JP2021053733A - 動力工具 - Google Patents

Abstract

【課題】トルクセンサ部から増幅回路に出力される検出信号がノイズの影響を受けることを抑制すること。【解決手段】動力工具は、ロータ及びロータの周囲に配置されるステータを有するモータと、先端工具が取り付けられモータが発生する動力により回転する出力軸と、モータの回転軸と平行な前後方向においてステータと出力軸との間に配置され出力軸に連結されるトルクセンサ部と、トルクセンサ部の検出信号を増幅する増幅回路と、モータを収容するモータ収容部及びグリップ部を有するハウジングと、を備える。トルクセンサ部は、ステータよりも前方に配置される。グリップ部は、モータ収容部よりも下方に配置される。増幅回路は、グリップ部よりも上方に配置される。増幅回路は、ステータの後端部よりも前方に配置される。【選択図】図３

Description

本開示は、動力工具に関する。

動力工具に係る技術分野において、特許文献１に開示されているような、トルクセンサを備える電動工具が知られている。

特開２０１８−１２２４２９号公報

製品の組立工程において、動力工具を用いるねじ締め作業が実施される。動力工具は、電動工具又は空気動工具を含む。電動工具とは、電動モータを動力源とする工具をいう。空気動工具とは、圧縮空気により駆動する空気モータを動力源とする工具をいう。製品の管理のために、ねじ締め作業におけるトルクセンサの検出信号が記録される場合がある。また、トルクセンサの検出信号を増幅する増幅回路が動力工具に設けられる場合がある。トルクセンサの検出信号を適正に記録するために、トルクセンサから増幅回路に出力される検出信号がノイズの影響を受けることを抑制する必要がある。

本開示は、トルクセンサ部から増幅回路に出力される検出信号がノイズの影響を受けることを抑制することを目的とする。

本開示に従えば、ロータ及び前記ロータの周囲に配置されるステータを有するモータと、先端工具が取り付けられ前記モータが発生する動力により回転する出力軸と、前記モータの回転軸と平行な前後方向において前記ステータと前記出力軸との間に配置され前記出力軸に連結されるトルクセンサ部と、前記トルクセンサ部の検出信号を増幅する増幅回路と、前記モータを収容するモータ収容部及びグリップ部を有するハウジングと、を備え、前記トルクセンサ部は、前記ステータよりも前方に配置され、前記グリップ部は、前記モータ収容部よりも下方に配置され、前記増幅回路は、前記グリップ部よりも上方に配置され、前記増幅回路は、前記ステータの後端部よりも前方に配置される、動力工具が提供される。

本開示によれば、トルクセンサ部から増幅回路に出力される検出信号がノイズの影響を受けることを抑制することができる。

図１は、実施形態に係る電動工具を示す前方からの斜視図である。 図２は、実施形態に係る電動工具を示す側面図である。 図３は、実施形態に係る電動工具を示す断面図である。 図４は、実施形態に係る遊星歯車機構の近傍を抽出した斜視図である。 図５は、実施形態に係るトルクセンサ部を示す断面図である。

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

実施形態においては、左、右、前、後、上、及び下の用語を用いて各部の位置関係について説明する。これらの用語は、動力工具の中心を基準とした相対位置又は方向を示す。実施形態において、動力工具は、電動モータであるモータ６を有する電動工具１である。

実施形態において、モータ６の回転軸ＡＸと平行な方向を適宜、軸方向、と称し、回転軸ＡＸの周囲を周回する方向を適宜、周方向又は回転方向、と称し、回転軸ＡＸの放射方向を適宜、径方向、と称する。

実施形態において、回転軸ＡＸは、前後方向に延伸する。軸方向と前後方向とは一致する。軸方向一方側は、前方であり、軸方向他方側は、後方である。また、径方向において、回転軸ＡＸに近い位置又は接近する方向を適宜、径方向内側、と称し、回転軸ＡＸから遠い位置又は離隔する方向を適宜、径方向外側、と称する。

［電動工具］
図１は、実施形態に係る電動工具１を示す前方からの斜視図である。図２は、実施形態に係る電動工具１を示す側面図である。図３は、実施形態に係る電動工具１を示す断面図である。実施形態において、電動工具１は、電動ドライバである。電動工具１は、組立工場において使用される産業用の電動ドライバである。製品の組立工程において、電動工具１によるねじ締め作業が実施される。組立工場として、自動車の組立工場が例示される。製品として、自動車が例示される。

図１、図２、及び図３に示すように、電動工具１は、ハウジング２と、リヤカバー３と、ギヤケース４と、バッテリ装着部５と、モータ６と、遊星歯車機構７と、出力軸８と、トルクセンサ部９と、増幅回路１０と、回路ケース１１と、リード線１２と、ファン１３と、トリガスイッチ１４と、正逆切換レバー１５と、コントローラ１６と、コントローラケース１７とを備える。

ハウジング２は、合成樹脂製である。ハウジング２は、左ハウジング２Ｌと、右ハウジング２Ｒとを含む。左ハウジング２Ｌと右ハウジング２Ｒとは、ねじ２Ｓにより固定される。左ハウジング２Ｌと右ハウジング２Ｒとが固定されることにより、ハウジング２が形成される。

ハウジング２は、モータ収容部２１と、グリップ部２２と、コントローラ収容部２３とを有する。

モータ収容部２１は、モータ６を収容する。モータ収容部２１は、筒状である。モータ収容部２１は、グリップ部２２よりも上方に配置される。

グリップ部２２は、作業者に握られる。グリップ部２２は、モータ収容部２１よりも下方に配置される。グリップ部２２は、モータ収容部２１から下方に突出する。トリガスイッチ１４は、グリップ部２２に配置される。

