(57)【要約】【課題】コンパクト化を達成する。【解決手段】コーキングガン１は、ステータ３２と、ステータ３２の外周側に配置されてステータ３２に対して回転可能なロータ３３と、を有するアウタロータ型のブラシレスモータ４をハウジング２内で横向きに収容し、ロータ３３の外周部に設けた出力ギヤから回転伝達部５の出力筒５８に回転伝達することにより、押し出し棒６を前方へ移動させてコーキング剤を吐出可能となっている。【選択図】図１
2016041405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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を備え、前記ロータの回転によりコーキング剤を吐出可能であることを特徴とするコーキングガン。
【請求項２】
前記ブラシレスモータは、前記ステータの外周側に前記ロータを配置したアウタロータ型で、前記ロータの外周部から回転伝達することにより、コーキング剤を吐出可能であることを特徴とする請求項１に記載のコーキングガン。
【請求項３】
前記ロータには、複数の磁石が設けられると共に、外周部には出力ギヤが形成されて、前記ロータの軸方向において前記磁石と前記出力ギヤとはオーバーラップしない位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のコーキングガン。
【請求項４】
前記ブラシレスモータは横向きに配置され、前記ロータの上方に、コーキング剤を押し出して吐出するための押し出し棒が配置されて、前記出力ギヤの回転によって前記押し出し棒が押し出し方向へ移動可能であることを特徴とする請求項３に記載のコーキングガン。
【請求項５】
ステータと、前記ステータの外周側に配置されて前記ステータに対して回転可能なロータと、を有するアウタロータ型のモータを備え、前記ロータの回転によりコーキング剤を吐出可能であることを特徴とするコーキングガン。
【請求項６】
ステータと、前記ステータの外周側に配置されて前記ステータに対して回転可能なロータと、前記ロータと一体回転可能なファンと、を有するアウタロータ型のブラシレスモータと、
前記ファンの外周側に設けられる出力ギヤと、
前記出力ギヤの回転により駆動する出力部材と、を含んでなることを特徴とする電動工具。
【請求項７】
ステータと、前記ステータの外周側に配置されて前記ステータに対して回転可能なロータと、前記ロータに設けられる磁石と、を有するアウタロータ型のブラシレスモータと、
前記磁石の外周側に設けられる出力ギヤと、
前記出力ギヤの回転により駆動する出力部材と、を含んでなることを特徴とする電動工具。
【請求項８】
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、
前記ブラシレスモータを収容するモータハウジングと、
前記モータハウジングの下方に設けられるハンドルハウジングと、
前記ブラシレスモータを制御するための第１の回路基板と、前記ブラシレスモータの速度を調整するための第２の回路基板と、前記ブラシレスモータの回転を検出するための第３の回路基板と、を備え、
前記第２及び第３の回路基板は、前記モータハウジングに収容され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、モータを駆動源とするコーキングガン及び電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動式のコーキングガンは、コーキング剤を充填したカートリッジをホルダにセットした状態で、モータの駆動によって押し出し棒を前方へ移動させてカートリッジを押圧することで、コーキング剤を自動的に吐出させることができる。この押し出し棒の移動機構は、例えば特許文献１に開示されているように、横向きに配置したモータの出力軸に設けた駆動プーリと、モータと平行に配置した遊星歯車減速機構の入力軸に設けた従動プーリとの間にベルトを張設し、遊星歯車減速機構の最終キャリアと、押し出し棒のラックが噛合する駆動ギヤとの間に伝達状態切り換え部を設けて、ベルト伝達された回転を減速して最終キャリアに伝え、伝達状態切り換え部によってモータの正転のみを駆動ギヤに伝える構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１８４１１７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、上記移動機構においては、モータのサイズや動力伝達構造等により、コンパクト化が難しかった。
【０００５】
