(57)【要約】【課題】  少なくとも２対のブラシを用いて整流子に電流を供給するモータを備えた電動工具において、１つのブラシが所定長さに達した後は、他の対をなすブラシの通電によるモータの通電駆動時間を極力減少する上で有効な技術を提供する。【解決手段】  本発明の電動工具は、４個のブラシホルダ１４１と、ブラシ１４５と、ブラシ付勢バネ１４７と、を有するモータ１２１を備えている。モータは、ブラシが所定長さに達したとき、ブラシ付勢バネにより押されて整流子に接近する方向へと移動される可動ストッパ部材１６３と、隣り合う可動ストッパ部材同士を互いに相反する向きに移動するように連動する連動手段１６５と、整流子に向かって移動する可動ストッパ部材を当該整流子に対する最大接近位置に制止する固定ストッパ部材１６７と、最大接近位置へ移動された可動ストッパ部材の整流子から離間する方向への移動を規制する規制手段１４３ｂとを有する構成とした。【選択図】  図３
2006026798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流子の周囲に配置された少なくとも４個のブラシホルダと、
各ブラシホルダに収容されたブラシと、
前記各ブラシを整流子に向って加圧するべく付勢するブラシ付勢バネと、を有するモータを備え、
前記モータの通電駆動により動力伝達機構を介して先端工具を駆動させ、これにより先端工具に所定の加工作業を遂行させる電動工具であって、
前記モータは、
前記各ブラシに対し当該ブラシの長軸方向に相対移動可能に配置され、当該ブラシの長さが所定長さに達したとき、前記ブラシ付勢バネにより押されて前記整流子に接近する方向へ移動することが許容される可動ストッパ部材と、
隣り合う可動ストッパ部材同士を互いに連動するように連接する連動手段と、
前記整流子に向かって移動する前記可動ストッパ部材を当該整流子に対する最大接近位置に制止する固定ストッパ部材と、
前記最大接近位置へ移動された前記可動ストッパ部材の前記整流子から離間する方向への移動を規制する規制手段と、を有し、
１つの可動ストッパ部材が前記ブラシ付勢バネによって押されて前記整流子に接近する方向へと移動されたとき、前記連動手段を介して当該可動ストッパ部材と隣り合う可動ストッパ部材を前記整流子から離間させる方向へ移動させ、前記１つの可動ストッパが更に整流子に接近する方向へ移動されて最大接近位置に達したとき、前記固定ストッパ部材が当該可動ストッパを最大接近位置に制止させるとともに、前記規制手段が最大接近位置へ移動された前記可動ストッパ部材を前記整流子から離間する方向へ移動することを規制する構成としたことを特徴とする電動工具。
【請求項２】
整流子の周囲に配置された少なくとも４個のブラシホルダと、
各ブラシホルダに収容されたブラシと、
前記各ブラシを整流子に向って加圧するべく付勢するブラシ付勢バネと、を有するモータを備え、
前記モータの通電駆動により動力伝達機構を介して先端工具を駆動させ、これにより先端工具に所定の加工作業を遂行させる電動工具であって、
前記モータは、
前記各ブラシに対し当該ブラシの長軸方向に相対移動可能に配置され、当該ブラシの長さが所定長さに達したとき、前記ブラシ付勢バネにより押されて前記整流子に接近する方向へ移動することが許容される可動ストッパ部材と、
隣り合う可動ストッパ部材同士を互いに連動するように連接する連動手段と、を有し、
前記ブラシの摩耗に基づき、１つのブラシ付勢バネが可動ストッパ部材に当接して当該可動ストッパ部材を前記整流子に接近する方向へ移動させたとき、当該可動ストッパ部材と隣り合う他の可動ストッパ部材が前記連動手段を介して前記整流子から離間する方向へと移動し、その後、前記他の可動ストッパ部材のいずれかがブラシ付勢バネによって押されたときには、当該ブラシ付勢バネの加圧力と先のブラシ付勢バネの加圧力が釣り合うように各可動ストッパ部材が前記整流子に接近する方向あるいは離間する方向へと移動動作し、最終的には４つのブラシ付勢バネが可動ストッパ部材に当接し、これにより４個全ての可動ストッパ部材がブラシ付勢バネの加圧力が釣り合う位置に静止する構成としたことを特徴とする電動工具。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動工具であって、
前記可動ストッパ部材は、前記各ブラシホルダに前記ブラシの長軸方向と同方向に移動可能に設けられ、前記連動手段は、互いに隣り合う可動ストッパ部材間に掛け渡し状に配置されるとともに、一端が一方の可動ストッパ部材に、他端が他方の可動ストッパ部材にそれぞれ相対的に回動自在に連結された棒状部材によって構成されていることを特徴とする電動工具。
【請求項４】
請求項１または２に記載の電動工具であって、
