(57)【要約】【課題】ハウジングとモータの周方向位置決めを行う構造を単純化して、ハウジングの共用化を図り製造コストを低減する。【解決手段】ハウジング１０と、ケースに収容されるモータ２０を有する電気機器において、モータ２０の凹部に嵌合する位置決め部材７０を用いて、ハウジング１０に対してモータ２０の固定と回転止めを行う。位置決め部材７０は合成樹脂製であって、モータ側に突出する第１の凸部７３、７６と、ハウジング側に突出する第２の凸部８５を有する。第１の凸部７３、７６はモータ２０の後壁に形成された風窓に嵌合する。第２の凸部８５は、ハウジング１０の内壁に形成されたハウジング側凹部１５と嵌合する。【選択図】図１
2020082251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに収容されるモータであって、回転軸を有するロータと、前記ロータを収容するモータケースと、を有するモータと、
前記モータケースの前記ハウジングに対する回転方向の位置を規定する位置決め部材と、
を備えた電気機器であって、
前記モータケースにはケース側凹凸部が設けられており、
前記位置決め部材には第１の凹凸部が設けられており、
前記ケース側凹凸部は、前記第１の凹凸部と係合することを特徴とする電気機器。
【請求項２】
前記ハウジングの内壁にはハウジング側凹凸部が形成されており、
前記ハウジング側凹凸部は前記位置決め部材に設けられた第２の凹凸部と係合することにより前記ハウジングと前記モータケースの径方向及び軸方向の位置決めするようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
【請求項３】
前記第１の凹凸部及び前記第２の凹凸部はそれぞれ、前記位置決め部材と一体的に成形されたことを特徴とする請求項２に記載の電気機器。
【請求項４】
前記ケース側凹凸部は前記モータケースの後面に形成された穴部又は窪みであり、前記第１の凹凸部は凸状であり、前記第１の凹凸部が前記穴部又は窪みに係合することを特徴とする請求項３に記載の電気機器。
【請求項５】
前記複数の穴部又は窪みは、前記モータの冷却風を通す風窓となることを特徴とする請求項４に記載の電気機器。
【請求項６】
前記位置決め部材の前記第１の凹凸部の前記凸状の部分は、前記軸方向に延びることを特徴とする請求項４又は５に記載の電気機器。
【請求項７】
前記モータは、前記モータケースの前側に出力軸が延在し、前記モータケース内の後方に整流子とブラシが配置され、前記位置決め部材は前記整流子と前記ブラシの後ろ側であって前記モータケースの外側に設けられることを特徴とする請求項３から６のいずれか一項に記載の電気機器。
【請求項８】
前記位置決め部材は合成樹脂の成形品で有り、凸状の前記第１の凹凸部は、突出する側から反対側に窪む中空部を有することを特徴とする請求項７に記載の電気機器。
【請求項９】
前記中空部は軸方向に貫通し、前記モータケース内外への通風路の一部を形成することを特徴とする請求項８に記載の電気機器。
【請求項１０】
前記通風路は、冷却ファンによって外気を前記モータケースの内部に取り込み、前記モータケースの内部から前記中空部を通って、前記モータケースの外部に排出されることを特徴とする請求項９に記載の電気機器。
【請求項１１】
前記第２の凹凸部は、第１の突出部の突出する方向と反対側に突出するものであって、前記突出する部分には第２の中空部を有することを特徴とする請求項１０に記載の電気機器。
【請求項１２】
前記位置決め部材の最大外径は、前記モータケースの外径よりも小さいことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の電気機器。
【請求項１３】
第１電気機器と第２電気機器を有する電気機器システムであって、
前記第１電気機器は、
前後方向に延びる第１の胴体部を有する第１のハウジングと、
前記第１の胴体部に収容される第１のモータであって、第１のロータコアを有する第１のロータと、第１のステータコアを有する第１のステータと、を有する第１のモータと、を備え、
前記第１の胴体部の内壁に設けた第１の突出部で前記第１のモータを支持するよう構成されており、
前記第２電気機器は、
前後方向に延びる第２の胴体部を有する第２のハウジングと、
前記第１の胴体部に収容される第２のモータであって、第２のロータコアを有する第２のロータと、第２のステータコアを有する第２のステータと、を有する第２のモータと、を備え、
前記第２の胴体部の内壁に設けた第２の突出部で前記第２のモータを支持するよう構成されており、
前記第１の突出部は前記第２の突出部と同じ構造で構成され、前記第２の胴体部は前記第１の胴体部と同じ構造で構成され、前記第２のハウジングは前記第１のハウジングと同じ構造で構成され、
前記第２のロータコアは前記第１のロータコアとは異なる構造で構成されるか、又は／及び、前記第２のステータコアは前記第１のステータコアとは異なる構造で構成されることを特徴とする電気機器システム。
【請求項１４】
前記第１のモータは前記第１のロータ及び前記第１のステータを収容する第１のモータケースを有し、前記第１のモータケースにはケース側凹凸部が設けられており、前記第１のハウジングの内壁にはハウジング側凹凸部が形成されており、前記ケース側凹凸部に対応する第１の凹凸部と前記ハウジング側凹凸部と対応する第２の凹凸部を有する第１の位置決め部材を、前記第１のモータケースと前記第１のハウジングの間に介在させた前記第１電気機器と、
前記第２のモータの一部又は回転軸を軸支する第２の保持手段を前記第２のハウジングに固定するための第２の位置決め部材を有する前記第２電気機器と、を有する前記電気機器システムであって、
使用する第１及び第２の位置決め部材を交換することによって共通の前記第１及び第２のハウジングを用いて複数の電気機器を製造することを特徴とする請求項１３に記載の電気機器システム。
【請求項１５】
