JP5652131B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、電動工具に関する。特にモータを有し、このモータの回転を検出可能な電動工具に関する。

従来の電動工具として、特許文献１の図１に示されるように、モータ２の軸３に、磁石５を取付け、この磁石５に対向する位置に、磁気検出素子６が設けられるものがあった。

特開昭６０−１０４６６８

上記した特許文献１の電動工具では、スイッチ１１によってモータ２への通電を行っていた。しかし、このスイッチは、機械的に回路の接点が接続されることによって、モータへの通電がなされるものであった。このため、回路が接続される際の摩擦などによって接点が接続されず、モータへの通電が正常に行われなくなる場合があり、その場合には、モータが回転しないこととなっていた。

本発明は、上記したようなモータへの通電が正常に行われなくなることを少なくすることができる電動工具を提供することである。

前記目的は、請求項１記載のように、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、を有するモータと、前記ロータに固定される磁石と、を有する電動工具であって、前記磁石に対向する位置に、第１の磁気検出素子を設け、前記磁石に対向する位置に、第２の磁気検出素子を設け、前記第１の磁気検出素子によって、前記モータの回転を検出するようにし、前記第２の磁気検出素子によって、前記モータへの通電するようにしたことを特徴とする電動工具によって、達成することができる。

上記した請求項１記載の電動工具によれば、モータへの通電が正常に行われなくなることを少なくすることができる電動工具を提供することができるようになる。

本発明の第１の実施形態を示す電動ドライバの一部断面図

本発明の電動工具の第１の実施形態を示す電動ドライバ１の一部断面図を図１に示す。

図１を用いて、本発明の第１の実施形態の構造について説明する。

電動ドライバ１は、外枠であるハウジング２を有する。ハウジング２は、前後方向に延びる筒状部２Ａと、筒状部２Ａの後方に設けられるテール部２Ｂと、筒状部２Ａと一体的に設けられる第１リブ２Ｃと、第２リブ２Ｄと、ハウジング２の内部と外部を空間的につなぐ風窓２Ｅとを有する。

筒状部２Ａの後部には、電動のモータ３が設けられている。このモータ３は直流のブラシレスモータである。このモータ３は、筒状部２Ａの内周面に固定されるステータ３Ａと、このステータ３Ａに対して回転するロータ３Ｂとを有する。また、このステータ３Ａには、コイルが巻かれており、固定されている。また、ロータ３Ｂには磁石が接着剤によって固定されている。コイルに通電されると、磁石がコイルからの磁界によって回転力を受ける。ロータ３Ｂの回転軸として、モータ軸３Ｃが設けられている。

モータ軸３Ｃの前部には、軸受である第１ベアリング５Ａが設けられている。また、モータ軸３Ｃの後部には軸受けである第２ベアリング５Ｂが設けられている。この第１ベアリング５Ａは、第１リブ２Ｃによって保持されており、第２ベアリング５Ｂは、第２リブ２Ｄによって保持されている。

モータ軸３Ｃの前端には、歯車であるピニオン１０が固定されている。ピニオンと噛合するように、３つの遊星歯車１１が設けられている。この遊星歯車１１の前部であって、筒状部２Ａの内部には、図示しないクラッチなどが配置されており、出力軸１２と接続されている。なお、この出力軸１２は、筒状部２Ａの前端から突出しており、所定の先端工具（例えば、プラスビットなど）を取り付けることができるようになっている。

モータ軸３Ｃの後端には、冷却ファン２０が固定されている。冷却ファン２０には、ファンブレード２０Ａが設けられている。冷却ファン２０には薄い円管状の磁石２１が設けられている。磁石２１には、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極の４つの極が設けられている。この４つの極は、円管状の０度の位置にＮ極が、９０度の位置にＳ極が、１８０度の位置にＮ極が、２７０度の位置にＳ極が設けられている。冷却ファン２０は、テール部２Ｂに設けられた風窓２Ｅを介して、ハウジングの外部より外気を取り込み可能となっている。この外気によって、電源回路基板、インバータ回路基板、モータなどを冷却可能となっている。

筒状部２Ａの上部には、レバー４が筒状部２Ａに対して移動可能に設けられている。レバー４は、前部に設けられる操作部４Ａと、操作部の後方に設けられる回動軸と４Ｂ、回動軸４Ｂの後方に設けられる折り曲げ部４Ｃとを有する。操作部４Ａと筒状部２Ａの間には、弾性体であるコイルスプリング６が設けられている。このコイルスプリング６によって、レバー４は、時計回り方向へと付勢されている。

筒状部２Ａと一部前後方向で重なるように、テール部２Ｂが設けられている。

折り曲げ部４Ｃの前側には、第１ホールＩＣが設けられている。この第１ホールＩＣは、磁石２１と対向する位置に配置されるようになっている。また、レバー４の操作部４Ａを操作すると、磁石２１と第１ホールＩＣの距離が長くなるようになっている。第１ホールＩＣは、電源回路基板３１とコードで接続されている。なお、電源回路基板３１には、交流を直流にするためのダイオードブリッジや、整流を行うためのコンデンサ、様々な制御を行うための制御部（マイコン）などが搭載されている。

筒状部２Ａの下部には、正逆切り替えスイッチ２４が設けられている。この正逆切り替えスイッチ２４は、ロータ３Ｂの回転方向を正転方向・逆転方向へと任意に切り替えることができるようになっている。この正逆切り替えスイッチ２４は、インバータ回路基板３２とコードによって接続されている。なお、インバータ回路基板３２には、複数のスイッチング素子が搭載されている。

インバータ回路基板３２と接続されるように、第２ホールＩＣが設けられている。この第２ホールＩＣは、磁石２１と対向する位置に配置されている。

インバータ回路基板３２と前記したコイルとは接続されている。インバータ回路基板３２のスイッチング素子からの通電によりコイルへと通電されるようになっている。

インバータ回路基板３２と電源回路基板３１はコードで接続されている。また、電源回路基板３１と接続されるように、電源コード３０が設けられている。電源コード３０は、テール部２Ｂから突出しており、電源コード３０には、商用電源のコンセントに差込可能なプラグが設けられている。

また、テール部２Ｂの後部には、フック４０が設けられており、所定のものに引っ掛けたり、引っ掛けられたりできるようになっている。

上記したような構造の電動ドライバ１の動作について説明する。

作業者が、コンセントにプラグを入れた状態で、筒状部２Ａを握り、正逆切り替えスイッチ２４を所定の方向に入れた状態にする。操作部４Ａを操作すると、コイルスプリング６が圧縮され、操作部４Ａが筒状部２Ａに近接するようになる。すると、回動軸４Ｂを回動中心として、レバー４が回動するので、折り曲げ部４Ｃが冷却ファン２０から離間するようになる。すると、磁石２１と近接していた第１ホールＩＣが、離間するようになる。このため、この近接から離間に移動する際の信号が、電源回路基板へと伝達される。なお、実際にはこの信号は電位差として伝達される。

この信号を受けて、スイッチング素子によってコイルへと通電されるようになる。このため、コイルの磁界を受け、磁石を有するロータ３Ｂが回転する。ロータ３Ｂが回転すると、ピニオン１０が回転し、遊星歯車１１が回転し、遊星歯車に接続される出力軸１２が回転する。この出力軸の回転によって先端工具などによって、所定の作業を行うことができるようになっている。

また、磁石２１と対向する位置に配置されている第２ホールＩＣによって、ロータ３Ｂの回転数を把握できるようになっている。第２ホールＩＣは３つ所定の６０度の間隔を持って設けられているので、磁石２１との近接および離間を検出する。これによって、回転数を把握できる。このように回転数を把握できるようになっているので、一定の回転数になるように、フィードバック制御を行うことができるようになっている。

このように、冷却ファン２０に固定される磁石２１によって、レバー４に設けられるモータに通電するための信号を出すことができるようになっており、また、この磁石２１によって、ロータ２Ｂの回転数を把握できるようになっている。

また、磁石２１が冷却ファン２０に固定されているので、コンパクトに構成されるようになっている。

また、磁石２１の後方にホールＩＣ２３およびホールＩＣ２２を配置したので、径方向に大きくならないようになっている。

また、コイルの磁界によって回転する磁石とは別の磁石２１を用いるようにしたので、精度良く、ホールＩＣ２２およびホールＩＣ２３へと信号を出すことができるようになる。

本発明の一実施例の変形例としては、次のようなものがある。なお、この変形例においても、本発明の効果をそうすることができる。

変形例１：本発明の第１実施例においては、ロータの磁石とは別の磁石２１を設けた。しかし、このロータの磁石が、ホールＩＣ２２とホールＩＣ２３と対向する位置に配置するようにしても良い。このようにすれば、ロータの磁石以外に、別の磁石を設ける必要がなくなる。

変形例２：第１ホールＩＣ２３は、１つのみであったが、複数設けるようにしても良い。このようにすれば、操作部４Ａの操作を精度良く検出することができるようになる。

１ 電動ドライバ、２ ハウジング、３ モータ、４ レバー、１２ 出力軸、２０ 冷却ファン、２１ 磁石、２２ ホールＩＣ、２３ ホールＩＣ、３０ 電源コード、３１ 電源コード、３２ インバータ回路基板

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、を有するモータと、
   前記ロータに固定される磁石と、を有する電動工具であって、
   前記磁石に対向する位置に、前記モータの回転を検出する第１の磁気検出素子と、スイッチをオンオフするための第２の磁気検出素子を設けたことを特徴とする電動工具。
2. 前記磁石を前記ロータに固定されるファンに固定したことを特徴とする請求項１記載の電動工具。
3. 前記ハウジングの前部より前記ロータに接続される出力軸が突出しており、
   前記磁石の後方に、前記第１の磁気検出素子および前記第２の磁気検出素子を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の電動工具。