(57)【要約】【課題】  先端工具を回転させる回転軸の回転数変化に対し、安定して動作して断線しにくい回転トランス機構を有する動力工具を提供する。【解決手段】  モータ３により駆動され先端工具を回転させる回転軸５と、回転トランスを有する動力工具において、可動コイル１５は磁性金属製のコア１６により保持され、可動コイル１５を接着剤等の中間部材を介してコア１６に設けられた凹凸部に固定するようにした。また、固定コイル側のコア１３のエアギャップ部の軸方向の厚さを、可動コイル側のコア１６のエアギャップ部の厚さよりも厚くし、エアギャップ部から外周側に至る領域においてコアの軸方向の厚さがエアギャップ部の厚さより薄くなるように構成した。さらに、固定コイル１２をボビンに巻きつけ、このボビンをコア１３に固定するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、該モータにより駆動され先端工具を回転させる回転軸と、前記回転軸に取り付けられる回転トランスを有する動力工具において、
前記回転トランスは、前記回転軸と一体で回転する略円筒状の可動コイルと、前記回転軸を収容するケースに保持される略円筒状の固定コイルを含み、
前記可動コイルは磁性金属製の可動コイルコアにより保持され、
前記可動コイルを、中間部材を介して前記可動コイルコアに設けられた凹凸部に固定することを特徴とする動力工具。
【請求項２】
前記回転軸に取り付けられるトルク検出素子を有し、
前記回転トランスは前記トルク検出素子への電気信号の入出力動作のために用いられることを特徴とする請求項１に記載の動力工具。
【請求項３】
前記中間部材は前記可動コイルに塗布される接着剤であり、
前記可動コイルコアの内側面に、複数箇所の凹部を設け、前記接着剤を前記凹部に嵌入させるようにして前記コイルを前記可動コイルコアに固定することを特徴とする請求項２に記載の動力工具。
【請求項４】
前記可動コイルコアは、円筒部と、該円筒部の軸方向前後端から外周側に延在する円環状のツバ部を有する断面形状が略コの字状の環状の部材であり、
前記凹部は、前記ツバ部の前記コイルと接する面に形成される非貫通穴、溝又は貫通穴であることを特徴とする請求項３に記載の動力工具。
【請求項５】
前記可動コイルコアは、円筒部と、該円筒部の軸方向前後端から外周側に延在する円環状のツバ部を有する断面形状がコの字状の環状の部材であり、
前記凹部は、前記円筒部の外周側に形成される非貫通穴、溝又は貫通穴であることを特徴とする請求項３に記載の動力工具。
【請求項６】
前記凹部は、前記可動コイルコアの円周方向に離れた複数箇所において形成されることを特徴とする請求項４又は５に記載の動力工具。
【請求項７】
モータと、該モータにより駆動され先端工具を回転させる回転軸と、前記回転軸に取り付けられる回転トランスを有する動力工具において、
前記回転トランスは、前記回転軸と一体で回転する略円筒状の可動コイルと、前記回転軸を収容するケースに保持される略円筒状の固定コイルを含み、
前記可動コイル及び前記固定コイルは、エアギャップ部を有する磁性金属製のコアにより保持され、
前記固定コイルコアのエアギャップ部の軸方向の厚さは、前記可動コイルコアのエアギャップ部の厚さよりも厚く、
前記固定コイルコアは、前記エアギャップ部から外周側に至る領域において軸方向の厚さが前記エアギャップ部の厚さより薄くなることを特徴とする動力工具。
【請求項８】
前記動力工具は、前記回転軸に取り付けられるトルク検出素子を有し、
前記回転トランスは前記トルク検出素子への電気信号の入出力のために用いられることを特徴とする請求項７に記載の動力工具。
【請求項９】
前記可動コイル側及び前記固定コイルコアは、円筒部と、該円筒部の軸方向前後端から内周側又は外周側に延在する円環状のツバ部を有し、回転軸を通る断面形状が略コの字状の部材であり、
前記コの字状の断面形状の開放側が、お互い対向するように配置されることを特徴とする請求項８に記載の動力工具。
【請求項１０】
前記固定コイルコアのツバ部は、前記円筒部から内径側にかけて軸方向の厚さが厚くなる部分を有することを特徴とする請求項８又は９に記載の動力工具。
【請求項１１】
前記固定コイルコアのツバ部は、その肉厚が徐々に増える傾斜部が形成されることを特徴とする請求項１０に記載の動力工具。
【請求項１２】
前記傾斜部は、軸方向に対して非直交及び非平行となる円筒面であることを特徴とする請求項１０に記載の動力工具。
【請求項１３】
モータと、前記モータから回転が伝達される回転軸と、前記回転軸に固定される回転コイルと、
前記回転コイルに対向する固定コイルと、前記回転コイルが固定される回転コイルコアと、
前記固定コイルが固定される固定コイルコアと、を有し、
前記回転コイルコアのエアギャップ部から、対向する前記固定コイルコアのエアギャップ部へと磁束を導くことが可能な動力工具であって、
前記回転コイルコアのエアギャップ部は、前記固定コイルコアのエアギャップ部よりも前記回転軸の軸方向に長く設けられていることを特徴とする動力工具。
【請求項１４】
前記固定コイルの前記回転軸方向の幅を小さくしたことを特徴とする請求項１３に記載の動力工具。
【請求項１５】
モータと、該モータにより駆動され先端工具を回転させる回転軸と、前記回転軸に取り付けられる回転トランスを有し、
前記回転トランスは、前記回転軸と一体で回転する略円筒状の可動コイルと、前記回転軸を収容するケースに保持される略円筒状の固定コイルを含み、
前記可動コイルが磁性金属製の可動コイルコアにより保持される動力工具であって、
前記固定コイルはボビンに巻きつけられ、前記ボビンが前記固定コイルコアに固定されることを特徴とする動力工具。
【請求項１６】