前記第１の位置決め部材と前記第２の位置決め部材は前記第１及び第２のハウジングの共通箇所に固定されることを特徴とする請求項１４に記載の電気機器システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを用いた電気機器に関し、特にハウジングとモータの周方向位置決め方法を改良して製造コストの低減を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
モータを用いた電気機器においては、金属製のモータケースにロータを収容したモータ（以下、「ケーシングモータ」と称する）が広く用いられる。またモータを用いた電気機器においては、ブラシ付きのＤＣモータが広く用いられており、ブラシ付きのＤＣモータは、ケーシングモータとして構成されることが多いが、モータケースを有しないでロータとステータを電気機器のハウジングで支持したモータ（以下、「ケースレスモータ」と称する）として構成されることもある。また、近年では、インバータ回路によって駆動されるブラシレスＤＣモータが用いられるようになってきた。ブラシレスＤＣモータは、多くの場合、ケースレスモータとして構成されるが、ケーシングモータとして構成される場合もある。モータを起動又は停止する際に、ロータの回転の反動や慣性によって、モータ全体を回転方向に動かす力が発生する。そのため従来のケーシングモータには、ハウジングとモータとの間で回り止めをするために、ハウジングとモータに凹部と凸部による回り止め部を係止したり、ハウジングとモータを嵌合させるための別部品をケーシングモータにネジ止めするためのネジ穴が設けられていた。また、ケースレスモータとしてブラシレスＤＣモータを用いる場合の固定方法は、特許文献１に開示されているように、ハウジング側とモータのステータコア外周面に凹凸を設けることによって、ブラシレスＤＣモータがハウジングに対して径方向に回転しないように構成している。
【０００３】
ここで図８を用いて従来技術による電動工具におけるケーシングモータ３２０の固定方法を説明する。図８（Ａ）及び（Ｂ）は従来の電動工具のハウジング３１０の左側半面を示す部分図であり、（Ａ）はハウジング３１０の胴体部３１１の内壁形状を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示すハウジング３１０の回転軸線Ａ１を通る水平断面から下方向を見た図である。電動工具のハウジング３１０は、合成樹脂の一体成形によって製造され、ケーシングモータ３２０の回転軸を含む面となる“左右中央鉛直面”によって２分割形状とされる。左側のハウジング３１０と右側のハウジングは、図示しない複数のネジによって固定され、図示しない右側のハウジングには複数のネジ穴が形成され、（Ａ）に示す左側のハウジング３１０には複数のネジボス３１６ａ〜３１６ｄ等が形成される。胴体部３１１の後方側の内部空間３１０ａは、図８（Ｃ）に示すケーシングモータ３２０が収容されるもので、ハウジング３１０の内壁面には周方向に連続する３本のリブ３１７ａ〜３１７ｃが形成される。リブ３１７ａ〜３１７ｃはケーシングモータ３２０の外周面と当接する部位である。胴体部３１１の後方は後壁部３１３によって閉鎖される。後壁部３１３には、ケーシングモータ３２０を保持するための円柱状の窪みを形成するためのモータ保持部３１５が形成される。さらにハウジング３１０には、ケーシングモータ３２０の回転軸線Ａ１を中心とする周方向の回転を止めるための凸部３１９が形成される。凸部３１９は回転軸線Ａ１に向けて突出する形状である。
【０００４】
図８（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ部の断面図である。ハウジング３１０の内壁であって上下方向にみて回転軸線Ａ１とほぼ同じ位置には、ケーシングモータ３２０の外周面を保持するために側面に接触する２つのリブ３１８ａ、３１８ｂが形成される。また後方側であって回転軸線Ａ１と水平方向同位置には、凸部３１９が形成される。凸部３１９はハウジング３１０の後壁部３１３の内側に形成されるモータ保持部３１５の外縁に接続されるようにして形成される。ここでは後方側のネジボス３１６ａと３１６ｂは、分割面よりも右側に突出されるように形成され、右側のハウジングの図示しないネジ穴の周囲の窪みと嵌合するよう形成される。
【０００５】
図８（Ｃ）は、ハウジング３１０の内側に収容されるケーシングモータ３２０の左側面図（一部透視図）である。ケーシングモータ３２０は、全体形状がほぼ円筒形をなした磁性材より構成され、このケーシングモータ３２０のケース３２１は薄い（例えば２〜３ミリ厚）の鉄材で構成され、ステータの一部を兼ねる。ケース３２１の円筒面の内側壁面には、図示しない円弧状の永久磁石（図では見えない）が固定される。ケース３２１の外周面には、厚板を円弧状に曲げて形成された磁性金属製のステータヨーク３２２が設けられる。従って、ケース３２１とステータヨーク３２２と永久磁石によって実質上ステータを構成している。このようにケース３２１は、ケーシングモータ３２０を収容する容器としての機能と、ステータヨーク３２２を用いた磁気回路としての機能を果たす。ケース３２１の後側開口は、ケース３２１とは別部材の後壁部材３２８によって閉鎖される。さらに、ケース３２１の後端付近であって、円周上の１箇所には、回り止め用であって凸部３１９と係合する凹部３３０が形成される。
【０００６】
ケース３２１の前壁部３２１ｂの中央には、回転軸線Ａ１方向に円筒状に突出する軸受保持部３２１ｃが形成される。後壁部材３２８の中央には、回転軸線Ａ１方向に円筒状に突出する軸受保持部３２９が形成される。軸受保持部３２１ｃと軸受保持部３２９に保持される図示しない軸受によって回転軸３２５が軸支される。
【０００７】
