(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の技術をさらに改善し、より鉄粉が侵入し難い電動工具を提供する。【解決手段】マグネット１０Ｃの前端における内周面と、通気口２ａの縁とを最短距離で結ぶ線分上に、アマチュア１１の外周を覆う遮蔽部材１７を設ける。遮蔽部材１７は略円環状で、略円板形状の基部と、基部の略中央に設けられ、アマチュア１１が挿通可能な穴部と、基部から前方に延びる略円筒状部と、を有する。遮蔽部材１７は、ヨーク１０Ａの前方に、マグネット１０Ｃとは距離を隔てて設けられる。【選択図】図２
2005297120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外郭である樹脂製のハウジングと、
該ハウジングに収容され、鉄等の強磁性体からなる略円筒形状のヨークと、
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、
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、
該ハウジングの該ファン近傍に設けられる穴である通気口と、
を有する電動工具において、
該マグネットの前端における内周面と、該通気口の縁とを最短距離で結ぶ線分上に、該アマチュアの外周を覆う遮蔽部材を設けることを特徴とする電動工具。
【請求項２】
該遮蔽部材は略円環状で、略円板形状の基部と、該基部の略中央に設けられ、該アマチュアが挿通可能な穴部と、該基部から前方に延びる略円筒状部と、を有し、該遮蔽部材は該ヨークの前方に、該マグネットとは距離を隔てて設けられることを特徴とする電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
電動工具を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）。また電動工具を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）。以下、特許文献１及び特許文献２のおおまかな記載内容を説明する。
【０００３】
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、コイルエンドに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。
【０００４】
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。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２５４３３７号公報
【０００６】
【特許文献２】特開２００４−８０９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
粉塵の多い場所に電動工具を置くと、粉塵が舞い上がり、通気口から磁石とアマチュアとの隙間に侵入して、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、そこから粉塵が侵入しやすい。特許文献１及び特許文献２の構成では、まだ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。本発明の目的は、従来の技術をさらに改善し、より鉄粉が侵入し難い電動工具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
外郭である樹脂製のハウジングと、該ハウジングに収容され、鉄等の強磁性体からなる略円筒形状のヨークと、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、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、該ハウジングの該ファン近傍に設けられる穴である通気口と、を有する電動工具において、該マグネットの前端における内周面と、該通気口の縁とを最短距離で結ぶ線分上に、該アマチュアの外周を覆う遮蔽部材を設ける。このようにすれば、遮蔽部材がファン近傍の通気口に近い位置に設けられ、アマチュアの外周を覆うことができる。このため、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。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。
【０００９】
該遮蔽部材は略円環状で、略円板形状の基部と、該基部の略中央に設けられ、該アマチュアが挿通可能な穴部と、該基部から前方に延びる略円筒状部と、を有し、該遮蔽部材は該ヨークの前方に、該マグネットとは距離を隔てて設けられるように構成する。このようにすれば、マグネットとアマチュアとの間の隙間と通気口とを結ぶ線分上に、略円筒状部が延びることになる。このため、マグネットとアマチュアとの間の隙間に侵入しようとする鉄粉等の粉塵は、略円筒状部に遮られ、侵入を阻止される。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。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の構成によれば、遮蔽部材がファン近傍の通気口に近い位置に設けられ、アマチュアの外周を覆うことができる。このため、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、より鉄粉が侵入し難い電動工具を提供することができる。
