JP2017035762A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】通気口から水等が浸入しても電材部品に対する防水性や防塵性を維持する。【解決手段】インパクトドライバ１は、モータ１１と、モータ１１を収容して後吸気口が形成されるモータハウジング１６と、モータハウジング１６に繋がるグリップ部３と、モータ１１に電力を供給するためのリード線５５，５５と、モータハウジング１５内に設けられ、グリップ部３側へ配線されるリード線５５，５５が挿通する切欠部６４を除いてモータハウジング１６からグリップ部３への配線通路を塞ぐ防水リブ６３と、切欠部６４をシールするスポンジ６５と、を含んでなる。【選択図】図２

Description

本発明は、駆動源としてモータを用いた電動工具に関する。

インパクトドライバ等の電動工具においては、特許文献１に示すように、モータハウジング内に駆動源となるモータを収容すると共に、モータハウジングの後方に吸気口を、前方に排気口をそれぞれ開口形成して、モータの回転軸に設けたファンの回転により、吸気口から外気を吸い込んでモータを通過させて排気口から排出することで、モータを冷却可能としたものが知られている。

特開２０１５−３３７３９号公報

このような電動工具においては、後方に設けた吸気口等からモータハウジング内に水や塵埃が浸入すると、モータハウジング内に設けたノイズフィルタ等の電材部品に接触して故障を引き起こしたり、モータハウジングから下方に連設したグリップ内にまで流れ込み、グリップ内のスイッチ等の電材部品を故障させたりするおそれがあった。

そこで、本発明は、吸気口等の通気口から水や塵埃が浸入しても電材部品に対する防水性や防塵性を維持することができる電動工具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、モータと、モータを収容し、通気口が形成されるモータハウジングと、モータハウジングの下方に繋がるグリップハウジングと、モータに電力を供給するためのリード線と、モータハウジング内に設けられ、グリップハウジング側へ配線されるリード線の挿通孔を除いてモータハウジングからグリップハウジングへの配線通路を塞ぐ防水部と、挿通孔をシールする弾性体と、を含んでなることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、弾性体は、単泡のスポンジであることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成において、モータは整流子を有する整流子モータであり、防水部は、通気口の下方でモータハウジングの内面に突設され、整流子に摺接するブラシを保持するブラシホルダに当接して配線通路を塞ぐ防水リブであって、防水リブの端部に形成した切欠部とブラシホルダとの間で挿通孔が形成されることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、モータと、モータを収容し、通気口が形成されるモータハウジングと、モータハウジング内で通気口の下方に配置されるノイズフィルタと、通気口とノイズフィルタとの間を塞いでノイズフィルタ側へ水や塵埃が移動することを抑制する防水部と、を含んでなることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４の構成において、モータハウジングは、左右一対の半割ハウジングを組み付けてなり、防水部は、一方の半割ハウジングの内面に設けられた凹状リブと、他方の半割ハウジングの内面に設けられ、両半割ハウジングの組み付け状態で凹状リブに嵌合する凸状リブとを含んでなることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、モータと、モータを収容すると共に通気口が形成され、左右一対の半割ハウジングと後部ハウジングとからなるモータハウジングと、モータハウジングの下方に繋がるグリップハウジングと、通気口の下方で後部ハウジングに形成され、通気口からグリップハウジング側へ水や塵埃が移動することを抑制する防水リブと、を含んでなることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、整流子モータと、整流子モータを収容し、通気口が形成されるモータハウジングと、モータハウジングの下方に繋がるグリップハウジングと、モータハウジング内に設けられるブラシホルダと、通気口の下方でモータハウジングの内面とブラシホルダとの間に設けられ、グリップハウジング側へ水や塵埃が移動することを抑制する防水部と、を含んでなることを特徴とする。

本発明によれば、通気口から水等が浸入しても、防水部や防水リブによってスイッチやノイズフィルタ等の電材部品への水等の移動を抑制できる。よって、電材部品に対する防水性や防塵性を維持することができる。

