(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより先端工具を駆動させ、これにより被加工材に所定の加工作業を行なう電動工具であって、
前記モータは、インナロータと、アウタロータと、前記インナロータを駆動するインナロータ駆動コイルを備えた第１ステータと、前記アウタロータを駆動するアウタロータ駆動コイルを備えた第２ステータと、を有し、前記インナロータと前記アウタロータが互いに同軸で配置されたデュアルロータモータとして構成されており、
前記電動工具は、さらに前記インナロータと前記アウタロータの両方を用いて前記先端工具を駆動するとともに減速機構を有し、
前記デュアルロータモータは、前記減速機構を介して前記先端工具を駆動する構成とされ、
前記減速機構は、少なくとも第１及び第２の減速比を有し、前記インナロータと前記アウタロータの少なくとも一方を駆動状態と停止状態との間で切替えることで前記第１及び第２の減速比の切替えを行なうことを特徴とする電動工具。
【請求項２】
モータにより先端工具を駆動させ、これにより被加工材に所定の加工作業を行なう電動工具であって、
前記モータは、インナロータと、アウタロータと、前記インナロータを駆動するインナロータ駆動コイルを備えた第１ステータと、前記アウタロータを駆動するアウタロータ駆動コイルを備えた第２ステータと、を有し、前記インナロータと前記アウタロータが互いに同軸で配置されたデュアルロータモータとして構成されており、
前記電動工具は、さらに前記インナロータと前記アウタロータの一方を用いて前記先端工具を駆動し、他方を用いて前記先端工具以外の作動部材を駆動する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、
前記デュアルモータを収容するハウジングを有し、
前記インナロータと前記第１ステータとによってインナモータが構成され、前記アウタロータと前記第２ステータとによってアウタモータが構成されており、
前記インナモータと前記アウタモータとは、長軸方向にずらした状態で前記ハウジング内に配置されるとともに、前記インナモータの外周領域と前記ハウジングとの間に空間が形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３に記載の電動工具であって、
前記インナモータは、前記第１ステータの外周領域が前記空間において前記ハウジングに直接に又は保持部材を介して固定されていることを特徴とする電動工具。
【請求項５】
請求項３または４に記載の電動工具であって、
前記第１ステータと前記第２ステータとは、前記長軸方向と交差する径方向において一部が互いに接触した状態で重なり合うとともに、当該重なり合う領域において互いに結合されていることを特徴とする電動工具。
【請求項６】
請求項５に記載の電動工具であって、
前記第１ステータと前記第２ステータとは、前記重なり合う領域においてピンにより結合されていることを特徴とする電動工具。
【請求項７】
請求項５に記載の電動工具であって、
前記第１ステータと前記第２ステータとは、前記重なり合う領域が樹脂層によって結合されていることを特徴とする電動工具。
【請求項８】
請求項３に記載の電動工具であって、
前記アウタモータは、前記長軸方向において前記アウタロータと前記第２ステータが互いに対向するように配置されたアキシャルギャップモータとして構成されていることを特徴とする電動工具。
【請求項９】
請求項８に記載の電動工具であって、
前記第１ステータと前記第２ステータとは、前記長軸方向において一部が重なり合うとともに、当該重なり合う領域において互いに結合されていることを特徴とする電動工具。
【請求項１０】
請求項９に記載の電動工具であって、
前記アウタモータは、前記第２ステータの外周領域が前記ハウジングで固定されていることを特徴とする電動工具。
【請求項１１】
請求項１に記載の電動工具であって、
前記減速比の切替えは、前記デュアルロータモータの電流値、トルク、回転数、温度のいずれかに応じて行うことを特徴とする電動工具。
【請求項１２】
請求項１または１１に記載の電動工具であって、
前記第１及び第２の減速比を切替えて前記先端工具に出力される出力トルクを変化させることを特徴とする電動工具。
【請求項１３】
請求項１または１１に記載の電動工具であって、
前記第１及び第２の減速比を切替えて前記先端工具の回転速度を変化させることを特徴とする電動工具。
【請求項１４】
請求項１２に記載の電動工具であって、
前記インナロータと前記アウタロータの一方を連続的に駆動した状態において、他方を間欠的に駆動することにより前記先端工具の出力トルクを間欠的に変化させることを特徴とする電動工具。
【請求項１５】
請求項１、１１〜１４のいずれかに記載の電動工具であって、
前記減速機構は、遊星歯車機構によって構成され、
前記遊星歯車機構は、互いに同軸で配置された太陽ギアとインターナルギア、及び前記太陽ギアとインターナルギアとの双方に噛み合い係合され、前記太陽ギアの周りを公転する遊星ギアを有し、
前記インターナルギアが前記アウタロータに接続され、前記太陽ギアが前記インナロータに接続されており、
前記アウタロータ又はインナロータの駆動制御により前記太陽ギアと前記インターナルギアの相対的な回転差を制御し、これにより前記遊星ギアの公転速度を変化させて減速比を切替える構成としたことを特徴とする電動工具。
【請求項１６】
請求項１５に記載の電動工具であって、
前記インナロータを常時に駆動する構成としたことを特徴とする電動工具。
【請求項１７】
請求項１５に記載の電動工具であって、
前記アウタロータを常時に駆動する構成としたことを特徴とする電動工具。
【請求項１８】
請求項１５に記載の電動工具であって、
前記アウタロータと前記インターナルギアとの間、又は前記インナロータと前記太陽ギアとの間に介在され、前記アウタロータ及び前記インターナルギア側から前記先端工具側にはトルクを伝達するが、その逆方向にはトルクを伝達しないクラッチを有し、
前記クラッチは、前記先端工具に作用するトルクに応じて前記アウタロータ又はインナロータの回転とは無関係に、前記インターナルギア又は太陽ギアの回転をロックすることを特徴とする電動工具。
【請求項１９】
請求項２に記載の電動工具であって、
前記先端工具以外の作動部材は、回転自在なファンであり、
前記インナロータと前記アウタロータの一方は、前記先端工具を駆動し、他方は、前記ファンを駆動する構成としたことを特徴とする電動工具。
【請求項２０】
請求項１９に記載の電動工具であって、
前記アウタロータは、前記長軸方向の一端部が前記第２ステータ及びインナロータの長軸方向一端部よりも長軸方向に長く延在された延在領域を有し、
前記ファンは、前記アウタロータの延在領域の内側に配置されていることを特徴とする電動工具。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載の電動工具であって、
前記ファンは、前記デュアルロータモータを冷却する冷却用ファンであり、常時に駆動される構成としたことを特徴とする電動工具。
【請求項２２】
請求項１９〜２１のいずれかに記載の電動工具であって、
前記ファンは、前記デュアルロータモータを冷却する冷却用ファンであり、前記デュアルロータモータの温度、回転数、トルクの少なくとも１つに応じて間欠的に駆動される構成としたことを特徴とする電動工具。
【請求項２３】
請求項１９または２０に記載の電動工具であって、
前記ファンは、加工作業で生じた粉塵を吸塵する吸塵用ファンであり、吸塵要求に応じて駆動される構成とした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、モータにより先端工具を駆動させ、これにより被加工材に所定の加工作業を行なう電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００７−２９５７７３号公報（特許文献１）は、モータによって駆動される先端工具の出力トルクを制御することが可能とされた手持式の電動工具を開示している。公報に記載された電動工具は、先端工具としてのスクリュビットに回転と周方向へのインパクトを付加してネジを締め付ける構成である。
