(57)【要約】【課題】  ブラシレスモータを冷却するファンの空転を確実に防止する電動工具を提供する。【解決手段】  ロータ３３及びファン５０は、回転軸３５に同軸に圧入固定され一体に回転する。ロータ３３には、一端面３３Ａから他端面３３Ｂまで軸方向に延びる貫通孔３３ａと位置決め孔３３ｂとが、円周方向に均等配列に形成されている。貫通孔３３ａには、永久磁石部材３７が接着剤９１を介して挿入固定されている。ファン５０は、回転軸３５と同心で端面５１Ａが他端面３３Ｂに当接する軸部５１と、軸部５１から延びる羽根部５２とを有している。端面５１Ａには貫通孔３３ａに対応する位置に、永久磁石部材３７を貫通孔３３ａに挿入した際に押し出された接着剤９１を収容するための切欠部５１ａが形成されている。また、端面５１Ａには、位置決め孔３３ａに対応した位置に突起５１Ｂが設けられている。【選択図】図６
2008272871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
該ハウジング内に保持されたブラシレスモータと、
該ブラシレスモータに固定されたファンと、を有し、
該ブラシレスモータは、該ハウジングの内面に支持される筒状のステータと、
該ステータに巻回されるコイルと、
該ステータの内周面側に位置して、該ステータと同心であって回転可能に配置されたロータと、
該ロータに同心に貫通し、該ロータと一体回転する回転軸と、を有し、
該ロータには該回転軸の軸方向に該ロータの一端面から他端面まで延びる複数の貫通孔が該ロータの円周方向に均等配列に形成され、該貫通孔には磁石が挿入され、
該ファンは、該回転軸と同心で端部が該ロータの他端面に当接する軸部と、該軸部から延びる羽根部とを有し、また、該軸部の該端部であって該貫通孔に対応する位置には切欠部が形成され、
該磁石と該貫通孔との間の第一領域と、該第一領域に続く該切欠部内の第二領域とに、接着剤が一体に配置していることを特徴とする電動工具。
【請求項２】
該ロータの該軸方向他端面には凹部又は凸部が形成され、該軸部の該端部には該ロータの該凹部又は凸部と係合する突起又は窪みが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はブラシレスモータを使用した電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電動工具では、回転軸に取付けられるロータに対しブラシおよび整流子を用いた電気的接続が不要であるブラシレスモータを、電動工具の小型化を実現する手段として使用することがある。しかしながら、ブラシレスモータを駆動すると、比較的大きな電力損失が熱となって発生し、モータの動作に影響を与え、効率低下や故障を引き起こすという問題がある。このため、従来の電動工具において、ブラシレスモータに対する冷却構造が提案されている。例えば、従来のブラシレスモータの冷却構造としては、下記特許文献１に開示されているように、モータハウジング内に外気を吸入する開口部と、ハウジング内の冷却風をハウジングの外へ排気する開口部とを、ステータを挟んで回転軸方向にお互いを離間してハウジングに形成し、ロータ又は回転軸に一体的に取付けたファンを回転させることによりハウジング内に空気を導入し冷却風を流動させることにより、ブラシレスモータを冷却する構造が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−３１５１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記の構造では、外部からハウジング内に空気を導入し冷却風を流動させるためには、ファンを回転させる必要がある。ファンがロータ又は回転軸に一体的に取付けられている場合には、ファンはロータ及び回転軸とともに回転する。しかしながら、ファンとロータ又は回転軸との固定が十分でない場合には、ロータ又は回転軸が回転しても、ファンは空転してしまい、外部から空気を導入することができず、ブラシレスモータを冷却できないという問題がある。
【０００４】
