JP5436943B2

JP5436943B2 - 電動工具

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Publication number: JP5436943B2
Application number: JP2009135023A
Authority: JP
Inventors: 修二吉川
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2029-06-04
Also published as: US9114521B2; US20120080963A1; EP2439023A1; JP2010280033A; CN102458775A; RU2011153704A; RU2508183C2; CN102458775B; EP2439023A4; WO2010140422A1

Description

本発明は、駆動源であるモータが二つ割りタイプのハウジングに収納される構成の電動工具に関する。

これに関連する従来の電動工具が特許文献１に記載されている。
特許文献１に記載の電動工具はインパクトドライバであり、図５に示すように、二つ割りタイプのハウジングを備えている。
ハウジングは、略筒状のハウジング本体と、そのハウジング本体から下方に突出するように構成されたグリップ部とを備えている。そして、ハウジング本体の後部に、インパクトドライバの駆動源であるモータが同軸に収納されている。モータは、図９に示すように、固定子１０５と回転子１０７とを備えており、前記回転子１０７の回転軸１０８が前部軸受１０９ｆと後部軸受１０９ｂとによって支持されている。また、回転軸１０８には、回転子１０７と後部軸受１０９ｂとの間に円板状のファン１０６が取付けられている。後部軸受１０９ｂは、二つ割りタイプのハウジングの受け部（図示省略）によって半径方向外側から支持されるように構成されている。

特開２００７−２９５７７３号公報

上記した電動工具では、後部軸受１０９ｂを二つ割りタイプのハウジングの受け部によって半径方向外側から支持する構成である。このため、後部軸受１０９ｂの全体をハウジングの受け部によって支持しようとすると、その後部軸受１０９ｂの外周面をファン１０６から完全に突出させる必要がある。このため、電動工具の長さ寸法が後部軸受１０９ｂの突出寸法分だけ大きくなる。
また、電動工具の長さ寸法を極力小さくするために、例えば、後部軸受１０９ｂの一部をファン１０６の内側に配置することも考えられる。しかし、このようにすると、ファン１０６から後方に突出した後部軸受１０９ｂの一部分しかハウジングの受け部で支持できなくなるため、後部軸受１０９ｂの支持強度が低下するという問題がある。
なお、ハウジングを筒型にすれば、上記のような問題は解決されるが、ハンドル部は別部材となる等、ハウジング点数が増えてコストが高くなる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、二つ割りタイプのハウジングを備える電動工具において、モータの軸受の一部を工具構成部材（例えば、ファン）の内側に配置しても、軸受の支持強度が低下しないようにすることで、電動工具の全長寸法を小さくできるようにすることである。

上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、駆動源であるモータが二つ割りタイプのハウジングに収納される構成の電動工具であって、前記モータの軸受の外周面を覆い、その軸受を半径方向外側から支持する軸受支持部材を有しており、前記軸受と軸受支持部材との軸方向における一端側が同軸に設けられたファンの内側に入り込んでおり、前記ファンから軸方向に突出した前記軸受支持部材の他端側である突出部が一対のハウジング片の受け部によって支持されており、前記軸受支持部材の突出部の軸方向における長さ寸法は、モータの軸受の軸方向における長さ寸法よりも小さく、前記軸受支持部材の突出部は、前記一対のハウジング片に挟まれることにより、前記ハウジングに対する回り止めが行われるように構成されていることを特徴とする。

本発明によると、モータの軸受と軸受支持部材との軸方向における一端側は、同軸に設けられたファンの内側に入り込んでいる。即ち、モータの軸受とファンとは軸方向（工具前後方向）において一部分が重ねられている。このため、従来のように、モータの軸受をファンから完全に突出させて、その軸受を左右のハウジング片の受け部によって支持する構成と比較して、両者が重なる分だけ電動工具の長さ寸法を小さくすることが可能になる。
さらに、モータの軸受は、その軸受の外周面全体が軸受支持部材によって覆われた状態で、その軸受支持部材によって半径方向外側から支持されている。そして、前記工具構成部品から軸方向に突出した軸受支持部材の突出部が一対のハウジング片の受け部によって半径方向外側から支持される構成である。このように、モータの軸受を工具構成部品と部分的に重ねた状態であっても、その軸受が全体的に軸受支持部材によって支持されるため、モータの軸受の支持強度が低下しない。
また、軸受支持部材の突出部の長さ寸法とモータの軸受の長さ寸法の差分だけ、従来よりも電動工具の長さ寸法を小さくできる。
また、ハウジングに対する軸受支持部材の回転を防止できる。