前記可動ストッパは、それぞれ互いに隣り合うブラシホルダ間に掛け渡し状に配置されるとともに、掛け渡し方向の中央部を回動中心として回動可能に支持された揺動部材によって構成され、各揺動部材は、それぞれ掛け渡し方向の端部において隣り合う揺動部材と互いに重なり合うことによって、当該隣り合う可動ストッパ部材同士が互いに相反する向きに移動するように連動する構成とされていることを特徴とする電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動工具に関し、詳しくは先端工具を駆動するために備えられるモータのブラシ摩耗検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータを備えた電動工具において、ブラシが摩耗して所定長さに達したとき、そのことを機械的に検知するとともに、モータに対する通電を遮断して当該モータを停止させる技術が、例えば実開平６−３６３６８号公報（特許文献１）に開示されている。上記特許文献１では、ブラシの長さが所定長さに達したとき、このことを機械的に検知して当該ブラシを整流子面から引き離し、これによってブラシと整流子間での電流の流れを遮断する構成としている。
【０００３】
特許文献１に開示された摩耗検出技術によると、各ブラシにつき、個々に摩耗量を検知する方式である。このため、例えば４極の直流モータの場合であれば、４つのブラシのうち、最初に所定長さに達したブラシと同じ電極（陽極または陰極）に接続されているブラシが所定長さに達するまでは、あるいは最初に所定長さに達したブラシと異なる電極に接続されているブラシが２つとも所定長さに達するまでは、当該所定長さに達したブラシと対をなさない、他の一対のブラシによってモータは通電駆動されることになる。かかる現象は、モータの能力が低下し、整流状態も非常に悪くなるため、このような状態での電動工具の使用はモータに負担を掛けることとなり、好ましくない。
【特許文献１】実開平６−３６３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、少なくとも２対のブラシを用いて整流子に電流を供給するモータを備えた電動工具において、１つのブラシの長さが所定長さに達した後は、他の対をなすブラシの通電によるモータの通電駆動時間を極力減少する上で有効な技術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】
【０００５】
上記課題を達成するため、各請求項記載の発明が構成される。
請求項１に記載の発明は、整流子の周囲に配置された少なくとも４個のブラシホルダと、各ブラシホルダに収容されたブラシと、各ブラシを整流子に向って加圧するべく付勢するブラシ付勢バネと、を有するモータを備え、当該モータから動力伝達機構を介して先端工具を駆動させ、これにより先端工具に所定の加工作業を遂行させる電動工具が構成される。本発明における「モータ」は、典型的には４極の直流モータ、あるいは４極の交流整流子モータがこれに該当するが、４極を越える極数の直流モータ、あるいは交流整流子モータ等、広く包含する。また電源コードを用いて電源からモータに電流を供給する方式、工具本体に搭載されたバッテリーからモータに電流を供給する充電式のいずれも包含する。また本発明における「電動工具」は、穴あけ作業や締付け作業に用いられる作業工具、切断作業や切削作業あるいは研削作業や研磨作業に用いられる作業工具等、モータを駆動源とする、いわゆる電動式の作業工具を広く包含する。
【０００６】
本発明に係る電動工具のモータは、可動ストッパ部材と、連動手段と、固定ストッパ部材と、規制手段と、を有する構成とされる。可動ストッパ部材は、各ブラシに対し当該ブラシの長軸方向に相対移動可能に配置され、当該ブラシの長さが所定長さに達したとき、ブラシ付勢バネにより押されて整流子に接近する方向へ移動することが許容される。なお「ブラシの長軸方向」とは、文字通りの完全な一致を意味するものではなく、長軸方向成分を有すれば足りる。連動手段は、隣り合う可動ストッパ同士を互いに連動するように連接する。固定ストッパ部材は、整流子に向かって移動する可動ストッパ部材を当該整流子に対する最大接近位置に制止する。規制手段は、最大接近位置へ移動された可動ストッパ部材の整流子から離間する方向への移動を規制する。ここで「最大接近位置」とは、ブラシ付勢バネによって押されて移動する可動ストッパ部材が整流子に最も接近する位置であり、適宜、適切な位置に設計されている。
【０００７】
請求項１に記載の発明においては、１つの可動ストッパ部材がブラシ付勢バネによって押されて整流子に接近する方向へと移動されたとき、連動手段を介して当該可動ストッパ部材と隣り合う可動ストッパ部材を整流子から離間させる方向へ移動させ、１つの可動ストッパが更に整流子に接近する方向へ移動されて最大接近位置に達したとき、固定ストッパ部材が当該可動ストッパを最大接近位置に制止させるとともに、規制手段が最大接近位置へ移動された可動ストッパ部材を整流子から離間する方向へ移動することを規制する構成としている。したがって、請求項１に記載の発明によれば、１つのブラシの長さが所定長さに達した後、１つの可動ストッパ部材がブラシ付勢バネによって移動されることに基づき、当該可動ストッパ部材と隣り合う２つの可動ストッパ部材は、連動手段を介して整流子から離れる方向へと移動され、その移動分（整流子から離れた分）だけブラシ付勢バネに近づく。これにより隣り合う可動ストッパ部材にブラシ付勢バネが当接する時期が当初（移動前）よりも早まることになる。その後、１つの可動ストッパ部材が最大接近位置に移動した時点で、当該可動ストッパ部材を当該最大接近位置に固定（整流子に接近する方向および離間する方向のいずれにも移動できない状態）し、これにより連動手段を介して連接されている全ての可動ストッパ部材の動きが固定される。その結果、まず、最初に所定長さに達したブラシにつきブラシ付勢バネの付勢力が及ばなくなり、その後は、ブラシ付勢バネが可動ストッパ部材に当接する順序で当該ブラシ付勢バネによる付勢力がブラシに及ばなくなり、モータに対する（ブラシと整流子間での）通電が遮断され、モータが停止されるに至る。
