CN102825585A

CN102825585A - 电动工具

Info

Publication number: CN102825585A
Application number: CN2012102033392A
Authority: CN
Inventors: 喜岛裕司; 武田岳史
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Machine holding company
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2032-06-15
Also published as: CN102825585B; JP2013000834A; US9289832B2; US20160199972A1; US9561548B2; JP5757172B2; US20120319509A1

Abstract

本发明提供一种电动工具，其可以改善组装时的作业性，并且可以小型化。本发明的电动工具具有电动机、壳体、输出部及控制基板。壳体由电动机壳体和手柄壳体构成，该电动机壳体收容电动机，该手柄壳体的一端与前述电动机壳体连接，在另一端具有可拆装的电池组。输出部由前述电动机驱动，其一部分收容在电动机壳体内。控制基板收容在电动机壳体内，对前述电动机进行控制。

Description

电动工具

技术领域

本发明涉及一种电动工具，特别涉及一种电动钻。

背景技术

作为现有电动工具的电动钻，具有：壳体；电动机，其收容在壳体内；动力传递机构，其由电动机驱动；电路基板，其具有用于驱动电动机的开关元件；以及控制基板，其控制向开关元件的通电（例如，参照专利文献1）。电路基板以相对于电动机位于与动力传递机构相反的一侧的方式收容在壳体内。

壳体主要由收容电动机的电动机壳体和操作者把持的手柄壳体构成，控制基板收容在手柄壳体内。

专利文献1：日本专利4487836号

发明内容

但是，在现有的电动钻中，由于电路基板以相对于电动机位于与动力传递机构相反的一侧的方式收容在壳体内，因此存在收容电动机的电动机壳体的长度方向的长度变长，电动钻的尺寸大型化的问题。

并且，由于控制基板配置在远离电动机的位置上，因此连接控制基板和电动机的配线在壳体内复杂化，组装时的作业性恶化。

因此，本发明的目的在于提供一种电动工具，其可以改善组装时的作业性，并且可以小型化。

为了实现上述目的，本发明提供一种电动工具，其具有：电动机；壳体，其具有电动机壳体和手柄壳体，该电动机壳体收容前述电动机，该手柄壳体的一端与前述电动机壳体连接，在另一端具有可拆装的电池组；输出部，其一部分收容在前述电动机壳体内，由前述电动机驱动；以及控制基板，其收容在前述电动机壳体内，对前述电动机进行控制。

根据该结构，由于控制基板收容在电动机壳体内，因此控制基板位于电动机的附近。由此，可以将内部的配线简单化，并且可以改善组装时的作业效率。当前，将控制基板配置在手柄壳体内，但由于通过将控制基板移动至电动机壳体侧，而在手柄壳体内产生空间，因此可以安装尺寸较大的嵌入型电池组。

另外，优选前述控制基板具有用于控制前述电动机的微型计算机。

另外，优选进一步具有电路基板，其具有控制向前述电动机的通电的开关元件。

另外，优选进一步具有动力传递部，其收容在前述电动机壳体内，将来自前述电动机的动力向前述输出部传递，前述电路基板配置在前述电动机和前述动力传递部之间，前述开关元件配置在前述动力传递部的外周。

根据该结构，由于开关元件配置在动力传递部的周围，电路基板配置在电动机和动力传递部之间，因此开关元件与动力传递部重叠。由此，可以将电动机壳体的长度方向的长度缩短，从而可以实现电动工具的小型化。

另外，优选进一步具有金属制的齿轮箱，其收容在前述电动机壳体内，收容前述动力传递部，前述开关元件与前述齿轮箱接触。

根据该结构，由于开关元件与金属制的齿轮箱接触，因此可以使开关元件的冷却效率提高。

另外，优选前述电动机具有冷却风扇，在前述电动机壳体上形成通气孔，前述控制基板配置在前述通气孔附近。

根据该结构，由于在控制基板的附近形成通气孔，因此可以使控制基板的冷却效率提高。

在本发明的另一个观点中，提供一种电动工具，其具有：无刷电动机；壳体，其具有电动机壳体和手柄壳体，该电动机壳体收容前述无刷电动机，该手柄壳体的一端与前述电动机壳体连接，在另一端具有可拆装的电池组；动力传递部，其收容在前述电动机壳体内，由前述电动机驱动；输出部，其一部分收容在前述电动机壳体内，由前述动力传递部驱动；以及电路基板，其配置在前述电动机和前述动力传递部之间，具有开关元件，该开关元件配置在前述动力传递部的周围，控制向前述无刷电动机的通电。