請求項２の発明によると、駆動源であるモータが二つ割りタイプのハウジングに収納される構成の電動工具であって、前記モータの軸受の外周面を覆い、その軸受を半径方向外側から支持する軸受支持部材を有しており、前記軸受と軸受支持部材との軸方向における一端側が同軸に設けられた前記モータの固定鉄心の内側に入り込んでおり、前記固定鉄心から軸方向に突出した前記軸受支持部材の他端側である突出部が一対のハウジング片の受け部によって支持されており、前記軸受支持部材の突出部の軸方向における長さ寸法は、モータの軸受の軸方向における長さ寸法よりも小さく、前記軸受支持部材の突出部は、前記一対のハウジング片に挟まれることにより、前記ハウジングに対する回り止めが行われるように構成されていることを特徴とする。

請求項３の発明によると、駆動源であるモータが二つ割りタイプのハウジングに収納される構成の電動工具であって、前記モータの軸受の外周面を覆い、その軸受を半径方向外側から支持する軸受支持部材を有しており、前記軸受と軸受支持部材との軸方向における一端側が同軸に設けられた前記モータの固定鉄心の歯部を覆うインシュレータの内側に入り込んでおり、前記インシュレータから軸方向に突出した前記軸受支持部材の他端側である突出部が一対のハウジング片の受け部によって支持されており、前記軸受支持部材の突出部の軸方向における長さ寸法は、モータの軸受の軸方向における長さ寸法よりも小さく、前記軸受支持部材の突出部は、前記一対のハウジング片に挟まれることにより、前記ハウジングに対する回り止めが行われるように構成されていることを特徴とする。

請求項４の発明によると、軸受支持部材には、モータの回転軸に取付けられたファンにより発生した風が通過する開口が形成されていることを特徴とする。
即ち、ファンにより発生した風を中心に集められるように構成されたバッフルプレートを利用して軸受支持部材を構成できるため、モータの軸受支持用に専用の部材を設ける必要がなくなる。

請求項５の発明によると、前記軸受支持部材の突出部には平面が形成されており、前記平面が前記ハウジングに対する回り止めとなることを特徴とする。

本発明によると、電動工具の全長寸法を極力小さくできるとともに、モータの軸受の支持強度が低下することがない。

本発明の実施形態１に係る電動工具のモータ部分の縦断面図である。前記電動工具のモータ部分の斜視図である。前記電動工具に使用される後部軸受支持部材の斜視図（Ａ図）（Ｂ図）である。前記電動工具のハウジング本体の縦断面図（Ａ図）、Ａ図のＢ部拡大図（Ｂ図）である。前記電動工具のハウジングを表す後方斜視図である。本発明の実施形態２に係る電動工具のモータ部分の縦断面図である。前記電動工具に使用されるバッフルプレートの斜視図（Ａ図）（Ｂ図）である。前記電動工具のハウジング本体の縦断面図である。従来の電動工具のモータ部分の縦断面図である。

［実施形態１］
以下、図１から図５に基づいて、本発明の実施形態１に係る電動工具の説明を行なう。本実施形態に係る電動工具は、ＤＣブラシレスモータ（以下、モータという）を駆動源とするインパクトドライバ（以下、電動工具という）である。
ここで、図中の前後左右及び上下は、電動工具の前後左右及び上下に対応している。

＜電動工具のハウジング１１について＞
本実施形態に係る電動工具１０のハウジング１１は、図５に示すように、二つ割りタイプのハウジングであり、左ハウジング片Ｌと右ハウジング片Ｒとが相互に接合されることにより構成される。
ハウジング１１は、モータ２０等を収納する筒状のハウジング本体１２と、そのハウジング本体１２の側部（図５等では下部）から突出するように形成されたグリップ部１５とから構成されている。
グリップ部１５は、使用者が電動工具１０を使用する際に把持する部分であり、握り部位１６と、その握り部位１６に対して突出端（下端）側に位置するバッテリ保持部１７とから構成されている。握り部位１６は、使用者が握り易いように比較的小径に形成されており、その握り部位１６の基端部にトリガ形式の主スイッチ１８が設けられている。バッテリ保持部１７は握り部位１６に対して前後方向（主に前方）に拡開するように構成されており、そのバッテリ保持部１７の下面側にバッテリ（図示省略）が連結されるように構成されている。

