JP2023003239A - 作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトな作業機を提供する。【解決手段】モータ３と、ギヤボックス５と、を有する作業機であって、ギヤボックス５は、後端に開口を有し、この開口にモータスペーサ８０が接続される。モータスペーサ８０は、背面に凹部８１を有する。凹部８１によってセンサ基板９０が位置決めされ、凹部８１にセンサ基板９０が接続される。センサ基板９０は、モータ３の回転状態を検出する。センサ基板９０とギヤボックス５の前後方向位置が重複する。【選択図】図４

Description

本発明は、作業機に関する。

特許文献１は、モータハウジングに基板を配置した電動工具を開示する。

特開2015-180523号公報

電動工具等の作業機において、コンパクト化による作業性の改善が求められている。

本発明の目的は、コンパクトな作業機を提供することである。

本発明のある態様は、作業機である。この作業機は、
モータと、
前記モータ側に開口したモータ側開口を有するギヤボックスと、
前記モータ側開口に接続された蓋体と、
前記蓋体に接続され、前記モータの回転状態を検出するセンサ基板と、を有する。

本発明の別の態様は、作業機である。この作業機は、
モータと、ギヤボックスと、を有し、
前記ギヤボックスは、モータ側開口を有し、
前記モータ側開口に蓋体が接続され、
前記モータの軸方向において、前記モータの回転状態を検出するセンサ基板、又は、前記センサ基板に搭載された素子が、前記蓋体とオーバーラップする。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、コンパクトな作業機を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る作業機１の右側面図。 (Ａ)は、作業機１の一部の右側断面図。(Ｂ)は、作業機１における制御基板２０の配置説明図。 図２(Ａ)の一部の拡大図。 本発明の実施の形態２に係る作業機の一部の拡大右側断面図。 図４のＣ－Ｃ断面図。 実施の形態２に係る作業機の、ハウジング右部を取り外した状態における一部の後方斜視図。 同右側面図。 図６からハウジング２及びモータ３等を除いた状態の後方斜視図。 同右側面図。 図８と同じ状態の作業機を図８と異なる視点から見た後方斜視図。 本発明の実施の形態３に係る作業機１０１の右側面図。 作業機１０１の一部の右側断面図。 図１３の一部の拡大図。

以下において、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示である。実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

（実施の形態１）
図１～図３は、本発明の実施の形態１に係る作業機１に関する。図１により、作業機１における互いに直交する前後及び上下方向を定義する。前後及び上下方向と垂直な方向を左右方向と定義する。前後方向は、モータ３の軸方向と平行な方向である。作業機１は、ドライバドリルである。作業機１は、ハウジング２を備える。

ハウジング２は、モータハウジング（胴体部）２ａ、ハンドルハウジング（ハンドル部）２ｂ、及びバッテリハウジング（バッテリ着脱部）２ｃを含む。モータハウジング２ａ、ハンドルハウジング２ｂ、及びバッテリハウジング２ｃは、左右二分割構造の樹脂成形体である。

モータハウジング２ａは、中心軸が前後方向と略平行な筒状部である。モータハウジング２ａの左右両側面に、それぞれ吸気口２ｊが設けられる。モータハウジング２ａの前方に、クラッチダイヤル１０、スリーブ１１、及びチャック部２３が設けられる。チャック部２３は、図示しないビット等の先端工具を保持する。

ハウジング２は、モータハウジング２ａの後端開口を覆うテールカバー１２を有する。テールカバー１２は、単一の樹脂成形体からなる。テールカバー１２の左右両側部に排気口１２ａが設けられる。排気口１２ａは、モータハウジング２ａとの間の部分的な隙間であってもよい。

ハンドルハウジング２ｂは、一端（上端）がモータハウジング２ａの前後方向の中間部に接続されて前記中間部から下方に延びる。ハンドルハウジング２ｂの上端部に、ユーザがモータ３の駆動、停止を切り替えるためのトリガスイッチ（操作スイッチ）６が設けられる。

バッテリハウジング２ｃは、ハンドルハウジング２ｂの他端（下端）に設けられ、電池パック７を着脱可能に装着できる。作業機１は、電池パック７の電力で動作する。作業機１は、図２(Ｂ)に示すように、バッテリハウジング２ｃの内部に制御基板２０を有する。

図２(Ａ)に示すように、作業機１は、モータハウジング２ａ及びテールカバー１２の内部に、モータ３、減速機構４、ギヤボックス（フロントケース）５、モータスペーサ８、センサ基板９、及びファン１７を有する。

モータ３は、インナーロータ型のブラシレスモータであり、図３に示すようにロータ組３ｂ及びステータ組３ｃを有する。モータ３への通電は、図２(Ｂ)に示す制御基板２０に設けられたコントローラ（マイコン）やスイッチング素子（インバータ回路）等によって制御される。

