JP4947490B2 - Electric tool - Google Patents
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Description
本発明はブラシレスモータを使用した電動工具に関する。 The present invention relates to an electric tool using a brushless motor.
一般に、電動工具では、回転軸に取付けられるロータに対しブラシおよび整流子を用いた電気的接続が不要であるブラシレスモータを、電動工具の小型化を実現する手段として使用することがある。しかしながら、ブラシレスモータを駆動すると、比較的大きな電力損失が熱となって発生し、モータの動作に影響を与え、効率低下や故障を引き起こすという問題がある。このため、従来の電動工具において、ブラシレスモータに対する冷却構造が提案されている。例えば、従来のブラシレスモータの冷却構造としては、下記特許文献1に開示されているように、モータハウジング内に外気を吸入する開口部と、ハウジング内の冷却風をハウジングの外へ排気する開口部とを、ステータを挟んで回転軸方向にお互いを離間してハウジングに形成し、ロータ又は回転軸に一体的に取付けたファンを回転させることによりハウジング内に空気を導入し冷却風を流動させることにより、ブラシレスモータを冷却する構造が提案されている。
ところで、上記の構造では、外部からハウジング内に空気を導入し冷却風を流動させるためには、ファンを回転させる必要がある。ファンがロータ又は回転軸に一体的に取付けられている場合には、ファンはロータ及び回転軸とともに回転する。しかしながら、ファンとロータ又は回転軸との固定が十分でない場合には、ロータ又は回転軸が回転しても、ファンは空転してしまい、外部から空気を導入することができず、ブラシレスモータを冷却できないという問題がある。 By the way, in the above structure, it is necessary to rotate the fan in order to introduce air into the housing from the outside and cause the cooling air to flow. When the fan is integrally attached to the rotor or the rotation shaft, the fan rotates together with the rotor and the rotation shaft. However, if the fan and the rotor or the rotating shaft are not sufficiently fixed, even if the rotor or the rotating shaft rotates, the fan will run idle and air cannot be introduced from the outside, cooling the brushless motor. There is a problem that you can not.
本発明は、斯かる実情に鑑み、ブラシレスモータを冷却するファンの空転を確実に防止する電動工具を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an electric tool that reliably prevents idling of a fan that cools a brushless motor.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、電動工具であって、ハウジングと、該ハウジング内に保持されたブラシレスモータと、該ブラシレスモータに固定されたファンと、を有し、該ブラシレスモータは、該ハウジングの内面に支持される筒状のステータと、該ステータに巻回されるコイルと、該ステータの内周面側に位置して、該ステータと同心であって回転可能に配置されたロータと、該ロータに同心に貫通し、該ロータと一体回転する回転軸と、を有し、該ロータには該回転軸の軸方向に該ロータの一端面から他端面まで延びる複数の貫通孔が該ロータの円周方向に均等配列に形成され、該貫通孔には磁石が挿入され、該ファンは、該回転軸と同心で端部が該ロータの他端面に当接する軸部と、該軸部から延びる羽根部とを有し、また、該軸部の該端部であって該貫通孔に対応する位置には切欠部が形成され、該磁石と該貫通孔との間の第一領域と、該第一領域に続く該切欠部内の第二領域とに、接着剤が一体に配置していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an electric tool, comprising a housing, a brushless motor held in the housing, and a fan fixed to the brushless motor. The brushless motor is located on the inner peripheral surface side of the stator, and is concentric with the stator and rotates on the inner surface of the stator. A rotor arranged in a possible manner, and a rotating shaft that penetrates the rotor concentrically and rotates integrally with the rotor, the rotor having an axial direction from the one end surface to the other end surface of the rotor A plurality of extending through holes are formed in a uniform arrangement in the circumferential direction of the rotor, a magnet is inserted into the through holes, and the fan is concentric with the rotating shaft and has an end abutting against the other end surface of the rotor Shaft portion and blade portion extending from the shaft portion A notch is formed at a position corresponding to the through hole at the end of the shaft, and a first region between the magnet and the through hole, and the first region The adhesive is integrally disposed in the second region in the notch portion that follows.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の特徴に加え、該ロータの該軸方向他端面には凹部又は凸部が形成され、該軸部の該端部には該ロータの該凹部又は凸部と係合する突起又は窪みが形成されていることを特徴とする。
