JP5333719B2 - Electric tool - Google Patents
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Description
本発明は、ブラシレスDCモータを駆動源として利用しながら、全長をコンパクトに構成した電動工具に関する。 The present invention relates to an electric tool having a compact overall length while using a brushless DC motor as a drive source.
近年、ドリルやドライバ等の先端工具をモータによって回転駆動して所要の作業を行う電動工具において、ブラシレスDCモータが使われるようになってきた。ブラシレスDCモータは、ブラシ(整流用刷子)の無いDC(直流)モータであり、コイル(巻線)を固定子側に、永久磁石を回転子側に用い、インバータで駆動された電力を所定のコイルへ順次通電することによりロータを回転させる。ブラシレスDCモータの一例として、例えば特許文献1に記載のものが知られている。この特許文献1では、ステータに巻装されたコイルへの通電をオン・オフさせるためのスイッチング素子を、モータの後端側(出力軸と反対側)に取り付けられる円形の回路基板上に配置する。スイッチング素子は、回路基板の一方の面(後側の面)にすべて搭載され、その発熱を放熱するための回路基板とは別にステータ鉄心に固定される放熱部材に当接して配置される。
In recent years, brushless DC motors have come to be used in electric tools that perform a required work by rotationally driving a tip tool such as a drill or a driver with a motor. The brushless DC motor is a DC (direct current) motor without a brush (rectifying brush), and uses a coil (winding) on the stator side and a permanent magnet on the rotor side, and the electric power driven by the inverter is predetermined. The rotor is rotated by sequentially energizing the coils. As an example of a brushless DC motor, for example, one described in
スイッチング素子を回路基板の後側の面にすべて搭載する方法では、冷却の面と搭載スペースの関係から、スイッチング素子の高さ方向がモータの回転軸と平行になるように配置される。しかし、そのような配置をすると冷却の面では良好な性能を実現できるが、モータの後端側、軸方向に回路基板とスイッチング素子の高さ分のスペースが必要となるため、そのモータを電動工具に適用するとハウジングの前後方向の長さが長くなってしまう。 In the method of mounting all the switching elements on the rear surface of the circuit board, the switching elements are arranged so that the height direction of the switching elements is parallel to the rotation axis of the motor because of the relationship between the cooling surface and the mounting space. However, with such an arrangement, good performance can be achieved in terms of cooling, but the space for the height of the circuit board and the switching element is required in the axial direction on the rear end side of the motor. When applied to a tool, the length of the housing in the front-rear direction becomes long.
一方、ハウジングの前後方向の長さが長くなるのを防ぐため、回路基板をモータの後ろ側でなく別の位置に設けるということも考えられる。しかしながら、モータのコイルとスイッチング素子をつなぐ配線が長くなってしまうばかりか、熱を発しやすいスイッチング素子の放熱上の問題から、他の場所に基板を配置することが難しかった。 On the other hand, in order to prevent the length of the housing in the front-rear direction from being increased, it is conceivable that the circuit board is provided at a different position than the rear side of the motor. However, the wiring connecting the motor coil and the switching element is not only long, but it is difficult to dispose the substrate in another place because of the problem of heat dissipation of the switching element that easily generates heat.
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的はハウジングの前後方向を短くして全長をコンパクトに構成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 background, and an object of the present invention is to provide an electric tool that can be configured compactly by shortening the front-rear direction of the housing.
本発明の別の目的は、モータの後側にスイッチング素子を搭載した基板を設けながら、全長をコンパクトにした電動工具を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an electric tool having a compact overall length while providing a substrate on which a switching element is mounted on the rear side of a motor.
本願発明のさらに別の目的は、スイッチング素子を良好に冷却できる電動工具を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide an electric tool that can cool a switching element satisfactorily.
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。 Of the inventions disclosed in the present application, typical features will be described as follows.
