JP5722156B2 - 電動工具 - Google Patents
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Description
なお、これに関連する技術としては下記特許文献1に開示されたものが知られている。
したがって、以上に述べた従来の技術による電動工具の構造においては、モータの収容工程のための隙間と整流板自身の厚さがこの電動工具の軸線方向に関する全長を短縮するための妨げとなっていたという問題があった。
本発明の第1の発明に係る電動工具は、軸線を挟んで二つ割り構成とされたモータハウジングと、該モータハウジング内に組立体として収容されるモータとを備え、該モータを駆動源とする電動工具であって、前記組立体とされたモータは、前記モータハウジングに対して固定されるステータと、該ステータに対して回転するロータとを備え、該モータ内には、該モータを冷却する冷却風の流路が軸線方向に形成されており、該モータのステータにおける冷却風の下流側位置となる端部には前記モータハウジングとは別体に形成された整流板を備え、該整流板は前記冷却風の流路を軸心方向に絞る形態として前記モータハウジングの内周壁部に取り付けられて配設され、かつ該整流板の配設位置は軸線方向で見て整流板の厚み幅の少なくとも一部が前記モータのステータの端部とオーバラップして配設されていることを特徴とする。
この構成によれば、モータハウジングとは別体に形成された整流板が、ステータにおける冷却風の下流側位置となる端部に備えられており、その配設位置は軸線方向で見て整流板の厚み幅の少なくとも一部が前記モータのステータの端部とオーバラップして配設されている。このため、軸方向の全長のうち、モータのモータハウジングへの収容工程に際し従来必要であった整流板とステータ端との隙間、及び整流板の厚み幅のうちステータの端部とオーバラップする部分の幅が短縮される。したがって、モータの冷却風を整流する従来の整流板の機能を損なわずに、このモータを備える電動工具の軸線方向の全長が短縮される。
この構成によれば、整流板は軸線方向で見て整流板の厚み幅の全部がモータのステータの端部とオーバラップしている。このため、第1の発明の効果に加えて、軸方向の全長のうち整流板の全厚み幅が短縮される。したがって、モータの冷却風を整流する従来の整流板の機能を損なわずに、このモータを備える電動工具の軸線方向の全長がより一層短縮される。
この構成によれば、前記整流板は保持部に対して軸線周りに回転不能な状態に係合している。これにより、複数のコイルにわたる巻き線の中継部をステータの所定位置に保持するために従来必要とされていた保持部を利用して、前記の整流板を軸線周りに回転不能に固定することができる。これにより、整流板のステータに対する周方向の位置決めをすることができる。
この構成によれば、前記の整流板をステータに対して軸線方向に組み付ける組み付け手段を備えるため、モータ組立体をモータハウジング内に収容するまでの軸線方向に関する仮の位置決めとして、整流板をモータのステータに対して組み付けることができる。これにより、モータ組立体と整流板とを互いに組み付け状態としてモータハウジング内に収容することができる。したがって、モータ及び整流板を容易にモータハウジング内へ収容できる。
この構成によれば、ステータに設けられた整流板は、その外周縁に設けられた溝部がモータハウジングの内周壁に設けられたリブに対して嵌合している。このため、整流板の外周縁とモータハウジングの内周壁との間には、この嵌合により屈曲した隙間を有するラビリンス構造が形成されてシールされている。したがって、モータハウジングの内壁と整流板との間からの冷却風の漏れを抑えることができる。
第2の発明によれば、モータの冷却風を整流する従来の整流板の機能を損なわずに、このモータを備える電動工具の軸線方向の全長がより一層短縮される。
第3の発明によれば、整流板のステータに対する周方向の位置決めをすることができる。
第4の発明によれば、モータ及び整流板を容易にモータハウジング内へ収容できる。
第5の発明によれば、モータハウジングの内周壁部と整流板の外周縁との間からの冷却風の漏れを抑えることができる。
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための第1の形態を説明する。第1の実施形態に係るインパクトドライバ1は、装着されたビットによりねじ等の回転対象を回転させる通常の電動ドライバとしての機能に加え、回転方向に打撃力を繰り返し付加しながら回転させる機能を有する電動工具である。インパクトドライバ1は、2部材を互いに合わせて構成される、いわゆる二つ割りハウジング10を備える。図1には、二つ割りハウジング10の左部材のみが示されている。二つ割りハウジング10の上部は駆動源であるモータ2等を収容するモータハウジング11とされ、下部は使用者が握るための縦方向に延びる握り部12とされている。モータハウジング11内部には、前記モータ2の他、このモータ2のトルクを伝達する回転軸3と、モータ2の冷却風を送風する冷却ファン4等が収容される。図1には、これらの収容部品がモータハウジング11の合わせ面に沿って切断されて示されている。
