JP2021084217A - 電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ及び制御部を有効に冷却する。【解決手段】ハンマドリル１０では、制御部８０が、板状のコントローラ回路基板８１を有している。コントローラ回路基板８１は、ハウジング１２の第１吸気口１５Ｂの前側に配置されて、側面視で、前側へ向かうに従い上側へ傾斜して配置されている。このため、第１吸気口１５Ｂからハウジング１２内に前側へ進入した冷却風ＣＡが、コントローラ回路基板８１によってガイドされて、モータ４０側に導かれる。したがって、冷却風ＣＡによって、制御部８０のコントローラ回路基板８１及びモータ４０を有効に冷却することができる。【選択図】図６

Description

本発明は、電気機器に関するものである。

下記特許文献１に記載のハンマドリルでは、モータ及び制御基板部がハウジング内に収容されている。また、モータの駆動軸の上端側の部分には、駆動軸と一体回転するファンが設けられている。さらに、ハウジングには、駆動軸の下端部の側方において吸気口が形成されており、ファンの側方において排気口が形成されている。これにより、吸気口からハウジング内に流入した冷却風を、上昇させて、排気口からハウジング側へ流出させることで、モータを冷却することができる。

国際公開公報２０１７/１４５６４３号

しかしながら、上記ハンマドリルでは、以下に示す点において改善の余地がある。すなわち、上記ハンマドリルでは、モータの後側に制御回路部が配置されている。このため、吸気口からハウジング内に流入された冷却風による制御回路部に対する冷却効果が低くなる可能性がある。

本発明は、上記事実を考慮して、モータ及び制御部を有効に冷却することができる電気機器を提供することを目的とする。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、駆動軸を有するモータと、前記駆動軸の駆動力が伝達されて駆動する先端工具と、前記駆動軸の駆動力が伝達されて回転し、空気流を生成するファンと、前記モータの駆動を制御すると共に、板状の第１制御基板を有する制御部と、前記モータ、前記ファン、及び前記制御部を内部に収容すると共に、前記ファンにより生成される空気流によって冷却風を内部に進入させる吸気口を有するハウジングと、を備え、前記第１制御基板は、第１方向において、前記モータと異なる位置に配置され、かつ、前記吸気口と重なる位置に配置され、前記吸気口は、前記第１方向と交差する第２方向に開口されており、前記第１制御基板が、前記第１方向及び前記第２方向に対して傾斜して配置されて、前記吸気口から前記第２方向に沿って前記ハウジングの内部へ進入した冷却風を、前記第１方向に沿う方向にガイドして、前記モータへ導くことを特徴とする電気機器である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記先端工具は、前記ハウジングの第２方向一方側の部分に配置され、前記吸気口が、第２方向他方側へ開口している電気機器である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記駆動軸が、前記第１方向で且つ前記先端工具の長手方向と直交する方向に延在されている電気機器である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記ハウジングの第２方向他方側の端部には、前記第１方向に延在されたハンドル部が設けられており、前記吸気口が、前記第１方向において、前記ハンドル部と異なる位置に配置されている電気機器である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記ハウジングには、前記モータに電力を供給するバッテリーパックが取付けられており、前記バッテリーパックは、第１方向において前記ハンドル部と隣接して配置されると共に、第２方向において前記吸気口と対向して配置されている電気機器である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記ハンドル部が、前記ハウジングに対して第２方向に相対移動可能に構成されている電気機器である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記第１制御基板は、第２方向一方側へ向かうに従い第１方向におけるモータ側へ傾斜して配置されている電気機器である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記ファンは、前記駆動軸に一体回転可能に設けられると共に、中心側から外周側へ空気を送る遠心ファンである電気機器である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記モータは、複数のステータコイルを含むブラシレスモータであり、前記制御部は、複数の前記ステータコイルの通電状態を切り替えるスイッチング素子を含む第２制御基板を備えており、前記第１制御基板は、複数の前記スイッチング素子を制御する制御回路を含み、前記第２制御基板が、前記第１方向において、前記モータと前記第１制御基板との間に配置されている電気機器である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記第１制御基板はコンデンサを含んでいる電気機器である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、駆動軸を有するモータと、前記駆動軸の駆動力が伝達されて駆動する先端工具と、前記駆動軸の駆動力が伝達されて回転し、空気流を生成するファンと、前記モータの駆動を制御すると共に、板状の第１制御基板を有する制御部と、前記モータ、前記ファン、及び前記制御部を内部に収容すると共に、前記ファンにより生成される空気流によって冷却風を内部に進入させる吸気口を有するハウジングと、を備え、前記第１制御基板は、第２方向において、前記モータと重なる位置に配置され、かつ、前記吸気口と異なる位置に配置され、前記吸気口は、前記第２方向に開口されており、前記第１制御基板が、前記第２方向に対して傾斜して配置されて、前記吸気口から前記第２方向に沿って前記ハウジングの内部へ進入した冷却風を、前記第２方向と交差する第１方向に沿う方向にガイドして、前記モータへ導くことを特徴とする電気機器である。

上記構成の電気機器によれば、モータ及び制御部を有効に冷却することができる。

第１の実施の形態に係るハンマドリルを示す左側から見た側面図である。 図１に示されるハンマドリルの右側から見た側面図である。 図１に示されるハンマドリルの内部を示す縦断面図である。 図１に示されるハンマドリルの第２ハウジング部の下端部を示す後側から見た断面図（図１の４−４線断面図）である。 図１に示されるハンマドリルの制御部の電気的構成を説明するための機能ブロック図である。 第１の実施の形態に係るハンマドリルの作動時における冷却風の流れを説明するための断面図である。 第２の実施の形態に係るインパクトドライバを示す左側から見た側面図である。

