JP3676956B2 - 電動工具及びその組み付け方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動モータを駆動源とする例えばハンマードリルやインパクトドライバ等の電動工具に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、手に持って使用する携帯用の電動工具は、手に持ちやすい形状のハウジングの内部に駆動源としての電動モータがコンパクトに内蔵されている。電動モータは、ハウジングに回転可能に支持される回転子(アーマチュア)と、該回転子の周囲を囲むようにハウジング内面に沿って取り付けられる固定子(フィールド)と、該フィールドの後部に取り付けられるブラシホルダ等(以下、単にモータ構成部品という)から構成されている。
一般に、この種の電動工具においてはハウジングが二つ割り構造になっており、これによりハウジング内に電動モータ等の各種部品を組み込む際の便宜(組み付け性)が図られている。
又、ブラシホルダは略円環形状をなし、その対向する2位置にカーボンブラシを装着するためのブラシ金具を有しており、回転子の後部に位置するコンミテータの周囲を囲むように取り付けられる。
更に、回転子の出力軸には、減速用のギヤ列を経てスピンドル等が取り付けられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような電動工具において、ハウジングにモータ構成部品を組み付ける作業には次のような問題があった。
すなわち、従来はブラシホルダが円環形状に一体形成されていたので、電動モータの構成上、該ブラシホルダを先にハウジングに組み付けてしまうと、回転子や固定子を組み付けることができず、逆に回転子や固定子を先に組み付けてしまうとブラシホルダを組み付けることができなくなってしまう。このため、従来は、回転子、固定子及び減速ギヤ部等のモータ構成部品をブラシホルダとともに一度にハウジングに組み付ける必要があり、このために組み付け作業が面倒で、手間が掛かる問題があった。
本発明は、係る従来の問題に鑑みなされたもので、回転子や固定子等のモータ構成部品を迅速且つ簡単にハウジングに組み付けることができる組付け作業性のよい電動工具を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は前記各請求項に記載した構成の電動工具とした。
請求項1記載の電動工具又は請求項4記載の組み付け方法によれば、ブラシホルダがハウジングに合わせて二つ割り構造になっているので、ハウジングの一方をなすハウジング体に対して先ずブラシホルダの一方をなすホルダ体だけを組み付けておくことができる。一方のホルダ体だけを組み付けた状態であれば、回転子及び固定子を簡単かつ迅速に組み付けることができる。回転子及び固定子を組み付けた後、一方のホルダ体に対して他方のホルダ体を組み付けることによりブラシホルダの組み付けが完了する。
【0005】
このように請求項1記載の電動工具又は請求項4記載の組み付け方法によれば、ブラシホルダ、回転子及び固定子を、従来のように一方のハウジング体に対して一度に組み付ける必要はなく、ブラシホルダの組み付け作業と回転子、固定子等の組み付け作業を切り離すことができるので、これら電動モータ構成部品の組み付け作業を迅速且つ簡単に行うことができるようになる。
【0006】
なお、「ハウジングと同じ二つ割り面で二分して」とは、当該電動工具の組み付け完了状態において、二分した両ホルダ体の接合面が左右ハウジング体の接合面と一致するようにブラシホルダを二分することを言うものとする。
【0007】
請求項2記載の電動工具によれば、ブラシホルダの後面側にリード線を取り回すためのスペースが不要になるので、電動工具の機長をコンパクトにすることができる。
【0008】
