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【発明の名称】 電動工具
【発明者】 【氏名】田中 尚武

【氏名】村北 亙

【氏名】山口 四郎

【要約】 【課題】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ようにする。

【解決手段】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13と、冷却ファン13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13による気流が通過するよう通気孔1dを設けたケース1と、ケース1を収容し気流用の通気口14cを設けたハウジング14と、を備えた電動工具において、ハウジング14は、通気口14cをケース1の通気孔1dと位置合わせして設け、冷却ファン13は、その半径方向先端部に弾性部13dを有した構成にしている。
【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。
【出願人】 【識別番号】000005832
【氏名又は名称】松下電工株式会社
【出願日】 平成12年10月26日(2000.10.26)
【代理人】 【識別番号】100111556
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 淳二 (外1名)
【公開番号】 特開2002−127047(P2002−127047A)
【公開日】 平成14年5月8日(2002.5.8)
【出願番号】 特願2000−326933(P2000−326933)