JP2021016906A - 電動工具 - Google Patents

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剛成 佐藤
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Abstract

【課題】電動工具においてモータを適切に冷却することが可能な技術を提供する。【解決手段】電動工具1は、分割ステータコアを有するステータ110を備えるモータ10と冷却ファン部15とを備える。冷却ファン部は、モータを冷却するための第1冷却ファン17と、モータを冷却するための第2冷却ファン16とを有する。【選択図】図4

Description

本発明は、電動工具に関する。
特許文献1には、電動工具に関する技術が記載されている。
特開2018−103318号公報
電動工具においては、モータを適切に冷却することが望まれる。
そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、電動工具においてモータを適切に冷却することが可能な技術を提供することを目的とする。
電動工具が開示される。一の実施の形態では、電動工具は、分割ステータコアを有するステータを備えるモータと冷却ファン部とを備える。冷却ファン部は、モータを冷却するための第1冷却ファンと、モータを冷却するための第2冷却ファンとを有する。
電動工具においてモータを適切に冷却することができる。
電動工具の外観の一例を示す図である。 電動工具の外観の一例を示す図である。 電動工具の外観の一例を示す図である。 電動工具の一部の内部構造の一例を示す図である。 電動工具の一部の内部構造の一例を示す図である。 ステータの構造の一例を示す図である。 ステータの構造の一例を示す図である。 ステータの断面構造の一例を示す図である。 ステータの断面構造の一例を示す図である。 ステータ及びセンサ基板の構造の一例を示す図である。 冷却ファンの構造の一例を示す図である。 冷却ファンの構造の一例を示す図である。 ファンケーシングの構造の一例を示す図である。 ファンケーシングの構造の一例を示す図である。 案内部の構造の一例を示す図である。 案内部の断面構造の一例を示す図である。 案内部周辺での冷却風の流れの一例を示す図である。 電動工具の一部の内部構造の一例を示す図である。 電動工具の一部の内部構造の一例を示す図である。 案内部の構造の一例を示す図である。 案内部の断面構造の一例を示す図である。 案内部周辺での冷却風の流れの一例を示す図である。 案内部の断面構造の一例を示す図である。 電動工具の一部の内部構造の一例を示す図である。 電動工具の一部の内部構造の一例を示す図である。 電動工具の一部の内部構造の一例を示す図である。 電動工具の一部の内部構造の一例を示す図である。 案内部の構造の一例を示す図である。 案内部の構造の一例を示す図である。 案内部周辺での冷却風の流れの一例を示す図である。 電動工具の一部の内部構造の一例を示す図である。 電動工具の一部の内部構造の一例を示す図である。 冷却ファンの構造の一例を示す図である。 電動工具の外観の一例を示す図である。 電動工具の一部の内部構造の一例を示す図である。 電動工具の一部の内部構造の一例を示す図である。 電動工具の一部の内部構造の一例を示す図である。 電動工具の一部の内部構造の一例を示す図である。 電動工具の外観の一例を示す図である。 電動工具の外観の一例を示す図である。 電動工具の一部の内部構造の一例を示す図である。 電動工具の一部の内部構造の一例を示す図である。
実施の形態1.
図1〜3は本実施の形態に係る電動工具1の外観の一例を示す図である。図4及び5は電動工具1の一部の内部構造の一例を示す図である。電動工具1は、例えば手持ちの丸鋸である。以後、電動工具1を丸鋸1と呼ぶことがある。
図1及び2は斜視図である。図3は、丸鋸1をその進行方向から見た場合の平面図である。図4及び5は丸鋸1のモータ付近の内部構造を示す。図4は、図3に示される丸鋸1の一部の内部構造を示す平面図である。図5は、図1に示される丸鋸1の一部の内部構造を示す斜視図である。図1〜5に示される丸鋸1を丸鋸1Aと呼ぶことがある。
丸鋸1Aは、定盤2と、円板状の丸鋸刃4を有する本体部3とを備える。丸鋸1Aは、本体部3が丸鋸刃4を回転させることによって加工対象物の切断を行うことが可能である。丸鋸1Aは、例えば充電式の丸鋸であって、バッテリを備える。バッテリは電池パックとも呼ばれる。バッテリは本体部3に対して着脱可能である。図1〜5には、バッテリが取り付けられていない丸鋸1Aが示されている。なお、丸鋸1Aは、商用電源から供給される交流電圧に基づいて動作を行う丸鋸であってもよい。
本体部3は、丸鋸刃4と、安全カバー5と、ダストボックス6と、丸鋸刃4を回転させるためのモータ10(図4及び5参照)等を収容するハウジング7とを備える。安全カバー5は、丸鋸1が加工対象物の切断を行っていない場合、丸鋸刃4の周縁の下側を覆う。安全カバー5は、丸鋸刃4の周縁に沿って移動可能である。丸鋸1が加工対象物の切断を行う場合、安全カバー5は、加工対象物によって後方に押され、丸鋸刃4の周縁の上側を覆う上側カバー部70内に移動する。ダストボックス6は、丸鋸1が加工対象物の切断を行う場合に発生する切粉を集塵する。ダストボックス6はハウジング7に着脱可能である。
ハウジング7は、上側カバー部70以外にも、ユーザによって把持される把持部71と、モータ10及び複数のギア等を収容する収容部72とを備える。把持部71は、アーチ状を成し、収容部72の上方に突出している。把持部71からは操作ボタンが露出している。把持部71内には電源スイッチが収容されている。電源スイッチは、操作ボタンが押された状態のときオン状態となる。一方で、電源スイッチは、操作ボタンが押されていない状態のときオフ状態となる。モータ10は、電源スイッチがオン状態のとき回転し、電源スイッチがオフ状態のときは回転しない。これにより、操作ボタンが押された状態にされると、丸鋸1Aは丸鋸刃4を回転させる。一方で、操作ボタンが押された状態から押されていない状態にされると、丸鋸1は丸鋸刃4の回転を停止させる。
収容部72は、第1収容部72a、第2収容部72b及び第3収容部72cを備える。さらに、収容部72は、バッテリが装着されるバッテリ装着部72dを備える。図4及び5に示されるように、第1収容部72aはモータ10等を収容する。第2収容部72bは複数のギアを収容する。第3収容部72cは、モータ10を制御する制御基板を収容する。以後、単に右側と言えば、丸鋸1を前方(言い換えれば進行方向側)から見た場合の右側を意味し、単に左側と言えば、丸鋸1Aを前方から見た場合の左側を意味する。
把持部71は丸鋸刃4及び上側カバー部70の右側に位置する。第1収容部72a及び第3収容部72cは把持部71の右側に位置する。第2収容部72bは、把持部71の直下から上側カバー部70まで存在している。第3収容部72c及びバッテリ装着部72dは第1収容部72aの後方に位置する。第3収容部72cはバッテリ装着部72dよりも右側に位置する。
第1収容部72aは筒状を成している。第1収容部72a内のモータ10は、例えばブラシレスDCモータである。モータ10はブラシレスDCモータ以外であってもよい。モータ10は、例えば、分割ステータコアを備える分割コア型モータである。分割コア型モータは分割コアモータとも呼ばれる。図4及び5に示されるように、モータ10はモータ本体11及びモータ軸12を備える。モータ軸12は回転軸とも呼ばれる。モータ本体11はロータ及びステータ110を有する。ロータはステータ110の内側に位置する。ロータはモータ軸12に固定されている。モータ本体11は第1収容部72aに収容される。モータ軸12は左右方向に沿って延在している。モータ軸12は、第1収容部72aから第2収容部72bまで延びており、その一方の端部が第2収容部72b内のギアに接続されている。第2収容部72b内の複数のギアは、モータ10の回転を、その回転速度を低減して丸鋸刃4に伝達する。モータ10は当該複数のギアを介して丸鋸刃4を回転させることが可能である。
図4及び5に示されるように、第1収容部72aには、モータ10以外にも、モータ10を冷却するための冷却ファン部15が収容されている。冷却ファン部15は、モータ10を冷却するための冷却ファン16及び17を備える。冷却ファン16及び17のそれぞれは、例えば遠心ファンである。遠心ファンは、中央部から取り込んだ風を径方向外側(言い換えれば遠心方向)に送り出す。冷却ファン16及び17はモータ軸12に固定されている。モータ軸12の回転に応じて冷却ファン16及び17も回転する。モータ10のステータ110は、冷却ファン16と冷却ファン17との間に位置する。冷却ファン16の直径は冷却ファン17の直径よりも大きくなっている。
図1及び5に示されるように、第1収容部72aの右側の円形の面には、ハウジング7の外側の空気をハウジング7内に取り入れるための複数の吸気口72aaが形成されている。冷却ファン16及び17が回転している場合には、複数の吸気口72aaから第1収容部72a内に空気が取り入れられて、ハウジング7内にモータ10を冷却する冷却風が発生する。冷却風は、第1収容部72a内において、右側から左側に向かって流れてモータ10を冷却し、第2収容部72bに達する。第2収容部72bの左側の面には複数の排気口が形成されている。冷却風は、第2収容部72b内において、右側から左側に向かって流れて、複数の排気口からハウジング7の外側に排出される。以後、単に上流側と言えば、冷却風の上流側、言い換えれば冷却風の風上側を意味する。また、単に下流側と言えば、冷却風の下流側、言い換えれば冷却風の風下側を意味する。
