JP7170518B2 - 電動工具 - Google Patents
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Description
一方、リード線の組み付けに端子ユニットを用いることで組み付けの手間が増えることにもなっていた。
樹脂部材の内部には、ナットが、ステータの径方向に軸線を向けた姿勢で保持されていると共に、ナットの径方向外側に、コイル端子とリード線端子との各一部が径方向にそれぞれ重なる状態で配置されて、
リード線端子は、コイル端子とリード線端子との各一部をそれぞれ貫通してナットにねじ込まれるネジによってコイル端子と接続されて、ステータコアの軸方向から見てステータコアの外径よりも内側に配置されていることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1の構成において、コイル端子は、インシュレータに保持されて、当該一部となるリード線端子との接続部がステータの軸方向に延びて樹脂部材の内部に位置していると共に、ステータコアの軸方向から見てステータコアの外径よりも内側に配置されていることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2の構成において、樹脂部材は、無端状に形成されていることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、筒状のステータコアと、ステータコアに固定されるインシュレータと、インシュレータを介してステータコアに巻回されるコイルと、コイルに接続されるコイル端子と、を有するステータと、ステータに対して回転可能なロータと、
インシュレータにネジ止めされる無端状の樹脂部材と一体に設けられて電源線が接続され、コイル端子に接続されるリード線端子と、
樹脂部材とインシュレータとの間でインシュレータに固定されるセンサ回路基板と、
センサ回路基板に接続される信号線と、を有し、
リード線端子における電源線の接続部は、ステータコアの軸方向から見てステータコアの外径よりも内側に配置されてステータの軸方向へ突出して、電源線は、軸方向に引き出されると共に、
信号線は、樹脂部材を貫通して軸方向で電源線と同じ方向に引き出されることを特徴とする。
図1は、電動工具の一例である充電式アングルスクリュードライバ(以下単に「スクリュードライバ」という。)1の中央縦断面図である。
(全体の構成の説明)
このスクリュードライバ1の本体部2は、前後方向へ直線状に延びる筒体となっており、前後方向の中央でブラシレスモータ4を収容するモータハウジング3と、モータハウジング3の前側に連結され、クラッチ6を収容して前方へ延びるクラッチハウジング5と、モータハウジング3の後側に連結されて後方へ延びるグリップハウジング7と、グリップハウジング7の後側に連結されるバッテリー装着部8とを備えている。この本体部2は、左右の半割ハウジング2a,2bを、ネジ9,9・・によって組み付けて形成されている。
一方、バッテリー装着部8には、電源となるバッテリーパック13が下方からスライド装着可能となっており、バッテリー装着部8内には、装着されたバッテリーパック13と電気的に接続される端子台14が設けられている。端子台14の前側には、コンデンサやマイコン、スイッチング素子等が搭載された制御回路基板16をケース17に収容してなるコントローラ15が、端子台14と平行に設けられている。
また、端子台14の前方でグリップハウジング7の前側部分には、下向きにトリガ19を突出させたトリガスイッチ18が収容されている。トリガスイッチ18の前方には、ブラシレスモータ4の正逆切替ボタン20が設けられている。
ブラシレスモータ4は、筒状のステータ21と、ステータ21を貫通するロータ22とを有するインナーロータ型である。ステータ21は、図2にも示すように、ステータコア23と、ステータコア23の前後に設けられる前インシュレータ24及び後インシュレータ25と、前後インシュレータ24,25を介してステータコア23に巻回されて三相巻線を形成する複数のコイル26,26・・と、を有する。ロータ22は、軸心に位置する回転軸27と、回転軸27の周囲に配置される筒状のロータコア28と、ロータコア28の外側に配置され、周方向に極性を交互に変えた永久磁石29,29・・と、これらの後側において放射状に配置された複数のセンサ用永久磁石30,30・・と、を有する。