コントローラ収容部２３は、コントローラ１６を収容する。コントローラ収容部２３は、グリップ部２２よりも下方に配置される。コントローラ収容部２３は、グリップ部２２の下端部に接続される。前後方向及び左右方向のそれぞれにおいて、コントローラ収容部２３の外形の寸法は、グリップ部２２の外形の寸法よりも大きい。

リヤカバー３は、合成樹脂製である。リヤカバー３は、モータ収容部２１よりも後方に配置される。リヤカバー３は、モータ収容部２１の後部の開口を覆うように配置される。リヤカバー３は、ねじによりモータ収容部２１に固定される。

モータ収容部２１は、吸気口１８及び排気口１９を有する。ハウジング２の外部空間の空気は、吸気口１８を介して、ハウジング２の内部空間に流入する。ハウジング２の内部空間の空気は、排気口１９を介して、ハウジング２の外部空間に流出する。

ギヤケース４は、トルクセンサ部９、遊星歯車機構７、及び出力軸８の少なくとも一部を収容する。ギヤケース４は、モータ６よりも前方に配置される。ギヤケース４は、筒状である。ギヤケース４は、金属製である。実施形態において、ギヤケース４は、アルミニウム製である。ギヤケース４は、モータ収容部２１の前部の開口を覆うように配置される。ギヤケース４は、モータ収容部２１に固定される。ギヤケース４の後部は、モータ収容部２１の内側に配置される。モータ収容部２１の少なくとも一部は、ギヤケース４の周囲に配置される。ギヤケース４の前部は、モータ収容部２１よりも前方に配置される。

バッテリ装着部５は、コントローラ収容部２３の下部に形成される。バッテリ装着部５は、バッテリパック２０に接続される。バッテリパック２０は、バッテリ装着部５に装着される。バッテリパック２０は、バッテリ装着部５に着脱可能である。バッテリパック２０は、二次電池を含む。実施形態において、バッテリパック２０は、充電式のリチウムイオン電池を含む。バッテリ装着部５に装着されることにより、バッテリパック２０は、電動工具１に電力を供給することができる。モータ６は、バッテリパック２０から供給される電力に基づいて駆動する。増幅回路１０及びコントローラ１６は、バッテリパック２０から供給される電力に基づいて作動する。

モータ６は、電動工具１の動力源である。モータ６は、インナロータ型のブラシレスモータである。モータ６は、モータ収容部２１に収容される。モータ６は、筒状のステータ６１と、ステータ６１の内側に配置されるロータ６２とを有する。ステータ６１は、ロータ６２の周囲に配置される。ロータ６２は、軸方向に延伸するロータシャフト６３を含む。

ステータ６１は、積層された複数の鋼板を含むステータコア６１Ａと、ステータコア６１Ａの前部に配置される前インシュレータ６１Ｂと、ステータコア６１Ａの後部に配置される後インシュレータ６１Ｃと、前インシュレータ６１Ｂ及び後インシュレータ６１Ｃを介してステータコア６１Ａに巻かれる複数のコイル６１Ｄと、後インシュレータ６１Ｃに支持されるセンサ回路基板６１Ｅと、後インシュレータ６１Ｃに支持される短絡部材６１Ｆとを有する。センサ回路基板６１Ｅは、ロータ６２の回転を検出する複数の回転検出素子を有する。短絡部材６１Ｆは、ヒュージング端子を介して複数のコイル６１Ｄを接続する。短絡部材６１Ｆは、リード線（不図示）を介してコントローラ１６に接続される。

ロータ６２は、回転軸ＡＸを中心に回転する。ロータ６２は、ロータシャフト６３と、ロータシャフト６３の周囲に配置されるロータコア６２Ａと、ロータコア６２Ａに保持される複数の永久磁石６２Ｂとを有する。ロータコア６２Ａは、円筒状である。ロータコア６２Ａは、積層された複数の鋼板を含む。ロータコア６２Ａは、軸方向に延伸する貫通孔を有する。貫通孔は、周方向に複数形成される。永久磁石６２Ｂは、ロータコア６２Ａの複数の貫通孔のそれぞれに配置される。

センサ回路基板６１Ｅの回転検出素子は、永久磁石６２Ｂの磁界を検出することによって、ロータ６２の回転を検出する。コントローラ１６は、回転検出素子の検出信号に基づいて、コイル６１Ｄに駆動電流を供給する。

ロータシャフト６３は、回転軸ＡＸを中心に回転する。ロータシャフト６３の回転軸ＡＸは、出力軸８の回転軸と一致する。ロータシャフト６３の前部は、ベアリング６４に回転可能に支持される。ロータシャフト６３の後部は、ベアリング６５に回転可能に支持される。ベアリング６４は、ベアリングボックス６６に保持される。ベアリングボックス６６は、ファン１３よりも前方に配置される。ベアリングボックス６６は、ギヤケース４の内側に配置される。ベアリングボックス６６は、ギヤケース４に固定される。ベアリング６５は、リヤカバー３に保持される。ロータシャフト６３の前端部は、ベアリング６４よりも前方に配置される。ロータシャフト６３の前端部は、ギヤケース４の内部空間に配置される。

