JP2012139749A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化された冷却効率が高い電動工具の提供。
【解決手段】 本発明の電動工具のハウジング内には、ステータと、ステータに対して回転可能なロータとを備えたモータが収容されている。さらにハウジング内には、モータによって駆動される出力部の一部が収容されている。ステータは、凸部が設けられたステータコアと、凸部と当接可能な突起部が設けられてステータコアに接続されるインシュレータと、インシュレータに固定されるコイルを備えている。インシュレータはコイルとステータコアとを絶縁している。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動工具に関する。

従来、ＡＣ電源から整流子モータに供給された電力により駆動される電動工具、例えばインパクトドライバが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１２６３４４号公報

従来のインパクトドライバは、モータと、モータを収容するハウジングと、ハウジングに収容されモータから駆動力を受取る出力部とから主に構成されている。モータは、冷却ファンと、ステータと、ステータに対して回転可能なロータとを主に有し、ステータは、ステータコアと、ステータコアに接続されるインシュレータと、インシュレータに固定されるコイルとから構成されている。

ステータコアとインシュレータとは、ステータコアに形成された孔にインシュレータに設けられた突起が挿入されることによって互いに接続されている。モータの出力を決定する要素の一つは、コイルによって発生する磁束である。この磁束は、ステータコアの体積によって決まるため、ステータコアに孔を形成することによってモータに発生する磁束が減少することが懸念されていた。さらに、インパクトドライバに用いるモータのステータコアはそれ自体がもともと小型であることから、孔によって減少する体積がモータの出力に与える影響は顕著であった。従って、所望の出力を得るためにはステータコアのサイズを大きくせざるを得ず、インパクトドライバの小型化は困難であった。

さらに、従来のインパクトドライバでは、ハウジングには冷却ファンによって外気を取込む２つの吸気口と冷却風を排出する排気口とが形成されている。より詳細には、１の吸気口はモータに対して出力部の反対側（後方）に形成されており、他の吸気口はモータの回転軸に直交する方向（側方）に形成されている。排気口は、冷却ファンの回転軸の半径方向外方に形成されている。

従来のインパクトドライバだと吸気口が２つ形成されているため、１の吸気口から取込まれた冷却風と他の吸気口から取込まれた冷却風とが衝突することによって、円滑な冷却風の流れが阻害されていた。これによってモータの冷却効率が低下していた。

そこで本発明は、小型化された冷却効率が高い電動工具を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、ハウジングと、ステータと、前記ステータに対して回転可能なロータと、を有し、前記ハウジングに収容されるモータと、前記モータによって駆動される出力部と、を有する電動工具であって、前記ステータは、凸部が設けられたステータコアと、前記凸部と当接可能な突起部が設けられて前記ステータコアに接続されるインシュレータと、前記インシュレータに固定されるコイルと、を有することを特徴とする電動工具を提供している。

このような構成によると、ステータコアとインシュテータとは凸部と突起部とが当接することによって嵌合しているため、ステータコアに穴等をあけることなくインシュレータをステータコアに固定することができる。これにより、ステータコアの穴による磁束の減少を防止することが可能となるため、従来と同サイズのモータであってもモータパワーを向上させることができる。さらに、これによってモータのサイズを小さくすることが可能になるため、製品の小型化を図ることができる。

さらに、前記突起部は複数設けられていることが好ましい。

このような構成によると、突起部は複数設けられていることから、ステータコアとインシュレータとをより強固に固定することができる。

さらに、前記ステータコアは略円筒形状をなし、前記凸部は前記ステータコアの外周面に設けられており、前記突起部は前記インシュレータの外周面に設けられていることが好ましい。

このような構成によると、凸部はステータコアの外周面に設けられており突起部はインシュレータの半径方向外側の面にもうけられていることから、ステータコアの内部に設けられている場合と比較するとステータコアの内部空間を有効に利用することが可能となる。これにより、コイルの巻き数を増やすことが可能になり、モータパワーを向上させることができる。そうすると、モータのサイズを小さくすることが可能になるため、製品の小型化を図ることができる。

さらに、前記ハウジングは第１ハウジングと第２ハウジングとから構成され、前記ステータコアは、前記凸部と、前記第１ハウジング及び第２ハウジングと、が当接することにより前記ハウジング内に保持されていることが好ましい。

このような構成によると、ステータコアは凸部によって第１ハウジングと第２ハウジングに支持されているため、凸部はインシュレータをステータコアに固定する部材として使用されるとともにステータコアをハウジングに固定する部材として使用されている。これにより、新たに固定する部材を設けることなくステータコアをハウジングに固定することが可能となる。

さらに、前記ステータコアの内面には、軸方向に延びる複数のスロットが円周方向に並んで複数形成されており、それぞれの前記スロットの内周面全体には絶縁紙が配置されていることが好ましい。

さらに、前記インシュレータは、前記ステータコアの軸方向端面にそれぞれ当接するように設けられていることが好ましい。

このような構成によると、スロットの内周面全周に亘って絶縁紙が配置されていることから、ステータコアとコイルとを絶縁紙によって確実に絶縁することができる。また、インンシュレータによってステータコアとコイルとを絶縁する場合と比較すると、絶縁紙で絶縁する場合のほうがスロット内の空間を広く確保することができ、コイルの巻き数を増やすことができる。これにより、モータパワーを向上させることができ、モータのサイズを小さくすることが可能になるため、製品の小型化を図ることができる。