第1収容部72aには、ファンケーシング18及び19と、冷却風を案内する案内部20と、センサ基板21とが収容されている。ファンケーシング18は、冷却ファン16の性能を向上させるためのファンケーシングである。ファンケーシング18は冷却ファン16よりも上流側に位置する。ファンケーシング18は、冷却ファン16の右側の面(言い換えれば上流側の面)に沿った対向面180を有している。この対向面180によって、冷却ファン16は、冷却風を径方向外側に効率よく送り出すことができ、冷却ファン16の風量及び風圧が増加する。本例では、ファンケーシング18は、ハウジング7と別体となっているが、ハウジング7と一体成形されてもよい。
ファンケーシング19は、冷却ファン17の性能を向上させるためのファンケーシングである。ファンケーシング19は冷却ファン17よりも上流側に位置する。ファンケーシング19は、冷却ファン17の右側の面(言い換えれ上流側の面)に沿った対向面190を有している。この対向面190によって、冷却ファン17は、冷却風を径方向外側に効率よく送り出すことができ、冷却ファン17の風量及び風圧が増加する。本例では、ファンケーシング19は、ハウジング7と別体となっているが、ハウジング7と一体成形されてもよい。
案内部20は、ステータ110と冷却ファン17との間に位置する。案内部20は、冷却ファン部15によって生じる冷却風をステータ110の外周面の内側に案内する。これにより、ステータ110の外周面の内側のコイルを適切に冷却することができる。本例では、案内部20は、ハウジング7と一体成形されている。案内部20は案内リブとも言える。案内部20はハウジング7と別体であってもよい。
センサ基板21には、モータ10が備えるロータの回転位置を検出するためのセンサが搭載されている。センサ基板21は、モータ10のステータ110に取り付けられている。センサ基板21はステータ110よりも上流側に位置する。第3収容部72c内の制御基板は、センサ基板21での検出結果に基づいて、モータ10のロータの回転を制御する。制御基板は、モータ軸12の回転を制御することが可能であると言える。モータ軸12が回転することによって丸鋸刃4が回転することから、制御基板は、丸鋸刃4の回転を制御することが可能であると言える。また、モータ軸12が回転することによって冷却ファン16及び17が回転することから、制御基板は、冷却ファン16及び17の回転を制御することが可能であると言える。
<モータのステータの構造例>
図6〜9はモータ10のステータ110の構造の一例を示す図である。図6は斜視図である。図7には、ステータ110の軸方向に垂直な方向からステータ110を見た様子が示されている。図8は、図7に示されるステータ110の矢視A−Aにおける断面構造を示す図である。図9は、図7に示されるステータ110の矢視B−Bにおける断面構造を示す図である。また図10は、センサ基板21及びステータ110の構造を示す斜視図である。
図6〜10に示されるように、ステータ110は、筒状を成しており、複数のセグメントに分割されている。ステータ110は複数のステータセグメント111を備える。複数のステータセグメント111は円環状に配置されている。各ステータセグメント111は、その両隣のステータセグメント111と連結されている。本例では、ステータ110は6個のステータセグメント111を備えるが、ステータ110が備えるステータセグメント111の数はこの限りではない。
各ステータセグメント111は、コアセグメント112と、コイル113と、絶縁フィルム114と、第1絶縁部材115と、第2絶縁部材116とを備える。複数のステータセグメント111がそれぞれ備える複数のコアセグメント112によって分割ステータコア118が構成されている。複数のコアセグメント112は円環状に配置されている。各コアセグメント112は、その両隣のコアセグメント112と溶接等によって連結されている。
各コアセグメント112は、やや細長い形状を直しており、ヨーク部112aと、コイル113が巻かれるティース部112bとを備える(特に図9を参照)。複数のコアセグメント112のヨーク部112aによってステータ110のヨークが構成されている。複数のコアセグメント112は、その長手方向が、ステータ110の軸方向と平行になるように円環状に配置される。ステータ110の軸方向は、ステータ110の径方向に垂直な方向である。
図8及び9に示されるように、ティース部112bに巻かれたコイル113のうち、当該ティース部112bの一方の側面と対向する第1部分113aと、当該ティース部112bの他方の側面と対向する第2部分113bのそれぞれは、絶縁フィルム114で覆われている。絶縁フィルム114によって、ティース部112bに巻かれたコイル113と、当該ティース部112bの側面との間の絶縁が実現される。絶縁フィルム114は絶縁紙とも呼ばれる。以後、ティース部112bとコイル113の第1部分113aとを絶縁するための絶縁フィルム114を第1絶縁フィルム114aと呼ぶことがある。また、ティース部112bとコイル113の第2部分113bとを絶縁するための絶縁フィルム114を第2絶縁フィルム114bと呼ぶことがある。
個々のステータセグメント111が組み立てられる場合には、曲げられた第1絶縁フィルム114aがコイル113の第1部分113aを覆うように、当該第1部分113aとティース部112bとの間に配置される。同様に、曲げられた第2絶縁フィルム114bが、コイル113の第2部分113bを覆うように、当該第2部分113bとティース部112bとの間に配置される。そして、2つのステータセグメント111において、一方のステータセグメント111の第1絶縁フィルム114aと、他方のステータセグメント111の第2絶縁フィルム114bとが接触するように、当該2つのステータセグメント111が連結される。これにより、一方のステータセグメント111のコイル113の第1部分113aと、他方のステータセグメント111のコイル113の第2部分113bとの間には、第1絶縁フィルム114a及び第2絶縁フィルム114bから成る絶縁体514が存在する。
本例では、互いに連結された2つのステータセグメント111において、一方のステータセグメント111のコイル113の第1部分113aと、他方のステータセグメント111のコイル113の第2部分113bとの間の距離が小さくなっている。これにより、互いに連結された2つのステータセグメント111において、一方のステータセグメント111のコイル113の第1部分113aと、他方のステータセグメント111のコイル113の第2部分113bとは、それらの間に位置する絶縁体514にそれぞれ接触している。
なお、互いに連結された2つのステータセグメント111において、一方のステータセグメント111のコイル113の第1部分113aと、他方のステータセグメント111のコイル113の第2部分113bの少なくとも一方は、当該第1部分113a及び当該第2部分113bの間に位置する絶縁体514に接触しなくてもよい。
また、ティース部112bに巻かれたコイル13がばらけないように当該コイル13を固めたり、コイル13の冷却性能を高めたりするために、コイル13に絶縁性のワニスを塗布してもよい。この場合、互いに連結された2つのステータセグメント111において、一方のステータセグメント111のコイル113の第1部分113aと、他方のステータセグメント111のコイル113の第2部分113bとの間にワニスが存在してもよい。また、ワニスの替わりに絶縁性の接着剤が使用されてもよい。
第1絶縁部材115及び第2絶縁部材116のそれぞれは、例えば樹脂成形品で構成されている。各コアセグメント112には、その長手方向の一方の端面を覆う第1絶縁部材115が取り付けられている。また、各コアセグメント112には、その長手方向の他方の端面を覆う第2絶縁部材116が取り付けられている。コアセグメント112のティース部112bに対しては、第1絶縁部材115及び第2絶縁部材116の上からコイル113が巻かれる。第1絶縁部材115及び第2絶縁部材116によって、コアセグメント112の両端面とコイル113との間の絶縁を実現することができる。
図10に示されるように、センサ基板21は第1絶縁部材115に取り付けられる。第1絶縁部材115における、ティース部112bの端面を覆う部分は二股部分を備えている。二股部分は、ステータ110の軸方向に沿って外側に延びる第1部分115a及び第2部分115bを有する。第1部分115a及び第2部分115bの先端側部分のそれぞれは筒状となっている。第1部分115aは第2部分115bよりも外側に突出している。
