JP2016221631A

JP2016221631A - 電動工具

Info

Publication number: JP2016221631A
Application number: JP2015110939A
Authority: JP
Inventors: 瀬川　和宏; Kazuhiro Segawa; 和宏瀬川; 西河　智雅; Tomomasa Nishikawa; 智雅西河
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2015-05-29
Publication date: 2016-12-28

Abstract

【課題】型枠を用いて硬化型樹脂により回路基板の全体を覆い、樹脂材部分をハウジングにて固定するようにした電動工具を提供する【解決手段】制御回路を搭載する回路基板３０を、硬化型樹脂材にて回路基板のほぼ全体をモールド成形して固め、固められた樹脂モールド４０を分割式のハウジング２にて挟持することにより回路基板をハウジングの壁面と接触しないように保持した。樹脂モールドの一部には、入力ボタンやＬＥＤ３４等を搭載する凸状の操作パネル部５０を形成し、操作パネル部をハウジングの開口部から外部に露出するように配置した。【選択図】図１

Description

本発明は、手持ち式の電動工具で用いられる回路基板のハウジングへの保持構造に関し、特に、ハウジングから露出するスイッチ部と表示部を含めた回路基板部分を樹脂にて一体にモールドするようにした電動工具に関する。

バッテリによる電力を利用してモータを駆動し、モータの回転力を動力伝達機構によって出力軸に取り付けられた先端工具に伝達する電動工具が広く用いられている。その一例として、特許文献１に記載されるようなインパクトドライバが知られている。図１６は特許文献１で知られているような従来の電動工具を説明するための部分断面図である。電動工具２０１のハウジング２０２は合成樹脂の一体成形によって製造され、左右中心の鉛直面にて左右方向に２分割できる。ハウジング２０２は、いわゆるガンタイプと呼ばれる形状であって、中心軸が前後方向に延びる筒状の胴体部２０２ａと、胴体部２０２ａの下方に略垂直方向に延びるハンドル部２０２ｂと、ハンドル部２０２ｂの下端に形成されるものであって電池パック２５を着脱可能に保持する電池取付部２０２ｃの３つの部分で構成される。

ハウジング２０２の胴体部２０２ａにはモータ４が収容され、モータ４の先端側には、モータ４の回転力を先端の出力軸６を介して先端工具に伝達するための図示しない動力伝達機構が設けられる。動力伝達機構は、電動工具がインパクトドライバの場合は例えば、遊星歯車減速機構等の減速機構部と、ハンマとアンビルを有する打撃機構部であり、ドライバドリルの場合は、例えば減速機構部とクラッチ機構部である。電動工具２０１では、モータの回転軸と、減速機構部の回転中心と、打撃機構部又はクラッチ機構部の回転中心と、出力軸６が一直線上に並ぶように配置される。モータ４はブラシレスＤＣモータであって、その後方側にはインバータ回路基板１６が設けられる。インバータ回路基板１６は略円盤状であって、モータ４の回転軸と直交する方向に延在し、モータ４のロータの回転位置を検出するための３つの回転位置検出素子１８と、６つのスイッチング素子１７が設けられる。

ハウジング２０２の電池取付部２０２ｃの内側には、図示しないマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と称する）等からなる制御回路を搭載するための回路基板３０が収容される。図示しないマイコンは６つのスイッチング素子１７により構成されるインバータ回路を駆動することにより、モータ４の回転を制御する。回路基板３０の表面及び裏面は、前後及び左右方向に延びるように、ほぼ水平に配置される。回路基板３０は、皿状又はトレイ状のケース２４０の内部にネジ止め等により配置され、その内部を液体状の樹脂を充填させてから硬化させた硬化型樹脂材２４５によって全体が固められる。ケース２４０は、外縁部分が上方に上がっていて、液体状の樹脂がこぼれないような形状であり、左右に分割式のハウジング２０２によって挟持されるようにして保持される。回路基板３０は、電池パック２５との接続端子１９と、スイッチ基板１１と、インバータ回路基板１６に接続するための電源線２０と、これらの基板の間との信号のやりとりを行うためのリード線２１等が接続される。これらの電源線２０とリード線２１等は、回路基板３０から略直交方向であって上方に延びるように位置づけられる。これは電源線２０とリード線２１を半田付けした後に回路基板３０をケース２４０の内部に配置して、その後に硬化型樹脂材２４５を充填させるためである。尚、硬化型樹脂材２４５を充填する前に回路基板３０と、電源線２０及びリード線２１との半田付け部分には、シリコン等の粘度の高い樹脂２４６が塗布される。回路基板３０の前方側の表面には、ＬＥＤ２３４が半田付けされる。ＬＥＤ２３４は別体部品からなる操作パネル２５０の空間部分に位置づけられる。操作パネル２５０はスイッチ等を収容する空間と枠部材があって、充填された硬化型樹脂材２４５がその空間部分に入らないようにブロックし、その空間の上部開口はシール状の保護シート２６１によって覆われる。硬化型樹脂材２４５は操作パネル２５０を載せた状態で充填することにより、操作パネル２５０の固定も同時に行う。操作パネル２５０は、ハウジング２０２に設けられた開口部２０３から外部に露出するように位置づけられる。

