JP2012130989A

JP2012130989A - Rotary tool

Info

Publication number: JP2012130989A
Application number: JP2010285212A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Koizumi; 俊彰小泉; Kazutaka Iwata; 和隆岩田; Yoshio Iimura; 良雄飯村; Akitaka Tadano; 哲孝唯野
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2012-07-12

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reliably complete fastening by improving stopping control of a motor when a clutch mechanism part is operated.SOLUTION: A rotary tool having a tip tool driven by a motor and a clutch part in which a hole element is provided, sensing that a clutch is operated in a rotational force transmission path of the motor and the tip tool, is so constituted as to be stopped after the motor is rotated (time t3) by a prescribed angle WT from a time point (time t2) when the output of the hole element exceeds a prescribed level (a state higher than a low level by ΔVc volt) for a fixed time. Control of the prescribed angle WT may be performed by detection of a rotary angle and performed by an elapsed time.

Description

本発明はクラッチ機構付きの回転工具に関し、特にクラッチ機構が作動した際にモータの回転を停止させる停止スイッチを有する回転工具に関する。 The present invention relates to a rotary tool with a clutch mechanism, and more particularly to a rotary tool having a stop switch for stopping the rotation of a motor when the clutch mechanism is operated.

従来のクラッチ機構付きの回転工具においては、起動スイッチをオンにしてモータが回転させると、回転軸から減速機構に回転力が伝達され、所定の回転数に減速されて、クラッチ機構を介してシャフト及びソケットに回転力が伝達され先端工具を回転させる。これにより締付部材である図示しないねじ等が被締付材に締め込まれる。このような回転工具の例として特許文献１の技術が知られており、特許文献１ではねじが締め込まれて、締付けトルクが所定のトルクに達したときにクラッチ機構が作動し、減速機構とシャフトの接続が解除されることによって、締付部材の締め付けが終了する。この際、クラッチ機構が作動すると停止スイッチ（リミットスイッチ）がオフとなってモータを自動停止させる。 In a conventional rotary tool with a clutch mechanism, when the starter switch is turned on and the motor rotates, the rotational force is transmitted from the rotary shaft to the speed reduction mechanism, and the speed is reduced to a predetermined rotational speed. And a rotational force is transmitted to a socket, and a tip tool is rotated. Thereby, a screw or the like (not shown) that is a fastening member is fastened to the material to be fastened. As an example of such a rotary tool, the technique of Patent Document 1 is known. In Patent Document 1, when a screw is tightened and a tightening torque reaches a predetermined torque, a clutch mechanism is operated, When the connection of the shaft is released, the tightening of the tightening member is completed. At this time, when the clutch mechanism is operated, the stop switch (limit switch) is turned off to automatically stop the motor.

この従来例のクラッチ機構及び停止スイッチの構成を示すのが図７である。図７は従来例に係る回転工具の部分断面図である。回転工具の図示しないモータの回転軸５ｄの前側には遊星歯車機構からなる減速機構５０が接続され、減速機構５０の前側にはクラッチ機構２７０を介してシャフト７が接続される。減速機構５０は、２段式の遊星歯車減速機構であり、モータの回転軸５ｄに取り付けられた第一ピニオン５１が入力軸となる。第一ピニオン５１の周囲には第一遊星ギヤ５２が設けられ、第一ピニオン５１が回転することによって第一遊星ギヤ５２は外周側のリングギヤ５３と噛合しながら第一ピニオン５１の周りを公転する。第一遊星ギヤ５２はニードルピン５４によって第一ギヤホルダ５５に固定される。第一ギヤホルダ５５は遊星キャリアとしての機能を果たし、その前方側には第二ピニオン５６が一体に成型される。 FIG. 7 shows the configuration of the conventional clutch mechanism and stop switch. FIG. 7 is a partial sectional view of a rotary tool according to a conventional example. A reduction mechanism 50 including a planetary gear mechanism is connected to the front side of the rotating shaft 5d of the motor (not shown) of the rotary tool, and the shaft 7 is connected to the front side of the reduction mechanism 50 via a clutch mechanism 270. The reduction mechanism 50 is a two-stage planetary gear reduction mechanism, and the first pinion 51 attached to the rotation shaft 5d of the motor serves as an input shaft. A first planetary gear 52 is provided around the first pinion 51. When the first pinion 51 rotates, the first planetary gear 52 revolves around the first pinion 51 while meshing with the ring gear 53 on the outer peripheral side. . The first planetary gear 52 is fixed to the first gear holder 55 by a needle pin 54. The first gear holder 55 functions as a planet carrier, and a second pinion 56 is integrally formed on the front side thereof.

第二ピニオン５６の周囲には、第二遊星ギヤ５８が設けられ、第二ピニオン５６が回転することによって第二遊星ギヤ５８は外周側のリングギヤ５３と噛合しながら第二ピニオン５６の周りを公転する。第二遊星ギヤ５８はニードルピン５９によって第二ギヤホルダ６０に固定される。第二ギヤホルダ６０は遊星キャリアとしての機能とクラッチカムの機能を兼用するもので、前方の軸方向と垂直な面には円周方向に複数のクラッチカムを形成する凹凸部（図示せず）が設けられる。クラッチカムの凹部には複数のボール７１が配置され、ボール７１の前側から軸方向に移動可能なカラー７２によってボール７１が保持される。カラー７２はニードル７３を介してクラッチスリーブ２７４に接続される。ニードル７３はギヤボックス２０９を軸方向に貫通する丸棒であり、例えば円周方向に等間隔で複数本設けられる。 A second planetary gear 58 is provided around the second pinion 56, and the second planetary gear 58 revolves around the second pinion 56 while meshing with the ring gear 53 on the outer peripheral side as the second pinion 56 rotates. To do. The second planetary gear 58 is fixed to the second gear holder 60 by a needle pin 59. The second gear holder 60 has both a planetary carrier function and a clutch cam function. An uneven portion (not shown) that forms a plurality of clutch cams in the circumferential direction is formed on a surface perpendicular to the front axial direction. Provided. A plurality of balls 71 are disposed in the recess of the clutch cam, and the balls 71 are held by a collar 72 that can move in the axial direction from the front side of the balls 71. The collar 72 is connected to the clutch sleeve 274 via the needle 73. The needles 73 are round bars penetrating the gear box 209 in the axial direction. For example, a plurality of needles 73 are provided at equal intervals in the circumferential direction.

クラッチスリーブ２７４は、クラッチ機構２７０が動作するトルクを調整するための部材であって、スプリング７７によってクラッチスリーブ２７４を後方側に付勢される。この付勢力の強さによってクラッチ機構２７０が動作するトルクを任意に設定できるが、図７の構造ではクラッチリング２０４を回転させてスプリング７７の前方の保持位置を移動させることによって付勢力を調整できる。クラッチスリーブ２７４の周囲には段差付きの円環状の第二スリーブ２７７が設けられ、第二スリーブ２７７の前方側は第二スプリング２７６で付勢される。第二スリーブは、対向して設けられる停止スイッチ２７５のプランジャ２７５ａを押下するために設けられる部材である。 The clutch sleeve 274 is a member for adjusting the torque at which the clutch mechanism 270 operates, and the clutch sleeve 274 is urged rearward by a spring 77. The torque at which the clutch mechanism 270 operates can be arbitrarily set by the strength of the urging force, but in the structure of FIG. 7, the urging force can be adjusted by rotating the clutch ring 204 and moving the holding position in front of the spring 77. . An annular second sleeve 277 with a step is provided around the clutch sleeve 274, and the front side of the second sleeve 277 is biased by a second spring 276. The second sleeve is a member provided to depress the plunger 275a of the stop switch 275 provided to face the second sleeve.

停止スイッチ２７５は、いわゆるプッシュ式のマイクロスイッチであり、プランジャ２７５ａが後方に押し込まれている状態で停止スイッチ２７５がオンとなり、プランジャ２７５ａの押し込まれる状態が解除されたら停止スイッチ２７５がオフとなる。クラッチ機構２７０が非動作時、即ちモータの動力がシャフト７に伝達されている図７に示す状況においては、プランジャ２７５ａが後方に押し込まれている状態であり、停止スイッチ２７５はオン状態である。 The stop switch 275 is a so-called push-type micro switch. The stop switch 275 is turned on when the plunger 275a is pushed backward, and the stop switch 275 is turned off when the plunger 275a is released. When the clutch mechanism 270 is not operating, that is, in the situation shown in FIG. 7 in which the power of the motor is transmitted to the shaft 7, the plunger 275a is pushed backward, and the stop switch 275 is on.

