JP5725354B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は電動工具に関し、特にモータを動力源とする電動工具に関する。

従来からモータを動力源とする電動工具には、モータ等を冷却するためのファンが設けられており、このモータやファンを内蔵するハウジングには、ハウジング内部に外気を取り入れる吸気口及びハウジング内気を外部に排出する排気口である風穴が形成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１０５１３０号公報

この風穴は、吸排気の効率から排気口若しくは吸気口のいずれか一方がファン近傍に形成されることがある。しかしながらファン近傍に風穴を形成することにより、風穴からの異物侵入によるファンのロック及び破損やモータのショート等が発生するおそれがあった。よって本発明は、風穴からの異物侵入を抑制した電動工具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、ステータと、該ステータ内に回転可能に配置された前後方向に延びるロータシャフトを有するロータとを備え、先端工具を駆動するモータと、該ロータシャフトに一体回転可能に装着されるファンと、該モータ及び該ファンを内蔵するハウジングと、を備え、該ハウジングには、該ファンの最外周部分と前後方向で同位置に開口し、排気側格子部で覆われた排気口が形成され、該排気側格子部は、該ハウジングの外表面に沿って互いに略平行に延びる第１及び第２の長尺材を有し、該第１の長尺材は該ハウジングの外表面における該排気口の端縁よりも外側の位置に配置され、該第２の長尺材は該第１の長尺材の前方または後方において該第１の長尺材よりも内側の位置に配置される電動工具を提供する。

このような構成によると、排気口において、格子の隙間から異物が侵入することを抑制することができる。また第１の長尺材がハウジングの外表面より外側に、第２の長尺材が第１の長尺材より内側に、即ち互い違いの千鳥状に配置されているため、隙間を確保することができるので排気口における流路抵抗の増加を抑制することができる。

上記構成の電動工具において、該ハウジングにおいて該排気口の周囲には、該ハウジングの外表面から突出する枠体が設けられていることが好ましい。

このような構成によると、枠体により排気口内に異物が侵入することが抑制される。また枠体があることにより、ハウジング外表面に水滴等が付着したとしても、水滴がハウジング外表面を伝って排気口内に侵入することが抑制される。

また該枠体は該排気側格子部より突出するように該ハウジングの外表面に設けられていることが好ましい。

このような構成によると、枠体による排気口内への異物の侵入をより好適に抑制することができる。

また該枠体は該排気口の端縁から離間して該排気口周りを一連に囲うように設けられていることが好ましい。

このような構成によると、枠体と排気口の端縁との隙間から異物が侵入することを防ぐことができる。

本発明の電動工具によれば、風穴からの異物侵入を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係るインパクトドライバの側面図。 本発明の実施の形態に係るインパクトドライバの側面断面図。 図１のIII−III線に沿った断面部分斜視図。 図１のIII−III線に沿った断面概略図。 本発明の実施の形態に係るインパクトドライバの排気口とピンとの関係を示す断面概略図。 本発明の実施の形態に係るインパクトドライバの第一の変形例に係る断面概略図。 本発明の実施の形態に係るインパクトドライバの第二の変形例に係る断面概略図。

以下、本発明の実施の形態を図１乃至図５に基づき説明する。図１に示される電動工具であるインパクトドライバ１は、ビットやソケット等の先端工具により、ボルトやナット、ねじを締結する工具であり、図２に示されるように、主に、ハウジング２と、モータ３と、ギヤ機構４と、インパクト機構５と、から構成され、充電式の電池６を電源として駆動される工具である。

ハウジング２は、６ナイロンから構成されている樹脂ハウジングであり、モータ３等が収容される胴体部２Ａと、胴体部２Ａから延出されるハンドル２Ｂとを備えており、胴体部２Ａ及びハンドル２Ｂ内部に収容空間が画成され、後述の上下方向及び前後方向に延びる平面で二分割され略対称な分割ハウジングで構成されている。収容空間において胴体部２Ａ内に該当する箇所には、上述のモータ３とギヤ機構４とインパクト機構５とが同軸上に一端側から他端側に向かって並んで配置されている。このモータ３とギヤ機構４とインパクト機構５とが並んでいる軸方向においてモータ３側を後側として前後方向と定義する。また前後方向と直交する方向であって胴体部２Ａからハンドル２Ｂが延出される方向を下方向として上下方向を定義する。

