(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに内装されるモータが、モータケースを省略したビルトイン式ブラシモータである電動工具において、上記モータは、ロータ及び界磁磁石から成る界磁部と、ブラシ及び整流子から成る整流部とが別体に構成されてハウジングの長さ方向に配列されており、上記整流部にブラシを位置決めする板状のブラシホルダを設けると共に、ブラシホルダにおけるブラシの位置決め部分から離れた端部をＤカット状に切欠することで、ブラシホルダのＤカットされた端部とハウジング内面との間に、ハウジングの長さ方向と直交する方向に新規空間部を形成し、該新規空間部にモータ制御用の電子部品と該電子部品の熱を逃がすための放熱板とを配設してなることを特徴とする電動工具。
【請求項２】
上記ハウジング内部に、モータにより回転する通風ファンを収納すると共に、ハウジングにおける放熱板の近傍位置に外気を導入する吸気口を形成したことを特徴とする請求項１記載の電動工具。
【請求項３】
上記ハウジングにおける通風ファンの近傍位置に排気口を設け、通風ファンと放熱板とを仕切るリブに吸気口から排気口まで通風するための通風孔を設けたことを特徴とする請求項２記載の電動工具。
【請求項４】
上記ブラシホルダの下端部をＤカット状に形成すると共に、ブラシホルダの下方に生じる新規空間部に、一対の半割れハウジングの下部同士を互いに固定するための下側ねじ止め部を配設したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電動工具。
【請求項５】
上記ブラシホルダの上端部近傍位置に、一対の半割れハウジングの上部同士を互いに固定するための上側ねじ止め部を配設したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電動工具。
【請求項６】
上記放熱板に、モータの駆動軸を回転自在に軸支するベアリングを接触させたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、穴あけ作業や切断作業等に用いられる手持ち式電動工具に関し、詳しくはハウジング内に内装されるモータが、モータケースを省略したビルトイン式ブラシモータである電動工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電車工具の軽量化のためにモータケースを排除して、モータの構成要素をハウジングに直接組み付けるビルトイン式ブラシモータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来のモータ２は、図６、図７に示すように、ロータ３ａ及び界磁磁石３ｂから成る界磁部３と、ブラシ５及び整流子８から成る整流部２２とを別体にしたブラシモータで構成されており、整流部２２をハウジング１の本体部１ａの基端側Ｆに配置すると共に界磁部３を本体部１ａの先端側Ｅに配置している。なお図６中の９は充電式電池、２１はチャックである。ここで、整流部２２にはブラシ５の位置決めを行う円形状のブラシホルダ７が備えられているが、このブラシホルダ７の端縁部分をハウジング１に形成された１対の突起２５によって扶持させることで、ブラシホルダ７をハウジング１に保持している。またハウジング１は内装品を収納するために２つ割りになっており、内装品を組み込んだあとにこれらをねじ止めするが、ねじ止めのためハウジング１に形成されるボス状のねじ止め部のうち、従来では本体部１ａの後部における上下のねじ止め部１１，１２を円形状のブラシホルダ７と干渉しないようにブラシホルダ７よりも後ろ側（基端側Ｆ）に張り出して配設しなければならず、そのためにハウジング１の本体部１ａの全長が長くなってしまうという問題があった。
【０００４】
