JP4986258B2

JP4986258B2 - 電動工具

Info

Publication number: JP4986258B2
Application number: JP2006121427A
Authority: JP
Inventors: 和隆岩田; 伴義横田; 憲一郎吉田; 眞一坂本
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2006-04-26
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2026-04-26
Also published as: JP2007196363A

Description

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。

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。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、ステータ部の損失が大きな発熱源となる。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お互いを離間してハウジングに設け、ロータに一体的に取り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、ステータコイルの間に冷却風を流動することにより、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。

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。

特開２００４−２７４８００号公報特開２００５−１０２３７０号公報

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の駆動源として好適であると考えられる。

本願発明者は、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、木粉や金属粉の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てコイル焼損等の故障の発生原因となるために、防塵対策が要求された。

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。

さらに、ブラシレスモータを密閉型防塵構造とする場合、ブラシレスモータのステータコイルに外部から電源または制御信号を供給するための配線構造も考慮する必要がある。

従って、本発明の主目的は、粉塵を吸い込まないためのモータ部の防塵構造を具備すると共に、冷却効果の優れた冷却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にある。

本発明の他の目的は、ブラシレスモータの密閉型防塵構造において、ブラシレスモータのステータコイルに駆動電源を供給するための配線構造を提供することにある。

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。

本発明の一つの特徴は、吸気口が設けられたハウジング部と、ステータコイルが巻回され回転軸方向に延びる外周部及び内周部を有する略円筒状のステータと、該ステータの内部に略同心状に配置されたロータと、を有し、前記ハウジング部に収容されるブラシレスモータと、該ブラシレスモータの前記ステータコイルに接続される基板と、前記ハウジング部に収容され、前記回転軸に装着される冷却ファンと、を備えた電動工具において、前記ブラシレスモータは、前記ステータに設けられ前記ステータと前記ステータコイルとを絶縁し、前記ステータの端部より前記回転軸方向に突出する突出部を有する絶縁部材を備え、前記基板は、前記吸気口側の前記ステータの端部を覆うように前記絶縁部材の前記突出部に固定されていることにある。

本発明の他の特徴は、前記吸気口から前記ハウジング部内に吸入された冷却用気体を、前記ハウジング部の外へ排出する排出口を備え、該排出口は、前記吸気口と離間して、前記ハウジング部に形成されたことにある。

本発明の他の特徴は、前記ブラシレスモータの前記ステータコイルに電流を通電する複数のスイッチング素子を備えたインバータ回路基板を備え、該インバータ回路基板と前記基板とを別々に設けたことにある。

本発明の他の特徴は、前記基板は、前記ブラシレスモータの前記ステータコイルに電流を通電する複数のスイッチング素子を備えたインバータ回路基板からなり、該インバータ回路基板は、前記吸気口から前記ハウジング部内に吸入された冷却用気体の流通路中に配置されることにある。

本発明の他の特徴は、前記複数のスイッチング素子を前記基板に対して寝かせるように配置したことにある。

上記した本発明の電動工具によれば、モータハウジング部の内部に配置される一対のホルダ部材によって、モータのステータと協働してモータ（ロータ）に対する密閉型構造を形成し、かつステータの外周部に空間部を形成して冷却風を流すので、モータの防塵機能を向上させて、さらにモータの冷却効果を向上させることができる。

また、ホルダ部材の一方を回路基板で構成する場合は、ブラシレスモータのステータコイルの配線の取り出しが容易となる。

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特徴は、本明細書の以下の記述および添付図面からさらに明らかとなるであろう。

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ための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

［第１の実施形態］
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第１の実施形態に従う工具全体の断面図（正面図）を示す。まず、図１を参照して工具全体の構成について説明する。本発明の実施形態に係る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（図面の右端部）から他端部（図面の左端部）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、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。

モータハウジング部５０ａは筒状の形状を有し、その内周部内には、駆動源となるブラシレスＤＣモータ３が収容または装着される。ブラシレスモータ３のモータハウジング部５０ａへの装着構造については後述する。