そこで、本発明は、コンパクト化が達成できるコーキングガン及び電動工具を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、コーキングガンであって、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を備え、ロータの回転によりコーキング剤を吐出可能である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、ブラシレスモータは、ステータの外周側にロータを配置したアウタロータ型で、ロータの外周部から回転伝達することにより、コーキング剤を吐出可能であることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２の構成において、ロータには、複数の磁石が設けられると共に、外周部には出力ギヤが形成されて、ロータの軸方向において磁石と出力ギヤとはオーバーラップしない位置に配置されている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、ブラシレスモータは横向きに配置され、ロータの上方に、コーキング剤を押し出して吐出するための押し出し棒が配置されて、出力ギヤの回転によって押し出し棒が押し出し方向へ移動可能であることを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、コーキングガンであって、ステータと、ステータの外周側に配置されてステータに対して回転可能なロータと、を有するアウタロータ型のモータを備え、ロータの回転によりコーキング剤を吐出可能であることを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、電動工具であって、ステータと、ステータの外周側に配置されてステータに対して回転可能なロータと、ロータと一体回転可能なファンと、を有するアウタロータ型のブラシレスモータと、ファンの外周側に設けられる出力ギヤと、出力ギヤの回転により駆動する出力部材と、を含んでなることを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、電動工具であって、ステータと、ステータの外周側に配置されてステータに対して回転可能なロータと、ロータに設けられる磁石と、を有するアウタロータ型のブラシレスモータと、磁石の外周側に設けられる出力ギヤと、出力ギヤの回転により駆動する出力部材と、を含んでなることを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、電動工具であって、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、ブラシレスモータを収容するモータハウジングと、モータハウジングの下方に設けられるハンドルハウジングと、ブラシレスモータを制御するための第１の回路基板と、ブラシレスモータの速度を調整するための第２の回路基板と、前記ブラシレスモータの回転を検出するための第３の回路基板と、を備え、第２及び第３の回路基板は、モータハウジングに収容されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１，６〜８に記載の発明によれば、ブラシレスモータの採用により、横向きにした場合にコンパクト化が達成可能となる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、アウタロータ型の採用により、低回転高トルク化が可能となって減速機構の削減が実現でき、一層の軽量化及びコンパクト化が可能となる。また、ロータの外周側から回転伝達することで、左右幅の一層の削減が期待できる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の効果に加えて、ロータの磁石と出力ギヤとをずらせて配置したことで、磁石と出力ギヤとが干渉することがなく互いの設計自由度が確保できる。
請求項４に記載の発明によれば、請求項３の効果に加えて、横向きにしたブラシレスモータの上方スペースを利用して押し出し棒を最適な位置に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】コーキングガンの縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】図１のＤ−Ｄ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、コーキングガンの一例を示す縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。このコーキングガン１は、左右の半割ハウジング２ａ，２ｂを複数のネジ３，３・・によって組み付けて形成されるハウジング２の上部に、モータハウジングが一体形成されており、このモータハウジングに、ブラシレスモータ４及び回転伝達部５を収容し、ブラシレスモータ４及び回転伝達部５の上方に、出力部材としての押し出し棒６を前後方向に貫通させてなる。ハウジング２の下部には、ハンドルハウジング７が一体形成されて、ハンドルハウジング７の下端に形成された装着部８に、電源となるバッテリーパック９が装着される。ハウジング２の前部には、ハウジング２内に組み付けられて回転伝達部５を保持するギヤハウジング１０の前端が突出して、当該前端に、押し出し棒６が貫通するカップ状のホルダジョイント１１が、前方から当接させたプレート１２をネジ１３で固定することで前向きに装着されている。このホルダジョイント１１に、コーキング剤を保持する横断面Ｕ字状のホルダ１４がねじ込み結合されている。