ロータシャフト６３の前端部にピニオンギヤ７１Ｓが設けられる。ロータシャフト６３は、ピニオンギヤ７１Ｓを介して、遊星歯車機構７に連結される。

遊星歯車機構７は、ギヤケース４に収容される。遊星歯車機構７は、ロータシャフト６３と出力軸８とを連結する。遊星歯車機構７は、ロータシャフト６３の回転を減速し、ロータシャフト６３よりも低い回転速度で出力軸８を回転させる。遊星歯車機構７は、モータ６が発生した動力を出力軸８に伝達する動力伝達機構として機能する。遊星歯車機構７は、複数のギヤを有する。遊星歯車機構７は、トルクセンサ部９よりも前方に配置される。

図４は、実施形態に係る遊星歯車機構７の近傍を抽出した斜視図である。図３及び図4に示すように、遊星歯車機構７は、ピニオンギヤ７１Ｓの周囲に配置される複数のプラネタリギヤ７１Ｐと、複数のプラネタリギヤ７１Ｐを支持するキャリア７１Ｃと、キャリア７１Ｃの前方に配置されるサンギヤ７２Ｓと、サンギヤ７２Ｓの周囲に配置される複数のプラネタリギヤ７２Ｐと、複数のプラネタリギヤ７２Ｐを支持するキャリア７２Ｃと、複数のプラネタリギヤ７２Ｐの周囲に配置されるインターナルギヤ７０とを有する。

複数のプラネタリギヤ７１Ｐのそれぞれは、ピニオンギヤ７１Ｓに噛み合う。キャリア７１Ｃは、複数のプラネタリギヤ７１Ｐを回転可能に支持する。サンギヤ７２Ｓは、キャリア７１Ｃの前方に配置される。サンギヤ７２Ｓの直径は、キャリア７１Ｃの直径よりも小さい。キャリア７１Ｃとサンギヤ７２Ｓとは一体である。キャリア７１Ｃとサンギヤ７２Ｓとは一緒に回転する。

ロータシャフト６３は、ピニオンギヤ７１Ｓ、プラネタリギヤ７１Ｐ、及びキャリア７１Ｃを介して、サンギヤ７２Ｓに連結される。サンギヤ７２Ｓは、モータ６が発生する動力により回転する。インターナルギヤ７０は、サンギヤ７２Ｓの周囲に配置される。複数のプラネタリギヤ７２Ｐは、径方向においてサンギヤ７２Ｓとインターナルギヤ７０との間に配置される。複数のプラネタリギヤ７２Ｐのそれぞれは、サンギヤ７２Ｓに噛み合う。複数のプラネタリギヤ７２Ｐのそれぞれは、インターナルギヤ７０に噛み合う。キャリア７２Ｃは、複数のプラネタリギヤ７２Ｐを回転可能に支持する。

キャリア７２Ｃは、出力軸８に接続される。キャリア７２Ｃは、回転軸ＡＸを中心に回転可能である。インターナルギヤ７０は、ギヤケース４の内側に配置される。インターナルギヤ７０は、回転しない。インターナルギヤ７０は、トルクセンサ部９に連結される。

モータ６の駆動によりロータシャフト６３が回転すると、ピニオンギヤ７１Ｓが回転し、プラネタリギヤ７１Ｐがピニオンギヤ７１Ｓの周囲を公転する。プラネタリギヤ７１Ｐの公転により、キャリア７１Ｃ及びサンギヤ７２Ｓは、ロータシャフト６３の回転速度よりも低い回転速度で回転する。サンギヤ７２Ｓが回転すると、プラネタリギヤ７２Ｐがサンギヤ７２Ｓの周囲を公転する。プラネタリギヤ７２Ｐの公転により、キャリア７２Ｃは、キャリア７１Ｃの回転速度よりも低い回転速度で回転する。このように、モータ６が駆動すると、キャリア７２Ｃは、ロータシャフト６３よりも低い回転速度で回転する。

出力軸８は、モータ６が発生する動力により、先端工具が取り付けられた状態で回転する。出力軸８は、遊星歯車機構７を介してモータ６から伝達された動力に基づいて回転する。出力軸８の少なくとも一部は、遊星歯車機構７よりも前方に配置される。出力軸８は、モータ６から伝達された動力に基づいて回転軸ＡＸを中心に回転するスピンドル８１と、先端工具が取り付けられるチャック８２とを含む。

スピンドル８１は、キャリア７２Ｃに接続される。キャリア７２Ｃの回転により、スピンドル８１は、回転軸ＡＸを中心に回転する。

スピンドル８１は、ベアリング８３及びベアリング８４により回転可能に支持される。チャック８２は、先端工具を保持可能である。チャック８２は、スピンドル８１の前部に配置される。スピンドル８１が回転することにより、チャック８２が回転する。チャック８２は、先端工具を保持した状態で回転する。

トルクセンサ部９は、ギヤケース４に収容される。トルクセンサ部９は、出力軸８に連結される。実施形態において、トルクセンサ部９は、遊星歯車機構７を介して出力軸８に連結される。トルクセンサ部９は、出力軸８に作用するトルクを検出する。先端工具がチャック８２に保持された状態で、ねじ締め作業が実施される。トルクセンサ部９により検出されるトルクは、ねじ締め作業において出力軸８に作用するねじの締め付けトルクを含む。

モータ６の回転軸ＡＸと平行な前後方向において、トルクセンサ部９は、ステータ６１の前端部６Ｆと出力軸８の後端部８Ｒとの間に配置される。トルクセンサ部９は、ステータ６１よりも前方に配置される。出力軸８は、トルクセンサ部９よりも前方に配置される。実施形態において、トルクセンサ部９は、ロータシャフト６３の前部を支持するベアリング６４と遊星歯車機構７との間に配置される。