請求項3記載の電動工具によれば、ブラシホルダの一方のホルダ体と他方のホルダ体を共通部品とすることができるので、部品コストを低減させることができるとともに、一方のホルダ体と他方のホルダ体を区別する必要がないので、この点でも組み付け作業を容易にすることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図1〜図7に基づいて説明する。図1は、電動工具の一例としての回転打撃工具(以下、インパクトドライバ1という)を示している。本実施形態は、このインパクトドライバ1における電動モータ10のブラシホルダBの構造に特徴を有しており、その他の基本的構成については従来と同様であるので詳細な説明は省略する。
【0010】
図1中符号11は電動モータ10の回転子(アーマチュア)を示し、又符号17は固定子(フィールド)を示している。回転子11はハウジング2の後部において軸受け12,13により回転可能に支持されている。回転子11の図示右側の軸が当該電動モータ10の出力軸10aであり、この出力軸10aの回転は遊星歯車列14を経てハウジング2の前部に回転支持したスピンドル(図示省略)に伝達される。
【0011】
スピンドルの先端はインパクト機構に接続されている。インパクト機構は、図示は省略されているが、スピンドルに同軸且つ相互に回転可能に取り付けたアンビル15を有している。図1に示すようにこのアンビル15の先端部がハウジング2の先端に取り付けたインパクトケース16から突き出されている。アンビル15の先端部には、六角ソケット等の先端工具が装着される。又、スピンドルにはハンマー(図示省略)が取り付けられている。ハンマーとスピンドルとの間には、該ハンマーの軸方向への移動を一定の範囲で許容しつつ回転を伝達するための鋼球が介装されており、又ハンマーは圧縮ばねによりアンビル15に押圧されて回転方向に係合可能となっている。ねじ締めの初期段階ではスピンドルとアンビル15は一体で回転してねじ締めが進行する。ねじ締めが最終段階に至ってアンビル15に付加される回転抵抗が一定以上になると、上記鋼球及び圧縮ばねの作用により、ハンマーが回転しつつアンビル15に回転方向の打撃を与え、これにより大きなトルクでねじ締めがなされる。
【0012】
上記電動モータ10及びインパクト機構等を内蔵した本体の側部にはハンドル部3が側方(図1において下方)へ突き出すように設けられている。ハンドル部3の基部には、当該インパクトドライバ1を起動させるための、トリガスイッチ4が配置されている。このトリガスイッチ4を指で引き操作すると、上記電動モータ10が起動し、従ってインパクトドライバ1が起動する。
【0013】
次に、図2によく示されているように前記ハウジング2は、左右対をなす左ハウジング体2Lと右ハウジング体2Rからなる二つ割り構造を有している。図1では、右ハウジング体2Rは前部側のみが見えており、後部側は左ハウジング体2Lに組み付けた電動モータ10及びその周辺の内部構造が見えている。
【0014】
このハウジング2の後部であって、回転子11の後部に設けたコンミテータ11aの周囲に前記ブラシホルダBが配置されている。このブラシホルダBも、ハウジング2に合わせて左右のホルダ体20,20に2分された二つ割り構造を有している。両ホルダ体20,20は、回転子11の軸心(電動モータ10の出力軸10a)に対して点対称に形成されている。このため、左右何れの側にも組み付けることができるようになっている(左右兼用)。
そこで、以下の説明では必要に応じて、図2において左側に配置したホルダ体20を「左ホルダ体20L」、右側に配置したホルダ体20を「右ホルダ体20R」と称して区別する。図1では、左ホルダ体20Lのみが示されている。
【0015】
両ホルダ体20,20の両端部には、それぞれフランジ部20a,20bが設けられている。各フランジ部20a,20bにはビス18を挿通するための挿通孔20hが形成されている。
