(57)【要約】【課題】  モータの確実な駆動制御を保障する電動工具の提供。【解決手段】電動ドライバ１は、ハウジング２と、モータ３と、モータ３の駆動力を外部に出力する出力部７と、マグネット６２と、マグネット６２を検出するホール素子６３と、マグネット６２の移動をホール素子６３に伝達する伝達機構６４と、モータ３の駆動を制御する制御部９５と、を備えている。マグネット６２は、モータ３の出力軸３１の軸方向に移動可能である。ホール素子６３は、マグネット６２の移動方向と逆方向に移動可能である。制御部９５は、検出部６３の検出結果に基づいてモータ３を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
該ハウジングに収容されるモータと、
該モータによって駆動され、該モータの軸方向に移動可能なビットに駆動力を出力する出力部と、
該ハウジングに収容される被検出部と、
該被検出部を検出可能であって該軸方向に移動可能な検出部と、
該ビットの該軸方向の移動を該検出部に伝達する伝達機構と、
該検出部の検出結果に基づいて該モータを制御する制御部と、を備える電動工具。
【請求項２】
該被検出部はマグネットであり、該検出部はホール素子を備えてい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】
該被検出部は、該ビットの移動に連動して該軸方向に移動可能であって、該被検出部の移動方向は、該検出部の移動方向と逆方向であることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
【請求項４】
該出力部は該ビットと共に該軸方向に移動する保持部を備え、
該伝達機構は、該軸方向に間隔を空けて並行配置された一対の滑車と、該一対の滑車間に張架されたベルトと、該保持部と該ベルトとを連結する連結部材と、を備え、
該検出部は、該ベルトに固定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電動工具。
【請求項５】
該出力部は該ビットと共に該軸方向に移動する保持部を備え、
該電動工具は、該ハウジング内に配置され該保持部を支持する支持部を備え、
該伝達機構は、該軸方向を含む平面であって該支持部に設けられた案内面と、一端が該保持部に接続し、他端が該案内面に摺接する第１連結部材と、一端が該第１連結部材と回動可能に接続し、他端が該検出部と回動可能に接続している第２連結部材と、を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電動工具。
【請求項６】
該出力部は該ビットと共に該軸方向に移動する保持部を備え、該検出部には該軸方向に延びる第１ラックが形成され、
該伝達機構は、該第１ラックと噛合する歯車と、一端が該保持部に接続し、他端に該歯車と噛合する第２ラックが形成された連結部材とを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電動工具。
【請求項７】
該出力部は該ビットと共に該軸方向に移動する保持部を備え、
該検出部には該軸方向に対して傾斜した第１傾斜面が形成され、
該伝達機構は、該第１傾斜面と平行に延びるとともに該第１斜面と摺接する第２傾斜面と、該第２傾斜面とは異なる方向に傾斜する第３傾斜面と、が形成された一対の可動部材と、該一対の可動部材によって挟持される第１付勢手段と、一端が該保持部に接続し、他端に該第３傾斜面と平行に延びるとともに該第３傾斜面と摺接する第４傾斜面が形成された連結部材と、該ビットの該ハウジングに対する延出方向と逆方向に該検出部を付勢する第２付勢手段と、を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電動工具。
【請求項８】
ハウジングと、
該ハウジングに収容されるモータと、
該モータによって駆動され、該モータの軸方向に移動可能な出力部と、を有し、
該出力部の移動に連動して移動する被検出部と、
該被検出部を検出可能であって該被検出部の移動方向とは略逆方向に移動可能な検出部と、を備える電動工具。
【請求項９】
該検出部は、該出力部の移動に連動して移動することを特徴とする請求項８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、電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動工具は、モータの駆動スイッチとして検出部と被検出部とを使用し、モータの制御を行っていた（例えば、特許文献１）。具体的には、操作者がビットを被加工部材に押圧することで、ビットに設けられた被検出部が検出部を通過することにより検出部が被検出部を検出して、モータを駆動させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９４４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の電動工具では、検出部がギヤカバに固定されており、被検出部のみが移動する構成であった。そのため、検出部の取付精度が寸法公差の許容限度を超えた場合に、モータの駆動制御の精度が低下するという問題が生じていた。一方で、モータの駆動制御の精度を維持するために、シャフトのストロークを十分に確保する必要があり、製品の全長を長くせざるを得ず、操作性が低くなる原因となっていた。さらに、部品寸法精度の向上により検出部の取り付け精度を上げる場合に、製品コストが上昇するという問題もあった。
【０００５】
そこで、本発明は、モータの確実な駆動制御を保障する電動工具を提供することを目的とする。
