JP5092844B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、ブラシレスモータを使用する電動工具、特にロータのバランス修正に関するものである。

筒状のハウジング部を備え、モータを収容したモータハウジングとモータハウジングの一端部に連続して形成された動力伝達機構部を収納する動力伝達ハウジングを設け、前記動力伝達機構部は駆動源であるモータの回転を減速させる減速機構部と、前記減速機構部によって減速されたモータの回転力を回転打撃力に変換する打撃機構部を有することで、先端工具に動力を伝達しねじ締め等の作業を行う工具を一般にインパクトドライバと呼んでいる。

ブラシレスモータを有する場合は、円筒状の外形をもつステータと、ステータの内周部内に配設された、回転軸方向に４つの永久磁石部材が埋め込まれたロータとを有し、前記永久磁石部材は極力ロータ外周近くに埋め込みモータ出力を大きくする構造となっている。また、ロータは高速回転するためロータ全体のバランス量を極力小さくし無負荷運転時の振動等を抑制させる必要がある。

特開２００６−１０９５９５公報

従来のＤＣブラシ付モータのロータバランス量の修正は、ロータコア外周を切削する方法やバランス修正用接着剤を塗布する方法が一般的である。しかし、ＤＣブラシレスモータのロータコア外周を切削する場合、ロータに埋め込まれた永久磁石部材が外周部近くに配置しているためロータコア外周を切削することができない。また、図３に従来のブラシレスモータのロータを示す。バランス修正用接着剤塗布はロータコア端部が最も適しているが、ロータが高速運転しているため接着剤が飛散してしまう等の問題がある。従って、ＤＣブラシレスモータのロータバランス量は修正できず、量産組立時のロータのバランス不良品は廃棄処分しているのが現状である。

本発明が解決しようとする課題は、ブラシレスモータのロータバランス量の修正を、接着材の飛散が生じることなく、また、ロータバランス量による不良品を出すことなく行い、信頼性の高い電動工具を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明は、筒状のハウジング部を備え、ブラシレスモータを収容し、ブラシレスモータの回転軸の軸方向に延びる内周部を有するモータハウジング部と、モータハウジング部の一端部に連続して形成された動力伝達機構部を収容する動力伝達ハウジング部とを設けた電動工具において、ブラシレスモータは、回転軸方向に延びる外周部と内周部を有する円筒状のステータと、円筒状のステータの内部に同心状に配置されたロータとを具備し、ロータ内部にバランス修正用の接着剤が埋め込まれたことを特徴とする。

また、本発明は、バランス修正用の接着剤が埋め込まれたロータにおいて、接着剤が飛散しないことを特徴とする

本発明によれば、ロータに埋め込まれた複数個の永久磁石の全長をロータコア全長よりも短く構成し、ロータ内部にバランス修正用接着を埋め込むことで、ロータバランス量が修正可能となる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明電動工具をコードレスタイプのインパクトドライバに適用した部分断面図である。図１を参照して工具全体の構成について説明する。

本発明の実施形態に係るインパクトドライバ５０は、後述するブラシレスモータ３の回転軸１１と同一方向に沿って、一端部（図面の左端部）から他端部（図面の右端部）に延在し、モータ３を収納する合成樹脂材料のモータハウジング部５０ａと、モータハウジング部５０ａの他端部に連続して形成された、動力伝達機構部４を収容する動力伝達ハウジング部５０ｂと、モータハウジング部５０ａおよび動力伝達ハウジング部５０ｂから垂下するハンドルハウジング部５０ｃとから構成された工具本体を含み、動力伝達ハウジング部５０ｂの先端部はアンビル１０の端部が突出し、アンビル角穴部１０ａには先端工具、例えばドライバビット（図示なし）を着脱自在に差し込んで取付部材１０ｂによって固定できるように構成されている。アンビル角穴部１０ａには、他の先端工具としてボルト締付用ビットも装着することができる。

モータハウジング部５０ａは筒状の形状を有し、その内周部内には、駆動源となるブラシレスＤＣモータ３が収容または装着される。ブラシレスモータ３のモータハウジング部５０ａへの装着構造については後述する。

モータハウジング部５０ａに連続する動力伝達ハウジング部５０ｂ内にはモータ３の回転力を回転打撃力としてアンビル１０に伝達するための動力伝達機構部４が収容されている。動力伝達機構部４は、遊星ギア６とリングギア７で構成される減速機構部と、スピンドル８およびスピンドル８上に前後摺動可能に配され、かつスプリング５によって打撃力が与えられるハンマ９から成るインパクト機構部と、ハンマ９によって回転打撃力が与えられ、上述のように先端工具（図示なし）を保持可能なアンビル１０とで構成される。