図５は、実施形態に係るトルクセンサ部９を示す断面図である。図５は、図４のＡ−Ａ線断面矢視図に相当する。トルクセンサ部９は、細径の筒状のベース部９３と、ベース部９３の表面に固定された歪みゲージ９４とを有する。歪みゲージ９４は、周方向に４つ設けられる。４つの歪みゲージ９４は、９０［°］毎に等間隔で配置される。

トルクセンサ部９は、ロータシャフト６３の周囲に配置される。ロータシャフト６３の前端部は、トルクセンサ部９の前端部９Ｆよりも前方に配置される。ピニオンギヤ７１Ｓは、ロータシャフト６３の前端部に設けられる。ピニオンギヤ７１Ｓは、トルクセンサ部９の前端部９Ｆよりも前方に配置される。

トルクセンサ部９は、遊星歯車機構７のインターナルギヤ７０に連結される。トルクセンサ部９のベース部９３の前端部９Ｆに第１フランジ部９１が接続される。第１フランジ部９１とトルクセンサ部９のベース部９３とは一体である。第１フランジ部９１は、トルクセンサ部９よりも太径である。第１フランジ部９１の外面にギヤ９１Ｇが設けられる。インターナルギヤ７０は、第１フランジ部９１の周囲に配置される。インターナルギヤ７０は、第１フランジ部９１に設けられたギヤ９１Ｇに噛み合う。トルクセンサ部９は、第１フランジ部９１を介してインターナルギヤ７０に連結される。

トルクセンサ部９のベース部９３の後端部９Ｒに第２フランジ部９２が接続される。第２フランジ部９２とトルクセンサ部９のベース部９３とは一体である。第２フランジ部９２は、トルクセンサ部９よりも太径である。ギヤケース４は、第２フランジ部９２の周囲に配置される。第２フランジ部９２は、ギヤケース４に固定される。

ねじ締め作業において、ねじが作業対象にねじ込まれると、出力軸８に作用するトルクが高くなる。出力軸８に作用したトルクは、キャリア７２Ｃ及びプラネタリギヤ７２Ｐを介してインターナルギヤ７０に伝達される。インターナルギヤ７０に作用したトルクは、第１フランジ部９１を介してトルクセンサ部９に伝達される。トルクセンサ部９の後端部９Ｒは、第２フランジ部９２を介してギヤケース４に固定されている。トルクセンサ部９のベース部９３は、インターナルギヤ７０により回転方向に捩られる。なお、第１フランジ部９１及び第２フランジ部９２もトルクを受けるが、第１フランジ部９１及び第２フランジ部９２のそれぞれは、トルクセンサ部９よりも太径である。そのため、第１フランジ部９１及び第２フランジ部９２のねじれ変形は、トルクセンサ部９のねじれ変形よりも小さい。トルクセンサ部９が回転方向に捩じられると、ベース部９３の表面に固定されている４つの歪みゲージ９４が変形する。歪みゲージ９４の変形により、トルクセンサ部９に掛かるトルクを示す検出信号（電圧）がトルクセンサ部９から増幅回路１０を介してコントローラ１６に出力される。コントローラ１６は、トルクセンサ部９から出力された検出信号に基づいて、出力軸８に作用するトルクを算出することができる。このように、トルクセンサ部９は、出力軸８に作用するトルクを示す検出信号を出力することができる。

増幅回路１０は、トルクセンサ部９の検出信号（電圧）を増幅する。増幅回路１０は、基板１０Ｐに設けられる。増幅回路１０を構成する電子部品は、基板１０Ｐに実装される。増幅回路１０を構成する配線は、基板１０Ｐに設けられる。

回路ケース１１は、増幅回路１０を含む基板１０Ｐを収容する。回路ケース１１は、合成樹脂製である。回路ケース１１は、底板と、底板の周縁部から上方に突出する側板とを含む。回路ケース１１の内側に合成樹脂部４１が充填される。基板１０Ｐは、合成樹脂部４１の内部に配置される。増幅回路１０を含む基板１０Ｐは、回路ケース１１の内側において、合成樹脂によりモールドされる。

リード線１２は、トルクセンサ部９と増幅回路１０とを接続する。トルクセンサ部９の検出信号は、リード線１２を介して増幅回路１０に出力される。ギヤケース４は、リード線１２の少なくとも一部が配置される開口４０を有する。

増幅回路１０は、増幅したトルクセンサ部９の検出信号（電圧）をコントローラ１６に送信する。増幅回路１０からコントローラ１６に出力される検出信号（電圧）は、トルクセンサ部９から増幅回路１０に出力される検出信号（電圧）よりも高い。増幅回路１０とコントローラ１６とを接続するリード線３１が設けられる。増幅回路１０から出力されたトルクセンサ部９の検出信号（電圧）は、リード線３１を介してコントローラ１６に送信される。

ファン１３は、モータ６の前方に配置される。ファン１３は、モータ６を冷却するための気流を生成する。ファン１３は、ロータシャフト６３に固定される。ファン１３は、ロータシャフト６３の回転により回転する。ファン１３が回転することにより、ハウジング２の外部空間の空気が、吸気口１８を介してハウジング２の内部空間に流入する。ハウジング２の内部空間に流入した空気は、ハウジング２の内部空間を流通することにより、モータ６を冷却する。ハウジング２の内部空間を流通した空気は、排気口１９を介して、ハウジング２の外部空間に流出する。