また、ステータ21において、後インシュレータ25の後端には、図3にも示すように、センサ用永久磁石30の位置を検出して回転検出信号を出力する図示しない回転検出素子を搭載したセンサ回路基板31と、コイル26の各相のマグネットワイヤ26aにヒュージングされるコイル端子としての3つのヒュージング端子32,32・・と、三相の電源線(リード線)を各ヒュージング端子32に接続するためのリード線端子としての3つの端子金具34A~34Cを備えた端子ユニット33とが取り付けられている。以下、順番に説明する。
よって、各ヒュージング端子32は、折り返し片50をステータ21の径方向外側に向けた姿勢で、張出片53,53を保持部54,54に差し込むことで後インシュレータ25に組み付けられる。この状態で接続片51は、ステータ21の軸方向に沿って後ろ向きに突出する。そして、折り返し片50によってマグネットワイヤ26aを挟持してヒュージングすることで、ヒュージング端子32はマグネットワイヤ26aと電気的に接続される。このヒュージング端子32によって、2つのコイル26が直列となるデルタ結線が形成される。
また、各直線部60Bの外面前端には、ネジボス45の位置に合わせて貫通孔68を備えた載置片67が、径方向外側へそれぞれ張出形成されている。各載置片67の裏側には、センサ回路基板31の固定片41の角部に係合する係合部69がそれぞれ形成されている。各直線部60Bには、貫通孔68に挿通されるネジ82との干渉を防ぐための円弧状の逃げ部70がそれぞれ形成されている。
このように端子ユニット33や信号線48、電源線83がステータ21の外側に位置しないので、モータハウジング3には、径方向外側に突出する部分が生じなくなる。
回転軸27は、ベアリングホルダ87を貫通して前方へ突出し、前端にはピニオン91(図2)が固着されている。ベアリングホルダ87の前方には、インターナルギヤ内で複数の遊星歯車を支持する前後二段のキャリアからなる図示しない減速機構が配置され、ピニオン91が、後側のキャリアの遊星歯車と噛合している。
図1において、クラッチ6は、減速機構の前側のキャリアと一体回転する後カム95と、カムボール96を介して回転方向で係合する前カム97とを有する。クラッチ6の中心にはスピンドル98が貫通しており、スピンドル98は、カム溝99に設けたボール100を介して前カム97と回転方向で結合されている。前カム97の前方でスピンドル98が貫通するバネ受け101と前カム97との間には、コイルバネ102が設けられて、ボール100を介してスピンドル98に対して前後移動可能な前カム97を、カムボール96と係合する後退位置へ付勢している。スピンドル98は、前側ハウジング10の後端に設けられてクラッチハウジング5の前端に保持される小径筒状のジョイント103内に同軸で突出している。ジョイント103の前部には、クラッチハウジング5よりも前方へ突出するネジ部104が形成されている。
前側ハウジング10内には、ジョイント103とエルボ105の後端部とに跨がって、前端にベベルギヤ108を備えた中間軸107が、複数の軸受109,109・・によって保持されて、後方へ突出する中間軸107の六角形の後端が、スピンドル98の前端に形成された六角孔に嵌合して回転方向で一体に結合されている。
また、エルボ105の下向きの前端部には、出力軸12が上下の軸受110,110によって保持されて下方へ突出し、出力軸12に設けたベベルギヤ111を中間軸107のベベルギヤ108に噛合させている。
一方、出力軸12から中間軸107を介してスピンドル98へ伝わる負荷トルクが、コイルバネ102で決定される前カム97への押圧力(設定トルク)を越えると、前カム97が、カム溝99を転動するボール100を介して前進し、カムボール96との係合を解除して後カム95に対して空転する(クラッチ6による回転遮断)。
また、センサ板112の前方でクラッチハウジング5の下面には、前後に長い矩形状の窓が形成されて、窓内に、LEDからなる照明用ライト116,116を前後に2つ配置した照明用基板115が、斜め前方を向いた傾斜姿勢で設けられている。照明用基板115の下側には、照明用基板115を下方から覆うカバー117が設けられて窓に内側から嵌合し、照明用基板115と平行な下面を露出させている。このため、出力軸12付近を確実に照らすことができる。
レンズ121は、透光性を有する白色の樹脂で形成され、外径がクラッチハウジング5の前端と略同径となるリング状で、外周後端が、クラッチハウジング5の突条122に外嵌して背面に回路基板119を収容可能となっている。レンズ121の側面には、前方へ向かって先細りとなるテーパ面が全周に亘って形成されて、後面に形成した凹溝に、回路基板119のライト120,120・・が嵌合している。
一方、ジョイント103には、Oリング123が外装されて、レンズ121をクラッチハウジング5の前端面に外嵌した状態で、Oリング123がレンズ121の前面内周側に当接してレンズ121を抜け止めするようになっている。