【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、本発明の電動工具は、ハウジングと、該ハウジングに収容されるモータと、該モータによって駆動され、該モータの軸方向に移動可能なビットに駆動力を出力する出力部と、該ハウジングに収容される被検出部と、該被検出部を検出可能であって該軸方向に移動可能な検出部と、該ビットの該軸方向の移動を該検出部に伝達する伝達機構と、該検出部の検出結果に基づいて該モータを制御する制御部と、を備える電動工具であることを特徴としている。
【０００７】
このような構成によると、電動工具は、伝達機構によってビットの移動を検出部に伝達し、制御部でモータを確実に制御することができる。
【０００８】
また、該被検出部はマグネットであり、該検出部はホール素子を備えていることが好ましい。
【０００９】
このような構成によると、マグネットとホール素子を使用することにより、制御部でモータを確実に制御することできる。
【００１０】
また、該被検出部は、該ビットの移動に連動して該軸方向に移動可能であって、該被検出部の移動方向は、該検出部の移動方向と逆方向であることが好ましい。
【００１１】
このような構成によると、検出部だけでなく、被検出部も移動するため、検出部は、被検出部を確実に検出することができる。これにより、被検出部は、ビットの移動と連動して検出部の移動方向と逆方向に移動するため、被検出部の移動距離を従来の半分にすることができる。その結果、製品の全長を短くすることができるため、電動工具の操作性が向上する。また、検出部や被検出部の取付の寸法公差に依存することなく、検出部が被検出部を正確に検出することができ、制御部がモータを確実に制御することができる。そのため、モータの駆動制御の精度を維持するために、検出部の取り付け精度を上げる必要がなくなり、製品コストの上昇を防ぐことができる。
【００１２】
また、該出力部は該ビットと共に該軸方向に移動する保持部を備え、該伝達機構は、該軸方向に間隔を空けて並行配置された一対の滑車と、該一対の滑車間に張架されたベルトと、該保持部と該ベルトとを連結する連結部材と、を備え、該検出部は、該ベルトに固定されていることが好ましい。
【００１３】
このような構成によると、連結部材は、保持部とベルトを連結しているため、保持部の移動と連動して、一対の滑車は回転し、滑車間に張架されたベルトが滑車の周囲を周回する。これにより、伝達機構は、ビットの移動をベルトに固定された検出部に伝達することができる。検出部はビットの移動に伴って軸方向に移動できるため、検出部の検出精度を高く保つことができる。
【００１４】
また、該出力部は該ビットと共に該軸方向に移動する保持部を備え、該電動工具は、該ハウジング内に配置され該保持部を支持する支持部を備え、該伝達機構は、該軸方向を含む平面であって該支持部に設けられた案内面と、一端が該保持部に接続し、他端が該案内面に摺接する第１連結部材と、一端が該第１連結部材と回動可能に接続し、他端が該検出部と回動可能に接続している第２連結部材と、を備えることが好ましい。
【００１５】
このような構成によると、第１連結部材は、一端が保持部に接続し、他端が案内面に摺接しているため、保持部の移動と連動して、案内面を摺接する。また、第２連結部材は、一端が第１連結部材と回動可能に接続し、他端が検出部と回動可能に接続しているため、第１連結部材が案内面での摺動に連動して、第２連結部材は回動する。これにより、伝達機構は、ビットの移動を第２連結部材と接続する検出部に伝達することができる。検出部はビットの移動に伴って軸方向に移動できるため、検出部の検出精度を高く保つことができる。
【００１６】
また、該出力部は該ビットと共に該軸方向に移動する保持部を備え、該検出部には該軸方向に延びる第１ラックが形成され、該伝達機構は、該第１ラックと噛合する歯車と、一端が該保持部に接続し、他端に該歯車と噛合する第２ラックが形成された連結部材とを備えていることが好ましい。
【００１７】
このような構成によると、連結部材は、一端が保持部に接続し、他端に歯車と噛合する第２ラックが形成されているため、保持部の移動に連動して、伝達機構がビットの移動を歯車と噛合する第１ラックが形成された検出部に伝達することができる。これにより、検出部の検出精度を高く保つことができる。
【００１８】
また、該出力部は該ビットと共に該軸方向に移動する保持部を備え、該検出部には該軸方向に対して傾斜した第１傾斜面が形成され、該伝達機構は、該第１傾斜面と平行に延びるとともに該第１斜面と摺接する第２傾斜面と、該第２傾斜面とは異なる方向に傾斜する第３傾斜面とが形成された一対の可動部材と、該一対の可動部材によって挟持される第１付勢手段と、一端が該保持部に接続し、他端に該第３傾斜面と平行に延びるとともに該第３傾斜面と摺接する第４傾斜面が形成された連結部材と、該ビットの該ハウジングに対する延出方向と逆方向に該検出部を付勢する第２付勢手段と、を備えていることが好ましい。
【００１９】
このような構成によると、連結部材は、一端が保持部に接続し、他端に第３傾斜面と摺接する第４傾斜面を形成しているため、保持部の移動に連動して、第３傾斜面が形成された一対の可動部材と摺接する。また、第一付勢手段は、一対の可動部材によって挟持されているため、一対の可動部材の移動に連動して、付勢手段も伸縮する。また、一対の可動部材には、第３傾斜面と異なる方向に傾斜する第２傾斜面も形成されているため、保持部の移動に連動して、可動部材が第２傾斜面と平行に延びる検出部に形成された第１傾斜面と摺接する。これにより、伝達機構は、ビットの移動を検出部に伝達することができる。検出部はビットの移動に伴って軸方向に移動できるため、動作時の振動が検出部に直に伝わりにくく、検出部の検出精度を高く保つことができる。一方、第２付勢手段は、ビットのハウジングに対する延出方向と逆方向に検出部を付勢しているため、ビットの押し当てを停止したときに、ビットの移動と連動して、検出部を初期位置に戻すことができる。