トリガスイッチ１４は、モータ６を起動するために操作される。トリガスイッチ１４は、グリップ部２２に配置される。トリガスイッチ１４は、トリガ部材１４Ａと、スイッチ回路１４Ｂとを含む。スイッチ回路１４Ｂは、グリップ部２２に収容される。トリガ部材１４Ａは、グリップ部２２の前部の上部から前方に突出する。トリガ部材１４Ａは、作業者に操作される。トリガ部材１４Ａが操作されることにより、モータ６の駆動と停止とが切り換えられる。

正逆切換レバー１５は、グリップ部２２の上部に設けられる。正逆切換レバー１５は、作業者に操作される。正逆切換レバー１５が操作されることにより、モータ６の回転方向が正転方向及び逆転方向の一方から他方に切り換えられる。モータ６の回転方向が切り換えられることにより、出力軸８の回転方向が切り換えられる。

コントローラ１６は、コンピュータシステムを含む。コントローラ１６は、モータ６を制御する制御指令を出力する。コントローラ１６は、コントローラ収容部２３に収容される。コントローラ１６は、複数の電子部品が実装された基板１６Ｐを含む。基板１６Ｐに実装される電子部品として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はストレージのような不揮発性メモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリ、トランジスタ、コンデンサ、及び抵抗が例示される。

コントローラ１６は、ねじ締め作業において、ねじが作業対象に目標トルクで締め付けられるように、モータ６を制御する。コントローラ１６は、トルクセンサ部９の検出信号に基づいて、モータ６を制御する。コントローラ１６に目標トルクが登録される。ねじ締め作業において、コントローラ１６は、トリガスイッチ１４の操作信号に基づいて、出力軸８を回転させるためにモータ６を起動する。出力軸８に作用するトルクは、トルクセンサ部９により検出される。コントローラ１６は、トルクセンサ部９の検出信号を取得する。上述のように、コントローラ１６は、トルクセンサ部９から出力された検出信号に基づいて、出力軸８に作用するトルクを算出することができる。コントローラ１６は、トルクセンサ部９の検出信号に基づいて、出力軸８に作用するトルクが目標トルクに到達したと判定したとき、モータ６の駆動を停止する。これにより、コントローラ１６は、トルクセンサ部９の検出信号に基づいて、ねじが作業対象に目標トルクで締め付けられるように、モータ６を制御することができる。

実施形態において、電動工具１は、無線通信装置を有する。無線通信装置は、ハウジング２の規定部位に配置される。無線通信装置は、無線免許が不要な通信方式で近距離無線通信を実施可能である。無線通信装置は、例えば米国電気電子学会（ＩＥＥＥ：Institute of Electrical and Electronics Engineers）で標準化されたＩＥＥＥ８０２．１５．１の規格に準拠した通信方式で無線通信を実施可能である。

コントローラ１６は、トルクセンサ部９の検出信号を無線通信装置に出力する。無線通信装置は、トルクセンサ部９の検出信号を、電動工具１の外部に配置されている管理コンピュータに送信する。管理コンピュータは、ねじ締め作業におけるトルクセンサ部９の検出信号を記録する。

コントローラケース１７は、コントローラ１６を含む基板１６Ｐを収容する。コントローラケース１７は、コントローラ収容部２３の内部空間に配置される。コントローラ１６の少なくとも一部は、コントローラケース１７に収容される。

［増幅回路の位置］
トルクセンサ部９の検出信号は、リード線１２を介して増幅回路１０に出力される。トルクセンサ部９から増幅回路１０に出力される検出信号がノイズの影響を受けることを抑制するために、増幅回路１０は、トルクセンサ部９に対して規定の位置に配置される。トルクセンサ部９から増幅回路１０に出力される検出信号がノイズの影響を受けることを抑制するために、リード線１２は短いことが好ましい。増幅回路１０は、リード線１２が短くなるように、トルクセンサ部９に対して規定の位置に配置される。

なお、増幅回路１０とコントローラ１６とを接続するリード線３１がノイズの影響を大きく受けることはない。その理由は、同じレベルのノイズがリード線１２及びリード線３１のそれぞれに作用した場合、増幅される前の電圧に与える影響は相対的に大きく、増幅された後の電圧（より高い電圧）に与える影響は相対的に小さいからである。そのため、トルクセンサ部９とコントローラ１６とが規定距離離れている場合において、トルクセンサ部９と増幅回路１０とを接続するリード線１２の長さが短いことが重要であり、増幅回路１０とコントローラ１６とを接続するリード線３１の長さは短いことは相対的に重要ではない。

上下方向において、増幅回路１０は、グリップ部２２よりも上方に配置される。

前後方向において、増幅回路１０は、ステータ６１の後端部６Ｒよりも前方に配置される。前後方向において、増幅回路１０は、ステータ６１の前端部６Ｆと出力軸８の後端部８Ｒとの間に配置されてもよい。

前後方向において、増幅回路１０は、ステータ６１の前端部６Ｆとトルクセンサ部９の前端部９Ｆとの間に配置されてもよい。実施形態において、増幅回路１０は、トルクセンサ部９の周囲の少なくとも一部に配置される。

増幅回路１０とトルクセンサ部９との距離Ｄａは、コントローラ１６とトルクセンサ部９との距離Ｄｂよりも短い。

増幅回路１０とトルクセンサ部９との距離Ｄａは、モータ６とトルクセンサ部９との距離Ｄｃよりも短い。

上下方向において、増幅回路１０は、トルクセンサ部９とトリガスイッチ１４との間に配置される。増幅回路１０とトルクセンサ部９との距離Ｄａは、トリガスイッチ１４とトルクセンサ部９との距離Ｄｄよりも短い。