他の従来例を図８に示す。この従来例では上記図６、図７のモータ２と同様の構成をとりつつ、モータ２の後方にモータ制御用のＦＥＴ１４ａ（電界効果トランジスタ）とＦＥＴ１４ａの熱を逃がすための放熱板１３とを配置したものであり、この場合も、ハウジング１の本体部１ａの全長が長くなってしまうという問題がある。
【０００５】
さらに他の従来例を図９、図１０に示す。なお図中の１５はベアリング、１７はＦＥＴリード線、１８はモータリード線である。この電動工具３０のブラシホルダ７においても図１０のように円形状をしており、そのうえ図９のようにＦＥＴ１４ａと放熱板１３とがブラシホルダ７の後方（基端側Ｆ）に配置されているため、ハウジング１の本体部１ａの全長が長くなってしまうという問題がある。なお、全長を短くするためにＦＥＴ１４ａと放熱板１３をグリップ部１ｂのスイッチケースに配設しているものもあるが、この場合、放熱板１３を通る風の流れがなく、グリップ部１ｂが熱くなるという別の問題が生じる。
【特許文献１】特開２００３−０２５２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、ブラシホルダとモータ制御用の電子部品とをハウジングの長さ方向と直交する方向にコンパクトに配設可能とし、これによりハウジングの全長を短くでき、小型で且つ使用性に優れた電動工具を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために本発明は、ハウジング１に内装されるモータ２が、モータケースを省略したビルトイン式ブラシモータである電動工具において、上記モータ２は、ロータ及び界磁磁石から成る界磁部３と、ブラシ５及び整流子８から成る整流部２２とが別体に構成されてハウジング１の長さ方向Ｅ，Ｆに配列されており、上記整流部２２にブラシ５を位置決めする板状のブラシホルダ７を設けると共に、ブラシホルダ７におけるブラシ５の位置決め部分から離れた端部をＤカット状に切欠することで、ブラシホルダ７のＤカットされた端部とハウジング１内面との間に、ハウジング１の長さ方向Ｅ，Ｆと直交する方向に新規空間部２６を形成し、該新規空間部２６にモータ制御用の電子部品１４と該電子部品１４の熱を逃がすための放熱板１３とを配設したことを特徴としている。
【０００８】
このような構成とすることで、ブラシホルダ７のＤカット状に切欠された端部とハウジング１内面との間に、ハウジング１の長さ方向Ｅ，Ｆと直交する方向に新たな新規空間部２６を生じさせることができ、この新規空間部２６を利用してモータ制御用の電子部品１４と該電子部品１４の熱を逃がすための放熱板１３とを収納できるので、ブラシホルダ７とモータ制御用の電子部品１４とをハウジング１の長さ方向Ｅ，Ｆと直交する方向にコンパクトに配設できるようになる。しかもブラシ５の位置決め部分から離れた端部をＤカットするので、ブラシホルダ７によるブラシ５の位置決め機能が従来通り発揮されると共に、モータ制御用の電子部品１４を従来のようにグリップ部１ｂ側に配設する必要もなくなる。また、放熱板１３により電子部品１４の発熱を効率よく除去できるようになる。
【０００９】
また、上記ハウジング１内部に、モータ２により回転する通風ファン４を収納すると共に、ハウジング１における放熱板１３の近傍位置に外気を導入する吸気口１９を形成するのが好ましく、この場合、電子部品１４又は放熱板１３を通風ファン４による冷却風の通路に配置することができるので、電子部品１４の冷却効果を高めることができ、電子部品１４がモータ２の発熱の影響を受けにくくなる。
【００１０】
また、上記ハウジング１における通風ファン４の近傍位置に排気口２０を設け、通風ファン４と放熱板１３とを仕切るリブ２３に吸気口１９から排気口２０まで通風するための通風孔２３ａを設けるのが好ましく、この場合、通風孔２３ａを通して放熱板１３からの排気口２０への放熱が良好となり、放熱板１３の体積を小さくできて、軽量化を図ることができる。
【００１１】