另外，优选前述无刷电动机具有冷却风扇，在前述电动机壳体上形成通气孔，前述电路基板配置在前述通气孔的附近。

根据该结构，由于在电路基板的附近形成通气孔，因此可以使电路基板的冷却效率提高。

优选前述无刷电动机具有冷却风扇，在前述壳体上形成通气孔，前述开关元件配置在前述通气孔的附近。

根据该结构，由于在开关元件的附近形成通气孔，因此可以使开关元件的冷却效率提高。

在本发明的另一个观点中，提供一种电动工具，其具有：壳体，其由电动机壳体和手柄壳体构成，该电动机壳体沿前后方向延伸，该手柄壳体从前述电动机壳体向下方延伸；电池组，其固定在前述手柄壳体的下部；电动机，其收容在前述电动机壳体内；输出部，其由来自前述电动机的动力驱动，从前述电动机壳体的前部凸出；以及控制基板，其配置在前述电动机壳体内，对前述电动机进行控制。

在本发明的另一个观点中，提供一种电动工具，其具有：壳体，其由电动机壳体和手柄壳体构成，该电动机壳体沿前后方向延伸，该手柄壳体从前述电动机壳体向下方延伸；电池组，其固定在前述手柄壳体的下部；电动机，其收容在前述电动机壳体内；动力传递部，其收容在前述电动壳体内，由来自前述电动机的动力驱动；输出轴，其从前述电动机壳体的前部凸出，由前述动力传递部驱动，以及开关元件，其配置在前述动力传递部的外周，用于向前述电动机通电。

在本发明的另一个观点中，提供一种电动工具，其具有：壳体，其由电动机壳体和手柄壳体构成，该电动机壳体沿前后方向延伸，该手柄壳体从前述电动机壳体向下方延伸；电池组，其固定在前述手柄壳体的下部；无刷电动机，其收容在前述电动机壳体内；输出部，其由来自前述无刷电动机的动力驱动，从前述电动机壳体的前部凸出；以及电路基板，其配置在前述无刷电动机的前部，具有向前面凸出的开关元件。

发明的效果

根据本发明，可以提供一种电动工具，其可以改善组装时的作业性，并且可以小型化。

附图说明

图1是根据本发明的第1实施方式的电动钻的剖面图。

图2是根据本发明的第1实施方式的电动钻的外观图。

图3是根据本发明的第1实施方式的电动钻的沿图1的Ⅲ—Ⅲ线的剖面图。

图4是表示根据本发明的第1实施方式的电动钻的齿轮箱和电路基板及控制基板的位置关系的图。

图5是用于说明根据本发明的第1实施方式的电动钻的齿轮箱附近的冷却风流动的图。

图6是根据本发明的第2实施方式的电动钻的剖面图。

图7是根据本发明的第3实施方式的电动钻的剖面图。

图8是表示根据本发明的第3实施方式的电动钻的开关元件和齿轮箱的位置关系的图。

图9是根据本发明的第4实施方式的电动钻的剖面图。

具体实施方式

基于图1至图5对根据本发明的第1实施方式的电动工具进行说明。作为电动工具的一个例子的电动钻1，由壳体2、无刷电动机3、动力传递部4、输出部5、控制部6及蓄电池7构成。

如图1所示，壳体2由电动机壳体21、手柄壳体22及蓄电池壳体23构成，该电动机壳体21收容无刷电动机3和动力传递部4，该手柄壳体22从电动机壳体21延伸，该蓄电池壳体23收容蓄电池7的一部分。将手柄壳体22从电动机壳体21延伸的方向定义为下方，将相反的方向定义为上方。将输出部5相对于无刷电动机3的位置定义为前方，将相反的方向定义为后方。另外，将与上下方向和左右方向正交的方向定义为左右方向。