ハンドル部２０２ｂは作業者が片手で把持する部分であって胴体部２０２ａのすぐ下側付近にはトリガスイッチ７が設けられ、トリガスイッチ７から前方側にトリガレバー８が露出し、トリガレバー８の上方には正逆切替えスイッチ９が設けられる。トリガレバー８の上方には、先端工具の先端付近を照射するためのＬＥＤ等の照射装置１０が設けられる。作業者がトリガレバー８を指で引くことにより、内蔵されたモータ４が起動し、出力軸６が回転する。出力軸６には十字形のビット（図示せず）等が取付けられ、ネジ締め作業などに使用される。

図１７は図１６の操作パネル部２５０を上側から見た図である。ハウジング２０２の電池取付部２０２ｃ−１と電池取付部２０２ｃ−２の分割面に開口部２０３が形成される。操作パネル部２５０の上面部は開口部２０３から外部に露出する。操作パネル部２５０にはスイッチのボタン部分の上面全体、及び、後述するＬＥＤ部分の全体を覆うように保護シート２６１が貼りつけられる。保護シート２６１には、光を透過させる半透明部分のＬＥＤ表示窓２６４、２６５と、２つのスイッチ押圧面２６２、２６３が設けられる。

特開２０１４−１２１７６５号公報

従来の構成では、操作パネル２５０を回路基板３０においた状態でケース２４０内にウレタンなどの粘度の低い硬化型樹脂材２４５が流入するが、操作パネル２５０と回路基板３０との密着性が悪いと、図示しないボタン型スイッチの周囲やＬＥＤ２３４の周囲に硬化型樹脂材２４５が入り込んでしまうことがあるので、操作パネル２５０部分の製造の困難度が高かった。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、回路基板を硬化型樹脂によって全体を覆い、硬化型樹脂材部分をハウジングによって固定することにより強度を高めて耐久性を向上させた電動工具を提供することにある。
本発明の他の目的は、ハウジングの開口部から外部に露出する操作パネルを、回路基板を覆う硬化型樹脂によって一体に製造することにより部品点数を減らした電動工具を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ボタン型スイッチの周囲およびボタン型スイッチのランド脚に、シリコンなどの硬化型樹脂材を塗布せずに粘度の低い硬化型樹脂材を直接充填できるようにした電動工具を提供することである。

本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。
本発明の一つの特徴によれば、モータと、モータの回転力を先端工具に伝達する動力伝達機構と、モータの回転を制御する制御回路と、これらを収容するハウジングを有する電動工具において、ハウジングは分割式に構成され、制御回路を搭載する回路基板を、例えば型枠を使って硬化型樹脂材にて回路基板のほぼ全体をモールド成形して固め、固められた樹脂モールドを分割式のハウジングにて挟持することにより回路基板がハウジングに固定されるように構成した。このモールド成形の際に、型枠を用いて位置合わせ部を除いた表面及び裏面の全体を硬化型樹脂材にて覆うようにモールド成形されると良い。このように、回路基板をモールド成形すると共に、モールドされたものをハウジングにより挟持することによって、回路基板はハウジングの壁面と接触しないように保持されるので、回路基板の防水性と防塵性がきわめて良好となり、電動工具の信頼性と耐久性が大きく向上する。

本発明の他の特徴によれば、樹脂モールドの外縁部に、ハウジングの内側に形成される凹部又は凸部に対応する凸状の固定用リブ又は凹部が形成される。また、回路基板から略直交方向に配線が延び、配線が半田付けで接続された状態（又はコネクタを介して接続された状態）で、その接続部分を含むようにモールド成形される。ハウジングは、前後方向に延びる筒状の胴体部と、胴体部から下方に延びるハンドル部と、ハンドル部の下部に設けられる電池取付部を含んで構成され、電池取付部には着脱可能な電池パックが装着され、回路基板は、電池パックの装着方向と略平行になるように配置される。

本発明のさらに他の特徴によれば、ハウジングはモータの回転軸を含む面で分割され、樹脂モールドの近傍に分割面を跨ぐようにしてハウジングの開口部を設け、樹脂モールドの一部に、制御回路への入力ボタン、及び／又は、制御回路からの出力手段を搭載する凸状の操作パネル部を形成し、操作パネル部が開口部から外部に露出するように配置される。また、操作パネル部に入力ボタンを構成するスイッチを配置するための凹部をモールド成形により形成し、凹部の開口の上を覆うように保護シートを貼ることによりスイッチの操作を可能とした。さらに、スイッチの周囲を保護カバーで覆うようにした。保護カバーを設けたことにより、硬化型樹脂材を型枠を用いて硬化させる際に、シリコンなどの粘度の高い硬化型樹脂材を塗布することが省略されて、ボタン型スイッチにウレタンなどの粘度の低い硬化型樹脂材が流入することを防止することができる。この際、保護カバーはゴムなどの弾性体であって、ボタン型スイッチの周囲および、ボタン型スイッチの上面の一部を覆うようにすると良い。また、保護シートが破けた場合、水滴や、埃などがボタンスイッチの内部に侵入することを抑止できる。