モータハウジング部５０ａに連続する動力伝達ハウジング部５０ｂ内にはモータ３の回転力を回転打撃力としてアンビル１０に伝達するための動力伝達機構部４が収容されている。動力伝達機構部４は、遊星ギア６とリングギア７で構成される減速機構部と、スピンドル8およびスピンドル8上に前後摺動可能に配され、かつスプリング５によって打撃力が与えられるハンマ9から成るインパクト機構部と、ハンマ９によって回転打撃力が与えられ、上述のように先端工具（図示なし）を保持可能なアンビル１０とで構成される。

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大半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に電気的接続されている。モータ駆動回路装置２は、後述するブラシレスモータ３のステータコイル１２ａ（例えば、スター結線された３相コイル）に電気的接続され、モータ３のロータ１３を回転駆動させる。

モータ駆動回路装置２は、ブラシレスモータ３のステータコイル１２ａに駆動電流を通電するための周知のブリッジ回路から成るインバータ回路（図示なし）を含み、さらにインバータ回路を制御するＣＰＵ等から成る制御回路を具備する。特に、モータ駆動回路装置２を構成するインバータ回路には、ステータコイル１２ａに大駆動電流を通電する必要があることより、例えば、スイッチング素子として動作するＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）のような大容量の出力トランジスタを使用しなければならない。このため出力トランジスタの電力損失が大きくなり、発熱が問題となる。したがって、モータ駆動回路装置２の出力トランジスタには冷却効果を向上させるための放熱構造が考慮されている。本実施例では、モータ駆動回路装置２にステータコイル配線やインバータ回路が集約されているが、後述する他の実施形態では、インバータ回路基板やステータコイル配線基板がモータ駆動回路装置２より特別に分離され、モータハウジング部５０ａ内に装着される。

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。

ねじ締め作業時、回転軸１１から伝達されたモータ３の回転力を遊星ギア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。

次に、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への装着構造について、図２、図３および図４を参照して説明する。図２は図１に示す電動工具のブラシレスモータ部３の拡大断面図、図３は図２に示すブラシレスモータ部３のＡ−Ａ線に沿う断面構造図、図４は図２に示すブラシレスモータ部３のＢ−Ｂ線に沿う断面構造図をそれぞれ示す。

ブラシレスモータ３は、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内に配設された、回転軸方向に４つの永久磁石部材１３ｃが埋め込まれたロータ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内にはステータコアにステータコイル１２ａが巻回されている。ステータコイル１２ａは、スター結線された３相コイルを形成し、モータ駆動回路装置２を構成するインバータ回路には、ステータコイル１２ａに大駆動電流を通電するための６つのＩＧＢＴ（出力トランジスタ）が取り付けられている。

図２に示すように、ステータ１２の回転軸方向両端部１２ｄおよび１２ｅは、一対のホルダ部材（支持部材）１４の挟持部１４ａによって挟み込まれるようにモータハウジング部５０ａの内周部５０ｆ（図３参照）に固定されている。また、ステータ１２の両端部１２ｄ、１２ｅおよびロータ１３の回転軸方向の両端部１３ａ、１３ｂは、一対のホルダ部材１４の隔壁部１４ｂによって包囲されている。一対のホルダ部材１４の挟持部１４ａおよび隔壁部１４ｂは、ステータ１２と共に、ステータ１２の内周部１２ｂ内部に設置されたロータ１３を取り囲む密閉構造を形成し、モータハウジング部５０ａ内にモータ３が設置される空間を区画または隔離する。これによって、粉塵がモータ３のロータ１３部内に侵入することを防止できる。

ロータ１３の回転軸１１を支持する一対の軸受部材（例えば、ボールベアリング）１１ａは、一対のホルダ部材１４に設置される。後述する他の実施形態では、一対の軸受部は必ずしも一対のホルダ部材１４に設置する必要がなく、一対の軸受部材１１ａの一方は、動力伝達機構部４の他の部材に形成しても良い。