胴体部２Ａは、モータ３の外形に沿うように略円筒状に構成されており、胴体部２Ａにおいて、モータ３の前後位置かつ胴体部２Ａの左右側面位置には、図１に示されるように、それぞれ風穴である吸気口２１、排気口２２が形成されている。吸気口２１は、胴体部２Ａにおいてモータ３(図２)後方位置に形成されており、異物がハウジング２内に侵入しないように吸気側格子部２１Ａで覆われている。吸気側格子部２１Ａは、胴体部２Ａ表面において長手方向が上下方向と交差する複数の長尺材が互いに平行かつ等間隔に配置されてハウジング２と一体に構成されている。

排気口２２は、胴体部２Ａにおいて後述のファン３２Ｂ(図２)近傍であってファン３２Ｂ最外周部分と前後方向で同位置に形成されており、異物がハウジング２内に侵入しないように、排気側格子部２２Ａで覆われている。排気側格子部２２Ａは、図３及び図４に示されるように、胴体部２Ａ表面において前後方向と直交する方向であって胴体部２Ａの前後方向と直交する断面に沿って延びる三本の長尺材２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃと、三本の長尺材を前後方向に接続する接続材２３Ｄとからハウジング２と一体に構成されている。三本の長尺材２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃは、図４に示されるように、前後方向において中央に長尺材２３Ｂが位置し長尺材２３Ｂの前後にそれぞれ長尺材２３Ａ、２３Ｃが配置され、排気側格子部２２Ａ中央に位置する長尺材２３Ｂが最も胴体部２Ａ内側に位置するように（ファン３２Ｂの回転軸に近づくように）千鳥状に配置されている。また長尺材２３Ａ、２３Ｃはそれぞれ、隣接する排気口２２の前側端縁、後側端縁より胴体部２Ａ外側に位置するように（ファン３２Ｂの回転軸から遠ざかるように）配置されている。

排気口２２の前側端縁から長尺材２３Ａまでの前後方向の間、三本の長尺材２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃのそれぞれの前後方向の間、及び長尺材２３Ｃから排気口２２の後側端縁までの前後方向の間に形成される隙間Ｓ１は、ＪＩＳ Ｃ ０９２０に定められるＩＰ(International Protection)規格のＩＰ４Ｘに基づき、それぞれφ１．０のピンＰが挿入不能な距離になるように構成されている。また排気側格子部２２Ａは、胴体部２Ａ内表面より外側に位置するように構成されている。

図１に示されるように、胴体部２Ａの外表面において、排気口２２の周囲には、枠体２３Ｅが設けられている。枠体２３Ｅは、排気口２２から僅かに離間して排気口２２回りを一連に囲っており、図３及び図４に示されるように三本の長尺材２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃよりも胴体部２Ａ外方に突出するように構成されている。

図２に示されるように、ハウジング２において、ハンドル２Ｂの下端位置には、電池６が装着されて電気的に接続される端子部２４が配置されている。端子部２４の上部にはモータ３の回転を制御する制御回路部１００が配置されている。ハンドル２Ｂの根元部分には、作業者が操作するトリガ２６Ａが設けられると共に、トリガ２６Ａ及び制御回路部１００に接続されモータ３への導通を制御するスイッチ部２６Ｂが設けられている。またハンドル２Ｂの根元であってトリガ２６Ａの上方には、モータ３の回転方向を切り替える図示せぬ正逆切換レバーが設けられている。ハウジング２において前端であってインパクト機構５の下方には、制御回路部１００に接続され前側に向けて照射するＬＥＤライト２７が設けられている。またハウジング２内には、モータ３周囲であって吸気口２１から排気口２２に跨る冷却通路２ｃが形成されている。

モータ３は、ＤＣブラシレスモータであり、ステータ３１と、ロータ３２と、モータ駆動回路装置３３とを主に備えている。ステータ３１は、筒状に構成されてモータ３の外殻をなし、外周面がハウジング２に保持されている。