【００１０】
押し出し棒６は、ホルダジョイント１１に結合されたホルダ１４内を前後方向に移動可能で、下縁部には、後述する出力筒５８のギヤ部６２と噛合するラック６ａが形成され、前端には、図３にも示すように、ネジ１６によって円盤状のピストン１５が着脱可能に連結されている。このピストン１５は、ホルダ１４にセットされるコーキング剤の形態（カートリッジ型やソーセージ型）に合わせて付け替えることができる。コーキング剤に合わせてホルダ１４の付け替えも可能である。ギヤハウジング１０及びハウジング２を貫通した押し出し棒６の後端には、操作ハンドル１７が設けられている。
【００１１】
ハウジング２内において、ハンドルハウジング７の上部には、トリガ１９を前方へ突出させたスイッチ１８が収容されると共に、スイッチ１８の上側にはトリガ１９の押し込みをロックするロックレバー２０が設けられている。また、ハンドルハウジング７下端の装着部８には、端子台２１が設けられ、バッテリーパック９は、前側から装着部８にスライドさせることで、上部両側に設けたスライドレール２３が装着部８に設けた図示しないガイドレール間に嵌合して結合される。この結合と同時に、端子台２１に設けた端子板２２がバッテリーパック９の上部に設けた図示しない接続端子に電気的接続される。
さらに、端子台２１の上方には、ブラシレスモータ４を制御するためのマイコンやコンデンサ、複数（ここでは６個）のスイッチング素子等を搭載した制御回路基板（第１の回路基板）２４ａを有するコントローラ２４が配置されている。装着部８の前端には、レンズ２５が斜め上向きに設けられて、コントローラ２４に設けた照明用のＬＥＤ２６の光をホルダ１４の前方へ照射可能としている。
【００１２】
一方、ハウジング２の上部で押し出し棒６の上側には、速度調整ダイヤル２８及び過負荷警告用のＬＥＤ２９を搭載した回路基板からなるサブコントローラ（第２の回路基板）２７が設けられて、速度調整ダイヤル２８をハウジング２の後面に設けた窓３０を介して露出させると共に、ＬＥＤ２９の光をハウジング２の上面に設けたレンズ３１を介して視認可能としている。これらスイッチ１８、端子台２１、サブコントローラ２７は、図示しないリード線によってコントローラ２４と電気的に接続されている。
【００１３】
そして、ブラシレスモータ４は、内側にハウジング２に固定されるステータ３２を、外側にロータ３３を有するアウタロータ型となっている。まずステータ３２は、左右両端を半割ハウジング２ａ，２ｂによって軸受３４ａ，３４ｂを介して軸支される回転軸３５と同軸のステータコア３６を備える。そのステータコア３６の外周側に、複数のティース３８，３８・・を放射状に形成した筒状のコイル保持部３７を外装している。各ティース３８にはコイル３９が巻回されている。ここで、ステータコア３６は、半割ハウジング２ａに圧入して回転方向で固定されている。コイル保持部３７は、ステータコア３６に圧入して回転方向で固定されている。但し、この固定方法は圧入以外に、スプライン結合やねじ結合等も採用できる。
【００１４】
ロータ３３は、回転軸３５に同軸で固着されてステータ３２を右側から覆う有底筒状で、コイル３９の外側に位置する筒部４０の内周には、複数の永久磁石４１，４１・・が周方向に所定間隔をおいて配置されている。永久磁石４１の左側で半割ハウジング２ａには、図５に示すように、ホール素子等の回転検出素子４３を搭載したセンサ回路基板４２（第３の回路基板）が、半割ハウジング２ａの内面に突設されたボス４４にネジ４５で前後及び上下方向に固定されて、永久磁石４１の検出信号をコントローラ２４へ出力可能としている。なお、図示されていないがコントローラ２４とコイル３９とは、センサ回路基板４２を介さずにリード線で電気的に接続されている。また、端子板２２とコントローラ２４とがリード線で電気的に接続されている。
【００１５】
また、ロータ３３の有底部には、軸流ファン４６が一体に形成されて、ハウジング２の左側面に形成した図示しない吸気口から吸引した空気を、ハウジング２の右側面に形成した図示しない排気口から排出することで、ステータ３２とロータ３３との間に空気を通過させてブラシレスモータ４を冷却可能となっている。さらに、軸流ファン４６の外側で筒部４０の外周部には、出力ギヤ４７が形成されている。この出力ギヤ４７は、回転軸３５の軸方向でロータ３３の永久磁石４１とオーバーラップしない位置に形成されている。