【００２０】
本発明の別の観点によると、ハウジングと、該ハウジングに収容されるモータと、該モータによって駆動され、該モータの軸方向に移動可能な出力部と、を有し、該出力部の移動に連動して移動する被検出部と、該被検出部を検出可能であって該被検出部の移動方向とは略逆方向に移動可能な検出部と、を備える電動工具を提供している。
【００２１】
また、該検出部は、該出力部の移動に連動して移動することが好ましい。
【００２２】
このような構成によると、検出部及び被検出部が互いに逆方向に移動するため、検出部は被検出部を確実に検出することができる。これにより、被検出部の移動距離を従来の半分にすることができる。その結果、製品の全長を短くすることができるため、電動工具の操作性が向上する。また、検出部や被検出部の取付の寸法公差に依存することなく、検出部が被検出部を正確に検出することができ、制御部がモータを確実に制御することができる。そのため、モータの駆動制御の精度を維持するために、検出部の取り付け精度を上げる必要がなくなり、製品コストの上昇を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、モータの確実な駆動制御を保障する電動工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態による電動ドライバの中央断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態による電動ドライバのマグネットが初期位置にあるときのスイッチ機構周辺の部分拡大図。
【図３】本発明の第１の実施の形態による電動ドライバのブロック図。
【図４】本発明の第１の実施の形態による電動ドライバのマグネットが動作位置にあるときのスイッチ機構周辺の部分拡大図。
【図５】本発明の第２の実施の形態による電動ドライバのマグネットが初期位置にあるときのスイッチ機構周辺の部分拡大図。
【図６】本発明の第２の実施の形態による電動ドライバのマグネットが動作位置にあるときのスイッチ機構周辺の部分拡大図。
【図７】本発明の第３の実施の形態による電動ドライバのマグネットが初期位置にあるときのスイッチ機構周辺の部分拡大図。
【図８】本発明の第３の実施の形態による電動ドライバのマグネットが動作位置にあるときのスイッチ機構周辺の部分拡大図。
【図９】本発明の第４の実施の形態による電動ドライバのマグネットが初期位置にあるときのスイッチ機構周辺の部分拡大図。
【図１０】本発明の第４の実施の形態による電動ドライバのマグネットが動作位置にあるときのスイッチ機構周辺の部分拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態にかかる電動工具の一例である電動ドライバ１について図１から図４に基づいて説明する。
【００２６】
電動ドライバ１は、ハウジング２と、モータ３と、減速機構４と、クラッチ機構５と、スイッチ機構６と、出力部７と、を有している。出力部７には、止具を締結するビット８が着脱可能に設けられている。ハウジング２には、モータ３の回転方向を切替える切替スイッチ２１が設けられている。ハウジング２に対して出力部７が設けられている側を前方とし、逆を後方とする。さらに、ハウジング２に対して切替スイッチ２１が設けられている側を下方とし、逆を上方とする。図１の状態において、後方から見て右を右側、逆を左側とする。
【００２７】
切替スイッチ２１は、ハウジング２の下面に左右方向に回動可能に設けられていて、後方から見てビット８が時計回りに回転するようにモータ３の回転方向を設定する正転位置と、後方から見てビット８が反時計回りに回転するようにモータ３の回転方向を設定する逆転位置との間を移動可能である。
【００２８】
ハウジング２の後方からは、図示せぬ電源に接続可能な電源ケーブル２２が延出しており、電源ケーブル２２の上方には、後方に向けて延出するフック２３が設けられている。電動ドライバ１は、工場の流れ作業等のラインで、フック２３を弾性力のあるゴム等で吊り下げた状態で使用される。ハウジング２の前部には、電動ドライバ１の締付トルクを調整するためのダイヤル２４が設けられている。ハウジング２内の後部であって、モータ３と電源ケーブル２２との間には、電源回路部９が設けられている。ハウジング２内の前部であってダイヤル２４の後方には、減速機構４、クラッチ機構５、及びスイッチ機構６を収容する収容部材２５が設けられている。収容部材２５の先端には、後述のシャフト６１を回転可能に支承するベアリング２５Ａが設けられている。収容部材２５には、図２Ｂに示すように、上下方向に貫通し前後方向に延びる溝２５ａが形成されている。溝２５ａは、後述のホール素子６３が後述のマグネット６２を検出するための溝である。
【００２９】
モータ３は、前後方向に延びる出力軸３１を有している。出力軸３１は、ハウジング２に回転可能に支承されている。出力軸３１の前側部分には、ファン３２が同軸固定されている。出力軸３１の先端にはピニオンギヤ３３が設けられ、減速機構４と噛合している。出力軸３１の後端には、出力軸３１と同軸回転する永久磁石３４が設けられている。以下の説明において、出力軸３１の軸方向を単に軸方向といい、出力軸３１の円周方向を単に円周方向といい、出力軸３１の半径方向を単に半径方向という。
【００３０】