ロータ３２は、ステータ３１内に回転可能に配置され、その回転軸位置に前後方向に延びるロータシャフト３２Ａが同軸一体回転するように設けられている。ロータシャフト３２Ａおいて前端には、遠心ファンであるファン３２Ｂとピニオンギヤ３２Ｃとが同軸一体回転するように装着されると共にベアリング３２Ｄが装着されて後述の枠体４Ａに支承されている。またロータシャフト３２Ａにおいて後端には、ベアリング３２Ｅが装着されて胴体部２Ａに支承されている。これらベアリング３２Ｄ、３２Ｅによりロータシャフト３２Ａは回転可能に支持されている。ロータシャフト３２Ａと一体にファン３２Ｂが回転することにより、吸気口２１から胴体部２Ａ内収容空間の冷却通路２ｃを通り、排気口２２へと抜ける気流が形成される。

回路基板であるモータ駆動回路装置３３は、ステータ３１の後方に配置されてステータ３１に固定されており、複数のスイッチング素子を備えている。

胴体部２Ａ内においてモータ３の前側にはギヤ機構４が配置されている。ギヤ機構４は、ピニオンギヤ３２Ｃを太陽ギヤとする遊星歯車機構であり、枠体４Ａを外殻としてハウジング２に装着されており、スピンドル４１と、リングギヤ４２と、複数の遊星ギヤ４３とから構成されている。スピンドル４１は、遊星ギヤ４３を複数支承する遊星キャリアであり、その前端で後述のアンビル５２を同軸回転可能に支承し、その後端で枠体４Ａにベアリング４Ｂを介して回転可能に支承されている。スピンドル４１において後端近傍位置には、遊星ギヤ４３を支承すると共に、後述の第一スプリング５４Ａを受ける鍔部４１Ａが設けられている。またスピンドル４１には、後述のハンマ５３が前後方向へと移動可能に環装されると共に、軸方向に対して斜めに延びる一対の溝４１ａ、４１ａが形成されており、この溝４１ａ内にそれぞれボール４１Ｂ、４１Ｂが挿入され、このボール４１Ｂ、４１Ｂによりハンマ５３と接続されている。

リングギヤ４２は、スピンドル４１外周に同軸上に位置するように配置されて枠体４Ａに回転不能に固定されている。複数の遊星ギヤ４３はそれぞれスピンドル４１に回転可能に支承され、リングギヤ４２に噛合すると共にピニオンギヤ３２Ｃに噛合している。上記構成により、ピニオンギヤ３２Ｃの回転が減速されてスピンドル４１に伝達される。

インパクト機構５は主に、ハンマケース５１と、アンビル５２と、ハンマ５３と、第一スプリング５４Ａとから主に構成されている。

ハンマケース５１は、前端が窄まった円筒状を成しており後端部分でハウジング２の胴体部２Ａにモータ３と同軸的に接続され、前端部分にアンビル５２を回転可能に支承する軸受５１Ａを有している。

アンビル５２は、前後方向に延びる円柱状に構成され、軸受５１Ａによってハンマケース５１に回転可能に支承されると共に、後端に形成された穿孔５２ａ内にスピンドル４１の先端部分が隙間嵌めされてスピンドル４１に回転可能に支承されている。アンビル５２の前端部分には、図示せぬソケットが装着される先端工具装着部５２Ａが設けられている。先端工具装着部５２Ａは、アンビル５２の前端に形成された装着孔５２ｂ内に突出可能な複数のボール５２Ｃと、バネにより後方に付勢されると共に、後方に付勢された状態でボール５２Ｃと当接してボール５２Ｃを装着孔５２ｂ内に突出させる操作部５２Ｄとから主に構成されている。またアンビル５２の後端には、半径方向かつ相反する方向にそれぞれ延びる一対の被係合部である羽根部５２Ｅ、５２Ｅが一体に設けられている。