図10に示されるように、センサ基板21は略円板状を成している。センサ基板21の中央部には開口部21aが形成されている。また、センサ基板21の周端部には、複数の貫通孔21bが形成されている。センサ基板21がステータ110に取り付けられる場合には、図10に示されるように、ステータ110の複数の第2部分115bの先端がセンサ基板21と当接するように、ステータ110の複数の第1部分115aが、センサ基板21の複数の貫通孔21bの一部にそれぞれ挿入される。そして、各第1部分115aの先端がつぶされることによって、センサ基板21がステータ110に固定される。センサ基板21がステータ110に取り付けられると、センサ基板21の開口部21aは、ステータ110の内側の開口部と対向する。センサ基板21の開口部21aにはモータ軸12が通される。
ステータ110の軸方向の第1絶縁部材115側の端部の外周面には、その周方向に沿って複数の隙間119が形成されている(図6及び7参照)。複数の隙間119には、同一の第1絶縁部材115が有する第1部分115a及び第2部分115bの間の隙間が含まれる。また、複数の隙間119には、周方向で互いに隣り合う2つのステータセグメント111の第1絶縁部材115の間の隙間が含まれる。なお、図6及び10に示されるように、ステータ110の軸方向の第2絶縁部材116側の端部の外周面にも、その周方向に沿って複数の隙間125が形成されている。
本例では、ステータ110は、分割ステータコア118を備えることから、周方向に並ぶ複数のティース部112bの間隔を狭くすることができる。これにより、複数のティース部112bに巻かれるコイル113の間隔を狭くすることができる。その結果、コイル113の高密度化が可能となる。
<冷却ファンの構造例>
図11は冷却ファン16の構造の一例を示す斜視図である。図11に示されるように、冷却ファン16は、筒状のハブ160と、中央部が開口した円板状の座面部162と、座面部162に設けられた複数の板状の羽根163とを備える。筒状のハブ160の開口部161にはモータ軸12が挿入される。座面部162はハブ160の周囲を取り囲んでいる。複数の羽根163は、座面部162の一方の主面162aから軸方向に沿って突出するように、当該主面162aに設けられている。複数の羽根163は、ハブ160から座面部162の外周面162bに向かって延びており、ハブ160を中心にして放射状に配置されている。以後、冷却ファン16を説明する場合に、座面部162側を前側と呼び、それとは反対側を後ろ側と呼ぶ。
各羽根163は、座面部162の内周側に位置する第1部分163aと、座面部162の外周側に位置する第2部分163bとを備える。第1部分163aの高さは、座面部162の外周面162bに向かうほど大きくなっている。一方で、第2部分163bの高さは、外周面162bに向かうほど小さくなっている。羽根163の後ろ側の端面、言い換えれば第1部分163a及び第2部分163bの後ろ側の端面は、冷却ファン16の後ろ側の面の一部を構成している。冷却ファン16に対応するファンケーシング18の対向面180は、各羽根163の第2部分163bの後ろ側の端面163bbに沿った形状となっている。冷却ファン16は、第1収容部72aに、前側(言い換えれば座面部162側)を下流側とし、後ろ側(言い換えれば羽根163側)を上流側にして配置される。
図12は冷却ファン17の構造の一例を示す斜視図である。冷却ファン17の構造は、冷却ファン16の構造と似た構造となっている。図12に示されるように、冷却ファン17は、筒状のハブ170と、中央部が開口した円板状の座面部172と、座面部172に設けられた複数の板状の羽根173とを備える。筒状のハブ170の開口部171にはモータ軸12が挿入される。座面部172はハブ170の周囲を取り囲んでいる。複数の羽根173は、座面部172の一方の主面172aから軸方向に沿って突出するように、当該主面172aに設けられている。複数の羽根173は、ハブ170から座面部172の外周面172bに向かって延びており、ハブ170を中心にして放射状に配置されている。以後、冷却ファン17を説明する場合に、座面部172側を前側と呼び、それとは反対側を後ろ側と呼ぶ。
各羽根173は、座面部172の内周側に位置する第1部分173aと、座面部172の外周側に位置する第2部分173bとを備える。第1部分173aの高さは、座面部172の外周面172bに向かうほど大きくなっている。一方で、第2部分173bの高さは、外周面172bに向かうほど小さくなっている。各羽根173の後ろ側の端面、言い換えれば、各羽根173の第1部分173a及び第2部分173bの後ろ側の端面は、冷却ファン17の後ろ側の面の一部を構成している。冷却ファン17に対応するファンケーシング19の対向面190は、各羽根173の第2部分173bの後ろ側の端面173bbに沿った形状となっている。冷却ファン17は、第1収容部72aに、前側(言い換えれば座面部172側)を下流側とし、後ろ側(言い換えれば羽根173側)を上流側にして配置される。
<ファンケーシングの構造例>
図13及び14は冷却ファン16に対応するファンケーシング18の構造を示す斜視図である。図13及び14に示されるように、ファンケーシング18は、冷却ファン16と対向する浅い皿状のファン側部分181と、モータ10のステータ110の外周面を取り囲む略筒状のモータ側部分182とを備える。
皿状のファン側部分181の底部には開口部181aが設けられている。皿状のファン側部分181の内周面には、冷却ファン16の各羽根163の第2部分163bの後ろ側の端面163bbと対向する対向面180が設けられている。ファン側部分181は、ステータ110と冷却ファン16との間に位置する。ファン側部分181の開口部181aには、モータ10から冷却ファン17に延びるモータ軸12が通される。
略筒状のモータ側部分182は、ファン側部分181の開口部181aを取り囲むように、ファン側部分181の外側面に繋がっている。モータ側部分182は、周方向に沿って複数に分割されており、複数の分割部分182aを備える。各分割部分182aの内側面には、2つの補強用リブ182bが設けられている。周方向で互いに隣り合う2つの分割部分182a間には隙間が設けられている。複数の分割部分182aは、ステータ110の外周面を取り囲む。モータ側部分182が、ステータ110の外周面を取り囲むことによって、冷却風がステータ110に当たりやすくなる。なお、ファンケーシング18はモータ側部分182を備えなくてもよい。
<案内部の構造例>
図15は案内部20の構造の一例を示す斜視図である。図16は図15に示される案内部20の矢視C−Cにおける断面構造を示す図である。図15及び16に示されるように、案内部20は、底面が開口した浅い皿状部120と、皿状部120の開口を取り囲む円板状のフランジ部121とを備える。皿状部120は、第1開口120aと、当該第1開口120aと対向する、皿状部120の底面に設けられた第2開口120bとを備える。第1開口120aの径は第2開口120bの径よりも大きくなっている。皿状部120の内周面120cの径は、第1開口120aから第2開口120bに向かうにつれて徐々に小さくなっている。フランジ部121は、第1開口120aを取り囲むように当該第1開口120aの開口縁120aaからその径方向外側に突出している。
案内部20は、第1収容部72aにおいて、径が小さい第2開口120bが下流側に、径が大きい第1開口120aが上流側に位置するように配置される。案内部20のフランジ部121の外周端面は、第1収容部72aの内周面に繋がっている。
案内部20の第2開口120bは、センサ基板21と対向する。具体的には、第2開口120bの開口縁120bbは、センサ基板21の周端部と対向する。センサ基板21及び案内部20を第1開口120a側から見た場合、センサ基板21の周端部よりも内側の部分は案内部20の第2開口120bから露出している。第1開口120a及び第2開口120bには、モータ10から冷却ファン17に延びるモータ軸12が通される。
以上のような構造を有する案内部20は、ステータ110の軸方向のセンサ基板21側の一方端から、冷却風をステータ110の外周面の内側に案内する。図17は、案内部20付近の冷却風の流れを示す図である。図17では、冷却ファン17、センサ基板21及びステータ110が簡略化して示されている。また図17ではモータ軸12の記載が省略されている。
冷却ファン17は、中央部から取り込んだ風を径方向外側に送り出し、外周面から冷却風を送出する。冷却ファン17の外周面17aから送出された冷却風は、図17の矢印80に示されるように、案内部20によって、センサ基板21の周端部よりも内側の部分に案内される。そして、冷却風は、センサ基板21の複数の貫通孔21bを通って、ステータ110の外周面よりも内側の部分を通過する。本例では、冷却風は、ステータ110のヨーク(言い換えれば、複数のコアセグメント112のヨーク部112a)よりも内側の部分を通過する。
このように、冷却ファン17によって生じる冷却風は、案内部20によって、ステータ110の外周面の内側に案内される。これにより、ステータ110の外周面の内側に位置するコイル113を適切に冷却することが可能となる。なお、案内部20は、冷却風をステータ110の外周面の内側に案内できればよく、案内部20の形状は本例の形状には限られない。
以上のように、本例に係るステータ110は、分割ステータコア118を備えることから、周方向に並ぶ複数のコイル113の間隔を狭くすることができる。その結果、コイル113の高密度化が可能となる。