インパクトドライバの縦断面図である。 本体部の拡大図である。 後カバーを取り外した本体部の後方からの斜視図である。 図２のＡ−Ａ線部分断面図である。 変更例の防水構造を有する本体部の拡大図である。 図５のＢ−Ｂ線断面図である。 右側の半割ハウジングの側面図である。 左右の半割ハウジングの斜視図である。

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、電動工具の一例であるインパクトドライバの縦断面図である。インパクトドライバ１は、中心軸を前後方向とする本体部２と、その本体部２から下方へ突出するグリップハウジングとしてのグリップ部３とを有し、グリップ部３の下端に設けたバッテリー装着部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。グリップ部３の上部には、トリガ７を前方に突出させたスイッチ６が収容されて、バッテリー装着部４には、バッテリーパック５と電気的に接続される端子台８と、マイコン等を搭載した制御回路基板９とが内設される。バッテリー装着部４の前側上面には、回転数を変更操作する押しボタン及びバッテリーの残容量の表示部を有するスイッチパネル１０が設けられている。

図２は、本体部２の拡大断面図で、本体部２には、後方から、モータ１１、遊星歯車減速機構１２、スピンドル１３、打撃機構１４、アンビル１５の順で収容されて、アンビル１５が本体部２の前端から前方へ突出している。本体部２の後部には、モータ１１を収容してグリップ部３と一体となる筒状部１７と、筒状部１７の後端を塞ぐ後部ハウジングとしての後カバー１８とからなるモータハウジング１６が設けられている。筒状部１７とグリップ部３とは、筒状部１７とグリップ部３との半割部分を一体形成した樹脂製の左右一対の半割ハウジングＨＲ，ＨＬを複数のネジ１９，１９・・によって組み付けて形成される。

グリップ部３内において、スイッチ６と制御回路基板９との間には、各半割ハウジングＨＲ，ＨＬでグリップ部３内を上下に仕切る倒Ｌ字状の防水リブ２０，２０（図８）が設けられ、左右の防水リブ２０，２０によって同形状のゴムシール材２１が挟持されている。このゴムシール材２１は、スイッチ６と制御回路基板９との間を接続する図示しないリード線が貫通する角筒部２２を備えて、トリガ７を突出させる開口からグリップ部３内に浸入した水や塵埃が制御回路基板９側へ移動することを防ぐもので、ゴムシール材２１の後方でグリップ部３の後面には、ゴムシール材２１でせき止められた水等を排出する透孔２３が形成されている。

筒状部１７の後部は、側面視でＬ字状に切除されて、図３にも示すように、筒状部１７の軸線と直交状に開口する円形状の後開口部２４と、後開口部２４の下方から後方へ連続して上向きに開口するＵ字状の下開口部２５とを形成している。後カバー１８は、円形状の背面部２６と、背面部２６の外周へ前向きに連結される側面部２７とからなり、背面部２６と側面部２７との下部には、下開口部２５の形状に合わせたＵ字状の切欠き２８が形成されている。筒状部１７の後開口部２４と下開口部２５との周縁には、内周寄りに凸条２９が形成され、後カバー１８の側面部２７と切欠き２８との内周縁には、凸条２９が嵌合する凹部３０が形成されて、後カバー１８は筒状部１７にいんろう結合されるようになっている。後開口部２４の凸条２９の内側には、一対の突出片３１，３１が内側へ突出されて、各突出片３１にはネジ止めボス３２がそれぞれ後向きに突設されている。後カバー１８は、筒状部１７の後端に嵌合させた状態で、背面部２６に後方から貫通させたネジ（図示略）をネジ止めボス３２，３２にそれぞれねじ込むことで筒状部１７に取り付けられる。

