JP2016124049A - 電動工具および制御基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品が搭載される制御基板の組立作業性を向上する。【解決手段】電動工具であるインパクトドライバ１０ａは、モータ１５により先端工具を駆動する。インパクトドライバ１０ａは、モータ１５が組み込まれるハウジング本体１１と、部品搭載面３１に実装素子３２が搭載され、ハウジング本体１１内に配置される制御基板２２とを有し、実装素子３２が搭載された制御基板２２の表面は、熱硬化性の樹脂シート４１により実装素子３２にならって覆われ、制御基板２２の表面をほぼ均一の厚さの樹脂シート４１で覆われる。【選択図】図２

Description

本発明は、モータにより先端工具を駆動するようにした電動工具、および電動工具に用いられる制御基板の製造方法に関する。

モータを駆動源として先端工具を駆動する電動工具には、ドライバドリル、インパクトドライバ、ハンマドリル、丸鋸盤、およびグラインダ等がある。ドライバドリルは、先端工具としてのドライバビットを回転駆動して被駆動部材のねじ締め作業や穴あけ作業を行うために使用する電動工具である。インパクトドライバは、先端工具に打撃力つまりインパクトを与えるようにした電動工具である。ハンマドリルは、打撃工具とも言われ、コンクリートや石材等を作業対象物として、これに穴あけ加工等を行うために使用される。丸鋸盤は、円盤形のカッターを先端工具として木材等を切断するために使用される電動工具である。さらに、グラインダは、砥石を先端工具として、作業対象物を研削するために使用される電動工具である。

このような電動工具には、二次電池の電力によりモータを駆動するようにしたタイプと、商用電源からの電力によりモータを駆動するようにしたタイプがある。先端工具の回転速度を変化させるようにした電動工具においては、モータを駆動するためのインバータ回路が制御基板に搭載され、制御基板は電動工具のハウジング内に組み込まれる。インバータ回路は、複数のスイッチング素子を有しており、特許文献１には、制御基板がモータの背面側に配置された電動工具が記載されている。

特開２０１２−１３９７８３号公報

三相ブラシレスモータが用いられる電動工具においては、特許文献１に記載されるように、モータの回転を制御するためのインバータ回路には、６つのスイッチング素子が搭載される。スイッチング素子等の電子部品つまり実装素子は、従来では、制御基板を補強するために、液状またはゲル状の流動性を有し、乾燥硬化する粘性樹脂つまり接着剤により覆うようにしている。

実装素子が搭載された制御基板の部品搭載面を粘性樹脂により覆うには、ノズルから粘性樹脂を吐出させながらノズルを移動させて、粘性樹脂を制御基板の表面つまり制御基板露出面と電子部品の露出面とを覆うように粘性樹脂を塗布する。このように、ノズルから粘性樹脂を塗布するようにすると、粘性樹脂の塗布に時間がかかり、制御基板の組立作業性を高めることができない。また、制御基板に覆われる粘性樹脂の厚みが粘性樹脂の塗布部位により相違することになり、スイッチング素子等の電子部品つまり実装素子の放熱性が部品毎に相違することになる。

本発明の目的は、実装素子が搭載される制御基板の組立作業性を向上することにある。

本発明の他の目的は、制御基板に搭載される実装素子の放熱性を高めることにある。

本発明の電動工具は、モータにより先端工具を駆動する電動工具であって、前記モータが組み込まれるハウジング本体と、部品搭載面に実装素子が搭載され、前記ハウジング本体内に配置される制御基板と、前記実装素子が搭載された前記制御基板の表面を前記実装素子にならって覆う熱硬化性の樹脂シートと、を有し、前記制御基板の前記表面をほぼ均一の厚さの前記樹脂シートで覆う。

本発明の電動工具は、モータにより先端工具を駆動する電動工具であって、前記モータが組み込まれるハウジング本体と、前記モータの駆動を制御するスイッチング素子が部品搭載面に搭載され、前記ハウジング本体内に配置される制御基板と、前記複数のスイッチング素子を跨ぐように前記複数のスイッチング素子の外面の形状に沿って前記スイッチング素子を覆い、かつ前記制御基板の表面を覆う熱硬化性の樹脂シートと、を有し、前記制御基板の前記表面をほぼ均一の厚さの前記樹脂シートで覆う。

本発明の制御基板の製造方法は、実装素子が部品搭載面に搭載され、モータにより先端工具を駆動する電動工具に設けられる制御基板の製造方法であって、押圧面が設けられたシート変形用の弾性体の前記押圧面と、前記実装素子が搭載された前記制御基板の表面との間に、熱硬化性の樹脂シートを介在させた状態のもとで、前記制御基板を前記弾性体に押し付けて、前記制御基板の表面に前記樹脂シートを接触させ、前記表面に接触した前記樹脂シートを加熱して硬化する。