減速機構４は、１段の遊星歯車機構であり、複数の遊星ギヤ４１と、アウターギヤ４２と、キャリア４３とを有している。複数の遊星ギヤ４１は、ピニオンギヤ３３と噛合するとともに、アウターギヤ４２と噛合している。複数の遊星ギヤ４１は、キャリア４３に回転可能に支承されている。ピニオンギヤ３３の回転によって、複数の遊星ギヤ４１がピニオンギヤ３３の周囲を円周方向に公転し、キャリア４３が回転する。これにより、ピニオンギヤ３３の回転が減速されてキャリア４３に出力される。
【００３１】
クラッチ機構５は、ボール５１と、カラー５２と、を有している。ダイヤル２４を回転させると、図示せぬスプリングがボール５１及びカラー５２を後方に押圧する。クラッチ機構５は、この押圧力を調整することによって、ビット８の締付トルクが所定トルクに到達した時、モータ３のビット８への回転力の伝達を遮断するように構成されている。このとき、クラッチ機構５の動作を検出する図示せぬセンサからの信号により、モータ３の駆動も停止する。モータ３からの駆動力は、ピニオンギヤ３３から出力されて、減速機構４、クラッチ機構５、を介してビット８に出力される。
【００３２】
スイッチ機構６は、出力部７とクラッチ機構５との間であって、出力軸３１の延長線上に配置されている。図２Ａに示すように、スイッチ機構６は、シャフト６１と、マグネット６２と、ホール素子６３と、伝達機構６４と、スプリング６５と、を有している。シャフト６１は、軸方向に延びる略円柱形をなし、キャリア４３の回転をビット８に伝達している。シャフト６１の前部は、略円筒形状のソケット６６に覆われている。ソケット６６は、シャフト６１を回転可能且つ軸方向に移動可能に支持している。ソケット６６の後部には、半径方向に拡径したフランジ６６Ａが設けられている。フランジ６６Ａには、シャフト６１を回転可能に支承するベアリング６６Ｂが設けられている。
【００３３】
マグネット６２は略円環形状をなし、シャフト６１の軸方向略中央部に同軸固定されていて、前側がＮ極、後側がＳ極となるように配置されている。マグネット６２の軸方向中央にはＮ極とＳ極との境界線Ｂが規定されている。図２Ａに示すマグネット６２の位置を初期位置と定義する。
【００３４】
伝達機構６４は、連結部材６７と、複数の滑車６８と、一対のベルト６９と、を備えている。図２Ｂに示すように、連結部材６７は、底面視略Ｕ字形状を成し、先端部はフランジ６６Ａに固定されており、後端部は一対のベルト６９にそれぞれ固定されている。詳細には、連結部材６７の後端部は、一対のベルト６９の左右方向外側にそれぞれ固定されている。滑車６８は略円柱形状であって、半径方向に延びる軸芯を中心に回転可能に構成されていて、収容部材２５から下方に延出している。複数の滑車６８は、２組の一対の滑車６８から構成されており、一対の滑車６８は、前後方向に間隔を隔てて配置されている。一対の滑車６８の間には、ベルト６９が張架されている。
【００３５】
一対のベルト６９の間には、ボックス７０が設けられている。ボックス７０の左右方向端部は、それぞれ一対のベルト６９の左右方向内側に固定されていて、ホール素子６３が固定されている基板７１を備えている。ボックス７０は、一対のベルト６９の間に固定されているため、各ベルト６９が滑車６８を周回することにより、ボックス７０も軸方向に移動する。ボックス７０は、図２Ａに示すように、側面視略コ字状を成しており、その内部に基板７１が固定されている。基板７１からは、リード線７２が後方に向けて延びており、電源回路部９に接続している。リード線７２は、ボックス７０が軸方向に移動しても負荷がかからないように余裕をもって敷設されている。ホール素子６３は、上下方向において溝２５ａと対向する位置に設けられており、溝２５ａを介してマグネット６２と対向可能である。溝２５ａの前後方向の距離は、ボックス７０の軸方向の移動距離よりも長く形成されている。溝２５ａの左右方向の幅は、ホール素子６３の左右方向の幅と略同一である。図２Ｂに示すボックス７０の位置を第１位置と定義する。図４Ｂに示すボックス７０の位置を第２位置と定義する。ボックス７０と、ホール素子６３と、基板７１とが、本発明の検出部に相当する。
【００３６】
電源回路部９は、制御基板９１と、インバータ基板９２と、電源基板９３と、位置検出基板９４とから構成されている。制御基板９１は、前後方向に延び、モータ３を制御する制御部９５が設けられている。インバータ基板９２は制御基板９１の上方に位置し、制御部９５に電気的に接続された複数のスイッチング素子９６が設けられている。電源基板９３は、制御基板９１から下方に延び、電源回路９７が設けられている。
【００３７】
位置検出基板９４には、モータ３の位置を検出するための複数の回転子検出素子９８が設けられている。複数の回転子検出素子９８は、軸方向において永久磁石３４に対向する位置に、円周方向に所定の間隔毎、例えば６０度毎に３つ配置されている。
【００３８】
次に、図３に基づいて、電動ドライバ１の駆動制御系の電気的な構成を説明する。モータ３は、３相のブラシレスＤＣモータであり、２組のＮ極とＳ極とを含む永久磁石を有するロータ３５と、スター結線された３組の固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗからなるステータ３６とを備えている。
【００３９】
インバータ基板９２に設けられた複数のスイッチング素子９６は、３相ブリッジ形式に接続された６つのＦＥＴ（Ｑ１からＱ６）である。ブリッジ接続された６つのＦＥＴＱ１〜Ｑ６の各ゲートは制御部９５に接続され、６つのＦＥＴＱ１〜Ｑ６の各ドレインまたは各ソースはスター結線された固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗに接続されている。
