WO2016208351A1

WO2016208351A1 - 電動工具

Info

Publication number: WO2016208351A1
Application number: PCT/JP2016/066412
Authority: WO
Inventors: 谷本　英之
Original assignee: 日立工機株式会社
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2016-12-29
Also published as: JP6536917B2; JPWO2016208351A1

Abstract

モータの冷却効率を改善した電動工具の提供をするため、電動工具である携帯用丸のこ１に設けられたユニバーサルモータ３は、出力軸３１と、出力軸３１に固定される冷却ファン３２と、出力軸３１に固定されるアマチュア６と、アマチュア６と出力軸３１の径方向に対向する対向面７１Ｄを備えるステータ７と、有している。対向面７１Ｄには、出力軸３１の径方向に窪み、出力軸３１の軸方向に沿って延びる冷却溝７１ａが形成されている。

Description

電動工具

本発明は、モータを備えた電動工具に関する。

特許文献１に示されるモータの回転子は、軸と、コイルと、コイルが収容される回転子鉄心板と、軸と回転子鉄心板との間に設けられた羽根と、を備えている。回転子鉄心には、ダクトピースが挿入されていて、放射方向に通風路が設けられている。冷却風は、羽根を通過してダクトピースの通風路を経由することにより回転子を冷却する。

実開昭６２－１１５７４７号公報

電動工具では、モータの高出力化に伴い回転子のコイルの発熱量が大きくなっていた。コイルの発熱を抑制するために大径のコイルを用いることが考えられるが、コイルの断面積の増加によって冷却風路が狭くなり冷却風量が不足していた。十分な冷却風路を確保しようとすると、モータの大型化、つまり電動工具の大型化に繋がっていた。

そこで、本発明の目的は、モータの冷却効率を改善した電動工具を提供することである。

上記問題を解決するために、本発明は、出力軸と、前記出力軸に固定される冷却ファンと、前記出力軸に固定されるロータと、前記ロータと前記出力軸の径方向に対向する対向面を備えるステータと、を有するモータを備える電動工具であって、前記対向面には、前記径方向に窪み、前記出力軸の軸方向に沿って延びる冷却溝が形成されていることを特徴とする電動工具を提供する。

このような構成によると、ステータの対向面に形成された冷却溝によって冷却風路の断面積が拡大される。これにより、冷却ファンの回転によってモータを流れる冷却風の風量が増え、効率的にモータを冷却することができる。

また、前記ロータは、前記出力軸に固定され、アマチュアコイルが巻回され前記出力軸の円周方向に並んで配置される複数のコイル巻回部を備えるアマチュアであり、前記複数のコイル巻回部の間には、前記出力軸の軸方向に沿って延びる冷却風路が規定され、前記冷却溝は、前記冷却風路と前記径方向に対向することが好ましい。

このような構成によると、ステータの対向面に形成された冷却溝とアマチュアの冷却風路とが対向することによって冷却風路の断面積が拡大される。これにより、冷却ファンの回転によりモータを流れる冷却風の風量が増え、効率的にモータを冷却することができる。

本発明の別の観点によると、出力軸と、前記出力軸に固定される冷却ファンと、前記出力軸に固定され、アマチュアコイルが巻回され前記出力軸の円周方向に並んで配置される複数のコイル巻回部を備えるアマチュアと、前記アマチュアと前記出力軸の径方向に対向する対向面を備えるステータと、を有するモータを備える電動工具であって、前記複数のコイル巻回部の間には、前記出力軸の軸方向に沿って延びる冷却風路が規定され、前記対向面には、前記径方向に窪み、前記軸方向に沿って延び、前記冷却風路と前記径方向に対向する冷却溝が形成されていることを特徴とする電動工具を提供する。

このような構成によると、ステータの対向面に形成された冷却溝とアマチュアの冷却風路とが対向することによって冷却風路の断面積が拡大される。これにより、冷却ファンの回転によりモータを流れる冷却風の風量が増え、効率的にモータを冷却することができる。アマチュアコイルはモータのなかでも発熱量の多い部品であり、アマチュアコイルが巻回されるコイル巻回部の冷却風路を拡大できるため、モータを効率的に冷却することができる。