ケーシングモータ３２０の内部には、回転軸３２５にロータコア及びロータ巻き線（共に図示せず）が固定され、さらには、リング状のファン３２７が形成される。ファン３２７は回転軸３２５の軸線方向、即ち、前側及び後側から空気を流入して、ファン２３７の外周部付近から径方向外側に排出するような空気流を生成する。後壁部材３２８には、空気の取入口となる風窓（図では見えない）が形成される。ケース３２１から径方向外側には、２本の電力線３３１ｂ（図では１本しか見えない）が引き出される。ここで、ケーシングモータ３２０の回転軸線Ａ１方向に見た全長（回転軸３２５を除いた長さ）はＬである。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−１５８１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ブラシレスＤＣモータの固定方法である特許文献１の構成は、本体とモータの径方向における位置決めのためにハウジングの内壁とモータのステータコアに凹凸を設けており、ハウジングとステータコアの形状が複雑となる。そのため製品のモデルチェンジやバリエーション追加の際には、モータの形状に合わせて専用のハウジングを設計する必要があり、製造コストが大きくなっていた。また、モータ毎にそれに合わせたハウジングを専用設計する必要があり、モータの異なる電気機器間でハウジングを共用することが困難であった。
【００１０】
また、図８（Ｃ）に示したケーシングモータ３２０を使う電気機器では、ケーシングモータ３２０に回り止め用の凹部３３０を設けるようにカスタマイズする。しかしながら、市販のケーシングモータ３２０に凹部３３０を追加するには、ケーシングモータ３２０の大きさによっては内側に十分なスペースが確保できないため、凹部３３０を追加できない場合がある。別の方法として、ハウジング３１０とモータのケーシングを嵌合させるための別部品をネジ止めによってケーシングモータ３２０の外周面又は後端面に設けることも考えられるが、その場合は、ケース３２１の表面の板厚が薄いので、ネジボスを形成して十分な嵌合長を確保するのが難しいことが多い。仮にケース３２１にネジボスを形成できたとしても、振動の大きい工具に使用すると嵌合長不足によってネジが緩んでしまう虞が高い。
【００１１】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、電気機器のハウジングとモータの周方向の位置決めに、位置決め用の別部材を用いて行うことで、構造を単純化して製造コストの低減を図った電気機器及び電気機器システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、モータの回転止めと共に位置決め部材により軸方向の位置決めするようにした電気機器及び電気機器システムを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ケーシングモータの既存の凹部又は凸部を利用して、ハウジングへの固定をするようにした電気機器及び電気機器システムを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、共通のハウジングを用いて異なるモータを使用可能とした電気機器及び電気機器システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願において開示される発明のうち代表的な特徴を説明すれば次のとおりである。
本発明の一つの特徴によれば、ハウジングに収容され、回転軸を有するロータと、ロータを収容するモータケースと、を有するモータと、モータケースのハウジングに対する回転方向の位置を規定する位置決め部材を備えた電気機器であって、モータケースにはケース側凹凸部が設けられており、位置決め部材には第１の凹凸部が設けられており、ケース側凹凸部は、第１の凹凸部と係合する。ハウジングの内壁にはハウジング側凹凸部が形成されており、ハウジング側凹凸部は位置決め部材に設けられた第２の凹凸部と係合することによりハウジングとモータケースの径方向及び軸方向の位置決めする。また、第１の凹凸部及び第２の凹凸部はそれぞれ、位置決め部材と一体的に成形される。
【００１３】
本発明の他の特徴によれば、ケース側凹凸部はモータケースの後面に形成された穴部又は窪みであり、第１の凹凸部は凸状であり。第１の凹凸部がモータの冷却風を通す風窓となる穴部又は窪みに係合する。位置決め部材の第１の凹凸部の凸状の部分は、軸方向に延びるようにした。また、モータは、モータケースの前側に出力軸が延在し、モータケース内の後方に整流子とブラシが配置され、位置決め部材は整流子とブラシの後ろ側であってモータケースの外側に設けられる。位置決め部材は合成樹脂の成形品で有り、凸状の第１の凹凸部は、突出する側から反対側に窪む中空部を有する。また、中空部は軸方向に貫通し、モータケース内外への通風路の一部を形成する。
【００１４】
本発明のさらに他の特徴によれば、通風路は、冷却ファンによって外気をモータケースの内部に取り込み、モータケースの内部から中空部を通って、モータケースの外部に排出される。第２の凹凸部は、第１の突出部の突出する方向と反対側に突出するものであって、突出する部分には第２の中空部を有する。位置決め部材の最大外径は、モータケースの外径も小さくなるようにした。このようなモータは４極モータとすると良い。
【００１５】
本発明のさらに他の特徴によれば、第１電気機器と第２電気機器を有する電気機器システムであって、第１電気機器は、前後方向に延びる第１の胴体部を有する第１のハウジングと、第１の胴体部に収容される第１のモータであって、第１のロータコアを有する第１のロータと、第１のステータコアを有する第１のステータと、を有する第１のモータと、を備え、第１の胴体部の内壁に設けた第１の突出部で第１のモータを支持するよう構成した。また、第２電気機器は、前後方向に延びる第２の胴体部を有する第２のハウジングと、第１の胴体部に収容される第２のモータであって、第２のロータコアを有する第２のロータと、第２のステータコアを有する第２のステータと、を有する第２のモータと、を備え、第２の胴体部の内壁に設けた第２の突出部で第２のモータを支持するよう構成されており、第２の胴体部は第１の胴体部と同じ構造で構成され、第２のハウジングは第１のハウジングと同じ構造で構成され、第２のロータコアは第１のロータコアとは異なる構造で構成されるか、又は第２のステータコアは第１のステータコアとは異なる構造で構成されるようにした。
