JP7163960B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、ディスクグラインダ等の電動工具に関する。

さまざまな作業形態を持つ電動工具においては、それに応じた操作性を持たせることが重要である。ディスクグラインダ等の携帯用電動工具では、モータを保持するモータハウジングから後方側に突出するように連結されたハンドルを設けて、作業者は一方の手でハンドルを把持して、他方の手でモータハウジング自体を又はモータハウジングの取り付けられるサイドハンドルを押さえながら研削・研磨・切断といった作業を行う。このようなグラインダの構成は、特許文献１にて知られている。ディスクグラインダのハウジングは金属製又は合成樹脂製のハウジングを有するが、中型以上の大きなディスクグラインダは、モータのサイズや出力が大きくなるために、特許文献１ではモータハウジングとして円筒状の一体成形品を用いるようにして、剛性の高いハウジング形状とする。モータハウジングの後方側には、長手方向軸線を含む断面で分割される左右分割式のハンドルハウジングを接続する。ディスクグラインダを用いて研磨するためには、砥石を取り付けて、円盤状の砥石の環状面を被研磨面に押し当てるようにして作業する。一方、ディスクグラインダを用いて切断するためには、回転刃を取り付けて、円盤状の回転刃の面が被研磨材の表面に直交するように押し当てながら作業を行う。

特開２０１２－６１５５２号公報

特許文献１に記載されるような従来の電動工具は、モータハウジングの内部において、モータの回転軸に取りつけられる冷却ファンを設け、外気を吸引してモータに冷却風を送ることにより発熱部位の冷却を行っていた。冷却風はステータの外周側と、ロータとステータの間の空間に軸方向に流れるように構成されている。このため、ステータ外周面の冷却を効率良く行うことが可能となるが、その代わりステータの内側部分、特にコイルの直接冷却性能が不足する恐れがあった。また、ブラシレスモータを用いる場合は、ロータコアに永久磁石を用いるため、ロータコアに金属粉等が付着する恐れがあり、冷却風の風量や風速が小さい場合はロータコアに吸着された金属分等が取り除かれにくいという問題があった。

近年、電動工具はブラシレスＤＣモータを採用することで、小型軽量化を図る傾向にある。また、さらなる高出力化を図る傾向にもある。ブラシレスＤＣモータは、半導体スイッチング素子を用いたインバータ回路を用いて駆動される。インバータ回路に用いられる半導体スイッチング素子は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）やＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等が用いられるが、それらの電子素子は発熱が大きめであるため、十分に冷却する必要がある。特許文献１の電動工具では、冷却風はステータの外周側と、ロータとステータの間の空間に風を流れるため、ステータ外周面の冷却を行うことが可能となるが、その代わりステータ内部、特にコイルへの冷却性能が不足する恐れがある。また、グラインダなどの研磨装置においては、研磨された金属粉が飛び散る環境下で使用されるため、冷却風と共に金属粉が吸引され、ハウジングの内部に入り込む虞がある。その場合、ステータのコアの内側部分を通る冷却風の風量が少ない場合は、永久磁石を有したロータに粉塵等が吸着されてとれなくなってしまう恐れがある。この問題を解決するために、冷却風の風量を増加させることが考えられるが、使用できる冷却ファンの大きさはモータハウジングの大きさに制限されてしまう。また、冷却ファンはモータの回転軸に取りつけられ、モータと同期して回転するため、冷却ファンの回転速度を上げることはできない。ハウジングの吸気口部分に、粉塵の侵入を抑制するフィルタを設けることも考えられる。しかしながら、作業形態によっては短時間でフィルタに大量の粉塵が付着するため、フィルタに付着した粉塵を取り除きやすいように工夫する必要がある。例えば、フィルタをネジ止めにせずに、着脱のための工具が不要の構造にすることが考えられるが、ツールレスの着脱構造によっては、外部からの衝撃等によってフィルタが容易に外れてしまったり、フィルタと着脱機構の一部が本体内部に入り込んで内部構成の配置や絶縁距離等に影響してしまったりする可能性がある。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、モータの冷却性能を向上させた、特に、ステータより内周側の冷却性能を向上させた電動工具の提供を目的とする。本発明の他の目的は、既存のモータのインシュレータとファンガイドの形状を変更することによって、モータの特定箇所の冷却性能を向上させることにある。本発明の更に他の目的は、モータの内部に入り込んだ鉄粉等の粉塵が、ロータコアに付着することを防止できるようにした電動工具を提供することにある。

本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。
本発明の一つの特徴によれば、ステータと、ステータの内部に位置するロータと、後側から前側に延びてロータと一体的に回転する回転軸と、を有するモータと、モータを収容及び支持する筒形のモータハウジングと、回転軸に取りつけられモータと同期して回転するとともに、ステータの前側に位置する冷却ファンと、モータの回転力を先端工具に伝達する動力伝達機構と、を有し、モータハウジングの内部に冷却ファンによって生成される空気を流すことによりモータを冷却する電動工具において、モータの前側には非磁性体のインシュレータが設けられ、冷却ファンによって生成される吸気口から排気口に至る冷却風をガイドするファンガイドを設けた。ファンガイドは、第一円筒部と、第一円筒部から径方向内側に延在するガイド面と、ガイド面に接続されて後側へ延びる円筒状の第二円筒部を有するとともに、第二円筒部の後側端部がインシュレータの前側開口面より後側に位置する。また、電動工具は、モータハウジングの一方に接続され把持部が形成されるハンドルハウジングと、モータハウジングの他方に接続されるギヤケースと、スイッチング素子を搭載してモータを駆動する駆動回路を有し、ハンドルハウジングには吸気口が設けられ、ギヤケースには排気口が設けられ、冷却ファンが回転すると、吸気口からハンドルハウジング内に空気が吸引され、空気は、モータハウジングの内部を通って駆動回路を冷却した後にモータを冷却して排気口から外部へ排出されるように構成した。

本発明の他の特徴によれば、ステータはステータコアの両端部に非磁性体のインシュレータを有し、ファンガイドはインシュレータ前側と軸方向に凹凸係合することで、冷却風をガイドする。また、凹凸係合は、ファンガイドの後側において周方向に連続する第二円筒部と、インシュレータの前側に形成される周方向に連続する周方向溝を含み、第二円筒部と周方向溝はモータの軸方向に非接触状態にてオーバーラップするように配置される。さらに、ファンガイドは、ステータのステータコアの端面に当接する当接部を有し、当接部はステータが軸方向に移動することを抑制するように構成した。

本発明のさらに他の特徴によれば、当接部はファンガイドの周方向の複数箇所から軸方向に延びる凸部であって、凸部がステータコアに当接する。また、吸気口と、排気口と、モータは、モータの軸方向でそれぞれ離間しており、モータは吸気口と排気口との間に位置するように配置される。さらに、ロータは、回転軸に取り付けられる積層鉄心からなるロータコアに、回転軸方向に連続する複数のスロットを設けて永久磁石を収容したものであり、ロータコアの外周面には、軸方向に連続するようにして内側に窪む凹部が形成されており、この凹部内にも冷却風が通るように構成した。

本発明によれば、ステータの内側空間に冷却風を集中的に流すことができ、発熱源たるコイルの冷却性能を十分確保することができる。また、モータの一方側のインシュレータの形状をわずかに変更し、ファンガイドの形状をわずかに変更することによって本発明の特徴的な構成であるラビリンス構造を実現したので、電動工具の製造コストの上昇がほとんどない上に、従来の電動工具の構成を変更すること無く容易に本発明を実現できる。

本発明の実施例に係る電動工具であるディスクグラインダ１の側面図（一部縦面図）である。 本発明の実施例に係るディスクグラインダ１の上面図である。 本発明の実施例に係るディスクグラインダ１の縦断面図である。 図１のモータ５の駆動制御系の回路構成図である。 図１のディスクグラインダ１のハンドルハウジング４５付近の部分斜視図である（フィルタ部材１５０の装着時）。 図１のディスクグラインダ１のハンドルハウジング４５付近の部分斜視図である（フィルタ部材１５０の取り外し時）。 図５のフィルタ部材１５０を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図であり、（Ｃ）は正面図であり、（Ｄ）は背面図である。 図７（Ａ）と反対側からみた側面図であり、（Ｂ）はＤ－Ｄ部の断面図であり、（Ｃ）はＥ－Ｅ部の断面図である。 図１のハンドルハウジング４５の左側面図である 図９のハンドルハウジング４５を内側から見た側面図である。 図１０のＦ－Ｆ部の断面図である。 図１のディスクグラインダ１のモータ５付近の拡大断面図である。 図１２のモータ５とファンガイド５０の拡大断面図である。 図１２のステータ３０の前方側から見た斜視図である。 図１２のファンガイド５０単体の前方側から見た斜視図である。 図１２のファンガイド５０単体の後方側から見た斜視図である。 モータハウジング１０からギヤケース６とロータ７０を取り外した状態の正面図である。 （Ａ）はモータ５のロータ７０及び冷却ファン１３の側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＧ－Ｇ部の断面図（ロータコア７１の側面図）である。 （Ａ）は図３のＡ－Ａ部の断面図であり、（Ｂ）は図３のＢ－Ｂ部の断面図であり、（Ｃ）は図３のＣ－Ｃ部の断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後左右、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。

