JP2006141105A

JP2006141105A - 電動モータ及びそれを備える電動工具

Info

Publication number: JP2006141105A
Application number: JP2004327239A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Tanimoto; 英之谷本; Shinichi Sakamoto; 真一坂本
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2004-11-11
Filing date: 2004-11-11
Publication date: 2006-06-01
Also published as: CN100495863C; US20060097602A1; DE102005053684A1; CN1773811A

Abstract

【課題】製造コストの削減及び製造時間の短縮を実現可能な構造である電動モータを提供する。
【解決手段】第一モールドコイル２２は、第一コイル２２Ａと、その全体を覆う高熱伝導性・絶縁性・熱硬化性の樹脂２５（例えば、アルミナを充填したビニルエステル樹脂）とを有している。樹脂２５は、第一コイル装着部２１Ａ１に第一コイル２２Ａを装着し図示せぬ金型に装着後に、第一コイル２２Ａの全表面を覆うように金型内に注入され、樹脂２５によって第一コイル２２Ａと第一固定子コア２１Ａとは一体に固着成形されている。第二モールドコイル２３も第一モールドコイル２２と同様に、第二コイル２３Ａと、その全体を覆う樹脂２５とを有しており、樹脂２５によって第二コイル２３Ａと第二コア２３Ｂとは一体に固着成形されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、樹脂によりモールドされたコイルを有する電動モータと、それを備える電動工具に関する。

従来の電動工具に備えられる電動モータとして、コイルと固定子コアの中空部以外の部分との全体を樹脂で覆う構造が提案されている。この電動モータは、コイルを巻回した固定子コアをその軸方向両側から上金型と下金型とで挟み込み、これと同時に下金型に設けられた弾性体からなる中芯を中空部に挿入・密着させて、その後樹脂をコイルと固定子コアとの全体を覆うように流し込むことにより製造される（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−９６０１号公報

しかし、従来の電動工具に備えられる電動モータでは、金型構造が複雑でかつ精度が要求されるので金型コストが高かった。また、中芯を中空部に挿入・引き抜き時に固定子コアやコイルに接触しない（引っ掛からない）ようにするため、金型の移動に時間を費やし、電動モータの製造時間の増加を招いていた。

そこで本発明は、製造コストの削減及び製造時間の短縮を実現可能な構造である電動モータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、空気を吸入するための空気吸入口と該空気を排出するための空気排出口が形成されたハウジングと、該ハウジング内に収容固定され、第一コイル装着部と、該第一コイル装着部と対向する第二コイル装着部とを少なくとも備え、中空部が形成された固定子コアと、該第一コイル装着部に装着される第一コイルと、該第二コイル装着部に装着され、該第一コイルと対向する第二コイルと、該中空部であって、該第一コイルと該第二コイルとの間に回転可能に配置される回転子と、を備える電動モータと、該ハウジング内に設けられた該第一コイルと該第二コイルとを冷却するために、該空気吸入口から該ハウジング内に空気を取入れ該空気排出口に空気を吹出すファンとを備えた電動工具において、該固定子コアは、該第一コイル装着部を有する第一固定子コアと、該第一固定子コアとは別体で該第二コイル装着部を有する第二固定子コアとから少なくとも構成され、該第一コイルと該第一固定子とは樹脂で一体に固着成形され、該第二コイルと該第二固定子とは樹脂で一体に固着成形されている電動工具を提供している。

ここで、該第一コイルと該第一固定子との間及び該第二コイルと該第二固定子との間には、絶縁物が介在していることが好ましい。

更に、該第一固定子コア及び該第二固定子コアの該樹脂と接触する箇所には、凹部又は凸部の少なくともいずれか一方が形成されていることが好ましい。

また、本発明は、該ハウジング内に収容固定され、第一コイル装着部と、該第一コイル装着部と対向する第二コイル装着部とを少なくとも備え、中空部が形成された固定子コアと、該第一コイル装着部に装着される第一コイルと、該第二コイル装着部に装着され、該第一コイルと対向する第二コイルと、該中空部であって、該第一コイルと該第二コイルとの間に回転可能に配置される回転子と、を備える電動モータにおいて、該第一コイルと該第一固定子とは樹脂で一体に固着成形され、該第二コイルと該第二固定子とは樹脂で一体に固着成形されている電動モータを提供している。

請求項１に記載の電動工具及び請求項４に記載の電動モータによれば、第一コイルと該第一固定子とは樹脂で一体に固着成形され、該第二コイルと該第二固定子とは樹脂で一体に固着成形されているので、金型構造を簡略化することができ、金型コストを削減することができる。更に、モータの製造時間を短縮することができ、製造コストを削減することができる。