一対のホルダ部材１４の両方または一方は、合成樹脂材料を用いてモータハウジング部５０ａと共に、リブ部材として一体成形することができる。また、一対のホルダ部材１４は、モータハウジング部５０ａとは別部材の合成樹脂材料から形成したものを、モータハウジング部５０ａに固定してもよい。さらに、一対のホルダ部材１４は、モータハウジング部５０ａとは別部材の金属材料から形成したものを、モータハウジング部５０ａに嵌合等により固定してもよい。ホルダ部材１４に金属材料を使用する場合は、ホルダ部材１４がステータ１２の放熱フィンとして機能するので、ステータ１２の放熱効果を向上できると共に、ホルダ部材１４の機械的強度が強化され、モータ３の軸受部材（ベアリング）１１ａの支持部の磨耗を軽減し、モータ回転軸１１の支持位置の精度を向上させることができる。ホルダ部材１４はモータハウジング部５０ａの部材とは別材料によって構成することにより、ホルダ部材のモータハウジング部への組立性を向上させ、かつ冷却風の流通路となる貫通穴の位置、大きさなどのホルダ部材の設計自由度を向上させることができる。図２に示した第１の実施形態では、一対のホルダ部材１４のうち、右手側に配置された一方のホルダ部材１４は、図４および図５に示すように、モータハウジング部５０ａと共に一体成形されたリブ部材で構成したものである。また左手側に配置された他方のホルダ部材１４の挟持部１４ａはモータハウジング部５０ａと一体に形成されたものから成り、その隔壁部１４ｂは動力伝達機構部４を構成するモータハウジング部５０ａと異なる部材によって形成されている。

本実施形態および後述する他の実施形態から明らかにされるように、一対のホルダ部材１４の挟持部（１４ａ）という用語は、その挟持部がステータの外周面とともに包囲または密閉構造を形成するように回転軸方向に沿って延びる部材を意味し、ステータ１２の端部に完全に接触または接続されているものに限定されず、ステータ１２の端部より塵埃がステータ内周部内へ実質的に侵入しない程度の間隙を以って回転軸方向に延びる部材であってもよい。また、その挟持部は、単一部材または複数部材で構成してもよい。一方、一対のホルダ部材１４の隔壁部（１４ｂ）という用語は、その隔壁部がステータ１２およびロータ１３の端部を覆うように上記挟持部（１４ａ）と交差する方向（例えば、回転軸方向に対し垂直方向）に延在し、前記挟持部とともにステータ１２の端部側より塵埃がステータ内周部内へ実質的に侵入しない包囲または遮蔽効果を有する部材を意味する。その隔壁部は、上記挟持部と同様に単一部材または複数部材で構成できる。

なお、図４および図５に示すように、モータハウジング部５０ａ、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を含むハウジング部材５０は、モータ３の回転軸中心を横切る垂直面で２分される断面形状が半円状のハウジング部材５０（図４参照）の一対を準備し、予め、図５に示すような一方のハウジング部材５０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、しかる後に、一対のハウジング部材５０の他方を重ねて、図４のようにねじ締め等で一対のハウジング部材を結合させる方法が取られる。

図３に示すように、モータハウジング部５０ａの内周部５０ｆとステータ１２の外周部１２ｃとの間には、冷却風（冷却用気体）の流通路となる空間部１６が形成される。また、図２に示すように、モータハウジング部５０ａの一端側の端壁部５０ｅには外気から冷却用の空気を吸入するための吸気口１７が形成される。さらに、モータハウジング部５０ａの端壁部５０ｅと、右側の一方のホルダ部材１４との間には、外気を吸気口１７から吸引するための冷却ファン１５が設けられる。冷却ファン１５は、右側ホルダ部材１４の隔壁部１４ｂを貫通して突出している回転軸１１の端部に取り付けられている。右側ホルダ部材１４の隔壁部１４ｂには、冷却風を流すための貫通穴（通気口）１９が設けられている。貫通穴１９は、図４に示すように、ホルダ部材（リブ部材）１４ｂの外周部の対向する２箇所に形成される。貫通穴１９の大きさや設置位置はホルダ部材１４への加工性を考慮して決定できる。注意しなければならないことは、貫通穴１９は、モータ内部を包囲または密閉するホルダ部材１４の隔壁部１４ｂを貫通しないように形成することである。一方、ステータ１２の外周部１２ｃに近接してモータハウジング部５０ａに冷却用の空気を外気に排出するための複数の排気口１８が設けられる。冷却風の吸気口１７および排気口１８の位置は、ステータ１２の外周部の空間部１６を挟むように、回転軸１１に沿って互いに離間してモータハウジング部５０ａに形成する。また排気口１８は、モータハウジング部５０ａに隣接する動力伝達ハウジング部５０ｂに形成しても良い。

