ＤＣブラシレスモータを備えた電動工具
【課題】ＤＣブラシレスモータを駆動源とするインパクトドライバ等の電動工具において、ＤＣブラシレスモータを機長方向にコンパクトにすることにより、電動工具の機長をコンパクトにしてその操作性を高めることを目的とする。
【解決手段】回転子５０の回転軸５３を支持する軸受け５７を固定子６０の電気絶縁部材６２の内周側に位置させて当該ＤＣブラシレスモータＭの機長を短くする。
【解決手段】回転子５０の回転軸５３を支持する軸受け５７を固定子６０の電気絶縁部材６２の内周側に位置させて当該ＤＣブラシレスモータＭの機長を短くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばインパクトドライバ等の電動工具の駆動源として好適なＤＣブラシレスモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の電動工具では、その取り扱い性（使い勝手）を高めるために機器のコンパクト化の努力がなされている。例えば工具本体の機長方向のコンパクト化を図りあるいはそのメンテナンス性を向上させるために駆動源としてＤＣブラシレスモータを用いたものが提供されている。
このＤＣブラシレスモータは、マグネット（永久磁石）を有する回転子と、駆動コイルを有する固定子と、回転子の磁極の位置を検出する磁気センサを有するセンサ基板と、このセンサ基板により検出される回転子の磁極の位置を検出し、これに基づいて固定子の各駆動コイルに順次電流を流して回転子を回転させる電気回路基板を備えたもので、ブラシと整流子を必要としないことから機器のコンパクト化及びメンテナンスフリー化を図ることができる。
【特許文献１】特開２００５−１６０１９６号公報
【特許文献２】特許第３６０１１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ＤＣブラシレスモータを駆動源とする電動工具において、さらに工具本体のコンパクト化を図る必要がある。
一般にＤＣブラシレスモータに限らず電動モータを駆動源とする電動工具の場合、例えば特開２００５−１６０１９６号公報あるいは特許第３６０１１５２号公報に開示されているように、内蔵した電動モータの回転軸は本体ケース側に保持した軸受けを介して軸回りに回転自在に支持されている。
ところが、これらの公報に開示されているように、回転軸を支持する軸受けは、回転子若しくは固定子の前端面及び後端面からそれぞれ前方及び後方へ離れた位置に配置されていたため、この点で当該電動工具の機長方向（モータ回転軸方向）のコンパクト化を図ることが困難になっていた。
本発明は、ＤＣブラシレスモータ若しくはこれを駆動源とする電動工具を機長方向にさらにコンパクト化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このため、本発明は、特許請求の範囲の各請求項に記載したＤＣブラシレスモータ若しくはこれを駆動源とする電動工具とした。
請求項１記載のＤＣブラシレスモータによれば、回転子の回転軸を支持する前後の軸受けの少なくとも一方が、固定子の電気絶縁部材の内周側に位置することにより、従来回転子若しくは固定子の端面から離れた位置に配置された構成に比して当該ＤＣブラシレスモータを機長方向（回転軸方向）にコンパクトに構成することができ、これにより当該ＤＣブラシレスモータを駆動源とする電動工具等の機長のコンパクト化を図ることができる。
請求項１記載の構成において、軸受けの全体を電気絶縁部材の内周側に位置させる構成のほか、その軸方向の一部だけを電気絶縁部材の内周側に位置させる構成とすることによっても上記と同等の作用効果を得ることができる。従って、この明細書および特許請求の範囲の記載において、軸受けを電気絶縁部材の内周側に位置させることには、その全体を内周側に位置させる構成のほか、軸受けの軸方向について一部が内周側に位置してその余の部分が電気絶縁部材の端部からはみ出す構成をも含むものとする。
電気絶縁部材の内周側に位置させる軸受けは、回転子の回転軸を支持する前後二つの軸受けのうち、前側の軸受けまたは後側の軸受けのいずれか一方であればよく、双方について内周側に位置させればより一層機長方向のコンパクト化を図ることができる。
請求項２記載のＤＣブラシレスモータによれば、電気絶縁部材を利用して軸受けが保持される点で、当該ＤＣブラシレスモータを機長方向に一層コンパクト化することができる。
請求項３記載のＤＣブラシレスモータによれば、固定子の電気絶縁部材の端面に軸受け保持板を取り付けてこの軸受け保持板に軸受けを保持することにより当該軸受けが電気絶縁部材の内周側に配置され、これにより当該ＤＣブラシレスモータひいてはこれを駆動源とする電動工具の機長をコンパクト化することができる。
請求項４記載のＤＣブラシレスモータによれば、センサ基板が固定子の電気絶縁部材に対して例えばねじ止めされる場合、軸受け保持板がセンサ基板と共締めされることから、当該ＤＣブラシレスモータをその機長方向により一層コンパクト化することができるとともに、その組み立て工程の簡略化を図ることができる。
【０００５】
請求項５記載の電動工具によれば、ＤＣブラシレスモータの回転軸を支持する後側の軸受けを後部ケースを利用して保持する（後部ケースに軸受け保持板としての機能を併せ持たせる）点で、電動工具の機長をより一層コンパクト化することができる。
請求項６記載の電動工具によれば、後部ケースが本体ケースに対してねじ止めされ、このねじ止めをするためのねじ孔が本体ケースであって、ＤＣブラシレスモータの固定子の周囲となる位置に配置されることにより、本体ケースを機長方向に短くすることができ、ひいては当該電動工具の機長をコンパクトにすることができる。これに対して、本体ケースの大径化を回避するために例えばねじ孔およびボス部を固定子の外周ではなく、ＤＣブラシレスモータの後方となる部位に設ける構成とした場合には、その分だけ本体ケースを後方へ長く形成する必要があり、この構成に比して請求項６記載の構成によれば本体ケースを短く設定することができる。
請求項７記載の電動工具によれば、後部ケースが本体ケースに対してねじ止めされ、このねじ止めをするために本体ケースに設けたボス部を逃がすためのボス逃がし部が固定子の外周に設けられているので、当該電動工具を機長方向だけでなく径方向（太さ）にもコンパクト化（小径化）することができる。
請求項８記載の電動工具によれば、後部ケースにねじ止め用のねじ孔が設けられることから、本体ケースにねじ孔を設ける構成に比して当該本体ケースを径方向にコンパクト化することができ、これにより当該電動工具をその機長方向だけでなく径方向にもコンパクト化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明の実施形態を図１〜図１６に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るＤＣブラシレスモータＭを駆動源とする電動工具１を示している。本例では、この電動工具１の一例として、いわゆるインパクト式のねじ締め機（インパクトドライバ）が示されている。以下の説明において、電動工具１の前後方向については、図１において右側が前側であり、左側が後側として説明する。
この電動工具１は、工具本体１０と、工具本体１０の側部から突き出す状態に設けられたグリップ部１５を備えている。工具本体１０は、概ね円筒形の本体ケース１１を備えている。本体ケース１１の後部は、後部ケース１２により閉塞されている。
グリップ部１５は、使用者が当該電動工具１を使用する際に把持する部分であり、その基部（図１において上部）には使用者が指先で引き操作するトリガ形式のスイッチレバー１６が設けられている。このスイッチレバー１６を引き操作するとグリップ部１５内に収容したメインスイッチ１８がオンして駆動源としてのＤＣブラシレスモータＭが起動する。
グリップ部１５の下部には、当該電動工具１の電源としてのバッテリパックＰを装着するためのバッテリ取り付け部１７が設けられている。このバッテリ取り付け部１７は、主として前方（図１において右側）へ張り出す状態に設けられている。このバッテリ取り付け部１７の下面側にバッテリパックＰが装着される。
【０００７】
本体ケース１１内には、その後側から順番にＤＣブラシレスモータＭ、遊星歯車機構２０、スピンドル２１、回転打撃機構２２、及びアンビル２７が同軸に収納されている。ＤＣブラシレスモータＭの回転出力が減速ギヤ列２０（本実施形態の場合遊星歯車機構）及び回転打撃機構２２を経てアンビル２７に伝達される。