【００１１】
請求項２記載の構成によれば、請求項１記載の効果に加え、マグネットとアマチュアとの間の隙間に侵入しようとする鉄粉等の粉塵は、略円筒状部に遮られ、侵入を阻止される。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。従って、より鉄粉が侵入し難い電動工具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明をインパクトドライバ１に適用した場合の実施の形態を説明する。
【００１３】
●インパクトドライバ１の概要について、図１を参照しながら説明する。
【００１４】
インパクトドライバ１は、外郭を形成する外枠部２と、外枠部２に繋がる電源コード３と、電源コード３から供給される電力により回転するモータ４と、モータ４への電力の供給・停止を制御するスイッチ５と、モータ４の回転を伝達する減速機構部６と、減速機構部６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７と、インパクト機構部７の前方に設けられる先端工具保持部であるアンビル８と、アンビル８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。
【００１５】
●モータ４について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００１６】
モータ４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とを有するステータ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。ステータ１０及びアマチュア１１は、外枠部２に収容される。遠心ファン１２は、外枠部２内に形成されるファン室２ｆに収容される。
【００１７】
またモータ４は、２つのカーボンブラシ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５ａが挿通される。ＣＢブロック１４は、２つのＣＢチューブ１５と、２つの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、２つのカーボンブラシ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。
【００１８】
外枠部２には、複数の通気口２ａ、２ｂ、２ｃが設けられる。通気口２ａは、遠心ファン６の外周に隣接する位置で、モータ４の周方向に設けられた複数の穴からなる。通気口２ｂは、ＣＢブロック１４とステータ１０との間であって、モータ４の周方向に設けられた複数の穴からなる。通気口２ｃは、外枠部２の後部に設けられた複数の穴からなる。また外枠部２は、ステータ１０の前方に遠心ファン１２を収容可能なファン室２ｄが形成される。
【００１９】
遠心ファン６はアマチュア２に固着され、ファン室２ｆに収容される。遠心ファン６は、周方向に図示せぬ羽根が複数突設される。アマチュア２が回転すると、遠心ファン６の図示せぬ羽根の間にある空気は遠心力を与えられ、径方向の内側から外側に向って流れる。
【００２０】
●第１の遮蔽部材１７及び第２の遮蔽部材１８について、図２乃至図５を参照しながら説明する。
【００２１】
ヨーク１０Ａの前端には、第１の遮蔽部材１７が設けられる。第１の遮蔽部材１７は、金属性の薄板をプレス成形して略円環形状に形成される。第１の遮蔽部材１７は、中央にアマチュア１１が挿通可能な穴部１７ｅを有する略円板形状の基部１７ａと、基部１７ａから略前方に伸び、前方に行くほど内径が小さくなる略円筒状部１７ｂと、からなる。略円筒状部１７ｂの内径１７ｄはマグネット１０Ｃの内径１０ｂよりもわずかに小さい。略円筒状部１７ｂは、マグネット１０Ｃの前端における内周面と、通気口２ａの縁とを最短距離で結ぶ線分（図５の二点鎖線）よりも前方に延びるように設定される。略円筒状部１７ｂは、図３に示すように直線的な勾配で形成されてもよいし、図４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。また、基部１７ａはヨーク１０Ａの前端と、外枠部２から突出する凸部２ｄとの間に挟まれて保持されており、マグネット１０Ｃとは距離Ｌ２を隔てている。距離Ｌ２が約１ｍｍ以上であれば第１の遮蔽部材１７はほとんど励磁されない。
【００２２】
ヨーク１０Ａの後端には、第２の遮蔽部材１８が設けられる。第２の遮蔽部材１８は、金属性の薄板をプレス成形して略円環形状に形成される。第１の遮蔽部材１７は、中央にアマチュア１１が挿通可能な穴部１８ｅを有する略円板形状の基部１８ａと、基部１８ａから略後方に伸び、後方に行くほど内径が小さくなる略円筒状部１８ｂと、からなる。略円筒状部の内径１８ｄはマグネット１０Ｃの内径１０ｄよりもわずかに小さい。略円筒状部１８ｂは、図３に示すように直線的な勾配で形成されてもよいし、図４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。また、基部１８ａはヨーク１０Ａの前端と、外枠部２から突出する凸部２ｅとの間に挟まれて保持されており、マグネット１０Ｃとは距離Ｌ１を隔てている。距離Ｌ１が約１ｍｍ以上であれば第２の遮蔽部材１８はほとんど励磁されない。