すなわち、本発明によれば、１つのブラシの長さが所定長さに達した後、このことを検出するとともに、他のブラシを加圧しているブラシ付勢バネが可動ストッパ部材に早期に当接するように調整し、これにより１つのブラシが所定長さに達してからの、他の対をなすブラシによるモータの通電駆動時間を減少することが可能となる。
【０００８】
（請求項２に記載の発明）
請求項２に記載の発明は、整流子の周囲に配置された少なくとも４個のブラシホルダと、各ブラシホルダに収容されたブラシと、各ブラシを整流子に向って加圧するべく付勢するブラシ付勢バネと、を有するモータを備え、当該モータから動力伝達機構を介して先端工具を駆動させ、これにより先端工具に所定の加工作業を遂行させる電動工具が構成される。本発明における「モータ」は、典型的には４極の直流モータ、あるいは４極の交流整流子モータがこれに該当するが、４極を越える極数の直流モータ、あるいは交流整流子モータ等、広く包含する。また電源コードを用いて電源からモータに電流を供給する方式、工具本体に搭載されたバッテリーからモータに電流を供給する充電式のいずれも包含する。また本発明における「電動工具」は、穴あけ作業や締付け作業に用いられる作業工具、切断作業や切削作業あるいは研削作業や研磨作業に用いられる作業工具等、モータを駆動源とする、いわゆる電動式の作業工具を広く包含する。
【０００９】
本発明に係る電動工具のモータは、各ブラシに対し当該ブラシの長軸方向に相対移動可能に配置され、当該ブラシの長さが所定長さに達したとき、ブラシ付勢バネにより押されて整流子に接近する方向へ移動することが許容される可動ストッパ部材と、隣り合う可動ストッパ部材同士を互いに連動するように連接する連動手段と、を有する。そしてブラシの摩耗に基づき、１つのブラシ付勢バネが可動ストッパ部材に当接して当該可動ストッパ部材を整流子に接近する方向へ移動させたとき、当該可動ストッパ部材と隣り合う他の可動ストッパ部材が連動手段を介して移動し、その後、他の可動ストッパ部材のいずれかがブラシ付勢バネによって押されたときには、当該ブラシ付勢バネの加圧力と先のブラシ付勢バネの加圧力が釣り合うように各可動ストッパ部材が前記整流子に接近する方向あるいは離間する方向へと移動動作し、最終的には４つのブラシ付勢バネが可動ストッパ部材に当接し、これにより４個全ての可動ストッパ部材がブラシ付勢バネの加圧力が釣り合う位置に静止する構成とした。なお「ブラシの長軸方向」とは、文字通りの完全な一致を意味するものではなく、長軸方向成分を有すれば足りる。
【００１０】
上記のように構成された本発明によれば、少なくとも４個のブラシを有するモータにおいて、４個のブラシのうち１つのブラシが所定長さに達すると、当該ブラシを付勢するブラシ付勢バネが当該ブラシに対応する可動ストッパ部材に当接し、当該可動ストッパ部材を整流子側へ移動させる。本発明では、各可動ストッパ部材は、隣り合う可動ストッパ部材が互いに相反する方向へ移動するように連動手段を介して相互に連接された構成とされる。このため、１つの可動ストッパ部材の動きは、全ての可動ストッパ部材の動きとなって現れる。そして４個全てのブラシ付勢バネがそれぞれ可動ストッパ部材に当接するに至ると、それら４個のブラシ付勢バネの加圧力が釣り合うとともに、ブラシに各ブラシ付勢バネの付勢力が及ばなくなり、その結果、モータに対する（ブラシと整流子間での）通電が遮断され、モータが停止される。
【００１１】
（請求項３に記載の発明）
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の電動工具における可動ストッパ部材は、各ブラシホルダにブラシの長軸方向と同方向に移動可能に設けられ、連動手段は、互いに隣り合う可動ストッパ部材間に掛け渡し状に配置されるとともに、一端が一方の可動ストッパ部材に、他端が他方の可動ストッパ部材にそれぞれ相対的に回動自在に連結された棒状部材によって構成されている。かかる構成によれば、互いに隣り合う可動ストッパ部材を互いに相反する方向に移動するように連動させるためのシステムを、簡単な構造でかつ低コストで構成することができる。
【００１２】
（請求項４に記載の発明）
