JP2015147273A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスクグラインダ等の電動工具において、従来ハウジングに固定子をねじ止めして固定する構成であったので、固定子鉄心の断面積がねじ孔の分だけ小さくなって電動モータの出力低下を招く原因になっていた。本発明は、電動モータの出力低下を招くことなく、固定子をハウジングに対して固定できるようにする。【解決手段】固定子鉄心１１ａの後端面をハウジング２の段差部４に当接させ、前端面にハウジング２の口元にねじ結合した固定部材１５を直接若しくは間接的に押圧して、モータ軸１３方向に挟み込むことにより固定子１０をハウジング２に対して固定した構成とする。【選択図】図１

Description

この発明は、例えばグラインダ等の電動工具であって、ハウジングに駆動源として電動モータを内装した電動工具に関する。

電動工具に内装される電動モータは、ハウジングに固定した円筒形の固定子（いわゆるフィールド）と、固定子の内周側において回転自在に支持された回転子を備えている。従来、例えば下記の特許文献に開示されているように、固定子はハウジングに対してねじ止めされている。係るねじ止めにより固定子を固定する場合、固定子鉄心に複数のねじ孔や切り欠き部をその両端面間に貫通して設け、各ねじ孔等に固定ねじを挿通してハウジング側に締め付けて固定する構成となっていた。薄鋼板を多数枚積層して製作される固定子鉄心は、積層した薄鋼板の板厚のわずかなばらつきが累積してそのモータ軸方向の寸法にばらつきを生じやすいが、ねじ止めによれば係るばらつきを吸収しつつ確実な固定を行うことができた。

実開昭５７−１１８６３６号公報

しかしながら、従来固定子をハウジングに対してねじ止めして固定するために、固定子鉄心に例えば２本の固定ねじを挿通するためのねじ孔や切り欠き部を両端面間に貫通して設けていたため、固定子鉄心の断面積がねじ孔や切り欠き部の分だけ小さくなる結果いわゆる磁路が狭くなって電動モータの出力低下を招く原因になっていた。
本発明は、係る従来の問題を解消するためになされたもので、固定手段により出力低下を招くことなく、ハウジングに対して固定子を固定できるようにすることを目的とする。

上記の課題は以下の各発明により解決される。
第１の発明は、ハウジングに電動モータを駆動源として内装した電動工具である。第１の発明では、電動モータの固定子鉄心のモータ軸方向一方の端面をハウジング内に設けた段差部に当接させ、他方の端面に、ハウジングにねじ結合した円環形状の固定部材を押圧して、当該固定子鉄心を段差部と固定部材との間に挟み込んでハウジングに固定した構成を備えている。
第１の発明によれば、固定子鉄心が、ハウジングの段差部と固定部材との間に挟み込まれてモータ軸方向に固定され、これにより固定子がハウジングに固定される。円環形状の固定部材は、ハウジングの内周面にねじ結合されることにより固定子鉄心の他方の端面に押圧される。このことから、第１の発明によれば、固定子をハウジングに対して固定するための固定手段として、従来のような複数本のねじを一方の端面から他方の端面に挿通させて締め込む構成を用いる必要がないので、従来固定子鉄心に設けたねじ挿通孔や切り欠き部を排除することができ、これにより固定子鉄心の十分な断面積及び磁路を確保することができ、ひいてはモータ出力の低下を招くことなく、ハウジングに対して固定子を固定することができる。
第２の発明は、第１の発明において、固定部材と固定子鉄心の他方の端面との間に中間部材を介在させて当該固定部材を固定子鉄心の他方の端面に間接的に押圧した電動工具である。
第２の発明によれば、固定部材により固定子と中間部材の双方をハウジングに対して固定することができ、これにより構成の簡略化を図ることができる。
第３の発明は、第２の発明において、中間部材は円環形状を有し、その周囲に沿って複数の当接脚部を備えており、この当接脚部を固定子鉄心の他方の端面に当接させて当該中間部材を固定部材と固定子鉄心の他方の端面との間に介装した電動工具である。
第３の発明によれば、固定子鉄心の他方の端面の全周ではなく、その周囲適数箇所に当接脚部を当接させて当該中間部材を押圧すれば足りる。このことから、固定子鉄心の他方の端面全周にわたって平坦な当接面（端面）を確保する必要はなく、その周囲適数箇所以外に他部材を配置することが可能になり、この点で当該他部材配置の自由度を確保することができる。