【００１６】
本発明のさらに他の特徴によれば、第１のモータは第１のロータ及び第１のステータを収容する第１のモータケースを有し、第１のモータケースにはケース側凹凸部が設けられており、第１のハウジングの内壁にはハウジング側凹凸部が形成されており、ケース側凹凸部に対応する第１の凹凸部とハウジング側凹凸部と対応する第２の凹凸部を有する第１の位置決め部材を、第１のモータケースと第１のハウジングの間に介在させた第１電気機器と、第２のモータの一部又は回転軸を軸支する第２の保持手段を第２のハウジングに固定するための第２の位置決め部材を有する第２電気機器と、を有する電気機器システムであって、使用する第１及び第２の位置決め部材を交換することによって共通の第１及び第２のハウジングを用いて複数の電気機器を設計するようにした。また、第１の位置決め部材と第２の位置決め部材は第１及び第２のハウジングの共通箇所に固定されるようにした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、本体とケーシングモータの間に、ストッパとなる位置決め部材を設け、位置決め部材の一部をケーシングモータの風窓に嵌合させ、他の一部を電気機器のハウジングに嵌合させることで、ケーシングモータとハウジングの回り止めを達成できた。また、従来行われていたケーシングモータ側とハウジング側の両方に設けていた専用の回り止め構造が不要となる。さらに、位置決め部材を交換するだけで、複数の電気機器においてハウジングの共用化が可能となり、ハウジングの製造原価の低減を図ることができる。特に、ケーシングモータがどのような構造でもハウジング側との回り止めが可能となるため、設計の幅が広がる。また、ケーシングモータ側に専用の回り止め部を設けるというカスタマイズを省略できる。位置決め部材におけるケーシングモータとの嵌合箇所に風窓を使用する場合には、位置決め部材の嵌合部を中空形状にすることで、ケーシングモータのケースを貫通する風路を妨げることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例に係る電動工具１の右側面図であり、胴体部１１の内部を透視図にて示したものである。
【図２】図１のケーシングモータ２０の側面図（一部透視図）であって、（Ａ）は右側面図であり、（Ｂ）は背面図である。
【図３】図１の位置決め部材６０の斜視図であり、（Ａ）は斜め後方から見た図であり、（Ｂ）は斜め前方から見た図である。
【図４】ケーシングモータ２０に位置決め部材６０を取りつけた状態の図であり、（Ａ）は右側面図であり、（Ｂ）は背面図である。
【図５】本発明の実施例の第一変形例に係る位置決め部材６０Ａの斜視図であり、（Ａ）は斜め後方から見た図であり、（Ｂ）は斜め前方から見た図である。
【図６】本発明の実施例の第二変形例に係る位置決め部材８０の斜視図であり、（Ａ）は斜め後方から見た図であり、（Ｂ）は斜め前方から見た図である。
【図７】本発明の第二の実施例に係る電動工具１０１の右側面図であり、胴体部１１の内部を透視図にて示したものである。
【図８】従来の電動工具のハウジング３１０を示す部分図であり、（Ａ）はハウジング３１０の胴体部３１１の左側内壁形状を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）の水平断面図であり、（Ｃ）はケーシングモータ３２０の左側面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１９】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ここではモータを用いた電気機器の一例として電動工具を用いて説明する。以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、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。
【００２０】
図１は本発明の実施例に係る電動工具１の右側面図であり、胴体部１１の内部を透視図にて示したものである。電動工具１は、充電可能な電池パック９を電源とし、ケーシングモータ２０を駆動源として回転打撃機構を駆動し、回転打撃機構によって回転部材の回転を回転方向の間欠的な打撃力に変換し、打撃機構部に連結された先端工具保持部３５を駆動する。合成樹脂製のハウジング１０は、３つの部分、即ち前後方向に延びるように筒状に形成される胴体部１１と、作業者が手で把持する部分となるハンドル部１２と、着脱可能な電池パック９を取りつけるための電池パック取付部１３から構成される。ハウジング１０の胴体部１１の前側には金属製のハンマケース３が接続され、ハウジング１０とハンマケース３によって電動工具１の外殻形状が画定される。ハンマケース３の外周面には樹脂製のプロテクタ４が取りつけられる。
【００２１】
ハンドル部１２は胴体部１１の中心軸線（回転軸線Ａ１）と略直交するように下方に延在し、作業者が把持した際に人差し指が位置する箇所には、モータのオン又はオフを制御するためのトリガスイッチ６が設けられる。トリガスイッチ６の上方にはモータの回転方向を切り換えるための正逆切替レバー７が設けられる。
【００２２】