請求項４に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の電動工具における可動ストッパ部材は、それぞれ互いに隣り合う可動ストッパ部材間に掛け渡し状に配置されるとともに、掛け渡し方向の中央部を回動中心として回動可能に支持された揺動部材によって構成され、各揺動部材は、それぞれ掛け渡し方向の端部において隣り合う揺動部材と互いに重なり合うことによって、当該隣り合う可動ストッパ部材同士が互いに相反する向きに移動するように連動する構成とされていることを特徴とする。かかる構成によれば、互いに隣り合う可動ストッパ部材を、互いに相反する方向に移動するように連動させるシステムを少ない部品数で構成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、少なくとも２対のブラシを用いて整流子に電流を供給するモータを備えた電動工具において、１つのブラシの長さが所定長さに達した後は、他の対をなすブラシの通電によるモータの通電駆動時間を極力減少する上で有効な技術が提供されることとなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態につき、図１〜図１１に基づいて説明する。本実施の形態は、電動工具の一例として電動式（充電式）のインパクトドライバを用いて説明する。図１は第１の実施形態に係るインパクトドライバ１００の全体構成を概略的に示す一部切断側面図である。図１に示すように、本実施の形態に係るインパクトドライバ１００は、概括的に見て、インパクトドライバ１００の外郭を形成する本体部１０１、当該本体部１０１の先端領域に着脱自在に取付けられて各種ネジのネジ締め作業を行うドライバビット１０９を主体として構成される。ドライバビット１０９は、本発明における「先端工具」に対応する。
【００１５】
本体部１０１は、モータハウジング１０３、ギアハウジング１０５およびハンドグリップ１０７から構成されている。モータハウジング１０３内には、駆動モータ１２１が収容されている。駆動モータ１２１は本発明における「モータ」に対応する。ハンドグリップ１０７には、駆動モータ１２１の電源スイッチ（図示省略）を投入操作するトリガ１２５が設けられている。ギアハウジング１０３内には、駆動モータ１２１の出力軸１２２の回転を適宜減速するための遊星ギア装置によって構成される減速機構１１１、減速機構１１１によって回転駆動されるスピンドル１１２、当該スピンドル１１２からボール１１３を伝達部材として回転駆動されるハンマー１１４、およびハンマー１１４によって回転駆動されるアンビル１１５が配置されている。ハンマー１１４はスピンドル１１２の長軸方向に相対的に移動可能とされ、圧縮コイルスプリング１１６によってアンビル１１５側に向けて付勢されている。なおアンビル１１５の先端は、ギアハウジング１０５の先端から突出しており、この突出された先端部にドライバビット１０９が着脱自在に取り付けられる。
【００１６】
上記のように構成されたインパクトドライバ１００において、ネジ締め作業のために駆動モータ１２１が通電駆動されると、ドライバビット１０９による締付トルクが軽負荷状態では、スピンドル１１２とハンマー１１４は一体に回転する。この軽負荷状態では、ハンマー１１４はアンビル１１５に圧縮コイルスプリング１１６による付勢力で係合した状態を保持される。このため、アンビル１１５もハンマー１１４と一体となって回転し、ドライバビット１０９によるネジ締め作業が遂行される。
一方、締付トルクが大きくなり、所定の高負荷状態となったときは、ハンマー１１４が圧縮コイルスプリング１１６に抗してアンビル１１５から離れる方向へと後退動作したのち、圧縮コイルスプリング１１６の付勢力によって衝撃的な回転トルクを伴いつつアンビル１１５に係合し、当該アンビル１１５を経てドライバビット１０９に大きな締付トルクを発生させる。なおインパクトドライバ１００の作動原理自体は、周知の技術事項に属するため、その詳細な構成作用の説明は、便宜上省略する。
【００１７】
次に駆動モータ１２１につき説明する。本実施の形態における駆動モータ１２１は、バッテリー１２７を駆動電源とする４極の直流モータであり、以下、駆動モータ１２１の概略構成につき、図２を参照して説明する。駆動モータ１２１は、出力軸１２２、出力軸１２２と一体に回転する冷却ファン１５１、出力軸１２２と一体に回転する電機子１３３、モータハウジング１０３に固定される固定子１３５、出力軸１２２の一端側（減速機構１１１の反対側）に設けられた整流子１３７、整流子１３７の外周面に摺接して電流を供給する４個のブラシ１４５、各ブラシ１４５を収容する４つのブラシホルダ１４３、ブラシホルダ１４３を固定する略円盤形状のブラシホルダベース１４１を主体として構成されている。出力軸１２２は一端（後端）がモータハウジング１０３に軸受１２３を介して回転自在に支持され、他端側（減速機構側）がギアハウジング１０５に軸受１２４を介して回転自在に支持されている。冷却ファン１５１は、遠心ファンであり、電機子１３３と整流子１３７の間に配置されており、電機子１３３側および整流子１３７側から空気を導入し、これを放射状に流出させることによって、整流子１３７、ブラシ１４５、電機子１３３およびそれらの周辺部を冷却する構成とされる。そして冷却後の風はモータハウジング１０３に設けた風窓（図示省略）から外部へ放出される。なお、電機子１３３には、コイルが配設されている。また出力軸１２２、電機子１３３、整流子１３７によって回転子が構成されている。
【００１８】
上記のように構成された駆動モータ１２１に電源が投入されると、電機子１３３に配設されたコイルに電流が流れ、電機子１３３および出力軸１２２が一体となって回転駆動される。この際、整流子１３７およびブラシ１４５は、電機子１３３および出力軸１２２が所定の方向に連続的に回転するように、電機子１３３のコイルに流す電流の方向を適宜切り替えている。なお、直流モータの作動原理自体は周知の技術事項に属するため、その詳細な作用の説明は便宜上省略する。