電子部品が搭載され電動工具に設けられる制御基板の組立作業性を向上することができる。電子部品の放熱性を向上させることができる。

電動工具としての一実施の形態であるインパクトドライバを示す一部切り欠き側面図である。 図１の一部を示す拡大側面図である。 図２に示された制御基板の正面図である。 比較例として示す従来のインパクトドライバの一部を示す拡大側面図である。 他の実施の形態のインパクトドライバを示す一部切り欠き側面図である。 さらに他の実施の形態のインパクトドライバを示す一部切り欠き側面図である。 図６の一部を示す拡大側面図である。 図７に示された制御基板の底面図である。 さらに他の実施の形態のインパクトドライバを示す一部切り欠き側面図である。 図９の一部を示す拡大側面図である。 さらに他の実施の形態のインパクトドライバを示す一部切り欠き側面図である。 図１１の一部を示す拡大側面図である。 制御基板の変形例を示す断面図である。 制御基板の他の変形例を示す断面図である。 制御基板のさらに他の変形例を示す断面図である。 制御基板のさらに他の変形例を示す正面図である。 制御基板のさらに他の変形例を示す斜視図である。 図１７の断面図である。 電動工具としてのハンマドリルを示す一部切り欠き側面図である。 図１９の一部を示す拡大側面図である。 電動工具としての丸鋸盤を示す一部切り欠き平面図である。 図２１の一部を示す拡大平面図である。 図２２に示された制御基板の正面図である。 電動工具としてのグラインダを示す一部切り欠き側面図である。 図２４に示された制御基板の断面図である。 制御基板の製造方法の一実施の形態を示す斜視図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は制御基板の製造方法を示す工程図である。 （Ａ），（Ｂ）は制御基板の製造方法を示す工程図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は他の実施の形態である制御基板の製造方法を示す工程図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。それぞれの図においては、共通する部材には同一の符号が付されており、重複した説明は省略されている。

図１〜図３に示される電動工具としてのインパクトドライバ１０ａは、ハウジング本体１１を有している。ハウジング本体１１は、作業者により把持されるハンドル部１２と、ハンドル部１２の一端に設けられる駆動部ハウジング１３と、ハンドル部１２の他端部に設けられるバッテリ接続部１２ａとを備え、バッテリ接続部１２ａにはバッテリパック１４が接続されている。ハウジング本体１１を構成する駆動部ハウジング１３の後端部内には、モータ１５が組み込まれている。モータ１５は三相ブラシレスモータであり、円筒形状のステータ１６を有し、ステータ１６にはＵ相、Ｖ相およびＷ相の巻線が設けられている。

ステータ１６の内部には、図示しないモータ主軸が軸方向に貫通しており、モータ主軸には、複数の永久磁石を有するロータが取り付けられている。駆動部ハウジング１３の先端にはアンビル１７が突出しており、アンビル１７には先端工具としてのドリルビットが着脱自在に装着される。アンビル１７とモータ１５の間には、図示しない回転打撃機構が組み込まれており、回転打撃機構により、アンビル１７に装着される先端工具には、回転力と衝撃力とが加えられる。

モータ１５と回転打撃機構とを収容する駆動部ハウジング１３については、モータ１５が収容される部分を駆動部ハウジング１３の後端部とし、アンビル１７が設けられた部分を先端部とする。ハウジング本体１１を構成する駆動部ハウジング１３には、モータ１５の後方側に位置させて複数の通気孔１８ａが設けられ、モータ１５の前方側に位置させて複数の通気孔１８ｂが設けられている。それぞれの通気孔１８ａ，１８ｂを介して駆動部ハウジング１３内は外部と連通しており、モータ１５により駆動されるファン１９が駆動部ハウジング１３内にモータ１５の前方に位置させて設けられている。このファン１９により、矢印で示すように、通気孔１８ａからハウジング本体１１内に流入し、通気孔１８ｂから外部に排出される冷却風がハウジング本体１１内に生成される。ハンドル部１２には作業者により操作されるトリガー２０が設けられており、このトリガー２０の操作により、モータ１５がオンオフされる。

ステータ１６の後端面にはインシュレータ２１を介して制御基板２２がねじ部材２３により固定されており、制御基板２２には、図３に示されるように、モータ１５のモータ主軸が貫通する貫通孔２４が設けられている。ファン１９により生成される冷却風は、モータ１５の外周面に沿って流れるとともに、図３に矢印で示すように、貫通孔２４に流入してロータとステータとの間の隙間を通ってモータ１５を冷却し、外部に排出される。

制御基板２２の外面は部品搭載面３１となっており、部品搭載面３１には複数の実装素子３２が搭載されている。実装素子３２は、モータ１５の駆動を制御するためのインバータ回路を構成するスイッチング素子であり、制御基板２２はモータ駆動用のインバータ制御基板となっている。インバータ回路を構成する実装素子３２として、図３に示されるように、制御基板２２の外面つまり部品搭載面３１に６つのスイッチング素子が搭載されている。制御基板２２の内面も部品搭載面３３となっており、内面にはホール素子からなる図示しない位置検出センサが設けられている。位置検出センサはロータに設けられた永久磁石の位置に応じて検出信号を出力し、位置検出センサの検出信号に基づいて、スイッチング素子によりステータの巻線に対する通電タイミングが制御される。

制御基板２２にはリード線３４と信号線３５が接続されており、リード線３４はトリガー２０により作動するトリガースイッチの接続端子に接続される。また、信号線３５は図示しない通電制御基板に接続されている。通電制御基板は、モータ１５の速度を制御する機能を有しており、ハンドル部１２の下端部内に組み込まれている。通電制御基板にはマイクロプロセッサ、インバータに制御信号を送る出力回路等が搭載され、マイクロプロセッサにはトリガースイッチの信号および位置検出センサの信号が送られる。このように、ハウジング本体１１内には、インバータ回路を構成するインバータ制御基板としての駆動制御基板である制御基板２２と、インバータに制御信号を送る通電制御基板とが組み込まれている。