本発明は、斯かる実情に鑑み、ブラシレスモータを冷却するファンの空転を確実に防止する電動工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、電動工具であって、ハウジングと、該ハウジング内に保持されたブラシレスモータと、該ブラシレスモータに固定されたファンと、を有し、該ブラシレスモータは、該ハウジングの内面に支持される筒状のステータと、該ステータに巻回されるコイルと、該ステータの内周面側に位置して、該ステータと同心であって回転可能に配置されたロータと、該ロータに同心に貫通し、該ロータと一体回転する回転軸と、を有し、該ロータには該回転軸の軸方向に該ロータの一端面から他端面まで延びる複数の貫通孔が該ロータの円周方向に均等配列に形成され、該貫通孔には磁石が挿入され、該ファンは、該回転軸と同心で端部が該ロータの他端面に当接する軸部と、該軸部から延びる羽根部とを有し、また、該軸部の該端部であって該貫通孔に対応する位置には切欠部が形成され、該磁石と該貫通孔との間の第一領域と、該第一領域に続く該切欠部内の第二領域とに、接着剤が一体に配置していることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の特徴に加え、該ロータの該軸方向他端面には凹部又は凸部が形成され、該軸部の該端部には該ロータの該凹部又は凸部と係合する突起又は窪みが形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の電動工具によれば、磁石と貫通孔との間の第一領域と、第一領域に続く切欠部内の第二領域とに、接着剤が一体に配置しているので、第一領域にある接着剤が磁石をロータに固定し、第二領域にある接着剤がロータとファンとを固定する。位置精度向上を目的としてロータの他端面とファンの軸部の端面とを当接させる必要がある場合にも、ファンの軸部の端面に形成された切欠部に接着剤を収容したことにより、ロータの他端面とファンの軸部の端面との接着面を形成することができ、ロータとファンとを互いに固定することができる。したがって、ファンの空転を防止することができる。具体的には、まず貫通孔に接着剤を塗布し、磁石を一端面側から貫通孔に挿入することにより、接着剤は第一領域に配置され、磁石を貫通孔に固定する。貫通孔に塗布された接着剤のうち少なくとも一部は貫通孔から押し出され、第一領域に続く切欠部内の第二領域へ収容される。よって、ロータの他端面とファンの軸部との間に接着剤を別途供給するという手間を省略でき、製造工程を短縮することができる。
【０００８】
請求項２に記載の電動工具によれば、請求項１に記載の電動工具による効果に加え、ロータの軸方向他端面には凹部又は凸部が形成され、軸部の端面にはロータの凹部又は凸部と係合する突起又は窪みが形成されているので、凹部又は凸部と、突起又は窪みとを係合することにより、ロータとファンとの位置合わせが容易かつ正確にでき、ファンの空転をより一層効果的に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態による電動工具について図１乃至図１０を参照して説明する。  図１は、本発明の実施の形態に係る電動工具の例としてインパクトドライバ１を示す。まず、図１を参照して、インパクトドライバ１の概略構成について説明する。
【００１０】
インパクトドライバ１は、外郭を構成するハウジング２を有し、ハウジング２は、モータハウジング部２１と、モータハウジング部２１に連続して形成された動力伝達ハウジング部２２と、モータハウジング部２１及び動力伝達ハウジング部２２から垂下するハンドルハウジング部２３とから構成される。
【００１１】
モータハウジング部２１は筒状の形状を有し、駆動源となるブラシレスモータ３０と、ブラシレスモータ３０を制御する回路基板４０と、ファン５０とを収容する。モータハウジング部２１の後方には、ハウジング２外から空気を流入するための空気流入孔２１ａが形成され、モータハウジング部２１の前方には、外部へ空気を排出するための空気排出孔２１ｂが形成されている。また、ブラシレスモータ３０の外側とモータハウジング２１の内周面２１Ａとの間には空気通路２１ｃが画成され、空気通路２１ｃは空気流入孔２１ａと空気排出孔２１ｂとの間を連通している。
【００１２】
