JP5083628B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、ブラシレスモータを有しており、且つ、ブラシレスモータを駆動するスイッチング素子を有する電動工具に関する。

ブラシレスモータを有しており、ブラシレスモータを駆動するスイッチング素子を有する電動工具が知られている。例えば、下記する特許文献１の図８には、スイッチング素子である出力トランジスタが、基板上に設けられる技術が開示されている。

特開２００７−１９６３６３

上記した特許文献１に開示された技術には、ブラシレスモータを駆動するスイッチング素子と基板の取り付け方法、取付け状態については開示がされていない。

従来の電動工具におけるブラシレスモータを駆動するスイッチング素子は、電動工具に不意に衝撃などが加わった際に、周囲の部材と接触することにより容易に傷つくことがあった。

本発明は、ブラシレスモータを駆動するスイッチング素子が傷つくことを防ぐことができることができる電動工具を提供することを目的とする。

本発明は上記の目的を達成するために、前後方向に延びるモータハウジングと、前記モータハウジングより下方に延びるハンドルハウジングと、を有するハウジングと、前記モータハウジングの後部に収容されコイルを有するステータと、前記ステータの内部で回転可能な磁石を有し前後方向に延びる回転軸を有するロータと、を有するブラシレスモータと、前記モータハウジングの前方より突出し、前記ロータにより回転される先端工具保持部と、前記ステータに取付けられた部材に固定され、前記回転軸によって貫通され、上下方向に延び、ステータ側の第１面と、反ステータ側の第２面とを有する基板と、前記第２面に固定される複数のスイッチング素子と、前記第２面側より、前記ステータに取付けられた部材に前記基板を固定するためのねじであって、前記第２面側にねじ頭を有するねじと、を有する電動工具であって、前記第２面側において、前記ねじ頭の突出量を、前記複数のスイッチング素子の突出量よりも大きくしたことに一つの特徴を有する。

本発明の他の特徴は、前後方向に延びるモータハウジングと、前記モータハウジングより下方に延びるハンドルハウジングと、を有するハウジングと、前記モータハウジングの後部に収容されコイルを有するステータと、前記ステータの内部で回転可能な磁石を有し前後方向に延びる回転軸を有するロータと、を有するブラシレスモータと、前記モータハウジングの前方より突出し、前記ロータにより回転される先端工具保持部と、前記ステータに取付けられた部材に固定され、反ステータ側に位置する反ステータ面を有する基板と、
前記反ステータ面に固定される複数のスイッチング素子と、前記反ステータ面側より、前記ステータに取付けられた部材に前記基板を固定するためのねじであって、前記反ステータ面側にねじ頭を有するねじと、を有する電動工具であって、前記反ステータ面側において、前記ねじ頭の突出量は、前記複数のスイッチング素子の突出量よりも大きいことにある。

本発明の実施形態によれば、スイッチング素子が設けられる一面において、基板からのねじの突出量は、スイッチング素子の基板上の厚さよりも大きいことにより、不意に電動工具に衝撃が加わった際にも、他の部材がスイッチング素子よりも先に、突出しているねじと当接するために、スイッチング素子が傷つくことを防ぐことができる。

本発明の実施形態によれば、スイッチング素子が設けられる一面において、壁の前記基板からの突出量は、スイッチング素子の基板上の厚さよりも大きいことにより、不意に電動工具に衝撃が加わった際にも、他の部材がスイッチング素子よりも先に、突出している壁と当接するために、スイッチング素子が傷つくことを防ぐことができる。

図１に本発明の一実施例を示す。

図１において、図示しない先端工具を保持可能な先端工具保持部７とブラシレスモータ１０とを結ぶ方向を前後方向、ブラシレスモータ１０と蓄電池３とを結ぶ方向を上下方向と定義する。なお、先端工具保持部は前方に設けられ、ブラシレスモータ１０は後方に設けられる。また、ブラシレスモータは上方に設けられ、蓄電池は下方に設けられる。

図１は、ブラシレスモータ１０をハウジング２の内部に収容した電動工具である電動インパクトドライバ１である。ハウジング２は、ブラシレスモータ１０を収容するモータハウジング部２Ｂ及びグリップ部２Ｃとを有する。グリップ部２Ｃの下方には、ハウジング２と接続されるように蓄電池３が着脱可能に設けられている。また、グリップ２Ｃとモータハウジング部２Ｂとの接続されている付近であって、前方には、トリガ４が設けられている。モータハウジング２Ｂ内部には、ブラシレスモータ１０、減速機構５、インパクト機構６が設けられている。先端工具保持部７は一部がモータハウジング内に収容されるが、他の一部がモータハウジング２Ｂから前方へと突出している。