また、前記対向面には複数の前記冷却溝が形成され、常に前記複数の冷却溝のうちの少なくとも１つと前記冷却風路とが前記径方向に対向していることが好ましい。

このような構成によると、常に少なくとも１つの冷却風路と冷却溝とが対向しているため、冷却風路の断面積が常に拡大された状態となる。これにより、冷却ファンによってモータを流れる冷却風の風量が増え、効率的にモータを冷却することができる。

また、前記冷却溝は、前記円周方向に並んで複数形成され、前記冷却風路は、前記円周方向に並んで複数形成され、前記円周方向における両端の前記冷却溝が前記冷却風路に対向していることが好ましい。

このような構成によると、円周方向両端の冷却風路と冷却溝とが対向しているため、２つの冷却風路の断面積が拡大された状態となる。これにより、冷却ファンによってモータを流れる冷却風の風量が増え、効率的にモータを冷却することができる。

また、前記複数の冷却溝は、前記出力軸の軸方向から見て、前記出力軸に対して対称な位置に形成されていることが好ましい。

このような構成によると、冷却溝は出力軸に対して対称な位置に形成されているため、出力軸に対して対称な場所で冷却風路と冷却溝とが対向する。これにより、アマチュアを全体的に略均等に冷却し、効率的にモータを冷却することができる。

また、前記複数のコイル巻回部は、第１コイル巻回部と、前記第１コイル巻回部と前記円周方向に隣接し、前記回転中心に対して前記第１コイル巻回部となす角度が第１角度である第２コイル巻回部と、を有し、前記複数の冷却溝は、第１冷却溝と、前記第１冷却溝と前記円周方向に隣接し、前記出力軸の回転中心に対して前記第１冷却溝となす角度が第２角度である第２冷却溝と、を有し、前記第１角度を、前記第２角度で除した値が、２．７から７．１の範囲にあることが好ましい。

このような構成によると、第１角度を第２角度で除した値が２．７から７．１の範囲にあるため、冷却溝がモータトルクに与える影響を最小限に抑えることができる。ステータに溝等の空間を形成すると、ステータからアマチュアに流れる磁束が低下してモータトルクが下がる。しかし、冷却溝とコイル巻回部とを本発明のように設定することによりモータトルクの低下を抑制することができる。

また、前記ステータは、第１分割片と、第２分割片と、を結合することにより構成され、第１分割片と第２分割片との接合面は、出力軸と平行に延びることが好ましい。

このような構成によると、ステータは第１分割片と第２分割片とを結合することにより構成されるため、モータを容易に組み立てることができる。特に、ステータがステータコイルを備えている場合には、モータの組立性向上により、大径のコイルを使用することができる。これにより、コイルの抵抗を抑え発熱を抑制することができる。

また、前記冷却溝は、前記軸方向の全幅に亘って前記対向面に形成されていることが好ましい。

このような構成によると、冷却溝は軸方向全幅に亘って対向面に形成されているため、ステータ全体を効率的に冷却することができる。これにより、モータを効率的に冷却することができる。

また、前記モータは、ユニバーサルモータであって、前記ステータは、ステータコイルと、前記冷却溝が形成された前記対向面を備える冷却溝部と、前記冷却溝部に接続され前記ステータコイルを前記径方向外方から覆うコイル保持部と、を備え、前記軸方向から見て、前記冷却溝の深さは、前記冷却溝部の前記径方向の厚みから前記深さを引いた厚みが前記コイル保持部の前記径方向の厚み以上になるように設定されることが好ましい。

このような構成によると、冷却溝の深さは冷却溝部の径方向の厚みから深さを引いた厚みがコイル保持部の径方向の厚み以上になるように設定されるため、冷却溝部の厚さをある程度確保することができる。これにより、ステータコイルで発生した磁束をステータからアマチュアにロス無く伝達することができるため、冷却溝によるモータトルクへの影響を最小限に抑え、モータの冷却効率を改善しつつモータトルクを維持することができる。