前記固定コイルコアは磁性金属製であり、前記ボビンは非磁性体製であることを特徴とする請求項１５に記載の動力工具。
【請求項１７】
前記固定コイルコアは、円筒部と、該円筒部の軸方向前後端から外周側に延在する円環状のツバ部を有する断面形状が略コの字状の環状の部材であり、
前記ボビンは、円筒部と、該円筒部の軸方向前後端から外周側に延在する円環状のツバ部を有する断面形状が略コの字状の環状の部材であって、
前記固定コイルコアのコの字状の開放側は内周側を向き、前記ボビンのコの字状の開放側は外周側を向くように配置させて固定することを特徴とする請求項１６に記載の動力工具。
【請求項１８】
前記ボビンは樹脂材料により一体成形されることを特徴とする請求項１７に記載の動力工具。
【請求項１９】
前記固定コイルコアは、軸方向に垂直な面で分割可能であり、分割した状態で前記ボビンが前記固定コイルコアに収容されることにより組み立てられることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の動力工具。  
【請求項２０】
モータと、前記モータの回転が伝達される回転軸と、前記回転軸に固定される可動コイルと、前記回転軸を回転可能に保持するハウジング側に被回転状態で保持される固定コイルと、を有し、前記固定コイルを固定コイルコアを介してハウジングに固定するする動力工具において、
前記固定コイルは、前記固定コイルの内周側を覆うボビンに巻きつけられることを特徴とする動力工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータにより回転駆動され、モータの回転力を用いてネジやボルトの締め付ける等を行う動力工具であって、動力伝達軸に生じるトルクを検出するトルク検出素子を有し、トルク検出素子の出力を回転トランス機構を用いて伝達させる回転トランス機構に改良を施した動力工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ねじやボルト等の締付けを行う動力工具として、ハンマのメカニカルな衝突による打撃力を利用するインパクト工具や、油圧を利用して打撃力を発生させるオイルパルス工具が知られている。このような工具において、ボルト等の締付けトルクを確認あるいは制御するため、回転軸に歪ゲージなどのトルク検出素子を配置し、測定する機能を持たせた製品がある。このようなインパクト工具として、例えば特許文献１の技術が知られている。特許文献１においては、回転軸の一部分に、トルク検出素子である歪ゲージが取り付けられる。歪ゲージに隣接する回転軸部分には、歪ゲージへ電圧を供給する入力用回転トランスと、歪ゲージからの出力を伝達する出力用回転トランスが設けられる。入力用回転トランスと出力用回転トランスは、それぞれ内周側に配置される可動コイルと、外周側に配置される固定コイルを含んだ回転トランスとして構成される。可動コイルは回転軸側に回転可能に保持され、固定コイルはハウジング側に固定される。
【０００３】
このような従来技術における回転トランスの構造を図１０を用いて説明する。図１０は、従来の動力工具における回転トランス付近の構造を示す断面図である。図１０において、回転軸１０５の後端部は、モータの出力がインパクト機構等の動力伝達部を介してその回転打撃力が伝達される。回転軸１０５は、後方側端部がボールベアリング１０８により保持され、前方がメタル１１８によりケース１０９内に回転可能に保持される。回転軸１０５の前端は工具保持部１０５ｂが形成され、ここにソケット等の先端工具を取り付け、ねじやボルト等の締結部材を相手材に締付けたり、緩めたりする。このような動力工具において、締付けトルクの検出は回転軸１０５に取り付けた歪ゲージ１１０によって行うのが一般的である。歪ゲージ１１０によりボルト締付け時に発生するトルクによる回転軸の歪を電気抵抗の変化に変換し、歪ゲージ１１０と連結させた測定器により電気抵抗の変化を求め、トルク値に換算する。ここで歪ゲージ１１０は回転軸１０５と一体に回転するが、測定器は動力工具本体の内部あるいは動力工具本体の外部に収容されるため、歪ゲージ１１０と測定器を直接電線でつなぐ事ができない。そのため、歪ゲージ１１０と測定器の間は、回転トランスを介して電気信号のやりとりを行う。
【０００４】
回転トランスは可動コイルと固定コイルの組み合わせで構成されており、それぞれのコイルは金属製のコアの内部に電線を巻きつけた構造である。例えば可動コイル用のコア１１６は一般にボビンやリールといわれる形状に等しく、可動コイル用スペーサ１１７は円筒状のスリーブ形状である。歪ゲージ１１０は回転軸１０５の細径部に取り付けられる。歪ゲージ１１０の前方には、２つの可動コイル１１５がコア１１６により保持され、これらはスペーサ１１７により所定の間隔を取りながら、回転軸１０５と同軸で一体となるように取り付けられる。歪ゲージ１１０への入出力線は２つの可動コイル１１５に配線される。ケース１０９の内側には、２つの固定コイル１１２がコア１１３によって保持され、これらは固定コイル用のスペーサ１１４により所定の間隔を取るように配設される。スペーサ１１４はアルミ等で形成され、２つの可動コイル１１５間の磁気干渉を防いでいる。
【０００５】
図１０においては、前側（工具保持部１０５ｂに近い側）の固定コイル１１２と可動コイル１１５が入力用回転トランスを構成し、後ろ側（モータに近い側）の固定コイル１１２と可動コイル１１５が出力用回転トランスを構成する。測定器から歪ゲージ１１０への電力供給は入力用回転トランスの固定コイル１１２（入力側１次コイル）を介して、対向する可動コイル１１５（入力側２次コイル）に誘導される。入力側２次コイルに発生した電流は歪ゲージ１１０に入力され、歪ゲージ１１０からの出力は別の可動コイル１１５（出力側１次コイル）を介し、これと対向位置にある別の固定コイル１１２（出力側２次コイル）に誘導され、信号線１２５を介して測定器に伝達される。このため、固定コイル１１２は可動コイル１１５と対向する位置に固定される必要があり、さらに回転する可動コイル１１５の外径と接触することが無いように所定のクリアランス（エアギャップ）を保持しなければならない。