（第１の実施の形態）
以下、図１〜図６を用いて、第１の実施形態に係る「電気機器」としてのハンマドリル１０について説明する。ハンマドリル１０は、被加工物に対して穴あけ加工等を行う工具として構成されている。なお、図面に適宜示される矢印ＵＰ、矢印ＦＲ、矢印ＬＨは、ハンマドリル１０の上側、前側、左側を示している。以下の説明において、上下、前後、左右の方向を用いて説明するときには、特に断りのない限り、ハンマドリル１０の上下方向、前後方向、左右方向を示すものとする。そして、上下方向が本発明の「第１方向」に対応し、前後方向が本発明の「第２方向」に対応する。また、前側が、本発明の「第２方向一方側」に対応し、後側が、本発明の「第２方向他方側」に対応する。

図１〜図３に示されるように、ハンマドリル１０は、ハウジング１２と、ハウジング１２内に収容された、インナカバー３０と、モータ４０と、モータ４０の駆動力を先端工具Ｔへ伝達する伝達機構５０と、バッテリーパック７０と、モータ４０を駆動制御する制御部８０と、を含んで構成されている。また、ハンマドリル１０は、操作レバー６８を有しており、操作レバー６８が操作されることで、伝達機構５０における先端工具Ｔへの伝達経路が切替えられて、ハンマドリル１０が、先端工具Ｔに回転力を付与するドリルモード、又は、先端工具Ｔに回転力及び打撃力を付与するハンマドリルモードに切替わるように構成されている。以下、ハンマドリル１０の各構成について説明する。

（ハウジング１２について）
ハウジング１２は、中空状に形成されて、ハンマドリル１０の外郭を構成している。このハウジング１２は、ハウジング１２の前部を構成するフロントハウジング１３（広義には、「ハウジング本体」として把握される要素である）と、ハウジング１２の後部を構成するリヤハウジング１６と、を有している。リヤハウジング１６は、左側から見た側面視で、前側へ開放された略Ｕ字形状に形成されており、フロントハウジング１３は、側面視で略逆Ｌ字形状に形成されている。そして、リヤハウジング１６の上端部及び下端部がエラストマ等の弾性材によって構成された連結部１７によってフロントハウジング１３に連結されている。なお、連結部１７の内部には、連結プレート１８が設けられており、連結プレート１８によって、フロントハウジング１３とリヤハウジング１６とが前後方向に所定距離以上に離間しない構成になっている。

リヤハウジング１６の後端部は、作業者が把持するハンドル部１６Ａとして構成されており、ハンドル部１６Ａは、上下方向に延在されている。また、前述した連結部１７は、ハンドル部１６Ａの外周面を被覆するように、後側へ延出されている。これにより、連結部１７が弾性変形することで、ハンドル部１６Ａ（リヤハウジング１６）がハウジング１２（フロントハウジング１３）に対して前後方向に相対移動可能に構成されている。

ハンドル部１６Ａの上端部には、トリガ２０が設けられている。また、トリガ２０の上側には、後述するモータ４０の回転方向を切替える切替ボタン２１が設けられている。さらに、トリガ２０の後側には、スイッチ機構２２が設けられている。スイッチ機構２２は、トリガ２０及び切替ボタン２１によって操作される、図示しないスイッチを有している。当該スイッチは、後述する制御部８０に電気的に接続されており、トリガ２０の操作状態及び切替ボタン２１の切替状態に応じた出力信号を制御部８０に出力する構成になっている。

フロントハウジング１３は、第１ハウジング部１４と第２ハウジング部１５とを含んで構成されている。第１ハウジング部１４は、後述する伝達機構５０を収容するためのハウジング部として構成されて、前後方向を軸方向とした略円筒状に形成されている。第２ハウジング部１５は、後述するモータ４０を収容するためのハウジング部として構成され、上下方向に延在されて、第１ハウジング部１４の後端部に接続されている。第２ハウジング部１５の後部には、上下方向中間部において、変速スイッチ２３が設けられている。変速スイッチ２３は、操作されることで、後述するモータ４０の回転数を多段に切替えるスイッチとして構成されており、後述する制御部８０に電気的に接続されている。

また、第２ハウジング部１５の下端部が、リヤハウジング１６よりも下側へ突出している。すなわち、ハウジング１２の後下の角部は、後側及び下側へ開放された凹状に切り欠かれており、この部分が、後述するバッテリーパック７０を装着するバッテリー取付部１６Ｂとして構成されている。さらに、リヤハウジング１６の下端部（ハンドル部１６Ａの下側）には、バッテリーパック７０と接続されるコネクタ２４が設けられている。

図４にも示されるように、第２ハウジング部１５の下端部の後壁には、「吸気口」として第１吸気口１５Ｂが貫通形成されており、第１吸気口１５Ｂは、左右方向を長手方向とする長孔状に形成されている。すなわち、上下方向において、第１吸気口１５Ｂが、ハンドル部１６Ａとは異なる位置に配置されると共に、後側へ開口している。さらに、第２ハウジング部１５の下端部における左右の側壁には、複数（本実施の形態では、３箇所）の第２吸気口１５Ｃが、それぞれ貫通形成されている。第２吸気口１５Ｃは、前後方向を長手方向とする長孔状に形成されており、複数の第２吸気口１５Ｃが、上下方向に所定の間隔を空けて並んで配置されている。そして、最も上側に配置された第２吸気口１５Ｃの上下位置と、第１吸気口１５Ｂの上下位置とが略一致している。

また、第２ハウジング部１５の上下方向中間部の右壁には、複数（本実施の形態では４箇所）の第１排気口１５Ｄ（広義には、「排気口」として把握される要素である）が貫通形成されている。第１排気口１５Ｄは、前後方向を長手方向とする長孔状に形成されている。また、第１排気口１５Ｄは、前後方向に並ぶ第１排気口１５Ｄを１組とし、２組の第１排気口１５Ｄが、上下方向に並んで配置されている。さらに、第２ハウジング部１５の上下方向中間部の前壁には、上下一対の第２排気口１５Ｅ（広義には、「排気口」として把握される要素であり、図３参照）が貫通形成されている。第２排気口１５Ｅは、左右方向を長手方向とする長孔状に形成されている。また、上下一対の第２排気口１５Ｅの上下位置と、２組の第１排気口１５Ｄの上下位置とが略一致している。