本発明によれば、回路基板の全体を樹脂にてモールドするようにしたので、信頼性の高い電動工具を実現することができる。

本発明の実施例に係る電動工具１の全体を示す側面図（一部断面図）である。図１の操作パネル部５０の拡大図である。図１の電池取付部２ｃの断面図であり、樹脂モールド４０の詳細を説明するための図である。図３のＡ−Ａ部の断面図であり、電池パック２５を外した状態である。図１の樹脂モールド４０の単体形状を示す上面図である。図１の樹脂モールド４０の製造工程を説明するための模式図である（その１）。図１の樹脂モールド４０の製造工程を説明するための模式図である（その２）。第一の実施例の第一変形例に係る樹脂モールド４０を説明するための断面図である。第一の実施例の第二変形例に係る樹脂モールド８０を説明するための断面図である。第一の実施例のスイッチ部分の樹脂モールド９０を説明するための断面図である。図１０のスイッチ３３の単体形状を説明するための斜視図である。第一の実施例の第三変形例に係る樹脂モールド９０を説明するための断面図である。本発明の第２の実施例に係る樹脂モールド１４０の操作パネル１５０の部分断面図である（その１）。本発明の第２の実施例に係る樹脂モールド１６０の操作パネル１５０の部分断面図である（その２）。本発明の第２の実施例に係る樹脂モールド１８０の操作パネル１５０の部分断面図である（その３）。従来の電動工具２０１の全体を示す側面図（一部断面図）である。図１６の操作パネル２５０を上側から見た図である。従来の電動工具におけるスイッチ３３３の取付構造を説明するための図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後左右、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。

図１は本発明の実施例に係る電動工具１の全体を示す側面図（一部断面図）である。ここで、図１６で説明した従来の電動工具２０１との違いは、回路基板３０のハウジング２への固定方法である。ハウジング２は、中心軸が前後方向に延びる筒状の胴体部２ａと、胴体部２ａの下方に略垂直方向に延びるハンドル部２ｂと、ハンドル部２ｂの下端に形成されるものであって電池パック２５を着脱可能に保持する電池取付部２ｃの３つの部分で構成される。胴体部２ａの先端側には、動力伝達機構を収容するための金属製のハンマケース５が設けられる。従来の電動工具２０１（図１６参照）では回路基板３０をケース２４０に収容して固定した後に、ウレタンなどの粘度の低い硬化型樹脂材２４５を充填して硬化させる。その状態のケース２４０をハウジング２０２に固定するようにした。これに対して本実施例ではケース２４０を用いずに型枠を使って硬化型樹脂材にて回路基板３０の全体を埋め込むようにモールド成形して固め、固まった樹脂モールド４０を型枠から取り出して、それをハウジング２の内部に設けられた保持構造へ嵌め込みなどで、直接挟持して固定するようにした。図１において樹脂モールド４０の外形は、図１６のケース２４０と同寸法、同形状にて製造されるので、従来の電動工具２０１のケース２４０の部分を樹脂モールド４０に置き換えることができる。

本実施例では、ハウジング２の外部に露出する操作パネル部５０も回路基板３０を覆う硬化型樹脂材と一体的に製造される。操作パネル部５０は、回路基板３０への入力ボタン（後述）や回路基板３０からの出力手段となるＬＥＤ３４等を搭載するために形成され、ハウジング２の開口部３から凸状部分（操作パネル部５０）の上面が露出するように配置される。図１ではＬＥＤ２４を収容する空間（硬化型樹脂材が充填されない部分）が形成され、その空間を外側から保護シート６１を貼り付けることによって覆ったものである。保護シート６１には、操作ボタンの位置を示すものとＬＥＤ等の表示ランプの表示窓の役割を果たすフィルム状のカバーである。保護シート６１は、その裏面側にのり材が設けられたシールにすれば、保護シート６１を操作パネル部５０に容易に貼り付けすることができる。

回路基板３０の延在する面とほぼ平行になるように、電池パック２５が装着される。電池パック２５の装着方向２７は前方から後方側となり、電池パック２５を取り外す場合は後述するリリースボタン２６を押しながら電池パック２５を後方から前方側にスライドさせる。電池パック２５はニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の２次電池を収容したものであり、電池パック２５の図示しない接続端子が、電池取付部２ｃの下面側に設けられた接続端子１９と接触することによりモータ４に駆動電力が供給され、制御回路に電力が供給される。

図２は図１の操作パネル部５０の拡大図である。ハウジング２は、胴体部２ａから電池取付部２ｃにかけてすべてが、右側と左側に２分割されるように形成される。このため、電池取付部２ｃ−１と電池取付部２ｃ−２の分割面４８が存在することになる。その分割面４８は、モータ４の回転軸を通る鉛直面となる。樹脂モールド４０の近傍の電池取付部２ｃ−１と２ｃ−２にはそれぞれ開口部３が形成され、開口部３は分割面４８と交差し、分割面４８を跨ぐように左右に延びる形状とされる。操作パネル部５０の上面部の外縁は、電池取付部２ｃ−１と２ｃ−２の開口部３によって隙間がほぼないように挟持される。操作パネル部５０の上面は角落としがされた略長方形であって、操作パネル部５０の外縁よりもやや内側に、所定の距離を隔てる外縁を有するものであって、後述するスイッチのボタン部分の上面全体、及び、後述するＬＥＤ部分の全体を覆うように保護シート６１が貼りつけられる。保護シート６１には、分割面と一致する位置に前後に配置された光を透過させる半透明部分のＬＥＤ表示窓６４、６５と、ＬＥＤ表示窓６４、６５を挟むようにして左右側に配置された２つのスイッチ押圧面６２、６３が設けられる。スイッチ押圧面６２、６３は上下方向に僅かに移動可能であり、それを押すことにより後述するスイッチの操作が行われる。