【００１９】
図３および図４に示すように、ブラシホルダベース１４１は、中央部に整流子１３７（図２参照）が貫通可能な円形の貫通孔１４２を有する円板からなり、モータハウジング１０３の内壁面にネジ等の固定手段によって止着されている。ブラシホルダベース１４１の後面（冷却ファン１５１と反対面）には、貫通孔１４２を取り囲むようにして４個のブラシホルダ１４３が互いに９０度の間隔を置いて配置され、それらの各ブラシホルダ１４３にはそれぞれブラシ１４５（図５または図７参照）が摺動自在に収容されている。ブラシ１４５は、トーションスプリング１４７によって整流子１３７の外周面に径方向から概ね直角状に押付けられるように付勢される。トーションスプリング１４７は、本発明における「ブラシ付勢バネ」に対応する。
トーションスプリング１４７は、ブラシホルダベース１４１に固定されたバネ支持部材１４４によって巻線部を支持された状態で、一方のアーム部１４７ａがブラシホルダ１４３に固定され、他方のアーム部１４７ｂがブラシ１４５の背面に係合（当接）されており、常時に当該ブラシ１４５の先端面を整流子１３７の外周面に押付けるべく付勢する構成とされる。すなわち、ブラシ１４５の背面に係合するアーム部１４７ｂ（以下、ブラシ加圧アーム部という）は、ブラシ１４５を整流子１３７側に向って加圧するべく弾発力を作用する構成とされており、ブラシホルダ１４３に設けられたスリット１４３ａを通して当該ブラシホルダ１４３内に差し込まれ、ブラシ１４５の摩耗に伴い当該スリット１４３ａに沿って整流子１３７側へと移動する。
【００２０】
なお４個のブラシ１４５は、２つで対をなすように、バッテリー１２７のプラス側（陽極）とマイナス（陰極）側に接続されている。また各ブラシホルダ１４３間には、整流子１３７の外周面に所定の間隙を置いて対向する断面弧状の空気誘導壁１４９が設けられており、この空気誘導壁１４９によってモータハウジング１０３の後部の開口（図示省略）から取り込まれた空気が整流子１３７の外周面に沿って冷却ファン１５１側へ誘導される。
【００２１】
次に駆動モータ１２１のブラシ１４５が摩耗したとき、トーションスプリング１４７による整流子１３７に対するブラシ１４５の加圧作用を解消し、駆動モータ１２１を停止させるブラシ摩耗検出機構１６１につき、図３〜図１２を参照して説明する。ブラシ摩耗検出機構１６１は、図３および図４に示すように、各ブラシホルダ１４３にブラシ１４５の移動方向と同方向に移動可能に取り付けられた４個の可動ストッパ１６３、隣り合う可動ストッパ１６３を相互に連接する４本のリンク１６５および各可動ストッパ１６３の移動端を規定する固定ストッパ１６７を主体として構成される。可動ストッパ１６３は、本発明における「可動ストッパ部材」に対応し、固定ストッパ１６７は、本発明における「固定ストッパ部材」に対応し、リンク１６５は、本発明における「連動手段」に対応する。
【００２２】
各可動ストッパ１６３は、ブラシホルダ１４３のスリット１４３ａに沿って移動するブラシ加圧アーム１４７ｂの前方に位置するように配置され、ブラシ１４５の長さが所定長さに達したとき、ブラシ加圧アーム部１４７ｂが可動ストッパ１６３の背面に当接するように設定されている。そして可動ストッパ１６３は、ブラシ加圧アーム部１４７ｂが当接後、当該ブラシ加圧アーム部１４７ｂによってブラシ１４５と共に整流子１３７側に向って移動される構成とされる。また各可動ストッパ１６３は、当該可動ストッパ１６３の移動する方向と同方向に延在する溝１６３ａを有する。そしてこの溝１６３ａ内に固定ストッパ１６７が相対的に移動可能に嵌合されている。固定ストッパ１６７は、ブラシホルダ１４３に固定的に設けられており、図６に示すように、ブラシ１４５と共にブラシ加圧アーム部１４７ｂによって押し動かされた可動ストッパ１６３の溝１６３ａの端部に当接することで、当該可動ストッパ１６３の移動を規制する。すなわち、固定ストッパ１６７は、可動ストッパ１６３が整流子１３７に最も接近する位置を規定するものであり、この位置が本発明における「最大接近位置」に対応する。
【００２３】
隣り合う可動ストッパ１６３を相互に連接するリンク１６５は、一端が一方の可動ストッパ１６３に回動自在に取り付けられ、他端が他方の可動ストッパ１６３に回動自在に取り付けられており、隣り合う可動ストッパ１６３が互いに相反する方向に移動するべく連動させる。すなわち、一方の可動ストッパ１６３が整流子１３７に近づく方向に移動するとき、他方の可動ストッパ１６３が整流子１３７から離れる方向へ移動させるべく力を作用する。
【００２４】
またブラシホルダ１４３には、スリット１４３ａに連なる切欠部１４３ｂ（図６参照）が設けられている。この切欠部１４３ｂはスリット１４３ａの延在方向と交差する方向に延びる凹部として設定されており、可動ストッパ１６３が固定ストッパ１６７にて規定される位置まで移動されたとき、トーションスプリング１４７のブラシ加圧アーム部１４７ｂが係合され、可動ストッパ１６３が整流子１３７から離間する方向へ移動することを規制する構成とされる。上記の切欠部１４３ｂが本発明における「規制手段」に対応する。なおブラシ加圧アーム部１４７ｂには、切欠部１４３ｂに対向したときに、当該切欠部１４３ｂに係合する方向に移動するよう弾性力が付与されている。