動力伝達ハウジング部２２は、動力伝達機構部６０を収容している。動力伝達機構部６０は、遊星ギヤ６１とリングギヤ６２で構成される減速機構部と、スピンドル６３およびスピンドル６３上に前後摺動可能に配され、かつスプリング６４によって打撃力が与えられるハンマ６５から成るインパクト機構部と、ハンマ６５によって回転打撃力が与えられ先端工具（図示なし）を保持可能なアンビル６６とで構成される周知の構成である。動力伝達機構部６０により、ブラシレスモータ３０の回転力を回転打撃力としてアンビル６６へ伝達される。ハンマ６５には突出した凸部（図示なし）が設けられている。また、アンビル６６には、ハンマ６５の凸部に対応する凹部（図示なし）が設けられている。ブラシレスモータ３０が駆動されると、ブラシレスモータ３０の回転軸３５から伝達された回転力を遊星ギヤ６１とリングギヤ６２で減速し、その回転力をスピンドル６３に伝達しネジ締め動作を開始する。アンビル６６に所定以上の負荷がかかっていない時には、ハンマ６５の凸部とアンビル６６の凹部とが嵌め合うことによりハンマ６５とアンビル６６とは一体に回転し回転力を得る。一方、アンビル６６に所定以上の負荷がかかっている時には、アンビル６６がロックされて回転せず、ハンマ６５の凸部とアンビル６６の凹部とは外れ、スプリング６４の作用によりハンマ６５は前進し打撃力を得ることになる。
【００１３】
ハンドルハウジング部２３の下端部は、図示されないリチウムイオン二次電池、ニッケル・カドミウム二次電池等から成る電池パック７０を収容する電池パックケース７１を着脱可能に構成されている。ハンドルハウジング部２３には、トリガスイッチ２４が設けられていると共に、電池パック７０からブラシレスモータ３０へ電力を供給するためのリード線４３等の配線及びモータ駆動回路の一部が収納されている。電池パックケース７１がハンドルハウジング部２３に装着されると、トリガスイッチ２４を介して電池パック７０とモータ駆動回路装置とが電気的接続される。なお、ハウジング２に関し、アンビル６６側を前方、空気流入孔側２１ａを後方、モータハウジング部２１や動力伝達ハウジング部２２側を上方、電池パックケース７１側を下方として、以下に説明する。
【００１４】
以上のように構成されたインパクトドライバ１によれば、作業者がハンドルハウジング部２３を把持しながら、トリガスイッチ２４を引くと、トリガスイッチ２４がオン状態となり、ブラシレスモータ３０からの駆動力を伝達されたハンマ６３がアンビル６６に装着されている先端工具に回転打撃力を与えることにより、ネジを締付けることができる。
【００１５】
次に、図２乃至図１０を参照して、本実施の形態のブラシレスモータ３０及びファン５０の構成について説明する。ブラシレスモータ３０は、円筒状の外形をもつステータ３１と、コイル３２と、ステータ３１の内周部内に配置されたロータ３３と、ロータ３３と一体回転する回転軸３５とから構成されたブラシレスモータである。ロータ３３及び回転軸３５は、ステータ３１と同心に配置されている。
【００１６】
ステータ３１は、筒体部と、筒体部の内周面側から半径方向内方に放射状に突出し筒体部の軸方向に延びる複数のティースとを有している。ステータ３１の両端には、絶縁部材８１及び絶縁部材８２がティースを覆うように装着されている。具体的には、ステータ３１の後端には絶縁部材８１が装着され、ステータ３１の前端には絶縁部材８２が装着されている。絶縁部材８１及び絶縁部材８２に覆われたティースにコイル３２を巻回することにより、絶縁部材８１及び絶縁部材８２はステータ３１に保持されている。コイル３２は、複数のティースに順次巻回され、モータ駆動回路に接続されることで、スター結線された３相コイルとなる。
【００１７】
モータ駆動回路について説明する。モータ駆動回路は、回路基板４０を含み、コイル３２に電気的に接続され、ロータ３３を回転駆動させる働きを持つ。コイル３２の端末は、回路基板４０と電気的に接続されている。モータ駆動回路は、ブラシレスモータ３０のコイル３２に駆動電流を通電するための周知のブリッジ回路から成るインバータ回路やインバータ回路を制御するＣＰＵ等から成る制御回路等からなる。回路基板４０はスイッチング素子を備えたインバータ回路が形成され、インバータ回路以外の制御回路は幾つかの基板に分けて適切に配置されている（図示省略）。