ハンドル部１２内の下部は、電池パック９を取り付けるために電池パック取付部１３が形成される。電池パック取付部１３はハンドル部１２の長手方向中心軸から径方向（直交方向）に広がるように形成された拡径部分である。電池パック９はリチウムイオン電池等の二次電池を複数本収容したもので、ラッチボタン９ａを押し込みながら前方に移動させることによってハウジング１０から取り外しが可能である。尚、本実施例の電動工具１の電源は任意であって、電池パック９を用いるだけで無くＡＣ電源ケーブルを介して商用電源を用いたものであっても良い。ハウジング１０は、左右に２分割形式で製造される合成樹脂製であって、ハウジング１０の一方側（左側）には、ネジ止めするための複数のネジボス１６ａ〜１６ｈ（図では１６ｆ〜１６ｈは見えない）が形成され、ハウジング１０の他方側（右側）にはネジ穴が形成され、複数本のネジ１９ａ〜１９ｈ（図では１９ａ〜１９ｅは見えない）によって左右のハウジング１０がネジ止めされる。
【００２３】
ハンマケース３の前方側の貫通穴から前方側には出力軸となるアンビル５５の先端が露出し、アンビル５５の先端部には装着される先端工具を保持するための先端工具保持部３５が設けられる。ハンマケース３は、先細り形状となるカップ状であって、後方側が開口となり、前方側の底部の中央にアンビル５５を貫通させる小さな開口（貫通穴）が形成される。ハンマケース３は、左右分割式のハウジング１０の前方側にて挟持されることで固定される。ハウジング１０の筒状の胴体部１１とハンマケース３の内部には、ケーシングモータ２０と、遊星歯車を用いた減速機構４０と、打撃機構５０が、回転軸線Ａ１と同軸上に並べて配置される。
【００２４】
ケーシングモータ２０は、トリガスイッチ６を介して２本の電力線３１ａ、３１ｂ（３１ａは図２参照）によって供給される直流にて駆動されるブラシ付きの直流モータである。ケーシングモータ２０はハウジング１０（胴体部１１）の内側からケーシングモータ２０の外周面に接する様に延びるリブ１８ａ〜１８ｃにより支持される。ケーシングモータ２０の内部であって、ロータの端部には、ケーシングモータ２０を冷却するためのファン２７が設けられる。ファン２７はケーシングモータ２０と同期して回転し、ファン２７が回転するとハウジング１０の図示しない空気吸入口から外気が吸引されてケーシングモータ２０の風窓から内部に導入され、図示しないケーシングモータ２０の排出用の風窓から空気がケーシングモータ２０の外部に排出され、さらにはハウジング１０の外部に排出される。
【００２５】
ケーシングモータ２０の回転軸２５は減速機構４０に接続される。減速機構４０は、ケーシングモータ２０の出力を所定の減速比で減速してスピンドル４６に伝達するものであり、ここでは遊星歯車を用いた機構である。
【００２６】
減速機構４０は、ケーシングモータ２０の回転軸２５の先端に固定されるサンギヤ４１と、サンギヤ４１の外周側に距離を隔てて取り囲むように設けたリングギヤ４３と、サンギヤ４１とリングギヤ４３の間の空間に配置され、これら双方のギヤに噛み合わされる複数のプラネタリーギヤ４２を含んで構成される。リングギヤ４３は、リング状部材の内周面にギヤが形成されるもので、インナカバー４４を介してハウジング１０に固定される。
【００２７】
サンギヤ４１は、減速機構４０の入力部となる平歯車である。サンギヤ４１の外周側ギヤ面と、リングギヤ４３の内周側ギヤ面の間に、複数（ここでは３つ）のプラネタリーギヤ４２が配置される。３つのプラネタリーギヤ４２は、自転しながらサンギヤ４１の回りを公転することによって、遊星キャリヤの機能を有するスピンドル４６が、所定の比率で減速されて回転する。
【００２８】
インナカバー４４は合成樹脂の一体成形で製造される部品であって、ハウジング１０の胴体部１１によって、左右方向から挟持されるようにして保持される。この際、インナカバー４４がハウジング１０に対して相対回転しないように保持される。インナカバー４４の主な役割は、回転打撃機構に設けられる軸受４５を保持すると共に、ケーシングモータ２０の前方側を保持して、軸方向の位置決めをする。インナカバー４４によって保持される軸受４５は、スピンドル４６の後端を軸支するためであって、例えばボールベアリングが用いられる。
【００２９】
遊星キャリヤ部と一体に形成されるスピンドル４６の外周面には、スピンドルカム溝が形成される。ハンマ５１はスピンドル４６の軸部の外周側に配置され、内周側にはハンマカム溝が形成される。ハンマ５１は２つのスチールボール４７を用いたカム機構によって保持される。先端工具から受ける反力が低い際には、ハンマ５１はスピンドル４６の回転と連動するように回転するが、先端工具から受ける反力が大きくなると、スチールボール４７が移動することによって、ハンマ５１とスピンドル４６の回転方向の相対位置が僅かに変動して、ハンマ５１が後方側に大きく移動する。ハンマ５１の後方側への移動はハンマスプリング４８を圧縮しながらの移動となる。ハンマスプリング４８は、前方側がハンマ５１側に当接し、後方側はスピンドル４６の遊星キャリヤ部に当接する。
【００３０】
アンビル５５の後端には、被打撃部となる２つの羽根部５６が周方向に１８０度隔てた位置に形成される。羽根部５６は径方向外側に伸びるような形状であって、ハンマ５１の打撃爪によって打撃される。スピンドル４６とアンビル５５の回転体は、前方側で軸受４９によってハンマケース３の内壁により軸支される。
【００３１】
先端工具保持部３５は、アンビル５５の前側端部から軸方向後方に延びる断面形状が六角形の装着穴５７と、周方向の２箇所に形成されスチールボール３７を配置するための径方向に貫通する２つの穴部と、外周側に設けられるスリーブ３６を含んで構成される。スリーブ３６の内側には、スリーブ３６を後方側に付勢する圧縮バネ３８が装着される。
【００３２】