図１は本発明の実施例に係る電動工具であるディスクグラインダ１の側面図（一部縦面図）である。ディスクグラインダ１は、円筒形のモータハウジング１０の内部に駆動源たるモータ５やインバータ回路等の制御部が収容される本体部２と、モータ５によって駆動される作業機器（ここでは先端工具として砥石９８を用いるグラインダ）を作動させる動力伝達部３と、本体部２の後方側に設けられ作業者が把持するためのハンドル部４を有して構成される。ハンドル部４は、筒状の本体部２の後方側において、本体部２と同軸上に延びるようにして設けられるもので、作業者が一方の手で把持する部分である。

ディスクグラインダ１のハウジングは、円筒状のモータハウジング１０とその前方側に設けられるギヤケース６と、後方側に設けられるハンドルハウジング４５の３つの部位によって構成される。モータハウジング１０の内部には、ブラシレス方式のモータ５が収容される。モータ５は、永久磁石を有するロータ７０が内周側に配置され、外周側にコイルを有するステータ３０を有する。モータ５の回転軸６０は、モータハウジング１０の中央部付近に設けられる軸受１５ｂと、モータハウジング１０の前方側開口を覆うギヤケース６によって保持される前方側の軸受１５ａにより回動可能に保持される。動力伝達部３は、ギヤケース６に軸受９ａ、９ｂによって軸支されるスピンドル８に取付けられたディスク状の砥石９８と、ホイルガード２９を備える。ギヤケース６内には、一対の傘歯車７ａ、７ｂが配置され、モータ５の回転軸６０の回転力を方向変換してスピンドル８に伝達する。スピンドル８の下端には、受け金具１４ａを介して押さえ金具１４ｂによって先端工具保持部が形成され、砥石９８が固定される。ギヤケース６の上部にはサイドハンドル取付孔６ｂが設けられ、ギヤケース６右側面及び左側面にも同様のサイドハンドル取付孔６ａ、６ｃ（図２にて後述）が設けられる。

モータ５の前方側であって軸受１５ａとの間には冷却ファン１３が設けられる。冷却ファン１３は遠心ファンであってモータ５側の空気を吸引して径方向外側に排出する。冷却ファン１３の後方には、回転軸６０の周囲に所定の大きさの貫通穴を形成し冷却ファンへの空気の流入口を形成するファンガイド５０が設けられる。冷却ファン１３の回転によって起こされる空気流によって、ハンドルハウジング４５の側面に設けられたフィルタ装着部４６に設けられる吸気口（図９にて後述）から取り込まれた空気を、ハウジングの内部に吸引して、モータ５の後方側から前方側への空気の流れ（空気流）を生成する。ハンドルハウジング４５の左右側面の２箇所に設けられるフィルタ装着部４６には、網部１５８を用いたフィルタ部材１５０が装着され、外気を取り込む際に粉塵等が、吸気口を介してハウジングの内部に入り込まないように構成される。フィルタ部材１５０は、フィルタ装着部４６に設けられ、フィルタ装着部４６の内側に隣接して配置される制御回路等の発熱部材を冷却し、後述するインバータ回路部を経由してからモータハウジング１０側に流入する。

モータ５側に到達した空気流は、矢印７８ａにて示すようにロータ７０とステータ３０の間を通過するように流れる。図１では見えないが、ステータ３０のコアには、円筒形の外周部から径方向内側に突出する複数のティースが形成され、ティースの周囲にコイルが巻かれている。冷却風はそれらコイルの間の空間を軸方向に流れるため、図１の矢印７８ａにて示したロータ７０の外周面に沿う部分だけでなくステータコアの内側においても空気が流れる。モータ５の内部を軸方向後方から前方側に通過した冷却風は、矢印７８ｂのように冷却ファン１３の軸心付近から吸引されて、冷却ファン１３の回転によって径方向外側に排出され、軸受保持板１２の外周側に形成された空気孔を通過する。軸受保持板１２から排出される冷却風の一部は、ギヤケース６に形成された排気口（図２にて後述）を介して矢印７９ａのように外部に排出され、残りは軸受保持板１２の下側付近の排気口（図示せず）を介して矢印７９ｂのように外部に排出される。以上のように本実施例では、筒型のモータハウジング１０の後方側開口から軸方向前方に向けて冷却風を導入し、前方側の開口からギヤケース６側に排出することで、回転軸線Ａ１に沿った方向の冷却風の流れを生成するようにし、モータ５やインバータ回路（後述）等の発熱部位を効率良く冷却する。

ハンドルハウジング４５は、作業時に作業者が把持する部分となるハンドル部４を形成するもので、その筐体はプラスチックの成型によって左右二分割式にて構成され、４本の図示しないネジによって固定される。ハンドル部４の後端側には商用交流電源供給用の電源コード９９が接続される。ハンドルハウジング４５の下方には、モータ５のオンオフを制御するためのトリガレバー１７が設けられる。

図２は本発明の実施例に係るディスクグラインダ１の上面図である。モータハウジング１０の形状は、図１の側面視とほぼ同じとなる円筒状である。ハンドルハウジング４５のハンドル部は、モータ５の回転軸線Ａ１とほぼ一致するようにモータハウジング１０の長手方向に一列に並べて配置される。ギヤケース６の上部には、２つの排気口２１ａ、２１ｂが設けられる。ギヤケース６の右側側面と上面と左側面には、サイドハンドル２３を取りつけるためのサイドハンドル取付孔６ａ～６ｃが形成される。図２では左側のサイドハンドル取付孔６ｃにサイドハンドル２３を取りつけた状態を示している。排気口２１ａの前方側には、砥石９８等の先端工具を装着又は取り外しする際にスピンドル８が回転しないようにロックするスピンドルロックの操作部（スピンドルロックボタン２２）が設けられる。ハンドルハウジング４５の上面であって、作業者が把持する部分の前夫側には、ＬＥＤ２８が設けられる。ＬＥＤ２８は、ディスクグラインダ１の電源のオンオフを示し、また動作の異常発生を示すための点灯手段であり、何らかの異常が発生した際に、ＬＥＤの点滅灯によって異常発生を知らせる。

図３が本発明の実施例に係るディスクグラインダ１の縦断面図である。モータハウジング１０は合成樹脂製の一体構成であって、前方側と後方側に開口部を有し、中央付近には軸受１５ｂを固定するための、軸受ホルダ１６が設けられる。軸受ホルダ１６は、格子状であって軸方向に空気を貫通させるリブ状部分の中央に、軸受１５ｂを保持するための円筒面を掲載したものである。モータハウジング１０の後端側開口からは、インバータ回路部２０が挿入され、その後に開口部分は開口保持部１２５によって覆われる。ハンドルハウジング４５は左右方向に分割可能に構成して、左右の分割片の間に開口保持部１２５を挟み込むようにして固定される。開口保持部１２５の外周面には２本の径方向に突出するフランジ部１２６が形成され、フランジ部１２６に沿ってハンドルハウジング４５の内周面には円周方向に連続する周方向溝部１２７が形成される。

インバータ回路部２０が搭載される回路基板２７は、円環形の多層基板であり、その面がモータ５の回転軸線Ａ１と直交する向きになるように配置される。回路基板２７上にはインバータ回路を構成する６つの絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ２６）等のスイッチング素子（後述）が搭載される。回転軸線Ａ１方向にみて軸受１５ｂとステータ３０の間には、円環状の小さなセンサ基板１２２が搭載される。センサ基板１２２には、ロータ７０により発生する磁界を直接検出するための３つのホールＩＣ１２１（図４で後述）が６０度間隔にて搭載される。ホールＩＣ１２１はセンサ基板１２２のロータ７０側に面する前側面に搭載されるが、センサ基板１２２のロータ７０とは反対側の面（反モータ面）に搭載しても良い。