回転工具によるネジ締めが進んでシャフト７への負荷が、クラッチスリーブ２７４、ニードル７３を介してカラー７２に作用するスプリング７７の押圧力を超えると、第二ギヤホルダ６０の前方側に形成される図示しないクラッチカムがボール７１及びカラー７２を前方へ押し出して第二ギヤホルダ６０をシャフト７に対して空転させる。これがモータ５からの回転力がシャフト７に伝達しない状態であり、クラッチが作動した状態である。この際、クラッチスリーブ２７４が前方側に移動することにより、クラッチスリーブ２７４の外周側に設けられる第二スリーブ２７７も第二スプリング２７６の付勢力に抗して前方に移動し、プランジャ２７５ａの後方への押圧状態を解除する。このプランジャ２７５ａの押圧解除によって停止スイッチ２７５の接点（図示せず）が離合してオフ状態となってモータへ供給される電力が遮断され、モータの回転が停止する。 When the screw tightening by the rotary tool proceeds and the load on the shaft 7 exceeds the pressing force of the spring 77 acting on the collar 72 via the clutch sleeve 274 and the needle 73, it is formed on the front side of the second gear holder 60. The clutch cam that is not pushed pushes the ball 71 and the collar 72 forward, causing the second gear holder 60 to idle with respect to the shaft 7. This is a state where the rotational force from the motor 5 is not transmitted to the shaft 7, and the clutch is activated. At this time, when the clutch sleeve 274 moves forward, the second sleeve 277 provided on the outer peripheral side of the clutch sleeve 274 also moves forward against the urging force of the second spring 276 and moves rearward of the plunger 275a. Release the pressed state. By releasing the plunger 275a, the contact (not shown) of the stop switch 275 is separated to be turned off, the electric power supplied to the motor is cut off, and the rotation of the motor is stopped.

実開平１−１７０５６９号公報Japanese Utility Model Publication No. 1-170569

図７に示した従来の回転工具は、機械的接点を有する停止スイッチ２７５を用いるため、クラッチ機構２７０が動作したらすぐにモータの回転を停止させていた。このようにすぐにモータの回転を停止させてしまうと、クラッチの動作が不安定になる場合があった。すなわち、クラッチの動作が行われた後に、正転方向にモータが回転されれば所定のトルクに達することができるが、逆転方向にモータが回転した場合には、所定のトルクに達することができないものとなってしまっていた。 Since the conventional rotary tool shown in FIG. 7 uses a stop switch 275 having a mechanical contact, the rotation of the motor is stopped as soon as the clutch mechanism 270 operates. If the rotation of the motor is stopped immediately in this way, the operation of the clutch may become unstable. That is, after the clutch is operated, a predetermined torque can be reached if the motor is rotated in the forward direction, but the predetermined torque cannot be reached when the motor is rotated in the reverse direction. It was a thing.

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、クラッチ機構部動作時の停止制御を改良することにより確実に締め付け作業を完了させることができる回転工具を提供することである。 The present invention has been made in view of the above background, and an object thereof is to provide a rotary tool capable of reliably completing a tightening operation by improving stop control during operation of a clutch mechanism.

本発明の他の目的は、クラッチ機構部動作後の締め付け具合を制御できるようにした回転工具を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a rotary tool that can control the tightening after the operation of the clutch mechanism.

本発明のさらに他の目的は、停止スイッチの機械的接点を無くして信頼性及び耐久性を大幅に向上した回転工具を提供することにある。 It is still another object of the present invention to provide a rotary tool that greatly improves reliability and durability by eliminating a mechanical contact of a stop switch.

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通りである。 The characteristics of representative ones of the inventions disclosed in the present application will be described as follows.

本発明の一つの特徴によれば、モータと、モータにより駆動される先端工具と、モータと先端工具の回転力伝達経路にクラッチが作動したことを検知する電子スイッチが設けられたクラッチ部を有する回転工具であって、電子スイッチの出力がある一定時間所定のレベルを超えたときに、モータを所定の角度分回転させた後に停止させるように構成した。電子スイッチは、クラッチ部が作動して回転力の伝達が遮断された際に停止信号を出力する。また、クラッチ部は、動力伝達を遮断するために軸方向に移動する移動部材と、移動しない固定部材を有し、電子スイッチは、移動部材に設けられる磁石と、磁石に対向した位置であって固定部材に設けられるホール素子、ホールＩＣ等の磁気検出手段を含んで構成した。 According to one aspect of the present invention, a motor, a tip tool driven by the motor, and a clutch portion provided with an electronic switch for detecting that the clutch is operated in a rotational force transmission path of the motor and the tip tool are provided. The rotary tool is configured to stop after rotating the motor by a predetermined angle when the output of the electronic switch exceeds a predetermined level for a certain period of time. The electronic switch outputs a stop signal when the clutch portion is operated and the transmission of the rotational force is interrupted. The clutch unit includes a moving member that moves in the axial direction to interrupt power transmission and a stationary member that does not move, and the electronic switch is located at a position facing the magnet and the magnet provided on the moving member. Magnetic detection means such as a Hall element and a Hall IC provided on the fixing member are included.

本発明の他の特徴によれば、回転工具はモータの回転を制御する制御部を有し、制御部は、電子スイッチの出力が所定のレベルを超えた後にモータが所定の回転角だけ回転した後にモータを停止させるか、或いは、モータが所定時間だけ回転した後にモータを停止させるように構成した。モータの回転角は、モータの回転制御に用いられるホール素子等の出力信号を用いることによって検出できる。 According to another aspect of the present invention, the rotary tool has a control unit that controls the rotation of the motor, and the control unit rotates the motor by a predetermined rotation angle after the output of the electronic switch exceeds a predetermined level. The motor is stopped later, or the motor is stopped after the motor rotates for a predetermined time. The rotation angle of the motor can be detected by using an output signal from a hall element or the like used for motor rotation control.

本発明のさらに他の特徴によれば、モータと、モータによって回転駆動される出力軸と、モータと出力軸の間に設けられるクラッチと、クラッチの動作を検知するセンサと、を有する回転工具であって、センサによってクラッチの動作を検知した後、モータを所定量回転させた後にモータの回転を停止させるように構成した。また、クラッチの動作の際に移動する移動部材を設け、移動部材に磁石を固定し、磁石に対向する位置に磁気検出手段を設け、センサによってクラッチの動作を検知したらモータを所定角度回転させた後にモータの回転を停止させるように構成した。尚、回転角を検出するのではなく、センサによってクラッチの動作を検知した後、モータを所定時間だけ回転させた後にモータの回転を停止させるように構成しても良い。 According to still another aspect of the present invention, there is provided a rotary tool having a motor, an output shaft that is rotationally driven by the motor, a clutch provided between the motor and the output shaft, and a sensor that detects the operation of the clutch. Then, after detecting the operation of the clutch by the sensor, the rotation of the motor is stopped after rotating the motor by a predetermined amount. Also, a moving member that moves during the operation of the clutch is provided, a magnet is fixed to the moving member, a magnetic detection means is provided at a position facing the magnet, and when the operation of the clutch is detected by the sensor, the motor is rotated by a predetermined angle. It was configured to stop the rotation of the motor later. Instead of detecting the rotation angle, the rotation of the motor may be stopped after rotating the motor for a predetermined time after detecting the operation of the clutch by the sensor.

請求項１の発明によれば、電子スイッチの出力がある一定時間所定のレベルを超えたときに、モータを所定の角度分回転させた後に停止させるので、締め付け不足が生ずることが無く、設定トルクにて確実に締め付けを完了させることができる。 According to the first aspect of the present invention, when the output of the electronic switch exceeds a predetermined level for a certain period of time, the motor is stopped after being rotated by a predetermined angle. Tightening can be completed with certainty.

請求項２の発明によれば、電子スイッチは、クラッチ部が作動して回転力の伝達が遮断された際に停止信号を出力するので、作業者が起動スイッチを握って作業を開始したら、締め付け作業の終了時に自動的にモータの回転が止まるので作業性が向上する。 According to the invention of claim 2, since the electronic switch outputs a stop signal when the clutch portion is operated and the transmission of the rotational force is cut off, the electronic switch is tightened when the operator starts the operation by grasping the start switch. Since the rotation of the motor automatically stops at the end of work, workability is improved.

請求項３の発明によれば、電子スイッチは、移動部材に設けられる磁石と、磁石に対向した位置であって固定部材に設けられる磁気検出手段を含んで構成されるので、信頼性が高くて長寿命のスイッチ機構を実現できる。 According to the invention of claim 3, since the electronic switch includes a magnet provided on the moving member and a magnetic detection means provided on the fixed member at a position facing the magnet, the electronic switch has high reliability. A long-life switch mechanism can be realized.

請求項４の発明によれば、磁気検出手段はホール素子であるので、安価な部品にて信頼性の高いスイッチ機構を実現でき、回転工具のコストダウンを実現できる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the magnetic detection means is a Hall element, a highly reliable switch mechanism can be realized with inexpensive parts, and the cost of the rotary tool can be reduced.

請求項５の発明によれば、電子スイッチの出力が所定のレベルを超えた後に、モータが所定の回転角だけ回転した後にモータを停止させるので、締め付け不足を確実に回避することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, after the output of the electronic switch exceeds a predetermined level, the motor is stopped after the motor has been rotated by a predetermined rotation angle, so that insufficient tightening can be reliably avoided.