如图2所示，在电动机壳体21上形成多个取入外部空气的取入口21a、和多个排出外部气体的排气口21b。在取入口21a附近设置有旋转方向切换开关24，其对无刷电动机3的旋转方向进行切换。如图1所示，在电动机壳体21的上部设置有灯26，其可以照射安装在输出部5上的未图示的起子头的周围。在电动机壳体21的前方，相对于电动机壳体21可旋转地设置扭矩调整部27。

在手柄壳体22延伸的基部设置有扳机25，其进行向无刷电动机3的电源供给的接通/断开。扳机25与设置在手柄壳体22内的扳机开关25A连接。手柄壳体22收容蓄电池7的一部分。

在蓄电池壳体23上连接手柄壳体22，可拆装地安装有蓄电池7。在蓄电池壳体23上设置有指示灯28，其表示电动钻1的动作状态。

无刷电动机3具有：输出轴31；转子33，其与输出轴31同轴一体地旋转，具有多个永久磁铁32；定子35，其设置在转子33的周围，具有多个线圈34；以及冷却风扇36，其固定在输出轴31上。输出轴31沿前后方向延伸，可旋转地支承在电动机壳体21上。冷却风扇36配置在无刷电动机3的后部。在无刷电动机3的前方设置后述的电路基板61。

动力传递部4由行星齿轮机构41和收容行星齿轮机构41的齿轮箱42构成。行星齿轮机构41是3级行星齿轮机构，由行星齿轮41A、行星架41C及环形齿轮41D构成，该行星架41C具有与行星齿轮41A啮合的太阳轮（伞齿轮）41B，该环形齿轮41D与行星齿轮41A啮合。来自输出轴31的输出传递至行星齿轮41A，行星齿轮41A一边与环形齿轮41D啮合，一边在太阳轮41B的周围进行公转。由该公转得到的旋转传递至下一级的行星架41C。这样，被减速的无刷电动机3的旋转向后述的主轴51传递。

齿轮箱42形成大致圆筒状，为金属制。另外，齿轮箱42由电动机壳体21支撑，并且可旋转地支承环形齿轮41D。详细地说，如图3所示，齿轮箱42由设置在电动机壳体21上的多个支撑部件21A支撑。在齿轮箱42的周围配置后述的开关元件61A。

输出部5主要由主轴51、扭矩调整弹簧52及起子头保持部53构成。主轴51沿前后方向延伸，在前端部可插入可与紧固部件卡合的未图示的起子头。扭矩调整弹簧52配置在主轴51的周围，推压环形齿轮41D。通过使扭矩调整部27旋转，可以调整扭矩调整弹簧52对环形齿轮41D的推压力。操作者可以通过使扭矩调整部27旋转而改变输出扭矩。扭矩调整部27及扭矩调整弹簧52作为所谓的离合器机构而起作用，如果施加在主轴51上的负载大于或等于规定值，则主轴51停止旋转。

详细地说，由于在相对于主轴51的负载扭矩较小时，扭矩调整弹簧52推压环形齿轮41D，环形齿轮41D处于不可旋转的状态，因此行星齿轮41A在太阳轮41B的周围进行公转。该公转经由行星架41C传递至主轴51，主轴51进行旋转。如果相对于主轴51的负载扭矩变大而超过规定值，则环形齿轮41D无法克服扭矩调整弹簧52的推压力而开始旋转，并且行星齿轮41A仅进行自转。由此，行星架41C不再旋转，主轴51停止旋转。这样，扭矩调整部27通过改变扭矩调整弹簧52对环形齿轮41D的推压力而调整输出扭矩。