図2に示すように左ホルダ体20Lのフランジ部20aと右ホルダ体20Rのフランジ部20bを突き合わせ、又左ホルダ体20Lのフランジ部20bと右ホルダ体20Rのフランジ部20aを突き合わせることにより1つの円環形状のブラシホルダBが形成され、該突き合わせ状態のフランジ部20a,20b,20a,20bを、それぞれ挿通孔20h,20hにビス18を挿通し、該ビス18を左ハウジング2Lの内面に設けた台座部2a,2aのねじ孔2cに締め込んで固定することにより、当該ブラシホルダBがコンミテータ11aを取り巻く状態に固定される。
【0016】
図3及び図4に示すように、ホルダ体20の一方のフランジ部20aの突き合わせ面には位置合わせ用の突起20fが設けられ、他方のフランジ部20bの突き合わせ面には、突き合わせ相手側のホルダ体20の突起20fを嵌め込み可能な孔20gが設けられている。相互に突き合わせられる2つのホルダ体20,20の一方の突起20fを他方の孔20gに嵌め込んだ状態で、フランジ部2aとフランジ部2bに突き合わせられ、これにより2つのホルダ体20,20が相互に位置決めされた状態で一体化される。なお、図3は左ホルダ体20Lを前面側(図1において右側)から見た状態を示している。
又、左右両ホルダ体20L,20Rは、ハウジング2に組み付けた状態において、回転子11のコンミテータ11aとの間に円環形状に絞られた通風路S2が形成されるよう、その形状及びサイズが設定されている。
【0017】
次に、左右の両ホルダ体20L,20Rの中央には保持孔20cが形成され、この保持孔20cにはカーボンブラシCを装着するための略角形スリーブ形状を有するブラシ金具21が差し込まれて固定されている。このブラシ金具21の側部にはリード線21aの一端が半田付けされている。両ブラシ金具21,21は、当該左右のホルダ体20L,20Rをハウジング2に組み込んだ状態でそれぞれコンミテータ11aの左右側方に位置する。
【0018】
この両ブラシ金具21,21(カーボンブラシC,C)に対応して、左右のハウジング体2L,2Rの側部にはブラシ装着孔2b,2bが設けられている。この両ブラシ装着孔2b,2bは、それぞれキャップ19によって閉塞される。このキャップ19は、保持孔20cの口元側に設けたねじ軸部20dにねじ込まれて固定される。このキャップ19を取り付けておくことにより、カーボンブラシCはその頭部に取り付けた圧縮ばねCsによりコンミテータ11aに弾性的に押し付けられて、良好な導通状態が維持される。又、キャップ19を外せばカーボンブラシCを取り外して交換することができる。
【0019】
次に、両ホルダ体20L,20Rの、ねじ軸部20dから両フランジ部20a,20bに至る範囲にはリブ20e,20eが、当該ホルダ体20Lの円弧形状に関して径方向外方に向けて張り出すように形成されている。図3に示すようにこの上下のリブ20e,20eの前面(図2ではリブ20eの後面が見えている)には、ブラシ金具21のリード線21aの取り回し経路を固定するための突起22〜22と壁部23が上下対称に形成されている。
又、両ホルダ体20L,20Rの内面側であって、ブラシ金具21の前側にも、それぞれリード線21aの取り回しを固定するための突起24,24が、ブラシ金具21に対して上下に2つづつ対をなして合計4本形成されている。
【0020】
図3に示すように、リード線21aを上記突起24,24間、突起22,22間及び突起22と壁部23との間に嵌め込んで取り回すと、該リード線21aは図4及び図5に示すように突起22及び壁部23よりも前方に飛び出さない状態に収納される。従って、突起22〜22及び壁部23の前端が当該ブラシホルダBの前端となる。
図1に示すようにブラシホルダBはその前端を、バッフルプレート11bに当接させた状態で組み付けられている。従って、リード線21aは、ブラシホルダBのリブ20eとバッフルプレート11bとの間のスペースS1を利用して取り回されている。
【0021】
このように突起22〜22、24,24及び壁部23を、ブラシ金具21に対して上下対称に設けたことにより、2つのホルダ体20,20の何れを左側(又は右側)に組み付けても、この2つのホルダ体20,20を相互に突き合わせて一体化した時に、該2本のリード線21a,21aを共に、図3においてブラシ金具21から直接前側斜め下方に向けて取り回すことができる。
