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WO2014208125A1 - ネジ締め電動工具 - Google Patents

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WO2014208125A1
WO2014208125A1 PCT/JP2014/054682 JP2014054682W WO2014208125A1 WO 2014208125 A1 WO2014208125 A1 WO 2014208125A1 JP 2014054682 W JP2014054682 W JP 2014054682W WO 2014208125 A1 WO2014208125 A1 WO 2014208125A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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housing
stator
circuit board
screw tightening
brushless motor
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/054682
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
隆志 清原
考史 坂本
Original Assignee
株式会社 マキタ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社 マキタ filed Critical 株式会社 マキタ
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Priority to EP20161316.3A priority patent/EP3695938B1/en
Priority to US14/896,784 priority patent/US10286529B2/en
Priority to EP14818338.7A priority patent/EP3015224B1/en
Publication of WO2014208125A1 publication Critical patent/WO2014208125A1/ja
Priority to US16/367,771 priority patent/US11090784B2/en

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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25B23/141Mechanical overload release couplings
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V33/00Structural combinations of lighting devices with other articles, not otherwise provided for
    • F21V33/008Leisure, hobby or sport articles, e.g. toys, games or first-aid kits; Hand tools; Toolboxes
    • F21V33/0084Hand tools; Toolboxes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a screw tightening electric tool used for screw tightening work.
  • a screw tightening electric tool has, at a front end portion of a housing that houses a motor, a first spindle that is rotationally driven by the motor, and a second spindle that can hold the tip tool, When the second spindle moves backward, a rotation drive unit is provided that enables screw tightening by transmitting the rotation of the first spindle to the second spindle.
  • an object of the present invention is to provide a screw tightening electric tool that can obtain suitable durability and can be made compact.
  • a first aspect of the present invention is a screw tightening electric tool, which includes a housing, a stator fixed to the housing, and a rotor rotatable with respect to the stator. And a tip tool holding portion capable of holding the bit, a clutch disposed between the rotor and the tip tool holding portion, and a battery pack fixed to a lower portion of the housing, and a brushless motor is provided below the clutch. It is characterized by the arrangement.
  • a control circuit board is provided above the battery pack, a light is disposed in front of the brushless motor, and the light and the control circuit board are connected by a cord. It is a feature.
  • the invention described in claim 3 is a screw tightening electric tool, a brushless motor having a motor housing, a stator fixed to the motor housing, and a rotor rotatable with respect to the stator, and capable of holding a bit.
  • a sensor circuit board is provided to be fixed to the stator, the sensor circuit board and the switch assembly are connected by a cord, and the stator and the switch assembly are connected by a cord. It is characterized by this.
  • a cooling fan is provided between the stator and the clutch.
  • a light connected to the switch assembly by a cord is provided.
  • the invention according to claim 6 is a screw tightening electric tool, a brushless motor having a housing, a stator fixed to the housing, and a rotor rotatable with respect to the stator, and a tip capable of holding a bit Including a tool holding portion, a clutch disposed between the rotor and the tip tool holding portion, and a battery pack fixed to a lower portion of the housing, and a control circuit board is provided above the battery pack, to the control circuit board A light switch is provided that is electrically connected to change the irradiation mode of the light.
  • the invention according to claim 7 is a screw tightening electric tool, a brushless motor having a housing, a stator fixed to the housing, and a rotor rotatable with respect to the stator, and a tip capable of holding a bit Including a tool holding portion, a clutch disposed between the rotor and the tip tool holding portion, and a battery pack fixed to a lower portion of the housing, and a control circuit board is provided above the battery pack, to the control circuit board A remaining capacity display switch is provided which is electrically connected to display the remaining capacity of the battery pack.
  • the invention described in claim 8 is characterized in that, in the configuration of any one of claims 1, 3, 6 and 7, a cord for supplying power to the coil of the brushless motor is connected via an insulating member provided in the stator. To do.
  • the adoption of the brushless motor increases the power transmission efficiency and can be expected to be compact, and can be tightened with low power.
  • durability is improved because no brush is used.
  • FIG. 1 is an external view of a screw driver 1 which is an example of a screw tightening electric tool
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view thereof.
  • the housing 2 of the screw driver 1 is formed by assembling left and right half housings 2a, 2b with screws 3, 3,..., And a front housing (on the right side of FIGS. 4) and a rear housing 5 connected in a loop shape behind the front housing 4 is formed.
  • Reference numeral 6 denotes a hook provided on the rear surface of the front housing 4.
  • the rear housing 5 has a vertical grip portion 7 formed at the rear end, and a trigger switch 8 having a trigger 9 protruding forward is accommodated in the grip portion 7.
  • a forward / reverse switching button 10 is provided above the trigger switch 8.
  • a battery pack 12 serving as a power source is detachably mounted on a mounting portion 11 formed below the grip portion 7.