【０００３】
しかしながら、従来のネジ締め機の場合、先端工具に回転とインパクトを加えようとすると、どうしても複雑な装置構成になり易い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９５７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、各種の作業要請を簡素な装置構成で達成できる電動工具を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するため、本発明の好ましい形態によれば、モータにより先端工具を駆動させ、これにより被加工材に所定の加工作業を行なう電動工具が構成される。本発明における「所定の加工作業」とは、先端工具としてのスクリュビットあるいはソケットの回転駆動によるネジやボルト等の締付け作業がこれに該当するが、締付け作業に限らず、ハンマビットの直線駆動又は長軸周りの回転駆動によるハツリ作業や穴開け作業、鋸刃の回転駆動による切断作業を広く包含する。
【０００７】
本発明に係る電動工具の好ましい形態では、特徴的構成として、モータは、インナロータと、アウタロータと、インナロータを駆動するインナロータ駆動コイルを備えた第１ステータと、アウタロータを駆動するアウタロータ駆動コイルを備えた第２ステータと、を有し、インナロータとアウタロータが互いに同軸で配置されたデュアルロータモータとして構成されている。
【０００８】
デュアルロータモータのインナロータ及びアウタロータは、個別に駆動及び停止することが可能である。このため、インナロータとアウタロータの両方を用いて先端工具を駆動するように構成することが可能であるし、インナロータとアウタロータの一方を用いて先端工具を駆動し、他方を用いて先端工具以外の作動部材を駆動するように構成することも可能である。
【０００９】
インナロータとアウタロータの両方を用いて先端工具を駆動するように構成する場合においては、例えば電動工具がネジ締め機の場合であれば、一方のロータを用いて先端工具としてのスクリュビットを回転駆動しつつ他方のロータを用いて当該スクリュビットに周方向へのインパクトを付加する構成が可能である。この場合、電動工具はさらに減速機構を有する。この構成によりデュアルロータモータは、減速機構を介して先端工具を駆動する構成とされる。減速機構は、少なくとも第１及び第２の減速比を有し、インナロータとアウタロータの少なくとも一方を駆動状態と停止状態との間で切替えることで第１及び第２の減速比の切替えを行なう。減速比の切替えは、デュアルロータモータの電流値、トルク、回転数、温度のいずれかに応じて行われるように構成することが好ましい。
【００１０】
一方、インナロータとアウタロータの一方を用いて先端工具を駆動し、他方を用いて先端工具以外の作動部材を駆動するように構成する場合においては、先端工具以外の作動部材としての、例えばモータ冷却ファンを駆動するように構成することが可能である。このように、本発明によれば、各種の作業要請を簡素な装置構成で実現可能となる。また、デュアルロータモータは、先端工具を駆動する出力軸と同軸で配置することが可能であり、このような配置とすることで、例えば二台のモータを直列状にあるいは並列状に配置する場合に比べて電動工具の機体を外側に出っ張らせずに済み、コンパクトな電動工具が提供される。
【００１１】
本発明に係る電動工具の更なる形態によれば、デュアルロータモータを収容するハウジングを有するとともに、インナロータと第１ステータとによってインナモータが構成され、アウタロータと第２ステータとによってアウタモータが構成されている。そして、インナモータとアウタモータとは、長軸方向にずらした状態でハウジング内に配置されるとともに、インナモータの外周領域とハウジングとの間に空間が形成された構成とされる。なお、本発明における「長軸方向」とは、インナロータ及びアウタロータの回転軸の軸方向をいう。
この形態によれば、インナモータの外周領域をハウジングで外側から保持（固定）することが可能となる。このため、長軸方向の端面（側面）を保持する場合に比べて簡素な構造で強固に保持することができる。インナモータの外周領域を保持する形態としては、具体的には第１ステータの外周領域を、例えば環状部材等の保持部材を介して又は直接にハウジングに固定することで達成される。
【００１２】
本発明に係る電動工具の更なる形態によれば、第１ステータと第２ステータとは、長軸方向と交差する径方向において一部が互いに接触した状態で重なり合うとともに、当該重なり合う領域において互いに結合されている。
この形態によれば、第１ステータと第２ステータとを合理的に結合することができ、具体的にはピンやネジ等を利用した機械的結合による結合、あるいは樹脂成型による樹脂層を介しての結合、更には接着剤による結合等が可能である。
【００１３】
本発明に係る電動工具の更なる形態によれば、アウタモータは、長軸方向においてアウタロータと第２ステータが互いに対向するように配置されたアキシャルギャップモータとして構成されている。なお、このようにアキシャルギャップモータとして構成される場合には、第１ステータと第２ステータとは、長軸方向において一部が互いに重なり合い、当該重なり合う領域において結合されていることが好ましい。また、アウタモータは、第２ステータの外周領域が保持部材を介して又は直接にハウジングで固定されていることが好ましい。
この形態によれば、通常のラジアルギャップモータとアキシャルギャップモータとを併用するデュアルロータモータを構成することができる。
【００１４】
本発明に係るインナロータとアウタロータの両方を用いて先端工具を駆動する電動工具の更なる形態では、第１及び第２の減速比を切替えて先端工具に出力される出力トルクを変化させる構成とした。このため、先端工具による加工作業時において、先端工具に作用する負荷に応じた高トルク、あるいは低トルクで当該先端工具を駆動させるといった形でのデュアルロータモータの活用が可能となる。
【００１５】
本発明に係るインナロータとアウタロータの両方を用いて先端工具を駆動する電動工具の更なる形態では、第１及び第２の減速比を切替えて先端工具の回転速度を変化させる構成とした。
この形態によれば、第１と第２の減速比を切替えることで先端工具の回転速度を高速と低速との間で変速することができる。このため、先端工具による加工作業時において、負荷が小さい低負荷状態では先端工具を高速で駆動させ、先端工具に作用する負荷が大きい高負荷状態では先端工具を低速で駆動させるといった形でのデュアルロータモータの活用が可能となる。
【００１６】
本発明に係るインナロータとアウタロータの両方を用いて先端工具を駆動する電動工具の更なる形態では、インナロータとアウタロータの一方を連続的に駆動した状態において他方を間欠的に駆動することにより先端工具の出力トルクを間欠的に変化させる構成とした。
この形態によれば、先端工具の出力トルクを間欠的に変化させることができる。このため、電動工具が、例えばネジ締め機の場合であれば、ネジが被加工材に着座後において、出力トルクを間欠的に変化させることで、先端工具としてのスクリュビットに対して回転方向に間欠的に打撃力を加える回転打撃機構のような機械的な機構を用いることなくインパクト式のネジ締め機が構築される。
【００１７】
本発明に係るインナロータとアウタロータの両方を用いて先端工具を駆動する電動工具の更なる形態によれば、減速機構は、遊星歯車機構によって構成されている。遊星歯車機構は、互いに同軸で配置された太陽ギア及びインターナルギア、太陽ギアとインターナルギアとの双方に噛み合い係合され、太陽ギアの周りを公転する遊星ギアを有する。そしてインターナルギアがアウタロータに接続され、太陽ギアがインナロータに接続されており、アウタロータ及びインナロータの回転駆動を制御して太陽ギアとインターナルギアの相対的な回転差を制御し、これにより遊星ギアの公転速度を変化させて減速比を切替える構成とした。
この形態によれば、デュアルロータモータと遊星歯車機構とにつき、合理的な配置での接続関係を構築できる。
【００１８】
