JP5051430B2

JP5051430B2 - 携帯用電動工具

Info

Publication number: JP5051430B2
Application number: JP2006312138A
Authority: JP
Inventors: 卓也寺西; 直樹田所
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2006-11-17
Filing date: 2006-11-17
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2026-11-17
Also published as: JP2008126343A

Description

本発明は、電動工具のモータ内部への粉塵の侵入を防ぐ技術に関するものである。

電動工具の出力を大きくするために、モータに流す電流をより大きくする傾向がある。その結果、モータの発熱が大きくなるが、その発熱を抑えるために冷却効率を向上させる技術が開発されている（例えば特許文献１）。

また、電動工具の出力を大きくするために、モータのマグネットをより高いエネルギー密度を持つものにする傾向がある。その結果、磁束の漏れが大きくなり、鉄粉が侵入しやすくなるが、その侵入を抑えるために磁束の漏れを小さくする技術が開発されている（例えば特許文献２）。

また、冷却のために設けられたファン近傍の通気口からの鉄粉の侵入を抑える技術が開発されている（例えば特許文献3）。

特許文献１には次の記載がある。従来の電動工具ではアマチュアが早期に焼損するという問題がある。この問題に対して、カーボンブラシ部とアマチュアのコイルエンドとの間に、コイルエンド沿った形状の金属性の放熱板を設け、放熱板とアマチュアとの間に風路を形成することで、熱源であるコイルエンドに流速の速い冷却風を流すことができ、温度上昇を抑えることができる。また、この放熱板をマグネットで励磁されたステータに吸着させて保持することで、冷却風といっしょに鉄粉が侵入した場合には、鉄粉が励磁された放熱板に吸着されるので、モータの動作を安定させることができる。

特許文献２には次の記載がある。近年、電動工具をコンパクトにするため、ステータヨークの外径を制限している。しかし、ステータヨークの外径が制限されると、磁束の通路が制限されるため、ステータヨークの外径及び磁石の側端面から磁束が漏れるという問題がある。この問題に対して、鉄輪を軸方向に伸ばすことで解決するという方法があるが、それでは電動工具の全長が長くなってしまう。ステータヨーク及び磁石の両側の端面に鉄の部材を設けることで、磁束が鉄の部材に流れ込み、磁束の漏れを小さくできる。また、鉄の部材に冷却風が吹きつけるので、放熱性が向上する。

特許文献３には次の記載がある。冷却のために設けられたファン近傍の通気口は、他の部分の通気口に比べて大きく開口するように設定されることが多い。そのため、そこから粉塵が侵入しやすく、磁石とアマチュアとの隙間に鉄粉が侵入する余地がある為、遮蔽部材をファン近傍の通気口にも設けることで、粉塵や鉄粉の侵入を抑える。また、遮蔽部材はマグネットとは当接しないので、強く励磁されることがなく、遮蔽部材が必要以上に多くの鉄粉を引き寄せることもない。

特開２００２−２５４３３７号公報特開２００４−８０９６９号公報特開２００５−２９７１２０号公報

粉塵や鉄粉の多い場所に電動工具を置くと、粉塵や鉄粉が舞い上がり、粉塵や鉄粉が、通気口から磁石とアマチュアとの隙間に侵入することにより、モータの動作が不安定になることがある。特に、冷却のために設けられたファン近傍の通気口は、他の部分の通気口に比べて大きく開口するように設定されることが多いため、そこから粉塵や鉄粉が侵入しやすい。特許文献１乃至３の構成では、磁石とアマチュアとの隙間に粉塵や鉄粉が侵入する余地がある。本発明の目的は、従来の技術をさらに改善し、より粉塵や鉄粉が侵入し難い防塵性能に優れた電動工具を提供することである。

上記の目的を達成するために本発明は、外郭である樹脂製の二つ割ハウジングと、該二つ割ハウジングに収容されたモータを有する電動工具であって、該モータは、該二つ割ハウジングに収容され強磁性体からなるヨークと、該ヨークの内周に設けられるマグネットと、該マグネットの内周との間に隙間をもって該二つ割ハウジングに回転可能に支持されるアマチュアと、該アマチュアに巻かれたコイルと、該アマチュアの該ヨークよりも後方に設けられ該コイルに繋がる整流子と、該整流子に対して摺動可能に当接するカーボンブラシと、を有し、該アマチュアの該ヨークよりも前方に設けられるファンと、該二つ割ハウジングの該整流子近傍及び該ファン近傍に設けられる通気口と、を有する電動工具において、前記二つ割ハウジングは、モータを収容し、モータの回転軸方向に延びる略円筒状の部分を有する外郭部と、前記ヨークの軸方向端部における前記外郭部から、前記回転軸と略垂直方向に延び、内径が先端にいくほど小さくなる略円筒形状の突出部とを備え、該突出部は前記外郭部の径方向の最狭寸法が前記アマチュアのコア部外径より小さい形状を有し、前記アマチュアの外周面と前記マグネットの円周面との間の隙間に侵入する粉塵を防止するようにしたことに一つの特徴を有する。