距離Ｄａは、増幅回路１０とトルクセンサ部９との最短距離である。距離Ｄｂは、コントローラ１６とトルクセンサ部９との最短距離である。距離Ｄｃは、モータ６とトルクセンサ部９との最短距離である。距離Ｄｄは、トリガスイッチ１４とトルクセンサ部９との最短距離である。

実施形態において、増幅回路１０及び増幅回路１０を収容する回路ケース１１は、モータ収容部２１に収容される。回路ケース１１は、モータ収容部２１の内面に固定される。

モータ収容部２１は、筒状である。モータ収容部２１の少なくとも一部は、ギヤケース４の周囲に配置される。実施形態において、モータ収容部２１の前部が、ギヤケース４の周囲に配置される。増幅回路１０は、径方向においてモータ収容部２１とギヤケース４との間に配置される。

増幅回路１０は、ギヤケース４の開口４０に面する位置に配置される。実施形態において、開口４０は、ギヤケース４の下部に形成される。増幅回路１０は、開口４０に面するように、ギヤケース４の下方に配置される。

左右方向において、増幅回路１０を含む基板１０Ｐの中心の位置とトルクセンサ部９の中心の位置とは一致する。

［効果］
以上説明したように、実施形態によれば、前後方向において、トルクセンサ部９は、ステータ６１と出力軸８との間に配置される。トルクセンサ部９は、ステータ６１よりも前方に配置される。出力軸８は、トルクセンサ部９よりも前方に配置される。グリップ部２２は、モータ収容部２１よりも下方に配置される。増幅回路１０は、グリップ部２２よりも上方に配置される。増幅回路１０は、ステータ６１の後端部６Ｒよりも前方に配置される。増幅回路１０がトルクセンサ部９の近傍に配置され、トルクセンサ部９と増幅回路１０との距離が短くなることにより、トルクセンサ部９から増幅回路１０に出力される検出信号がノイズの影響を受けることが抑制される。

前後方向において、増幅回路１０がステータ６１の前端部６Ｆと出力軸８の後端部８Ｒとの間に配置されることにより、トルクセンサ部９と増幅回路１０との距離が短くなる。そのため、トルクセンサ部９から増幅回路１０に出力される検出信号がノイズの影響を受けることが抑制される。

前後方向において、増幅回路１０がステータ６１の前端部６Ｆとトルクセンサ部９の前端部９Ｆとの間に配置されることにより、トルクセンサ部９と増幅回路１０との距離が短くなる。そのため、トルクセンサ部９から増幅回路１０に出力される検出信号がノイズの影響を受けることが抑制される。

グリップ部２２よりも上方において、増幅回路１０がトルクセンサ部９の周囲の少なくとも一部に配置されることにより、トルクセンサ部９と増幅回路１０との距離が短くなる。そのため、トルクセンサ部９から増幅回路１０に出力される検出信号がノイズの影響を受けることが抑制される。

増幅回路１０とトルクセンサ部９との距離Ｄａは、コントローラ１６とトルクセンサ部９との距離Ｄｂよりも短い。距離Ｄａが距離Ｄｂよりも短いので、トルクセンサ部９から増幅回路１０に出力される検出信号がノイズの影響を受けることが抑制される。

増幅回路１０とトルクセンサ部９との距離Ｄａは、モータ６とトルクセンサ部９との距離Ｄｃよりも短い。距離Ｄａが距離Ｄｃよりも短いので、トルクセンサ部９から増幅回路１０に出力される検出信号がノイズの影響を受けることが抑制される。

増幅回路１０がモータ収容部２１に収容されることにより、トルクセンサ部９と増幅回路１０との距離が短くなる。そのため、トルクセンサ部９から増幅回路１０に出力される検出信号がノイズの影響を受けることが抑制される。

トルクセンサ部９がギヤケース４に収容される。径方向において、増幅回路１０がモータ収容部２１とギヤケース４との間に配置されることにより、トルクセンサ部９と増幅回路１０との距離が短くなる。そのため、トルクセンサ部９から増幅回路１０に出力される検出信号がノイズの影響を受けることが抑制される。

リード線１２の少なくとも一部が配置される開口４０がギヤケース４に設けられることにより、トルクセンサ部９と増幅回路１０とはリード線１２を介して接続される。

増幅回路１０は、開口４０に面する位置に配置される。これにより、リード線１２を短くすることができる。そのため、トルクセンサ部９から増幅回路１０に出力される検出信号がノイズの影響を受けることが抑制される。

増幅回路１０とトルクセンサ部９との距離Ｄａは、トリガスイッチ１４とトルクセンサ部９との距離Ｄｄよりも短い。距離Ｄａが距離Ｄｄよりも短いので、トルクセンサ部９から増幅回路１０に出力される検出信号がノイズの影響を受けることが抑制される。

トリガスイッチ１４は、グリップ部２２に配置される。増幅回路１０は、トリガスイッチ１４よりも上方に配置される。上下方向において、増幅回路１０は、トルクセンサ部９とトリガスイッチ１４との間に配置される。増幅回路１０は、トリガスイッチ１４よりもトルクセンサ部９に近い位置に配置されるので、トルクセンサ部９から増幅回路１０に出力される検出信号がノイズの影響を受けることが抑制される。

増幅回路１０は、基板１０Ｐに設けられる。左右方向において、基板１０Ｐの中心の位置とトルクセンサ部９の中心の位置とは一致する。これにより、左右方向の電動工具１の寸法が大きくなることが抑制される。