  • the battery pack 12 has a pair of left and right slide rails 14 on the upper surface of a case 13 that houses a plurality of storage batteries, and a pair of guide rails (not shown) provided on the mounting portion 11. It can be attached to the attachment portion 11 by being fitted from the front and sliding backward. In this mounted state, the terminal plate 16 of the terminal block 15 provided in the mounting portion 11 enters the case 13 and is electrically connected to a terminal (not shown) in the case 13.
  • Reference numeral 17 denotes a locking hook that is provided in the case 13 so as to protrude upward and biased, and is locked to a recess 18 provided in the mounting portion 11 in the mounted state to prevent the battery pack 12 from coming off.
  • a control circuit board 19 on which a capacitor 20 and a microcomputer are mounted and molded with resin. The control circuit board 19 and the trigger switch 8 are electrically connected by cords 21, 21,.
  • the brushless motor 22 is an inner rotor type having a stator 23 and a rotor 24, and is disposed below the front housing 4.
  • the stator 23 is wound around the stator core 25 via the stator core 25, the front insulating member 26 and the rear insulating member 27 provided before and after the stator core 25, and the front insulating member 26 and the rear insulating member 27.
  • the rotor 24 is arranged on the outer side of the rotating shaft 29 positioned around the shaft, the cylindrical rotor core 30 disposed around the rotating shaft 29, and the rotor core 30.
  • the tongue piece 39 includes a plurality of cords 40, 40... (A power line 40 a for sending power from the control circuit board 19, and a control And a signal line 40b for transmitting a signal from the circuit board 19).
  • stator 23 is held in an accommodation chamber 42 formed by a rib 41 erected on the inner surface of the front housing 4 with the axis line oriented in the front-rear direction. Is supported rotatably by a bearing 43 held by the rib 41 on the front side and a bearing 44 held by the rib 41 on the rear side of the storage chamber 42.
  • a centrifugal fan 45 for cooling the motor is fixed in front of the bearing 44 in the rotating shaft 29, and a plurality of air inlets 46, 46,... Are formed in a radially outer portion of the sensor circuit board 33 in the front housing 4.
  • a plurality of exhaust ports 47, 47... Are formed in the radially outer portion of the centrifugal fan 45.
  • the rear end of the rotating shaft 29 protrudes rearward from the accommodation chamber 42, and the first gear 48 is fixed thereto.
  • a gear shaft 49 is supported in parallel with the rotating shaft 29 by front and rear bearings 50, 50, and a second gear 51 provided at the rear end of the gear shaft 49 meshes with the first gear 48. is doing.
  • a third gear 52 having a smaller diameter than the second gear 51 is formed at the front end of the gear shaft 49.
  • the output unit 53 is disposed above the brushless motor 22.
  • the output portion 53 is provided across a first spindle 54 that is pivotally supported on the front housing 4 via a bearing 55 and a cylindrical tip housing 56 that is connected to the front of the front housing 4 from the front housing 4.
  • a second spindle 57 as a tip tool holding portion that is pivotally supported via a bearing 58.
  • the first spindle 54 has a fourth gear 59 integrally fixed to the rear portion thereof, and the fourth gear 59 is engaged with the third gear 52 of the gear shaft 49.
  • a cam 60 is integrally coupled to the front of the fourth gear 59 via a ball 61 in the rotational direction.
  • the second spindle 57 is coaxially arranged so as to be movable forward and backward in front of the first spindle 54, and a mounting hole 62 into which a driver bit as a tip tool can be inserted and mounted is formed at the front end, and at the rear end, A cam portion 63 facing the cam 60 is formed.
  • the cam portion 63 meshes with the cam 60 in the forward rotation direction, and a coil spring 64 is interposed between the cam 60 and the cam portion 63. That is, between the first spindle 54 and the second spindle 57, there is formed a clutch (cam 60, cam portion 63) through which the rotation of the second spindle 57 is transmitted when the first spindle 54 is retracted.
  • the tip of the first spindle 54 is inserted into a bottomed hole 65 formed in the rear part of the second spindle 57, and a one-way clutch 66 that engages in the reverse rotation direction is provided between the spindles 54 and 57.
  • Reference numeral 67 denotes a depth adjustment cap that is fitted to the front end of the tip housing 56 so that the front-rear position can be changed.
  • a cap-shaped lid housing 68 is fixed to the front of the brushless motor 22 at the lower part of the front end of the front housing 4, and an LED 69 as a light is housed in a posture facing obliquely forward under the lid housing 68.
  • the control circuit board 19 is electrically connected via the cord 70.
  • the cam portion 63 is connected to the cam 60 of the first spindle 54.
  • the trigger 9 is pushed in and the trigger switch 8 is turned on in this state, power is supplied from the battery pack 12 and the brushless motor 22 is driven. That is, the microcomputer of the control circuit board 19 obtains the rotation detection signal indicating the position of the sensor permanent magnet 32 of the rotor 24 output from the rotation detection element 34 of the sensor circuit board 33, and acquires the rotation state of the rotor 24.