図３は図１の電池取付部２ｃの断面図であり、樹脂モールド４０の詳細を説明するための図である。図４は図３のＡ−Ａ部の断面図である。樹脂モールド４０は回路基板３０の表面（上面）と裏面（下面）を所定の厚さ（高さｈ）で硬化型の樹脂にて固めるものである。樹脂モールド４０の前方側には、厚みが増されて上方へ突出するように形成された操作パネル部５０が形成される。樹脂モールド４０は、回路基板３０へ搭載する素子を半田付け等にて固定し、モータ４への電力を供給する電源線２０やトリガスイッチ７の信号を検出したりするリード線２１、２２を接続して、回路基板３０を動作可能状態にした後に樹脂にてモールド成形を行う。成形された樹脂モールド４０は、分割式のハウジング２によって挟持させて固定するために、左右方向に突出する位置決め及び固定用のリブ４１ａ、４１ｂが設けられ、ハウジング２（電池取付部２ｃ−１と２ｃ−２）の内壁部分には、リブ４１ａ、４１ｂを嵌合させるための凹部３ｃや図示しない他の凹部が形成される。なお、リブ４１ａ、４１ｂを凹部とし、凹部３ｃ等をリブ（凸部）としても良い。電池取付部２ｃ−２側の側面には、小型のスイッチ基板３８が鉛直方向に配置され、ここにスイッチ３９が搭載される。小型のスイッチ基板３８も樹脂モールド４０に内部にほぼ全体が含まれるようにモールド成形される。

操作パネル部５０は、樹脂モールド４０の高さｈ部分よりも上方に突出するように形成される。図４の方向から理解できるように、操作パネル部５０の上面は、ハウジング２の電池取付部２ｃの上面輪郭と同様に山状のわずかに傾斜が設けられる。電池取付部２ｃの下端付近の内壁部分には、電池パック２５の装着を案内するためであって、電池パック２５に形成されたレールと嵌合するレール溝３ａ−１と３ａ−２が設けられる。このようにハウジング２による樹脂モールド４０部分の挟持によって、回路基板３０はハウジング２の内側の壁面とは接触しないように保持されることが理解できよう。尚、図４においては図１に示した接続端子１９とその取り付け基台部分の図示は省略されている。

図５は樹脂モールド４０の単体形状を示す上面図である。ここでは樹脂モールド４０の中に埋没される回路基板３０を点線にて示している。樹脂モールド４０は、上面視において回路基板３０よりも所定の距離だけ大きいように形成している。回路基板３０には、例えば、ボタン型のスイッチ３３、３４、ＬＥＤ３４、３５、その他の図示しない電子素子が搭載されている。回路基板３０の左右両側には、モールド成形時に型枠との位置合わせ用に用いられる四角い切り欠き３７ａ、３７ｂが形成される。この切り欠き部分には樹脂モールド４０の窪み４４ａや切り抜き穴４４ｂから一部回路基板３０が露出するだけで、それ以外のほぼ全体が樹脂にて覆われることになる。回路基板３０の露出する部分は、ハウジング２の内壁部分に非接触状態で固定する。そうすると樹脂の持つ弾力性によって回路基板３０には応力や振動が直接加わらないので、回路基板３０の信頼性と耐久性を高めることができる。また、回路基板３０が露出する一部分は、モールド成形後に樹脂にて覆うようにすれば回路基板３０の防水性能及び防塵性能をきわめて高くする事ができる。

図５では操作パネル部５０には保護シート６１が貼られていない状態を示している。ここでは上面から見て複数の窪み５２〜５５が形成され、窪み５２と５３の内部には押しボタン式のスイッチ３２、３３が位置する。また、窪み５４、５５の内部にはＬＥＤ３４、３５が位置する。樹脂モールド４０の外縁部、特に前方の中央部には凸状の固定用のリブ４３が設けられ、前方の左右角部付近には同じく固定用の凸状のリブ４１ａ、４１ｂが設けられる。樹脂モールド４０の左側には、さらに小型のスイッチ基板３８が鉛直方向に設けられ、そこに薄型のソフトタッチ式のスイッチ３９が設けられる。スイッチ３９としてはタクタイルスイッチを用いることができ、このスイッチの上面もハウジング２に形成された開口部（図示せず）から外部に露出するように位置づけられ、シール状の保護シート（図示せず）にて保護するように構成すると良い。

回路基板３０から上方に延びる電源線２０とリード線２１、２２等の配線群は、回路基板３０の中央付近の一カ所に集めて配置される。配線群は回路基板３０から延びるように配置されるが、これは樹脂モールド４０の製造方法が、上下に分割される型枠を使用することに起因する。

次に図６及び図７を用いて、樹脂モールド４０の成形手順を説明する。ここでは、説明の都合から実施例に用いる回路基板３０の代わりに、シンプルな形状の回路基板１３０を用いている。但し、配線群１３１の配置位置や上方に延びるように接続される点は本実施例の回路基板３０と同様である。モールド成形を行うためには、回路基板１３０を覆うための上側型枠１０１と下側型枠１１１の２つを準備し、それらの型枠の間に回路基板１３０を位置づける。この位置づける回路基板１３０の表面及び裏面には、図示しないマイコン、コンデンサ素子、抵抗素子、スイッチ素子、ＬＥＤ素子等の全ての電子素子が実装された後である。また、回路基板１３０の上面側（表面側）には、電力の供給を行う電力線と各種信号のやりとりを行うリード線等を含む配線群１３１が接続される。配線群１３１は回路基板１３０の表面から略直交方向に延在するように配置されるが、ここでは電力線の端部やリード線の端部を回路基板１３０に直接半田付けすることにより固定される。尚、配線群１３１の一部又は全部を、接続用のコネクタを介して回路基板１３０に固定するようにしても良い。