第４の発明は、第３の発明において、中間部材はすり鉢形の円環形状を有して、モータ冷却風を発生させるバッフルとして機能する部材である電動工具である。
第４の発明によれば、モータ冷却風を発生させるために通常ハウジング内に内装されるバッフルの固定構造の簡略化を図ることができる。
第５の発明は、第３又は第４の発明において、中間部材は、当接脚部を固定子鉄心の他方の端面に当接させることにより当該固定子鉄心に対する芯出し機能を有する構成とした電動工具である。
第５の発明によれば、当接脚部を固定子鉄心の他方の端面に当接させれば当該中間部材の固定子ひいてはハウジングに対する芯出しがなされることから、別途芯出し機能を追加する必要がなく、この点で構成の簡略化を図ることができる。
第６の発明は、第１〜第５のいずれか一つの発明において、ハウジングの内周面に設けた雌ねじ部に、固定部材の雄ねじ部を締め付けて、当該固定部材をハウジングの内周面に沿ってねじ結合した電動工具である。
第６の発明によれば、固定部材のハウジングに対する取り付けのための構成の簡略化を図ることができる。
第７の発明は、第６の発明において、雌ねじ部は、ハウジングの成形時に同時に成形された電動工具である。
第７の発明によれば、樹脂成形品であるハウジングとは別部品として雌ねじ部を設ける必要がなく、この点で構成の簡略化を図ることができる。
第８の発明は、第１〜第７のいずれか一つの発明において、ハウジングに、減速用のギヤ列を収容したギヤヘッド部を取り付けて固定部材のハウジングに対するねじ結合の緩みを規制する構成とした電動工具である。
第８の発明によれば、別途固定部材のねじ結合の緩みを規制する部材を設ける必要がなく、この点で構成の簡略化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る電動工具全体の縦断面図である。本図では、電動工具の一例としてディスクグラインダの内部構造が示されている。 電動工具のギヤヘッド部の内部構造を示す縦断面図である。本図では、砥石の図示が省略されている。 ハウジング前部の分解斜視図である。 中間部材としてのバッフルの縦断面図である。

次に、本発明の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１に示すように本実施形態では、電動工具１の一例としてディスクグラインダを例示する。この電動工具１は、円筒形状の本体ハウジング２に駆動源としての電動モータ１０を内装している。本体ハウジング２は、合成樹脂の成形により形成されている。本体ハウジング２の後部には、同じく合成樹脂の成形により形成されたリヤハウジング５が結合されている。本体ハウジング２とリヤハウジング５は、使用者が把持する把持部(グリップ）としての機能を併せ持っている。リヤハウジング５の後面及び側面には、モータ冷却用の外気（モータ冷却風）を導入するための吸気口５ａ〜５ａが設けられている。また、リヤハウジング５の後部からは電源供給用の電源コード３が引き出されている。

