JP7194903B2 - Electric tool - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to an electric power tool having a rotation detector that detects the rotation angle of a motor.
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。
2. Description of the Related Art Hand-held electric power tools used for drilling and fastening screws often use built-in motors in order to reduce the size and weight (for example,
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。 Electric power tools such as impact rotary tools are controlled to estimate tightening torque from the rotation angle of the motor. In order to increase the accuracy of tightening torque estimation, it is necessary to equip the power tool with a rotation detector that detects the rotation angle of the motor with high accuracy. Therefore, there is a great demand for miniaturization of the rotation detector.
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。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technology that contributes to miniaturization of a rotation detector that detects the rotation angle of a motor.
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。 In order to solve the above problems, an electric power tool according to one aspect of the present invention includes a motor, a transmission mechanism for transmitting rotational output of the motor to a tip tool, a magnetic rotation detector for detecting the rotation angle of the motor, wherein the rotation detector has a rotor having a magnet attached to the motor shaft of the motor, and a position detector that outputs a rotational position signal corresponding to the rotational position of the rotor. At least one of the rotating body and the position detection section has a back yoke structure.
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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique which contributes to size reduction of the rotation detection part which detects the rotation angle of a motor can be provided.
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。
FIG. 1 shows a partial cross-sectional schematic diagram of an electric power tool according to an embodiment of the present invention. The
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。
The
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。
The
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。
A
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。
The
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。
The
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。
In the
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。
In order to provide the
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。
FIG. 2 shows a section of the rotating
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。
The magnet fixing surface of the
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。
In order to provide the rotating
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。
The
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。 The present invention has been described above based on the embodiments. It should be understood by those skilled in the art that this embodiment is an example, and that various modifications can be made to the combination of each component or each treatment process, and such modifications are also within the scope of the present invention. .
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。
A summary of aspects of the invention follows.
An electric power tool (1) according to one aspect of the present invention comprises a motor (4), a transmission mechanism (5) for transmitting rotational output of the motor to a tip tool, and a rotation detector (12) for detecting the rotation angle of the motor. Prepare. The rotation detector (12) includes a rotating body (20) having a magnet (26) attached to the motor shaft (9b) of the motor, and a position detecting section (which outputs a rotational position signal corresponding to the rotational position of the rotating body). 30). At least one of the rotor (20) and the position detector (30) preferably has a back yoke structure.
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。 The rotating body (20) has a fixing bush (27) for fixing the magnet (26), and the fixing bush is preferably made of a magnetic material. A magnetic body (31), which is a back yoke, is preferably arranged on the back side of the surface of the position detection section (30) facing the rotating body (20). A magnet (26) of the rotating body (20) may contact the motor shaft (9b). The rotation detector (30) is preferably surrounded by a magnetic shield made of a magnetic material. The position detector (30) may be fixed relative to the motor (4).
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。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記モータユニットの回転出力を先端工具に伝達する伝達機構と、
前記モータユニット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、前記モータユニットの後方側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て前記モータシャフトに取り付けられ、前記磁石の前方に配置される前記モータシャフトおよび前記固定用ブッシュをバックヨークとして機能させるバックヨーク構造を有し、
前記位置検出部は、前記ハウジングを介さずに、前記モータユニットから延びる支持部材により前記モータユニットのステータ側に固定される、
ことを特徴とする電動工具。 a motor unit configured as a built-in motor that functions by assembling a stator and a rotor integrated with a motor shaft into a housing ;
a transmission mechanism for transmitting the rotational output of the motor unit to the tip tool;
and a magnetic rotation detector that detects the rotation angle of the motor unit ,
The rotation detection section has a rotating body having a magnet attached to a motor shaft on the rear side of the motor unit , and a position detecting section that outputs a rotational position signal corresponding to the rotational position of the rotating body,
The rotating body has a fixing bush for fixing the magnet. The fixing bush is made of a magnetic material and attached to the motor shaft . It has a back yoke structure that makes the bush function as a back yoke,
The position detection unit is fixed to the stator side of the motor unit by a support member extending from the motor unit without interposing the housing.
A power tool characterized by:
前記回転体の前記磁石が、前記モータシャフトの端部に当接する、
ことを特徴とする請求項1に記載の電動工具。 The position detection unit is provided at a position facing the magnet of the rotating body in the axial direction,
the magnet of the rotating body abuts the end of the motor shaft;
The power tool according to claim 1, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電動工具。 A magnetic body functioning as a back yoke is arranged on the back side of the surface of the position detection unit facing the rotating body.
The power tool according to claim 1 or 2 , characterized in that:
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。 the rotation detection unit is surrounded by a magnetic shield made of a magnetic material;
The power tool according to any one of claims 1 to 3 , characterized in that:
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。The power tool according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
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