下側型枠１１１には、樹脂で満たされる窪み１１２が形成され、窪み１１２内の複数の箇所には、モールド成形の際に回路基板を保持するための３つのランド１１３〜１１５が設けられる。図６の下側型枠１１１は、モールド成形工程を説明するために模式的に描いた図であるため、窪み１１２の大きさ、形状と、ランド１１３〜１１５の位置、大きさ等は図１の樹脂モールド４０を作るものとは異なることに注意されたい。ランド１１３〜１１５は３点支持によって回路基板１３０を固定するものであるが、これらを設けるのはモールド成形工程において回路基板１３０が上側型枠１０１と下側型枠１１１からずれないように保持するためであるので、そのモールド成形時に回路基板１３０がずれないように保持できるならば、ランド１１３〜１１５の数、位置、大きさ等は任意に設定して良い。下側型枠１１１の樹脂で満たされる窪み１１２の内部には、開口部や貫通穴等は設けらない。

上側型枠１０１は、液体状の樹脂を流し込むための貫通穴１０４が設けられる。また、回路基板１３０から上方に延びる配線群１３１を貫通させるための略長方形の開口部１０３が設けられる。開口部１０３はモールド成形前に配線群１３１を貫通させ、モールド成形後に配線群１３１を取り外すために必要最小限の大きさとすることが好ましい。尚、上側型枠１０１に複数の開口部１０３を設けるようにしても良いが、配線群１３１を１カ所に束ねることにより開口部１０３の数が１つで済むように構成すると好ましい。上側型枠１０１の内側部分には、窪み１１２と同様の窪み１０２（図７で後述）が形成される。

図７（１）は上側型枠１０１と下側型枠１１１の開口部側を対向するように合わせて型枠を締めた状態を、縦断面図で示したものである。上側型枠１０１の内側には、窪み１０２が形成され、窪み１０２の前方側にはさらに、成形物が上方に向けて凸状になるように凹部１０５が形成される。凹部１０５は、上側型枠１０１の開口面（接合面）側から見た場合に凹状に形成されるもので、この部分が硬化することによって操作パネル部５０が形成される。凹部１０５にはスイッチやＬＥＤ等を収容する空間を形成するための凸部や中子を形成すると良い。尚、図７のように上側型枠１０１と下側型枠１１１を水平においた状態で溶融した硬化型樹脂材（例えば熱可塑性樹脂）を射出圧力（例えば０．０５〜５ＭＰａ）により貫通穴１０４から注入して窪み１０２、凹部１０５、窪み１１２に充填し、常温で固めた状態とする。充填される樹脂は、ポリアミドなど、非導電材料であって、十分な強度をもち、ある程度の弾力性を有する材料を選択すれば、モールドされる回路基板１３０を電動工具の稼働中の振動や、水分等の影響から効果的に保護することが可能となる。

図７（２）は流し込んだ樹脂が十分固まって、上側型枠１０１と下側型枠１１１を取り外した状態の樹脂モールド１４０を示した図である。ここでは樹脂モールド１４０は直方体の先端部分が上方に凸状に延びる操作パネル部１４５が設けられた程度のシンプルな形状であるが、公知のモールド成形技術を用いれば樹脂モールド１４０の形状、特に外縁形状を工夫して複数のリブ（図５のリブ４１ａ、４１ｂ、３４）を設けることや、図示しない凹部や凸部を形成することは容易である。尚、配線群１３１を回路基板１３０に対してコネクタ（図示せず）を用いて接続することも可能である。この場合は、コネクタと回路基板の接続部分の全体が樹脂に埋没するようにすると良い。

図８は、第一の実施例の第一変形例に係る樹脂モールド４０を説明するための断面図である。操作パネル部５０には内枠部材があって、その上に保護シート６１が貼付される。ここでは樹脂モールド全体を同じ色の樹脂とするのではなく、違う色にて構成することも可能である。この場合、図７（１）の上側型枠１０１の貫通穴１０４を２つ設け、樹脂を注入する圧力や量、貫通穴１０４の大きさを変えることにより成形することができる。例えば、ＬＥＤ３４によって照射された光が、樹脂４０ａの内部を貫通して拡散しないように、光の透過量を抑えた又は防いだ材質や色とすることが可能である。一方で、樹脂４０ｂにおいては、樹脂の充填状態や電子素子の損傷等を視認できるように透明又は半透明の樹脂を用いるように構成しても良い。このように、樹脂の色を適切に選択することにより、使用上の便宜、メンテナンス状の便宜を図ることが可能となる。