一方で、複数のコイル113の間隔が狭くなると、複数のコイル113の間に冷却風が通りにくくなる。そのため、熱が発生し易いコイル113を適切に冷却することができない可能性がある。
本例に係る電動工具1は、モータ10を冷却するための複数の冷却ファン16及び17を備えている。したがって、ステータ110が分割ステータコア118を備える場合であっても、ステータ110のコイル113を適切に冷却することができる。よって、モータ10を適切に冷却することが可能となる。
また、上述の図8及び9に示されるように、互いに連結された2つのステータセグメント111において、一方のステータセグメント111のコイル113と、他方のステータセグメント111のコイル113とが、それらの間に位置する絶縁体514にそれぞれ接触している場合には、これらの2つのコイル113の間には冷却風が通りにくくなる。このような場合であっても、電動工具1が複数の冷却ファン16及び17を備えることにより、ステータ110のコイル113を適切に冷却することができる。
また、本例では、電動工具1は遠心ファンを備えている。遠心ファンは軸流ファンよりも風圧を高めることができることから、間隔が狭い複数のコイル113の間に冷却風を適切に通すことが可能となる。よって、コイル113をより適切に冷却することができる。
また、本例では、電動工具1は複数の遠心ファンを備えることから、コイル113をより適切に冷却することができる。
また、本例では、冷却ファン部15によって生じる冷却風は、案内部20によって、ステータ110の外周面の内側に案内される。これにより、ステータ110の外周面の内側に位置するコイル113をより適切に冷却することが可能となる。
次に丸鋸1の構造の他の例について説明する。図18及び19は、丸鋸1の他の構造を示す図である。図18及び19は上述の図4及び5にそれぞれ対応している。図18及び19に示される丸鋸1を丸鋸1Bと呼ぶことがある。
図18及び19に示されるように、丸鋸1Bは、上述の丸鋸1Aにおいて、ファンケーシング18及び案内部20の替わりにファンケーシング30及び案内部40をそれぞれ設けたものである。
ファンケーシング30は、冷却ファン16の性能を向上させるためのファンケーシングである。ファンケーシング30は冷却ファン16よりも上流側に位置する。ファンケーシング30は、冷却ファン16の右側の面(言い換えれば上流側の面)に沿った対向面130を有している。対向面130は、冷却ファン16の各羽根163の第2部分163bの後ろ側の端面163bbに沿った形状となっている。ファンケーシング30が対向面130を有することにより、冷却ファン16は、冷却風を径方向外側に効率よく送り出すことができ、冷却ファン16の風量及び風圧が増加する。本例では、ファンケーシング30は、ハウジング7と別体となっているが、ハウジング7と一体成形されてもよい。
案内部40は、ステータ110の外周面から、冷却風をステータ110の外周面の内側に案内する。本例では、案内部40は、ハウジング7と別体となっているが、ハウジング7と一体成形されてもよい。
図20は案内部40の構造の一例を示す斜視図である。図21は図18に示される案内部40を拡大して示す断面図である。図20及び21に示されるように、案内部40は、ステータ110の軸方向の一方端部を取り囲む取り囲み部140と、取り囲み部140に繋がったリング状部分141と、リング状部分141の開口を取り囲む円板状のフランジ部142とを備える。取り囲み部140は例えば椀状を成している。以後、取り囲み部140を椀状部分140と呼ぶことがある。
椀状部分140の底面は開口している。椀状部分140は、第1開口140aと、当該第1開口140aと対向する、椀状部分140の底面に設けられた第2開口140bとを備える。第1開口140aの径は第2開口140bの径よりも大きくなっている。椀状部分140の内周面140cの径は、第1開口140aから第2開口140bに向かうにつれて徐々に小さくなっている。図21に示されるように、椀状部分140の内周面140cを、その周方向に垂直な面で切断した場合の当該内周面140cの断面形状は曲線となっている。
リング状部分141は、椀状部分140の第2開口140bを取り囲むように、第2開口140bの開口縁140bbに繋がっている。フランジ部142は、リング状部分141の椀状部分140側とは反対側の開口141aを取り囲むように、当該開口141aの開口縁141aaからその径方向外側に突出している。
案内部40は、第1収容部72aにおいて、椀状部分140の第2開口140bが下流側に、椀状部分140の第1開口140aが上流側に位置するように配置される。案内部40は、ステータ110の分割ステータコア118よりも上流側に配置される。ステータ110の複数の第1絶縁部材115は案内部40の内側に位置する。
椀状部分140は、ステータ110の軸方向のセンサ基板21側の端部の外周面を取り囲む。言い換えれば、椀状部分140は、ステータ110の軸方向の第1絶縁部材115側の端部の外周面を取り囲む。上述の図6及び7に示されるように、ステータ110の軸方向の第1絶縁部材115側の端部の外周面には、その周方向に沿って複数の隙間119が形成されている。椀状部分140は、ステータ110の周方向で複数の隙間119を取り囲む。フランジ部142の外周端面は、第1収容部72aの内周面に繋がっている。リング状部分141の内径は、ステータ110における、複数の第1絶縁部材115が存在する部分の外径とほぼ同一となっている。
以上のような構造を有する案内部40は、ステータ110の外周面から、冷却風をステータ110の外周面の内側に案内する。図22は、案内部40付近の冷却風の流れを示す図である。図22では、冷却ファン17、センサ基板21及びステータ110が簡略化して示されている。また図22ではモータ軸12の記載が省略されている。
図22に示されるように、冷却ファン17の外周面から送出された冷却風は、矢印81に示されるように、案内部40の働きにより、その椀状部分140によって取り囲まれた、ステータ110の軸方向の第1絶縁部材115側の端部の外周面に到達する。そして、冷却風は、当該外周面に設けられた複数の隙間119を通って、ステータ110の外周面の内側に到達する。その後、冷却風は、ステータ110の外周面よりも内側の部分を流れて冷却ファン16に到達する。このとき、冷却風は、ステータ110のヨークよりも内側の部分を通過して、コイル113を冷却する。
なお、案内部40の構造は上記の例に限られない。例えば、案内部40はフランジ部142を備えなくてもよい。また案内部40は、フランジ部142及びリング状部分141を備えなくてもよい。また、図23に示されるように、案内部40の取り囲み部140の内周面140cを、その周方向に垂直な面で切断した場合の当該内周面140cの断面形状は直線であってもよい。
以上のように、冷却ファン17によって生じる冷却風は、案内部40によって、ステータ110の外周面から、ステータ110の外周面の内側に案内される。これにより、センサ基板21が障害となって冷却風が流れにくくなる可能性が低減する。よって、ステータ110のコイル113をより適切に冷却することが可能となる。
また、図20及び21等に示されるように、案内部40がステータ110の外周面を取り囲む椀状部分140を備える場合には、案内部40は、冷却風が流れる方向を緩やかに変化させながら、冷却風をステータ110の外周面の内側に案内することができる。よって、冷却風がステータ110の外周面の内側に案内される場合に冷却風の風量及び風圧が低下する可能性を低減することができる。その結果、コイル113をより適切に冷却することが可能となる。
図24及び25は、丸鋸1の他の構造を示す図である。図24及び26は上述の図4及び5にそれぞれ対応している。図24及び25に示される丸鋸1を丸鋸1Cと呼ぶことがある。
図24及び25に示されるように、丸鋸1Cは、上述の丸鋸1Aにおいて、冷却ファン17の配置位置を変更し、ファンケーシング18、ファンケーシング19及び案内部20の替わりにファンケーシング50、ファンケーシング60及び案内部45をそれぞれ設けたものである。
本例では、冷却ファン17は、ステータ110の下流側に位置する。これにより、冷却ファン16及び17は、ステータ110に対して同じ側に位置する。
ファンケーシング50は、冷却ファン16の性能を向上させるためのファンケーシングである。ファンケーシング50は冷却ファン16よりも上流側に位置する。ファンケーシング50は、冷却ファン16の右側の面(言い換えれば上流側の面)に沿った対向面150を有している。対向面150は、冷却ファン16の各羽根163の第2部分163bの後ろ側の端面163bbに沿った形状となっている。ファンケーシング50が対向面150を有することにより、冷却ファン16は、冷却風を径方向外側に効率よく送り出すことができ、冷却ファン16の風量及び風圧が増加する。本例では、ファンケーシング50は、ハウジング7と別体となっているが、ハウジング7と一体成形されてもよい。