ハンマ５３は、スピンドル４１に環装される貫通孔５３ａが形成された筒状に構成されている。ハンマ５３の前端には一対の係合部であり、羽根部５２Ｅ、５２Ｅとそれぞれ係合可能な爪部５３Ａ、５３Ａが設けられている。爪部５３Ａ、５３Ａは、ハンマ５３の前端から前側に突出し、それぞれ軸周りに１８０°離れた位置に配置されており、軸周りに対称な形状に形成されている。この爪部５３Ａ、５３Ａの周方向と交差する側面は爪部５３Ａが先細りするように斜めに構成されている。よってアンビル５２に対してハンマ５３に負荷がかかった場合には、この側面に沿ってアンビル５２がハンマ５３に対して相対的に前側へと移動することにより、羽根部５２Ｅ、５２Ｅが爪部５３Ａ、５３Ａを乗り越え、アンビル５２に対してハンマ５３が回転することができる。実際の作業時には、アンビル５２がハウジング２に対して前側へと移動することが不能であるため、アンビル５２に対してハンマ５３が後退することにより、同様に羽根部５２Ｅ、５２Ｅが爪部５３Ａ、５３Ａを乗り越えてアンビル５２に対してハンマ５３が回転することができる。

ハンマ５３において貫通孔５３ａ内表面には、一対のボール４１Ｂ、４１Ｂがそれぞれ挿入される前後方向に延びる溝５３ｂ、５３ｂが形成されている。この溝５３ｂ、５３ｂと、溝４１ａ、４１ａとにそれぞれ一対のボール４１Ｂ、４１Ｂが挿入されることにより、スピンドル４１に対してハンマ５３が同軸一体回転可能になる。またハンマ５３の後端側には、第一スプリング５４Ａを受ける受部５３ｃが貫通孔５３ａを画成する壁回りに一連に形成されている。

第一スプリング５４Ａはワッシャを介してスピンドル４１の鍔部４１Ａに担持されており、スピンドル４１の鍔部４１Ａより前端部分が第一スプリング５４Ａ内部を挿通し、受部５３ｃに挿入されてハンマ５３をスピンドル４１に対して軸方向かつ前側方向へ付勢している。よって第一スプリング５４Ａの付勢方向は軸方向かつ前側方向に一致する。第一スプリング５４Ａがハンマ５３を前側へと付勢することにより、ハンマ５３の爪部５３Ａ、５３Ａがアンビル５２の羽根部５２Ｅ、５２Ｅと係合することができる。

また上述の負荷時においてハンマ５３がアンビル５２に対して後退した際にも、羽根部５２Ｅ、５２Ｅが爪部５３Ａ、５３Ａを乗り越えたと同時に第一スプリング５４Ａにより、ハンマ５３が前側であるアンビル５２側へと移動し、爪部５３Ａ、５３Ａと羽根部５２Ｅ、５２Ｅとが当接する。このようにハンマ５３がアンビル５２に対して回転し、爪部５３Ａ、５３Ａが羽根部５２Ｅ、５２Ｅと当接することにより、アンビル５２に回転方向の打撃力が加えられる。

上記構成のインパクトドライバ１において、排気口２２及び排気側格子部２２Ａは、上述のように、φ１．０のピンが挿入されないように、前後方向の隙間が構成されているが、三本の長尺材２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃは、上述のように千鳥状に配置されているため、特に排気口２２の前側端縁と長尺材２３Ａとの間、及び長尺材２３Ｃと排気口２２の後側端縁との間には、斜め方向（図５における矢印の方向）にφ１．０のピンが挿入可能な隙間Ｓ２が形成される。しかし、排気口２２の周囲には枠体２３Ｅが配置されているため、ピンＰが枠体２３Ｅに当接し、ピンＰを斜め方向に配置することができず、隙間Ｓ２にピンＰが挿入されることは防がれる。

また枠体２３Ｅが排気口２２の全周を囲むように構成されていることにより、例えば胴体部２Ａの外表面に水滴が付着した場合であっても、枠体２３Ｅにより縁切りされているため、胴体部２Ａの外表面を伝わって排気口２２内に水滴が侵入することが抑制される。

また排気側格子部２２Ａは、上述のように胴体部２Ａの内面より外方に位置しているため、胴体部２Ａ内に配置されているファン５２と接触することはない。これにより、胴体部２Ａをファン５２の外形に合わせて構成することができ、胴体部２Ａを小型化できる。

本発明による電動工具は上述の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の改良や変形が可能である。例えば第一の変形例として図６に示されるように、単体の長尺材１２３で排気口２２が覆われる構成であってもよい。この長尺材１２３は、胴体部２Ａの前後方向と直交する断面形状に沿って平板状に構成されており、長手方向が前後方向と直交し、平面部分が排気口２２を覆い、胴体部２Ａ内周面より外方に位置するように（ファン３２Ｂの回転軸から遠ざかるように）配置されている。また前後方向において、排気口２２の前端縁と長尺材１２３の前端縁との隙間の距離及び長尺材１２３の後端縁と排気口２２の後端縁との隙間の距離は、それぞれφ１．０のピンが挿入不能となるように構成されている。