本発明に係るインナロータとアウタロータの両方を用いて先端工具を駆動する電動工具の更なる形態では、減速機構が遊星歯車機構により構成される場合において、インナロータが常時に駆動される構成とされる。
この形態によれば、遊星歯車機構における太陽ギアがインナロータにより常時に駆動されると、当該太陽ギアと噛み合い係合する遊星ギアが自転しつつ公転する。この場合、アウタロータが停止状態にあれば、インターナルギアが停止状態を維持されるが、アウタロータがインナロータと同方向あるいは逆方向に回転駆動されると、インターナルギアが太陽ギアと同方向あるいは逆方向に回転駆動され、これにより遊星ギアの公転速度が変化する。すなわち、この形態によれば、アウタロータを駆動状態と停止状態との間で切替えることにより遊星歯車機構の減速比を変えることができる。
【００１９】
本発明に係るインナロータとアウタロータの両方を用いて先端工具を駆動する電動工具の更なる形態では、減速機構が遊星歯車機構により構成される場合において、アウタロータが常時に駆動される構成とされる。上記構成によれば、遊星歯車機構におけるインターナルギアがアウタロータにより常時に駆動されると、当該インターナルギアと噛み合い係合する遊星ギアが自転しつつ公転する。
この形態によれば、インナロータが停止状態にあれば、太陽ギアが停止状態を維持されるが、インナロータがアウタロータと同方向あるいは逆方向に回転駆動されると、太陽ギアがインターナルギアと同方向あるいは逆方向に回転駆動され、これにより遊星ギアの公転速度が変化する。すなわち、この形態によれば、インナロータを駆動状態と停止状態との間で切替えることにより遊星歯車機構の減速比を変えることができる。
【００２０】
本発明に係るインナロータとアウタロータの両方を用いて先端工具を駆動する電動工具の更なる形態によれば、アウタロータとインターナルギアとの間、又はインナロータと太陽ギアとの間に介在され、アウタロータ及びインターナルギア側から先端工具側にはトルクを伝達するが、その逆方向にはトルクを伝達しないクラッチを有する。そして、クラッチは、先端工具に作用するトルクに応じてアウタロータ又はインナロータの回転とは無関係に、インターナルギア又は太陽ギアの回転をロックする構成とされる。
この形態によれば、アウタロータ又はインナロータが停止状態に置かれたとき、クラッチによりインターナルギア又は太陽ギアの回転をロックすることができ、これによりインターナルギア又は太陽ギアからアウタロータ又はインナロータへの動力の逆入力を遮断してモータを保護することができる。
【００２１】
本発明に係るインナロータとアウタロータの一方を用いて先端工具を駆動し、他方を用いて先端工具以外の作動部材を駆動する電動工具の更なる形態によれば、先端工具以外の作動部材としてファンを有する。そして、デュアルロータモータにおけるインナロータとアウタロータの一方は、先端工具を駆動する構成とされ、他方は、ファンを駆動する構成とされる。
この形態によれば、先端工具以外の作動部材として備えられたファンを同軸で駆動することができる。
【００２２】
本発明に係るインナロータとアウタロータの一方を用いて先端工具を駆動し、他方を用いてファンを駆動する電動工具の更なる形態によれば、アウタロータは、長軸方向の一端部が第２ステータ及びインナロータの長軸方向一端部よりも長軸方向に長く延在された延在領域を有する。そして当該アウタロータの延在領域の内側にファンが配置されている。このような構成とすることで合理的な配置構成を構築できる。この場合において、ファンは、常時に又は間欠的に駆動されるように構成することが可能である。
【００２３】
本発明に係るインナロータとアウタロータの一方を用いて先端工具を駆動し、他方を用いてファンを駆動する電動工具の更なる形態によれば、ファンは、デュアルロータモータを冷却する冷却用ファンとして構成される。そして冷却用ファンは、常時に駆動される構成、又はデュアルロータモータの温度、回転数、トルク、電流値の少なくとも１つに応じて間欠的に駆動されるように構成される。
【００２４】
本発明に係るインナロータとアウタロータの一方を用いて先端工具を駆動し、他方を用いてファンを駆動する電動工具の更なる形態によれば、ファンは、加工作業で生じた粉塵を吸塵する吸塵用ファンとして構成され、吸塵要求に応じて駆動される。なお、ここで「吸塵要求」とは、典型的には、電動工具が穴開け工具あるいは切断工具である場合において、穴開け作業あるいは切断作業を行うべく先端工具が回転駆動された場合がこれに該当する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、各種の作業要請を簡素な装置構成で達成できる電動工具が提供されることとなった。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスクリュドライバの全体構成を示す側断面図である。
【図２】上記スクリュドライバの主要部を示す拡大断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線で切断された両方向ワンウェイクラッチの断面図であり、ロック解除状態を示す。
【図４】同じく図１のＡ−Ａ線で切断された両方向ワンウェイクラッチの断面図であり、ロック状態を示す。
【図５】デュアルロータモータにおけるステータを示す外観図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図５の左方から見た斜視図である。
【図８】図５の右方から見た斜視図である。
【図９】デュアルロータモータにおけるステータの保持（固定）構造を説明するための模式的に示した断面図である。
【図１０】図９のＤ矢視図であり、モータのみを示す。
【図１１】図９のＣ矢視図であり、モータのみを示す。
【図１２】デュアルロータモータの構成に関する変形例を説明するための模式的に示した断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係るスクリュドライバの構成を示す側断面図である。
【図１４】上記スクリュドライバの主要部を示す拡大断面図である。
【図１５】図１３のＥ−Ｅ線で切断された両方向ワンウェイクラッチの断面図であり、ロック解除状態を示す。
【図１６】同じく図１３のＥ−Ｅ線で切断された両方向ワンウェイクラッチの断面図であり、ロック状態を示す。
【図１７】本発明の第４の実施形態に係るスクリュドライバの構成を示す側断面図である。
【図１８】図１７のＦ−Ｆ線で切断された冷却ファンの断面図である。
【図１９】本発明の第５の実施形態に係るスクリュドライバの構成を示す側断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（本発明の第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を参照しつつ説明する。本実施の形態は、手持式の電動工具として充電式のスクリュドライバを例にして説明する。本実施の形態に係るスクリュドライバ１０１は、図１に示すように、概括的に見て、スクリュドライバ１０１の外郭を構成する本体部１０３と、本体部１０３に一体状に連接されたハンドグリップ（ハンドル）１０９を主体として構成される。本体部１０３の先端領域（図示左側であって、ハンドグリップ１０９の反対側）において、スクリュビット１１９がビット保持器１１７を介してスピンドル１１５の先端に着脱自在に取付けられる。本体部１０３によって「工具本体」が構成される。スクリュビット１１９は、本発明における「先端工具」に対応する。なお本実施の形態では、説明の便宜上、スクリュビット１１９側を前側とし、その反対側を後側とする。
【００２８】
本体部１０３は、駆動モータ１１１を収容するモータハウジング１０５と、当該駆動モータ１１１の前方（図１及び図２の左側）に配置された減速機構としての遊星歯車機構１１３及び出力軸としてのスピンドル１１５等を収容するギアハウジング１０７とを主体として構成される。駆動モータ１１１は、本発明における「モータ」及び「デュアルロータモータ」に対応する。なお、ハンドグリップ１０９は、本体部１０３の長軸方向（スクリュビット１１９の長軸方向）と交差する下方へと延在され、その延在端部には駆動モータ１１１の電源となるバッテリが収容されたバッテリパック１１０が着脱自在に装着されている。