ブラシレスモータ１０は、ステーターコア１０Ａと、ステーターコアに取付けられ樹脂により設けられる絶縁用のインシュレータ１０Ａ１と、インシュレータに巻回されるコイル１０Ｂ、インシュレータ１０Ａの内部で回転可能なロータ１０Ｃとにより構成される。ロータ１０Ｃには、回転軸であるシャフト１０Ｃ２、磁石１０Ｃ１が設けられている。なお、ロータ１０Ｃは、ハウジング２に固定されるボールベアリング１０Ｅ及びボールベアリング１０Ｆによりハウジング２に回転可能に保持されている。磁石１０Ｃ１よりも前方且つベアリング１０Ｆよりも後方であって、シャフト１０Ｃ２上には、回転不能にファン１０Ｄが設けられている。なお、ステーターコア１０Ａは、モータハウジング２Ｂ内に図示しないリブにより固定されている。

シャフト１０Ｃ２の前方には、ピニオンが設けられており、減速機構部５が接続されている。減速機構部５の前方には、インパクト機構部６が設けられており、先端工具保持部７を回転方向に打撃可能となっている。

ブラシレスモータ１０のインシュレータ１０Ａ１には、図示しないねじボスが設けられており、ねじを取付け可能となっている。図１に示すように、基板１１がインシュレータ１０Ａ１に取付けられている。

図２に図１のＡ−Ａ線矢視図を示す。

基板１１はそのほぼ真ん中に穴部１１Ａを有しており、その穴部１１Ａをシャフト１０Ｃ２が貫通するようになっている。図中に示すように、スイッチング素子であるＦＥＴ１３は、基板１１の後の面に設けられている。また、ねじ１２は、後ろ側から基板に挿入し、インシュレータ１０Ａ１に取付けられる構成となっており、ねじ頭は、基板１１から後方へと突出するようになっている。ＦＥＴ１３は、ブラシレスモータ１０を駆動するための６つ全てが、基板１１上に設けられている。

本発明の第１の実施例の動作について説明する。

作業者が、蓄電池３を充電された状態でハウジング２に取付け、グリップハウジング２Ｃを把持しトリガ４を操作すると、グリップハウジング２Ｃの内部に収納される電力線によりスイッチング素子であるＦＥＴ１３へと電力が供給され、ＦＥＴ１３からコイル１０Ｂへと電力が供給される。ＦＥＴ１３に供給された電力により、コイル１０Ｂが励磁され、磁石１０Ｃ１が設けられるロータ１０Ｃが回転する。ロータ１０Ｃの回転により、ファン１０Ｄが回転し、モータハウジング２の後方の図示しない穴からハウジング２内部へと空気を流入させる。また、ロータ１０Ｃに回転不能に取付けられるシャフト１０Ｃ２の前方に設けられるピニオンに接続される減速機構部５へと回転が伝達される。減速機構部５よりインパクト機構部６へと回転が伝達され、先端工具保持部７へと打撃が伝達される。

作業者は、グリップハウジング２Ｃを把持しトリガ４を操作するが、電動インパンクトドライバ１を不意に落としたり、物にぶつけたりすることがある。このような場合に、電動インパクトドライバ１は、不意に衝撃を受けることになる。

図１を参照すると、ＦＥＴ１３が基板より後方へと突出している大きさと、ねじ１２が基板より後方へと突出している大きさとを比較すると、ねじ１２が基板１１より後方へと突出している量が大きい。このように、基板１１と、ねじ１２及びＦＥＴ１３との関係を構成しているために、不意にハウジング２が衝撃を受けた際に、ハウジング２又はそれ以外のハウジング内部の部材が、ＦＥＴ１３に衝突しようとしても先にねじ１２に当たるために、ＦＥＴ１３が衝撃により傷つくことを防ぐことができる。

本発明の第２の実施形態について、図３を参照しながら説明する。

図３においては、スイッチング素子であるＦＥＴ１１３がグリップハウジング２Ｃの下方に収容される構成となっている。このように、ＦＥＴ１１３及び基板１１１をグリップハウジング２Ｃの下方に設けているので、モータハウジング２Ｂが大きくならない構成となっている。このため、第１の実施例とは異なり、グリップハウジング２Ｃの下部に位置するＦＥＴ１１３からコイル１０Ｂへと電力が供給される。