【０００６】
固定コイル１１２が回転する可動コイル１１５に接触すると、固定コイル１１２も一緒に回転してしまい、固定コイル１１２から測定器につながる配線が破損してしまうためである。固定コイル１１２は、回転或いは回転方向に動いたりしないように固定する必要があるが、この固定は、ケース１０９に一部に半径方向外周側に突出する肉厚部１０９ａを設け、この肉厚部１０９ａに止めねじ１１９を貫通させ、止めねじ１１９の先端を固定コイル１１２を覆う固定コイル側のコア１１３に設けた止めねじ用穴（図示せず）に螺合させることにより固定する。この肉厚部１０９ａは、円周方向に例えば１箇所あるいは複数箇所設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公平６−２４７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の技術において、歪ゲージ１１０によりボルト締付け時に発生するトルクによる回転軸１０５の歪を電気抵抗の変化に変換し、歪ゲージ１１０と接続させた測定器により電気抵抗の変化を求め、トルク値に換算する。しかしながら、電気抵抗の変化は微小であり、それによって変化する電気信号も小さいため、回転トランス部における電気信号の伝送ロスによりその精度が落ちてしまう恐れがある。この検出精度を向上させるために改良すべき点を検討したところ、発明者らは下記の課題があることを見いだした。
【０００９】
回転軸１０５の回転数変化が起き可動コイル１１５に角加速度がかかった際、慣性モーメントにより可動コイル１１５がコア１１６の回転数変化に追従せず、可動コイル１１５とコア１１６の間に滑りが発生することがあった。滑りが発生した場合、可動コイル１１５のコア１１６の引き出し穴１１６ｂを通過するコイルの電線１２６ｂが、引き出し穴１１６ｂに引っ掛かり断線してしまう恐れがあった。子の状態を図１２で示すが、回転軸１０５の回転方向Ｂに対し、キー１２３で固定されたコア１１６は回転方向Ｃで追従するが、可動コイル１１５は追従できず相対的に回転方向Ｄに動くため、引き出し穴１１６ｂにより配線１２６ａ又は１２６ｂが切断されてしまう恐れがある。図１２はこれらが断線した状態を示している。特に、動力工具がインパクトレンチ、オイルパルスレンチなど、断続的な回転打撃を発生させる工具の場合、回転軸は常時回転数が変化するため、断線の恐れがより高くなる。
【００１０】
従来技術のさらなる解決課題として、回転トランスは十数個の部品から構成されているため、部品の微少な寸法公差の累積により軸方向へのガタがどうしても発生する。そこで図１１に示すように固定コイルのコア部の厚さ寸法は可動コイルの厚さ寸法ｅ１より広く設計されている。これは可動コイルが固定されている回転軸の軸方向へ微少変位を許容するためである。すなわち回転軸の前後方向の移動量がそれぞれ厚さｆ１及びｄ１以下であれば、可動コイルと固定コイル間の信号伝達が安定して成り立つ。このような理由から固定コイル側の厚さ寸法ｂ１を厚くすることで信号伝達が安定するが、厚くすることにより固定コイルのコアが大きくなり質量あるいは寸法増加の弊害が生じる。別の方法として回転軸の軸方向のガタを極小とすることでも信号伝達の安定化を図れるが，部品精度の向上は製造コストが増加するといった弊害が生じる。
【００１１】
従来技術のさらなる解決課題として、固定コイル１１２の製造方法の問題がある。固定コイル１１２を構成するにあたり、まず、電線をドーナツ状に成形して、回転軸の軸方向と垂直面で分割できる固定コイルのコア１１３で挟みこんでいる（尚、図１０、１２では分割面の図示は省略してある）。このような製造方法を採用する場合、電線をドーナツ状に成形するにあたり、電線を丸く曲げつつ接着剤で固定しながら巻き込んでいくといった多大な手間を要する。さらに、分割できるコア１１３に巻回された固定コイル１１２をはさみ込む際に、コア１１３の分割面で挟んだりして固定コイル１１２の被覆を剥離してしまう恐れがあり、コイルとコアが電気的に短絡することで、コイルとして機能しなくなるといった不具合が起きる恐れがあった。
【００１２】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、回転トランスの構造を改良し、回転軸の回転数変化に対し安定して動作し、断線しにくい回転トランス機構を有する動力工具を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、固定コイルと可動コイル間の信号伝達を安定させることのできる回転トランス機構を有する動力工具を提供することにある。
【００１４】
本発明のさらに他の目的は回転トランスを安価に製造するとともに、製造組立時の不具合を低減させることのできる動力工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。
【００１６】