（インナカバー３０について）
図３に示されるように、インナカバー３０は、前側へ開放された略有底楕円筒状に形成されている。インナカバー３０は、第１ハウジング部１４の内部に配置されて、第１ハウジング部１４の後端側の開口部を閉塞し且つ第１ハウジング部１４と第２ハウジング部１５とを区画するように、第１ハウジング部１４に取付けられている。これにより、第１ハウジング部１４及びインナカバー３０によって、後述する伝達機構５０を収容する収容部３２が構成されている。

インナカバー３０の上部には、後述するシリンダ５７を支持するためのシリンダ支持部材３６が固定されている。シリンダ支持部材３６は、前後方向を軸方向とした略円筒状に形成されており、シリンダ支持部材３６の前端部が、インナカバー３０よりも前側へ突出している。また、インナカバー３０の下端部には、後述するモータ４０の駆動軸４１を支持するためのモータ支持部３０Ａが形成されている。モータ支持部３０Ａは、上下方向を軸方向とする略円筒状に形成されて、インナカバー３０の内部と連通している。

（モータ４０について）
モータ４０は、３相のブラシレスモータとして構成されて、ハウジング１２の第２ハウジング部１５内に収容されている。具体的には、モータ４０は、第２ハウジング部１５の第１吸気口１５Ｂ及び第２吸気口１５Ｃよりも上側に配置されている。モータ４０は、上下方向を軸方向とする駆動軸４１と、駆動軸４１に固定された略円筒状のロータ４２と、ロータ４２の径方向外側に配置された略円筒状のステータ４３と、を含んで構成されている。駆動軸４１の上端側の部分は、軸受４４に回転可能に支持されており、軸受４４は、インナカバー３０のモータ支持部３０Ａに固定されている。駆動軸４１の下端部は、軸受４５に回転可能に支持されており、軸受４５は、第２ハウジング部１５に形成された固定壁１５Ａに固定されている。この固定壁１５Ａは、上下方向を板厚方向とする略矩形板状に形成されると共に、左右方向から見て、上側へ開放された略Ｕ字形状に形成されている。駆動軸４１の上端部は、収容部３２の内部に配置されており、駆動軸４１の上端部には、モータ側ベベルギヤ４１Ａが形成されている。ステータ４３は、ステータホルダ４３Ａを有しており、ステータホルダ４３Ａには、モータ４０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応するステータコイル４３Ｂが巻き回されている。また、ロータ４２及びステータ４３は、第１排気口１５Ｄ及び第２排気口１５Ｅよりも下側に配置されている。そして、モータ４０が、後述する制御部８０に電気的に接続されている。

駆動軸４１の上端側の部分には、軸受４４の下側の位置において、ファン４６が設けられており、ファン４６は、駆動軸４１に一体回転可能に固定されている。そして、ファン４６の上下位置と、第１排気口１５Ｄ及び第２排気口１５Ｅの上下位置とが略一致している。換言すると、第１排気口１５Ｄ及び第２排気口１５Ｅが、ファン４６の径方向外側に配置されている。このファン４６は、所謂遠心ファンとして構成されており、ファン４６の中央側の空気を径方向外側へ流出させるように構成されている。すなわち、ファン４６によって生成される空気流によって、ハウジング１２内の空気が、第１排気口１５Ｄ及び第２排気口１５Ｅからハウジング１２の外部へ流出される構成になっている。

（伝達機構５０について）
伝達機構５０は、中間軸５１と、シリンダ５７と、ピストン６４と、打撃子６５と、中間子６６と、を含んで構成されて、収容部３２の内部に配置されている。

＜中間軸５１について＞
中間軸５１は、前後方向を軸方向とした略円柱状に形成されて、収容部３２の下部に配置されている。中間軸５１の前端部は、第１ハウジング部１４に固定された軸受５２に回転可能に支持されており、中間軸５１の後端部は、インナカバー３０に固定された軸受５３に回転可能に支持されている。中間軸５１の後端側部分には、軸側ベベルギヤ５４が固定されており、軸側ベベルギヤ５４は、モータ４０のモータ側ベベルギヤ４１Ａに噛合している。これにより、モータ４０が駆動して駆動軸４１が回転することで、中間軸５１が自身の軸回りに回転する構成になっている。

中間軸５１の前端側部分における外周部には、中間ギヤ部５１Ａが形成されている。また、中間軸５１には、中間ギヤ部５１Ａの後側において、略円筒状のクラッチ５５が外挿されている。クラッチ５５は、中間ギヤ部５１Ａにスプライン嵌合されている。すなわち、クラッチ５５が、中間ギヤ部５１Ａの軸方向に相対移動可能に且つ中間ギヤ部５１Ａと一体回転可能に連結されている。クラッチ５５の後端部には、噛合い部５５Ａが形成されている。また、クラッチ５５の前端部の外周部には、クラッチ溝５５Ｂが形成されており、クラッチ溝５５Ｂは、クラッチ５５の周方向に延在され且つ径方向外側へ開放されている。

中間軸５１には、クラッチ５５の後側において、運動変換部材５６が回転可能に外挿されている。運動変換部材５６は、中間軸５１の回転運動を変換して、後述するピストン６４を前後方向へ往復移動させる部材として構成されている。運動変換部材５６の前端部には、噛合い部５６Ａが形成されている。そして、クラッチ５５が後側へ移動して、噛合い部５５Ａが噛合い部５６Ａに噛合うことで、クラッチ５５と運動変換部材５６とが連結して、運動変換部材５６が中間軸５１と一体に回転する構成になっている。また、運動変換部材５６は、上方側へ延出されたアーム部５６Ｂを有している。