減速機構４は、モータ３の前方においてギヤボックス５内に保持され、モータ３の回転を減速してチャック部２３に伝達する。ギヤボックス５は、例えば金属であり、後端が開口した筒形状である。ギヤボックス５の後部の内側にはリヤケース１９が設けられる。

図３に示すように、ファン１７は、モータ３の出力軸３ａの後部に直結されてテールカバー１２内に位置する。ファン１７は、モータ３によって駆動される遠心ファンであり、モータ３等を冷却する冷却風を発生する。

ファン１７の回転によりハウジング２の外部の空気は、モータハウジング２ａの側面の吸気口２ｊからモータハウジング２ａ内に取り込まれ（吸入され）、モータ３を冷却しながら後方に流れ、ファン１７に吸い込まれて遠心方向に流れ、排気口１２ａから排気（排出）される。

モータ３の出力軸３ａは、前後方向と平行である。出力軸３ａの後部は、後側軸受１３によって回転自在に支持される。後側軸受１３は、テールカバー１２に保持される。出力軸３ａの前部は、前側軸受１４によって回転自在に支持される。前側軸受１４は、モータスペーサ８に保持される。

モータスペーサ８は、ギヤボックス５の後端開口（モータ側開口）に接続されて当該開口を閉じる蓋体である。モータスペーサ８は、例えば樹脂成形体であり、ギヤボックス５の後端部に例えば回転嵌合で固定される。回転嵌合は、ギヤボックス５に対してモータスペーサ８を、位置合わせした状態で回転させて、回転方向に嵌合させるものである。ギヤボックス５及びモータスペーサ８の前後方向位置は、少なくとも一部において重複する。

センサ基板９は、ロータ組３ｂの回転位置を検出（モータ３の回転状態を検出）するための基板であり、図示しないホールＩＣ等の磁気センサを背面（後面）に搭載する。センサ基板９は、ステータ組３ｃの絶縁用のインシュレータ１５に、ネジ１６によって固定される。センサ基板９は、ロータ組３ｂ及びステータ組３ｃと、モータスペーサ８との間に位置する。センサ基板９は、前後方向においてロータ組３ｂと一定距離以上離間している必要がある。

センサ基板９の前面に設けられた抵抗素子等の素子１８や図示しない半田、ネジ１６の頭部の前後方向位置は、ギヤボックス５の後部、及びモータスペーサ８と重複する。センサ基板９及びモータスペーサ８の前後方向位置は、少なくとも一部において重複する。センサ基板９及び前側軸受１４の前後方向位置は、少なくとも一部において重複する。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) センサ基板９の前面に設けられた素子１８や図示しない半田、ネジ１６の頭部の前後方向位置が、ギヤボックス５の後部、及びモータスペーサ８と重複するため、重複させない場合と比較して、モータハウジング２ａの前後方向のサイズを低減でき、コンパクトな作業機１を実現できる。

(2) ギヤボックス５及びモータスペーサ８の前後方向位置が少なくとも一部において重複するため、重複なしでギヤボックス５の後方にモータスペーサ８が位置する場合と比較して、モータハウジング２ａの前後方向のサイズを低減でき、コンパクトな作業機１を実現できる。

(3) センサ基板９及びモータスペーサ８の前後方向位置が少なくとも一部において重複するため、重複なしでモータスペーサ８の後方にセンサ基板９が位置する場合と比較して、モータハウジング２ａの前後方向のサイズを低減でき、コンパクトな作業機１を実現できる。

(4) センサ基板９と前側軸受１４の前後方向位置が少なくとも一部において重複するため、重複なしで前側軸受１４の後方にセンサ基板９が位置する場合と比較して、モータハウジング２ａの前後方向のサイズを低減でき、コンパクトな作業機１を実現できる。

（実施の形態２）
図４～図１０は、本発明の実施の形態２に係る作業機に関する。実施の形態１との主な相違点は、モータスペーサ８がモータスペーサ８０に替わり、センサ基板９がセンサ基板９０に替わった点である。

モータスペーサ８０は、例えば樹脂成形体であり、ギヤボックス５の後端開口（モータ側開口）に接続されて当該開口を閉じる蓋体である。モータスペーサ８０は、ギヤボックス５の後端部に例えば回転嵌合で固定される。ギヤボックス５及びモータスペーサ８０の前後方向位置は、少なくとも一部において重複する。モータスペーサ８０は、背面側の中央部に、前側軸受１４を保持する軸受保持部８２を有する。モータスペーサ８０は、背面に凹部８１を有する。凹部８１は、軸受保持部８２の径方向外側に位置する。

