JP5472683B2 - 電動工具 - Google Patents
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Description
本発明の他の特徴は、モータ軸を有するモータと、前記モータにより駆動される先端工具と、前記モータを収容するハウジングと、前記モータを駆動するためのスイッチング素子を備えた回路基板と、前記モータ軸を保持可能なベアリングと、を有する電動工具であって、前記スイッチング素子は、複数設けられており、前記スイッチング素子の一部は、前記回路基板に寝かせた状態で設けられ、前記スイッチング素子の他の一部は、前記回路基板に起きた状態で設けられ、前記スイッチング素子の他の一部が、前記ハウジングの内部で前記モータ軸方向において、前記ベアリングとオーバーラップするように構成したことにある。
最初に、図1を参照して電動工具全体の組立構成について説明する。
電動工具50の本体は、胴体ハウジング部(モータハウジング部とも称する)1aおよびハンドルハウジング部(グリップハウジング部とも称する)1bから成るハウジング1内に収容されている。胴体ハウジング部(モータハウジング部)1aは、ブラシレスモータ部(ブラシレス直流モータ部)2のモータ回転軸(モータ軸)2eの軸方向(水平軸方向)に沿って、一端部(図面の左端部)1cから他端部(図面の右端部側)1dに延在し、胴体ハウジング部1aの一端部1c側においてブラシレスモータ部2およびインバータ回路の半導体スイッチング素子3aを実装するインバータ回路基板3を収容し、かつブラシレスモータ部2の他端部1d側において、動力伝達部5を構成する減速機構部5aおよびトルク調整部(クラッチ部)5bを収容する。
次に、電動工具50の回路構成について、図6に示した回路機能プロック図を参照して説明する。図6に示されるように、インバータ回路部(3)は、上述したインバータ回路基板3に実装された、3相ブリッジ形式に接続された半導体スイッチング素子(半導体パワーデバイス)3aである6個のパワーMOSFET3a(Q1〜Q6)から構成される。
図2に示されるように、インバータ回路基板3は、配線パターン(図示なし)が形成されたほぼ円形形状のプリント基板から成り、該インバータ回路基板3の中央部にはモータ回転軸2eを貫通させるための貫通孔3dが形成されている。また、インバータ回路基板3のほぼ円周部には、6個の半導体スイッチング素子3a(図6の半導体スイッチング素子Q1〜Q6)が実装されている。インバータ回路基板3とステータ巻線2d間の電気的配線、インバータ回路基板3と制御回路基板4間の電気的配線、およびインバータ回路基板3とスイッチ回路基板7b間の電気的配線には、大電流用導線3bおよび小電流用導線3cが使用されている。
1b:ハンドルハウジング部(グリップハウジング部)
1c:胴体ハウジング部一端部 1d:胴体ハウジング部他端部 1r:リブ部
2:ブラシレスモータ 2a:ロータ(マグネットロータ) 2b:永久磁石
2c:ステータ(ステータヨーク) 2d:ステータ巻線 2e:モータ回転軸
2f:絶縁層 3:インバータ回路基板(インバータ回路部)
3a:半導体スイッチング素子 3b:大電流用導線 3c:小電流用導線
3d:貫通孔 4:制御回路基板 5:動力伝達部 5a:減速機構部
5b:トルク調整部 5c:チャック(先端工具取付部)
5d:トルク調整ダイヤル 5e:減速機構部の回転出力軸 5f:スピンドル
5g:トルク調整バネ 5h:リングギヤ 7:スイッチトリガ
7a:スイッチ部 7b:スイッチ回路基板 8:電池パック
9:正逆切替レバー 10、11、12:回転位置検出素子(ホールIC)
13:制御信号出力回路 14:印加電圧設定回路 15:回転方向設定回路
16:回転子位置検出回路 17:回転数検出回路 18:電流検出回路
19:温度上昇測定回路 19a:感熱素子(サーミスタ) 20:演算部
21:通風口(吸気口) 22:通風口(吸気口)
23:第1軸受部(ボールベアリング部)