増幅回路１０を含む基板１０Ｐは、回路ケース１１に収容される。増幅回路１０は、回路ケース１１で保護される。

増幅回路１０を含む基板１０Ｐは、回路ケース１１の内側において、合成樹脂でモールドされる。基板１０Ｐは、合成樹脂部４１の内部に配置される。増幅回路１０は、合成樹脂部４１で保護される。

回路ケース１１は、モータ収容部２１に固定される。これにより、増幅回路１０がハウジング２の内側で動くことが抑制される。

トルクセンサ部９は、遊星歯車機構７を介して出力軸８に連結される。これにより、出力軸８に作用したトルクが遊星歯車機構７を介してトルクセンサ部９に伝達される。

遊星歯車機構７は、モータ６が発生する動力により回転するサンギヤ７２Ｓと、サンギヤ７２Ｓの周囲に配置されるインターナルギヤ７０と、サンギヤ７２Ｓとインターナルギヤ７０との間に配置される複数のプラネタリギヤ７２Ｐと、プラネタリギヤ７２Ｐを支持するキャリア７２Ｃとを有する。キャリア７２Ｃは、出力軸８に接続される。インターナルギヤ７０は、トルクセンサ部９に連結される。これにより、モータ６が発生した動力は、出力軸８に伝達され、出力軸８に作用したトルクは、トルクセンサ部９に伝達される。

トルクセンサ部９は、ロータシャフト６３の周囲に配置される筒状である。ロータシャフト６３の前端部は、ピニオンギヤ７１Ｓ、プラネタリギヤ７１Ｐ、及びキャリア７１Ｃを介して、サンギヤ７２Ｓに連結される。これにより、前後方向の電動工具１の寸法が大きくなることが抑制される。

トルクセンサ部９の前端部に第１フランジ部９１が接続され、トルクセンサ部９の後端部に第２フランジ部９２が接続される。インターナルギヤ７０は、第１フランジ部９１に設けられたギヤ９１Ｇに噛み合う。トルクセンサ部９は、第１フランジ部９１を介してインターナルギヤ７０に連結される。第２フランジ部９２は、ギヤケース４に固定される。そのため、出力軸８にトルクが作用した場合、トルクセンサ部９は、インターナルギヤ７０から回転方向に捩られるようにトルクを受けることができる。そのため、トルクセンサ部９は、出力軸８に作用するトルクを良好に検出することができる。

［その他の実施形態］
上述の実施形態において、増幅回路１０は、トルクセンサ部９の下方に配置されることとした。増幅回路１０は、トルクセンサ部９の上方に配置されてもよいし、トルクセンサ部９の左方に配置されてもよいし、トルクセンサ部９の右方に配置されてもよい。

上述の実施形態において、増幅回路１０は、モータ６の周囲の少なくとも一部に配置されてもよい。前後方向において、増幅回路１０は、ステータ６１の後端部６Ｒとステータ６１の前端部６Ｆとの間に配置されてもよい。増幅回路１０は、モータ６の下方に配置されてもよいし、モータ６の上方に配置されてもよいし、モータ６の左方に配置されてもよいし、モータ６の右方に配置されてもよい。

上述の実施形態において、増幅回路１０は、ステータ６１の前端部６Ｆとトルクセンサ部９の後端部９Ｒとの間に配置されてもよい。

上述の実施形態において、増幅回路１０は、トルクセンサ部９の前端部９Ｆよりも前方に配置されてもよい。

上述の実施形態においては、電動工具１として、電動ドライバを例にして説明した。電動工具１は、モータ６と、モータ６が発生する動力により回転する出力軸８とを有していればよい。電動工具１は、震動ドライバドリル、グラインダ、アングルドリル、インパクトドライバ、ハンマドリル、マルノコ、及びレシプロソーの少なくとも一つでもよい。これらの電動工具１に、トルクセンサ部９とトルクセンサ部９の検出信号を増幅する増幅回路１０とが設けられる場合、増幅回路１０がトルクセンサ部９の周囲の少なくとも一部に配置されることにより、トルクセンサ部９から増幅回路１０に出力される検出信号がノイズの影響を受けることを抑制することができる。

上述の実施形態においては、電動工具１の電源としてバッテリ装着部５に装着されるバッテリパック２０が使用されることとした。電動工具１の電源として、商用電源（交流電源）が使用されてもよい。

上述の実施形態においては、動力工具が、電動モータであるモータ６を動力源とする電動工具１であることとした。動力工具は、空気モータを動力源とする空気動工具でもよい。また、動力工具の動力源は、電動モータ又は空気モータに限定されず、他の動力源でもよい。動力工具の動力源は、例えば油圧モータでもよいし、エンジンにより駆動するモータでもよい。

１…電動工具（動力工具）、２…ハウジング、２Ｌ…左ハウジング、２Ｒ…右ハウジング、２Ｓ…ねじ、３…リヤカバー、４…ギヤケース、５…バッテリ装着部、６…モータ、６Ｆ…前端部、６Ｒ…後端部、７…遊星歯車機構、８…出力軸、８Ｒ…後端部、９…トルクセンサ部、９Ｆ…前端部、９Ｒ…後端部、１０…増幅回路、１０Ｐ…基板、１１…回路ケース、１２…リード線、１３…ファン、１４…トリガスイッチ、１４Ａ…トリガ部材、１４Ｂ…スイッチ回路、１５…正逆切換レバー、１６…コントローラ、１６Ｐ…基板、１７…コントローラケース、１８…吸気口、１９…排気口、２０…バッテリパック、２１…モータ収容部、２２…グリップ部、２３…コントローラ収容部、３１…リード線、４０…開口、４１…合成樹脂部、６１…ステータ、６１Ａ…ステータコア、６１Ｂ…前インシュレータ、６１Ｃ…後インシュレータ、６１Ｄ…コイル、６１Ｅ…センサ回路基板、６１Ｆ…短絡部材、６２…ロータ、６２Ａ…ロータコア、６２Ｂ…永久磁石、６３…ロータシャフト、６４…ベアリング、６５…ベアリング、６６…ベアリングボックス、７０…インターナルギヤ、７１Ｃ…キャリア、７１Ｐ…プラネタリギヤ、７１Ｓ…ピニオンギヤ、７２Ｃ…キャリア、７２Ｐ…プラネタリギヤ、７２Ｓ…サンギヤ、８１…スピンドル、８２…チャック、８３…ベアリング、８４…ベアリング、９１…第１フランジ部、９１Ｇ…ギヤ、９２…第２フランジ部、９３…ベース部、９４…歪みゲージ、ＡＸ…回転軸。