起子头保持部53设置在主轴51的前端部分上，通过利用滚珠将未图示的起子头预紧而防止起子头从主轴51掉落。

控制部6由电路基板61和控制基板62构成。电路基板61具有：6个开关元件61A，其控制向无刷电动机的通电；以及霍尔元件61B，其用于检测转子33的位置。电路基板61配置在无刷电动机3和动力传递部4（齿轮箱42）之间，沿上下方向延伸。在电路基板61上，以沿前后方向贯穿的方式形成未图示的多个通气孔，使从取入口21a取入的冷却风穿过。

开关元件61A为大致长方体，长度方向与前后方向平行，相对于电路基板61设置在与无刷电动机3相反的一侧（动力传递部4（齿轮箱）侧）。如图3所示，6个开关元件61A在剖面形状为大致圆形的齿轮箱42的周围，相对于与左右方向正交的面C线对称地配置，其前后方向的位置与齿轮箱42重叠（图4）。在这里所谓的“在前后方向上重叠”，是指开关元件61A和齿轮箱42位于包含开关元件61A的与前后方向正交的剖面上。从开关元件61A朝向后方延伸出支撑部61C，由支撑部61C固定在电路基板上，并且与其电气地连接。各开关元件61A的与齿轮箱42相对的表面与齿轮箱接触。由此，齿轮箱42起到冷却片的作用，可以提高开关元件61A的冷却效率。

控制基板62配置在电动机壳体21内，沿前后方向延伸，具有微型计算机62A，其控制开关元件61A的通电。控制基板62的后端部与电路基板61的上部连接，前端部由未图示的加强筋支撑在电动机壳体21上。如图3所示，控制基板62的下表面与配置在齿轮箱42的上部的两个开关元件61A的上表面接触。控制基板62与灯26及扳机开关25A电气地连接。

蓄电池7是所谓的嵌入式的形式，其一部分插入手柄壳体22内。蓄电池7可拆装地安装在蓄电池壳体23中，在内部具有电池单元。

下面，对电动钻1的动作进行说明。如果操作者按压扳机25，则指示灯28亮灯，并且无刷电动机3旋转驱动，冷却风扇36进行旋转。此时，从取入口21a取入的空气（图2、箭头A）如图5的箭头B所示，在冷却齿轮箱42后冷却开关元件61A。然后，通过在电路基板61上形成的未图示的通气孔对电路基板61进行冷却，在将无刷电动机3冷却后从排气口21b向外部排出（图2、箭头A）。同时，无刷电动机3的驱动力经由动力传递部4传递至输出部5，由未图示的起子头将紧固部件与被加工部件结合。如果达到由扭矩调整部27设定的扭矩，则主轴51停止旋转。通过操作者松开扳机25而使无刷电动机3停止，并且指示灯28熄灯。

根据该结构，由于控制基板62收容在电动机壳体21内，因此控制基板62位于无刷电动机3的附近。由此，可以将电动钻1内的配线简单化，并且可以改善组装时的作业效率。当前，将控制基板62配置在手柄壳体22内，而通过将控制基板62移动至电动机壳体21内，在手柄壳体22内产生空间，所以可以安装嵌入式电池组。

根据该结构，由于开关元件61A配置在动力传递部4的周围，电路基板61配置在无刷电动机3和动力传递部4之间，因此开关元件61A与动力传递部4在前后方向上重叠。由此，可以将电动机壳体21的前后方向的长度缩短，从而可以实现电动钻1的小型化。

根据该结构，由于开关元件61A与金属制的齿轮箱42接触，因此可以使开关元件61A的冷却效率提高。

根据该结构，由于在控制基板62的附近形成吸入口21a，因此可以使控制基板62的冷却效率提高。

根据该结构，由于开关元件61A在齿轮箱42的周围线对称地配置，因此向齿轮箱42传递的热量均匀，可以提高开关元件61A的散热效果。

下面，基于图6对本发明的第2实施方式的电动钻201进行说明。此外，对于与第1实施方式相同的结构标注相同的标号，省略说明。

控制部206由电路基板261和控制基板262构成。电路基板261位于电动机壳体21内，配置在无刷电动机3的后方。开关元件61A，其长度方向与前后方向平行，且相对于电路基板261配置在与无刷电动机3相反的一侧。控制基板262位于电动壳体21内，配置在扳机开关25A的正上方。控制基板262的后端部与电路基板261的下部连接，前端部由未图示的加强筋支撑在电动机壳体21上。冷却风扇236配置在无刷电动机3和动力传递部4之间。