モータ１１は、筒状の固定子３３と、固定子３３を同軸で貫通する回転子３４とを備える整流子モータで、固定子３３は、筒状部１７の内面で周方向に形成された受けリブ３５，３５によって保持される。３６は、筒状部１７内で固定子３３の下側を保持する保持リブで、受けリブ３５は、保持リブ３６の上面に亘って形成されている。
回転子３４は、軸心に位置する回転軸３７と、回転軸３７の後端に設けられる整流子３８と、整流子３８の前方に設けられる遠心ファン３９とを備え、回転軸３７の後端が、後カバー１８に保持される軸受４０に軸支される。回転軸３７の前端は、筒状部１７に保持されるベアリングリテーナ４１を貫通して前方へ突出し、ベアリングリテーナ４１に保持される軸受４２に軸支されて、先端にはピニオン４３が嵌着される。筒状部１７の左右側面における遠心ファン３９の外側には、複数の排気口４４，４４・・が形成され、その前方には、複数の前吸気口４５，４５が形成されている。筒状部１７内で保持リブ３６の下方には、ノイズフィルタ４６が設けられている。

４７は、筒状部１７の後開口部２４に設けられたブラシホルダである。このブラシホルダ４７は、中央に整流子３８が貫通する筒部４８を備え、図４に示すように、後開口部２４の凸条２９の内周に形成された溝部４９に嵌合して保持される円板状で、左右には、ネジ止めボス３２，３２が貫通する逃げ部５０，５０が形成されている。ここでは左側の凸条２９の後端には、中央側へ突出してブラシホルダ４７の後面にオーバーラップする延設片５１が形成されている。ブラシホルダ４７の後面で筒部４８の上側には、カーボンブラシ５３をそれぞれ保持する一対の金属製のスリーブ５２，５２が、背面視でＶ字状に配置されている。５４は、カーボンブラシ５３を整流子３８側へ付勢するトーションスプリングである。左右のスリーブ５２，５２に接続されるリード線５５，５５は、筒部４８の両側からブラシホルダ４７の後面で下方へ引き回されて、筒部４８の下方で左右方向の中心に突設した中央突起５６と、その両側に突設した一対のガイド突起５７，５７との間で保持される。その後、各リード線５５は、下開口部２５から筒状部１７内へ引き込まれて、ノイズフィルタ４６を貫通している。

また、後カバー１８の背面部２６の内側には、回転軸３７の軸受４０の保持部５８が形成され、保持部５８の上側左右には、後カバー１８の組み付け状態でスリーブ５２，５２に当接するラバーピン５９，５９を保持する保持凹部６０，６０が形成されている。６１は、ネジを貫通させてネジ止めボス３２が嵌合する受け部である。また、背面部２６には、通気口としての複数の後吸気口６２，６２・・が放射状に形成されている。

さらに、後カバー１８の内側には、背面部２６及び側面部２７に跨がって形成され、切欠き２８と後吸気口６２との間を仕切る防水部としての防水リブ６３が設けられている。この防水リブ６３は、後カバー１８の組み付け状態で筒部４８と中央突起５６及びガイド突起５７との間でブラシホルダ４７の後面に当接してブラシホルダ４７の後方空間を上下に仕切る。防水リブ６３の前端中央には、図４に示すように、中央突起５６及びガイド突起５７，５７と平面視で重ならない幅及び深さを有し、ブラシホルダ４７との間でリード線５５，５５の挿通孔を形成する切欠部６４が形成されている。この切欠部６４内には、板状で単泡（独立気泡）の弾性体としてのスポンジ６５（網掛け部分）が設けられて、ブラシホルダ４７及びリード線５５，５５との間で圧縮されている。よって、グリップ部３への配線通路となるブラシホルダ４７の後方空間は、防水リブ６３及びスポンジ６５によってシールされることになる。

一方、ベアリングリテーナ４１は、中央にくびれ部６６を形成した金属製の円盤状で、筒状部１７の内面に設けた係止リブ６７がくびれ部６６に係止することで、ベアリングリテーナ４１は前後方向への移動を規制された状態で筒状部１７内に保持される。
また、ベアリングリテーナ４１の前面周縁には、外周に雄ネジ部を形成したリング壁６８が前方へ向けて突設されており、このリング壁６８に、スピンドル１３及び打撃機構１４、アンビル１５を収容したハンマケース６９がねじ込まれている。

