JP2009196013A - Power tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ブラシレスモータを駆動源として動作する電動工具に関するものである。 The present invention relates to an electric tool that operates using a brushless motor as a drive source.
ブラシレスモータを駆動源として動作する電動工具には、インバータ回路基板(モータ駆動回路基板)が不可欠であるが、該インバータ回路基板と制御基板との電気的な接続には実装がコンパクトに行える扁平なフラットケーブルが専ら用いられている。 An inverter circuit board (motor drive circuit board) is indispensable for a power tool that operates using a brushless motor as a drive source. However, the electrical connection between the inverter circuit board and the control board is a flat that can be compactly mounted. Flat cables are used exclusively.
斯かる電動工具の一例としてインパクトドライバを図10に示す。 FIG. 10 shows an impact driver as an example of such an electric tool.
図10は従来のインパクトドライバの側断面図であり、図示のインパクトドライバ101は、バッテリ102を電源とし、ブラシレスモータ103を駆動源として回転打撃機構を駆動し、アンビル104に回転と打撃を与えることによって先端工具である不図示のビットに回転打撃力を間欠的に伝達してネジ締め等の作業を行うものである。
FIG. 10 is a side sectional view of a conventional impact driver. The illustrated
上記ブラシレスモータ103や回転打撃機構、遊星ギヤ機構115、インバータ回路基板105、制御基板111、スイッチ基板108等はハウジング106内に収容されており、回転打撃機構は、スピンドル116、ハンマ120、アンビル104、カム機構、ボール121、スプリング122等によって構成されている。
The
ところで、前記インバータ回路基板105と前記制御基板111との結線には扁平なフラットケーブル112が用いられており、制御基板111から延びるフラットケーブル112の端部はインバータ回路基板105のコネクタ113に差し込まれて接続されている。
Incidentally, a flat
而して、スイッチトリガ107をONすると、スイッチ基板108が動作してバッテリ102からブラシレスモータ103に給電されて該ブラシレスモータ103が起動されるとともに、制御基板111からの制御信号によってインバータ回路基板105が動作してブラシレスモータ103が制御され、ブラシレスモータ103の回転は遊星ギヤ機構115によって減速されてスピンドル116に伝達され、該スピンドル116が回転駆動される。そして、スピンドル116の回転は、回転打撃機構によって回転打撃力に変換されてアンビル104を経て不図示のビットに伝達され、ビットによって不図示のネジが木材等の被締結材にねじ込まれる。
ところで、図10に示したインパクトドライバ101においては、フラットケーブル111のインバータ回路基板105への接続部であるコネクタ113部分に水や粉塵が侵入すると短絡故障が発生する可能性があるため、コネクタ113部にシリコン130を塗布して接続部を保護していた。
By the way, in the
しかしながら、コネクタ113部にシリコン130を塗布した場合、このシリコン130が固まってからでなければ組み立てを行うことができず、シリコン130は固まるまでには12時間以上の長時間を要するために生産効率が悪いという問題があった。又、シリコン130が固まるまでインバータ回路基板105等を放置しておく必要があるため、そのための大きなスペースを要するという問題もあった。
However, when
更に、シリコン130を一旦塗布してしまうと、インバータ回路基板105と制御基板111とが一体化して両者を分離することができないため、インバータ回路基板105と制御基板111の一方だけが故障しても両基板105,111を同時に交換する必要があり、メンテナンス費用が高くなるという問題があった。
Furthermore, once the
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、シリコン塗布に代えて弾性体によってコネクタ部を保護することによって生産効率の向上やメンテナンス費用の低減等を図ることができる電動工具を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object of the process is to protect the connector portion with an elastic body instead of silicon coating, thereby improving production efficiency and reducing maintenance costs. It is to provide a power tool.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、ハウジング内に少なくともブラシレスモータと、インバータ回路基板及び制御基板を収納し、前記制御基板から延びるケーブルを前記インバータ回路基板のコネクタに差し込んで制御基板とインバータ回路基板とを接続して成る電動工具において、前記ハウジング内の前記インバータ回路基板とハウジング内壁との間に弾性体Aを介設し、該弾性体Aで画成される密閉空間にインバータ回路基板のコネクタ部を収容したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, at least a brushless motor, an inverter circuit board and a control board are accommodated in a housing, and a cable extending from the control board is inserted into a connector of the inverter circuit board for control. In the electric tool formed by connecting the board and the inverter circuit board, an elastic body A is interposed between the inverter circuit board and the housing inner wall in the housing, and a sealed space defined by the elastic body A is provided. The connector part of the inverter circuit board is accommodated.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記弾性体Aにスリット状の嵌合溝を形成し、該嵌合溝を前記ハウジングの形成されたリブに嵌め込んで弾性体Aを固定するとともに、該弾性体Aを前記インバータ回路基板に押圧して密着させたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, a slit-like fitting groove is formed in the elastic body A, and the fitting groove is fitted into a rib on which the housing is formed. , And the elastic body A is pressed against the inverter circuit board to be brought into close contact therewith.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記インバータ回路基板の外周の少なくとも一部と前記ハウジング内壁との間に別の弾性体Bを介設し、該弾性体Bによって前記ケーブルをハウジング内壁との間で挟持したことを特徴とする。