  • the ON / OFF of each switching element 35 is controlled, and the rotor 24 is rotated by causing a current to flow sequentially to each coil 28 of the stator 23.
  • the operation amount (push-in amount) of the trigger 9 is transmitted as a signal to the microcomputer, and the rotation of the rotor 24 is controlled according to the operation amount. Note that it is also possible to use the trigger 9 by pushing the trigger 9 first to move the second spindle 57 backward while the brushless motor 22 is rotated.
  • the switching element 35 is provided on the sensor circuit board 33. However, it can be provided on the control circuit board 19 as shown in FIG. In FIG. 4, 71 is a microcomputer. Further, the speed reduction mechanism from the rotary shaft to the first spindle can be appropriately changed by increasing the gear shaft or conversely omitting the gear shaft.
  • the power transmission efficiency can be increased and compactness can be expected, and screw tightening can be performed with low power.
  • the brush since the brush is not used, the same effect as in the first mode can be obtained, such as improvement in durability.
  • the sensor circuit board 33 is closer to the control circuit board 19 than the first embodiment, there is an advantage that the wiring can be shortened.
  • the housing 2 includes a motor housing 72 that houses the brushless motor 22 and the output portion 53 and extends in the front-rear direction, and a grip housing that extends downward from the rear end of the motor housing 72. 73, and a mounting portion 11 of the battery pack 12 is formed at the lower end of the grip housing 73.
  • the LED 69 is housed obliquely upward in the mounting portion 11 above the terminal block 15.
  • the control circuit board 19 here is integrally provided below the trigger switch 8 to form a switch assembly 74, and the control circuit board 19 and the sensor circuit board 33 of the switch assembly 74 are provided with cords 84, 84,.
  • the control circuit board 19 and the LED 69 are electrically connected via the cords 85 and 85.
  • an IPM Intelligent Power Module
  • This IPM contains a switching element (IGBT) and encloses a driver for driving the switching element.
  • a connecting piece 76 that protrudes radially outward is provided on the rear insulating member 27 of the stator 23, and a cord 77 that supplies power to the coil 28 passes through the connecting piece 76 to the coil 28. It is connected.
  • a pinion 78 is fixed to the front end of the rotating shaft 29, and the pinion 78 directly meshes with a gear 79 integrated with the first spindle 54.
  • the power transmission efficiency is increased, so that compactness can be expected, and screwing can be performed with low power.
  • the same effect as in the first mode can be obtained, such as improvement in durability.
  • the adoption of the switch assembly 74 has the advantage that the labor of assembly is reduced and the wiring is concentrated in one place and the wiring work is facilitated.
  • the centrifugal fan 45 is between the brushless motor 22 and the gear 79, the gear 79 can be directly or indirectly cooled in addition to the cooling of the brushless motor 22.
  • the position information of the rotor 24 is output from the sensor circuit board 33 through the signal line 40b. However, since the sensor circuit board 33 is on the rear side, the connection with the control circuit board 19 is facilitated. Further, since the connecting piece 76 of the rear insulating member 27 is also on the rear side, the connection with the control circuit board 19 is facilitated.
  • the control circuit board 19 is not the trigger switch 8, but is provided above the terminal block 15 in the same manner as in the first embodiment, and the power supply to the coil 28 is not an insulating member but a sensor circuit board 33. Is done through.
  • an operation panel 80 shown in FIG. 10 is provided on the upper surface of the mounting portion 11 and behind the LED 69.
  • the operation panel 80 is provided with a light switch 81, a remaining capacity display switch 82, and a battery indicator 83, and is electrically connected to the control circuit board 19.
  • the LED 69 is turned on.
  • the battery indicator 83 lights a number of scales corresponding to the remaining capacity of the storage battery of the battery pack 12.
  • the adoption of the brushless motor 22 increases the power transmission efficiency and can be expected to be compact, and can be screwed with low power. Further, since the brush is not used, the same effect as in the first mode can be obtained, such as improvement in durability.
  • the irradiation mode of the LED 69 can be changed by the light switch 81, and the remaining capacity of the battery can be known at a glance by the remaining capacity display switch 82, which is excellent in usability.
  • the speed reduction from the rotating shaft to the first spindle is performed by the pinion and the gear.
  • the rotating shaft and the first spindle are arranged coaxially and reduced by the planetary gear mechanism.
  • the switch assembly of form 3 and the operation panel of form 5 can also be used for the screw drivers of forms 1 and 2.