【００２９】
図２にはスクリュドライバ１０１の主要部の構成が示される。図示のように、駆動モータ１１１は、インナロータ１２１（第１の回転子）と、アウタロータ１２３（第２の回転子）と、インナロータ１２１を駆動するためのインナロータ駆動コイル１２５ａが巻かれたインナロータ用ステータ（以下、インナステータという）１２５Ａ（固定子）と、アウタロータ１２３を駆動するためのアウタロータ駆動コイル１２５ｂが巻かれたアウタロータ用ステータ（以下、アウタステータという）１２５Ｂ（固定子）と、を有し、インナステータ１２５Ａの内側にインナロータ１２１が、アウタステータ１２５Ｂの外側にアウタロータ１２３が、互いに同軸で配置されたデュアルロータモータとして構成されている。インナステータ１２５Ａが、本発明における「第１ステータ」に対応し、アウタステータ１２５Ｂが、本発明における「第２ステータ」に対応する。また、インナロータ駆動コイル１２５ａとアウタロータ駆動コイル１２５ｂにより「駆動コイル機構部」が構成されている。
【００３０】
図５〜図８に示すように、インナステータ１２５Ａ及びアウタステータ１２５Ｂは、共に略ドーナッツ状に形成されている。インナステータ１２５Ａは、環状のヨーク部１２５Ａ１と、ヨーク部１２５Ａ１の内周面の離間した位置から内径方向に突出され、インナロータ駆動コイル（図５〜図８では便宜上図示を省略する）が巻かれる複数のティース部１２５Ａ２と、複数のスロットとを有する。アウタステータ１２５Ｂは、リング状のステータ本体部１２５Ｂ１と、ステータ本体部１２５Ｂ１の外周面の離間した位置から外径方向に突出され、アウタロータ駆動コイル（図５〜図８では便宜上図示を省略する）が巻かれる複数のティース部１２５Ｂ２と、複数のスロットとを有する。
【００３１】
本実施の形態においては、図１０に示すように、外周面に４個の磁石１２１ｂが固定されたインナロータ１２１と、６個のスロットを有するインナステータ１２５Ａとによって４極６スロットのインナモータが構成される。また、図１１に示すように、内周面に８個の磁石１２３ｂが固定されたアウタロータ１２３と、８個のスロットを有するアウタステータ１２５Ｂとにより８極６スロットのアウタモータが構成される。そして、インナモータとアウタモータは、図２及び図９に示すように、長軸方向にずらした状態、具体的にはアウタモータが前方、インナモータが後方に位置するようにモータハウジング１０５内に配置された構成とされる。
【００３２】
インナステータ１２５Ａのヨーク部１２５Ａ１と、アウタステータ１２５Ｂのヨーク部１２５Ｂ１は、互いに内径及び外形が概ね同径に形成されるとともに、インナステータ１２５Ａのヨーク部１２５Ａ１の前面にアウタステータ１２５Ｂのヨーク部１２５Ｂ１の後面が重ね合せられた状態で結合されている（図６及び図９参照）。すなわち、インナステータ１２５Ａとアウタステータ１２５Ｂとは、互いに重なり合う領域としてのヨーク部１２５Ａ１，１２５Ｂ１が、周方向に所定の間隔で配置される結合部材としての複数のピン１２５ｃ（図９参照）により互いに結合される。なお、インナステータ１２５Ａとアウタステータ１２５Ｂの結合手段については、上記のピン１２５ｃ以外の、例えば複数のネジを利用した機械的結合が可能なほか、樹脂成型による樹脂層を介しての結合構造、あるいは接着剤による結合が可能である。
【００３３】
図２及び図９に示すように、インナモータ及びアウタモータが、モータハウジング１０５内に配置された状態では、上記のように、インナステータ１２５Ａとアウタステータ１２５Ｂとを互いに長軸方向にずらして結合したことにより、インナステータ１２５Ａのヨーク部１２５Ａ１の外周領域には、モータハウジング１０５の内壁面との間に環状の空間が形成される。本実施の形態では、この空間を利用して保持部材１２６を介してヨーク部１２５Ａ１の外周領域をモータハウジング１０５で外側から保持する構成としている。保持部材１２６は、例えばモータハウジング１０５とは別部材として形成される環状部材として、あるいはモータハウジング１０５の内壁に内側に向かって張り出し状に一体に形成される環状部材として備えられ、外周側がモータハウジング１０５に固定され、内周側がインナステータ１２５Ａのヨーク部１２５Ａ１に固定される。
【００３４】
インナロータ１２１は、インナステータ１２５Ａの内側に配置されている。インナロータ１２１は、前側においてはアウタステータ１２５Ｂの内周に配置された軸受ハウジング部１２７Ａに軸受１２７を介して回転自在に支持され、後側においてはモータハウジング１０５に軸受１２８を介して回転自在に支持されている。アウタロータ１２３は、略円筒形に形成されるとともに、アウタステータ１２５Ｂの外側に配置されており、モータハウジング１０５に前後の軸受１２９を介して外周を回転自在に支持されている。インナロータ１２１及びアウタロータ１２３は、独立して個々に駆動及び停止されるように構成されている。なお、インナロータ１２１とインナステータ１２５Ａ間、及びアウタロータ１２３とアウタステータ１２５Ｂ間には、それぞれ所定のエアギャップが形成されている。
【００３５】
図２に示すように、上記のように構成される駆動モータ１１１の前方には、遊星歯車機構１１３が配置されており、駆動モータ１１１の回転出力は、遊星歯車機構１１３により減速されてスピンドル１１５に伝達され、当該スピンドル１１５にビット保持器１１７を介して保持されたスクリュビット１１９に伝達される。遊星歯車機構は、本発明における「減速機構」に対応する。
【００３６】
遊星歯車機構１１３は、第１太陽ギア１３１、第１インターナルギア（リングギア）１３３、複数の第１遊星ギア１３５、第１キャリア１３７、第２太陽ギア１３９、第２インターナルギア１４１、複数の第２遊星ギア１４３、及び第２キャリア１４５によって構成され、インナロータ軸１２１ａの回転出力を減速してスピンドル１１５に伝達する。
【００３７】
第１太陽ギア１３１は、インナロータ１２１のインナロータ軸１２１ａに結合されて一体に回転する。第１インターナルギア（リングギア）１３３は、外面がギアハウジング１０７に回転自在に支持されるとともに、内側に歯が形成されたリング状部材であり、アウタロータ１２３によって後述する両方向ワンウェイクラッチ１５１を介して回転駆動される。複数の第１遊星ギア１３５は、第１太陽ギア１３１と第１インターナルギア１３３との双方に噛み合い係合して第１太陽ギア１３１の回転軸線周りに周回する（公転する）。第１キャリア１３７は、複数の第１遊星ギア１３５を回転自在に支持するとともに、第１太陽ギア１３１と同軸上で回転する。第２太陽ギア１３９は、第１キャリア１３７の長軸方向一端（前端）側外周面に一体に形成されている。第２インターナルギア１４１は、ギアハウジング１０７に固定され、常時に停止状態に保持されている。複数の第２遊星ギア１４３は、第２太陽ギア１３９と第２インターナルギア１４１との双方に噛み合い係合して第２太陽ギア１３９の回転軸線周りに周回する（公転する）。第２キャリア１４５は、第２遊星ギア１４３を回転自在に支持するとともに、過負荷クラッチ１４７を介してスピンドル１１５に連結されている。
【００３８】
なお、過負荷クラッチ１４７は、スピンドル１１５に過大な負荷が作用した場合に第２キャリア１４５からスピンドル１１５への回転力の伝達を遮断するべく備えられる公知の機械要素であるため、詳細な説明については省略する。また、本実施の形態における遊星歯車機構１１３は、第１遊星ギア１３５を支持する第１第１キャリア１３７と、第２遊星ギア１４３を支持する第２キャリア１４５が長軸方向に２段連接された構成とされているが、必ずしも２段である必要はない。
【００３９】