The invention according to
請求項1に記載の電動工具によれば、磁石と貫通孔との間の第一領域と、第一領域に続く切欠部内の第二領域とに、接着剤が一体に配置しているので、第一領域にある接着剤が磁石をロータに固定し、第二領域にある接着剤がロータとファンとを固定する。位置精度向上を目的としてロータの他端面とファンの軸部の端面とを当接させる必要がある場合にも、ファンの軸部の端面に形成された切欠部に接着剤を収容したことにより、ロータの他端面とファンの軸部の端面との接着面を形成することができ、ロータとファンとを互いに固定することができる。したがって、ファンの空転を防止することができる。具体的には、まず貫通孔に接着剤を塗布し、磁石を一端面側から貫通孔に挿入することにより、接着剤は第一領域に配置され、磁石を貫通孔に固定する。貫通孔に塗布された接着剤のうち少なくとも一部は貫通孔から押し出され、第一領域に続く切欠部内の第二領域へ収容される。よって、ロータの他端面とファンの軸部との間に接着剤を別途供給するという手間を省略でき、製造工程を短縮することができる。 According to the electric tool according to claim 1, since the adhesive is integrally disposed in the first region between the magnet and the through hole and the second region in the cutout portion following the first region, The adhesive in the first region secures the magnet to the rotor, and the adhesive in the second region secures the rotor and fan. Even when it is necessary to abut the other end surface of the rotor and the end surface of the fan shaft for the purpose of improving the positional accuracy, by accommodating the adhesive in the notch formed in the end surface of the fan shaft, An adhesive surface between the other end surface of the rotor and the end surface of the shaft portion of the fan can be formed, and the rotor and the fan can be fixed to each other. Therefore, the idling of the fan can be prevented. Specifically, first, an adhesive is applied to the through hole, and the magnet is inserted into the through hole from one end surface side, whereby the adhesive is disposed in the first region and fixes the magnet to the through hole. At least a part of the adhesive applied to the through hole is pushed out of the through hole and accommodated in the second region in the notch portion following the first region. Therefore, the trouble of supplying an adhesive separately between the other end surface of the rotor and the shaft portion of the fan can be omitted, and the manufacturing process can be shortened.
請求項2に記載の電動工具によれば、請求項1に記載の電動工具による効果に加え、ロータの軸方向他端面には凹部又は凸部が形成され、軸部の端面にはロータの凹部又は凸部と係合する突起又は窪みが形成されているので、凹部又は凸部と、突起又は窪みとを係合することにより、ロータとファンとの位置合わせが容易かつ正確にでき、ファンの空転をより一層効果的に防止できる。 According to the electric power tool of the second aspect, in addition to the effect of the electric power tool according to the first aspect, a concave portion or a convex portion is formed on the other axial end surface of the rotor, and the concave portion of the rotor is formed on the end surface of the shaft portion. Alternatively, since the protrusions or depressions that engage with the protrusions are formed, the rotor and fan can be easily and accurately aligned by engaging the depressions or protrusions with the protrusions or depressions. Idling can be more effectively prevented.
以下、本発明の実施の形態による電動工具について図1乃至図10を参照して説明する。 図1は、本発明の実施の形態に係る電動工具の例としてインパクトドライバ1を示す。まず、図1を参照して、インパクトドライバ1の概略構成について説明する。 Hereinafter, an electric power tool according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10. FIG. 1 shows an impact driver 1 as an example of an electric power tool according to an embodiment of the present invention. First, a schematic configuration of the impact driver 1 will be described with reference to FIG.