以上の構成により、図２および図３に示すように、吸気口１７、貫通穴１９、空間部１６および排気口１８は、冷却風（冷却気体）２０の流通路を形成する。モータ３が運転されると回転軸１１に取付けられた冷却ファン１５が回転し、吸気口１７から冷却風２０をモータハウジング部５０ａ内に吸引する。吸引された冷却風２０は、モータハウジング部５０ａに設けられた貫通穴１９を通り、モータ３のステータ１２の外周部１２ｃとモータハウジング部５０ａの内周部５０ｆの空間部１６に流れる。この状態において、ホルダ部材（リブ部材）１４により、ステータ１２の回転軸方向の両端部１２ｄ、１２ｅおよびロータ１３の回転軸方向の両端部１３ａおよび１３ｂは、ホルダ部材（リブ部材）１４によって挟み込まれるように、モータハウジング部５０ａに固定されるので、モータ３は他の空間部より区画または隔離された密閉構造（包囲構造）となる。従って、従来のブラシレスモータの構造に比較してモータ３の内部に外気が入り込むことが極めて少ない構造となり、粉塵が入ることが極めて少ない構造にできる。そして、空間部１６に流れ込んだ冷却風２０はステータ１２の外周部１２ｃを流れ、ステータ１２を冷却しながら外気に排出されるので、ステータ１２の放熱効果を向上させることができる。従って、本発明によれば、モータの防塵性能および冷却性能を向上させた電動工具を提供できる。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では冷却ファン１５をモータハウジング部５０ａの端壁部５０ｅの近傍（吸気口１７の近傍）に配設したが、図６に示す第２の実施形態のように、冷却ファン１５は、動力伝達機構部と左側ホルダ部材１４との間の回転軸１１に取り付けても良い。この場合、ハウジング部５０ａに設けられる排気口１８は、冷却ファン１５の外周部の近傍に配置される。図６に示した第２の実施形態のように、ステータ１２の外周部１２ｃを取巻く空間部１６に冷却風がながれ、モータ３の内部が密閉されていれば、冷却ファン１５の位置や冷却風２０を吸入または排出するハウジング部５０ａの開口穴１７または１８の位置は特に限定されない。このような構成により上記第１の実施形態と同様な冷却効果および密閉効果を得ることができる。

［第３の実施形態］
図７は第３の実施形態を示す。特に、モータ駆動回路装置２（図１参照）は、ＣＰＵ等から成る制御回路の他に、ブラシレスモータ３のステータコイル１２ａに駆動電流を通電するための周知のブリッジ回路から成るインバータ回路（図示なし）を含んでいる。インバータ回路には、ステータコイル１２ａに大駆動電流を通電する必要があることより、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）のような大容量の出力トランジスタを使用しなければならない。このため出力トランジスタの電力損失が大きくなり、発熱が問題となる。したがって、モータ駆動回路装置２の出力トランジスタには冷却効果を向上させるための放熱構造が考慮されている。図７に示す第３の実施形態に従えば、図１に示したハンドルハウジング部５０ｃのモータ駆動回路装置２のうち、インバータ回路基板２２を分離し、図７に示すようにモータハウジング部５０ｃ内の冷却風の流通路中に設置したものである。インバータ回路基板２２は、モータハウジング部５０ａの内周部に固定され、例えば、６つの出力トランジスタ（ＩＧＢＴ）２１を搭載している。これらの出力トランジスタ２１は、モータ３の駆動中に発熱するが、冷却風によって強制空冷されるので、高効率の出力電力を得ることができる。