モータハウジング11内には、モータ2、回転軸3、冷却ファン4等の諸部品が、あらかじめ互いに組み立てられた組立体の状態で収容される。モータハウジング11は、モータ2の形状に合わせて概して筒形状とされており、二つ割りハウジング10の一部としては、内部に収容されるモータ2の軸線を挟んだ二つ割りとされている。モータ2等の諸部品からなる組立体は、まずモータハウジング11の一方の部材(例えば左部材)の中に軸線に対する側方(右方)から組み付けられて、次にこれに他方の部材(右部材)が被せられることにより、モータハウジング11内に収容される。
モータ2は、整流子やブラシを用いず電子回路にて巻き線の電流を転流させる形式のブラシレスモータである。モータ2は、図2及び図3に示されるように、モータハウジング11に対して固定される概して円筒形状のステータ21と、この円筒形状内部において回転するロータ28とを備える。
前側のインシュレータ24前端には、モータ2を制御する電子回路が配置された回路基板26がねじにより取り付けられている。回路基板26は、モータ2の前方から内部へ通じる冷却風の流路を確保するため、中央が開口した円環板形状とされている。
モータ2は、発生したトルクを冷却ファン4及び減速機構6に伝達する回転軸3を有している。回転軸3は、モータ2のロータ28に同軸に貫通して設けられており、ロータ28と一体的に回転する。回転軸3の後端部は、モータハウジング11後端に設けられた軸受けにより回転可能に支持されている。また回転軸3の前部は、機構ケース13後端に設けられた軸受けにより回転可能に支持されており、回転軸3の前端部は機構ケース13内に突出している。
モータ2の後方には、冷却ファン4が設けられている。冷却ファン4は、モータ2の回転軸3の外側に設けられ、この回転軸3を介してロータ28と一体で回転する。冷却ファン4は、回転軸3から放射状に延びる複数の羽根41を有しており、軸方向に取り込まれた冷却風はこの羽根41の回転により径方向に送り出される。冷却ファン4は、図3に模式的に示すように、モータハウジング11の内周壁(ファンの径方向側)に設けられた排出窓11cから冷却風を強制的に排出し、冷却ファン4近傍の空間を負圧にすることで、吸込窓11bから新たな冷却風を引き込む。このようにして、冷却ファン4により吸込窓11bからモータ2内を経て排出窓11cに至るまでの流路に冷却風が通される。なお、冷却ファン4の羽根41の前面と、次に述べるバッフルプレート5との間隔は、バッフルプレート5が羽根41の回転を妨げず、かつ、冷却ファンの冷却風の排出力を低下させないように設定される。
モータ2のステータ21の後側には、冷却風の流路を軸方向へ絞るバッフルプレート5が組み付けられている。バッフルプレート5は、モータハウジング11及びステータ21とは別体形成される合成樹脂製の部品である。バッフルプレート5は、概して円環板形状(中空円盤形状)とされ、冷却風はその開口部を前側から後側へ通過する。バッフルプレート5の円環板形状は、図3に示されるように、その内周縁51が巻き線中継部23aの保持ガイド27よりも内側まで達している。これにより、モータ2内を通過する冷却風の流路がこの保持ガイド27の内側にあるコイル位置まで絞られ、モータ2の作動中に発熱するコイルを効率よく冷却可能である。
また、バッフルプレート5外周縁とモータハウジング11内周壁との間には、この嵌合により屈曲した隙間を有するラビリンス構造が形成されてシールされている。このラビリンスシールにより、冷却風がバッフルプレート5外周縁とモータハウジング11内周壁との間から漏れることが防止される。
減速機構6は、いわゆる遊星歯車機構として、ピニオンギヤ61と、インターナルギヤ(図示しない)と、遊星歯車63,63と、スピンドル64とを備える。前記の回転軸3の前端部には、機構ケース13内に突出するピニオンギヤ61が同軸で連結され、ピニオンギヤ61の外側には、これと対向する内歯を有するインターナルギヤが同軸に設けられている。さらに、ピニオンギヤ61とインターナルギヤとの間には、両者のギアに対して噛み合いながら公転する2つの遊星歯車63,63が保持されている。2つの遊星歯車63,63の支軸には、スピンドル64が固定され、遊星歯車63,63の公転運動が伝達される。スピンドル64は、機構ケース13に支持される軸受けによって、その後端部がモータ2の回転軸3と同軸で回転可能に支持されている。