The invention according to
請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明において、前記弾性体Bの内周に沿って嵌合溝を形成し、該嵌合溝を前記インバータ回路基板の外周の一部に嵌め込んで弾性体Bを固定するとともに、該弾性体Bを前記ハウジング内壁に押圧して密着させたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, a fitting groove is formed along the inner circumference of the elastic body B, and the fitting groove is fitted into a part of the outer circumference of the inverter circuit board. The elastic body B is fixed and the elastic body B is pressed and brought into close contact with the inner wall of the housing.
請求項1記載の構成によれば、ハウジング内のインバータ回路基板とハウジング内壁との間に介設された弾性体Aによって画成される密閉空間にインバータ回路基板のコネクタ部を収容したため、コネクタに水や粉塵が侵入することがなく、短絡故障等の発生が防がれる。このように従来のシリコン塗布に代えて弾性体によってコネクタ部をシールして該コネクタ部への水や粉塵の侵入を防ぐようにしたため、生産性が高められるとともに、ケーブルによって接続されたインバータ回路基板と制御基板の一方が故障した場合には、故障した基板だけを交換すれば済むためにメンテナンス費用を低く抑えることができる。 According to the configuration of the first aspect, since the connector portion of the inverter circuit board is accommodated in the sealed space defined by the elastic body A interposed between the inverter circuit board in the housing and the inner wall of the housing, Water and dust do not invade, preventing short circuit failures. In this way, the connector portion is sealed with an elastic body instead of the conventional silicon coating to prevent water and dust from entering the connector portion, so that the productivity is improved and the inverter circuit board connected by the cable When one of the control boards fails, only the failed board needs to be replaced, so that the maintenance cost can be kept low.
請求項2記載の発明によれば、弾性体Aに形成された嵌合溝をハウジングに形成されたリブに嵌め込んで該弾性体Aを簡単に固定することができるとともに、該弾性体Aをインバータ回路基板に押圧して密着させることによってインバータ回路基板のコネクタ部を確実にシールして該コネクタ部への水や粉塵の侵入を確実に防ぐことができる。 According to the second aspect of the present invention, the elastic body A can be easily fixed by fitting the fitting groove formed in the elastic body A into the rib formed in the housing. By pressing and intimately contacting the inverter circuit board, the connector part of the inverter circuit board can be reliably sealed to reliably prevent water and dust from entering the connector part.
請求項3記載の発明によれば、インバータ回路基板の外周の一部とハウジング内壁との間に介設された弾性体Bによってケーブルをハウジング内壁との間で挟持するようにしたため、ケーブルのインバータ回路基板への接続部に負荷が作用することがなく、該ケーブルが傾いて短絡故障が発生したり、ケーブルが抜けたりすることがない。又、インバータ回路基板が弾性体Bによって弾性支持されるため、電動工具の転倒や落下によってインバータ回路基板に加わる衝撃が弾性体Bによって吸収されて緩和され、インバータ回路基板が保護されてその損傷が防がれる。 According to the third aspect of the present invention, the cable is held between the inner wall of the housing by the elastic body B interposed between a part of the outer periphery of the inverter circuit board and the inner wall of the housing. A load does not act on the connection portion to the circuit board, and the cable is not tilted to cause a short circuit failure or disconnection of the cable. In addition, since the inverter circuit board is elastically supported by the elastic body B, the impact applied to the inverter circuit board by the overturning or dropping of the power tool is absorbed and alleviated by the elastic body B, and the inverter circuit board is protected and damaged. It is prevented.