回転打撃機構２２は、スピンドル２１の回転をアンビル２７に対する回転打撃動作に変換する機能を有するもので、スピンドル２１に対して同軸で回転可能かつ軸方向移動可能に支持されたハンマー２３と、このハンマー２３を先端側に付勢する圧縮ばね２４と、ハンマー２３の軸方向移動と回転動作を規制する鋼球２５，２５を備えている。
アンビル２７は、スピンドル２１の先端に同軸で相対回転可能に支持されている。このアンビル２７は、本体ケース１１の先端部に装着した円筒形の軸受け２６を介してその軸回りに回転自在、かつ軸方向への変位不能に支持されている。
ねじ締め開始後、ねじ締め抵抗が小さい段階では、アンビル２７は回転打撃機構２２を介してスピンドル２１と一体でねじ締め方向へ回転する。ねじ締めが進行してねじ締め抵抗がスピンドル２１に伝達される回転力に勝ると、ハンマー２３が圧縮バネ２４に抗して軸方向に後退し、その後圧縮ばね２４により前進しつつ回転してアンビル２７をねじ締め方向に打撃する。
アンビル２７の先端部には、ドライバビットやソケットビット等の先端工具（図示省略）を装着するためのチャック部２８が設けられている。
【０００８】
駆動源としてのＤＣブラシレスモータＭは、４極構造のモータであり、図１に示すように、マグネット（永久磁石）を備える回転子（ロータ）５０と、本体ケース１１の内側に固定されて回転子５０の周囲に位置する固定子（ステータ）６０と、回転子５０の磁極の位置を検出するためのセンサ基板７０と、駆動回路を有する電気制御基板８０を備えている。図２には、ＤＣブラシレスモータＭが単体で示されている。但し、電気制御基板８０は省略されている。また、回転子５０の詳細が図６及び図７に示されている。この回転子５０は、円形の薄鋼板５１ａ〜５１ａを多数枚積層した回転子鉄心５１を備えている。この回転子鉄心５１の周囲には、４枚のマグネット５２〜５２が周方向にＮ極とＳ極を交互に位置させた状態に固定されている。このため、図７において破線で示すように回転子鉄心５１には、周方向に隣接するマグネット５２，５２間に跨った磁束線Ｂが発生している。
回転子鉄心５１の中心には貫通孔５１ｂが形成されている。この貫通孔５１ｂに回転軸５３が固定されている。この回転軸５３の周囲四等分位置には、バランス修正孔５４〜５４がそれぞれ回転軸５３の回転軸線Ｊに沿って相互に平行に設けられている。この四カ所のバランス修正孔５４〜５４は、本実施形態の場合すべて同一の円周上に沿って配置されている。
この四カ所のバランス修正孔５４〜５４は、それぞれ磁束線Ｂの影響を受けない位置（モータ性能に悪影響を与えない位置）であって、各マグネット５２の周方向ほぼ中央となる位置（磁極の中央）に配置されている。また、四カ所のバランス修正孔５４〜５４は、相互に同じ径で回転子鉄心５１の両端面間に貫通して設けられている。
【０００９】
この四カ所のバランス修正孔５４〜５４のすべて若しくは一部について、バランス修正部材５５が圧入されている。圧入するバランス修正部材５５の重量、あるいはバランス修正部材５５をいずれのバランス修正孔５４に圧入するかについては、回転子５０の製作過程において、回転軸線Ｊに対する当該回転子５０の重心の偏位（回転方向のアンバランス）を測定し、このアンバランスが修正されるよう適切に設定されている。また、バランス修正部材５５を圧入する深さ（バランス修正孔５４内の軸線Ｊ方向の位置）についても、当該回転子５０の回転方向のアンバランスを修正するように適切に設定されている。本実施形態において、バランス修正部材５５には黄銅（真鍮）を素材とする一定径の丸棒材（真鍮棒）が用いられている。
回転軸５３は回転子鉄心５１の両側から突き出されている。図１に示すように回転軸５３の前側（減速ギヤ列２０側）は前側軸受け５６を介して、後側は後側軸受け５７を介してそれぞれ回転自在に支持されている。前側軸受け５６は、本体ケース１１内を前後に区画する中間区画壁１３の後面に設けた軸受け保持部１３ａ内に保持されている。この中間区画壁１３によって当該本体ケース１１内がＤＣブラシレスモータＭ側（後側）と回転打撃機構２２側（前側）に区画されている。
この前側軸受け５６と回転子鉄心５１との間において回転軸５３には冷却ファン５８が固定されている。この冷却ファン５８のボス部５８ａを軸受け５６と回転子鉄心５１で両側から挟み込むことによりこれら相互の軸方向に位置が固定されている。
後側軸受け５７は、後部ケース１２の中央に設けた軸受け保持部１２ａ内に保持されている。後側軸受け５７と回転子鉄心５１の後面との間において回転軸５３にはスリーブ５９が介装されている。前後の軸受け５６，５７間に、冷却ファン５８のボス部５８ａ、回転子５０の回転子鉄心５１及びスリーブ５９を挟み込むことによりこれらが軸方向へ変位不能、かつ回転軸５３と回転について一体化されている。
後部ケース１２は、図８及び図９に示すように２本のねじ１４，１４により本体ケース１１の後部に固定（ねじ止め）されている。２本のねじ１４，１４は、本体ケース１１の後面に設けたねじ孔１１ａ，１１ａに締め込まれている。この二つのねじ孔１１ａ，１１ａは、それぞれ本体ケース１１の後部に設けたボス部１１ｂに設けられている。この二つのボス部１１ｂ，１１ｂは、ＤＣブラシレスモータＭの回転軸線Ｊに対して周方向二等分位置であって、固定子６０の周囲（外周側）に設けられている。両ボス部１１ｂ，１１ｂは本体ケース１１の内周側に張り出す状態に設けられている。
【００１０】
次に、図２に示すように固定子６０は、多数枚の薄鋼板を積層した積層鋼板構造を有する固定子鉄心（ステタコア）６１と、これを電気的に絶縁するいわゆるインシュレータと呼ばれる電気絶縁部材６２を備えている。図５には固定子鉄心６１が単体で示されている。この固定子鉄心６１は、円筒形状を有する円筒部６１ａと、この円筒部６１ａの内周側からそれぞれ放射方向内側に突き出す６本の歯部６１ｂ〜６１ｂを有している。この６本の歯部６１ｂ〜６１ｂが回転子５０の周囲に等間隔で配置されている。
円筒部６１ａの外周面であってその周方向二等分位置には、円弧形に凹む形状のボス逃がし部６１ｄ，６１ｄが形成されている。両ボス逃がし部６１ｄ，６１ｄは、図示するように周方向の位置について歯部６１ｂと同じ位置（歯部６１ｂの基部）に設けられて、当該固定子鉄心６１の強度が確保されている。両ボス逃がし部６１ｄ，６１ｄは、当該固定子鉄心６１の前後両端面間に貫通して設けられている。
この両ボス逃がし部６１ｄ，６１ｄ内には、上記本体ケース１１のボス部１１ｂ，１１ｂが進入している。ＤＣブラシレスモータＭの固定子６０側にボス逃がし部６１ｄ，６１ｄを設けて、このボス逃がし部６１ｄ，６１ｄ内に、本体ケース１１側のボス部１１ｂ，１１ｂを進入させる（逃がす）ことにより、その分本体ケース１１を径方向にコンパクトに構成することができる。
上記したように後部ケース１２を本体ケース１１に対してねじ止めするためのねじ孔１１ａ，１１ａを固定子６０の外周側に位置させることにより、本体ケースを後方へ長く形成して固定子６０の後方にねじ孔を設ける構成に比して、当該本体ケース１１を短く形成することができる。さらに、ねじ孔１１ａを設けるためのボス部１１ａを設けた場合であっても、固定子６０の外周面にボス逃がし部６１ｄを設けてボス部１１ａを進入させることにより、本体ケース１１の外周側に当該ボス部１１ａ，１１ａが大きくはみ出して大径化することを回避しつつ（本体ケース１１の小径化）、さらにその機長方向のコンパクト化を図ることができる。
【００１１】
なお、図示は省略したが、上記のボス逃がし部６１ｄを２カ所ではなく、例えば周方向六等分位置に６カ所設ける構成としてもよい。これによれば、本体ケース１１側の２カ所のボス部１１ｂ、１１ｂに対して固定子鉄心の回転軸線Ｊ回りの組み付け位置の自由度を高めることができる。
この固定子鉄心６１は、円筒部６１ａの外周面と各歯部６１ｂの先端面６１ｃを除く範囲が電気絶縁部材６２で覆われている。電気絶縁部材６２で覆われない各歯部６１ｂの先端面６１ｃが、回転子５０の周面との間に一定の隙間をおいた状態で位置している。
各歯部６１ｂの、電気絶縁部材６２で覆われた部分に駆動コイル６３がそれぞれ巻装されている。
電気絶縁部材６２の後面にセンサ基板７０が取り付けられている。電気絶縁部材６２の後面側には、その全周にわたるほぼ円形の段差部６２ｂが設けられている。この段差部６２ｂ内にセンサ基板７０が収容された状態で取り付けられている。
