JP2019201472A - Electric power tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動源としてモータを備えた電動工具に関する。 The present invention relates to an electric tool including a motor as a drive source.
電動工具において搭載されるモータは、電動工具のモデル(軽負荷モデル、重負荷モデル)に応じて構造が異なる。すなわち、軽負荷モデル用のモータは、ハンダ可能ワイヤを利用してセンサ回路基板にメイン電流を流しており、重負荷モデル用のモータは、ヒュージング端子にリード線(電源線)を直接接続する構造となっている。
この場合、軽負荷モデル用のモータは、小型で省スペースとなるが、重負荷モデル用のモータは、軽負荷モデル用よりも大型となるため、製品のコンパクト化には不向きとなっている。
The motor mounted in the electric tool has a different structure depending on the electric tool model (light load model, heavy load model). That is, a motor for a light load model uses a solderable wire to flow a main current to the sensor circuit board, and a motor for a heavy load model directly connects a lead wire (power line) to a fusing terminal. It has a structure.
In this case, the motor for the light load model is small and saves space, but the motor for the heavy load model is larger than that for the light load model, and thus is not suitable for making the product compact.
そこで、本件出願人は、特許文献1において、モータのステータに備えたインシュレータに、対角に位置するコイル間の渡り線同士をそれぞれ接続する3つの板金部材を有する短絡部材を取り付け、各板金部材を、インシュレータに設けたヒュージング端子を介してコイル間の渡り線とそれぞれ電気的に接続することで、コンパクト化を達成する発明を提供している。 In view of this, the present applicant attached a short-circuit member having three sheet metal members respectively connecting the connecting wires between the diagonally located coils to the insulator provided in the stator of the motor in Patent Document 1, and each sheet metal member Is electrically connected to the connecting wire between the coils via a fusing terminal provided in the insulator, thereby providing an invention that achieves compactness.
しかし、特許文献1のステータに用いられる短絡部材は、樹脂に板金部材をインサート成形してインシュレータと別に作製された部材となっており、これがロータの回転位置を検出するセンサ回路基板を挟んでインシュレータにねじ止めされるため、インシュレータの外側で厚みが加わり、ステータの軸方向でのコンパクト化には限界がある。
また、ステータの製造時には、短絡部材をセンサ回路基板と共にインシュレータへねじ止めする作業が必要となる上、コイルへの電源線を短絡部材の板金部材へハンダ付けする作業や、ヒュージング端子を板金部材へヒュージングする作業も必要となるため、部品点数や組立工数が多くなってしまう。この課題は、渡り線同士を短絡させない場合での金具と渡り線との接続等においても同様である。
However, the short-circuit member used in the stator of Patent Document 1 is a member that is manufactured separately from the insulator by insert-molding a sheet metal member into resin, which sandwiches the sensor circuit board that detects the rotational position of the rotor. Therefore, there is a limit to downsizing the stator in the axial direction.
In addition, when manufacturing the stator, it is necessary to screw the short-circuit member to the insulator together with the sensor circuit board, solder the power wire to the coil to the sheet metal member of the short-circuit member, and the fusing terminal to the sheet metal member. Since the work of fusing is also necessary, the number of parts and the number of assembly steps are increased. This problem also applies to the connection between the metal fitting and the crossover wire when the crossover wires are not short-circuited.
そこで、本発明は、よりコンパクト化が達成できると共に、部品点数や組立工数も削減できるモータを備えた電動工具を提供することを目的としたものである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an electric tool provided with a motor that can achieve further compactness and can reduce the number of parts and the number of assembly steps.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ステータとロータとからなるモータを有し、ステータに、軸方向の前後に位置するインシュレータを介して複数のコイルが巻回される電動工具であって、
コイル間の渡り線と電気的に接続される接続部を備えて所定の渡り線同士を短絡する短絡金具が、インシュレータにインサート成形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、コイルへ給電する電源線を短絡金具へ電気的に接続してインシュレータへ組み付けるためのナットもインシュレータにインサート成形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2の構成において、接続部は、ヒュージング端子であることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項2又は3の構成において、ナットには、電源線が電気的に接続される電源端子を備えた電源端子ユニットの電源端子がネジ止めされていることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4の構成において、電源端子ユニットにおけるインシュレータ側の面には、ロータの回転を検出するためのセンサ回路基板が仮固定されていることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項5の構成において、電源端子ユニットはリング状で、全周に亘ってセンサ回路基板と当接し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7に記載の発明は、ステータとロータとからなるモータを有し、ステータに、軸方向の前後に位置するインシュレータを介して、少なくとも第1のコイル及び第2のコイルが巻回される電動工具であって、
第1のコイルと第2のコイルとの間の渡り線へ電気的に接続される金具が、インシュレータにインサート成形されていることを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項7の構成において、第1のコイルと第2のコイルとはステータの周方向に隣り合っていることを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、請求項7の構成において、第1のコイルと第2のコイルとの間に、第3のコイルが巻回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10に記載の発明は、ステータとロータとからなるモータを有し、ステータに、軸方向の前後に位置するインシュレータを介して、少なくとも第1のコイル及び第2のコイルが巻回される電動工具であって、
インシュレータにナットがインサート成形されて、ナットを用いてインシュレータに他の部材がネジ固定可能となっていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 includes a motor including a stator and a rotor, and a plurality of coils are wound around the stator via insulators positioned in front and rear in the axial direction. An electric tool,
A short-circuit fitting that includes a connecting portion that is electrically connected to a connecting wire between coils and short-circuits predetermined connecting wires is insert-molded in an insulator.
