JP6281842B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、本体内に、モータと該モータを駆動する駆動回路を搭載した電動工具に関するものである。

ブラシレスモータを使用した電動工具では、本体内にモータと該モータを駆動する駆動回路を搭載した制御基板が配設され、駆動回路で生成されるスイッチング電圧をブラシレスモータに供給することにより該ブラシレスモータが駆動される。

駆動回路は、スイッチング動作によりスイッチング電圧を生成するＦＥＴと、スイッチング電圧を昇圧してブラシレスモータに昇圧電圧を供給する昇圧トランスを備えている。
このようなブラシレスモータでは、発熱するＦＥＴや昇圧トランスを効率的に冷却して、故障を未然に防止するとともに、安定した動作を確保することが必要となる。

特許文献１には、モータの後方に回路基板を配設するとともに、該回路基板とほぼ平行に放熱部材を配設し、該基板の後方及び側方から外気を取り込んで、回路基板及びスイッチング素子を冷却する構成とした電動工具が開示されている。

特許文献２には、モータの後方に冷却ファンと回路基板を備え、回路基板の中央に風穴を設けるとともに、基板後方に吸気口を設けた電動工具が開示されている。
特許文献３には、モータの後方に冷却ファンと回路基板を配設し、該基板の側面やや後方側から空気を取り込み、スイッチング素子を冷却する構成とした電動工具が開示されている。

特許文献４には、モータの後方に回路基板を配設し、回路基板の後面に回路部品を搭載し、回路基板の後方に防水板を備えた電動工具が開示されている。
特許文献５には、本体ハウジングとカバーの通気路を屈曲経路として防塵性能を向上させる構成とした電動工具の通気窓が開示されている。

特開２０１０−２１４５１８号公報 特開２００６−２９７５３２号公報 特開２０１１−１０４６７１号公報 特開２０１０−２６４５３４号公報 特開２０１０−１０５１３０号公報

上記のような電動工具では、回路基板に搭載された素子を効率的に冷却して、モータを安定して駆動する必要がある。また、冷却ファンの動作により導入される外気に含まれる塵埃が回路基板上の部品に付着すると、故障あるいは誤動作する可能性がある。

特許文献１〜５には、回路基板を効率よく冷却し、かつ回路基板上に搭載された部品への塵埃の付着を効率よく低減する構成は開示されていない。
この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は回路基板上の回路素子を効率よく冷却し、かつ回路基板上の回路素子への塵埃の付着を低減し得る電動工具を提供することにある。

上記課題を解決する電動工具は、本体ハウジング内に設けられたモータと、前記本体ハウジング内で、前記モータの後方に配設される回路基板と、前記回路基板と前記モータとの間に配設される排気ファンと、前記本体ハウジングの後端部に設けられ、前記排気ファンの回転に基づいて本体ハウジング内に外気を導入する吸気口とを備えた電動工具において、前記回路基板の回路素子の実装面を前記モータ側として配設し、前記回路基板と前記吸気口との間に、前記回路基板を覆う面積を備えた防塵板を設け、前記防塵板と前記回路基板には、前記吸気口から導入された外気を前記実装面側に案内する通気孔を設けたことを特徴とする。

また、上記構成において、前記防塵板に、該防塵板の通気孔に連なる案内筒部を設け、前記案内筒部を前記回路基板の通気孔に挿通して、前記防塵板の通気孔から案内筒部を経て前記回路基板の実装面側に外気を案内することが好ましい。

また、上記構成において、前記防塵板及び案内筒部を熱伝導性を備えた金属で形成し、前記案内筒部を前記回路素子と熱的に接続することが好ましい。
また、上記構成において、前記吸気口を、前記本体ハウジングの後端部に設けることが好ましい。

また、上記構成において、前記吸気口と前記通気孔の位置を前記防塵板の面方向にずらしかことが好ましい。

本発明の電動工具によれば、回路基板上の回路素子を効率よく冷却し、かつ回路基板上の回路素子への塵埃の付着を低減することができる。

一実施形態の電動工具を示す概要図である。

以下、電動工具の一実施形態を図１に従って説明する。筒状の本体ハウジング１内において、該本体ハウジング１の長手方向中央部にはブラシレスモータ２が配設され、そのブラシレスモータの作動により出力軸（図示しない）が回転される。

前記本体ハウジング１内において、前記ブラシレスモータ２の後方には、本体ハウジング１の長手方向の中心軸とほぼ等しい回転軸で回転する排気ファン３が配設されている。前記ブラシレスモータ２のやや前方において、前記本体ハウジング１にはスリット状の前部吸気口４が形成され、前記本体ハウジング１の後端面には複数の後部吸気口５が形成されている。また、排気ファン３の周囲において、本体ハウジング１には複数の排気口６が形成されている。