本発明によれば、アマチュアの外周を覆う遮蔽形状を設けたことにより、マグネットとアマチュアとの間の隙間に、鉄粉等の粉塵が侵入し難くなる。従って、防塵性能に優れた電動工具を提供することができる。

また、本発明によれば、略円筒状部品を二つ割ハウジングと一体化することにより部品点数を削減することができる。従って、低コストな電動工具を提供することができる。

また、本発明によれば、略円筒状部付近にて、流路の断面積が小さくなるため、流速が速くなり、アマチュアが効果的に冷却される。従って、冷却性能に優れた電動工具を提供することができる。

電動工具の一例として、インパクトドライバに本発明を適用した場合の実施の形態について説明する。

インパクトドライバの概要について、図１を用いて説明する。

インパクトドライバは、外郭を形成する樹脂製の二つ割ハウジング1と、樹脂製の二つ割ハウジング1に繋がる電源コード2と、電源コード2から供給される電力により回転するモータ3と、モータ3への電力の供給・停止を制御するスイッチ4と、モータ3の回転を伝達する減速機構部5と、減速機構部5から伝達される回転力によって間欠的な衝撃トルクを発生させるインパクト機構部6と、インパクト機構部6の前方に設けられる先端工具保持部であるアンビル7と、アンビル7の先端に着脱自在に取り付けられる先端工具である図示せぬビットとからなる。

モータ３について、図１及び図２を用いて説明する。

モータ３は、略円筒形状のヨーク１０aと、ヨーク１０aの内周に周方向に隙間をもって固着される２つのマグネット１０cとを有するマグネットクミ１０と、マグネット１０cの内側に径方向に隙間１０ｂをもって挿通されるアマチュア１１と、アマチュア１１に固着される遠心ファン１２とを有する。マグネットクミ１０及びアマチュア１１は、二つ割ハウジング1に収容される。遠心ファン１２は、二つ割ハウジング1内に形成されるファン室1２ｆに収容される。

またモータ３は、カーボンブラシ１３とＣＢブロック１４を有する。カーボンブラシ１３は、アマチュア１１に設けられた整流子１１ａ側に押圧され、整流を行う。ＣＢブロック１４は樹脂製で略環状に形成され、中央の図示せぬ穴にアマチュア１１が挿通される。ＣＢブロック１４は、ＣＢチューブ１５と、ＣＢキャップ１６と、図示せぬリ−ドワイヤを保持している。ＣＢチューブ１５は、金属性の薄板をプレス加工して形成され、カーボンブラシ１３を摺動可能に保持する。ＣＢキャップ１５ａは樹脂製で、ＣＢブロック１４に螺合し、カーボンブラシ１３の抜け止めとなる。

第１の遮蔽部材１７及び第２の遮蔽部材１８について、図２及び図３を用いて説明する。

ヨーク１０aの前端（図２及び図３の１０ａ右端）には、第１の遮蔽部材１７が設けられ、ヨーク１０ａの後端（図２及び図３の１０ａ左端）には、第2の遮蔽部材１8が設けられる。

第１の遮蔽部材１７及び第２の遮蔽部材１８は、二つ割ハウジング１の内側リブ形状の一部として略円筒形状のヨーク１０aが前側方向（図２及び図３の右側方向）及び後側方向（図２及び図３の左側方向）へ移動するのを抑止する。

また、遮蔽部材１７の内径が先端（図２乃至図３の上方）に行くほど小さくなる略円筒状部１７a及び１８ａとすることにより、略円筒形状のヨーク１０a端面部の開口面積を抑制したことによる効果について以下に説明する。

遮蔽部材１７及び１８が遠心ファン１２近傍の通気口に近い位置に設けられ、アマチュア１１の外周を覆うことができる。そのため、遠心ファン１２を具備したアマチュア１１が回転中の場合、或いは、マチュア１１停止時に吐き出し側風窓１9より異物が混入してもマグネット１０ｃとアマチュア１１との間の隙間に鉄粉等の粉塵が侵入し難くなる。

