JP3800084B2

JP3800084B2 - Electric tool

Info

Publication number: JP3800084B2
Application number: JP2001382001A
Authority: JP
Inventors: 新喜大津; 智雅西河; 伴義横田; 高橋　　滋; 茂石川
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2021-12-14
Also published as: JP2003181778A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータのシャフトに取付けられたファンの回転により駆動源であるモータを冷却する電動ドリルやインパククトレンチなどの電動工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に電動ドリルやインパクトレンチなどの電動工具は、アマチュアとステータから成るモータと、ドリルやねじ締め用ソケットなどの工具を保持するための工具保持部と、モータの動力を工具保持部に伝達し工具保持部を回転させる動力変換部とを有しており、上記モータで上記工具を回転させることで被加工物の加工作業に使用されている。また、モータの回転部であるアマチュアのシャフトには、モータを冷却するための冷却ファンが取付けられており、工具を回転駆動すると同時に上記冷却ファンが回転することにより、モータの周囲に空気の流れを生じさせてモータを冷却するように構成されている。なお、冷却ファンはハウジングの内部に収納されており、上記ハウジングには冷却ファンの回転によりハウジング内に空気（外気）が流入するための吸入口とモータを冷却し得た空気がハウジング外に流出するための排出口とが設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した電動工具は、使用者に把持されて使用されることから小形で且つ握り易い操作性に優れたものが望まれている。また、作業を効率的に行うため高出力の電動工具が望まれている。しかし、高出力の電動工具にすると、モータの入力を大きくしなければならないため、モータを冷却するための冷却ファンの寸法形状を大きくする必要があるため、これによりモータ及び冷却ファンを収容するハウジングの外径が大きくなってしまい電動工具が大型化してしまうと共に、操作性が低下してしまうという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、上記問題を解消し、小型で且つ操作性に優れ、更に冷却効率の大きい高出力の電動工具を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、冷却ファンの形状とハウジングに固着されたファンガイドと、冷却ファンとステータコイルとの位置関係を工夫することにより達成される。即ち、冷却ファンの主板に固着された複数の羽根は、冷却ファン外周の羽根高さに比べて冷却ファン入り口の羽根高さが高く形成されており、冷却ファンの前面外周部には冷却ファンと一体的な側板を設け、更に側板の外周部にファンガイドを配置すると共にステータコイルと冷却ファンの羽根とを対向する位置に設けることにより達成される。。
【０００６】
つまり、第１に冷却ファンとして遠心ファンを採用し外径を大きくせずに羽根高さを高くし、ファン外周の羽根高さに比べ冷却ファン入り口の羽根高さが高く、ファンの前面側の外周部にファンと固着した側板を設けることで、冷却ファンの最前面側の羽根には側板がなく、冷却ファンの回転時に冷却ファンの回転に伴って円周方向に流れる旋回流が発生すると共に、風路面積を冷却ファン入り口部から冷却ファン出口まで略同じくなるように羽根高さを設定し、風路内部の圧力変動が少なく低騒音のファンとしている。つまり、（冷却ファン外周の羽根高さ）×（冷却ファン外径）＝（冷却ファン入り口の羽根高さ）×（冷却ファン入り口径）に近づけることにより騒音低減している。
【０００７】
第２に冷却ファンの空気入り口領域と冷却ファンの空気出口領域を分離するためのファンガイドを冷却ファンの側板の外周部に配置し、冷却ファンが回転可能で冷却ファン空気出口領域から冷却ファンの空気入り口領域への流入を少なくするように、冷却ファン側板とファンガイド間の隙間を設定している。
【０００８】
第３にステータコイルとファンの羽根を対向させて、冷却ファン前面の羽根による旋回流により、ステータコイルのファン側を冷却している。従来、遠心ファンを用いた電動工具の場合、冷却ファンとステータコイルの間に冷却ファンの空気入り口領域と冷却ファンの空気出口領域を分離するためのファンガイドが設けられており、冷却ファンの旋回流がステータコイルに影響を及ぼさず、ステータコイルの前面を冷却する効果が少なかったと共に、ファンガイドが冷却ファンとステータコイル間に設置されているため、ファンガイドの厚さと冷却ファンがファンガイドに接触しないための寸法が必要であり電動工具の全長を長くしていた。