また、前記モータは、ユニバーサルモータであって、前記ステータは、ステータコイルと、前記冷却溝が形成された前記対向面を備える冷却溝部と、前記冷却溝部に接続され前記ステータコイルを前記径方向外方から覆うコイル保持部と、を備え、前記コイル保持部の前記円周方向端部と前記冷却溝との水平距離は、前記コイル保持部の前記径方向の厚み以上であることが好ましい。

このような構成によると、ステータコイルの円周方向端部と冷却溝との円周方向における距離は、コイル保持部の厚み以上であるため、ステータコイルで発生した磁束をステータからアマチュアにロス無く伝達することができる。これにより、冷却溝によるモータトルクへの影響を最小限に抑え、モータの冷却効率を改善しつつモータトルクを維持することができる。

本発明によれば、モータの冷却効率を改善した電動工具を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る携帯用丸のこの正面図。本発明の実施の形態に係る携帯用丸のこのモータの正面図。本発明の実施の形態に係るモータのステータとロータの斜視図。本発明の実施の形態に係るモータの断面図。本発明の実施の形態に係るモータの図４におけるＶ－Ｖに沿った断面図。本発明の実施の形態に係るモータの磁束の流れを説明するための断面図。本発明の実施の形態に係るモータのステータ及びロータの断面図。本発明の実施の形態に係るモータのモータトルクと冷却溝との関係を示すグラフ。本発明の実施の形態に係るモータの動作を説明するための断面図。

本発明の実施の形態による電動工具を、図１乃至図９に基づいて説明する。電動工具の一例である携帯用丸のこ１は、ハウジング２と、ハウジング２に収容されたユニバーサルモータ３と、切断刃４を着脱可能に備えた出力部５と、を備えている。携帯用丸のこ１は、ユニバーサルモータ３の駆動力が出力部５を介して切断刃４に伝達され、切断作業を行う。ユニバーサルモータ３は、モータの一例である。

図２に示すように、ユニバーサルモータ３は、出力軸３１と、冷却ファン３２と、アマチュア６と、ステータ７と、から主に構成されている。出力軸３１が延びる方向を前後方向と定義し、アマチュア６に対して冷却ファン３２が設けられている側を前、逆を後とする。図４における紙面上側を上、紙面下方を下と、紙面右方を右、紙面左方を左、と定義する。以下の説明において、単に軸方向、径方向、円周方向というときは、出力軸３１に対する軸方向、径方向、円周方向とする。アマチュア６は、ロータの一例である。

出力軸３１は回転中心Ｃを中心に回転し（図４）、その前部には出力部５と噛合するピニオンギヤ３１Ａが形成されている（図２）。ピニオンギヤ３１Ａとアマチュア６との間には、冷却ファン３２が出力軸３１に固定されている。出力軸３１のピニオンギヤ３１Ａと冷却ファン３２との間には、前側支持部３１Ｂが規定され、出力軸３１の後端部には後側支持部３１Ｃが規定されている。図１に示すように、ユニバーサルモータ３の出力軸３１は、前側支持部３１Ｂがハウジング２に設けられた第１軸受２１に支持され、後側支持部３１Ｃがハウジング２に設けられた第２軸受２２に支持されることによりハウジング２に回転可能に支承されている。

アマチュア６は、図４に示すように、アマチュアコイル６１と、ティース６２と、絶縁フィルム６３と、アマチュア絶縁シート６４と、整流子６５（図２）と、を備えている。アマチュア６本体は、電磁鋼板を積層することにより形成される。アマチュアコイル６１は、アマチュア絶縁シート６４を介してティース６２に巻回されるとともに保持されている。ティース６２は、円周方向全周に亘って等間隔に１２個設けられている。ティース６２は、径方向外方に延びる腕部６２Ａと、腕部６２Ａの端部から円周方向に延びる外郭部６２Ｂと、から構成される。腕部６２Ａと外郭部６２Ｂとに囲まれた空間にアマチュアコイル６１が巻回される。複数のティース６２のうちの一のティース６２と、一のティース６２と円周方向に隣接する他のティース６２とは、円周方向に互いに離間している。詳細には、一のティース６２の外郭部６２Ｂの円周方向端部は、他のティース６２の外郭部６２Ｂの円周方向端部と離間しており、この隙間に風路Ａが規定される。風路Ａは、冷却風路の一例である。ティース６２は、コイル巻回部の一例である。一のティース６２は第１コイル巻回部の一例であり、他のティース６２は第２コイル巻回部の一例である。