請求項６の発明によれば、電子スイッチの出力が所定のレベルを超えた後に、モータが所定時間だけ回転した後にモータを停止させるので、クラッチ機構が働いた後の所定角度の締め付けがし難いような材質への締め付け作業においても、確実にモータを停止させることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, after the output of the electronic switch exceeds a predetermined level, the motor is stopped after the motor has been rotated for a predetermined time, so that it is difficult to tighten at a predetermined angle after the clutch mechanism is operated. Even in the tightening operation to such a material, the motor can be surely stopped.

請求項７の発明によれば、回転工具においてセンサによってクラッチの動作を検知した後、モータを所定量回転させた後にモータの回転を停止させるので、締め付け不足が生ずることが無く、設定トルクにて確実に締め付けを完了させることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the rotation of the motor is stopped after detecting the operation of the clutch by the sensor in the rotary tool, the rotation of the motor is stopped. Tightening can be completed reliably.

請求項８の発明によれば、電子スイッチは、移動部材に設けられる磁石と、磁石に対向した位置であって固定部材に設けられる磁気検出手段を含んで構成されるので、信頼性が高くて長寿命のセンサを実現できる。 According to the invention of claim 8, since the electronic switch is configured to include the magnet provided on the moving member and the magnetic detection means provided on the fixed member at a position facing the magnet, the electronic switch has high reliability. A long-life sensor can be realized.

請求項９の発明によれば、センサによってクラッチの動作を検知した後、モータを所定角度回転させた後にモータの回転を停止させるので、締め付け不足を確実に回避することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, after the operation of the clutch is detected by the sensor, the rotation of the motor is stopped after the motor is rotated by a predetermined angle, so that insufficient tightening can be reliably avoided.

請求項１０の発明によれば、センサによってクラッチの動作を検知した後、モータを所定時間だけ回転させた後にモータの回転を停止させるので、クラッチ機構が働いた後の所定角度の締め付けがし難いような材質への締め付け作業においても、確実にモータを停止させることができる。 According to the invention of claim 10, since the rotation of the motor is stopped after rotating the motor for a predetermined time after detecting the operation of the clutch by the sensor, it is difficult to tighten at a predetermined angle after the clutch mechanism is operated. Even in the tightening operation to such a material, the motor can be surely stopped.

本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the following description and drawings.

本発明の実施例に係る電動式ドライバの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the electric driver which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る電動式ドライバの側面図である。1 is a side view of an electric driver according to an embodiment of the present invention. 図１の減速機構５０及びクラッチ機構７０付近の部分拡大断面図である。FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of the vicinity of a speed reduction mechanism 50 and a clutch mechanism 70 in FIG. 1. 本発明の実施例に係る電動式ドライバのモータ５の駆動制御系を示す回路ブロック図である。FIG. 3 is a circuit block diagram showing a drive control system of a motor 5 of an electric driver according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例に係る電動式ドライバのモータ５の駆動制御の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the drive control of the motor 5 of the electric driver which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る電動式ドライバのクラッチ機構７０が動作する際の、モータ５の回転数の変化、クラッチ動作検出回路９１の出力、モータ５の駆動状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change of the rotation speed of the motor 5, the output of the clutch operation | movement detection circuit 91, and the drive state of the motor 5 when the clutch mechanism 70 of the electric driver which concerns on the Example of this invention operate | moves. 従来例に係るクラッチ機構付きの電動式ドライバの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the electric driver with a clutch mechanism concerning a conventional example.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、上下、前後左右の方向は図１から図３に示す方向であるとして説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and repeated description is omitted. Further, in the present specification, description will be made assuming that the vertical and front-rear and left-right directions are the directions shown in FIGS.

図１は本発明の実施例に係る電動式ドライバ１の断面図である。電動式ドライバ１はモータ５を有し、モータ５を内部に収納するハウジング２と、モータ５の回転を所定の減速比で減速する減速機構５０と、減速機構５０の前方に設けられるクラッチ機構７０と、クラッチ機構７０の前方に取り付けられ、シャフト７を回転可能に保持するケース３と、ケース３から前方に延びて先端工具を取り付けるためのソケット８を含んで構成される。本実施例においては、モータ５、減速機構５０、クラッチ機構７０、シャフト７及び先端工具は同軸上に配置される。減速機構５０は、モータ５の回転を所定の比率で減速してクラッチ機構７０に伝達するもので、例えば２段式の遊星歯車を用いた構成である。減速機構５０の前方には、先端工具に一定の負荷トルクが加わると減速機構５０とシャフト７の回転伝達を解除するクラッチ機構７０が設けられる。クラッチ機構７０が作動して減速機構５０とシャフト７の回転伝達が解除される際の負荷トルクの大きさは、ダイヤル２２を回転させることによって調節可能である。ダイヤル２２は透明な保護部材であり、クラッチリング４が回転を容易にするための部材である。クラッチリング４は、スプリング７７の前端と接触し、ケース３の外周に形成されたネジ部分と螺合することにより軸方向に移動可能である。クラッチリング４を回転させるとスプリング７７が圧縮され、ボール７１の押付け力を強くすることができる。 FIG. 1 is a sectional view of an electric driver 1 according to an embodiment of the present invention. The electric driver 1 includes a motor 5, a housing 2 that houses the motor 5, a reduction mechanism 50 that reduces the rotation of the motor 5 at a predetermined reduction ratio, and a clutch mechanism 70 that is provided in front of the reduction mechanism 50. And a case 3 that is attached to the front of the clutch mechanism 70 and holds the shaft 7 rotatably, and a socket 8 that extends forward from the case 3 to attach a tip tool. In the present embodiment, the motor 5, the speed reduction mechanism 50, the clutch mechanism 70, the shaft 7 and the tip tool are arranged on the same axis. The speed reduction mechanism 50 decelerates the rotation of the motor 5 at a predetermined ratio and transmits it to the clutch mechanism 70. For example, the speed reduction mechanism 50 uses a two-stage planetary gear. A clutch mechanism 70 is provided in front of the speed reduction mechanism 50 to release rotation transmission between the speed reduction mechanism 50 and the shaft 7 when a constant load torque is applied to the tip tool. The magnitude of the load torque when the clutch mechanism 70 is actuated to release the rotation transmission between the speed reduction mechanism 50 and the shaft 7 can be adjusted by rotating the dial 22. The dial 22 is a transparent protective member, and is a member for facilitating the rotation of the clutch ring 4. The clutch ring 4 is in contact with the front end of the spring 77 and is movable in the axial direction by being screwed with a screw portion formed on the outer periphery of the case 3. When the clutch ring 4 is rotated, the spring 77 is compressed, and the pressing force of the ball 71 can be increased.

モータ５を収容するハウジング２は筒状に形成され、モータ５の回転軸５ｄの延長線を通る鉛直面で左右に分割可能に構成される。右側のハウジングには、図示しない複数のネジボスが形成され、図示しないネジにて左側のハウジングと固定される。このようにハウジングの部分を左右分割式に構成したので、一方のハウジングに、モータ５、減速機構５０、クラッチ機構７０や後述するスイッチレバー１０、正逆切替スイッチ２１、回路部品及び基板等を配置した後、他方のハウジングをかぶせてねじ止めすることにより、容易に組み立てることができる。 The housing 2 that accommodates the motor 5 is formed in a cylindrical shape, and is configured to be split right and left on a vertical plane that passes through an extension line of the rotating shaft 5d of the motor 5. A plurality of screw bosses (not shown) are formed on the right housing, and are fixed to the left housing with screws (not shown). As described above, the housing portion is divided into left and right parts, so that the motor 5, the speed reduction mechanism 50, the clutch mechanism 70, the switch lever 10, the forward / reverse changeover switch 21, the circuit components, the circuit board, and the like are arranged in one housing. After that, it can be easily assembled by covering the other housing and screwing.

ハウジング２のほぼ中央付近には、いわゆるインナーロータ型のブラシレスＤＣ方式のモータ５が収容される。モータ５は、回転軸５ｄに永久磁石を有する回転子５ａが取り付けられ、ハウジング２側にコイル５ｃを有する固定子５ｂが固定される。モータ５の前方側において、回転軸５ｄと同軸上に小型の冷却ファン６が設けられる。モータ５が回転することによって冷却ファン６も回転し、ハウジング２の後方に設けられる図示しない空気取入口から外気を吸引して、インバータ基板２７に搭載されるスイッチング素子１６やモータ５の周囲を流れることにより各部を冷却し、ハウジング２の前方側に設けられる図示しない排出口から排出される。モータ５の回転軸５ｄは２つのベアリング１９ａ、１９ｂにより回転可能に保持される。ベアリング１９ａ、１９ｂはハウジング２の側壁から突出して形成される固定リブ２ａ、２ｂによってそれぞれ保持される。 A so-called inner rotor type brushless DC motor 5 is accommodated in the vicinity of the center of the housing 2. In the motor 5, a rotor 5a having a permanent magnet is attached to a rotating shaft 5d, and a stator 5b having a coil 5c is fixed to the housing 2 side. On the front side of the motor 5, a small cooling fan 6 is provided coaxially with the rotating shaft 5d. As the motor 5 rotates, the cooling fan 6 also rotates, sucks outside air from an air intake port (not shown) provided behind the housing 2, and flows around the switching element 16 mounted on the inverter board 27 and the motor 5. As a result, each part is cooled and discharged from a discharge port (not shown) provided on the front side of the housing 2. The rotating shaft 5d of the motor 5 is rotatably held by two bearings 19a and 19b. The bearings 19a and 19b are respectively held by fixing ribs 2a and 2b formed to protrude from the side wall of the housing 2.