【００４０】
制御部９５は、演算部８１と、制御信号出力回路８２と、電流検出回路８３と、スイッチ操作検出回路８４と、ホール素子検出回路８５と、回転子位置検回路８６と、回転数検回路８７と、を有している。制御部９５は、インバータ基板９２と、回転子検出素子９８と、切替スイッチ２１と、基板７１と電気的に接続している。
【００４１】
演算部８１は、プログラムに基づいてモータ３の駆動信号を出力するための図示せぬ中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラムや制御データを記憶するための図示せぬＲＯＭ、データを一時的に記憶する図示せぬＲＡＭ、を有している。
【００４２】
制御信号出力回路８２は、ＦＥＴ駆動信号（Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６等の駆動信号）をＦＥＴＱ１〜Ｑ６に出力している。スイッチング素子９６はＦＥＴ駆動信号に基づいてスイッチング動作を行い、インバータ基板９２に印加される電源ケーブル２２からの出力を３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗに出力している。６つのスイッチング素子９６の各ゲートを駆動するＦＥＴ駆動信号のうち、３個の負電源側スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６をパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６として供給している。
【００４３】
ここで、ＰＷＭ信号は、インバータ基板９２の正電源側ＦＥＴＱ１〜Ｑ３または負電源側ＦＥＴＱ４〜Ｑ６のいずれか一方に供給され、ＦＥＴＱ１〜Ｑ３またはＦＥＴＱ４〜Ｑ６を高速スイッチングさせることによって各固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに供給する電力を制御する。本実施の形態では、負電源側ＦＥＴＱ４〜Ｑ６にＰＷＭ信号が供給されるため、ＰＷＭ信号のパルス幅を制御することによって各固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗに供給する電力を調整してモータ３の回転速度を制御することができる。
【００４４】
モータ３に供給される電流は、電流検出回路８３によって測定され、その値が演算部８１にフィードバックされることにより、設定された駆動電力となるように調整される。
【００４５】
スイッチ操作検出回路８４は、切替スイッチ２１の位置を検出し演算部８１に出力している。演算部８１は、スイッチ操作検出回路８４からの信号に基づいて、モータ３の回転方向を決定する。
【００４６】
ホール素子検出回路８５は、ホール素子６３からのマグネット６２の検出信号を演算部８１に出力している。演算部８１は、ホール素子検出回路８５からの信号に基づいて、モータ３の起動、停止を行う。
【００４７】
演算部８１は、ホール素子検出回路８５からの信号を検出するとスイッチ操作検出回路８４の信号に基づいて制御信号出力回路８２に所定のＦＥＴＱ１〜Ｑ６を交互にスイッチングするための駆動信号を出力する。
【００４８】
回転数検出回路８７は、回転子位置検出回路８６からの信号に基づいてモータ３の回転数を算出している。演算部８１は、回転子位置検出回路８６及び回転数検出回路８７からの信号に基づいて、所定のＦＥＴＱ１〜Ｑ６を交互にスイッチングするための駆動信号を形成し、それを制御信号出力回路８２に出力している。
【００４９】
電源回路９７は、電源ケーブル２２からの交流電流を全波整流するための整流平滑回路であり、ブリッジ回路８９を備えている。これによって、電源ケーブル２２からの交流は全波整流されて直流電流としてインバータ基板９２に供給される。
【００５０】
次に、電動ドライバ１の動作について説明する。
【００５１】
電源ケーブル２２が図示せぬ電源に接続された状態で、作業者がビット８を止具に押し当てるとビット８が後方に後退する。これにより、シャフト６１が後退し、マグネット６２が図２Ａに示す初期位置から図４Ａに示す動作位置まで移動する。連結部材６７も後方に移動するため、ベルト６９が滑車６８の周囲を周回する。詳細には、図２Ｂにおいて、左側に位置するベルト６９は一対の滑車６８の周囲を時計回りに周回し、右側に位置するベルト６９は一対の滑車６８の周囲を反時計回りに周回する。これにより、ボックス７０が図２Ｂに示す第１位置から図４Ｂに示す第２位置まで前方に移動する。このとき、収容部材２５の先端部とソケット６６の後端面とが当接し、シャフト６１の過剰な後退が防止されるとともに第２位置に位置決めされる。ホール素子６３はマグネット６２の境界線Ｂがホール素子６３上を通過したことを検出すると、リード線７２を介してモータ３を起動するための信号を演算部８１に出力する。これにより、モータ３が起動しビット８が回転する。
【００５２】
作業者がビット８を止具から離脱させると、ビット８が前方に移動する。これにより、シャフト６１が前進し、マグネット６２が図４Ａに示す動作位置から図２Ａに示す初期位置まで移動する。連結部材６７も前方に移動するため、ベルト６９が上記とは逆方向に滑車６８の周囲を周回する。これにより、ボックス７０が図４Ｂに示す第２位置から図２Ｂに示す第１位置まで後方に移動する。ホール素子６３はマグネット６２の境界線Ｂがホール素子６３上を再び通過したことを検出すると、リード線７２を介してモータ３を停止するための信号を演算部８１に出力する。これにより、モータ３が停止し締結作業が終了する。