The invention according to
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect, the connecting portion is a fusing terminal.
According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the second or third aspect, the power terminal of a power terminal unit having a power terminal to which a power line is electrically connected is screwed to the nut. Features.
According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the fourth aspect, a sensor circuit board for detecting the rotation of the rotor is temporarily fixed to a surface of the power terminal unit on the insulator side.
According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration of the fifth aspect, the power supply terminal unit is ring-shaped and is in contact with the sensor circuit board over the entire circumference.
In order to achieve the above object, an invention according to
A metal fitting electrically connected to the crossover between the first coil and the second coil is insert-molded in the insulator.
According to an eighth aspect of the present invention, in the configuration of the seventh aspect, the first coil and the second coil are adjacent to each other in the circumferential direction of the stator.
According to a ninth aspect of the present invention, in the configuration of the seventh aspect, a third coil is wound between the first coil and the second coil.
In order to achieve the above object, an invention according to
A nut is insert-molded in the insulator, and other members can be screwed to the insulator using the nut.
本発明によれば、コイル間の渡り線同士を短絡する短絡金具や金具等がインシュレータにインサート成形されているので、ステータの製造時には、短絡金具等をインシュレータへ組み付ける作業が不要となり、部品点数や組立工数の削減に繋がる。また、コンパクト化も達成できる。 According to the present invention, since the short-circuit fittings and fittings that short-circuit the connecting wires between the coils are insert-molded in the insulator, it is not necessary to assemble the short-circuit fittings and the like to the insulator when manufacturing the stator. This leads to a reduction in assembly man-hours. Also, compactness can be achieved.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(ドライバドリルの全体説明)
図1は、電動工具の一例であるドライバドリルの全体図、図2は本体の後部の中央縦断面図である。このドライバドリル1は、前後方向に延びる本体2に、ハンドル3を下向きに形成したT字状を有し、ハンドル3の下端に形成したバッテリー装着部4には、電源となるバッテリーパック5が装着されている。
本体2のハウジングは、後述するブラシレスモータ20及び遊星歯車減速機構94を収容する筒状の本体ハウジング6の前方に、図示しないクラッチ機構及びスピンドルを収容する前ハウジング7を前方からネジ8,8・・によって組み付け、本体ハウジング6の後方に、キャップ状の後カバー9を後方から上下二カ所でネジ10,10によって組み付けて形成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Overall description of driver drill)
FIG. 1 is an overall view of a driver drill as an example of an electric tool, and FIG. 2 is a central longitudinal sectional view of a rear portion of a main body. The driver drill 1 has a T-shape in which a