本発明の一つの特徴によれば、モータと、モータにより駆動され先端工具を回転させる回転軸と、回転軸に取り付けられる回転トランスを有する動力工具において、回転トランスは、回転軸と一体で回転する略円筒状の可動コイルと、回転軸を収容するケースに保持される略円筒状の固定コイルを含み、可動コイルは磁性金属製の可動コイルコアにより保持され、可動コイルを、中間部材を介して可動コイルコアに設けられた凹凸部に固定するようにした。中間部材は可動コイルに塗布される接着剤であり、可動コイルコアの内側面に、複数箇所の凹部を設け、接着剤を凹部に嵌入させるようにしてコイルを可動コイルコアに固定する。可動コイルコアは、円筒部と、円筒部の軸方向前後端から外周側に延在する円環状のツバ部を有する断面形状が略コの字状の環状の部材であり、凹部は、ツバ部又は／及び円筒部のコイルと接する面に形成される非貫通穴、溝又は貫通穴である。凹部は、円周方向の複数箇所に形成すると好ましい。
【００１７】
本発明の他の特徴によれば、モータと、モータにより駆動され先端工具を回転させる回転軸と、回転軸に取り付けられる回転トランスを有する動力工具において、回転トランスは、回転軸と一体で回転する略円筒状の可動コイルと、回転軸を収容するケースに保持される略円筒状の固定コイルを含み、可動コイル及び固定コイルは、エアギャップ部を有する磁性金属製のコアにより保持され、固定コイルコアのエアギャップ部の軸方向の厚さは、可動コイルコアのエアギャップ部の厚さよりも厚く、固定コイルコアは、エアギャップ部から外周側に至る領域において軸方向の厚さがエアギャップ部の厚さより薄くなるように構成した。さらに、回転軸にトルク検出素子を取り付け、回転トランスはトルク検出素子への電気信号の入出力のために用いるようにした。可動コイル側及び固定コイル側のコアは、円筒部と、円筒部の軸方向前後端から内周側又は外周側に延在する円環状のツバ部を有し、回転軸を通る断面形状が略コの字状の部材であり、コの字状の断面形状の開放側が、お互い対向するように配置される。固定コイルコアのツバ部は、円筒部から内径側にかけて軸方向の厚さが厚くなる部分を有し、特に、その肉厚が徐々に増える傾斜部が形成されると好ましい。傾斜部は、軸方向に対して非直交及び非平行となる円筒面となる。
【００１８】
本発明のさらに他の特徴によれば、モータと、モータにより駆動され先端工具を回転させる回転軸と、回転軸に取り付けられる回転トランスを有し、回転トランスは、回転軸と一体で回転する略円筒状の可動コイルと、回転軸を収容するケースに保持される略円筒状の固定コイルを含み、可動コイルが磁性金属製の可動コイルコアにより保持される動力工具であって、固定コイルはボビンに巻きつけられ、ボビンが固定コイルコアに固定されるように構成した。固定コイルコアは磁性金属製であり、ボビンは非磁性体製である。固定コイルコアは、円筒部と、円筒部の軸方向前後端から外周側に延在する円環状のツバ部を有する断面形状が略コの字状の環状の部材であり、ボビンは、円筒部と、円筒部の軸方向前後端から外周側に延在する円環状のツバ部を有する断面形状が略コの字状の環状の部材であって、固定コイルコアのコの字状の開放側は内周側を向き、ボビンのコの字状の開放側は外周側を向くように配置させて固定する。ボビンは樹脂材料により一体成形されると好ましい。固定コイルコアは、軸方向に垂直な面で分割可能であり、分割した状態でボビンが固定コイルコアに収容されることにより組み立てられる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によれば、可動コイルは磁性金属製の可動コイルコアにより保持され、  可動コイルを、中間部材を介して可動コイルコアに設けられた凹凸部に固定するので、簡単な構成にて可動コイルと可動コイルコアとの滑り（相対回転）を防止できる。また、可動コイルの接着面積が増し、可動コイルと可動コイルコアの接着強度が向上するとともに、接着が剥がれた場合でも、可動コイルが滑り、配線が可動コイルコアにより切断される事が防止される。
【００２０】
請求項２の発明によれば、回転トランスはトルク検出素子への電気信号の入出力のために用いられるので、トルク検出素子からの電気信号を、空隙を隔てた状態で動力工具の非回転部分側へ伝達することができる。また、回転側と固定側のコアは非接触であるので、回転軸の回転に何ら影響を与えることがない。
【００２１】
請求項３の発明によれば、中間部材は可動コイルに塗布される接着剤であり、可動コイルコアの内側面に、複数箇所の凹部を設け、接着剤を凹部に嵌入させるようにしてコイルを可動コイルコアに固定するので、コストの上昇を抑えることができ、組立方法が簡単で、かつ、良好な固定方法を実現できる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、凹部は、ツバ部のコイルと接する面に形成される非貫通穴、溝又は貫通穴であるので、可動コイルコアの一部を少しだけ加工するだけでコイルの滑りを防止することができる。
【００２３】
請求項５の発明によれば、凹部は円筒部の外周側に形成される非貫通穴、溝又は貫通穴であるので、可動コイルコアの一部にドリル等で加工することで容易に形成することができ、安価に回り止め機構を実現できる。
【００２４】
請求項６の発明によれば、凹部は、可動コイルコアの円周方向に離れた複数箇所において形成されるので、凹部にかかる反力を分散させることができ、良好な回り止め機構を実現できる。
【００２５】
請求項７の発明によれば、固定コイルコアのエアギャップ部の軸方向の厚さは、可動コイルコアのエアギャップ部の厚さよりも厚く、固定コイルコアは、エアギャップ部から外周側に至る領域において軸方向の厚さがエアギャップ部の厚さより薄くなるように構成したので、回転軸が前後方向に微少距離だけ移動したとしても固定コイルと可動コイルの間の対向関係を保つことができ、信号伝達を安定して行うことができる。
【００２６】
請求項８の発明によれば、回転トランスはトルク検出素子への電気信号の入出力のために用いられるので、トルク検出素子からの電気信号を、空隙を隔てた状態で動力工具の非回転部分側へ伝達することができる。また、回転側と固定側のコアは非接触であるので、回転軸の回転に何ら影響を与えることがない。
