(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、コイルと電気的に接続され回転軸と共に回転する整流子と、整流子と摺接するブラシと、回転軸と共に回転して気流を送る冷却ファンと、冷却ファンをその半径方向の先端が近接する状態で収容し冷却ファンによる気流が通過するよう通気孔を設けたケースと、ケースを収容し気流用の通気口を設けたハウジングと、を備えた電動工具において、
前記ハウジングは、前記通気口を前記ケースの前記通気孔と位置合わせして設け、前記冷却ファンは、その半径方向先端部に弾性部を有したことを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記冷却ファンは、その先端部を弾性材料製として前記弾性部を設けた請求項１記載の電動工具。
【請求項３】
前記冷却ファンは、前記弾性部よりも剛性を有した剛性部から前記弾性部を立設してなるものであって、前記弾性部の立設方向は、半径方向から傾斜した方向である請求項１又は請求項２のいずれかに記載の電動工具。
【請求項４】
前記弾性部は、その弾性により最大に撓んだときの周囲の部材との間の寸法が前記ハウジングの通気口の内径寸法よりも大きい請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電動工具。
【請求項５】
前記弾性部は、前記冷却ファンが停動トルクを有したときに撓む弾性を有した請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モーター自身を冷却するためのファンを有したモータを収容した電動工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電動工具として、図１８乃至図２０に示すものが存在する。このものは、鉄芯１０１の有する極１０１ａにコイル１０２が巻回されてなるロータ１０３、ロータ１０３の外側に周設されたステータ１０４、ロータ１０３に貫通固定され回転自在に支持された回転軸１０５、コイル１０２と電気的に接続され回転軸１０５と共に回転する整流子１０６、整流子１０６に摺接されるブラシ１０７、回転軸１０５と共に回転して気流を送る冷却ファン１０８、冷却ファン１０８を収容し冷却ファン１０８による気流が通過するよう通気孔１０９ａを設けたケース１０９、ケース１０９を収容し気流用の通気口１１０ａを設けたハウジング１１０を備えている。
【０００３】
また、上記した各部材、すなわち、鉄芯１０１、コイル１０２、ロータ１０３、ステータ１０４、回転軸１０５、整流子１０６、ブラシ１０７、冷却ファン１０８及びケース１０９により、モータＭが構成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の電動工具におけるモータＭを十分に冷却するために、モータＭの冷却ファン１０８により送られた気流をスムーズに流すよう、ケース１０９の通気孔１０９ａとハウジング１１０の通気口１１０ａとを位置合わせすることが考えれられる。
【０００５】
しかしながら、この電動工具が、例えば、建築現場で使用された場合、建築現場には、木屑やコンクリート粉等の異物が多いから、この異物が、ハウジング１１０の通気口１１０ａからモータＭのケース１０９の通気孔１０９ａを通って、ケース１０９内に侵入し、冷却ファン１０８の半径方向先端部とその周囲の部材、例えばケース１０９との間に、異物が嵌まり込んで、冷却ファン１０８が破損したり、冷却ファン１０８の回転をロックする恐れがある。
【０００６】
このような異物の嵌まり込みを防止するために、ハウジング１１０の通気口１１０ａに、防塵シートを配設することも考えられるが、ハウジング１１０の通気口１１０ａに防塵シートを配設すると、冷却ファン１０８による冷却が不十分になってしまい、良い解決手段とはならない。
【０００７】
本発明は、上記の点に着目してなされたもので、その目的とするところは、十分に冷却することができ、かつ、冷却ファンの半径方向先端部とその周囲との間に異物が嵌まり込むことのない電動工具を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、請求項１記載の電動工具は、回転軸と、コイルと電気的に接続され回転軸と共に回転する整流子と、整流子と摺接するブラシと、回転軸と共に回転して気流を送る冷却ファンと、冷却ファンをその半径方向の先端が近接する状態で収容し冷却ファンによる気流が通過するよう通気孔を設けたケースと、ケースを収容し気流用の通気口を設けたハウジングと、を備えた電動工具において、前記ハウジングは、前記通気口を前記ケースの前記通気孔と位置合わせして設け、前記冷却ファンは、その半径方向先端部に弾性部を有した構成にしている。