図９は第一の実施例の第二変形例に係る樹脂モールド８０を説明するための断面図である。図８で説明した光を樹脂４０ａに透過させないようにする考えと反対に、充填する樹脂４０ａに光を透過させるようにすることも可能である。回路基板７０には４つのＬＥＤ７６ａ〜７６ｄが設けられる。ここでは上側型枠に４つの凸部を設けることにより、ＬＥＤ７６ａ〜７６ｄの上部に設けられる４つの空間８１ａ〜８１ｄが形成される。空間８１ａ〜８１ｄはＬＥＤ７６ａ〜７６ｄから発光された光を通過させるための空間である。空間８１ａ〜８１ｄの前後左右は樹脂による壁部分となっている。また、空間８１ａ〜８１ｄの底面部分はＬＥＤ７６ａ〜７６ｄを薄く覆う程度に樹脂が充填され、ＬＥＤ７６ａ〜７６ｄの上面と空間８１ａ〜８１ｄの底面との距離は、光の透過性を考えて微小に、例えば０．５ｍｍ以下とすると良い。このようにＬＥＤ７６ａ〜７６ｄの上部も樹脂にて覆うようにしたために、ＬＥＤ７６ａ〜７６ｄが水や塵埃に晒される恐れがさらに低下するので、電動工具１の信頼性と耐久性をさらに向上させることができる。

図１０は第一の実施例のスイッチ部分の樹脂モールドを説明するための断面図である。回路基板３０にプッシュ式のスイッチ３３を半田付けして、モールド成形を行うことにより樹脂モールド９０を形成する。スイッチ３３の上方にはボタン部３３ａが上方に突出し、その上部に保護シート９６が貼られることにより操作パネル部８５が形成される。保護シート９６を押すと、押しボタン式のスイッチ３３が押される構造となっている。ここで、モールド成形によって上面に押しボタン式のボタン部３３ａを有するスイッチ３３を用いる場合には、使用するスイッチ形式によっては不具合が生ずる場合がある。ここで図１１の斜視図を用いてボタン型のスイッチ３３の外観形状を説明する。

図１１においてスイッチ３３は、４面の側面部３３ｂを有する略直方体の合成樹脂製の筐体の上部に上下方向にストロークを有し、スイッチのオン又はオフを規定するボタン３３ａが配置され、筐体の下部には、基板とハンダ付けするための金属製の４つのランド脚３３ｃを有する。ランド脚３３ｃの数は、スイッチの極数によっても変わるので、４本に限定されるものではない。スイッチ３３の側面には小さな開口部３３ｄがある。開口部３３ｄは、ボタンスイッチの外郭をなす表面にある隙間などであって、かしめ作業を行うような製造工程や組立構造のために必要とされるものである。スイッチ３３の開口部３３ｄは、何のために設けられるかは特に区別しないので、ここではスイッチ３３の外郭をなす表面にある隙間なども開口部と称する。このような開口部３３ｄを有するスイッチ３３の周囲に、ウレタンなどの粘度の低い硬化型樹脂材が充填されると、開口部３３ｄからスイッチ３３の内部に樹脂材が流入してしまう恐れがあり、その結果、ボタン３３ａが動作しなくなることがある。この対策として従来は、ウレタンなどの粘度の低い硬化型樹脂材をケースに充填する前に、予め、開口部３３ｄを含むスイッチ３３の周囲およびランド脚３３ｃに、開口部３３ｄから内部に流入しない程度の粘度の高い硬化型樹脂、例えばシリコンを塗布する。この塗布する状態を示すのが図１８である。図１８は従来の電動工具におけるスイッチ３３３の取付構造を説明するための図である。スイッチ３３３を搭載した回路基板３３０は、トレイ状のケース３４０の内部に配置され、樹脂３４５が充填されるがその前に、スイッチ３３３の周囲に粘度の高い硬化型封止材３３８を充填する。この硬化型封止材３３８を塗布する方法はディスペンサーなどの塗布器具を使って手作業で行われるが、粘度が高いために塗布性が悪く、塗布作業に手間がかかる。また、シリコンなどの粘度の高い硬化型封止材３３８は、塗布体積にバラつきが出てしまい、塗布体積が大きい場合は質量管理してケースや型枠等に投入するウレタンなどの硬化型樹脂材３４５が、型枠から溢れ出してしまい、生産効率を悪化させる問題があった。逆に、塗布体積が少ない場合は、ウレタンなどの粘性の低い硬化型樹脂材が型枠内に十分に充填できない恐れもあった。

そこで本実施例の改良例では、図１２に示すようにボタン型のスイッチ３３を回路基板３０に実装した後に、スイッチ３３の周囲を、スイッチ３３の周囲形状にならうように別途製造された保護カバー９８をかぶせて覆った後に、モールド成形するように構成した。保護カバー９８は、ゴムなどの弾性体によって構成すると良く、スイッチ３３の本体ハウジングの４つの側面部３３ｂとボタン部３３ａの周囲の上面の一部を覆うようにした。このように保護カバー９８を設けたことによって、スイッチ３３のランド脚３３ｃの半田付けの後に、シリコンなどを塗布する作業が省略できる。

以上、第一の実施例では、操作パネル部５０をも含めてモールド成形にて製造するようにしたが、操作パネル部の製造方法を図１６で説明した従来の製造方法と同様の方法とすることも可能である。