ハウジング２の後端部には、電源基板２６、インバータ基板２７及び制御基板２８の３つの回路基板が搭載される。ハウジング２にはコネクタ２９ｂを介して電源コード２９ａが接続され、電源回路１８には外部から例えば５０Ｈｚ、１００Ｖの交流が供給される。電源基板２６には、供給された交流電力を、所定の直流電力に整流するための電源回路１８が設けられる。整流された直流電力は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）等のスイッチング素子１６により構成されるインバータ回路により、モータ５のコイル５ｃの各相に所定の間隔で順次供給される。インバータ回路や、インバータ基板２７上に搭載されるインバータ回路を制御するための制御回路１７の構成は、ブラシレスＤＣモータを制御する公知の回路を用いることができる。その制御回路についての詳細説明は後述する。 Three circuit boards including a power supply board 26, an inverter board 27, and a control board 28 are mounted on the rear end portion of the housing 2. A power cord 29a is connected to the housing 2 via a connector 29b, and AC power of, for example, 50 Hz and 100 V is supplied to the power circuit 18 from the outside. The power supply board 26 is provided with a power supply circuit 18 for rectifying supplied AC power into predetermined DC power. The rectified DC power is sequentially supplied to each phase of the coil 5c of the motor 5 at predetermined intervals by an inverter circuit constituted by a switching element 16 such as an FET (field effect transistor). As the configuration of the inverter circuit and the control circuit 17 for controlling the inverter circuit mounted on the inverter board 27, a known circuit for controlling the brushless DC motor can be used. Details of the control circuit will be described later.

ハウジング２の上部にはモータ５の回転をオンオフするための起動スイッチが設けられる。起動スイッチは、ハウジング２に対して回動軸１２を基準に揺動可能なスイッチレバー１０と、スイッチレバー１０を所定の揺動方向に付勢するスプリング１１と、回動軸１２に対してスイッチレバーの１０の押圧面１０ａとは反対側の端部１０ｂに取り付けられる永久磁石１３と、永久磁石１３と対向する位置に設けられるホール素子１４により構成される。ホール素子１４は基板１５に搭載される。ハウジング２から外部に突出するスイッチレバー１０の押圧面１０ａを押下し、スプリング１１が圧縮される方向にスイッチレバー１０を移動させると、図１ではスイッチレバー１０が回動軸１２を中心に反時計方向に揺動（微少角度だけ回転）し、永久磁石１３とホール素子１４の対面状態が解除される。その結果、ホール素子１４が永久磁石１３から生ずる磁界の影響をうけなくなりホール素子１４の出力がローとなり、この出力変化が後述する制御部へ信号が伝達される。このように、スイッチレバー１０を移動させることによりホール素子１４が磁石の近接離間を検知するので、モータ５の回転をオン又はオフすることができる。この起動スイッチの機構は、機械的な接点を有せずに永久磁石１３を用いて磁気的にホール素子１４にて検知するので、接点が劣化することが無く、長期間安定して作動させることができる。 An activation switch for turning on / off the rotation of the motor 5 is provided on the upper portion of the housing 2. The activation switch includes a switch lever 10 that can swing with respect to the housing 2 with respect to the rotation shaft 12, a spring 11 that biases the switch lever 10 in a predetermined swing direction, and a switch with respect to the rotation shaft 12. The lever 10 includes a permanent magnet 13 attached to an end portion 10b opposite to the pressing surface 10a, and a Hall element 14 provided at a position facing the permanent magnet 13. The Hall element 14 is mounted on the substrate 15. When the pressing surface 10a of the switch lever 10 protruding outward from the housing 2 is pressed and the switch lever 10 is moved in a direction in which the spring 11 is compressed, the switch lever 10 is counterclockwise around the rotation shaft 12 in FIG. Oscillating in the direction (rotated by a small angle), the facing state of the permanent magnet 13 and the Hall element 14 is released. As a result, the Hall element 14 is not affected by the magnetic field generated from the permanent magnet 13, and the output of the Hall element 14 becomes low, and this output change is transmitted to a control unit described later. Thus, by moving the switch lever 10, the Hall element 14 detects the proximity and separation of the magnets, so that the rotation of the motor 5 can be turned on or off. Since the mechanism of this start switch is magnetically detected by the Hall element 14 using the permanent magnet 13 without having a mechanical contact, the contact is not deteriorated and can be operated stably for a long period of time. Can do.

ハウジング２のモータ５の下部には、モータ５の回転方向を正転と逆転に切替えるための正逆切替スイッチ２１が設けられる。正逆切替スイッチ２１は切替操作レバー２０をモータ５が収容されるハウジング２の中腹部の外周側であって、モータ５の回転軸５ｄの方向と、切替操作レバー２０の延びる方向がほぼ平行になるように設けられる。正逆切替スイッチ２１の後方には、表示部２３が設けられる。表示部２３は本体の下面から視認できるように配置され、例えば現在の回転数やトルクなどを表示することができる。 A forward / reverse selector switch 21 for switching the rotational direction of the motor 5 between forward rotation and reverse rotation is provided below the motor 5 of the housing 2. The forward / reverse selector switch 21 has the switching operation lever 20 on the outer peripheral side of the middle part of the housing 2 in which the motor 5 is accommodated, and the direction of the rotating shaft 5d of the motor 5 and the extending direction of the switching operation lever 20 are substantially parallel. It is provided to become. A display unit 23 is provided behind the forward / reverse selector switch 21. The display unit 23 is disposed so as to be visible from the lower surface of the main body, and can display, for example, the current rotation speed and torque.

ここで、ハウジング２においてモータ５が占める軸方向（前後方向）の長さ部分をＭとすると、スイッチレバー１０の外部に突出する部分（即ち押圧面１０ａ）が占める軸方向の長さ部分はＳ１となる。このＳ１は完全にＭの範囲内になるようにスイッチレバー１０が配置される。 Here, if the length portion in the axial direction (front-rear direction) occupied by the motor 5 in the housing 2 is M, the length portion in the axial direction occupied by the portion protruding to the outside of the switch lever 10 (that is, the pressing surface 10a) is S1. It becomes. The switch lever 10 is disposed so that S1 is completely within the range of M.

モータ５の回転軸５ｄの後端には位置検出用の永久磁石３０が設けられ、この永久磁石３０に対向する位置に３つのホール素子３１が設けられる。ホール素子３１は、回転子５ａの回転位置を検出するために周方向に所定の間隔毎、例えば角度６０°毎に基板３２上に配置される。 A permanent magnet 30 for position detection is provided at the rear end of the rotating shaft 5 d of the motor 5, and three Hall elements 31 are provided at positions facing the permanent magnet 30. The hall elements 31 are arranged on the substrate 32 at predetermined intervals in the circumferential direction, for example, at an angle of 60 °, in order to detect the rotational position of the rotor 5a.

図２は、本発明の実施例に係る電動式ドライバ１の側面図である。本実施例の電動式ドライバ１は、後方に吊り下げ用のフック３３が設けられ、工場の流れ作業等のラインで、フック３３を用いて弾力性のあるゴム等で吊り下げておく。作業者は、ハウジング２の中央付近の把持部分を片方の手２４（通常は利き手）で握って作業する。この際、スイッチレバー１０は、例えば人差し指で握ることによって電動式ドライバ１を握る動作とスイッチをオンにする動作を同時に行うことができる。 FIG. 2 is a side view of the electric driver 1 according to the embodiment of the present invention. The electric driver 1 of the present embodiment is provided with a hook 33 for suspension at the rear, and is suspended with elastic rubber or the like using the hook 33 in a line for factory flow work or the like. The worker works by holding the grip portion near the center of the housing 2 with one hand 24 (usually the dominant hand). At this time, the switch lever 10 can simultaneously perform an operation of grasping the electric driver 1 and an operation of turning on the switch, for example, by grasping with the index finger.