実装素子３２は部品搭載面３１に搭載され、実装素子３２の接続端子が制御基板２２に形成された回路配線パターンに溶接される。部品搭載面３１の露出面と実装素子３２の外面とにより、制御基板２２の表面が形成され、その表面は熱硬化性の封止材からなる樹脂シート４１により覆われる。これにより、実装素子３２の制御基板２２に対する取付強度が高められる。樹脂シート４１は、厚さが０．１５〜１．５ｍｍの厚さであり、例えば、５ｍｍ程度の最大高さ寸法を有するスイッチング素子である実装素子３２に比して、薄い均一の厚みとなっている。このように、制御基板２２の表面は、ほぼ均一の厚さの樹脂シート４１により覆われるので、実装素子３２の発熱を効率的に放熱することができる。図３に示されるように、制御基板２２をねじ部材２３によりモータ１５に固定するようにした形態においては、制御基板２２の部品搭載面３１の外周部には、樹脂シート４１により覆われることなく露出され、外周部は露出面となっている。モータやハウジングで支持される制御基板２２の部分を樹脂シート４１で被覆しないことで、ねじ部材で固定する場合や電動工具の振動によって樹脂シート４１が相手部材（ねじ部材や後述するリブ等）と擦れて剥がれることを抑制することができる。ただし、部品搭載面３１の全体を樹脂シート４１により覆って、ねじ部材２３の頭部を樹脂シート４１に当接させるようにする形態としても良い。

６つの実装素子３２は相互に離れた状態となって制御基板２２に搭載されており、実装素子３２相互の側面間には、樹脂シート４１を介して冷却風の通路４２が形成されるので、通路４２を流れる冷却風によって実装素子３２の冷却効率を向上させることができる。

図４は比較例として示す従来のインパクトドライバの一部を示す側面図であり、図４には、図２と同様の部分が示されている。

図４に示されるように、従来では、スイッチング素子からなる実装素子３２が搭載された制御基板２２の表面を、粘性樹脂４３により覆うようにしている。粘性樹脂４３は、ノズルから吐出されて表面に塗布されており、均一の厚みで表面を覆うことができないだけでなく、実装素子３２の間の空間にも粘性樹脂４３が埋め込まれることになり、実装素子相互間には通路を形成することができない。このため、粘性樹脂４３の塗布に時間がかかり、制御基板２２の組立製造に時間がかかるだけでなく、実装素子の放熱性を高めることができない。これに対し、図１〜図３に示されるように、制御基板２２の表面をほぼ均一の厚さの樹脂シート４１により覆うようにすると、全ての実装素子３２の放熱性を高めることができる。また、従来のように粘性樹脂４３で実装素子３２や制御基板２２を覆う場合、実装素子３２と制御基板２２との接続部分に気泡が入り易く（隙間ができ易く）、気泡の熱膨張により樹脂が剥がれ易くなってしまう。これに対し、本実施の形態のように、厚さが０．１５〜１．５ｍｍの薄い樹脂シート４１を実装素子３２に被せることで、樹脂シート４１を実装素子３２（例えばスイッチング素子）の側面に密着させることができる。そのため、実装素子３２と制御基板２２とがなす角度（接続部分）も樹脂シート４１で覆い易いため、角部に隙間ができ難く（気泡が入り難く）、そこから樹脂シート４１が剥がれてしまうことを抑制することができる。

図５は本発明の電動工具であるインパクトドライバの他の実施の形態を示す一部切り欠き側面図である。

このインパクトドライバ１０ｂにおいては、制御基板２２がモータ１５の前端面にインシュレータ２１を介して固定される。ファン１９はモータ１５の後方に位置させて駆動部ハウジング１３内に配置され、このファン１９により、矢印で示すように、通気孔１８ｂからハウジング本体１１内に流入し、通気孔１８ａから外部に排出される冷却風がハウジング本体１１内に生成される。このように、冷却風の流れ方向は、図１に示されるインパクトドライバ１０ａとは逆方向となっている。

図１に示したインパクトドライバ１０ａにおいては、制御基板２２がモータ１５の後端面に固定されているのに対し、図５に示されるインパクトドライバ１０ｂにおいては、制御基板２２がモータ１５の前端面に取り付けられ、部品搭載面３１は駆動部ハウジング１３の前方を向いている。制御基板２２の構造は、図１に示したものと同様である。

図６はさらに他の実施の形態であるインパクトドライバを示す一部切り欠き側面図である。図７は図６の一部を示す拡大側面図であり、図８は図７に示された制御基板を示す底面図である。

このインパクトドライバ１０ｃにおいては、制御基板２２がモータ１５の外周面にステータ１６の下側つまりハンドル部１２側に位置させて配置される。モータ１５には支持フレーム２５が取り付けられており、この支持フレーム２５に制御基板２２がねじ部材２３により固定されている。支持フレーム２５の内部には通気流路３６が形成されている。なお、支持フレーム２５を設けず、駆動部ハウジング１３の内側にリブを設けて制御基板２２を支持するようにしても良い。ファン１９により生成されて、矢印で示すように、通気孔１８ｂからハウジング本体１１内に流入し、通気孔１８ａから外部に排出される冷却風は、通気流路３６にも流れる。通気流路３６を流れる冷却風は、制御基板２２の内面に沿って流れて、制御基板２２を冷却する。制御基板２２に沿って流れる冷却風は、貫通孔２４を貫通して制御基板２２の部品搭載面３１側にも供給されて、実装素子３２も冷却する。

制御基板２２の部品搭載面３１にはスイッチング素子である実装素子３２が搭載されており、制御基板２２の表面は樹脂シート４１により覆われている。ただし、この形態のインパクトドライバ１０ｃにおける制御基板２２の内面には、位置検出センサは搭載されていない。この場合、センサレス方式によってステータの巻線に対する通電タイミングが制御される。