［第４の実施形態］
図８は第４の実施形態を示す。図７に示した第３の実施形態と同様に、インバータ回路基板２２をモータハウジング部５０ｃ内の冷却風の流通路中に設置したものである。図７の第３の実施形態と特に異なる点は、インバータ回路基板２２の出力トランジスタ２１を回路基板２２の放熱部（図示なし）に接触させるように寝かせて搭載している。この実施形態によって、図７に示した実施形態と同様に放熱効果を向上できる。

［第５の実施形態］
図９乃至図１３は本発明に従う第５の実施形態を示す。図９は全体の構成図を示し、図１０は図９に示した動力工具のモータハウジング部の拡大断面図を示す。また、図１１は図９に示した動力工具のＡ−Ａ線に沿う断面図、図１２は図９に示した動力工具のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図１３は図９に示した動力工具のＣ−Ｃ線に沿う断面図をそれぞれ示す。上述した実施形態と同様な構成部材については、同一符号を付してその説明を省略する。以下、ブラシレスモータ３のモータハウジング５０ａへの装着構造について図１０および図１１を参照して詳細に説明する。

上記実施形態と同様に、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を有する。特に、本実施形態においてステータ１２は、スロット１２ｆの形状に沿ってステータ１２の両端部１２ｄおよび１２ｅより挿し込まれ、ステータ１２の回転軸方向中央部１２ｇで互いに接する一対のインシュレータ部材１４ｄおよび１４ｅを有する。一対のインシュレータ部材１４ｄおよび１４ｅは絶縁材料から成り、ステータコイル１２ａがインシュレータ部材１４ｄおよび１４ｅを覆って巻回するので、ステータ１２のコアとステータコイル１２ａ間の電気的絶縁をより完全にすることができる。一対のインシュレータ部材１４ｄおよび１４ｅは、ステータ１２の両端部１２ｄおよび１２ｅにおいて、ロータ１３の外周を覆うように突出する円筒状突出部１４ｄ１および１４ｅ１を有する。特に、ステータ１２の右手側端部より挿入されたインシュレータ部材１４ｅは外径円筒状突出部１４ｅ２を有する。さらに、外径円筒状突出部１４ｅ２の外周部にはモータハウジング部５０ａと一体に形成された挟持部固定部材（リブ部材）３０が配設され、ステータ１２をモータハウジング部５０ａに固定している。外径円筒状突出部１４ｅ２の外周面は、挟持部固定部材３０の内周面に内接するように完全に当接するように配置することが好ましいが、外径円筒状突出部１４ｅ２の外周面と挟持部固定部材３０の内周面との間には粉塵が侵入しない程度のごくわずかな隙間があっても良い。このように、本実施形態におけるホルダ部材１４の挟持部１４ａは、挟持部固定部材３０および円筒状突出部１４ｅ２の複合部材によって構成されている。

さらに、インシュレータ部材１４ｅの円筒状突出部１４ｅ２には、円形状のステータコイル配線基板３１の外周縁部が嵌合または接続される。ステータコイル配線基板３１は、例えば、合成樹脂材料の基板に銅箔などの導電層または導線が被着または取り付けられた配線基板から成り、図１２および図１３に示すように、ステータ１２側の裏面より冷却ファン１５側の表面に貫通する導電層または導線（接続部）３１ａ〜３１ｉを有する。また、円形状のステータコイル配線基板３１の中央部には回転シャフト１１を貫通させるための軸受貫通用穴３１ｘを有する。

本実施形態では、特にステータコイル１２ａの配線が回転軸方向に沿ってステータコイル配線基板３１へ引き出され、ステータコイル配線基板３１で配線された後に、モータ駆動回路装置２へ電気的接続される。例えばブラシレスモータ３が一般的な３相モータである場合、３相駆動される３つのステータコイル１２ａの端子はステータコイル配線基板３１の接続部３１ａ〜３１ｉに半田付け等により電気的接続され、ステータコイル配線基板３１上でスター結線（Ｙ結線）される。ステータコイル配線基板３１上でスター結線（Ｙ結線）された配線端末は、導線３１ｋを介してモータ駆動回路装置２のＩＧＢＴ等から構成される駆動出力トランジスタ（図示なし）に電気的接続される。