センサ基板７０は、概ね円形なし、その中心には軸受け保持部１２ａを挿通可能な径の逃がし孔７０ａが設けられている。この逃がし孔７０ａ内に、前記後側軸受け５７が位置している。センサ基板７０の逃がし孔７０ａ内に後側軸受け５７が位置することにより、当該後側軸受け５７が電気絶縁部材６２の内周側に位置して固定子６０の後端面からはみ出さない状態に保持されている。すなわち、後側軸受け５７が電気絶縁部材６２の内周側に位置するように、後部カバー１２の軸受け保持部１２ａの高さ寸法（本体ケース１２側への張り出し寸法）が電気絶縁部材６２の後端面の位置に対して適切に設定されている。
後側軸受け５７が電気絶縁部材６２の内周側に配置されることにより、当該ＤＣブラシレスモータＭの機長方向（図１及び図２において左右方向）の寸法がコンパクトになっている。駆動源としてのＤＣブラシレスモータＭを機長方向に短くできる結果、電動工具１の工具本体１０の機長をコンパクトにすることができ、これにより当該電動工具１の操作性を高めることができる。
【００１２】
図３に示すようにセンサ基板７０の下部には、配線接続用の端子板部７０ｂが放射方向へ張り出す状態に設けられている。この端子板部７０ｂは、上記段差部６２ｂの一部を切り欠いた切り欠き部６２ｃを経て電気絶縁部材６２の外周側（図３において下方）に張り出されている。
センサ基板７０に取り付けた三つの磁気センサ７１〜７１は、回転子５０の磁極の位置が固定子６０のいずれの歯部６１ｂに対向する位置にあるのかを検出するためのセンサであり、本例ではホール素子が用いられている。このセンサ基板７０が電気絶縁部材６２の後面に３本のねじ７２〜７２でねじ止めされており、これにより三つの磁気センサ７１〜７１が、周方向に隣り合う３本の歯部６１ｂ〜６１ｂに対して相互に位相を合わされた状態で配置されている。この三つの磁気センサ７１〜７１で回転子５０の磁極の位置を検出しながら、電気制御基板８０から駆動コイル６３〜６３に対して順番に電流を流すことで回転子５０が回転する。これらセンサ基板７０及び電気制御基板８０の機能については一般的なＤＣブラシレスモータの基本的構成であり、本実施形態において特に変更を要しない。
上記３本のねじ７２〜７２を締め付ける三カ所のねじ孔６２ａ〜６２ａは、図４に示すように周方向三等分位置であって、固定子鉄心６１の隣接する歯部６１ｂ，６１ｂ間に配置されている。各ねじ孔６２ａが隣接する歯部６１ｂ，６１ｂ間に位置することにより、当該ねじ孔６２ａを有する円筒体形状のボス部が邪魔になることなく、歯部６１ｂの全長にわたって十分な長さの巻き線を施すことができ、これによりコンパクトかつ効率のよい駆動コイル６３を設けることができる。
駆動回路を有する電気制御基板８０は、バッテリパックＰを装着するためのバッテリ取り付け部１７の下面側に沿って取り付けられている。この電気制御基板８０の上面側には、電源平滑用コンデンサ８１、電源線８２、動力線８３〜８３等が上方へ立ち上がる状態に結合されており、これらは図示するようにグリップ部１５の内部の空間部を利用して配置されている。
【００１３】
以上のように構成したＤＣブラシレスモータＭによれば、回転子５０の回転軸５３を支持する軸受け５６，５７のうち、固定子６０の後面に沿って取り付けられたセンサ基板７０側の軸受け５７が当該センサ基板７０に設けた逃がし孔７０ａ内に配置され、これにより回転軸線Ｊ方向の位置（機長方向の位置）について電気絶縁部材６２の内周側ひいては電気絶縁部材６２の後端からはみ出さない位置に当該軸受け５７が配置されている。
このため、従来のようには固定子の端面から離れた位置に軸受けを配置した構成に比して当該ＤＣブラシレスモータＭを機長方向（回転軸線Ｊ方向）にコンパクト化することができる。機長方向にコンパクト化されたＤＣブラシレスモータＭを駆動源とすることにより電動工具１を機長方向にコンパクト化することができる。
また、本実施形態の場合、本体カバー１１の後部を閉塞する後部ケース１２の内面ほぼ中央に軸受け保持部１２ａを設け、この軸受け保持部１２ａに後側軸受け５７を保持して、当該軸受け５７を電気絶縁部材６２の内周側に位置させる構成であるので、後部ケース１２を利用した簡単な構成により軸受け５７を所定に位置に保持することができ、またこれによっても当該電動工具１の機長をコンパクトに構成することができる。
【００１４】
以上説明した実施形態には種々変更を加えることができる。例えば、後部ケース１２を本体ケース１１に対してねじ止めする構成を例示したが、図１０及び図１１に示すように後部ケース３１を本体ケース３０ではなく、ＤＣブラシレスモータＭの電気絶縁部材３３にねじ止めする構成としてもよい。この構成が請求項８に記載した発明の実施形態に相当する。前記した実施形態と同様の点については同位の符号を用いてその説明を省略する。この実施形態の場合、後部ケース３１は、２本のねじ３２，３２によりＤＣブラシレスモータＭの電気絶縁部材３３に固定されている。電気絶縁部材３３の後面には、ねじ止め台座部３３ａが回転軸線Ｊを中心とする円周に沿って円環形状に設けられている。このねじ止め台座部３３ａの周方向二等分位置に二つのねじ孔３３ｂ，３３ｂが設けられている。この二つのねじ孔３３ｂ，３３ｂにそれぞれねじ３２を締め込んで、後部ケース３１が電気絶縁部材３３の後面に固定されている。
後部ケース３１の内面中央には、軸受け保持部３１ａが設けられている。この軸受け保持部３１ａ内に後側軸受け５７が保持されている。これにより後側軸受け５７は、電気絶縁部材６２の内周側に位置されている。
後部ケース３１の外面には、締め付けたねじ３２，３２の頭部を収容するための凹部３１ｂ，３１ｂが設けられている。このため、両ねじ３２，３２を締め付けた状態において、それらの頭部は後部ケース３１の外面から突き出さない状態となっており、これにより当該電動工具１の見栄えをよくできるとともに、当該ねじ３２，３２の頭部の他部位への引っかかり等が防止される点で当該電動工具１の操作性を高めることができる。
このように構成した後部ケース３１の取り付け構造によれば、前記後部ケース１２を本体ケース１１に対してねじ止めする構成に比して、工具本体１０を径方向へより一層コンパクトに構成することができる。
【００１５】
以上の説明では、回転軸５３を支持する後側軸受け５７を後部ケース１２（３１）に保持する構成を例示したが、例えば図１２及び図１３に示すように後部ケース１２（３１）とは別に軸受け保持部材３５を用いて後側軸受け５７を電気絶縁部材６２の内周側に位置させることもできる。この構成が請求項２，３に記載した発明の実施形態に相当する。
この実施形態の場合、軸受け保持部材３５は有底の概ね円筒形状を有する軸受け保持部３５ａを備えている。この軸受け保持部３５ａの内側に後側軸受け５７が保持されている。
軸受け保持部３５ａの周囲三等分位置には、取り付け縁部３５ｂ〜３５ｂがそれぞれ放射方向外方へ張り出す状態に設けられている。一方、電気絶縁部材３６の後面には、上記各取り付け縁部３５ｂを当接可能な台座部３６ａがその内周側に張り出す状態に設けられている。
三カ所の取り付け縁部３５ｂ〜３５ｂをそれぞれ電気絶縁部材３６の台座部３６ａに当接させ、この当接状態でそれぞれの取り付け縁部３５ｂをねじ３７で台座部３６ａに対してねじ止めすることにより、当該軸受け保持部材３５が電気絶縁部材３６の後部に取り付けられている。
図１２に示すようにこの構成の場合、軸受け５７がセンサ基板７０よりも回転子５０寄りの位置であって固定子６０の内周側に位置しているため、スリーブ３８は前記スリーブ５９よりも一層短くなっており、従って当該ＤＣブラシレスモータＭの機長がさらに短くなっている。
この構成によっても、後側軸受け５７が電気絶縁部材６２の内周側（固定子６０の内周側）に位置させることができ、これによりＤＣブラシレスモータＭの機長を短くして電動工具１をコンパクトに構成することができる。
【００１６】
上記の実施形態にはさらに変更を加えることができる。例えば、図１４及び図１５に示す軸受け保持構造に用いる軸受け保持部材４０は、後側軸受け５７を保持する軸受け保持部４０ａと、その周囲三等分位置から放射方向外方へ張り出す３本の取り付け縁部４０ｂ〜４０ｂを備えている。３本の取り付け縁部４０ｂ〜４０ｂは、上記取り付け縁部３５ｂよりも長く形成されている。一方、前記したようにセンサ基板７０は、電気絶縁部材６２の後面に設けた段差部６２ｂ内に収容された状態で３本のねじ７２〜７２により当該電気絶縁部材６２に取り付けられている。
上記軸受け保持部材４０の３本の取り付け縁部４０ｂ〜４０ｂは、上記ねじ７２〜７２により電気絶縁部材６２に対してセンサ基板７０と共締めされている。電気絶縁部材６２に対して３本の取り付け縁部４０ｂ〜４０ｂがセンサ基板７０と共締めされることにより、当該軸受け保持部材４０が電気絶縁部材６２の後面に沿って取り付けられ、これにより後側軸受け５７がセンサ基板７０の逃がし孔７０ａ内若しくはこの位置よりも回転子鉄心５１寄りの位置（図１４において右側）であって電気絶縁部材６２の内周側ひいては固定子６０の内周側に保持されている。
