JP2010221356A - 電動工具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 工具本体103と、工具本体103に収容されたモータ111と、作業者が握る把持部109を有し、モータ111により回転駆動される先端工具119によって被加工材に所定の加工作業を遂行する手持ち式の電動工具であって、モータ111と先端工具119との間で回転動力を断続するクラッチ134と、先端工具119に作用するトルク値を、当該先端工具119と共に回転する回転軸149に非接触状態で検出する非接触式トルクセンサ151と、非接触式トルクセンサ151によって検出されるトルク値に基づきクラッチ134の断続を制御するクラッチ制御装置157と、を有することを特徴とする電動工具。
【選択図】 図1
Description
本発明では、モータと先端工具との間でトルクを断続するクラッチと、加工作業時に先端工具に作用するトルクを、当該先端工具と共に回転する回転軸に非接触状態で検出する非接触式トルクセンサと、当該非接触式トルクセンサにより検出されるトルク値に基づきクラッチの断続を制御するクラッチ制御装置と、を有する構成とされる。なお、本発明における「非接触式トルクセンサ」としては、典型的にはトルクに対応して回転軸の透磁率が変化する磁歪効果を利用した磁歪式トルクセンサを好適に適用するが、回転軸に働くトルクを非接触で検出するトルクセンサであれば、磁歪式トルクセンサに限定されない。また、本発明における「クラッチ」としては、典型的には電磁力を利用して結合とその解除を行う電磁クラッチが適用される。
本発明によれば、工具ビットが長軸方向に直線動作し、かつ長軸方向回りに回転動作するハンマドリルにおいて、中間軸上に非接触式トルクセンサを配置したときは、駆動軸あるいは出力軸上に配置する場合に比べ、スペース的あるいは構造的に合理性のある配置構成が構築される。
そして、電磁クラッチ134の指定トルク値を、機械式トルクリミッター137の最大伝達トルク値を跨いで調整可能とした場合には、電磁クラッチ134の指定トルク値を機械式トルクリミッター137の最大伝達トルク値よりも高く調整することにより、磁歪式トルクセンサ151の機能を無効化することが可能である。この磁歪式トルクセンサ151の無効化については、例えばスイッチ操作により磁歪式トルクセンサ151と電磁クラッチ134との電気的接続を遮断する等することで、磁歪式トルクセンサ151の機能を無効化することも可能である。
また、本実施の形態では、機械式トルクリミッター147の被動側部材149にトルクセンサを配置したが、トルク伝達経路であれば、トルクセンサの配置箇所は何処であっても構わない。
また、本実施の形態では電動工具の一例として電動ハンマドリルの場合で説明したが、電動ハンマ以外の電動工具、例えば研削や研磨作業に用いられる電動ディスクグラインダ、あるいは被加工材の切断作業を行う丸鋸等の回転式切断機等にも適用することが可能である。
(態様1)
「非接触トルクセンサは、機械式トルクリミッターの被動側部材に作用するトルクを検出する構成としたことを特徴とする。」
「クラッチは、電磁石に対する通電の断続によってトルクを断続する電磁クラッチであることを特徴とする。」
「態様2において、前記電磁クラッチは、モータによって駆動される駆動ギアと噛み合い係合する中間ギアと結合することで当該中間ギアのトルクを先端工具へと伝達し、中間ギアとの結合を解除することでトルク伝達を遮断する構成としたことを特徴とする。」
103 本体部(工具本体)
105 モータハウジング
107 ギアハウジング
109 ハンドグリップ(把持部)
109a トリガ
111 駆動モータ(モータ)
111a 出力軸
113 運動変換機構
115 打撃要素
117 動力伝達機構
119 ハンマビット(先端工具)
121 第1駆動ギア
122 クランク軸
123 被動ギア
125 クランク板
126 偏心軸
127 クランクアーム
128 連結軸
129 ピストン(駆動子)
131 第2駆動ギア
132 第1中間ギア
133 第1中間軸
134 電磁クラッチ(クラッチ)
135 第2中間ギア
136 第2中間軸
136a 歯
137 ツールホルダ
138 小ベベルギア
139 大ベベルギア
141 シリンダ
141a 空気室
143 ストライカ(打撃子)
145 インパクトボルト(中間子)
147 機械式トルクリミッター
147a スプリング
148 駆動側部材
149 被動側部材(回転軸)
149a 歯
151 磁歪式トルクセンサ
153 励磁コイル
155 検出コイル
157 コントローラ(クラッチ制御装置)
Claims (9)
- 工具本体と、前記工具本体に収容されたモータと、作業者が握る把持部とを有し、前記モータにより回転駆動される先端工具によって被加工材に所定の加工作業を遂行する手持ち式の電動工具であって、
前記モータと前記先端工具との間でトルクを断続するクラッチと、
加工作業時に前記先端工具に作用するトルクを、当該先端工具と共に回転する回転軸に非接触状態で検出する非接触式トルクセンサと、
前記非接触式トルクセンサによって検出されるトルク値に基づき前記クラッチの断続を制御するクラッチ制御装置と、を有することを特徴とする電動工具。 - 請求項1に記載の電動工具であって、
前記クラッチ制御装置は、前記非接触式トルクセンサにより検出されたトルク値が設定トルク値を超えたときに、前記クラッチの結合を解除してトルク伝達を解除することを特徴とする電動工具。 - 請求項2に記載の電動工具であって、
前記クラッチの結合を解除するタイミングを決定するべく設定されるトルク値は、作業者が手動操作によって変更可能とされていることを特徴とする電動工具。 - 請求項1に記載の電動工具であって、
前記クラッチ制御装置は、前記非接触式トルクセンサにより検出されるトルク値が急上昇したと判断したときに、前記クラッチの結合を解除してトルク伝達を解除することを特徴とする電動工具。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載の電動工具であって、
前記モータと前記先端工具間のトルク伝達経路に、前記先端工具に対する過負荷防止用としての機械式トルクリミッターが更に配置されていることを特徴とする電動工具。 - 請求項5に記載の電動工具であって、
前記非接触式トルクセンサが無効化可能に構成されていることを特徴とする電動工具。 - 請求項5または6に記載の電動工具であって、
前記機械式トルクリミッターの最大伝達トルク値は、前記クラッチの結合を解除するタイミングを決定するトルク値よりも大きいことを特徴とする電動工具。 - 請求項1〜6のいずれか1つに記載の電動工具であって、
前記先端工具が、長軸方向に直線動作し、かつ長軸方向回りに回転動作することで被加工材に対しハンマドリル作業を行う工具ビットとして構成され、
前記非接触式トルクセンサは、前記モータによって駆動される駆動軸と前記先端工具が装着される最終出力軸との間に位置する中間軸上に配置されていることを特徴とする電動工具。 - 請求項8に記載の電動工具であって、
前記駆動軸と前記最終出力軸との間に複数の中間軸を有し、前記非接触式トルクセンサと前記クラッチがそれぞれ別の中間軸に設けられていることを特徴とする電動工具。
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