インパクトドライバ1は、外郭を構成するハウジング2を有し、ハウジング2は、モータハウジング部21と、モータハウジング部21に連続して形成された動力伝達ハウジング部22と、モータハウジング部21及び動力伝達ハウジング部22から垂下するハンドルハウジング部23とから構成される。
The impact driver 1 includes a
モータハウジング部21は筒状の形状を有し、駆動源となるブラシレスモータ30と、ブラシレスモータ30を制御する回路基板40と、ファン50とを収容する。モータハウジング部21の後方には、ハウジング2外から空気を流入するための空気流入孔21aが形成され、モータハウジング部21の前方には、外部へ空気を排出するための空気排出孔21bが形成されている。また、ブラシレスモータ30の外側とモータハウジング21の内周面21Aとの間には空気通路21cが画成され、空気通路21cは空気流入孔21aと空気排出孔21bとの間を連通している。
The
動力伝達ハウジング部22は、動力伝達機構部60を収容している。動力伝達機構部60は、遊星ギヤ61とリングギヤ62で構成される減速機構部と、スピンドル63およびスピンドル63上に前後摺動可能に配され、かつスプリング64によって打撃力が与えられるハンマ65から成るインパクト機構部と、ハンマ65によって回転打撃力が与えられ先端工具(図示なし)を保持可能なアンビル66とで構成される周知の構成である。動力伝達機構部60により、ブラシレスモータ30の回転力を回転打撃力としてアンビル66へ伝達される。ハンマ65には突出した凸部(図示なし)が設けられている。また、アンビル66には、ハンマ65の凸部に対応する凹部(図示なし)が設けられている。ブラシレスモータ30が駆動されると、ブラシレスモータ30の回転軸35から伝達された回転力を遊星ギヤ61とリングギヤ62で減速し、その回転力をスピンドル63に伝達しネジ締め動作を開始する。アンビル66に所定以上の負荷がかかっていない時には、ハンマ65の凸部とアンビル66の凹部とが嵌め合うことによりハンマ65とアンビル66とは一体に回転し回転力を得る。一方、アンビル66に所定以上の負荷がかかっている時には、アンビル66がロックされて回転せず、ハンマ65の凸部とアンビル66の凹部とは外れ、スプリング64の作用によりハンマ65は前進し打撃力を得ることになる。
The power
ハンドルハウジング部23の下端部は、図示されないリチウムイオン二次電池、ニッケル・カドミウム二次電池等から成る電池パック70を収容する電池パックケース71を着脱可能に構成されている。ハンドルハウジング部23には、トリガスイッチ24が設けられていると共に、電池パック70からブラシレスモータ30へ電力を供給するためのリード線43等の配線及びモータ駆動回路の一部が収納されている。電池パックケース71がハンドルハウジング部23に装着されると、トリガスイッチ24を介して電池パック70とモータ駆動回路装置とが電気的接続される。なお、ハウジング2に関し、アンビル66側を前方、空気流入孔側21aを後方、モータハウジング部21や動力伝達ハウジング部22側を上方、電池パックケース71側を下方として、以下に説明する。
A lower end portion of the
以上のように構成されたインパクトドライバ1によれば、作業者がハンドルハウジング部23を把持しながら、トリガスイッチ24を引くと、トリガスイッチ24がオン状態となり、ブラシレスモータ30からの駆動力を伝達されたハンマ63がアンビル66に装着されている先端工具に回転打撃力を与えることにより、ネジを締付けることができる。
According to the impact driver 1 configured as described above, when the operator pulls the
次に、図2乃至図10を参照して、本実施の形態のブラシレスモータ30及びファン50の構成について説明する。ブラシレスモータ30は、円筒状の外形をもつステータ31と、コイル32と、ステータ31の内周部内に配置されたロータ33と、ロータ33と一体回転する回転軸35とから構成されたブラシレスモータである。ロータ33及び回転軸35は、ステータ31と同心に配置されている。
Next, with reference to FIG. 2 thru | or FIG. 10, the structure of the
ステータ31は、筒体部と、筒体部の内周面側から半径方向内方に放射状に突出し筒体部の軸方向に延びる複数のティースとを有している。ステータ31の両端には、絶縁部材81及び絶縁部材82がティースを覆うように装着されている。具体的には、ステータ31の後端には絶縁部材81が装着され、ステータ31の前端には絶縁部材82が装着されている。絶縁部材81及び絶縁部材82に覆われたティースにコイル32を巻回することにより、絶縁部材81及び絶縁部材82はステータ31に保持されている。コイル32は、複数のティースに順次巻回され、モータ駆動回路に接続されることで、スター結線された3相コイルとなる。
The stator 31 includes a cylindrical portion and a plurality of teeth that protrude radially inward from the inner peripheral surface side of the cylindrical portion and extend in the axial direction of the cylindrical portion. An
モータ駆動回路について説明する。モータ駆動回路は、回路基板40を含み、コイル32に電気的に接続され、ロータ33を回転駆動させる働きを持つ。コイル32の端末は、回路基板40と電気的に接続されている。モータ駆動回路は、ブラシレスモータ30のコイル32に駆動電流を通電するための周知のブリッジ回路から成るインバータ回路やインバータ回路を制御するCPU等から成る制御回路等からなる。回路基板40はスイッチング素子を備えたインバータ回路が形成され、インバータ回路以外の制御回路は幾つかの基板に分けて適切に配置されている(図示省略)。