アウタロータ１２３は、両方向ワンウェイクラッチ１５１を介して遊星歯車機構１１３の第１インターナルギア１３３と連結されている。両方向ワンウェイクラッチ１５１は、本発明における「クラッチ」に対応する。図３及び図４に示すように、両方向ワンウェイクラッチ１５１は、当該両方向ワンウェイクラッチ１５１の外郭を形成するとともに、ギアハウジング１０７に一体状に形成されたリング状の固定外輪部１５８、入力軸としてのアウタロータ１２３に一体に形成された動力伝達部１５３、第１インターナルギア１３３に接合された動力受部材１５７、及び動力伝達部１５３と動力受部材１５７との間に介在状に配置され、出力側である第１インターナルギア１３３から入力側であるアウタロータ１２３へ回転力が入力された場合に、当該第１インターナルギア１３３の回転をロックする円柱状のロックピン１５９を主体として構成されている。
【００４０】
動力伝達部１５３は、アウタロータ１２３の前側領域において周方向に所定間隔を置いて長軸方向に所定長さで延在された複数（本実施形態の場合は、９０度間隔で４個）の断面円弧状部材によって構成されるとともに、固定外輪部１５８の内側に相対回転可能に配置されている。動力受部材１５７は、第１太陽ギア１３１が遊嵌状に貫通可能な円形孔を有する円盤状に形成されるとともに、動力伝達部１５３の内側に相対回転可能に配置されている。動力受部材１５７は、外面に１８０度の位相差で外径方向に突出する２個の動力受部１５５を有し、当該動力受部１５５が、隣り合う動力伝達部１５３相互間の空間のうち１８０度の位相差を有する２個の空間に周方向に所定の隙間を置いて配置されている。ロックピン１５９は、隣り合う動力伝達部１５３相互間の空間のうちの１８０度の位相差を有する他の２個の空間に配置されている。
【００４１】
アウタロータ１２３が時計回りに回転駆動された場合には、動力受部材１５７の動力受部１５５を挟んで対向する一方の動力伝達部１５３が当該動力受部１５５に周方向に接触して第１インターナルギア１３３に時計回りに回転力を伝達し、反時計回りに回転駆動された場合には、動力受部１５５を挟んで他方の動力伝達部１５３が当該動力受部１５５に周方向に接触して第１インターナルギア１３３に反時計回りに回転力を伝達する。アウタロータ１２３が反時計回りに回転駆動された場合が図３に示される。
【００４２】
ロックピン１５９は、隣り合う動力伝達部１５３の空間において、動力受部材１５７の外面と固定外輪部１５８の内面間に配置されており、当該ロックピン１５９が配置される空間の動力受部材１５７の外面には、接線方向の平面領域１５７ａが形成されている。このため、図３に示すように、アウタロータ１２３が回転駆動された場合、ロックピン１５９は、動力受部材１５７と固定外輪部１５８との相対回転差で当該動力受部材１５７の外面と固定外輪部１５８の内面との間の楔状空間に入り込んで噛み付こうとするが、動力伝達部１５３の回転方向先端側端面によって押されることで平面領域１５７ａに保持される。従って、ロックピン１５９が噛み付かず、アウタロータ１２３の回転力が動力受部材１５７を介して第１インターナルギア１３３に伝達される。
【００４３】
一方、出力側から入力側へ回転力が入力された場合、例えば第１インターナルギア１３３（スピンドル１１５）側に負荷が作用し、図４に示す状態で動力受部材１５７が動力伝達部１５３に対し相対回転しようとした場合には、動力受部材１５７は、ロックピン１５９を介して固定外輪部１５８の内面に接触して噛み付く。すなわち、ロックピン１５９が動力受部材１５７の外面と固定外輪部１５８の内面間の楔状空間に入り込んで噛み付き、これにより動力受部材１５７が固定外輪部１５８に固定（ロック）される。
【００４４】
このように、両方向ワンウェイクラッチ１５１は、入力側（駆動側）のアウタロータ１２３の回転力を、時計回りと反時計回りの両方向について、出力側（被動側）の第１インターナルギア１３３（スピンドル１１５）に伝達することが可能、かつ、出力側に負荷が作用することにより出力側から入力側へ回転力が逆入力しようとした場合には、時計回りと反時計回りの両方向について、ロックして出力側から入力側への回転力を遮断する機械要素として備えられる。
【００４５】
本実施の形態において、第１インターナルギア１３３が固定された状態で、駆動モータ１１１のインナロータ１２１が通電駆動された場合、スピンドル１１５は、遊星歯車機構１１３において予め定められた所定の減速比で回転される。この状態において、アウタロータ１２３がインナロータ１２１の回転方向と同方向に回転された場合には、反力受部材である第１インターナルギア１３３が第１太陽ギア１３１と同方向に回転され、これにより第１遊星ギア１３５の第１太陽ギア１３１周りの回転数（公転数）が当該第１インターナルギア１３３の回転分だけ増加するので、スピンドル１１５の回転数が増える。一方、アウタロータ１２３が上記と逆方向に回転されたときは、第１遊星ギア１３５の公転数が第１インターナルギア１３３の回転分だけ減少することになるので、スピンドル１１５の回転速度が減る。
【００４６】
このように、本実施の形態によれば、インナロータ１２１を常時に連続的に駆動した状態で、アウタロータ１２３を、停止状態と、インナロータ１２１と同方向又は逆方向への駆動状態との間で切替えることにより、第１遊星ギア１３５の公転数（第１キャリア１３７の回転数）を変化させ、遊星歯車機構１１３の減速比を切替えることができる。すなわち、遊星歯車機構１１３の減速比の切替えにより、スピンドル１１５に出力される出力トルク及び回転速度を変えることができる。なお、減速比の切替えは、スピンドル１１５に作用する負荷、例えば、駆動モータ１１１の駆動電流、トルク、回転数、温度等に応じて行うように構成される。インナロータ１２１を常時に駆動した状態において、アウタロータ１２３を停止状態に切替えたときの減速比と、アウタロータ１２３を駆動状態に切替えたときの減速比が、本発明における「第１及び第２の減速比」に対応する。
【００４７】
さて、スクリュドライバ１０１によって、固定具としてのネジやボルト（以下、ネジ等という）の締付け作業を行う場合には、スクリュビット１１９を介してネジ等を作業対象物としての被加工材に押し付けた状態でハンドグリップ１０９に配置されたトリガ１０９ａを引き操作し、駆動モータ１１１を通電駆動する。これにより、遊星歯車機構１１３を介してスピンドル１１５が回転駆動され、当該スピンドル１１５とともに回転するスクリュビット１１９によりネジ等の締付作業を行うことができる。
【００４８】
この場合において、本実施の形態では、駆動モータ１１１のインナロータ１２１で第１太陽ギア１３１を常時に駆動し、アウタロータ１２３で第１インターナルギア１３３を可変とする構成としている。
【００４９】
具体的には、インナロータ１２１を常時に駆動してのスクリュビット１１９の駆動中において、アウタロータ１２３を間欠的に駆動、すなわち駆動と停止を繰り返すことで、インナロータ１２１が出力する出力トルクで駆動中のスクリュビット１１９に対し、さらにアウタロータ１２３が出力する出力トルクを間欠的に付加（加算）する構成とし、これによりスクリュビット１１９を駆動するためのトルクを間欠的に変化させることができる。以下の説明では、トルクを間欠的に変化させることをトルクリップルともいう。
【００５０】
このように、本実施の形態によれば、アウタロータ１２３を間欠的に駆動することで、スクリュビット１１９に出力される出力トルクを一時的に大きくした後、すぐに元の状態に戻すという動作を繰り返すことができる。これにより、スクリュドライバ１０１を保持するために必要な反力が少なくて済むことになり、通常の締付トルクよりも大トルクでネジ締め作業を行いえるにも拘らず、人が保持し易いスクリュドライバ１０１を提供できる。
【００５１】
なお、アウタロータ１２３の間欠的な駆動によるトルクリップルの発生は、スクリュビット１１９のインナロータ１２１による常時駆動でのネジ締め作業の開始から完了までの全体にわたって行うようにしてもよいし、一部で行うようにしてもよい。一部で行う態様としては、例えばインナロータ１２１によって駆動されるスクリュビット１１９によるネジ締め作業中において、ネジが被加工材に着座して負荷（締付トルク）が増大した場合に、アウタロータ１２３を間欠的に駆動することでトルクリップルを発生させる態様が好適である。
【００５２】
