JP5582337B2

JP5582337B2 - 電動工具

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Publication number: JP5582337B2
Application number: JP2010102469A
Authority: JP
Inventors: 英之谷本
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2010-04-27
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2030-04-27
Also published as: JP2011230229A

Description

本発明は電動工具に関し、特に高張力ボルトを締め付けるボルト締付機に関する。

従来から、橋梁、鉄骨建築物等の工事において、構造材料同士を接合する方法として、高張力ボルトを用いた摩擦接合による施工方法がある。この高張力ボルトを締結する工具としては、特許文献１に記載されているボルト締付機が例示される。

図１３に示す従来のシャーレンチ１０１においては、電源コード１２５が図示せぬ電源と接続しトリガ１２１Ａが押下されることにより、モータハウジング１０２内の整流子モータ１０３が回転する。この回転力が回転駆動伝達機構１０４によってインナーソケット１６１及びアウターソケット１６３に伝達し、図示せぬ高張力ボルトのチップとナットとに係合して、互いに逆回転することにより図示せぬ高張力ボルトを締結する。

特開２００４―００１２３３

上述のシャーレンチ１０１は、高所の作業で使用されることが多いため、シャーレンチ１０１の小型化に対するニーズがあった。特に、整流子モータ１０３の出力軸の延出方向における厚み（積厚）が厚いことにより締結材料からの突出部分とモータハウジング１０２とが干渉することがあった。その場合には、作業者は突出部分とモータハウジング１０２との干渉を避けるために、シャーレンチ１０１を垂直方向から傾けて使用する必要があり、作業性が悪くなっていた。

そこで本発明は、モータハウジングの延出方向のサイズを小型化した電動工具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、ブラシレスモータを収容するモータハウジングと、該モータハウジングと接続されるハンドルハウジングと、該モータハウジングと接続され、該ブラシレスモータにより駆動される駆動力伝達部を収容するギヤケースと、を備え、該ブラシレスモータを駆動するためのスイッチング素子が設けられる基板を、該モータハウジングの外周面と該ハンドルハウジングの内周面との間に収容したことを特徴とする電動工具を提供している。

これらのような構成の電動工具によれば、従来の整流子モータよりも小型化されたブラシレスモータを採用するとともに、ブラシレスモータを制御するための基板をモータハウジングの外周面とハンドルハウジングの内周面との間に収容したことにより、モータハウジングの延出方向のサイズを小さくすることができる。

さらに、該ハンドルハウジングは、該モータハウジングの外周面の一部に被さり、該基板を収容する基板収容部を有することが好ましい。

さらに、該モータハウジング及び該ハンドルハウジングの一方は吸気口を有するとともに、他方は排気口を有し、該モータハウジングは該ハンドルハウジングの該基板を収容する部分に連通する通路を有し、該ブラシレスモータの出力軸に取付けられたファンの回転によって該吸気口から取込まれた空気は、該ブラシレスモータと該基板とを冷却するように該通路を介して流れて該排気口から排出されるように構成したことが好ましい。

このような構成の電動工具によれば、振動が発生するブラシレスモータ及び出力部と基板とは互いに別のハウジングに収納されているため、基板に伝わる振動を軽減することができる。

また、本発明は、ハウジングと、該ハウジングから一方向に延出するモータハウジングと、該モータハウジング内に収容され該一方向に延びる出力軸を有するブラシレスモータと、該ハウジング内に収容され、該一方向と交わる向きに延び、ブラシレスモータの該出力軸により駆動される駆動力伝達部と、該ハウジングの該駆動力伝達部の延出方向の端部に設けられ、該駆動力伝達部によって回転駆動される出力部と、該ハウジングから該一方向に延出し、該モータハウジングに対して反出力部側に位置するハンドル部と、該ブラシレスモータを制御するために、該ハンドル部内であって該ハンドル部の延出方向の端部に配置された略矩形状の基板と、を有することを特徴とする電動工具をさらに提供する。

このような構成の電動工具によれば、従来の整流子モータよりも小型化されたブラシレスモータを採用するとともに、ブラシレスモータを制御するための基盤がハンドル部の一方向の端部に配置されているため、モータハウジングの延出方向のサイズを小さくすることができ、モータハウジングが被加工部材からの突起などと当接するのを避けることができる。

さらに、該ハンドル部の該一方向の端面から該ブラシレスモータ駆動のための電源ケーブルが接続されており、該ハンドル部内には、該ブラシレスモータへの電源の供給と遮断とを切り替えるトリガスイッチが設けられていて、該モータハウジングと該ハンドル部とは該一方向端部で接続していることが好ましい。

このような構成の電動工具によれば、ハンドル部の一方向の端面に電源ケーブルが接続され、ハンドル部内にトリガスイッチが設けられていて、モータハウジングとハンドル部とは一方向端部で接続しているため、基板の近傍にブラシレスモータ、トリガスイッチ、電源ケーブルが位置することとなり、ハンドル部内及びモータハウジング内の配線を効率的に行うことができる。

本発明の電動工具によれば、モータハウジングの延出方向のサイズを小型化した電動工具を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るボルト締付機の側面断面図。本発明の第１の実施の形態に係るボルト締付機であって高張力ボルトと嵌合した状態のソケット部近傍の部分断面図。本発明の第１の実施の形態に係るボルト締付機であって高張力ボルトを締め付けた状態のソケット部近傍の部分断面図。本発明の第１の実施の形態に係るボルト締付機の正面図。本発明の第１の実施の形態に係るボルト締付機の図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図。本発明の第２の実施の形態に係るボルト締付機の側面断面図。本発明の第２の実施の形態に係るボルト締付機の側面図。本発明の第２の実施の形態に係るボルト締付機の正面部分断面図。本発明の第２の実施の形態に係るボルト締付機の正面図。本発明の第２の実施の形態に係るボルト締付機の底面図。本発明の第３の実施の形態に係るボルト締付機の側面部分断面図。本発明の第３の実施の形態に係るボルト締付機の正面図。従来のボルト締付機の断面図。