円形状ステータコイル配線基板３１の外周縁部はインシュレータ部材１４ｅの外径円筒状突出部１４ｅ２の内周部に密着した状態で取り付けられており、一方、円形状ステータコイル配線基板３１の軸受貫通用穴３１ｘの内周縁部は、回転軸１１に取り付けられた軸受１１ａを支持する軸受保持部３２に当接しており、ステータコイル配線基板３１の軸受貫通用穴３１ｘは軸受保持部３２によって覆われて冷却ファン１５側の外部より密閉されている。すなわち、本実施形態によればホルダ部材１４の隔壁部１４ｂは、ステータコイル配線基板３１と軸受保持部３２によって構成される。

ステータコイル配線基板３１のステータ１２と反対面からは、スター結線された３相コイルの入力用端末に対応した導線３１ｋが配線されており、スター結線される３相コイルの中性点用端末はステータコイル配線基板３１上で電気的に共通接続されている。

第５の実施形態に従えば、ブラシレスモータ３のステータ１２内部に設けられるステータコイル１２ａおよびロータ１３を、ステータコイル配線基板３１および軸受保持部３２を隔壁部（１４ｂ）として使用することによって容易に密閉することができる。また、ステータコイル配線基板３１によってステータコイル１２ａを密閉された空間から外部へ容易に電気的配線することが可能となる。

［第６の実施形態］
上記第５の実施形態では、インシュレータ部材１４ｅの外径円筒状突出部１４ｅ２を回転軸１１方向に延ばしてステータ１２のステータコイル１２ａを包囲または密閉する構成としたが、ステータコイル１２ａの巻線作業を容易にするために、図１４に示すように、インシュレータ部材１４ｅとは別個に合成樹脂等で成形した円筒状突出部１４ｅ３を用いて、ステータコイル１２ａの巻線作業後に、ステータ１２とステータコイル配線基板３１との間に円筒状突出部１４ｅ３を挟み込んで包囲または密閉するように構成しても良い。本第６の実施形態におけるホルダ部材１４の挟持部１４ａは、上記第５の実施形態と同様に、挟持部固定部材３０および円筒状突出部１４ｅ３の複合部材によって構成されている。

［第７の実施形態］
図１５は第７の実施形態を示す。ステータコイル配線基板３１の外周縁部を、円筒状の固定部材（リブ部材）３０の内周部に設けられた溝３０ａ内に嵌合させて、ステータコイル１２ａおよびロータ１３の端部を密閉包囲したものである。

［第８の実施形態］
図１６は第８の実施形態を示す。ブラシレスモータ３のモータハウジング部５０ａへの装着構造については、図１０に示した第５の実施形態と同様な構成となっている。一方、インバータ回路基板２２は、ハンドルハウジング部５０ｃ内に配設されたモータ駆動回路装置２から分離して、図７に示した第３の実施形態と同様に、モータハウジング部５０ａ内の冷却風の流通路中に設置したものである。図７に示した第３の実施形態と同様に、インバータ回路基板２２は６つの出力トランジスタ（ＩＧＢＴ）２１を搭載している。これらの出力トランジスタ２１は、モータ３の駆動中に発熱するが、モータハウジング部５０ａ内の冷却風によって強制空冷されるので、高効率の出力電力を得ることができる。

以上の実施形態の説明から明らかにされるように、本発明の電動工具によれば、モータハウジング部内に配置されるリブ部材、ステータのスロット内に使用されるインシュレータ部材、ステータコイル配線基板等を含む一対のホルダ部材によって、モータのステータと協働してモータ（ロータ）に対する密閉型構造を形成し、かつステータの外周部に空間部を形成して冷却風を流すので、モータの防塵機能を向上させて、さらにモータの冷却効果を向上させることができる。

なお、以上の実施形態では、モータ駆動回路装置２の電源として電池パック（二次電池）１を用いたが、一般家庭用の商用電源を整流するコンバータ回路（図示なし）を介してモータ駆動回路装置に給電しても良い。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の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。

