JP4575056B2 - Electric tool - Google Patents
Electric tool Download PDFInfo
- Publication number
- JP4575056B2 JP4575056B2 JP2004208472A JP2004208472A JP4575056B2 JP 4575056 B2 JP4575056 B2 JP 4575056B2 JP 2004208472 A JP2004208472 A JP 2004208472A JP 2004208472 A JP2004208472 A JP 2004208472A JP 4575056 B2 JP4575056 B2 JP 4575056B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brush
- movable stopper
- commutator
- stopper member
- movable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
本発明は、電動工具に関し、詳しくは先端工具を駆動するために備えられるモータのブラシ摩耗検出技術に関する。 The present invention relates to a power tool, and more particularly, to a brush wear detection technique for a motor provided for driving a tip tool.
電動モータを備えた電動工具において、ブラシが摩耗して所定長さに達したとき、そのことを機械的に検知するとともに、モータに対する通電を遮断して当該モータを停止させる技術が、例えば実開平6−36368号公報(特許文献1)に開示されている。上記特許文献1では、ブラシの長さが所定長さに達したとき、このことを機械的に検知して当該ブラシを整流子面から引き離し、これによってブラシと整流子間での電流の流れを遮断する構成としている。 In an electric tool equipped with an electric motor, when the brush is worn and reaches a predetermined length, this is detected mechanically, and the technology for shutting off the current supply to the motor and stopping the motor is, for example, No. 6-36368 (Patent Document 1). In Patent Document 1, when the length of the brush reaches a predetermined length, this is mechanically detected and the brush is pulled away from the commutator surface, whereby the current flow between the brush and the commutator is reduced. It is configured to shut off.
特許文献1に開示された摩耗検出技術によると、各ブラシにつき、個々に摩耗量を検知する方式である。このため、例えば4極の直流モータの場合であれば、4つのブラシのうち、最初に所定長さに達したブラシと同じ電極(陽極または陰極)に接続されているブラシが所定長さに達するまでは、あるいは最初に所定長さに達したブラシと異なる電極に接続されているブラシが2つとも所定長さに達するまでは、当該所定長さに達したブラシと対をなさない、他の一対のブラシによってモータは通電駆動されることになる。かかる現象は、モータの能力が低下し、整流状態も非常に悪くなるため、このような状態での電動工具の使用はモータに負担を掛けることとなり、好ましくない。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、少なくとも2対のブラシを用いて整流子に電流を供給するモータを備えた電動工具において、1つのブラシの長さが所定長さに達した後は、他の対をなすブラシの通電によるモータの通電駆動時間を極力減少する上で有効な技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and in a power tool including a motor that supplies current to a commutator using at least two pairs of brushes, the length of one brush reaches a predetermined length. Then, it aims at providing an effective technique in reducing the energization drive time of the motor by energization of the brush which makes another pair as much as possible.
上記課題を達成するため、各請求項記載の発明が構成される。
請求項1に記載の発明は、整流子の周囲に配置された少なくとも4個のブラシホルダと、各ブラシホルダに収容されたブラシと、各ブラシを整流子に向って加圧するべく付勢するブラシ付勢バネと、を有するモータを備え、当該モータから動力伝達機構を介して先端工具を駆動させ、これにより先端工具に所定の加工作業を遂行させる電動工具が構成される。本発明における「モータ」は、典型的には4極の直流モータ、あるいは4極の交流整流子モータがこれに該当するが、4極を越える極数の直流モータ、あるいは交流整流子モータ等、広く包含する。また電源コードを用いて電源からモータに電流を供給する方式、工具本体に搭載されたバッテリーからモータに電流を供給する充電式のいずれも包含する。また本発明における「電動工具」は、穴あけ作業や締付け作業に用いられる作業工具、切断作業や切削作業あるいは研削作業や研磨作業に用いられる作業工具等、モータを駆動源とする、いわゆる電動式の作業工具を広く包含する。
In order to achieve the above object, the invention described in each claim is configured.
According to the first aspect of the present invention, at least four brush holders arranged around the commutator, brushes accommodated in the brush holders, and a brush that urges each brush to pressurize the commutator. An electric tool is provided that includes a motor having an urging spring and drives the tip tool from the motor via a power transmission mechanism, thereby causing the tip tool to perform a predetermined machining operation. The “motor” in the present invention typically corresponds to a 4-pole DC motor or a 4-pole AC commutator motor, but a DC motor having more than 4 poles, an AC commutator motor, etc. Widely encompass. Further, both of a method of supplying current from a power source to a motor using a power cord and a rechargeable type of supplying current to a motor from a battery mounted on a tool body are included. In addition, the “electric tool” in the present invention is a so-called electric tool that uses a motor as a drive source, such as a work tool used for drilling work or tightening work, a work tool used for cutting work, cutting work, grinding work or polishing work, etc. Widely includes work tools.