開口保持部１２５の後方には、制御回路部１９が収容される。制御回路部１９は、回転軸線Ａ１と直交する方向に延びるように配置され、２分割して構成されるハンドルハウジング４５により挟持されることにより固定される。制御回路部１９は、浅い容器状のケースの内部に第２の回路基板たる制御回路基板（図示せず）を収容したものである。図示しない制御回路基板には、モータ５の回転制御を行う演算部１１０（図４にて後述）が搭載される。このようにインバータ回路部２０と制御回路部１９を別々の回路基板（回路基板２７と制御回路部１９内の図示しない回路基板）に分けることでハウジングの内部に回路基板を効率良く配置でき、電動工具の筐体の大型化を抑制できる。

ハンドルハウジング４５の中央部分には、モータ５のオンオフを制御するためのトリガスイッチ１８（図３で後述）が配置される。トリガスイッチ１８は、トリガレバー１７を操作させることでオン又はオフに切り換えるスイッチである。トリガスイッチ１８には電源コード９９からの配線に一方が接続される。回転軸線Ａ１方向にみてトリガスイッチ１８と制御回路部１９の間であって、ハンドルハウジング４５の上部にはＬＥＤ２８が設けられる。

動力伝達部３を取りつける前に、モータ５は、モータハウジング１０の前方側から回転軸線Ａ１方向後方側に向けて、ステータ３０の一部がモータハウジング１０に突き当たる所定位置までモータハウジング１０の内部に挿入される。この際、ステータ３０の後端部に位置する合成樹脂製のインシュレータ４０（図１２にて後述）の位置決めも行われる。回転軸６０の後端部分を軸支する軸受１５ｂはボールベアリングであり、その外輪側が軸受ホルダ１６の軸受保持部１６ａによって保持される。軸受ホルダ１６はモータハウジング１０と一体成形にて製造されるもので、軸受保持部１６ａを支えるためにモータハウジング１０の内壁と軸受１５ｂを保持する円筒部の間に複数のリブが格子状に形成される。

次に図４を用いてモータ５の駆動制御系の主な回路構成を説明する。外部から商用交流電源１００が電源コード９９によって供給されて、直流に整流される。ブリッジダイオード１１２は商用交流電源１００から入力される交流を全波整流し、平滑回路１１３へ出力する。平滑回路１１３は、ブリッジダイオード１１２によって整流された電流の中に含まれている脈流を、直流に近い状態に平滑化してインバータ回路１１８へ出力する。平滑回路１１３は、電解コンデンサ１１４とコンデンサ１１５と放電用の抵抗１１６を含んで構成される。インバータ回路１１８は６つのスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を含んで構成され、演算部１１０から供給されるゲート信号Ｈ１～Ｈ６によってスイッチング動作が制御される。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を用いているが、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いるようにしても良い。インバータ回路１１８の出力は、モータ５のコイルのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に接続される。ブリッジダイオード１１２の出力側には低電圧電源回路１１９が接続される。低電圧電源回路１１９は演算部１１０が稼働するための安定した基準電圧（低電圧）の直流を供給する公知の電源回路である。

モータ５のステータ３０の内側では、永久磁石を有するロータ７０が回転する。ロータ７０の近傍には３つのホールＩＣ１２１による回転位置検出素子が設けられ、演算部１１０はロータ７０の出力を監視することによりロータ７０の回転位置を検出する。ホールＩＣ１２１を搭載するセンサ基板１２２（図３参照）は、ロータ７０の片側端面に対面する位置に配置される。

演算部１１０は、モータ５のオンオフ及び回転制御を行うための制御部であって、図示しないマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と称する）を用いて主に構成される。演算部１１０は制御回路部１９（図１参照）の回路基板に搭載され、トリガスイッチ１８の操作に伴い入力される起動信号に基づき、モータ５を回転させるためにコイルＵ、Ｖ、Ｗへの通電時間と駆動電圧を制御する。尚、ここでは図示していないが、モータ５の回転速度を設定する変速ダイヤルを設けて、変速ダイヤルによって設定された速度に合わせるように演算部１１０がモータ５の速度調整をしても良い。

演算部１１０の出力は、インバータ回路１１８の６個のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の各ゲートに接続される。インバータ回路１１８の６個のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の各エミッタ又は各コレクタは、デルタ結線されたコイルのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に接続される。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、演算部１１０から入力されるゲート信号Ｈ１～Ｈ６に基づきスイッチング動作を行い、商用交流電源１００から整流回路１１１を介して供給された直流電圧を、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして、モータ５の各相に供給する。モータ５に供給される電流の大きさは、平滑回路１１３とインバータ回路１１８との間に接続されたシャント抵抗１１７の両端の電圧値を検出することにより演算部１１０によって検出される。

図５はディスクグラインダ１のハンドルハウジング４５付近の部分斜視図であって、フィルタ部材１５０の装着時の状態を示す。ハンドルハウジング４５の左側側面と右側側面であって、モータハウジング１０とほぼ同じ径の部分にフィルタ装着部４６が設けられる。フィルタ装着部４６には、通過する空気中に含まれる塵埃等を取り除くためのフィルタ部材１５０が装着される。フィルタ部材１５０は、作業者が手動でフィルタ装着部４６に装着が可能であり、また作業者が手動でフィルタ装着部４６から取り外しが可能である。尚、ハンドルハウジング４５の右側に取りつけられるフィルタ部材（図では見えない）と、左側に取りつけられるフィルタ部材１５０は共通の部品であって、フィルタ部材１５０は左右のどちら側にも取り付け可能である。

図６はディスクグラインダ１のハンドルハウジング４５付近の部分斜視図であって、フィルタ部材１５０を取り外した時の状態を示す。ハンドルハウジング４５の左側に装着されるフィルタ部材１５０は、作業者が指でつまんで左方向に水平移動させることで取り外すことができる。また、装着する時は図６にて示す位置から右方向に水平移動させて、外枠として形成されるフィルタ装着部４６の内部に、枠部１５１を押し込むことで装着できる。フィルタ部材１５０は、網部１５８の外縁位置を所定の厚さを有する弾性体による枠部１５１によって保持されるものである。枠部１５１は、左側側面から見た際に略五角形の形状であって、上辺部と下辺部がほぼ平行に形成され、前辺が垂直に形成され、後辺に三角形に突出する部分が形成される。枠部１５１の上側には２つの爪部１５７ａ、１５７ｂが形成され、下側には２つの爪部１５７ｃ、１５７ｄが形成される。フィルタ部材１５０のフィルタ装着部４６の内部に押し込む際には、爪部１５７ａ～１５７ｄの塑性変形によって爪部１５７ａ～１５７ｄが、フィルタ装着部４６の内側に形成される凹部４９ａ～４９ｄ（図９にて後述）に位置づけられる。塑性変形状態で凹部４９ａ～４９ｄ内に入り込んだ爪部１５７ａ～１５７ｄは、元の形状に戻って凸状となり、凹部４９ａ～４９ｄに嵌め込まれた状態となるので、フィルタ部材１５０のハンドルハウジング４５からの脱落が防止される。本実施例では、ディスクグラインダ１のハウジングの内部に外気を取り込むための吸気口は、ハンドルハウジング４５の左右両側面に設けられた２箇所のフィルタ装着部４６だけに設けられる。

図７は図５のフィルタ部材１５０を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図であり、（Ｃ）は正面図であり、（Ｄ）は背面図である。枠部１５１は樹脂製又はゴム製であって射出成形によって製造されたものであり、内側に金属製（本実施例ではステンレス）の網部１５８が設けられる。網部１５８は外縁部が枠部１５１に鋳込まれたものである。網部１５８は吸入口の入口から内部に粉塵などが入らないようにするために設けられる網状部材であって、細かい網目とすることにより小さい金属粉がハウジングの内部に吸引されることを防止できる。尚、フィルタ部材１５０の網部を金属製でなくて不織布や紙製のフィルタとしても良いが、金属製の網で構成すれば網目を十分小さく形成でき、ゴム等の弾性部材で鋳込んで固定することも容易である上に耐久性も高い。枠部１５１と網部１５８はどちらも可撓であり、枠部１５１を撓ませて変形させるとき、網部１５８もその動きに合わせて変形することができる。ゴム製の枠部１５１は容易に弾性変形するので、その弾性力を用いてフィルタ部材１５０をフィルタ装着部４６に保持させるための爪部１５７ａ～１５７ｄが、枠部１５１の上辺部と下辺部に一体に成形されている。爪部１５７ａ～１５７ｄは薄板状であって、左右方向に容易に弾性変形可能なので、フィルタ装着部４６に形成された凹部４９ａ～４９ｄに掛止させることでフィルタ部材１５０をフィルタ装着部４６に保持できる。また、凸状の爪部１５７ａ～１５７ｄと凹部４９ａ～４９ｄは単なる掛止程度でありながら、枠部１５１の上下方向への復元力によって枠部１５１の上辺と下辺がフィルタ装着部４６の型枠部４６ａ（図１１参照）に押しつけられることにより、稼働時の振動等によってもフィルタ部材１５０が外れること無く安定して保持される。さらには、モータ５の回転中は冷却風による吸引力が働くため、フィルタ部材１５０は一層安定してフィルタ装着部４６に保持できる。