図２は図１のケーシングモータ２０の側面図（一部透視図）であって、（Ａ）は右側面図である。ケーシングモータ２０の形状は、図８（Ｃ）で説明したケーシングモータ３２０とほぼ同一構造であって、違う点は凹部３３０が無いことと、回転軸２５を除いた全長Ｌ１がわずかに短いことである。モータの主要部品（ロータ２３、永久磁石、ブラシ２６、ファン２７）は、カップ状の金属ケース２１の内部に収容される。ケース２１の外周面であって、永久磁石が配置される位置の外側部分には、厚めの金属板を円筒状に巻いてケース２１の外筒部２１ａに密接させたステータヨーク２２が形成される。ケース２１の前壁部２１ｂの中央付近には、回転軸２５を軸支する軸受（図では見えない）の外周を保持するための軸受保持部２１ｃが形成される。本実施例のケーシングモータ２０では、外周面に回り止め用の凹部（図８（Ｃ）の３２０に相当）又は凸部を設ける必要がないので、回転軸２５を除いた回転軸線Ａ１方向にみた全長Ｌ１が、図８で示した従来のケーシングモータ３２０の全長Ｌに比べてＬ１≦Ｌの関係になる。また、ケース２１に嵌合用の凹部を形成する必要が無いので、ハウジング１０の内壁部分に対応する嵌合部を形成する必要が無い。従って、汎用品として市販化されているケーシングモータ２０をカスタマイズすること無くそのまま使用可能である。これによりケーシングモータ２０のコスト低減が可能になった。
【００３３】
図２（Ｂ）は図１のケーシングモータ２０の背面図である。カップ状に形成されたケース２１の後方側の開口は、後壁部材２８によって閉鎖される。後壁部材２８の中央には円筒状に形成された軸受保持部２８ａが形成され、軸受保持部２８ａの中央の貫通穴２８ｂから回転軸２５が後方側に貫通する。軸受保持部２８ａの周囲には、３つの風窓２９ａ〜２９ｃが形成される。風窓２９ａ〜２９ｃは、ケース２１の外側から内側に、又は内側から外側に空気の流れを許容することによって、ケーシングモータ２０の内部の冷却のために形成されるものである。これら風窓２９ａ〜２９ｃは、冷却のために従来から形成されているもので、大部分は周方向に複数箇所（ここでは３箇所）設けられる。また、ここでは風窓２９ａ〜２９ｃの外縁（特に径方向に延びる２辺）が軸方向後方側に突出するように形成される。後壁部材２５の外周部の３箇所では、ケース２１の後端面を内側に曲げるようにして内側にカシめることにより、後壁部材２８がケース２１に保持される。
【００３４】
図３は図１の位置決め部材６０の斜視図であり、（Ａ）は斜め後方から見た図であり、（Ｂ）は斜め前方から見た図である。位置決め部材６０は、一方側が開口とされるカップ状の基体部６１の開口外縁位置から径方向外側に向けて突出する筒状のモータ保持部６３、６７、７１が形成されたものである。ここでは、ケーシングモータ２０の後壁部材２８に形成された穴部（図２（Ｂ）の風窓２９ａ〜２９ｃ）と嵌合するように、モータ保持部６３、６７、７１（位置決め部材６０の第１の凹凸部）が形成される。モータ保持部６３は、外周部６３ａとそれに接続される２つの側壁部６３ｂ、６３ｃによって接続され、側壁部６３ｂ、６３ｃのうち外周部６３ａから離れた端部が基体部６１に接続され、外周部６３ａと側壁部６３ｂ、６３ｃによって囲まれた内側空間が貫通部６５になる。モータ保持部６３は回転軸線Ａ１方向に見て、基体部６１から前方側（モータ側）にオフセットして形成されており、基体部６１のケーシングモータ２０の後壁部材２８と接触する面（図３（Ｂ）の円筒面６１ｂよりも前方側（モータ側）にモータ保持部６３が突出する様な形状となる。貫通部６５は中心軸線Ａ１方向に貫通するため、モータ保持部６３が空気通路としての機能を果たす。モータ保持部６７、７１の形状はモータ保持部６３と全く同様であり、基体部６１への取付位置が異なるのみである。モータ保持部６７は側壁部６７ｂ、６７ｃのうち外周部６７ａから離れた端部が基体部６１に接続され、モータ保持部７１は側壁部７１ｂ、７１ｃのうち外周部７１ａから離れた端部が基体部６１に接続される。また、モータ保持部６７、７１の内側は中空であって、貫通穴６９、７３が空気通路として機能する。
【００３５】
基体部６１の閉鎖面６２から回転軸線Ａ１後方側、即ち、ケーシングモータ２０と遠い側（反モータ側）には、後方側に突出する立方体状の凸部（第２の凹凸部）７５が形成される。凸部７５に対応するように、ハウジング１０の内壁には凹部（ハウジング側凹凸部）１５が形成され、凸部７５は凹部１５と嵌合する。つまり凸部７５は位置決め部材６０に設けられた第２の凹凸部である。凸部７５は、凹部１５と嵌合した際に位置決め部材６０がハウジング１０に対して相対回転しないような形状とする。ここでは凸部７５の外周面を４つの側面７６ａ〜７６ｄにて形成して、凹部１５に形成された直方体状の窪みの回転軸線Ａ１回りの面と良好に密接させることにより、ケース２１がハウジング１０に対して径方向、回転方向、軸方向にがたつかないように保持される。
【００３６】
図３（Ｂ）で明らかなように、基体部６１は内側に内周面６１ｂが形成された中空状になっており、軸受保持部２８ａを収容する。また、凸部７５の内側部分にも円形に樹脂を取り除いた窪み部７７が形成されて、軸受保持部２８ａよりもわずかに後方側に突出する回転軸２５の後端が位置決め部材６０と接触しないように構成される。また、位置決め部材６０の第一の凹凸部たるモータ保持部６３、６７、７１は、基体部６１の外周面よりも径方向外側に突出し、基体部６１の後端面、即ち、リング状の接触面６１ａよりも軸方向にみて後方側に突出する。
【００３７】
図４はケーシングモータ２０に位置決め部材６０を取りつけた状態の図であり、（Ａ）は右側面図であり、（Ｂ）は背面図である。ケーシング２０モータは４極モータであり、ケース２１の前側に出力軸２５が延在し、ケース２１内の後方に整流子（図示せず）とブラシ２６が配置され、位置決め部材６０は整流子とブラシ２６の後ろ側であってケース２１の外側（後側）に設けられる。モータ保持部６３、６７、７１は軸方向に長さＳ１であり、長さＳ１のうちのある程度が風窓２９ａ〜２９ｃを貫通して後壁部材２８よりも内側に挿入される。従って、３箇所の風窓２９ａ〜２９ｃに対してモータ保持部６３、６７、７１がそれぞれ嵌合するので、後壁部材２８は位置決め部材６０に対して周方向、径方向への相対移動ができない。位置決め部材６０の基体部６１から後方側には、凸部７５が形成される。ここでは基体部６１の軸方向長さＳに対して、凸部７５の厚さＳ２が小さく形成される。以上のように、位置決め部材６０の接触面６１ａ（図３（Ｂ）参照）が、後壁部材２８と良好に接し、ハウジング１０とケーシングモータ２０と間に隙間が生じないように固定されるので、ケーシングモータ２０の軸方向のがたつきも阻止される。