ハンドルハウジング部５０ｃには、モータ３の駆動電源となる電池パック１がハンドルハウジング部５０ｃの下端部に着脱可能に装着されている。電池パックケース１は、図示されないリチウムイオン二次電池、ニッケル・カドミウム二次電池等から成る電池パック本体を収容し、該電池パック本体の大半はハンドルハウジング部５０ｃ内に挿入され、収容される。電池パックケース１は、ハンドルハウジング部５０ｃの一部に設けられたトリガスイッチ５０ｄを介してモータ駆動回路装置２に電気的接続されている。モータ駆動回路装置２は、後述するブラシレスモータ３のステータコイル１２ａ（例えば、スター結線された３相コイル）に電気的接続され、モータ３のロータ１３を回転駆動させる。

モータを電気的に駆動させるには、ブラシレスモータ３のステータコイル１２ａに駆動電流を通電するための周知のブリッジ回路から成るインバータ回路２２と、インバータ回路２２を制御するＣＰＵ等から成るモータ駆動回路装置２が必要となる。特に、インバータ回路２２には、ステータコイル１２ａに大駆動電流を通電する必要があり、スイッチング素子として動作するＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）のような大容量の出力トランジスタを使用しなければならない。このため出力トランジスタの電力損失が大きくなり、発熱が問題となるため放熱する必要がある。吸気口１７に近接した位置に出力トランジスタ２１の金属（放熱板）２１ａ側を配置し、放熱部材を別に設けない構造としている。

以上のように構成されたインパクトドライバ５０によれば、作業者がハンドルハウジング部５０ｃを把持しながら、トリガスイッチ５０ｄを引けば、トリガスイッチ５０ｄがオン状態となり、インパクトドライバ５０の動作を開始できる。ねじ締め作業時、回転軸１１から伝達されたモータ３の回転力を遊星ギア６とリングギア７で減速し、その回転力をスピンドル８に伝達すると共に、ネジ締め中にアンビル１０（先端工具）に所定以上の負荷トルクがかかるとスプリング５の作用によりハンマ９は回転力を打撃力へと変換する。これによりハンマ９はアンビル１０に装着されている先端工具に回転打撃力を与えてネジを締め付けることができる。

図２にロータ１３の拡大図を示す。ロータコア１３ａに埋め込まれた複数個の永久磁石部材１３ｃはロータコア１３ａ全長よりも短く構成されていおり、ロータコア端部に複数個の凹室部１３ｂを形成することができる。

ロータアンバランス量が大きい場合、複数個の前記凹室部１３ｂの内部にバランス修正用接着剤１３ｄを埋め込むことでロータ１３全体のバランス量を修正可能となる。また、凹室部１３ｂの内部にバランス修正用接着剤１３ｄを埋め込んでいるのでロータ１３が高速運転してもバランス修正用接着剤は凹部室に覆われていることでが飛散することがない。

本発明におけるインパクトドライバの断面図 本発明によるロータ拡大図 従来のロータ拡大図 図１に示したＡ−Ａ線に沿う断面図

符号の説明

１：電池パック ２：モータ駆動回路装置 ３：ブラシレスモータ ４：動力伝達機構部 ５：スプリング ６：遊星ギア ７：リングギア ８：スピンドル ９：ハンマ １０：アンビル １０ａ：アンビル角穴部 １０ｂ：先端工具取付部材 １１：回転軸 １１ａ：軸受部材 １２：ステータ １２ａ：ステータコイル １２ｂ：ステータの内周部 １２ｃ：ステータの外周部 １２ｄ：ステータの一端部 １２ｅ：ステータの他端部 １２ｆ：ステータのスロット １３：ロータ １３ａ：ロータコア １３ｂ：凹室 １３ｃ：永久磁石部材 １３ｄ：バランス修正用接着剤 １５：冷却ファン １６：空間部 １７：吸気口 １８：排気口 １９：空気通路 ２０：冷却風（冷却気体） ２１：出力トランジスタ ２１ａ：出力トランジスタの金属（放熱板）側 ２２：インバータ回路基板 ３１：コントローラクミ ５０：電動工具（インパクトドライバ） ５０ａ：モータハウジング部 ５０ｂ：動力伝達ハウジング部 ５０ｃ：ハンドルハウジング部 ５０ｅ：モータハウジングの端壁部

Claims (3)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに固定されるステータと、前記ステータに対して回転可能なロータと、を有するブラシレスモータと、
   前記ロータによって駆動される先端工具取付部材と、を有する電動工具であって、
   前記ロータは、ロータコアと、前記ロータコアに埋め込まれ前記ロータコアよりも全長が短い複数個の永久磁石と、を有し、
   前記ロータコアに前記永久磁石を埋め込んだ際に形成される凹室部に、接着剤が埋め込まれることを特徴とする電動工具。
2. 前記ブラシレスモータの前方には、前記先端工具取付部材が配置されており、
   前記ロータの前面に前記凹室部が配置されることを特徴とする請求項１記載の電動工具。
3. 前記接着剤は、全て凹室部に配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電動工具。
   
   

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