特に、この構成の場合にも、軸受け保持部４０ａを軸線Ｊ方向に長く形成しておくことにより、後側軸受け５７をより回転子５０寄りの位置に接近させることができる。このため、スリーブ４９は、前記スリーブ５９よりも短くなっている。
この軸受け保持構造を備えたＤＣブラシレスモータＭによっても、その機長方向の寸法をより一層短くして電動工具１のコンパクト化を図ることができる。また、電気絶縁部材６２に対してセンサ基板７０と軸受け保持部材４０がねじ７２〜７２で共締めされる構成であるので、当該ＤＣブラシレスモータＭの組み立て工程の簡略化を図ることができる。この構成が請求項４に記載した発明の実施形態に相当する。
【００１７】
以上説明した各実施形態にはさらに変更を加えることができる。以上説明した実施形態では、回転軸５３を支持する前後の軸受け５６，５７のうち、後側軸受け５７を電気絶縁部材６２の内周側（固定子６０の内周側）に位置させる構成を例示したが、例えば図１６に示すように前側（減速ギヤ列２０側）の軸受け５６を電気絶縁部材６２の内周側に位置させて当該ＤＣブラシレスモータＭひいては電動工具１の機長をコンパクトに構成することができる。
この構成の場合は図示するように、モータ冷却用の冷却ファン４８が回転軸５３の後部側に支持され、またセンサ基板４５が電気絶縁部材６２の前側に取り付けられている。
この軸受け保持構造の場合、電気絶縁部材６２の前面側（図１６において右面側）にセンサ基板４５を収容する段差部６２ｄが設けられている。センサ基板４５そのものは、前記センサ基板７０と同様で、その中央に逃がし孔４５ａが設けられている。
また、本体ケース１１内を前後に区画する中間区画壁１３の後面側には、有底円筒形状の軸受け保持部１３ｂが設けられている。この軸受け保持部１３ｂは、前記軸受け保持部１３ａよりも後側へ大きな寸法で突き出されている。この軸受け保持部１３ａの先端側（後端側）に前側軸受け５６が保持されている。図示するようにこの前側軸受け５６は、センサ基板４５の逃がし孔４５ａ内若しくはこれよりも回転子鉄心５１寄りの位置であって電気絶縁部材６２の内周側（固定子６０の内周側）に位置している。
一方、後側軸受け５７は、後部ケース１２の軸受け保持部１２ａ内に保持されている。この後側軸受け５７と回転子５０との間において回転軸５３上に冷却ファン４８が支持されている。
このように構成したＤＣブラシレスモータＭによっても、回転子５０の回転軸５３を支持する前側軸受け５６が回転軸線Ｊ方向の位置について、電気絶縁部材６２の内周側（固定子６０の内周側）に位置される。このため、ＤＣブラシレスモータＭを機長方向にコンパクトに構成することができ、これにより電動工具１の機長をコンパクトにしてその操作性を高めることができる。
以上説明した実施形態では、電動工具１の駆動源として用いるＤＣブラシレスモータＭを例示したが、本発明は、ＤＣブラシレスモータ自体の発明として把握することができる。ＤＣブラシレスモータにおいて、回転子の回転軸を支持する前後の軸受けの一方または双方を固定子の電気絶縁部材の内周側に配置することにより、当該ＤＣブラシレスモータ自体を従来よりも機長方向にコンパクト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係るＤＣブラシレスモータを駆動源とするインパクトねじ締め機の縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＤＣブラシレスモータの縦断面図である。
【図３】ＤＣブラシレスモータの後面図である。本図は、ＤＣブラシレスモータを、図２中矢印(3)方向から見た図である。
【図４】固定子を図２中(4)-(4)線断面図である。
【図５】固定子鉄心単独の後面図である。
【図６】回転子の縦断面図である。
【図７】回転子を図６中矢印(7)方向から見た図である。
【図８】電動工具を図１中矢印(8)方向から見た後面図である。
【図９】図８中(9)-(9)線断面図であって、ＤＣブラシレスモータの横断面図である。
【図１０】後部ケースの取り付け構造について別形態の取り付け構造を示す図である。本図は、工具本体を後方から見た状態を示している。
【図１１】後部ケースの取り付け構造について別形態の取り付け構造を示す図である。本図は、図１０の(11)-(11)線断面矢視図であり、工具本体の後部の横断面である。
【図１２】後側軸受けの保持構造について別形態の保持構造を備えたＤＣブラシレスモータの縦断面図である。
【図１３】図１２のＤＣブラシレスモータの後面図である。
【図１４】後側軸受けの保持構造についてさらに別形態の保持構造を備えたＤＣブラシレスモータの縦断面図である。
【図１５】図１４のＤＣブラシレスモータの後面図である。
【図１６】モータ冷却ファンがＤＣブラシレスモータの後部側に配置された形態のインパクトねじ締め機の縦断面図である。本図において、グリップ部の図示が省略されている。
【符号の説明】
【００１９】
Ｍ…ＤＣブラシレスモータ
１…電動工具（インパクトねじ締め機）
１０…工具本体
１１…本体ケース、１１ａ…ねじ孔、１１ｂ…ボス部
１２…後部ケース、１２ａ…軸受け保持部
１３…中間区画壁、１３ａ，１３ｂ…軸受け保持部
１５…グリップ部
２１…スピンドル
２２…回転打撃機構
２７…アンビル
３０…本体ケース
３１…後部ケース、３１ａ…軸受け保持部、３１ｂ…凹部
３２…ねじ
３３…電気絶縁部材（インシュレータ）、３３ａ…ねじ止め台座部
３５…軸受け保持部材、３５ａ…軸受け保持部、３５ｂ…取り付け縁部
３６…電気絶縁部材（インシュレータ）、３６ａ…台座部
４０…軸受け保持部材、４０ａ…軸受け保持部、４０ｂ…取り付け縁部
４５…センサ基板、４５ａ…逃がし孔
４８…モータ冷却ファン
５０…回転子（ロータ）
５１…回転子鉄心
５３…回転軸
Ｊ…回転軸線
５６…前側軸受け
５７…後側軸受け
５８…冷却ファン
６０…固定子（ステータ）
６１…固定子鉄心
６１ａ…円筒部、６１ｂ…歯部、６１ｄ…ボス逃がし部
６２…電気絶縁部材（インシュレータ）
６２ａ…ねじ孔、６２ｂ…段差部（後側）、６２ｄ…段差部（前側）
６３…駆動コイル
７０…センサ基板、７０ａ…逃がし孔
７１…磁気センサ（ホール素子）
８０…電気制御基板
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばインパクトドライバ等の電動工具の駆動源として好適なＤＣブラシレスモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の電動工具では、その取り扱い性（使い勝手）を高めるために機器のコンパクト化の努力がなされている。例えば工具本体の機長方向のコンパクト化を図りあるいはそのメンテナンス性を向上させるために駆動源としてＤＣブラシレスモータを用いたものが提供されている。
このＤＣブラシレスモータは、マグネット（永久磁石）を有する回転子と、駆動コイルを有する固定子と、回転子の磁極の位置を検出する磁気センサを有するセンサ基板と、このセンサ基板により検出される回転子の磁極の位置を検出し、これに基づいて固定子の各駆動コイルに順次電流を流して回転子を回転させる電気回路基板を備えたもので、ブラシと整流子を必要としないことから機器のコンパクト化及びメンテナンスフリー化を図ることができる。
【特許文献１】特開２００５−１６０１９６号公報
【特許文献２】特許第３６０１１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ＤＣブラシレスモータを駆動源とする電動工具において、さらに工具本体のコンパクト化を図る必要がある。
一般にＤＣブラシレスモータに限らず電動モータを駆動源とする電動工具の場合、例えば特開２００５−１６０１９６号公報あるいは特許第３６０１１５２号公報に開示されているように、内蔵した電動モータの回転軸は本体ケース側に保持した軸受けを介して軸回りに回転自在に支持されている。
ところが、これらの公報に開示されているように、回転軸を支持する軸受けは、回転子若しくは固定子の前端面及び後端面からそれぞれ前方及び後方へ離れた位置に配置されていたため、この点で当該電動工具の機長方向（モータ回転軸方向）のコンパクト化を図ることが困難になっていた。