【００５３】
ビット８の締付トルクがダイヤル２４で設定された締付トルクに達したときには、クラッチ機構５が動作してモータ３の駆動力の伝達を遮断するとともに、図示せぬセンサからの信号によってモータ３が停止する。
【００５４】
このような構成によると、電動ドライバ１は、伝達機構６４を有することで、ビット８の移動をホール素子６３に伝達し、制御部９５でモータ３を確実に制御することができる。ハウジング２に固定されている従来の場合と比較すると、ホール素子６３も移動可能であるため、ホール素子６３の精度を高く保つことができる。これにより、マグネット６２の位置を確実に検出し、検出精度を維持することができる。
【００５５】
このような構成によると、マグネット６２とホール素子６３を使用することにより、確実に制御することができる。
【００５６】
このような構成によると、ホール素子６３だけでなく、マグネット６２も移動することができるため、ホール素子６３は、マグネット６２を確実に検出することができる。これにより、マグネット６２は、ビット８の移動と連動してホール素子６３の移動方向と逆方向に移動するため、マグネット６２の移動距離を従来の半分にすることができる。その結果、製品の全長を短くし、操作性が向上する。また、ホール素子６３やマグネット６２の寸法公差に依存することなく、ホール素子６３がマグネット６２を正確に検出することができ、制御部９５がモータ３を確実に制御することができる。そのため、モータ３の駆動制御の精度を維持するために、検出部の取り付け精度を上げる場合であっても、製品コストの上昇を防ぐことができる。
【００５７】
このような構成によると、連結部材６７は、フランジ６６Ａとベルト６９を連結しているため、フランジ６６Ａの移動と連動して、一対の滑車６８は回転し、滑車６８間に張架されたベルト６９が滑車６８の周囲を周回する。これにより、伝達機構６４は、ビット８の移動をベルト６９に固定されたホール素子６３に伝達することができる。ホール素子６３はビット８の移動に伴って軸方向に移動するため、ホール素子６３の検出精度を高く保つことができる。
【００５８】
次に、図５及び図６を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態と同一の構成は、同一の符号を付し説明を省略する。
【００５９】
電動ドライバ１０１は、シャフト６１の動きに連動してホール素子６３を軸方向に移動させる伝達機構１６４を備えている。伝達機構１６４は、一対の第１アーム１６７と、一対の第２アーム１６８と、一対のガイド部１６９と、を備えている。ボックス７０の左右方向側面には、左右方向外方に突出する回動支持部１７０が設けられている。ガイド部１６９は、本発明の案内面に相当する。
【００６０】
一の第１アーム１６７は、フランジ６６Ａから右斜め後方に向けて延びており、他の第１アーム１６７は、フランジ６６Ａから左斜め後方に向けて延びている。第１アーム１６７の後端は、各ガイド部１６９に摺動可能に当接している。ガイド部１６９は、第１アーム１６７が左右方向に広がらないように規制するとともに円滑に軸方向に移動できるように案内している。
【００６１】
一対の第２アーム１６８は略棒状の部材であって、その一端はそれぞれ一対の第１アーム１６７の後端に第１回動軸１６８Ａを中心に回動可能に接続されていて、他端は回動支持部１７０に第２回動軸１７０Ａを中心に回動可能に接続されている。第２アーム１６８の略中央部には、回動部１６８Ａが設けられており、第２アーム１６８は回動部１６８Ａを中心に屈曲可能である。これにより、シャフト６１の軸方向への移動を円滑にボックス７０に伝達するとともに、ボックス７０に過剰な負荷がかかることを防止できる。具体的には、第１回動部１６７Ａもしくは、第２回動部１７０Ａの回動動作が円滑に行われなかった場合でも、回動部１６８Ａが屈曲することによってボックス７０が第２アーム１６８に押圧されることを防止できる。
【００６２】
次に、電動ドライバ１０１の動作について説明する。ビット８が止具に押し当てられてシャフト６１が後方に移動すると、マグネット６２は図５Ａに示す初期位置から図６Ａに示す動作位置に移動する。このとき、第１アーム１６７がガイド部１６９に案内されつつ後方に移動する。同時に、第２アーム１６８が、第１アーム１６７に対して第１回動軸１６８Ａを中心に回動するとともに、ボックス７０に対して第２回動軸１７０Ａを中心に回動する。詳細には、図５Ｂにおいて、左側に位置する第２アーム１６８は、第１アーム１６７に対して第１回動軸１６８Ａを中心に時計回りに回動するとともに、ボックス７０に対して第２回動軸１７０Ａを中心に時計回りに回動する。同時に、右側に位置する第２アーム１６８は、第１アーム１６７に対して第１回動軸１６８Ａを中心に反時計回りに回動するとともに、ボックス７０に対して第２回動軸１７０Ａを中心に反時計回りに回動する。これにより、ボックス７０は、図５Ｂに示す第１位置から図６Ｂに示す第２位置へと移動する。ホール素子６３はマグネット６２の境界線Ｂがホール素子６３上を通過したことを検出すると、リード線７２を介してモータ３を起動するための信号を演算部８１に出力する。これにより、モータ３が起動しビット８が回転する。
【００６３】
ビット８が止具から離間してシャフト６１が前方に移動すると、伝達機構１６４は上記と逆に動作して再びホール素子６３の上方をマグネット６２の境界Ｂが通過する。これにより、モータ３が停止する。
【００６４】