＜シリンダ５７について＞
シリンダ５７は、前後方向を軸方向とする略円筒状に形成されて、中間軸５１の上側において収容部３２内に収容されている。シリンダ５７の後端部は、軸受５８に回転可能に支持されており、軸受５８は、シリンダ支持部材３６の内周部に固定されている。一方、シリンダ５７の前端側部分は、軸受５９に回転可能に支持されており、軸受５９は、第１ハウジング部１４に支持リング６０を介して固定されている。また、シリンダ５７は、略段付き円筒状に形成されており、シリンダ５７の前端部の内径が、他の部分の内径よりも小さく設定されている。シリンダ５７の前端部には、工具保持部６２が取付けられており、工具保持部６２によって、前後方向に延在された先端工具Ｔの後端部が着脱可能に固定されている。

シリンダ５７の軸方向中間部には、径方向外側へ突出したフランジ５７Ａが形成されている。フランジ５７Ａの前部には、リング状のシリンダギヤ６３が設けられている。シリンダギヤ６３の前側には、圧縮コイルスプリングとして構成された付勢バネ６７が設けられており、付勢バネ６７によって、シリンダギヤ６３が、フランジ５７Ａに押し付けられて、シリンダ５７と一体回転可能に構成されている。また、シリンダギヤ６３は、中間軸５１の中間ギヤ部５１Ａに噛合している。これにより、モータ４０の駆動力によって中間軸５１が回転することで、シリンダ５７及び先端工具Ｔがシリンダ５７の軸回りに回転する構成になっている。

＜ピストン６４について＞
ピストン６４は、前側へ開放された略有底円筒状に形成されて、シリンダ５７の後部内に前後方向に相対移動可能に挿入されている。ピストン６４の底壁には、後側へ延出されたピストン連結部６４Ａが形成されており、ピストン連結部６４Ａには、運動変換部材５６におけるアーム部５６Ｂの上端部が左右方向を軸方向として回転可能に連結されている。これにより、運動変換部材５６が中間軸５１と一体に回転するときには、アーム部５６Ｂによってピストン６４が前後方向に往復移動する構成になっている。

＜打撃子６５について＞
打撃子６５は、前後方向を軸方向とする略円柱状に形成されて、ピストン６４の内部に前後方向に相対移動可能に挿入されている。そして、ピストン６４内におけるピストン６４の底壁と打撃子６５との間の空間が、空気室６４Ｂとして構成されている。また、打撃子６５の前面には、略中心部において、前側へ開放された凹部６５Ａが形成されている。

＜中間子６６について＞
中間子６６は、前後方向を軸方向とする略円柱状に形成されて、シリンダ５７の前端部内に前後方向に相対移動可能に挿入されている。また、中間子６６の後端部は、打撃子６５の凹部６５Ａの内部と当接可能に、打撃子６５の前側に隣接して配置されている。これにより、ピストン６４が前側へ移動して空気室６４Ｂ内の圧力が上昇することで、打撃子６５及び中間子６６が前側へ移動して、前後方向に沿った打撃力が先端工具Ｔに付与される構成になっている。

（操作レバー６８について）
図１に示されるように、操作レバー６８は、ハンマドリル１０の第１ハウジング部１４の左壁に回動操作可能に設けられると共に、第１ハウジング部１４の外側に回転操作可能に露出されている。具体的には、操作レバー６８が、図１において実線にて示されるハンマドリルモード設定位置と、ハンマドリルモード設定位置から略９０度回転したドリル設定位置（図１において２点鎖線にて示される位置）と、の間を回転可能に構成されている。

操作レバー６８は、伝達機構５０の先端工具Ｔへの伝達経路を切替える部材として構成されている。また、ハンマドリル１０では、先端工具Ｔを被加工物に押し付けて、被加工物に負荷を付与した状態（以下、この状態を負荷状態という）で、被加工物に対して加工を行うようになっている。具体的には、操作レバー６８のドリルモード設定位置における負荷状態では、伝達機構５０におけるクラッチ５５と運動変換部材５６との非連結状態が維持される構成になっている。これにより、ハンマドリル１０がドリルモードになり、伝達機構５０によって先端工具Ｔに回転力のみが付与される構成になっている。

一方、操作レバー６８のハンマドリルモード設定位置における負荷状態では、伝達機構５０におけるクラッチ５５の噛合い部５５Ａと運動変換部材５６の噛合い部５６Ａとが噛合い、クラッチ５５と運動変換部材５６とが連結する構成になっている。これにより、ハンマドリル１０がハンマドリルモードになり、伝達機構５０による回転力及び打撃力が先端工具Ｔに付与される構成になっている。

（バッテリーパック７０）
図１及び図２に示されるように、バッテリーパック７０は、略直方体に形成されている。そして、バッテリーパック７０が、ハウジング１２のバッテリー取付部１６Ｂに、後側から装着されている。これにより、バッテリーパック７０が、ハンドル部１６Ａの下側に隣接して配置されると共に、第１吸気口１５Ｂの後側に配置されている。すなわち、バッテリーパック７０と第１吸気口１５Ｂとが、前後方向に対向して配置されている。バッテリーパック７０は、図示しないコネクタを有しており、バッテリーパック７０のバッテリー取付部１６Ｂへの装着状態では、当該コネクタがコネクタ２４に接続されて、バッテリーパック７０から制御部８０へ電力が供給される構成になっている。また、バッテリーパック７０は、一対のロック部材７０Ａを有しており、ロック部材７０Ａは、バッテリーパック７０の左右の側部に設けられている。そして、バッテリーパック７０のバッテリー取付部１６Ｂへの装着状態では、ロック部材７０Ａがリヤハウジング１６に係合して、バッテリーパック７０の後側への移動が制限されている。