本発明の第１の実施の形態に係る電動工具について図１から５に基づき説明する。以下、電動工具の一例として、ボルト締付機をもとに説明する。ボルト締付機たるシャーレンチ１は、ハウジング２と、ブラシレスモータ３と、回転駆動伝達機構４と、ボルトチップ排出機構５と、ソケット部６とから構成される。

ハウジング２は、シャーレンチ１の外郭を成し、主にモータハウジング２Ａと、ギヤケース２Ｂと、ハンドルハウジング２Ｃとから構成されている。モータハウジング２Ａは、ギヤケース２Ｂの長手方向と略直交する方向にギヤケース２Ｂから延出されて構成されている。以下、ギヤケース２Ｂからモータハウジング２Ａが延出される方向を下方向と定義し、反対側を上方向と定義する。ギヤケース２Ｂの長手方向であってギヤケース２Ｂに対してソケット部６が設けられている方向を前方向と定義し、反対側を後方向と定義する。上下方向、前後方向と直交する方向（図１の紙面と直交する方向）を左右方向と定義する。

モータハウジング２Ａは、上下方向に延びる筒状の樹脂部材によって構成されていて、上部に第１排気口２ｂが形成され、下部に複数の吸気口２ａが形成されている。モータハウジング２Ａは、ハンドルハウジング２Ｃの前側にギヤケース２Ｂから下側に延出しており、その内部にはブラシレスモータ３が内蔵されている。ブラシレスモータ３は、上下方向に延びる回転軸３１と、冷却ファン３２と、制御基板３３と、ローター３５と、ステーター３６とから主に構成される。冷却ファン３２は回転軸３１上に同軸的に固定されている。制御基板３３は、ブラシレスモータ３の下方に設けられていて、制御基板３３上にはローター３５の位置検出のためのホール素子３３Ａなどが設けられている。回転軸３１の先端には上方に延びる出力軸３１Ａが設けられており、出力軸３１Ａにはピニオンギヤ３１Ｂが形成されている。回転軸３１はモータベアリング３４に回転可能に支承されている。

図５に示すように、ローター３５は回転軸３１に同軸的に固定されており、４つの永久磁石３５Ａが設けられている。ステーター３６は、モータハウジング２Ａの内周面に設けられた複数のリブに支持されるとともに、６つのコイル３６Ａを有し、それぞれのコイル３６Ａの間には空隙３６ａが形成されている。ステーター３６の外周面とモータハウジング２Ａとの間にも隙間３６ｂが形成されている。この空隙３６ａ及び隙間３６ｂを冷却ファン３２による冷却風が流れることにより、ブラシレスモータ３が冷却される。

ギヤケース２Ｂはアルミ製（金属製）であって、内部に、回転駆動伝達機構４と、ボルトチップ排出機構５等が内蔵されている。回転駆動伝達機構４は前後方向に延び、ギヤ機構７と、遊星ギヤ機構８とにより構成される。ギヤケース２Ｂ内の後部には、ロッドカバー２４が配置されている。ロッドカバー２４には、後述のロッド５１の後端部が挿入される挿入孔２４ａが前後方向に貫通して形成される。挿入孔２４ａは、その内径が後述のロッド５１の外径より僅かに大きくなるように形成されている。図４に示すように、ギヤケース２Ｂとモータハウジング２Ａとは、ネジ（ビス）２９で互いに固定されている。

ギヤ機構７は、遊星ギヤ機構８とブラシレスモータ３との間に介在しており、ピニオンギヤ３１Ｂと噛合する第一ギヤ７１と、第一ギヤ７１に噛合する第二ギヤ部７２と、第二ギヤ部７２と噛合する第三ギヤ部７３とから主に構成されている。第一ギヤ７１は平ギヤであり、回転軸３１の回転軸と平行な回転軸を有し、ハウジング２に回転可能に支持されている。第二ギヤ部７２は、平ギヤであり第一ギヤ７１と噛合する第二ギヤ７２Ａと第二ギヤ７２Ａと同軸一体回転する第一傘歯ギヤ７２Ｂとを有している。第二ギヤ部７２の回転軸は、第一ギヤ７１と平行で、ハウジング２にベアリングを介して回転可能に支承されている。また第二ギヤ部７２には、内部に後述のプレートロッド５５が挿通される孔が上下方向に貫通している。第三ギヤ部７３は、傘歯ギヤであり第一傘歯ギヤ７２Ｂと噛合する第二傘歯ギヤ７３Ａと、第二傘歯ギヤ７３Ａの前側に位置し第二傘歯ギヤ７３Ａと同軸一体回転する第一太陽ギヤ７３Ｂとを有している。第３ギヤ部７３は、ベアリングを介してロッドカバー２４に回転可能に支承されている。第三ギヤ部７３は、その回転軸中心位置に前後方向に貫通する貫通孔が形成され、後述のロッド５１が挿入されている。