本発明の一つの特徴によれば、ハウジングと、ハウジング内に収容されるブラシレス直流方式のモータと、モータへ駆動電力を供給する駆動回路とを有し、先端工具を回転又は駆動する電動工具において、駆動回路は複数のスイッチング素子を含み、少なくともスイッチング素子の一部を、ステータに対してモータの軸方向にオーバーラップするように基板上に搭載する。このモータの軸方向に対して鉛直方向に配置される。オーバーラップして配置されるスイッチング素子は、モータの外周側、左右方向に位置するように基板上に搭載され、そのために、基板は、モータの外径とほぼ同形の円形基板から突出する突出部を有する形状であり、オーバーラップして配置されるスイッチング素子は、突出部にて固定すると良い。 According to one feature of the present invention, housing and an electric tool having a motor of a brushless DC type which is accommodated in a housing, and a drive circuit for supplying drive power to the motor, to rotate or drive the tool bit in the drive circuit includes a plurality of switching elements, at least a portion of the switching element is mounted on the substrate so as to overlap in the axial direction of the motor with respect to the scan stator. It arrange | positions in a perpendicular direction with respect to the axial direction of this motor. The overlapping switching elements are mounted on the board so as to be positioned in the left and right direction on the outer peripheral side of the motor. For this reason, the board protrudes from a circular board having the same shape as the outer diameter of the motor. The switching elements arranged in an overlapping manner are preferably fixed at the protruding portions.
本発明の他の特徴によれば、ハウジングは空気取入口と空気排出口が形成され、ハウジングの内部に空気取入口から空気排出口までの空気流を発生させるファンを設け、スイッチング素子が空気流の流路内に配置されるように、空気取入口と空気排出口が形成される。ハウジングの内側には複数のリブが形成され、これらのリブによってハウジングとモータの間の隙間が確保される。 According to another feature of the invention, the housing is formed with an air inlet and an air outlet, a fan for generating an air flow from the air inlet to the air outlet is provided inside the housing, and the switching element is an air flow. An air inlet and an air outlet are formed so as to be disposed in the flow path. A plurality of ribs are formed inside the housing, and these ribs secure a gap between the housing and the motor.
本発明のさらに他の特徴によれば、ブラシレス直流方式のモータと、モータへ駆動電力を供給する駆動回路を有し、先端工具を回転又は駆動する電動工具において、駆動回路は複数のスイッチング素子を含み、駆動回路はモータの後端側に、モータの回転軸方向と鉛直に設けられる基板に搭載され、スイッチング素子を、基板のモータ側と反モータ側に分散させて搭載し、反モータ側に搭載されるスイッチング素子は、基板と水平になるように配置した。 According to still another aspect of the present invention, a brushless DC system motor and a drive circuit that supplies drive power to the motor, and the power tool that rotates or drives the tip tool, the drive circuit includes a plurality of switching elements. And the drive circuit is mounted on the rear end side of the motor on a board that is provided perpendicular to the direction of the rotation axis of the motor, and the switching elements are mounted on the motor side and the non-motor side of the board. The mounted switching element was arranged so as to be horizontal with the substrate.
