電動工具
【課題】ブラシレスモータの冷却効果に優れた冷却構造を有する電動工具を提供する。
【解決手段】
胴体ハウジング部５０ａの内周部からステータ１２の外周部へ突出してステータの外周部を保持する突出部２３であって、第１の幅を有する第１の突出部と、第１の幅より小さい第２の幅を有する複数の第２の突出部と、第２の突出部間に形成され、冷却ファン１５によって吸気口１７から胴体ハウジング部内に取り込まれた気体を流通させる空気流路１９とを備える。
【解決手段】
胴体ハウジング部５０ａの内周部からステータ１２の外周部へ突出してステータの外周部を保持する突出部２３であって、第１の幅を有する第１の突出部と、第１の幅より小さい第２の幅を有する複数の第２の突出部と、第２の突出部間に形成され、冷却ファン１５によって吸気口１７から胴体ハウジング部内に取り込まれた気体を流通させる空気流路１９とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータを使用する電動工具に関し、特に、モータハウジング部に収容されるブラシレスモータに対する冷却効果および防塵効果を向上させた電動工具の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ブラシレスモータ（ＤＣモータ）は、小形化が可能であり、回転軸に取り付けられるロータに対しブラシおよび整流子を用いた電気的接続が不要となるので、高寿命が可能である。このため、コードレス電動工具の駆動源としてブラシレスモータを採用することが考えられる。
【０００３】
しかし、ブラシレスモータを駆動すると、比較的大きな電力損失が熱となって発生し、熱の影響によりモータの高出力化や正常な動作が阻害される場合がある。電力損失の大部分は、ステータコイルに電流が流れることにより生じる銅損と、磁束密度の変化によってステータコア材に生じる鉄損であり、特に、ステータ部の鉄損が大きな発熱源となり、コードレス電動工具への適用が困難となる。
【０００４】
このため、従来のブラシレスモータにおいて、種々のステータに対する冷却構造が提案されている。例えば、従来のステータの冷却構造としては、下記特許文献１に開示されているように、モータハウジング内に外気を吸入する開口部と、ハウジング内の冷却風をハウジングの外へ排気する開口部とを、ステータを挟んで回転軸方向に互いに離間してハウジングに設け、ロータに一体的に取付けたファンによってハウジング内に空気を導入し、特に、ステータコイル間に冷却風を流動させることにより、ステータコイル部を直接冷却する構造が提案されている。
【０００５】
さらに、ブラシレスモータにおいて、インバータ回路基板（モータ駆動回路基板）のスイッチング素子を構成する出力トランジスタは、ステータコイルに大電流の駆動信号を供給することから発熱量が多くなり、冷却対策が要求される。インバータ回路基板の冷却構造としては、従来、下記特許文献２に開示されているように、モータハウジング内の冷却気体の流路上にモータのステータ部と共にインバータ回路基板を配置した構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２７４８００号公報
【特許文献２】特開２００５−１０２３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ブラシレスモータは、モータのロータに対しブラシおよび整流子を用いた電気的接続が不要となるので、高寿命化が可能であると共に、モータ内部への塵埃の侵入を防止することが可能な防塵構造を達成し易い。このため、ブラシレスモータは、直流電源を用いる携帯用電動工具（コードレス電動工具）の駆動源として好適であると考えられる。
【０００８】
本願発明者等は、ブラシレスモータをインパクトドライバ等の携帯用電動工具の駆動源への適用を検討したところ、木粉や金属粉等の粉塵が混在した空気の作業環境下で使用される電動工具にあっては、モータのステータとロータ間のエアギャップ等に鉄粉や木粉が詰まり、モータにロック現象が起きてしまい、その結果、コイルに過大な電流が流れることによるモータの駆動トランジスタやコイル焼損等による電動工具の故障の原因となり、防塵対策が要求された。
【０００９】
モータ内への粉塵の侵入を防止する簡単な防塵構造としては、モータのハウジング全体を密閉構造とすることが考えられる。しかし、単にモータ全体を密閉構造にするだけでは、必然的に冷却風が流れない構造になるので、冷却効果が損なわれてしまい、通常運転時でも巻線の温度が異常に上昇し、コイル焼損等の故障の原因となる問題が生ずる。
【００１０】
従って、本発明の目的は、モータ部の冷却効果に優れた冷却構造を有する電動工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記本発明の目的を達成するために、本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次のとおりである。
【００１２】
本発明の一つの特徴によれば、吸気口が設けられた胴体ハウジング部と、前記胴体ハウジング部に収容された略円筒状のステータと、前記ステータの内部に配置されたロータとを有するブラシレスモータと、前記胴体ハウジング部内に収容され、前記ブラシレスモータの回転軸に装着された冷却ファンと、前記ブラシレスモータにより駆動される先端工具取付部材と、前記胴体ハウジング部の内周部から前記ステータの外周部へ突出して前記ステータの外周部を保持する突出部であって、第１の幅を有する第１の突出部と、前記第１の幅より小さい第２の幅を有する複数の第２の突出部と、前記第２の突出部間に形成され、前記冷却ファンによって前記吸気口から前記胴体ハウジング部内に取り込まれた気体を流通させる空気流路と、を備える。
【００１３】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記空気流路は更に前記第１の突出部と前記第２の突出部間に形成される。
【００１４】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記ステータを挟んで、前記冷却ファンと反対側の位置に、前記回転軸と略直角方向に延びるように配置されると共に、中心に設けた穴部を前記回転軸が貫通するように配置された基板と、を備えた。
【００１５】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記冷却ファンの外方に位置する前記胴体ハウジングに前記気体を排出する排気口を備えた。
【００１６】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記突出部を前記胴体ハウジング部と一体に形成した。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ブラシレスモータの冷却効果に優れた冷却構造を有する電動工具を提供することができる。
【００１８】