The housing of the
前ハウジング7の前方には、モード切替リング11とクラッチ調整リング12とが設けられて、クラッチ調整リング12の前方に、スピンドルに装着されるチャック13が設けられている。なお、ハンドル3は、本体ハウジング6に連設されており、ハンドル3と本体ハウジング6とは、左右の半割ハウジング6a,6bをネジ14,14・・によって組み付けることで形成される。ハンドル3内には、図示しないスイッチが収容されて、スイッチに設けられたトリガ15を前方へ突出させている。スイッチの上側には、モータの正逆切替ボタン16が設けられ、トリガ15の上方には、チャック13の前方を照射する図示しないライトが設けられている。
A
(ブラシレスモータの説明)
本体ハウジング6の後部に収容されるブラシレスモータ20は、ステータ21とロータ22とからなるインナロータ型である。ステータ21は、図3〜6に示すように、複数の積層鋼板から形成される筒状のステータコア23と、ステータコア23の軸方向前後の端面にそれぞれ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に巻回される6つのコイル26,26・・と、を有している。また、前インシュレータ24には、後述するセンサ回路基板27及び電源端子ユニット28が取り付けられている。
(Description of brushless motor)
The
まず、ステータコア23は、軸心側へ突出する6つのティース30,30・・を備え、各ティース30,30の間に6つのスロット31,31・・が形成されている。
次に、前インシュレータ24は、ステータコア23と略同径リング状の樹脂成形品で、図7にも示すように、内周側に、軸心側へ突出してステータコア23のティース30の前方へ連続状に位置する6つの突出部32,32・・を形成している。前インシュレータ24の背面側には、ステータコア23のスロット31に嵌合する6つの嵌合部33,33・・が突設されている。
また、前インシュレータ24の上面で左右方向の中央には、位置決め凹部34が形成され、左右の側面には、上に2つ、下に2つの三角形状の切欠部35,35が形成されている。これらの位置決め凹部34及び切欠部35は、ステータコア23によって後面が塞がれるようになっている。
First, the
Next, the
In addition, a
そして、前インシュレータ24の内部には、図2及び図7,8に示すように、3つの短絡金具36A〜36Cと3つのナット37A〜37Cとが、それぞれインサート成形によって埋め込まれている。短絡金具36A〜36Cは、前インシュレータ24の形状に沿って正面視が略半円状に形成される板金製で、互いに接触しないように、軸方向で前後に位置をずらせて、前方から短絡金具36A、短絡金具36B、短絡金具36Cの順に配置されている。各短絡金具36A〜36Cの周方向の両端には、前インシュレータ24の直径方向で対角に位置する接続部としての一対のヒュージング端子38A〜38Cがそれぞれ一体に形成され、両端のヒュージング端子38A〜38Cの間には、ステータコア23の前面と平行な受け部39A〜39Cが前方へ凸状に立ち上げ形成されている。ヒュージング端子38A〜38Cは、対角同士で互いに対向して前方へ突出する内板部40と、内板部40の後端から外側前方へ折り返し形成される折曲片41とをそれぞれ有している。受け部39A〜39Cにはそれぞれ透孔42が形成されている。
Then, as shown in FIGS. 2, 7, and 8, three short-circuit fittings 36 </ b> A to 36 </ b> C and three nuts 37 </ b> A to 37 </ b> C are embedded in the
最前方に位置する短絡金具36Aは、図9,10にも示すように、前インシュレータ24の上側部分で周方向に沿って配置され、位置決め凹部34の位置では、下縁から前側へ立ち上げ折曲される上折曲部43が形成されることで、位置決め凹部34との干渉を回避している。また、前インシュレータ24の上側左右の切欠部35,35の位置では、正面視L字状で前側へ立ち上げ折曲される横折曲部44,44が形成されることで、切欠部35,35との干渉を回避している。短絡金具36Aの受け部39Aは、左側の横折曲部44とヒュージング端子38Aとの間に形成されている。
As shown in FIGS. 9 and 10, the foremost short-circuit metal fitting 36 </ b> A is disposed along the circumferential direction in the upper portion of the
短絡金具36Aの後方に位置する短絡金具36Bは、一方のヒュージング端子38Bを短絡金具36Aの上折曲部43の左側で且つ短絡金具36Aの内側に位置させ、他方のヒュージング端子38Bを前インシュレータ24の下側右寄りに位置させた状態で、前インシュレータ24の左側部分で周方向に沿って配置されている。この状態で短絡金具36Bは、上側の一部を短絡金具36Aの左側と前後方向でオーバーラップさせて、短絡金具36Aの受け部39Aの後方でオーバーラップする部位には、受け部39Aの透孔42よりも大径の透孔45が形成されている。ここでの受け部39Bは、短絡金具36Bの周方向の中間部位に形成され、受け部39Bの下側には、前インシュレータ24の左下側の切欠部35との干渉を回避する逃げ部46が形成されている。
The short-