【００２５】
本発明に係るインパクトドライバ１００は、上記のように構成したものであり、トリガ１２５を引き操作して電源スイッチを投入すると、駆動モータ１２１が通電駆動され、前述したように、減速機構１１１、スピンドル１１２、ハンマー１１４、アンビル１１５を介してドライバビット１０９が回転駆動され、ネジ締め作業が遂行される。
バッテリー１２７の電流を整流子１３７に供給するブラシ１４５は、整流子１３７との相対的な摺動により摺動面が摩耗するが、以下ブラシ１４５の摩耗に基づいて駆動モータ１２１を停止させるブラシ摩耗検出機構１６１の作用につき説明する。まず各ブラシ１４５で摩耗状態に差がある場合につき、主として図５〜図７を参照して説明する。ブラシ１４５が摩耗すると、当該ブラシ１４５は摩耗に伴いトーションスプリング１４７のブラシ加圧アーム部１４７ｂによって押され、整流子１３７側へと移動される（図５および図７の実線参照）。ブラシ加圧アーム部１４７ｂは、ブラシホルダ１４３のスリット１４３ａに沿って移動する。そして、４個のブラシ１４５のうち、摩耗の進行が最も早いブラシ１４５を加圧しているブラシ加圧アーム部１４７ｂが最初に可動ストッパ１６３に当接（図７の二点鎖線参照）する。その後、ブラシ加圧アーム部１４７ｂは、ブラシ１４５の摩耗の進行に連れて当該ブラシ１４５と共に可動ストッパ１６３を整流子１３７に近づく方向へと移動させる。
【００２６】
可動ストッパ１６３が整流子１３７側へ移動するとき、当該可動ストッパ１６３の溝１６３ａに嵌合している固定ストッパ１６７が相対的に移動され、そして溝１６３ａの端部が固定ストッパ１６７に当接することで可動ストッパ１６３は、その移動を規制される。すなわち、可動ストッパ１６３は、整流子１３７に接近した位置で止められる。そのため、ブラシ加圧アーム部１４７ｂによるブラシ１４５の加圧が解消されることになり、このことによってブラシ１４５は、いわゆる限界摩耗に達したと見なされる。このとき、ブラシ加圧アーム部１４７ｂがスリット１４３ａに連なる切欠部１４３ｂに係合する（図６参照）。このため、可動ストッパ１６３は整流子１３７から離間する方向へも移動できなくなる。すなわち、可動ストッパ１６３は、整流子１３７に近づく方向と離れる方向のいずれにもロックされることになり、その結果、リンク１６５によって接合されている４個全ての可動ストッパ１６３がロックされる。
【００２７】
可動ストッパ１６３がトーションスプリング１４７のブラシ加圧アーム部１４７ｂによって整流子１３７側へ移動されたとき、この可動ストッパ１６３とリンク１６５によって連接されている両隣の可動ストッパ１６３は、整流子１３７から離れる方向へと移動される。この移動により両隣の可動ストッパ１６３は、それぞれ対応するトーションスプリング１４７のブラシ加圧アーム部１４７ｂに接近する。これにより、両隣のトーションスプリング１４７のブラシ加圧アーム部１４７ｂは、可動ストッパ１６３に対する当接時期が当該可動ストッパ１６３の移動分だけ早められることになる。そして両隣のブラシ１４５の摩耗がさらに進行し、当該ブラシ１４５を加圧しているブラシ加圧アーム部１４７ｂが可動ストッパ１６３に当接すると、当該ブラシ加圧アーム部１４７ｂは、当接された位置に保持される。このため、ブラシ加圧アーム部１４７ｂによるブラシ１４５の加圧（整流子１３７に対するブラシ１４５の押付け）が解消され、駆動モータ１２１に対する通電が遮断される。すなわち、駆動モータ１２１を停止することができる。
【００２８】
このように、本実施の形態によれば、各ブラシ１４５で摩耗状態に差がある場合は、摩耗の最も早い１つのブラシ１４５に対応する可動ストッパ１６３につき、その移動を固定ストッパ１６７、および切欠部１４３ｂとブラシ加圧アーム部１４７ｂの係合によって規制するとともに、両隣の可動ストッパ１６３に対するブラシ加圧アーム部１４７ｂの当接時期を早めるように調整することによって、最初に摩耗したブラシ１４５による通電が遮断された後での、他の対をなすブラシ１４５の通電による駆動モータ１２１の通電駆動時間を減少することができる。
【００２９】
次に４個のブラシ１４５が概ね均等に摩耗した場合につき、図８〜図１１を参照して説明する。なお説明の便宜上、図８〜図１１において、整流子１３７を中心にして左側に位置するブラシ１４５、ブラシホルダ１４３、トーションスプリング１４７、可動ストッパ１６３、固定ストッパ１６７等をそれぞれ第１グループとし、以下同様に下側に位置する各部材を第２グループ、上側に位置する各部材を第３グループ、右側に位置する各部材を第４グループとして説明する。
【００３０】