図１３は本発明の第二の実施例に係る樹脂モールド１４０の操作パネル１５０の部分断面図である（その１）。回路基板１３０には、ボタン型のスイッチ１３３が実装され、スイッチ１３３のランド脚１３３ｃがハンダ付けされる。スイッチ１３３の側面全体およびランド脚１３３ｃには、それらの形状にならうように別途造られた保護カバー１６３が設けられる。保護カバー１６３は、スイッチ１３３の側面およびスイッチ１３３のランド脚１３３ｃの形状にならうようにゴムによって製造されたものである。この保護カバー１６３をスイッチ１３３に設けたあとに、回路基板１３０の上側に別体式の操作パネル１５０を載せる。次にこれら操作パネル１５０を載せた回路基板１３０を上側型枠と下側型枠の間に挟み込んで硬化型樹脂材にてモールド成形することにより操作パネル１５０が樹脂モールド１４０部分と連結される。操作パネル１５０は回路基板１３０と密接するように構成され、スイッチ１３３のボタン１３３ａが位置する部分に貫通穴が形成され、貫通穴を通してボタン１３３ａが上方に突出する。操作パネル１５０の上面にはシール状の保護シート１６１が設けられ、保護シート１６１を押すとボタン１３３ａが押される構造である。操作パネル１５０の底面付近には液体状の硬化型樹脂材が操作パネル１５０の内部空間に入り込むようにした図示しない切欠き部が形成される。この切欠き部を介して流入した硬化型樹脂材は、保護カバー１６３によってスイッチ１３３の内部空間側には流入しないように防御されるので、スイッチ１３３の開口部３３ｄに低粘度の硬化型樹脂材が流入することによる動作異常を防止できる。

図１４は本発明の第二の実施例に係る樹脂モールド１６０の操作パネル１５０の部分断面図である（その２）。図１３と異なるのはスイッチ１３３の筐体部分の高さが低いものであって、それに合わせて保護カバー１６５の形状が異なっている。保護カバー１６５は、スイッチ１３３の側面の全てと、上面の周辺部分、および、スイッチ１３３のランド脚１３３ｃの形状にならうようにゴムによって製造されたものである。ボタン１３３ａと保護カバー１６５の間には所定の距離を有するように構成されるので、スイッチ１３３の動作をスムーズに行うことができる。

図１５は本発明の第二の実施例に係る樹脂モールド１８０の操作パネル１５０の部分断面図である（その３）。ここでは保護カバー１８５の形状が図１４に示した保護カバー１６５と異なり、保護カバー１８５はボタン１３３ａの部分まで含めてスイッチ１３３の周囲形状にならうような形状で製造した。材質はゴム又はシリコン等の弾性力のある絶縁体であり、保護カバー１８５の下部はランド脚１３３ｃに沿って変形して成形、又は、変形するような弾力性を持たせて、保護カバー１８５の上側が操作パネル１５０によって押さえつけられて、保護カバー１８５の下面が回路基板１３０に良好に密接する。本実施例においては、スイッチ１３３の上面の全体であって、特にボタン１３３ａの周囲部分も含めて覆うことにより、スイッチ１３３の開口部から硬化型樹脂材が流入することを防止できる。さらに、保護シート１６１が破けた場合に、水滴や、埃などがスイッチ１３３の内部に直接侵入することを抑止できる。

以上説明したように、第二の実施例では操作パネル１５０と樹脂モールドを別体式で構成するように構成する際に、スイッチ１３３の内部に樹脂が入り込むことを効果的に防止することができる。尚、第二の実施例に係る保護カバー１６５、１８５は型枠を用いて、第一の実施例のように粘度の低い硬化型封止材を充填したホットメルト型の回路基板組み立て方法においても同様に適用できる。この場合、型枠にセットする前に保護カバーをスイッチにかぶせれば良い。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施例によるモールド成形方法は、ハンドル部２ｂの下側に配置される制御回路用の回路基板３０に適用したが、モータ４の後側に配置されるインバータ回路基板１６に応用して、インバータ回路基板ほぼ全部または、スイッチング素子１７の一部を除いた部分を覆うようにモールド成形しても良い。また、スイッチ基板１１をモールド成形するようにしても良い。さらに、樹脂モールドをハウジングで挟持することにより回路基板を固定する方法は、ガンタイプ型のハウジングを有するインパクトドライバ等だけで無く、筒状のハウジングを有するグラインダ、カッターや、その他の分割式又は組み立て式のハウジングを有する電動工具における回路基板の固定方法に適用しても良い。

１電動工具２ハウジング
２ａ胴体部２ｂハンドル部
２ｃ電池取付部３開口部
３ａ−１、３ａ−２レール溝３ｃ（ハウジング内壁の）凹部
４モータ５ハンマケース
６出力軸７トリガスイッチ
８トリガレバー９正逆切替えスイッチ
１０照射装置１１スイッチ基板
１６インバータ回路基板１７スイッチング素子
１８回転位置検出素子１９接続端子
２０、２３電源線２１、２４リード線
２５電池パック２６リリースボタン
２７（電池パックの）装着方向３０回路基板
３２、３３スイッチ３３ａボタン部
３３ｂ（本体ハウジングの）側面部３３ｃランド脚
３３ｄ開口部３８スイッチ基板
３９スイッチ４０樹脂モールド
４０ａ、４０ｂ樹脂４１ａ、４１ｂリブ
４３リブ４４ａ窪み
４４ｂ切り抜き穴４８（ハウジングの）分割面
５０操作パネル部５２〜５５窪み
６１保護シート６２、６３スイッチ押圧面
６４、６５ＬＥＤ表示窓７０回路基板
８０、９０樹脂モールド８２、９６保護シート
８５操作パネル部９８保護カバー
１０１上側型枠１０２窪み
１０３開口部１０４貫通穴
１０５凹部１１１下側型枠
１１２窪み１１３ランド
１２０度程度１３０回路基板
１３１配線群１３３スイッチ
１３３ａボタン１３３ｃランド脚
１４０樹脂モールド１４５操作パネル部
１５０操作パネル１６０、１８０樹脂モールド
１６１保護シート１６３、１６５保護カバー
１８５保護カバー２０１電動工具
２０２ハウジング２０２ａ胴体部
２０２ｂハンドル部２０２ｃ電池取付部
２０３開口部２３４ＬＥＤ
２４０ケース２４５硬化型樹脂材
２４６粘度の高い樹脂２５０操作パネル
２６１保護シート３３３スイッチ
３３８硬化型封止材