フィルタ部材１５０の上辺と下辺の前後方向中央付近には上下方向に窪ませて、上下方向の幅を狭く形成した下段部分が設けられ、この下段部分と枠部１５１の上面との高さ違いによって段差状の取っ手部（段差部）１５６ａ、１５６ｂが形成される。この取っ手部１５６ａ、１５６ｂを形成するのは、作業者がフィルタ部材１５０を取り外す際に、矢印１６５ａ、１６５ｂのように指でつまんで枠部１５１を把持し易くするためである。また、取っ手部１５６ａ、１５６ｂを形成した上に、爪部１５７ａと１５７ｂの間を分離することにより、枠部１５１のうち特定の箇所、即ち、取っ手部１５６ａ、１５６ｂの形成された細枠部分１５１ａ、１５１ｂが矢印１６５ａ、１６５ｂの方向に撓みやすくなる。例えば、矢印１６５ａ、１６５ｂの方向に枠部１５１を変形させると、爪部１５７ａ、１５７ｂと爪部１５７ｃと１５７ｄの高さＨ_２を、フィルタ装着部４６の高さＨ_１（後述する図９参照）よりも小さくすることができるので、フィルタ部材１５０のフィルタ装着部４６への取り付け及び取り外しを容易に行うことができる。一方、枠部１５１の上辺と下辺が撓みやすくなると、装着時においてフィルタ部材１５０が外れやすくなってしまうおそれがある。そこで、枠部１５１の前辺の上下中央付近に幅（前後長）を大きく確保した太枠部１５３を形成して、枠部１５１の前辺部分の復元力を増大させて、上辺が矢印１６５ａと反対方向に戻り、下辺が矢印１６５ｂと反対方向に戻るように付勢する。これらの付勢力は網部１５８によって付勢範囲が限定されるので、網部１５８が理想的に張った状態にて保たれる。

フィルタ部材１５０の後辺側は、上下中央付近が後方側に三角状に突出するような角部１５２が設けられた形状である。この形状は図１、図６で示したようにハンドルハウジング４５の絞り込まれた形状に沿った形状としたためである。後方側に向けて突出する角部１５２の内角側は、厚さを薄くした略三角形状のリブ１５２ａにて連結され、撓ませた枠部１５１が特定の方向に戻りやすいように、即ち、上辺が矢印１６５ａと反対方向に戻り、下辺が矢印１６５ｂと反対方向に戻るように付勢するように、枠部１５１の特定箇所の強度を調整している。枠部１５１の内角部分１５４ａ～１５４ｄは、わずかな曲率半径を有するように緩やかな曲面で形成し、角部に金属粉等が滞留し難いように構成している。

図７（Ｃ）はフィルタ部材１５０正面図であり、（Ｄ）は背面図である。これらの図からわかるように、爪部１５７ａ～１５７ｄは、ハウジングの内側近くに配置される。つまり、爪部１５７ａ～１５７ｄはハンドルハウジング４５に近い側に偏らせた位置において、フィルタ部材１５０の枠部１５１より上方向に延びるように爪部１５７ａ、１５７ｂが設けられ、下方向に延びるように爪部１５７ｃ、１５７ｄが設けられる。

図８はフィルタ部材１５０の裏側、即ち図７（Ａ）の反対側からみた側面図である。枠部１５１の角部の４箇所には、網部１５８を鋳込む際に網部１５８を所定の鋳込み高さ位置に保持するために４つの穴部１５９ａ～１５９ｄが形成される。これはフィルタ部材１５０の面方向を水平として成形される際に、網部１５８を金型の底面から所定の距離だけ浮いた状態で維持した際にできた成形痕である。一方、穴部１６０ａ、１６０ｂは、フィルタ部材１５０をハンドルハウジング４５に保持させるための補助的な保持手段として活用するために形成したものである。

図８（Ｂ）は、（Ａ）のＤ－Ｄ部の断面図である。穴部１６０ａ、１６０ｂは、他の穴部１５９ａ～１５９ｄよりも直径をやや大きくすると共に、装着方向（ハンドルハウジング４５の外面の法線方向）に対して長さが長めになるような円柱状の非貫通穴とした。このため、図６で示した状態からフィルタ部材１５０をハンドルハウジング４５に装着して上下の爪部１５７ａ～１５７ｄをフィルタ装着部４６（図６参照）の凹部４９ａ～４９ｄ（後述する図９参照）に係止させた後に、穴部１６０ａの反対面側を指で矢印１６１ａのように押し込むことによって、穴部１６０ａがハンドルハウジング４５側に形成された凸状の円柱突起４８ａ（後述の図９参照）に係合するようにした。同様にして、作業者は穴部１６０ｂの反対面側を指で矢印１６１ｂのように押し込むことによって、穴部１６０ｂがハンドルハウジング４５側に形成された円柱突起４８ｂ（後述の図９参照）に係合するようにした。穴部１６０ａ、１６０ｂは弾性力を有する枠部１５１にて形成されるため、塑性変形することによって円柱突起４８ａ、４８ｂ（図９参照）に嵌め込まれ、摩擦力によって嵌め込まれた状態が維持される。尚、穴部１６０ａ、１６０ｂによる摩擦力は強すぎるほどでは無いので、フィルタ部材１５０を取り外す際は、容易に穴部１６０ａ、１６０ｂと円柱突起４８ａ、４８ｂの嵌合状態を容易に解消できる。

図８（Ｃ）は、（Ａ）のＥ－Ｅ部の断面図である。この図から穴部１５９ｃ、１５９ｄの長手方向の中心方向がフィルタ部材１５０の面に対する法線方向（吸気方向と一致）に対してわずかに斜めになっている。しかしながら、これは射出成形の金型との関係上でそうなっているだけに過ぎない。また、枠部１５１の一部にくさび状にくぼませた窪み部１５１ｄが形成される。くさび状の窪み部１５１ｄを形成することにより枠部１５１の部分的な強度を弱めることができ、爪部１５７ｃ、１５７ｄが矢印１６５ｂの方向に撓ませやすくした。このため作業者が手でフィルタ部材１５０の枠部１５１を把持することで、フィルタ部材１５０がわずかながら内側に撓み、爪部１５７ａ～１５７ｄとフィルタ装着部４６との係合状態を容易に解消することができる。尚、枠部１５１を内側に撓ませたとしてもステンレス網等による網部１５８も弾性変形が可能であるので、撓ませた状態を解消させると網部１５８の復元力も加わりフィルタ部材１５０は元の形状に容易に復元する。尚、フィルタ部材１５０を長年使用すると弾性変形状態が悪くなる虞がある。しかしながら、フィルタ部材１５０は安価に製造できるので、ディスクグラインダ１の補修部品として別途販売すれば作業者自ら容易に交換可能となる。

図９は図１のハンドルハウジング４５の左側面図である。ハンドルハウジング４５の軸方向前方側は、モータハウジング１０とほぼ同径の円筒状の太径部とされ、太径部の左側側面にフィルタ装着部４６が形成される。フィルタ装着部４６はモータハウジング１０の外周側円筒面から左方向に凸状に突出させたものであって、凸状の型枠部４６ａが略五角形の輪郭を有することにより外周縁を形成する。型枠部４６ａの内側領域は、円筒面で無くてほぼ平面状に形成され、そこには複数のスリット状の吸気口４７が形成される。ここでは合計１０個のスリット状の貫通穴が形成され、空気取入口として機能する。吸気口４７は、それ自体で十分開口の小さなスリットとなっているため、大きな塵埃がハウジングの内部に入り込むことを抑制できる。しかしながら、本実施例では吸気口４７の外側を完全に覆うようにフィルタ部材１５０を設け、フィルタ部材１５０の網部１５８の網目を通過させた空気を吸引するようにしたので、小さな粉塵までも捕集できるようになった。図では見えないが、型枠部４６ａの上側辺部の内側側面（径方向とほぼ平行な下面）には、上向きに窪むような２つの凹状の凹部４９ａ、４９ｂが形成される。同様にして、型枠部４６ａの下側辺部の内側側面（径方向とほぼ平行な上面）には、下向きに窪むような２つの凹状の凹部４９ｃ、４９ｄが形成される。凹部４９ａ～４９ｄによる窪み空間は、前後側にだけでなく、左右方向にも内壁面を有するため、爪部１５７ａ～１５７ｄとの嵌合状態では、爪部１５７ａ～１５７ｄが左右方向に移動することを特に抑制する。型枠部４６ａの上側辺部と下側辺部の間の距離（高さＨ_１）は、フィルタ部１５０の枠部１５１の爪部１５７ａ～１５７ｄを除いた部分の高さよりもわずかに大きくする。