請求項1の発明によれば、駆動回路は複数のスイッチング素子を含み、少なくともスイッチング素子の一部を、モータのステータとモータの軸方向にオーバーラップするように基板上に搭載するので、スイッチング素子の搭載のスペース確保のために、ハウジングの後端部を延長する必要が無く、ハウジングの全長(前後長)をコンパクトにした電動工具を実現できる。また、ハウジングは空気取入口と空気排出口が形成され、ハウジングの内部に空気取入口から空気排出口までの空気流を発生させるファンを設け、スイッチング素子が風路内に配置されるように、空気取入口と空気排出口が形成されるので、スイッチング素子に冷却のための放熱装置を別途設ける必要が無い。
According to the invention of
請求項2の発明によれば、基板は、モータの軸方向に対して鉛直方向に配置されるので、モータの後端側の少ないスペースにおいて基板を取り付けることができる。また、基板からモータの固定子巻線までの距離が短くて済むのでモータの小型軽量化に役立つ。
According to invention of
請求項3の発明によれば、ハウジングの内側に複数のリブが形成され、リブによってハウジングとモータの間の隙間が確保されるので、電動工具を落下させた時やぶつけたりした際に、スイッチング素子を壊すことを防ぐことができる。また、リブにて隙間を確保しているので、空気流路が塞がれる恐れもない。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、オーバーラップして配置されるスイッチング素子は、モータの外周側であって左右方向に位置するように基板上に搭載されるので、ハウジングの上下方向の高さを変えずに、ハウジングの全長(前後長)をコンパクトにした電動工具を実現できる。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、基板は、モータの外径とほぼ同形の円形基板から突出する突出部を有する形状であり、オーバーラップして配置されるスイッチング素子は、突出部にて固定されるので、従来のモータに固定される基板の取付方法を変えることなく、基板の形状を変えるだけで容易に本発明の構成が実現できる。
According to the invention of
請求項6の発明によれば、ブラシレス直流方式のモータと、モータへ駆動電力を供給する駆動回路を有し、先端工具を回転又は駆動する電動工具において、駆動回路は複数のスイッチング素子を含み、駆動回路はモータの後端側に、モータの回転軸方向と鉛直に設けられる基板に搭載され、スイッチング素子を、基板のモータ側と反モータ側に分散させて搭載し、反モータ側に搭載されるスイッチング素子は、基板と水平になるように搭載されるので、反モータ側に搭載されるスイッチング素子によって、ハウジングの前後長さが長くなることを防止できる。また、基板の両側にスイッチング素子を配置するので、直径が小さいブラシレスDCモータにおいても本発明の構成を実現できる。 According to the invention of claim 6 , in the electric tool which has a brushless direct current system motor and a drive circuit for supplying driving power to the motor, and rotates or drives the tip tool, the drive circuit includes a plurality of switching elements, The drive circuit is mounted on the back end of the motor on a board that is perpendicular to the direction of the motor's rotation axis, and the switching elements are mounted on the motor side and the non-motor side of the board. Since the switching element is mounted so as to be horizontal with the substrate, the switching element mounted on the non-motor side can prevent the front and rear length of the housing from being increased. In addition, since the switching elements are arranged on both sides of the substrate, the configuration of the present invention can be realized even in a brushless DC motor having a small diameter.
請求項7の発明によれば、モータ側に搭載されるスイッチング素子が、モータと軸方向にオーバーラップするように配置されるので、ハウジングの全長(前後長)をコンパクトにした電動工具を実現できる。 According to the seventh aspect of the invention, since the switching element mounted on the motor side is arranged so as to overlap the motor in the axial direction, it is possible to realize an electric tool having a compact overall length (front and rear length) of the housing. .
請求項8の発明によれば、モータ側に搭載されるスイッチング素子は、モータの外周部に配置されるので、基板をモータと離して固定する必要がない。
According to the invention of
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the following description and drawings.