ファンケーシング60は、冷却ファン17の性能を向上させるためのファンケーシングである。ファンケーシング60は冷却ファン17よりも上流側に位置する。ファンケーシング60は、冷却ファン17の右側の面に沿った対向面61を有している。対向面61は、冷却ファン17の各羽根173の第2部分173bの後ろ側の端面173bbに沿った形状となっている。ファンケーシング60が対向面61を有することにより、冷却ファン17は、冷却風を径方向外側に効率よく送り出すことができ、冷却ファン17の風量及び風圧が増加する。本例では、ファンケーシング60は、ハウジング7と別体となっているが、ハウジング7と一体成形されてもよい。
案内部45は、上記の案内部40と同様に、ステータ110の外周面から、冷却風をステータ110の外周面の内側に案内する。案内部45は、上記の案内部40と同様の構造を有している。案内部45は、ステータ110の外周面の複数の隙間119を周方向で取り囲む取り囲み部145と、取り囲み部145に繋がったリング状部分146と、リング状部分146の開口を取り囲む円板状のフランジ部147とを備える。取り囲み部145は例えば椀状を成している。本例では、案内部45は、ハウジング7と別体となっているが、ハウジング7と一体成形されてもよい。なお、上述の図23に示される案内部40と同様に、案内部45の取り囲み部145の内周面を、その周方向に垂直な面で切断した場合の当該内周面の断面形状は直線であってもよい。
このように、本例の丸鋸1Cでは、上記の丸鋸1Bと同様に、冷却ファン17によって生じる冷却風は、案内部45によって、ステータ110の外周面から、ステータ110の外周面の内側に案内される。これにより、センサ基板21が障害となって冷却風が流れにくくなる可能性が低減する。よって、ステータ110のコイル113をより適切に冷却することが可能となる。
また、案内部45の取り囲み部145が椀状を成している場合、案内部45は、冷却風が流れる方向を緩やかに変化させながら、冷却風をステータ110の外周面の内側に案内することができる。よって、冷却風がステータ110の外周面の内側に案内される場合に冷却風の風量及び風圧が低下する可能性を低減することができる。その結果、コイル113をより適切に冷却することが可能となる。
図26及び27は、丸鋸1の他の構造を示す図である。図26及び27は上述の図4及び5にそれぞれ対応している。図26及び27に示される丸鋸1を丸鋸1Dと呼ぶことがある。
図26及び27に示されるように、丸鋸1Dは、上述の丸鋸1Aにおいて、冷却ファン16の配置位置を変更し、ファンケーシング18及び案内部20の替わりにファンケーシング65及び案内部55をそれぞれ設けたものである。
本例では、冷却ファン16はステータ110よりも上流側に位置する。これにより、冷却ファン16及び17は、ステータ110に対して同じ側に位置する。
案内部55は、上記の案内部40及び45と同様に、ステータ110の外周面から、冷却風をステータ110の外周面の内側に案内する。案内部55は、上記の案内部40及び45と同様の構造を有している。案内部55は、ステータ110の外周面の複数の隙間119を周方向で取り囲む取り囲み部155と、取り囲み部155に繋がったリング状部分156と、リング状部分146の開口を取り囲む円板状のフランジ部157とを備える。取り囲み部155は例えば椀状を成している。本例では、案内部55は、ハウジング7と別体となっているが、ハウジング7と一体成形されてもよい。なお、上述の図23に示される案内部40と同様に、案内部55の取り囲み部155の内周面を、その周方向に垂直な面で切断した場合の当該内周面の断面形状は直線であってもよい。
ファンケーシング65は、冷却ファン16の性能を向上させるためのファンケーシングである。ファンケーシング65は、冷却ファン16と冷却ファン17との間に位置する。本例では、ファンケーシング65は、ハウジング7と別体となっているが、ハウジング7と一体成形されてもよい。
図28はファンケーシング65の構造の一例を示す斜視図である。図29は図26に示されるファンケーシング65を拡大して示す断面図である。図28及び29に示されるように、ファンケーシング65は、上流側に位置する上流側部165と、下流側に位置する下流側部166とを備える。下流側部166は、例えば、底面が開口した皿状となっている。下流側部166は、第1開口166aと、当該第1開口166aと対向する、皿状の下流側部166の底面に設けられた第2開口166bとを備える。第1開口166aの径は第2開口166bの径よりも大きくなっている。第1収容部72aにおいて、下流側部166は、第1開口166aが下流側に、第2開口166bが上流側にそれぞれ位置するように配置される。下流側部166の内周面166cは、冷却ファン16の後ろ側の面と対向する対向面166cを構成している。対向面166cは、冷却ファン16の各羽根163の第2部分163bの後ろ側の端面163bbに沿った形状となっている。ファンケーシング65が対向面166cを備えることにより、冷却ファン16は、冷却風を径方向外側に効率よく送り出すことができ、冷却ファン16の風量及び風圧が増加する。
上流側部165は、例えば、底面が開口した椀状となっている。上流側部165は、図20及び21に示される案内部40の取り囲み部140と同様の形状を成している。上流側部165は、第1開口165aと、当該第1開口165aと対向する、椀状の上流側部165の底面に設けられた第2開口165bとを備える。第1開口165aの径は第2開口165bの径よりも大きくなっている。上流側部165の内周面165cの径は、第1開口165aから第2開口165bに向かうにつれて徐々に小さくなっている。図29に示されるように、上流側部165の内周面165cを、その周方向に垂直な面で切断した場合の当該内周面165cの断面形状は曲線となっている。第1収容部72aにおいて、上流側部165は、第1開口165aが上流側に、第2開口165bが下流側にそれぞれ位置するように配置される。
上流側部165の第2開口165bの開口縁165bbと、下流側部166の第2開口166bの開口縁166bbとは繋がっている。これにより、上流側部165の第1開口165aと、下流側部166の第1開口166aとが対向する。第1開口165a及び第1開口166aにはモータ軸12が通される。
上流側部165は、冷却ファン17からの冷却風を、冷却ファン16の外周面よりも内側に案内する案内部として機能する。以後、上流側部165を案内部165と呼ぶことがある。
図30は、案内部165付近の冷却風の流れを示す図である。図30では、冷却ファン16及び17が簡略化して示されている。また図30ではモータ軸12の記載が省略されている。
図30に示されるように、冷却ファン17の外周面から送出された冷却風は、矢印82に示されるように、案内部165によって、冷却ファン16の外周面よりも内側に案内される。冷却ファン16は、その外周面よりも内側に案内された冷却風を、中央部から取り込んで当該外周面から送出する。
このように、案内部165は、冷却ファン17からの冷却風を、冷却ファン16の外周面の内側に案内することから、冷却ファン16は、その中央部から冷却風を取り込みやすくなる。これにより、冷却ファン16から送出される冷却風の風量及び風圧を増加することが可能となる。よって、モータ10のコイル113をより適切に冷却することが可能となる。
また、案内部165は、椀状を成していることから、冷却風が流れる方向を緩やかに変化させながら、冷却風を冷却ファン16の外周面の内側に案内することができる。よって、冷却風が冷却ファン16の外周面の内側に案内される場合に冷却風の風量及び風圧が低下する可能性を低減することができる。その結果、コイル113をより適切に冷却することが可能となる。
なお、案内部165の構造は上記の例に限られない。例えば、案内部165の内周面165cを、その周方向に垂直な面で切断した場合の当該内周面165cの断面形状は直線であってもよい。
図31及び32は、丸鋸1の他の構造を示す図である。図31及び32は上述の図4及び5にそれぞれ対応している。図31及び32に示される丸鋸1を丸鋸1Dと呼ぶことがある。
図31及び32に示されるように、丸鋸1Dは、上述の丸鋸1Aにおいて、冷却ファン17の替わりに冷却ファン27を設けて、ファンケーシング19及び案内部20を取り除いたものである。
本例では、冷却ファン16と冷却ファン27とで、モータ10を冷却するための冷却ファン部25が構成されている。冷却ファン27は、例えば軸流ファンであって、センサ基板21の上流側に位置する。
図33は冷却ファン27の構造の一例を示す斜視図である。図33に示されるように、冷却ファン27は、筒状のハブ127と、ハブ127の外周面127aから外側に突出する複数の羽根128とを備える。筒状のハブ127の開口部127bにモータ軸12が通される。軸流ファンである冷却ファン27は、軸方向から風を取り込んで、取り込んだ風を軸方向に送出する。
このように、丸鋸1が遠心ファンと軸流ファンを備える場合であっても、ステータ110のコイル113を適切に冷却することができる。
上記の各例では、丸鋸1が備える複数の冷却ファンには、遠心ファンが含まれているが、遠心ファンは含まれなくてもよい。また、丸鋸1が備える複数の冷却ファンのそれぞれが軸流ファンであってもよい。また、丸鋸1が備える複数の冷却ファンには、遠心ファン及び軸流ファン以外のファンが含まれてもよい。また、丸鋸1は3個以上の冷却ファンを備えてもよい。
実施の形態2.