本発明の別の観点では、吸気口及び排気口が形成されたハウジングと、前記ハウジングに収容され、出力軸と前記出力軸に固定された冷却ファンとを備えるモータと、前記出力軸によって駆動され、前記ハウジングに前記モータと並んで配置され、一部が外部に露出している出力部と、を有する電動工具であって、前記吸気口は前記モータに対して前記出力部の反対側にのみ形成され、前記排気口は前記冷却ファンの半径方向外方に形成されていることを特徴とする電動工具を提供している。

このような構成によると、吸気口はモータに対して出力部の反対側にのみ形成されているため、吸気口が複数の場所に形成されている場合と比較すると、気流の衝突が無い。これにより、円滑に外気を取り込むことが可能となり、モータの冷却効率を上げることができる。

さらに、前記モータはブラシレスモータであって、前記モータと前記吸気口との間には前記モータに通電するための複数のスイッチング素子が配置されていることが好ましい。

このような構成によると、吸気口とモータとの間にスイッチング素子が配置されているため、冷却ファンの回転によってスイッチング素子も同時に冷却することができる。

さらに、前記スイッチング素子は略直方体であって、前記略直方体の長手方向が前記出力軸の軸方向と平行になるように配置されていることが好ましい。

このような構成によると、スイッチング素子の長手方向が軸方向と平行なため、スイッチング素子を効率的に冷却することができる。

さらに、前記スイッチング素子は、前記出力軸の軸方向視において前記吸気口と重複するような位置に配置されていることが好ましい。

さらに、前記冷却ファンは、遠心ファンであることが好ましい。

このような構成によると、軸方向視において吸気口とスイッチング素子とが重複するように配置されているため、スイッチング素子を効率的に冷却することができる。

本発明の別の観点によると、ハウジングと、ステータと、前記ステータに対して回転可能なロータと、を有し、前記ハウジングに収容されるモータと、前記モータによって駆動される出力部と、を有する電動工具であって、前記ステータは、係合部を有するステータコアと、前記係合部と係合可能な被係合部が設けられて前記ステータコアに接続されるインシュレータと、前記インシュレータに固定されるコイルと、を有することを特徴とする電動工具を提供している。

本発明によれば、小型化された冷却効率が高い電動工具を提供することができる。

本発明のインパクトドライバの断面図。 本発明のインパクトドライバの外観図。 本発明のインパクトドライバの背面図。 本発明のインパクトドライバの吸気口とスイッチング素子との位置関係を説明するための図。 本発明のインパクトドライバのモータの側面図。 本発明のインパクトドライバのモータの正面図。 本発明のインパクトドライバのモータの図４におけるＶ−Ｖ線の断面図。 本発明のインパクトドライバのモータのステータコアの断面図。 本発明のインパクトドライバのモータのステータコアの分解斜視図。 本発明のインパクトドライバのインバータ回路基板の正面図。 本発明のインパクトドライバのインバータ回路基板の背面図。 本発明のインパクトドライバのインバータ回路基板の側面図。 本発明のインパクトドライバのハンマケースの側面図。 本発明のインパクトドライバのハンマケースの正面図。 本発明のインパクトドライバのハンマケースの斜視図。 本発明のインパクトドライバのライト周辺の分解斜視図。 本発明のインパクトドライバの基板収容部の平面図。 本発明のインパクトドライバの制御回路基板の平面図。 本発明のインパクトドライバの制御回路基板の底面図。 本発明のインパクトドライバの電源回路基板の平面図。 本発明のインパクトドライバの電源回路基板の側面図。 本発明のインパクトドライバの制御ブロック図。 本発明の変形例のインパクトドライバのライト周辺の部分拡大図。 本発明の変形例のインパクトドライバのライト周辺の部分拡大図。 従来のインパクトドライバのハンマケースの側面図。 従来のインパクトドライバのハンマケースの正面図。 従来のインパクトドライバのハンマケースの斜視図。

以下、本発明の電動工具の一例として、本発明の実施の形態によるインパクトドライバ１の構成について、図１から図１３に基づき説明する。

図１に示すように、インパクトドライバ１は、ハウジング２と、モータ３と、ギヤ機構４と、ハンマ５と、アンビル６と、ライト７と、制御部８と、電源コード９と、から主に構成されている。アンビル６には、先端工具１０が着脱可能に装着されている。

インパクトドライバ１の外郭は、ハウジング２と、樹脂製のカバー２１とによって構成されている。カバー２１には、金属製のハンマケース２２が収容されていて、ハンマケース２２の一部は外部に露出している（図２）。カバー２１は、ストッパ２２Ａによってハンマケース２２に固定されている。ハウジング２は、胴体部２３と、ハンドル部２４と、基板収容部２５と、から構成されている。胴体部２３は略筒状を有しており、カバー２１及びハンマケース２２と共同して、モータ３と、ギヤ機構４と、ハンマ５と、アンビル６とを、当該順序で収容している。以下の説明においては、アンビル６を前側、モータ３側を後側と定義する。また、胴体部２３に対してハンドル部２４が延出している方向を下方と定義し、逆を上方と定義する。また、図１における紙面方向手前側を右方向と定義し、逆を左方向と定義する。