風路Ａは、各ティース６２間に円周方向全周に亘って等間隔に１２個形成される。外郭部６２Ｂの円周方向の突出量は、アマチュアコイル６１及び絶縁フィルム６３をティース６２に保持可能なように定められる。図３では、出力軸３１、アマチュアコイル６１、後述のステータコイル７３の図示を省略している。アマチュア６の風路Ａは、軸方向全幅に亘って形成されている。

絶縁フィルム６３は略矩形をなし、風路Ａの径方向内方に位置している。絶縁フィルム６３は、アマチュアコイル６１の絶縁及びアマチュアコイル６１の飛び出し防止の役割を果たす。風路Ａは、絶縁フィルム６３の径方向外表面と、外郭部６２Ｂの径方向端部同士を結ぶ仮想線と、の間に規定されている。アマチュア絶縁シート６４は、ティース６２の外表面を覆うように設けられている。図２に示すように、整流子６５は、出力軸３１上であってアマチュア６の後方に位置している。

ステータ７は、いわゆる上下方向に分割される２つ割りタイプのステータであって、第１ステータ７１と、第１ステータ７１に結合される第２ステータ７２と、を組み合わせることにより形成される。第１ステータ７１及び第２ステータ７２は、電磁鋼板を積層することにより構成される。ステータ７は、ステータコイル７３と、ステータ絶縁シート７４と、を備えている。図３に示すように、第１ステータ７１は、第２ステータ７２と接触する接触面７Ａを備えており、接触面７Ａは出力軸３１と平行に延びている。第１ステータ７１は第１分割片の一例であり、第２ステータ７２は第２分割片の一例である。接触面７Ａは、接合面の一例である。

第１ステータ７１と第２ステータ７２とは、略同一形状であるため、以下は第１ステータ７１についてのみ説明し、第２ステータ７２の説明を省略する。第１ステータ７１は、冷却溝部７１Ａと、冷却溝部７１Ａから左右方向に延びる一対のコイル保持部７１Ｂと、冷却溝部７１Ａから円周方向に延びる突出部７１Ｃと、を備えている。図３に示すように、第１ステータ７１は、アマチュア６と径方向に対向する対向面７１Ｄが規定され、対向面７１Ｄには冷却溝７１ａが形成されている。コイル保持部７１Ｂと突出部７１Ｃとの間には、コイル保持空間７１ｂが形成されている。

冷却溝部７１Ａには、円周方向に複数の冷却溝７１ａが形成されている。図４に示すように、冷却溝７１ａは、径方向外方に深さＤだけ窪んでいて、出力軸３１に直交する断面の形状が略Ｕ字状である。冷却溝７１ａは、Ｕ字の開口部分がアマチュア６と径方向において対向している。冷却溝７１ａは、円周方向に等間隔に５つ形成され、風路Ｂとして機能する。円周方向中央に位置する冷却溝７１ａは、第１ステータ７１の左右方向の略中央に位置している。換言すると、円周方向中央に位置する冷却溝７１ａは、対向面７１Ｄの円周方向略中央に位置している。冷却溝部７１Ａは、出力軸３１の軸方向から見て、径方向に厚みＷ１を備えており、厚みＷ１から深さＤを引いたものが厚みＷ２となる。一の冷却溝７１ａと、一の冷却溝７１ａに隣接する他の冷却溝７１ａとの間には、ステータ７の磁束をアマチュア６に伝達する磁束伝達部７１Ｅが設けられている。本実施の形態では、４つの磁束伝達部７１Ｅが設けられている。冷却溝７１ａと第２ステータ７２に形成された冷却溝とは、出力軸３１の回転中心Ｃに対して対称である。一の冷却溝７１ａは第１冷却溝の一例であり、他の冷却溝７１ａは第２冷却溝の一例である。