遊星ギヤ機構８は、第一遊星ギヤ８１、第二遊星ギヤ８２、第三遊星ギヤ８３、及びこれら第一〜第三遊星ギヤ８１〜８３のリングギヤとなる外周部８Ａとから構成されている。第一遊星ギヤ８１は、第三ギヤ部７３の前方に配置され、第一太陽ギヤ７３Ｂを太陽ギヤとし外周部８Ａをリングギヤとして公転しており、第一太陽ギヤ７３Ｂの回転を減速して出力する第二太陽ギヤ８１Ａを有している。第二遊星ギヤ８２は、第一遊星ギヤ８１の前方に配置され、第二太陽ギヤ８１Ａを太陽ギヤとし外周部８Ａをリングギヤとして公転しており、第二太陽ギヤ８１Ａの回転を減速して出力する第三太陽ギヤ８２Ａを有している。第三遊星ギヤ８３は、第二遊星ギヤ８２の前方に配置され、第三太陽ギヤ８２Ａを太陽ギヤとし外周部８Ａをリングギヤとして公転しており、第三太陽ギヤ８２Ａの回転を減速して出力する出力部８３Ａを有している。

出力部８３Ａは前端が開口しており、内部に後述のインナーソケット６１を収容可能であって後述するウエイト５２が収容されているソケット収容空間８３ａを有している。ソケット収容空間８３ａの内周には、前後方向に延びる複数の凹部から構成されるスプライン受部８３Ｂが設けられている。また内周において、前端部分には後述の押さえボール６１Ｃを受入れ可能なボール受部８３ｂが形成されている。第一〜第三遊星ギヤ８１〜８３には、それぞれ前後方向に貫通する貫通孔が形成されており、第三遊星ギヤ８３の貫通孔はソケット収容空間８３ａ内に開口し、第一遊星ギヤ８１の貫通孔の後端は第一太陽ギヤ７３Ｂ前端側に開口し、第三ギヤ部７３の貫通孔に連通している。

外周部８Ａは、第一〜第三遊星ギヤ８１〜８３とのそれぞれと噛合するギヤを有し、第三遊星ギヤ８３にベアリングを介して支持されている。故に外周部８Ａは、ハウジング２に対して回転可能であると共に前後動不能である。

ボルトチップ排出機構５は、ロッド５１と、ウエイト５２と、ウエイト５２を前方に付勢するウエイト付勢バネ５３と、バネ５４と、プレートロッド５５と、プレート５６とから主に構成されている。ロッド５１は、外径が挿入孔２４ａより略小径の棒状に構成されており、先端がウエイト５２に固定される。ロッド５１の後端側には凹部５１ａが形成され、凹部５１ａを含む後端がソケット収容空間８３ａ内から第一〜第三遊星ギヤ８１〜８３に形成された貫通孔、及び第三ギヤ部７３に形成された貫通孔を貫通して、挿入孔２４ａ内に配置されている。ウエイト５２は、ウエイト付勢バネ５３を受ける座部５２Ａと、座部５２Ａの前端に位置してロッド部の先端を構成する付勢部５２Ｂとから構成されており、ソケット収容空間８３ａ内に配置されている。ウエイト付勢バネ５３は、ソケット収容空間８３ａ内に配置され、前端が座部５２Ａに着座すると共に後端がソケット収容空間８３ａの後端面に着座してウエイト５２を前側へと付勢している。

ギヤケース２Ｂの後方に位置するバネ５４は、ロッドカバー２４に支持されている。プレートロッド５５は棒状に構成されており、第二ギヤ部７２に形成された孔内に長手方向を上下方向として配置されており、上端が後述のプレート５６の一端と当接可能であり、下端が後述のレバー２３と当接可能な位置に配置されている。

プレート５６は、バネ５４とプレートロッド５５との間に設けられていて、バネ５４によって下側に付勢されている。プレート５６には挿入孔２４ａより僅かに大きい貫通孔５６ａが形成されており、ロッド５１が挿通可能となっている。図１に示す状態（レバー２３が回動していない状態）では、貫通孔５６ａの中心と挿入孔２４ａの中心はずれていて、プレート５６の一部が挿入孔２４ａの一部を塞いでいる。この状態でレバー２３が引かれて上方に回動することにより、プレートロッド５５がレバー２３に押されて上方へ移動し、プレート５６はバネ５４に抗って上方へと移動する。プレート５６が上方へと移動することにより貫通孔５６ａの中心と挿入孔２４ａの中心とが一致する。

ソケット部６は主にインナーソケット６１とソケット付勢バネ６２とアウターソケット６３とから構成されている。インナーソケット６１は、スプライン部６１Ａと、チップ付勢部６１Ｂと、押さえボール６１Ｃとを有し、ソケット収容空間８３ａ内に収容可能に構成されている。インナーソケット６１の前方にはチップ保持空間６１ａが形成されている。インナーソケット６１の外周面における前後方向の略中心位置に、後述のインナーソケット規制部材６３Ａと当接する段部が設けられている。

図２に示すように、チップ保持空間６１ａはインナーソケット６１前端に開口して高張力ボルト１１のボルトチップ１１Ａ（ｂｏｌｔｔｉｐ）を収容・保持する構成を採っており、内周面にボルトチップ１１Ａのスプライン形状と嵌合するスプライン溝が形成されている。故にインナーソケット６１とボルトチップ１１Ａとは共回りすることが可能になる。インナーソケット６１においてチップ保持空間６１ａの底面となる部分には、ウエイト５２の付勢部５２Ｂが貫通してチップ保持空間６１ａ内に突出可能な開孔６１ｂが形成されている。またインナーソケット６１において開孔６１ｂの後方には、ウエイト５２の座部５２Ａを収容可能な座部収容空間６１ｃが形成されている。