【００１６】
回転伝達部５は、図２，４に示すように、左右両端を半割ハウジング２ａ，２ｂによって軸受４８ａ，４８ｂを介して回転軸３５と平行に軸支される減速軸４９を有し、減速軸４９の右部には、ロータ３３の出力ギヤ４７と噛合する従動ギヤ５０が一体に設けられている。減速軸４９の左部には、フランジ部５２と、筒状部５３とからなる第１キャリア５１が一体回転可能に結合されている。この第１キャリア５１の筒状部５３の横断面は、外周に９つの平坦面が形成された多角形状となっている。また、第１キャリア５１の外側には第２キャリア５４が外装されている。この第２キャリア５４は、第１キャリア５１のフランジ部５２に重合する内フランジ５５を有し、その内フランジ５５から右側へ向けて、第１キャリア５１の筒状部５３の外側に位置する９つの支持棒５６，５６・・を、周方向へ等間隔をおいて同心円上に突設したもので、内フランジ５５は、第１キャリア５１のフランジ部５２に対して周方向へ所定距離だけ相対回転可能に係合している。各支持棒５６の間には、９本の円柱状のピン５７，５７・・が配置されている。
【００１７】
さらに、第２キャリア５４の外側には、出力筒５８が設けられている。この出力筒５８は、右側を小径部５９、左側を大径部６０とした多段筒状で、ギヤハウジング１０に保持された左右の軸受６１ａ，６１ｂによって小径部５９の右端と大径部６０の左端とが軸支され、大径部６０が第２キャリア５４の支持棒５６及びピン５７を外側から覆うようになっている。小径部５９の外周には、ギヤ部６２が形成されている。このギヤ部６２は、左右方向の中心に位置して押し出し棒６のラック６ａと噛合可能となっている。
【００１８】
この回転伝達部５は、先行技術文献で開示される伝達状態切り換え部と同じ機能を有する。すなわち、ブラシレスモータ４が駆動せず減速軸４９が正回転しない状態では、各ピン５７が第１キャリア５１の筒状部５３の平坦面上に位置して出力筒５８の大径部６０と干渉せず、第１キャリア５１と出力筒５８とが回転方向で一体化しないトルク遮断状態となり、出力筒５８は回転フリー状態となる。一方、減速軸４９が正回転すると、第１キャリア５１の回転に伴う筒状部５３の平坦面の移動によって各ピン５７が第２キャリア５４の支持棒５６，５６間で放射方向へ押し上げられて筒状部５３と大径部６０との間にくさび状にくい込むため、ピン５７を介して第１キャリア５１からのトルクが出力筒５８に伝達されてギヤ部６２が正回転することになる。
【００１９】
なお、出力筒５８の大径部６０の下方には、図４に示すように、ギヤハウジング１０に形成された上下方向の貫通孔６３内で磁石６４が保持されて、この磁石６４が、半割ハウジング２ａに形成された受け座６５との間に設けたコイルバネ６６によって大径部６０に押圧されている。これにより、出力筒５８に回転抵抗が付与されてトルクの伝達／遮断が正確に行えるようになっている。
一方、出力筒５８の大径部６０と第２キャリア５４の内フランジ５５との間には、円盤状のプレート６７が設けられて、出力筒５８の位置決めと共に大径部６０と内フランジ５５との当接を遮断している。このプレート６７は、減速軸４９の左端のくびれ部６８に結合されたワッシャー６９との間で第１、第２キャリア５１，５４の外側に設けた皿状のスペーサ７０によって位置決めされている。スペーサ７０と第１、２キャリア５１，５４との間には、オイルシール７１が介在されている。
【００２０】
以上の如く構成されたコーキングガン１においては、前述のようにブラシレスモータ４が駆動しない状態では、出力筒５８の回転がフリーとなるため、作業者が操作ハンドル１７を把持して押し出し棒６を後退させて、ピストン１５とホルダ１４の先端部との間にコーキング剤のカートリッジをセットすることができる。そして、押し出し棒６を前方へ移動させてピストン１５をカートリッジの後端に当接させ、この状態でトリガ１９を押し込み操作してスイッチ１８をＯＮ動作させると、バッテリーパック９の電源がブラシレスモータ４のステータ３２のコイル３９へ供給されてロータ３３が回転する。すなわち、回転検出素子４３の検出信号を得たコントローラ２４が、スイッチング素子をスイッチング動作させてコイル３９へ順番に通電させることで、ロータ３３を回転させる。
【００２１】
ロータ３３が回転すると、回転伝達部５では、ロータ３３の出力ギヤ４７と噛合する従動ギヤ５０を介して減速軸４９が回転し、第１キャリア５１を一体に正回転させる。よって、前述のようにピン５７のくさび作用が生じて出力筒５８が一体回転するため、ギヤ部６２と噛合するラック６ａによって押し出し棒６が前方へ押し出され、ピストン１５に押圧されるカートリッジの先端からコーキング剤が吐出される。なお、押し出し棒６の押し出し速度は速度調整ダイヤル２８で調整できる。