請求項4記載の発明によれば、弾性体Bの内周に沿って形成された嵌合溝をインバータ回路基板の外周の一部に嵌め込むことによって該弾性体Bを簡単に固定することができる。そして、弾性体Bをハウジング内壁に押圧して密着させることによってケーブルをハウジング内壁との間で確実に挟持することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the elastic body B can be easily fixed by fitting the fitting groove formed along the inner periphery of the elastic body B into a part of the outer periphery of the inverter circuit board. it can. The cable can be securely held between the inner wall of the housing by pressing the elastic body B against the inner wall of the housing and bringing it into close contact therewith.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明に係る電動工具の一形態としてのインパクトドライバの側断面図、図2は図1のA部拡大詳細図、図3は弾性体の斜視図、図4は同弾性体の平面図、図5は図4のB−B線断面図、図6はブラシレスモータの側面図、図7は同ブラシレスモータの後面図(図6の矢視C方向の図)、図8は弾性体の正面図、図9は図8のD−D線断面図である。 FIG. 1 is a side sectional view of an impact driver as an embodiment of an electric power tool according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged detail view of part A in FIG. 1, FIG. 3 is a perspective view of an elastic body, and FIG. FIG. 5, FIG. 5 is a sectional view taken along line BB of FIG. 4, FIG. 6 is a side view of the brushless motor, FIG. 7 is a rear view of the brushless motor (a view in the direction of arrow C in FIG. 6), and FIG. FIG. 9 is a sectional view taken along the line DD of FIG.
図1はインパクトドライバの側断面図であり、図示のインパクトドライバ1は、バッテリ2を電源とし、ブラシレスモータ3を駆動源として回転打撃機構を駆動し、アンビル4に回転と打撃を与えることによって先端工具である不図示のビットに回転打撃力を間欠的に伝達してネジ締め等の作業を行うものである。
FIG. 1 is a side sectional view of an impact driver. The
上記ブラシレスモータ3とこれを駆動制御するためのインバータ回路基板5は、ハウジング6の胴体部6A内に収容されており、ハウジング6の胴体部6Aから下方に一体に延びるハンドル部6Bの上部には、前記バッテリ2からブラシレスモータ3への給電をON/OFFして該ブラシレスモータ3を起動/停止させるためのスイッチトリガ7とスイッチ基板8及びブラシレスモータ3の正転と逆転を切り換えるための正逆切換レバー9が設けられている。尚、インバータ回路基板5には4つの出力トランジスタ(FET)10が設けられている(図7参照)。
The
又、ハウジング6のハンドル部6Bの下部(バッテリ装着部)内には制御基板11が収容されており、この制御基板11から延びるフラットケーブル12はハウジング6のハンドルブ6Bを通って胴体部6Aへと立ち上がり、その端部は前記インバータ回路基板5にコネクタ13に差し込まれて、制御基板11とインバータ回路基板5とはフラットケーブル12を介して電気的に接続されている。
A
他方、ハンマケース14に内蔵された回転打撃機構においては、ブラシレスモータ3の出力軸3aの回転は遊星ギヤ機構15を経て減速されてスピンドル16に伝達され、該スピンドル16が所定の速度で回転駆動される。
On the other hand, in the rotary striking mechanism built in the
上記スピンドル16は、その軸方向一端(後端)がベアリング17を介してギヤカバー18に回転可能に支持され、他端(前端)は前記アンビル4の中心部に回転可能に保持されている。又、アンビル4は、軸受メタル19を介してハンマケース14の前端部に回転可能に支持されている。
One end (rear end) in the axial direction of the spindle 16 is rotatably supported by the
更に、スピンドル16の外周にはハンマ20が回転可能に支持されており、スピンドル16とハンマ20とはカム機構によって連結されている。ここで、カム機構は、スピンドル16の外周面に形成されたV字状のスピンドルカム溝16a及びハンマ20の内周面に形成されたV字状のハンマカム溝20a及びこれらのカム溝16,20aに係合するボール21で構成されている。そして、ハンマ20は、スプリング22によって常に先端方向(図1の右方)に付勢されており、静止時にはボール21とカム溝16a,20aとの係合によってアンビル4の端面とは隙間を隔てた位置にある。尚、ハンマ20とアンビル4の相対向する回転平面上の2箇所には凸部20b,4aがそれぞれ対称的に形成されている。