本発明に係る電動工具のモータは、可動ストッパ部材と、連動手段と、固定ストッパ部材と、規制手段と、を有する構成とされる。可動ストッパ部材は、各ブラシに対し当該ブラシの長軸方向に相対移動可能に配置され、当該ブラシの長さが所定長さに達したとき、ブラシ付勢バネにより押されて整流子に接近する方向へ移動することが許容される。なお「ブラシの長軸方向」とは、文字通りの完全な一致を意味するものではなく、長軸方向成分を有すれば足りる。連動手段は、隣り合う可動ストッパ同士を互いに連動するように連接する。固定ストッパ部材は、整流子に向かって移動する可動ストッパ部材を当該整流子に対する最大接近位置に制止する。規制手段は、最大接近位置へ移動された可動ストッパ部材の整流子から離間する方向への移動を規制する。ここで「最大接近位置」とは、ブラシ付勢バネによって押されて移動する可動ストッパ部材が整流子に最も接近する位置であり、適宜、適切な位置に設計されている。 The motor of the electric tool according to the present invention includes a movable stopper member, an interlocking unit, a fixed stopper member, and a regulating unit. The movable stopper member is disposed so as to be movable relative to each brush in the major axis direction of the brush. When the length of the brush reaches a predetermined length, the movable stopper member is pushed by the brush biasing spring and approaches the commutator. It is allowed to move in the direction. Note that “the long axis direction of the brush” does not mean literally a perfect match, and it is sufficient if it has a long axis direction component. The interlocking means connects adjacent movable stoppers so as to interlock with each other. The fixed stopper member restrains the movable stopper member that moves toward the commutator at a position closest to the commutator. The restricting means restricts movement of the movable stopper member moved to the maximum approach position in a direction away from the commutator. Here, the “maximum approach position” is a position where the movable stopper member that is moved by being pushed by the brush biasing spring is closest to the commutator, and is appropriately designed at an appropriate position.
請求項1に記載の発明においては、1つの可動ストッパ部材がブラシ付勢バネによって押されて整流子に接近する方向へと移動されたとき、連動手段を介して当該可動ストッパ部材と隣り合う可動ストッパ部材を整流子から離間させる方向へ移動させ、1つの可動ストッパが更に整流子に接近する方向へ移動されて最大接近位置に達したとき、固定ストッパ部材が当該可動ストッパを最大接近位置に制止させるとともに、規制手段が最大接近位置へ移動された可動ストッパ部材を整流子から離間する方向へ移動することを規制する構成としている。したがって、請求項1に記載の発明によれば、1つのブラシの長さが所定長さに達した後、1つの可動ストッパ部材がブラシ付勢バネによって移動されることに基づき、当該可動ストッパ部材と隣り合う2つの可動ストッパ部材は、連動手段を介して整流子から離れる方向へと移動され、その移動分(整流子から離れた分)だけブラシ付勢バネに近づく。これにより隣り合う可動ストッパ部材にブラシ付勢バネが当接する時期が当初(移動前)よりも早まることになる。その後、1つの可動ストッパ部材が最大接近位置に移動した時点で、当該可動ストッパ部材を当該最大接近位置に固定(整流子に接近する方向および離間する方向のいずれにも移動できない状態)し、これにより連動手段を介して連接されている全ての可動ストッパ部材の動きが固定される。その結果、まず、最初に所定長さに達したブラシにつきブラシ付勢バネの付勢力が及ばなくなり、その後は、ブラシ付勢バネが可動ストッパ部材に当接する順序で当該ブラシ付勢バネによる付勢力がブラシに及ばなくなり、モータに対する(ブラシと整流子間での)通電が遮断され、モータが停止されるに至る。
すなわち、本発明によれば、1つのブラシの長さが所定長さに達した後、このことを検出するとともに、他のブラシを加圧しているブラシ付勢バネが可動ストッパ部材に早期に当接するように調整し、これにより1つのブラシが所定長さに達してからの、他の対をなすブラシによるモータの通電駆動時間を減少することが可能となる。
According to the first aspect of the present invention, when one movable stopper member is pushed by the brush biasing spring and moved in the direction approaching the commutator, the movable stopper member is adjacent to the movable stopper member via the interlocking means. When the stopper member is moved away from the commutator and one movable stopper is moved further toward the commutator to reach the maximum approach position, the fixed stopper member restrains the movable stopper at the maximum approach position. In addition, the movement of the movable stopper member moved to the maximum approach position in a direction away from the commutator is restricted. Therefore, according to the first aspect of the present invention, based on the fact that one movable stopper member is moved by the brush biasing spring after the length of one brush reaches a predetermined length, the movable stopper member The two movable stopper members adjacent to each other are moved in a direction away from the commutator via the interlocking means, and approach the brush biasing spring by the amount of movement (the amount away from the commutator). As a result, the time when the brush urging spring comes into contact with the adjacent movable stopper member is earlier than before (before movement). After that, when one movable stopper member moves to the maximum approach position, the movable stopper member is fixed to the maximum approach position (a state in which the movable stopper member cannot move in either the direction toward or away from the commutator). Thus, the movement of all the movable stopper members connected via the interlocking means is fixed. As a result, first, the urging force of the brush urging spring does not reach the first brush that reaches the predetermined length, and thereafter the urging force by the brush urging spring in the order in which the brush urging spring contacts the movable stopper member. Does not reach the brush, and the motor (between the brush and commutator) is cut off and the motor is stopped.
That is, according to the present invention, after the length of one brush reaches a predetermined length, this is detected, and the brush biasing spring that pressurizes the other brush is applied to the movable stopper member at an early stage. By adjusting so as to be in contact with each other, it becomes possible to reduce the energization drive time of the motor by another pair of brushes after one brush reaches a predetermined length.