The motor drive circuit will be described. The motor drive circuit includes a
回路基板40は、回路基板40の絶縁部材81側の面である前面40Aが絶縁部材81に密着するように固定されている。回路基板40の前面40Aは、ロータ33の回転位置検出を行うためのホール素子41を備え、回路基板40に通電するリード線43が電気的に接続されている。回路基板40の反絶縁部材81側の面である後面40Bは、コイル32に流す電流のオンオフを行うための上述したスイッチング素子であるFET42を6個備え、FET42は、回路基板40に設けられた配線パターンを介してコイル32と電気的に接続されている。また、コイル32がスター結線されるように、ステータ31の3相の各コイル32の中性点用のコイル32端末は駆動制御回路基板の配線パターンを介して電気的に接続され中性点を成している。
The
ロータ33は、モータハウジング部21に支持されたベアリングによって回転可能に両端が支承された回転軸35に同軸に圧入固定され、回転軸35と一体に回転する。図3乃至図7に示されるように、ロータ33には、後方側の一端面33Aから前方側の他端面33Bまで回転軸35の軸方向に延びる貫通孔33aと位置決め孔33bとが、ロータ33の円周方向に4つずつ均等配列に形成されている。貫通孔33aには、永久磁石部材37が接着剤91を介して挿入固定されている。
The
回転軸35の前方側であって、モータハウジング部21の空気排出孔21b側にはファン50が固定されている。ファン50は、ブラシレスモータ30が駆動されると回転軸35と一体に回転し、空気流入孔21aから外部の空気を吸入し、空気通路21c、空気排出孔21bを通じて外部に排出する。ファン50は、図8及び図9に示されるように、回転軸35と同心で端面51Aがロータ33の他端面33Bに当接する軸部51と、軸部51から延びる複数の羽根から成る羽根部52とを有している。軸部51の端面51Aには、ロータ33の貫通孔33aに対応する位置に、接着剤91を収容するための切欠部51aが形成されている。図6及び図10に示されるように、切欠部51aには、永久磁石部材37をロータ33の貫通孔33aに挿入した際に押し出された接着剤91が収容される。具体的には、まずロータ33の貫通孔33aに接着剤91を塗布し、永久磁石部材37がロータ33の一端面33A側から貫通孔33aに挿入されることにより、接着剤91は第一領域に配置され、永久磁石部材37を貫通孔33aに固定する。貫通孔33aに塗布された接着剤91のうち少なくとも一部は貫通孔33aから押し出され、第一領域に続く切欠部51a内の第二領域へ収容される。また、ファン50の軸部51の端面51Aには、ロータ33の位置決め孔33aに対応した位置に突起51Bが設けられている。
A
このような構成によれば、永久磁石部材37と貫通孔33aとの間の第一領域と、第一領域に続く切欠部51a内の第二領域とに、接着剤91が一体に配置しているので、第一領域にある接着剤91が永久磁石部材37をロータ33に固定し、第二領域にある接着剤91がロータ33とファン50とを固定する。位置精度向上を目的としてロータ33の他端面33Bとファン50の軸部51の端面51Aとを当接させる必要がある場合にも、ファン50の軸部51の端面51Aに形成された切欠部51aに接着剤91を収容したことにより、ロータ33の他端面33Bとファン50の軸部51の端面51Aとの接着面を形成することができ、ロータ33とファン50とを互いに固定することができる。したがって、ファン50の空転を防止することができる。また、ロータ33に形成された貫通孔33aに接着剤91を塗布してから、一端面33A側から永久磁石部材37を挿入し、接着剤91の少なくとも一部を貫通孔33aから押し出し、切欠部51aへ収容したことにより、ロータ33の他端面33Bとファン50の軸部51との間に接着剤91を別途供給するという手間を省略でき、製造工程を短縮することができる。また、一端面33A側から永久磁石部材37を挿入したため、接着剤91の少なくとも一部は貫通孔33aの他端面33B側から押し出される。したがって、貫通孔33aのうち一端面33A側から接着剤91が押し出されることがなく、接着剤91が回路基板40の前面40Aに設けられたホール素子41に当接する恐れがない。
According to such a configuration, the adhesive 91 is integrally disposed in the first region between the
また、ロータ33の他端面33Bには位置決め孔33bが形成され、ファン50の軸部51の端面51Aにはロータ33の位置決め孔33bと係合する突起51Bが設けられているので、位置決め孔33bと突起51Bとを係合することにより、ロータ33とファン50との位置合わせが容易かつ正確にでき、ファン50の空転をより一層効果的に防止できる。
In addition, a
尚、本発明の電動工具は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The electric power tool of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