このような長尺材１２３により排気口２２が覆われる構成においても、排気口２２周辺に配置された枠体２３Ｅを長尺材１２３より外方に突出するように構成することにより、排気口２２の前端縁と長尺材１２３の前端縁との隙間及び長尺材１２３の後端縁と排気口２２の後端縁との隙間にピンが斜め方向から入ることが抑制される。

また第二の変形例として、図７に示されるように、複数の長尺材２２３Ａ〜２２３Ｃから構成される排気側格子部２２２Ａが胴体部２Ａ内に位置し、排気口２２回りに枠体が設けられない構成であってもよい。この排気側格子部２２２Ａの構成は、排気側格子部２２Ａと略同じであるので詳細は省略する。このような構成であっても、少なくとも異物の侵入を抑制しつつ、排気口２２の流路抵抗を低減させずに、好適に排気口２２から排気することができる。

本実施の形態及び変形例では、風穴として排気口について説明したが、これに限らず吸気口に同様の構成を採用してもよい。

本発明の電動工具は、上述したインパクトドライバに限定されず、モータ及びファンを備え、ハウジングに吸気口や排気口が形成される電動工具一般に広く利用することができる。

１：インパクトドライバ ２：ハウジング ２Ａ：胴体部 ２Ｂ：ハンドル
２ｃ：冷却通路 ３：モータ ４：ギヤ機構 ４Ａ：枠体 ４Ｂ：ベアリング
５：インパクト機構 ６：電池 ２１：吸気口 ２１Ａ：吸気側格子部 ２２：排気口
２２Ａ：排気側格子部 ２３Ａ：長尺材 ２３Ｂ：長尺材 ２３Ｃ：長尺材
２３Ｄ：接続材 ２３Ｅ：枠体 ２４：端子部 ２６Ａ：トリガ ２６Ｂ：スイッチ部
２７：ライト ３１：ステータ ３２：ロータ ３２Ａ：ロータシャフト
３２Ｂ：ファン ３２Ｃ：ピニオンギヤ ３２Ｄ：ベアリング ３２Ｅ：ベアリング
３３：モータ駆動回路装置 ４１：スピンドル ４１Ａ：鍔部 ４１Ｂ：ボール
４１ａ：溝 ４２：リングギヤ ４３：遊星ギヤ ５１：ハンマケース ５１Ａ：軸受
５２：アンビル ５２：ファン ５２Ａ：先端工具装着部 ５２Ｃ：ボール
５２Ｄ：操作部 ５２Ｅ：羽根部 ５２ａ：穿孔 ５２ｂ：装着孔 ５３：ハンマ
５３Ａ：爪部 ５３ａ：貫通孔 ５３ｂ：溝 ５３ｃ：受部 ５４Ａ：第一スプリング
１００：制御回路部 １２３：長尺材

Claims (4)

1. ステータと、該ステータ内に回転可能に配置された前後方向に延びるロータシャフトを有するロータとを備え、先端工具を駆動するモータと、
   該ロータシャフトに一体回転可能に装着されるファンと、
   該モータ及び該ファンを内蔵するハウジングと、を備え、
   該ハウジングには、該ファンの最外周部分と前後方向で同位置に開口し、排気側格子部で覆われた排気口が形成され、
   該排気側格子部は、該ハウジングの外表面に沿って互いに略平行に延びる第１及び第２の長尺材を有し、該第１の長尺材は該ハウジングの外表面における該排気口の端縁よりも外側の位置に配置され、該第２の長尺材は該第１の長尺材の前方または後方において該第１の長尺材よりも内側の位置に配置されることを特徴とする電動工具。
2. 該ハウジングにおいて該排気口の周囲には、該ハウジングの外表面から突出する枠体が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
3. 該枠体は該排気側格子部より突出するように該外表面に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
4. 該枠体は該排気口の端縁から離間して該排気口周りを一連に囲うように設けられることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電動工具。

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