また、上記ブラシホルダ７の下端部７ａをＤカット状に形成すると共に、ブラシホルダ７の下方に生じる新規空間部２６に、一対の半割れハウジング１ｃ，１ｄの下部同士を互いに固定するための下側ねじ止め部１２を配設するのが好ましく、また、上記ブラシホルダ７の上端部７ｂ近傍位置に、一対の半割れハウジング１ｃ，１ｄの上部同士を互いに固定するための上側ねじ止め部１１を配設するのが好ましく、この場合、上下のねじ止め部１１，１２をブラシホルダ７の後ろに張り出して配置する必要がなくなり、ハウジング１の全長をより一層短くできる。
【００１２】
また、上記放熱板１３に、モータ２の駆動軸を回転自在に軸支するベアリング１５を接触させるのが好ましく、この場合、電子部品１４の冷却のための放熱板１３を利用して、ベアリング１５の熱を除去でき、ベアリング１５の長寿命化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、ブラシホルダの端部をＤカット状に切欠して新規空間部を形成し、この新規空間部にモータ制御用の電子部品と該電子部品の熱を逃がすための放熱板とを配設することにより、ブラシホルダとモータ制御用の電子部品とをハウジングの長さ方向と直交する方向にコンパクトに配設でき、これによりハウジングの全長を短くできるものであり、また、ブラシホルダのＤカット位置をブラシの位置決め部分から離れた端部に設定することで、ブラシホルダによるブラシの位置決め機能が従来通り発揮されるものであり、さらに、モータ制御用の電子部品を従来のようにグリップ部側に配設する必要もないため、グリップ部が熱くなることもなくなり、そのうえ放熱板により電子部品の発熱を効率よく除去できるようになり、結果、小型で且つ使用性に優れた電動工具が得られるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。
【００１５】
図１乃至図４は本発明の一実施形態の電動工具３０を示す。この電動工具３０のハウジング１は、図２、図３に示すように、水平円筒状の本体部１ａと、この本体部１ａの下縁から下方に垂下するグリップ部１ｂとを備え、ハウジング１の本体部１ａにその先端側Ｅから基端側Ｆに向かって、チャック２１、図示しない駆動部、モータ２を内装している。ハウジング１のグリップ部１ｂには電動駆動するモータ２の通電をオンオフをするスイッチ（図示せず）を内装し、グリップ部１ｂの下端には充電式電池９が着脱自在に設けられている。ここで、チャック２１にはドリルやドライバー等の工具を装着させるチャック２１が備えられ、駆動部はモータ２の回転駆動をチャック２１に伝達させる減速機構で構成され、モータ２は電動式であり、スイッチを介して充電式電池９との電気的接続がなされている。また、上記ハウジング１に内装される内装品はハウジング１の内部空間を区切るようにハウジング１内面に形成されたリブ等で適所に位置決めされて内装されている。なお、上記モータ２の通電をオンオフをするスイッチはハウジング１の本体部１ａとグリップ部１ｂとの連結部分に設けたトリガー１６により操作されるようになっている。
【００１６】
ここで、上記モータ２は、モータケースを省略してモータ２の構成要素をハウジング１に内装したビルトイン式ブラシモータであり、ロータ３ａ及び界磁磁石３ｂ（図７）から成る界磁部３と、ブラシ５及び整流子８から成る整流部２２とが別体に構成されると共に、界磁部３と整流部２２とがハウジング１の長さ方向Ｅ，Ｆに配列されている。本例では整流部２２をハウジング１の本体部１ａの基端側Ｆに配置し、界磁部３を本体部１ａの先端側Ｅに配置している。
【００１７】