24:第2軸受部(ボールベアリング部)
25:冷却用ファン 30:制御回路部 50:電動工具
Ha:インバータ回路基板と軸受部間の離間距離
Hb:第1グループ半導体スイッチング素子の実装高さ
Hc:第2グループ半導体スイッチング素子の実装高さ
Q1〜Q4:第1グループの半導体スイッチング素子
Q5、Q6:第2グループの半導体スイッチング素子
Claims (11)
- モータ軸を有するモータと、
前記モータにより駆動される先端工具と、
前記モータを収容し、吸気口が形成されたハウジングと、
前記モータを駆動するためのスイッチング素子を備え、前記モータ軸が貫通する貫通孔が形成されると共に前記モータ軸に対して略直交して配置される回路基板と、
前記モータ軸を保持可能なベアリングと、を有する電動工具であって、
前記スイッチング素子を、前記ハウジングの内部で前記モータ軸方向において、前記ベアリングとオーバーラップするように設け、
前記吸気口から前記ハウジング内に導入された空気が、前記ベアリングと前記回路基板との間を通り前記貫通孔を介して前記モータの内部を流通させるように構成したことを特徴とする電動工具。 - 前記ハウジングは、前記モータを収容するモータハウジング部と、前記モータハウジング部から下方へと伸びるグリップハウジング部と、を有し、
前記ベアリング及びスイッチング素子は、前記モータハウジング部に設けられることを特徴とする請求項1記載の電動工具。 - 前記ハウジングは、左右分割式のハウジングであり、前記ベアリングは、前記モータハウジング部に設けられる左右方向に延びるリブにより保持されていることを特徴とする請求項2記載の電動工具。
- 前記吸気口は前記ハウジングの側面に設けられ、前記吸気口と対向した位置に前記スイッチング素子が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電動工具。
- 前記スイッチング素子は、空気の流通路に配置されていることを特徴とする請求項4に記載の電動工具。
- 前記スイッチング素子は前記貫通孔の周りに配置されていることを特徴とする請求項5に記載の電動工具。
- 前記スイッチング素子の前記回路基板からの前記モータ軸方向の距離は、前記回路基板から前記ベアリングの前記回路基板の反対側の端面までの距離より短いことを特徴とする請求項1に記載の電動工具。
- 前記ハウジングは、左右分割式のハウジングで構成され、
前記左右分割式のハウジングは、左右方向に延びるネジにより固定可能であり、前記ネジを固定するための複数のネジボスを有し、
前記ネジボスは、前記モータ軸に対して径方向外側に略対称に設けられ、前記ネジボスに対して径方向内側に前記ベアリングと前記スイッチング素子が配置されることを特徴とする請求項1に記載の電動工具。 - モータ軸を有するモータと、前記モータにより駆動される先端工具と、前記モータを収容するハウジングと、前記モータを駆動するためのスイッチング素子を備える回路基板と、前記モータ軸を保持可能なベアリングと、を有する電動工具であって、
前記スイッチング素子は、複数設けられており、前記スイッチング素子の一部は、前記回路基板に寝かせた状態で設けられ、前記スイッチング素子の他の一部は、前記回路基板に起きた状態で設けられ、前記スイッチング素子の他の一部が、前記ハウジングの内部で前記モータ軸方向において、前記ベアリングとオーバーラップすることを特徴とする電動工具。 - 前記スイッチング素子の一部の前記モータ軸の軸後方には、前記リブが設けられることを特徴とする請求項9に記載の電動工具。
- 前記左右分割式のハウジングは、左右方向の伸びるネジにより固定可能であり、前記モータハウジングには、ネジを固定するためのネジボスが設けられており、前記ネジボスと前記ベアリングの間に前記スイッチング素子の他の一部が配置されることを特徴とする請求項9に記載の電動工具。
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