＜モータ２０について＞
ハウジング本体１２には、後部に電動工具１０の駆動源であるモータ２０が収納されており、前部にそのモータ２０の回転力を受けて先端工具（図示省力）を回転させる駆動機構（図示省略）が収納されている。
モータ２０は、図１、図２等に示すように、永久磁石を備える回転子２２と、固定鉄心、駆動コイル等（図示省略）を備える固定子２３と、前記回転子２２の磁極の位置を検出するための磁気センサを備えるセンサ基板３２と、モータ冷却用のファン２５とを備えている。
センサ基板３２は、円板状に形成されて、固定子２３の前面側（図１等において右端側）に同軸に取付けられている。そして、センサ基板３２の中央に回転子２２の回転軸２２ｊが通される開口部３２ｈが形成されている。
回転子２２の回転軸２２ｊには、その回転子２２から後方（図１において左側）に突出する部分に前記ファン２５がその回転軸２２ｊと一体で回転できるように同軸に取付けられている。そして、そのファン２５から後方に突出した回転軸２２ｊの後端部２２ｂが後部軸受４１によって支持されている。また、回転子２２の回転軸２２ｊの前端部２２ｆが前部軸受４３によって支持されている。

前部軸受４３は、前記ハウジング本体１２の内部を前後に仕切る円板状の前部軸受支持部材４５の中央円筒部４５ｅによって半径方向外側から支持されている。
後部軸受４１は、後部軸受支持部材４７によって半径方向外側から支持されている。後部軸受支持部材４７は、図１〜図３に示すように、円板部４７２と、その円板部４７２の前面に同軸に形成された円筒部４７４とから構成されている。
後部軸受支持部材４７の円板部４７２は、後記するように、ハウジング本体１２に固定される部分であり、中央部に回転子２２の回転軸２２ｊの後端が挿入される貫通孔４７２ｈが形成されている。また、円板部４７２の外周面には、中心を挟んで対向する位置に半径方向外側に突出する突起４７２ｓが形成されており、両突起４７２ｓによってハウジング本体１２に対する後部軸受支持部材４７の回り止めが図られる。
後部軸受支持部材４７の円筒部４７４は、後部軸受４１を収納する部分であり、その内径寸法が後部軸受４１を圧入できる寸法に設定されている。また、円筒部４７４の外径寸法は、図１に示すように、前記ファン２５の後面中央に形成された円形凹部２５ｈの内側に軸方向から挿入可能な寸法に設定されている。
ここで、後部軸受支持部材４７の円筒部４７４の外周面と、ファン２５の円形凹部２５ｈの内周面との間には、図４（Ｂ）に示すように、その円筒部４７４に対してファン２５が回転可能なように所定のクリアランスが設けられている。

後部軸受支持部材４７の円筒部４７４の軸長寸法は、後部軸受４１の軸長寸法とほぼ等しい値に設定されている。このため、後部軸受４１が全体的に後部軸受支持部材４７の円筒部４７４に挿入されるようになる。即ち、後部軸受４１の外周面全体が後部軸受支持部材４７の円筒部４７４によって覆われるようになる。
また、前記ファン２５の円形凹部２５ｈの深さ寸法は、図４（Ｂ）に示すように、後部軸受支持部材４７の円筒部４７４、及び後部軸受４１の約80パーセント以上が挿入可能な寸法に設定されている。そして、前記ファン２５から後方に突出する後部軸受支持部材４７の突出寸法Ｔが後部軸受４１及び円筒部４７４の軸長寸法Ｊよりも十分小さな値に設定されている。
さらに、前記ファン２５から後方に突出する後部軸受支持部材４７の突出部分、即ち、円板部４７２と円筒部４７４の一部とが、図４（Ａ）に示すように、左ハウジング片Ｌと右ハウジング片Ｒとに形成された受け部１２ｕによって左右から挟まれた状態で支持される。
即ち、後部軸受４１が本発明の軸受に相当し、後部軸受支持部材４７が本発明の軸受支持部材に相当する。また、後部軸受支持部材４７の円板部４７２等が本発明の突出部に相当し、前記ファン２５が本発明の工具構成部品に相当する。