本発明は、ＤＣブラシレスモータ若しくはこれを駆動源とする電動工具を機長方向にさらにコンパクト化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このため、本発明は、特許請求の範囲の各請求項に記載したＤＣブラシレスモータ若しくはこれを駆動源とする電動工具とした。
請求項１記載のＤＣブラシレスモータによれば、回転子の回転軸を支持する前後の軸受けの少なくとも一方が、固定子の電気絶縁部材の内周側に位置することにより、従来回転子若しくは固定子の端面から離れた位置に配置された構成に比して当該ＤＣブラシレスモータを機長方向（回転軸方向）にコンパクトに構成することができ、これにより当該ＤＣブラシレスモータを駆動源とする電動工具等の機長のコンパクト化を図ることができる。
請求項１記載の構成において、軸受けの全体を電気絶縁部材の内周側に位置させる構成のほか、その軸方向の一部だけを電気絶縁部材の内周側に位置させる構成とすることによっても上記と同等の作用効果を得ることができる。従って、この明細書および特許請求の範囲の記載において、軸受けを電気絶縁部材の内周側に位置させることには、その全体を内周側に位置させる構成のほか、軸受けの軸方向について一部が内周側に位置してその余の部分が電気絶縁部材の端部からはみ出す構成をも含むものとする。
電気絶縁部材の内周側に位置させる軸受けは、回転子の回転軸を支持する前後二つの軸受けのうち、前側の軸受けまたは後側の軸受けのいずれか一方であればよく、双方について内周側に位置させればより一層機長方向のコンパクト化を図ることができる。
請求項２記載のＤＣブラシレスモータによれば、電気絶縁部材を利用して軸受けが保持される点で、当該ＤＣブラシレスモータを機長方向に一層コンパクト化することができる。
請求項３記載のＤＣブラシレスモータによれば、固定子の電気絶縁部材の端面に軸受け保持板を取り付けてこの軸受け保持板に軸受けを保持することにより当該軸受けが電気絶縁部材の内周側に配置され、これにより当該ＤＣブラシレスモータひいてはこれを駆動源とする電動工具の機長をコンパクト化することができる。
請求項４記載のＤＣブラシレスモータによれば、センサ基板が固定子の電気絶縁部材に対して例えばねじ止めされる場合、軸受け保持板がセンサ基板と共締めされることから、当該ＤＣブラシレスモータをその機長方向により一層コンパクト化することができるとともに、その組み立て工程の簡略化を図ることができる。
【０００５】
請求項５記載の電動工具によれば、ＤＣブラシレスモータの回転軸を支持する後側の軸受けを後部ケースを利用して保持する（後部ケースに軸受け保持板としての機能を併せ持たせる）点で、電動工具の機長をより一層コンパクト化することができる。
請求項６記載の電動工具によれば、後部ケースが本体ケースに対してねじ止めされ、このねじ止めをするためのねじ孔が本体ケースであって、ＤＣブラシレスモータの固定子の周囲となる位置に配置されることにより、本体ケースを機長方向に短くすることができ、ひいては当該電動工具の機長をコンパクトにすることができる。これに対して、本体ケースの大径化を回避するために例えばねじ孔およびボス部を固定子の外周ではなく、ＤＣブラシレスモータの後方となる部位に設ける構成とした場合には、その分だけ本体ケースを後方へ長く形成する必要があり、この構成に比して請求項６記載の構成によれば本体ケースを短く設定することができる。
請求項７記載の電動工具によれば、後部ケースが本体ケースに対してねじ止めされ、このねじ止めをするために本体ケースに設けたボス部を逃がすためのボス逃がし部が固定子の外周に設けられているので、当該電動工具を機長方向だけでなく径方向（太さ）にもコンパクト化（小径化）することができる。
請求項８記載の電動工具によれば、後部ケースにねじ止め用のねじ孔が設けられることから、本体ケースにねじ孔を設ける構成に比して当該本体ケースを径方向にコンパクト化することができ、これにより当該電動工具をその機長方向だけでなく径方向にもコンパクト化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明の実施形態を図１〜図１６に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るＤＣブラシレスモータＭを駆動源とする電動工具１を示している。本例では、この電動工具１の一例として、いわゆるインパクト式のねじ締め機（インパクトドライバ）が示されている。以下の説明において、電動工具１の前後方向については、図１において右側が前側であり、左側が後側として説明する。
この電動工具１は、工具本体１０と、工具本体１０の側部から突き出す状態に設けられたグリップ部１５を備えている。工具本体１０は、概ね円筒形の本体ケース１１を備えている。本体ケース１１の後部は、後部ケース１２により閉塞されている。
グリップ部１５は、使用者が当該電動工具１を使用する際に把持する部分であり、その基部（図１において上部）には使用者が指先で引き操作するトリガ形式のスイッチレバー１６が設けられている。このスイッチレバー１６を引き操作するとグリップ部１５内に収容したメインスイッチ１８がオンして駆動源としてのＤＣブラシレスモータＭが起動する。
グリップ部１５の下部には、当該電動工具１の電源としてのバッテリパックＰを装着するためのバッテリ取り付け部１７が設けられている。このバッテリ取り付け部１７は、主として前方（図１において右側）へ張り出す状態に設けられている。このバッテリ取り付け部１７の下面側にバッテリパックＰが装着される。
【０００７】
本体ケース１１内には、その後側から順番にＤＣブラシレスモータＭ、遊星歯車機構２０、スピンドル２１、回転打撃機構２２、及びアンビル２７が同軸に収納されている。ＤＣブラシレスモータＭの回転出力が減速ギヤ列２０（本実施形態の場合遊星歯車機構）及び回転打撃機構２２を経てアンビル２７に伝達される。
回転打撃機構２２は、スピンドル２１の回転をアンビル２７に対する回転打撃動作に変換する機能を有するもので、スピンドル２１に対して同軸で回転可能かつ軸方向移動可能に支持されたハンマー２３と、このハンマー２３を先端側に付勢する圧縮ばね２４と、ハンマー２３の軸方向移動と回転動作を規制する鋼球２５，２５を備えている。
アンビル２７は、スピンドル２１の先端に同軸で相対回転可能に支持されている。このアンビル２７は、本体ケース１１の先端部に装着した円筒形の軸受け２６を介してその軸回りに回転自在、かつ軸方向への変位不能に支持されている。
ねじ締め開始後、ねじ締め抵抗が小さい段階では、アンビル２７は回転打撃機構２２を介してスピンドル２１と一体でねじ締め方向へ回転する。ねじ締めが進行してねじ締め抵抗がスピンドル２１に伝達される回転力に勝ると、ハンマー２３が圧縮バネ２４に抗して軸方向に後退し、その後圧縮ばね２４により前進しつつ回転してアンビル２７をねじ締め方向に打撃する。
アンビル２７の先端部には、ドライバビットやソケットビット等の先端工具（図示省略）を装着するためのチャック部２８が設けられている。
【０００８】
駆動源としてのＤＣブラシレスモータＭは、４極構造のモータであり、図１に示すように、マグネット（永久磁石）を備える回転子（ロータ）５０と、本体ケース１１の内側に固定されて回転子５０の周囲に位置する固定子（ステータ）６０と、回転子５０の磁極の位置を検出するためのセンサ基板７０と、駆動回路を有する電気制御基板８０を備えている。図２には、ＤＣブラシレスモータＭが単体で示されている。但し、電気制御基板８０は省略されている。また、回転子５０の詳細が図６及び図７に示されている。この回転子５０は、円形の薄鋼板５１ａ〜５１ａを多数枚積層した回転子鉄心５１を備えている。この回転子鉄心５１の周囲には、４枚のマグネット５２〜５２が周方向にＮ極とＳ極を交互に位置させた状態に固定されている。このため、図７において破線で示すように回転子鉄心５１には、周方向に隣接するマグネット５２，５２間に跨った磁束線Ｂが発生している。
回転子鉄心５１の中心には貫通孔５１ｂが形成されている。この貫通孔５１ｂに回転軸５３が固定されている。この回転軸５３の周囲四等分位置には、バランス修正孔５４〜５４がそれぞれ回転軸５３の回転軸線Ｊに沿って相互に平行に設けられている。この四カ所のバランス修正孔５４〜５４は、本実施形態の場合すべて同一の円周上に沿って配置されている。
この四カ所のバランス修正孔５４〜５４は、それぞれ磁束線Ｂの影響を受けない位置（モータ性能に悪影響を与えない位置）であって、各マグネット５２の周方向ほぼ中央となる位置（磁極の中央）に配置されている。また、四カ所のバランス修正孔５４〜５４は、相互に同じ径で回転子鉄心５１の両端面間に貫通して設けられている。
【０００９】
