JP5353380B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、電気モータを有する電動工具に関する。特に、回転バランスを改善することができる電気モータを有する電動工具に関する。

従来の電動工具では、電気モータの回転バランスを改善ために、いくつかの工夫がされている。例えば、ロータの一部を削ったり、ロータの一部に穴部を設けて、その穴部に錘を入れるようにする技術が既に開発されている。

特開平４−１１２６５２

特許文献に示したような、電気モータののロータの前方又は後方に、バランス孔を設けると、バランス孔におもりを入れることが難しくなる。このため、バランス孔におもりを入れる際に、容易に作業をできるような電気モータが求められていた。また、バランス孔におもりを入れた際に、バランス孔からおもりが出ることが少ない電気モータが求められていた。

上記した課題は、ステータと、前記ステータに対して回転可能でありロータ軸が挿入されるロータと、を有する電気モータと、前記モータを収容するハウジングと、前記モータにより駆動される先端工具と、を備え、前記ロータは、ロータコアと、前記ロータコアの内部に設けられた永久磁石部材と、前記ロータコアの両端面側に配置されるロータ軸部材と、を有し、前記ロータ軸部材には、前記ロータの径方向に延びる凹部を設け、前記凹部を径方向内側に向かうにしたがって幅広としたことを特徴とする電動工具により、達成することができる。

前記ロータ軸部材に、前記ロータの径方向に延びる穴を設け、前記穴を径方向内側に向かうにしたがって幅広としたことを特徴とする電動工具により、電気モータに回転バランスの修正が必要な場合に、容易に穴におもりを入れることができる。また、径方向内側に向かうにしたがって幅広としたので、ロータに遠心力が掛かった場合にも、おもりが遠心力により径方向外側へと移動し、ロータから抜け出ることが少なくなる。

本発明の一実施形態を示す電動工具の一部断面図 本発明の一実施形態を構成するロータの一部断面図 図２のＡ−Ａ断面図 図２のＢ−Ｂ断面図 図２のＣ方向矢視図

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、本発明の電動工具をコードレスタイプのインパクトドライバ１００に適用した一部断面図である。図１を参照して工具全体の構成について説明する。

インパクトドライバ１００は、ハウジングにより外枠を形成されている。ハウジングは、ブラシレスモータ３を収納するモータハウジング部５０と、モータハウジング部５０の前方に接続される動力伝達ハウジング部５１と、モータハウジング部５０および動力伝達ハウジング部５１から下方に延びるするハンドルハウジング部５２と、を有する。
動力伝達ハウジング部５１の前端部から、前方にアンビル１０の端部が突出する。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むことができるようになっている。なお、アンビルは、先端工具を保持できるので、先端工具保持部とも称する。

ドライバビットは、取付部材１０ｂによってアンビル１０に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なども装着することができる。

モータハウジング部５０は前後方向に延びるほぼ筒状の形状を有し、その内周部内には、駆動源となるブラシレスモータ３が収容される。

動力伝達ハウジング部５１内には、ブラシレスモータ３の回転力をアンビル１０に回転打撃力として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、遊星ギヤ６とリングギヤ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５２には、ブラシレスモータ３の駆動電源となる電池パックケース１が、ハンドルハウジング部５２の下端部に着脱可能に装着されている。電気パックケース１内部には、リチウムイオン二次電池が収容されている。なお、リチウムイオン二次電池は、ニッケル・カドミウム二次電池等から成る電池であっても良い。

電池パックケース１は、ハンドルハウジング部５２の一部に設けられたトリガスイッチ３０を介してモータ駆動回路装置２に電気的に接続されている。モータ駆動回路装置２は、ブラシレスモータ３のステータコイル１２（例えば、スター結線された３相コイル）に電気的に接続される。電池パックケース１からステータコイルに通電が行われると、モータ３のロータ１３が回転駆動される。

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１２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基板２０やインバータ回路基板２０から別に設けられたスイッチング素子１９、またこれらを制御するためＣＰＵ等から成るモータ駆動回路装置２が必要となる。

以上のように構成されたインパクトドライバによれば、作業者がハンドルハウジング部５２を把持しながら、トリガスイッチ３０を引けば、トリガスイッチ３０がオン状態となり、インパクトドライバの動作を開始できる。

ねじ締め作業時、ロータ軸１１から伝達されたモータ３の回転力を遊星ギヤ６とリングギヤ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。