以下、本発明の実施形態を図1〜3に基づいて説明する。尚、以下の説明において、上下、前後の方向は、図1に示した方向として説明する。図1は本発明に係る電動工具の一実施形態としてのインパクトドライバ1の内部構造を示す図である。インパクトドライバ1は、充電可能なバッテリ2を電源とし、モータ3を駆動源として回転打撃機構4を駆動し、出力軸であるアンビル5に回転と打撃を与えることによってスリーブ15によって保持されるドライバビット等の図示しない先端工具に回転打撃力を間欠的に伝達してネジ締めやボルト締め等の作業を行う。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, the vertical and forward / backward directions will be described as the directions shown in FIG. FIG. 1 is a view showing an internal structure of an
上記モータ3は、ブラシレスDCモータであって、側面視で略T字状の形状を成すハウジング6の筒状の胴体部6a内に収容される。モータ3の回転軸は、胴体部6aの後端側の軸受17aと中央部付近に設けられる軸受17bによって回転可能に保持され、モータ3の前方には回転軸に取り付けられてモータ3と同期して回転するファン18が設けられ、モータ3の後方には、モータ3を駆動するための駆動回路基板7が配設される。駆動回路基板7には、複数のスイッチング素子21a、21b、21cが搭載され、これらスイッチング素子によってインバータ制御を行うことによりモータ3を回転させる。尚、駆動回路基板7、スイッチング素子の詳細については、後述する。
The
ハウジング6の胴体部6aから略直角に一体に延びるハンドル部6b内の上部にはトリガスイッチ8が配設され、トリガスイッチ8には図示しないバネによって付勢されてハンドル部6bから突出するトリガ操作部8cが設けられる。ハンドル部6b内の下部には、トリガ操作部8cの引き動作によって前記モータ3の速度を制御する機能等を備えた制御回路基板9が収容され、この制御回路基板9は、バッテリ2とトリガスイッチ8に電気的に接続される。ハンドル部6bの下部のバッテリ保持部6cには、バッテリ2が着脱可能に装着される。
A
回転打撃機構4は、遊星歯車減速機構10とスピンドル11とハンマ12を備え、トリガスイッチ8のトリガ操作部8cが引かれてモータ3が起動されると、モータ3の回転は遊星歯車減速機構10によって減速されてスピンドル11に伝達され、スピンドル11が所定の速度で回転駆動される。ここで、スピンドル11とハンマ12とはカム機構によって連結され、このカム機構は、スピンドル11の外周面に形成されたV字状のスピンドルカム溝11aと、ハンマ12の内周面に形成されたハンマカム溝12aと、これらのカム溝11a、12aに係合するボール13によって構成される。
The
ハンマ12は、スプリング14によって常に前方に付勢されており、静止時にはボール13とカム溝11a、12aとの係合によってアンビル5の端面とは隙間を隔てた位置にある。そして、ハンマ12とアンビル5の相対向する回転平面上の2箇所には図示しない凸部がそれぞれ対称的に形成されている。
The
スピンドル11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12に伝達され、ハンマ12が半回転しないうちにハンマ12の凸部がアンビル5の凸部に係合してアンビル5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11とハンマ12との間に相対回転が生ずると、ハンマ12はカム機構のスピンドルカム溝11aに沿ってスプリング14を圧縮しながらモータ3側へと後退を始める。
When the
そして、ハンマ12の後退動によってハンマ12の凸部がアンビル5の凸部を乗り越えて両者の係合が解除されると、ハンマ12は、スピンドル11の回転力に加え、スプリング14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14の付勢力によって前方へ移動し、その凸部がアンビル5の凸部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5に加えられるため、アンビル5に装着された図示しない先端工具を介してネジに回転打撃力が伝達される。
When the protrusion of the
以後、同様の動作が繰り返されて先端工具からネジに回転打撃力が間欠的に繰り返し伝達され、例えば、ネジが木材等の図示しない被締結材にねじ込まれる。 Thereafter, the same operation is repeated, and the rotational impact force is intermittently repeatedly transmitted from the tip tool to the screw. For example, the screw is screwed into a material to be fastened such as wood.
図2は、図1に示す駆動回路基板7を示す図であり、(1)は後方側から見た背面図、(2)は側方からみた側面図、(3)は前方側から見た正面図である。駆動回路基板7には、6つのスイッチング素子21a、21b、21c、22a、22b、22cが搭載される。本実施形態で特徴的なことは、6つのスイッチング素子のうち、2つのスイッチング素子21c、22cについては駆動回路基板7の後方側(モータ3とは反対側)に、駆動回路基板7と平行になるように取付られ、残りの4つのスイッチング素子21a、21b、22a、22bについては駆動回路基板7の前方側(モータ3と同じ側)に、その配置方向が前後方向(駆動回路基板7と垂直方向)になるように取り付けられる。
2 is a diagram showing the