図34は本実施の形態に係る電動工具200の外観の一例を示す斜視図である。図35及び36は電動工具200の内部構造の一例を示す図である。図35は側面図であって、図36は斜視図である。電動工具200は、例えば手持ちのディスクグラインダである。ディスクグラインダは、円板状の砥石を回転させることによって、研削、切断及び研磨等を行うことが可能である。以後、電動工具200をグラインダ200と呼ぶことがある。
図34〜35に示されるように、グラインダ200は、モータ230(図35及び36参照)によって駆動される駆動部210と、モータ230を収容し、ユーザによって把持されるハウジング220とを備える。グラインダ200は、例えば充電式のグラインダであって、バッテリを備える。バッテリはハウジング220に装着可能である。図34〜36には、バッテリが取り付けられていないグラインダ200が示されている。なお、グラインダ200は、商用電源から供給される交流電圧に基づいて動作を行うディスクグラインダであってもよい。以後、図34〜36に示されるグラインダ200をグラインダ200Aと呼ぶことがある。
駆動部210は、円板状の砥石と、砥石を部分的に覆う安全カバー211と、モータ230の回転をその回転速度を低減して砥石に伝達するためのギア部212とを備える。図34〜36には、砥石が取り付けられていないグラインダ200が示されている。
ギア部212は、ギアを収容するギアケース213を備える。図34に示されるように、ギアケース213は、ハウジング220の内部の部品を冷却するためにハウジング220内に取り込まれた空気を排出する複数の排気口214を備える。
ハウジング220は、略筒状の部材であって、駆動部210から後方に延びている。ハウジング220の前方端はギアケース213に繋がっている。ハウジング220の後方端部は、バッテリが装着されるバッテリ装着部分221を構成する。ハウジング220は例えば2分割可能となっている。図35及び36では、ハウジング220を構成する2つの分割部品のうちの一方の分割部品が取り外されることによって、ハウジング220の内部が見えるようになっている。
ハウジング220内のモータ230は、上述の丸鋸1のモータ10と同様に、ブラシレスDCモータである。モータ230はブラシレスDCモータ以外であってもよい。モータ230は、例えば、分割ステータコアを備える分割コア型モータである。モータ230は、モータ10と同様の構造を有しており、モータ本体231及びモータ軸232を備える。モータ本体231はロータ及びステータ233を有する。ステータ233は、上述のモータ10のステータ110と同様の構造を有している(図6〜9参照)。
ハウジング220には、モータ230を冷却するための冷却ファン部240が収容されている。冷却ファン部240は、モータ230を冷却するための冷却ファン241及び242を備える。冷却ファン241及び242のそれぞれは、例えば遠心ファンである。冷却ファン241及び242はモータ軸232に固定されている。モータ軸232の回転に応じて冷却ファン241及び242も回転する。冷却ファン241は冷却ファン242よりも前方に位置する。モータ230のステータ233は、冷却ファン241と冷却ファン242との間に位置する。冷却ファン241は、例えば上述の冷却ファン16と同様の構造を有している(図11参照)。冷却ファン242は、例えば上述の冷却ファン17と同様の構造を有している(図12参照)。
図34に示されるように、ハウジング220の後方端部の外周面には、ハウジング220の外側の空気をハウジング220内に取り入れるための複数の吸気口250が形成されている。冷却ファン241及び242が回転している場合には、複数の吸気口250からハウジング220内に空気が取り入れられて、ハウジング220内のモータ230を冷却する冷却風が発生する。冷却風は、ハウジング220内において、後方から前方に向かって流れてモータ230を冷却し、ギアケース213内に達する。そして、ギアケース213に設けられた複数の排気口214からギアケース213の外側に排出される。
ハウジング220には、ファンケーシング260及び270と、冷却風を案内する案内部280と、センサ基板290とが収容されている。またハウジング220には、モータ230を制御する制御基板300と、電源スイッチ310とが収容されている。
ファンケーシング260は、冷却ファン241の性能を向上させるためのファンケーシングである。ファンケーシング260は冷却ファン241よりも上流側に位置する。ファンケーシング260は、冷却ファン241の後ろ側の面に沿った対向面を有している。この対向面によって、冷却ファン241は、冷却風を径方向外側に効率よく送り出すことができ、冷却ファン241の風量及び風圧が増加する。本例では、ファンケーシング260は、ハウジング220と別体となっているが、ハウジング220と一体成形されてもよい。
ファンケーシング270は、冷却ファン242の性能を向上させるためのファンケーシングである。ファンケーシング270は冷却ファン242よりも上流側に位置する。ファンケーシング270は、冷却ファン242の後ろ側の面に沿った対向面271を有している。この対向面271によって、冷却ファン242は、冷却風を径方向外側に効率よく送り出すことができ、冷却ファン242の風量及び風圧が増加する。本例では、ファンケーシング270は、ハウジング220と別体となっているが、ハウジング220と一体成形されてもよい。
センサ基板290には、上述のセンサ基板21と同様に、モータ230が備えるロータの回転位置を検出するためのセンサが搭載されている。センサ基板290は、センサ基板21がモータ10のステータ110に取り付けられる方法と同様にして、モータ230のステータ233に取り付けられている(図10参照)。
制御基板300は、ハウジング220の後方端部内に位置する。制御基板300は、センサ基板290での検出結果に基づいて、モータ230のロータの回転を制御する。言い換えれば、制御基板300は、センサ基板290での検出結果に基づいて、モータ軸232の回転を制御する。モータ軸232が回転することによって冷却ファン241及び242が回転することから、制御基板300は、冷却ファン241及び242の回転を制御することが可能であると言える。
電源スイッチ310は、冷却ファン242の後方に位置する。ハウジング220には、電源スイッチ310を制御するためのスライド操作部320が固定されている。スライド操作部320はハウジング220の外周面から露出する。ハウジング220には、電源スイッチ310とスライド操作部320とを接続するレバー330が収容されている。スライド操作部320が前方(言い換えれば駆動部210側)にスライドされると、レバー330が操作されて電源スイッチ310がオン状態となる。一方で、スライド操作部320が後方にスライドされると、レバー330が操作されて電源スイッチ310がオフ状態となる。モータ230は、電源スイッチ310がオン状態のとき回転し、電源スイッチ310がオフ状態のとき回転しない。
案内部280は、センサ基板290と冷却ファン242との間に位置する。案内部280は、上述の案内部20と同様に、冷却ファン部240によって生じる冷却風をステータ233の外周面の内側に案内する。案内部280は、案内部20と同様に、ステータ233の軸方向のセンサ基板290側の一方端から、冷却風をステータ233の外周面の内側に案内する。冷却ファン242の外周面から送出された冷却風は、案内部280によって、センサ基板290の周端部よりも内側の部分に案内される。そして、冷却風は、センサ基板290の複数の貫通孔を通って、ステータ233の外周面よりも内側の部分を通過する。本例では、冷却風は、ステータ233のヨークよりも内側の部分を通過する。本例では、案内部280は、ハウジング220と一体成形されている。案内部280は案内リブとも言える。案内部280はハウジング220と別体であってもよい。
以上のように、グラインダ200は、モータ230を冷却するための複数の冷却ファン241及び242を備えている。したがって、ステータ233が分割ステータコアを備える場合であっても、ステータ233のコイルを適切に冷却することができる。よって、モータ230を適切に冷却することが可能となる。
また、本例では、グラインダ200は遠心ファンを備えていることから、モータ230における間隔が狭い複数のコイルの間に冷却風を適切に通すことが可能となる。よって、コイルをより適切に冷却することができる。
また、本例では、グラインダ200は複数の遠心ファンを備えることから、モータ230のコイルをより適切に冷却することができる。