【００１８】
回路基板４０は、回路基板４０の絶縁部材８１側の面である前面４０Ａが絶縁部材８１に密着するように固定されている。回路基板４０の前面４０Ａは、ロータ３３の回転位置検出を行うためのホール素子４１を備え、回路基板４０に通電するリード線４３が電気的に接続されている。回路基板４０の反絶縁部材８１側の面である後面４０Ｂは、コイル３２に流す電流のオンオフを行うための上述したスイッチング素子であるＦＥＴ４２を６個備え、ＦＥＴ４２は、回路基板４０に設けられた配線パターンを介してコイル３２と電気的に接続されている。また、コイル３２がスター結線されるように、ステータ３１の３相の各コイル３２の中性点用のコイル３２端末は駆動制御回路基板の配線パターンを介して電気的に接続され中性点を成している。
【００１９】
ロータ３３は、モータハウジング部２１に支持されたベアリングによって回転可能に両端が支承された回転軸３５に同軸に圧入固定され、回転軸３５と一体に回転する。図３乃至図７に示されるように、ロータ３３には、後方側の一端面３３Ａから前方側の他端面３３Ｂまで回転軸３５の軸方向に延びる貫通孔３３ａと位置決め孔３３ｂとが、ロータ３３の円周方向に４つずつ均等配列に形成されている。貫通孔３３ａには、永久磁石部材３７が接着剤９１を介して挿入固定されている。
【００２０】
回転軸３５の前方側であって、モータハウジング部２１の空気排出孔２１ｂ側にはファン５０が固定されている。ファン５０は、ブラシレスモータ３０が駆動されると回転軸３５と一体に回転し、空気流入孔２１ａから外部の空気を吸入し、空気通路２１ｃ、空気排出孔２１ｂを通じて外部に排出する。ファン５０は、図８及び図９に示されるように、回転軸３５と同心で端面５１Ａがロータ３３の他端面３３Ｂに当接する軸部５１と、軸部５１から延びる複数の羽根から成る羽根部５２とを有している。軸部５１の端面５１Ａには、ロータ３３の貫通孔３３ａに対応する位置に、接着剤９１を収容するための切欠部５１ａが形成されている。図６及び図１０に示されるように、切欠部５１ａには、永久磁石部材３７をロータ３３の貫通孔３３ａに挿入した際に押し出された接着剤９１が収容される。具体的には、まずロータ３３の貫通孔３３ａに接着剤９１を塗布し、永久磁石部材３７がロータ３３の一端面３３Ａ側から貫通孔３３ａに挿入されることにより、接着剤９１は第一領域に配置され、永久磁石部材３７を貫通孔３３ａに固定する。貫通孔３３ａに塗布された接着剤９１のうち少なくとも一部は貫通孔３３ａから押し出され、第一領域に続く切欠部５１ａ内の第二領域へ収容される。また、ファン５０の軸部５１の端面５１Ａには、ロータ３３の位置決め孔３３ａに対応した位置に突起５１Ｂが設けられている。
【００２１】
このような構成によれば、永久磁石部材３７と貫通孔３３ａとの間の第一領域と、第一領域に続く切欠部５１ａ内の第二領域とに、接着剤９１が一体に配置しているので、第一領域にある接着剤９１が永久磁石部材３７をロータ３３に固定し、第二領域にある接着剤９１がロータ３３とファン５０とを固定する。位置精度向上を目的としてロータ３３の他端面３３Ｂとファン５０の軸部５１の端面５１Ａとを当接させる必要がある場合にも、ファン５０の軸部５１の端面５１Ａに形成された切欠部５１ａに接着剤９１を収容したことにより、ロータ３３の他端面３３Ｂとファン５０の軸部５１の端面５１Ａとの接着面を形成することができ、ロータ３３とファン５０とを互いに固定することができる。したがって、ファン５０の空転を防止することができる。また、ロータ３３に形成された貫通孔３３ａに接着剤９１を塗布してから、一端面３３Ａ側から永久磁石部材３７を挿入し、接着剤９１の少なくとも一部を貫通孔３３ａから押し出し、切欠部５１ａへ収容したことにより、ロータ３３の他端面３３Ｂとファン５０の軸部５１との間に接着剤９１を別途供給するという手間を省略でき、製造工程を短縮することができる。また、一端面３３Ａ側から永久磁石部材３７を挿入したため、接着剤９１の少なくとも一部は貫通孔３３ａの他端面３３Ｂ側から押し出される。したがって、貫通孔３３ａのうち一端面３３Ａ側から接着剤９１が押し出されることがなく、接着剤９１が回路基板４０の前面４０Ａに設けられたホール素子４１に当接する恐れがない。