スプライン部６１Ａは、インナーソケット６１外周の後端側に設けられており、ソケット収容空間８３ａ内のスプライン受部８３Ｂと係合している。これにより、インナーソケット６１は出力部８３Ａに対して前後動可能かつ回転不能となり、インナーソケット６１は出力部８３Ａと一体回転する。

チップ付勢部６１Ｂは、チップ保持空間６１ａ内周面に開口する孔内に配置されたボールと該ボールを付勢するバネとから構成されている。このボールがバネにより付勢されてチップ保持空間６１ａ内に突出することによりチップ保持空間６１ａ内に収容されたボルトチップ１１Ａと当接してボルトチップ１１Ａを保持することができる。

押さえボール６１Ｃは、インナーソケット６１の外周面と座部収容空間６１ｃ内周面とを貫通する孔内に上下方向に移動可能に配置されている。座部５２Ａが座部収容空間６１ｃ内に収容された状態で、押さえボール６１Ｃが座部５２Ａ外周と当接してインナーソケット６１外周面から突出する構成を採っている。よってインナーソケット６１が出力部８３Ａの前方に位置した状態で座部５２Ａが座部収容空間６１ｃ内に位置することにより（図１に示す状態）、押さえボール６１Ｃの一部がインナーソケット６１外周面より突出してボール受部８３ｂに挿入される。この状態でインナーソケット６１をソケット収容空間８３ａ内に挿入しようとしても、ボール受部８３ｂに受入れられた押さえボール６１Ｃの一部がスプライン受部８３Ｂに引っ掛かるため、インナーソケット６１の後方への移動が規制される（図３に示す状態）。座部５２Ａを座部収容空間６１ｃから退出させることにより、押さえボール６１Ｃが座部収容空間６１ｃ内に突出可能になると共にボール受部８３ｂから退出可能になり、インナーソケット６１の後方への移動が可能になる（図２に示す状態）。

ソケット付勢バネ６２は、内部にウエイト５２及びウエイト付勢バネ５３を収容した状態でソケット収容空間８３ａに収容される。ソケット付勢バネ６２は、前端がインナーソケット６１に当接し、後端がソケット収容空間８３ａの後端面に当接するように構成されている。ソケット付勢バネ６２によりインナーソケット６１は前方へと付勢される。

アウターソケット６３は、外周部８Ａの前端部分に装着されて外周部８Ａと一体回転し、ナット保持空間６３ａが形成され、インナーソケット規制部材６３Ａを備えている。ナット保持空間６３ａは、アウターソケット６３前端に開口して内部にナット１２と係合可能である。故にアウターソケット６３とナット１２とは共回りすることができる。インナーソケット規制部材６３Ａはナット保持空間６３ａの後端面位置に規定されており、インナーソケット６１の前端部分のみが挿通可能な開孔６３ｂを有している。インナーソケット６１の前端部分が開孔６３ｂを貫通した状態では、インナーソケット６１の段部がインナーソケット規制部材６３Ａに当接するため、インナーソケット規制部材６３Ａによってインナーソケット６１がソケット付勢バネ６２の付勢力によりナット保持空間６３ａ内に脱落することを防止している。

ハンドルハウジング２Ｃは左右方向の中央から２つに分断される２つ割ハウジングであって、左右それぞれのハンドルハウジングは図４の一点鎖線に対して線対称になるように構成される。ハンドルハウジング２Ｃは断面形状略コ字状であって、上部でネジ（ビス）２６によってギヤケース２Ｂに固定されており、下部でネジ（ビス）２７によってモータハウジング２Ａの下端部に固定されている。また、ネジ（ビス）２８にて左右方向逆側に位置する２つ割のハンドルハウジング２Ｃと固定されている。ハンドルハウジング２Ｃ内には、回路基板収容空間２ｃが形成されており、回路基板収容空間２ｃ内にブラシレスモータ３を制御する回路基板２２が配置されている。ハンドルハウジング２Ｃの内部には、冷却ファン３２が収容されている空間と回路基板収容空間２ｃとを繋ぐ通路２ｄが形成されている。ハンドルハウジング２Ｃの後面には、複数の第２排気口２ｅが形成されていて、冷却ファン３２からの冷却風は通路２ｄを通って第２排気口２ｅより外部に排出される。ハンドルハウジング２Ｃにはブラシレスモータ３への電源の供給を切替えるトリガ２１が設けられており、下部からは、図示せぬ外部電源に接続される電源コード２５が延出している。

回路基板２２は、回転駆動伝達機構４が延びる前後方向のソケット部６が設けられている側とは反対側の端部に配置される。回路基板２２は略長方形であって上下左右方向に延び、ハンドルハウジング２Ｃ内面から突出する支持部２Ｆ及び図示せぬリブによって支持されている。回路基板２２の前面には、複数のスイッチング素子２２Ａと、マイクロコンピュータ２２Ｂとが配置されている。スイッチング素子２２Ａは、基板に形成された図示せぬ孔を通るネジによって、基板に固定されている。スイッチング素子２２Ａ及びマイクロコンピュータ２２Ｂは、高い熱伝導率を有する伝熱部材２２Ｃによってギヤケース２Ｂに接続されている。スイッチング素子２２Ａ及びマイクロコンピュータ２２Ｂの発熱は伝熱部材２２Ｃを介してギヤケース２Ｂに伝達されるため、スイッチング素子２２Ａ及びマイクロコンピュータ２２Ｂの冷却効率を上げることができる。

通路２ｄ内にはレバー２３が配置され、その一部がハンドルハウジング２Ｃの外部に突出している。レバー２３は、ボルトチップ排出機構５を操作するためのものであり、作業者に引かれることにより上方へと回動して、プレートロッド５５をバネ５４の付勢力に抗して上方に移動させる。