図８に示すように、第１グループのブラシ１４５が所定長さに達すると、これに対応する第１グループの可動ストッパ１６３に第１グループのトーションスプリング１４７のブラシ加圧アーム部１４７ｂが当り、その後、ブラシ１４５の摩耗の進行に伴い、当該第１グループの可動ストッパ１６３を第１グループのブラシ１４５と共に整流子１３７に向って移動させる。この第１グループの可動ストッパ１６３の移動に伴い当該可動ストッパ１６３と隣り合う第２グループおよび第３グループの可動ストッパ１６３がリンク１６５を介して反対方向、つまり整流子１３７から離れる方向へと移動され、その移動分（整流子１３７から離れた分）だけ当該第２グループおよび第３グループの可動ストッパ１６３が第２グループおよび第３グループのブラシ加圧アーム部１４７ｂに近づくことになる。
一方、第１グループの可動ストッパ１６３と対向している第４グループの可動ストッパ１６３は、整流子１３７に近づく方向へと移動され、その移動分だけ第４グループの可動ストッパ１６３が第４グループのブラシ加圧アーム部１４７ｂから離れることになる（図９参照）。
【００３１】
つづいて、第２グループあるいは第３グループの可動ストッパ１６３に対し、ブラシ１４５の摩耗量の多い方のブラシ加圧アーム部１４７ｂが先に当り、引き続き摩耗量の少ない方のブラシ加圧アーム部１４７ｂが当ることとなる（図１０参照）。このため、第２グループおよび第３グループのブラシ加圧アーム部１４７ｂの付勢力が第１グループの可動ストッパ１６３を加圧する第１グループのブラシ加圧アーム部１４７ｂの付勢力に打ち勝って、第１グループの可動ストッパ１６３を押し返す（図１１参照）。このため、当該第１グループおよび第４グループの可動ストッパ１６３がそれぞれ整流子１３７から離れる方向へと移動され、その結果、第４グループの可動ストッパ１６３が第４グループのブラシ加圧アーム部１４７ｂに当る。このように、最終的には全ての可動ストッパ１６３がそれぞれブラシ加圧アーム部１４７ｂに当接することになり、４個全ての可動ストッパ１６３が動きをロックされる（図１１参照）。その結果、全てのトーションスプリング１４７のブラシ加圧アーム部１４７ｂは、ブラシ１４５を加圧できなくなり、整流子１３７に対するブラシ１４５の押付けが解消される。これにより、駆動モータ１２１に対する通電が遮断され、駆動モータ１２１は停止する。
【００３２】
例えば、第１グループのブラシ１４５と第２グループのブラシ１４５で対をなし、第３グループのブラシ１４５と第４グループのブラシ１４５で対をなす構成とすれば、第１グループの可動ストッパ１６３が押し返され、第１グループのブラシ１４５の整流子１３７に対する押付けが解消された時点で、第１グループのブラシ１４５と第２グループのブラシ１４５による電流の供給が遮断され、４個全ての可動ストッパ１６３が動きをロックされた時点で、第３グループのブラシ１４５と第４グループのブラシ１４５による電流の供給が遮断される。
【００３３】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態につき、図１２〜図１４を参照して説明する。この実施形態は、ブラシ摩耗検出機構１６１に関する変更例であり、整流子１３７の回りに４個のブラシ１４５が配設された駆動モータ１２１において、各ブラシ１４５の摩耗を検出するべく配置された前述の第１の実施形態における可動ストッパ１６３を、揺動アーム１７１によって構成したものである。この点を除いては、前述した第１の実施形態と同様に構成されるため、その構成については同一符号を付して説明を省略あるいは簡略にする。
【００３４】
本実施の形態における４個の各揺動アーム１７１は、それぞれが略１／４円弧形状に形成されるとともに、隣り合うブラシホルダ１４３間に全体として円形のリング形状をなすように配置されている。各揺動アーム１７１は、各端部１７１ａがトーションスプリング１４７のブラシ加圧アーム部１４７ｂによって押されるように当該ブラシアーム部１４７ｂの前側（整流子１３７と対向する側）に位置するように配置されるとともに、円弧方向の中央部（隣り合うブラシホルダ１４３間の中央部）において、ブラシベースホルダ１４１に立設された回動軸１７３によって回動自在に支持されている。したがって、ブラシ加圧アーム部１４７ｂが整流子１３７に接近する方向へ移動した場合、２つの揺動アーム１７１が当該ブラシ加圧アーム部１４７ｂによって一方の端部１７１ａを押されて互いに反対方向に回動される。また揺動アーム１７１の各端部１７１ａは、隣り合うもの同士が回動方向において互いに重なり合う（係合する）構成とされ、これにより隣り合う揺動部材１７１が互いに相反する方向に回動するように連動する構成とされる。上記の揺動部材１７１の端部１７１ａが互いに重なり合う構成は、本発明における「連動手段」に対応する。
【００３５】
またブラシホルダ１４３には、固定ストッパ１６７が設けられており、ブラシ加圧アーム部１４７ｂによって押し動かされた揺動アーム１７１に当接することで、当該揺動アーム１７１の回動を規制する。すなわち、固定ストッパ１６７は、揺動アーム１７１の端部１７１ａが整流子１３７に最も接近する位置を規定するものであり、この位置が本発明における「最大接近位置」に対応する。また各ブラシホルダ１７１には、前述した第１の実施の形態と同様に、スリット１４３ａに連なる切欠部が設定されている。この切欠部１４３ｂはスリット１４３ａの延在方向と交差する方向に延びる凹部として設定されており、揺動アーム１７１が固定ストッパ１６７にて規定される位置まで回動されたとき、ブラシ加圧アーム部１４７ｂが係合される構成とされる。すなわち、整流子１３７に最も接近した位置へと移動された揺動アーム１７１は、当該移動位置にロックされ、整流子１３７から離間する方向にも移動できない構成とされる。