根据该结构，通过控制基板262收容在电动机壳体21内，从而控制基板262位于无刷电动机3的附近。由此，可以将电动钻201内的配线简单化，并且可以改善组装时的作业效率。

根据该结构，由于控制基板262位于扳机开关25A的附近，因此可以将电动钻201内的配线进一步简单化。

下面，基于图7及图8对本发明的第3实施方式的电动钻301进行说明。此外，对于与第1实施方式相同的结构标注相同的标号，省略说明。

控制部306由电路基板361和控制基板362构成。电路基板361配置为，位于无刷电动机3的前方，在行星齿轮机构41的正下方沿前后方向延伸。电路基板361具有6个开关元件361A，4个开关元件361A在电路基板361上配置为，长度方向与前后方向平行，且与左右方向正交的剖面的一个长边与齿轮箱42连接，另一个长边与电路基板361连接。如图8所示，剩余的两个开关元件361A在电路基板361上配置为，长度方向与上下方向平行，且与左右方向正交的剖面的一个短边与齿轮箱42连接。如图7所示，电路基板361的后端部与控制基板362的下部连接，前端部由未图示的加强筋支撑在电动机壳体21上。控制基板362配置为，位于电动机壳体21内，在无刷电动机3和动力传递部4之间沿上下方向延伸。

根据该结构，由于控制基板362收容在电动机壳体21内，因此控制基板362位于无刷电动机3的附近。由此，可以将电动钻301内的配线简单化，并且可以改善组装时的作业效率。

根据该结构，由于开关元件361A配置在动力传递部4的周围，电路基板361配置在无刷电动机3和动力传递部4之间，因此开关元件361A与动力传递部4在前后方向上重叠。由此，可以将电动机壳体21的前后方向的长度缩短，从而可以实现电动钻301的小型化。

根据该结构，由于开关元件361A与金属制的齿轮箱42接触，因此可以使开关元件361A的冷却效率提高。

根据该结构，由于控制基板362位于扳机开关25A及无刷电动机3的附近，因此可以将电动钻301内的配线进一步简单化。

下面，基于图9对本发明的第4实施方式的电动钻401进行说明。此外，对于与第1实施方式相同的结构标注相同的标号，省略说明。

控制部406由第1电路基板461、第2电路基板463及控制基板462构成。第1电路基板461和第2电路基板463相当于第1实施方式的电路基板61。第1电路基板461和第2电路基板463彼此电气地连接。第1电路基板461位于手柄壳体22内，配置在扳机开关25A的正下方。第1电路基板461由设置在手柄壳体22上的多个加强筋支撑，具有6个开关元件461A。各开关元件461A在第1电路基板461上配置为，长度方向与前后方向平行，且与上下方向正交的剖面的一个长边与控制基板462连接。第2电路基板463具有霍尔元件463A。

控制基板462具有微型计算机462A，位于电动机壳体21内，配置在扳机开关25A的正上方。控制基板462的后端部与第2电路基板463的下部连接，前端部由未图示的加强筋支撑在电动机壳体21上。

根据该结构，由于控制基板462收容在电动机壳体21内，因此控制基板462位于无刷电动机3的附近。由此，可以将电动钻401内的配线简单化，并且可以改善组装时的作业效率。

根据该结构，由于具有开关元件461A的第1电路基板461配置在手柄壳体内，不具有开关元件的第2电路基板463配置在无刷电动机3的后方，因此可以将电动机壳体21的前后方向的长度缩短，从而可以实现电动钻401的小型化。

根据本发明的电动钻1并不限定于上述实施方式，在权利要求书的范围所记载的发明宗旨的范围内可进行各种变更。例如，在上述实施例中，作为电动工具的一个例子而使用电动钻1，但只要是搭载无刷电动机的电动工具即可，并不限于此。