駆動回路基板7は、エポキシ基板やガラスコンポジット基板などの公知の基板であり、片面基板または両面基板を用いることができる。駆動回路基板7の形状は、モータ3とほぼ同径の円形基板を基礎とし、その外周部にスイッチング素子を搭載するための4つの突出部25a、25b、25c、25dが形成される。これら突出部25aと25bの間、及び、突出部25cと25dの間は冷却風を通しやすくするためにV字状に切り込まれた形状となっている。駆動回路基板7の中央部には、モータ3の回転軸を貫通させるための穴7aが形成される。駆動回路基板7には、4つのネジ穴24a、24b、24c、24dにより、ネジにてモータ3の後方に固定される。
The
駆動回路基板7の下方には、図2(3)に示すようにコネクタ23が設けられ、後述する制御信号出力回路からのスイッチング素子駆動信号が入力される。さらに、駆動回路基板7には+用及び−用の2本のリード線が接続され、バッテリ2からの電力が供給される。
A
図3(1)は、図1のA−A部の断面図およびその断面から後方を見た図であり、(2)は図1のB−B部の断面図およびその断面から後方を見た図である。モータ3は、電磁鋼板等が積層されたステータ鉄心32に固定子巻線30が巻回された固定子3aと、固定子3aの内側に回転可能に取り付けられ、2極のマグネットが固定された回転子3bを有する。これらの図で理解できるように、固定子3aの外面側の一部は、平面部が形成され、円周方向に設けた4カ所の平面部において、ハウジング6aの内周側に形成された後述する平面保持部等に良好に接触して固定される。尚、これらの図において、モータ3の上側及び下側と、左右(注:工具を保持する作業者から見た方向を基準に左右というので、本図では(1)で示す方向が左右となる)の中央部付近においては、モータ3とハウジング6aの間に空間を有するように構成され、その空間には図3(1)で示す2つのリブ38や、図3(2)で示す4つのリブ39が設けられ、これらのリブ38、39はモータ3の外周部に接触させるか、或いは、微少の距離を隔てて隣接させる。
3 (1) is a cross-sectional view of the AA portion of FIG. 1 and a rear view thereof, and (2) is a cross-sectional view of the BB portion of FIG. 1 and a rear view thereof. It is a figure. The
このようにモータ3とハウジング6aの間に所定の隙間を有するように構成したので、この隙間による空間にファン18によって発生された空気を流すことができるので、スイッチング素子21a、21b、22a、22bを良好に冷却することができる。また、リブ38、39によってその空間がつぶれることが防止されるので、インパクトドライバ1を落としたり、ハウジング6aをぶつけたりした際にも、スイッチング素子に過大な荷重を与えることが無く、スイッチング素子を破損することを防止でき、信頼性の高い電動工具を提供することができる。
Since the
次に、モータ3の駆動制御系の構成と作用を図4に基づいて説明する。図4はモータの駆動制御系の構成を示すブロック図であり、本実施の形態では、モータ3は3相のブラシレスDCモータで構成される。このブラシレスDCモータは、いわゆるインナーロータ型であって、複数組(本実施例では2組)のN極とS極を含む永久磁石(マグネット)を含んで構成される回転子(ロータ)3bと、スター結線された3相の固定子巻線U、V、Wから成る固定子3aと、回転子3bの回転位置を検出するために周方向に所定の間隔毎、例えば角度60°毎に配置された3つの回転位置検出素子(ホール素子)42を有する。これら回転位置検出素子42からの位置検出信号に基づいて固定子巻線U、V、Wへの通電方向と時間が制御され、モータ3が回転する。回転位置検出素子42は、駆動回路基板7上に配置すると良い。
Next, the configuration and operation of the drive control system of the
駆動回路基板7上に搭載される素子には、3相ブリッジ形式に接続されたFET(Field effect transistor)などの6個のスイッチング素子Q1〜Q6を含む。ブリッジ接続された6個のスイッチング素子Q1〜Q6の各ゲートは、駆動回路基板7に接続され、6個のスイッチング素子Q1〜Q6の各ドレインまたは各ソースは、スター結線された固定子巻線U、V、Wに接続される。これによって、6個のスイッチング素子Q1〜Q6は、駆動回路基板7から入力されたスイッチング素子駆動信号(H4、H5、H6等の駆動信号)によってスイッチング動作を行い、駆動回路基板7に印加されるバッテリ2の直流電圧を3相(U相、V相及びW相)電圧Vu、Vv、Vwとして固定子巻線U、V、Wに電力を供給する。
The elements mounted on the
6個のスイッチング素子Q1〜Q6の各ゲートを駆動するスイッチング素子駆動信号(3相信号)のうち、3個の負電源側スイッチング素子Q4、Q5、Q6をパルス幅変調信号(PWM信号)H4、H5、H6として供給し、制御回路基板9上に搭載された演算部41によって、トリガスイッチ8のトリガ操作部8cの操作量(ストローク)Lの検出信号に基づいてPWM信号のパルス幅(デューティ比)を変化させることによってモータ3への電力供給量を調整し、モータ3の起動/停止と回転速度を制御する。
Of the switching element drive signals (three-phase signals) for driving the gates of the six switching elements Q1 to Q6, the three negative power supply side switching elements Q4, Q5, Q6 are converted into pulse width modulation signals (PWM signals) H4, Based on the detection signal of the operation amount (stroke) L of the trigger operation unit 8c of the
ここで、PWM信号は、駆動回路基板7の正電源側スイッチング素子Q1〜Q3または負電源側スイッチング素子Q4〜Q6の何れか一方に供給され、スイッチング素子Q1〜Q3またはスイッチング素子Q4〜Q6を高速スイッチングさせることによって結果的にバッテリ2の直流電圧から各固定子巻線U、V、Wに供給する電力を制御する。尚、本実施の形態では、負電源側スイッチング素子Q4〜Q6にPWM信号が供給されるため、PWM信号のパルス幅を制御することによって各固定子巻線U、V、Wに供給する電力を調整してモータ3の回転速度を制御することができる。