【００２７】
請求項９の発明によれば、可動コイル側及び固定コイルコアは、ともにコの字状の断面形状であり、その開放側が、お互い対向するように配置されるので、エアギャップ部を介して良好な磁気回路が形成されるので、固定コイルと可動コイルの間の信号伝達を安定して行うことができる。
【００２８】
請求項１０の発明によれば、固定コイルコアのツバ部は、円筒部から内径側にかけて軸方向の厚さが厚くなる部分を有するので、固定コイルコアの重量増加を極力抑えつつエアギャップ部の厚さを十分確保することが可能になる。
【００２９】
請求項１１の発明によれば、固定コイルコアのツバ部は、その肉厚が徐々に増える傾斜部が形成されるので、形成される磁束に影響を与えることなく、エアギャップ部の厚さを十分確保することが可能になる。
【００３０】
請求項１２の発明によれば、傾斜部は円筒面であるので、旋盤加工等の簡単な加工を施すことによって容易にコアを製造することが可能になる。
【００３１】
請求項１３の発明によれば、回転コイルコアのエアギャップ部は、固定コイルコアのエアギャップ部よりも回転軸の軸方向に長く設けられているので、回転軸が前後方向に微少距離だけ移動してしまったとしても固定コイルと可動コイルの間の対向関係を保つことができ、信号伝達を安定して行うことができる。
【００３２】
請求項１４の発明によれば、固定コイルの回転軸方向の幅を小さくしたので、回転軸が前後方向に微少距離だけ移動してしまったとしても固定コイルと可動コイルのエアギャップ部の対面関係は保たれるので、良好な信号伝達特性を維持できる。
【００３３】
請求項１５の発明によれば、固定コイルはボビンに巻きつけられ、ボビンが固定コイルコアに固定されるので、固定コイルを精度良く巻回することが可能となる。この結果、高性能な固定コイルを製造することが可能となり、固定コイル製造時の不具合を低減させることが可能となる。
【００３４】
請求項１６の発明によれば、固定コイルコアは磁性金属製であり、ボビンは非磁性体製であるので、磁束の流れに影響を及ぼすことが無く、良好な信号伝達特性を維持できる。
【００３５】
請求項１７の発明によれば、可動コイル側及び固定コイルコアは、ともにコの字状の断面形状であり、その開放側が、お互い対向するように配置されるので、エアギャップ部を介して良好な磁気回路が形成されるので、固定コイルと可動コイルの間の信号伝達を安定して行うことができる。
【００３６】
請求項１８の発明によれば、ボビンは樹脂材料により一体成形されるので、安価な材料で軽量に製造することができ、コストを低く抑えることが可能である。
【００３７】
請求項１９の発明によれば、固定コイルコアは、軸方向に垂直な面で分割可能であり、分割した状態でボビンを固定コイルコアに収容するので、組立性が良好である。また組立の際にコイルの電線部分を破損する恐れもないので、信頼性の高い固定コイル部を実現できる。
【００３８】
請求項２０の発明によれば、固定コイルは、固定コイルの内周側を覆うボビンに巻きつけられるので、ボビンに固定コイルを巻回して形成した後に固定コイルコアに組み立てれば良く良好な組立性を実現できる。
【００３９】
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例に係るインパクト工具の全体を示す側面図であり、一部にその断面を示す。
【図２】（１）は図１の回転トランス部の拡大図であり、（２）は固定コイル側のコア１３、スペーサ１４を連結した状態を示す上面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ部の断面図である。
【図４】固定コイル側のコア１３を示す図であり、（１）は側面図、（２）は断面図である。
【図５】固定コイル側のコア１３の断面形状を説明するための図である。
【図６】図１の可動コイル側の固定構造を示す図であり、（１）は側面図（一部断面図）であり、（２）は断面図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係るインパクト工具の回転トランス部の拡大図である。
【図８】本発明の第２の実施例における固定コイル側の組立構造を示す斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施例に係る可動コイル側の固定構造を示す図であり、（１）は側面図（一部断面図）であり、（２）は断面図である。
【図１０】従来技術における回転トランス部の拡大図である。
【図１１】従来技術における固定コイル側及び可動コイル側のコアの断面形状を説明するための図である。
【図１２】従来技術における可動コイル側の固定構造を示す図であり、（１）は側面図（一部断面図）であり、（２）は断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００４１】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。尚、本明細書の説明においては、動力工具の例として本発明をインパクト工具に適用した例を元に説明する。また、本明細書での説明中、上下及び前後の方向は、図１中に示した方向として説明する。
【００４２】