短絡金具36Bの後方に位置する短絡金具36Cは、一方のヒュージング端子38Cを短絡金具36Aの上折曲部43の右側で且つ短絡金具36Aの内側に位置させ、他方のヒュージング端子38Cを前インシュレータ24の下側左寄りに位置させた状態で、前インシュレータ24の右側部分で周方向に沿って配置されている。この状態で短絡金具36Cは、上側の一部を短絡金具36Aの右側と前後方向でオーバーラップさせている。短絡金具36B,36Cの下端同士は、前インシュレータ24の下側で互いに交差して、それぞれ下端側のヒュージング端子38B,38Cを相手側の金具の内側に位置させている。ここでの受け部39Cは、短絡金具36Cの周方向の中間部位に形成され、受け部39Cの下側には、前インシュレータ24の右下側の切欠部35との干渉を回避する逃げ部47が形成されている。
ナット37A〜37Cは、受け部39A〜39Cの背面に透孔42と同軸で当接する前後方向の向きで、それぞれ受け部39A〜39Cの裏側に配置されている。
The short-circuit fitting 36C located behind the short-
The nuts 37A to 37C are arranged on the back side of the receiving
ここで、前インシュレータ24における各ヒュージング端子38A〜38Cの成形部分には、ヒュージング端子38A〜38Cの内板部40の周方向両端を保持する一対の保持部48,48と、保持部48,48の間から半径方向外側へ伸び、折曲片41を露出させて径方向への変形を許容する溝部49とが形成されている。また、前インシュレータ24における受け部39A〜39Cの形成部分には、受け部39A〜39Cの前面を除いてナット37A〜37Cごと覆い、前面が受け部39A〜39Cと同一面上に位置する3つの突起部50,50・・が形成されている。さらに、左上側の突起部50と左右対称の位置には、底部に有底孔52を形成した嵌合凹部51が形成されている。
こうしてインサート成形される各短絡金具36A〜36Cの一対のヒュージング端子38A〜38Cは、六角形の対角上にそれぞれ位置して前インシュレータ24から露出した状態となり、各受け部39A〜39Cは前面のみを前インシュレータ24から露出した状態となる。
Here, in the molded portion of each of the
The pair of
ステータコア23の各ティース30に巻回されるコイル26は、一本のワイヤを周方向に隣接するティース30へ順番に巻回することで形成される。周方向に隣接するコイル26,26間の渡り線53は、各ヒュージング端子38A〜38Cの内板部40と折曲片41との間に通されて、この状態で各折曲片41を内板部40側へ折り曲げて内板部40との間で渡り線53を挟持した状態でヒュージングされる。ワイヤの始端Sと終端E(図6)とは、短絡金具36Cの下端のヒュージング端子38Cでヒュージングされる。これにより、対角上のコイル26,26間の渡り線53,53同士が、ヒュージング端子38A〜38Cを介して短絡金具36A〜36Cによって短絡されることになり、3つの短絡金具36A〜36C間でそれぞれ2つのコイル26,26が並列に接続されるデルタ結線状態となる。
The
次に、後インシュレータ25も、ステータコア23と同径のリング状で、内周側に、軸心側へ突出してステータコア23のティース30の後方へ連続状に位置する6つの突出部55,55・・を形成している。また、後インシュレータ25の前面側には、ステータコア23のスロット31に嵌合する6つの嵌合部56,56・・が突設されている。さらに、後インシュレータ25の左右の側部には、湾曲状の横切欠部57,57が形成され、上下中央には、直線状に切り欠かれる面取部58,58が形成されている。
Next, the
センサ回路基板27は、図11に示すように、ロータ22に設けた永久磁石88の位置を検出して回転検出信号を出力するホール素子等の3つの回転検出素子60,60・・を背面に搭載するリング状の円板で、外周には、上下にそれぞれ半径方向外側へ突出する突出片61,61が形成されて、下側の突出片61の背面には、回転検出素子の検出信号を出力する信号線63,63・・を下向きに引き出す引き出し部62が設けられている。同じく外周の右上側には、半径方向外側へ突出し、先端に透孔65を形成した位置決め片64が設けられている。
また、センサ回路基板27の内周縁には、上部左右に2つ、下部右側に1つの切欠66,66・・が形成されている。
As shown in FIG. 11, the
Further, at the inner peripheral edge of the
電源端子ユニット28は、図12に示すように、センサ回路基板27よりやや大径で軸方向に肉厚となる樹脂製のリング体で、外周には、上下にそれぞれ半径方向外側へ突出する保持片70,70が形成されて、保持片70を含む背面には、センサ回路基板27が嵌合する保持凹部71が形成されている。また、電源端子ユニット28の外周には、センサ回路基板27の位置決め片64に対応して半径方向外側へ突出し、位置決め片64の透孔65を挿通するピン73を備えた押さえ片72が突設されている。保持凹部71の外周で押さえ片72の突出位置には、保持凹部71を押さえ片72と連続させる切欠部74が設けられている。
さらに、電源端子ユニット28の内周には、後方へ突出してセンサ回路基板27の切欠66にそれぞれ内側から係止する係止片75,75・・が形成されている。但し、係止片75を電源端子ユニット28の外周に設けてセンサ回路基板27の外周に設けた切欠66に係止させてもよい。
As shown in FIG. 12, the power
Further, locking
そして、電源端子ユニット28には、3つの電源端子76A〜76Cがインサート成形されている。このうち電源端子76Aは、図13に示すように、下端が電源端子ユニット28の中央の孔部より下側に位置し、そこから電源端子ユニット28の内周に沿って左側へ上昇し、押さえ片72の左右対称となる位置で透孔78を備えた先端部77Aが半径方向外側へ突出する形状となっている。また、電源端子76B,76Cは、電源端子76Aの左右に配置されて透孔78を備えた先端部77B,77Cが半径方向外側へ突出する左右対称の形状となっている。電源端子ユニット28の前面には、電源端子76Aの下端及び電源端子76B,76Cの基端側を露出させる窓79,79・・が形成されると共に、各窓79と連通して下側の保持片70まで延びる3つの凹溝80,80・・が形成されている。