(請求項2に記載の発明)
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の電動工具における可動ストッパ部材は、各ブラシホルダにブラシの長軸方向と同方向に移動可能に設けられ、連動手段は、互いに隣り合う可動ストッパ部材間に掛け渡し状に配置されるとともに、一端が一方の可動ストッパ部材に、他端が他方の可動ストッパ部材にそれぞれ相対的に回動自在に連結された棒状部材によって構成されている。かかる構成によれば、互いに隣り合う可動ストッパ部材を互いに相反する方向に移動するように連動させるためのシステムを、簡単な構造でかつ低コストで構成することができる。
(Invention of Claim 2 )
According to the invention described in claim 2 , the movable stopper member in the electric tool according to claim 1 is provided in each brush holder so as to be movable in the same direction as the major axis direction of the brush, and the interlocking means are adjacent to each other. The movable stopper members are arranged in a spanning manner, one end of which is connected to one movable stopper member, and the other end is connected to the other movable stopper member so as to be relatively rotatable. Yes. According to such a configuration, a system for interlocking the movable stopper members adjacent to each other so as to move in mutually opposite directions can be configured with a simple structure and at a low cost.
(請求項3に記載の発明)
請求項3に記載の発明によれば、請求項1に記載の電動工具における可動ストッパ部材は、それぞれ互いに隣り合う可動ストッパ部材間に掛け渡し状に配置されるとともに、掛け渡し方向の中央部を回動中心として回動可能に支持された揺動部材によって構成され、各揺動部材は、それぞれ掛け渡し方向の端部において隣り合う揺動部材と互いに重なり合うことによって、当該隣り合う可動ストッパ部材同士が互いに相反する向きに移動するように連動する構成とされていることを特徴とする。かかる構成によれば、互いに隣り合う可動ストッパ部材を、互いに相反する方向に移動するように連動させるシステムを少ない部品数で構成することができる。
(Invention of Claim 3 )
According to the invention described in claim 3 , the movable stopper member in the electric tool according to claim 1 is arranged in a spanning manner between the movable stopper members adjacent to each other, and the central portion in the spanning direction is provided. Each of the swinging members is configured to be pivotally supported as a rotation center, and each of the swinging members is overlapped with the adjacent swinging member at the end portion in the spanning direction, so that the adjacent movable stopper members are adjacent to each other. It is the structure which interlock | cooperates so that it may move to the direction opposite to each other. According to such a configuration, a system that interlocks movable stopper members adjacent to each other so as to move in mutually opposite directions can be configured with a small number of components.
本発明によれば、少なくとも2対のブラシを用いて整流子に電流を供給するモータを備えた電動工具において、1つのブラシの長さが所定長さに達した後は、他の対をなすブラシの通電によるモータの通電駆動時間を極力減少する上で有効な技術が提供されることとなった。 According to the present invention, in a power tool including a motor that supplies current to a commutator using at least two pairs of brushes, after one brush reaches a predetermined length, another pair is formed. A technique effective in reducing the energization drive time of the motor by energizing the brush as much as possible has been provided.
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態につき、図1〜図11に基づいて説明する。本実施の形態は、電動工具の一例として電動式(充電式)のインパクトドライバを用いて説明する。図1は第1の実施形態に係るインパクトドライバ100の全体構成を概略的に示す一部切断側面図である。図1に示すように、本実施の形態に係るインパクトドライバ100は、概括的に見て、インパクトドライバ100の外郭を形成する本体部101、当該本体部101の先端領域に着脱自在に取付けられて各種ネジのネジ締め作業を行うドライバビット109を主体として構成される。ドライバビット109は、本発明における「先端工具」に対応する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment will be described using an electric (rechargeable) impact driver as an example of an electric tool. FIG. 1 is a partially cutaway side view schematically showing the overall configuration of an