また、前述した第２ハウジング部１５の下端部（バッテリー取付部１６Ｂ）には、第１吸気口１５Ｂの下側において、ゴム等の弾性材によって構成されたストッパ部材２５が設けられており、ストッパ部材２５は、バッテリーパック７０の前側に隣接して配置されている。これにより、ストッパ部材２５が、バッテリーパック７０のバッテリー取付部１６Ｂへの装着時における突き当て部として機能している。

（制御部８０について）
図３に示されるように、制御部８０は、「第１制御基板」としてのコントローラ回路基板８１と、「第２制御基板」としてのインバータ回路基板８２と、を含んで構成されている。コントローラ回路基板８１は、略矩形板状に形成されて、ハウジング１２の第２ハウジング部１５の下端部内に配置されている。すなわち、コントローラ回路基板８１とモータ４０とが、上下方向に並んで配置されている。また、コントローラ回路基板８１は、第１吸気口１５Ｂの前側に配置されると共に、左右の第２吸気口１５Ｃの間に配置されている。さらに、コントローラ回路基板８１は、側面視で、前側へ向かうに従い上側（上下方向一方側であり、モータ４０側）に傾斜して配置されて、第２ハウジング部１５に固定された基板ホルダ８３によって保持されている。そして、コントローラ回路基板８１に、前述したスイッチ機構２２のスイッチ、変速スイッチ２３、及びバッテリーパック７０が電気的に接続されている。

インバータ回路基板８２は、上下方向を板厚方向とした略八角形板状に形成されて、モータ４０の下端部において、ステータホルダ４３Ａに固定されている。すなわち、インバータ回路基板８２は、上下方向において、モータ４０とコントローラ回路基板８１との間に配置されている。インバータ回路基板８２の略中央部には、挿通孔８２Ａが貫通形成されており、モータ４０の駆動軸４１の下端側部分が挿通孔８２Ａ内を挿通している。

次に、制御部８０の電気的構成について説明する。図５に示されるように、コントローラ回路基板８１は、マイコン８４を有すると共に、降圧回路８５、制御系電源回路８６、電池温度検出回路８７、過放電検出回路８８、電池電圧検出回路８９、及び電流検出回路９０を含んで構成されている。また、インバータ回路基板８２は、インバータ回路９１、制御信号出力回路９２、磁気センサ９３、回転子位置検出回路９４、及び温度検出回路９５を含んで構成されている。

降圧回路８５は、バッテリーパック７０からの供給電圧を降圧して制御系電源回路８６へ出力する。制御系電源回路８６は、降圧回路８５の出力電圧を、マイコン８４の動作に適した電圧に変換して、マイコン８４に供給する。電池温度検出回路８７は、サーミスタ等の感温素子を用いてバッテリーパック７０の温度を検出し、当該検出温度を電圧信号に変換してマイコン８４に出力する。過放電検出回路８８は、バッテリーパック７０に接続され、バッテリーパック７０の過放電を検出し、過放電検出信号をマイコン８４に出力する。電池電圧検出回路８９は、バッテリーパック７０の電圧を検出し、検出した電池電圧検出信号をマイコン８４に出力する。電流検出回路９０は、モータ４０の駆動電流の経路に設けられた抵抗Ｒの両端の電圧からバッテリーパック７０からモータ４０に流れる電流を検出し、電流検出信号をマイコン８４に出力する。

インバータ回路９１は、複数（本実施の形態では、６個）のスイッチング素子９１Ａをブリッジ接続した回路であり、スイッチング素子９１Ａによってモータ４０におけるステータコイル４３Ｂの通電状態を切替えるようになっている。制御信号出力回路９２は、マイコン８４の制御に従って、スイッチング素子９１Ａのオンオフを制御する制御信号をインバータ回路９１へ出力する。すなわち、マイコン８４及び制御信号出力回路９２によって、スイッチング素子９１Ａを制御する制御回路を構成している。磁気センサ９３は、例えばホール素子であり、モータ４０の回転位置に応じた信号をマイコン８４に出力する。回転子位置検出回路９４は、磁気センサ９３からの信号に基づいて、モータ４０の回転位置を検出して、回転子位置検出信号をマイコン８４に出力する。温度検出回路９５は、スイッチング素子９１Ａの温度を検出して、温度検出信号をマイコン８４に出力する。

マイコン８４は、スイッチ機構２２のスイッチからの出力信号に基づいて、トリガ２０の操作を検出し、当該操作に応じてモータ４０の駆動を制御する。また、マイコン８４は、回転子位置検出回路９４の検出結果に基づいてモータ４０の回転数を演算する。さらに、コントローラ回路基板８１の上面には、コンデンサＣが実装されている（図３参照）。コンデンサＣは、モータ４０の駆動電流の経路に設けられており、コンデンサＣによって、スイッチング素子９１Ａによるサージ電圧を吸収するようになっている。

（作用効果）
上記のように構成されたハンマドリル１０では、トリガ２０が引き操作されると、制御部８０の制御によってモータ４０が駆動し、伝達機構５０によってモータ４０の駆動力が先端工具Ｔに伝達される。具体的には、ハンマドリル１０のドリルモードでは、先端工具Ｔに回転力が付与され、ハンマドリルモードでは、先端工具Ｔに回転力及び打撃力が付与される。

また、モータ４０が駆動時には、ファン４６が駆動軸４１の軸回りに回転して、ファン４６の中心側の空気がファン４６の径方向外側へ流れる。これにより、ハウジング１２内に空気流が生成されて、ハウジング１２内の空気が第１排気口１５Ｄ及び第２排気口１５Ｅからハウジング１２の外部へ流出される。

また、ファン４６によりハウジング１２内に生成された空気流によって、ハウジング１２の外部から第１吸気口１５Ｂ及び第２吸気口１５Ｃを介してハウジング１２内に空気が進入（流入）する。すなわち、図６に示されるように、前後方向に沿った前向きの冷却風ＣＡが、第１吸気口１５Ｂからハウジング１２内に進入する。