図１は本発明の実施例に係るインパクト工具１の全体を示す部分断面図である。インパクト工具１は、外部から電源コード２により供給される電力を利用し、モータ３を駆動源としてインパクト機構４を駆動し、インパクト機構４の出力軸４ａに連結された回転軸５に回転力及び／又は打撃力を与えることによってソケット等の図示しない先端工具に回転打撃力を直接又は間欠的に伝達してネジ締めやボルト締め等の作業を行う。ハウジング６は胴体部６ａとハンドル部６ｂが一体的に、プラスチック等により製造され、モータ３及びインパクト機構４はハウジング６の筒状の胴体部６ａ内に収容される。ハウジング６の胴体部６ａの先端には、回転軸５を回転可能にするベアリング機構を収容するケース９が取り付けられ、胴体部６ａから略直角に下方向にハンドル部６ｂが延びる。ハンドル部６ｂの取り付け部付近にはトリッガスイッチ７が配設され、使用者の操作によりモータ３の駆動が制御される。
【００４３】
トリッガスイッチ７が引かれてモータ３が起動されると、モータ３の回転はインパクト機構４に伝達される。インパクト機構４としては、公知の任意のユニットを利用でき、インパクト機構４の出力は、出力軸４ａを介して回転軸５に伝達され、工具保持部５ｂに取り付けられるソケット等の先端工具（図示せず）に伝達される。このように先端工具に回転打撃力が連続的又は間欠的に繰り返し伝達されることにより締結対象が締め付けられる。回転軸５は、ボールベアリング８とメタル１８によりケース９に回転可能に保持される。
【００４４】
ケース９は、ハウジング６の胴体部６ａの前側に取り付けられ、後方に開口部があり、前方に回転軸５を貫通させる穴を有する。内蔵される機器の組立上の関係からハウジング６は左右分割式、即ち、回転軸の軸線及び上下方向を含む面で分割可能に形成することが好ましいが、ケース９は強度を確保するために金属製あるいは樹脂製の一体成型にて製造されると好ましい。ケース９は、回転軸５を軸受手段を介して回転可能に保持すると共に、トルク検出素子である歪ゲージと２組の回転トランスを収容する。
【００４５】
次に、図２を用いて図１の回転トランス部の構造を説明する。図２（１）は図１の回転トランス部の拡大図であり、（２）は固定コイル側のコア１３、スペーサ１４を連結した際の状態を示す上面図である。回転トランスは可動コイル１５と固定コイル１２の組み合わせで構成され、それぞれのコイルは金属製のコアの内側に巻きつけた電線を配置した構造である。回転軸５の一部は、その径が細くなっていて、歪ゲージ１０はその細径部に取り付けられる。歪ゲージ１０は、インパクト機構４による駆動に伴って生起する回転軸５の物理的歪を電気信号に変換して出力するもので、例えば４つのストレンゲージによるブリッジ回路により構成できる。歪ゲージ１０の前方には、２つの可動コイル１５が稼動コイル用のスペーサ１７により所定の間隔を取りながら、回転軸５と同軸に取り付けられる。歪ゲージ１０への入出力線は２つの可動コイル１５に配線により接続される。
【００４６】
ケース９の内側には、２つの固定コイル１２が固定コイル用のスペーサ１４により所定の間隔を取りながら配設される。２つの固定コイル１２の内径は、それぞれ２つの可動コイル１５の外径よりもやや大きい関係にある。可動コイル１５及び固定コイル１２を収容する固定側のコア１３は円形であって、円周方向と垂直な断面が略コの字状であり、円周方向の１箇所以上、例えば２箇所において軸方向（前後方向）に延在する凸部１３ａが形成される。図２（２）は、コア１３、スペーサ１４、コア１３を連結した際の状態を示す上面図である。スペーサ１４はリング状であって、円周方向の２箇所に凹部１４ａが形成され、コア１３から軸方向に突出する凸部１３ａが凹部１４ａにそれぞれ嵌合する。これらの作用によって、コア１３とスペーサ１４が相対的に回転することなく、安定して固定される。
【００４７】
一方、ケース９の内側、前方には、コア１３の凸部１３ａが嵌合する凹部９ｂが形成される。凹部９ｂは、凸部１３ａの数に合わせて円周方向に１箇所以上設ければ良く、本実施形態では、円周方向に約１８０度離れた２箇所（上と下）に形成される。このように、コア１３の凸部１３ａがケース９の凹部９ｂと良好に嵌合するので、コア１３がケース９に対して相対的に回転することを防止できる。さらに、コア１３がケース９に保持されるため、コア１３に隣接するスペーサ１４及びボビン３１がケース９に対して相対的に回転することがない。
【００４８】
図３は、図１のＡ−Ａ部の断面図である。この図から理解できるように、固定コイル１２のコア１３はケース９に密接するように固定される。コア１３をケース９に挿入するのは、焼き嵌めするほどではなく、がたつきが生じない程度に挿入できればよい。可動コイル１５のコア１６は回転軸５に圧入、または焼き嵌めにより固定するが、回り止めの部材たるキーを装着しても良い。このように、コア１６は回転軸５に対して相対的に回転しないように固定することが重要である。可動コイル１５と固定コイル１２は、所定の空隙を保ってお互いが接触しないように保持される。ここで、固定コイル１２には入力線２５が接続されるが、入力線２５はケース９に形成された貫通穴９ａを通って外部に接続される。
【００４９】
図４は固定コイル側のコア１３を示す図であり、（１）は側面図、（２）は断面図である。コア１３の最内周側であって、可動コイル側のコア１６の外周面と対向する位置に有る部分の軸方向の幅（ハウジングの厚さ）が他の部分よりも広くなるように、円周方向に連続して肉厚部１３ｃが形成される。図４（２）はその断面図であり、肉厚部１３ｃが形成されることによって、エアギャップを形成する内周面１３ｄの軸方向の幅を広くすることができる。また、このように肉厚部を形成しても、薄肉部１３ｅを形成しているので、コア１６の重量増加を少なくすることが可能となる。
【００５０】