本体部101は、モータハウジング103、ギアハウジング105およびハンドグリップ107から構成されている。モータハウジング103内には、駆動モータ121が収容されている。駆動モータ121は本発明における「モータ」に対応する。ハンドグリップ107には、駆動モータ121の電源スイッチ(図示省略)を投入操作するトリガ125が設けられている。ギアハウジング103内には、駆動モータ121の出力軸122の回転を適宜減速するための遊星ギア装置によって構成される減速機構111、減速機構111によって回転駆動されるスピンドル112、当該スピンドル112からボール113を伝達部材として回転駆動されるハンマー114、およびハンマー114によって回転駆動されるアンビル115が配置されている。ハンマー114はスピンドル112の長軸方向に相対的に移動可能とされ、圧縮コイルスプリング116によってアンビル115側に向けて付勢されている。なおアンビル115の先端は、ギアハウジング105の先端から突出しており、この突出された先端部にドライバビット109が着脱自在に取り付けられる。
The
上記のように構成されたインパクトドライバ100において、ネジ締め作業のために駆動モータ121が通電駆動されると、ドライバビット109による締付トルクが軽負荷状態では、スピンドル112とハンマー114は一体に回転する。この軽負荷状態では、ハンマー114はアンビル115に圧縮コイルスプリング116による付勢力で係合した状態を保持される。このため、アンビル115もハンマー114と一体となって回転し、ドライバビット109によるネジ締め作業が遂行される。
一方、締付トルクが大きくなり、所定の高負荷状態となったときは、ハンマー114が圧縮コイルスプリング116に抗してアンビル115から離れる方向へと後退動作したのち、圧縮コイルスプリング116の付勢力によって衝撃的な回転トルクを伴いつつアンビル115に係合し、当該アンビル115を経てドライバビット109に大きな締付トルクを発生させる。なおインパクトドライバ100の作動原理自体は、周知の技術事項に属するため、その詳細な構成作用の説明は、便宜上省略する。
In the
On the other hand, when the tightening torque increases and a predetermined high load state is reached, the
次に駆動モータ121につき説明する。本実施の形態における駆動モータ121は、バッテリー127を駆動電源とする4極の直流モータであり、以下、駆動モータ121の概略構成につき、図2を参照して説明する。駆動モータ121は、出力軸122、出力軸122と一体に回転する冷却ファン151、出力軸122と一体に回転する電機子133、モータハウジング103に固定される固定子135、出力軸122の一端側(減速機構111の反対側)に設けられた整流子137、整流子137の外周面に摺接して電流を供給する4個のブラシ145、各ブラシ145を収容する4つのブラシホルダ143、ブラシホルダ143を固定する略円盤形状のブラシホルダベース141を主体として構成されている。出力軸122は一端(後端)がモータハウジング103に軸受123を介して回転自在に支持され、他端側(減速機構側)がギアハウジング105に軸受124を介して回転自在に支持されている。冷却ファン151は、遠心ファンであり、電機子133と整流子137の間に配置されており、電機子133側および整流子137側から空気を導入し、これを放射状に流出させることによって、整流子137、ブラシ145、電機子133およびそれらの周辺部を冷却する構成とされる。そして冷却後の風はモータハウジング103に設けた風窓(図示省略)から外部へ放出される。なお、電機子133には、コイルが配設されている。また出力軸122、電機子133、整流子137によって回転子が構成されている。
Next, the
上記のように構成された駆動モータ121に電源が投入されると、電機子133に配設されたコイルに電流が流れ、電機子133および出力軸122が一体となって回転駆動される。この際、整流子137およびブラシ145は、電機子133および出力軸122が所定の方向に連続的に回転するように、電機子133のコイルに流す電流の方向を適宜切り替えている。なお、直流モータの作動原理自体は周知の技術事項に属するため、その詳細な作用の説明は便宜上省略する。
When power is supplied to the
図3および図4に示すように、ブラシホルダベース141は、中央部に整流子137(図2参照)が貫通可能な円形の貫通孔142を有する円板からなり、モータハウジング103の内壁面にネジ等の固定手段によって止着されている。ブラシホルダベース141の後面(冷却ファン151と反対面)には、貫通孔142を取り囲むようにして4個のブラシホルダ143が互いに90度の間隔を置いて配置され、それらの各ブラシホルダ143にはそれぞれブラシ145(図5または図7参照)が摺動自在に収容されている。ブラシ145は、トーションスプリング147によって整流子137の外周面に径方向から概ね直角状に押付けられるように付勢される。トーションスプリング147は、本発明における「ブラシ付勢バネ」に対応する。
トーションスプリング147は、ブラシホルダベース141に固定されたバネ支持部材144によって巻線部を支持された状態で、一方のアーム部147aがブラシホルダ143に固定され、他方のアーム部147bがブラシ145の背面に係合(当接)されており、常時に当該ブラシ145の先端面を整流子137の外周面に押付けるべく付勢する構成とされる。すなわち、ブラシ145の背面に係合するアーム部147b(以下、ブラシ加圧アーム部という)は、ブラシ145を整流子137側に向って加圧するべく弾発力を作用する構成とされており、ブラシホルダ143に設けられたスリット143aを通して当該ブラシホルダ143内に差し込まれ、ブラシ145の摩耗に伴い当該スリット143aに沿って整流子137側へと移動する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
The
なお4個のブラシ145は、2つで対をなすように、バッテリー127のプラス側(陽極)とマイナス(陰極)側に接続されている。また各ブラシホルダ143間には、整流子137の外周面に所定の間隙を置いて対向する断面弧状の空気誘導壁149が設けられており、この空気誘導壁149によってモータハウジング103の後部の開口(図示省略)から取り込まれた空気が整流子137の外周面に沿って冷却ファン151側へ誘導される。
The four brushes 145 are connected to the plus side (anode) and minus (cathode) side of the
次に駆動モータ121のブラシ145が摩耗したとき、トーションスプリング147による整流子137に対するブラシ145の加圧作用を解消し、駆動モータ121を停止させるブラシ摩耗検出機構161につき、図3〜図12を参照して説明する。ブラシ摩耗検出機構161は、図3および図4に示すように、各ブラシホルダ143にブラシ145の移動方向と同方向に移動可能に取り付けられた4個の可動ストッパ163、隣り合う可動ストッパ163を相互に連接する4本のリンク165および各可動ストッパ163の移動端を規定する固定ストッパ167を主体として構成される。可動ストッパ163は、本発明における「可動ストッパ部材」に対応し、固定ストッパ167は、本発明における「固定ストッパ部材」に対応し、リンク165は、本発明における「連動手段」に対応する。
Next, when the