センサ基板９０は、ロータ組３ｂの回転位置を検出するためのホールＩＣ等の磁気センサを背面に搭載した基板である。センサ基板９０は、凹部８１内に位置し、凹部８１によって位置決めされる。センサ基板９０は、例えば熱かしめ（熱溶着）でネジ止めによらず凹部８１に接続（固定）される。熱かしめ部（接合部）９１は、モータスペーサ８０に対するセンサ基板９０の接合箇所である。モータスペーサ８０に対するセンサ基板９０の固定は、回転嵌合や接着、ネジ止めでもよい。

センサ基板９０の厚さは凹部８１の深さ以内であり、センサ基板９０は凹部８１の開口部から後方に突出しない。すなわち、センサ基板９０は、前後方向においてモータスペーサ８０の存在範囲内に収まる。センサ基板９０は及びギヤボックス５の前後方向位置は、少なくとも一部において重複する。センサ基板９０及び前側軸受１４の前後方向位置は、少なくとも一部において重複する。

インシュレータ１５Ａは、実施の形態１のインシュレータ１５に対応する部材であるが、インシュレータ１５と異なり、センサ基板を固定する必要がないため、センサ基板固定用の延長部やネジ座等がなく、簡易な構成となっている。

組立て手順は、図８のように、前側軸受１４及びセンサ基板９０を固定したモータスペーサ８０、ギヤボックス５及びその内部部品（減速機構４等）の組を準備し、前側軸受１４にモータ３の出力軸３ａを圧入する流れとなる。

本実施の形態のその他の点は、実施の形態１と同様である。

本実施の形態によれば、モータスペーサ８０の凹部８１にセンサ基板９０を配置する構成のため、センサ基板９０は、実施の形態１のセンサ基板９と比較して前方に寄った配置となる。よって、その分だけモータ３を前方に寄せることができ、実施の形態１と比較してモータハウジング２ａの前後方向のサイズを更に低減でき、コンパクトな作業機を実現できる。

また、センサ基板９０は凹部８１によって位置決めされるため、センサ基板９０をインシュレータ１５Ａにネジ止めする場合と比較して、センサ基板９０の位置決め及び取付けが容易であり、インシュレータ１５Ａの小型化及びそれによるモータハウジング２ａの小型化も可能である。

（実施の形態３）
図１１～図１３は、本発明の実施の形態３に係る作業機１０１に関する。図１１により作業機１０１における互いに直交する前後及び上下方向を定義する。前後及び上下方向と垂直な方向を左右方向と定義する。作業機１０１は、インパクトドライバである。作業機１０１は、ハウジング１０２を備える。

ハウジング１０２は、モータハウジング（胴体部）１０２ａ、ハンドルハウジング（ハンドル部）１０２ｂ、及びバッテリハウジング（バッテリ着脱部）１０２ｃを含む。モータハウジング１０２ａ、ハンドルハウジング１０２ｂ、及びバッテリハウジング１０２ｃは、左右二分割構造の樹脂成形体である。

モータハウジング１０２ａは、中心軸が前後方向と略平行な筒状部である。モータハウジング１０２ａの前端部に、図示しないビット等の先端工具が保持される。ハウジング１０２は、モータハウジング１０２ａの後端開口を覆うテールカバー１１２を有する。テールカバー１１２は、単一の樹脂成形体からなる。

ハンドルハウジング１０２ｂは、一端（上端）がモータハウジング１０２ａの前後方向の中間部に接続されて前記中間部から下方に延びる。ハンドルハウジング１０２ｂの上端部に、ユーザがモータ１０３の駆動、停止を切り替えるためのトリガスイッチ（操作スイッチ）１０６が設けられる。

バッテリハウジング１０２ｃは、ハンドルハウジング１０２ｂの他端（下端）に設けられ、電池パック１０７を着脱可能に装着できる。作業機１０１は、電池パック１０７の電力で動作する。

図１２に示すように、作業機１０１は、モータハウジング１０２ａ及びテールカバー１１２の内部に、モータ１０３、減速機構１０４、ギヤボックス（フロントケース）１０５、回転打撃機構１２５、リヤケース１８０、センサ基板１９０、及びファン１１７を有する。

モータ１０３は、インナーロータ型のブラシレスモータである。減速機構１０４は、モータ１０３の前方においてギヤボックス１０５内に保持され、モータ１０３の回転を減速して回転打撃機構１２５に伝達する。回転打撃機構１２５は、図示しない先端工具に回転打撃力を加える。ギヤボックス１０５は、例えば金属であり、後端が開口した筒形状である。

ファン１１７は、モータ１０３の出力軸１０３ａの後部に直結されてテールカバー１１２内に位置する。ファン１１７は、モータ１０３によって駆動される遠心ファンであり、モータ１０３等を冷却する冷却風を発生する。