請求項２に記載の電動工具及び請求項５に記載の電動モータによれば、第一コイルと該第一固定子との間及び該第二コイルと該第二固定子との間には、絶縁物が介在しているので、固定子コアの電気絶縁性を更に向上させることができる。

請求項３に記載の電動工具及び請求項６に記載の電動モータによれば、第一固定子コア及び該第二固定子コアの該樹脂と接触する箇所には、凹部又は凸部の少なくともいずれか一方が形成されているので、樹脂による固定子コアと第一、二コイルとの一体性を強固にすることができる。

本発明の電動工具を携帯用丸鋸に適用した第１の実施の形態について図１乃至図４（ｄ）に基づき説明する。図１は携帯用丸鋸１の部分縦断面図である。図１に示されるように携帯用丸鋸１は、モータ２０を内部に支持収納するハウジング２と、ハンドル３と、モータ２０により回転駆動される鋸刃４と、ソーカバー５と、ベース６と、ファン７とを主に備える。ハウジング２の一端側には、ハウジング２内部と外部とを連通させる空気吸入口２ａが形成されている。ハンドル３は、ハウジング２に一体もしくは別部材として連結して設けられ、モータ２０の駆動を制御する図示せぬスイッチを備える。鋸刃４は、切断可能な方向（正転方向）にのみ回転可能に設けられている。ソーカバー５は、ハウジング２に取付けられて鋸刃４の外周の上側半分を覆う形状をなしている。

ソーカバー５には、後述するファン風を排出するためのファン風排出口５ａが形成されている。ベース６は、ソーカバー５を介してハウジング２と連結され、被切断材上を摺動可能な底面６ａを有し、鋸刃４を底面６ａより下方に突出させる図示せぬ開口部が形成されている。モータ２０は、第１モールドコイル２２、第２モールドコイル２３及び回転子２４を有し、ファン７は、第１モールドコイル２２、第２モールドコイル２３及び回転子２４を冷却するために、回転子軸である出力軸２６に固定して設けられている。

出力軸２６の一端側にはピニオンギア８が設けられている。出力軸２６およびピニオンギア８は、ハウジング２の空気吸入口２ａ側端部およびソーカバー５に設けられた第１軸受９、１０によって回転可能に支承されている。ソーカバー５内には出力軸２６と平行に延びる駆動軸１１が、第２軸受１２、１３により回転可能に支承されている。駆動軸１１のハウジング２側にはピニオンギア８と噛合するギア１４が、駆動軸１１と同軸に固定されている。駆動軸１１には、一対の鋸刃固定部材１５が駆動軸１１に対して回転不能に取付けられている。そして、鋸刃４は一対の鋸刃固定部材１５間に挟持固定されている。

携帯用丸鋸１には、ソーカバー５内において駆動軸１１の軸心を中心に回動可能に保持され、ソーカバー５内に収納可能で、鋸刃４外周のほぼ半分を覆う形状をしたセーフティーカバー１６が設けられている。セーフティーカバー１６には、手動回動操作用のレバー１６ａが取付けられている。セーフティーカバー１６は図示しないスプリング等の付勢手段によって付勢されており、図１に示すように大部分がベース６の底面６ａよりも下方に突出し鋸刃４外周が露出するのを防止する回動位置が初期状態となっている。切断作業時には、セーフティーカバー１６の切断方向前方側端部（図１の紙面に垂直方向手前側）が被切断材の端部に当接し、その状態で携帯用丸鋸１が切断方向に摺動することによってスプリングの付勢力に抗してセーフティーカバー１６はソーカバー５内に収納されるように駆動軸１１の軸心を中心に回動し、ベース６の底面６ａ側において鋸刃４が露出する。

次に図２及び図３に基づきモータ２０について説明する。図２は、モータ２０の斜視図であり、図３は、モータ２０のその長手方向に直交する断面図である。図２及び図３においては、回転子２４の図示を省略している。モータ２０は、固定子コア２１と、第一コイル２２及び第二コイル２３と、回転子２４（図１）とを有している。固定子コア２１はハウジング２に図示せぬ複数のリブにより支持固定され、第一固定子コア２１Ａと、第一固定子コア２１Ａと対向する第２固定子コア２１Ｂとから構成される。