Here, the PWM signal is supplied to any one of the positive power supply side switching elements Q1 to Q3 or the negative power supply side switching elements Q4 to Q6 of the
インパクトドライバ1には、モータ3の回転方向を切り替えるための正逆切替レバー51が設けられ、回転方向設定回路50は正逆切替レバー51の変化を検出するごとに、モータの回転方向を切り替えて、その制御信号を演算部41に送信する。演算部41は、図示していないが、処理プログラムとデータに基づいて駆動信号を出力するための中央処理装置(CPU)、処理プログラムや制御データを記憶するためのROM、データを一時記憶するためのRAM、タイマ等を含んで構成される。
The
制御信号出力回路46は、回転方向設定回路50と回転子位置検出回路43の出力信号に基づいて所定のスイッチング素子Q1〜Q6を交互にスイッチングするための駆動信号を形成し、その駆動信号を制御信号出力回路46に出力する。これによって固定子巻線U、V、Wの所定の巻線に交互に通電し、回転子3bを設定された回転方向に回転させる。この場合、駆動回路基板7の負電源側スイッチング素子Q4〜Q6に印加する駆動信号は、印加電圧設定回路49の出力制御信号に基づいてPWM変調信号として出力される。モータ3に供給される電流値は、電流検出回路48によって測定され、その値が演算部41にフィードバックされることにより、設定された駆動電力となるように調整される。尚、PWM信号は正電源側スイッチング素子Q1〜Q3に印加しても良い。
The control
図5は、本発明の実施形態に係るインパクトドライバ1のハウジング6の内側の形状を示す側面図である。ハウジング6の胴体部6aの後端部には、軸方向に開口する空気取入口53と、軸方向に対し円周方向に開口する複数のスリット54が設けられる。さらに、モータ3とオーバーラップして配置されるスイッチング素子の取り付け部近傍には、複数の開口であるスリット55が形成される。ハウジング6には、スリットだけでなく、モータ3の固定をするためのリブ38、39、40や、モータ3の外周部の数カ所に形成された平面部を保持するための平面保持部57が形成される。平面保持部57には、円周方向に数本のリブが形成されモータ3の外周部の平面との接触性を良くしている。スリット56は、ファン18の円周方向外側に形成される開口であり、スリット56を介してハウジング6内部の空気が外部に排出される。ハウジング6には、トリガスイッチ8を取り付けるための取付部58が形成される。図5においては、分割されたハウジング6の片側の形状だけを示したが、これに対向する他方のハウジングも同様の形状であり、ネジをネジボス59、60に螺合させることにより左右のハウジングが固定される。
FIG. 5 is a side view showing the inner shape of the housing 6 of the
図6は、図1のインパクトドライバ1の後端部付近の拡大図であり、冷却のための空気流の流れを示したものである。図から理解できるように、モータ3の前後方向(軸方向)の長さWmは、スイッチング素子の配置に要する長さWsと、前後方向にオーバーラップする。従って、従来の技術による配置方法に比べて、スイッチング素子21a、21bの高さ分の長さだけ、ハウジング6の胴体部6aの長さを短くすることができ、コンパクトな電動工具を実現できる。また、このオーバーラップさせる配置方法の実施に伴い、胴体部6aの左右方向(横方向)の幅が若干広くなるが、上下方向の高さは従来の電動工具と変わらないので、作業者にとっては胴体部6aが太くなったとの意識することが少なくて済む。
FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the rear end portion of the
図6において、空気取入口53、スリット54(図5)から吸入された空気の一部は、矢印61で示す経路によりモータ3の上側を通ってファン18により吸引され、スリット56(図5)から外部に排出される。矢印にて示していないが、同様に、下側の空気取入口53から吸入された空気の一部は、モータ3の下側を通ってファン18により吸引され、スリット56(図5)から外部に排出される。
In FIG. 6, a part of the air sucked from the
また、主にスリット54、55(図5)から吸入された空気は、矢印62で示す経路によりスイッチング素子21a、21bの周囲を通ってファン18により吸引され、スリット56(図5)から外部に排出される。この際、スイッチング素子の近傍にはスリットが形成されているので、ファン18によって外部から吸引された空気が、すぐにスイッチング素子にあたるため、スイッチング素子を効果的に冷却することができ、スイッチング素子に別途放熱板を設けなくても良い。
スイッチング素子22a、22b側の空気流の流れも同様である。尚、高温環境で使われる場合など、特に冷却性能を強化したい場合は、スイッチング素子の放熱板に別の放熱器に取り付けるようにしても良い。
Air sucked mainly from the
The same applies to the air flow on the
以上、説明したように本発明によれば、ブラシレスDCモータを使いつつもハウジングの前後方向を短くして全長をコンパクトに構成できる電動工具を実現できる。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize an electric tool that can be configured compactly by shortening the front-rear direction of the housing while using a brushless DC motor.