再び図１に戻り、スイッチレバー１０と共にハウジング２の把持部分を握って揺動させるとホール素子１４が磁石の近接離間を検知し、電源回路１８からインバータ回路に整流された直流が供給される。インバータ回路によって、所定の駆動電流がモータ５の所定のコイル５ｃに順次供給されることによって回転子５ａが回転する。モータ５が回転すると、回転軸５ｄから減速機構５０に回転力が伝達され、所定の回転数に減速されて、クラッチ機構７０を介してシャフト７及びソケット８に回転力が伝達され、ソケット８の前方側に装着される先端工具３６（図２参照）が回転される。これにより、締付部材である図示しないねじ等が被締付材に締め込まれる。ねじが締め込まれて、締付けトルクが所定のトルクに達したときにクラッチ機構７０が作動し、減速機構５０とシャフト７の接続が解除されることによって、締付部材の締め付けが終了する。 Returning to FIG. 1 again, when the holding portion of the housing 2 is gripped and swung together with the switch lever 10, the Hall element 14 detects the proximity of the magnet and the rectified direct current is supplied from the power supply circuit 18 to the inverter circuit. By the inverter circuit, a predetermined drive current is sequentially supplied to a predetermined coil 5c of the motor 5, whereby the rotor 5a rotates. When the motor 5 rotates, the rotational force is transmitted from the rotating shaft 5d to the speed reduction mechanism 50, decelerated to a predetermined rotational speed, and the rotational force is transmitted to the shaft 7 and the socket 8 via the clutch mechanism 70. The tip tool 36 (see FIG. 2) mounted on the front side is rotated. Thereby, a screw or the like (not shown) that is a fastening member is fastened to the material to be fastened. When the screw is tightened and the tightening torque reaches a predetermined torque, the clutch mechanism 70 is operated and the connection between the speed reduction mechanism 50 and the shaft 7 is released, whereby the tightening of the tightening member is completed.

クラッチ機構７０が作動して動力伝達が遮断されると、永久磁石７５ａがホール素子７５ｂから離れることによって、停止スイッチ７５の出力がロー（Ｌｏｗ）となってモータ５を停止させる。本実施例においては、この停止スイッチ７５の出力が変化したらすぐにモータ５を停止させるのではなく、所定の回転角度だけモータ５を回転させた後に停止させるようにした。停止スイッチ７５は、クラッチ機構７０のクラッチスリーブ７４の一部に取り付けられる永久磁石７５ａと、永久磁石７５ａと対向する位置に設けられるホール素子７５ｂによって構成される。永久磁石７５ａの大きさはホール素子７５ｂに対して磁界の影響を与えるのに十分な大きさであれば良く、ホール素子７５ｂの大きさとほぼ同じか、又は、やや大きい程度の大きさで良い。また、製造上の容易さからクラッチスリーブ７４の外周側に円環状の磁石を取り付けるようにしても良い。 When the clutch mechanism 70 is activated and power transmission is interrupted, the permanent magnet 75a is separated from the hall element 75b, whereby the output of the stop switch 75 becomes low and the motor 5 is stopped. In this embodiment, the motor 5 is not stopped as soon as the output of the stop switch 75 changes, but is stopped after rotating the motor 5 by a predetermined rotation angle. The stop switch 75 includes a permanent magnet 75a attached to a part of the clutch sleeve 74 of the clutch mechanism 70, and a hall element 75b provided at a position facing the permanent magnet 75a. The size of the permanent magnet 75a only needs to be large enough to influence the magnetic field on the Hall element 75b, and may be approximately the same as or slightly larger than the Hall element 75b. Further, an annular magnet may be attached to the outer peripheral side of the clutch sleeve 74 for ease of manufacturing.

クラッチ機構７０が作動していない状態、即ち、ボール７１が初期位置にあって、ボール７１がカラー７２を前方に押し出していない状態では、クラッチスリーブ７４は最後端位置にあり、永久磁石７５ａとホール素子７５ｂの間隔は最小状態にある。つまりクラッチ機構７０が作動していない状態の時にホール素子７５ｂの出力はハイとなる。一方、クラッチ機構７０が作動して、ボール７１によってカラー７２が前方に押し出された際には、カラー７２の軸方向前方への移動がニードル７３を介してクラッチスリーブ７４に伝達され、スプリング７７を圧縮しながらクラッチスリーブ７４は前方に移動する。この際、クラッチスリーブ７４に取り付けられる永久磁石７５ａはホール素子７５ｂに対して離れる方向（前方向）に移動するので、ホール素子７５ｂの出力はローに切り替わる。このホール素子７５ｂの出力変化を後述する制御部で検出することによって、制御部はモータ５の回転を停止させる。 When the clutch mechanism 70 is not operated, that is, when the ball 71 is in the initial position and the ball 71 does not push the collar 72 forward, the clutch sleeve 74 is in the rearmost position, and the permanent magnet 75a and the hole The distance between the elements 75b is in the minimum state. That is, the output of the hall element 75b becomes high when the clutch mechanism 70 is not operating. On the other hand, when the clutch mechanism 70 is operated and the collar 72 is pushed forward by the ball 71, the forward movement of the collar 72 in the axial direction is transmitted to the clutch sleeve 74 via the needle 73, and the spring 77 is The clutch sleeve 74 moves forward while compressing. At this time, the permanent magnet 75a attached to the clutch sleeve 74 moves in a direction away from the hall element 75b (forward direction), so that the output of the hall element 75b switches to low. The control unit stops the rotation of the motor 5 by detecting the output change of the hall element 75b by a control unit described later.

図３は、図１の減速機構５０及びクラッチ機構７０部分の拡大断面図である。電動式ドライバ１の図示しないモータの回転軸５ｄの前側には遊星歯車機構からなる減速機構５０が接続され、減速機構５０の前側にはクラッチ機構７０を介してシャフト７が接続される。減速機構５０の構成は図７で説明したものと同様に、２段式の遊星歯車減速機構であって同じ構成の部分には同じ参照符号を付しているので繰り返しの説明は省略する。複数本のニードル７３の先端にはクラッチスリーブ７４が接続される。クラッチスリーブ７４は、クラッチ機構７０が動作するトルクを調整するための部材であって、前方側から後方側にスプリング７７によって付勢される。この付勢力の強さによってクラッチ機構７０が動作するトルクを任意に設定できる。図３の構造ではダイヤル２２を回転させてスプリング７７の前方の保持位置を移動させることによって付勢力を調整できる。クラッチスリーブ７４の後端部の円環状に広がる部分の円周上の一箇所には永久磁石７５ａが設けられる。永久磁石７５ａは接着剤や圧入等の任意の方法によりクラッチスリーブ７４に固定させることができる。ホール素子７５ｂの出力は、後述する制御部８０（図７参照）に入力される。 3 is an enlarged cross-sectional view of the speed reduction mechanism 50 and the clutch mechanism 70 of FIG. A reduction mechanism 50 including a planetary gear mechanism is connected to the front side of the rotating shaft 5 d of the motor (not shown) of the electric driver 1, and the shaft 7 is connected to the front side of the reduction mechanism 50 via a clutch mechanism 70. The configuration of the speed reduction mechanism 50 is a two-stage planetary gear speed reduction mechanism similar to that described with reference to FIG. 7, and the same reference numerals are given to portions having the same configuration, and repeated description will be omitted. A clutch sleeve 74 is connected to the tips of the plurality of needles 73. The clutch sleeve 74 is a member for adjusting the torque at which the clutch mechanism 70 operates, and is biased by a spring 77 from the front side to the rear side. The torque at which the clutch mechanism 70 operates can be arbitrarily set according to the strength of the urging force. In the structure of FIG. 3, the urging force can be adjusted by rotating the dial 22 to move the holding position in front of the spring 77. A permanent magnet 75 a is provided at one place on the circumference of the annularly expanding portion of the rear end portion of the clutch sleeve 74. The permanent magnet 75a can be fixed to the clutch sleeve 74 by any method such as adhesive or press-fitting. The output of the hall element 75b is input to a control unit 80 (see FIG. 7) described later.

ネジ締めが進んでシャフト７への負荷が、カラー７２をニードル７３及びクラッチスリーブ７４を介して固定するスプリング７７の押圧力を超えると、第二ギヤホルダ６０の前方側に形成される図示しないクラッチカムがボール７１及びカラー７２を前方へ押し出して第二ギヤホルダ６０を空転させる。これがモータ５からの回転力がシャフト７に伝達しない状態であり、クラッチが作動した状態である。 When the screw tightening proceeds and the load on the shaft 7 exceeds the pressing force of the spring 77 that fixes the collar 72 via the needle 73 and the clutch sleeve 74, a clutch cam (not shown) formed on the front side of the second gear holder 60. Pushes the ball 71 and the collar 72 forward, causing the second gear holder 60 to idle. This is a state where the rotational force from the motor 5 is not transmitted to the shaft 7, and the clutch is activated.