モータ１０３の出力軸１０３ａは、前後方向と平行である。出力軸１０３ａの後部は、後側軸受１１３によって回転自在に支持される。後側軸受１１３は、テールカバー１１２に保持される。出力軸１０３ａの前部は、前側軸受１１４によって回転自在に支持される。前側軸受１１４は、リヤケース１８０に保持される。

リヤケース１８０は、ギヤボックス１０５の後端開口（モータ側開口）に接続されて当該開口を閉じる蓋体である。リヤケース１８０は、例えば樹脂成形体であり、ギヤボックス１０５の後端部に例えば回転嵌合で固定される。ギヤボックス１０５及びリヤケース１８０の前後方向位置は、少なくとも一部において重複する。

リヤケース１８０は、背面に凹部１８１を有する。凹部１８１は、前側軸受１１４よりも径方向外側に位置する。センサ基板１９０は、凹部１８１内に位置し、凹部１８１によって位置決めされる。センサ基板１９０は、例えば熱かしめでリヤケース１８０に接合（固定）される。リヤケース１８０に対するセンサ基板１９０の固定は、回転嵌合や接着、ネジ止めでもよい。

センサ基板１９０の厚さは凹部１８１の深さ以内であり、センサ基板１９０は凹部１８１の開口部から後方に突出しない。すなわち、センサ基板１９０は、前後方向においてリヤケース１８０の存在範囲内に収まる。センサ基板１９０及び前側軸受１１４の前後方向位置は、少なくとも一部において重複する。

本実施の形態によれば、実施の形態２と同様に、コンパクトな作業機を実現できる。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解される。

１…作業機、２…ハウジング、２ａ…モータハウジング（胴体部）、２ｂ…ハンドルハウジング（ハンドル部）、２ｃ…バッテリハウジング（バッテリ着脱部）、２ｊ…吸気口、３…モータ、３ａ…出力軸、３ｂ…ロータ組、３ｃ…ステータ組、４…減速機構、５…ギヤボックス（フロントケース）、６…トリガスイッチ、７…電池パック、８…モータスペーサ（蓋体）、９…センサ基板、１０…クラッチダイヤル、１１…スリーブ、１２…テールカバー、１２ａ…排気口、１３…後側軸受、１４…前側軸受、１５、１５Ａ…インシュレータ、１６…ネジ、１７…ファン、１８…素子、１９…リヤケース、２０…制御基板、２３…チャック部、８０…モータスペーサ（蓋体）、８１…凹部、８２…軸受保持部、９０…センサ基板、９１…熱かしめ部（接合部）、１０１…作業機、１０２…ハウジング、１０２ａ…モータハウジング（胴体部）、１０２ｂ…ハンドルハウジング（ハンドル部）、１０２ｃ…バッテリハウジング（バッテリ着脱部）、１０３…モータ、１０３ａ…出力軸、１０４…減速機構、１０５…ギヤボックス、１０６…トリガスイッチ、１０７…電池パック、１１２…テールカバー、１１３…後側軸受、１１４…前側軸受、１１７…ファン、１２５…回転打撃機構、１８０…モータスペーサ（蓋体）、１９０…センサ基板。

Claims (8)

1. モータと、
   前記モータ側に開口したモータ側開口を有するギヤボックスと、
   前記モータ側開口に接続された蓋体と、
   前記蓋体に接続され、前記モータの回転状態を検出するセンサ基板と、
   を有することを特徴とする作業機。
2. モータと、ギヤボックスと、を有し、
   前記ギヤボックスは、モータ側開口を有し、
   前記モータ側開口に蓋体が接続され、
   前記モータの軸方向において、前記モータの回転状態を検出するセンサ基板、又は、前記センサ基板に搭載された素子が、前記蓋体とオーバーラップする、
   ことを特徴とする作業機。
3. 前記センサ基板は、前記蓋体に接続される、請求項２に記載の作業機。
4. 前記蓋体には、前記センサ基板を接続するための凹部が設けられる、請求項１から３のいずれか一項に記載の作業機。
5. 前記蓋体は、軸受を保持する軸受保持部を有し、
   前記凹部は前記軸受保持部の径方向外側に位置する、請求項４に記載の作業機。
6. 前記センサ基板は、前記蓋体に、ネジ止めによらず接続される、請求項１から５のいずれか一項に記載の作業機。
7. 前記センサ基板は、前記蓋体により位置決めされる、請求項１から６のいずれか一項に記載の作業機。
8. 冷却風を発生するファンを有し、
   前記ギヤボックスは前記モータの前方に配置され、
   前記ファンは前記モータの後方に配置される、請求項１から７のいずれか一項に記載の作業機。

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