図５は、固定コイル側のコア１３の断面形状を説明するための図である。図（１）において、固定コイル側のコア１３は、磁性金属製の一体構造又は分割構造であり、円筒部ｈと、円筒部ｈの軸方向前後端から内周側に延在する２つの円環状のツバ部ｉを有し、回転軸を通る断面形状（円周方向と垂直な断面形状）が略コの字状の部材である。ツバ部ｉの最内周側が空隙を形成するエアギャップ部ｊとなる。尚、図４（１）においては、コア１３の凸部１３ａ（図２（１）参照）を通る位置の断面を取ったので、略コの字状でないように見えるが、基本形状は断面形状が略コの字状である。また、凸部１３ａは回転トランスの磁気回路の形成には影響しない箇所であり、コア１３の付随的な構成要素である。ツバ部ｉには肉厚部１３ｃと薄肉部１３ｅが形成される。本実施例では肉厚部１３ｃから薄肉部１３ｅへは傾斜部とたる円環面１３ｆが形成されるが、この部分の形状は任意であり、滑らかな形状であれば他の形状であっても良い。
【００５１】
図５（２）において、可動コイル側のコア１６は、磁性金属製の一体構造又は分割構造であり、円筒部ｋと、円筒部ｋの軸方向前後端から外周側に延在する２つの円環状のツバ部ｍを有し、回転軸を通る断面形状（円周方向と垂直な断面形状）がコの字状の部材である。ツバ部ｍの最外周側が空隙を形成するエアギャップ部ｎとなる。尚、本実施例では可動コイル側のコア１６のツバ部ｍは肉厚の変化が無いように構成しているが、固定コイル側のコア１３と同様にツバ部ｍの最内周側の肉厚を厚くするように構成しても良い。さらに、固定コイル側と可動コイル側のコアの断面構成を逆にして、肉厚部を可動コイル側だけに形成して、固定コイル側のツバ部ｉの肉厚は一定とするという構成でも良いが、回転軸回りの軽量化を図ることを考えると固定コイル側のコア１３に加工を施す方が好ましい。
【００５２】
図５（３）は、固定コイル側のコア１３と可動コイル側のコア１６との配置関係を説明するための図であり、これらは微少な空隙（エアギャップ）を介して対向するように配置される。また、コア１３においては、寸法がｂ＞ｃとなるように形成される。このように構成することにより可動コイル側のコア１６と対面する幅を確保しつつ軽量化することが可能である。特に、コア１３は外周側であってコア１６よりも径が大きく重量が大きいので、可動コイル用コア１６を軽量化するよりも大きな軽量効果を得ることが可能となる。
【００５３】
ｂ＞ｃの関係を満たすために、寸法ｂは従来のままにして寸法ｃを大きくすれば、コア１３のエアギャップ部ｊの幅（軸方向厚さ）が大きくなり、寸法ｄと寸法ｆを大きくすることができる。この結果、コア１６との対面幅が広くなり、回転軸５のガタを大きくしても信号伝達を安定させることが可能となり、また、工具全体の質量増加を微少とすることができる。尚、コア１３に発生する磁界の強さは、磁束の方向に垂直をなす最小断面積で決定するから、寸法ａと寸法ｂが上記最小断面積以上であれば、寸法ｃは任意である。
【００５４】
次に図６を用いて可動コイル１５の構造を説明する。図６は、図１の可動コイル側の固定構造を示す図であり、（１）は側面図（一部断面図）であり、（２）は断面図である。コア１６は、コイルを巻きつける円筒部と、その両端面に設けた円環状のツバ部からなる。コア１６の中心軸には、回転軸５を挿入、固定するための中心穴１６ｅとキー溝１６ｆが設けられる。コア１６の円筒部外周側には電線が複数回巻きつけられ、可動コイル１５を形成する。電線の両端部は、コア１６に設けた引き出し穴１６ａ、１６ｂから配線２６ａ、２６ｂを介してコア１６の外部に引き出され、歪ゲージ１０に接続される。また、ツバ部には円周方向に９０度ずつ隔てた４つの貫通穴１６ｃが設けられる。
【００５５】
可動コイル１５には接着剤２２を塗布し、可動コイル１５の電線のほぐれを防止するとともに、可動コイル１５をコア１６に固定する。接着剤２２はツバ部の貫通穴１６ｃ及び円筒部の貫通穴１６ｄにも嵌入し、可動コイル１５の回転方向の滑りを固定する構造とする。これにより、可動コイル１５とコア１６間の接着面積が増加するため、可動コイル１５とコア１６間の接着のはがれが発生しにくくなる。加えて、可動コイル１５とコア１６間の接着のはがれを起こした時でも、貫通穴１３ｃ、１３ｄに嵌入した接着剤２２がコア１６と係合することにより、可動コイル１５の滑りが防止される。よって、可動コイル１５の滑りにより配線２６ａ、２６ｂの断線が低減する。
【実施例２】
【００５６】
図７は本発明の第２の実施例に係る回転トランス部の拡大図である。実施例１と同じ構成の部分には同じ参照符号を付してある。ここで、図２と異なるのは固定コイル側の構造である。可動コイル４５は磁路を形成するコア４６に巻きつけることで構成される。一方、固定コイル４２は、ボビン５０に巻きつけて成形した後、磁路を形成する固定側のコア４３内にはさみ込むようにして固定される。従来技術において可動コイル４５は、型枠にいれて接着剤で固定しながら電線を巻いて製造し、型枠から外してコア内に取り付けていた。しかし、子の方法であると型枠から外した際に変形してしまうことがあったが、本実施例においてはボビン５０に巻き付けられることで隙間無くぴっちりと巻くことが可能となり、また、そのままコアに取り付けるので、巻き方や接着の仕方によって線がずれてしまうことを防止でき、精度の良い可動コイル４５を製造することができる。コア４３は、分割可能な２つの部品４３ａ、４３ｂにより構成される。この固定コイル側の組立構造を図８を用いてさらに説明する。
【００５７】
図８は、本発明の第２の実施例における固定コイル側の組立構造を示す斜視図である。固定コイル側のコア４３は、回転軸と垂直な面で２分割され、コア４３ａとコア４３ｂにより構成される。分割される各部分は磁性金属製により一体成型した後に、旋盤加工等により肉厚部４３ｃが形成される。図８では見えないが肉厚部はコア４３ｂ側にも形成され、エアギャップ面４３ｄ、４３ｆが軸方向に十分な幅を有するように構成される。２つのコア４３ａと４３ｂの間には、固定コイル４２を巻回したボビン５０が挟むように収容される。この際、ボビン５０の外側側壁に接着剤が付けられ、コア４３ａと４３ｂと固定される。また、コア４３ａと４３ｂとの接合面にも接着剤が付けられ強固に接着される。コア４３ｂには、切り欠き４３ｇが形成され、この切り欠き４３ｇを介して配線５７ａ、５７ｂが引き出される。