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Abstract

【課題】好適な耐久性を得てコンパクト化も達成する。 【解決手段】ハウジング2と、ハウジング2に固定されるステータ23と、ステータ23に対して回転可能なロータ24と、を有するブラシレスモータ22と、ビットを保持可能な第2スピンドル57と、ロータ24と第2スピンドル54との間に配置されるクラッチ(カム60、カム部63)と、ハウジング2の下部に固定されるバッテリーパック12と、を有するスクリュードライバ1であって、クラッチの下方にブラシレスモータ22を配置した。

Description

ネジ締め電動工具
 本発明は、ネジ締め作業に用いられるネジ締め電動工具に関する。
 特許文献1に開示の如く、ネジ締め電動工具は、モータを収容したハウジングの前端部に、モータによって回転駆動する第1のスピンドルと、先端工具を保持可能な第2のスピンドルとを有し、第2のスピンドルが後退した際に第1のスピンドルの回転が第2のスピンドルに伝達されることでネジ締めを可能とする回転駆動部を備えている。
特開2010-46739号公報
 上記従来のネジ締め電動工具においては、モータとして整流子モータを使用しているが、ブラシの摩耗による耐久性の問題が生じる上、コンパクト化の障害になるおそれもあった。
 そこで、本発明は、好適な耐久性が得られてコンパクト化も達成できるネジ締め電動工具を提供することを目的としたものである。
 上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ネジ締め電動工具であって、ハウジングと、ハウジングに固定されるステータと、ステータに対して回転可能なロータと、を有するブラシレスモータと、ビットを保持可能な先端工具保持部と、ロータと先端工具保持部との間に配置されるクラッチと、ハウジングの下部に固定されるバッテリーパックと、を含み、クラッチの下方にブラシレスモータを配置したことを特徴とするものである。
 請求項2に記載の発明は、請求項1の構成において、バッテリーパックの上方に制御回路基板を設け、ブラシレスモータの前方にライトを配置し、ライトと制御回路基板とをコードで接続したことを特徴とするものである。
 請求項3に記載の発明は、ネジ締め電動工具であって、モータハウジングと、モータハウジングに固定されるステータと、ステータに対して回転可能なロータと、を有するブラシレスモータと、ビットを保持可能な先端工具保持部と、ロータと先端工具保持部との間に配置されるクラッチと、モータハウジングから延びるグリップハウジングと、グリップハウジングに固定されるバッテリーパックと、グリップハウジングに設けられるスイッチアッセンブリと、スイッチアッセンブリに保持されるトリガと、を含み、ステータに対して固定されるようにセンサ回路基板を設け、センサ回路基板とスイッチアッセンブリとをコードで接続し、ステータとスイッチアッセンブリとをコードで接続したことを特徴とするものである。
 請求項4に記載の発明は、請求項3の構成において、ステータとクラッチとの間に冷却ファンを設けたことを特徴とするものである。
 請求項5に記載の発明は、請求項3又は4の構成において、スイッチアッセンブリとコードで接続されるライトを設けたことを特徴とするものである。
 請求項6に記載の発明は、ネジ締め電動工具であって、ハウジングと、ハウジングに固定されるステータと、ステータに対して回転可能なロータと、を有するブラシレスモータと、ビットを保持可能な先端工具保持部と、ロータと先端工具保持部との間に配置されるクラッチと、ハウジングの下部に固定されるバッテリーパックと、を含み、バッテリーパックの上方に制御回路基板を設け、制御回路基板へ電気的に接続され、ライトの照射モードを変更するためのライトスイッチを設けたことを特徴とするものである。
 請求項7に記載の発明は、ネジ締め電動工具であって、ハウジングと、ハウジングに固定されるステータと、ステータに対して回転可能なロータと、を有するブラシレスモータと、ビットを保持可能な先端工具保持部と、ロータと先端工具保持部との間に配置されるクラッチと、ハウジングの下部に固定されるバッテリーパックと、を含み、バッテリーパックの上方に制御回路基板を設け、制御回路基板へ電気的に接続され、前記バッテリーパックの残容量を表示させるための残容量表示スイッチを設けたことを特徴とするものである。
 請求項8に記載の発明は、請求項1,3,6,7の何れかの構成において、ブラシレスモータのコイルへ給電するコードを、ステータに設けた絶縁部材を介して接続したことを特徴とするものである。
 本発明によれば、ブラシレスモータの採用により、動力伝達効率が高くなってコンパクト化が期待でき、低電力でネジ締めが可能となる。また、ブラシを用いないので耐久性も向上する。
形態1のスクリュードライバの外観図である。 形態1のスクリュードライバの縦断面図である。 センサ回路基板の説明図である。 制御回路基板の変更例の説明図である。 形態2のスクリュードライバの縦断面図である。 形態3のスクリュードライバの外観図である。 形態3のスクリュードライバの縦断面図である。 形態4のスクリュードライバの縦断面図である。 形態5のスクリュードライバの縦断面図である。 操作盤の説明図である。 形態6のスクリュードライバの縦断面図である。