第一固定子コア２１Ａは、第一コイル２２を装着するための第一コイル装着部２１Ａ１と、回転子２４の円周方向における第一コイル装着部２１Ａ１の両端から回転子２４の外周に沿うようにそれぞれ延びる一対の第一固定子コア脚部２１Ａ２とから構成される。第二固定子コア２１Ｂも第一固定子コア２１Ａと同様に第二コイル装着部２１Ｂ１と、一対の第二固定子コア脚部２１Ｂ２とから構成される。そして、一対の第一固定子コア脚部２１Ａ２の自由端と、一対の第一固定子コア脚部２１Ａ２に対向する一対の第二固定子コア脚部２１Ｂ２の自由端とは互いに嵌合し、この嵌合により固定子コア２１は回転子２４を遊挿するための中空部２１ａを提供している。

第一コイル装着部２１Ａ１は、後述する第一モールドコイル２２の一対の第一軸方向部２２Ｄをそれぞれ当接・支持し、固定子コア２１の軸方向に延びる互いに略平行な第一当接面２１Ｃと第二当接面２１Ｄとを有している。第二コイル装着部２１Ｂ１は、第一コイル装着部２１Ａ１の第一当接面２１Ｃと第二当接面２１Ｄと同様の、後述する第二モールドコイル２３の一対の第二軸方向部２３Ｄをそれぞれ当接・支持し、互いに略平行な第三当接面２１Ｅと第四当接面２１Ｆとを有している。また、第一当接面２１Ｃと第三当接面２１Ｅとは略同一平面上に位置し、第二当接面２１Ｄと第四当接面２１Ｆとは略同一平面上に位置している。

第一モールドコイル２２は、第一コイル２２Ａと、その全体を覆う高熱伝導性・絶縁性・熱硬化性の樹脂２５（例えば、アルミナを添加したビニルエステル樹脂）とを有している。樹脂２５は、第一コイル装着部２１Ａ１に第一コイル２２Ａを装着し図示せぬ金型に装着後に、第一コイル２２Ａの全表面を覆うように金型内に注入され、樹脂２５によって第一コイル２２Ａと第一固定子コア２１Ａとは一体に固着成形されている。第二モールドコイル２３も第一モールドコイル２２と同様に、第二コイル２３Ａと、その全体を覆う樹脂２５とを有しており、樹脂２５によって第二コイル２３Ａと第二コア２３Ｂとは一体に固着成形されている。また、第一、二モールドコイル２２、２３は、それぞれ固定子コア２１の軸方向両端部から外方に突出すると共に回転子２４の円周方向に沿う略円弧状のそれぞれ一対の第一、二円周方向部２２Ｃ、２３Ｃと、固定子コア２１の内周を回転子２４の軸方向に沿って延びるそれぞれ一対の第一、二軸方向部２２Ｄ、２３Ｄとから構成される。

そして、一対の第一円周方向部２２Ｃと一対の第一軸方向部２２Ｄとで略四角形状に、第一コイル装着部２１Ａ１の周囲に装着され、一対の第二円周方向部２３Ｃと一対の第一軸方向部２３Ｄとで略四角形状に、第二コイル装着部２１Ｂ１の周囲に装着される。また、一方の第一軸方向部２２Ｄの反第一当接面２１Ｃ側端部と、これに対向する第二軸方向部２３Ｄの反第三当接面２１Ｅ側端部とによって、ファン風を通過させるための風路２７が提供されている。他方の第一軸方向部２２Ｄの反第二当接面２１Ｄ側端部と、これに対向する第二軸方向部２３Ｄの反第四当接面２１Ｆ側端部とによっても、ファン風を通過させるための風路２７が提供されている。

次に携帯用丸鋸１の動作について説明する。図示せぬスイッチをＯＮにすることによって、図示せぬ電源から第一、二コイル２２Ａ、２３Ａ及び回転子２４に電流が流れる。これにより、第一コイル２２Ａと第二コイル２３Ａ間との間に磁界が発生し、この磁界と回転子２４に流れた電流とにより回転子２４を回転させる力が発生し、回転子２４は回転する。回転子２４が回転することによって出力軸２６も回転し、この回転力がピニオンギア８、ギア１４、駆動軸１１及び鋸刃固定部材１５を介して鋸刃４に伝達され、鋸刃４は正転方向に回転し切断作業が可能となる。

また、作業中は出力軸２６が回転することによってファン７も回転する。ファン７が回転すると、空気吸入口２ａよりハウジング２内部に空気（ファン風）が流入し、風路２７を通過する。従って、電流が流れることにより熱を発生する第一モールドコイル２２及び第二モールドコイル２３は冷却される。そして、ファン風はファン７の半径方向及び回転子２４の軸方向に流れて、ファン風排出口５ａから排出される。