Claims (20)

1. ロータ及び前記ロータの周囲に配置されるステータを有するモータと、
   先端工具が取り付けられ前記モータが発生する動力により回転する出力軸と、
   前記モータの回転軸と平行な前後方向において前記ステータと前記出力軸との間に配置され前記出力軸に連結されるトルクセンサ部と、
   前記トルクセンサ部の検出信号を増幅する増幅回路と、
   前記モータを収容するモータ収容部及びグリップ部を有するハウジングと、を備え、
   前記トルクセンサ部は、前記ステータよりも前方に配置され、
   前記グリップ部は、前記モータ収容部よりも下方に配置され、
   前記増幅回路は、前記グリップ部よりも上方に配置され、
   前記増幅回路は、前記ステータの後端部よりも前方に配置される、
   動力工具。
2. 前記増幅回路は、前記ステータの前端部と前記出力軸の後端部との間に配置される、
   請求項１に記載の動力工具。
3. 前記増幅回路は、前記ステータの前端部と前記トルクセンサ部の前端部との間に配置される、
   請求項２に記載の動力工具。
4. 前記増幅回路は、前記トルクセンサ部の周囲の少なくとも一部に配置される、
   請求項３に記載の動力工具。
5. 前記増幅回路から出力された前記検出信号が送信されるコントローラを備え、
   前記増幅回路と前記トルクセンサ部との距離は、前記コントローラと前記トルクセンサ部との距離よりも短い、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の動力工具。
6. 前記増幅回路と前記トルクセンサ部との距離は、前記モータと前記トルクセンサ部との距離よりも短い、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の動力工具。
7. 前記増幅回路は、前記モータ収容部に収容される、
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の動力工具。
8. 前記トルクセンサ部を収容するギヤケースを備え、
   前記モータ収容部の少なくとも一部は、前記ギヤケースの周囲に配置され、
   前記増幅回路は、前記モータ収容部と前記ギヤケースとの間に配置される、
   請求項７に記載の動力工具。
9. 前記トルクセンサ部と前記増幅回路とを接続するリード線を備え、
   前記ギヤケースは、前記リード線の少なくとも一部が配置される開口を有する、
   請求項８に記載の動力工具。
10. 前記増幅回路は、前記開口に面する位置に配置される、
    請求項９に記載の動力工具。
11. 前記モータを起動するために操作されるトリガスイッチを備え、
    前記増幅回路と前記トルクセンサ部との距離は、前記トリガスイッチと前記トルクセンサ部との距離よりも短い、
    請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の動力工具。
12. 前記トリガスイッチは、前記グリップ部に配置される、
    請求項１１に記載の動力工具。
13. 前記増幅回路は、基板に設けられ、
    左右方向において、前記基板の中心の位置と前記トルクセンサ部の中心の位置とは一致する、
    請求項１２に記載の動力工具。
14. 前記基板を収容する回路ケースを備える、
    請求項１３に記載の動力工具。
15. 前記回路ケースの内側に充填される合成樹脂部を備え、
    前記基板は、前記合成樹脂部の内部に配置される、
    請求項１４に記載の動力工具。
16. 前記回路ケースは、前記モータ収容部に固定される、
    請求項１４又は請求項１５に記載の動力工具。
17. 前記ギヤケースに収容される遊星歯車機構を備え、
    前記トルクセンサ部は、前記遊星歯車機構を介して前記出力軸に連結される、
    請求項８から請求項１６のいずれか一項に記載の動力工具。
18. 前記遊星歯車機構は、前記モータが発生する動力により回転するサンギヤと、前記サンギヤの周囲に配置されるインターナルギヤと、前記サンギヤと前記インターナルギヤとの間に配置される複数のプラネタリギヤと、前記プラネタリギヤを支持するキャリアと、を有し、
    前記キャリアは、前記出力軸に接続され、
    前記インターナルギヤは、前記トルクセンサ部に連結される、
    請求項１７に記載の動力工具。
19. 前記モータは、ロータシャフトを有し、
    前記トルクセンサ部は、前記ロータシャフトの周囲に配置され、
    前記ロータシャフトは、前記サンギヤに連結される、
    請求項１８に記載の動力工具。
20. 前記トルクセンサ部の前端部に接続される第１フランジ部と、
    前記トルクセンサ部の後端部に接続される第２フランジ部と、を備え、
    前記インターナルギヤは、前記第１フランジ部に設けられたギヤに噛み合い、
    前記トルクセンサ部は、前記第１フランジ部を介して前記インターナルギヤに連結され、
    前記第２フランジ部は、前記ギヤケースに固定される、
    請求項１８又は請求項１９に記載の動力工具。

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