この四カ所のバランス修正孔５４〜５４のすべて若しくは一部について、バランス修正部材５５が圧入されている。圧入するバランス修正部材５５の重量、あるいはバランス修正部材５５をいずれのバランス修正孔５４に圧入するかについては、回転子５０の製作過程において、回転軸線Ｊに対する当該回転子５０の重心の偏位（回転方向のアンバランス）を測定し、このアンバランスが修正されるよう適切に設定されている。また、バランス修正部材５５を圧入する深さ（バランス修正孔５４内の軸線Ｊ方向の位置）についても、当該回転子５０の回転方向のアンバランスを修正するように適切に設定されている。本実施形態において、バランス修正部材５５には黄銅（真鍮）を素材とする一定径の丸棒材（真鍮棒）が用いられている。
回転軸５３は回転子鉄心５１の両側から突き出されている。図１に示すように回転軸５３の前側（減速ギヤ列２０側）は前側軸受け５６を介して、後側は後側軸受け５７を介してそれぞれ回転自在に支持されている。前側軸受け５６は、本体ケース１１内を前後に区画する中間区画壁１３の後面に設けた軸受け保持部１３ａ内に保持されている。この中間区画壁１３によって当該本体ケース１１内がＤＣブラシレスモータＭ側（後側）と回転打撃機構２２側（前側）に区画されている。
この前側軸受け５６と回転子鉄心５１との間において回転軸５３には冷却ファン５８が固定されている。この冷却ファン５８のボス部５８ａを軸受け５６と回転子鉄心５１で両側から挟み込むことによりこれら相互の軸方向に位置が固定されている。
後側軸受け５７は、後部ケース１２の中央に設けた軸受け保持部１２ａ内に保持されている。後側軸受け５７と回転子鉄心５１の後面との間において回転軸５３にはスリーブ５９が介装されている。前後の軸受け５６，５７間に、冷却ファン５８のボス部５８ａ、回転子５０の回転子鉄心５１及びスリーブ５９を挟み込むことによりこれらが軸方向へ変位不能、かつ回転軸５３と回転について一体化されている。
後部ケース１２は、図８及び図９に示すように２本のねじ１４，１４により本体ケース１１の後部に固定（ねじ止め）されている。２本のねじ１４，１４は、本体ケース１１の後面に設けたねじ孔１１ａ，１１ａに締め込まれている。この二つのねじ孔１１ａ，１１ａは、それぞれ本体ケース１１の後部に設けたボス部１１ｂに設けられている。この二つのボス部１１ｂ，１１ｂは、ＤＣブラシレスモータＭの回転軸線Ｊに対して周方向二等分位置であって、固定子６０の周囲（外周側）に設けられている。両ボス部１１ｂ，１１ｂは本体ケース１１の内周側に張り出す状態に設けられている。
【００１０】
次に、図２に示すように固定子６０は、多数枚の薄鋼板を積層した積層鋼板構造を有する固定子鉄心（ステタコア）６１と、これを電気的に絶縁するいわゆるインシュレータと呼ばれる電気絶縁部材６２を備えている。図５には固定子鉄心６１が単体で示されている。この固定子鉄心６１は、円筒形状を有する円筒部６１ａと、この円筒部６１ａの内周側からそれぞれ放射方向内側に突き出す６本の歯部６１ｂ〜６１ｂを有している。この６本の歯部６１ｂ〜６１ｂが回転子５０の周囲に等間隔で配置されている。
円筒部６１ａの外周面であってその周方向二等分位置には、円弧形に凹む形状のボス逃がし部６１ｄ，６１ｄが形成されている。両ボス逃がし部６１ｄ，６１ｄは、図示するように周方向の位置について歯部６１ｂと同じ位置（歯部６１ｂの基部）に設けられて、当該固定子鉄心６１の強度が確保されている。両ボス逃がし部６１ｄ，６１ｄは、当該固定子鉄心６１の前後両端面間に貫通して設けられている。
この両ボス逃がし部６１ｄ，６１ｄ内には、上記本体ケース１１のボス部１１ｂ，１１ｂが進入している。ＤＣブラシレスモータＭの固定子６０側にボス逃がし部６１ｄ，６１ｄを設けて、このボス逃がし部６１ｄ，６１ｄ内に、本体ケース１１側のボス部１１ｂ，１１ｂを進入させる（逃がす）ことにより、その分本体ケース１１を径方向にコンパクトに構成することができる。
上記したように後部ケース１２を本体ケース１１に対してねじ止めするためのねじ孔１１ａ，１１ａを固定子６０の外周側に位置させることにより、本体ケースを後方へ長く形成して固定子６０の後方にねじ孔を設ける構成に比して、当該本体ケース１１を短く形成することができる。さらに、ねじ孔１１ａを設けるためのボス部１１ａを設けた場合であっても、固定子６０の外周面にボス逃がし部６１ｄを設けてボス部１１ａを進入させることにより、本体ケース１１の外周側に当該ボス部１１ａ，１１ａが大きくはみ出して大径化することを回避しつつ（本体ケース１１の小径化）、さらにその機長方向のコンパクト化を図ることができる。
【００１１】
なお、図示は省略したが、上記のボス逃がし部６１ｄを２カ所ではなく、例えば周方向六等分位置に６カ所設ける構成としてもよい。これによれば、本体ケース１１側の２カ所のボス部１１ｂ、１１ｂに対して固定子鉄心の回転軸線Ｊ回りの組み付け位置の自由度を高めることができる。
この固定子鉄心６１は、円筒部６１ａの外周面と各歯部６１ｂの先端面６１ｃを除く範囲が電気絶縁部材６２で覆われている。電気絶縁部材６２で覆われない各歯部６１ｂの先端面６１ｃが、回転子５０の周面との間に一定の隙間をおいた状態で位置している。
各歯部６１ｂの、電気絶縁部材６２で覆われた部分に駆動コイル６３がそれぞれ巻装されている。
電気絶縁部材６２の後面にセンサ基板７０が取り付けられている。電気絶縁部材６２の後面側には、その全周にわたるほぼ円形の段差部６２ｂが設けられている。この段差部６２ｂ内にセンサ基板７０が収容された状態で取り付けられている。
センサ基板７０は、概ね円形なし、その中心には軸受け保持部１２ａを挿通可能な径の逃がし孔７０ａが設けられている。この逃がし孔７０ａ内に、前記後側軸受け５７が位置している。センサ基板７０の逃がし孔７０ａ内に後側軸受け５７が位置することにより、当該後側軸受け５７が電気絶縁部材６２の内周側に位置して固定子６０の後端面からはみ出さない状態に保持されている。すなわち、後側軸受け５７が電気絶縁部材６２の内周側に位置するように、後部カバー１２の軸受け保持部１２ａの高さ寸法（本体ケース１２側への張り出し寸法）が電気絶縁部材６２の後端面の位置に対して適切に設定されている。
後側軸受け５７が電気絶縁部材６２の内周側に配置されることにより、当該ＤＣブラシレスモータＭの機長方向（図１及び図２において左右方向）の寸法がコンパクトになっている。駆動源としてのＤＣブラシレスモータＭを機長方向に短くできる結果、電動工具１の工具本体１０の機長をコンパクトにすることができ、これにより当該電動工具１の操作性を高めることができる。
【００１２】
図３に示すようにセンサ基板７０の下部には、配線接続用の端子板部７０ｂが放射方向へ張り出す状態に設けられている。この端子板部７０ｂは、上記段差部６２ｂの一部を切り欠いた切り欠き部６２ｃを経て電気絶縁部材６２の外周側（図３において下方）に張り出されている。
センサ基板７０に取り付けた三つの磁気センサ７１〜７１は、回転子５０の磁極の位置が固定子６０のいずれの歯部６１ｂに対向する位置にあるのかを検出するためのセンサであり、本例ではホール素子が用いられている。このセンサ基板７０が電気絶縁部材６２の後面に３本のねじ７２〜７２でねじ止めされており、これにより三つの磁気センサ７１〜７１が、周方向に隣り合う３本の歯部６１ｂ〜６１ｂに対して相互に位相を合わされた状態で配置されている。この三つの磁気センサ７１〜７１で回転子５０の磁極の位置を検出しながら、電気制御基板８０から駆動コイル６３〜６３に対して順番に電流を流すことで回転子５０が回転する。これらセンサ基板７０及び電気制御基板８０の機能については一般的なＤＣブラシレスモータの基本的構成であり、本実施形態において特に変更を要しない。
上記３本のねじ７２〜７２を締め付ける三カ所のねじ孔６２ａ〜６２ａは、図４に示すように周方向三等分位置であって、固定子鉄心６１の隣接する歯部６１ｂ，６１ｂ間に配置されている。各ねじ孔６２ａが隣接する歯部６１ｂ，６１ｂ間に位置することにより、当該ねじ孔６２ａを有する円筒体形状のボス部が邪魔になることなく、歯部６１ｂの全長にわたって十分な長さの巻き線を施すことができ、これによりコンパクトかつ効率のよい駆動コイル６３を設けることができる。
駆動回路を有する電気制御基板８０は、バッテリパックＰを装着するためのバッテリ取り付け部１７の下面側に沿って取り付けられている。この電気制御基板８０の上面側には、電源平滑用コンデンサ８１、電源線８２、動力線８３〜８３等が上方へ立ち上がる状態に結合されており、これらは図示するようにグリップ部１５の内部の空間部を利用して配置されている。
