ストッパ63の逃がし孔71と連通して後ストッパ63と遠心ファン57との間に形成される空間70と、に射出成型マグネット(同図網掛け部分)72を充填して、永久磁石53a及び前後ストッパ63,64ごと一体成型するものとなっている。
よって、図7の例によれば、樹脂による一体成型と同様に、接着剤を用いるよりもロータ25Bの強度が高くなり、高回転化が達成でき、前後ストッパ63,64も一体成型することで振動低減に繋がる、という効果が得られる。また、価格が高い焼結磁石の使用量を少なくでき、コストダウンにも繋がる。
Furthermore, instead of resin, it can be integrally molded using an injection molding magnet. FIG. 7 shows an example. In the rotor 25B, a permanent magnet 53a smaller than the through hole 54 is set in the through hole 54 of the rotor core 52, and the rotor core 52, including a front end surface of the rotor core 52 communicating with the through-hole 54 and the front stopper 64, and a clearance hole 71 of the rear stopper 63, and formed between the rear stopper 63 and the centrifugal fan 57. The space 70 to be filled is filled with an injection-molded magnet (shaded portion) 72, and the permanent magnet 53a and the front and rear stoppers 63 and 64 are integrally molded.
Therefore, according to the example of FIG. 7, the strength of the rotor 25B is higher than that using an adhesive, and high rotation can be achieved as in the case of integral molding with resin, and the front and rear stoppers 63 and 64 are also integrally molded. The effect that it leads to vibration reduction is acquired. In addition, the amount of expensive sintered magnets used can be reduced, leading to cost reduction.

また、図8は射出成型マグネットを用いた他の例を示すもので、このロータ25Cではロータコア52の貫通孔を、板状の小さい永久磁石53aが挿入される第1貫通孔73と、その内側(回転軸51側)に位置する第2貫通孔74とから形成している。第1貫通孔73は、図5と同様に回転軸51を中心とした四角形の各辺上に位置するように形成されており、内側で長手方向の中央には、中心側へ突出する突出部73aが連設されている。第2貫通孔74は、両端が第1貫通孔73の両側に位置し、中央が第1貫通孔73の内側で中心側へ膨出する円弧状に形成されている。   FIG. 8 shows another example using an injection-molded magnet. In this rotor 25C, the rotor core 52 has a through-hole, a first through-hole 73 into which a small plate-like permanent magnet 53a is inserted, and the inside thereof. The second through hole 74 is located on the (rotating shaft 51 side). The first through-hole 73 is formed so as to be positioned on each side of a quadrangle centered on the rotation shaft 51 as in FIG. 5, and a protruding portion that protrudes toward the center at the center in the longitudinal direction on the inside. 73a is continuously provided. The second through-hole 74 is formed in an arc shape whose both ends are located on both sides of the first through-hole 73 and whose center bulges toward the center inside the first through-hole 73.

ここでは第1貫通孔73内に永久磁石53aをセットし、第1貫通孔73の突出部73a内と、第2貫通孔74内と、ロータコア52の前端面を含んで両貫通孔73,74と連通するロータコア52と前ストッパ64との間の空間69と、後ストッパ63の逃がし孔71と連通して後ストッパ63と遠心ファン57との間に形成される空間70と、に射出成型マグネット72を充填して、永久磁石53a及び前後ストッパ63,64ごと一体成型するものとなっている。
よって、図8の例においても、接着剤を用いるよりもロータ25Cの強度が高くなり、高回転化が達成でき、前後ストッパ63,64も一体成型することで振動低減に繋がる、という効果が得られる。また、価格が高い焼結磁石の使用量を少なくでき、コストダウンにも繋がる。
Here, the permanent magnet 53 a is set in the first through hole 73, and both the through holes 73, 74 including the projection 73 a of the first through hole 73, the second through hole 74, and the front end surface of the rotor core 52 are included. Injection molded magnets in a space 69 between the rotor core 52 communicating with the front stopper 64 and a space 70 formed between the rear stopper 63 and the centrifugal fan 57 in communication with the escape hole 71 of the rear stopper 63. 72, and the permanent magnet 53a and the front and rear stoppers 63 and 64 are integrally molded.
Therefore, also in the example of FIG. 8, the strength of the rotor 25C is higher than when an adhesive is used, an increase in rotation can be achieved, and the effects of reducing vibration by integrally forming the front and rear stoppers 63 and 64 are obtained. It is done. In addition, the amount of expensive sintered magnets used can be reduced, leading to cost reduction.