ハウジング２は、図３Ａ及び３Ｂに示すように左右方向に分割可能な２つ割ハウジングであり、右半分を構成する第１ハウジング２Ａと、左半分を構成する第２ハウジング２Ｂとから構成されている。第１ハウジング２Ａと第２ハウジング２Ｂとは、図２に示すように、複数のビス２Ｃで互いに固定されている。胴体部２３の後端面には外気を取込む複数の吸気口２３ａが形成されていて、胴体部２３の側面には第１ハウジング２Ａ及び第２ハウジング２Ｂのそれぞれに取込んだ外気を排出する複数の排気口２３ｂが形成されている。ハウジング２における吸気口は、ハウジング２の後端面に形成された吸気口２３ａのみである。

ハンドル部２４には、トリガ２６が設けられており、トリガ２６はハンドル部２４内に収容されたスイッチ機構２７と接続している。トリガ２６によって、モータ３への電力の供給と遮断とを切替えている。ハンドル部２４と胴体部２３と接続部分であってトリガ２６の直上には、モータ３の回転方向を切替える切替スイッチ２８が設けられている。

基板収容部２５には、制御部８が収容されており、電源コード９が下方に延出している。基板収容部２５は、アンビル６から先端工具１０が突出する方向（前方）に突出する突出部２５Ａを有している。突出部２５Ａのハンドル部２４側の面（上面）には、後述の打撃力表示パネル８１が設けられている。

モータ３は、ブラシレスモータであって、前後方向に延びる出力軸３１と、出力軸３１に固定され複数の永久磁石を有するロータ３２と、ロータ３２を囲むように配置され複数のコイル３３を備えるステータ３４と、出力軸３１に固定された冷却ファン３５と、を有する。詳細なモータ３の構成は後述する。

ギヤ機構４は、複数の歯車を備える遊星歯車機構で構成された減速機構であり、出力軸３１の回転を減速してハンマ５に伝達している。

ハンマ５は、前端に衝突部５１を、アンビル６は、後端に被衝突部６１を備えている。また、ハンマ５は、回転した際に衝突部５１が被衝突部６１と回転方向において衝突するように、バネ５２により前方に付勢されている。このような構成により、ハンマ５が回転した際に、アンビル６に打撃が与えられることとなる。

また、ハンマ５は、バネの付勢力に反して後方に移動することも可能に構成されており、衝突部５１と被衝突部６１との衝突後、ハンマ５はバネの付勢力に抗して回転しながら後退する。そして、衝突部５１が被衝突部６１を乗り越えると、バネに蓄えられた弾性エネルギーが解放されてハンマ５は前方に移動し、再び、衝突部５１と被衝突部６１とが衝突することとなる。

ライト７は、カバー２１によって保持されている。詳細なライト７の構成については後述する。制御部８は、基板収容部２５内に収容されており、ハンドル部２４内にも制御部８の素子の一部が収容されている。制御部８は、トリガ２６の操作量に応じてモータ３に供給する電力量を調整することにより、モータ３の回転速度を制御している。制御部８の詳細な構成については後述する。電源コード９は、図示せぬ電源と接続することによりモータ３及び制御部８に電源を供給する。

図６に示すように、ステータ３４は、略円筒状のステータコア３６と、ステータコア３６の軸方向両端に設けられているインシュレータ３７と、をさらに有する。ステータコア３６の内部には、半径方向内方に突出するように円周方向に並んで６つのティース３６Ａが設けられており、各ティース３６Ａの間にスロット３６ａが規定されている（図５Ｃ）。つまり、スロット３６ａもティース３６Ａと同様に、円周方向に並んで６つ形成されている。スロット３６ａの内周面全体には、コイル３３とステータコア３６とを絶縁するための絶縁紙３８が設けられている（図５Ａ及び５Ｂ）。ステータコア３６の外周面には、半径方向外方に突出するように４つの凸部３６Ｂが設けられていて、各凸部３６Ｂには円周方向の側面である当接面３６Ｃが規定されている。ステータコア３６は、第１ハウジング２Ａ及び第２ハウジング２Ｂのそれぞれに設けられた図示せぬ凹部と凸部３６Ｂとが嵌合することによってハウジング２に支持されている。つまり、ステータコア３６は左右方向からハウジング２に支持されている。凸部３６Ｂは、ハウジング２によって支持されると同時に、後述のようにインシュレータ３７を固定する役割も果たしている。