ここで、制御部８０は、板状のコントローラ回路基板８１を有している。このコントローラ回路基板８１は、ハウジング１２の第１吸気口１５Ｂの前側に配置されて、上下方向及び前後方向に対して傾斜して配置されている。具体的には、コントローラ回路基板８１が、側面視で、前側へ向かうに従い上側へ傾斜している。このため、第１吸気口１５Ｂからハウジング１２内に前側へ進入した冷却風ＣＡが、コントローラ回路基板８１によってガイド（整流）されて、冷却風ＣＡの向きが、上側に変更される。

そして、上側へ整流された冷却風ＣＡの一部である冷却風ＣＡ１が、インバータ回路基板８２の挿通孔８２Ａ内を挿通して、モータ４０のロータ４２とステータ４３との間を上昇する。また、上側へ整流された冷却風ＣＡの他の一部である冷却風ＣＡ２が、モータ４０（ステータ４３）の径方向外側において上昇する。そして、モータ４０を通過した冷却風ＣＡ１，ＣＡ２が、ファン４６によって生成された空気流によって、第１排気口１５Ｄ及び第２排気口１５Ｅからハウジング１２の外部へ流出される。以上により、本実施の形態のハンマドリル１０では、第１吸気口１５Ｂからハウジング１２内に進入した冷却風ＣＡが、コントローラ回路基板８１を冷却しつつ、コントローラ回路基板８１によって上側への流れに整流される。そして、上側へ整流された冷却風ＣＡ１，ＣＡ２がモータ４０側へ導かれて、モータ４０を冷却する。したがって、冷却風ＣＡによって、制御部８０のコントローラ回路基板８１及びモータ４０を有効に冷却することができる。

また、コントローラ回路基板８１は、上述のように、上下方向及び前後方向に対して傾斜して配置されている。このため、仮にコントローラ回路基板８１を、水平に（上下方向を板厚方向として）配置した場合と比べて、ハウジング１２（第２ハウジング部１５）の前後方向の寸法を小さくすることができる。したがって、コントローラ回路基板８１とモータ４０とを上下方向に並べた構造にしても、前後方向におけるハウジング１２（第２ハウジング部１５）の小型化に寄与することができる。

また、先端工具Ｔは、ハウジング１２（第１ハウジング部１４）の前端部に配置されている。さらに、第１吸気口１５Ｂが、第２ハウジング部１５の下端部の後壁に形成されて、後側へ開口している。すなわち、前後方向において、第１吸気口１５Ｂが、先端工具Ｔとは反対側へ開口している。このため、先端工具Ｔによって被加工物に穴あけ加工等を施したときに発生する粉塵等が、第１吸気口１５Ｂからハウジング１２の内部に入り込むことを抑制できる。

また、モータ４０の駆動軸４１は、上下方向に延在されている。すなわち、駆動軸４１が、先端工具Ｔの長手方向である前後方向と直交する方向に延在されている。このため、前後方向におけるハンマドリル１０の小型化に一層寄与することができる。

また、上下方向において、第１吸気口１５Ｂが、ハンドル部１６Ａとは異なる位置に配置されている。このため、ハンドル部１６Ａを把持する作業者の手が、第１吸気口１５Ｂと干渉することを抑制しつつ、冷却風ＣＡを第１吸気口１５Ｂからハウジング１２の内部へ流入させることができる。

また、ハウジング１２には、モータ４０に電力を供給するバッテリーパック７０が取付けられており、バッテリーパック７０が、上下方向においてハンドル部１６Ａと隣接して配置されると共に、前記方向において第１吸気口１５Ｂと対向して配置されている。これにより、ハウジング１２の上下方向及び前後方向の体格の大型化を抑制しつつ、バッテリーパック７０をハウジング１２に取付けることができると共に、第１吸気口１５Ｂをハウジング１２に形成することができる。

また、ハウジング１２では、フロントハウジング１３とリヤハウジング１６とが、弾性材によって構成された連結部１７によって連結されており、ハンドル部１６Ａがリヤハウジング１６に設けられている。このため、ハンドル部１６Ａが、ハウジング１２（フロントハウジング１３）に相対移動可能に構成されている。これにより、モータ４０の駆動時に発生する振動が、ハンドル部１６Ａを把持する作用者に伝達されることを抑制できる。したがって、ハンマドリル１０の作業性を向上することができる。

また、モータ４０の駆動軸４１には、上端側の部分において、遠心ファンとして構成されたファン４６が一体回転可能に設けられている。これにより、ファン４６によってハウジング１２内に空気流を生成して、冷却風ＣＡを第１吸気口１５Ｂからハウジング１２内へ進入させることができる。また、ハウジング１２内の空気を第１排気口１５Ｄ及び第２排気口１５Ｅから排出することができる。

また、制御部８０は、インバータ回路基板８２を有している。このインバータ回路基板８２は、ブラシレスモータとして構成されたモータ４０におけるステータコイル４３Ｂの通電状態を切替えるスイッチング素子９１Ａを含んで構成されると共に、モータ４０とコントローラ回路基板８１との間に配置されている。このため、第１吸気口１５Ｂからハウジング１２内に流入され且つコントローラ回路基板８１によって整流された冷却風ＣＡによって、インバータ回路基板８２のスイッチング素子９１Ａを冷却することができる。

また、コントローラ回路基板８１の上面には、スイッチング素子９１Ａによるサージ電圧を吸収するコンデンサＣが実装されている。これにより、ハンマドリル１０の電気性能を向上しつつ、ハンマドリル１０の小型化を実現することができる。すなわち、コンデンサＣによって、上記サージ電圧を効果的に吸収するためには、コンデンサＣをインバータ回路基板８２に近接して配置することが好ましい。しかしながら、この場合には、コンデンサＣの温度が高くなる傾向になる。このため、背景技術において記載したハンマドリルでは、コンデンサ（コントロール回路基板）を、インバータ回路基板の後側に配置して、インバータ回路基板とコンデンサとを離間した位置に配置している。このため、コンデンサのサージ電圧の吸収性能を高めるために、比較的大型のコンデンサを用いることになる。