電動モータ１０は、本体ハウジング２の内周面に沿って固定した固定子１１と、固定子１１の内周側において回転可能に支持された回転子１２を備えている。回転子１２のモータ軸１３は、前後２つの軸受け１４を介して本体ハウジング２に回転支持されている。図１では後ろ側の軸受けはリヤハウジング５に隠れて見えていない。モータ軸１３の前部には、冷却ファン１７が取り付けられている。電動モータ１０が起動して回転子１２が回転するとこれと一体で冷却ファン１７が回転する。冷却ファン１７の回転により、吸気口５ａ〜５ａを経て外気が本体ハウジング２内に導入されて電動モータ１０の冷却がなされる。本体ハウジング２内に導入されたモータ冷却風は、固定子１１及び回転子１２を冷却しながら前方に流れた後、後述するフロントハウジング２１の排気口２１ａを経て外部に排気される。
固定子１１は、多数の鋼板を積層してなる固定子鉄心１１ａの内周側に、銅線をループ形に巻き線した２つの巻き線部１１ｂ，１１ｂを対向配置したもので、概ね円筒形状を有している。図では見えていないが、固定子鉄心１１ａの外周面には、本体ハウジング２に対して回り止めをするための平坦面が周方向２箇所に設けられている。
本実施形態において、固定子１１は従来にない新規な構成で本体ハウジング２に対して固定されている。固定子１１は、従来のように複数本のねじでは固定されていない。このため、本実施形態における固定子１１には、複数本のねじを挿通するためにその前後両端面間に貫通するねじ孔や切り欠きは設けられていない。
本実施形態に係る固定子１１は、本体ハウジング２の内周面に設けた段差部４と固定部材１５との間に挟み込まれて固定されている。段差部４は、本体ハウジング２の内周面の後部寄りの位置に設けられている。段差部４は、内周面の全周に沿って内周側に張り出す状態で設けられている。この段差部４に、固定子鉄心１１ａの後端面（一方の端面）が当接されている。

固定子鉄心１１ａの前端面（他方の端面）には、中間部材１６の脚部１６ａ〜１６ａが当接されている。中間部材１６の前端面に固定部材１５が当接されている。図３及び図４に示すように中間部材１６は、円環形状を有するバッフル部１６ｂと、４本の脚部１６ａ〜１６ａを備えている。バッフル部１６ｂは、すり鉢形状を有しており、冷却ファン１７の風上側に配置されてモータ冷却風を発生させるバッフルとしての機能を備えている。バッフル部１６ｂの後面に４本の脚部１６ａ〜１６ａが後方へ突き出す状態に設けられている。図４に示すように、各脚部１６ａの先端には、段差部１６ｃが設けられている。各段差部１６ｃは内周側に向けられている。各段差部１６ｃを固定子鉄心１１ａの前端面と側面に跨って当接させることにより、中間部材１６が固定子鉄心１１ａに対して芯出しされる。
中間部材１６は、固定部材１５により固定子鉄心１１ａの前端面に押し付けられている。図３に示すように固定部材１５は、中間部材１６のバッフル部１６ｂとほぼ同じ径の円環形状を有する部材で、その外周面に雄ねじ部１５ａが設けられている。一方、本体ハウジング２の前端部内周（前側開口部の内周）には、上記雄ねじ部１５ａを締め付け可能な雌ねじ部２ａが設けられている。固定部材１６は、その雄ねじ部１５ａをこの雌ねじ部２ａに締め込んで本体ハウジング２の前側開口部に結合されている。
固定部材１５が本体ハウジング２の前側開口部にねじ結合されることにより、中間部材１６が脚部１６ａ〜１６ａを介して固定子鉄心１１ａの前面に押し付けられている。前記したように固定子鉄心１１ａの後端面は、本体ハウジング２の段差部４に当接されている。このため、固定部材１５が本体ハウジング２の前側開口部にねじ結合されることにより、中間部材１６を介して固定子鉄心１１ａが段差部４に押し付けられ、これにより固定子１１がモータ軸方向移動不能に固定された状態となる。