従って、本実施の形態によれば、スクリュビット１１９に対して回転方向に間欠的に打撃力を加える機械式の回転打撃機構を用いることなく、当該回転打撃機構を備えた場合と同様なインパクト式のスクリュドライバ１０１を構築することが可能となる。なお、インナロータ１２１によるスクリュビット１１９の駆動中において、当該駆動中の一部でアウタロータ１２３の間欠的な駆動を行なう場合、例えば常時に駆動されるインナロータ１２１の駆動電流、トルク、回転数、温度の少なくともいずれかを検知器により検知し、当該検知器で検知された検知値が予め指定された指定値に達したときに、アウタロータ１２３の間欠的な駆動が開始されるように、便宜上図示を省略するモータ制御装置（コントローラ）を用いて制御する構成することが可能である。
【００５３】
第１インターナルギア１３３は、インナロータ１２１によりスクリュビット１１９が回転駆動される際に反力を受ける。このため、アウタロータ１２３の駆動によりトルクリップルを発生するためには、アウタロータ１２３がインナロータ１２１よりも大きいトルクを発生することが必要である。トルクリップルを発生させない間、つまりインナロータ１２１の駆動のみでスクリュビット１１９を駆動している間は、第１インターナルギア１３３を固定状態に維持することが必要である。第１インターナルギア１３３の固定状態の維持をアウタロータ１２３のトルクのみで行うとすれば、当該アウタロータ１２３をロック状態で使用することになり、モータ焼損の可能性がある。しかるに、本実施の形態によれば、アウタロータ１２３と遊星歯車機構１１３の第１インターナルギア１３３との間に設けた両方向ワンウェイクラッチ１５１によって、被動側の第１インターナルギア１３３から入力側のアウタロータ１２３への動力の逆入力を遮断し、第１インターナルギア１３３を固定状態に維持できる。これによりアウタロータ１２３を焼損から保護することが可能となる。
【００５４】
また、本実施の形態では、駆動モータ１１１を構成するデュアルロータモータは、その回転軸線がスクリュビット１１９を駆動するスピンドル１１５と同軸で配置されているため、例えば二台のモータを並列状に配置する場合に比べて機体を外側に出っ張らせずに済み、コンパクトなスクリュドライバ１０１が提供される。
【００５５】
また、本実施の形態では、インナロータ１２１とインナステータ１２５Ａとによってインナモータが構成され、アウタロータ１２３とアウタステータ１２５Ｂとによってアウタロータが構成されている。そして、インナモータとアウタモータは、長軸方向にずらした状態でモータハウジング１０５内に配置され、これによりインナモータ（具体的にはインナステータ１２５Ａ）の外周領域、とモータハウジング１０５の内壁面との間に空間が形成された構成とされている。このため、当該空間を利用して保持部材１２６を設置し、当該保持部材１２６を介してインナモータのインナステータ１２５Ａの外周領域をモータハウジング１０５で保持（固定）することができる。このため、例えばステータの長軸方向の端面（側面）を保持する構成に比べてステータを簡素な構造で強固に保持することができる。
【００５６】
また、本実施の形態では、インナステータ１２５Ａとアウタステータ１２５Ｂとは、互いのヨーク部１２５Ａ１，１２５Ｂ１が接触した状態で前後に重なり合う構成とし、当該重なり合う領域において互いにピン１２５ｃで結合する構成としたことにより、インナステータ１２５Ａとアウタステータ１２５Ｂとを合理的に結合することができる。
【００５７】
また、本実施の形態は、常時に駆動されるインナロータ１２１にモータ冷却用の冷却ファン１６１（図２参照）を設けている。冷却ファン１６１は、インナロータ１２１における、第１太陽ギア１３１と反対側の長軸方向端部（後端部）に配置されており、モータハウジング１０５の後端部に形成された吸気口（便宜上図示を省略する）から外気をモータハウジング内空間に取り込んで長軸方向前方へと流通させるとともに、モータハウジング前方の排気口（便宜上図示を省略する）から外部へ排出することで駆動モータ１１１を冷却することができる。
【００５８】
次に第１の実施形態に係る駆動モータ１１１の変形例につき、図１２を参照しつつ説明する。この変形例に係る駆動モータ１１１は、インナロータ１２１（第１の回転子）と、アウタロータ１２３（第２の回転子）と、インナロータ１２１を駆動するためのインナロータ駆動コイル１２５ａが巻かれたインナロータ用ステータ（以下、インナステータという）１２５Ａ（固定子）と、アウタロータ１２３を駆動するためのアウタロータ駆動コイル１２５ｂが巻かれたアウタロータ用ステータ（以下、アウタステータという）１２５Ｂ（固定子）と、を有する。そしてインナステータ１２５Ａの内側にインナロータ１２１が配置され、アウタステータ１２５Ｂの前面にアウタロータ１２３が対向状に配置されるとともに、インナロータ１２１とアウタロータ１２３が互いに同軸で配置されたデュアルロータモータとして構成されている。
【００５９】
すなわち、変形例のデュアルロータモータは、インナロータ１２１とインナステータ１２５Ａにより構成されるインナモータは、インナロータ１２１とインナステータ１２５Ａが径方向において互いに対向するラジアルモータとして構成されるが、アウタロータ１２３とアウタステータ１２５Ｂにより構成されるアウタモータが、アウタロータ１２３とアウタステータ１２５Ｂが長軸方向において互いに対向するように配置されたアキシャルギャップモータとして構成されている点で前述した第１の実施形態と相違する。
【００６０】
インナロータ１２１とインナステータ１２５Ａにより構成されるインナモータと、アウタモータは、図示のように、長軸方向においてずらした状態、具体的にはアウタモータが前方、インナモータが後方に位置するように前後に配置される。そして、インナモータにおけるインナステータ１２５Ａのヨーク部１２５Ａ１の前端部外周と、アウタモータにおけるアウタステータ１２５Ｂのヨーク部１２５Ｂ１の内周が長軸方向において互いに重なり合う領域として設定され、当該領域においてヨーク部１２５Ａ１，１２５Ｂ１が、例えば樹脂成形による樹脂層を介してあるいは接着剤によって互いに結合されている。
【００６１】
変形例の場合、アウタモータにつき、アウタロータ１２３とアウタステータ１２５Ｂが長軸方向において互いに対向するアキシャルギャップモータとしたことで、アウタステータ１２５Ｂの外周面とモータハウジング１０５の内壁面との間に空間が形成されるため、この空間を利用して、例えばアウタステータ１２５Ｂをモータハウジング１０５の内壁に一体に形成された環状の保持部１０５Ａ（あるいはモータハウジング１０５とは別部材で形成された環状部材）で外側から保持する構成としている。すなわち、変形例によれば、インナモータのインナステータ１２５Ａの外周領域を外側から保持部材１２６を介してモータハウジング１０５で保持する構成に加え、さらにアウタステータ１２５Ｂの外周領域を外側からモータハウジング１０５の保持部１０５Ａで外側から保持する構成としたので、ステータに関する一層の強固な保持が可能となる。
【００６２】
また、変形例によれば、アウタモータのアウタステータ１２５Ｂをインナステータ１２５Ａの外側に配置される。このため、当該インナステータ１２５Ａのヨーク部１２５Ａ１の前面を図示の如く当該ヨーク部１２５Ａ１に向かって延在する軸受ハウジング１２７Ａの一部１２７ａによって保持することも可能となる。これによりステータの保持をより一層強固にすることができる。
【００６３】
（本発明の第２の実施形態）
次に第２の実施形態につき、図１３〜図１６を参照しつつ説明する。この実施形態は、図１３及び図１４に示すように、アウタロータ１２３で第１インターナルギア１３３を常時に駆動し、インナロータ１２１で第１太陽ギア１３１を可変としたものである。このために、アウタロータ１２３が第１インターナルギア１３３と直結する構成とする一方、インナロータ１２１のインナロータ軸１２１ａと第１太陽ギア１３１との間に両方向ワンウェイクラッチ１５１を介在状に配置した構成としている。以上の構成以外については、インナステータ１２５Ａの外周領域を保持部材１２６によって保持する構成を含んで前述した第１の実施形態と同様に構成される。従って、同一構成部材については、同一符号が付されている。
【００６４】