The power
この電源端子76A〜76Cには、バッテリー装着部4内に設けた図示しない制御回路基板の三相ブリッジ回路から配線されるU相、V相、W相の各電源線81U,81V,81Wが接続される。電源線81U,81V,81Wは、下側の保持片70からそれぞれ凹溝80を通して上方へ引き回され、絶縁被覆を除去した上端の導体部分がそれぞれ窓79に露出する電源端子76A〜76Cへスポット溶接等で接続される。
Connected to the
(電源端子ユニット及びセンサ回路基板の組み付けの説明)
この電源端子ユニット28を前インシュレータ24に組み付ける際、まず裏面にセンサ回路基板27を、上下の突出片61,61を保持片70,70の位置に合わせ、位置決め片64を押さえ片72の位置に合わせた状態で保持凹部71に嵌合させる。すると、押さえ片72のピン73が位置決め片64の透孔65を貫通すると共に、電源端子ユニット28の各係止片75がセンサ回路基板27の各切欠66にそれぞれ係止する。よって、センサ回路基板27は、回り止め及び外れ止めされた状態で電源端子ユニット28に仮固定される。
(Description of assembly of power supply terminal unit and sensor circuit board)
When the power
こうしてセンサ回路基板27を仮固定した電源端子ユニット28を、押さえ片72及び位置決め片64が前インシュレータ24の嵌合凹部51に嵌合してピン73が有底孔52に挿通し、電源端子76Aが左上側の受け部39Aの前面に、電源端子76B,76Cが受け部39B,39Cの前面に当接する向きで前インシュレータ24の前面に重ねる。この状態で、各電源端子76A〜76Cの先端部77A〜77Cの透孔78からネジ82,82・・を差し込み、そのまま受け部39A〜39Cの透孔42を貫通させてその内側のナット37A〜37Cにねじ込む。すると、電源端子ユニット28は前インシュレータ24へ固定されると共に、電源端子76A〜76Cが短絡金具36A〜36Cへ電気的に接続される。よって、電源線81U,81V,81Wは、電源端子76A〜76Cを介して短絡金具36A〜36Cへ電気的に接続される。センサ回路基板27は、電源端子ユニット28のネジ止めと同時に電源端子ユニット28と前インシュレータ24との間で挟持固定される。このとき短絡金具36Aのナット37Aの後方には、短絡金具38Bに設けた透孔45が位置しているので、ナット37Aにねじ込まれるネジ82が短絡金具38Bに接触することはない。
In this way, the power
このようにセンサ回路基板27及び電源端子ユニット28の組み付けは、センサ回路基板27を仮固定した電源端子ユニット28を前インシュレータ24へネジ止めする簡単な作業となる。
こうして組み付けられるステータ21は、図2に示すように、本体ハウジング6の半割ハウジング6a,6bの内面へそれぞれ周方向に突設した支持リブ85,85・・によってステータコア23の外周が保持されると共に、半割ハウジング6aの内面に突設された図示しない突起が、前インシュレータ24に形成した位置決め凹部34及び切欠部35にそれぞれ嵌合することで、軸方向及び周方向に位置決めされた状態で収容される。
As described above, the assembly of the
As shown in FIG. 2, the
一方、ロータ22は、図2に示すように、軸心に位置する回転軸86と、回転軸86の周囲に配置される筒状のロータコア87と、ロータコア87に挿入固定された永久磁石88,88・・とを有する。
回転軸86の後端は、後カバー9に保持された軸受89に軸支されて、その前方部位には遠心ファン90が取り付けられている。ここでは遠心ファン90の中央部は前方へすり鉢状に膨出して、軸受89がその後方へ突出する格好となっている。これにより、後カバー9と遠心ファン90との距離が近くなって全長の短縮化に繋がる。本体ハウジング6の左右の側面には、吸気口91,91・・(図1)が形成され、後カバー9の左右の側面には、排気口92,92・・が形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the
The rear end of the
また、図2において、ブラシレスモータ20の前方には、遊星歯車減速機構94を収容するギアケース93が設けられて、回転軸86の前端は、ギアケース93の後端を閉塞するキャップ95を貫通してキャップ95に保持される軸受96に軸支される。回転軸86の前端にはピニオン97が固着されている。
遊星歯車減速機構94は、インターナルギア98内で公転する複数の遊星歯車100,100を支持した複数のキャリア99を軸方向に並設した周知の構造で、二段目のインターナルギヤ(区別するため98Aと表記する。)は、ギアケース93内で固定されて二段目の遊星歯車100を公転させる前進位置と、二段目の遊星歯車100と一段目のキャリア99とに同時に噛合してキャリア99と遊星歯車100とを一体回転させて二段目の減速をキャンセルする後退位置との間で軸方向へ前後移動可能に設けられている。このインターナルギア98Aに、ピン101を介して速度切替リング102が結合されて、速度切替リング102の上端の突起103が、前後のコイルバネ104,104を介して速度切替ボタン105と結合されている。よって、速度切替ボタン105の前後へのスライド操作によって、速度切替リング102を介してインターナルギア98Aを前後移動させれば、前進位置での低速モードと、後退位置での高速モードとが選択可能となる。
In FIG. 2, a
The planetary gear
(ドライバドリルの動作説明)