図１及び図２に示すように本体ハウジング２の前部には、フロントハウジング２１に減速用のギヤ列を収容したギヤヘッド部２０が結合されている。フロントハウジング２１と本体ハウジング２の前端部との間には、隔壁板１８が挟みこまれている。フロントハウジング２１及び隔壁板１８は、４本の固定ねじ（図示省略）で本体ハウジング２の前部に結合されている。この隔壁板１８によって、本体ハウジング２とフロントハウジング２１とが相互に区画されて、本体ハウジング２内へのグリスの侵入等が防止されている。また、図示するようにモータ軸１３を回転支持する前側の軸受け１４はこの隔壁板１８に保持されている。
隔壁板１８を介してフロントハウジング２１が本体ハウジング２の前部に結合されることにより、固定部材１５の雌ねじ部２ａに対する緩みが規制されている。固定部材１５の本体ハウジング２に対する緩みが規制されることにより、固定子１１及び中間部材１６のモータ軸１３方向の緩み（がたつき）が防止される。
モータ軸１３の前部は、隔壁板１８を経てフロントハウジング２１内に進入している。モータ軸１３の前部には駆動側のかさ歯車２２が取り付けられている。このかさ歯車２２は、従動側のかさ歯車２３に噛み合わされている。従動側のかさ歯車２３は、出力軸２４に固定されている。出力軸２４は、軸受け２５，２６を介して回転可能な状態でフロントハウジング２１に支持されている。出力軸２４の回転軸線は、モータ軸１３の回転軸線に対して直交している。出力軸２４の下部側は、フロントハウジング２１から下方へ突き出されている。この突き出された下部に円形の砥石２７が取り付けられている。砥石２７の後ろ側ほぼ半周の範囲は、砥石カバー２８で覆われている。砥石カバー２８は、フロントハウジング２１の下面に支持されている。
フロントハウジング２１の前面上部には、モータ冷却風を排気するための排気口２１ａが設けられている。

以上のように構成した本実施形態の電動工具１によれば、固定子１１は、本体ハウジング２の段差部４と固定部材１５との間に挟みこまれてモータ軸１３方向に固定されており、従来のように複数本の固定ねじにより固定する構成とはなっていない。このことから、固定子鉄心１１ａには、従来のようなねじ挿通用のねじ孔あるいは切り欠き部を備える必要がなく、その分だけその断面積を従来よりも大きく設定して十分な幅の磁路を確保することができる。固定子鉄心１１ａについて、従来よりも大きな断面積を確保して十分な幅の磁路を確保できることから、電動モータ１０の出力を高めて電動工具１のパワーアップを図ることができる。
また、固定子鉄心１１ａのモータ軸方向の寸法のばらつきに合わせて固定部材１５の本体ハウジング２に対する締め付け量を調整することにより、従来のねじ止めと同じく当該ばらつきを吸収しつつ固定子鉄心１１ａを本体ハウジング２に対して確実に固定することができる。
また、本実施形態によれば、固定部材１５を本体ハウジング２の口元（雌ねじ部２ａ）に締め付けることにより固定子１０と中間部材１６（バッフル）の双方を同時に固定することができることから、別途中間部材１６の固定手段を設ける構成に比して構成の簡略化を図ることができる。
さらに、中間部材１６の４本の脚部１６ａ〜１６ａを固定子鉄心１１ａの前端面の周方向４箇所に当接させる構成であり、周方向全周にわたって当接させる構成ではないので、当該周方向の４箇所に当該脚部１６ａ〜１６ａを当接させる平坦面（当接面）を確保すれば足りる。このことから、固定子鉄心１１ａの前端面の全周にわたって平坦な当接面（端面）を確保する必要はなく、当該４箇所以外の部位に他部材を配置することが可能になることから、当該他部材の配置の自由度を確保することができる。
また、本実施形態によれば、脚部１６ａ〜１６ａの段差部１６ｃ〜１６ｃを固定子鉄心１１ａの前端面と側面との間に跨って当接させることにより、固定子鉄心１１ａに対する中間部材１６の芯出しがなされることから、別途中間部材の芯出し機能を設ける構成に比して構成の簡略化を図ることができる。
さらに、本実施形態によれば、本体ハウジング２にギヤヘッド部２０を取り付けることにより固定部材１５の緩みが規制されるようになっており、振動等に対する当該電動モータ１０ひいては電動工具１の耐久性が確保されている。