図３に示すように、基板１１１の上面に、ＦＥＴ１１３が設けられている。基板は、その周囲を基板ホルダの壁１１２により覆われている。壁１１２は、基板１１１の外周から、基板に垂直な方向へと延びるように構成されている。基板ホルダの壁１１２は、ハウジング２に図示されない位置で固定されている。また、基板１１１には、プッシュ式のボタンにより操作できる操作部１１４が接続されており、作業者が適宜操作することができるようになっている。

図４に、図３のＢ−Ｂ線矢視図を示す。

図中に示すように、基板１１１の上面には、ブラシレスモータ１０を駆動可能な６つのＦＥＴ１３が全て設けられている。また、基板１１１の前方にはプッシュ式のボタン１１４Ａ、１１４Ｂにより構成される操作部１１４が設けられている。

図３中に示すように、壁１１２の基板１１１から上方への突出量の大きさと、ＦＥＴ１３の基板１１１から上方への突出量の大きさとを比較すると、壁１１２の基板１１１から上方への突出量の大きさのほうが大きくなっている。このため、作業者が電動インパクトドライバを操作などしている際などに、電動インパクトドライバへと衝撃が加わった際にも、ハウジング２又は他の部材などによりＦＥＴ１１３へと衝突する前に、壁へ１１２と衝突するために、ＦＥＴ１３が衝撃により傷つくことを防ぐことができる。

なお、本発明の実施形態においては電動工具として電動インパクトドライバを例に説明したが、他の電動工具であっても本発明は適用可能である。例えば、電動ドライバドリル、電動振動ドリル、電動丸鋸、電動グラインダなどであっても、ブラシレスモータを有するものであれば適用可能である。

また、本発明はねじ及び基板ホルダの壁によりＦＥＴを保護する構成としたが、他の基板より突出する部材が、ＦＥＴよりも基板から突出する構成とし、ＦＥＴを保護する構成としても本発明の効果を奏し得ることができる。

本発明の第１の実施形態を示す電動工具。 図１のＡ−Ａ線矢視図 本発明の第２の実施形態を示す電動工具。 図３のＢ−Ｂ線矢視図

符号の説明

１ 電動インパクトドライバ、２ ハウジング、３ 蓄電池、４ トリガ、５ 減速機構部、６ インパクト機構部、７ 先端工具保持部、１０ ブラシレスモータ、１１ 基板、１２ ねじ、１３ スイッチング素子（ＦＥＴ）

Claims (4)

1. 前後方向に延びるモータハウジングと、前記モータハウジングより下方に延びるハンドルハウジングと、を有するハウジングと、
   前記モータハウジングの後部に収容されコイルを有するステータと、前記ステータの内部で回転可能な磁石を有し前後方向に延びる回転軸を有するロータと、を有するブラシレスモータと、
   前記モータハウジングの前方より突出し、前記ロータにより回転される先端工具保持部と、前記ステータに取付けられた部材に固定され、前記回転軸によって貫通され、上下方向に延び、ステータ側の第１面と、反ステータ側の第２面とを有する基板と、
   前記第２面に固定される複数のスイッチング素子と、
   前記第２面側より、前記ステータに取付けられた部材に前記基板を固定するためのねじであって、前記第２面側にねじ頭を有するねじと、を有する電動工具であって、
   前記第２面側において、前記ねじ頭の突出量は、前記複数のスイッチング素子の突出量よりも大きいことを特徴とする電動工具。
2. 前記ねじは、複数設けられ、前記基板の外周部に配置されており、
   前記複数のスイッチング素子は、前記回転軸を囲むように前記基板に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電動工具。
3. 前記第２面側において、
   前記ねじのうちの少なくとも一つのねじから前記回転軸までの距離は、前記スイッチング素子のうちの少なくとも一つのスイッチング素子から前記回転軸までの距離よりも、大きいことを特徴とする請求項２記載の電動工具。
4. 前後方向に延びるモータハウジングと、前記モータハウジングより下方に延びるハンドルハウジングと、を有するハウジングと、
   前記モータハウジングの後部に収容されコイルを有するステータと、前記ステータの内部で回転可能な磁石を有し前後方向に延びる回転軸を有するロータと、を有するブラシレスモータと、
   前記モータハウジングの前方より突出し、前記ロータにより回転される先端工具保持部と、
   前記ステータに取付けられた部材に固定され、反ステータ側に位置する反ステータ面を有する基板と、
   前記反ステータ面に固定される複数のスイッチング素子と、
   前記反ステータ面側より、前記ステータに取付けられた部材に前記基板を固定するためのねじであって、前記反ステータ面側にねじ頭を有するねじと、を有する電動工具であって、
   前記反ステータ面側において、前記ねじ頭の突出量は、前記複数のスイッチング素子の突出量よりも大きいことを特徴とする電動工具。

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