【０００９】
請求項２記載の電動工具は、請求項１記載の電動工具において、前記冷却ファンは、その先端部を弾性材料製として前記弾性部を設けた構成にしている。
【００１０】
請求項３記載の電動工具は、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の電動工具において、前記冷却ファンは、前記弾性部よりも剛性を有した剛性部から前記弾性部を立設してなるものであって、前記弾性部の立設方向は、半径方向から傾斜した方向である構成にしている。
【００１１】
請求項４記載の電動工具は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電動工具において、前記弾性部は、その弾性により最大に撓んだときの周囲の部材との間の寸法が前記ハウジングの通気口の内径寸法よりも大きい構成にしている。
【００１２】
請求項５記載の電動工具は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電動工具において、前記弾性部は、前記冷却ファンが停動トルクを有したときに撓む弾性を有した構成にしている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態を図１乃至図６に基づいて以下に説明する。なお、図４は、図５のＸ１−Ｘ２断面図となっている。
【００１４】
１はケースで、後端が閉じられた有底円筒状のケース本体１ａとケース本体１ａの前端の開口を閉じるブラケット１ｂとで構成されており、ケース本体１ａとブラケット１ｂとがかしめ固定されている。このケース１は、ブラケット１ｂに吸気孔１ｃが設けられるとともに、ケース本体１ａに、排気孔（通気孔）１ｄが、後述する回転軸７の回転方向に沿って、複数個設けられている。ブラケット１ｂの内側には、吸気孔１ｃに連通する連通孔２ａを有した絶縁板２が設けられている。
【００１５】
３はステータで、ケース１の内面に沿って取り付けられることにより、後述するロータ４の外側に周設される。４はロータで、鉄芯５の有する極５ａにコイル６が巻回されてなり、中心に回転軸７が貫通固定されている。この回転軸７は、ケース１の中心を貫通するよう挿通され、軸方向両端側が軸受８，９により回転自在に支持されている。
【００１６】
１０は整流子で、回転軸７の軸方向一端寄りに装着され、回転軸７と共に回転する。この整流子１０は、前述したコイル６に給電するよう、コイル６と電気的に接続されている。１１はブラシで、ケース１内部に配設されたブラシホルダー１２内に装着され、整流子１０との間で電気的に接続されるよう、整流子１０表面に摺接可能となっている。
【００１７】
１３は冷却ファンで、整流子１０の外側でロータ４に装着されるよう回転軸７が挿入される挿入孔１３ａを有した略円筒形状の装着部１３ｂ、装着部１３ｂの外周に沿って半径方向に延設された羽根部１３ｃよりなる。
【００１８】
装着部１３ｂは、周回方向に沿って、羽根部１３ｃの間に通気用の開口部１３ｅが設けられ、冷却ファン１３が回転軸７と共に回転したときに、この開口部１３ｅを通って、回転軸７の軸方向に沿って、気流が流れるようになっている。
【００１９】
羽根部１３ｃは、その延設方向である半径方向先端よりも少し基端側に、図１に示すように、軸方向から見て局部的に幅狭く形成されてなる括れ部分が設けられることにより、半径方向先端部の括れ部分が、図３に矢示するように、回転軸７の回転方向に沿った弾性を有する弾性部１３ｄとされている。
【００２０】
この冷却ファン１３は、前述した各部材、すなわち、ケース１、絶縁板２、ステータ３、ロータ４、鉄芯５、コイル６、回転軸７、軸受８，９、整流子１０、ブラシ１１、ブラシホルダー１２と共に、モータＭを構成している。
【００２１】
１４はハウジングで、モータＭを収容する略筒状のモータ収容部１４ａ、モータ収容部１４ａから延設されたグリップ部１４ｂを備えてなる。このモータ収容部１４ａは、その中心軸と回転軸７の中心軸とが一致する状態で、モータＭを収容する。このハウジング１４は、モータＭのケース１内との通気を良くするために、図１に示すように、排気口（通気口）１４ｃを、モータＭの排気孔１ｄと位置合わせして設けている。
【００２２】
この電動工具は、モータＭのブラシ１１に給電することにより、ステータ３の内側でロータ４が回転駆動されて、ロータ４に貫通固定された回転軸７も回転し、冷却ファン１３が回転することにより、吸気孔１ｃから排気孔１ｄへと、回転軸７の軸方向に沿って気流が流れ、さらに、その気流がハウジング１４の排気口１４ｃを通って、外部へ排出される。