打撃機構7は、主に前記のスピンドル64と、その前端部の外側に設けられたハンマ72と、その前方に設けられたアンビル74とを備える。スピンドル64外周面とハンマ72内周面との間には、鋼球71,71が設けられている。ハンマ72は、この鋼球71,71を介してスピンドル64と連結されており、スピンドル64からハンマ72へトルクを伝達可能とされている。スピンドル64の外周面には、鋼球71,71が嵌合するV字形状に窪んだV字溝64a,64aが形成されている。V字溝64a,64aのV字形状は、スピンドル64の外周面においてその開端側を後方に向けて配置されている。一方でハンマ72のスピンドル64と対向する内周面には、鋼球71,71が嵌合する軸方向のガイド溝72a,72aが形成されている。鋼球71,71は、スピンドル64のV字溝64a,64aとハンマ72のガイド溝72a,72aとの双方に跨って嵌合しており、この嵌合状態のままそれぞれの溝に沿って転動可能となっている。負荷側(回転対象)の回転抵抗が増大すると、スピンドル64はハンマ72に対し相対的に回転数を増すため、スピンドル64のV字溝64a,64aに嵌合した鋼球71,71がそのV字形状の開端側に転動する。これにより、ハンマ72は鋼球71,71を介してスピンドル64に対し後方へ引き戻され、機構ケース13内において後退する。
この構成によれば、モータハウジング11とは別体に形成されたバッフルプレート5が、ステータ21における冷却風の下流側位置となる端部に備えられており、その配設位置は軸線方向で見てバッフルプレート5の厚み幅の少なくとも一部が前記モータ2のステータ21の端部とオーバラップして配設されている。このため、軸方向の全長が、モータ2のモータハウジング11への収容工程に際し従来必要であったバッフルプレート5とステータ21端との隙間、及びバッフルプレート5の厚み幅の分だけ短縮される。したがって、モータ2の冷却風を整流する従来のバッフルプレート5の機能を損なわずに、このモータ2を備える電動工具の軸線方向の全長が短縮される。
また、この弧状切欠き52は、バッフルプレート5の内周縁51から径方向外側へ向かって切り欠かれて形成されているため、バッフルプレート5の成形が容易となる。
次に、図面を参照しながら、本発明を実施するための第2の形態を説明する。
第2の実施形態は、図5に示す第1の実施形態のバッフルプレート5の形状を、図9に示すように変更した実施形態である。図7,図8,図9,図10は第2の実施形態を示しており、第1の実施形態を示す図2,図3,図5,図6にそれぞれ対応する図である。第2の実施形態のうち、前述の第1の実施形態から実質的な変更を要しない部分(バッフルプレート105以外の部分)については、第1の実施形態と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
なおバッフルプレート105の外周縁に設けられた外周溝154の構成は、第1の実施形態における外周溝54と同様である。
この構成によれば、バッフルプレート105の弧状スリット152は、複数のコイルにわたる巻き線の中継部23aをステータ21の所定位置に保持する保持ガイド27に対して、軸線周りに回転不能な状態に嵌合している。これにより、従来必要とされていたこの保持ガイド27を利用して、バッフルプレート105をステータ21に対して軸線周りに回転不能に固定することができる。したがって、第1の実施形態と同様に、バッフルプレート105のステータ21に対する周方向の位置決めをすることができる。
まず、第1及び第2の実施形態においては、バッフルプレート5,105の配設位置は軸線方向で見てバッフルプレート5,105の厚み幅の全部がモータ2のステータ21の端部とオーバラップして配設されていた。しかし、バッフルプレート5,105の配設位置は軸線方向で見てバッフルプレート5,105の厚み幅の少なくとも一部がモータ2のステータ21の端部とオーバラップして配設されていても良い。この構成とすれば、軸方向の全長のうち、モータ2のモータハウジング11への収容工程に際し従来必要であったバッフルプレート5,105とステータ21端との隙間、及びバッフルプレート5,105の厚み幅のうちステータ21の端部とオーバラップする部分の幅が短縮される。
10 二つ割りハウジング
11 モータハウジング
11a 保持リブ
11b 吸込窓
11c 排出窓
12 握り部
13 機構ケース
14 電池パック
15 トリガ
16 スイッチ
2 モータ
21 ステータ
22 鉄心
22a 筒体部
22b 歯部
23 巻き線
23a 中継部
24 前側のインシュレータ
25 後側のインシュレータ
25a 嵌合スリット
26 回路基板
27 保持ガイド
28 ロータ
29 永久磁石
3 回転軸
4 冷却ファン
41 羽根
5,105 バッフルプレート
51,151 内周縁
52 弧状切欠き
152 弧状スリット
153 突起
153a 爪
54,154 外周溝
6 減速機構
7 打撃機構
8 チャック機構
Claims (14)
- 軸線を挟んで二つ割り構成とされたモータハウジングと、該モータハウジング内に組立体として収容されるモータとを備え、該モータを駆動源とする電動工具であって、