両方向ワンウェイクラッチ１５１については、図１５及び図１６に示すように、基本的には第１の実施形態で説明した両方向ワンウェイクラッチ１５１と同様の構成及び機能を有する。ただし、インナロータ軸１２１ａと第１太陽ギア１３１との間に介在される関係で、両方向ワンウェイクラッチ１５１の外郭を構成する固定外輪部１５８は、駆動モータ１１１のインナステータ１２５Ａの前方において、アウタステータ１２５Ｂの内側に接合されるとともに、中央部に第１太陽ギア１３１が遊嵌状に貫通する円形孔が開口された略カップ状に形成されている。また、周方向に所定間隔で配置される４個の動力伝達部１５３は、インナロータ軸１２１ａに接合されて当該インナロータ軸１２１ａと共に回転する円板状の動力伝達部材１５２に一体に形成されている。また、動力受部１５５を有する動力受部材１５７は、第１太陽ギア１３１に接合されて当該第１太陽ギア１３１と共に回転する構成とされる。それ以外の構成については、第１の実施形態で説明した両方向ワンウェイクラッチ１５１と同様である。
【００６５】
従って、インナロータ１２１が駆動された場合には、図１５に示すように、ロックピン１５９が動力伝達部１５３の回転方向先端側端面によって押されることで動力受部材１５７の外面と固定外輪部１５８の内面間の楔状空間に入り込まない。このため、動力伝達部１５３が当該動力受部１５５に周方向に接触して第１太陽ギア１３１に回転力を伝達する。一方、図１６に示す状態において、出力側から入力側へ回転力が入力された場合、すなわち第１太陽ギア１３１（スピンドル１１５）側に負荷が作用し、動力受部材１５７が動力伝達部材１５２に対して相対回転しようとした場合には、ロックピン１５９が動力受部材１５７の外面と固定外輪部１５８の内面間の楔状空間に入り込んで噛み付き、これにより動力受部材１５７が固定外輪部１５８に固定（ロック）される。
【００６６】
つまり、両方向ワンウェイクラッチ１５１は、入力側（駆動側）のインナロータ１２１が駆動された場合には、当該インナロータ１２１の回転力を、時計回りと反時計回りの両方向について出力側（被動側）の第１太陽ギア１３１（スピンドル１１５）に伝達することが可能であり、出力側に負荷が作用することにより出力側から入力側へ回転力が逆入力しようとした場合には、時計回りと反時計回りの両方向についてロックして出力側から入力側への回転力を遮断する。
【００６７】
さて、本実施の形態では、駆動モータ１１１のアウタロータ１２３で第１インターナルギア１３３を常時に駆動し、インナロータ１２１で第１太陽ギア１３１を可変とする構成としている。従って、アウタロータ１２３を駆動してのスピンドル１１５（スクリュビット１１９）の駆動中において、インナロータ１２１を間欠的に駆動する、すなわち駆動と停止を繰り返すことで、アウタロータ１２３が出力する出力トルクで駆動中のスクリュビット１１９に対し、さらにインナロータ１２１が出力する出力トルクを間欠的に付加する構成としている。すなわち、本実施の形態によれば、スクリュビット１１９を駆動するトルクを間欠的に変動させることができる。
【００６８】
このように、本実施の形態によれば、インナロータ１２１を間欠的に駆動することで、スクリュビット１１９に出力される出力トルクを一時的に大きくした後、すぐに元の状態に戻すという動作を繰り返すことができる。このため、ネジ締め作業時において、例えばネジが被加工材に着座して負荷（締付トルク）が増大した場合に、インナロータ１２１を間欠的に駆動することで、トルクリップルを発生させ、通常の締付トルクよりも大きい締付トルクでネジ締め作業を遂行することができる。
【００６９】
なお、本実施の形態の場合、第１太陽ギア１３１は、アウタロータ１２３によりスクリュビット１１９が回転駆動されるときに反力を受ける。このため、インナロータ１２１の間欠駆動でトルクリップルを発生するためには、当該インナロータ１２１がアウタロータ１２３よりも大きいトルクを発生することが必要である。トルクリップルを発生させない間は、インナロータ１２１の通電駆動を止めて第１太陽ギア１３１を固定状態に維持する必要があり、当該維持をインナロータ１２１のトルクのみで行うとすれば、モータ焼損の可能性がある。本実施の形態では、インナロータ１２１と第１太陽ギア１３１との間に設けた両方向ワンウェイクラッチ１５１によって、被動側の第１太陽ギア１３１から入力側のインナロータ１２１への動力の逆入力を遮断し、第１インターナルギア１３３を固定状態に維持できる。これによりアウタロータ１２３を焼損から保護することができる。
【００７０】
また、本実施の形態は、常時に駆動されるアウタロータ１２３にモータ冷却用の冷却ファン１６３を設けている。冷却ファン１６３は、アウタロータ１２３における、第１インターナルギア１３３と反対側の軸方向端部（後端部）の内周面に配置され、モータハウジング１０５の後端部に形成された吸気口から外気をモータハウジン内空間に取り込んで長軸方向前方へと流通させることで駆動モータ１１１を冷却する。モータハウジング内空間に流入された外気は、アウタステータ１２５Ｂとアウタロータ１２３との間、インナステータ１２５Ａとインナロータ１２１との間等の隙間を通してモータ内部へと流れることで駆動モータ１１１を冷却した後、アウタロータ１２３の前側領域に形成された径方向に貫通する連通窓１２３ａ（図１４参照）を通してモータ外部へ流出し、さらにはモータハウジング１０５とギアハウジング１０７の間を経由後、排気口から外部へ放出される。この場合、インナステータ１２５Ａを保持する保持部材１２６は、冷却風をアウタステータ１２５Ｂとアウタロータ１２３との間へ誘導するための前後方向に貫通する通風孔を設けることが好ましい。
【００７１】
本実施の形態によれば、上記の作用効果のみならず、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を奏するが、重複説明を避ける意味で記載を省略する。
【００７２】
（本発明の第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態につき、図１〜図４を参照しつつ説明する。この実施形態は、駆動モータ１１１の一方のロータを用いてスクリュビット１１９を常時に駆動した状態で、他方のロータを用いてスクリュビット１１９（スピンドル１１５）に作用する負荷（締付トルク）に応じて遊星歯車機構１１３の減速比を切替え、当該スクリュビット１１９の回転速度（ネジ締め速度）を自動変速できるようにしたものである。
【００７３】
スクリュドライバ１０１の全体構成については、前述した第１の実施形態と同様に構成されているため、その説明は省略する。この実施形態では、トリガ１０９ａが引き操作されたときに、インナロータ１２１及びアウタロータ１２３が同時に駆動されるように構成される。
【００７４】
例えば、ネジ締め作業を開始してからネジが被加工材に着座（ネジの頭部が被加工材に接触）するまでの負荷が小さい状態では、第１インターナルギア１３３が受ける回転駆動力の反力が小さい。この状態では、インナロータ１２１によって第１太陽ギア１３１が回転駆動されるとともに、アウタロータ１２３によって第１インターナルギア１３３が第１太陽ギア１３１の回転方向と同方向に回転駆動される。このため、スピンドル１１５と共にスクリュビット１１９が、第１太陽ギア１３１と第１インターナルギア１３３が共に回転する場合の減速比で高速回転される。
【００７５】
一方、ネジが被加工材に着座し、負荷が増大すると、第１インターナルギア１３３が受ける回転駆動力の反力が大きくなる。すると、アウタロータ１２３の駆動力が小さいので、当該アウタロータ１２３による回転力が当該反力に負けてしまい、第１インターナルギア１３３が逆方向に回されようとする。これにより、両方向ワンウェイクラッチ１５１が作動し、第１インターナルギア１３３を固定外輪部１５８に対してロックする。このため、スピンドル１１５と共にスクリュビット１１９が、第１太陽ギア１３１のみが回転するときの減速比で低速回転される。スピンドル１１５の低速回転状態は、例えば電流値で検知する。すなわち、アウタロータ１２３の駆動電流値が指定電流値に達したことを電流検知器で検知する。この検知信号を受けたモータ制御装置（コントローラ）によってアウタロータ１２３を駆動するための通電が止められ、これにより焼損から保護できる。第１太陽ギア１３１と第１インターナルギア１３３が共に回転する場合の減速比と、第１太陽ギア１３１のみが回転するときの減速比が、本発明における「第１及び第２の減速比」に対応する。