図９はさらに他の実施の形態であるインパクトドライバを示す一部切り欠き側面図であり、図１０は図９の一部を示す拡大側面図である。

このインパクトドライバ１０ｄにおいては、制御基板２２がハンドル部１２内に配置されている。ハンドル部１２内には制御基板２２を外周部で把持する係合部材２６が取り付けられている。なお係合部材２６はハンドル部１２の内側に設けられたリブでも良い。駆動部ハウジング１３内の空間はハンドル部１２内の空間と連通しており、ハンドル部１２には内部空間と連通する通気孔１８ｃが設けられている。したがって、ファン１９により駆動部ハウジング１３内に冷却風が生成されると、その冷却風に吸引されて、通気孔１８ｃからハンドル部１２内に冷却風が流入する。流入した冷却風は制御基板２２の両表面に沿って流れて制御基板２２を冷却する。

図１０に示されるように、制御基板２２の部品搭載面３１には実装素子３２として上述したスイッチング素子が搭載され、反対側の部品搭載面３３には他の実装素子３７が搭載される。このように、部品搭載面３３に実装素子３７が搭載された制御基板２２は、その両方の表面に、樹脂シート４１が被覆される。この実装素子３７は、例えば、スイッチング素子を制御するマイクロプロセッサである。通電制御基板に搭載した実装素子を制御基板２２に搭載することができる。

図１１はさらに他の実施の形態であるインパクトドライバを示す一部切り欠き側面図であり、図１２は図１１の一部を示す拡大側面図である。

このインパクトドライバ１０ｅは、制御基板２２がハンドル部１２の端部のバッテリ接続部１２ａに配置されている。ハンドル部１２（バッテリ接続部１２ａ）内には、図１２に示されるように、係合リブ２７が設けられ、係合リブ２７には基板ケース２８が取り付けられており、バッテリ接続部１２ａに設けられたバッテリ端子部２９が基板ケース２８に突き当てられる。

ハンドル部１２（バッテリ接続部１２ａ）には通気孔１８ｄが設けられている。したがって、ファン１９により駆動部ハウジング１３内に冷却風が生成されると、その冷却風に吸引されて、通気孔１８ｄからハンドル部１２（バッテリ接続部１２ａ）内に冷却風が流入する。流入した冷却風は制御基板２２の両表面に沿って流れて制御基板２２を冷却する。

図１２に示されるように、制御基板２２の部品搭載面３１には実装素子として上述したスイッチング素子とコンデンサ３８とが搭載され、反対側の部品搭載面３３には他の実装素子３７（例えばマイクロプロセッサ）が搭載される。制御基板２２の両表面は、樹脂シート４１により覆われる。

上述のように、インパクトドライバにおける制御基板２２の配置形態には、制御基板２２がモータ１５の背面側に配置されるインパクトドライバ１０ａと、モータ１５の前面側に配置されるインパクトドライバ１０ｂと、モータ１５の外周面に配置されるインパクトドライバ１０ｃとがある。さらに、ハンドル部１２の中央部に制御基板２２が配置されるインパクトドライバ１０ｄと、ハンドル部１２のバッテリ接続部１２ａに制御基板２２が配置されるインパクトドライバ１０ｅとがある。いずれのインパクトドライバにおいても、制御基板２２は冷却風にさらされた状態となっており、制御基板２２に搭載されるスイッチング素子等の実装素子３２，３７は、冷却風により冷却される。しかも、実装素子３２，３７は制御基板２２の表面に設けられる薄い樹脂シート４１により覆われるので、図４に示したように、粘性樹脂を制御基板２２の表面に塗布する場合に比して、実装素子の放熱性を高めることができる。また、粘性樹脂４３を制御基板２２の表面に塗布する場合に比して、制御基板２２の組立作業性を向上することができる。

図１３〜図１６は、それぞれ制御基板２２の変形例を示す。図１３に示される制御基板２２は、リード線３４の接続端子３４ａが部品搭載面３１から突出しており、信号線３５の接続端子３５ａも部品搭載面３１から突出している。リード線３４と信号線３５は、制御基板２２の部品搭載面３３側から制御基板２２の貫通孔を貫通して制御基板２２に取り付けられている。それぞれの接続端子３４ａ，３５ａも、実装素子と同様に、樹脂シート４１により覆われている。したがって、樹脂シート４１を制御基板２２の表面に装着する操作によって、実装素子のみならず、接続端子３４ａ，３５ａも樹脂シート４１により覆われる。図１３は、ハウジング本体１１に設けられた係合リブ２７に取り付けられる形態の制御基板２２を示す。

図１４に示される制御基板２２においては、図１３に示されたリード線３４の接続端子３４ａと信号線３５の接続端子３５ａを樹脂シート４１により覆うようにした形態であるのに対して、それぞれの接続部つまり接続端子３４ａ，３５ａが粘性樹脂４５により覆われている。さらに、部品搭載面３３にも、リード線３４と信号線３５の接続部を覆うように粘性樹脂４５が塗布されている。

図１５に示される制御基板２２においては、図１４に示された粘性樹脂４５の外側は樹脂シート４１により覆われている。このように、粘性樹脂４５と樹脂シート４１とをリード線３４と信号線３５に付着すると、これらの接続強度をより高めることができる。