次に、モータ５の駆動制御系の構成と作用を図４に基づいて説明する。図４はモータ５の駆動制御系の構成を示すブロック図であり、本実施例では、モータ５は３相のブラシレスＤＣモータで構成される。このブラシレスＤＣモータは、いわゆるインナーロータ型であって、複数組（本実施例では２組）のＮ極とＳ極を含む永久磁石（マグネット）を含んで構成される回転子（ロータ）５ａと、スター結線された３相の固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗから成る固定子（ステータ）５ｂを有する。スイッチ操作検出回路９０が、起動スイッチ用のホール素子１４からの信号が変化したことを検出すると、演算部８１はホール素子３１からの位置検出信号に基づいて固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗへの通電方向と時間を制御し、モータ５を所定の回転数で回転させる。 Next, the configuration and operation of the drive control system of the motor 5 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the drive control system of the motor 5. In this embodiment, the motor 5 is constituted by a three-phase brushless DC motor. This brushless DC motor is a so-called inner rotor type, and includes a rotor (rotor) 5a including a plurality of sets (two sets in this embodiment) of permanent magnets (magnets) including N poles and S poles. And a stator (stator) 5b composed of star-connected three-phase stator windings U, V, and W. When the switch operation detection circuit 90 detects that the signal from the hall element 14 for the start switch has changed, the calculation unit 81 moves to the stator windings U, V, and W based on the position detection signal from the hall element 31. The energizing direction and time are controlled, and the motor 5 is rotated at a predetermined rotational speed.

インバータ基板２７上に搭載される電子素子は、３相ブリッジ形式に接続されたＦＥＴなどの６個のスイッチング素子１６（Ｑ１〜Ｑ６）から構成されるインバータ回路８２である。ブリッジ接続された６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートは、制御基板２８に搭載される制御信号出力回路８３に接続され、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ドレインまたは各ソースは、スター結線された固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに接続される。これによって、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、制御信号出力回路８３から入力されたスイッチング素子駆動信号（Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６等の駆動信号）によってスイッチング動作を行い、インバータ回路８２に印加される電源回路１８の出力たる直流１８ａを３相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに電力を供給する。 The electronic element mounted on the inverter board 27 is an inverter circuit 82 composed of six switching elements 16 (Q1 to Q6) such as FETs connected in a three-phase bridge format. The gates of the six switching elements Q1 to Q6 that are bridge-connected are connected to the control signal output circuit 83 mounted on the control board 28, and the drains or sources of the six switching elements Q1 to Q6 are the star Connected to the connected stator windings U, V, W. As a result, the six switching elements Q1 to Q6 perform a switching operation by the switching element drive signals (drive signals such as H4, H5, and H6) input from the control signal output circuit 83 and are applied to the inverter circuit 82. Electric power is supplied to the stator windings U, V, and W as three-phase (U-phase, V-phase, and W-phase) voltages Vu, Vv, and Vw using the direct current 18a that is output from the power supply circuit 18.

６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートを駆動するスイッチング素子駆動信号（３相信号）のうち、３個の負電源側スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６をパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６として供給し、制御基板２８上に搭載された演算部８１によって、モータ５のスイッチ手段を構成するホール素子１４の出力信号に基づいてモータ５への電力供給を開始させる。 Of the switching element drive signals (three-phase signals) for driving the gates of the six switching elements Q1 to Q6, the three negative power supply side switching elements Q4, Q5, Q6 are converted into pulse width modulation signals (PWM signals) H4, The power supply to the motor 5 is started based on the output signal of the Hall element 14 constituting the switch means of the motor 5 by the calculation unit 81 supplied as H5 and H6 and mounted on the control board 28.

ここで、ＰＷＭ信号は、インバータ回路８２の正電源側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３または負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の何れか一方に供給され、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３またはスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６を高速スイッチングさせることによって直流１８ａから各固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに供給する電力を制御する。尚、本実施例では、負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６にＰＷＭ信号が供給されるため、ＰＷＭ信号のパルス幅を制御することによって各固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに供給する電力を調整してモータ５の回転速度を制御することができる。 Here, the PWM signal is supplied to one of the positive power supply side switching elements Q1 to Q3 or the negative power supply side switching elements Q4 to Q6 of the inverter circuit 82, and the switching elements Q1 to Q3 or the switching elements Q4 to Q6 are switched at high speed. As a result, the power supplied from the direct current 18a to the stator windings U, V, W is controlled. In this embodiment, since the PWM signal is supplied to the negative power supply side switching elements Q4 to Q6, the power supplied to each stator winding U, V, W is adjusted by controlling the pulse width of the PWM signal. Thus, the rotational speed of the motor 5 can be controlled.

モータ５の回転方向を切り替えるための正逆切替スイッチ２１の出力は回転方向設定回路９２に入力され、回転方向設定回路９２は正逆切替スイッチ２１の変化を検出するごとに、モータ５の回転方向を切り替えて、その制御信号を演算部８１に送信する。演算部８１は、図示していないが、処理プログラムとデータに基づいて駆動信号を出力するための中央処理装置（ＣＰＵ）、処理プログラムや制御データを記憶するためのＲＯＭ、データを一時記憶するためのＲＡＭ、タイマ等を含んで構成される。 The output of the forward / reverse selector switch 21 for switching the rotational direction of the motor 5 is input to the rotational direction setting circuit 92, and the rotational direction setting circuit 92 detects the change of the forward / reverse selector switch 21 every time the rotational direction of the motor 5 is detected. And the control signal is transmitted to the calculation unit 81. Although not shown, the calculation unit 81 is a central processing unit (CPU) for outputting a drive signal based on the processing program and data, a ROM for storing the processing program and control data, and for temporarily storing data. RAM, a timer, and the like.

演算部８１は、回転方向設定回路９２と回転子位置検出回路８４の出力信号に基づいて所定のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を交互にスイッチングするための駆動信号を形成し、その駆動信号を制御信号出力回路８３に出力する。これによって固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗの所定の巻線に交互に通電し、回転子５ａを設定された回転方向に回転させる。モータ５に供給される電流値は、電流検出回路８９によって測定され、その値が演算部８１にフィードバックされることにより、設定された駆動電力となるように調整される。 The calculation unit 81 forms a drive signal for alternately switching predetermined switching elements Q1 to Q6 based on output signals of the rotation direction setting circuit 92 and the rotor position detection circuit 84, and outputs the drive signal as a control signal. Output to the circuit 83. As a result, the predetermined windings of the stator windings U, V, and W are alternately energized to rotate the rotor 5a in the set rotation direction. The current value supplied to the motor 5 is measured by the current detection circuit 89, and the value is fed back to the calculation unit 81 to be adjusted to the set driving power.

クラッチ動作検出回路９１には、クラッチ機構７０が動作した際に出力信号がローになるホール素子７５ｂが接続され、クラッチ動作検出回路９１はホール素子７５ｂの出力を反転増幅して演算部８１に出力する。このように作業者がスイッチレバー１０を押下するだけで締付け作業が開始され、所定のトルクまで締め付けが完了すると自動的にクラッチ機構７０が作動しモータ５の回転が自動停止する。この後作業者はスイッチレバー１０を離して作業を完了する。 The clutch operation detection circuit 91 is connected to a hall element 75b whose output signal is low when the clutch mechanism 70 is operated, and the clutch operation detection circuit 91 inverts and amplifies the output of the hall element 75b and outputs it to the calculation unit 81. To do. In this way, the tightening operation is started simply by pressing the switch lever 10 by the operator, and when the tightening is completed to a predetermined torque, the clutch mechanism 70 is automatically operated and the rotation of the motor 5 is automatically stopped. Thereafter, the operator releases the switch lever 10 to complete the operation.

次に図５及び図６を用いて本実施例の電動式ドライバ１における締め付け部材の締め付け動作について説明する。図５は本発明の実施例に係るフローチャートである。図５で示す制御は、例えば、マイクロプロセッサを有する演算部８１においてプログラムを実行することによりソフトウェア的に実行できる。作業者による作業の開始に先立ち、ソケット８には適切な先端工具３６が装着され、電源コード２９ａが商用電源のコンセントに装着される。 Next, the tightening operation of the tightening member in the electric driver 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a flowchart according to an embodiment of the present invention. The control shown in FIG. 5 can be executed by software, for example, by executing a program in the arithmetic unit 81 having a microprocessor. Prior to the start of work by the worker, an appropriate tip tool 36 is attached to the socket 8, and the power cord 29a is attached to a commercial power outlet.

作業者が先端工具３６をネジ等の締め付け部材に位置づけてからスイッチレバー１０を握る（押下する）と、演算部８１はスイッチ用のホール素子１４の出力が変化したことを検出し（ステップ１０１）、モータ５の回転を開始させる（ステップ１０２）。ここでモータ５は目標回転数にて回転するように演算部８１によって制御されるが、その回転数制御については公知の方法を用いれば良いので詳細な説明は省略する。 When an operator positions the tip tool 36 on a fastening member such as a screw and then grips (presses down) the switch lever 10, the calculation unit 81 detects that the output of the switch hall element 14 has changed (step 101). Then, the rotation of the motor 5 is started (step 102). Here, the motor 5 is controlled by the calculation unit 81 so as to rotate at the target rotational speed. However, since the rotational speed control may be performed using a known method, a detailed description thereof is omitted.