Further, a
而して、スイッチトリガ7をONすると、スイッチ基板8が動作してバッテリ2からブラシレスモータ3に給電されて該ブラシレスモータ3が起動されるとともに、制御基板11からの制御信号によってインバータ回路基板5が動作してブラシレスモータ3が制御され、ブラシレスモータ3の回転は遊星ギヤ機構15によって減速されてスピンドル16に伝達され、該スピンドル16が回転駆動される。
Thus, when the
上述のようにスピンドル16が回転駆動されると、その回転は前記カム機構を介してハンマ20に伝達され、ハンマ20が半回転しないうちに、該ハンマ20の凸部20bがアンビル4の凸部4aに係合してアンビル4を回転させるが、そのときの係合反力によってスピンドル16とハンマ20との間に相対回転が生ずると、ハンマ20はカム機構のスピンドルカム溝16aに沿ってスプリング22を圧縮しながらブラシレスモータ3側へと後退を始める。
When the spindle 16 is rotationally driven as described above, the rotation is transmitted to the
そして、ハンマ20の後退動によって該ハンマ20の凸部20bがアンビル4の凸部4aを乗り越えて両者の係合が解除されると、ハンマ20は、スピンドル16の回転力に加え、スプリング22に蓄積されていた弾性エネルギーとカム機構の作用によって回転方向及び前方に急速に加速されつつ、スプリング22の付勢力によって前方へ移動し、その凸部20bがアンビル4の凸部4aに再び係合して一体に回転し始める。このとき、強力な回転打撃力がアンビル4に加えられるため、該アンビル4に装着された不図示のビットを介して不図示のネジに回転打撃力が伝達される。
When the
以後、同様の動作が繰り返されてビットからネジに回転打撃力が間欠的に繰り返し伝達され、該ネジが木材等の被締結材にねじ込まれる。 Thereafter, the same operation is repeated so that the rotational impact force is intermittently repeatedly transmitted from the bit to the screw, and the screw is screwed into the material to be fastened such as wood.
次に、本発明の要旨を図2〜図9に基づいて説明する。 Next, the gist of the present invention will be described with reference to FIGS.
図2に詳細に示すように、ハウジング6内のインバータ回路基板5とハウジング6の内壁との間には弾性体23が介設され、該弾性体23で画成されるハウジング6内の密閉空間Sにインバータ回路基板5のコネクタ13部が収容されている。ここで、弾性体23は、図3〜図5に示すように、ゴム等によって角柱状に一体成形されており、その幅方向中央にはスリット状の嵌合溝23aが長手方向(図3及び図4の左右方向)に貫設されている。
As shown in detail in FIG. 2, an
そして、図2に詳細に示すように、ハウジング6の後壁内面からはリブ6aが前方(図2の右方)に向かって水平に突設されており、このリブ6aに弾性体23の嵌合溝23aを嵌め込むことによって該弾性体23がインバータ回路基板5との間で圧縮された状態で固定される。従って、この弾性体23は、インバータ回路基板5に押圧されて該インバータ回路基板5に密着して密閉空間Sを気密にシールしている。
As shown in detail in FIG. 2, a
他方、図2に詳細に示すように、インバータ回路基板5の下部外周とハウジング6の内壁との間には別の弾性体24が介設されており、この弾性体24によって前記フラットケーブル12がハウジング6の内壁との間で挟持されている。ここで、弾性体24は、図8に示すように、ゴム等をインバータ回路基板5の下部外周の形状に沿って略U字状に一体成形して構成されており、図9に示すように、その内周に沿って嵌合溝24aが形成されている。
On the other hand, as shown in detail in FIG. 2, another
而して、弾性体24は、図6及び図7に示すように、弾性体24は、その嵌合溝24aをインバータ回路基板5の下部外周に嵌め込むことによってインバータ回路基板5に固定されるが、固定された状態ではインバータ回路基板5とハウジング6の内壁との間で圧縮されている。従って、弾性体24は、ハウジング6の内壁に押圧されて密着され、図2に示すように、ハウジング6の内壁との間でフラットケーブル12を挟持して確実に固定するとともに、密閉空間Sを気密にシールする。
Thus, as shown in FIGS. 6 and 7, the
以上のように、本実施の形態に係るインパクトドライバ1においては、ハウジング6内のインバータ回路基板5とハウジング6の内壁との間に介設された弾性体23,24によって画成される密閉空間Sにインバータ回路基板5のコネクタ13部を収容したため、コネクタ13に水や粉塵が侵入することがなく、短絡故障等の発生が防がれる。このように従来のシリコン塗布に代えて弾性体23,24によってコネクタ13部を確実にシールして該コネクタ13部への水や粉塵の侵入を防ぐようにしたため、生産性が高められるとともに、フラットケーブル12によって接続されたインバータ回路基板5と制御基板11の一方が故障した場合には、故障したインバータ回路基板5又は制御基板11だけを交換すれば済むためにメンテナンス費用を低く抑えることができる。