図１６は、図３に示した制御基板２２の変形例である。図３に示した制御基板２２においては１枚の樹脂シート４１により制御基板２２の表面を覆うようにしているのに対し、図１６に示す制御基板２２は、それぞれ長方形の第１と第２の２枚の樹脂シート４１ａ，４１ｂにより表面が覆われる。第２の樹脂シート４１ｂは第１の樹脂シート４１ａの上側に積層される。第１の樹脂シート４１ａの長辺の寸法をＬａ、短辺の寸法をＷａとし、第２の樹脂シート４１ｂの長辺の寸法をＬｂ、短辺の寸法をＷｂとすると、樹脂シート４１ａの長辺Ｌａは樹脂シート４１ｂの短辺Ｗｂよりも長く、樹脂シート４１ｂの長辺Ｌｂは樹脂シート４１ａの短辺Ｗａよりも長い。さらに、それぞれの樹脂シート４１ａ，４１ｂは相互に長辺が略直交する方向となっている。これにより、両方の樹脂シート４１ａ，４１ｂの長辺の端部の間の部分には、部品搭載面３１が露出される露出面となる。それぞれの露出面にはねじ部材２３が取り付けられるようになっている。

図３に示されるように、１枚の樹脂シート４１を制御基板２２に貼り付ける形態においては、ねじ部材２３が取り付けられる部分の部品搭載面３１を露出させるには、樹脂シート４１を異形に形成する必要がある。これに対し、図１６に示されるように、２枚の樹脂シート４１ａ，４１ｂを積層するようにすると、それぞれ長方形としたシンプルな形状の樹脂シート４１ａ，４１ｂにより制御基板２２の表面を覆うことができ、制御基板２２の組立製造を容易に行うことができる。

図１７は制御基板のさらに他の変形例を示す斜視図であり、図１８は図１７の断面図である。

この制御基板２２の表面には、図３に示した制御基板２２と同様に、実装素子３２であるスイッチング素子を覆うように樹脂シート４１が設けられており、樹脂シート４１には２つのヒートシンクつまり放熱部材４４が取り付けられている。放熱部材４４は金属製であり、底壁部４４ａと天壁部４４ｂとこれらに一体となった側壁部４４ｃとからなり、断面がコの字形状となっており、凹溝４４ｄを有している。２つの放熱部材４４はそれぞれの凹溝４４ｄが対向するように、制御基板２２の外周部に平行となって取り付けられており、両方の放熱部材４４の間で冷却風を案内する流路が形成される。放熱部材４４は樹脂シート４１に対して接着剤により固定するか、または制御基板２２に取り付けられるねじ部材により固定される。

このように、制御基板２２に放熱部材４４を取り付けると、スイッチング素子の放熱性をより高めることができる。放熱部材４４の形状としては、図示される形状のみならず、例えば、天壁部４４ｂを有しておらず、横断面形状がＬ字形状の放熱部材としても良く、底壁部４４ａのみを有する板状の放熱部材としても良い。制御基板２２の両方の表面を樹脂シート４１により覆うようにした形態においては、両方の表面に放熱部材４４を取り付けるようにしても良い。

図１９は電動工具としてのハンマドリルを示す一部切り欠き側面図であり、図２０は図１９の一部を示す拡大断面図である。

このハンマドリル１０ｆのハウジング本体１１は、先端工具が装着される先端キャップ５１が設けられた駆動部ハウジング１３を有し、駆動部ハウジング１３内には、先端工具に衝撃力を加えて回転駆動するための打撃機構が設けられている。駆動部ハウジング１３にはモータハウジング５２が設けられており、モータハウジング５２にはモータ１５が組み込まれている。駆動部ハウジング１３の後端部とモータハウジング５２の下端部との間には、後ハンドル部１２ａが設けられ、駆動部ハウジング１３の先端部には前ハンドル部１２ｂが設けられている。駆動部ハウジング１３、モータハウジング５２等によりハンマドリル１０ｆのハウジング本体１１が構成される。なお、本実施の形態のハンマドリル１０ｆは商用電源からの電力供給を受けて駆動する構成である。そのため、交流電圧を整流するための整流回路（例えばダイオードブリッジ回路）が必要となり、スイッチング素子よりも大きな実装素子３２が制御基板２２に搭載される。

モータハウジング５２にはモータ主軸５３に略平行となって制御基板２２が固定され、制御基板２２の部品搭載面３１には実装素子３２としてスイッチング素子や整流回路が搭載される。スイッチング素子が搭載された制御基板２２の表面は、樹脂シート４１により覆われている。モータハウジング５２に取り付けられるカバー５４には通気孔１８ｅが設けられており、モータハウジング５２の上端部には通気孔１８ｆが設けられている。なお、カバー５４はモータハウジング５２やハンドル部１２と一体に設けても良い。モータ主軸５３に取り付けられたファン１９により、通気孔１８ｅから流入して通気孔１８ｆから外部に排出される冷却風がハウジング本体１１内に生成される。冷却風は、矢印で示すように、制御基板２２に沿って流れるとともに、制御基板２２に搭載された実装素子３２に沿って流れる。これにより、制御基板２２に搭載される実装素子３２が冷却される。

図１９および図２０に示した制御基板２２の内面側には実装素子は搭載されておらず、外面側の部品搭載面３１にのみの実装素子が搭載されている。制御基板２２は、図１４に示したものと同様に、リード線３４と信号線３５の接続端部には粘性樹脂４５が塗布されている。