次にシャーレンチ１の高張力ボルト１１締め付け動作について説明する。高張力ボルト１１及びナット１２（図２）をチップ保持空間６１ａ及びナット保持空間６３ａに挿入していない状態においては、図１に示されるように、インナーソケット６１がソケット付勢バネ６２により前方へと付勢されてインナーソケット６１の前端部分がナット保持空間６３ａ内に突出している。またウエイト５２及びロッド５１がウエイト付勢バネ５３により前方へと付勢されて座部５２Ａが座部収容空間６１ｃ内に収容されると共に付勢部５２Ｂがチップ保持空間６１ａ内に突出している。

図２に示されるように、被加工部材たる鋼板Ｓに高張力ボルト１１及びナット１２を仮止めした状態で、ボルトチップ１１Ａをチップ保持空間６１ａ内に挿入すると共にナット１２をナット保持空間６３ａ内に挿入する。ボルトチップ１１Ａをチップ保持空間６１ａに収容することにより、ボルトチップ１１Ａが付勢部５２Ｂに当接し、ウエイト付勢バネ５３の付勢力に抗してロッド５１及びウエイト５２を後方へ移動させる。これによって、座部５２Ａが座部収容空間６１ｃ内から退出するため、インナーソケット６１がアウターソケット６３に対して後方へと移動可能になる。この状態で、ナット１２がナット保持空間６３ａ内に挿入されることにより、ナット１２がインナーソケット６１に当接し、ソケット付勢バネ６２の付勢力に抗してインナーソケット６１及びウエイト５２、ロッド５１が後方へと移動する。この移動に伴ってロッド５１の後端部分に位置する凹部５１ａがプレート５６の貫通孔５６ａに引っ掛かり、ウエイト５２、ロッド５１の前方への移動が規制される。

この状態でトリガ２１を引くことによりブラシレスモータ３が駆動して冷却ファン３２も回転する。これにより、吸気口２ａから吸入された冷却風は制御基板３３、ホール素子３３Ａ、及びブラシレスモータ３を冷却する。そして、その一部は第１排気口２ｂにより外部に排出されるが、残りの冷却風は通路２ｄを通過して回路基板２２上のスイッチング素子２２Ａ及びマイクロコンピュータ２２Ｂを冷却し、第２排気口２ｅから外部に排出される。

同時に、ブラシレスモータ３の駆動力が回転駆動伝達機構４を介してソケット部６に伝達し、アウターソケット６３に対しインナーソケット６１を相対回転させる。そして、高張力ボルト１１に対してナット１２を締め付け、更にブラシレスモータ３を駆動して図３に示されるように、ボルトチップ１１Ａを高張力ボルト１１からネジ切るように剪断する。この剪断により、高張力ボルト１１に対してナット１２を所定のトルクで締め付けることが可能になる。

高張力ボルト１１にナット１２を締め付けた後に、シャーレンチ１を高張力ボルト１１から外すと、インナーソケット６１はソケット付勢バネ６２により前方へと付勢されるが、ウエイト５２はロッド５１の凹部５１ａが貫通孔５６ａに引っ掛かることで前方への移動が規制されているため、ナット１２を締め付けた状態の位置と同じ位置に止まる。よって図３に示されるように、インナーソケット６１からウエイト５２までの間に隙間が発生する。またチップ保持空間６１ａに収容されているボルトチップ１１Ａは、チップ付勢部６１Ｂにより付勢されているため、チップ保持空間６１ａから脱落することが抑制されている。

この状態でレバー２３を引き、バネ５４の付勢力に抗ってプレート５６を上方へと移動させることにより、貫通孔５６ａと凹部５１ａとの引っ掛かりが解かれる。ウエイト付勢バネ５３の付勢力によりウエイト５２が瞬間的に前進して付勢部５２Ｂがチップ保持空間６１ａ内のボルトチップ１１Ａに接触し、ボルトチップ１１Ａをチップ保持空間６１ａ内から叩き出し、次の締め付けに備えることができる。

上述のシャーレンチ１によると、前後方向に延びる回転駆動伝達機構４の延出方向端部に回路基板２２が配置されているため、シャーレンチ１の上下方向のサイズ（積厚）を小さくすることができる。

さらに、伝熱部材２２Ｃによってスイッチング素子２２Ａ及びマイクロコンピュータ２２Ｂとアルミ製のギヤボックス２Ｂとが繋がれているため、スイッチング素子２２Ａ及びマイクロコンピュータ２２Ｂを効率的に冷却することができる。

次に本発明の第２の実施の形態について図６から１０を参照しながら説明する。シャーレンチ２０１の回転駆動伝達機構４と、ボルトチップ排出機構５と、ソケット部６の構造は第１の実施の形態のシャーレンチ１と同一であるため、図示及び説明を省略する。また、第１の実施の形態と同一の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。

第２の実施の形態に係るシャーレンチ２０１のハウジング２０２は、モータハウジング２０２Ａ（図８，９）と、ギヤケース２０２Ｂと、モータハウジング２０２Ａの一部と重なるように構成されるハンドルハウジング２０２Ｃとから構成される。具体的には、図９に示すように、シャーレンチ２０１の正面から見て、モータハウジング２０２Ａの左側面はハンドルハウジング２０２Ｄと重なっている（点線がモータハウジング２０２Ａ）。