【００２２】
また、ロータ３３の他端面３３Ｂには位置決め孔３３ｂが形成され、ファン５０の軸部５１の端面５１Ａにはロータ３３の位置決め孔３３ｂと係合する突起５１Ｂが設けられているので、位置決め孔３３ｂと突起５１Ｂとを係合することにより、ロータ３３とファン５０との位置合わせが容易かつ正確にでき、ファン５０の空転をより一層効果的に防止できる。
【００２３】
尚、本発明の電動工具は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２４】
上記した実施の形態では、図５及び図６に示されるように、ロータ３３の対向する貫通孔３３ａ間の距離よりもファン５０の軸部５１の径が小さく、接着剤９１は貫通孔３３ａと永久磁石部材３７との間から他端面３３Ｂ上を介して切欠部５１ａ内へと収容されたが、ロータ３３及びファン５０はこれに限定されない。例えば、対向する貫通孔３３ａの間の距離とファン５０の軸部５１の径とを同一とし、接着剤９１を貫通孔３３ａと永久磁石部材３７との間から直接切欠部５１ａ内へと収容してもよい。また、対向する貫通孔３３ａの間の距離よりもファン５０の軸部５１の径を大きくした場合には、貫通孔３３ａに対向する位置に凹部を形成し、接着剤９１を貫通孔３３ａと永久磁石部材３７との間から直接凹部へと収容してもよい。
【００２５】
また、上記の実施の形態では、ロータ３３の位置決め孔３３ｂは後方側の一端面３３Ａから前方側の他端面３３Ｂまで回転軸３５の軸方向に延びる貫通孔としたが、位置決め孔の形状はこれに限定されない。例えば、位置決め孔３３ｂに代えて、ファン５０の軸部５１の端面５１Ａに形成された突起５１Ｂと係合する凹部を形成してもよい。また、ロータ３３の他端面３３Ｂに形成された位置決め孔３３ｂに代えて凸部を設け、ファン５０の軸部５１の端面５１Ａに設けられた突起５１Ｂに代えて凸部と係合する窪みを形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の電動工具はインパクトドライバなどの発熱を伴う工具に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係る電動工具の全体断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電動工具のロータ及びファンの斜視図である。
【図４】図３における矢印IVから見た平面図である。
【図５】図４におけるV−V線に沿った断面図である。
【図６】図４におけるVI−VI線に沿った断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る電動工具のロータを示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る電動工具のファンを示す斜視図である。
【図９】図８における矢印IXから見た平面図である。
【図１０】図５におけるX−X線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１      インパクトドライバ
２      ハウジング
３０    ブラシレスモータ
３１    ステータ
３２    コイル
３３    ロータ
３３Ａ  一端面
３３Ｂ  他端面
３３ａ  貫通孔
３３ｂ  位置決め孔
３５    回転軸
３７    永久磁石部材
５０    ファン
５１    軸部
５１Ａ  端面
５１Ｂ  突起
５１ａ  切欠部
５２    羽根部
９１    接着剤
【図１】
2008272871.tif 000003
【図２】
2008272871.tif 000004
【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】
2008272871.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008272871.tif 000011
【図１０】
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