図２１は電動工具としての丸鋸盤を示す一部切り欠き平面図であり、図２２は図２１の一部を示す拡大断面図である。

丸鋸盤１０ｇは、基台５５に設けられた支持軸５６に揺動アーム５７が揺動自在に装着され、揺動アーム５７に取り付けられたモータハウジング５２内にはモータ１５が組み込まれている。モータ主軸５３は図示しない円盤状のカッターが取り付けられており、カッターは揺動アーム５７に設けられたブレードカバー５８内に配置されている。モータ１５のステータ１６の後端面には、インシュレータ２１を介して制御基板２２が取り付けられている。制御基板２２の部品搭載面３１には実装素子３２としてスイッチング素子が搭載され、スイッチング素子が搭載された制御基板２２の表面は、樹脂シート４１により覆われている。

モータハウジング５２の後端部に取り付けられたカバー５４には通気孔１８ｅが設けられ、モータハウジング５２の先端部には通気孔１８ｆが設けられている。モータ主軸５３に取り付けられたファン１９により、通気孔１８ｅから流入して通気孔１８ｆから外部に排出される冷却風がモータハウジング５２内に生成される。冷却風は、矢印で示すように、制御基板２２に沿って流れるとともに、モータ１５とモータハウジング５２の間の冷風通路を流れる。これにより、制御基板２２に搭載される実装素子とモータ１５が冷却される。

制御基板２２は、図３および図８に示されるものと同様に、中央部には貫通孔２４が形成されており、モータ主軸５３が貫通孔２４を貫通する。したがって、矢印で示すように、冷却風は、貫通孔２４からインシュレータ２１内に流入してステータ１６の内周面を通過し、モータ１５が冷却される。

図２４は電動工具としてのグラインダを示す一部切り欠き側面図であり、図２５は図２４に示された制御基板の断面図である。

このグラインダ１０ｈは、モータ１５が組み込まれるハウジング本体１１を有し、ハウジング本体１１の先端部には工具ヘッド６１が設けられている。工具ヘッド６１にはグラインダ（磁石）６２が着脱自在に取り付けられており、グラインダ（磁石）６２はモータ１５のモータ主軸５３により歯車機構を介して回転駆動される。ハウジング本体１１内には、基板ケース２８が取り付けられ、基板ケース２８には制御基板２２が固定される。制御基板２２の一方の部品搭載面３１には実装素子３２が搭載され、他方の部品搭載面３３には実装素子３７が搭載される。制御基板２２の両表面には、樹脂シート４１が設けられており、実装素子３２，３７は樹脂シート４１により覆われている。

ハウジング本体１１の先端部には通気孔１８ｇが設けられ、ハウジング本体１１の後端部には通気孔１８ｈが設けられている。モータ主軸５３に取り付けられたファン１９により、通気孔１８ｈから流入して通気孔１８ｇから外部に排出される冷却風がハウジング本体１１内に生成される。冷却風は、矢印で示すように、制御基板２２に沿って流れるとともに、モータ１５とモータハウジング５２の間の冷風通路を流れる。これにより、制御基板２２に搭載される実装素子３２，３７とモータ１５が冷却される。

図２６は制御基板の製造方法の一実施の形態を示す斜視図である。図２７（Ａ）〜図２７（Ｃ）および図２８（Ａ），（Ｂ）は、図２６に示した製造方法における工程図である。

制御基板２２に樹脂シート４１を被覆させるための制御基板２２の製造装置７０は、図２６に示されるように、台座７１を有し、この台座７１には図示しないヒータが加熱手段として設けられている。台座７１には複数本の位置決めピン７２が着脱自在に装着されており、位置決めピン７２の基端部には、台座７１に設けられた雌ねじ７３にねじ結合される雄ねじ部７４が設けられている。台座７１にはシート変形用の弾性体７５が設けられており、弾性体７５には位置決めピン７２が貫通する貫通孔７６が形成されている。この弾性体７５の表面は平坦な押圧面７７となっている。

制御基板２２の部品搭載面３１には、予め実装素子３２が取り付けられており、制御基板２２に設けられた配線には、実装素子３２の接続端子が溶接されている。制御基板２２には、位置決めピン７２が貫通する案内孔７８ａが形成されている。例えば、制御基板２２が電動工具のハウジング本体内（例えばモータ１５）にねじ止めされる場合には、ねじ部材が貫通するねじ孔を案内孔７８ａとして利用することができる。弾性体７５の押圧面７７には樹脂シート４１が配置される。樹脂シート４１には位置決めピン７２が貫通する案内孔７８ｂが形成されている。

実装素子３２が搭載された制御基板２２の表面に樹脂シート４１を被覆させるには、図２７（Ａ）に示されるように、弾性体７５の上に樹脂シート４１を配置する。この状態のもとで、図２７（Ｂ）に示されるように、制御基板２２を実装素子３２が搭載された表面側を樹脂シート４１に対向させて樹脂シート４１を介して弾性体７５に当接させる。次いで、図２７（Ｃ）に示されるように、プレス７９により制御基板２２を台座７１に向けて押し付ける。これにより、弾性体７５の押圧面７７と制御基板２２の表面との間に樹脂シート４１を介在させた状態のもとで、制御基板２２は弾性体７５に押し付けられる。このようにして、図２７（Ｃ）に示されるように、樹脂シート４１は弾性変形して実装素子３２の表面、側面および部品搭載面３１には、これらの面に樹脂シート４１が密着した状態となって制御基板２２の表面が被覆される。成形処理により樹脂シート４１が被覆された状態のもとで、制御基板２２を弾性体７５に押し付けた状態に一定時間保持すると、加熱手段が設けられた台座７１の熱が弾性体７５を介して樹脂シート４１に伝達され、熱硬化性の樹脂シート４１は加熱されて硬化される。