以上の如く構成されたドライバドリル1においては、トリガ15を押し込み操作すると、スイッチがONしてバッテリーパック5の電源によってブラシレスモータ20が駆動する。すなわち、制御回路基板に搭載したマイコンが、センサ回路基板27の回転検出素子60から出力されるロータ22の永久磁石88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に対し順番に三相電流を流すことでロータ22を回転させる。よって、回転軸86が回転して遊星歯車減速機構94に減速された回転がスピンドルへ伝わり、チャック13を回転させる。そして、モード切替リング11の操作により、所定トルクで回転伝達が遮断されるクラッチ機構が機能するドライバモードと、クラッチ機構が機能しないドリルモードとが選択可能となり、クラッチ調整リング12の操作により、ドライバモードでクラッチ機構が作動するトルクの調整が可能となる。
(Explanation of driver drill operation)
In the driver drill 1 configured as described above, when the
ここでは、ブラシレスモータ20の周方向に隣接するコイル26,26間の渡り線53が対角同士で短絡されていわゆるパラ巻き状態となっているため、巻線抵抗が減少し、大電流を流すことができる。このパラ巻き状態は、対角同士の渡り線53,53と電気的に接続されるヒュージング端子38A〜38Cを備えた短絡金具36A〜36Cを前インシュレータ24にインサート成形することで達成できるため、軸方向の長さが短くなり、省スペースで実現できる。
また、6つのコイル26を一本のワイヤで巻回(いわゆる一筆書き)しているため、一工程で全てのコイル26を巻き切ることができる。
Here, since the connecting
Moreover, since the six
(ブラシレスモータに係る発明の効果)
このように、上記形態のドライバドリル1によれば、コイル26,26間の渡り線53,53と電気的に接続される接続部(ヒュージング端子38A〜38C)を備えて渡り線53,53同士を短絡する短絡金具36A〜36Cが、前インシュレータ24にインサート成形されているので、ステータ21の製造時には、短絡金具36A〜36Cを前インシュレータ24へ組み付ける作業が不要となり、部品点数や組立工数の削減に繋がる。
特にここでは、コイル26へ給電する電源線81U,81V,81Wを短絡金具36へ電気的に接続して前インシュレータ24へ組み付けるためのナット37A〜37Cも前インシュレータ24にインサート成形しているので、電源線81U,81V,81Wの組み付け及び取り外しが容易に行え、修理等に係る作業性が良好となる。
(Effect of invention relating to brushless motor)
Thus, according to the driver drill 1 of the said form, it is provided with the connection part (fusing terminal 38A-38C) electrically connected with the
In particular, since the nuts 37A to 37C for electrically connecting the
また、接続部をヒュージング端子38A〜38Cとしているので、渡り線53の電気的な接続が容易且つ確実に行える。
さらに、ナット37A〜37Cには、電源線81U,81V,81Wが電気的に接続される電源端子76A〜76Cを備えた電源端子ユニット28の電源端子76A〜76Cがネジ止めされるので、電源線81U,81V,81Wの組み付けと電気的な接続とが同時に行える合理的な構成となる。
そして、電源端子ユニット28における前インシュレータ24側の面には、ロータ22の回転を検出するためのセンサ回路基板27が仮固定されるので、電源端子ユニット28の組み付けと同時にセンサ回路基板27の組み付けも可能となり、作業が簡略化する。
加えて、電源端子ユニット28をリング状とし、全周に亘ってセンサ回路基板27と当接させているので、組み付け状態でセンサ回路基板27が安定して保持され、精度の高い回転検出が可能となる。
一方、センサ回路基板27又は電源端子ユニット28を交換等する必要が生じた場合は、ネジ82を取り外せば、ステータ21からセンサ回路基板27及び電源端子ユニット28が簡単に取り外し可能となる。よって、修理性も良い構造となっている。
In addition, since the connecting portions are the fusing
Further, since the
Since the
In addition, since the
On the other hand, when the
そして、第1のコイル26と第2のコイル26との間の渡り線53へ電気的に接続される金具(短絡金具36A〜36C)が、前インシュレータ24にインサート成形されていることで、ステータ21の製造時には、短絡金具36A〜36Cを前インシュレータ24へ組み付ける作業が不要となり、部品点数や組立工数の削減に繋がる。
また、前インシュレータ24にナット37A〜37Cがインサート成形されて、ナット37A〜37Cを用いて前インシュレータ24に他の部材であるセンサ回路基板27及び電源端子ユニット28がネジ固定可能となっているので、他の部材が容易に着脱でき、部品点数や組立工数の削減に繋がる上、修理性も良好となる。
And the metal fitting (short-
In addition, nuts 37A to 37C are insert-molded in the
(変更例の説明)
短絡金具の形状は上記形態に限らない。図14〜16は、各短絡金具36A〜36Cのヒュージング端子38A〜38Cの変更例を示すもので、ここでは折曲片41aを内板部40の後端から折り返し形成せず、内板部40の前端から前方へ延長上に形成している。よって、この変更例では、ステータ21の組み付けの際、渡り線53を内板部40の外側に通過させた状態で、折曲片41aを外側から後方へ折り返して渡り線53を挟持させ、ヒュージングすることになる。
また、短絡金具の前後位置や折曲形状、短絡金具の数等も上記形態や変更例に限らず、コイルの数や結線パターン等に応じて適宜変更可能である。渡り線との接続部もヒュージング端子に限らず、ハンダ付けやスポット溶接等が採用できる。