【００２３】
かかる電動工具にあっては、ハウジング１４の通気口１４ｃとケース１の通気孔１ｄとが位置合わせされているから、冷却ファン１３による気流がスムーズに流れ、十分に冷却することができる。
【００２４】
また、例えば、建築現場等で使用された場合に、木屑やコンクリート粉等の異物Ａが、図１に破線で矢示するように、ハウジング１４の排気口１４ｃからモータＭのケース１の排気孔１ｄを通って、冷却ファン１３の半径方向先端部に設けられた弾性部１３ｄとその周囲の部材であるケース１との間に入り込んでも、弾性部１３ｄが撓んで、弾性部１３ｄとケース１との間の隙間が広くなって、異物Ａが通り抜けるようになるから、異物Ａが嵌まり込むことがなく、よって、冷却ファン１３の先端部が破損したり、冷却ファン１３の回転がロックされるようなことはなくなる。
【００２５】
次に、本発明の第２実施形態を図７乃至図９に基づいて以下に説明する。なお、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、第１実施形態と異なるところのみ記す。第１実施形態では、弾性部１３ｄは、冷却ファン１３の羽根部１３ｃにおける半径方向先端よりも少し基端側に、軸方向から見て局部的に幅狭く形成されてなる括れが設けられることにより形成されているのに対し、本実施形態では、弾性部１３ｄは、冷却ファン１３の羽根部１３ｃにおける半径方向先端部が、軸方向から見て幅狭くされることにより形成された構成となっている。言い換えれば、冷却ファン１３は、剛性部である基端部寄りから、軸方向から見て幅狭く形成されることにより基端部よりも弾性を有した弾性部１３ｄが、半径方向に沿って立設された構成となっている。
【００２６】
かかる電動工具にあっては、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００２７】
次に、本発明の第３実施形態を図１０乃至図１２に基づいて以下に説明する。なお、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、第１実施形態と異なるところのみ記す。第１実施形態では、弾性部１３ｄは、冷却ファン１３の羽根部１３ｃにおける半径方向先端よりも少し基端側に、軸方向から見て局部的に幅狭く形成されてなる括れが設けられることにより形成されているのに対し、本実施形態では、弾性部１３ｄは、冷却ファン１３の羽根部１３ｃの先端部が、ゴム等の弾性材料製とされることにより形成された構成となっている。言い換えれば、冷却ファン１３は、剛性部である基端部寄りから、ゴム等の弾性材料製とされることにより弾性を有した弾性部１３ｄが、半径方向に沿って立設された構成となっている。
【００２８】
この弾性部１３ｄは、凸部１３ｆが設けられ、その凸部１３ｆが、剛性部である基端部に設けられた凹部１３ｇに係止した状態で接合されている。この弾性部１３ｄは、図１２に実線で矢示するように、回転軸７の回転方向に沿った弾性を有するのみならず、図１２に破線で矢示するように、半径方向に周回する周回方向に沿っても弾性を有したものとなっている。
【００２９】
かかる電動工具にあっては、弾性部１３ｄが、冷却ファン１３の先端部を弾性材料製とすることにより設けられているから、弾性部１３ｄを多種多様に撓ませることができ、弾性部１３とその周囲の部材との間に入り込んだ異物が通りぬけ易くなる。例えば、木屑やコンクリート粉等の異物Ａが、ハウジング１４の排気口１４ｃからモータＭのケース１の排気孔１ｄを通って、冷却ファン１３の半径方向先端部に設けられた弾性部１３ｄとその周囲の部材であるケース１との間Ｐ１に入り込んだときだけでなく、弾性部１３ｄとその周囲の部材であるブラシホルダー１２との間Ｐ２に入り込んだときでも、また、弾性部１３ｄとその周囲の部材であるステータ３との間Ｐ３に入り込んだときでも、弾性部１３ｄが撓んで、弾性部１３ｄとその周囲の部材との間の隙間が広くなって、異物Ａが通り抜けるようになるから、異物Ａが嵌まり込むことがなり、冷却ファン１３の先端部が破損したり冷却ファン１３の回転がロックされるようなことはなくなるという効果をさらに奏することができる。
【００３０】
次に、本発明の第４実施形態を図１３及び図１４に基づいて以下に説明する。なお、第２実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、第２実施形態と異なるところのみ記す。第２実施形態では、弾性部１３ｄは、半径方向に沿って立設されたものとなっているのに対し、本実施形態では、弾性部１３ｄは、半径方向から約２５度傾斜した方向に沿って立設された構成となっている。なお、この傾斜角度θは、２５度に限るものではなく、また、直線に沿って立設することに限るものでもなく、例えば、曲線に沿って立設してもよい。