また、本例では、冷却ファン部240によって生じる冷却風は、案内部280によって、ステータ233の外周面の内側に案内される。これにより、ステータ233の外周面の内側に位置するコイルをより適切に冷却することが可能となる。
次にグラインダ200の構造の他の例について説明する。図37及び38は、グラインダ200の他の構造を示す図である。図37及び38は上述の図35及び36にそれぞれ対応している。図37及び38に示されるグラインダ200をグラインダ200Bと呼ぶことがある。
図37及び38に示されるように、グラインダ200Bは、上述のグラインダ200Aにおいて、冷却ファン242の替わりに冷却ファン350を設けて、ファンケーシング270及び案内部280を取り除いたものである。
本例では、冷却ファン241と冷却ファン350とで、モータ230を冷却するための冷却ファン360が構成されている。冷却ファン350は、例えば軸流ファンであって、センサ基板290の上流側に位置する。冷却ファン350は、上述の冷却ファン27と同様の構造を有している(図33参照)。
このように、グラインダ200が遠心ファンと軸流ファンを備える場合であっても、ステータ233のコイルを適切に冷却することができる。
なお、グラインダ200が備える複数の冷却ファンの配置位置は上記の例に限られない。例えば、複数の冷却ファンは、上述の図24等のように、ステータ233よりも下流側に位置してもよい。また、複数の冷却ファンは、上述の図26等のように、ステータ233よりも上流側に位置してもよい。
また、グラインダ200が備える複数の冷却ファンには、遠心ファンが含まれなくてもよいし、軸流ファンが含まれなくてもよい。また、グラインダ200が備える複数の冷却ファンのそれぞれが軸流ファンであってもよい。また、グラインダ200が備える複数の冷却ファンには、遠心ファン及び軸流ファン以外のファンが含まれてもよい。また、グラインダ200は3個以上の冷却ファンを備えてもよい。
実施の形態3.
図39及び40は本実施の形態に係る電動工具400の外観の一例を示す斜視図である。図41及び42は電動工具400の一部の内部構造の一例を示す図である。図41は側面図であって、図42は斜視図である。電動工具400は、例えば手持ちのドリルドライバである。ドリルドライバはドライバドリルとも呼ばれる。ドリルドライバは、ドリル機能とドライバ機能とを備える。ドリルドライバは、先端のビットをモータで回転させることによって、穴あけ及びネジ締め等を行うことが可能である。以後、電動工具400をドリルドライバ400と呼ぶことがある。
図39〜42に示されるように、ドリルドライバ400は、ビットが着脱可能なドリルチャック410と、トルクを調整するためのクラッチハンドル420と、モータを含む複数の部品が収容されたハウジング430とを備える。クラッチハンドル420はドリルチャック410の後方に位置する。図39〜42には、ビットがドリルチャック410に取り付けられていないドリルドライバ400が示されている。
ドリルドライバ400は、例えば充電式のドリルドライバであって、バッテリを備える。バッテリはハウジング430に装着可能である。図39〜42には、バッテリが取り付けられていないドリルドライバ400が示されている。なお、ドリルドライバ400は、商用電源から供給される交流電圧に基づいて動作を行うドリルドライバであってもよい。
ハウジング430は、ビットを回転させるモータ500(図41及び42参照)を収容する略筒状の収容部440と、ユーザによって把持される略筒状の把持部450と、バッテリが装着されるバッテリ装着部460とを備える。収容部440はクラッチハンドル420から後方に延びている。把持部450は、収容部440から下側に延びている。把持部450の先端はバッテリ装着部460に繋がっている。ハウジング430は例えば2分割可能となっている。図41及び42では、ハウジング430を構成する2つの分割部品のうちの一方の分割部品が取り外されることによって、ハウジング430の内部が見えるようになっている。
把持部450からは操作ボタン600が露出している。把持部450内には電源スイッチ610が収容されている。電源スイッチ610は、操作ボタン600が押された状態のときオン状態となる。一方で、電源スイッチ610は、操作ボタン600が押されていない状態のときオフ状態となる。モータ500は、電源スイッチ610がオン状態のとき回転し、電源スイッチ610がオフ状態のときは回転しない。これにより、操作ボタン600が押された状態にされると、ドリルドライバ400はビットを回転させる。一方で、操作ボタン600が押された状態から押されていない状態にされると、ドリルドライバ400はビットの回転を停止させる。
モータ500は、上述の丸鋸1のモータ10と同様に、ブラシレスDCモータである。モータ500はブラシレスDCモータ以外であってもよい。モータ500は、例えば、分割ステータコアを備える分割コア型モータである。モータ500は、モータ10と同様の構造を有しており、モータ本体501及びモータ軸502を備える。モータ本体501はロータ及びステータ503を有する。ステータ503は、モータ10のステータ110と同様の構造を有している(図6〜9参照)。モータ500の軸方向の長さは、モータ10の軸方向の長さよりも小さくなっている。
収容部440には、モータ500の回転をその回転速度を低減してビットに伝達するためのギアボックス520が収容されている。モータ軸502はギアボックス520内のギアに接続されている。収容部440からは、モータ500の回転速度を低速にするか高速にするかを設定するための操作部530が露出している。ギアボックス520は、操作部530に対する操作に応じて、ビットに伝達する回転の回転速度を調整する。
収容部440には、モータ500を冷却するための冷却ファン部540が収容されている。冷却ファン部540は、モータ500を冷却するための冷却ファン550及び560を備える。冷却ファン550及び560のそれぞれは、例えば遠心ファンである。冷却ファン550及び560はモータ軸502に固定されている。モータ軸502の回転に応じて冷却ファン550及び560も回転する。冷却ファン550及び560はモータ500のステータ503に対して同じ側に位置する。具体的には、冷却ファン550及び560はステータ503よりも後方に位置する。冷却ファン550及び560のそれぞれは、例えば、上述の冷却ファン17と同様の構造を有している(図12参照)。
図41及び42に示されるように、収容部440の後方面には、ハウジング430の外側の空気を収容部440内に取り入れるための複数の吸気口650が形成されている。また、図39及び40に示されるように、収容部440の外周面には、複数の吸気口650から取り入れられた空気をハウジング430の外側に排出する複数の排気口660が形成されている。複数の排気口660は、収容部440の周方向に沿って並んでいる。複数の排気口660は、モータ500よりも前側に位置する。
冷却ファン550及び560が回転している場合には、複数の吸気口650から収容部440内に空気が取り入れられて、収容部440内のモータ500を冷却する冷却風が発生する。冷却風は、収容部440内において、後方から前方に向かって流れてモータ500を冷却する。その後、冷却風は、モータ500よりも前方の複数の排気口660からハウジング430の外側に排出される。
収容部440には、ファンケーシング570及び580と、冷却風を案内する案内部590と、センサ基板680とが収容されている。ファンケーシング570は、冷却ファン550の性能を向上させるためのファンケーシングである。ファンケーシング570は冷却ファン550よりも上流側に位置する。ファンケーシング570は、冷却ファン550の後ろ側の面に沿った対向面571を有している。この対向面571によって、冷却ファン550は、冷却風を径方向外側に効率よく送り出すことができ、冷却ファン550の風量及び風圧が増加する。本例では、ファンケーシング570は、ハウジング430と一体成形されているが、ハウジング430と別体であってもよい。
ファンケーシング580は、冷却ファン560の性能を向上させるためのファンケーシングである。ファンケーシング580は冷却ファン560よりも上流側に位置する。ファンケーシング580は、冷却ファン560の後ろ側の面に沿った対向面581を有している。この対向面581によって、冷却ファン560は、冷却風を径方向外側に効率よく送り出すことができ、冷却ファン560の風量及び風圧が増加する。本例では、ファンケーシング580は、ハウジング430と一体成形されているが、ハウジング430と別体であってもよい。