ハンマケース６９は、前半部が先細りとなって前筒部７０が形成される金属製の筒状体で、ベアリングリテーナ４１が蓋となって後部が閉塞される。ハンマケース６９の下面には、止め突起７１が形成されて、組み付け状態では、左右の半割ハウジングＨＲ，ＨＬの内面に突設された押さえリブ７２，７２（図７，８）がそれぞれ止め突起７１の側面に当接するようになっている。また、ハンマケース６９の左右においても、ハンマケース６９側の図示しない凸部と半割ハウジングＨＲ，ＨＬ側の凹部７３（図７，８）とが嵌合するようになっている。この止め突起７１と押さえリブ７２、凸部と凹部７３との係合により、ハンマケース６９の回転規制がなされる。
ハンマケース６９とスイッチ６との間には、モータ１１の正逆切替レバー７４が左右へスライド可能に設けられ、その前方には、アンビル１５の前方を照射するＬＥＤ７５が斜め上向きに取り付けられている。
さらに、筒状部１７の前方には、ハンマケース６９の前部から前筒部７０にかけて覆う樹脂製のカバー７６が設けられ、カバー７６の前端外周部には、ゴム製のバンパ７７が装着されている。

そして、ベアリングリテーナ４１の前部では、軸受７８を介してスピンドル１３の後端が軸支されている。このスピンドル１３は、後部に中空で円盤状のキャリア部７９を有し、後面から軸心に形成した有底孔８０内に、回転軸３７のピニオン４３を突出させている。
遊星歯車減速機構１２は、内歯を有するインターナルギヤ８１と、インターナルギヤ８１に噛み合う外歯を有する３つのプラネタリーギヤ８２，８２・・と、を含む。インターナルギヤ８１は、ベアリングリテーナ４１のリング壁６８の内側に同軸で収容され、前部外周側に設けた肉厚部８３が、ハンマケース６９の内周面に係合して回り止めされると共に、リング壁６８とハンマケース６９の内周に設けた段部８４との間に挟持されて軸方向の移動が規制される。

８５は、インターナルギヤ８１の後端とベアリングリテーナ４１の前面との間に介在されたＯリングで、このＯリング８５によってインターナルギヤ８１とベアリングリテーナ４１との間がシールされると共に、インターナルギヤ８１からベアリングリテーナ４１への衝撃も緩和される。
プラネタリーギヤ８２は、ピン８６によってそれぞれスピンドル１３のキャリア部７９内で回転可能に支持されて、回転軸３７のピニオン４３と噛合している。

打撃機構１４は、スピンドル１３に外装されるハンマ８７と、そのハンマ８７を前方へ付勢するコイルバネ８８とを含んでなる。まずハンマ８７は、前面に一対の爪（図示略）を有し、内面に形成した外側カム溝８９，８９と、スピンドル１３の表面に形成した内側カム溝９０，９０とに跨がって嵌合されるボール９１，９１を介してスピンドル１３と結合されている。また、ハンマ８７の後面には、リング状の溝９２が形成されて、ここにコイルバネ８８の前端が挿入されている。コイルバネ８８の後端は、キャリア部７９の前面に設けられたバネ受け９３に当接している。溝９２の底部には、複数のボール９４，９４・・及びワッシャ９５が収容されてコイルバネ８８の前端を受けるようになっている。

アンビル１５は、ハンマケース６９の前筒部７０に保持された軸受９６によって軸支されて、後端には、ハンマ８７の爪と回転方向で係合する一対のアーム９７，９７が形成されている。アーム９７の前方で軸受９６の後面には、リング状の突条９８が突設され、その突条９８の外側に、アーム９７を受ける樹脂製のワッシャ９９が嵌合されている。
また、アンビル１５の後面軸心には、嵌合孔１００が形成されて、ここにスピンドル１３の前端が同軸で挿入されている。１０１は、嵌合孔１００と軸受９６の内面とを半径方向に繋いでグリスを供給する供給路である。
一方、アンビル１５の前面軸心には、図示しないビットを受け入れる挿入孔１０２が形成され、アンビル１５の前端には、挿入孔１０２に差し込まれたビットを抜け止めするボール１０３及びスリーブ１０４等からなるチャック機構が設けられている。