各可動ストッパ163は、ブラシホルダ143のスリット143aに沿って移動するブラシ加圧アーム147bの前方に位置するように配置され、ブラシ145の長さが所定長さに達したとき、ブラシ加圧アーム部147bが可動ストッパ163の背面に当接するように設定されている。そして可動ストッパ163は、ブラシ加圧アーム部147bが当接後、当該ブラシ加圧アーム部147bによってブラシ145と共に整流子137側に向って移動される構成とされる。また各可動ストッパ163は、当該可動ストッパ163の移動する方向と同方向に延在する溝163aを有する。そしてこの溝163a内に固定ストッパ167が相対的に移動可能に嵌合されている。固定ストッパ167は、ブラシホルダ143に固定的に設けられており、図6に示すように、ブラシ145と共にブラシ加圧アーム部147bによって押し動かされた可動ストッパ163の溝163aの端部に当接することで、当該可動ストッパ163の移動を規制する。すなわち、固定ストッパ167は、可動ストッパ163が整流子137に最も接近する位置を規定するものであり、この位置が本発明における「最大接近位置」に対応する。
Each
隣り合う可動ストッパ163を相互に連接するリンク165は、一端が一方の可動ストッパ163に回動自在に取り付けられ、他端が他方の可動ストッパ163に回動自在に取り付けられており、隣り合う可動ストッパ163が互いに相反する方向に移動するべく連動させる。すなわち、一方の可動ストッパ163が整流子137に近づく方向に移動するとき、他方の可動ストッパ163が整流子137から離れる方向へ移動させるべく力を作用する。
The
またブラシホルダ143には、スリット143aに連なる切欠部143b(図6参照)が設けられている。この切欠部143bはスリット143aの延在方向と交差する方向に延びる凹部として設定されており、可動ストッパ163が固定ストッパ167にて規定される位置まで移動されたとき、トーションスプリング147のブラシ加圧アーム部147bが係合され、可動ストッパ163が整流子137から離間する方向へ移動することを規制する構成とされる。上記の切欠部143bが本発明における「規制手段」に対応する。なおブラシ加圧アーム部147bには、切欠部143bに対向したときに、当該切欠部143bに係合する方向に移動するよう弾性力が付与されている。
Further, the
本発明に係るインパクトドライバ100は、上記のように構成したものであり、トリガ125を引き操作して電源スイッチを投入すると、駆動モータ121が通電駆動され、前述したように、減速機構111、スピンドル112、ハンマー114、アンビル115を介してドライバビット109が回転駆動され、ネジ締め作業が遂行される。
バッテリー127の電流を整流子137に供給するブラシ145は、整流子137との相対的な摺動により摺動面が摩耗するが、以下ブラシ145の摩耗に基づいて駆動モータ121を停止させるブラシ摩耗検出機構161の作用につき説明する。まず各ブラシ145で摩耗状態に差がある場合につき、主として図5〜図7を参照して説明する。ブラシ145が摩耗すると、当該ブラシ145は摩耗に伴いトーションスプリング147のブラシ加圧アーム部147bによって押され、整流子137側へと移動される(図5および図7の実線参照)。ブラシ加圧アーム部147bは、ブラシホルダ143のスリット143aに沿って移動する。そして、4個のブラシ145のうち、摩耗の進行が最も早いブラシ145を加圧しているブラシ加圧アーム部147bが最初に可動ストッパ163に当接(図7の二点鎖線参照)する。その後、ブラシ加圧アーム部147bは、ブラシ145の摩耗の進行に連れて当該ブラシ145と共に可動ストッパ163を整流子137に近づく方向へと移動させる。
The
The
可動ストッパ163が整流子137側へ移動するとき、当該可動ストッパ163の溝163aに嵌合している固定ストッパ167が相対的に移動され、そして溝163aの端部が固定ストッパ167に当接することで可動ストッパ163は、その移動を規制される。すなわち、可動ストッパ163は、整流子137に接近した位置で止められる。そのため、ブラシ加圧アーム部147bによるブラシ145の加圧が解消されることになり、このことによってブラシ145は、いわゆる限界摩耗に達したと見なされる。このとき、ブラシ加圧アーム部147bがスリット143aに連なる切欠部143bに係合する(図6参照)。このため、可動ストッパ163は整流子137から離間する方向へも移動できなくなる。すなわち、可動ストッパ163は、整流子137に近づく方向と離れる方向のいずれにもロックされることになり、その結果、リンク165によって接合されている4個全ての可動ストッパ163がロックされる。
When the
可動ストッパ163がトーションスプリング147のブラシ加圧アーム部147bによって整流子137側へ移動されたとき、この可動ストッパ163とリンク165によって連接されている両隣の可動ストッパ163は、整流子137から離れる方向へと移動される。この移動により両隣の可動ストッパ163は、それぞれ対応するトーションスプリング147のブラシ加圧アーム部147bに接近する。これにより、両隣のトーションスプリング147のブラシ加圧アーム部147bは、可動ストッパ163に対する当接時期が当該可動ストッパ163の移動分だけ早められることになる。そして両隣のブラシ145の摩耗がさらに進行し、当該ブラシ145を加圧しているブラシ加圧アーム部147bが可動ストッパ163に当接すると、当該ブラシ加圧アーム部147bは、当接された位置に保持される。このため、ブラシ加圧アーム部147bによるブラシ145の加圧(整流子137に対するブラシ145の押付け)が解消され、駆動モータ121に対する通電が遮断される。すなわち、駆動モータ121を停止することができる。
When the
このように、本実施の形態によれば、各ブラシ145で摩耗状態に差がある場合は、摩耗の最も早い1つのブラシ145に対応する可動ストッパ163につき、その移動を固定ストッパ167、および切欠部143bとブラシ加圧アーム部147bの係合によって規制するとともに、両隣の可動ストッパ163に対するブラシ加圧アーム部147bの当接時期を早めるように調整することによって、最初に摩耗したブラシ145による通電が遮断された後での、他の対をなすブラシ145の通電による駆動モータ121の通電駆動時間を減少することができる。
As described above, according to the present embodiment, when there is a difference in wear state between the
次に4個のブラシ145が概ね均等に摩耗した場合につき、図8〜図11を参照して説明する。なお説明の便宜上、図8〜図11において、整流子137を中心にして左側に位置するブラシ145、ブラシホルダ143、トーションスプリング147、可動ストッパ163、固定ストッパ167等をそれぞれ第1グループとし、以下同様に下側に位置する各部材を第2グループ、上側に位置する各部材を第3グループ、右側に位置する各部材を第4グループとして説明する。
Next, the case where the four
図8に示すように、第1グループのブラシ145が所定長さに達すると、これに対応する第1グループの可動ストッパ163に第1グループのトーションスプリング147のブラシ加圧アーム部147bが当り、その後、ブラシ145の摩耗の進行に伴い、当該第1グループの可動ストッパ163を第1グループのブラシ145と共に整流子137に向って移動させる。この第1グループの可動ストッパ163の移動に伴い当該可動ストッパ163と隣り合う第2グループおよび第3グループの可動ストッパ163がリンク165を介して反対方向、つまり整流子137から離れる方向へと移動され、その移動分(整流子137から離れた分)だけ当該第2グループおよび第3グループの可動ストッパ163が第2グループおよび第3グループのブラシ加圧アーム部147bに近づくことになる。