【００５８】
以上、第２の実施例の固定コイル側の組立構造によれば、ドーナツ状の固定コイル４２を成形する工数が大幅に低減できる他、固定コイル４２を磁路を形成するコア４３ａ、４３ｂではさみ込む際に、コイルの被覆が剥離してコイルとコアが電気的に短絡することでトランスとして機能しない、といった問題の発生を防止することが可能となる。また、ボビン５０は樹脂の型成形により製造することで、軽量でかつ安価にすることが可能となる。
【００５９】
図９は、第２の実施例の可動コイル側の固定構造を示す図であり、（１）は側面図（一部断面図）であり、（２）は断面図である。図９において、図６で示す第１の実施例と異なるところは、接着剤５２を潜入または封入させるコア４６の係止部として、貫通穴でなく、非貫通の凹部４６ｃ、４６ｄとしたことである。コア４６のツバ部の内壁には、円周方向に所定の間隔を隔てて複数個の凸部４６ｃが形成される。同様にして、コア４６の円筒部の外周側には、所定の間隔を隔てて複数個の凸部４６ｄが形成される。このように貫通穴の代わりに凹部４６ｃ、４６ｄを設け、接着剤４２を凹部４６ｃ、４６ｄに嵌入することで可動コイル１５の回転方向の滑りを固定する構造である。接着剤は非導電性のもので、例えばシリコン接着剤が用いられる。動作・効果は前述の第１の実施例と同様である。尚、第２の実施例では滑り機構を凸部で形成したが、凸部だけに限られず、コア４６側に何らかの形状変化を構成して、そこの接着剤５２が潜入または封入されるように構成すれば滑り防止としての機能を果たすことができる。
【００６０】
以上、説明したように本発明によれば、可動コイル１５のボビンのツバ部に貫通穴または凹部を設け、コイルに塗布した接着剤を穴または凹部に嵌入させたので、接着面積が増し回転コイルとコアの接着強度が向上するとともに、接着が剥がれた場合でも、回転コイルが滑り、配線がコアにより切断される事が防止される。
【００６１】
以上、本発明を示す実施例に基づき説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、本実施例では、電気モータを用いたインパクトドライバ工具について説明したが、モータは電気だけに限られず、エアを利用するエアモータであっても良い。
【００６２】
また、本実施例では、動力伝達部としてインパクト機構４を用いた打撃機構を用いたが、オイルパルス機構を用いた動力工具においても同様に適用できる。さらに、動力伝達部は打撃機構を使わずにクラッチ機構を有する動力伝達機構でも良いし、単なる減速機構でも良いし、モータの出力を１：１にダイレクトに回転軸に伝達する動力伝達機構でも良い。
【符号の説明】
【００６３】
１  インパクト工具      ２  電源コード      ３  モータ
４  インパクト機構      ５  回転軸      ６  ハウジング
６ａ  （ハウジングの）胴体部      ６ｂ  （ハウジングの）ハンドル部      
７  トリッガスイッチ      ８  ボールベアリング      ９  ケース
９ａ  (ケースの)貫通穴      ９ｂ  （ケースの）凹部
１０  歪ゲージ      １１  止め輪      １２  固定コイル
１３  （固定コイル側）コア      １３ａ  （コアの）凸部
１３ｃ  （コアの）肉厚部      １３ｄ  （コアの）内周面
１３ｅ  （コアの）薄肉部      １３ｆ  （コアの）円環面
１４  スペーサ      １４ａ  （スペーサの）凹部
１５  可動コイル      １６（可動コイル側）コア
１６ａ、１６ｂ  （コアの）引き出し穴
１６ｃ、１６ｄ  （コアの）貫通穴
１６ｅ  （コアの）中心穴      １６ｆ  （コアの）キー溝
１７  スペーサ      １８  メタル      ２２  接着剤      ２５  入力線
２６ａ、２６ｂ  配線      ４２  固定コイル
４３、４３ａ、４３ｂ  （固定コイル側）コア
４３ｃ  （コアの）肉厚部
４３ｄ、４３ｆ  （コアの）エアギャップ面
４３ｇ  （コアの）切り欠き
４３ｍ、４３ｎ  （コアの）凸部
４５  可動コイル      ４６  （可動コイルの）コア
５０  ボビン      ５６ａ、５６ｂ、５７ａ、５７ｂ  配線
５２  接着剤    
１０５  回転軸      １０５ｂ  （回転軸の）工具保持部
１０９  （ケースの）肉厚部
１１０  歪ゲージ      １１２  固定コイル
１１３  （固定コイル側）コア      １１４  スペーサ
１１５  可動コイル      １１６  （可動コイル側）コア
１１７  スペーサ      １１８  メタル      １１９  ねじ
１２２  接着剤      １２３  キー      １２６ａ、１２６ｂ  配線
【図１】
2010184329.tif 000003
【図２】
2010184329.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010184329.tif 000008
【図７】
2010184329.tif 000009
【図８】
2010184329.tif 000010
【図９】
2010184329.tif 000011
【図１０】
2010184329.tif 000012
【図１１】
2010184329.tif 000013
【図１２】
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