 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[形態1]
 図1は、ネジ締め電動工具の一例であるスクリュードライバ1の外観図、図2はその縦断面図である。スクリュードライバ1のハウジング2は、左右の半割ハウジング2a,2bをネジ3,3・・によって組み付けてなり、後述する出力部53及びブラシレスモータ22を収容する前ハウジング(図1,2の右側を前方とする。)4と、その前ハウジング4の後方でループ状に連設される後ハウジング5とを形成している。6は、前ハウジング4の後面に設けられるフックである。後ハウジング5は、後端に上下方向のグリップ部7を形成しており、グリップ部7内には、前方にトリガ9を突出させたトリガスイッチ8が収容されている。トリガスイッチ8の上方には、正逆切替ボタン10が設けられている。
 また、グリップ部7の下方に形成した装着部11には、電源となるバッテリーパック12が着脱可能に装着されている。このバッテリーパック12は、複数の蓄電池を収容するケース13の上面に、左右一対のスライドレール14,14を有し、このスライドレール14,14を装着部11に設けた一対の図示しないガイドレール間に前方から嵌合させて後方へスライドさせることで、装着部11に装着可能となっている。この装着状態で、装着部11に設けた端子台15の端子板16がケース13内に進入してケース13内の図示しない端子と電気的に接続される。17は、ケース13内に上方へ突出付勢されて設けられ、装着状態で装着部11に設けた凹部18に係止してバッテリーパック12の抜け止めを図る係止フックである。
 さらに、端子台15の上側には、コンデンサ20やマイコン等が搭載されて樹脂でモールドされた制御回路基板19が設けられている。この制御回路基板19とトリガスイッチ8とがコード21,21・・によって電気的に接続されている。
 ブラシレスモータ22は、ステータ23とロータ24とを有するインナーロータ型で、前ハウジング4の下側に配置されている。まずステータ23は、固定子鉄心25と、固定子鉄心25の前後に設けられる前絶縁部材26及び後絶縁部材27と、前絶縁部材26及び後絶縁部材27を介して固定子鉄心25に巻回される複数のコイル28,28・・と、を有する。また、ロータ24は、軸心に位置する回転軸29と、回転軸29の周囲に配置される筒状の回転子鉄心30と、回転子鉄心30の外側に配置され、筒状で周方向に極性を交互に変えた永久磁石31,31・・と、これらの前側において放射状に配置された複数のセンサ用永久磁石32,32・・と、を有する。前絶縁部材26の前端には、図3に示すように、ロータ24のセンサ用永久磁石32の位置を検出して回転検出信号を出力する3つの回転検出素子34,34・・と、コイル28のスイッチングを行う6つのスイッチング素子35,35・・とを搭載したセンサ回路基板33が固定されている。36はセンサ回路基板33を取り付けるネジ、37は前絶縁部材26の前端面に突設されてセンサ回路基板33の小孔に嵌合する突起、38はコイル接続部、39は下向きに突設された舌片部で、舌片部39には、制御回路基板19と電気的に接続するための複数のコード40,40・・(制御回路基板19から電力を送るための電源線40aと、制御回路基板19から信号を送るための信号線40bとが含まれる。)が接続されている。
 さらに、ステータ23は、前ハウジング4の内面に立設されたリブ41によって形成される収容室42内に、軸線を前後方向に向けた姿勢で保持されており、回転軸29は、収容室42の前側でリブ41に保持された軸受43と、収容室42の後側でリブ41に保持された軸受44とによって回転可能に支持されている。回転軸29における軸受44より前方には、モータ冷却用の遠心ファン45が固着されて、前ハウジング4におけるセンサ回路基板33の径方向外側部位には、複数の吸気口46,46・・が形成され、遠心ファン45の径方向外側部位には、複数の排気口47,47・・が形成されている。
 なお、回転軸29の後端は、収容室42から後方へ突出しており、ここに第1ギヤ48が固着されている。回転軸29の上方には、ギヤシャフト49が前後の軸受50,50によって回転軸29と平行に軸支されて、ギヤシャフト49の後端に設けた第2ギヤ51が第1ギヤ48と噛合している。ギヤシャフト49の前端には第2ギヤ51より小径の第3ギヤ52が形成されている。
 そして、ブラシレスモータ22の上方には出力部53が配置される。この出力部53は、前ハウジング4に軸受55を介して軸支される第1スピンドル54と、前ハウジング4から前ハウジング4の前方に連結された筒状の先端ハウジング56に跨がって設けられ、軸受58を介して軸支される先端工具保持部としての第2スピンドル57とを備える。第1スピンドル54は、後部に第4ギヤ59を一体に固着し、その第4ギヤ59を、ギヤシャフト49の第3ギヤ52と噛合させている。また、第4ギヤ59の前方には、カム60が、ボール61を介して回転方向で一体に結合されている。