図２８（Ａ）は樹脂シート４１が硬化された後、位置決めピン７２を台座７１から取り外した状態を示す。弾性体７５と制御基板２２とに挟み込まれて弾性変形した樹脂シート４１は、案内孔７８ｂの内周面が弾性変形により雄ねじ部７４に接触するので、位置決めピン７２を回転させて台座７１から取り外すと、制御基板２２を容易に製造装置７０から取り出すことができる。ただし、位置決めピン７２を台座７１に取り付けた状態のままで、制御基板２２を製造装置７０から取り出すようにしても良い。

図２８（Ｂ）は、表面に実装素子３２が搭載された制御基板２２の表面に、樹脂シート４１が被覆された状態を示す。このように、樹脂シート４１は実装素子３２の側面にも密着した状態となって制御基板２２に被覆される。なお、図２６に示す製造装置７０においては、台座７１を固定側として、プレス７９を台座７１に向けて駆動するようにしているが、台座７１を上下動構造とし、制御基板２２に固定部材を突き当てるようにして、台座７１を制御基板２２に向けて移動させるようにしても良い。このように、弾性体７５に制御基板２２の表面を押し付けることで、弾性体７５が弾性変形して実装素子３２の形状に沿って樹脂シート４１を被覆することができる。実装素子３２の形状に沿って樹脂シート４１を被覆できるため、樹脂シート４１の表面積を稼ぐことができ、放熱効果を向上することができる。また、実装素子３２の形状に沿って弾性体７５が変形することで、実装素子３２と樹脂シート４２との間に隙間が形成されることを防止できるため、特に実装素子３２と制御基板２２との接続部分（実装素子３２と制御基板２２とがなす角部）に気泡が入り難く、樹脂シート４１が剥がれ難くすることができる。

図２９（Ａ）〜（Ｃ）は他の実施の形態である制御基板の製造方法を示す工程図である。

図２９に示す製造装置７０ａは、凹部８１が設けられた台座７１を有し、凹部８１にはシート変形用の弾性体７５が取り付けられている。弾性体７５の外周部に対応させて台座７１には逃げ溝８２が設けられており、さらに逃げ溝８２の外方には制御基板の外周部を覆う被覆用の弾性体８３が取り付けられている。台座７１には弾性体８３の外側に位置させて位置決め用のガイド突起８４が設けられている。

この製造装置７０ａを用いて制御基板２２の表面に樹脂シート４１を被覆させるには、図２９（Ａ）に示されるように、弾性体７５の押圧面７７に配置された樹脂シート４１に制御基板２２の表面を接触させるように、制御基板２２を樹脂シート４１の上に配置する。このときには、制御基板２２の外周面をガイド突起８４の内面に接触させるようにして制御基板２２が弾性体７５の上に配置され、制御基板２２の樹脂シート４１に対する位置決めが達成される。このように、図２６に示す製造装置７０においては、位置決めピン７２により制御基板２２の位置決めを行っているのに対し、図２９に示す製造装置７０ａにおいては、ガイド突起８４により制御基板２２の位置決めが行われる。ガイド突起８４の構造としては、制御基板２２の四辺に接触するように、平面四辺形の一体構造としても良く、複数のガイド突起８４を制御基板２２の外周面に対応させて台座７１に設けるようにしても良い。

樹脂シート４１を弾性体７５の押圧面７７と制御基板２２の表面との間に介在させた状態のもとで、プレス７９により制御基板２２を弾性体７５に押し付けると、樹脂シート４１により制御基板２２の表面が覆われて、実装素子３２の表面と側面とに樹脂シート４１が密着する。この状態のもとで、制御基板２２を弾性体７５に押し付けた状態に一定時間保持すると、加熱手段が設けられた台座７１の熱が弾性体７５を介して樹脂シート４１に伝達され、熱硬化性の樹脂シート４１は加熱され硬化される。

台座７１には制御基板２２の外周部を覆うように、被覆用の弾性体８３が設けられており、弾性体８３の表面は制御基板２２に当接する当接面となっているので、樹脂シート４１を介して弾性体７５に制御基板２２の表面を押し付けるときには、弾性体８３が制御基板２２の表面の露出部に当接し、樹脂シート４１が制御基板２２の外周部に迫り出すことがない。台座７１には逃げ溝８２が設けられているので、樹脂シート４１を介して弾性体７５に制御基板２２の表面を押し付けると、樹脂シート４１の外周部８５が逃げ溝８２の中に入り込むことになる。これにより、図２９（Ｃ）に示すように、制御基板２２の部品搭載面３１の外周部に対応する樹脂シート４１の外周部を部品搭載面３１から離すことができ、制御基板２２をその外周部で係合リブ２７等の係合溝に係合させる形態においては、係合リブ２７等に対して容易に制御基板２２を取り付けることができる。また、係合リブ２７等が樹脂シート４１に接触することを防止できるため、係合リブ２７等によって樹脂シート４１が擦れて剥がれることを抑制することができる。

樹脂シート４１の外周部８５を部品搭載面３１から離す必要のない場合には、逃げ溝８２を台座７１に設けることは不要である。また、制御基板２２の表面全体に樹脂シート４１を被覆させるときには、弾性体８３を台座７１に設けることは不要となる。さらに、上述した製造装置７０，７０ａは、台座７１に加熱手段が設けられているが、樹脂シート４１の成形処理と、樹脂シート４１の加熱硬化処理とを別々の装置によって行うようにしても良い。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、制御基板２２が搭載される電動工具としては、上述したインパクトドライバ等に限定されることなく、先端工具をモータにより駆動する形態の電動工具であれば、本発明を適用することができる。