一方、第1グループの可動ストッパ163と対向している第4グループの可動ストッパ163は、整流子137に近づく方向へと移動され、その移動分だけ第4グループの可動ストッパ163が第4グループのブラシ加圧アーム部147bから離れることになる(図9参照)。
As shown in FIG. 8, when the first group of
On the other hand, the
つづいて、第2グループあるいは第3グループの可動ストッパ163に対し、ブラシ145の摩耗量の多い方のブラシ加圧アーム部147bが先に当り、引き続き摩耗量の少ない方のブラシ加圧アーム部147bが当ることとなる(図10参照)。このため、第2グループおよび第3グループのブラシ加圧アーム部147bの付勢力が第1グループの可動ストッパ163を加圧する第1グループのブラシ加圧アーム部147bの付勢力に打ち勝って、第1グループの可動ストッパ163を押し返す(図11参照)。このため、当該第1グループおよび第4グループの可動ストッパ163がそれぞれ整流子137から離れる方向へと移動され、その結果、第4グループの可動ストッパ163が第4グループのブラシ加圧アーム部147bに当る。このように、最終的には全ての可動ストッパ163がそれぞれブラシ加圧アーム部147bに当接することになり、4個全ての可動ストッパ163が動きをロックされる(図11参照)。その結果、全てのトーションスプリング147のブラシ加圧アーム部147bは、ブラシ145を加圧できなくなり、整流子137に対するブラシ145の押付けが解消される。これにより、駆動モータ121に対する通電が遮断され、駆動モータ121は停止する。
Subsequently, the brush
例えば、第1グループのブラシ145と第2グループのブラシ145で対をなし、第3グループのブラシ145と第4グループのブラシ145で対をなす構成とすれば、第1グループの可動ストッパ163が押し返され、第1グループのブラシ145の整流子137に対する押付けが解消された時点で、第1グループのブラシ145と第2グループのブラシ145による電流の供給が遮断され、4個全ての可動ストッパ163が動きをロックされた時点で、第3グループのブラシ145と第4グループのブラシ145による電流の供給が遮断される。
For example, if the first group of
(第2の実施形態)
次に本発明の第2の実施形態につき、図12〜図14を参照して説明する。この実施形態は、ブラシ摩耗検出機構161に関する変更例であり、整流子137の回りに4個のブラシ145が配設された駆動モータ121において、各ブラシ145の摩耗を検出するべく配置された前述の第1の実施形態における可動ストッパ163を、揺動アーム171によって構成したものである。この点を除いては、前述した第1の実施形態と同様に構成されるため、その構成については同一符号を付して説明を省略あるいは簡略にする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is a modification of the brush
本実施の形態における4個の各揺動アーム171は、それぞれが略1/4円弧形状に形成されるとともに、隣り合うブラシホルダ143間に全体として円形のリング形状をなすように配置されている。各揺動アーム171は、各端部171aがトーションスプリング147のブラシ加圧アーム部147bによって押されるように当該ブラシアーム部147bの前側(整流子137と対向する側)に位置するように配置されるとともに、円弧方向の中央部(隣り合うブラシホルダ143間の中央部)において、ブラシベースホルダ141に立設された回動軸173によって回動自在に支持されている。したがって、ブラシ加圧アーム部147bが整流子137に接近する方向へ移動した場合、2つの揺動アーム171が当該ブラシ加圧アーム部147bによって一方の端部171aを押されて互いに反対方向に回動される。また揺動アーム171の各端部171aは、隣り合うもの同士が回動方向において互いに重なり合う(係合する)構成とされ、これにより隣り合う揺動部材171が互いに相反する方向に回動するように連動する構成とされる。上記の揺動部材171の端部171aが互いに重なり合う構成は、本発明における「連動手段」に対応する。
Each of the four
またブラシホルダ143には、固定ストッパ167が設けられており、ブラシ加圧アーム部147bによって押し動かされた揺動アーム171に当接することで、当該揺動アーム171の回動を規制する。すなわち、固定ストッパ167は、揺動アーム171の端部171aが整流子137に最も接近する位置を規定するものであり、この位置が本発明における「最大接近位置」に対応する。また各ブラシホルダ171には、前述した第1の実施の形態と同様に、スリット143aに連なる切欠部が設定されている。この切欠部143bはスリット143aの延在方向と交差する方向に延びる凹部として設定されており、揺動アーム171が固定ストッパ167にて規定される位置まで回動されたとき、ブラシ加圧アーム部147bが係合される構成とされる。すなわち、整流子137に最も接近した位置へと移動された揺動アーム171は、当該移動位置にロックされ、整流子137から離間する方向にも移動できない構成とされる。
Further, the
本実施の形態に係るブラシ摩耗検出機構161は上記のように構成したものである。4個のブラシ145のうち、1つのブラシ145、例えば図14に示すように、図中右上のブラシ145が所定長さに達すると、ブラシ145を加圧するトーションスプリング147のブラシ加圧アーム部147bが揺動アーム171の端部171aに当接する。そして2つの揺動アーム171の一方の端部171aが押され、それら両揺動アーム171は、それぞれ回動軸173を中心として図示矢印の如く互いに逆方向へと回動される。また回動された揺動アーム171の他方の端部171aが両隣の可動ストッパ163に当接し、当該可動ストッパ163を整流子137から離れる方向へ移動させる。上記の揺動アーム171の回動動作は、当該揺動アーム171がブラシホルダ145に設けた固定ストッパ167によって当接することで規制される。
The brush
このように、本実施の形態における揺動アーム171は、前述した第1の実施形態における可動ストッパ163とリンク165の機能を併有する構成である。したがって、第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の機構を得ることができる。すなわち、4個のブラシ145の摩耗状態に差があり、3個のブラシ145についてトーションスプリング147のブラシ加圧アーム部147bがそれぞれ揺動アーム171に当接する前の段階で、1つのブラシ145が早期に摩耗し、当該ブラシ145に対応する揺動アーム171が整流子137に最も接近した位置にロックされた場合、また4個のブラシ145が概ね均等に摩耗した場合のいずれにおいても、第1の実施形態と同様に機能する。
As described above, the
なお本実施の形態は、電動工具の一例としてネジ締め作業に用いられるインパクトドライバ100の場合で説明したが、これに限られるものではなく、切断作業、切削作業、研削・研磨作業、あるいは穴あけ作業に用いられる各種の電動工具に適用することが可能である。要するに、駆動モータ121を備えた作業工具であれば適用できる。
また本実施の形態では、駆動モータ121の一例として4極の直流モータの場合で説明しているが、4極の交流整流子モータあるいは4極を越える極数の直流モータや交流整流子モータ等に適用することが可能である。