【００３８】
図４（Ｂ）の背面図において理解できるように、位置決め部材６０は後壁部材２８の外縁位置（直径Ｄ２）よりも径方向に十分小さい大きさＤ１とされるので、ケーシングモータ２０の径方向外側に突出する部分が存在しない。従って、ハウジング１０側においては径方向外側の内壁形状を変更する必要は無い。モータ保持部６３、６７、７１にはそれぞれ貫通部６５、６９、７３が形成される。従って、ケーシングモータ２０の風窓２９ａ〜２９ｃを通過して流れる冷却風は、貫通部６５、６９、７３を通って軸方向に流れることができる。つまり、複数の穴部（貫通部６５、６９、７３）は、ケーシングモータ２０の冷却風を通す風窓となる。従って、ケーシングモータ２０の内部のファン２７による冷却性能を落とすことを防止できる。
【００３９】
以上、本実施例では、ケーシングモータ２０をストッパとなる位置決め部材６０を用いてハウジング１０に対して位置決め、特に径方向及び軸方向の位置決めをするようにしたので、本体ハウジング側に専用のストッパ（図８で示した凸部３１９）を設ける必要性が無くなる。また、ケーシングモータ２０側のカスタマイズされたストッパ構造（図８で示した凹部３３０）も省略できる。さらに、ハウジング１０とは別体部品の位置決め部材６０の形状を変えるだけで、外径が同じ又はほぼ同じで、軸方向に長さが異なる様々なケーシングモータや、ケースに収容されていないモータ等の固定を行うことが可能となる。
【００４０】
図５は本発明の実施例の第一変形例に係る位置決め部材６０Ａの斜視図であり、（Ａ）は斜め後方から見た図であり、（Ｂ）は斜め前方から見た図である。同じ構成部分には図３と同じ番号の符号を付している。ここで図４の位置決め部材６０と異なるのは、閉鎖面６２から後方側（反モータ側）に突出する凸部７５Ａの形状である。図４の位置決め部材６０に比べて、横幅が長い立方体７８を重畳したような後方視で十字状の形状となっている。また、凸部７５の横方向幅が伸びた半面、凸部７５の回転軸線Ａ１方向の長さ（凸部の高さ）を小さくした。このような形状にすることによって、ハウジング１０側の凹部１５の深さを浅くすることができるので、ハウジング１０側の設計の自由度が向上する。
【００４１】
図６は本発明の実施例の第二変形例に係る位置決め部材８０の斜視図であり、（Ａ）は斜め後方から見た図である。第二変形例では、円筒形の基体部８１から軸方向前方に突出する３つのモータ保持部（第１の凹凸部）８３、８７、９１が形成される。つまり、モータ保持部８３、８７、９１は径方向には突出せずに、基体部８１の外周面よりも内側に形成される。また基体部８１の径方向最大位置が、モータ保持部８３、８７、９１の径方向最大位置と同じとなるため、基体部８１には軸方向に貫通する貫通穴８５、８９、９３が形成される。基体部８１から後方側には、軸方向視で十字状になる凸部９５が形成される。
【００４２】
図６（Ｂ）は位置決め部材８０斜め前方から見た図である。基体部８１は円筒状であるが、ここでは径方向の厚さが軸方向の厚さよりも十分大きいように形成して、貫通穴８５、８９、９３を形成するスペースを確保した。基体部８１の内周面８１ｂの内側に、ケーシングモータ２０の軸受保持部２８ａが収容される。基体部８１の接触面８１ａから前方側には３つのモータ保持部８３、８７、９１が突出する。
【００４３】
モータ保持部８３、８７、９１は、軸方向視でコの字形となるリブである。モータ保持部８３は、外周部８３ａとそれに接続される２つの側壁部８３ｂ、８３ｃによって構成される。これら外周部８３ａ、側壁部８３ｂ、８３ｃの内壁面は、貫通穴８５の外縁と同一位置になるよう形成される。このように形成することによって、貫通穴８５と、外周部８３ａと側壁部８３ｂ、８３ｃによって囲まれた空間が冷却風の通る通路になる。モータ保持部８７、９１の形状もモータ保持部８３と同様である。
【００４４】
第二変形例においても、位置決め部材８０は合成樹脂の一体成形にて製造できるので、共通のハウジング１０を用いて同一外径、異なる全長（回転軸を除く部分の長さ）のケーシングモータを収容する複数の電気機器を容易に実現できる。尚、共通のハウジング１０と位置決め部材６０、８０を用いて、異なるモータを固定するようにして、複数種類の電気機器を設計するようにした電気機器システムにおいては、複数種のケーシングモータを用いるだけで無くブラシレスＤＣモータを収容することも可能である。また、リブ１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄの少なくとも一部の内径は、ケーシングに収容されたモータ２０のモータ保持リブと当接する当接部の外径と略一致するよう構成されている。同様に、モータ保持リブ１８ａ、１８ｂの少なくとも一部の内径は、ブラシレスモータ２２０のモータ保持リブと当接する当接部の外径と略一致するよう構成されている。よって、メインハウジング１０はモータ保持リブ１８ａ、１８ｂによって構造の異なるモータを適切に支持できるよう構成されている。その例を図７を用いて説明する。
【００４５】
図７は本発明の第二の実施例に係る電動工具１０１の右側面図であり、胴体部１１の内部を透視図にて示したものである。ここではハウジング１０、ハンマケース３は図１で示した電動工具１と共用で有り、モータの回転を伝達する減速機構４０と打撃機構５０も図１の電動工具１と同じものを用いている。ここではリブ１８ａ、１８ｂ（符号は図１参照）がブラシレスモータ２２０の軸方向の位置を規制する。ブラシレスモータ２２０は、図示しないインバータ回路を用いて駆動される直流モータである。ブラシレスモータ２２０は、内側にて永久磁石２２４を有するロータコア２２３から構成されるロータが回転し、外周側にはステータコア２２１にコイル２２２を巻いたステータが配置される。ロータコア２２３には回転軸２２５が貫通し、回転軸は前方側にて軸受２２７により軸支され、後方側には軸受２２８によって軸支される。軸受２２７はボールベアリングであり、インナカバー４４によってその外輪が保持される。ここでは軸受２２７の外径と、図２で示したケーシングモータ２０の軸受保持部２１ｃが同径であるため、共通のインナカバー４４を用いることができたが、軸受２２７と軸受保持部２１ｃ（図２参照）の外径が異なる場合は、合成樹脂製の一体成形によるインナカバー４４の形状をわずかに変更しても良い。