図８及び９に示すように、モータハウジング２０２Ａは、第１の実施の形態と同様に上下方向に延びる筒状の樹脂部材によって構成されていて、その内部にブラシレスモータ３が収容されている。モータハウジング２０２Ａの下面には、モータハウジング２０２Ａとハンドルハウジング２０２Ｃとを連通させる通路２０２ａが形成されている。通路２０２ａは、ブラシレスモータ３の回転軸３１の円周方向に並んで複数形成されていて、冷却ファン３２の回転により発生した冷却風が通過する。

ギヤケース２０２Ｂはアルミ製であって、前後方向に延びている。ギヤケース２０２Ｂから下方に向けて、モータハウジング２０２Ａ及びハンドルハウジング２０２Ｃが延出している。ギヤケース２０２Ｂからモータハウジング２０２Ａが延出する基部には、冷却ファン３２の冷却風を排出する排気口２０２ｂが左右それぞれ２箇所ずつの合計４箇所形成されている（図６，９）。排気口２０２ｂを前後方向にそれぞれ形成することで、冷却ファン３２の排気抵抗が低減されてより多くの冷却風を取り込むことができる。ギヤケース２０２Ｂとモータハウジング２０２Ａとは、ネジ（ビス）２０７で互いに固定されている（図６）。

ハンドルハウジング２０２Ｃは、左右方向の中央から２つに分断される２つ割ハウジングにより構成される。具体的には、ハンドルハウジング２０２Ｃは、左側の左ハンドルハウジング２０２Ｄと、右側の右ハンドルハウジング２０２Ｅとを組み合わせることにより構成される（図９）。左ハンドルハウジング２０２Ｄは、図７に示すように略コ字状に形成されていて、その前側部分にはモータハウジング２０２Ａの左側外周面を覆う回路基板収容部２０２Ｆが規定され、回路基板収容部２０２Ｆの後方にはトリガ２１が設けられるハンドル部２０２Ｇが規定される。回路基板収容部２０２Ｆには、複数の吸気口２０２ｃが形成されている。図８に示すように、回路基板収容部２０２Ｆ内には、略長方形の回路基板２２２がその延出方向がブラシレスモータ３の回転軸３１に沿うように配置されている。図７，９，１０の点線は、回路基板２２２及びスイッチング素子２２Ａ、マイクロコンピュータ２２Ｂの配置を示す。図８に示すように、回路基板２２２上のスイッチング素子２２Ａ及びマイクロコンピュータ２２Ｂは、基板からの突出方向が回転軸３１の半径方向外方向かうように、即ち回路基板２２２の吸気口２０２ｃ側に取付けられている。これにより、吸気口２０２ｃからの冷却風が直接スイッチング素子２２Ａやマイクロコンピュータ２２Ｂに当たるため、それらの冷却効率を上げることができる。回路基板２２２から延びる配線は、制御基板３３、後述のスイッチ機構２２６（図６）、及び電源ケーブル２５と接続している。回路基板２２２は、図示せぬ複数のリブによって左ハンドルハウジング２０２Ｄに支持されている。

ハンドル部２０２Ｇの内部には、トリガ２１の押下に連動してブラシレスモータ３への電源の切替えを行うスイッチ機構２２６が内蔵されている。左ハンドルハウジング２０２Ｄは、ネジ（ビス）２０３によってモータハウジング２０２Ａに固定されている。また、左ハンドルハウジング２０２Ｄは複数のネジ（ビス）２０４にて右ハンドルハウジング２０２Ｅと固定され（図７）、ネジ（ビス）２０５（図１０）及びネジ（ビス）２０８（図６）にてギヤケース２０２Ｂと固定されている。

右ハンドルハウジング２０２Ｅは、略Ｌ字状に形成され、図７の一点鎖線に対してハンドル部２０２Ｇと略線対称に構成される。右ハンドルハウジング２０２Ｅは、ネジ（ビス）２０６によってモータハウジング２０２Ａに固定されており、ネジ２０５によってギヤケース２０２Ｂと固定されている（図１０）。

次に、トリガ２１押下時の冷却風の流れについて説明する。作業者がトリガ２１を押下することにより、冷却ファン３２（図８）が回転する。吸気口２０２ｃから取り込まれた冷却風は、回路基板２２２上のスイッチング素子２２Ａ及びマイクロコンピュータ２２Ｂを冷却し、通路２０２ａを通過してブラシレスモータ３を冷却する。その後、冷却風は排気口２０２ｂより外部に排出される。

上述のシャーレンチ２０１によると、回路基板２２２がブラシレスモータ３の回転軸３１に沿うように配置されているため、シャーレンチ２０１の上下方向におけるサイズを小さくすることができる。

さらに、ブラシレスモータ３はモータハウジング２０２Ａに収容され、回転駆動伝達機構４はギヤケース２０２Ｂに収容され、回路基板２２２はハンドルハウジング２０２Ｃに収容されている。このように、振動が発生するブラシレスモータ３及び回転駆動伝達機構４と回路基板２２２とは互いに別のハウジングに収納されているため、回路基板２２２に伝わる振動を軽減することができる。

次に本発明の第３の実施の形態について図１１及び１２を参照しながら説明する。シャーレンチ３０１の回転駆動伝達機構４と、ボルトチップ排出機構５と、ソケット部６の構造は第１の実施の形態のシャーレンチ１と同一であるため、図示及び説明を省略する。また、第１の実施の形態と同一の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。