トリガ１９の押し込みを解除してスイッチ１８をＯＦＦ動作させると、ここではコントローラ２４がブラシレスモータ４のロータ３３を僅かに逆回転させてから停止させるようになっている。この逆回転によってピン５７のくさび作用が解除され、再び出力筒５８は回転フリー状態となるため、押し出し棒６の手動操作によってカートリッジの交換等が可能となる。
【００２２】
このように、上記形態のコーキングガン１によれば、ブラシレスモータ４を備えてロータ３３の回転によりコーキング剤を吐出可能としたことで、横向きにした場合でも左右幅を小さくできてコンパクト化が達成可能となる。
特にここでは、ブラシレスモータ４を、ステータ３２の外周側にロータ３３を配置したアウタロータ型とし、ロータ３３の外周部から回転伝達することにより、コーキング剤を吐出可能としているので、低回転高トルク化が可能となって減速機構の削減が実現でき、一層の軽量化及びコンパクト化が可能となる。また、ロータ３３の外周側から回転伝達することで、左右幅の一層の削減が期待できる。
【００２３】
また、ロータ３３の軸方向において永久磁石４１と出力ギヤ４７とをオーバーラップしない位置に配置しているので、永久磁石４１と出力ギヤ４７とが干渉することがなく互いの設計自由度が確保できる。
さらに、ブラシレスモータ４は横向きに配置され、ロータ３３の上方に、コーキング剤を押し出して吐出するための押し出し棒６が配置されて、出力ギヤ４７の回転によって押し出し棒６が押し出し方向へ移動可能であるため、横向きにしたブラシレスモータ４の上方スペースを利用して押し出し棒６を最適な位置に配置することができる。
【００２４】
なお、ブラシレスモータ及び回転伝達部の向きは上記形態と左右逆にしてもよいし、ブラシレスモータを回転伝達部よりもさらに下側に配置することもできる。また、上記形態ではブラシレスモータのロータに軸流ファンを一体形成しているが、ロータと別にした軸流ファンや遠心ファンを回転軸に固着することも可能である。勿論ロータがステータの内側に位置するインナロータ型のブラシレスモータも採用できる。
また、回転伝達部の構造も、減速軸の数を増やしたり、遊星歯車減速機構を採用したり等の設計変更が可能である。
その他、ハンドルハウジングの形態やコントローラの位置等、コーキングガンの形態自体も上記形態に限らず、適宜変更して差し支えない。
【００２５】
そして、本発明は、上記形態のようなコーキングガンに限らず、アウタロータ型のブラシレスモータを駆動源とし、そのロータと一体のファン又は磁石の外周側に設けた出力ギヤからのトルク伝達によって先端工具等の出力部材を例えば回転させたり往復動させたりする電動工具（例えばドライバドリルやインパクトドライバ等）であっても採用することは可能である。従って、ブラシレスモータの位置や向きも、出力部材へのトルク伝達構造に応じて、ハウジング内の上部で前向きに設けたり、下部で上向きに設けたり等、適宜選択できる。
【００２６】
また、アウタロータ型のブラシ付きモータを駆動源とすることもできる。この場合、高トルクが実現でき、コーキング剤の粘度が高い場合（押し出し棒を移動させにくい場合等）にも容易に押し出し棒を移動させることができる。
さらに、出力ギヤは、軸流ファンの外周でなく左右方向にずれていてもよい。ブラシレスモータ自体のコンパクト化が達成されており、上下方向のコンパクト化も達成されて左右方向に余裕が生じるからである。
そして、端子台とセンサ回路基板とが電源用のリード線により接続され、ブラシレスモータのコイルとセンサ回路基板とが電気的に接続されて、センサ回路基板上に複数のスイッチング素子が配置されていてもよい。この場合、コントローラに電源用のリード線が接続されず、配線が容易となる。
【符号の説明】
【００２７】
１・・コーキングガン、２・・ハウジング、４・・ブラシレスモータ、５・・回転伝達部、６・・押し出し棒、７・・ハンドルハウジング、８・・装着部、９・・バッテリーパック、１０・・ギヤハウジング、１４・・ホルダ、１５・・ピストン、２４・・コントローラ、３２・・ステータ、３３・・ロータ、３５・・回転軸、３９・・コイル、４０・・筒部、４６・・軸流ファン、４７・・出力ギヤ、４９・・減速軸、５０・・従動ギヤ、５１・・第１キャリア、５３・・筒状部、５４・・第２キャリア、５６・・支持棒、５７・・ピン、５８・・出力筒、５９・・小径部、６０・・大径部、６２・・ギヤ部。
【図１】
2016041405.tif 000003
【図２】
2016041405.tif 000004
【図３】
2016041405.tif 000005
【図４】
2016041405.tif 000006
【図５】
2016041405.tif 000007