本発明の第１の実施形態に係る電動工具の全体断面図。図１に示した電動工具のモータハウジング部の拡大断面図。図２に示した拡大図のＡ−Ａ線に沿う断面図。図２に示した拡大図のＢ−Ｂ線に沿う断面図。図２に示した電動工具のモータハウジング部材の部分断面図。本発明の第２の実施形態に係る電動工具のモータハウジング部の拡大断面図。本発明の第３の実施形態に係る電動工具のモータハウジング部の拡大断面図。本発明の第４の実施形態に係る電動工具のモータハウジング部の拡大断面図。本発明の第５の実施形態に係る電動工具の全体断面図。図９に示した電動工具のモータハウジング部の拡大断面図。図９に示した拡大図のＡ−Ａ線に沿う断面図。図９に示した拡大図のＢ−Ｂ線に沿う断面図。図９に示した拡大図のＣ−Ｃ線に沿う断面図。本発明の第６の実施形態に係る電動工具のモータハウジング部の拡大断面図。本発明の第７の実施形態に係る電動工具のモータハウジング部の拡大断面図。本発明の第８の実施形態に係る電動工具の全体断面図。

符号の説明

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５：スプリング６：遊星ギア７：リングギア
８：スピンドル９：ハンマ１０：アンビル１０ａ：アンビル角穴部
１０ｂ：先端工具取付部材１１：回転軸１１ａ：軸受部材
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
１３ａ：ロータの一端部１３ｂ：ロータの他端部１３ｃ：永久磁石部材
１４：ホルダ部材（リブ部材）１４ａ：挟持部１４ｂ：隔壁部
１４ｄ：インシュレータ部材１４ｄ１：円筒状突出部
１４ｅ：インシュレータ部材１４ｅ１、１４ｅ２、１４ｅ３：円筒状突出部
１５：冷却ファン１６：空間部１７：吸気口１８：排気口
１９：貫通穴（通気口）２０：冷却風（冷却気体）２１：出力トランジスタ
２２：インバータ回路基板３０：挟持部固定部材３０ａ：溝
３１：ステータコイル配線基板３１ａ〜３１ｉ：接続部３１ｋ：導線
３１ｘ：軸受貫通用穴３２：軸受保持部材
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
５０ｆ：モータハウジング部の内周部

Claims

吸気口が設けられたハウジング部と、
ステータコイルが巻回され回転軸方向に延びる外周部及び内周部を有する略円筒状のステータと、該ステータの内部に略同心状に配置されたロータと、を有し、前記ハウジング部に収容されるブラシレスモータと、
該ブラシレスモータの前記ステータコイルに接続される基板と、
前記ハウジング部に収容され、前記回転軸に装着される冷却ファンと、を備えた電動工具において、
前記ブラシレスモータは、前記ステータに設けられ前記ステータと前記ステータコイルとを絶縁し、前記ステータの端部より前記回転軸方向に突出する突出部を有する絶縁部材を備え、
前記基板は、前記吸気口側の前記ステータの端部を覆うように前記絶縁部材の前記突出部に固定されていることを特徴とする電動工具。
前記吸気口から前記ハウジング部内に吸入された冷却用気体を、前記ハウジング部の外へ排出する排出口を備え、
該排出口は、前記吸気口と離間して、前記ハウジング部に形成されたことを特徴とする請求項１記載の電動工具。
前記ブラシレスモータの前記ステータコイルに電流を通電する複数のスイッチング素子を備えたインバータ回路基板を備え、
該インバータ回路基板と前記基板とを別々に設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電動工具。
前記基板は、前記ブラシレスモータの前記ステータコイルに電流を通電する複数のスイッチング素子を備えたインバータ回路基板からなり、
該インバータ回路基板は、前記吸気口から前記ハウジング部内に吸入された冷却用気体の流通路中に配置されることを特徴とする請求項２記載の電動工具。
前記複数のスイッチング素子を前記基板に対して寝かせるように配置したことを特徴とする請求項３又は請求項４記載の電動工具。