Although the present embodiment has been described with respect to the
In the present embodiment, a four-pole DC motor is described as an example of the
100 インパクトドライバ(電動工具)
101 本体部
103 モータハウジング
105 ギアハウジング
107 ハンドグリップ
109 ドライバビット(先端工具)
111 減速機構(伝達機構)
112 スピンドル(伝達機構)
113 ボール(伝達機構)
114 ハンマー(伝達機構)
115 アンビル(伝達機構)
116 圧縮コイルスプリング
121 駆動モータ(モータ)
122 出力軸
123 軸受
124 軸受
125 トリガ
127 バッテリー
133 電機子
135 固定子
137 整流子
141 ブラシホルダベース
142 貫通孔
143 ブラシホルダ
143a スリット
143b 切欠部(規制手段)
144 バネ支持部材
145 ブラシ
147 トーションスプリング
147a 一方のアーム部
147b 他方のアーム部(ブラシ加圧アーム部)
149 空気誘導壁
151 冷却ファン
161 ブラシ摩耗検出機構
163 可動ストッパ(可動ストッパ部材)
163a 溝
165 リンク(連動手段)
167 固定ストッパ(固定ストッパ部材)
171 揺動アーム(可動ストッパ)
171a 端部(連動手段)
173 回動軸
100 Impact driver (electric tool)
101
111 Deceleration mechanism (transmission mechanism)
112 Spindle (Transmission mechanism)
113 ball (transmission mechanism)
114 Hammer (Transmission mechanism)
115 Anvil (Transmission mechanism)
116
122
144
149
167 Fixed stopper (fixed stopper member)
171 Swing arm (movable stopper)
171a end (interlocking means)
173 Rotating shaft
Claims (3)
各ブラシホルダに収容されたブラシと、
前記各ブラシを整流子に向って加圧するべく付勢するブラシ付勢バネと、を有するモータを備え、
前記モータの通電駆動により動力伝達機構を介して先端工具を駆動させ、これにより先端工具に所定の加工作業を遂行させる電動工具であって、
前記モータは、
前記各ブラシに対し当該ブラシの長軸方向に相対移動可能に配置され、当該ブラシの長さが所定長さに達したとき、前記ブラシ付勢バネにより押されて前記整流子に接近する方向へ移動することが許容される可動ストッパ部材と、
隣り合う可動ストッパ部材同士を互いに連動するように連接する連動手段と、
前記整流子に向かって移動する前記可動ストッパ部材を当該整流子に対する最大接近位置に制止する固定ストッパ部材と、
前記最大接近位置へ移動された前記可動ストッパ部材の前記整流子から離間する方向への移動を規制する規制手段と、を有し、
1つの可動ストッパ部材が前記ブラシ付勢バネによって押されて前記整流子に接近する方向へと移動されたとき、前記連動手段を介して当該可動ストッパ部材と隣り合う可動ストッパ部材を前記整流子から離間させる方向へ移動させ、前記1つの可動ストッパが更に整流子に接近する方向へ移動されて最大接近位置に達したとき、前記固定ストッパ部材が当該可動ストッパを最大接近位置に制止させるとともに、前記規制手段が最大接近位置へ移動された前記可動ストッパ部材を前記整流子から離間する方向へ移動することを規制する構成としたことを特徴とする電動工具。 At least four brush holders arranged around the commutator;
A brush housed in each brush holder;
A brush energizing spring that energizes each brush to pressurize it toward the commutator;
The power tool drives the tip tool through a power transmission mechanism by energization driving of the motor, thereby causing the tip tool to perform a predetermined machining operation,
The motor is
The brush is disposed so as to be relatively movable in the major axis direction of the brush, and when the length of the brush reaches a predetermined length, the brush is pressed by the brush biasing spring to approach the commutator. A movable stopper member allowed to move; and
Interlocking means for connecting adjacent movable stopper members so as to interlock with each other;
A fixed stopper member that restrains the movable stopper member that moves toward the commutator at a position closest to the commutator;
Restricting means for restricting movement of the movable stopper member moved to the maximum approach position in a direction away from the commutator;
When one movable stopper member is pushed by the brush biasing spring and moved in a direction approaching the commutator, the movable stopper member adjacent to the movable stopper member is moved from the commutator via the interlocking means. The fixed stopper member stops the movable stopper at the maximum approach position when the one movable stopper is further moved toward the commutator and reaches the maximum approach position. An electric tool characterized by restricting movement of the movable stopper member moved to the maximum approach position in a direction away from the commutator.