Claims

モータと、該モータの回転力を先端工具に伝達する動力伝達機構と、前記モータの回転を制御する制御回路と、これらを収容するハウジングを有する電動工具において、
前記ハウジングは分割式に構成され、
前記制御回路を搭載する回路基板を、硬化型樹脂材にて前記回路基板のほぼ全体をモールド成形して固め、
固められた樹脂モールドを分割式の前記ハウジングにて挟持することにより前記回路基板が固定されることを特徴とする電動工具。
前記回路基板は、前記回路基板の位置合わせ部を除いた表面及び裏面の全体を前記硬化型樹脂材にて覆うようにモールド成形され、
前記ハウジングによる前記樹脂モールド部分の挟持によって、前記回路基板は前記ハウジングの壁面と接触しないように保持されることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
前記樹脂モールドの外縁部に、前記ハウジングの内側に形成される凹部又は凸部に対応する凸状の固定用リブ又は凹部が形成されることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
回路基板から略直交方向に配線が延び、前記配線が半田付けで接続、又は、コネクタを介して接続された状態で、その接続部分を含むようにモールド成形されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電動工具。
前記ハウジングは、前後方向に延びる筒状の胴体部と、前記胴体部から下方に延びるハンドル部と、前記ハンドル部の下部に設けられる電池取付部を含んで構成され、
前記電池取付部には着脱可能な電池パックが装着され、
前記回路基板は、前記電池パックの装着方向と略平行になるように配置されることを特徴とする請求項４に記載の電動工具。
前記回路基板を、型枠を用いて硬化型樹脂材にて前記回路基板のほぼ全体をモールド成形したことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電動工具。
前記ハウジングは前記モータの回転軸を含む面で分割され、前記樹脂モールドの近傍に分割面を跨ぐようにして前記ハウジングの開口部を設け、
前記樹脂モールドの一部に、前記制御回路への入力ボタン、及び／又は、前記制御回路からの出力手段を搭載する凸状の操作パネル部を形成し、
前記操作パネル部が前記開口部から外部に露出するように配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電動工具。
前記操作パネル部に前記入力ボタンを構成するスイッチを配置するための凹部をモールド成形により形成し、
前記凹部の開口の上を覆うように保護シートを貼ることにより前記スイッチの操作を可能としたことを特徴とする請求項７に記載の電動工具。
前記スイッチの周囲を保護カバーで覆い、前記硬化型樹脂材を硬化させる際に、前記硬化型樹脂材が前記スイッチの内部に入らないようにすることを特徴とする請求項８に記載の電動工具。
前記操作パネル部は、前記樹脂モールドと別体式であって、
前記操作パネル部を前記回路基板に位置づけた後で、前記モールド成形により前記操作パネル部が前記樹脂モールドと連結されることを特徴とする請求項７に記載の電動工具。
上面にボタンが形成され、下面側に延びるランド脚を有するスイッチを搭載した回路基板と、前記回路基板の前記ランド脚の全体を硬化型樹脂材にて覆うようにモールド成形するようにした電動工具において、
前記スイッチの周囲を、前記スイッチの周囲形状にならうように絶縁体で造られた保護カバーで覆し、前記保護カバーで覆われた状態で前記モールド成形を行うことを特徴とする電動工具。
前記保護カバーは、前記スイッチの側面全体と、前記スイッチの上面の一部を覆うようにしたことを特徴とする請求項１１に記載の電動工具。
前記保護カバーが弾性体で一体に形成され、前記スイッチの周囲と前記ボタンの上面全体を覆うように構成されることを特徴とする請求項１２に記載の電動工具。
モータと、該モータの回転力を先端工具に伝達する動力伝達機構と、前記モータの回転を制御する制御回路と、これらを収容するハウジングを有する電動工具において、
前記制御回路を搭載する回路基板を、硬化型樹脂材にて前記回路基板のほぼ全体をモールド成形して固め、
固められた樹脂モールドの一部に、前記制御回路への入力ボタン、及び／又は、前記制御回路からの出力手段を搭載する凸状の操作パネル部を形成したことを特徴とする電動工具。
前記ハウジングは前記モータの回転軸を含む面で分割され、前記樹脂モールドの近傍に分割面を跨ぐようにして前記ハウジングの開口部を設け、
前記操作パネル部が前記開口部から外部に露出するように配置されることを特徴とする請求項１４に記載の電動工具。