第３の実施の形態に係るシャーレンチ３０１のハウジング３０２は、モータハウジング３０２Ａと、ギヤケース３０２Ｂと、ハンドルハウジング３０２Ｃとから構成される。

モータハウジング３０２Ａは、第１の実施の形態と同様に上下方向に延びる筒状の樹脂部材によって構成されていて、その内部にブラシレスモータ３が収容されている（図１１）。モータハウジング３０２Ａの下面には、モータハウジング３０２Ａとハンドルハウジング３０２Ｃとを連通させる通路３０２ａが形成されている。通路３０２ａは、ブラシレスモータ３の回転軸３１の円周方向に複数形成されていて、冷却ファン３２の回転により発生した冷却風が通過する。モータハウジング３０２Ａは、ネジ（ビス）３０６によってギヤケース３０２Ｂに固定されている。

ギヤケース３０２Ｂはアルミ製であって、前後方向に延びている。ギヤケース３０２Ｂから下方に向けて、モータハウジング３０２Ａ及びハンドルハウジング３０２Ｃが延出している。ギヤケース３０２Ｂからモータハウジング３０２Ａが延出する基部には、冷却ファン３２の冷却風を排出する略矩形状の前方排気口３０２ｂが前方に向けて開口している（図１２）。また、前方排気口３０２ｂの後方には、左右１箇所ずつ後方排気口３０２ｃがそれぞれ形成されている（図１１）。

ハンドルハウジング３０２Ｃは、モータハウジング３０２Ａの後方に位置し、ギヤケース３０２Ｂから下方に延出している。ハンドルハウジング３０２Ｃとモータハウジング３０２Ａとは、モータハウジング３０２Ａの端部で互いに接続している。ハンドルハウジング３０２Ｃは、左右方向の中央から２つに分断される２つ割ハウジングであって、左右それぞれのハンドルハウジングは図１２の一点鎖線に対して線対称になるように構成される。ハンドルハウジング３０２Ｃには、トリガ２１及びレバー２３が設けられているハンドル部３０２Ｄと、ハンドル部３０２Ｄと接続しハンドル部３０２Ｄの下方に位置する回路基板収容部３０２Ｅとが規定される。回路基板収容部３０２Ｅは、前方から後方に向けて斜め下方向に傾斜するように設けられている。ハンドル部３０２Ｄの内部には、図示せぬスイッチ機構が設けられている。回路基板収容部３０２Ｅには、複数の吸気口３０２ｄが形成されている。回路基板収容部３０２Ｅ内には、略長方形の回路基板３２２がその延出方向がブラシレスモータ３の回転軸３１と直交するように配置されている。図１１に示すように、回路基板３２２上のスイッチング素子２２Ａ及び図示せぬマイクロコンピュータは、基板からの突出方向が下方に向かうようにかつ吸気口３０２ｄの鉛直方向位置と一致する位置に取付けられている。これにより、吸気口３０２ｄからの冷却風が直接スイッチング素子２２Ａや図示せぬマイクロコンピュータに当たるため、冷却効率を上げることができる。回路基板３２２から延びる配線は、制御基板３３、図示せぬスイッチ機構、及び電源ケーブル２５と接続している。回路基板３２２は、リブ３２７によってハンドルハウジング３０２Ｃに支持されている。ハンドルハウジング３０２Ｃは、ネジ（ビス）３０３によってモータハウジング３０２Ａに固定され、複数のネジ（ビス）３０４にて左右方向逆側に位置する２つ割のハンドルハウジング３０２Ｃと固定され、ネジ（ビス）３０５によってギヤケース３０２Ｂに固定されている。

次に、トリガ２１押下時の冷却風の流れについて説明する。作業者がトリガ２１を押下することにより、冷却ファン３２が回転する。吸気口３０２ｄから取り込まれた冷却風は、回路基板３２２上のスイッチング素子２２Ａ及び図示せぬマイクロコンピュータを冷却し、通路３０２ａを通過してブラシレスモータ３を冷却する。その後、冷却風は前方排気口３０２ｂ及び後方排気口３０２ｃから外部に排出される。

上述のシャーレンチ３０１によれば、ハンドルハウジング３０２Ｃの延出方向の端部に回路基板３２２が配置されるため、モータハウジング３０２Ａの上下方向のサイズを小さくすることができ、モータハウジング３０２Ａが被加工部材からの突起などと当接するのを避けることができる。

さらに、ハンドルハウジング３０２Ｃの延出方向の端面に電源ケーブルが接続され、ハンドル部３０２Ｄ内に図示せぬスイッチ機構が設けられていて、モータハウジング３０２Ａとハンドルハウジング３０２とはモータハウジング３０２Ａの延出方向端部で互いに接続している。回路基板３２２の近傍にブラシレスモータ３、制御基板３３６、図示せぬスイッチ機構、電源ケーブル２５が位置することとなり、ハンドルハウジング３０２Ｃ内及びモータハウジング３０２Ａ内の配線を効率的に行うことができる。

本発明によるシャーレンチは上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。

また、本発明はシャーレンチ１，２０１，３０１において、ブラシレスモータ３を制御する回路基板２２，２２２，３２２の位置を変更したが、シャーレンチ以外の電動工具、例えばハンマドリルやハンマのように出力部が前後方向に延び、その出力部と交わる向きにモータの回転軸が延びるような電動工具に適用してもよい。ハンマやハンマドリルの場合には、遊星ギヤ機構８がシリンダ及びピストンとなる。また、シリンダの先には、ドリルビット（先端工具）が着脱可能に固定される。

また、ブラシレスモータ３への給電は、電源コード２５によって行う構造としたが、繰返し充電可能な充電池（バッテリ）によって給電する構成としてもよい。蓄電池は、ハンドルハウジング２Ｃの下部に配置するとよい。