型枠部４６ａの鉛直に延びる前辺部の中央付近の内側領域には、ハンドルハウジング４５の中心軸線Ａ１に対して法線方向に延在する円柱突起４８ａが形成される。同様にして、型枠部４６ａの後方の角状に形成される部分の内側領域に、ハンドルハウジング４５の中心軸線Ａ１に対して法線方向に延在する円筒突起４８ｂが形成される。円柱突起４８ａ、４８ｂは、図８で説明した穴部１６０ａ、１６０ｂに嵌合するものであって、円柱突起４８ａ、４８ｂの外周面と、穴部１６０ａ、１６０ｂの内周円筒面が、摩擦力によって保持され、フィルタ部材１５０が取り外し方向に移動しないように保持するのを補助する。また、取り外し方向と交差する方向への移動力には、強く阻止することができるので、フィルタ部材１５０に加わる前後、上下方向への振動に対しては効果的に対抗できる。フィルタ部材１５０の左右方向に対する振動に対しては、４つの爪部１５７ａ～１５７ｄが効果的に対抗できるので、結果的に全方向（前後・左右・上下方向）に対してフィルタ部材１５０をハウジングに保持させることができる。

図１０は図１のハンドルハウジング４５の内側から見た側面図である。ハンドルハウジング４５は左右分割式であって、図１０では左側の部材を示している。ハンドルハウジング４５には４つのネジボス１２８ａ～１２８ｄが形成され、図示しないネジによって右側のハンドルハウジング４５部材とネジ止めされる。ハンドルハウジング４５の作業者によって把持される部分には、トリガスイッチ１８（図３参照）を収容する収容空間１２９が形成され、収容空間１２９の下側にはトリガレバー１７（図３参照）が突出するための開口４５ｂが形成される。ハンドル部４との接続をするために、ハンドルハウジング４５の前方側の開口４５ａの近傍には、周方向に連続する凹状の周方向溝部１２７が形成されるが、そのすぐ後方側にスリット状の吸気口４７が形成される。尚、図１０と図３とを比べると理解できるように、軸方向にみて制御回路部１９と吸気口４７は回転軸線Ａ１方向に見てオーバーラップする位置にある。従って、吸気口４７を介して吸引された外気は、最初に制御回路部１９に搭載されるマイコン等の制御回路素子を冷却した後に、開口４５ａを通過して回転軸線Ａ１方向の前方側に流れて、モータハウジング２に流入することになる。

図１１は図１０のＦ－Ｆ部の断面図である。但し図１０の状態に、フィルタ部材１５０を取りつけた状態を示している。フィルタ部材１５０は外周面に枠部１５１が形成され、枠部１５１に鋳込まれるようにして金属製の網部１５８が保持される。この図で理解できるように、フィルタ部材１５０はフィルタ装着部４６の型枠部４６ａの外縁位置（最左側位置）よりも内側に位置するような位置関係となる。従って、網部１５８も型枠部４６ａより外側に突出しないため、粉塵が網部１５８に捕捉されたとしても、型枠部４６ａから大きく外側まで堆積する虞は少ない。また、枠部１５１の前後中央付近には、取っ手部１５６ａ、１５６ｂが形成されるので、枠部１５１と型枠部４６ａの間に所定の凹部が確保されるので、作業者が指を凹部に入れて取っ手部１５６ａ、１５６ｂ付近を親指と人差し指で把持することにより枠部１５１を撓ませることができ、爪部１５７ａ～１５７ｄと凹部４９ａ～４９ｄとの係合状態を解消させることができる。図１１ではハンドルハウジング４５のうち図１０に示した左側部分だけの断面図を示したが、右側部分のフィルタ装着部４６の断面形状は図１１と左右対称で同形である。

図１２は図１のモータ５付近の拡大断面図である。ステータ３０は、ステータコア３１と、インシュレータ３５、４０と、ステータコア３１のティース部に巻かれるコイル（図示せず）によって構成される。ステータ３０は、円筒形の一体成形のモータハウジング１０の前方側の開口部１０ａから後方側に挿入されることにより組み立てられる。図１２ではステータ３０部分の組み込み構造を説明するために、ロータ７０と回転軸６０の図示をしていないが、ロータ７０と回転軸６０も同様にモータハウジング１０の前方側の開口部１０ａから挿入される。モータハウジング１０は前後方向の略中央に軸受ホルダ１６が形成されて、モータ５が収容される収容室１０ｂと、制御回路部１９を収容する収容室１０ｄに前後に分割される。円筒形のモータハウジング１０と、モータハウジング１０の中央付近で内部を径方向に接続する軸受ホルダ１６の部分は、合成樹脂の一体成形で製造されるため、モータハウジング１０の強度をきわめて高くすることが可能である。軸受ホルダ１６はモータ５の後方側の軸受１５ｂ（図３参照）を保持するための部分であって、後方側が閉鎖された円筒状の軸受保持部１６ａが形成される。軸受ホルダ１６の軸受保持部１６ａよりも外周側では、回転軸線Ａ１と平行方向に複数の風穴が形成されるように格子状に形成され、冷却風を後方側の収容室１０ｄから前方側の収容室１０ｂに通過させることが可能にしている。

ステータコア３１の後方側のインシュレータ４０と軸受ホルダ１６の前側部分との間には、センサ基板１２２が設けられる。センサ基板１２２は、３つのホールＩＣ１２１を搭載するための円環状の基板であって、ここではセンサ基板１２２をインシュレータ４０側にネジ止めするのでは無くて、軸受ホルダ１６側にネジ止めする。ステータコア３１は、コイルを巻いた後にモータハウジング１０の内部に組み立てられるため、その際にはステータコア３１に対してインシュレータ３５、４０は合体された組み状態にある。従って、組み状態のステータ３０をモータハウジング１０内に収容した後に、前方側からファンガイド５０を組み込むことになる（実際には、回転軸６０に組み込まれたロータ７０等の組み込みがあるので、組み立て手順は種々考えられる）。

ファンガイド５０は、ステータ３０が軸方向に動かないように保持する役目を果たすと共に、ステータ３０の後方側から前方側に流れる冷却風を径方向内側に導いて冷却ファン１３に流入させる整流機能を果たすものである。本実施例では特に、ファンガイド５０がインシュレータ４０との間にラビリンス空間３９を形成することを特徴とする。ラビリンス空間３９とは、ステータコア３１の外周部からインシュレータ３５の前端を通って内周部に至る空間（通路）をできるだけ狭くして、その通路がつづら折れ（連続した折返し）になるようにしてその抵抗で外周側から内周側への空気の流入を防止する構成である。具体的にはインシュレータ３５の前端面に軸方向に窪む周方向に連続した凹部を形成し、対応するファンガイド５０に軸方向に突出するもので周方向に連続した凸部を形成し、凸部が凹部の内部に入り込むものの、それらを非接触状態にて保つようにして、空気の流れをきわめて抑制するようにしたものである。ラビリンス空間３９を形成することによって、ステータコア３１の外周部を軸方向の後方から前方に流れて、インシュレータ３５の径方向外側から内側に向けて流れ込む空気の流れを、ほとんど無くすことができる。その結果、モータ５を冷却する冷却風の流れを、実質的に、ステータコア３１の内周側を流れる空気だけに制限できるので、ステータコア３１の内周側の流速を高めることができる。特に、動作時に発熱するコイルの周囲に空気を多く流すことができるので、モータ５の冷却効率を高めることが可能となる。