また、遮蔽部材１７及び１８は樹脂製の二つ割ハウジング１の一部分であり、マグネット１０ｃにより強く励磁されることがなく、遮蔽部材１７及び１８が必要以上に多くの鉄粉を引き寄せることもない。

また、内径が前方に行くほど小さくなる略円筒状部１７a及び１８ａを二つ割ハウジング１の内側リブ形状の一部としたことによる効果について以下に説明する。

図4に示す様に、先端に行くほど内径が小さくなる略円筒状部品１７ａ及び１８ａをヨーク１０a端面に配設した場合、略円筒状部品１７ａの組込方法を考慮すると、略円筒状部１７aの最狭部径D1とアマチュア１１のコア部外径D2の関係はD1＞D2、或いは、略円筒状部１７aの最狭部径D1と遠心ファン１の部外径D3の関係はD1＞D3の一方を満たさなければ、遠心ファン１とヨーク１０aの間に略円筒状部品１７ａが収まるのは不可能である。

一方、内径が先端に行くほど小さくなる略円筒状部１７a及び１８ａを二つ割ハウジング１の内側リブ形状の一部とした場合、二つ割ハウジング１にて側面側より二分割された略円筒状部１７a及び１８ａを挟み込む様にして一体物の略円筒状部１７a及び１８ａが形成できることより、略円筒状部１７aの最狭部径D1をアマチュア１１のコア部外径D2、或いは、遠心ファン１の部外径D3に支配されることなく、略円筒状部１７aを形成することが可能となる。

上記構造を用いることにより、異物混入を抑制することができる。さらに、略円筒状部１７a付近にて、流路の断面積が小さくなるため、流速が速くなる。従って、アマチュア１１が効果的に冷却される。

また、内径が先端に行くほど小さくなる略円筒状部１７a及び１８ａを二つ割ハウジング１の内側リブ形状の一部とすることにより部品点数の削減を図ることができる。

なお、略円筒状部１７a及び１８ａは、図2に示すように直線的な勾配で形成されてもよいし、図3に示すように先端に行くに従い勾配が急になるように形成してもよい。

本発明の実施の形態に係るインパクトドライバの側面側断面図。本発明の実施の形態に係るインパクトドライバの側面側部分断面図。本発明の実施の形態に係るインパクトドライバの側面側部分断面図。本発明の実施の形態に係るインパクトドライバの側面側部分断面図。

符号の説明

二つ割ハウジング1、電源コード2、モータ3、スイッチ4、減速機構部5、
インパクト機構部6、アンビル7、マグネットクミ１０、ヨーク１０a、隙間１０ｂ、
マグネット１０c、アマチュア１１、整流子１１ａ、ファン１２、ファン室１２ｆ、
カーボンブラシ１３、ＣＢブロック１４、ＣＢチューブ１５、ＣＢキャップ１６、
遮蔽部材１７、略円筒状部１７a、遮蔽部材１8、略円筒状部１8a、吐き出し側風窓１９

Claims

外郭である樹脂製の二つ割ハウジングと、該二つ割ハウジングに収容されたモータを有する電動工具であって、該モータは、
該二つ割ハウジングに収容され強磁性体からなるヨークと、
該ヨークの内周に設けられるマグネットと、
該マグネットの内周との間に隙間をもって該二つ割ハウジングに回転可能に支持されるアマチュアと、
該アマチュアに巻かれたコイルと、
該アマチュアの該ヨークよりも後方に設けられ該コイルに繋がる整流子と、
該整流子に対して摺動可能に当接するカーボンブラシと、を有し、
該アマチュアの該ヨークよりも前方に設けられるファンと、
該二つ割ハウジングの該整流子近傍及び該ファン近傍に設けられる通気口と、を有する電動工具において、
前記二つ割ハウジングは、
モータを収容し、モータの回転軸方向に延びる略円筒状の部分を有する外郭部と、
前記ヨークの軸方向端部における前記外郭部から、前記回転軸と略垂直方向に延び、内径が先端にいくほど小さくなる略円筒形状の突出部とを備え、
該突出部は前記外郭部の径方向の最狭寸法が前記アマチュアのコア部外径より小さい形状を有し、前記アマチュアの外周面と前記マグネットの円周面との間の隙間に侵入する粉塵を防止するようにしたことを特徴とする電動工具。