【００７６】
本実施の形態によれば、締付トルクの小さい低負荷状態では、スピンドル１１５を高速で回転させ、締付トルクが増大した高負荷状態ではスピンドル１１５を低速で回転させることができる。これにより、ネジ締め作業の短縮化と、高精度化を実現できる。また、本実施の形態によれば、アウタロータ１２３が出力するトルクをインナロータ１２１が出力するトルクよりも低くできるので、アウタロータ１２３を小型化できる。
【００７７】
（本発明の第４の実施形態）
次に本発明の第４の実施形態につき、図１７及び１８を参照しつつ説明する。この実施形態は、充電式のスクリュドライバ１０１において、インナロータ１２１で遊星歯車機構１１３の第１太陽ギア１３１を駆動し、これにより遊星歯車機構１１３を介してスピンドル１１５（スクリュビット１１９）を回転駆動させる構成とする一方、アウタロータ１２３で冷却ファン１６５を駆動する構成としたものである。上記以外については、両方向ワンウェイクラッチ１５１が省略されている点、及び遊星歯車機構１１３において、第１インターナルギア１３３と第２インターナルギア１４１が一体に形成されるとともに、ギアハウジング１０７側に固定されている点、更にはインナステータ１２５Ａの外周領域を保持部材１２６によって保持する点を除いては第１の実施形態と概ね同様に構成されるため、同一符号を付してその説明は省略する。
【００７８】
アウタロータ１２３の長軸方向の一端部（前端部）には、アウタステータ１２５Ｂ及びインナロータ１２１の前端部よりも前方（遊星歯車機構１１３側）に延在する筒状のファン収容部１２４が形成され、このファン収容部１２４内にモータ冷却用の冷却ファン１６５が収容されて固定されている。ファン収容部１２４は、本発明における「延在領域」に対応する。冷却ファン１６５は、本発明における「先端工具以外の作動部材」及び「ファン」に対応する。
【００７９】
本実施の形態では、駆動モータ１１１の電流値等をモニターし、無負荷時等、駆動モータ１１１の発熱が少ないときは、冷却ファン１６５を停止させ、実稼動時などのように駆動モータ１１１の発熱が多くなるような場合に、アウタロータ１２３を駆動させて冷却ファン１６５を駆動させる構成としている。
【００８０】
本実施の形態によれば、インナモータ１２１によるスピンドル１１５の駆動とは別に独立した形でアウタロータ１２３により冷却ファン１６５を駆動できるため、スピンドル１１５（スクリュビット１１９）の作業状態の如何を問わず、冷却ファン１６５を常時に最高回転数で駆動することができる。このため、駆動モータ１１１の冷却作用が向上し、焼損から保護できる。
また、インナロータ１２１がスピンドル１１５の駆動専用となるので、冷却ファン１６５を駆動しない分、インナロータ１２１の出力が向上する。また、駆動モータ１１１の発熱が少ないときには、冷却ファン１６５を停止させ、騒音の発生を抑えることができる。
【００８１】
また、本実施の形態によれば、出力軸であるスピンドル１１５と同軸上にモータを配置したことにより、インナロータ１２１、インナ及びアウタステータ１２５Ａ，１２５Ｂ、アウタロータ１２３の各部材を１つの冷却ファン１６５で同時に冷却することができるとともに、本機形状を大きくすることなく、比較的大型の冷却ファンを搭載することが可能となり、冷却効果を得易い。
【００８２】
（本発明の第５の実施形態）
次に本発明の第５の実施形態につき、図１９を参照しつつ説明する。この実施形態は、第４の実施形態の変形例であり、アウタロータ１２３にモータ冷却用の冷却ファン１６５を搭載することに加え、インナロータ１２１にもモータ冷却用の冷却ファン１６７を搭載した点で第４の実施形態と相違し、それ以外については、第４の実施形態と同様に構成される。インナロータ１２１で駆動される冷却ファン１６７は、当該インナロータ１２１の後端部においてインナステータ１２５Ａの後端面よりも後方位置に配置されている。冷却ファン１６５，１６７は、本発明における「先端工具以外の作動部材」及び「ファン」に対応する。
【００８３】
従って、第５の実施形態によれば、インナロータ１２１の駆動によるスピンドル１１５を回転駆動しての通常作業中にも冷却ファン１６７によるモータ冷却作用が行われるため、アウタロータ１２３の駆動期間を減らすことができる。
また、駆動モータ１１１の電流値等をモニターし、高負荷時など、モータが焼損し易い状況のときに、アウタロータ１２３により冷却ファン１６５を駆動し、冷却能力を上げることができるため、比較的高負荷状態で作業を行うような締付工具に好適に適用できる。また、アウタロータ１２３で駆動される冷却ファン１６５は、高負荷状態でのみ使用するので、１充電あたりのネジ締め作業量が確保し易い。
【００８４】
また、出力軸であるスピンドル１１５と同軸上にモータを配置したことにより、第４の実施形態の場合と同様、本機形状を大きくすることなく、比較的大型の冷却ファンを搭載することが可能となり、冷却効果を得易い。
【００８５】
なお、便宜上図示を省略するが、インナロータ１２１又はアウタロータ１２３のいずれか一方あるいは双方により吸塵用ファンを駆動する構成とすることが可能である。例えば、スピンドル１１５にドリルビットを取付けて被加工材に穴開け作業を行った際に発生する粉塵を集塵するための集塵装置を備える場合がある。吸塵用ファンは、穴開け加工によって発生した粉塵を吸引するための吸引力発生手段として備えられる。従って、この吸引力発生手段としての吸塵用ファンをインナロータ１２１又はアウタロータ１２３のいずれか一方あるいは双方により駆動する構成とすることで、集塵装置付き電動工具を合理的に構築することが可能となる。
【００８６】
なお、上述した各実施形態は、電動工具としてスクリュドライバを例にとって説明したが、ネジ等の締付け作業に用いられる締付け工具のみならず、穴開け作業に用いられるドリル、ハツリ作業や穴開け作業に用いられるハンマ、ハンマドリル、切断作業に用いられる木工用あるいは金工用の丸鋸や電動カッター等に適用してもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１０１  充電式スクリュドライバ（電動工具）
１０３  本体部（工具本体）
１０５  モータハウジング
１０５Ａ  保持部
１０７  ギアハウジング
１０９  ハンドグリップ
１０９ａ  トリガ
１１０  バッテリパック
１１１  駆動モータ（モータ、デュアルロータモータ）
１１３  遊星歯車機構（減速機構）
１１５  スピンドル（出力軸）
１１７  ビット保持器
１１９  スクリュビット（先端工具）
１２１  インナロータ
１２１ａ  インナロータ軸
１２１ｂ  磁石
１２３  アウタロータ
１２３ａ  連通窓
１２３ｂ  磁石
１２４  ファン収容部
１２５Ａ  インナロータ用ステータ
１２５Ａ１  ヨーク部
１２５Ａ２  ティース部
１２５ａ  インナロータ駆動コイル
１２５Ｂ  アウタロータ用ステータ
１２５Ｂ１  ヨーク部
１２５Ｂ２  ティース部
１２５ｂ  アウタロータ駆動コイル
１２５ｃ  ピン（結合部材）
１２６  保持部材
１２７，１２８，１２９  軸受
１２７Ａ  軸受ハウジング
１２７ａ  一部
１３１  第１太陽ギア
１３３  第１インターナルギア
１３５  第１遊星ギア
１３７  第１キャリア
１３９  第２太陽ギア
１４１  第２インターナルギア
１４３  第２遊星ギア
１４５  第２キャリア
１４７  過負荷クラッチ
１５１  両方向ワンウェイクラッチ
１５２  動力伝達部材
１５３  動力伝達部
１５５  動力受部
１５７  動力受部材
１５７ａ  平面領域
１５８  固定外輪部
１５９  ロックピン
１６１，１６３，１６５，１６７  冷却ファン
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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