以上の如く構成されたスクリュードライバ1においては、出力軸12に装着したドライバビットを締め付け対象のネジに押し付け、この状態でトリガ19を押し込み操作してトリガスイッチ18をONさせると、バッテリーパック13から電源が供給されてブラシレスモータ4が駆動する。すなわち、制御回路基板16のマイコンが、センサ回路基板31の回転検出素子から出力されるロータ22のセンサ用永久磁石30の位置を示す回転検出信号を得てロータ22の回転状態を取得し、取得した回転状態に応じて各スイッチング素子のON/OFFを制御し、ステータ21の各コイル26に対し順番に電流を流すことでロータ22を回転させる。マイコンにはトリガ19の操作量(押し込み量)が信号として伝達されて、操作量に応じてロータ22の回転が制御されるようになっている。
このとき、制御回路基板16のマイコンは、トリガ19を押し込み操作している間に検出基板でクラッチ6の作動によるセンサ板112の前進を検出した場合、ネジ締めが「適」であると判定して、報知用発光部118において回路基板119の各ライト120を緑色で発光させる。一方、検出基板がセンサ板112の前進を検出しなかった場合(例えばセンサ板112の前進を検出する前にトリガ19の押し込み操作を止めたような場合)、ネジ締めが「不適」であると判定して、回路基板119の各ライト120を赤色で発光させる。
一方、報知用発光部118は、ネジ締めの良否に係る報知以外に、バッテリーパック13の残容量の低下に係る報知(赤色で点滅等)、コントローラ15への電圧の異常低下に係る報知(赤色と緑色とが交互に点灯等)、コントローラ15の温度異常に係る報知(赤色で点滅等)等にも利用される。
また、トリガスイッチ18のONと共に制御回路基板16から通電されて照明用基板115の照明用ライト116が点灯する。よって、カバー117を介してドライバビットの前方が照射され、暗い場所でも作業性は維持できる。
このように、上記形態のスクリュードライバ1によれば、筒状のステータコア23と、ステータコア23に固定される前後インシュレータ24,25と、前後インシュレータ24,25を介してステータコア23に巻回されるコイル26と、コイル26に接続されるヒュージング端子32(コイル端子)と、を有するステータ21と、ステータ21に対して回転可能なロータ22と、端子ユニット33(樹脂部材)と一体に設けられてヒュージング端子32に接続され、電源線83(リード線)が接続される端子金具34A~34C(リード線端子)と、を有し、端子金具34A~34Cは、ステータコア23の軸方向から見てステータコア23の外径よりも内側に配置されているので、ステータコア23から径方向外側にはみ出す部分がなくなる。よって、ステータ21を収容するモータハウジング3のコンパクト化が可能となる。また、モータハウジング3がコンパクト化することで、一方の手でグリップハウジング7を把持した状態で、他方の手でモータハウジング3を把持して補助的なグリップとして使用しやすくなる。
そして、ネジ81,82の取り外しによってステータ21に対する端子ユニット33とセンサ回路基板31との結合が解除されるため、ステータ21とコントローラ15との分離が可能となり、組立性及び修理性の向上は従来通り維持できる。
また、ヒュージング端子32は、後インシュレータ25に保持されて、端子金具34A~34Cとの接続片51(接続部)がステータ21の軸方向に延びていると共に、ステータコア23の軸方向から見てステータコア23の外径よりも内側に配置されているので、ヒュージング端子32もステータコア23から径方向外側にはみ出すことがない上、突出する接続片51を利用して端子金具34A~34Cへ容易に接続可能となる。
さらに、ヒュージング端子32と端子金具34A~34Cとは、ステータ21の径方向に重なってネジ止めされるので、径方向から両者のネジ止めが容易に行える。
そして、端子ユニット33は、無端状に形成されているので、端子金具34A~34Cを安定して支持でき、ステータ21への組み付けも容易に行える。
端子ユニットの形状も、軸方向からの平面視を六角形以外の多角形としたり、円形としたりしてもよい。また、無端状に限らず、平面視C字状や半円形状等にすることも可能である。よって、端子金具の位置や形状も上記形態に限らず、直線状に並べずに周方向へ均等に並べたり、かしめ部以外の端部形状を採用したりしても差し支えない。端子金具を端子ユニットにインサート成形してかしめ部等の端部のみを突出させることもできる。