次に、演算部８１はスイッチ操作検出回路９０（図４参照）の出力からスイッチレバー１０の押下が解除されたか否かを判定し（ステップ１０３）、解除された場合、即ちスイッチがＯＦＦになった場合は、ステップ１０６に進み、演算部８１はモータ５の回転を停止させる（ステップ１０７）。ステップ１０３でスイッチがＯＮのままの場合は、演算部８１は回転方向設定回路９２（図４参照）の出力からモータ５の回転方向が正方向、即ちクラッチ機構が作用する方向であるかを判定し、正方向でない場合はステップ１０２に戻る。 Next, the calculation unit 81 determines whether or not the pressing of the switch lever 10 has been released from the output of the switch operation detection circuit 90 (see FIG. 4) (step 103), and if released, that is, the switch is turned off. If YES in step 106, the calculation unit 81 stops the rotation of the motor 5 (step 107). If the switch remains ON in step 103, the calculation unit 81 determines from the output of the rotation direction setting circuit 92 (see FIG. 4) whether the rotation direction of the motor 5 is the positive direction, that is, the direction in which the clutch mechanism operates. If not in the positive direction, the process returns to step 102.

次に演算部８１は、クラッチ動作検出回路９１（図４参照）からの出力電圧（クラッチ電圧）の変化を検出し、この電圧変化が特定の閾値、ここでは０．４Ｖを越えた状況が所定の時間、例えば３ミリ秒続いたか否かを判定する（ステップ１０５）。出力電圧変化が０．４Ｖを越えていない場合はステップ１０２に戻る。出力電圧変化が０．４Ｖを越えた状態が３ミリ秒以上続いた場合は、演算部８１はクラッチ機構７０が動作したものと判定する。 Next, the calculation unit 81 detects a change in the output voltage (clutch voltage) from the clutch operation detection circuit 91 (see FIG. 4), and a situation in which the voltage change exceeds a specific threshold, 0.4V in this case, is predetermined. It is determined whether or not, for example, 3 milliseconds has elapsed (step 105). If the change in output voltage does not exceed 0.4V, the process returns to step 102. If the output voltage change exceeds 0.4 V for 3 milliseconds or more, the calculation unit 81 determines that the clutch mechanism 70 has been operated.

ここで図６を用いてクラッチ機構７０が動作する際の、モータ５の回転数の変化、クラッチ動作検出回路９１の出力、モータ５の駆動状態を説明する。図６において横軸は時間（単位ミリ秒）であり、（１）〜（３）の３つのグラフの横軸のスケールを合わせて表示している。図６（１）はモータの回転数１１０を示す。ここで、時間ｔ０で作業者がスイッチレバー１０を押下すると、モータ５が始動され、矢印１１１のように加速して矢印１１２にて所定の目標回転数Ｎに到達する。矢印１１２の地点ではモータ５が目標回転数Ｎで回転しながらねじ等の締め付けが行われるが、締め付け作業が進むにつれて負荷が増大し、矢印１１３からモータ５の回転数が徐々に落ちてくる。そして、モータ５の回転数が低下する矢印１１４のいずれかの段階でクラッチ機構７０が動作し、矢印１１５にて演算部８１によってモータ５の回転が停止される。 Here, the change in the rotation speed of the motor 5, the output of the clutch operation detection circuit 91, and the driving state of the motor 5 when the clutch mechanism 70 operates will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the horizontal axis represents time (unit: millisecond), and the horizontal scales of the three graphs (1) to (3) are displayed together. FIG. 6 (1) shows the number of revolutions 110 of the motor. Here, when the operator depresses the switch lever 10 at time t0, the motor 5 is started and accelerated as indicated by an arrow 111, and reaches a predetermined target rotational speed N at an arrow 112. At the point indicated by the arrow 112, the screw 5 and the like are tightened while the motor 5 rotates at the target rotational speed N. However, as the tightening operation proceeds, the load increases and the rotational speed of the motor 5 gradually decreases from the arrow 113. Then, the clutch mechanism 70 operates at any stage of the arrow 114 where the rotational speed of the motor 5 decreases, and the rotation of the motor 5 is stopped by the arithmetic unit 81 at the arrow 115.

図６（２）は、クラッチ動作検出回路９１の出力信号１２０を示す。出力信号１２０はホール素子７５ｂの出力信号をクラッチ動作検出回路９１に含まれるオペアンプによって増幅及び反転され演算部８１に入力される。クラッチ機構７０が動作していない場合は、永久磁石７５ａとホール素子７５ｂが近接しているため、クラッチ動作検出回路９１の出力はローレベルとなる（尚、本実施例のホール素子７５ｂは、永久磁石７５ａとホール素子７５ｂが近接時がハイ、離反時がローとなる）。演算部８１はクラッチ動作検出回路９１の出力信号１２０の立ち上がりを検出し、ローレベルから所定の量Δｃだけ、本実施例では矢印１２２から１２３にかけてΔＶｃ＝０．４Ｖだけ立ち上がった状態が３ミリ秒以上続いたか否かを検出する。この３ミリ秒は、クラッチ機構が動作した後に再びクラッチＯＦＦになるまでの出力信号１２０の復帰時間である。 FIG. 6 (2) shows the output signal 120 of the clutch operation detection circuit 91. The output signal 120 is amplified and inverted by an operational amplifier included in the clutch operation detection circuit 91 and input to the calculation unit 81. When the clutch mechanism 70 is not operating, the permanent magnet 75a and the Hall element 75b are close to each other, so that the output of the clutch operation detection circuit 91 is at a low level (Note that the Hall element 75b of this embodiment is permanent. (High when the magnet 75a and the Hall element 75b are close to each other, and low when the magnet is separated). The calculation unit 81 detects the rising edge of the output signal 120 of the clutch operation detection circuit 91, and the state where it rises by ΔVc = 0.4V from the low level by a predetermined amount Δc, from the arrows 122 to 123 in this embodiment is 3 milliseconds. It is detected whether or not it has continued. The 3 milliseconds is a return time of the output signal 120 until the clutch is turned off again after the clutch mechanism is operated.

図６（２）において、矢印１２３からさらに出力信号１２０は上昇し、矢印１２４から１２５においてクラッチ動作検出回路９１の出力信号１２０はハイレベルになる。この状態は図３に示したカラー７２が前方側に移動させられてボール７１がクラッチ爪を乗り越えている状態であって、永久磁石７５ａがホール素子７５ｂから離反している状態である。ボール７１がクラッチ爪を乗り越えたあとは、永久磁石７５ａがホール素子７５ｂに再び接近するため、図６（２）の矢印１２５から１２６、１２７に至るように出力信号１２０がローに戻る。図６（２）のＴｃは例えば３ミリ秒であり、これは出力信号１２０がローレベル状態から＋ΔＶｃになって再び＋ΔＶｃに戻るまでの時間である。この矢印１２３から１２６に至る時間は、ある程度一定であるので計測によってＴｃを固定値としてあらかじめ設定しておくことができる。 In FIG. 6B, the output signal 120 further rises from the arrow 123, and the output signal 120 of the clutch operation detection circuit 91 becomes high level from the arrows 124 to 125. This state is a state where the collar 72 shown in FIG. 3 is moved forward and the ball 71 is over the clutch pawl, and the permanent magnet 75a is separated from the hall element 75b. After the ball 71 gets over the clutch pawl, the permanent magnet 75a approaches the hall element 75b again, so that the output signal 120 returns to low so as to reach the arrows 125 to 126, 127 in FIG. Tc in FIG. 6 (2) is, for example, 3 milliseconds, which is the time from when the output signal 120 changes to + ΔVc from the low level state to return to + ΔVc again. Since the time from this arrow 123 to 126 is constant to some extent, Tc can be set in advance as a fixed value by measurement.

従来の電動式ドライバにおいては、矢印１２６あるいは矢印１２７の時点でコイル５ｃへの駆動電圧の供給を停止することによって、モータ５を停止させるように制御していた。しかしながら、本実施例では矢印１２６の時点から所定の回転角ＷＴ分モータ５が回転するのに要する時間Ｔ_ＷＴが経過した後にモータ５を停止させるようにした。この状態を示すのが図６（３）である。図６（３）は演算部８１によるモータ５のＯＮ制御とＯＦＦ制御を示す信号１３０であり、矢印１３１ではＯＮであり、図６（２）の矢印１２６の時点（時間ｔ２）から所定の時間Ｔ_ＷＴが経過した矢印１３２の時点（時間ｔ３）まで経過してからモータ５の駆動を停止させるようにした。この時間Ｔ_ＷＴはモータ５が、所定の回転角ＷＴだけ回転するのに要する時間であるので、締め付け毎にばらつくことがある。 In the conventional electric driver, the motor 5 is controlled to be stopped by stopping the supply of the driving voltage to the coil 5c at the time of the arrow 126 or 127. However, in this embodiment, the motor 5 is stopped after a time _TWT required for the motor 5 to rotate by a predetermined rotation angle WT from the point of the arrow 126 has elapsed. FIG. 6 (3) shows this state. FIG. 6 (3) is a signal 130 indicating ON control and OFF control of the motor 5 by the calculation unit 81. The signal 131 is ON at the arrow 131, and is a predetermined time from the time (time t2) of the arrow 126 in FIG. T _WT has since elapsed up to the point of arrow 132 has elapsed (time t3) so as to stop the driving of the motor 5. This time _TWT is a time required for the motor 5 to rotate by a predetermined rotation angle WT, and may vary at each tightening.