一方、上記形態では、ロータに永久磁石を埋め込んだIPM(Interior Permanent Magnet)型のモータで説明しているが、ロータの表面に磁石を設けたSPM(Surface Permanent Magnet)モータであっても、樹脂による一体成型は可能である。図9はその一例を示すもので、このロータ25Dにおいては、外周に設けた筒状の永久磁石75と回転軸51との間に形成される空間76と、永久磁石75と前ストッパ64との間の空間77と、後ストッパ63の逃がし孔71を介して空間76と連通し後ストッパ63と遠心ファン57との間に形成される空間78と、に樹脂67を充填して一体成型するものである。特にここでは、永久磁石75の内周に、複数の軸方向の突条79を等間隔で形成して、横断面で凹凸形状となるようにしている。
よって、図9の例においても、永久磁石75及び回転軸51、前後ストッパ63,64が樹脂67によって一体化し、接着剤を用いるよりもロータ25Dの強度が高くなり、高回転化が達成できる。特に、前後ストッパ63,64も一体成型することで、密度の高い真鍮等を採用してバランス修正が可能となり、振動の低減に繋がる。また、永久磁石75の凹凸形状によって回り止めが容易に可能となり、加工コストの低減に繋がる。
On the other hand, in the above embodiment, an IPM (Interior Permanent Magnet) type motor in which a permanent magnet is embedded in a rotor is described. However, even an SPM (Surface Permanent Magnet) motor in which a magnet is provided on the surface of a rotor, resin is used. Integral molding by is possible. FIG. 9 shows an example. In the rotor 25D, a space 76 formed between the cylindrical permanent magnet 75 provided on the outer periphery and the rotary shaft 51, and the permanent magnet 75 and the front stopper 64 are arranged. The space 77 and the space 78 formed between the rear stopper 63 and the centrifugal fan 57 are communicated with the space 76 through the escape hole 71 of the rear stopper 63, and the resin 67 is filled and integrally molded. It is. In particular, here, a plurality of axial ridges 79 are formed at equal intervals on the inner periphery of the permanent magnet 75 so as to have an uneven shape in the cross section.
Therefore, also in the example of FIG. 9, the permanent magnet 75, the rotating shaft 51, and the front and rear stoppers 63 and 64 are integrated by the resin 67, and the strength of the rotor 25D is higher than that using an adhesive, and high rotation can be achieved. In particular, by integrally molding the front and rear stoppers 63 and 64, it is possible to correct the balance by adopting high-density brass or the like, which leads to reduction of vibration. Further, the uneven shape of the permanent magnet 75 makes it possible to easily prevent rotation, leading to a reduction in processing cost.

その他、本発明は震動ドライバドリルに限らず、ブラシレスモータを駆動源として用いた電動工具であれば、電動ドリルやインパクトドライバ、レシプロソー、丸鋸やグラインダ等の他のタイプであっても適用可能である。その際には、駆動源はバッテリでなくとも、例えばAC(交流)でもよい。   In addition, the present invention is not limited to the vibration driver drill, and can be applied to other types such as an electric drill, an impact driver, a reciprocating saw, a circular saw, and a grinder as long as the electric tool uses a brushless motor as a driving source. is there. In that case, the drive source may not be a battery but may be AC (alternating current), for example.

1・・震動ドライバドリル、2・・本体、3・・ハンドル、8・・ブラシレスモータ、10・・本体ハウジング、24・・ステータ、25,24A〜25D・・ロータ、26・・ステータコア、29・・コイル、30・・センサ回路基板、31・・短絡部材、37・・ヒュージング端子、45・・板金部材、51・・回転軸、52・・ロータコア、53,53a,75・・永久磁石、54・・貫通孔、55・・面取部、63・・後ストッパ、64・・前ストッパ、65・・切欠き、66・・凹溝、67・・樹脂、71・・逃がし孔、72・・射出成型マグネット、73・・第1貫通孔、74・・第2貫通孔。   1 .... Vibration driver drill 2 .... Main body 3 .... Handle 8 ... Brushless motor 10 .... Main body housing 24 ... Stator 25, 24A-25D ... Rotor 26 ... Stator core 29 ... · Coil, 30 · · Sensor circuit board, 31 · · Short circuit member, 37 · · Fusing terminal, 45 · · Sheet metal member, 51 · · Rotating shaft, 52 · · Rotor core, 53, 53a, 75 · · Permanent magnet, 54 .. Through hole, 55 .. Chamfered part, 63 .. Rear stopper, 64 .. Front stopper, 65 .. Notch, 66 ... Groove, 67 ... Resin, 71 ... Relief hole, 72・ Injection molded magnet, 73 .. First through hole, 74 .. Second through hole.

Claims (4)

ハウジング内に、ステータとロータとからなるブラシレスモータを収容し、前記ロータのロータコアに、複数の貫通孔を軸方向に形成して各前記貫通孔に永久磁石をそれぞれ挿入した電動工具であって、
前記ロータコアと前記永久磁石とを樹脂を介して一体化したことを特徴とする電動工具。
A brushless motor consisting of a stator and a rotor is housed in a housing, and a plurality of through holes are formed in the rotor core of the rotor in the axial direction, and permanent magnets are inserted into the through holes, respectively.
The power tool, wherein the rotor core and the permanent magnet are integrated through a resin.
前記ロータに、前記永久磁石を前記貫通孔から抜け止めするストッパ部材を設けて、前記ストッパ部材も樹脂を介して前記ロータコア及び前記永久磁石と一体化したことを特徴とする請求項1に記載の電動工具。   The stopper according to claim 1, wherein the rotor is provided with a stopper member that prevents the permanent magnet from coming off from the through hole, and the stopper member is also integrated with the rotor core and the permanent magnet through resin. Electric tool. 前記ストッパ部材は、前記ロータコアの端面に配置されて前記樹脂の逃がし孔を有する円板状であることを特徴とする請求項2に記載の電動工具。   The electric tool according to claim 2, wherein the stopper member has a disk shape that is disposed on an end face of the rotor core and has an escape hole for the resin. ハウジング内に、ステータとロータとからなるブラシレスモータを収容した電動工具であって、
前記ロータの回転軸とロータコアとの間に樹脂を充填して前記回転軸と前記ロータコアとを前記樹脂を介して一体化したことを特徴とする電動工具。
An electric tool that houses a brushless motor consisting of a stator and a rotor in a housing,
A power tool characterized by filling a resin between a rotating shaft and a rotor core of the rotor and integrating the rotating shaft and the rotor core via the resin.
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