１０ａ〜１０ｅ…インパクトドライバ、１０ｆ…ハンマドリル、１０ｇ…丸鋸盤、１０ｈ…グラインダ、１１…ハウジング本体、１２…ハンドル部、１３…駆動部ハウジング、１４…バッテリケース、１５…モータ、１９…ファン、２１…インシュレータ、２２…制御基板、２４…貫通孔、２６…係合部材、２７…係合リブ、２８…基板ケース、３１…部品搭載面、３２…実装素子、３３…部品搭載面、３４…リード線、３５…信号線、３６…通気流路、３７…実装素子、４１…樹脂シート、４２…通路、４３…粘性樹脂、４４…放熱部材、４５…粘性樹脂、５２…モータハウジング、５３…モータ主軸、５５…基台、５６…支持軸、５７…揺動アーム、５８…ブレードカバー、６１…工具ヘッド、６２…グラインダ（磁石）、７０…製造装置、７０ａ…製造装置、７１…台座、７２…位置決めピン、７５…弾性体、７６…貫通孔、７７…押圧面、７８ａ，７８ｂ…案内孔、７９…プレス、８１…凹部、８２…逃げ溝、８３…弾性体、８４…ガイド突起、８５…外周部。

Claims (16)

1. モータにより先端工具を駆動する電動工具であって、
   前記モータが組み込まれるハウジング本体と、
   部品搭載面に実装素子が搭載され、前記ハウジング本体内に配置される制御基板と、
   前記実装素子が搭載された前記制御基板の表面を前記実装素子にならって覆う熱硬化性の樹脂シートと、を有し、
   前記制御基板の前記表面をほぼ均一の厚さの前記樹脂シートで覆う、電動工具。
2. 前記制御基板の両方の表面に前記実装素子が搭載され、それぞれ前記実装素子が搭載された表面を前記樹脂シートで覆う、請求項１記載の電動工具。
3. 前記樹脂シートの厚さは、０．１５〜１．５ｍｍである、請求項１記載の電動工具。
4. 前記制御基板を前記モータに固定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動工具。
5. 前記制御基板の外周部に前記樹脂シートが被覆されない露出部を設け、前記露出部を介して前記制御基板を前記ハウジング本体に固定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動工具。
6. 前記制御基板に接続されるリード線の接続部を粘性樹脂により覆う、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動工具。
7. 前記粘性樹脂の外周面を被覆用の樹脂シートにより覆う、請求項６記載の電動工具。
8. モータにより先端工具を駆動する電動工具であって、
   前記モータが組み込まれるハウジング本体と、
   前記モータの駆動を制御する複数のスイッチング素子が部品搭載面に搭載され、前記ハウジング本体内に配置される制御基板と、
   前記複数のスイッチング素子を跨ぐように前記複数のスイッチング素子の外面の形状に沿って前記スイッチング素子を覆い、かつ前記制御基板の表面を覆う熱硬化性の樹脂シートと、を有し、
   前記制御基板の前記表面をほぼ均一の厚さの前記樹脂シートで覆う、電動工具。
9. 前記樹脂シートは、前記スイッチング素子の側面に密着する、請求項８記載の電動工具。
10. 前記樹脂シートにより覆われた前記複数のスイッチング素子の間に、冷却風が流れる通路を形成した、請求項８または９記載の電動工具。
11. 前記樹脂シートの表面に放熱部材を設けた、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の電動工具。
12. 実装素子が部品搭載面に搭載され、モータにより先端工具を駆動する電動工具に設けられる制御基板の製造方法であって、
    押圧面が設けられたシート変形用の弾性体の前記押圧面と、前記実装素子が搭載された前記制御基板の表面との間に、熱硬化性の樹脂シートを介在させた状態のもとで、前記制御基板を前記弾性体に押し付けて、前記制御基板の表面に前記樹脂シートを接触させ、
    前記表面に接触した前記樹脂シートを加熱して硬化する、制御基板の製造方法。
13. 前記弾性体を位置決めピンが取り付けられた台座に設け、前記制御基板と前記樹脂シートに前記位置決めピンが貫通する案内孔を設け、前記弾性体に対する前記制御基板と前記樹脂シートとを前記位置決めピンにより位置決めする、請求項１２記載の制御基板の製造方法。
14. 前記弾性体が設けられる台座に、前記制御基板の外周面を案内するガイド突起を設け、前記制御基板を前記弾性体の前記押圧面に前記樹脂シートを介して押し付けるときに、前記ガイド突起により前記制御基板を位置決めする、請求項１２記載の制御基板の製造方法。
15. 前記台座に前記樹脂シートの外周部に対応させて逃げ溝を設け、前記制御基板を前記弾性体の前記押圧面に前記樹脂シートを介して押し付けるときに、前記樹脂シートの前記外周部を前記逃げ溝に入り込ませる、請求項１４記載の制御基板の製造方法。
16. 前記制御基板の前記表面の外周部に当接する当接面を有し、前記制御基板を前記弾性体の前記押圧面に前記樹脂シートを介して押し付けるときに、前記制御基板の外周部を覆う被覆用の弾性体を、前記逃げ溝の外側に設けた、請求項１５記載の制御基板の製造方法。

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