【００１３】
以上のように構成したＤＣブラシレスモータＭによれば、回転子５０の回転軸５３を支持する軸受け５６，５７のうち、固定子６０の後面に沿って取り付けられたセンサ基板７０側の軸受け５７が当該センサ基板７０に設けた逃がし孔７０ａ内に配置され、これにより回転軸線Ｊ方向の位置（機長方向の位置）について電気絶縁部材６２の内周側ひいては電気絶縁部材６２の後端からはみ出さない位置に当該軸受け５７が配置されている。
このため、従来のようには固定子の端面から離れた位置に軸受けを配置した構成に比して当該ＤＣブラシレスモータＭを機長方向（回転軸線Ｊ方向）にコンパクト化することができる。機長方向にコンパクト化されたＤＣブラシレスモータＭを駆動源とすることにより電動工具１を機長方向にコンパクト化することができる。
また、本実施形態の場合、本体カバー１１の後部を閉塞する後部ケース１２の内面ほぼ中央に軸受け保持部１２ａを設け、この軸受け保持部１２ａに後側軸受け５７を保持して、当該軸受け５７を電気絶縁部材６２の内周側に位置させる構成であるので、後部ケース１２を利用した簡単な構成により軸受け５７を所定に位置に保持することができ、またこれによっても当該電動工具１の機長をコンパクトに構成することができる。
【００１４】
以上説明した実施形態には種々変更を加えることができる。例えば、後部ケース１２を本体ケース１１に対してねじ止めする構成を例示したが、図１０及び図１１に示すように後部ケース３１を本体ケース３０ではなく、ＤＣブラシレスモータＭの電気絶縁部材３３にねじ止めする構成としてもよい。この構成が請求項８に記載した発明の実施形態に相当する。前記した実施形態と同様の点については同位の符号を用いてその説明を省略する。この実施形態の場合、後部ケース３１は、２本のねじ３２，３２によりＤＣブラシレスモータＭの電気絶縁部材３３に固定されている。電気絶縁部材３３の後面には、ねじ止め台座部３３ａが回転軸線Ｊを中心とする円周に沿って円環形状に設けられている。このねじ止め台座部３３ａの周方向二等分位置に二つのねじ孔３３ｂ，３３ｂが設けられている。この二つのねじ孔３３ｂ，３３ｂにそれぞれねじ３２を締め込んで、後部ケース３１が電気絶縁部材３３の後面に固定されている。
後部ケース３１の内面中央には、軸受け保持部３１ａが設けられている。この軸受け保持部３１ａ内に後側軸受け５７が保持されている。これにより後側軸受け５７は、電気絶縁部材６２の内周側に位置されている。
後部ケース３１の外面には、締め付けたねじ３２，３２の頭部を収容するための凹部３１ｂ，３１ｂが設けられている。このため、両ねじ３２，３２を締め付けた状態において、それらの頭部は後部ケース３１の外面から突き出さない状態となっており、これにより当該電動工具１の見栄えをよくできるとともに、当該ねじ３２，３２の頭部の他部位への引っかかり等が防止される点で当該電動工具１の操作性を高めることができる。
このように構成した後部ケース３１の取り付け構造によれば、前記後部ケース１２を本体ケース１１に対してねじ止めする構成に比して、工具本体１０を径方向へより一層コンパクトに構成することができる。
【００１５】
以上の説明では、回転軸５３を支持する後側軸受け５７を後部ケース１２（３１）に保持する構成を例示したが、例えば図１２及び図１３に示すように後部ケース１２（３１）とは別に軸受け保持部材３５を用いて後側軸受け５７を電気絶縁部材６２の内周側に位置させることもできる。この構成が請求項２，３に記載した発明の実施形態に相当する。
この実施形態の場合、軸受け保持部材３５は有底の概ね円筒形状を有する軸受け保持部３５ａを備えている。この軸受け保持部３５ａの内側に後側軸受け５７が保持されている。
軸受け保持部３５ａの周囲三等分位置には、取り付け縁部３５ｂ〜３５ｂがそれぞれ放射方向外方へ張り出す状態に設けられている。一方、電気絶縁部材３６の後面には、上記各取り付け縁部３５ｂを当接可能な台座部３６ａがその内周側に張り出す状態に設けられている。
三カ所の取り付け縁部３５ｂ〜３５ｂをそれぞれ電気絶縁部材３６の台座部３６ａに当接させ、この当接状態でそれぞれの取り付け縁部３５ｂをねじ３７で台座部３６ａに対してねじ止めすることにより、当該軸受け保持部材３５が電気絶縁部材３６の後部に取り付けられている。
図１２に示すようにこの構成の場合、軸受け５７がセンサ基板７０よりも回転子５０寄りの位置であって固定子６０の内周側に位置しているため、スリーブ３８は前記スリーブ５９よりも一層短くなっており、従って当該ＤＣブラシレスモータＭの機長がさらに短くなっている。
この構成によっても、後側軸受け５７が電気絶縁部材６２の内周側（固定子６０の内周側）に位置させることができ、これによりＤＣブラシレスモータＭの機長を短くして電動工具１をコンパクトに構成することができる。
【００１６】
上記の実施形態にはさらに変更を加えることができる。例えば、図１４及び図１５に示す軸受け保持構造に用いる軸受け保持部材４０は、後側軸受け５７を保持する軸受け保持部４０ａと、その周囲三等分位置から放射方向外方へ張り出す３本の取り付け縁部４０ｂ〜４０ｂを備えている。３本の取り付け縁部４０ｂ〜４０ｂは、上記取り付け縁部３５ｂよりも長く形成されている。一方、前記したようにセンサ基板７０は、電気絶縁部材６２の後面に設けた段差部６２ｂ内に収容された状態で３本のねじ７２〜７２により当該電気絶縁部材６２に取り付けられている。
上記軸受け保持部材４０の３本の取り付け縁部４０ｂ〜４０ｂは、上記ねじ７２〜７２により電気絶縁部材６２に対してセンサ基板７０と共締めされている。電気絶縁部材６２に対して３本の取り付け縁部４０ｂ〜４０ｂがセンサ基板７０と共締めされることにより、当該軸受け保持部材４０が電気絶縁部材６２の後面に沿って取り付けられ、これにより後側軸受け５７がセンサ基板７０の逃がし孔７０ａ内若しくはこの位置よりも回転子鉄心５１寄りの位置（図１４において右側）であって電気絶縁部材６２の内周側ひいては固定子６０の内周側に保持されている。
特に、この構成の場合にも、軸受け保持部４０ａを軸線Ｊ方向に長く形成しておくことにより、後側軸受け５７をより回転子５０寄りの位置に接近させることができる。このため、スリーブ４９は、前記スリーブ５９よりも短くなっている。
この軸受け保持構造を備えたＤＣブラシレスモータＭによっても、その機長方向の寸法をより一層短くして電動工具１のコンパクト化を図ることができる。また、電気絶縁部材６２に対してセンサ基板７０と軸受け保持部材４０がねじ７２〜７２で共締めされる構成であるので、当該ＤＣブラシレスモータＭの組み立て工程の簡略化を図ることができる。この構成が請求項４に記載した発明の実施形態に相当する。
【００１７】
以上説明した各実施形態にはさらに変更を加えることができる。以上説明した実施形態では、回転軸５３を支持する前後の軸受け５６，５７のうち、後側軸受け５７を電気絶縁部材６２の内周側（固定子６０の内周側）に位置させる構成を例示したが、例えば図１６に示すように前側（減速ギヤ列２０側）の軸受け５６を電気絶縁部材６２の内周側に位置させて当該ＤＣブラシレスモータＭひいては電動工具１の機長をコンパクトに構成することができる。
この構成の場合は図示するように、モータ冷却用の冷却ファン４８が回転軸５３の後部側に支持され、またセンサ基板４５が電気絶縁部材６２の前側に取り付けられている。
この軸受け保持構造の場合、電気絶縁部材６２の前面側（図１６において右面側）にセンサ基板４５を収容する段差部６２ｄが設けられている。センサ基板４５そのものは、前記センサ基板７０と同様で、その中央に逃がし孔４５ａが設けられている。
また、本体ケース１１内を前後に区画する中間区画壁１３の後面側には、有底円筒形状の軸受け保持部１３ｂが設けられている。この軸受け保持部１３ｂは、前記軸受け保持部１３ａよりも後側へ大きな寸法で突き出されている。この軸受け保持部１３ａの先端側（後端側）に前側軸受け５６が保持されている。図示するようにこの前側軸受け５６は、センサ基板４５の逃がし孔４５ａ内若しくはこれよりも回転子鉄心５１寄りの位置であって電気絶縁部材６２の内周側（固定子６０の内周側）に位置している。
一方、後側軸受け５７は、後部ケース１２の軸受け保持部１２ａ内に保持されている。この後側軸受け５７と回転子５０との間において回転軸５３上に冷却ファン４８が支持されている。
このように構成したＤＣブラシレスモータＭによっても、回転子５０の回転軸５３を支持する前側軸受け５６が回転軸線Ｊ方向の位置について、電気絶縁部材６２の内周側（固定子６０の内周側）に位置される。このため、ＤＣブラシレスモータＭを機長方向にコンパクトに構成することができ、これにより電動工具１の機長をコンパクトにしてその操作性を高めることができる。