上記の実施形態においては、本発明の電動工具の例としてインパクトドライバに対して適用した形態について説明したが、本発明は、駆動源であるモータとしてブラシレスDCモータを使用することができ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。また、上記の実施形態では、スイッチング素子としてFETを用いた例を説明したが、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)など、他の形式の出力トランジスタ素子を用いた場合でも同様に適用できる。 In the above-described embodiment, the form applied to the impact driver as an example of the electric tool of the present invention has been described. However, the present invention can be applied to any other option that can use a brushless DC motor as a motor that is a drive source. Of course, the present invention can be similarly applied to the electric tool. In the above-described embodiment, an example in which an FET is used as a switching element has been described. However, the present invention can be similarly applied to a case in which another type of output transistor element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is used.
1 インパクトドライバ 2 バッテリ 3 モータ
3a モータの固定子 3b モータの回転子 4 回転打撃機構
5 アンビル 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 6c (ハウジングの)バッテリ保持部
7 駆動回路基板 7a 穴 8 トリガスイッチ
8c トリガ操作部 9 制御回路基板 10 遊星歯車減速機構
11 スピンドル 11a スピンドルカム溝 12 ハンマ
12a ハンマカム溝 13 ボール 14 スプリング
15 スリーブ 16a、16b ベアリング
17a、17b ベアリング
18 ファン 19 (モータの)回転軸
21a、21b、21c スイッチング素子
22a、22b、22c スイッチング素子 23 コネクタ
24a、24b、24c、24d ネジ穴
25a、25b、25c、25d (駆動回路基板の)突出部
26 リード線 30 固定子巻線 31 永久磁石
32 ステータ鉄心 38、39、40 ボス
41 演算部 42 回転位置検出素子 43 回転子位置検出回路
46 制御信号出力回路 48 電流検出回路
49 印加電圧設定回路 50 回転方向設定回路 51 正逆切替レバー
53 空気取入口 54、55 (吸気用の)スリット
56 (排出用の)スリット 57 平面保持部
58 (トリガスイッチの)取付部 59、60 ネジボス
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記駆動回路は複数のスイッチング素子を含むものであって前記胴体部内に収容され、
少なくとも前記スイッチング素子の一部を、前記モータのステータに対して前記モータの軸方向にオーバーラップするように基板上に搭載し、
前記胴体部内の前記モータの外側に前記空気流が通る風路を形成すると共に、前記風路内に前記スイッチング素子を配置したことを特徴とする電動工具。 A motor brushless DC type, a housing having a handle portion extending from the body portion and the barrel body portion that houses the motor, a driving circuit for supplying driving power to the motor, and an air inlet provided in the housing In the electric tool that has an air discharge port and a fan that is provided inside the housing and generates an air flow from the air intake port to the air discharge port , and rotates or drives the tip tool.
Wherein the drive circuit is accommodated a plurality of switching elements a Dressings containing within said body portion,
At least a part of the switching element is mounted on the substrate so as to overlap the stator of the motor in the axial direction of the motor ,
An electric tool characterized in that an air passage through which the air flow passes is formed outside the motor in the body portion, and the switching element is arranged in the air passage .
前記駆動回路は複数のスイッチング素子を含み、
前記駆動回路は前記モータの後端側に、前記モータの回転軸方向と鉛直に設けられる基板に搭載され、
前記スイッチング素子を、前記基板のモータ側と反モータ側に分散させて搭載し、前記反モータ側に搭載されるスイッチング素子は、前記基板と水平になるように配置されることを特徴とする電動工具。 In an electric tool that has a brushless DC system motor and a drive circuit that supplies driving power to the motor, and rotates or drives a tip tool,
The drive circuit includes a plurality of switching elements,
The drive circuit is mounted on a substrate provided perpendicularly to the rotation axis direction of the motor on the rear end side of the motor,
The switching elements are mounted in a distributed manner on the motor side and the non-motor side of the board, and the switching elements mounted on the non-motor side are arranged to be horizontal with the board. tool.
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