このような構成によると、第１アーム１６７は、一端がフランジ６６Ａに接続し、他端がガイド部１６９に摺接しているため、フランジ６６Ａの移動と連動して、ガイド部１６９を摺接する。また、第２アームは、一端が第１アーム１６７と回動可能に接続し、他端が回動支持部１７０と回動可能に接続しているため、第１アーム１６７がガイド部１６９で摺動するのと連動して、第２アーム１６８は回動する。これにより、伝達機構１６４は、ビット８の移動を第２アーム１６８と接続し、ホール素子６３を保持するボックス７０に伝達することができる。ホール素子６３はビット８の移動に伴って軸方向に移動できるため、ホール素子６３の検出精度を高く保つことができる。
【００６５】
次に、図７及び図８を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。上述の実施の形態と同一の構成は、同一の符号を付し説明を省略する。
【００６６】
電動ドライバ２０１は、シャフト６１の動きに連動してホール素子６３を軸方向に移動させる伝達機構２６４を備えている。伝達機構２６４は、連結部材２６７と、ピニオン２６８と、を備えている。ボックス７０の左右方向側面には、第１ラック２７０が設けられている。ハウジング２は下面から上方に向けて延びる案内部２０２を備えており、案内部２０２の先端はボックス７０の底面と摺接してボックス７０を支持するとともにボックス７０の前後方向の移動を案内している。
【００６７】
連結部材２６７は、底面視略Ｕ字形状を成し、先端部はフランジ６６Ａに固定されており、後端部には、それぞれ左右方向内側に突出する第２ラック２６７Ａが設けられている。ピニオン２６８は、収容部材２５から下方に延びる支持軸２６８Ａに回転可能に支承されていて、第２ラック２６７Ａ及び第１ラック２７０と噛合している。
【００６８】
次に、電動ドライバ２０１の動作について説明する。ビット８が止具に押し当てられてシャフト６１が後方に移動すると、マグネット６２は図７Ａに示す初期位置から図８Ａに示す動作位置に移動する。このとき、連結部材２６７が後方に移動する。これにより、第２ラック２６７Ａと噛合しているピニオン２６８が回転し、ボックス７０は、図７Ｂに示す第１位置から図８Ｂに示す第２位置へと移動する。その結果、ホール素子６３の上方をマグネット６２の境界Ｂが通過することとなり、ホール素子検出回路８５からの信号に基づいてモータ３が動作する。
【００６９】
ビット８が止具から離間してシャフト６１が前方に移動すると、伝達機構２６４は上記と逆に動作して再びホール素子６３の上方をマグネット６２の境界Ｂが通過する。これにより、モータ３が停止する。
【００７０】
このような構成によると、連結部材２６７は、一端がフランジ６６Ａに接続し、他端にピニオン２６８と噛合する第２ラック２６７Ａが形成されているため、フランジ６６Ａの移動に連動して、伝達機構２６４がビット８の移動を、ピニオン２６８と噛合する第１ラック２７０が形成されホール素子６３を保持するボックス７０に、伝達することができる。これにより、ホール素子６３の検出精度を高く保つことができる。
【００７１】
次に、図９及び図１０を参照して本発明の第４の実施の形態について説明する。上述の実施の形態と同一の構成は、同一の符号を付し説明を省略する。図９は電動ドライバ３０１の初期状態を示し、図１０は電動ドライバ３０１の動作状態を示している。
【００７２】
電動ドライバ３０１は、シャフト６１の動きに連動してホール素子６３を軸方向に移動させる伝達機構３６４を備えている。伝達機構３６４は、連結部材３６７と、一対の可動部材３６８と、第１バネ３６９と、第２バネ３７１と、を備えている。ボックス７０の下面には、図１０Ｂに示すような第１傾斜面３７０Ａが形成されている。傾斜部３７０Ａは、ボックス７０の後側の角を面取りするように形成された斜面である。
【００７３】
連結部材３６７は、底面視略Ｕ字形状を成し、先端部はフランジ部６６Ａに固定されていて、後端部には第４傾斜面３６７Ａが形成されている。各斜面３６７Ａは、後方に向かうにつれて左右方向外方に向かうように形成されている。可動部材３６８は底面視略三角形であって、第１傾斜面３７０Ａと摺接する第２傾斜面３６８Ａと、斜面３６７Ａと摺接する第３傾斜面３６８Ｂとが形成されている。各第２傾斜面３６８Ａは、左右方向内方に向かうにつれて後方に傾斜するように形成されていて、摺接する第１傾斜面３７０Ａと平行である。各第３傾斜面３６８Ｂは、左右方向外方に向かうにつれて後方に傾斜するように形成されていて、摺接する第４傾斜面３６７Ａと平行である。
【００７４】
一対の可動部材３６８は、図示せぬガイドに案内されることにより左右方向に移動可能に構成されている。第１バネ３６９は、一対の可動部材３６８の間に挿入されていて、可動部材３６８をそれぞれ左右方向外方に付勢している。第２バネ３７１は、溝２５ａの左右にそれぞれ設けられていて、一端が収容部材２５に当接し、他端がボックス７０の前面に当接することにより、ボックス７０を後方に付勢している。
【００７５】
次に、電動ドライバ３０１の動作について説明する。ビット８が止具に押し当てられてシャフト６１が後方に移動すると、マグネット６２は図９Ａに示す初期位置から図１０Ａに示す動作位置に移動する。連結部材３６７が後方に移動し第４傾斜面３６７Ａと第３傾斜面３６８Ｂとが摺接して、一対の可動部材３６８が第１バネ３６９の付勢力に抗して左右方向内方にそれぞれ移動する。第２傾斜面３６８Ａと第１傾斜面３７０Ａとの摺接により、ボックス７０が第２バネ３７１の付勢力に抗して前方に移動する。これにより、ボックス７０は、図９Ｂに示す第１位置から図１０Ｂに示す第２位置へと移動する。その結果、ホール素子６３の上方をマグネット６２の境界Ｂが通過することとなり、ホール素子検出回路８５からの信号に基づいてモータ３が動作する。
【００７６】