【００３６】
本実施の形態に係るブラシ摩耗検出機構１６１は上記のように構成したものである。４個のブラシ１４５のうち、１つのブラシ１４５、例えば図１４に示すように、図中右上のブラシ１４５が所定長さに達すると、ブラシ１４５を加圧するトーションスプリング１４７のブラシ加圧アーム部１４７ｂが揺動アーム１７１の端部１７１ａに当接する。そして２つの揺動アーム１７１の一方の端部１７１ａが押され、それら両揺動アーム１７１は、それぞれ回動軸１７３を中心として図示矢印の如く互いに逆方向へと回動される。また回動された揺動アーム１７１の他方の端部１７１ａが両隣の可動ストッパ１６３に当接し、当該可動ストッパ１６３を整流子１３７から離れる方向へ移動させる。上記の揺動アーム１７１の回動動作は、当該揺動アーム１７１がブラシホルダ１４５に設けた固定ストッパ１６７によって当接することで規制される。
【００３７】
このように、本実施の形態における揺動アーム１７１は、前述した第１の実施形態における可動ストッパ１６３とリンク１６５の機能を併有する構成である。したがって、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の機構を得ることができる。すなわち、４個のブラシ１４５の摩耗状態に差があり、３個のブラシ１４５についてトーションスプリング１４７のブラシ加圧アーム部１４７ｂがそれぞれ揺動アーム１７１に当接する前の段階で、１つのブラシ１４５が早期に摩耗し、当該ブラシ１４５に対応する揺動アーム１７１が整流子１３７に最も接近した位置にロックされた場合、また４個のブラシ１４５が概ね均等に摩耗した場合のいずれにおいても、第１の実施形態と同様に機能する。
【００３８】
なお本実施の形態は、電動工具の一例としてネジ締め作業に用いられるインパクトドライバ１００の場合で説明したが、これに限られるものではなく、切断作業、切削作業、研削・研磨作業、あるいは穴あけ作業に用いられる各種の電動工具に適用することが可能である。要するに、駆動モータ１２１を備えた作業工具であれば適用できる。
また本実施の形態では、駆動モータ１２１の一例として４極の直流モータの場合で説明しているが、４極の交流整流子モータあるいは４極を越える極数の直流モータや交流整流子モータ等に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るインパクトドライバの全体構成を示す一部切断側面図である。
【図２】第１の実施形態に係る駆動モータを示す断面図である。
【図３】第１の実施形態に係るブラシ摩耗検出機構を示す斜視図である。
【図４】同じくブラシ摩耗検出機構を示す平面図である。
【図５】１つのブラシに関するブラシ摩耗検出機構の側面図である。
【図６】同じく斜視図である
【図７】ブラシの摩耗に伴う１つの可動ストッパの動作態様を説明する模式図である。
【図８】ブラシ摩耗検出態様を説明する図である。
【図９】ブラシ摩耗検出態様を説明する図である。
【図１０】ブラシ摩耗検出態様を説明する図である。
【図１１】ブラシ摩耗検出態様を説明する図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るブラシ摩耗検出機構を示す斜視図である。
【図１３】第２の実施形態に係るブラシ摩耗検出機構を示す平面図である。
【図１４】第２の実施形態に係るブラシ摩耗検出機構の動作態様を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４０】
１００  インパクトドライバ（電動工具）
１０１  本体部
１０３  モータハウジング
１０５  ギアハウジング
１０７  ハンドグリップ
１０９  ドライバビット（先端工具）
１１１  減速機構（伝達機構）
１１２  スピンドル（伝達機構）
１１３  ボール（伝達機構）
１１４  ハンマー（伝達機構）
１１５  アンビル（伝達機構）
１１６  圧縮コイルスプリング
１２１  駆動モータ（モータ）
１２２  出力軸
１２３  軸受
１２４  軸受
１２５  トリガ
１２７  バッテリー
１３３  電機子
１３５  固定子
１３７  整流子
１４１  ブラシホルダベース
１４２  貫通孔
１４３  ブラシホルダ
１４３ａ  スリット
１４３ｂ  切欠部（規制手段）
１４４  バネ支持部材
１４５  ブラシ
１４７  トーションスプリング
１４７ａ  一方のアーム部
１４７ｂ  他方のアーム部（ブラシ加圧アーム部）
１４９  空気誘導壁
１５１  冷却ファン
１６１  ブラシ摩耗検出機構
１６３  可動ストッパ（可動ストッパ部材）
１６３ａ  溝
１６５  リンク（連動手段）
１６７  固定ストッパ（固定ストッパ部材）
１７１  揺動アーム（可動ストッパ）
１７１ａ  端部（連動手段）
１７３  回動軸
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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