これに対して、本実施の形態では、コントローラ回路基板８１の上面に、コンデンサＣが実装されており、インバータ回路基板８２が、コントローラ回路基板８１の上側に配置されている。このため、コンデンサＣをインバータ回路基板８２に近接した位置に配置しつつ、第１吸気口１５Ｂからハウジング１２内に流入された冷却風ＣＡによってコンデンサＣを冷却することができる。これにより、コンデンサＣによって、スイッチング素子９１Ａによるサージ電圧を効果的に吸収することができると共に、比較的小型のコンデンサＣをコントローラ回路基板８１に実装することができる。したがって、ハンマドリル１０の電気性能を向上しつつ、ハンマドリル１０の小型化を実現することができる。

（第２の実施の形態）
次に、図７を用いて、第２の実施の形態に係る「電気機器」としてのインパクトドライバ１００について説明する。なお、図７では、第１の実施の形態と同様に構成されている部品には、同一の符号を付している。

この図に示されるように、インパクトドライバ１００は、側面視で略Ｉ字形状に形成されており、インパクトドライバ１００の先端部（前端部）に、先端工具Ｔが着脱可能に取付けられている。そして、インパクトドライバ１００の作動時には、伝達機構１０２によって、先端工具Ｔに回転力及び打撃力を付与して、ねじ締め等の作業を行うようになっている。

インパクトドライバ１００の外郭は、中空のハウジング１２によって構成されている。具体的には、ハウジング１２が、ハウジング１２の上端部を構成するアッパハウジング部１２Ｕと、ハウジング１２の下端部を構成するロアハウジング部１２Ｌと、アッパハウジング部１２Ｕ及びロアハウジング部１２Ｌを連結する中間ハウジング部１２Ｃと、を含んで構成されている。そして、中間ハウジング部１２Ｃが、作業者が把持するハンドル部１６Ａとして構成されている。

アッパハウジング部１２Ｕの前後方向中間部における左右の側壁には、複数の排気口１２Ｕ１が貫通形成されており、排気口１２Ｕ１は、上下方向を長手方向とした長孔状に形成されている。ロアハウジング部１２Ｌの後壁には、「吸気口」としての第１吸気口１２Ｌ１が貫通形成されており、第１吸気口１２Ｌ１は、左右方向を長手方向とした長孔状に形成されて後側へ開口されている。さらに、アッパハウジング部１２Ｕの後端部における左右の側壁には、複数の第２吸気口１２Ｕ２が貫通形成されており、第２吸気口１２Ｕ２は、後斜め上方に傾斜した長孔状に形成されて、上下方向に並んで配置されている。また、中間ハウジング部１２Ｃの上前端部には、トリガ２０が設けられている。

アッパハウジング部１２Ｕの後部には、モータ４０が収容されている。モータ４０では、駆動軸４１を、前後方向を軸方向して配置されており、駆動軸４１の前端側の部分には、ファン４６が一体回転可能に固定されている。そして、ファン４６が、左右の排気口１２Ｕ１の間に配置されている。

アッパハウジング部１２Ｕの前部には、伝達機構１０２が収容されている。伝達機構１０２は、モータ４０と連結されて、モータ４０の駆動力を先端工具Ｔに伝達して、先端工具Ｔに回転力と打撃力を付与するようになっている。

また、制御部８０のコントローラ回路基板８１は、ロアハウジング部１２Ｌ内に収容されると共に、第１吸気口１２Ｌ１の前側で且つモータ４０の下側に配置されている。すなわち、コントローラ回路基板８１とモータ４０とが、中間ハウジング部１２Ｃを介して上下方向に並んで配置されている。また、コントローラ回路基板８１は、側面視で、前側（前後方向一方側）へ向かうに従い上側（上下方向一方側であり、モータ４０側）へ傾斜して配置されている。コントローラ回路基板８１の後端部の上面には、コンデンサＣが実装されており、コンデンサＣは、第１吸気口１２Ｌ１の前側に配置されている。また、コントローラ回路基板８１には、電源コード１０４が接続されており、電源コード１０４は、ロアハウジング部１２Ｌの下面から下側へ延出されている。

制御部８０のインバータ回路基板８２は、モータ４０の後側において、アッパハウジング部１２Ｕ内に収容されている。具体的には、インバータ回路基板８２は、前後方向を板厚方向として配置されて、左右の第２吸気口１２Ｕ２の間に配置されている。

そして、インパクトドライバ１００の作動時には、モータ４０の駆動軸４１が回転することで、ファン４６が駆動軸４１と共に回転する。これにより、ハウジング１２内に空気流が発生して、ハウジング１２内の空気が、排気口１２Ｕ１から流出される。

また、ファン４６によって空気流が発生することで、第１吸気口１２Ｌ１から前側へ向かう冷却風ＣＡ３がロアハウジング部１２Ｌ内に流入される。そして、冷却風ＣＡ３が、コンデンサＣを通過し、コントローラ回路基板８１に到達すると、コントローラ回路基板８１によって、冷却風ＣＡ３の向きが上側へ整流される。上側へ整流された冷却風ＣＡ３は、中間ハウジング部１２Ｃ及びモータ４０を通過して、排気口１２Ｕ１からハウジング１２の外部へ流出される。

さらに、ファン４６によって空気流が発生することで、第２吸気口１２Ｕ２から前側へ向かう冷却風ＣＡ４がアッパハウジング部１２Ｕ内に流入される。冷却風ＣＡ４は、インバータ回路基板８２及びモータ４０を通過して、排気口１２Ｕ１からハウジング１２の外部へ流出される。