インシュレータ３７は、コイル３３とステータコア３６とを絶縁するためにステータコア３６の軸方向両端にそれぞれ設けられており、半径方向内方に突出するように円周方向に並んで６つのインシュレータ側ティース３７Ｃが設けられている。インシュレータ３７の外周面には、４つの突起部３７Ａが半径方向外方に突出するように設けられている。各突起部３７Ａには、円周方向側面であって当接部３６Ｃと当接可能な被当接部３７Ｂが規定されている。各インシュレータ３７の前後方向の端面がステータコア３６の前後方向の端面と当接するようにステータコア３６に装着された状態では、各当接部３６Ｃはそれぞれ被当接部３７Ｂと当接し、インシュレータ３７はステータコア３６に対して円周方向に回転不能となっている（図５Ａ〜Ｃ）。さらに、４つの突起部３７Ａとステータコア３６との嵌合はきつめに設定されているため、インシュレータ３７はステータコア３６に対して軸方向にも移動不能となっている。このとき、各ティース３６Ａと各インシュレータ側ティース３７Ｃとは円周方向において全て一致している。

インシュレータ３７には、コイル３３が固定されている。より詳細には、図５Ａに示すように、ステータコア３６の両端に設けられたインシュレータ３７のうちの一のインシュレータ３７のインシュレータ側ティース３７Ｃから巻き始められたコイル３３は、スロット３６ａを通過して他のインシュレータ３７のインシュレータ側ティース３７Ｃに掛けられた後、スロット３６ａを通過して再び一のインシュレータ３７に至る。この動作を複数回繰り返すことにより、コイル３３はインシュレータ３７に巻回される。このときコイル３３は、インシュレータ３７と絶縁紙３８とによって確実にステータコア３６と絶縁されている。コイル３３をインシュレータ３７に巻回する作業の際、インシュレータ３７とステータコア３６との位置がずれてしまうとコイル３３を巻回することができないため、インシュレータ３７とステータコア３６とは確実に固定されている必要がある。本実施の形態では、４つの凸部３６Ｂと４つの突起部３７Ａによってステータコア３６とインシュレータ３７とは確実に固定されている。

冷却ファン３５は、遠心ファンであり、出力軸３１の軸方向のから取込んだ空気を半径方向外方に排出している。排気口２３ｂは、胴体部２３において冷却ファン３５の半径方向外方に相当する位置に形成されている（図２）。

モータ３とハウジング２に形成された吸気口２３ａとの間（モータ３の後側）には、インバータ回路基板３９が上下方向に延びるように配置されている。図７Ａ〜７Ｃに示すように、インバータ回路基板３９上には、コイル３３に供給する電力を制御する略直方体の６つのスイッチング素子３９Ａが、長手方向が出力軸３１の軸方向と平行になるように配置されている。インバータ回路基板３９の略中央部分には、出力軸３１が貫通する貫通穴３９ａが形成されている。インバータ回路基板３９のスイッチング素子３９Ａが設けられている側とは反対側の面（モータ側の面）には、ロータ３２の位置を検出するための３つのホール素子３９Ｂが６０°の間隔を隔てて配置されている。図７Ｂ及び７Ｃにおける配線に示された矢印は、電気の流れを示している。つまり、図７Ｂであれば、インバータ回路基板３９にはスイッチ機構２７から電力が供給されていることを示している。図３Ｂに示すように、スイッチング素子３９Ａは、出力軸３１の軸方向視において吸気口２３ａと重複するような位置に設けられている。

ライト７はＬＥＤ（発光ダイオード）であって、前方がカバー２１に設けられた複数のリブ２１Ａによって支持され（図９）後方がハウジング２（胴体部２３）に支持されている（図１）。このとき、ライト７とハンマケース２２とは離間している。ハンマケース２２は、金属製であって先端部分が外部に露出していることから（図２）、当該露出部分に静電気ノイズが発生する虞がある。しかし、本実施の形態においては、ライト７とハンマケース２２とは離間しているため、ライト７が静電気ノイズの影響を受けにくくなっている。ライト７は後述のライトボタン８１Ａを押下することにより点灯し、その光はカバー２１に形成された孔２１ａ（図９）を通って先端工具１０の周囲を照らす。これにより、作業者は暗所でもライト７の明かりによって作業をすることができる。

制御部８は、打撃力表示パネル８１と、制御回路基板８２と、電源回路基板８３と、から構成されている。打撃力表示パネル８１は、突出部２５Ａのハンドル部２４側の面（上面）に設けられている。図１０に示すように、打撃力表示パネル８１には、ライトボタン８１Ａと、打撃力切替ボタン８１Ｂと、打撃力レベル表示部８１Ｃと、モード切替ボタン８１Ｄと、モード表示部８１Ｅと、を備えている。

作業者は、打撃力切替ボタン８１Ｂによってモータ３の回転数を変更することで、先端工具１０の打撃力を変更することができる。打撃力は４段階（モータ３の定格回転数の２５％、５０％、７５％、１００％）に調整可能であり、設定された打撃力は打撃力レベル表示部８１Ｃに表示される。一度設定された打撃力は電源コード９からの電源が遮断されるとリセットされて、再び電源が供給されるともっとも強い打撃力（１００％、打撃力レベル表示部８１Ｃは４つすべて点灯）に再設定される。