As described above, in the
そして、本実施の形態では、弾性体23に形成された嵌合溝23aをハウジング6に形成されたリブ6aに嵌め込むことによって該弾性体23を簡単に固定することができるとともに、該弾性体23をインバータ回路基板5に押圧して密着させることによってインバータ回路基板5のコネクタ13部を確実にシールして該コネクタ13部への水や粉塵の侵入を確実に防ぐことができる。
In this embodiment, the
又、本実施の形態に係るインパクトドライバ1においては、インバータ回路基板5の下部外周とハウジング6の内壁との間に介設された弾性体24によってフラットケーブル12をハウジング6の内壁との間で挟持するようにしたため、フラットケーブル12のインバータ回路基板5への接続部に負荷が作用することがなく、該フラットケーブル12が傾いて短絡故障が発生したり、フラットケーブル12が抜けたりすることがない。更に、インバータ回路基板5が弾性体24によって弾性支持されるため、インパクトドライバ1の転倒や落下によってインバータ回路基板5に加わる衝撃が弾性体24によって吸収されて緩和され、インバータ回路基板5が保護されてその損傷が防がれる。
Further, in the
そして、本実施の形態では、弾性体24の内周に沿って形成された嵌合溝24aをインバータ回路基板5の下部外周に嵌め込むことによって該弾性体24を簡単に固定することができる。又、弾性体24をハウジング6の内壁に押圧して密着させることによってフラットケーブル12をハウジング6の内壁との間で確実に挟持することができる。
In the present embodiment, the
尚、以上は本発明をインパクトドライバに適用した形態について説明したが、本発明は、ブラシレスモータを駆動源とする他の任意の電動工具に対しても同様に適用可能であることは勿論である。 Although the present invention has been described with respect to an embodiment in which the present invention is applied to an impact driver, it is needless to say that the present invention can be similarly applied to any other electric tool using a brushless motor as a drive source. .
1 インパクトドライバ(電動工具)
2 バッテリ
3 ブラシレスモータ
2a ブラシレスモータの出力軸
4 アンビル
4a アンビルの凸部
5 インバータ回路基板
6 ハウジング
6A ハウジングの胴体部
6B ハウジングのハンドル部
7 スイッチトリガ
8 スイッチ基板
9 正逆切換レバー
10 出力トランジスタ
11 制御基板
12 フラットケーブル
13 インバータ回路基板のコネクタ
14 ハンマケース
15 遊星ギヤ機構
16 スピンドル
16a スピンドルカム溝
17 ベアリング
18 ギヤカバー
19 軸受メタル
20 ハンマ
20a ハンマカム溝
20b ハンマの凸部
21 ボール
22 スプリング
23 弾性体
23a 弾性体の嵌合溝
24 弾性体
24a 弾性体の嵌合溝
S 密閉空間
1 Impact driver (electric tool)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ハウジング内の前記インバータ回路基板とハウジング内壁との間に弾性体Aを介設し、該弾性体Aで画成される密閉空間にインバータ回路基板のコネクタ部を収容したことを特徴とする電動工具。 In an electric tool comprising at least a brushless motor, an inverter circuit board and a control board in a housing, and connecting the control board and the inverter circuit board by inserting a cable extending from the control board into a connector of the inverter circuit board.
An elastic body A is interposed between the inverter circuit board in the housing and the inner wall of the housing, and a connector portion of the inverter circuit board is housed in a sealed space defined by the elastic body A. tool.
A fitting groove is formed along the inner circumference of the elastic body B, the fitting groove is fitted into a part of the outer circumference of the inverter circuit board to fix the elastic body B, and the elastic body B is fixed to the housing. The power tool according to claim 3, wherein the power tool is pressed against and closely adhered to the inner wall.
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