両ブラシ金具21,21のリード線21a,21aは、共にブラシ金具21,21から見て前側斜め下方に位置するトリガスイッチ4に接続される。従って、本実施形態に係るブラシホルダBによれば、両リード線21a,21aを、無駄な経路を経ることなく最短距離で整然とトリガスイッチ4まで取り回すことができる。
【0022】
仮に、リード線21a,21aをブラシ金具21,21から後ろ側へ取り出し、当該ブラシホルダBの後面側を経て、前側斜め下方に位置するトリガスイッチ4まで取り回した場合には、配線経路が長くなるためその処理が面倒になるとともに、リード線21a,21aを取り回すためのスペースをブラシホルダBの後面側に設定する必要があり、この点でインパクトドライバ1の機長を短くすることが困難になる。又、両リード線21a,21aを、ブラシホルダBの前面側へ取り出した場合であっても、上側の突起22〜22及び壁部23を経て取り回した場合には、トリガスイッチ4までの配線経路がその分だけ長くなる。
【0023】
なお、前記バッフルプレート11bは、ハウジング2の後部から流入した冷却風をモータ中心側に絞る機能を有するもので、本実施形態の場合ハウジング2の内面に、中心側へ一定幅で張り出し状に一体形成されている。バッフルプレート11bの前側には冷却ファン11cが配置されている。本実施形態の場合、冷却ファン11cは、回転子11の巻き線部11dとコンミテータ11aとの間に一体に取り付けられている。従って、回転子11が回転するとこの冷却ファン11cが一体で回転する。この冷却ファン11cが回転すると、ハウジング2の後部から外気が吸い込まれ、これがブラシホルダBの内周側の通風路S2及びバッフルプレート11bの内周側を経て、冷却ファン外周のハウジングに開けられた風窓から排出され、これにより主としてコンミテータ11aとブラシホルダBの冷却がなされる。しかも、ハウジング2とブラシホルダBとの間の隙間は殆どないため吸い込まれた外気の殆どがコンミテータ11aとブラシホルダBの通風路S2を経て流れる。
【0024】
次に、上記のように構成したブラシホルダBを備えたインパクトドライバ1の組み付け手順について説明する。図5〜図7には、ハウジング2に対する回転子11及びブラシホルダ20の組み付け手順が示されている。以下、組み付けの作業の便宜上、左ハウジング体2Lを下側にして順次上側に組み付けて行く場合について説明する。
先ず、図5に示すように左ハウジング体2Lに左ホルダ体20Lをセットする。この段階では、左ホルダ体20Lには既にリード線21aがその前面に沿って取り回されており、該リード線21aはブラシ金具21から直接前側斜め下方(図5では右側斜め上方)に向けて(トリガスイッチ4に向けて)取り回されている。
【0025】
左ホルダ体20Lを左ハウジング体2Lにセットした後、回転子11と固定子17を組み付ける。図6では、回転子11のコンミテータ11aのみが示されている。回転子11は、軸受け12,13を介して左ハウジング体2Lに回転可能に支持することにより組み付けられる。
図6では、左ハウジング体2Lのブラシ装着孔2bを経て左ブラシホルダ20Lのねじ軸部20dにキャップ19が取り付けられた状態が示されているが、ブラシ金具21には、未だカーボンブラシCは装着されていない。従って、キャップ19の取り付けは、後回しにしてもよい。
【0026】
回転子11と固定子17を組み付けた後、右ホルダ体20Rをコンミテータ11aに被せるようにセットする。この段階では、フランジ部20aの突起20fを、フランジ部20bの孔20gに差し込みつつ、右ホルダ体20Rのフランジ部20aを左ホルダ体20Lのフランジ部20bに、又右ホルダ体20Lのフランジ部20bを左ホルダ体20Lのフランジ部20aにそれぞれ突き合わせる。この状態が図7に示されている。