再び図５のフローチャートに戻り、ステップ１０６にてモータ５が所定角度だけ回転したか否かを検出し、回転したことを検出したらモータ５を停止させる（ステップ１０７）。また、モータ５が所定角度だけ回転していない場合は、回転するまで待機する。ステップ１０５における、モータ５の回転角度の検出は、ホール素子３１（図４参照）から得られる位置信号を用いて検出するようにすると良い。発明者らの実験によれば、クラッチ用のボール７１の個数が３つで、クラッチ爪（ニードル）が３つの場合の製品で減速機構５０のギヤ比が１：１６のものではＷＴ＝９８５度とし、ギヤ比が１：２０．５６のものはＷＴ＝７５０度と設定した。尚、時間Ｔ_ＷＴをモータ５の回転角度により決定するのではなく、単純に図６（３）の時間ｔ２から固定時間が経過するまでとして検出するようにしても良いし。この固定時間は製品毎に予め設定しておき、演算部８１に含まれる記憶装置内に記憶しておくと良い。 Returning to the flowchart of FIG. 5 again, it is detected in step 106 whether or not the motor 5 has been rotated by a predetermined angle. If it is detected that the motor 5 has been rotated, the motor 5 is stopped (step 107). When the motor 5 is not rotated by a predetermined angle, the process waits until it rotates. The rotation angle of the motor 5 in step 105 may be detected using a position signal obtained from the hall element 31 (see FIG. 4). According to the inventors' experiment, when the number of clutch balls 71 is three and the number of clutch pawls (needles) is three and the gear ratio of the reduction mechanism 50 is 1:16, WT = 985 degrees. And a gear ratio of 1: 20.56 was set to WT = 750 degrees. Instead of determining the time _{TWT based} on the rotation angle of the motor 5, the time _TWT may be simply detected as the fixed time elapses from the time t2 in FIG. This fixed time may be set in advance for each product and stored in a storage device included in the calculation unit 81.

以上のように構成することにより、クラッチ機構７０が働いた後に所定の回転角度だけ確実に締め付けるようにしたので、締め付け不足が発生することを防止できる。また、クラッチ機構７０が働いた後のモータ５の回転角度を検出して、これを制御に用いているので締め付け過多を起こす恐れも防止できる。 With the above-described configuration, the clutch mechanism 70 is reliably tightened by a predetermined rotation angle after the clutch mechanism 70 has been operated, so that it is possible to prevent insufficient tightening. Further, since the rotation angle of the motor 5 after the clutch mechanism 70 has been operated is detected and used for control, the possibility of excessive tightening can be prevented.

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施例では回転工具の例として電動式ドライバで説明したが、これだけに限られずに、他の携帯型の回転工具であっても同様に適用できる。また、本実施例では商用電源で駆動される回転工具の例で説明したが、バッテリパックを用いたコードレス式の回転工具においても同様に本発明を適用できる。さらに、本実施例はクラッチ動作が行われたかどうかの検出をホール素子を用いて行ったが、その他の非接触式のセンサを用いるようにしても良い。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the Example, this invention is not limited to the above-mentioned Example, A various change is possible within the range which does not deviate from the meaning. For example, in the above-described embodiment, the electric driver has been described as an example of the rotary tool. However, the present invention is not limited to this, and other portable rotary tools can be similarly applied. Moreover, although the present Example demonstrated in the example of the rotary tool driven with a commercial power supply, this invention is applicable similarly also to the cordless type rotary tool using a battery pack. Further, in the present embodiment, whether or not the clutch operation is performed is detected using the Hall element, but other non-contact type sensors may be used.

１電動式ドライバ２ハウジング２ａ、２ｂ固定リブ
３ケース４クラッチリング５モータ
５ａ回転子５ｂ固定子５ｃコイル５ｄ回転軸
６冷却ファン７シャフト８ソケット９ギヤボックス
１０スイッチレバー１０ａ押圧面１０ｂ端部
１１スプリング１２回動軸１３永久磁石１４ホール素子
１５基板１６スイッチング素子１７制御回路１８電源回路
１８ａ直流１９ａ、１９ｂベアリング２０切替操作レバー
２１正逆切替スイッチ２２ダイヤル２３表示部
２４（作業者の）手２６電源基板２７インバータ基板
２８制御基板２９ａ電源コード２９ｂコネクタ
３０永久磁石３１ホール素子３２基板３３フック
３６先端工具５０減速機構５１第一ピニオン
５２第一遊星ギヤ５３リングギヤ５４ニードルピン
５５第一ギヤホルダ５６第二ピニオン５８第二遊星ギヤ
５９ニードルピン６０第二ギヤホルダ７０クラッチ機構
７１ボール７２カラー７３ニードル
７４クラッチスリーブ７５停止スイッチ７５ａ永久磁石
７５ｂホール素子７７スプリング８０制御部
８１演算部８２インバータ回路８３制御信号出力回路
８４回転子位置検出回路８９電流検出回路
９０スイッチ操作検出回路９１クラッチ動作検出回路
９２回転方向設定回路２０３ケース２０４クラッチリング
２０９ギヤボックス２７０クラッチ機構
２７４クラッチスリーブ２７５停止スイッチ
２７５ａプランジャ２７６第二スプリング２７７第二スリーブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric driver 2 Housing 2a, 2b Fixing rib 3 Case 4 Clutch ring 5 Motor 5a Rotor 5b Stator 5c Coil 5d Rotating shaft 6 Cooling fan 7 Shaft 8 Socket 9 Gear box 10 Switch lever 10a Pressing surface 10b End 11 Spring DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Rotating shaft 13 Permanent magnet 14 Hall element 15 Board | substrate 16 Switching element 17 Control circuit 18 Power supply circuit 18a DC 19a, 19b Bearing 20 Switching operation lever 21 Forward / reverse selector switch 22 Dial 23 Display part 24 (Operator's) hand 26 Power source Substrate 27 Inverter substrate 28 Control substrate 29a Power cord 29b Connector 30 Permanent magnet 31 Hall element 32 Substrate 33 Hook 36 Tip tool 50 Reduction mechanism 51 First pinion 52 First planetary gear 53 Ring gear 54 Knee Lupine 55 First gear holder 56 Second pinion 58 Second planetary gear 59 Needle pin 60 Second gear holder 70 Clutch mechanism 71 Ball 72 Color 73 Needle 74 Clutch sleeve 75 Stop switch 75a Permanent magnet 75b Hall element 77 Spring 80 Control unit 81 Calculation unit 82 Inverter circuit 83 Control signal output circuit 84 Rotor position detection circuit 89 Current detection circuit 90 Switch operation detection circuit 91 Clutch operation detection circuit 92 Rotation direction setting circuit 203 Case 204 Clutch ring 209 Gear box 270 Clutch mechanism 274 Clutch sleeve 275 Stop switch 275a Plunger 276 Second spring 277 Second sleeve

Claims

A motor,
A tip tool driven by the motor;
A rotary tool having a clutch part provided with an electronic switch for detecting that the clutch is operated in the rotational force transmission path of the motor and the tip tool,
When the output of the electronic switch exceeds a predetermined level for a predetermined time, the motor is rotated after a predetermined angle and then stopped.

The rotary tool according to claim 1, wherein the electronic switch outputs a stop signal when the clutch portion is operated and transmission of rotational force is interrupted.

The clutch portion has a moving member that moves in the axial direction to interrupt power transmission, and a stationary member that does not move,
3. The rotation according to claim 2, wherein the electronic switch includes a magnet provided on the moving member, and a magnetic detection unit provided on the fixed member at a position facing the magnet. tool.

The rotary tool according to claim 3, wherein the magnetic detection means is a Hall element.

The rotary tool has a control unit that controls rotation of the motor,
5. The control unit according to claim 1, wherein, after the output of the electronic switch exceeds a predetermined level, the control unit stops the motor after the motor rotates by a predetermined rotation angle. 6. A rotating tool as described in 1.

The rotary tool has a control unit that controls rotation of the motor,
5. The control unit according to claim 1, wherein after the output of the electronic switch exceeds a predetermined level, the motor is stopped after the motor has rotated for a predetermined time. 6. Rotating tool.

A motor,
An output shaft that is rotationally driven by the motor;
A clutch provided between the motor and the output shaft;
A rotary tool having a sensor for detecting the operation of the clutch,
After detecting the operation of the clutch by the sensor, the rotation of the motor is stopped after rotating the motor by a predetermined amount.

Providing a moving member that moves during the operation of the clutch;
Fixing a magnet to the moving member;
The rotary tool according to claim 7, wherein a magnetic detection means is provided at a position facing the magnet.

9. The rotary tool according to claim 8, wherein after the operation of the clutch is detected by the sensor, the rotation of the motor is stopped after the motor is rotated by a predetermined angle.

The rotary tool according to claim 8, wherein after the operation of the clutch is detected by the sensor, the rotation of the motor is stopped after the motor is rotated for a predetermined time.