センサ基板680には、上述のセンサ基板21と同様に、モータ500が備えるロータの回転位置を検出するためのセンサが搭載されている。センサ基板680は、センサ基板21がモータ10のステータ110に取り付けられる方法と同様にして、モータ500のステータ503に取り付けられている。
把持部450には、モータ500を制御するための制御基板が収容されている。制御基板は、センサ基板680での検出結果に基づいて、モータ500のロータの回転を制御する。言い換えれば、制御基板は、センサ基板680での検出結果に基づいて、モータ軸502の回転を制御する。モータ軸502が回転することによって冷却ファン550及び560が回転することから、制御基板は、冷却ファン550及び560の回転を制御することが可能であると言える。
案内部590は、センサ基板680と冷却ファン560との間に位置する。案内部590は、上述の案内部20と同様に、冷却ファン部540によって生じる冷却風をステータ503の外周面の内側に案内する。案内部590は、案内部20と同様に、ステータ503の軸方向のセンサ基板680側の一方端から、冷却風をステータ503の外周面の内側に案内する。案内部590は、案内部20と同様の構造を有している(図15及び16参照)。本例では、案内部590は、ハウジング430と一体成形されている。案内部590は案内リブとも言える。案内部590はハウジング430と別体であってもよい。
冷却ファン560の外周面から送出された冷却風は、案内部590によって、センサ基板680の周端部よりも内側の部分に案内される。そして、冷却風は、センサ基板680の複数の貫通孔を通って、ステータ503の外周面よりも内側の部分を通過する。本例では、冷却風は、ステータ503のヨークよりも内側の部分を通過する。
以上のように、ドリルドライバ400は、モータ500を冷却するための複数の冷却ファン550及び560を備えている。したがって、ステータ503が分割ステータコアを備える場合であっても、ステータ503のコイルを適切に冷却することができる。よって、モータ500を適切に冷却することが可能となる。
また、本例では、ドリルドライバ400は遠心ファンを備えていることから、モータ500における間隔が狭い複数のコイルの間に冷却風を適切に通すことが可能となる。よって、コイルをより適切に冷却することができる。
また、本例では、ドリルドライバ400は複数の遠心ファンを備えることから、モータ500のコイルをより適切に冷却することができる。
また、本例では、冷却ファン部540によって生じる冷却風は、案内部590によって、ステータ503の外周面の内側に案内される。これにより、ステータ503の外周面の内側に位置するコイルをより適切に冷却することが可能となる。
なお、ドリルドライバ400が備える複数の冷却ファンの配置位置は上記の例に限られない。例えば、冷却ファン560はステータ503よりも下流側に位置してもよい。また、冷却ファン550及び560のそれぞれがステータ503よりも下流側に位置してもよい。
また、ドリルドライバ400が備える複数の冷却ファンには軸流ファンが含まれてもよい。また、ドリルドライバ400が備える複数の冷却ファンには、遠心ファンが含まれなくてもよい。また、ドリルドライバ400が備える複数の冷却ファンのそれぞれが軸流ファンであってもよい。また、ドリルドライバ400が備える複数の冷却ファンには、遠心ファン及び軸流ファン以外のファンが含まれてもよい。また、ドリルドライバ400は3個以上の冷却ファンを備えてもよい。
上記の例では、分割コア型モータ及び複数の冷却ファンを備える電動工具は、丸鋸、ディスクグラインダあるいはドリルドライバであったが、他の種類の電動工具であってもよい。分割コア型モータ及び複数の冷却ファンを備える電動工具は、例えば、インパクトドライバ、ディスクサンダー、レシプロソーあるいはジグソー等であってもよい。
以上のように、電動工具は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この開示がそれに限定されるものではない。また、上述した各種例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の例が、この開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
1,1A,1B,1C,1D,1E,200,200A,200B,400 電動工具
10,230,500 モータ
12,232,502 モータ軸
15,25,240,360,540 冷却ファン部
16,17,27,241,242,350,360,550,560 冷却ファン
18,19,30,50,60,65,260,270,570,580 ファンケーシング
20,40,45,155,165,280,590 案内部
110,233,503 ステータ

Claims (15)

  1. 分割ステータコアを有するステータを備えるモータと、
    前記モータを冷却するための第1冷却ファンと、前記モータを冷却するための第2冷却ファンとを有する冷却ファン部と
    を備える、電動工具。
  2. 請求項1に記載の電動工具であって、
    前記分割ステータコアは、
    第1コイルを有する第1ステータセグメントと、
    前記第1ステータセグメントに連結され、第2コイルを有する第2ステータセグメントと、
    前記第1コイルと前記第2コイルの間に位置する絶縁体と
    を有し、
    前記第1及び第2コイルは、前記第1及び第2コイルの間に位置する前記絶縁体にそれぞれ接触している、電動工具。
  3. 請求項1及び請求項2のいずれか一つに記載の電動工具であって、
    前記第1及び第2冷却ファンは、前記モータが備えるモータ軸に取り付けられている、電動工具。
  4. 請求項3に記載の電動工具であって、
    前記ステータは、前記第1冷却ファンと前記第2冷却ファンの間に位置する、電動工具。
  5. 請求項3に記載の電動工具であって、
    前記第1及び第2冷却ファンは、前記ステータに対して同じ側に位置する、電動工具。
  6. 請求項1から請求項5のいずれか一つに記載の電動工具であって、
    前記第1冷却ファンは、遠心ファンである、電動工具。
  7. 請求項6に記載の電動工具であって、
    前記第2冷却ファンは、遠心ファンである、電動工具。
  8. 請求項6に記載の電動工具であって、
    前記第1冷却ファンの性能を向上させるための第1ファンケーシングをさらに備える、電動工具。
  9. 請求項7に記載の電動工具であって、
    前記第1冷却ファンの性能を向上させるための第1ファンケーシングと、
    前記第2冷却ファンの性能を向上させるための第2ファンケーシングと
    をさらに備える、電動工具。
  10. 請求項1から請求項9のいずれか一つに記載の電動工具であって、
    前記冷却ファン部によって生じる冷却風を前記ステータの外周面の内側に案内する案内部をさらに備える、電動工具。
  11. 請求項10に記載の電動工具であって、
    前記案内部は、前記ステータの軸方向の一方端から、前記冷却風を前記外周面の内側に案内する、電動工具。
  12. 請求項10に記載の電動工具であって、
    前記案内部は、前記ステータの前記外周面から、前記冷却風を前記外周面の内側に案内する、電動工具。
  13. 請求項12に記載の電動工具であって、
    前記ステータの軸方向の一方の端部は、前記外周面に、前記モータの周方向に並ぶ複数の隙間を有し、
    前記案内部は、前記複数の隙間を前記周方向で取り囲む椀状部分を有し、当該椀状部分によって、前記複数の隙間から前記冷却風を前記外周面の内側に案内する、電動工具。
  14. 請求項5に記載の電動工具であって、
    前記第1及び第2冷却ファンのそれぞれは、遠心ファンであって、
    前記第2冷却ファンは、前記第1冷却ファンよりも、前記冷却ファン部によって生じる冷却風の下流側に位置し、
    前記第1冷却ファンと前記第2冷却ファンとの間に位置し、前記第2冷却ファンの性能を向上させるためのファンケーシングをさらに備え、
    前記ファンケーシングは、前記第1冷却ファンからの前記冷却風を、前記第2冷却ファンの外周面の内側に案内する案内部を有する、電動工具。
  15. 請求項14に記載の電動工具であって、
    前記案内部は椀状を成している、電動工具。
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