前記組立体とされたモータは、前記モータハウジングに対して固定されるステータと、該ステータに対して回転するロータとを備え、該モータ内には、該モータを冷却する冷却風の流路が軸線方向に形成されており、該モータのステータにおける冷却風の下流側位置となる端部には前記モータハウジングとは別体に形成された整流板を備え、該整流板は前記冷却風の流路を軸心方向に絞る形態として前記モータハウジングの内周壁部に取り付けられて配設され、整流板がステータに組み付けられた状態でモータハウジング内に収容されており、該整流板の配設位置は軸線方向で見て整流板の厚み幅の少なくとも一部が前記モータのステータの端部とオーバラップして配設されていることを特徴とする電動工具。 - 請求項1に記載の電動工具であって、
前記整流板の配設位置は軸線方向で見て整流板の厚み幅の全部が前記モータのステータの端部とオーバラップして配設されていることを特徴とする電動工具。 - 請求項1または請求項2に記載の電動工具であって、ステータから軸線方向に突き出た複数の突起が形成され、整流板に切欠きないしスリットが形成されており、この突起と切欠きないしスリットとが噛み合うことによって整流板がステータに組みつけられていることを特徴とする電動工具。
- 請求項1から請求項3までのいずれかに記載の電動工具であって、
前記ステータは、その冷却風の下流側において、複数のコイルにわたる巻き線の中継部を該ステータの所定位置に保持する保持部を備え、前記整流板は、該保持部に対して軸線周りに回転不能な状態に係合して設けられていることを特徴とする電動工具。 - 請求項1から請求項4のいずれかの請求項に記載の電動工具であって、
前記整流板と前記ステータとの間には、該整流板を該ステータに対して軸線方向に組み付ける組み付け手段を備えることを特徴とする電動工具。 - 請求項1から請求項5のいずれかの請求項に記載の電動工具であって、
前記整流板の外周縁には溝部が形成され、前記モータハウジングの内周壁部には該整流板の溝部と嵌合するリブが設けられ、該嵌合により該整流板が前記モータハウジングの内周壁部に対して軸線方向に位置決めされて取り付けられていることを特徴とする電動工具。 - 軸線を挟んで二つ割り構成とされたモータハウジングと、該モータハウジング内に組立体として収容されるモータとを備え、該モータを駆動源とする電動工具であって、
前記組立体とされたモータは、前記モータハウジングに対して固定されるステータと、該ステータに対して回転するロータとを備え、該モータ内には、該モータを冷却する冷却風の流路が軸線方向に形成されており、
該モータのステータにおける冷却風の下流側位置となる端部には前記モータハウジングとは別体で前記冷却風の流路を軸心方向に絞る形態に形成された整流板が配設されており、整流板がステータに組み付けられた状態でモータハウジング内に収容されており、該整流板の配設位置は軸線方向で見て整流板の厚み幅の少なくとも一部が前記モータのステータの端部とオーバラップして配設されていることを特徴とする電動工具。 - 請求項7に記載の電動工具であって、前記整流板の配設位置は軸線方向で見て整流板の厚み幅の全部が前記モータのステータの端部とオーバラップして配設されていることを特徴とする電動工具。
- 請求項7または請求項8に記載の電動工具であって、ステータから軸線方向に突き出た複数の突起が形成され、整流板に切欠きないしスリットが形成されており、この突起と切欠きないしスリットとが噛み合うことで整流板がステータに対し軸線周りに回転不能となっていることを特徴とする電動工具。
- 請求項3または請求項9に記載の電動工具であって、複数の突起がステータの周方向に間隔をあけて配置されており、複数の切欠きないしスリットがその各突起の位置に対応して配置されていることを特徴とする電動工具。
- 請求項3、請求項9、請求項10のいずれかに記載の電動工具であって、ステータの突起と整流板の切欠きないしスリットが、整流板を特定の向きでしかステータに組み付けられないような配置となっていることを特徴とする電動工具。
- 請求項3と請求項9から請求項11のいずれかに記載の電動工具であって、突起と切欠きないしスリットの寸法が、整流板の抜けを阻止できる寸法となっていることを特徴とする電動工具。
- 請求項3と請求項9から請求項12のいずれかに記載の電動工具であって、ステータが鉄心と巻き線とインシュレータとで構成されており、ステータの突起がそのインシュレータの一方の端部に形成されていることを特徴とする電動工具。
- 請求項1から請求項13のいずれかに記載の電動工具であって、モータのための回路基板を備えており、この回路基板が整流板とは反対側のステータの端部に取り付けられていることを特徴とする電動工具。
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