 一方、第2スピンドル57は、第1スピンドル54の前方で前後移動可能に同軸配置され、前端には、先端工具であるドライバビットを差し込み装着可能な装着孔62が形成され、後端には、カム60と対向するカム部63が形成されている。このカム部63は、カム60の正回転方向で噛み合うもので、カム60とカム部63との間にはコイルバネ64が介在されている。すなわち、第1スピンドル54と第2スピンドル57との間には、第1スピンドル54の後退時に第2スピンドル57の回転が伝わるクラッチ(カム60、カム部63)が形成されることになる。
 なお、第1スピンドル54の先端は、第2スピンドル57の後部に形成した有底孔65に挿入されて、両スピンドル54,57の間に、逆回転方向で係合するワンウエイクラッチ66が設けられている。67は、先端ハウジング56の前端へ前後位置を変更可能に嵌着された深さ調整用のキャップである。
 また、ブラシレスモータ22の前方で前ハウジング4の前端下部には、キャップ状の蓋ハウジング68が固定され、蓋ハウジング68内の下方には、ライトとしてのLED69が斜め前方を向く姿勢で収容されて、コード70を介して制御回路基板19と電気的に接続されている。
 以上の如く構成されたスクリュードライバ1においては、第2スピンドル57に装着したドライバビットを締め付け対象のネジに押し付けて第2スピンドル57を後退させると、カム部63が第1スピンドル54のカム60と係合する。この状態でトリガ9を押し込み操作してトリガスイッチ8をONさせると、バッテリーパック12から電源が供給されてブラシレスモータ22が駆動する。すなわち、制御回路基板19のマイコンが、センサ回路基板33の回転検出素子34から出力されるロータ24のセンサ用永久磁石32の位置を示す回転検出信号を得てロータ24の回転状態を取得し、取得した回転状態に応じて各スイッチング素子35のON/OFFを制御し、ステータ23の各コイル28に対し順番に電流を流すことでロータ24を回転させるものである。但し、マイコンにはトリガ9の操作量(押し込み量)が信号として伝達されて、操作量に応じてロータ24の回転が制御されるようになっている。なお、トリガ9を先に押し込み操作して、ブラシレスモータ22を回転させた状態で第2スピンドル57を後退させる使い方も可能である。
 こうしてロータ24が回転すると、回転軸29及び第1ギヤ48が回転して第2ギヤ51を介してギヤシャフト49を減速して回転させ、さらに第3ギヤ52及び第4ギヤ59を介して第1スピンドル54を減速して回転させる。よって、カム60と係合する第2スピンドル57が回転してドライバビットによるネジ締めが可能となる。ネジ締めが進んで第2スピンドル57が前進し、カム部63がカム60から外れると、第2スピンドル57の回転が停止してネジ締めが終了する。
 一方、ネジを緩める場合は、正逆切替ボタン10を逆回転側に切り替えると、マイコンの制御によってロータ24が逆回転し、第1スピンドル54が逆回転する。第1スピンドル54と第2スピンドル57との間にはワンウエイクラッチ66が設けられているため、第2スピンドル57も逆回転し、ドライバビットによるネジの緩めが可能となる。
 なお、回転軸29と共に遠心ファン45が回転すると、吸気口46から収容室42内に吸引された空気がセンサ回路基板33及びステータ23とロータ24との間を通過して排気口47から排出される。これによりセンサ回路基板33及びブラシレスモータ22が冷却される。
 また、トリガスイッチ8のONと共に制御回路基板19から通電されてLED69が点灯する。よって、ドライバビットの前方が照射されて暗い場所でも作業性は維持できる。
 さらに、ブラシレスモータ22とLED69とが近接しているので、配線が容易である。
 このように、上記形態1のスクリュードライバ1によれば、ブラシレスモータ22の採用により、動力伝達効率が高くなってコンパクト化が期待でき、低電力でネジ締めが可能となる。また、ブラシを用いないので耐久性も向上する。
 さらに、ブラシレスモータ22がクラッチの下方に配置されるため、後方のバッテリーパック12に対してバランスが取れ、使用感に優れたものとなる。
 加えて、センサ回路基板33が第1ギヤ48等とブラシレスモータ22との間に挟まれないので、熱や振動に対してより耐久性が高くなる。
 そして、センサ回路基板33の舌片部39が下向きに形成されているので、制御回路基板19から舌片部39までの配線が効率的となる。
 なお、上記形態1では、スイッチング素子35をセンサ回路基板33に設けているが、図4に示すように制御回路基板19に設けることもできる。図4において71はマイコンである。
 また、回転軸から第1スピンドルへの減速機構も、ギヤシャフトを増やしたり、逆にギヤシャフトを省略したりする等、適宜変更可能である。
 次に,本発明の他の形態を説明する。但し、上記形態1と同じ構成部には同じ符号を付して重複する説明は省略する。
[形態2]
 図5に示すスクリュードライバ1Aにおいては、ブラシレスモータ22の向きが前後逆向きとなって、センサ回路基板33がステータ23の後側に位置し、遠心ファン45がステータ23の前側に位置している点が形態1と異なっている。よって、ここでは吸気口46がハウジング2における後側に、排気口47が前側にそれぞれ配置されることになる。