【０００９】
本発明によれば、ファンガイドの厚さと冷却ファンがファンガイドに接触しないための寸法を削減できるので、全長の短い電動工具とすることができる。また、冷却ファンの旋回流による冷却効果がありモータの高出力に対して冷却性能が良い構成とすることができる。更に、冷却ファンの羽根高さを上述した式に応じて設定することにより低騒音の電動工具とすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２を用いて本実施例を説明する。図１は本実施例におけるモータの冷却ファン３１の周辺を示す一部省略縦断側面図、図２は冷却ファン３１を示す外観斜視図である。
【００１１】
本実施例における電動工具は、駆動源であるモータを収容するハウジング1と、このハウジング１に支持されるステータコア１０と、このステータコア１０の溝部に巻線されたステータコイル１１と、ハウジング１に固定された軸受保持部４及び軸受５と、両側を軸受５で回転自在に支持されたシャフト７と、このシャフト７に固着されたアマチュアコア１２と、このアマチュアコア１２の溝部に巻線されたアマチュアコイル１３と、遠心式の冷却ファン３１とを有している。
【００１２】
上記冷却ファン３１は、圧入または接着等によりシャフト７と固着される主板３２と、この主板３２に固着された複数の羽根３８と、この羽根３８の前面の外周側に固着された側板３６とで構成されており、側板３６の外周部にはハウジング1と固着されたファンガイド２を設置している。側板３６とファンガイド２間の隙間は、冷却ファン３１が回転可能で、冷却ファン空気出口領域２１から冷却ファン３１の空気入り口領域２１への流入を少なくするように１ｍｍ程度に設定してある。また、冷却ファン３１の流量を多くするために冷却ファン３１の外径を大きくせずに羽根３８の高さを高くしている。更に冷却ファン３１の羽根高さは、冷却ファン３１の外周の羽根高さ３５に比べ冷却ファン入り口の羽根高さ３４が高くなっており、冷却ファン３１の前面側の羽根３７には側板が設けられておらず、羽根３７がステータコイル１１に対向している。
【００１３】
騒音低減と風量増加を図るために、風路面積をファン入り口部からファン出口まで略同じくなるように羽根高さを設定してあり、略（ファン外周の羽根高さ３５）×（ファン外径）＝｛ファン入り口の羽根高さ３４｝×（ファン入り口径）の寸法としている。
【００１４】
図示していないが、図1のモータの左側ハウジングには冷却空気の取り入れ口が形成されており、また冷却ファン３１の空気出口領域２１のハウジング１には空気吐き出し口を有している。
【００１５】
上述した冷却構成により、冷却ファン３１の外径を大きくすることなく風量増加となる羽根高さを得ることができる。また、従来の遠心式のファンでは、冷却ファンとステータコイル１１間にファンガイドが挿入されているため、冷却ファンの旋回流がステータコイル１１の冷却に利用できなかったが、本構成の冷却ファン３１であれば羽根３７に側板がないため、強い旋回流が発生しステータコイル１１の側面を冷却することができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、ファンガイドが冷却ファンの外周部に設けられているため、ファンガイドの厚さと、このファンガイドに冷却ファンが接触しないための寸法を削減することができるので、冷却ファンとステータコイルを近づけることができ、ステータコイルの冷却効果向上と電動工具の全長を短くできる。また、冷却ファンの旋回流による冷却効果があるため、モータの高出力に対して冷却性能に優れた構成とすることができる。更にファン羽根高さ寸法比から低騒音の電動工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる電動工具の冷却ファン周辺を示す一部省略縦断側面図である。
【図２】本発明になる冷却ファンを示す外観斜視図である。
【符号の説明】
１はハウジング、２はファンガイド、１１はステータコイル、３１はファン、３２は主板、３６は側板、３８は羽根である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric tool such as an electric drill or an impact wrench that cools a motor as a driving source by rotation of a fan attached to a shaft of the motor.