【００３１】
かかる電動工具にあっては、第２実施形態の効果に加えて、弾性部１３ｄが半径方向から傾斜した方向へ向かって立設されているから、時計方向又は反時計方向へ向かった風量を多くすることができ、時計方向又は反時計方向へ気流を流して冷却することを重視した設計をした場合に、冷却効果を向上させることができる。
【００３２】
次に、本発明の第５実施形態を図１５及び図１６に基づいて以下に説明する。なお、第４実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、第４実施形態と異なるところのみ記す。第４実施形態は、第２実施形態のものにおける弾性部１３ｄの立設方向を、半径方向から傾斜した構成としているのに対し、本実施形態では、第３実施形態のものにおける弾性部１３ｄの立設方向を、半径方向から傾斜した構成としている。
【００３３】
かかる電動工具にあっては、第３実施形態の効果に加えて、第４実施形態と同様に、時計方向又は反時計方向へ気流を流して冷却することを重視した設計をした場合に、冷却効果を向上させることができる。
【００３４】
次に、本発明の第６実施形態を図１７に基づいて以下に説明する。なお、第３実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、第３実施形態と異なるところのみ記す。本実施形態は、基本的には第３実施形態と同様であるが、弾性により弾性部１３ｄが最大に撓んだときの周囲の部材、例えばケース１との間の寸法Ｌ１が、ハウジング１４の排気口１４ｃの内径寸法Ｌ２よりも大きくなっている。
【００３５】
さらに、弾性部１３ｄは、冷却ファン１３が停動トルクを有したときに撓む弾性を有している。つまり、冷却ファン１３の回転力Ｆよりも大きい外力Ｐが弾性部１３ｄにかかって、弾性部１３ｄを撓ませられるようにしている。なお、回転力Ｆを（１）式に示す。
【００３６】
Ｐ＞Ｆ＝Ｔｓｔ／ｒ      （１）
ただし、（１）式では、Ｔｓｔはトルク、ｒは半径をそれぞれ示している。
【００３７】
かかる電動工具にあっては、第３実施形態の効果に加えて、ハウジング１４の排気口１４ｃから入り込み得る異物Ａの最大径が排気口１４ｃの内径寸法であるから、その内径寸法よりも、弾性により最大に撓んだときの周囲の部材との間の寸法Ｌ１を大きくすることにより、排気口１４ｃから入り込み得る最大径の異物Ａでも、その異物Ａが通り抜ける隙間を確保するよう弾性部１３ｄが撓むことになるので、異物Ａが嵌まり込むことがなく、よって、冷却ファン１３の先端部が破損したり、冷却ファン１３の回転がロックされるようなことはなくなるという効果をさらに奏することができる。
【００３８】
また、冷却ファン１３が停動トルクを有したときに、弾性部１３ｄが撓むのであるから、冷却ファン１３の回転のロックを確実に防止することができる。
【００３９】
なお、本実施形態は、第３実施形態のものにおいて、弾性による弾性部１３ｄの撓み寸法Ｌ１が、ハウジング１４の排気口１４ｃの内径寸法Ｌ２よりも大きく、弾性部１３ｄを撓ませるために必要な外力Ｆが、冷却ファン１３の回転力Ｐよりも大きくしたものであるが、第１実施形態、第２実施形態、第４実施形態及び第５実施形態において、弾性による弾性部１３ｄの撓み寸法Ｌ１が、ハウジング１４の排気口１４ｃの内径寸法Ｌ２よりも大きく、弾性部１３ｄを撓ませるために必要な外力Ｆが、冷却ファン１３の回転力Ｐよりも大きくしたものでも、第６実施形態と同様に、排気口１４ｃから入り込み得る最大径の異物Ａが嵌まり込むことがなく、よって、冷却ファン１３の先端部が破損したり、冷却ファン１３の回転がロックされるようなことはなくなるという効果をさらに奏することができ、さらに、弾性部１３ｄとその周囲の部材との間に異物Ａが入り込んでも、弾性部１３ｄが回転力に屈してしまうことにより復帰不能な状態で撓むことはなくなる。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１記載の電動工具は、ハウジングの通気口とケースの通気孔とが位置合わせされているから、冷却ファンによる気流がスムーズに流れ、十分に冷却することができる。また、冷却ファンの半径方向先端部に設けられた弾性部とその周囲の部材との間に、ハウジングの通気口及びケースの通気孔を通って侵入した異物が入り込んでも、弾性部が撓んで、弾性部とその周囲の部材との間の隙間が広くなって、異物が通り抜けるようになるから、異物が嵌まり込むことがなく、よって、冷却ファンの先端部が破損したり、冷却ファンの回転がロックされるようなことはなくなる。