上記した実施の形態では、図5及び図6に示されるように、ロータ33の対向する貫通孔33a間の距離よりもファン50の軸部51の径が小さく、接着剤91は貫通孔33aと永久磁石部材37との間から他端面33B上を介して切欠部51a内へと収容されたが、ロータ33及びファン50はこれに限定されない。例えば、対向する貫通孔33aの間の距離とファン50の軸部51の径とを同一とし、接着剤91を貫通孔33aと永久磁石部材37との間から直接切欠部51a内へと収容してもよい。また、対向する貫通孔33aの間の距離よりもファン50の軸部51の径を大きくした場合には、貫通孔33aに対向する位置に凹部を形成し、接着剤91を貫通孔33aと永久磁石部材37との間から直接凹部へと収容してもよい。
In the above embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the diameter of the
また、上記の実施の形態では、ロータ33の位置決め孔33bは後方側の一端面33Aから前方側の他端面33Bまで回転軸35の軸方向に延びる貫通孔としたが、位置決め孔の形状はこれに限定されない。例えば、位置決め孔33bに代えて、ファン50の軸部51の端面51Aに形成された突起51Bと係合する凹部を形成してもよい。また、ロータ33の他端面33Bに形成された位置決め孔33bに代えて凸部を設け、ファン50の軸部51の端面51Aに設けられた突起51Bに代えて凸部と係合する窪みを形成してもよい。
In the above-described embodiment, the
本発明の電動工具はインパクトドライバなどの発熱を伴う工具に好適に利用できる。 The power tool of the present invention can be suitably used for a tool that generates heat, such as an impact driver.
1 インパクトドライバ
2 ハウジング
30 ブラシレスモータ
31 ステータ
32 コイル
33 ロータ
33A 一端面
33B 他端面
33a 貫通孔
33b 位置決め孔
35 回転軸
37 永久磁石部材
50 ファン
51 軸部
51A 端面
51B 突起
51a 切欠部
52 羽根部
91 接着剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
該ハウジング内に保持されたブラシレスモータと、
該ブラシレスモータに固定されたファンと、を有し、
該ブラシレスモータは、該ハウジングの内面に支持される筒状のステータと、
該ステータに巻回されるコイルと、
該ステータの内周面側に位置して、該ステータと同心であって回転可能に配置されたロータと、
該ロータに同心に貫通し、該ロータと一体回転する回転軸と、を有し、
該ロータには該回転軸の軸方向に該ロータの一端面から他端面まで延びる複数の貫通孔が該ロータの円周方向に均等配列に形成され、該貫通孔には磁石が挿入され、
該ファンは、該回転軸と同心で端部が該ロータの他端面に当接する軸部と、該軸部から延びる羽根部とを有し、また、該軸部の該端部であって該貫通孔に対応する位置には切欠部が形成され、
該磁石と該貫通孔との間の第一領域と、該第一領域に続く該切欠部内の第二領域とに、接着剤が一体に配置していることを特徴とする電動工具。 A housing;
A brushless motor held in the housing;
A fan fixed to the brushless motor,
The brushless motor includes a cylindrical stator supported on the inner surface of the housing;
A coil wound around the stator;
A rotor located on the inner peripheral surface side of the stator, concentrically with the stator and rotatably disposed;
A rotating shaft that penetrates the rotor concentrically and rotates integrally with the rotor,
A plurality of through holes extending from one end surface of the rotor to the other end surface in the axial direction of the rotating shaft are formed in the rotor in a uniform arrangement in the circumferential direction of the rotor, and magnets are inserted into the through holes,
The fan has a shaft portion that is concentric with the rotating shaft and has an end portion that abuts against the other end surface of the rotor, and a blade portion that extends from the shaft portion. A notch is formed at a position corresponding to the through hole,
An electric power tool, wherein an adhesive is integrally disposed in a first region between the magnet and the through hole and a second region in the cutout portion following the first region.
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