図１３は図１２のモータ５とファンガイド５０の拡大断面図である。ステータコイル（図示せず）は、前方のインシュレータ３５の巻付部３８ａ～３８ｆ（図では３８ｃ～３８ｅは見えない）と、後方のインシュレータ４０の巻付部４３ａ～４３ｆ（図では４３ｃ～４３ｅは見えない）に渡るようにして銅製のエナメル線を複数回巻き付ける。巻き付けて形成された６組のコイル（図示せず）はデルタ結線となるように配線される。インシュレータ４０の円環部４１の後方側には、軸方向に突出する６つの引出し部４４ａ～４４ｆ（図では４４ａ、４４ｂ、４４ｆは見えない）が形成される。引出し部４４ａ～４４ｆはデルタ結線されるコイルの巻き付けをガイドする役割を果たすと共に、デルタ結線の中間点となるため駆動電力供給用の引き出し線を保持・接続される接続箇所となる。インシュレータ４０の外周面には周方向溝４２が形成され、複数のコイル間の図示しない渡り線を周方向溝４２の内部に配線することによって、渡り線がステータコア３１やインシュレータ４０の外縁よりも径方向外側に突出しないように配線される。

前方側のインシュレータ３５は、外周側に円筒部３６を有し、回転軸線Ａ１と直角に形成される前端面において、軸方向前方側から後方側に窪むように凹状に形成された円環溝３７が形成される。ファンガイド５０には、前方側に径の太い第一円筒部５１が形成され、第一円筒部５１の後端付近から径方向内側に絞り込むように延在するガイド面５３が形成される。ガイド面５３の内周端よりも内側が、モータ５の回転軸６０を貫通させると共に空気の通過させる空間である開口５３ａとなる。第一円筒部５１の周方向の２箇所、即ち右側側面と左側側面部分には、回転軸線Ａ１方向後方に延びる当接リブ５６ａ、５６ｂが形成される。当接リブ５６ａ、５６ｂはステータコア３１に当接することによって、ステータコア３１をモータハウジング１０の軸受ホルダ１６（図１２参照）との間で挟持させて固定するものである。図１３の断面位置（水平断面）でみると、ファンガイド５０の外周部に当接リブ５６ａ、５６ｂが存在するが、後述する図１５、図１６で明らかなようにファンガイド５０の水平断面位置をずれると外周部には当接リブ５６ａ、５６ｂが設けられていない。

本実施例のファンガイド５０では、従来のファンガイドでは設けられてなかった新たな部材、即ち第二円筒部５５が形成される。第二円筒部５５はガイド面５３の後面側に接続されるもので、軸方向の位置で径が変わらない一定の直径の円筒状に形成される。第二円筒部５５は、第一円筒部５１等の他の構成要素と共に合成樹脂の一体成形によって製造される。第二円筒部５５の後端５５ａは、円環溝３７の開口面よりも後方側に達する位置まで延在するが、後端５５ａはインシュレータ３５には接触しない。もちろん、第二円筒部５５とインシュレータ３５が、全部分において完全に非接触である必要はないが、少なくともラビリンス効果を得るために十分な程度に実質的に非接触状態とする。完全に接触状態としないのは、第二円筒部５５とインシュレータ３５を強く当接してしまうと、ガイド面５３が撓むことによりガイド面５３と冷却ファン１３の接触や風路抵抗の変化により風量の低下の虞があるからである。このように形成することにより、ステータコア３１の外周側とモータハウジング１０の間の空間を軸方向に流れる空気が、第二円筒部５５の後端５５ａと円環溝３７によって形成されるラビリンス空間を通って、冷却ファン１３（図１参照）側に流れることを抑制できる。

図１４は図１２のステータ３０を前方側から見た斜視図である。インシュレータ３５は、ステータコア３１のティース部にコイルを巻くためのガイド部材であって、電気を流さない不導体の材料、例えば合成樹脂の一体成形にて製造される。インシュレータ３５は円筒部３６から内側に向けて延在する複数の巻付部３８ａ～３８ｆが形成される。巻付部３８ａ～３８ｆは、図示しないコイルの前方側の保持部材であって、回転軸線Ａ１の前方側からの透視形状がステータコア３１に形成されるティース部と同じ形状とされる。円筒部３６の前方側の側面には、円周方向に連続して形成される円環溝３７が形成される。図１４にて明らかなように、円環溝３７は回転軸線Ａ１方向の前面から後ろ方向に凹状に窪むような溝である。ステータコア３１は、複数の鋼板を積層した積層鉄心にて構成され、外周の対向する２箇所には、軸方向に突出する凸部であって軸方向に連続するキー３２ａとキー３２ｂ（図では見えない）が形成される。図からわかるようにキー３２ｂはインシュレータ３５の外周面よりも径方向外側に突出するような形状とされる。キー３２ｂの突出している前端面がファンガイド５０の当接リブ５６ｂと当接する面となる。

図１５は図１２のファンガイド５０単体の前方側から見た斜視図である。ファンガイド５０は、冷却ファン１３が回転する空間の外周部を覆う第一円筒部５１と、第一円筒部５１の後方側において内側の開口５３ａに向けて絞り込まれた壁面を形成するガイド面５３を含んで構成される。第一円筒部５１の上側と下側の２箇所には、モータハウジング１０の内周側の突起と嵌合することによって、ファンガイド５０が回転しないように回り止めをするための凹部５７ａ、５７ｂが形成される。第一円筒部５１とガイド面５３との接続部分５１ｂは、直角の段差状で無くて、滑らかな曲面を描くような曲面として強度を高めると共に冷却風の流れをスムーズにしている。ファンガイド５０の第一円筒部５１の開口５１ａは、軸受１５ａ（図１参照）の後方側を押さえる軸受保持板１２（図１参照）と良好に当接することで、軸受保持板１２との間に冷却ファン１３の回転空間を形成する。

図１６は図１２のファンガイド５０単体の後方側から見た斜視図である。同軸上にあって直径の異なるように形成された第一円筒部５１と第二円筒部５５は、合成樹脂の一体成形によって製造され、強度を上げるために第一円筒部５１と第二円筒部５５の間には回転軸線Ａ１と平行方向に延在する複数の補強リブ５２ａ～５２ｊ（但し、５２ｂ～５２ｄ、５２ｈは図では見えない）が形成される。ガイド面５３は第二円筒部５５の直径よりも十分小さい開口５３ａを有する絞り部材であり、開口５３ａを介して後方側から空気が冷却ファン１３の回転空間内に到達する。

図１７は、モータハウジング１０からギヤケース６とロータ７０を取り外した状態の正面図である。ガイド面５３の開口５３ａの大きさは、ステータコア３１のティース部（インシュレータの最も内径Ｄ_１と等しい）よりも十分大きい直径Ｄ_２とされる。従って、ステータコア３１の内周側を軸方向に流れる冷却風がほぼそのまま開口５３ａから冷却ファン１３側の空間に効率良く流れる。また、ステータコア３１の外周側からインシュレータ３５の前面を通って開口５３ａに至る空気流が、第二円筒部５５（図１３参照）と円環溝３７（図１３参照）によって形成されるラビリンス空間３９に阻害されるため、ステータコア３１側を流れる冷却風の流れを乱すことがない。

以上、本実施例によればファンガイド５０の形状と、隣接するインシュレータ３５の形状の一部を変更してラビリンス空間３９（図１２参照）を形成するようにしたので、ステータ３０の内側空間に冷却風を集中的に流すことができるようになり、発熱源たるコイルの冷却性能を十分確保することができた。

次に図１８及び図１９を用いてロータ７０側の構造を説明する。図１８（Ａ）は、ロータ７０及び冷却ファン１３の側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＧ－Ｇ部の断面図（ロータコア７１の側面図に相当）である。ロータ７０及び冷却ファン１３の組立体は、中心軸となる回転軸６０と、回転軸６０の周囲に配置される略円筒状のロータコア７１と、ロータコア７１の前方側において回転軸６０と同心上に固定される冷却ファン１３を含んで構成される。回転軸６０は、前後の２箇所にて軸受１５ａ、１５ｂ（図１参照）にて軸支されるものであり、軸受１５ａ、１５ｂの取り付け部には軸受が圧入されるために外周面を研磨して同軸度を向上させた軸受保持部６０ｂ、６０ｅが形成される。軸受保持部６０ｂの前方側は、傘歯車７ａ（図１参照）を保持するための細径部６０ａが形成され、軸受保持部６０ｂの後方側には、軸方向の一部の外周面に、周方向に連続する凹凸部６０ｆを形成した冷却ファン取付部６０ｃが形成される。冷却ファン取付部６０ｃに固定される冷却ファン１３は遠心ファンであり、冷却ファン１３が回転することにより回転軸６０の軸方向の後方側から取り込んだ空気を半径方向外側に排出する。冷却ファン１３は合成樹脂の一体成形で製造され、内周側には凹凸部６０ｆに対応する形状の凹凸部たる取付部１３ａが形成され、凹凸部６０ｆに取付部１３ａが圧入されることによって空転しないように冷却ファン１３が回転軸６０に固定される。