以上説明した実施形態には種々変更を加えることができる。例えば、バッフルとしての中間部材１５を間にして固定部材１５を固定子鉄心１１ａの前端面に間接的に当接させた構成を例示したが、固定部材を同じく本体ハウジング２の内周面にねじ結合して固定子鉄心の前端面に直接当接させる構成としてもよい。
また、中間部材１６の脚部１６ａの本数は３本であってもよく、５本以上であってもよい。各脚部１６ａの段差部１６ｃ（芯出し機能）は省略してもよい。
さらに、中間部材１６の４本の脚部１６ａ〜１６ａを固定子鉄心１１ａの前端面に当接させた構成を例示したが、係る脚部１６ａを省略してその全周を固定子鉄心の前端面の全周に沿って当接させる構成としてもよい。
また、固定子鉄心１１ａの前端面に中間部材１６を介して固定部材１５を当接させ、後端面を段差部４に当接させた構成を例示したが、前後逆にして固定子鉄心の前端面をハウジングの前部寄りに設けた段差部に当接させ、ハウジングの後ろ側開口部にねじ結合した固定部材を後端面に対して直接又は間接的に当接させて、当該固定子鉄心をハウジングに対して固定する構成としてもよい。
さらに、固定部材１５の外周面に設けた雄ねじ部１５ａを本体ハウジング２の内周面に設けた雌ねじ部２ａに締め付けてねじ結合する構成を例示したが、逆に固定部材の内周側に設けた雌ねじ部に、本体ハウジングの例えば外周面に設けた雄ねじ部を締め付けて相互に結合する構成としてもよい。
さらに、電動工具１としてディスクグラインダを例示したが、本発明はねじ締め機、電気ドリルあるいはレシプロソー等の切断機等その他の電動工具における固定子の固定構造について広く適用することができる。

１…電動工具（ディスクグラインダ）
２…本体ハウジング
３…電源コード
４…段差部
５…リヤハウジング、５ａ…吸気口
１０…電動モータ
１１…固定子、１１ａ…固定子鉄心、１１ｂ…巻き線部
１２…回転子
１３…モータ軸
１４…軸受け
１５…固定部材
１６…中間部材、１６ａ…脚部、１６ｂ…バッフル部、１６ｃ…段差部
１７…冷却ファン
１８…隔壁板
２０…ギヤヘッド部
２１…フロントハウジング、２１ａ…排気口
２２…かさ歯車（駆動側）
２３…かさ歯車（従動側）
２４…出力軸
２５，２６…軸受け
２７…砥石
２８…砥石カバー

Claims (8)

1. ハウジングに電動モータを駆動源として内装した電動工具であって、前記電動モータの固定子鉄心のモータ軸方向一方の端面を前記ハウジング内に設けた段差部に当接させ、他方の端面に、前記ハウジングにねじ結合した円環形状の固定部材を押圧して、当該固定子鉄心を前記段差部と前記固定部材との間に挟み込んで前記ハウジングに固定した電動工具。
2. 請求項１記載の電動工具であって、前記固定部材と前記固定子鉄心の他方の端面との間に中間部材を介在させて当該固定部材を前記固定子鉄心の他方の端面に間接的に押圧した電動工具。
3. 請求項２記載の電動工具であって、前記中間部材は円環形状を有し、その周囲に沿って複数の当接脚部を備えており、該当接脚部を前記固定子鉄心の他方の端面に当接させて当該中間部材を前記固定部材と前記固定子鉄心の他方の端面との間に介装した電動工具。
4. 請求項３記載の電動工具であって、前記中間部材はすり鉢形の円環形状を有して、モータ冷却風を発生させるバッフルとして機能する部材である電動工具。
5. 請求項３又は４記載の電動工具であって、前記中間部材は、前記当接脚部を前記固定子鉄心の他方の端面に当接させることにより当該固定子鉄心に対する芯出し機能を有する構成とした電動工具。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載した電動工具であって、前記ハウジングの内周面に設けた雌ねじ部に、前記固定部材の雄ねじ部を締め付けて、当該固定部材を前記ハウジングの内周面に沿ってねじ結合した電動工具。
7. 請求項６記載の電動工具であって、前記雌ねじ部は、前記ハウジングの成形時に同時に成形された電動工具。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載した電動工具であって、前記ハウジングに、減速用のギヤ列を収容したギヤヘッド部を取り付けて前記固定部材の前記ハウジングに対するねじ結合の緩みを規制する構成とした電動工具。
   

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