 また、LED69用のコード70と遠心ファン45の外周とを隔てるための隔壁部42aが形成されて、より効率的に遠心ファン45の風を送ることができるようになっている。
 このように、上記形態2のスクリュードライバ1Aにおいても、ブラシレスモータ25の採用により、動力伝達効率が高くなってコンパクト化が期待でき、低電力でネジ締めが可能となる。また、ブラシを用いないので耐久性も向上する等、形態1と同じ効果が得られる。
 特に、センサ回路基板33が形態1よりも制御回路基板19に近いので、配線が短くて済む利点がある。
[形態3]
 図6,7に示すスクリュードライバ1Bにおいては、ハウジング2が、ブラシレスモータ22及び出力部53を収容して前後方向に延びるモータハウジング72と、そのモータハウジング72の後端から下方向へ延びるグリップハウジング73とからなる倒L字状となっており、グリップハウジング73の下端にバッテリーパック12の装着部11が形成されている。LED69は端子台15の上方で装着部11へ斜め上向きに収容されている。
 また、ここでの制御回路基板19は、トリガスイッチ8の下部へ一体に設けられてスイッチアッセンブリ74を形成し、スイッチアッセンブリ74の制御回路基板19とセンサ回路基板33とがコード84,84・・を介して電気的に接続されて、制御回路基板19とLED69とがコード85,85を介して電気的に接続されている。制御回路基板19には、マイコン71やコンデンサ20の他、IPM(Intelligent Power Module)75が搭載されている。このIPMの中には、スイッチング素子(IGBT)が入っており、スイッチング素子を駆動するための駆動用ドライバが封入されている。
 さらに、ブラシレスモータ22においては、ステータ23の後絶縁部材27に径方向外側へ突出する接続片76が突設されて、コイル28に電力を供給するコード77は、この接続片76を通してコイル28に接続されている。
 なお、回転軸29の前端には、ピニオン78が固着されて、このピニオン78が第1スピンドル54と一体のギヤ79に直接噛合している。
 このように、上記形態3のスクリュードライバ1Bにおいても、ブラシレスモータ22の採用により、動力伝達効率が高くなってコンパクト化が期待でき、低電力でネジ締めが可能となる。また、ブラシを用いないので耐久性も向上する等、形態1と同じ効果が得られる。
 特にここでは、スイッチアッセンブリ74の採用により、組付けの手間が低減されると共に、配線が一カ所に集中して配線作業が楽になる利点がある。
 さらに、遠心ファン45がブラシレスモータ22とギヤ79との間にあるため、ブラシレスモータ22の冷却に加えてギヤ79の直接又は間接的な冷却も可能となる。
 なお、センサ回路基板33からはロータ24の位置情報が信号線40bを介して出力されているが、センサ回路基板33が後側にあるので、制御回路基板19との接続が容易となる。また、後絶縁部材27の接続片76も後側にあるので、制御回路基板19との接続が容易となる。
[形態4]
 図8に示すスクリュードライバ1Cにおいては、ブラシレスモータ22の向きが形態3と前後逆となって、センサ回路基板33が前側、遠心ファン45が後側となっている。
 よって、上記形態4のスクリュードライバ1Cにおいても、ブラシレスモータ22の採用により、動力伝達効率が高くなってコンパクト化が期待でき、低電力でネジ締めが可能となる。また、ブラシを用いないので耐久性も向上する等、形態3と同じ効果が得られる。
[形態5]
 図9に示すスクリュードライバ1Dにおいては、制御回路基板19がトリガスイッチ8でなく、形態1と同様に端子台15の上方に設けられて、コイル28への給電は絶縁部材でなくセンサ回路基板33を介して行われている。
 また、ここでは装着部11の上面でLED69の後方には、図10に示す操作盤80が設けられている。この操作盤80には、ライトスイッチ81と、残容量表示スイッチ82と、電池インジケータ83とが設けられて制御回路基板19と電気的に接続されており、ライトスイッチ81を押し操作する度にLED69の照度が段階的に変更し、残容量表示スイッチ82を押し操作すると、電池インジケータ83がバッテリーパック12の蓄電池の残容量に応じた数の目盛りを点灯させるようになっている。
 このように、上記形態5のスクリュードライバ1Dにおいても、ブラシレスモータ22の採用により、動力伝達効率が高くなってコンパクト化が期待でき、低電力でネジ締めが可能となる。また、ブラシを用いないので耐久性も向上する等、形態1と同じ効果が得られる。
 特にここでは、ライトスイッチ81によってLED69の照射モードを変更でき、残容量表示スイッチ82によってバッテリーの残容量が一目で分かるようになるため、使い勝手に優れたものとなる。
[形態6]
 図11に示すスクリュードライバ1Eにおいては、ブラシレスモータ22の向きが形態5と前後逆となって、センサ回路基板33が後側、遠心ファン45が前側となっている。
 よって、上記形態6のスクリュードライバ1Eにおいても、ブラシレスモータ22の採用により、動力伝達効率が高くなってコンパクト化が期待でき、低電力でネジ締めが可能となる。また、ブラシを用いないので耐久性も向上する等、形態5と同じ効果が得られる。