上記ブラシ５は、絶縁板からなるブラシホルダ７に設けたブラシケース６に挿入されている。図１に示す例では、一対のブラシケース６をブラシホルダ７の上半部において上向きＶ字形に配設しており、ブラシホルダ７の下端部７ａをＤカット状に形成して、ブラシホルダ７の外郭形状を従来の円形状からＤ形状に変更させている。このブラシホルダ７の上端部７ｂ側の端縁部分はハウジング１に形成された１対の突起２５（図４）によって扶持されている。またブラシホルダ７の端部をＤカットすることにより、ブラシホルダ７のＤカットされた端部とハウジング１内面との間に、ハウジング１の長さ方向Ｅ，Ｆと直交する方向に新規空間部２６が新たに生じ、この新規空間部２６にモータ制御用の電子部品１４が配設されている。ここでは、ブラシホルダ７の下端部７ａとハウジング１の本体部１ａの内周面との間に生じた新たな新規空間部２６内に納まるように、ＦＥＴ１４ａ（電界効果トランジスタ）及びこのＦＥＴ１４ａで発生した熱を取り除くための放熱板１３とがそれぞれ配設されている。なお、ＦＥＴ１４ａはモータ２の電流を制御する半導体スイッチング素子の一種で、ＦＥＴリード線１７を介して他のスイッチ部品と電気的につながっており、充電式電池９からモータ２に流れる電流を調節し、トリガー１６の引き込み量に応じてモータ２の回転遠度を調節するものである。勿論、モータ制御用の電子部品１４としてＦＥＴ１４ａに限定されるものではなく、モータ２の回転数制御を行なうスイッチング素子を広く含むものである。
【００１８】
また上記モータ２の回転部（例えば駆動軸或いはロータ）に通風ファン４が取り付けられており、一方、ハウジング１における通風ファン４の外周位置に排気用の風穴である排気口２０が形成されており、他の部分に吸気用の風穴である吸気口１９（１９ａ〜１９ｃ）が形成されている。そして、図４に示すように、吸気口１９から外部の空気Ｍを吸い込み、経路にある部品（ＦＥＴ１４ａ、放熱板１３等）の熱を取り除いて排気口２０から加熱された空気Ｎを排出するようにしている。本例では、ハウジング１には通風ファン４の後方を仕切るリブ２３が突設されており、吸気口１９ａ，１９ｂより吸い込んだ空気Ｍがリブ２３に設けた円形の通風孔２３ａを通って排気口２０へと向かうようにしている。ここで、放熱板１３はフィン形状をしており、ハウジング１の吸気口１９ａは放熱板１３の外周部分に面して開口しており、吸気口１９ａから吸い込んだ空気Ｍが放熱板１３のフィン間の凹部１３ａを通って、ＦＥＴ１４ａの発熱を効率よく除去できるようになっている。
【００１９】
上記ハウジング１は、内装品を収納するために一対の半割れハウジング１ｃ，１ｄ（図４）からなり、部品を組み込んだあとにこれらをねじ止めするため、半割れハウジング１ｃ，１ｄには複数のボス形状をしたねじ止め部１１，１２が突設されている。これらのねじ止め部１１，１２のうち、従来はブラシホルダ７よりも後方にあった下側のねじ止め部１２（図６）を、本発明では図３に示すブラシホルダ７及び放熱板１３の下方に配設しており、また従来はブラシホルダ７の後方にあった上側のねじ止め部１１（図６）を、本発明ではブラシホルダ７の上端部７ｂの近傍位置（例えば上端部７ｂの前方側）に配設している。
【００２０】
しかして、ブラシホルダ７のＤカット状に切欠された下端部７ａとハウジング１内面との間に、ハウジング１の長さ方向Ｅ，Ｆと直交する方向に新たな新規空間部２６を生じさせたものであり、この新規空間部２６はモータ２の外径範囲内にあり、この新規空間部２６内にモータ制御用のＦＥＴ１４ａ及びその熱を逃がすための放熱板１３を収納することで、ブラシホルダ７とＦＥＴ１４ａと放熱板１３とをハウジング１の長さ方向Ｅ，Ｆと直交する方向にコンパクトに配設できるので、ハウジング１の本体部１ａの全長を短くできる。しかも、ブラシ５の位置決め部分から離れた端部をＤカットするので、ブラシホルダ７によるブラシ５の位置決め機能が従来通り発揮されると共に、ＦＥＴ１４ａを従来のようにグリップ部１ｂ側に配設する必要もなくなるため、グリップ部１ｂが熱くなることもなく、使い勝手が向上する利点がある。
【００２１】