本発明の上記および他の目的、ならびに本発明の上記および他の新規な特徴は、本明細書の以下の記述および添付図面から更に明らかにされるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る電動工具の全体断面図。
【図２】図１に示した電動工具のモータハウジング部の断面図。
【図３】図１に示した電動工具のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図４】図１に示した電動工具に使用されたステータ保持部材の平面図。
【図５】図４に示したステータ保持部材の変形例を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施形態を説明する全図において、同一の機能を有する部材については同一の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。
【００２１】
図１は本発明の電動工具をコードレスタイプのインパクトドライバに適用した部分断面図、図２は図１に示した電動工具のモータハウジング部の断面図、図３は図１に示したモータ部のＡ−Ａ線に沿う断面図である。最初に、これらの図面を参照して工具全体の構成について説明する。
【００２２】
図１に示すように、インパクトドライバ５０は、後述するブラシレスモータ３の回転軸１１と同一方向に沿って、一端部（図面の左端部）から他端部（図面の右端部）に延在し、モータ３を収納する合成樹脂材料のモータハウジング部５０ａと、モータハウジング部５０ａの他端部に連続して形成された、減速機構部４ａおよびインパクト機構部４ｂを含む動力伝達機構部４を収容する動力伝達ハウジング部５０ｂと、モータハウジング部５０ａおよび動力伝達ハウジング部５０ｂから垂下するハンドルハウジング部５０ｃとから構成された工具本体を含み、動力伝達ハウジング部５０ｂの先端部はアンビル１０の端部が突出し、アンビル角穴部１０ａには先端工具、例えばドライバビット（図示なし）を着脱自在に差し込んで取付部材１０ｂによって固定できるように構成されている。アンビル角穴部１０ａには、他の先端工具としてボルト締付用ビットも装着することができる。
【００２３】
モータハウジング部５０ａは、図３に示されるような筒状の形状を有し、その内周部内には、駆動源となるブラシレスモータ３が収容もしくは装着される。
【００２４】
ブラシレスモータ３の回転軸１１は、モータハウジング部５０ａの端壁部５０ｅ（図１参照）に設けられた軸受部材１１ａと、モータハウジング部５０ａの減速機構部４ａ側に設けられた軸受部材１１ｂによって支承されている。
【００２５】
ブラシレスモータ３は、３相ブラシレスＤＣモータから成り、図３に示すように、円筒状の外形をもつステータ１２と、ステータ１２の内周部１２ｂ内に同心軸状に設けられ、回転軸方向に延びるＮ極およびＳ極の永久磁石部材１３ｃが埋め込まれたマグネット型ロータ１３とを有する。ステータ１２の内周部１２ｂとその外周部１２ｃとの間には回転軸方向に延びるスロット１２ｆを有し、そのスロット１２ｆ内のステータコアにはステータコイル１２ａが巻回されている。ステータコイル１２ａは、例えばスター結線に電気的接続された３相コイルを構成している。
【００２６】
インバータ回路２２は、ブラシレスモータ３のステータコイル１２ａに３相の大駆動電流を通電するために、ブリッジ形式に電気的接続された６個の、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ）のような大電流容量の出力トランジスタ（スイッチング素子）２１を実装する円形状の回路基板から構成されている。このインバータ回路２２の円形状回路基板は、ロータ１３に対する粉塵の侵入を防ぐ防塵構造の一部を形成する。
【００２７】
すなわち、本発明によれば、インバータ回路の円形状回路基板（２２）は、ステータ１２の一端部１２ｄ側を全面的に覆い、その中央部において回転軸１１およびスリーブ２４が貫通する穴部が形成されている。一方、ステータ１２の他端部１２ｅ側には、防塵カバー２５が設けられ、インバータ回路基板２２と同様に、ステータ１２の他端部１２ｅ側の側面を覆っている。これらインバータ回路基板２２および防塵カバー２５の両者は、ステータ１２と共に、ロータ１３を閉塞または密封する防塵構造（密閉構造）を形成し、モータ部３のロータ１３への粉塵の侵入を防止する。
【００２８】
モータ駆動回路装置２は、ＣＰＵ等を含むマイコンから構成され、ロータ１３と磁気的に結合されたホールＩＣ等を有する回転位置検出回路（図示なし）より入力される回転位置検出信号等に基づいて、インバータ回路２２を制御し、インバータ回路２２の出力トランジスタ２１によってステータコイル１２ａへ３相駆動電流を供給する。
【００２９】
図２および図３に示すように、モータハウジング部５０ａは、動力伝達ハウジング部５０ｂおよびハンドルハウジング部５０ｃと共に一体に形成された合成樹脂材料からなり、図３に示されるような、モータ３の回転軸中心に沿った垂直面で２分される断面形状が半円状のハウジング部材５０ａの一対（図３に示す左側部材５０ａと右側部材５０ａ）を準備し、予め、図２の部分断面図で示すような一方のハウジング部材５０ａに、モータ３のロータ回転軸１１やステータ１２等の組込みを行い、しかる後、図１に示すように一対のハウジング部材５０ａの他方を重ねて、ねじ締め等で一対のハウジング部材５０ａを締結させる方法が取られる。したがって、一対のモータハウジング部材５０ａの締結体（完成体）において、ステータ１２は、ハウジング部材５０ａと一体形成された複数のステータ保持部材２３によって把持または挟持される。
【００３０】
減速機構部４ａは、ピニオンギア（サンギア）１１ｃと、そのピニオンギア１１ｃおよびリングギア７に噛み合う二つの遊星ギア６を有し、これらは動力伝達ハウジング部５０ｂ内のインナカバー（図示なし）内に組み込まれている。スピンドル８には、この減速機構部４ａによって、ブラシレスモータ３の回転に対し減速された回転力が与えられる。
【００３１】
インパクト機構部４ｂは、減速機構部４ａを介して回転力が与えられるスピンドル８と、スピンドル８に取付けられてスピンドル８の回転軸方向に移動可能に係合し、回転打撃力を与えるハンマ９と、ハンマ９による回転打撃力で回転するアンビル１０とを備える。ハンマ９およびアンビル１０は、回転平面上の２箇所に互いに対称的に配置された２つのハンマ凸部（打撃部）９ａおよび２つのアンビル凸部１０ｃをそれぞれ有し、該ハンマ凸部９ａおよびアンビル凸部１０ｃは互いに回転方向に噛み合う位置に設置されている。
【００３２】
ハンマ凸部９ａとアンビル凸部１０ｃの噛み合いにより、回転打撃力が先端工具に伝えられる。このとき、上記ハンマ９は、スピンドル８を囲むリング域で、スピンドル８に対して軸方向に摺動自在にされていると共に、スプリング（弾性体部材）５によって軸方向前方へと付勢されている。ハンマ９の内周面には、逆Ｖ字型（略三角形）のカム溝９ｂが設けられ、一方、スピンドル８の外周面には軸方向にＶ字型のカム溝８ａが設けられている。スピンドル８の回転力は、スピンドルカム溝８ａとハンマカム溝９ｂとの間に挿入されたボール（鋼球）８ｂを介して、次のようにハンマ９に伝達される。
【００３３】
すなわち、インパクト機構部４ｂにおいて、被加工物へネジ等の締付具を回転させるための負荷トルクよりもハンマ９の回転トルクの方が小さいと、モータ３から与えられるスピンドル８の回転力は、ボール８ｂを挟持するスピンドルカム溝８ａおよびハンマカム溝９ｂを介してハンマ９に伝達され、スピンドル８およびハンマ９を一緒に回転させ始める。スピンドル８およびハンマ９は相対的にねじられることになり、ハンマ９は、スピンドルカム溝８ａに沿って、スプリング５をねじりながら、図面左方向へ、圧縮しつつ後退し、ハンマ凸部９ａがアンビル凸部１０ｃとの結合から離れた時点から、ハンマ９はアンビル凸部１０ｃの高さを乗り越えると、アンビル１０との噛み合いが解ける。
【００３４】
さらにハンマ９は、スプリング５による付勢とスピンドルカム溝８ａによるガイドを受けて、回転しつつ、図面右方向へ前進し、ハンマ凸部（打撃部）９ａで回転前方のアンビル１０のアンビル凸部１０ｃに衝撃トルクを与える。この衝撃トルクは、アンビル１０のアンビル角穴部（先端工具保持部）１０ａに取付けられた、先端工具（例えば、ドライバビット）へ伝わり、さらにドライバビットから締付具ネジに回転衝撃トルクを伝えて、被加工部材へのネジ込みもしくは締付けを行う。再びハンマ凸部９ａおよびアンビル凸部１０ｃが互いに係合することになるので、その後、再びハンマ９の後退が始まり、上記の打撃動作を繰返すことになる。
【００３５】
ハンドルハウジング部５０ｃには、モータ３の駆動電源となる電池パックケース１がハンドルハウジング部５０ｃの下端部に着脱可能に装着されている。電池パックケース１は、図示されないリチウムイオン二次電池、ニッケル・カドミウム二次電池等から成る電池パック本体を収容し、該電池パック本体の一部はハンドルハウジング部５０ｃ内に挿入され、収容される。電池パックケース１は、ハンドルハウジング部５０ｃの一部に設けられたトリガスイッチ５０ｄを介してモータ駆動回路装置２に電気的接続され、電力を供給する。
【００３６】
以上のように構成されたインパクトドライバ５０によれば、作業者がハンドルハウジング部５０ｃを把持しながら、トリガスイッチ５０ｄを引けば、トリガスイッチ５０ｄがオン状態となり、インパクトドライバ５０の動作を開始できる。
【００３７】
モータ３の回転力は、回転軸１１のピニオンギア１１ｃを介して遊星ギア６とリングギア７で減速し、その回転力をスピンドル８に伝達すると共に、ネジ締め中にアンビル１０（先端工具）に所定以上の負荷トルクがかかるとスプリング５の作用によりハンマ９は回転力を打撃力へと変換する。これによりハンマ９はアンビル１０に装着されている先端工具に回転打撃力を与えてネジを締め付けることができる。
【００３８】
以上の構成において、本発明に従うブラシレスモータ３のモータハウジング部５０ａへの装着構造は次の特徴を有する。
【００３９】
図２および図３に示すように、モータハウジング部５０ａは、その内周部からステータ１２の外周部へ突出する突出部（リブ）２３ａ、２３ｂを有し、かつ該突出部２３ａ、２３ｂがモータ回転軸方向に沿って延在し、互いに空間部１９で隔離された複数のステータ保持部材２３を有する。ステータ１２を把持または保持するための複数のステータ保持部材２３は、突出部２３ａの突出上面が広い幅Ｗ１（図３参照）を持つ面状ステータ保持部材（２３a）と、突出部２３ｂの突出上面が狭い幅Ｗ２（Ｗ２＜Ｗ１）（図３参照）を持つ棒状ステータ保持部材（２３ｂ）とから成る。図２および図４の（ａ）に示すように、隣接する一対の棒状ステータ保持部材２３ｂは、回転軸方向に沿う長さが、長さＬ１と長さＬ２（Ｌ２＜Ｌ１）をもつ、長さが異なる棒状ステータ保持部材（リブ構造）２３ｂによって構成されている。複数のステータ保持部材２３を互いに隔離する空間部１９は、冷却風（気体）２０の流通路（１９）として作用する。
【００４０】
図１に示すように、ロータ１３の回転軸１１には、スリーブ２４と冷却ファン１５が設けられているので、ロータ１３の回転時には、冷却ファン１５も同時に回転する。
【００４１】
冷却ファン１５の作用によって、冷却風２０は、まず、発熱量の多いインバータ回路２２の出力トランジスタ２１を冷却することができる。特に、インバータ回路２２を構成する出力トランジスタ２１は、ＩＧＢＴのような大電流容量のスイッチングトランジスタから成り、ステータコイル１２ａを大電流で駆動する。このため出力トランジスタ２１の電力損失が大きくなり、多くの発熱量が問題となる。したがって、インバータ回路２２の出力トランジスタ２１の冷却効果を向上させることが重要である。さらに、冷却風２０は、ステータ１２のステータコアに生ずる鉄損またはステータコイル１２ａに生ずる銅損等に基づくステータ１２部における発熱を冷却することができる。本発明に従う冷却風２０の流れの様子は、次のとおりである。
【００４２】
図１に示すように、冷却ファン１５により吸引された冷却風２０は吸気口１７よりモータハウジング５０a内部へ流入し、インバータ回路２２に設けられた出力トランジスタ２１を冷却する。その後、冷却風２０はモータハウジング部５０ａの内壁とステータ１２の間隙に設けられた空気通路（空間部）１９を通る際にステータ１２の外周部を冷却し、冷却ファン１５へ導かれる。その後、排気口１８より排出される。
【００４３】
冷却の際、図３に示すように、ステータ１２の外周部には、互いに冷却風流通路１９によって隔離された複数のステータ保持部材２３がフィン状に接触するので、冷却風によるステータ１２の冷却面積を広く確保できると共に、ステータ保持部材２３によるステータ１２の保持力（把持力）を強くすることができる。
【００４４】
また、上記の好ましい実施形態では、図２および図４の（ａ）に示すように、隣接する一対の棒状ステータ保持部材２３ｂを、回転軸方向に沿う長さにおいて、特に、長さＬ１と長さＬ２を持つように形成する。これによって、冷却風２０がステータ１２の外周部の空気流通路１９へ流入する際の損失を、図４の（ｂ）に示すように、長さを一様にＬ１にした場合に比較して、より低減するためである。もちろん、本発明において、ステータ１２おける電力損失が少なく発熱量が少ない場合は、図４の（ｂ）に示すように、隣接する一対の棒状ステータ保持部材２３ｂの長さを一様にＬ１に形成してもよい。この場合、全部の棒状ステータ保持部材２３ｂの長さがＬ１と長くなるので、ステータ１２の保持力をより強くすることができる。
【００４５】
図４の（ａ）と図４の（ｂ）の装着構造の違いに基づく冷却効果の違いが表れる理由は、次のとおりである。図４の（ｂ）に示すように複数のステータ保持部材２３ｂの長さ（大きさ）Ｌ１が同一である場合、冷却風２０がステータ１２の外周部の空気流通路１９へ流入する冷却風の流れが、流れ２０aとして示すように、急激に狭い流通路へ入り込むために、ステータ１２を保持するステータ保持部材２３ｂの入口部での損失が大きくなる。
【００４６】
それに対し、好ましい実施形態では、図４の（ａ）に示すように、隣接する棒状ステータ保持部材２３ｂの長さ（大きさ）がＬ１およびＬ２と異なっているので、冷却風２０が空気流通路１９へ流入する際、冷却風の流れが流れ２０aおよび流れ２０ｂのように除々に狭い箇所へ入り込む形態となるために、入口部での損失が図４の（ｂ）に示す場合と比較して低減することができる。
【００４７】
一方、上述したように、ステータ１２の一端側１２ｄにはインバータ回路を構成する円形状回路基板２２が設けられ、またステータ１２の他端側１２ｅには防塵カバー２５が設けられている。これら円形状回路基板２２および防塵カバー２５は、ロータ１３の両端部を封止するように配置されて、ステータ１２と協働してロータ１３を取り囲む密閉構造を形成するので、上述したような冷却風２０によって、例え、好ましくない粉塵がモータハウジング部５０ａ内に運搬されたとしても、ロータ１３内への侵入を抑制することができる。以上の実施形態による装着構造によれば、モータ部の冷却効果を向上させると共に、モータ部の防塵構造を具備する電動工具を提供できる。
【００４８】
以上の実施形態において、全ステータ保持部材２３を全て棒状ステータ保持部材２３ｂに構成する必要はないが、図２に示すように、面状ステータ保持部材２３ａと共に、棒状ステータ保持部材２３ｂを採用することで空気流通路１９の損失をより低減し、ステータ１２を強固に保持することができる。
【００４９】
また、棒状ステータ保持部材２３ｂの大きさを異なるように設定するにあたっては、隣接する一対のものの長さを異ならせる場合について述べたが、図５に示すように、ステータ１２を保持する棒状ステータ保持部材２３ｂの幅（回転軸方向と直交する方向の幅）を、部分的に寸法Ｗ３と広くすることで、空気流通路１９の損失を低減することが可能となる。すなわち、図５に示すように、隣接する棒状ステータ保持部材２３ｂ間の間隔を広目に設定して、長さが同じ棒状ステータ保持部材２３ｂについて、その中央部を寸法Ｗ３と幅広く形成してもよい。
【００５０】
また、空気流通路１９へ冷却風２０が流入する際の損失をさらに低減するために、図２に示すように、ステータ保持部材２３ｂの回転軸方向の両端部２３ｃ、２３ｄを面取り形状（角Ｒの形状を含む）または流線形状に形成してもよい。
【００５１】
上記した防塵カバー２５は、モータハウジング部５０ａの内周部との間に空気流通路１９を形成している。防塵カバー２５の角部２５ａにて、冷却風２０の流れを折り曲げる必要があり、流れの曲がり損失が発生する恐れがある。この損失を低減させるために、防塵カバー角部２５ａを面取り形状（角Ｒの形状を含む）または流線形状に加工することが好ましい。これにより冷却風２０の風量の低減を防止することが可能となる。
【００５２】
以上の実施形態の説明より明らかにされるように、本発明によれば、モータハウジング部の内周部に形成されるフィン状のステータ保持部材によって、ブラシレスモータのステータに優れた冷却効果を与える冷却構造を提供することができる。また、ブラシレスモータの使用により粉塵を吸い込まないモータ部の防塵構造を提供することができる。これによって、冷却効果の優れた冷却構造および防塵構造を具備するブラシレスモータを駆動源とする電動工具を提供することが可能である。
【００５３】
なお、以上の実施形態では、３相ブラシレス直流モータを使用した電動工具について説明したが、３相以外のブラシレス直流モータを使用した電動工具についても適用することができる。また、本発明は、インパクトドライバに限らず、電動ドリル等の電動回転工具に適用することもできる。本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１：電池パックケース ２：モータ駆動回路装置 ３：ブラシレスモータ
４：動力伝達機構部 ４ａ：減速機構部 ４ｂ：インパクト機構部
５：スプリング ６：遊星ギア ７：リングギア
８：スピンドル ８ａ：スピンドル外周面のカム溝 ８ｂ：ボール（鋼球）
９：ハンマ ９ａ：ハンマ凸部 ９ｂ：ハンマ内周面のカム溝
１０：アンビル １０ａ：アンビル角穴部 １０ｂ：先端工具取付部材
１０ｃ：アンビル凸部 １１：回転軸 １１ａ、１１ｂ：軸受部材
１１ｃ：ピニオンギア １２：ステータ １２ａ：ステータコイル
１２ｂ：ステータの内周部 １２ｃ：ステータの外周部
１２ｄ：ステータの一端部 １２ｅ：ステータの他端部
１２ｆ：ステータのスロット １３：ロータ １３ｃ：永久磁石部材
１５：冷却ファン １７：吸気口 １８：排気口 １９：空気通路（空間部）
２０：冷却風（冷却気体） ２０ａ、２０ｂ：ステータ保持部材間の冷却風
２１：出力トランジスタ ２２：インバータ回路（回路基板）
２３：ステータ保持部材 ２３ａ：面状ステータ保持部材
２３ｂ：棒状ステータ保持部材 ２４：スリーブ ２５：防塵カバー
２５ａ：防塵カバーの角部 ５０：電動工具（インパクトドライバ）
５０ａ：モータハウジング部 ５０ｂ：動力伝達ハウジング部
５０ｃ：ハンドルハウジング部 ５０ｄ：トリガスイッチ
５０ｅ：モータハウジングの端壁部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータを使用する電動工具に関し、特に、モータハウジング部に収容されるブラシレスモータに対する冷却効果および防塵効果を向上させた電動工具の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ブラシレスモータ（ＤＣモータ）は、小形化が可能であり、回転軸に取り付けられるロータに対しブラシおよび整流子を用いた電気的接続が不要となるので、高寿命が可能である。このため、コードレス電動工具の駆動源としてブラシレスモータを採用することが考えられる。
【０００３】
しかし、ブラシレスモータを駆動すると、比較的大きな電力損失が熱となって発生し、熱の影響によりモータの高出力化や正常な動作が阻害される場合がある。電力損失の大部分は、ステータコイルに電流が流れることにより生じる銅損と、磁束密度の変化によってステータコア材に生じる鉄損であり、特に、ステータ部の鉄損が大きな発熱源となり、コードレス電動工具への適用が困難となる。
【０００４】
このため、従来のブラシレスモータにおいて、種々のステータに対する冷却構造が提案されている。例えば、従来のステータの冷却構造としては、下記特許文献１に開示されているように、モータハウジング内に外気を吸入する開口部と、ハウジング内の冷却風をハウジングの外へ排気する開口部とを、ステータを挟んで回転軸方向に互いに離間してハウジングに設け、ロータに一体的に取付けたファンによってハウジング内に空気を導入し、特に、ステータコイル間に冷却風を流動させることにより、ステータコイル部を直接冷却する構造が提案されている。
【０００５】
さらに、ブラシレスモータにおいて、インバータ回路基板（モータ駆動回路基板）のスイッチング素子を構成する出力トランジスタは、ステータコイルに大電流の駆動信号を供給することから発熱量が多くなり、冷却対策が要求される。インバータ回路基板の冷却構造としては、従来、下記特許文献２に開示されているように、モータハウジング内の冷却気体の流路上にモータのステータ部と共にインバータ回路基板を配置した構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２７４８００号公報
【特許文献２】特開２００５−１０２３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ブラシレスモータは、モータのロータに対しブラシおよび整流子を用いた電気的接続が不要となるので、高寿命化が可能であると共に、モータ内部への塵埃の侵入を防止することが可能な防塵構造を達成し易い。このため、ブラシレスモータは、直流電源を用いる携帯用電動工具（コードレス電動工具）の駆動源として好適であると考えられる。
【０００８】
本願発明者等は、ブラシレスモータをインパクトドライバ等の携帯用電動工具の駆動源への適用を検討したところ、木粉や金属粉等の粉塵が混在した空気の作業環境下で使用される電動工具にあっては、モータのステータとロータ間のエアギャップ等に鉄粉や木粉が詰まり、モータにロック現象が起きてしまい、その結果、コイルに過大な電流が流れることによるモータの駆動トランジスタやコイル焼損等による電動工具の故障の原因となり、防塵対策が要求された。
【０００９】
モータ内への粉塵の侵入を防止する簡単な防塵構造としては、モータのハウジング全体を密閉構造とすることが考えられる。しかし、単にモータ全体を密閉構造にするだけでは、必然的に冷却風が流れない構造になるので、冷却効果が損なわれてしまい、通常運転時でも巻線の温度が異常に上昇し、コイル焼損等の故障の原因となる問題が生ずる。
【００１０】
従って、本発明の目的は、モータ部の冷却効果に優れた冷却構造を有する電動工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記本発明の目的を達成するために、本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次のとおりである。
【００１２】
本発明の一つの特徴によれば、吸気口が設けられた胴体ハウジング部と、前記胴体ハウジング部に収容された略円筒状のステータと、前記ステータの内部に配置されたロータとを有するブラシレスモータと、前記胴体ハウジング部内に収容され、前記ブラシレスモータの回転軸に装着された冷却ファンと、前記ブラシレスモータにより駆動される先端工具取付部材と、前記胴体ハウジング部の内周部から前記ステータの外周部へ突出して前記ステータの外周部を保持する突出部であって、第１の幅を有する第１の突出部と、前記第１の幅より小さい第２の幅を有する複数の第２の突出部と、前記第２の突出部間に形成され、前記冷却ファンによって前記吸気口から前記胴体ハウジング部内に取り込まれた気体を流通させる空気流路と、を備える。
【００１３】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記空気流路は更に前記第１の突出部と前記第２の突出部間に形成される。
【００１４】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記ステータを挟んで、前記冷却ファンと反対側の位置に、前記回転軸と略直角方向に延びるように配置されると共に、中心に設けた穴部を前記回転軸が貫通するように配置された基板と、を備えた。
【００１５】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記冷却ファンの外方に位置する前記胴体ハウジングに前記気体を排出する排気口を備えた。
【００１６】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記突出部を前記胴体ハウジング部と一体に形成した。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ブラシレスモータの冷却効果に優れた冷却構造を有する電動工具を提供することができる。
【００１８】
本発明の上記および他の目的、ならびに本発明の上記および他の新規な特徴は、本明細書の以下の記述および添付図面から更に明らかにされるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る電動工具の全体断面図。
【図２】図１に示した電動工具のモータハウジング部の断面図。
【図３】図１に示した電動工具のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図４】図１に示した電動工具に使用されたステータ保持部材の平面図。
【図５】図４に示したステータ保持部材の変形例を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施形態を説明する全図において、同一の機能を有する部材については同一の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。
【００２１】
図１は本発明の電動工具をコードレスタイプのインパクトドライバに適用した部分断面図、図２は図１に示した電動工具のモータハウジング部の断面図、図３は図１に示したモータ部のＡ−Ａ線に沿う断面図である。最初に、これらの図面を参照して工具全体の構成について説明する。
【００２２】
図１に示すように、インパクトドライバ５０は、後述するブラシレスモータ３の回転軸１１と同一方向に沿って、一端部（図面の左端部）から他端部（図面の右端部）に延在し、モータ３を収納する合成樹脂材料のモータハウジング部５０ａと、モータハウジング部５０ａの他端部に連続して形成された、減速機構部４ａおよびインパクト機構部４ｂを含む動力伝達機構部４を収容する動力伝達ハウジング部５０ｂと、モータハウジング部５０ａおよび動力伝達ハウジング部５０ｂから垂下するハンドルハウジング部５０ｃとから構成された工具本体を含み、動力伝達ハウジング部５０ｂの先端部はアンビル１０の端部が突出し、アンビル角穴部１０ａには先端工具、例えばドライバビット（図示なし）を着脱自在に差し込んで取付部材１０ｂによって固定できるように構成されている。アンビル角穴部１０ａには、他の先端工具としてボルト締付用ビットも装着することができる。
【００２３】
モータハウジング部５０ａは、図３に示されるような筒状の形状を有し、その内周部内には、駆動源となるブラシレスモータ３が収容もしくは装着される。
【００２４】
ブラシレスモータ３の回転軸１１は、モータハウジング部５０ａの端壁部５０ｅ（図１参照）に設けられた軸受部材１１ａと、モータハウジング部５０ａの減速機構部４ａ側に設けられた軸受部材１１ｂによって支承されている。
【００２５】
ブラシレスモータ３は、３相ブラシレスＤＣモータから成り、図３に示すように、円筒状の外形をもつステータ１２と、ステータ１２の内周部１２ｂ内に同心軸状に設けられ、回転軸方向に延びるＮ極およびＳ極の永久磁石部材１３ｃが埋め込まれたマグネット型ロータ１３とを有する。ステータ１２の内周部１２ｂとその外周部１２ｃとの間には回転軸方向に延びるスロット１２ｆを有し、そのスロット１２ｆ内のステータコアにはステータコイル１２ａが巻回されている。ステータコイル１２ａは、例えばスター結線に電気的接続された３相コイルを構成している。
【００２６】
インバータ回路２２は、ブラシレスモータ３のステータコイル１２ａに３相の大駆動電流を通電するために、ブリッジ形式に電気的接続された６個の、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ）のような大電流容量の出力トランジスタ（スイッチング素子）２１を実装する円形状の回路基板から構成されている。このインバータ回路２２の円形状回路基板は、ロータ１３に対する粉塵の侵入を防ぐ防塵構造の一部を形成する。
【００２７】
すなわち、本発明によれば、インバータ回路の円形状回路基板（２２）は、ステータ１２の一端部１２ｄ側を全面的に覆い、その中央部において回転軸１１およびスリーブ２４が貫通する穴部が形成されている。一方、ステータ１２の他端部１２ｅ側には、防塵カバー２５が設けられ、インバータ回路基板２２と同様に、ステータ１２の他端部１２ｅ側の側面を覆っている。これらインバータ回路基板２２および防塵カバー２５の両者は、ステータ１２と共に、ロータ１３を閉塞または密封する防塵構造（密閉構造）を形成し、モータ部３のロータ１３への粉塵の侵入を防止する。
【００２８】
モータ駆動回路装置２は、ＣＰＵ等を含むマイコンから構成され、ロータ１３と磁気的に結合されたホールＩＣ等を有する回転位置検出回路（図示なし）より入力される回転位置検出信号等に基づいて、インバータ回路２２を制御し、インバータ回路２２の出力トランジスタ２１によってステータコイル１２ａへ３相駆動電流を供給する。
【００２９】
図２および図３に示すように、モータハウジング部５０ａは、動力伝達ハウジング部５０ｂおよびハンドルハウジング部５０ｃと共に一体に形成された合成樹脂材料からなり、図３に示されるような、モータ３の回転軸中心に沿った垂直面で２分される断面形状が半円状のハウジング部材５０ａの一対（図３に示す左側部材５０ａと右側部材５０ａ）を準備し、予め、図２の部分断面図で示すような一方のハウジング部材５０ａに、モータ３のロータ回転軸１１やステータ１２等の組込みを行い、しかる後、図１に示すように一対のハウジング部材５０ａの他方を重ねて、ねじ締め等で一対のハウジング部材５０ａを締結させる方法が取られる。したがって、一対のモータハウジング部材５０ａの締結体（完成体）において、ステータ１２は、ハウジング部材５０ａと一体形成された複数のステータ保持部材２３によって把持または挟持される。
【００３０】
減速機構部４ａは、ピニオンギア（サンギア）１１ｃと、そのピニオンギア１１ｃおよびリングギア７に噛み合う二つの遊星ギア６を有し、これらは動力伝達ハウジング部５０ｂ内のインナカバー（図示なし）内に組み込まれている。スピンドル８には、この減速機構部４ａによって、ブラシレスモータ３の回転に対し減速された回転力が与えられる。
【００３１】
インパクト機構部４ｂは、減速機構部４ａを介して回転力が与えられるスピンドル８と、スピンドル８に取付けられてスピンドル８の回転軸方向に移動可能に係合し、回転打撃力を与えるハンマ９と、ハンマ９による回転打撃力で回転するアンビル１０とを備える。ハンマ９およびアンビル１０は、回転平面上の２箇所に互いに対称的に配置された２つのハンマ凸部（打撃部）９ａおよび２つのアンビル凸部１０ｃをそれぞれ有し、該ハンマ凸部９ａおよびアンビル凸部１０ｃは互いに回転方向に噛み合う位置に設置されている。
【００３２】
ハンマ凸部９ａとアンビル凸部１０ｃの噛み合いにより、回転打撃力が先端工具に伝えられる。このとき、上記ハンマ９は、スピンドル８を囲むリング域で、スピンドル８に対して軸方向に摺動自在にされていると共に、スプリング（弾性体部材）５によって軸方向前方へと付勢されている。ハンマ９の内周面には、逆Ｖ字型（略三角形）のカム溝９ｂが設けられ、一方、スピンドル８の外周面には軸方向にＶ字型のカム溝８ａが設けられている。スピンドル８の回転力は、スピンドルカム溝８ａとハンマカム溝９ｂとの間に挿入されたボール（鋼球）８ｂを介して、次のようにハンマ９に伝達される。
【００３３】
すなわち、インパクト機構部４ｂにおいて、被加工物へネジ等の締付具を回転させるための負荷トルクよりもハンマ９の回転トルクの方が小さいと、モータ３から与えられるスピンドル８の回転力は、ボール８ｂを挟持するスピンドルカム溝８ａおよびハンマカム溝９ｂを介してハンマ９に伝達され、スピンドル８およびハンマ９を一緒に回転させ始める。スピンドル８およびハンマ９は相対的にねじられることになり、ハンマ９は、スピンドルカム溝８ａに沿って、スプリング５をねじりながら、図面左方向へ、圧縮しつつ後退し、ハンマ凸部９ａがアンビル凸部１０ｃとの結合から離れた時点から、ハンマ９はアンビル凸部１０ｃの高さを乗り越えると、アンビル１０との噛み合いが解ける。
【００３４】
さらにハンマ９は、スプリング５による付勢とスピンドルカム溝８ａによるガイドを受けて、回転しつつ、図面右方向へ前進し、ハンマ凸部（打撃部）９ａで回転前方のアンビル１０のアンビル凸部１０ｃに衝撃トルクを与える。この衝撃トルクは、アンビル１０のアンビル角穴部（先端工具保持部）１０ａに取付けられた、先端工具（例えば、ドライバビット）へ伝わり、さらにドライバビットから締付具ネジに回転衝撃トルクを伝えて、被加工部材へのネジ込みもしくは締付けを行う。再びハンマ凸部９ａおよびアンビル凸部１０ｃが互いに係合することになるので、その後、再びハンマ９の後退が始まり、上記の打撃動作を繰返すことになる。
【００３５】
ハンドルハウジング部５０ｃには、モータ３の駆動電源となる電池パックケース１がハンドルハウジング部５０ｃの下端部に着脱可能に装着されている。電池パックケース１は、図示されないリチウムイオン二次電池、ニッケル・カドミウム二次電池等から成る電池パック本体を収容し、該電池パック本体の一部はハンドルハウジング部５０ｃ内に挿入され、収容される。電池パックケース１は、ハンドルハウジング部５０ｃの一部に設けられたトリガスイッチ５０ｄを介してモータ駆動回路装置２に電気的接続され、電力を供給する。
【００３６】
以上のように構成されたインパクトドライバ５０によれば、作業者がハンドルハウジング部５０ｃを把持しながら、トリガスイッチ５０ｄを引けば、トリガスイッチ５０ｄがオン状態となり、インパクトドライバ５０の動作を開始できる。
【００３７】
モータ３の回転力は、回転軸１１のピニオンギア１１ｃを介して遊星ギア６とリングギア７で減速し、その回転力をスピンドル８に伝達すると共に、ネジ締め中にアンビル１０（先端工具）に所定以上の負荷トルクがかかるとスプリング５の作用によりハンマ９は回転力を打撃力へと変換する。これによりハンマ９はアンビル１０に装着されている先端工具に回転打撃力を与えてネジを締め付けることができる。
【００３８】
以上の構成において、本発明に従うブラシレスモータ３のモータハウジング部５０ａへの装着構造は次の特徴を有する。
【００３９】
図２および図３に示すように、モータハウジング部５０ａは、その内周部からステータ１２の外周部へ突出する突出部（リブ）２３ａ、２３ｂを有し、かつ該突出部２３ａ、２３ｂがモータ回転軸方向に沿って延在し、互いに空間部１９で隔離された複数のステータ保持部材２３を有する。ステータ１２を把持または保持するための複数のステータ保持部材２３は、突出部２３ａの突出上面が広い幅Ｗ１（図３参照）を持つ面状ステータ保持部材（２３a）と、突出部２３ｂの突出上面が狭い幅Ｗ２（Ｗ２＜Ｗ１）（図３参照）を持つ棒状ステータ保持部材（２３ｂ）とから成る。図２および図４の（ａ）に示すように、隣接する一対の棒状ステータ保持部材２３ｂは、回転軸方向に沿う長さが、長さＬ１と長さＬ２（Ｌ２＜Ｌ１）をもつ、長さが異なる棒状ステータ保持部材（リブ構造）２３ｂによって構成されている。複数のステータ保持部材２３を互いに隔離する空間部１９は、冷却風（気体）２０の流通路（１９）として作用する。
【００４０】
図１に示すように、ロータ１３の回転軸１１には、スリーブ２４と冷却ファン１５が設けられているので、ロータ１３の回転時には、冷却ファン１５も同時に回転する。
【００４１】
冷却ファン１５の作用によって、冷却風２０は、まず、発熱量の多いインバータ回路２２の出力トランジスタ２１を冷却することができる。特に、インバータ回路２２を構成する出力トランジスタ２１は、ＩＧＢＴのような大電流容量のスイッチングトランジスタから成り、ステータコイル１２ａを大電流で駆動する。このため出力トランジスタ２１の電力損失が大きくなり、多くの発熱量が問題となる。したがって、インバータ回路２２の出力トランジスタ２１の冷却効果を向上させることが重要である。さらに、冷却風２０は、ステータ１２のステータコアに生ずる鉄損またはステータコイル１２ａに生ずる銅損等に基づくステータ１２部における発熱を冷却することができる。本発明に従う冷却風２０の流れの様子は、次のとおりである。
【００４２】
図１に示すように、冷却ファン１５により吸引された冷却風２０は吸気口１７よりモータハウジング５０a内部へ流入し、インバータ回路２２に設けられた出力トランジスタ２１を冷却する。その後、冷却風２０はモータハウジング部５０ａの内壁とステータ１２の間隙に設けられた空気通路（空間部）１９を通る際にステータ１２の外周部を冷却し、冷却ファン１５へ導かれる。その後、排気口１８より排出される。
【００４３】
冷却の際、図３に示すように、ステータ１２の外周部には、互いに冷却風流通路１９によって隔離された複数のステータ保持部材２３がフィン状に接触するので、冷却風によるステータ１２の冷却面積を広く確保できると共に、ステータ保持部材２３によるステータ１２の保持力（把持力）を強くすることができる。
【００４４】
また、上記の好ましい実施形態では、図２および図４の（ａ）に示すように、隣接する一対の棒状ステータ保持部材２３ｂを、回転軸方向に沿う長さにおいて、特に、長さＬ１と長さＬ２を持つように形成する。これによって、冷却風２０がステータ１２の外周部の空気流通路１９へ流入する際の損失を、図４の（ｂ）に示すように、長さを一様にＬ１にした場合に比較して、より低減するためである。もちろん、本発明において、ステータ１２おける電力損失が少なく発熱量が少ない場合は、図４の（ｂ）に示すように、隣接する一対の棒状ステータ保持部材２３ｂの長さを一様にＬ１に形成してもよい。この場合、全部の棒状ステータ保持部材２３ｂの長さがＬ１と長くなるので、ステータ１２の保持力をより強くすることができる。
【００４５】
図４の（ａ）と図４の（ｂ）の装着構造の違いに基づく冷却効果の違いが表れる理由は、次のとおりである。図４の（ｂ）に示すように複数のステータ保持部材２３ｂの長さ（大きさ）Ｌ１が同一である場合、冷却風２０がステータ１２の外周部の空気流通路１９へ流入する冷却風の流れが、流れ２０aとして示すように、急激に狭い流通路へ入り込むために、ステータ１２を保持するステータ保持部材２３ｂの入口部での損失が大きくなる。
【００４６】
それに対し、好ましい実施形態では、図４の（ａ）に示すように、隣接する棒状ステータ保持部材２３ｂの長さ（大きさ）がＬ１およびＬ２と異なっているので、冷却風２０が空気流通路１９へ流入する際、冷却風の流れが流れ２０aおよび流れ２０ｂのように除々に狭い箇所へ入り込む形態となるために、入口部での損失が図４の（ｂ）に示す場合と比較して低減することができる。
【００４７】
一方、上述したように、ステータ１２の一端側１２ｄにはインバータ回路を構成する円形状回路基板２２が設けられ、またステータ１２の他端側１２ｅには防塵カバー２５が設けられている。これら円形状回路基板２２および防塵カバー２５は、ロータ１３の両端部を封止するように配置されて、ステータ１２と協働してロータ１３を取り囲む密閉構造を形成するので、上述したような冷却風２０によって、例え、好ましくない粉塵がモータハウジング部５０ａ内に運搬されたとしても、ロータ１３内への侵入を抑制することができる。以上の実施形態による装着構造によれば、モータ部の冷却効果を向上させると共に、モータ部の防塵構造を具備する電動工具を提供できる。
【００４８】
以上の実施形態において、全ステータ保持部材２３を全て棒状ステータ保持部材２３ｂに構成する必要はないが、図２に示すように、面状ステータ保持部材２３ａと共に、棒状ステータ保持部材２３ｂを採用することで空気流通路１９の損失をより低減し、ステータ１２を強固に保持することができる。
【００４９】
また、棒状ステータ保持部材２３ｂの大きさを異なるように設定するにあたっては、隣接する一対のものの長さを異ならせる場合について述べたが、図５に示すように、ステータ１２を保持する棒状ステータ保持部材２３ｂの幅（回転軸方向と直交する方向の幅）を、部分的に寸法Ｗ３と広くすることで、空気流通路１９の損失を低減することが可能となる。すなわち、図５に示すように、隣接する棒状ステータ保持部材２３ｂ間の間隔を広目に設定して、長さが同じ棒状ステータ保持部材２３ｂについて、その中央部を寸法Ｗ３と幅広く形成してもよい。
【００５０】
また、空気流通路１９へ冷却風２０が流入する際の損失をさらに低減するために、図２に示すように、ステータ保持部材２３ｂの回転軸方向の両端部２３ｃ、２３ｄを面取り形状（角Ｒの形状を含む）または流線形状に形成してもよい。
【００５１】
上記した防塵カバー２５は、モータハウジング部５０ａの内周部との間に空気流通路１９を形成している。防塵カバー２５の角部２５ａにて、冷却風２０の流れを折り曲げる必要があり、流れの曲がり損失が発生する恐れがある。この損失を低減させるために、防塵カバー角部２５ａを面取り形状（角Ｒの形状を含む）または流線形状に加工することが好ましい。これにより冷却風２０の風量の低減を防止することが可能となる。
【００５２】
以上の実施形態の説明より明らかにされるように、本発明によれば、モータハウジング部の内周部に形成されるフィン状のステータ保持部材によって、ブラシレスモータのステータに優れた冷却効果を与える冷却構造を提供することができる。また、ブラシレスモータの使用により粉塵を吸い込まないモータ部の防塵構造を提供することができる。これによって、冷却効果の優れた冷却構造および防塵構造を具備するブラシレスモータを駆動源とする電動工具を提供することが可能である。
【００５３】
なお、以上の実施形態では、３相ブラシレス直流モータを使用した電動工具について説明したが、３相以外のブラシレス直流モータを使用した電動工具についても適用することができる。また、本発明は、インパクトドライバに限らず、電動ドリル等の電動回転工具に適用することもできる。本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１：電池パックケース ２：モータ駆動回路装置 ３：ブラシレスモータ
４：動力伝達機構部 ４ａ：減速機構部 ４ｂ：インパクト機構部
５：スプリング ６：遊星ギア ７：リングギア
８：スピンドル ８ａ：スピンドル外周面のカム溝 ８ｂ：ボール（鋼球）
９：ハンマ ９ａ：ハンマ凸部 ９ｂ：ハンマ内周面のカム溝
１０：アンビル １０ａ：アンビル角穴部 １０ｂ：先端工具取付部材
１０ｃ：アンビル凸部 １１：回転軸 １１ａ、１１ｂ：軸受部材
１１ｃ：ピニオンギア １２：ステータ １２ａ：ステータコイル
１２ｂ：ステータの内周部 １２ｃ：ステータの外周部
１２ｄ：ステータの一端部 １２ｅ：ステータの他端部
１２ｆ：ステータのスロット １３：ロータ １３ｃ：永久磁石部材
１５：冷却ファン １７：吸気口 １８：排気口 １９：空気通路（空間部）
２０：冷却風（冷却気体） ２０ａ、２０ｂ：ステータ保持部材間の冷却風
２１：出力トランジスタ ２２：インバータ回路（回路基板）
２３：ステータ保持部材 ２３ａ：面状ステータ保持部材
２３ｂ：棒状ステータ保持部材 ２４：スリーブ ２５：防塵カバー
２５ａ：防塵カバーの角部 ５０：電動工具（インパクトドライバ）
５０ａ：モータハウジング部 ５０ｂ：動力伝達ハウジング部
５０ｃ：ハンドルハウジング部 ５０ｄ：トリガスイッチ
５０ｅ：モータハウジングの端壁部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気口が設けられた胴体ハウジング部と、
前記胴体ハウジング部に収容された略円筒状のステータと、前記ステータの内部に配置されたロータとを有するブラシレスモータと、
前記胴体ハウジング部内に収容され、前記ブラシレスモータの回転軸に装着された冷却ファンと、
前記ブラシレスモータにより駆動される先端工具取付部材と、
前記胴体ハウジング部の内周部から前記ステータの外周部へ突出して前記ステータの外周部を保持する突出部であって、第１の幅を有する第１の突出部と、前記第１の幅より小さい第２の幅を有する複数の第２の突出部と、
前記第２の突出部間に形成され、前記冷却ファンによって前記吸気口から前記胴体ハウジング部内に取り込まれた気体を流通させる空気流路と、を備えたことを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記空気流路は、更に前記第１の突出部と前記第２の突出部間に形成されることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
【請求項３】
前記ステータを挟んで、前記冷却ファンと反対側の位置に、前記回転軸と略直角方向に延びるように配置されると共に、中心に設けた穴部を前記回転軸が貫通するように配置された基板と、を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動工具。
【請求項４】
前記冷却ファンの外方に位置する前記胴体ハウジングに前記気体を排出する排気口を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の電動工具。
【請求項５】
前記突出部を前記胴体ハウジング部と一体に形成したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載された電動工具。
【請求項１】
吸気口が設けられた胴体ハウジング部と、
前記胴体ハウジング部に収容された略円筒状のステータと、前記ステータの内部に配置されたロータとを有するブラシレスモータと、
前記胴体ハウジング部内に収容され、前記ブラシレスモータの回転軸に装着された冷却ファンと、
前記ブラシレスモータにより駆動される先端工具取付部材と、
前記胴体ハウジング部の内周部から前記ステータの外周部へ突出して前記ステータの外周部を保持する突出部であって、第１の幅を有する第１の突出部と、前記第１の幅より小さい第２の幅を有する複数の第２の突出部と、
前記第２の突出部間に形成され、前記冷却ファンによって前記吸気口から前記胴体ハウジング部内に取り込まれた気体を流通させる空気流路と、を備えたことを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記空気流路は、更に前記第１の突出部と前記第２の突出部間に形成されることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
【請求項３】
前記ステータを挟んで、前記冷却ファンと反対側の位置に、前記回転軸と略直角方向に延びるように配置されると共に、中心に設けた穴部を前記回転軸が貫通するように配置された基板と、を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動工具。
【請求項４】
前記冷却ファンの外方に位置する前記胴体ハウジングに前記気体を排出する排気口を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の電動工具。
【請求項５】
前記突出部を前記胴体ハウジング部と一体に形成したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載された電動工具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２１３３２６（Ｐ２０１２−２１３３２６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７８１７６（Ｐ２０１２−１７８１７６）
【出願日】平成２４年８月１０日（２０１２．８．１０）
【分割の表示】特願２００７−１４０１５２（Ｐ２００７−１４０１５２）の分割
【原出願日】平成１９年５月２８日（２００７．５．２８）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月１０日（２０１２．８．１０）
【分割の表示】特願２００７−１４０１５２（Ｐ２００７−１４０１５２）の分割
【原出願日】平成１９年５月２８日（２００７．５．２８）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【Ｆターム（参考）】
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