 さらに、センサ回路基板33が後側にあるので、形態5よりも配線が短くなる利点がある。
 なお、形態3~6に共通して、回転軸から第1スピンドルへの減速は、ピニオンとギヤとで行っているが、回転軸と第1スピンドルとを同軸に配置して遊星歯車機構で減速を図ることもできる。
 また、形態3のスイッチアッセンブリや形態5の操作盤は、形態1,2のタイプのスクリュードライバにも採用可能である。
 1,1A~1E・・スクリュードライバ、2・・ハウジング、4・・前ハウジング、5・・後ハウジング、8・・トリガスイッチ、11・・装着部、12・・バッテリーパック、15・・端子台、19・・制御回路基板、22・・ブラシレスモータ、23・・ステータ、24・・ロータ、25・・固定子鉄心、26・・前絶縁部材、27・・後絶縁部材、28・・コイル、29・・回転軸、30・・回転子鉄心、31・・永久磁石、32・・センサ用永久磁石、33・・センサ回路基板、34・・回転検出素子、35・・スイッチング素子、42・・収容室、45・・遠心ファン、49・・ギヤシャフト、53・・出力部、54・・第1スピンドル、57・・第2スピンドル、60・・カム、63・・カム部、71・・マイコン、74・・スイッチアッセンブリ、80・・操作盤、81・・ライトスイッチ、82・・残容量表示スイッチ。

Claims (8)

  1.  ネジ締め電動工具であって、
     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、を有するブラシレスモータと、
     ビットを保持可能な先端工具保持部と、
     前記ロータと前記先端工具保持部との間に配置されるクラッチと、
     前記ハウジングの下部に固定されるバッテリーパックと、を含み、
     前記クラッチの下方に前記ブラシレスモータを配置したことを特徴とするネジ締め電動工具。
  2.  前記バッテリーパックの上方に制御回路基板を設け、
     前記ブラシレスモータの前方にライトを配置し、
     前記ライトと前記制御回路基板とをコードで接続したことを特徴とする請求項1に記載のネジ締め電動工具。
  3.  ネジ締め電動工具であって、
     モータハウジングと、
     前記モータ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、を有するブラシレスモータと、
     ビットを保持可能な先端工具保持部と、
     前記ロータと前記先端工具保持部との間に配置されるクラッチと、
     前記モータハウジングから延びるグリップハウジングと、
     前記グリップハウジングに固定されるバッテリーパックと、
     前記グリップハウジングに設けられるスイッチアッセンブリと、
     前記スイッチアッセンブリに保持されるトリガと、を含み、
     前記ステータに固定されるセンサ回路基板を設け、
     前記センサ回路基板と前記スイッチアッセンブリとをコードで接続し、
     前記ステータと前記スイッチアッセンブリとをコードで接続したことを特徴とするネジ締め電動工具。
  4.  前記ステータと前記クラッチとの間に冷却ファンを設けたことを特徴とする請求項3に記載のネジ締め電動工具。
  5.  前記スイッチアッセンブリとコードで接続されるライトを設けたことを特徴とする請求項3又は4に記載のネジ締め電動工具。
  6.  ネジ締め電動工具であって、
     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、を有するブラシレスモータと、
     ビットを保持可能な先端工具保持部と、
     前記ロータと前記先端工具保持部との間に配置されるクラッチと、
     前記ハウジングの下部に固定されるバッテリーパックと、を含み、
     前記バッテリーパックの上方に制御回路基板を設け、
     前記制御回路基板へ電気的に接続され、ライトの照射モードを変更するためのライトスイッチを設けたことを特徴とするネジ締め電動工具。
  7.  ネジ締め電動工具であって、
     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、を有するブラシレスモータと、
     ビットを保持可能な先端工具保持部と、
     前記ロータと前記先端工具保持部との間に配置されるクラッチと、
     前記ハウジングの下部に固定されるバッテリーパックと、を含み、
     前記バッテリーパックの上方に制御回路基板を設け、
     前記制御回路基板へ電気的に接続され、前記バッテリーパックの残容量を表示させるための残容量表示スイッチを設けたことを特徴とするネジ締め電動工具。
  8.  前記ブラシレスモータのコイルへ給電するコードを、前記ステータに設けた絶縁部材を介して接続したことを特徴とする請求項1、3、6、7の何れかに記載のネジ締め電動工具。
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