【００４６】
回転軸２２５の後方側の軸受は、位置決め部材１７０によってハウジング１０に固定される。位置決め部材１７０の形状は図３の位置決め部材からモータ保持部６３、６７、７１を取り除いたような形状とすれば良く、基体部６１の内周面６１ｂ（図３（B）参照）によりボールベアリングによる軸受２２８の外輪を保持するようにすれば良い。第二の実施例の様に、回転軸２２５を軸支する２つの軸受２２７、２２８をハウジング１０に直接固定するのでは無くて、合成樹脂製のインナカバー４４、位置決め部材１７０によって保持する様にすれば、ケーシングモータ２０の使用を主とするハウジング１０を用いて、多様なモータの固定が可能となるので、様々な電動工具を容易に実現でき、製造コストの低減を図ることができる。
【００４７】
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。上述の実施例では、モータを用いた電気機器の例としてインパクト工具による電動工具を用いて説明したが、インパクト工具以外であっても、モータ用のハウジングの内部に収容されるモータによって何らかの作業機器を動作させるような電気機器であれば、ハウジングとモータとの保持に本発明を適用できる。また、電源の種類は問われずに、実施例のような電池パックを用いたコードレス方式の電気機器だけで無く、電源ケーブルを介して入力される商用電源を用いた電気機器であっても同様に本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１  電動工具      ３  ハンマケース      ４  プロテクタ      ６  トリガスイッチ
７  正逆切替レバー      ９  電池パック      ９ａ  ラッチボタン
１０  ハウジング      １１  胴体部      １２  ハンドル部
１３  電池パック取付部      １５  凹部      １６ａ〜１６ｅ  ネジボス
１８ｇ〜１８ｈ  リブ      １９ａ〜１９ｈ  ネジ      ２０  ケーシングモータ
２１  ケース      ２１ａ  外筒部      ２１ｂ  前壁部      ２１ｃ  軸受保持部
２２  ステータヨーク      ２３  ロータ      ２４  整流子      ２５  回転軸
２６  ブラシ      ２７  ファン      ２８  後壁部材      ２８ａ  軸受保持部
２８ｂ  貫通穴      ２９  軸受保持部      ２９ａ〜２９ｃ  風窓
３１ａ、３１ｂ  電力線      ３５  先端工具保持部      ３６  スリーブ
３７  スチールボール      ３８  圧縮バネ      ４０  減速機構      ４１  サンギヤ
４２  プラネタリーギヤ      ４３  リングギヤ      ４４  インナカバー
４５  軸受      ４６  スピンドル      ４７  スチールボール
４８  ハンマスプリング      ４９  軸受      ５０  打撃機構      ５１  ハンマ
５５  アンビル      ５６  羽根部      ５７  装着穴
６０、６０Ａ  位置決め部材      ６１  基体部      ６１ａ  接触面
６１ｂ  内周面      ６２  閉鎖面
６３、６７、７１  モータ保持部（第１の凹凸部）
６３ａ、６７ａ、７１ａ  外周部
６３ｂ、６３ｃ、６７ｂ、６７ｃ、７１ｂ、７１ｃ  側壁部
６４ａ、６４ｂ、６８ａ、６８ｂ、７２ａ、７２ｂ  接続部
６５、６９、７３  貫通部      ７５、７５Ａ  凸部      ７７Ａ  窪み部
７８  立方体      ８０、８０Ａ  位置決め部材      ８１ａ  接触面
８１ｂ  内周面      ８２  閉鎖面
８３、８７、９１  モータ保持部（第１の凹凸部）
８３ａ、８７ａ、９１ａ  外周部
８３ｂ、８３ｃ、８７ｂ、８７ｃ、９１ｂ、９１ｃ  側壁部
８４ａ、８４ｂ、８８ａ、８８ｂ、９２ａ、９２ｂ  接続部
８５、８９、９３  貫通穴      ９５  凸部      １０１  インパクト工具
１７０  位置決め部材      ２０１  電動工具      ２１６ａ  ネジボス
２１８ａ  リブ      ２１９  凸部      ２２０  ブラシレスモータ
２２１  ステータコア      ２２２  コイル      ２２３  ロータコア
２２４  永久磁石      ２２５  回転軸      ２２７、２２８  軸受
２３７  ファン      ３０１  電動工具      ３１０  ハウジング
３１０ａ  内部空間      ３１１  胴体部      ３１２  開口部      ３１３  後壁部
３１５  モータ保持部      ３１６ａ〜３１６ｄ  ネジボス
３１７ａ〜３１７ｃ  外周保持リブ        ３１８ａ、３１８ｂ  側面保持リブ
３１９  凸部      ３２０  ケーシングモータ      ３２１  ケース
３２１ａ  外筒部      ３２１ｂ  前壁部      ３２１ｃ  軸受保持部
３２２  ステータヨーク      ３２５  回転軸      ３２６  ブラシ
３２７  ファン      ３２８  後壁部材      ３２９  軸受保持部
３３０  凹部      ３３１ｂ  電力線      Ａ１  回転軸線
【図１】
2020082251.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020082251.tif 000009
【図８】
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