ロータコア７１は複数の鋼板を積層した積層鉄心にて構成される。回転軸６０のロータコア７１を保持する部分は、外周面を絶縁材によるモールド部材６５によって覆われたシャフトモールド部６０ｄである。モールド部材６５としては樹脂が用いられる。シャフトモールド部６０ｄにロータコア７１が固定されることにより、回転軸６０とロータコア７１の金属部分はモールド部材６５を介した接続となるため、電気的に非導通状態となる。ロータコア７１の前側端部及び後側端部には、回転バランスを取るためにバランサ部材８５、９５が同軸に設けられる。バランサ部材８５、９５は回転軸方向に所定の厚さを持った非磁性金属製の円環状の質量体であって、外周面の周方向の１カ所又は複数箇所に、径方向に所定のドリル穴、溝、面取り等を形成して局所的な質量を削減することによって、図１８（Ａ）にて示す回転体の回転バランスの精度を高める。図１８（Ａ）では矢印８５ａ、９５ａで示す位置にて周方向に連続する小さい溝部を形成しているが、これはドリル加工をする際に、ドリルの先端の位置を軸方向に決定し易くするために設けられるものである。従って、周方向溝８５ａ、９５ａは設けなくても良い。

本実施例ではバランサ部材８５とロータコア７１の前端面７１ａの間に円板状の樹脂スペーサ８０を介在させ、バランサ部材９５とロータコア７１の後端面７１ｂの間に円板状の樹脂スペーサ９０を介在させた。樹脂スペーサ８０、９０の外径はロータコア７１の外径とほぼ同じであって、軸方向の厚さは、バランサ部材８５、９５に比べて薄い。本実施例では、スペーサ部材（樹脂スペーサ８０、９０）の外径をロータコア７１の外径Ｄよりｔ_１だけわずかに小さくしており、ロータコア７１の外径Ｄが３９．８ｍｍに対してｔ_１＝０．５ｍｍ程度である。一方、ロータコア７１に対するバランサ部材８５の径Ｄ_８０は１５％程度小さく構成され、ロータコア７１に対するバランサ部材９５の径Ｄ_９０は３０％程度小さく構成される。

図１８（Ｂ）はロータコア７１の端面を前方側から見た正面図に相当する。ロータコア７１には、周方向に等間隔で積層鉄心を切り抜いたスロット７３ａ～７３ｄが形成される。スロット７３ａ～７３ｄは、ロータコア７１の横断面で回転軸６０を中心とした正方形の四辺にそれぞれ位置するように配置される。それらスロット７３ａ～７３ｄの内部には回転軸線Ａ１方向に４つの板状のマグネット７６ａ～７６ｄが回転軸線Ａ１方向に挿入され、接着剤にて固定される。軸方向に連続する小径部７５ａ～７５ｄは、ロータコア７１を構成する多数の鋼板を固定する際の位置決め用のカシメである。 ここで、ロータコア７１の外周面７１ｃにおいて、各マグネット７６ａ～７６ｄの短辺が接近する付近には、ロータコア７１の外周面を略Ｖ状または、谷状に径方向内側に向けて窪むようなＶ字溝７４ａ～７４ｄが形成される。

Ｖ字溝７４ａ～７４ｄは、ロータコア７１の軸方向の全長に亘って前端面７１ａから後端面７１ｂまで連続して形成される軸方向溝である。軸方向溝の断面形状が略Ｖ字といっても、底部分が平面になる又は湾曲するような形状であるので、略Ｕ字状ともいえる形状であるが、このような谷状の溝部をロータコア７１の軸方向の全長分に形成することによって、ロータコア７１の外周側に冷却風が通りやすくなる上に、マグネット７６ａ～７６ｄによる磁気特性を改善してロータコア７１から発生する磁束の乱れを改善できる。回転軸６０の外周側であって、ロータコア７１の中心穴７２との間にはモールド部材６５が介在する。モールド部材６５は、回転軸６０の外周側の特定部分、即ちシャフトモールド部６０ｄ（図１８（Ａ）参照）にだけ形成されるもので、径方向に所定の厚さを有する。このようにモールド部材６５を介在させることによってロータコア７１と回転軸６０が電気的に絶縁されることになる。

図１９（Ａ）は図３のＡ－Ａ部の断面図であり、（Ｂ）は図３のＢ－Ｂ部の断面図であり、（Ｃ）は図３のＣ－Ｃ部の断面図である。ここで（Ａ）（Ｂ）は回転軸線Ａ１方向の前方から見た図であり、（Ｃ）は回転軸線Ａ１方向の後方側から見た図であるので、左右方向の向きが異なることに注意されたい。図１９（Ｂ）の断面図にて示すように、ステータコア３１は内向きに６つの磁極片を有し、それら磁極片の内側空間には、ロータコア７１が配置される。ロータコア７１は、その外周面がステータコア３１の磁極片に対してわずかな隙間を有するように隣接する。ステータコア３１を保持するモータハウジング１０は、合成樹脂の一体成形にて筒状に形成され、回転軸６０の軸方向を通る分割面が存在しない。ステータコア３１はモータハウジング１０の軸方向前方側から後方側に挿入されることによって組み立てられる。モータハウジング１０の内側には軸方向に連続する多数のリブ（凸部）が形成され、ステータコア３１の外側に所定の軸方向通路が形成されるようにしているが、本実施例ではラビリンス空間３９（図１２参照）が形成されるため、モータ５の外周側の軸方向後方から前方側に流れる冷却風は抑制される。また、モータハウジング１０に形成される凹部（キー溝）に、ステータコア３１のキー３２ａ、３２ｂが位置するので、モータ５がモータハウジング１０内で回転方向に移動しないように保持される。

図１９（Ａ）のＡ－Ａ部は、ロータ７０の前方側から見た側面図に相当する。ロータコア７１の前端面（風下側端部）には、Ｖ字断面形状を有するロータコア７１（図１８参照）と同じ断面外縁形状の樹脂スペーサ８０を設けられ、その前方側にはロータコア７１のＶ字溝７４ａ～７４ｄの底部の直径とほぼ同径とされるバランサ部材８５が設けられる。このように、Ｖ字断面形状を有するロータコア７１と同形状の樹脂スペーサ８０をバランサ部材８５とロータコア７１の間に配置することによってロータコア７１の前端面７１ａ（図１８参照）の金属面が露出しない状態とすることができる。また、樹脂スペーサ８０の前側に小径のバランサ部材８５を配置することにより、回転バランス調整を従来と同様に行うことが可能である。バランサ部材８５の外径は、ロータコア７１のＶ字溝７４ａ～７４ｄの底部（回転軸心と一番近い点）と同じ又はそれよりも小さい径となるようにし、さらに、回転軸６０を通る永久磁石の法線方向でみた際に、永久磁石の外側面の位置よりも小さくなるように形成される。このように形成することによって、Ｖ字溝７４ａ～７４ｄ部分を通って軸方向後方から前方側に流れる冷却風が、樹脂スペーサ８０によって流れが阻害されることなくスムーズに流れるようになった。特に、バランサ部材８５はロータコア７１の風下側にあるので、バランサ部材８５の外径がＶ字溝７４ａ～７４ｄの底部よりも大きい場合には、バランサ部材８５とロータコア７１とで囲われる空間に粉塵が溜まってしまい、冷却ファン１３による空気流でも除去が困難となってしまうが、本発明によれば、ロータコア７１の風下側に粉塵が溜まってしまうことを抑制できる。ロータコア７１の前端側にはインシュレータ３５が設けられ、インシュレータ３５の径方向に延びる巻付部にはコイル５８ａ～５８ｆが形成される。図１９ではエナメル線によるコイル部分の詳細図示を省略し、コイルの占める部分を長方形にて図示している。また、ステータコア３１の各磁極部分には第３のインシュレータを介して、磁極部分と非接触状態を保ってコイルを巻くが、図１９では第３のインシュレータの図示も省略している。

図１９（Ｃ）はロータ７０の後方側から見た背面図に相当する図である。本図で明白なように、バランサ部材９５の大きさはロータコア７１や樹脂スペーサ９０に比べて十分小さい径とされる。このようにバランサ部材９５を小さくすれば、バランサ部材９５の外周側に、ロータコア７１の回転位置を検出するホールＩＣを搭載するセンサ基板１２２（図３参照）を配置することができ、バランサ部材９５の外周側の空間を有効利用できる。一方で、樹脂スペーサ９０の外縁形状をロータコア７１の外縁形状と同じようにＶ字溝９１ａ～９１ｄを形成したので、ロータコア７１の後端面７１ｂ（図１８参照）の金属面が露出しない状態とすることができ、冷却風と共にハンドルハウジング４５内からモータハウジング１０の内部空間に到達した金属粉塵が、ロータコア７１の軸方向の後端面７１ｂに直接付着することを防止できる。また、樹脂スペーサ９０にもＶ字溝が同じように形成されるので、冷却風の軸方向の流れを阻害することなく、ロータコア７１の端面に付着した異物によってモータロックを引き起こす虞を大幅に回避できる。