在本实施方式中，作为动力传递部4而使用行星齿轮机构，但并不限定于此，另外，不一定具有减速机构。

控制基板62的配置，只要在电动机壳体21内即可，并不限定于上述实施方式的位置。由于配置在与收容电动机的壳体相同的壳体内，因此位于电动机的附近，可以得到与本发明相同的效果。

Claims

1.一种电动工具，其特征在于，具有：

电动机；

壳体，其具有电动机壳体和手柄壳体，该电动机壳体收容前述电动机，该手柄壳体的一端与前述电动机壳体连接，在另一端具有可拆装的电池组；

输出部，其一部分收容在前述电动机壳体内，由前述电动机驱动；以及

控制基板，其收容在前述电动机壳体内，对前述电动机进行控制。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

前述控制基板具有用于控制前述电动机的微型计算机。

3.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

还具有电路基板，其具有控制向前述电动机的通电的开关元件。

4.根据权利要求3所述的电动工具，其特征在于，

还具有动力传递部，其收容在前述电动机壳体内，将来自前述电动机的动力向前述输出部传递，前述电路基板配置在前述电动机和前述动力传递部之间，前述开关元件配置在前述动力传递部的外周。

5.根据权利要求4所述的电动工具，其特征在于，

还具有金属制的齿轮箱，其收容在前述电动机壳体内，收容前述动力传递部，前述开关元件与前述齿轮箱接触。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的电动工具，其特征在于，

前述电动机具有冷却风扇，在前述电动机壳体上形成通气孔，前述控制基板配置在前述通气孔附近。

7.一种电动工具，其特征在于，具有：

无刷电动机；

壳体，其具有电动机壳体和手柄壳体，该电动机壳体收容前述无刷电动机，该手柄壳体的一端与前述电动机壳体连接，在另一端具有可拆装的电池组；

动力传递部，其收容在前述电动机壳体内，由前述无刷电动机驱动；

输出部，其一部分收容在前述电动机壳体内，由前述动力传递部驱动；以及

电路基板，其配置在前述无刷电动机和前述动力传递部之间，具有开关元件，该开关元件配置在前述动力传递部的周围，控制向前述无刷电动机的通电。

8.根据权利要求7所述的电动工具，其特征在于，

9.根据权利要求7所述的电动工具，其特征在于，

还具有控制基板，其具有控制前述无刷电动机的微型计算机，前述控制基板位于前述电动机壳体内，配置在前述齿轮箱的周围。

10.根据权利要求7所述的电动工具，其特征在于，

前述无刷电动机具有冷却风扇，在前述电动机壳体上形成通气孔，前述控制基板配置在前述通气孔的附近。

11.根据权利要求7至10中的任一项所述的电动工具，其特征在于，

前述无刷电动机具有冷却风扇，在前述壳体上形成通气孔，前述开关元件配置在前述通气孔的附近。

12.一种电动工具，其特征在于，具有：

壳体，其由电动机壳体和手柄壳体构成，该电动机壳体沿前后方向延伸，该手柄壳体从前述电动机壳体向下方延伸；

电池组，其固定在前述手柄壳体的下部；

电动机，其收容在前述电动机壳体内；

输出部，其由来自前述电动机的动力驱动，从前述电动机壳体的前部凸出；以及

控制基板，其配置在前述电动机壳体内，对前述电动机进行控制。

13.一种电动工具，其特征在于，具有：

电池组，其固定在前述手柄壳体的下部；

电动机，其收容在前述电动机壳体内；

动力传递部，其收容在前述电动壳体内，由来自前述电动机的动力驱动；

输出轴，其从前述电动机壳体的前部凸出，由前述动力传递部驱动，以及

开关元件，其配置在前述动力传递部的外周，用于向前述电动机通电。

14.一种电动工具，其特征在于，具有：

电池组，其固定在前述手柄壳体的下部；

无刷电动机，其收容在前述电动机壳体内；

输出部，其由来自前述无刷电动机的动力驱动，从前述电动机壳体的前部凸出；以及

电路基板，其配置在前述无刷电动机的前部，具有向前面凸出的开关元件。