打撃力レベル表示部８１Ｃは、通電ランプとしても機能しており、電源コード９から電源が供給されると打撃力レベル表示部８１Ｃは、全点灯する。また、打撃力切替ボタン８１Ｂによって打撃力が変更された場合であっても打撃力レベル表示部８１Ｃの少なくとも一つが常時点灯しているため、作業者はインパクトドライバ１が通電されているか否かを打撃力レベル表示部８１Ｃの点灯によって確認することができる。より詳細には、後述するマイクロコンピュータ８２Ｂによって制御回路基板８２に電源が供給されているかを判断している。これにより、電源ケーブル９には電源が供給されているにもかかわらず、電源回路基板８３に異常があって制御回路基板８２に電源が供給されない場合であっても打撃力表示パネル８１が点灯しないため、電源回路基板８３の異常も打撃力表示パネル８１の点灯によって認識することができる。

モード切替ボタン８１Ｄは、モータ３を連続的に動作させるか（連発）、モータ３を単発的に動作させるか（単発）を切替えるためのボタンである。連発に設定されている場合は、トリガ２６を引いている間は、モータ３は連続的に動作する。このとき、モード表示部８１Ｅは、「連発」が点灯している。単発に設定されている場合は、ハンマ５とアンビル６とが所定回数衝突したら、モータ３が停止する。制御回路基板８２上には、後述のショックセンサー８２Ａが設けられており、ショックセンサー８２Ａによって振動を検出し、この振動によってハンマ５とアンビル６との衝突回数を検知している。このとき、モード表示部８１Ｅは、「単発」が点灯している。

制御回路基板８２は、基板収容部２５内であって、ハンドル部２４に最も近い位置に配置されている（図１）。また、打撃力表示パネル８１は制御回路基板８２の直上に位置している。図１１Ａ、Ｂに示すように、制御回路基板８２は、ハンマ５とアンビル６との衝突回数検出のためのショックセンサー８２Ａと、インパクトドライバ１全体を制御するマイクロコンピュータ８２Ｂと、打撃力表示パネル８１に対応したパネル制御部８２Ｃとを備えている。パネル制御部８２Ｃは、複数のボタンとＬＥＤとを備えており、各素子の配置が打撃力表示パネル８１における各ボタン及び表示部の配置（図１０）と対応している。制御回路基板８２は、絶縁のために表面がシリコンで覆われている。図１３に示すように、マイクロコンピュータ８２Ｂは、スイッチ機構２７と接続されており、スイッチ機構２７から入力されたトリガ２６の引き代に応じてモータ３の回転数を制御している。具体的には、ホール素子３９Ｂからの信号を受信して、インバータ回路基板３９のスイッチング素子３９Ａを駆動するためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御信号をインバータ回路基板３９のスイッチング素子３９Ａに出力している。

電源回路基板８３は、基板収容部２５内であって電源コード９と制御回路基板８２との間に配置されている（図１）。電源回路基板８３は、図１２Ａ及び１２Ｂに示すように、電源コード９から供給される交流電源を全波整流するためのダイオードブリッジ８３Ａと、電源コード９から供給されるＡＣ１００Ｖ電源から発生するノイズを除去するためのチョークコイル８３Ｂと、スイッチング素子３９Ｂによって発生するノイズを除去するための第１コンデンサ８３Ｃと（図１３）、全波整流された電流を平滑化するための第２コンデンサ８３Ｄと、制御回路基板８２に供給する電源を作るためのＩＰＤ素子８３Ｅと、を備えている。図１２Ａ及び１２Ｂにおける配線に示された矢印は、電気の流れを示している。電源回路基板８３は、断面形状が略Ｃ字状の上方が開放した容器８４に外表面を覆われており、容器８４はウレタンで満たされている。つまり、電源回路基板８３及び電源回路基板８３上の各素子は、ウレタンによって固定されていると同時に絶縁、防振、防水されている。容器８４はウレタンで満たされていることにより、他の基板と比較すると重くなっている。

ダイオードブリッジ８３Ａは、直方体であってその長手方向が電源回路基板８３と平行になるように電源回路基板８３上に配置されている。これにより、基板収容部２５内に占める電源回路基板８３のスペースを最小限に抑えることができる。チョークコイル８３Ｂ及び第１コンデンサ８３Ｃは、他の素子と比較するとその体積及び重量が大きくなっており、ハンドル部２４に収容されている（図１）。本実施の形態では、ハンドル部２４の温度上昇を防止するために、第１コンデンサ８３Ｃは発熱しにくいフィルムコンデンサを採用している。インパクトドライバ１では、作業者が把持するハンドル部２４の一端側（上側）にモータ３やギヤ機構４などの金属製の部材を配置し、他端（下側）に基板の中でも重量のある電源回路基板８３及び制御回路基板８２を配置し、ハンドル部２４内の基板収容部２５側寄りの位置に重い素子であるチョークコイル８３Ｂ及び第１コンデンサ８３Ｃを配置してインパクトドライバ１全体の重量バランスを良好に保っている。具体的には、作業者が把持するハンドル部２４の直上に重心が位置するように各部材が配置されている。