風路２７を提供することにより、放熱部である第一モールドコイル２２及び第二モールドコイル２３の放熱面積を増加させることができる。従って、ファン風による冷却効率を向上させることができる。また、樹脂２５によって第一コイル２２Ａと第一コア２１Ａ及び第二コイル２３Ａと第二コア２３Ｂをそれぞれ一体に固着成形することによって、金型構造を簡略化することができ、金型コストを削減することができる。更に、モータの製造時間を短縮することができ、製造コストを削減することができる。

次に、モータの第一の変更例として図４に示すように、第一コイル２２Ａと第一固定子コア２１Ａとの間及び第二コイル２３Ａと第二固定子コア２１Ｂとの間に絶縁物２６を介在させて、樹脂２５によってそれらを一体に固着成形させた形状であっても良い。かかる構成によれば、固定子コア２１の電気絶縁性を更に向上させることができる。

次に、モータの第二の変更例として図５に示すように、第１〜第４当接面２１Ｃ〜２１Ｆに複数の凹部２８を形成してもよい。かかる構成によれば、凹部２８にも樹脂２５が流入・固化することとなるので、樹脂２５による固定子コア２１と第一、二コイル２２Ａ、２３Ａとの一体性を強固にすることができる。

本発明による電動工具は、上述した携帯用丸鋸１に限定されず、他の工具に適用しても良く、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、第二の変更例において、第１〜第４当接面２１Ｃ〜２１Ｆに複数の凹部２８を形成したが、複数の凸部を形成しても良い。かかる構成によっても、樹脂２５による固定子コア２１と第一、二コイル２２Ａ、２３Ａとの一体性を強固にすることができる。

本発明による電動工具を携帯用丸鋸に適用した実施の形態の部分縦断面図。第１の実施の形態におけるモータの斜視図。第１の実施の形態におけるモータのその長手方向に直交する断面図。モータの第一の変更例に係るモータの長手方向に直交する断面図。モータの第二の変更例に係るモータの長手方向に直交する断面図。

符号の説明

１携帯用丸鋸２ハウジング２ａ空気吸入口５ファン風排出口
７ファン２０モータ２１固定子コア２１Ａ第一固定子コア
２１Ｂ第二固定子コア２１ａ中空部２１Ａ１第一コイル装着部
２１Ｂ１第二コイル装着部２２Ａ第一コイル２３Ａ第二コイル
２４回転子２５樹脂２６絶縁物２８凹部

Claims

空気を吸入するための空気吸入口と該空気を排出するための空気排出口が形成されたハウジングと、
該ハウジング内に収容固定され、第一コイル装着部と、該第一コイル装着部と対向する第二コイル装着部とを少なくとも備え、中空部が形成された固定子コアと、該第一コイル装着部に装着される第一コイルと、該第二コイル装着部に装着され、該第一コイルと対向する第二コイルと、該中空部であって、該第一コイルと該第二コイルとの間に回転可能に配置される回転子と、を備える電動モータと、
該ハウジング内に設けられた該第一コイルと該第二コイルとを冷却するために、該空気吸入口から該ハウジング内に空気を取入れ該空気排出口に空気を吹出すファンとを備えた電動工具において、
該固定子コアは、該第一コイル装着部を有する第一固定子コアと、該第一固定子コアとは別体で該第二コイル装着部を有する第二固定子コアとから少なくとも構成され、
該第一コイルと該第一固定子とは樹脂で一体に固着成形され、該第二コイルと該第二固定子とは樹脂で一体に固着成形されていることを特徴とする電動工具。
該第一コイルと該第一固定子コアとの間及び該第二コイルと該第二固定子コアとの間には、絶縁物が介在していることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
該第一固定子コア及び該第二固定子コアの該樹脂と接触する箇所には、凹部又は凸部の少なくともいずれか一方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。
該ハウジング内に収容固定され、第一コイル装着部と、該第一コイル装着部と対向する第二コイル装着部とを少なくとも備え、中空部が形成された固定子コアと、
該第一コイル装着部に装着される第一コイルと、
該第二コイル装着部に装着され、該第一コイルと対向する第二コイルと、
該中空部であって、該第一コイルと該第二コイルとの間に回転可能に配置される回転子と、を備える電動モータにおいて、
該第一コイルと該第一固定子とは樹脂で一体に固着成形され、該第二コイルと該第二固定子とは樹脂で一体に固着成形されていることを特徴とする電動モータ。
該第一コイルと該第一固定子コアとの間及び該第二コイルと該第二固定子コアとの間には、絶縁物が介在していることを特徴とする請求項１に記載の電動モータ。
該第一固定子コア及び該第二固定子コアの該樹脂と接触する箇所には、凹部又は凸部の少なくともいずれか一方が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動モータ。