【００４１】
請求項２記載の電動工具は、弾性部が、冷却ファンの先端部を弾性材料製とすることにより設けられているから、弾性部を多種多様に撓ませることができ、弾性部とその周囲の部材との間に入り込んだ異物が通りぬけ易くなるので、冷却ファンの先端部が破損したり、冷却ファンの回転がロックされるようなことはなくなるという請求項１記載の効果をさらに奏することができる。
【００４２】
請求項３記載の電動工具は、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の電動工具の効果に加えて、弾性部が半径方向から傾斜した方向へ向かって立設されているから、時計方向又は反時計方向へ向かった風量を多くすることができ、時計方向又は反時計方向へ気流を流して冷却することを重視した設計をした場合に、冷却効果を向上させることができる。
【００４３】
請求項４記載の電動工具は、ハウジングの通気口から入り込見得る異物の最大径が通気口の内径寸法であるから、その内径寸法よりも、弾性により最大に撓んだときの周囲の部材との間の寸法を大きくすることにより、通気口から入り込み得る最大径の異物でも、その異物が通り抜ける隙間を確保するよう弾性部が撓むことになるので、異物が嵌まり込むことがなく、よって、冷却ファンの先端部が破損したり、冷却ファンの回転がロックされるようなことはなくなるという請求項１記載の効果をさらに奏することができる。
【００４４】
請求項５記載の電動工具は、請求項１又は請求項４のいずれかに記載の電動工具の効果に加えて、冷却ファンが停動トルクを有したときには、弾性部が撓むのであるから、冷却ファンの回転のロックを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のモータ収容部の断面図である。
【図２】同上の冷却ファンの正面図である。
【図３】同上の冷却ファンの弾性部を示す部分斜視図である。
【図４】同上のモータの正面断面図である。
【図５】同上のモータの平面図である。
【図６】同上の正面図である。
【図７】本発明の第２実施形態のモータ収容部の断面図である。
【図８】同上の冷却ファンの正面図である。
【図９】同上の冷却ファンの弾性部を示す部分斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態のモータ収容部の断面図である。
【図１１】同上のモータの部分正面断面図である。
【図１２】同上の冷却ファンの弾性部を示す部分斜視図である。
【図１３】本発明の第４実施形態の冷却ファンの平面図である。
【図１４】同上の冷却ファンの正面図である。
【図１５】本発明の第５実施形態の冷却ファンの平面図である。
【図１６】同上の冷却ファンの正面図である。
【図１７】本発明の第６実施形態の断面図である。
【図１８】従来例の正面図である。
【図１９】同上のモータの断面図である。
【図２０】同上のもののモータ収容状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１      ケース
１ｄ    排気孔（通気孔）
３      ステータ
４      ロータ
５      鉄芯
５ａ    極
６      コイル
７      回転軸
１０    整流子
１１    ブラシ
１３    冷却ファン
１３ｄ  弾性部
１４ａ  排気口（通気口）
１４    ハウジング
Ｌ１    撓み寸法
Ｌ２    内径寸法
【図１】
0003956606.tif 000002
【図２】
0003956606.tif 000003
【図３】
0003956606.tif 000004
【図４】
0003956606.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003956606.tif 000008
【図８】
0003956606.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003956606.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
0003956606.tif 000015
【図１５】
0003956606.tif 000016
【図１６】
0003956606.tif 000017
【図１７】
0003956606.tif 000018
【図１８】
0003956606.tif 000019
【図１９】
0003956606.tif 000020
【図２０】
0003956606.tif 000021