コイル保持部７１Ｂは、ステータコイル７３を径方向外方から覆うように冷却溝部７１Ａから円弧状に円周方向に延びている。図３に示すように、コイル保持部７１Ｂの先端部に接触面７Ａが規定される。一対のコイル保持部７１Ｂの接触面７Ａのうち、一方の接触面７Ａは略Ｖ字状に窪んでいて、他方の接触面７Ａは略Ｖ字状に突出している。図４に示すように、コイル保持部７１Ｂは、径方向に厚みＷ３を有する。

コイル保持空間７１ｂには、ステータ絶縁シート７４を介してステータコイル７３が保持されている。コイル保持空間７１ｂの左右方向内方の端部と対向面７１Ｄとは、水平距離Ｌだけ離間している。換言すると、ステータコイル７３の左右方向内方の端部と対向面７１Ｄとは、水平距離Ｌだけ離間している。

突出部７１Ｃは、コイル保持部７１Ｂの曲率と略同一の曲率を有し、冷却溝部７１Ａの径方向内側端部から円周方向に延びている。突出部７１Ｃの内周面は、冷却溝部７１Ａの内周面とともに対向面７１Ｄの一部を形成する。突出部７１Ｃの径方向の厚みは、冷却溝部７１Ａの厚みＷ１及びコイル保持部７１Ｂの厚みＷ３よりも薄い。突出部７１Ｃの円周方向における冷却溝部７１Ａからの突出量は、コイル保持部７１Ｂの円周方向における冷却溝部７１Ａからの突出量よりも小さい。ステータコイル７３は、コイル保持部７１Ｂと突出部７１Ｃとによって挟持されることによりコイル保持空間７１ｂに保持される。

図５に示すように、ステータコイル７３は底面視略中空矩形を成し、コイル保持部７１Ｂを貫通してステータ７の前方及び後方でＵターンするように形成されている。

次に、ユニバーサルモータ３に流れる磁束の流れについて、図６に基づいて説明する。ステータコイル７３によって発生した磁束は、図６の矢印に示す方向に流れる。磁束の流れを、上から下に向けて詳細に説明する。冷却溝部７１Ａの左右方向内方に向かって流れる磁束Ｆ１は、磁束伝達部７１Ｅを通過してアマチュア６に流れる（磁束Ｆ２）。磁束Ｆ１の一部は、突出部７１Ｃに沿って流れ（磁束Ｆ３）、アマチュア６に流れる（磁束Ｆ４）。磁束Ｆ２及び磁束Ｆ４は、ティース６２に沿って径方向内方に流れ、出力軸３１の周囲を周回する（磁束Ｆ５）。その後、第２ステータ７２においても、第１ステータ７１と略同一の経路をたどり、磁束Ｆ６は、コイル保持部７１Ｂを流れて再び冷却溝部７１Ａに戻る。

次に、冷却溝７１ａの形状及び形成される位置について、図４乃至図８に基づいて詳細に説明する。図４及び図６に示すように、冷却溝７１ａの深さＤは、厚みＷ２がコイル保持部７１Ｂの厚みＷ３以上になるように設定される。これは、コイル保持部７１Ｂを周回した磁束Ｆ６を、冷却溝部７１Ａにおいてロス無くアマチュア６に伝達させるためである。仮に、厚みＷ２が厚みＷ３よりも小さい場合、つまり、深さＤが深い場合には、冷却溝７１ａが抵抗となって磁束Ｆ１が左右方向に流れにくくなってしまう。しかし、本実施の形態のように深さＤを設定することで、冷却溝７１ａを形成してもアマチュア６に流れる磁束を十分に確保することができる。

水平距離Ｌは、コイル保持部７１Ｂの厚みＷ３よりも大きくなるように設定される。換言すると、冷却溝７１ａの形成される位置は、対向面７１Ｄにおいて、コイル保持空間７１ｂから水平距離Ｌだけ離れた部分よりも左右方向内側である。これは、コイル保持部７１Ｂを周回した磁束Ｆ６のうち、突出部７１Ｃに流れる磁束Ｆ３をロス無くアマチュア６に伝達させるためである。図４における点線Ｔは、コイル保持空間７１ｂの形状に沿った厚みＷ３を示している。仮に、冷却溝７１ａが水平距離Ｌよりも左右方向外方に形成されていると、冷却溝７１ａが抵抗となって磁束Ｆ３が流れにくくなってしまう。しかし、本実施の形態のように冷却溝７１ａの位置を設定することで、複数の冷却溝７１ａを形成してもアマチュア６に流れる磁束を十分に確保することができる。

図７（ｂ）に示すように、一のティース６２と他のティース６２との回転中心Ｃに対してなす角を第１角度Ｒａとする。図７（ａ）に示すように、一の冷却溝７１ａと他の冷却溝７１ａとの回転中心Ｃに対してなす角を第２角度Ｒｂとする。図８は、第１角度Ｒａを第２角度Ｒｂで除した値を横軸とし、モータトルクを縦軸としたグラフである。ユニバーサルモータ３の運転電流を４[Ａ]としたとき、冷却溝７１ａが形成されていない場合のモータトルクは、０．３２[Ｎ・ｍ]である。携帯用丸のこ１において、十分なトルクを確保するためにはモータトルクが０．３[Ｎ・ｍ]以上であることが望ましい。従って、本実施の形態では、Ｒａ／Ｒｂは２．７～７．１の範囲内に収まるように磁束伝達部７１Ｅの円周方向の長さ及び風路Ｂの円周方向距離が設定される。特に、Ｒａ／Ｒｂは４．０～４．５の間が望ましい。このとき、モータトルクは０．３２[Ｎ・ｍ]に最も近づく。「２．７～７．１の範囲内に収まる」とは、Ｒａ／Ｒｂが２．７である場合及び７．１である場合を含む。これにより、冷却溝７１ａが形成されていない場合と略同一のモータトルクを得ることができる。

次に、携帯用丸のこ１の動作について説明する。携帯用丸のこ１が動作すると、ユニバーサルモータ３の出力軸３１が回転し、冷却ファン３２が駆動する。これにより、ハウジング２の図示せぬ吸気口から取込まれた冷却風が図２の矢印に沿ってユニバーサルモータ３内を流れる。

アマチュア６とステータ７との位置関係と冷却風の流れを、図９に基づいて詳細に説明する。図９（ａ）に示す状態では、第１ステータ７１において、円周方向両端の冷却溝７１ａと風路Ａとが対向している。第１ステータ７１では、２か所で風路Ａと風路Ｂとが径方向に対向し、第２ステータ７２においても同様に２か所で冷却風路が拡大している。ユニバーサルモータ３全体では、冷却溝７１ａと冷却風路が径方向に対向することで４カ所の冷却風路が拡径されている。

図９（ａ）に示す状態からアマチュア６が反時計回りに僅かに回転して図９（ｂ）に示す状態になると、冷却風路が拡大される部分はユニバーサルモータ３全体で２か所となる。図９（ｂ）に示す状態からアマチュア６が反時計回りに僅かに回転して図９（ｃ）に示す状態になると、冷却風路が拡大される部分はユニバーサルモータ３全体で２か所となる。図９（ｃ）に示す状態からアマチュア６が反時計回りに僅かに回転して図９（ｄ）に示す状態になると、冷却風路が拡大される部分はユニバーサルモータ３全体で２か所となる。このように、ユニバーサルモータ３では、常に少なくとも１つの風路Ａが風路Ｂと対向することによりユニバーサルモータ３の冷却風路が拡大される。これにより、冷却風路の断面積が増加してより多くの冷却風を流すことができるため、冷却効率が改善される。

このような構成によると、ステータ７の対向面７１Ｄに形成された冷却溝７１ａ（風路Ｂ）とアマチュア６の風路Ａとが対向することによって風路Ａの断面積が拡大される。これにより、冷却ファン３２によってユニバーサルモータ３を流れる冷却風の風量が増え、効率的にユニバーサルモータ３を冷却することができる。アマチュアコイル６１はユニバーサルモータ３のなかでも発熱量の多い部品であり、アマチュアコイル６１が巻回されるティース６２間の風路Ａを拡大できるため、ユニバーサルモータ３を効率的に冷却することができる。

このような構成によると、常に少なくとも１つの風路Ａと冷却溝７１ａ（風路Ｂ）とが対向しているため、風路Ａの断面積が常に拡大された状態となる。これにより、冷却ファン３２によってユニバーサルモータ３を流れる冷却風の風量が増え、効率的にユニバーサルモータ３を冷却することができる。

このような構成によると、円周方向両端の風路Ａと冷却溝７１ａ（風路Ｂ）とが対向しているため、２つの冷却風路Ａの断面積が拡大された状態となる。これにより、冷却ファン３２によってユニバーサルモータ３を流れる冷却風の風量が増え、効率的にユニバーサルモータ３を冷却することができる。

このような構成によると、冷却溝７１ａは出力軸３１の回転中心Ｃに対して対称な位置に形成されているため、出力軸３１に対して対称な場所で風路Ａと冷却溝７１ａ（風路Ｂ）とが対向する。これにより、アマチュア６全体的に略均等に冷却し、効率的にユニバーサルモータ３を冷却することができる。

このような構成によると、第１角度Ｒａを第２角度Ｒｂで除した値が２．７から７．１の範囲にあるため、冷却溝７１ａがモータトルクに与える影響を最小限に抑えることができる。ステータ７に溝等の空間を形成すると、ステータ７からアマチュア６に流れる磁束が低下してモータトルクが下がる。しかし、冷却溝７１ａとティース６２とを本発明のように設定するとモータトルクの低下を抑制することができる。

このような構成によると、ステータ７は第１ステータ７１と第２ステータ７２とを結合することにより構成されるため、ユニバーサルモータ３を容易に組み立てることができる。ステータ７のステータコイル７３の組立性向上により、大径のコイルを使用することができる。これにより、コイルの抵抗を抑え発熱を抑制することができる。

このような構成によると、冷却溝７１ａは軸方向全幅に亘って対向面７１Ｄに形成されているため、ステータ７全体を効率的に冷却することができる。これにより、効率的にユニバーサルモータ３を冷却することができる。

このような構成によると、冷却溝７１ａの深さは冷却溝部７１Ａの径方向の厚みから深さを引いた厚みがコイル保持部７１Ｂの径方向の厚み以上になるように設定されるため、ステータコイル７３で発生した磁束をステータ７からアマチュア６にロス無く伝達することができる。これにより、冷却溝７１ａによるモータトルクへの影響を最小限に抑え、ユニバーサルモータ３の冷却効率を改善しつつモータトルクを維持することができる。

このような構成によると、ステータコイル７３の円周方向端部と冷却溝７１ａとの円周方向における水平距離Ｌは、コイル保持部７１Ｂの厚み以上であるため、ステータコイル７３で発生した磁束をステータ７からアマチュア６にロス無く伝達することができる。これにより、冷却溝７１ａによるモータトルクへの影響を最小限に抑え、ユニバーサルモータ３の冷却効率を改善しつつモータトルクを維持することができる。

本発明による電動工具は、上述した実施の形態に限定されず、たとえば特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。

上述の実施の形態では、第１ステータ７１及び第２ステータ７２に冷却溝７１ａが形成されていたが、第１ステータ及び第２ステータの少なくとも一方に形成されていればよい。冷却溝７１ａの数は、６個以上であっても良く、５個未満でも良い。冷却溝７１ａの形状は、出力軸の軸方向から見て、略コ字状、略Ｖ字状であっても良い。

上述の実施の形態では、モータとしてユニバーサルモータ３を用いたが、ブラシ付きＤＣモータ、ブラシレスモータであってもよい。

上述の実施の形態では、電動工具として携帯用丸のこ１を用いたが、これに限定されない。電動工具として、グラインダ、ハンマドリル、インパクトドライバ、ドライバドリル、セイバーソー等を用いてもよい。

１…携帯用丸のこ、２…ハウジング、３…ユニバーサルモータ、６…アマチュア、７…ステータ、３１…出力軸、３２…冷却ファン、６１…アマチュアコイル、６２…ティース、７１…第１ステータ、７１Ａ…冷却溝部、７１Ｂ…コイル保持部、７１ａ…冷却溝、７２…第２ステータ、７３…ステータコイル、Ａ…風路、Ｂ…風路、Ｒａ…第１角度、Ｒｂ…第２角度、Ｌ…水平距離、Ｗ１…厚み、Ｗ２…厚み、Ｗ３…厚み、Ｄ…深さ

Claims

出力軸と、
前記出力軸に固定される冷却ファンと、
前記出力軸に固定されるロータと、
前記ロータと前記出力軸の径方向に対向する対向面を備えるステータと、
を有するモータを備える電動工具であって、
前記対向面には、前記径方向に窪み、前記出力軸の軸方向に沿って延びる冷却溝が形成されていることを特徴とする電動工具。
前記ロータは、アマチュアコイルが巻回され前記出力軸の円周方向に並んで配置される複数のコイル巻回部を備えるアマチュアであり、
前記複数のコイル巻回部の間には、前記出力軸の軸方向に沿って延びる冷却風路が規定され、
前記冷却溝は、前記冷却風路と前記径方向に対向することを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
出力軸と、
前記出力軸に固定される冷却ファンと、
前記出力軸に固定され、アマチュアコイルが巻回され前記出力軸の円周方向に並んで配置される複数のコイル巻回部を備えるアマチュアと
前記アマチュアと前記出力軸の径方向に対向する対向面を備えるステータと、
を有するモータを備える電動工具であって、
前記複数のコイル巻回部の間には、前記出力軸の軸方向に沿って延びる冷却風路が規定され、
前記対向面には、前記径方向に窪み、前記軸方向に沿って延び、前記冷却風路と前記径方向に対向する冷却溝が形成されていることを特徴とする電動工具。
前記対向面には複数の前記冷却溝が形成され、
常に前記複数の冷却溝のうちの少なくとも１つと前記冷却風路とが前記径方向に対向していることを特徴とする請求項２または３に記載の電動工具。
前記冷却溝は、前記円周方向に並んで複数形成され、
前記冷却風路は、前記円周方向に並んで複数形成され、
前記円周方向における両端の前記冷却溝が前記冷却風路に対向していることを特徴とする請求項２または３に記載の電動工具。
前記複数の冷却溝は、前記出力軸の軸方向から見て、前記出力軸に対して対称な位置に形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の電動工具。
前記複数のコイル巻回部は、第１コイル巻回部と、前記第１コイル巻回部と前記円周方向に隣接し、前記出力軸の回転中心に対して前記第１コイル巻回部となす角度が第１角度である第２コイル巻回部と、を有し、
前記複数の冷却溝は、第１冷却溝と、前記第１冷却溝と前記円周方向に隣接し、前記回転中心に対して前記第１冷却溝となす角度が第２角度である第２冷却溝と、を有し、
前記第１角度を、前記第２角度で除した値が、２．７から７．１の範囲にあることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の電動工具。
前記ステータは、第１分割片と、第２分割片と、を結合することにより構成され、
第１分割片と第２分割片との接合面は、前記出力軸と平行に延びることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電動工具。
前記冷却溝は、前記軸方向の全幅に亘って前記対向面に形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の電動工具。
前記モータは、ユニバーサルモータであって、
前記ステータは、ステータコイルと、前記冷却溝が形成された前記対向面を備える冷却溝部と、前記冷却溝部に接続され前記ステータコイルを前記径方向外方から覆うコイル保持部と、を備え、
前記軸方向から見て、前記冷却溝の深さは、前記冷却溝部の前記径方向の厚みから前記深さを引いた厚みが前記コイル保持部の前記径方向の厚み以上になるように設定されることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の電動工具。
前記モータは、ユニバーサルモータであって、
前記ステータは、ステータコイルと、前記冷却溝が形成された前記対向面を備える冷却溝部と、前記冷却溝部に接続され前記ステータコイルを前記径方向外方から覆うコイル保持部と、を備え、
前記コイル保持部の前記円周方向端部と前記冷却溝との水平距離は、前記コイル保持部の前記径方向の厚み以上であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の電動工具。