[0002]
[Prior art]
In general, an electric tool such as an electric drill or impact wrench includes a motor including an armature and a stator, a tool holding unit for holding a tool such as a drill or a screw fastening socket, and a tool that transmits the power of the motor to the tool holding unit. A power conversion unit that rotates the holding unit, and the tool is rotated by the motor to be used for a work of a workpiece. In addition, a cooling fan for cooling the motor is attached to the shaft of the amateur, which is the rotating part of the motor. When the tool is driven to rotate, the cooling fan rotates at the same time so that air flows around the motor. Is generated to cool the motor. The cooling fan is housed inside the housing, and the air that has cooled the motor and the suction port for air (outside air) flowing into the housing by the rotation of the cooling fan flows out of the housing. And a discharge port for carrying out the operation.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Since the above-mentioned electric tool is used by being gripped by a user, a small tool that is easy to grip and excellent in operability is desired. In addition, a high-output electric tool is desired to perform work efficiently. However, when a high-power electric tool is used, the motor input must be increased, and therefore the size and shape of the cooling fan for cooling the motor must be increased. As the outer diameter of the power tool increases, the power tool increases in size, and the operability decreases.
[0004]
An object of the present invention is to provide a high-power electric tool that solves the above-described problems, is small in size, has excellent operability, and has high cooling efficiency.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The object is achieved by devising the shape of the cooling fan, the fan guide fixed to the housing, and the positional relationship between the cooling fan and the stator coil. That is, the plurality of blades fixed to the main plate of the cooling fan are formed such that the blade height at the inlet of the cooling fan is higher than the blade height on the outer periphery of the cooling fan. This is achieved by providing an integral side plate, further disposing a fan guide on the outer periphery of the side plate, and providing the stator coil and the cooling fan blades at opposite positions. .
[0006]
That is, first, a centrifugal fan is used as the cooling fan, the blade height is increased without increasing the outer diameter, the blade height at the cooling fan inlet is higher than the blade height on the outer periphery of the fan, By providing a side plate fixed to the fan on the outer periphery, there is no side plate on the blade on the foremost side of the cooling fan, and when the cooling fan rotates, a swirling flow that flows in the circumferential direction is generated along with the rotation of the cooling fan. The blade height is set so that the air passage area is substantially the same from the cooling fan inlet to the cooling fan outlet, and the fan has low pressure fluctuation and low noise. In other words, the noise is reduced by approaching (blade height on the outer periphery of the cooling fan) × (cooling fan outer diameter) = (blade height at the cooling fan inlet) × (cooling fan inlet diameter).
[0007]
Second, a fan guide for separating the air inlet area of the cooling fan and the air outlet area of the cooling fan is disposed on the outer periphery of the side plate of the cooling fan so that the cooling fan can rotate and the cooling fan air outlet area can be The clearance between the cooling fan side plate and the fan guide is set so as to reduce the inflow to the air inlet region.
[0008]
Thirdly, the stator coil and the fan blades are opposed to each other, and the fan side of the stator coil is cooled by a swirling flow by the blades on the front surface of the cooling fan. Conventionally, in the case of an electric tool using a centrifugal fan, a fan guide for separating the air inlet area of the cooling fan and the air outlet area of the cooling fan is provided between the cooling fan and the stator coil, and the cooling fan swivels. The flow did not affect the stator coil, the effect of cooling the front surface of the stator coil was small, and the fan guide was installed between the cooling fan and the stator coil, so the thickness of the fan guide and the cooling fan became the fan guide. The dimension for not contacting was required and the full length of the electric tool was lengthened.
[0009]
According to the present invention, since the thickness of the fan guide and the dimension for preventing the cooling fan from coming into contact with the fan guide can be reduced, an electric tool having a short overall length can be obtained. In addition, there is a cooling effect by the swirling flow of the cooling fan, and the cooling performance can be improved with respect to the high output of the motor. Furthermore, a low-noise electric tool can be obtained by setting the blade height of the cooling fan according to the above-described formula.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a partially omitted vertical side view showing the periphery of the cooling fan 31 of the motor in this embodiment, and FIG. 2 is an external perspective view showing the cooling fan 31.