＜本実施形態に係る電動工具１０の長所について＞
本実施形態に係る電動工具１０によると、モータ２０の後部軸受４１と後部軸受支持部材４７との軸方向における一端側（前端側）は、同軸に設けられたファン１５の円形凹部２５ｈの内側に入り込んでいる。即ち、モータ２０の後部軸受４１とファン２５とは軸方向（長手方向）において一部分が重ねられている。このため、従来のように、モータ２０の後部軸受４１をファン２５から完全に突出させて、その後部軸受４１を左右のハウジング片Ｌ，Ｒの受け部１２ｕによって支持する構成と比較して、両者４１，２５が重なる分だけ電動工具１０の長さ寸法を小さくすることが可能になる。
ここで、ファン２５から軸方向に突出した後部軸受支持部材４７の円板部４７２と円筒部４７４の一部との長さ寸法Ｔは、後部軸受４１の軸長寸法Ｊよりも十分小さく設定されている。
さらに、モータ２０の後部軸受４１は、その後部軸受４１の外周面全体が後部軸受支持部材４７によって覆われた状態で、その後部軸受支持部材４７によって半径方向外側から支持されている。そして、前記ファン２５から後方に突出した後部軸受支持部材４７の突出部（円板部４７２等）が一対のハウジング片Ｌ，Ｒの受け部１２ｕによって半径方向外側から支持される構成である。このように、モータ２０の後部軸受４１をファン２５と部分的に重ねた状態であっても、その後部軸受４１が全体的に後部軸受支持部材４７によって支持されるため、モータ２０の後部軸受４１の支持強度が低下しない。
また、後部軸受支持部材４７の円板部４７２には突起４７２ｓが形成されているため、ハウジング１１に対する後部軸受支持部材４７の回り止めを図ることができる。

［実施形態２］
以下、図６から図８に基づいて、本発明の実施形態２に係る電動工具の説明を行なう。本実施形態に係る電動工具は、実施形態１に係る電動工具１０の後部軸受４１の支持構造を変更したもので、その他の構成については実施形態１に係る電動工具１０と同様である。このため、実施形態１に係る電動工具１０の同一の部材については同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態に係る電動工具では、図６、図７に示すように、後部軸受４１は円板状のバッフルプレート５０の中央部分に装着されている。バッフルプレート５０は、ファン２５により発生した風をモータ２０の中心方向に集めるためのプレートであり、固定子２３とファン２５との間に位置決めされている。
バッフルプレート５０は中心部分に設けられた円筒部５２と、その円筒部５２の外周面に放射状に形成された複数本（図７では６本）のフレーム部５４と、各々のフレーム部５４の先端（外周端）を円周方向につなぐ環状平板部５６とから構成されている。そして、円筒部５２の外周面と、一対のフレーム部５４と、環状平板部５６の内周面とによって、バッフルプレート５０の円筒部５２の周囲には、複数個（図７では６個）の略扇形の開口部５５が形成される。そして、前記開口部５５をファン２５の風が通過することにより、その風がモータ２０の中心方向に集められる。

バッフルプレート５０の円筒部５２の前側には、後部軸受４１が圧入される軸受圧入孔５２ｊが形成されており、その円筒部５２の後側には、ファン固定リング２５ｋが挿入されるリング挿入孔５２ｒが形成されている。円筒部５２の軸受圧入孔５２ｊとリング挿入孔５２ｒとは同軸に形成されており、その軸受圧入孔５２ｊがリング挿入孔５２ｒよりも大径に構成されている。そして、軸受圧入孔５２ｊとリング挿入孔５２ｒとの間にリング状の段差部５２ｄが形成されている。これにより、後部軸受４１は、段差部５２ｄに当接するまで円筒部５２の軸受圧入孔５２ｊに圧入されるようになる。ここで、円筒部５２の軸受圧入孔５２ｊの軸長寸法は、後部軸受４１の軸長寸法と等しい値に設定されている。これにより、後部軸受４１は、円筒部５２の軸受圧入孔５２ｊに完全に収納されるようになる。

バッフルプレート５０の円筒部５２のリング挿入孔５２ｒには、相対回転可能な状態でファン固定リング２５ｋが挿入される。ファン固定リング２５ｋは、モータ２０の回転軸２２ｊと一体で回転できるように、その回転軸２２ｊに取付けられている。そして、前記ファン固定リング２５ｋに対してファン２５が一体で回転可能なように取付けられる。
また、図7に示すように、バッフルプレート５０の環状平板部５６の外周面には、上面側と下面側とにハウジング本体１２に対するバッフルプレート５０の回り止めを図るための上部切断平面５６ｕと下部切断平面５６ｄとが形成されている。即ち、バッフルプレート５０の外周面は、図８に示すように、ハウジング１１の左ハウジング片Ｌと右ハウジング片Ｒとに形成された受け部１２ｕによって左右から挟まれた状態で支持される。
そして、この状態で、図６、図８に示すように、固定子２３の固定鉄心の歯部（図示省略）を覆うインシュレータ２３ｑの一部がバッフルプレート５０の円筒部５２、及び後部軸受４１と軸方向（前後方向）において一部重複するようになる。
即ち、バッフルプレート５０が本発明の軸受支持部材に相当し、インシュレータ２３ｑや固定鉄心等が本発明の工具構成部品に相当する。