次に、突き合わせたフランジ部20aとフランジ部20bの挿通孔20h,20hにビス18を挿通して、台座部2aのねじ孔2cに締め込み、これにより両ホルダ体20L,20Rを左ハウジング体2Lに固定する。
なお、右ホルダ体20Rのリード線21aは、セットする段階で既にブラシ金具21から直接前面側に取り回されて、突起22,24及び壁部23により固定された状態となっており、従って左ホルダ体20Lに突き合わせて一体化した段階で、このリード線21aは前側斜め下方に向けて(トリガスイッチ4に向けて)引き出された状態となる。
【0027】
こうして左右のホルダ体20L,20Rを左ハウジング体2Lに固定した後、右ハウジング体2Rを左ハウジング体2Lに被せるようにして突き合わせ、然る後両ハウジング体2L,2Rを図示省略したビスにより固定する。なお、以上の説明では主として回転子11、固定子17及びブラシホルダBの組み付け手順について説明したが、その他の機構部品(例えば、遊星歯車列14、インパクト機構、トリガスイッチ4等)については、従来と同様右ハウジング体2Rを組み付ける前に適宜組み付けられる。
又、ブラシホルダBの2本のリード線21a,21aも、右ハウジング体2Rを組み付ける前にトリガスイッチ4に結線される。
【0028】
以上のように構成した本実施形態のインパクトドライバ1によれば、ブラシホルダBがハウジング2に合わせて左右に2分された二つ割り構造を有しているので、左ハウジング体2Lに対して先ず左ホルダ体20Lだけを組み付けておくことができる。二つ割り構造の一方のホルダ体20Lだけを組み付けた状態であれば、回転子11及び固定子17を簡単かつ迅速に組み付けることができる。回転子11及び固定子17を組み付けた後、一方のホルダ体20Lに対して他方のホルダ体20Rを組み付けることによりブラシホルダB及び電動モータ10の組み付けが完了する。
【0029】
このことから、従来のように二つ割り構造の一方のハウジング体に対して、電動モータ10とブラシホルダB等を一度に組み付ける必要はなく、ブラシホルダBの組み付け作業と回転子11、固定子17等の組み付け作業を切り離すことができるので、これら電動モータ10の構成部品の組み付け作業を迅速且つ簡単に行うことができるようになる。
【0030】
又、ブラシホルダBとハウジング2との間の隙間をなくし、ブラシホルダBとコンミテータ11aとの間の隙間(通風路S2)も絞っているので、冷却ファン11cの回転によりハウジング2の後部から流入した冷却風の殆どが通風路S2を経て速く流れるため、これにより効率のよい冷却を行うことができる。
【0031】
更に、リード線21a,21aは、ブラシ金具21,21から直接ブラシホルダBの前面側に引き出され、該前面に沿って取り回されるので、従来のようにブラシホルダの後面側にリード線を取り回すためのスペースを設けることが必要なくなり、その分だけインパクトドライバ1の機長をコンパクトにすることができる。
【0032】
又、ブラシホルダBの一方のホルダ体20Lと他方のホルダ体20Rが左右兼用部品とされているので部品コストを低減させることができる。
【0033】
以上例示した実施形態には、種々変更を加えることができる。例えば、ハウジング2を左右に二分し、これに合わせてブラシホルダBを左右に二分する構成を例示したが、これらの分割方向については本体軸線に沿って上下に二分する構成或いは斜めに二分する構成としてもよい。
又、ブラシホルダBは、正確に二等分する構成とするほか、ハウジングに合わせて例えば6:4の比率に二分してもよい。この場合、二分したホルダ体は相互に共通部品とすることはできないが、この場合であっても、ブラシホルダの組み付け作業と回転子等の組み付け作業を切り離すことができるので、前記と同様の作用効果を得ることができる。
【0034】
た、この二つ割り式ブラシホルダBは、例示したインパクトドライバ1のみならず、その他の電動モータを内蔵する電動工具に広く適用することができる。電動モータは直流式であっても、交流式であっても適用することができる。
【0035】