(Explanation of changes)
The shape of the short-circuit metal fitting is not limited to the above form. 14-16 shows the example of a change of the fusing terminal 38A-38C of each short circuit metal fitting 36A-36C, and does not fold and form the
Further, the front and rear positions of the short-circuit fittings, the bent shape, the number of short-circuit fittings, and the like are not limited to the above-described forms and modification examples, and can be appropriately changed according to the number of coils, the connection pattern, and the like. The connecting portion with the crossover is not limited to the fusing terminal, and soldering, spot welding, or the like can be employed.
さらに、上記形態ではセンサ回路基板を電源端子ユニットに仮止めした状態で電源端子ユニットを前インシュレータへネジ止めすることで組み付けているが、別部材となるセンサ回路基板をネジによって直接前インシュレータに固定するようにしてもよい。この場合、より強固且つ高精度に前インシュレータに固定できる。また、インサート成形されたナットを使用することで、センサ回路基板を繰り返し着脱可能となる。
そして、ナットも別体のものをインサート成形する構造に限らず、予め短絡金具にナットを溶着したり、短絡金具に絞り加工した筒部にねじ切りを行う等してナットを省略したりすることもできる。
Furthermore, in the above embodiment, the sensor circuit board is temporarily fixed to the power supply terminal unit and is assembled by screwing the power supply terminal unit to the front insulator. However, the sensor circuit board as a separate member is directly fixed to the front insulator by screws. You may make it do. In this case, it can be fixed to the front insulator more firmly and with high accuracy. Further, by using the insert molded nut, the sensor circuit board can be repeatedly attached and detached.
The nut is not limited to a structure in which a separate one is insert-molded, and the nut may be omitted by welding the nut to the short-circuit fitting in advance or by threading the cylindrical portion drawn into the short-circuit fitting. it can.
一方、電源端子ユニットも、全体の形状や、電源端子の位置及び形状等は適宜変更可能で、例えば全体形状をリング状でなく、正面視半円状やC字状としたり、電源線の配線方向を上側や横側としたりすることは可能である。
また、上記形態では前インシュレータに短絡金具をインサート成形しているが、後インシュレータにインサート成形することもできる。上記形態では前後方向にブラシレスモータを配置しているが、モータの配置形態によってはインシュレータは前後に限らないことは当然である。
On the other hand, the overall shape of the power supply terminal unit and the position and shape of the power supply terminal can be changed as appropriate. For example, the overall shape is not a ring shape, but a semicircular or C shape in front view, It is possible to set the direction upward or laterally.
Moreover, in the said form, although the short-circuit metal fitting is insert-molded to the front insulator, it is also possible to insert-mold to the rear insulator. In the above embodiment, the brushless motor is arranged in the front-rear direction, but the insulator is naturally not limited to the front-rear depending on the arrangement form of the motor.