また本例では、ハウジング１における通風ファン４の近傍位置に排気口２０を設け、通風ファン４と放熱板１３とを仕切るリブ２３に吸気口１９から排気口２０まで通風するための通風孔２３ａを設けているので、放熱板１３から排気口２０の放熱が一層良くなるのに伴い放熱板１３の体積を小さく抑えることができ、コンパクト化に寄与できる。そのうえブラシホルダ７の下方に生じる新規空間部２６に、一対の半割れハウジング１ｃ，１ｄの下部同士を互いに固定するための下側ねじ止め部１２を配設し、且つブラシホルダ７の上端部７ｂ近傍位置に、半割れハウジング１ｃ，１ｄの上部同士を互いに固定するための上側ねじ止め部１１を配設したことで、従来のように上下のねじ止めボスをブラシホルダ７の後ろにそれぞれ張り出して配置する場合と比較して、ハウジング１の本体部１ａの全長を、より一層短くできる利点がある。
【００２２】
さらに本例では、モータ２の回転部に通風ファン４を取り付け、ＦＥＴ１４ａに熱を逃がすためのフィン状の放熱板１３を取り付け、ハウジング１における放熱板１３の近傍位置に吸気口１９を設けたことにより、ＦＥＴ１４ａ又は放熱板１３を通風ファン４による冷却風の通路内に配置でき、ＦＥＴ１４ａの冷却効果を高めることができるので、ＦＥＴ１４ａがモータ２の発熱の影響を受けにくくなり、ＦＥＴ１４ａの寿命を延ばすことができる利点もある。
【００２３】
本発明の他の実施形態として、図５に示すように、ハウジング１の内面に、モータ２の駆動軸を回転自在に軸支するベアリング１５を設けると共に、ＦＥＴ１４ａの放熱板１３の端面部分１３ａをベアリング１５の外輪と接触させるのが望ましい。他の構成は図３と同様である。本例ではベアリング１５の発熱をＦＥＴ１４ａの熱を逃がすための放熱板１３を利用して除去できるので、ベアリング１５の寿命を大幅に延ばすことができる利点がある。
【００２４】
なお前記実施形態では、ブラシホルダ７のＤカット状に形成する位置をブラシホルダ７の下端部７ａに設定したが、これに限らず、例えばブラシホルダ７の側端或いは上端部７ｂをＤカット状に形成してもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に用いるＤカット状のブラシホルダを示し、図３のＡ―Ａ線及び図５のＢ―Ｂ線に沿う断面図である。
【図２】同上のモータがハウジングに内装された電動工具の側面図である。
【図３】同上の電動工具を一部破断した側面図である。
【図４】同上のモータ付近の一部破断した斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態の一部破断した側面図である。
【図６】従来例の電動工具の内部構造の説明図である。
【図７】従来例のモータの内部構造の説明である。
【図８】他の従来例の電動工具の内部構造の説明図である。
【図９】更に他の従来例の電動工具の内部構造の説明図である。
【図１０】従来の円形状のブラシホルダを示し、図９のＣ―Ｃ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  ハウジング
１ａ  本体部
１ｃ，１ｄ  半割れハウジング
２  モータ
３  界磁部
４  通風ファン
５  ブラシ
７  ブラシホルダ
７ａ  下端部
８  整流子
１１，１２  ねじ止め部
１３  放熱板
１４  電子部品
１５  ベアリング
１９  吸気口
２０  排気口
２２  整流部
２３  リブ
２３ａ  通風孔
２６  新規空間部
【図１】
0004631663.tif 000002
【図２】
0004631663.tif 000003
【図３】
0004631663.tif 000004
【図４】
0004631663.tif 000005
【図５】
0004631663.tif 000006
【図６】
0004631663.tif 000007
【図７】
0004631663.tif 000008
【図８】
0004631663.tif 000009
【図９】
0004631663.tif 000010
【図１０】
0004631663.tif 000011