以上により、第２の実施の形態においても、第１吸気口１２Ｌ１から流入された冷却風ＣＡ３によってコントローラ回路基板８１を冷却することができる。また、冷却風ＣＡ３をコントローラ回路基板８１によって整流して、モータ４０を冷却することができる。このため、第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、冷却風ＣＡ３によって、制御部８０のコントローラ回路基板８１及びモータ４０を有効に冷却することができる。

また、第２の実施の形態においても、コントローラ回路基板８１が、側面視で、前側へ向かうに従い上側へ傾斜されている。このため、コントローラ回路基板８１を収容するロアハウジング部１２Ｌの前後方向の寸法を小さく設定することができる。これにより、インパクトドライバ１００の体格の小型化に寄与することができる。

また、先端工具Ｔは、ハウジング１２（アッパハウジング部１２Ｕ）の前端部に配置されている。さらに、第１吸気口１２Ｌ１が、ロアハウジング部１２Ｌの後壁に形成されて、後側へ開口している。すなわち、前後方向において、第１吸気口１２Ｌ１が、先端工具Ｔとは反対側へ開口している。このため、先端工具Ｔによって被加工物に穴あけ加工等を施したときに発生する粉塵等が、第１吸気口１２Ｌ１からハウジング１２の内部へ進入することを抑制できる。

また、上下方向において、第１吸気口１２Ｌ１が、ハンドル部１６Ａとは異なる位置に配置されている。ハンドル部１６Ａを把持する作業者の手が、第１吸気口１５Ｂと干渉することを抑制しつつ、冷却風ＣＡを第１吸気口１５Ｂからハウジング１２の内部へ流入させることができる。

１０ ハンマドリル（電気機器）
１２ ハウジング
１２Ｌ１ 第１吸気口（吸気口）
１５Ｂ 第１吸気口（吸気口）
１６Ａ ハンドル部
４０ モータ
４１ 駆動軸
４３Ｂ ステータコイル
４６ ファン
７０ バッテリーパック
８０ 制御部
８１ コントローラ回路基板（第１制御基板）
８２ インバータ回路基板（第２制御基板）
９１Ａ スイッチング素子
１００ インパクトドライバ（電気機器）
Ｃ コンデンサ
Ｔ 先端工具

Claims (11)

1. 駆動軸を有するモータと、
   前記駆動軸の駆動力が伝達されて駆動する先端工具と、
   前記駆動軸の駆動力が伝達されて回転し、空気流を生成するファンと、
   前記モータの駆動を制御すると共に、板状の第１制御基板を有する制御部と、
   前記モータ、前記ファン、及び前記制御部を内部に収容すると共に、前記ファンにより生成される空気流によって冷却風を内部に進入させる吸気口を有するハウジングと、
   を備え、
   前記第１制御基板は、第１方向において、前記モータと異なる位置に配置され、かつ、前記吸気口と重なる位置に配置され、
   前記吸気口は、前記第１方向と交差する第２方向に開口されており、
   前記第１制御基板が、前記第１方向及び前記第２方向に対して傾斜して配置されて、前記吸気口から前記第２方向に沿って前記ハウジングの内部へ進入した冷却風を、前記第１方向に沿う方向にガイドして、前記モータへ導くことを特徴とする電気機器。
2. 前記先端工具は、前記ハウジングの第２方向一方側の部分に配置され、
   前記吸気口が、第２方向他方側へ開口している請求項１に記載の電気機器。
3. 前記駆動軸が、前記第１方向で且つ前記先端工具の長手方向と直交する方向に延在されている請求項２に記載の電気機器。
4. 前記ハウジングの第２方向他方側の端部には、前記第１方向に延在されたハンドル部が設けられており、
   前記吸気口が、前記第１方向において、前記ハンドル部と異なる位置に配置されている請求項２又は請求項３に記載の電気機器。
5. 前記ハウジングには、前記モータに電力を供給するバッテリーパックが取付けられており、
   前記バッテリーパックは、第１方向において前記ハンドル部と隣接して配置されると共に、第２方向において前記吸気口と対向して配置されている請求項４に記載の電気機器。
6. 前記ハンドル部が、前記ハウジングに対して第２方向に相対移動可能に構成されている請求項４又は５に記載の電気機器。
7. 前記第１制御基板は、第２方向一方側へ向かうに従い第１方向におけるモータ側へ傾斜して配置されている請求項２〜請求項６の何れか１項に記載の電気機器。
8. 前記ファンは、前記駆動軸に一体回転可能に設けられると共に、中心側から外周側へ空気を送る遠心ファンである請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の電気機器。
9. 前記モータは、複数のステータコイルを含むブラシレスモータであり、
   前記制御部は、複数の前記ステータコイルの通電状態を切り替えるスイッチング素子を含む第２制御基板を備えており、
   前記第１制御基板は、複数の前記スイッチング素子を制御する制御回路を含み、
   前記第２制御基板が、前記第１方向において、前記モータと前記第１制御基板との間に配置されている請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の電気機器。
10. 前記第１制御基板はコンデンサを含んでいる請求項９に記載の電気機器。
11. 駆動軸を有するモータと、
    前記駆動軸の駆動力が伝達されて駆動する先端工具と、
    前記駆動軸の駆動力が伝達されて回転し、空気流を生成するファンと、
    前記モータの駆動を制御すると共に、板状の第１制御基板を有する制御部と、
    前記モータ、前記ファン、及び前記制御部を内部に収容すると共に、前記ファンにより生成される空気流によって冷却風を内部に進入させる吸気口を有するハウジングと、
    を備え、
    前記第１制御基板は、第２方向において、前記モータと重なる位置に配置され、かつ、前記吸気口と異なる位置に配置され、
    前記吸気口は、前記第２方向に開口されており、
    前記第１制御基板が、前記第２方向に対して傾斜して配置されて、前記吸気口から前記第２方向に沿って前記ハウジングの内部へ進入した冷却風を、前記第２方向と交差する第１方向に沿う方向にガイドして、前記モータへ導くことを特徴とする電気機器。
    

Images