[0011]
The electric power tool in the present embodiment is fixed to the housing 1 that houses a motor 1 that is a driving source, a stator core 10 that is supported by the housing 1, a stator coil 11 that is wound around a groove portion of the stator core 10, and the housing 1. The bearing holding portion 4 and the bearing 5, the shaft 7 rotatably supported by the bearing 5 on both sides, the armature core 12 fixed to the shaft 7, and the armature wound around the groove portion of the armature core 12. A coil 13 and a centrifugal cooling fan 31 are provided.
[0012]
The cooling fan 31 includes a main plate 32 fixed to the shaft 7 by press-fitting or adhesion, a plurality of blades 38 fixed to the main plate 32, and a side plate 36 fixed to the outer peripheral side of the front surface of the blade 38. The fan guide 2 fixed to the housing 1 is installed on the outer peripheral portion of the side plate 36. The clearance between the side plate 36 and the fan guide 2 is set to about 1 mm so that the cooling fan 31 can rotate and the inflow from the cooling fan air outlet region 21 to the air inlet region 21 of the cooling fan 31 is reduced. Further, the height of the blade 38 is increased without increasing the outer diameter of the cooling fan 31 in order to increase the flow rate of the cooling fan 31. Further, the blade height of the cooling fan 31 is higher than the blade height 35 on the outer periphery of the cooling fan 31. The blade height 34 at the entrance of the cooling fan 31 is higher, and the blade 37 on the front side of the cooling fan 31 is provided with a side plate. The blades 37 are opposed to the stator coil 11.
[0013]
In order to reduce noise and increase air volume, the blade height is set so that the air passage area is substantially the same from the fan inlet to the fan outlet, approximately (fan height 35 on the outer periphery of the fan) x (fan outer diameter) ) = {Fan inlet blade height 34} × (fan inlet diameter).
[0014]
Although not shown, a cooling air intake port is formed in the left housing of the motor of FIG. 1, and the housing 1 in the air outlet region 21 of the cooling fan 31 has an air discharge port.
[0015]
With the above-described cooling configuration, it is possible to obtain a blade height that increases the air flow without increasing the outer diameter of the cooling fan 31. In the conventional centrifugal fan, since the fan guide is inserted between the cooling fan and the stator coil 11, the swirling flow of the cooling fan cannot be used for cooling the stator coil 11. In the case of 31, since the blade 37 has no side plate, a strong swirling flow is generated and the side surface of the stator coil 11 can be cooled.
[0016]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the fan guide is provided on the outer peripheral portion of the cooling fan, the thickness of the fan guide and the dimension for preventing the cooling fan from contacting the fan guide can be reduced. The stator coil can be brought closer, the stator coil cooling effect can be improved, and the overall length of the power tool can be shortened. Moreover, since there is a cooling effect due to the swirling flow of the cooling fan, it is possible to achieve a configuration with excellent cooling performance with respect to the high output of the motor. Furthermore, a low noise power tool can be provided from the fan blade height dimension ratio.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially omitted vertical side view showing a periphery of a cooling fan of an electric power tool according to the present invention.
FIG. 2 is an external perspective view showing a cooling fan according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 is a housing, 2 is a fan guide, 11 is a stator coil, 31 is a fan, 32 is a main plate, 36 is a side plate, and 38 is a blade.

Claims

A motor composed of an amateur and a stator as drive sources, a housing for housing the motor, a cooling fan for cooling the motor provided on the shaft of the amateur, an air inflow region of the cooling fan, and the cooling fan In the electric tool having a fan guide for separating the air discharge area, the plurality of blades fixed to the main plate of the cooling fan have a blade height at the inlet of the cooling fan as compared with a blade height at the outer periphery of the cooling fan. A side plate integrated with the cooling fan is provided on the outer peripheral portion of the front surface of the cooling fan, and the outer peripheral portion of the side plate is fixed to the housing with a gap from the side plate. power tool, characterized in that provided at a position facing the blades of the cooling fan and coils of the stator with positioning the fan guide