このように、本実施例では、フィルタ部材１５０によって金属粉塵の侵入を抑制できる。また、万が一金属粉塵がモータハウジングに侵入しても、バランサ部材９５あるいは樹脂スペーサ９０の形状を工夫することでロータコア７１に金属粉塵が付着することを抑制できる。また、ファンガイド５０とインシュレータ３５の形状によってステータ３０の内側空間、すなわちロータコア７１の周囲に冷却風を集中的に流すようにしたので、ロータコア７１に金属粉塵が付着したとしても、その金属粉塵を風で吹き飛ばして外部へ排出することができる。すなわち、金属粉塵による作業への影響を、好適に抑制できる。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、電動工具は上述したグラインダだけに限定されるものではなく、モータを用いたその他の種々な動力工具での適用が可能である。また、モータの他端側に延びる回転軸に動力伝達部が接続されるモータ機器であれば、その他の動力機械や、動力機械用のモータに適用できる。

１…ディスクグラインダ、２…本体部、３…動力伝達部、４…ハンドル部５、…モータ、６…ギヤケース、６ａ～６ｃ…サイドハンドル取付孔、７ａ，７ｂ…傘歯車、８…スピンドル（出力軸）、９ａ，９ｂ…軸受、１０…モータハウジング、１０ａ，１０ｃ…開口部、１０ｂ，１０ｄ…収容室、１１ａ～１１ｄ…ネジボス、１２…軸受保持板、１３…冷却ファン、１３ａ…取付部、１４ａ…受け金具、１４ｂ…押さえ金具、１５ａ，１５ｂ…軸受、１６…軸受ホルダ、１６ａ…軸受保持部、１７…トリガレバー、１８…トリガスイッチ、１９…制御回路部、２０…インバータ回路部、２１ａ，２１ｂ…排気口、２２…スピンドルロックボタン、２３…サイドハンドル、２６…ＩＧＢＴ、２７…回路基板、２８…ＬＥＤ、２９…ホイルガード、３０…ステータ、３１…ステータコア、３２ａ，３２ｂ…キー、３５…インシュレータ、３６…円筒部、３７…円環溝、３８ａ～３８ｆ…巻付部、３９…ラビリンス空間、４０…インシュレータ、４１…円環部、４２…周方向溝、４３ａ～４３ｆ…巻付部、４４ａ～４４ｆ…引出し部、４５…ハンドルハウジング、４５ａ，４５ｂ…開口、４６…フィルタ装着部、４６ａ…型枠部、４７…吸気口、４８ａ，４８ｂ…円柱突起（凸部）、４９ａ～４９ｄ…凹部、５０…ファンガイド、５１…第一円筒部、５１ａ…開口、５１ｂ…接続部分、５２ａ～５２ｊ…補強リブ、５３…ガイド面、５３ａ…開口、５５…第二円筒部、５５ａ…（第二円筒部の）後端、５６ａ，５６ｂ…当接リブ、５７ａ，５７ｂ…凹部、５８ａ～５８ｆ…コイル、６０…回転軸、６０ａ…（回転軸の）細径部、６０ｂ，６０ｅ…（回転軸の）軸受保持部、６０ｃ…（回転軸の）冷却ファン取付部、６０ｄ…（回転軸の）シャフトモールド部、６０ｆ…（回転軸の）凹凸部６５…モールド部材、７０…ロータ、７１…ロータコア、７１ａ…前端面、７１ｂ…後端面、７１ｃ…外周面、７２…中心穴、７３ａ～７３ｄ…スロット、７４ａ～７４ｄ…Ｖ字溝、７５ａ～７５ｄ…小径部、７６ａ～７６ｄ…マグネット、８０…樹脂スペーサ、８５…バランサ部材、８５ａ…周方向溝、９０…樹脂スペーサ、９１ａ～９１ｄ…（樹脂スペーサの）Ｖ字溝、９５…バランサ部材、９５ａ…周方向溝、９８…砥石、９９…電源コード、１００…商用交流電源、１１０…演算部、１１１…整流回路、１１２…ブリッジダイオード、１１３…平滑回路、１１４，１１５…コンデンサ、１１６…抵抗、１１７…シャント抵抗、１１８…インバータ回路、１１９…低電圧電源回路、１２１…ホールＩＣ、１２２…センサ基板、１２５…開口保持部、１２６…フランジ部、１２７…周方向溝部、１２８ａ～１２８ｄ…ネジボス、１２９…収容空間、１５０…フィルタ部材、１５１…枠部、１５１ａ，１５１ｂ…（枠部）の細枠部分、１５２…角部、１５２ａ…リブ、１５３…太枠部、１５４ａ～１５４ｄ…内角部分、１５６ａ，１５６ｂ…取っ手部、１５７ａ～１５７ｄ…爪部、１５８…網部、１６０ａ，１６０ｂ…穴部 …ｔ_１…外周面４１ａとリブ４１ｂの外縁位置との差Ａ１…回転軸線

Claims (9)

1. ステータと、前記ステータの内部に位置するロータと、後側から前側に延びて前記ロータと一体的に回転する回転軸と、を有するモータと、
   前記モータを収容及び支持する筒形のモータハウジングと、
   前記回転軸に取りつけられ前記モータと同期して回転するとともに、前記ステータの前側に位置する冷却ファンと、
   前記モータの回転力を先端工具に伝達する動力伝達機構と、を有し、前記モータハウジングの内部に前記冷却ファンによって生成される空気を流すことにより前記モータを冷却する電動工具であって、
   前記モータの前側には非磁性体のインシュレータが設けられ、
   前記冷却ファンによって生成される吸気口から排気口に至る冷却風をガイドするファンガイドを設け、
   前記ファンガイドは、第一円筒部と、前記第一円筒部から径方向内側に延在するガイド面と、前記ガイド面に接続されて後側へ延びる円筒状の第二円筒部を有するとともに、前記第二円筒部の後側端部が前記インシュレータの前側開口面より後側に位置し、前記冷却風を前記ステータの内部に集中するようガイドすることを特徴とする電動工具。
2. 前記モータハウジングの後方に接続され把持部が形成されるハンドルハウジングと、
   前記モータハウジングの前方に接続されるギヤケースと、
   スイッチング素子を搭載して前記モータを駆動する駆動回路と、を有し、
   前記ハンドルハウジングには前記吸気口が設けられ、
   前記ギヤケースには前記排気口が設けられ、
   前記冷却ファンが回転すると、前記吸気口から前記ハンドルハウジング内に空気が吸引され、前記空気は、前記モータハウジングの内部を通って前記駆動回路を冷却した後に前記モータを冷却して前記排気口から外部へ排出されることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
3. 前記ファンガイドは前記インシュレータと軸方向に凹凸係合することで、前記冷却風をガイドすることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。
4. 前記凹凸係合は、前記ファンガイドの後側において周方向に連続する前記第二円筒部と、前記インシュレータの前側に形成される周方向に連続する周方向溝を含み、
   前記第二円筒部と前記周方向溝は前記モータの軸方向に非接触状態にてオーバーラップするように配置されることを特徴とする請求項３に記載の電動工具。
5. 前記ファンガイドは、前記ステータのステータコアの端面に当接する当接部を有し、前記当接部は前記ステータが軸方向に移動することを抑制することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電動工具。
6. 前記当接部は前記ファンガイドの周方向の複数箇所から軸方向に延びる凸部であって、
   前記凸部が前記ステータコアに当接することを特徴とする請求項５に記載の電動工具。
7. 前記吸気口と、前記排気口と、前記モータは、前記モータの軸方向でそれぞれ離間しており、前記モータは前記吸気口と前記排気口との間に位置することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電動工具。
8. 前記ロータは、回転軸に取り付けられる積層鉄心からなるロータコアに、回転軸方向に連続する複数のスロットを設けて永久磁石を収容したものであり、
   前記ロータコアの外周面には、軸方向に連続するようにして内側に窪む凹部が形成されており、前記凹部内を前記冷却風が通ることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電動工具。
9. モータハウジング１０は、合成樹脂の一体成形にて筒状に形成され、分割面が存在しないことを特徴とする請求項１に記載の電動工具。

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