図17は、後インシュレータに短絡金具をインサート成形した例を示すもので、同図(A)に示すステータ21Aにおいて、6つのコイル26,26・・は、それぞれ周方向にU1,V1,W1,U2,V2,W2の順に配置されている。U相のコイルU1,U2は、対角に位置して1本のワイヤで形成され、後インシュレータ25の外周に沿って配線される渡り線U53(点線)で接続されている。同様に、V相のコイルV1,V2も、対角に位置して1本のワイヤで形成されて、後インシュレータ25の外周に沿って配線される渡り線V53(一点鎖線)で接続されている。W相のコイルW1,W2も、対角に位置して1本のワイヤで形成され、後インシュレータ25の外周に沿って配線される渡り線W53(二点鎖線)で接続されている。
FIG. 17 shows an example in which a short-circuit metal fitting is insert-molded in the rear insulator. In the
そして、後インシュレータ25には、3つの渡り線U53,V53,W53をまとめて短絡させるための短絡金具36Dがインサート成形されている。この短絡金具36Dに3つの渡り線U53,V53,W53がそれぞれ渡されてヒュージングされることで短絡され、中性点が形成されて、同図(B)に示すように、各相のコイル26,26が並列接続されたスター結線が形成されるようになっている。ここでは対角に位置する各相のコイル26,26の間に、第3のコイルである他の相のコイル26が位置することになる。
なお、この結線パターンの場合は、前インシュレータ24にセンサ回路基板27をネジ止めし、このセンサ回路基板27上に6つのスイッチング素子を配置してもよい。この場合、センサ回路基板27には6つのコイル26の端部がそれぞれ接続されることになる。
The
In the case of this connection pattern, the
その他、モータとしてはブラシレスに限らず、センサ回路基板を用いない他のモータであっても本発明は適用できる。また、インシュレータにインサート成形する金具は渡り線を短絡させるものに限らないし、インサート成形したナットにはセンサ回路基板と電源端子ユニット以外の他の部材も着脱できる。
そして、電動工具としてはドライバドリルに限らず、インパクトドライバやマルノコ、グラインダ等でもよいし、バッテリーパックでなく商用電源を利用するAC機であってもよい。
但し、本発明は電動工具に限らず、ブロワ等の園芸工具、クリーナや集塵機、高圧洗浄機、コンプレッサやポンプ、運搬車等の他の電動機器においても適用可能である。
In addition, the motor is not limited to brushless, and the present invention can be applied to other motors that do not use a sensor circuit board. Further, the metal fitting to be insert-molded into the insulator is not limited to the one that short-circuits the crossover wire, and other members other than the sensor circuit board and the power supply terminal unit can be attached to and detached from the insert-molded nut.
The power tool is not limited to a driver drill, but may be an impact driver, a marnoco, a grinder, or an AC machine that uses a commercial power supply instead of a battery pack.
However, the present invention is not limited to electric tools, but can also be applied to garden tools such as blowers, cleaners, dust collectors, high pressure washers, compressors, pumps, transport vehicles, and other electric devices.
1・・ドライバドリル、2・・本体、6・・本体ハウジング、20・・ブラシレスモータ、21,21A・・ステータ、22・・ロータ、23・・ステータコア、24・・前インシュレータ、25・・後インシュレータ、26・・コイル、27・・センサ回路基板、28・・電源端子ユニット、36A〜36C,36D・・短絡金具、37A〜37C・・ナット、38A〜38C・・ヒュージング端子、39A〜39C・・受け部、40・・内板部、40,41a・・折曲片、53,U53,V53,W53・・渡り線、61・・突出片、63・・信号線、64・・位置決め片、70・・保持片、71・・保持凹部、72・・押さえ片、76A〜76C・・電源端子、77A〜77C・・先端部、81U,81V,81W・・電源線、86・・回転軸、87・・ロータコア、88・・永久磁石。
1 ... Driver drill, 2 ... Main body, 6 ... Main body housing, 20 ... Brushless motor, 21,21A ... Stator, 22 ... Rotor, 23 ... Stator core, 24 ... Front insulator, 25 ... Back Insulator, 26 ... Coil, 27 ... Sensor circuit board, 28 ... Power supply terminal unit, 36A to 36C, 36D ... Short-circuit fitting, 37A to 37C ... Nut, 38A to 38C ... Fusing terminal, 39A to 39C ..Receiving part, 40..Inner plate part, 40, 41a..Bending piece, 53, U53, V53, W53..Transfer wire, 61..Projection piece, 63..Signal line, 64..Positioning piece ..70..Holding
Claims (10)
前記コイル間の渡り線と電気的に接続される接続部を備えて所定の前記渡り線同士を短絡する短絡金具が、前記インシュレータにインサート成形されていることを特徴とする電動工具。 An electric tool having a motor composed of a stator and a rotor, wherein a plurality of coils are wound around the stator via insulators positioned in front and back in the axial direction,
A power tool comprising a connecting portion electrically connected to the connecting wire between the coils and short-circuiting the predetermined connecting wires, the insert being formed in the insulator.
前記第1のコイルと前記第2のコイルとの間の渡り線へ電気的に接続される金具が、前記インシュレータにインサート成形されていることを特徴とする電動工具。 An electric tool having a motor composed of a stator and a rotor, wherein at least a first coil and a second coil are wound around the stator via insulators positioned in the axial direction;
A power tool characterized in that a metal fitting electrically connected to a connecting wire between the first coil and the second coil is insert-molded in the insulator.
前記インシュレータにナットがインサート成形されて、前記ナットを用いて前記インシュレータに他の部材がネジ固定可能となっていることを特徴とする電動工具。 An electric tool having a motor composed of a stator and a rotor, wherein at least a first coil and a second coil are wound around the stator via insulators positioned in the axial direction;
A power tool, wherein a nut is insert-molded in the insulator, and another member can be screwed to the insulator using the nut.
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