電源コード９から供給された交流１００Ｖ電源は、ダイオードブリッジ８３Ａによって整流された後に一部はＩＰＤ素子８３Ｅによって１８Ｖまで降圧されて制御回路基板８２に駆動用電源として供給される。残りは、モータ３駆動用電源として１４０Ｖまで昇圧されて、スイッチ機構２７を介してインバータ回路基板３９に供給される。ハウジング２内では、下から上に向かって電源コード９、電源回路基板８３、制御回路基板８２、スイッチ機構２７、インバータ回路基板３９の順番で収容されている。このように、電源コード９からモータ３までの電気の流れとハウジング２内の各部材の配置とが一致していることから、各基板間の配線を効率的に行うことができる。

次に、インパクトドライバ１の動作について説明する。電源コード９を図示せぬ電源と接続することにより、制御回路基板８２のマイクロコンピュータ８２Ｂに駆動用電源が供給されて、打撃力レベル表示部８１Ｃが全点灯する。この状態で作業者がトリガ２６を引くと、その引き代に応じた回転数でモータ３が回転する。これと同時に冷却ファン３５も回転して、吸気口２３ａから外気を取込む。この外気は、スイッチング素子３９Ａ、インバータ回路基板３９、モータ３を冷却して排気口２３ｂから外部に排出される。モータ３が回転することによって、ハンマ５がアンビル６を打撃し、先端工具１０が回転する。作業者がトリガ２６を離すことによりモータ３は停止する。電源コード９を図示せぬ電源から引抜くことにより、打撃力レベル表示部８１Ｃは消灯する。

このような構成によると、打撃力レベル表示部８１Ｃが突出部２５Ａのハンドル部２４側に設けられているため、作業者が打撃力表示部８１Ｃの表示を確認し易い。

このような構成によると、打撃力表示部８１Ｃに打撃力切替ボタン８１Ｂが設けられているため、一方の手でハンドル部２４を把持した状態で他方の手で打撃力切替ボタン８１Ｂを操作することができる。

このような構成によると、電源コード９に電量が供給された場合には常にマイクロコンピュータ８２Ｂが打撃力表示部８１Ｃを点灯させるため、新たに通電ランプを設ける必要が無くなり部品点数を削減することができる。

このような構成によると、電源コード９からの電力は電源回路基板８３によって直流電源に変換されて制御回路基板８２に供給されており、電源コード９、電源回路基板８３、制御回路基板８２の順番で基板収容部２５内に収容されているため、電力が供給される順番通りに配置されている。これにより、基板収容部内２５の配線を最小限に抑えることができ、基板収容部２５内のスペースを有効に活用することができる。さらに、基板収容部２５を小型化することが可能となる。さらに、作業者が把持するハンドル部２４の一端側に重量のあるモータ３やギヤ機構４などが配置され、他端側にも比較的質量の大きい素子を備える電源回路基板８３や制御回路基板８２を配置したことにより、作業者がハンドル部２４を把持した際の重量バランスが良好となって、長時間作業時の作業でも疲れにくいインパクトドライバ１を実現することができる。

このような構成によると、制御回路基板８２にはマイクロコンピュータ８２Ｂが搭載されているため、マイクロコンピュータ８２Ｂによってモータ３の回転数を制御することが可能となり、状況に応じて打撃力の強さを変更することができる。

このような構成によると、モータ３は胴体部２３内に収容されていて電源回路基板８３は基板収容部２５に収容されていることから、モータ３に供給する電源配線は基板収容部２５からハンドル部２４を介して胴体部２３のモータ３と接続している。基板収容部２５と胴体部２３との中間に位置するハンドル部２４内にトリガ２６を設けたことにより、各部材が、電力が供給される順番通りにハウジング２内に配置されることとなるため、ハウジング２内のスペースを有効活用することができる。これにより、インパクトドライバ１を小型化することができる。

このような構成によると、比較的質量のあるチョークコイル８３Ｂや第１コンデンサ８３Ｃがハンドル部２４内のハンドル部２４側に収容されていることにより、作業者がハンドル部２４を把持した際の重量バランスが良好となって、長時間作業時の作業でも疲れにくいインパクトドライバ１を実現することができる。さらに、ハンドル部２４内の空間を有効に活用することによって基板収容部２５を小型化することができる。

このような構成によると、ライト７はカバー２１に保持されていて金属製のハンマケース２２には保持されていないのでため、ハンマケース２２に静電気ノイズなどが発生した場合であっても静電気ノイズがライト７に影響を与えることがない。これにより、静電気ノイズによるライト７の破損を防止することができる。さらに、図１６Ａ〜Ｃに示す従来のハンマケース１２２には、ライト７を支持するためのライト支持部材１２２Ａが設けられていたため、当該箇所に静電気ノイズが集中していた。しかし、本実施の形態においては、図８Ａ〜Ｃに示すように、ハンマケース２２にライト７を保持する部材が不要となったためこの部材に静電気ノイズが集中することを防止することができる。これにより、ハンマケース２２を静電気ノイズが帯電しにくい形状とすることができる。

このような構成によると、ライト７はハウジング２とカバー２１とによって挟持されているため、より強固に保持されることとなる。

このような構成によると、カバー２１が樹脂製であるため、ライト７への静電気ノイズの遮断の信頼性をより高めることができる。

このような構成によると、ステータコア３６とインシュレータ３７とは凸部３６Ｂと突起部３７Ａとが当接することによって嵌合しているため、ステータコア３６に穴等をあけることなくインシュレータ３７をステータコア３６に固定することができる。これにより、ステータコア３６の穴による磁束の減少を防止することが可能となるため、従来と同サイズのモータであってもモータパワーを向上させることができる。さらに、これによってモータ３のサイズを小さくすることが可能になるため、製品の小型化を図ることができる。

このような構成によると、突起部３７Ａは複数設けられていることから、ステータコア３６とインシュレータ３７とをより強固に固定することができる。

このような構成によると、凸部３６Ｂはステータコア３６の外周面に設けられており突起部３７Ａはインシュレータ３７の半径方向外側の面にもうけられていることから、ステータコア３６の内部に設けられている場合と比較するとステータコア３６の内部空間を有効に利用することが可能となる。これによってコイル３３の巻き数を増やすことができ、モータパワーを向上させることができる。そうすると、モータ３のサイズを小さくすることが可能になるため、インパクトドライバ１の小型化を図ることができる。

このような構成によると、ステータコア３６は凸部３６Ｂによって第１ハウジング２Ａと第２ハウジング２Ｂに支持されているため、凸部３６Ｂはインシュレータ３７をステータコア３６に固定する部材として使用されるとともにステータコア３６をハウジング２に固定する部材として使用されている。これにより、新たに固定する部材を設けることなくステータコア３６をハウジング２に固定することが可能となる。

このような構成によると、スロット３６ａの内周面全周に亘って絶縁紙３８が配置されていることから、ステータコア３６とコイル３３とを絶縁紙３８によって確実に絶縁することができる。また、インンシュレータ３７によってステータコア３６とコイル３３とを絶縁する場合と比較すると、絶縁紙３８で絶縁する場合のほうがスロット３６ａ内の空間を広く確保することができ、コイル３３の巻き数を増やすことができる。これにより、モータパワーを向上させることができ、モータ３のサイズを小さくすることが可能になるため、インパクトドライバ１の小型化を図ることができる。

このような構成によると、吸気口２３ａはモータ３に対してハンマ５の反対側にのみ形成されているため、吸気口２３ａが複数の場所に形成されている場合と比較すると、気流の衝突が無い。これにより、円滑に外気を取り込むことが可能となり、モータ３の冷却効率を上げることができる。

このような構成によると、吸気口２３ａとモータ３との間にスイッチング素子３９Ａが配置されているため、冷却ファン３５の回転によってスイッチング素子３９Ａも同時に冷却することができる。

このような構成によると、スイッチング素子３９Ａの長手方向が軸方向と平行なため、スイッチング素子３９Ａを効率的に冷却することができる。

このような構成によると、軸方向視において吸気口２３ａとスイッチング素子３９Ａとが重複するように配置されているため、スイッチング素子３９Ａを効率的に冷却することができる。

なお、本発明の電動工具は、上述した実施の形態に限定されず、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、クラッチを有するドライバドリル、往復打撃機構を有するハンマドリル、油圧の打撃機構部を有するオイルパルスドライバなどであってもよい。

本実施の形態では、本発明の電動工具として、インパクトドライバ１を用いて説明したが、本発明は、ブラシレスモータを搭載しＡＣ電源によって駆動される電動工具であれば、インパクトドライバに限定されるものではない。

本実施の形態では、ギヤ機構４として遊星歯車機構を用いたが、これに限定されるものではなく、また、減速機構を必ずしも備えている必要はない。

本実施の形態では、ライト７は前側をカバー２１によって支持されていたが、これに限定されるものではない。図１４に示すように、カバー２１はライトカバー部２２１を有し、ライト７とカバー２１との間にライトカバー部２２１が介在するように構成しても良い。これにより、ライト７への静電気ノイズの遮断の信頼性をより高めることができる。

本実施の形態では、ライト７は後側をハウジング２によって支持されていたが、これに限定されるものではない。例えば、図１５に示すように、上下方向からライトカバー部２２１とリブ２１Ａとによって挟持されていてもよい。そうすると、ライト７はハウジング２と離間していてカバー２１はハウジング２と接触しているため、作業時における振動がハウジング２を介してライト７に伝わることを防止することができる。これにより、ライト７の破損を防止することができる。

本実施の形態では、ステータコア３６の凸部３６Ｂは４つ設けられていたが、これに限定されるものではない。また、インシュレータ３７の突起部３７Ａは４つ設けられていたが、これに限定されるものではない。例えば、突起部が一つ設けられていて、凸部はその突起部を挟むように２つ設けられていてもよい。これにより、インシュレータがステータコアに対して回転することを防止できる。

本実施の形態では、凸部３６Ｂはステータコア３６の外周面に設けられ、突起部３７Ａはインシュレータ３７の外周面に設けられていたが、これに限定されるものではない。例えば、凸部をステータコアの内周面に設け、突起部をインシュレータの内周面に設けても良い。また、インシュレータとステータコアとの当接面にステータコアの突起部を設け、インシュレータ側には突起部に嵌合する凹みを設けても良い。このような構成によってもステータコアに孔を開ける必要がないため、磁束の減少を抑えることができる。

本実施の形態では、打撃力レベル表示部８１Ｃを通電ランプとして使用したが、これに限定されるものではない。例えば、モード表示部８１Ｅを通電ランプとして、電源コード９に電源が供給された際に点灯させても良い。また、ライト７を通電ランプとして使用しても良い。

本実施の形態では、カバー２１は樹脂製であったが、絶縁材料であればこれに限定されるものではない。例えば、ゴム製であっても良い。

本実施の形態では、電源コード９に電源が供給されたか否かはマイクロコンピュータ８２Ｂによって判断しているが、これに限定されるものではない。例えば、電源回路基板上に設けられた素子によって通電を判断しても良い。

本実施の形態では、スイッチング素子３９Ａをモータの後方に配置したが、スイッチング素子の配置はこれに限定されるものではない。例えば、電源回路基板８３に設けてもよく、制御回路基板８２に設けてもよい。

１・・インパクトドライバ ２・・ハウジング ３・・モータ ４・・ギヤ機構 ５・・ハンマ ６・・アンビル ７・・ライト ８・・制御部 ９・・電源コード ２１・・カバー ２１Ａ・・リブ ２２・・ハンマケース ２３・・胴体部 ２３ａ・・吸気口 ２３ｂ・・排気口 ２４・・ハンドル部 ２５・・基板収容部 ２５Ａ・・突出部 ２６・・トリガ ３１・・出力軸 ３２・・ロータ ３３・・コイル ３４・・ステータ ３５・・冷却ファン ３６・・ステータコア ３６Ａ・・ティース ３６Ｂ・・凸部 ３６ａ・・スロット ３７・・インシュレータ ３７Ａ・・突起部 ３８・・絶縁紙 ３９・・インバータ回路基板 ３９Ａ・・スイッチング素子 ３９Ｂ・・ホール素子 ５２・・バネ ８１・・打撃力表示パネル ８１Ａ・・ライトスイッチ ８１Ｂ・・打撃力切替スイッチ ８１Ｃ・・打撃力レベル表示部 ８１Ｄ・・モード切替スイッチ ８２・・制御回路基板 ８２Ａ・・ショックセンサー ８２Ｂ・・マイクロコンピュータ ８３・・電源回路基板 ８３Ａ・・ダイオードブリッジ ８３Ｂ・・チョークコイル ８３Ｃ・・第１コンデンサ ８３Ｄ・・第２コンデンサ ２２１・・ライトカバー部

Claims (12)

1. ハウジングと、
   ステータと、前記ステータに対して回転可能なロータと、を有し、前記ハウジングに収容されるモータと、
   前記モータによって駆動される出力部と、を有する電動工具であって、
   前記ステータは、凸部が設けられたステータコアと、前記凸部と当接可能な突起部が設けられて前記ステータコアに接続されるインシュレータと、前記インシュレータに固定されるコイルと、を有することを特徴とする電動工具。
2. 前記突起部は複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
3. 前記ステータコアは略円筒形状をなし、前記凸部は前記ステータコアの外周面に設けられており、前記突起部は前記インシュレータの外周面に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の電動工具。
4. 前記ハウジングは第１ハウジングと第２ハウジングとから構成され、
   前記ステータコアは、前記凸部と、前記第１ハウジング及び第２ハウジングと、が当接することにより前記ハウジング内に保持されていることを特徴とする請求項３に記載の電動工具。
5. 前記ステータコアの内面には、軸方向に延びる複数のスロットが円周方向に並んで複数形成されており、それぞれの前記スロットの内周面全体には絶縁紙が配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載の電動工具。
6. 前記インシュレータは、前記ステータコアの軸方向端面にそれぞれ当接するように設けられていることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載に記載の電動工具。
7. 吸気口及び排気口が形成されたハウジングと、
   前記ハウジングに収容され、出力軸と前記出力軸に固定された冷却ファンとを備えるモータと、
   前記出力軸によって駆動され、前記ハウジングに前記モータと並んで配置され、一部が外部に露出している出力部と、を有する電動工具であって、
   前記吸気口は前記モータに対して前記出力部の反対側にのみ形成され、前記排気口は前記冷却ファンの半径方向外方に形成されていることを特徴とする電動工具。
8. 前記モータはブラシレスモータであって、
   前記モータと前記吸気口との間には前記モータに通電するための複数のスイッチング素子が配置されていることを特徴とする請求項７に記載の電動工具。
9. 前記スイッチング素子は略直方体であって、前記略直方体の長手方向が前記出力軸の軸方向と平行になるように配置されていることを特徴とする請求項８に記載の電動工具。
10. 前記スイッチング素子は、前記出力軸の軸方向視において前記吸気口と重複するような位置に配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載の電動工具。
11. 前記冷却ファンは、遠心ファンであることを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の電動工具。
12. ハウジングと、
    ステータと、前記ステータに対して回転可能なロータと、を有し、前記ハウジングに収容されるモータと、
    前記モータによって駆動される出力部と、を有する電動工具であって、
    前記ステータは、係合部を有するステータコアと、前記係合部と係合可能な被係合部が設けられて前記ステータコアに接続されるインシュレータと、前記インシュレータに固定されるコイルと、を有することを特徴とする電動工具。

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