＜本実施形態に係る電動工具の長所について＞
本実施形態に係る電動工具によると、ファン２５により発生した風をモータ２０の中心に集められるように構成されたバッフルプレート５０を利用して軸受支持部材を構成できるため、モータ２０の軸受支持用に専用の部材を設ける必要がなくなる。このため、モータ２０の軸長寸法（前後寸法）を小さくできるとともに、コスト低減を図ることができる。

＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施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における変更が可能である。例えば、実施形態１，２では、後部軸受４１及び後部軸受支持部材４７等に本発明を適用する例を示したが、前部軸受４３及び前部軸受支持部材４５に本発明を適用することも可能である。
また、実施形態１，２では、ＤＣブラシレスモータ２０を駆動源とする電動工具１０を例示したが、ブラシを備える通常のＤＣモータや交流モータを駆動源とする電動工具に本発明を適用することも可能である。

１１・・・・ハウジング
１２・・・・ハウジング本体
１２ｕ・・・受け部
２０・・・・モータ
２３・・・・固定子（工具構成部品）
２３ｑ・・・インシュレータ（工具構成部品）
２５・・・・ファン（工具構成部品）
２５ｈ・・・円形凹部
４１・・・・後部軸受（軸受）
４７・・・・後部軸受支持部材（軸受支持部材）
４７２・・・円板部（突出部）
４７２ｓ・・突起（回り止め）
５０・・・・バッフルプレート（軸受支持部材）
５６ｕ・・・上部切断平面（回り止め）
５６ｄ・・・下部切断平面（回り止め）
Ｌ・・・・・左ハウジング片
Ｒ・・・・・右ハウジング片

Claims

駆動源であるモータが二つ割りタイプのハウジングに収納される構成の電動工具であって、
前記モータの軸受の外周面を覆い、その軸受を半径方向外側から支持する軸受支持部材を有しており、
前記軸受と軸受支持部材との軸方向における一端側が同軸に設けられたファンの内側に入り込んでおり、前記ファンから軸方向に突出した前記軸受支持部材の他端側である突出部が一対のハウジング片の受け部によって支持されており、
前記軸受支持部材の突出部の軸方向における長さ寸法は、モータの軸受の軸方向における長さ寸法よりも小さく、
前記軸受支持部材の突出部は、前記一対のハウジング片に挟まれることにより、前記ハウジングに対する回り止めが行われるように構成されていることを特徴とする電動工具。
駆動源であるモータが二つ割りタイプのハウジングに収納される構成の電動工具であって、
前記モータの軸受の外周面を覆い、その軸受を半径方向外側から支持する軸受支持部材を有しており、
前記軸受と軸受支持部材との軸方向における一端側が同軸に設けられた前記モータの固定鉄心の内側に入り込んでおり、前記固定鉄心から軸方向に突出した前記軸受支持部材の他端側である突出部が一対のハウジング片の受け部によって支持されており、
前記軸受支持部材の突出部の軸方向における長さ寸法は、モータの軸受の軸方向における長さ寸法よりも小さく、
前記軸受支持部材の突出部は、前記一対のハウジング片に挟まれることにより、前記ハウジングに対する回り止めが行われるように構成されていることを特徴とする電動工具。
駆動源であるモータが二つ割りタイプのハウジングに収納される構成の電動工具であって、
前記モータの軸受の外周面を覆い、その軸受を半径方向外側から支持する軸受支持部材を有しており、
前記軸受と軸受支持部材との軸方向における一端側が同軸に設けられた前記モータの固定鉄心の歯部を覆うインシュレータの内側に入り込んでおり、前記インシュレータから軸方向に突出した前記軸受支持部材の他端側である突出部が一対のハウジング片の受け部によって支持されており、
前記軸受支持部材の突出部の軸方向における長さ寸法は、モータの軸受の軸方向における長さ寸法よりも小さく、
前記軸受支持部材の突出部は、前記一対のハウジング片に挟まれることにより、前記ハウジングに対する回り止めが行われるように構成されていることを特徴とする電動工具。
請求項２又は請求項３のいずれかに記載された電動工具であって、
前記軸受支持部材には、前記モータの回転軸に取付けられたファンにより発生した風が通過する開口が形成されていることを特徴とする電動工具。
請求項２から請求項４のいずれかに記載された電動工具であって、
前記軸受支持部材の突出部には平面が形成されており、前記平面が前記ハウジングに対する回り止めとなることを特徴とする電動工具。