前記可動ストッパ部材は、前記各ブラシホルダに前記ブラシの長軸方向と同方向に移動可能に設けられ、前記連動手段は、互いに隣り合う可動ストッパ部材間に掛け渡し状に配置されるとともに、一端が一方の可動ストッパ部材に、他端が他方の可動ストッパ部材にそれぞれ相対的に回動自在に連結された棒状部材によって構成されていることを特徴とする電動工具。 The electric tool according to claim 1 ,
The movable stopper member is provided in each brush holder so as to be movable in the same direction as the long axis direction of the brush, and the interlocking means is arranged in a spanning manner between the movable stopper members adjacent to each other, and has one end An electric tool characterized by comprising a rod-like member connected to one movable stopper member and the other end rotatably connected to the other movable stopper member.
前記可動ストッパは、それぞれ互いに隣り合うブラシホルダ間に掛け渡し状に配置されるとともに、掛け渡し方向の中央部を回動中心として回動可能に支持された揺動部材によって構成され、各揺動部材は、それぞれ掛け渡し方向の端部において隣り合う揺動部材と互いに重なり合うことによって、当該隣り合う可動ストッパ部材同士が互いに相反する向きに移動するように連動する構成とされていることを特徴とする電動工具。 The electric tool according to claim 1 ,
Each of the movable stoppers is arranged in a spanning manner between the brush holders adjacent to each other, and is configured by a swinging member that is supported so as to be rotatable about a central portion in the spanning direction. The members are configured to interlock with each other so that the adjacent movable stopper members move in directions opposite to each other by overlapping each other with adjacent swinging members at the end portions in the spanning direction. Electric tool to do.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004208472A JP4575056B2 (en) | 2004-07-15 | 2004-07-15 | Electric tool |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004208472A JP4575056B2 (en) | 2004-07-15 | 2004-07-15 | Electric tool |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006026798A JP2006026798A (en) | 2006-02-02 |
JP4575056B2 true JP4575056B2 (en) | 2010-11-04 |
Family
ID=35893737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004208472A Expired - Fee Related JP4575056B2 (en) | 2004-07-15 | 2004-07-15 | Electric tool |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4575056B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6344053B2 (en) * | 2014-05-20 | 2018-06-20 | アイシン精機株式会社 | Brush wear notification device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0636368U (en) * | 1992-10-09 | 1994-05-13 | 日立工機株式会社 | Brush automatic stop device |
JP2000050578A (en) * | 1998-07-31 | 2000-02-18 | Asmo Co Ltd | Automatic stop structure of brush |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5245006A (en) * | 1975-10-07 | 1977-04-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Commutator motor |
JPH10257735A (en) * | 1997-03-11 | 1998-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electric air blower for commutator |
-
2004
- 2004-07-15 JP JP2004208472A patent/JP4575056B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0636368U (en) * | 1992-10-09 | 1994-05-13 | 日立工機株式会社 | Brush automatic stop device |
JP2000050578A (en) * | 1998-07-31 | 2000-02-18 | Asmo Co Ltd | Automatic stop structure of brush |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006026798A (en) | 2006-02-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2127818B1 (en) | Fastener Driving Tool | |
EP2127817B1 (en) | Fastener Driving Tool | |
KR101242255B1 (en) | Drill powered cable cutter | |
RU2590426C2 (en) | Processing machine, primarily electrical machine | |
US10946462B2 (en) | Portable band saw | |
CN101104210A (en) | Cutter | |
WO2020241086A1 (en) | Electric tool | |
EP3216573B1 (en) | Power tool with toolless blade release mechanism | |
JP2006121833A (en) | Power tool | |
US20220193882A1 (en) | Head replaceable electric tool with safety mechanism | |
WO2021146396A1 (en) | Reciprocating saw | |
JP4575056B2 (en) | Electric tool | |
JP6105446B2 (en) | Work tools | |
JP2006130589A (en) | Power tool | |
US8857066B2 (en) | Power saw including an impact mechanism | |
US10065297B2 (en) | Method and device for operating a hand-held machine tool with a tangential impact mechanism | |
CN205437958U (en) | Turnning and milling all -in -one milling cutter feeding device and turnning and milling all -in -one | |
JP4529865B2 (en) | Band saw board | |
JP4427407B2 (en) | Electric tool | |
JP4845354B2 (en) | Electric tool | |
WO2024090294A1 (en) | Reciprocating saw | |
US11878391B2 (en) | Adjustable stroke device | |
CN210850127U (en) | Electric tool with two power sources | |
JP2012114972A (en) | Power tool | |
KR20130137789A (en) | Air grinder |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100517 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100709 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100727 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100819 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130827 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130827 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130827 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |