特開2018-202499(P2018-202499A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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  • 特開2018202499-電動工具 図000003
  • 特開2018202499-電動工具 図000004
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2018-202499(P2018-202499A)
(43)【公開日】2018年12月27日
(54)【発明の名称】電動工具
(51)【国際特許分類】
   B25F 5/00 20060101AFI20181130BHJP
   B25B 23/14 20060101ALI20181130BHJP
   B25B 21/00 20060101ALI20181130BHJP
【FI】
   B25F5/00 G
   B25B23/14 610K
   B25B21/00 510D
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
【全頁数】5
(21)【出願番号】特願2017-107099(P2017-107099)
(22)【出願日】2017年5月30日
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックIPマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100123102
【弁理士】
【氏名又は名称】宗田 悟志
(72)【発明者】
【氏名】村上 弘明
(72)【発明者】
【氏名】本田 亜紀子
(72)【発明者】
【氏名】水野 光政
【テーマコード(参考)】
3C038
【Fターム(参考)】
3C038BC04
3C038CA07
3C038EA05
(57)【要約】
【課題】回転検出部の小型化に寄与する技術を提供する。
【解決手段】電動工具1は、モータを有するモータユニット4と、モータの回転出力を先端工具に伝達する駆動ブロック5と、モータの回転角度を検出する磁気式の回転検出部12とを備える。回転検出部12は、モータシャフト9bに取り付けられた磁石26を有する回転体20と、回転体20の回転位置に応じた回転位置信号を出力する位置検出部30を有する。回転体20および位置検出部30の少なくとも一方は、バックヨーク構造を有する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータと、
前記モータの回転出力を先端工具に伝達する伝達機構と、
前記モータの回転角度を検出する磁気式の回転検出部と、を備えた電動工具であって、
前記回転検出部は、前記モータのモータシャフトに取り付けられた磁石を有する回転体と、前記回転体の回転位置に応じた回転位置信号を出力する位置検出部とを有し、
前記回転体および前記位置検出部の少なくとも一方は、バックヨーク構造を有する、
ことを特徴とする電動工具。
【請求項2】
前記回転体は、前記磁石を固定する固定用ブッシュを有し、
前記固定用ブッシュは磁性材料で形成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の電動工具。
【請求項3】
前記回転体と対向する前記位置検出部の面の裏側に、バックヨークである磁性体が配置される、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電動工具。
【請求項4】
前記回転体の前記磁石が、前記モータシャフトと接触する、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電動工具。
【請求項5】
前記回転検出部は、磁性材料で形成された磁気シールドにより囲まれる、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の電動工具。
【請求項6】
前記位置検出部が、前記モータに対して固定される、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モータの回転角度を検出する回転検出部を備えた電動工具に関する。
【背景技術】
【0002】
穴あけ作業やねじ類の締付作業に用いられる手持ち式の電動工具は、小型化および軽量化のために、ビルトイン式モータを使用することが多い(たとえば特許文献1〜3)。ビルトイン式モータは、モータの構成要素をハウジングの内周面に突設されたリブ部材に直接組み付けることで構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−136607号公報
【特許文献2】特開2006−972号公報
【特許文献3】特開2012−71360号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
インパクト回転工具などの電動工具では、モータの回転角度から締付トルクを推定する制御が実施される。締付トルクの推定精度を高めるためには、モータの回転角度を高精度に検出する回転検出部を電動工具に設けることが必要であるが、電動工具はユーザが手に持って使用するものであるため、回転検出部の小型化に対する要請は大きい。
【0005】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、モータの回転角度を検出する回転検出部の小型化に寄与する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の電動工具は、モータと、モータの回転出力を先端工具に伝達する伝達機構と、モータの回転角度を検出する磁気式の回転検出部と、を備えた電動工具であって、回転検出部は、モータのモータシャフトに取り付けられた磁石を有する回転体と、回転体の回転位置に応じた回転位置信号を出力する位置検出部とを有する。回転体および位置検出部の少なくとも一方は、バックヨーク構造を有する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、モータの回転角度を検出する回転検出部の小型化に寄与する技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】実施形態に係る電動工具の一部断面概要図である。
図2】回転体およびモータシャフトの断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図1は、本発明の実施形態に係る電動工具の一部断面概要図を示す。電動工具1はハウジング2を備え、モータユニット4がハウジング2に内装される。モータユニット4は、ステータ、およびモータシャフト9と一体化したロータをハウジング2に組み付けることで機能するビルトイン式モータとして構成され、モータケースを有しないことで電動工具1の小型化および軽量化に貢献する。以下、モータユニット4の前方側のモータシャフト9を「モータシャフト9a」、後方側のモータシャフト9を「モータシャフト9b」と呼ぶ。モータシャフト9aには、遠心ファンである冷却ファン3が固定される。
【0010】
駆動ブロック5は、モータの回転出力を先端工具に伝達する伝達機構を備える。具体的に駆動ブロック5は、モータシャフト9aの回転出力を出力軸6に伝達する動力伝達機構を備え、動力伝達機構は、モータシャフト9aに取り付けられたピニオンギヤに噛み合う遊星歯車減速機構を有してよい。電動工具1がインパクト回転工具である場合、動力伝達機構は、出力軸6に間欠的な回転衝撃力を発生させるインパクト機構を含む。出力軸6にはチャック機構7が連結し、ドリルやドライバなどの先端工具を着脱可能とする。ハウジング2のグリップ部には、作業者により操作される操作スイッチ8が設けられ、作業者が操作スイッチ8を引くとモータユニット4におけるロータが回転して、出力軸6が先端工具を駆動する。
【0011】
モータユニット4はインナーロータ型のブラシレスモータであって、複数の永久磁石を有するロータがステータの内側で回転する。モータユニット4の構成要素であるロータおよびステータは、それぞれ別個独立にハウジング2に固定される。ハウジング2は、電動工具1の回転軸線中心を横切る垂直面で2分される一対の(左右の)半割れハウジング部材から構成される。モータユニット4のハウジング2への組付は、一方のハウジング部材に、ステータおよびモータシャフト9の第1軸受10a、第2軸受10bを組み込み、他方のハウジング部材をかさねて、一対のハウジング部材をねじ締め等で結合することで行われる。
【0012】
モータユニット4の後方には、モータの回転角度を検出する磁気式の回転検出部12が設けられる。回転検出部12は、モータシャフト9bに取り付けられた回転体20と、回転体20の回転位置に応じた回転位置信号を出力する位置検出部30とを有する。回転体20は磁石26を有する。
【0013】
回転検出部12は、磁気式エンコーダとして構成され、回転体20は、磁石26を固定する固定用ブッシュ27を備える。位置検出部30はセンサ基板上に設けられ、磁力の変化を検出する磁気センサを含んで構成される。固定用ブッシュ27は、磁石26を位置検出部30に対向するように保持する。モータ回転角度の検出精度を高めるために、回転体20および位置検出部30の間隔は狭く設定され、たとえば両者の間隔は約2mmである。位置検出部30は、モータ回転を制御する制御部(図示せず)に、回転体20の回転位置に応じた回転位置信号を出力する。
【0014】
位置検出部30は支持部材14により、モータユニット4のステータ側に固定される。回転体20をモータシャフト9bに固定し、且つ位置検出部30をモータユニット4に固定することで、回転体20および位置検出部30の組付精度を高めることができ、回転体20および位置検出部30の間隔を所定値に高精度に設定できる。また位置検出部30をハウジング2に固定する場合と比べると、位置検出部30をモータユニット4に固定することで、ハウジング2の変形に対して回転体20および位置検出部30の相対位置が影響を受けにくく、信頼性の高い回転検出部12を実現できる。
【0015】
実施形態の電動工具1において、回転体20および位置検出部30の少なくとも一方は、バックヨーク構造を有する。回転検出部12がバックヨーク構造を有することで、回転体20および位置検出部30の間の磁力を大きくでき、磁石26の小型化を実現できる。
【0016】
位置検出部30にバックヨーク構造をもたせるために、回転体20と対向する位置検出部30の面の裏側に、バックヨークである磁性体31が配置される。位置検出部30の裏面に磁性体31を配置することで、回転体20および位置検出部30の間の磁力を大きくでき、磁石26の小型化を実現できる。
【0017】
図2は、回転体20およびモータシャフト9bの断面を示す。回転体20は開口21を有し、実施形態のモータシャフト9bは回転体20の開口21に圧入固定される。なおモータシャフト9bと回転体20とはねじ締めにより固定されてもよい。
【0018】
固定用ブッシュ27の磁石固定面には、磁石26の一端面側を嵌合する凹部が形成され、磁石26は、凹部に嵌合されて固定される。なお磁石26は、固定用ブッシュ27の凹部に相対回転不能に嵌合する形状を有して、凹部に相対回転不能に嵌合することが好ましい。磁石26は凹部に接着剤で固定される。
【0019】
回転体20にバックヨーク構造をもたせるために、固定用ブッシュ27を磁性材料で形成して、バックヨークとして機能させてよい。また磁性体であるモータシャフト9bと磁石26とを接触させて、モータシャフト9bをバックヨークとして機能させてもよい。回転体20において、固定用ブッシュ27およびモータシャフト9bのいずれか一方をバックヨークとして機能させてもよく、また双方をバックヨークとして機能させてもよい。これにより磁石26の小型化を実現できる。
【0020】
回転検出部12は、磁性材料で形成された磁気シールドにより囲まれてもよい。これにより回転検出部12が、外部磁界の影響を受けにくくし、モータ回転角度の検出精度を高めることができる。図1に示すように、位置検出部30は支持部材14によりモータユニット4のステータ側に固定されているが、支持部材14が、回転検出部12を囲むように磁性材料で形成されることで、回転検出部12を取り囲む支持部材14を、磁気シールドとして機能させることができる。なお回転検出部12を取り囲む磁気シールドは、ハウジング2から突設するリブ部材によって形成されてもよい。
【0021】
以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【0022】
本発明の態様の概要は、次の通りである。
本発明のある態様の電動工具(1)は、モータ(4)と、モータの回転出力を先端工具に伝達する伝達機構(5)と、モータの回転角度を検出する回転検出部(12)とを備える。回転検出部(12)は、モータのモータシャフト(9b)に取り付けられた磁石(26)を有する回転体(20)と、回転体の回転位置に応じた回転位置信号を出力する位置検出部(30)とを有する。回転体(20)および位置検出部(30)の少なくとも一方は、バックヨーク構造を有することが好ましい。
【0023】
回転体(20)は、磁石(26)を固定する固定用ブッシュ(27)を有し、固定用ブッシュは磁性材料で形成されることが好ましい。回転体(20)と対向する位置検出部(30)の面の裏側に、バックヨークである磁性体(31)が配置されることが好ましい。回転体(20)の磁石(26)が、モータシャフト(9b)と接触してもよい。回転検出部(30)は、磁性材料で形成された磁気シールドにより囲まれることが好ましい。位置検出部(30)はモータ(4)に対して固定されてもよい。
【符号の説明】
【0024】
1・・・電動工具、2・・・ハウジング、4・・・モータユニット、5・・・駆動ブロック、6・・・出力軸、9a,9b・・・モータシャフト、10a・・・第1軸受、10b・・・第2軸受、12・・・回転検出部、20・・・回転体、26・・・磁石、27・・・固定用ブッシュ、30・・・位置検出部、31・・・磁性体。
図1
図2