又、ブラシ金具21のリード線21aをトリガスイッチ4に接続する場合を例示したが、このリード線21aは、固定子が巻き線タイプの場合は固定子に接続される場合もあり、この場合にはリード線21aは前方斜め上側又は下側に取り回されるが、例示した構成のブラシホルダB(ブラシホルダ体20L,20R)によれば何れの場合にも容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態を示す図であり、インパクトドライバの側面図である。本図では、右ハウジング体の後部側を破断することにより、当該インパクトドライバの後部側の内部構造が見えている。
【図2】 図1の(II)−(II)線断面矢視図である。本図は、ブラシホルダ及びその周辺を後ろ側から見ている。
【図3】 左ホルダ体を単独で示す図である。本図は、左ホルダ体を前側から見ている。インパクトドライバの前側とはアンビル15が突き出ている側をいう。
【図4】 図3の(IV)矢視図である。
【図5】 ブラシホルダの組み付け手順を示す図である。本図は、左ハウジング体に左ホルダ体を組み付ける段階を示している。
【図6】 ブラシホルダの組み付け手順を示す図である。本図は、左ホルダ体に右ホルダ体を突き合わせる段階を示している。
【図7】 ブラシホルダの組み付け手順を示す図である。本図は、ブラシホルダ組み付け後、左ハウジング体に右ハウジング体を組み付ける段階を示している。
【符号の説明】
1…インパクトドライバ
2…ハウジング、2L…左ハウジング体、2R…右ハウジング体
4…トリガスイッチ
10…電動モータ
11…回転子、11a…コンミテータ
15…アンビル
17…固定子
18…ビス
19…キャップ
B…ブラシホルダ
20…ホルダ体(20L…左ホルダ体、20R…右ホルダ体)
21a…リード線
S1…リブ20eとバッフルプレート11bとの間のスペース
S2…ブラシホルダ内周側の通風路(ブラシホルダとコンミテータ間の隙間)
C…カーボンブラシ

Claims (4)

  1. 左右ハウジング体からなる二つ割り構造のハウジングに電動モータを内蔵した電動工具であって、
    前記電動モータのコンミテータの周囲に配置される円環形状のブラシホルダを、前記ハウジングと同じ二つ割り面で二分して、それぞれ半円弧形状をなす一方のホルダ体と他方のホルダ体からなる二つ割り構造とし、該両ホルダ体の中央にブラシ装着用のブラシ金具を配置して、該両ブラシ金具に対するブラシの装着方向を前記二つ割り面に対して直交する方向に設定することにより、前記両ホルダ体の両端部を前記一方のハウジング体に対してビスで共締めして固定する構成とした電動工具。
  2. 請求項1記載の電動工具であって、カーボンブラシを保持するためのブラシ金具のリード線を、前記ブラシ金具からブラシホルダの前端面に沿って配線する構成とした電動工具。
  3. 請求項1記載の電動工具であって、一方のホルダ体と他方のホルダ体を、電動モータの回転子の軸心に対して点対称に構成した電動工具。
  4. 一方のハウジング体と他方のハウジング体からなる二つ割り構造のハウジングに電動モータを組み付けるための方法であって、
    前記電動モータのコンミテータの周囲に配置される円環形状のブラシホルダを前記ハウジングと同じ二つ割り面で二分して、それぞれ半円弧形状をなす一方のホルダ体と他方のホルダ体からなる二つ割り構造とし、該両ホルダ体の中央にブラシ装着用のブラシ金具を配置して、該両ブラシ金具に対するブラシの装着方向を前記二つ割り面に対して直交する方向に設定することにより、前記一方のホルダ体を前記一方のハウジング体に組み付け、次に回転子、固定子を前記一方のハウジング体に組み付け、次に前記一方のホルダ体に他方のホルダ体を組み付けて、該両ホルダ体の両端部を前記一方のハウジング体に対してビスで共締めして固定し、然る後前記一方のハウジング体に他方のハウジング体を組み付けることを特徴とする電動工具の組み付け方法。
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