また、上記形態のスクリュードライバ1によれば、筒状のステータコア23と、ステータコア23に固定される前後インシュレータ24,25と、前後インシュレータ24,25を介してステータコア23に巻回されるコイル26と、コイル26に接続されるヒュージング端子32と、を有するステータ21と、ステータ21に対して回転可能なロータ22と、ヒュージング端子32へ端子金具34A~34Cを介して間接的に接続される電源線83と、後インシュレータ25に固定されるセンサ回路基板31と、センサ回路基板31に接続される信号線48と、を有し、電源線83と信号線48とはステータ21の軸方向で同じ方向に引き出されるので、ステータコア23から径方向外側にはみ出す配線がなくなる。よって、ステータ21を収容するモータハウジング3のコンパクト化が可能となる。
さらに、上記形態のスクリュードライバ1によれば、筒状のステータコア23と、ステータコア23に固定される前後インシュレータ24,25と、前後インシュレータ24,25を介してステータコア23に巻回されるコイル26と、コイル26に接続されるヒュージング端子32と、を有するステータ21と、ステータ21に対して回転可能なロータ22と、端子ユニット33と一体に設けられてヒュージング端子32に接続され、電源線83が接続される端子金具34A~34Cと、端子金具34A~34Cとステータ21との間に配置されるセンサ回路基板31と、を有し、端子金具34A~34Cを備えた端子ユニット33とセンサ回路基板31とは、ステータ21に対して同じネジ82で位置決めされているので、端子ユニット33とセンサ回路基板31との組み付けが容易に行える。すなわち、電源線83をステータ21へ簡単に組み付け可能となる。
また、対象の工具はアングルスクリュードライバに限らず、出力軸がスピンドルと直交状に出力されないスクリュードライバ等の他の電動工具にも適用可能である。よって、本体部は直線状のものに限らず、グリップハウジングがモータハウジングと直交状に連結されるいわゆるT型(ピストル型)の電動工具でも各発明は適用可能である。例えば、マルノコ、ハンマ、レシプロソー等にも適用可能である。
また、バッテリーパックを電源とするDC工具に限らず、商用電源を用いるAC工具であっても各発明は適用可能である。モータもブラシレス以外に整流子モータ等の他のモータであっても差し支えない。
Claims (4)
- 筒状のステータコアと、前記ステータコアに固定されるインシュレータと、前記インシュレータを介して前記ステータコアに巻回されるコイルと、前記コイルに接続されるコイル端子と、を有するステータと、
前記ステータに対して回転可能なロータと、
樹脂部材と一体に設けられて前記コイル端子に接続され、リード線が接続されるリード線端子と、を有し、
前記樹脂部材の内部には、ナットが、前記ステータの径方向に軸線を向けた姿勢で保持されていると共に、前記ナットの前記径方向外側に、前記コイル端子と前記リード線端子との各一部が前記径方向にそれぞれ重なる状態で配置されて、
前記リード線端子は、前記コイル端子と前記リード線端子との前記各一部をそれぞれ貫通して前記ナットにねじ込まれるネジによって前記コイル端子と接続されて、前記ステータコアの軸方向から見て前記ステータコアの外径よりも内側に配置されている電動工具。 - 前記コイル端子は、前記インシュレータに保持されて、前記一部となる前記リード線端子との接続部が前記ステータの軸方向に延びて前記樹脂部材の内部に位置していると共に、前記ステータコアの軸方向から見て前記ステータコアの外径よりも内側に配置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。
- 前記樹脂部材は、無端状に形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電動工具。
- 筒状のステータコアと、前記ステータコアに固定されるインシュレータと、前記インシュレータを介して前記ステータコアに巻回されるコイルと、前記コイルに接続されるコイル端子と、を有するステータと、
前記ステータに対して回転可能なロータと、
前記インシュレータにネジ止めされる無端状の樹脂部材と一体に設けられて電源線が接続され、前記コイル端子に接続されるリード線端子と、
前記樹脂部材と前記インシュレータとの間で前記インシュレータに固定されるセンサ回路基板と、
前記センサ回路基板に接続される信号線と、を有し、
前記リード線端子における前記電源線の接続部は、前記ステータコアの軸方向から見て前記ステータコアの外径よりも内側に配置されて前記ステータの軸方向へ突出して、前記電源線は、前記軸方向に引き出されると共に、
前記信号線は、前記樹脂部材を貫通して前記軸方向で前記電源線と同じ方向に引き出される電動工具。
Priority Applications (4)
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