ビット８が止具から離間してシャフト６１が前方に移動すると、伝達機構３６４は上記と逆に動作して再びホール素子６３の上方をマグネット６２の境界Ｂが通過する。これにより、モータ３が停止する。
【００７７】
このような構成によると、連結部材３６７は、一端がフランジ６６Ａに接続し、他端に第３傾斜面３６８Ｂと摺接する第４傾斜面３６７Ａを形成しているため、フランジ６６Ａの移動に連動して、第３傾斜面３６８Ｂが形成された一対の可動部材３６８と摺接する。また、第１バネ３６９は、一対の可動部材３６８によって挟持されているため、一対の可動部材３６８の移動に連動して、第１バネ３６９も伸縮する。また、一対の可動部材３６８には、第３傾斜面３６８Ｂと異なる方向に傾斜する第２傾斜面３６８Ａも形成されているため、フランジ６６Ａの移動に連動して、可動部材３６８が第２傾斜面３６８Ａと平行に延びるボックス７０に形成された第１傾斜面３７０Ａと摺接する。これにより、伝達機構３６４は、ビット８の移動をホール素子６３を保持するボックス７０に伝達することができる。ホール素子６３はビット８の移動に伴って軸方向に移動できるため、ホール素子６３の検出精度を高く保つことができる。一方、第２バネ３７１は、ビット８のハウジング２に対する延出方向と逆方向にボックス７０を付勢しているため、ビット８の押し当てを停止したときに、ビット８の移動と連動して、ボックス７０に保持されるホール素子６３を初期位置に戻すことができる。
【００７８】
本発明による電動工具は、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範囲で種々の改良や変形が可能である。
【００７９】
上述した実施の形態では、シャフト６１の動きに連動してマグネット６２及びホール素子６３が相対的に移動したが、これに限定されない。例えば、マグネット６２は収容部材２５に固定されていて、シャフト６１の動きに連動してホール素子６３のみが動作するように構成しても良い。このような構成によると、簡易な構成で電動ドライバの振動からホール素子を保護することができる。また、シャフト６１の動きに連動してマグネット６２及びホール素子６３の少なくとも一方が動作するように構成しても良い。
【００８０】
上述した実施の形態では、シャフト６１への後方の移動に伴い、マグネット６２が後方に移動し、ホール素子６３が前方に移動したが、これに限定されない。例えば、マグネットの移動方向とホール素子の移動方向とが互いに異なる方向であれば、マグネットとホール素子との相対的な移動を実現できる。
【００８１】
上述した実施の形態では、シャフト６１にマグネット６２が設けられていて、シャフト６１の半径方向外方にホール素子６３が設けられていたが、これに限定されない。例えば、シャフト側にホール素子が設けられていてシャフトの半径方向外方にマグネットが設けられていてもよい。
【００８２】
上述した実施の形態では、伝達機構６４，１６４，２６４，３６４は、マグネット６２を備えるシャフト６１の動きに連動してホール素子６３を保持するボックス７０を移動させたが、シャフトとボックスとが相対的に移動する構成であれば、上記の実施の形態に限定されない。
【００８３】
上述した実施の形態では、伝達機構６４，１６４，２６４，３６４は、ボックス７０を左右方向両方から軸方向に移動させるように構成されていたが、これに限定されない。例えば、ボックス７０を上下方向の下側から移動させても良い。具体的には、第３の実施の形態において、ボックスの下面にピニオンを形成し、ボックスの下方にラックを配置する。連結部材は、ラックの下方に延びており、連結部材の先端に形成されたピニオンがラックと噛合している。このような構成は、他の実施の形態にも適用することができる。これにより、簡易な構成でマグネット６２とホール素子６３とを相対移動させることができる。
【００８４】
第３の実施の形態及び第４の実施の形態において、ハウジング２には案内部２０２が設けられていたが、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の電動ドライバ１、１０１に適用しても良い。
【００８５】
上述した実施の形態では、検出部の一例としてホール素子６３を用いたが、これに限定されない。例えば、近接センサやレーザセンサを用いてもよい。
【００８６】
上述した実施の形態では、電動工具の一例として電動ドライバを採用したが、これに限定されない。例えば、インパクトドライバや、ドライバドリルなどに適応しても良い。
【符号の説明】
【００８７】
１・・電動ドライバ  ２・・ハウジング  ３・・モータ  ４・・減速機構  ６・・スイッチ機構  ７・・出力部  ８・・ビット  ９・・電源回路部  ６１・・シャフト  ６２・・マグネット  ６３・・ホール素子  ６４・・伝達機構  ６６Ａ・・フランジ  ６８・・滑車  ６９・・ベルト  ７０・・ボックス  ７１・・基板  １６４・・伝達機構  １６７・・第１アーム  １６８・・第２アーム  １６８Ａ・・第１回動軸  １６９・・ガイド部  １７０・・回動支持部  １７０Ａ・・第２回動軸  ２６４・・伝達機構  ２６７・・連結部材  ２６７Ａ・・第２ラック  ２６８・・ピニオン  ２７０・・第１ラック  ３６４・・伝達機構  ３６７・・連結部材  ３６７Ａ・・第４傾斜面  ３６８・・可動部材  ３６８Ａ・・第２傾斜面  ３６８Ｂ・・第３傾斜面  ３６９・・第１バネ  ３７０Ａ・・第１傾斜面  ３７１・・第２バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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