また、本発明の第１の実施の形態では、ギヤケース２Ｂ及びハンドルハウジング２Ｃには第１排気口２ｂと第２排気口２ｅの２つの排気口が形成されていたが、第２排気口２ｅのみであっても良い。また、いずれか一方を閉塞可能に構成にしても良い。この場合は、冷却ファン３２の排気抵抗を考慮して第２排気口２ｅの開口を大きくすることが好ましい。

また、本発明のギヤケース２Ｂ、２０２Ｂ、３０２Ｂは、アルミ製であったが、アルミ以外の金属、例えば鉄を含む合金やステンレスなどであっても良い。

１・・シャーレンチ２・・ハウジング２Ａ・・モータハウジング２Ｂ・・ギヤケース２Ｃ・・ハンドルハウジング３・・ブラシレスモータ４・・回転駆動伝達機構５・・ボルトチップ排出機構６・・ソケット部７・・ギヤ機構８・・遊星ギヤ機構８Ａ・・外周部１１・・高張力ボルト１１Ａ・・ボルトチップ１２・・ナット２１・・トリガ２２・・回路基板２２Ａ・・スイッチング素子２２Ｂ・・マイクロコンピュータ２４・・ロッドカバー２５・・電源コード２６〜２８・・ネジ３１・・回転軸３１Ａ・・出力軸３１Ｂ・・ピニオンギヤ３２・・冷却ファン３３・・制御基板３４・・モータベアリング３５・・ローター３５Ａ・・永久磁石３６・・ステーター３６Ａ・・コイル３６ａ・・空隙３６ｂ・・隙間５１・・ロッド５１ａ・・凹部５２・・ウエイト５２Ａ・・座部５２Ｂ・・付勢部５３・・ウエイト付勢バネ５４・・バネ５５・・プレートロッド５６・・プレート５６ａ・・貫通孔６１・・インナーソケット６１Ａ・・スプライン部６１Ｂ・・チップ付勢部６１Ｃ・・押さえボール６１ａ・・チップ保持空間６１ｂ・・開孔６１ｃ・・座部収容空間６２・・ソケット付勢バネ６３・・アウターソケット６３Ａ・・インナーソケット規制部材６３ａ・・ナット保持空間６３ｂ・・開孔７１・・第一ギヤ７２・・第二ギヤ部７２Ａ・・第二ギヤ７２Ｂ・・第一傘歯ギヤ７３・・第三ギヤ部７３Ａ・・第二傘歯ギヤ７３Ｂ・・第一太陽ギヤ８１・・第一遊星ギヤ８１Ａ・・第二太陽ギヤ８２・・第二遊星ギヤ８２Ａ・・第三太陽ギヤ８３・・第三遊星ギヤ８３Ａ・・出力部８３Ｂ・・スプライン受部８３ａ・・ソケット収容空間８３ｂ・・ボール受部２０２・・ハウジング２０２Ａ・・モータハウジング２０２Ｂ・・ギヤケース２０２Ｃ・・ハンドルハウジング２０２Ｄ・・左ハンドルハウジング２０２Ｅ・・右ハンドルハウジング２０２Ｆ・・回路基板収容部２０２Ｇ・・ハンドル部２０２ａ・・通路２０２ｂ・・排気口２０２ｃ・・吸気口２０３〜２０６・・ネジ３０２・・ハウジング３０２Ａ・・モータハウジング３０２Ｂ・・ギヤケース３０２Ｃ・・ハンドルハウジング３０２Ｄ・・ハンドル部３０２Ｅ・・回路基板収容部３０２ａ・・通路３０２ｂ・・前方排気口３０２ｃ・・後方排気口３０２ｄ・・吸気口３０３、３０４・・ネジ

Claims

ブラシレスモータを収容するモータハウジングと、
該モータハウジングと接続されるハンドルハウジングと、
該モータハウジングと接続され、該ブラシレスモータにより駆動される駆動力伝達部を収容するギヤケースと、を備え、
該ブラシレスモータを駆動するためのスイッチング素子が設けられる基板を、該モータハウジングの外周面と該ハンドルハウジングの内周面との間に収容したことを特徴とする電動工具。
該ハンドルハウジングは、該モータハウジングの外周面の一部に被さり、該基板を収容する基板収容部を有することを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
該モータハウジング及び該ハンドルハウジングの一方は吸気口を有するとともに、他方は排気口を有し、
該モータハウジングは該ハンドルハウジングの該基板を収容する部分に連通する通路を有し、
該ブラシレスモータの出力軸に取付けられたファンの回転によって該吸気口から取込まれた空気は、該ブラシレスモータと該基板とを冷却するように該通路を介して流れて該排気口から排出されるように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。
ハウジングと、
該ハウジングから一方向に延出するモータハウジングと、
該モータハウジング内に収容され該一方向に延びる出力軸を有するブラシレスモータと、
該ハウジング内に収容され、該一方向と交わる向きに延び、ブラシレスモータの該出力軸により駆動される駆動力伝達部と、
該ハウジングの該駆動力伝達部の延出方向の端部に設けられ、該駆動力伝達部によって回転駆動される出力部と、
該ハウジングから該一方向に延出し、該モータハウジングに対して反出力部側に位置するハンドル部と、
該ブラシレスモータを制御するために、該ハンドル部内であって該ハンドル部の延出方向の端部に配置された略矩形状の基板と、を有することを特徴とする電動工具。
該ハンドル部の該一方向の端面から該ブラシレスモータ駆動のための電源ケーブルが接続されており、該ハンドル部内には、該ブラシレスモータへの電源の供給と遮断とを切り替えるトリガスイッチが設けられていて、該モータハウジングと該ハンドル部とは該一方向端部で接続していることを特徴とする請求項４に記載の電動工具。