以上の如く構成されたインパクトドライバ１においては、トリガ７を押し込んでスイッチ６をＯＮさせると、モータ１１に給電されて回転軸３７が回転する。すると、ピニオン４３と噛合するプラネタリーギヤ８２がインターナルギヤ８１内で公転運動し、キャリア部７９を介してスピンドル１３を減速して回転させる。よって、ハンマ８７も回転して爪が係合するアーム９７，９７を介してアンビル１５を回転させ、ビットによるネジ締めを可能とする。ネジ締めが進んでアンビル１５のトルクが高まると、ハンマ８７が、ボール９１，９１をスピンドル１３の内側カム溝９０，９０に沿って転動させながらコイルバネ８８の付勢に抗して後退し、爪がアーム９７，９７から離れると、コイルバネ８８の付勢と内側カム溝９０の案内とにより、ハンマ８７は前進しながら回転して爪を再びアーム９７，９７に係合させ、アンビル１５に回転打撃力（インパクト）を発生させる。この繰り返しによってさらなる締め付けが可能となる。

そして、回転軸３７の回転に伴って遠心ファン３９が回転すると、前吸気口４５から吸い込まれた空気がモータ１１を通過してモータ１１を冷却した後、排気口４４から排出されると共に、後吸気口６２から吸い込まれた空気がブラシホルダ４７の筒部４８を通過して整流子３８を冷却した後、排気口４４から排出される。
ここで、後吸気口６２から水や塵埃がモータハウジング１６内に浸入することがあっても、後カバー１８の下側はブラシホルダ４７との間で防水リブ６３及びスポンジ６５により閉塞されているため、水や塵埃は防水リブ６３及びスポンジ６５によってせき止められ、グリップ部３側へ浸入することはなくなる。

このように、上記形態のインパクトドライバ１によれば、モータハウジング１６内に設けられ、グリップ部３側へ配線されるリード線５５の挿通孔（切欠部６４）を除いてモータハウジング１６からグリップ部３への配線通路を塞ぐ防水リブ６３と、挿通孔をシールする弾性体（スポンジ６５）とを設けたことで、後吸気口６２から水等が浸入しても、防水リブ６３及びスポンジ６５によってスイッチ６やノイズフィルタ４６等の電材部品への水等の移動を抑制できる。よって、電材部品に対する防水性や防塵性を維持することができる。

なお、上記形態では、後カバーに防水リブを設けてグリップ部側への水等の浸入を防止しているが、防水部の構造はこれに限らない。例えば図５〜８は防水部の変更例を示すもので、このインパクトドライバ１Ａにおいて、防水部は筒状部１７内に設けられている。まず、左側の半割ハウジングＨＬにおいて、保持リブ３６の後方下側には、底部にリード線５５，５５が前後に貫通するスリット１０６を形成した凹状リブ１０５を、保持リブ３６の下側空間を塞ぐ格好で形成している。一方、右側の半割ハウジングＨＲにおいて、保持リブ３６の後方下側には、組み付け状態で凹状リブ１０５に嵌合してスリット１０６を横から塞ぐ凸状リブ１０７を形成している。そして、挿通孔となるスリット１０６にスポンジ６５を圧縮状態で詰めて挟持させることで、リード線５５，５５の貫通部分をシールしている。

この変更例においても、後吸気口６２から水や塵埃がモータハウジング１６内に浸入することがあっても、ノイズフィルタ４６の後方で後吸気口６２との間は、防水部（凹状リブ１０５及び凸状リブ１０７、スポンジ６５）により閉塞されているため、水や塵埃は両リブ１０５，１０７及びスポンジ６５によってせき止められ、グリップ部３側へ浸入することはなくなる。よって、スイッチ６やノイズフィルタ４６等の電材部品に対する防水性や防塵性を維持することができる。
但し、凹状リブと凸状リブとは左右逆に設けてもよいし、スリットは凸状リブ側に設けたり、両リブに跨がって設けたりしてもよい。

一方、上記形態や変更例において、弾性体は単泡スポンジに限らず、ゴム等を採用したり、材質や特性の異なる弾性体を重ねて使用したり等、適宜変更可能である。
また、モータハウジングも、後カバーが一体となった半割ハウジングを組み付けるものであってもよい。この場合、防水リブは左右の半割ハウジングにそれぞれ分割して設け、組み付け状態で両防水リブの突き合わせ部分でリード線を挿通させて弾性体でシールする構造とすることが考えられる。弾性体も左右に分割して左右の防水リブの突き合わせ部分に予め貼着してもよい。
さらに、モータも整流子モータに限らず、ブラシレスモータ等であっても、同様に防水部の採用によってリード線の配線通路をシールすることは可能である。

１，１Ａ・・インパクトドライバ、２・・本体部、３・・グリップ部、５・・バッテリーパック、９・・制御回路基板、１１・・モータ、１２・・遊星歯車減速機構、１３・・スピンドル、１４・・打撃機構、１５・・アンビル、１６・・モータハウジング、１７・・筒状部、１８・・後カバー、２４・・後開口部、２５・・下開口部、２６・・背面部、２７・・側面部、２８・・切欠き、３３・・固定子、３４・・回転子、３７・・回転軸、３８・・整流子、３９・・遠心ファン、４４・・排気口、４５・・前吸気口、４６・・ノイズフィルタ、４７・・ブラシホルダ、５５・・リード線、５６・・中央突起、５７・・ガイド突起、６２・・後吸気口、６３・・防水リブ、６４・・切欠部、６５・・スポンジ、６９・・ハンマケース、８７・・ハンマ、８８・・コイルバネ、１０５・・凹状リブ、１０６・・スリット、１０７・・凸状リブ、ＨＲ・・右側の半割ハウジング、ＨＬ・・左側の半割ハウジング。

Claims (7)

1. モータと、
   前記モータを収容し、通気口が形成されるモータハウジングと、
   前記モータハウジングの下方に繋がるグリップハウジングと、
   前記モータに電力を供給するためのリード線と、
   前記モータハウジング内に設けられ、前記グリップハウジング側へ配線される前記リード線の挿通孔を除いて前記モータハウジングから前記グリップハウジングへの配線通路を塞ぐ防水部と、
   前記挿通孔をシールする弾性体と、を含んでなる電動工具。
2. 前記弾性体は、単泡のスポンジであることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
3. 前記モータは整流子を有する整流子モータであり、前記防水部は、前記通気口の下方で前記モータハウジングの内面に突設され、前記整流子に摺接するブラシを保持するブラシホルダに当接して前記配線通路を塞ぐ防水リブであって、前記防水リブの端部に形成した切欠部と前記ブラシホルダとの間で前記挿通孔が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。
4. モータと、
   前記モータを収容し、通気口が形成されるモータハウジングと、
   前記モータハウジング内で前記通気口の下方に配置されるノイズフィルタと、
   前記通気口と前記ノイズフィルタとの間を塞いで前記ノイズフィルタ側へ水や塵埃が移動することを抑制する防水部と、を含んでなる電動工具。
5. 前記モータハウジングは、左右一対の半割ハウジングを組み付けてなり、前記防水部は、一方の前記半割ハウジングの内面に設けられた凹状リブと、他方の前記半割ハウジングの内面に設けられ、両前記半割ハウジングの組み付け状態で前記凹状リブに嵌合する凸状リブとを含んでなることを特徴とする請求項４に記載の電動工具。
6. モータと、
   前記モータを収容すると共に通気口が形成され、左右一対の半割ハウジングと後部ハウジングとからなるモータハウジングと、
   前記モータハウジングの下方に繋がるグリップハウジングと、
   前記通気口の下方で前記後部ハウジングに形成され、前記通気口から前記グリップハウジング側へ水や塵埃が移動することを抑制する防水リブと、を含んでなる電動工具。
7. 整流子モータと、
   前記整流子モータを収容し、通気口が形成されるモータハウジングと、
   前記モータハウジングの下方に繋がるグリップハウジングと、
   前記モータハウジング内に設けられるブラシホルダと、
   前記通気口の下方で前記モータハウジングの内面と前記ブラシホルダとの間に設けられ、前記グリップハウジング側へ水や塵埃が移動することを抑制する防水部と、を含んでなる電動工具。

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