【００２３】
●粉塵の多い場所にインパクトドライバ１を置いた時の粉塵の動きと、本発明の効果について説明する。
【００２４】
インパクトドライバ１を地面に置くと、地面に堆積していた粉塵が空中に舞い上がる。舞い上がった粉塵の一部はファン室２ｆに侵入する。しかし、隙間１０ｂは第２の遮蔽部材１８によって部分的に覆われているので、粉塵は隙間１０ｂ内にほとんど侵入しない。また、ヨーク１０Ａはマグネット１０Ｃよりも長いので、磁束の漏れは小さい。また、第２の遮蔽部材１８は、マグネット１０Ｃと距離を隔てているので、強く励磁されることがない。従って、マグネット１０Ｃの磁力が及ぶ範囲は外枠部２から大きくはみ出ることはないので、マグネット１０Ｃの磁力によって外枠部２の外部にある鉄粉が吸い寄せられることもない。
【００２５】
●粉塵の多い場所でインパクトドライバ１を動作させた時の粉塵の動きと、本発明の効果について説明する。
【００２６】
スイッチ５を操作するとアマチュア１１が回転を始め、回転力は減速機構部６によって減速され、インパクト機構部７に伝達される。インパクト機構部７はアンビル８に間欠的な衝撃トルクを繰り返し与える。そして、アンビル８に取り付けられた図示せぬビットによって、ねじ等の被締め付け材が締め付けられる。この時、マグネット１０Ｃからの磁束の漏れが小さいので、大きな出力を得ることができる。
【００２７】
また、遠心ファン６が回転する。それに伴い、図２の矢印で示すように、空気が吸気口となる通気口５ｂ、５ｃから流入し、第２の遮蔽部材１８とアマチュア１１との間で形成される隙間１８ｃ、ステータ１０とアマチュア１１との間で形成される隙間１０ｂ、第１の遮蔽部材１７とアマチュア１１との間で形成される隙間１７ｃの内部を通ってファン室２ｆに流入する。この時、隙間１８ｃに流入する直前までは流速が比較的遅いが、隙間１８ｃに流入すると、流路の断面積が小さくなるため、流速が速くなる。そして、隙間１８ｃ、隙間１０ｂ及び隙間１７ｃを通っている間は流速が速いまま保たれ、アマチュア１１及びステータ１０が効果的に冷却される。
【００２８】
そして、隙間１７ｃから流出した空気は、ファン室２ｆに流入し、遠心ファン６によって回転力を与えられることで、アマチュア１１の回転軸を中心に回転しながら、径方向外側に流れる。この時、ファン室２ｆ内に粉塵が溜まっていた場合は、粉塵は空気の流れにのって、通気口５ａから外部へ排出される。
【００２９】
●他の実施の形態について説明する。
【００３０】
図６に示すように、ヨーク１０Ａの長さを短くし、ヨーク１０Ａと第１の遮蔽部材１７及び第２の遮蔽部材１８との間に樹脂製のスペーサ１９、２０を設けてもよい。このようにすれば、ヨーク１０Ａからの磁束の漏れが少し大きくなるため、外枠部２の外表面に付く鉄粉は少し増えるものの、第１の遮蔽部材１７及び第２の遮蔽部材１８は励磁され難くなるため、隙間１０ｂには鉄粉は侵入し難くなる。図７に示すように、マグネット１０Ｃと第１の遮蔽部材１７及び第２の遮蔽部材１８との間に樹脂製のスペーサ２１、２２を設けても、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明によるインパクトドライバの全体構造を示す正面図
【図２】本発明によるインパクトドライバのモータ周辺の構造を示す平面図
【図３】本発明による遮蔽部材の一例を示す断面図
【図４】本発明による遮蔽部材の他の例を示す断面図
【図５】本発明によるインパクトドライバのモータ周辺の構造を示す平面図
【図６】本発明の他の実施の形態によるインパクトドライバのモータ周辺の構造を示す平面図
【図７】本発明の他の実施の形態によるインパクトドライバのモータ周辺の構造を示す平面図
【符号の説明】
【００３２】
１  インパクトドライバ    
２  外枠部    
２ａ、２ｂ、２ｃ  通気口    ２ｄ、２ｅ  凸部    ２ｆ  ファン室
３  電源コード    
４  モータ    
５  スイッチ    
６  減速機構部    
７  インパクト機構部    
８  アンビル    
１０  ステータ    
１０Ａ  ヨーク    １０ｂ  隙間    １０Ｃ  マグネット    
１１  アマチュア    
１１ａ  整流子    
１２  遠心ファン    
１３  カーボンブラシ    
１４  ＣＢブロック    
１５  ＣＢチューブ    
１６  ＣＢキャップ    
１７  第１の遮蔽部材    
１７ａ  基部    １７ｂ  略円筒状部    １７ｃ  隙間    １７ｄ  内径    
１７ｅ  穴部
１８  第２の遮蔽部材    
１８ａ  基部    １８ｂ  略円筒状部    １８ｃ  隙間    １８ｄ  内径    
１８ｅ  穴部
１９、２０  スペーサ
【図１】
2005297120.tif 000003
【図２】
2005297120.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005297120.tif 000006
【図５】
2005297120.tif 000007
【図６】
2005297120.tif 000008
【図７】
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