次に本発明のロータのバランス修正構造について詳細に説明する。

図２は図１のロータ１３の一部断面図、図３は図２に示すＡ−Ａ線に沿う断面図、図４は図２に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図、図５は図２に示すＣ矢視図である。

ロータコア１３ａはロータ軸１１に圧入状態で保持されている。前記ロータコア１３ａの前後には前側スリーブ１４ａ及び後側スリーブ１４ｂが配置されており、前側スリーブ１４ａと後側スリーブ１４ｂの外周部には複数個のバランス修正穴１５が設けてある。なお、前方スリーブ１４ａ及び後方スリーブ１４ｂは、請求項１において、ロータ軸部材に対応する。

このように構成されたロータ１３であれば、ロータコア１３ａのＬ寸法が長くなり、ロータ１３のアンバランスが所定の範囲を超えていても、前側スリーブ１４ａ及び後側スリーブ１４ｂに設けられたバランス修正穴１５にバランス修正用接着剤を注入することによってバランス量を修正することができる。

また、図３及び図４に示すように、バランス修正穴１５の形状について、スリーブ外周に接した入口部の寸法Ｌ１より奥の寸法L２が大きくなるよう設定されている。すなわち、スリーブ１４ａ、１４ｂにおいて、ロータ軸１１の径方向内側に向かうにしたがって、バランス修正穴１５が幅広になっている。このため、１５に挿入されるバランス調整用接着剤（おもり）が、モータ回転中の遠心力で径方向外側への力が掛かっても、バランス修正穴のくさび効果で、径方向外側へと移動することが少なくなる。このため、バランス修正用接着剤が、遠心力で飛散することはない。

また、図５に示すようにバランス修正穴１５を形成する端面をロータコア１３ａで構成し、スリーブ側はコの字形にすれば、スリーブを成形する型構造が単純になる。このため、部品単価を安価に抑えることができる。なお、コの字形は、半円状形など他の形状にすることも可能である。もしも、スリーブ自体に、径方向内側に向かうに従って幅広になる穴を設けることを複雑な製造が必要となってしまう。

また、図２において、ロータコア１３ａに挿入されている永久磁石部材１６はロータコア１３ａのＬ寸法よりも短く構成されており、ロータコア１３ａ前後の端面には凹部が形成される。

ロータコア１３ａの前後には、前側スリーブ１４ａ及び後側スリーブ１４ｂが配置され、ロータコア１３ａ接触面には凸部が形成してあり、ロータコア１３ａ端面の凹部に挿入してある。このように構成されたロータであれば、前側スリーブ１４ａと後側スリーブ１４ｂの凸部は、スリーブ自体の回り止めとしてだけでなく、前側スリーブ１４ａと後側スリーブ１４ｂでロータコア１３ａを挟み込む構造となっているので、永久磁石部材の飛び出しを防ぐことができる。さらに永久磁石部材１６とロータコア１３ａの間の接着剤が不要になるので安価なブラシレスモータを提供することができる。

１ 電池パックケース
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
５ スプリング
６ 遊星ギヤ
７ リングギヤ
８ スピンドル
９ ハンマ
１０ アンビル
１１ ロータ軸
１２ ステータコイル
１３ ロータ
１５ バランス修正穴
１６ 永久磁石部材
１７ ファン
１８ 接着剤
１９ スイッチング素子
２０ インバータ回路

Claims (3)

1. ステータと、前記ステータに対して回転可能でありロータ軸が挿入されるロータと、を有する電気モータと、
   前記モータを収容するハウジングと、
   前記モータにより駆動される先端工具と、を備え、
   前記ロータは、ロータコアと、前記ロータコアの内部に設けられた永久磁石部材と、前記ロータコアの両端面側に配置されるロータ軸部材と、を有し、
   前記ロータ軸部材には、前記ロータの径方向に延びる凹部を設け、前記凹部を径方向内側に向かうにしたがって幅広としたことを特徴とする電動工具。
2. 前記凹部は、前記ロータ軸の軸方向と直交する方向視において、前記永久磁石部材と重ならない位置に設けられることを特徴とする請求項１記載の電動工具。
3. 前記凹部は、前記ロータ軸部材の前記ロータコア側の端面に設けられることを特徴とする請求項１記載の電動工具。