以上説明した実施形態では、電動工具１の駆動源として用いるＤＣブラシレスモータＭを例示したが、本発明は、ＤＣブラシレスモータ自体の発明として把握することができる。ＤＣブラシレスモータにおいて、回転子の回転軸を支持する前後の軸受けの一方または双方を固定子の電気絶縁部材の内周側に配置することにより、当該ＤＣブラシレスモータ自体を従来よりも機長方向にコンパクト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係るＤＣブラシレスモータを駆動源とするインパクトねじ締め機の縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＤＣブラシレスモータの縦断面図である。
【図３】ＤＣブラシレスモータの後面図である。本図は、ＤＣブラシレスモータを、図２中矢印(3)方向から見た図である。
【図４】固定子を図２中(4)-(4)線断面図である。
【図５】固定子鉄心単独の後面図である。
【図６】回転子の縦断面図である。
【図７】回転子を図６中矢印(7)方向から見た図である。
【図８】電動工具を図１中矢印(8)方向から見た後面図である。
【図９】図８中(9)-(9)線断面図であって、ＤＣブラシレスモータの横断面図である。
【図１０】後部ケースの取り付け構造について別形態の取り付け構造を示す図である。本図は、工具本体を後方から見た状態を示している。
【図１１】後部ケースの取り付け構造について別形態の取り付け構造を示す図である。本図は、図１０の(11)-(11)線断面矢視図であり、工具本体の後部の横断面である。
【図１２】後側軸受けの保持構造について別形態の保持構造を備えたＤＣブラシレスモータの縦断面図である。
【図１３】図１２のＤＣブラシレスモータの後面図である。
【図１４】後側軸受けの保持構造についてさらに別形態の保持構造を備えたＤＣブラシレスモータの縦断面図である。
【図１５】図１４のＤＣブラシレスモータの後面図である。
【図１６】モータ冷却ファンがＤＣブラシレスモータの後部側に配置された形態のインパクトねじ締め機の縦断面図である。本図において、グリップ部の図示が省略されている。
【符号の説明】
【００１９】
Ｍ…ＤＣブラシレスモータ
１…電動工具（インパクトねじ締め機）
１０…工具本体
１１…本体ケース、１１ａ…ねじ孔、１１ｂ…ボス部
１２…後部ケース、１２ａ…軸受け保持部
１３…中間区画壁、１３ａ，１３ｂ…軸受け保持部
１５…グリップ部
２１…スピンドル
２２…回転打撃機構
２７…アンビル
３０…本体ケース
３１…後部ケース、３１ａ…軸受け保持部、３１ｂ…凹部
３２…ねじ
３３…電気絶縁部材（インシュレータ）、３３ａ…ねじ止め台座部
３５…軸受け保持部材、３５ａ…軸受け保持部、３５ｂ…取り付け縁部
３６…電気絶縁部材（インシュレータ）、３６ａ…台座部
４０…軸受け保持部材、４０ａ…軸受け保持部、４０ｂ…取り付け縁部
４５…センサ基板、４５ａ…逃がし孔
４８…モータ冷却ファン
５０…回転子（ロータ）
５１…回転子鉄心
５３…回転軸
Ｊ…回転軸線
５６…前側軸受け
５７…後側軸受け
５８…冷却ファン
６０…固定子（ステータ）
６１…固定子鉄心
６１ａ…円筒部、６１ｂ…歯部、６１ｄ…ボス逃がし部
６２…電気絶縁部材（インシュレータ）
６２ａ…ねじ孔、６２ｂ…段差部（後側）、６２ｄ…段差部（前側）
６３…駆動コイル
７０…センサ基板、７０ａ…逃がし孔
７１…磁気センサ（ホール素子）
８０…電気制御基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子鉄心にマグネットを取り付けた回転子と、該回転子の周囲に駆動コイルを有する固定子と、該固定子の端面に沿って配置され、前記回転子の磁極の位置を検出する磁気センサを有するセンサ基板と、前記固定子の駆動コイルに順次電流を流して前記回転子を回転させる電気回路基板を備えたＤＣブラシレスモータであって、
前記回転子の回転軸を支持する前後の軸受けの少なくとも一方を、前記固定子の電気絶縁部材の内周側に配置したＤＣブラシレスモータ。
【請求項２】
請求項１記載のＤＣブラシレスモータであって、前記電気絶縁部材に前記軸受けを保持したＤＣブラシレスモータ。
【請求項３】
請求項２記載のＤＣブラシレスモータであって、前記軸受けを保持する軸受け保持部材を備え、該軸受け保持部材を前記電気絶縁部材の端面に取り付けたＤＣブラシレスモータ。
【請求項４】
請求項３記載のＤＣブラシレスモータであって、前記軸受け保持部材を前記電気絶縁部材の端面に対して前記センサ基板と共締めしたＤＣブラシレスモータ。
【請求項５】
請求項１に記載したＤＣブラシレスモータを駆動源とする電動工具であって、内周側に前記固定子を保持する本体ケースの後部が後部ケースにより開閉され、該後部ケースに前記軸受けを保持した電動工具。
【請求項６】
請求項５記載の電動工具であって、前記後部ケースを前記本体ケースに対してねじ止めするためのねじ孔を前記固定子の周囲に配置した電動工具。
【請求項７】
請求項６記載の電動工具であって、前記固定子の周囲に沿って前記本体ケースにボス部を設け、該ボス部に前記ねじ孔を設ける一方、前記固定子の外周に前記ボス部を逃がすためのボス逃がし部を設けた電動工具。
【請求項８】
請求項５記載の電動工具であって、前記後部ケースが前記電気絶縁部材の後部にねじ止めされた電動工具。
【請求項１】
回転子鉄心にマグネットを取り付けた回転子と、該回転子の周囲に駆動コイルを有する固定子と、該固定子の端面に沿って配置され、前記回転子の磁極の位置を検出する磁気センサを有するセンサ基板と、前記固定子の駆動コイルに順次電流を流して前記回転子を回転させる電気回路基板を備えたＤＣブラシレスモータであって、
前記回転子の回転軸を支持する前後の軸受けの少なくとも一方を、前記固定子の電気絶縁部材の内周側に配置したＤＣブラシレスモータ。
【請求項２】
請求項１記載のＤＣブラシレスモータであって、前記電気絶縁部材に前記軸受けを保持したＤＣブラシレスモータ。
【請求項３】
請求項２記載のＤＣブラシレスモータであって、前記軸受けを保持する軸受け保持部材を備え、該軸受け保持部材を前記電気絶縁部材の端面に取り付けたＤＣブラシレスモータ。
【請求項４】
請求項３記載のＤＣブラシレスモータであって、前記軸受け保持部材を前記電気絶縁部材の端面に対して前記センサ基板と共締めしたＤＣブラシレスモータ。
【請求項５】
請求項１に記載したＤＣブラシレスモータを駆動源とする電動工具であって、内周側に前記固定子を保持する本体ケースの後部が後部ケースにより開閉され、該後部ケースに前記軸受けを保持した電動工具。
【請求項６】
請求項５記載の電動工具であって、前記後部ケースを前記本体ケースに対してねじ止めするためのねじ孔を前記固定子の周囲に配置した電動工具。
【請求項７】
請求項６記載の電動工具であって、前記固定子の周囲に沿って前記本体ケースにボス部を設け、該ボス部に前記ねじ孔を設ける一方、前記固定子の外周に前記ボス部を逃がすためのボス逃がし部を設けた電動工具。
【請求項８】
請求項５記載の電動工具であって、前記後部ケースが前記電気絶縁部材の後部にねじ止めされた電動工具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−１０７２０１（Ｐ２０１３−１０７２０１Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１３−３１７７５（Ｐ２０１３−３１７７５）
【出願日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【分割の表示】特願２０１２−１６１２５０（Ｐ２０１２−１６１２５０）の分割
【原出願日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【出願人】（０００１３７２９２）株式会社マキタ (1,210)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【分割の表示】特願２０１２−１６１２５０（Ｐ２０１２−１６１２５０）の分割
【原出願日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【出願人】（０００１３７２９２）株式会社マキタ (1,210)
【Ｆターム（参考）】
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