そして、排気ファン３が回転されると、前部吸気口４及び後部吸気口５から外気が吸入されるとともに、本体ハウジング１内の空気が排気口６から本体ハウジング１外へ排出される。

前記本体ハウジング１の後端と前記排気ファン３との間には、前記ブラシレスモータ２を駆動する駆動回路が搭載された回路基板７が配設されている。前記回路基板７は、前記本体ハウジング１の長手方向に対し直交する方向に配設され、前記排気ファン３側すなわち本体ハウジング１の前端側に向かう実装面に駆動回路を構成する回路素子８が実装されている。

また、回路基板７の実装面には、ブラシレスモータ２を駆動するための昇圧電圧を生成するためにスイッチング動作するＦＥＴと昇圧トランスも前記回路素子８として搭載されている。

前記回路基板７の中央部には、回路基板７の実装面と裏面とを連通する通気孔９が形成されている。
前記回路基板７と本体ハウジング１の後端との間には、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属板で形成される防塵板１０が回路基板７と平行に配設され、防塵板１０には回路基板７の裏面をほぼ覆う面積が確保されている。また、防塵板１０の中央部には通気孔１１が形成されるとともに、その通気孔１１に連通する案内筒部１２が形成されている。

そして、案内筒部１２が前記回路基板７の通気孔９を貫通して実装面側まで延設され、案内筒部１２の先端部は発熱量の多い前記ＦＥＴ等の回路素子に熱的に接続されている。
前記後部吸気口５は、前記防塵板１０の通気孔１１に対し、防塵板１０の面方向外周側にオフセットされた位置に設けられている。

次に、上記のように構成された電動工具の防塵板１０の作用を説明する。
この電動工具は、その使用時に回路基板７に搭載された駆動回路の動作によりブラシレスモータ２が作動して、例えば電動スクリュードライバとして動作する。ブラシレスモータ２の作動時には、排気ファン３が回転駆動され、本体ハウジング１外から前部吸気口４及び後部吸気口５を経て本体ハウジング１内に外気が導入される。

前部吸気口４から本体ハウジング１内に導入された外気は、ブラシレスモータ２の周囲を通過してブラシレスモータ２を冷却した後、排気口６から本体ハウジング１外へ排出される。

後部吸気口５から本体ハウジング１内に導入された外気の大部分は、防塵板１０の後面に沿って通気孔１１内に案内され、さらに案内筒部１２内を経て回路基板７の実装面側に案内される。そして、案内筒部１２に導入された外気は、防塵板１０を冷却し、さらに実装面に搭載された回路素子を冷却した後、排気口６から本体ハウジング１外へ排出される。

このとき、後部吸気口５と防塵板１０の通気孔９とが直線状には連通せず、防塵板１０の面方向にオフセットされている。従って、後部吸気口５から吸入された外気中に含まれる塵埃は防塵板１０の後面に付着するため、案内筒部１２から回路基板７の実装面側には侵入し難い。

そして、冷却された防塵板１０で、熱的に接続された回路素子８を冷却することができるので、防塵板１０に放熱板の機能を持たせることが可能となる。
上記のような電動工具では、次に示す効果を得ることができる。
（１）回路基板７の通気孔９に挿通した防塵板１０の案内筒部１２から回路基板７の実装面側に供給される外気により、実装面上の回路素子を冷却することができる。
（２）後部吸気口５から吸入される外気を、防塵板１０の後面にあてることにより防塵板１０を効率よく冷却することができる。
（３）回路基板７の通気孔９に挿通した案内筒部１２の先端部が、回路基板７上で発熱量の多いＦＥＴや昇圧トランスに熱的に接続されているので、発熱量の多い回路素子を効率よく冷却することができる。
（４）回路基板７の後面側が防塵板１０で覆われるので、後部吸気口５から導入される外気に含まれる塵埃の回路基板７の後面への付着を防止することができる。
（５）後部吸気口５から導入される外気が、回路基板の通気孔９を貫通する案内筒部１２を経て実装面側に案内されるので、外気に含まれる塵埃の実装面への付着を防止することができる。
（６）後部吸気口５と防塵板１０の通気孔１１とを、防塵板１０の径方向にオフセットしたので、後部吸気口５から導入される外気に含まれる塵埃の回路基板７の実装面側への侵入を抑制することができる。

上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・回路基板の通気孔を、回路基板７の中央以外に、発熱量の多い回路素子の搭載位置近傍に設け、その通気孔に防塵板１０の案内筒部を挿通してもよい。

１…本体ハウジング、２…モータ（ブラシレスモータ）、３…排気ファン、５…吸気口（後部吸気口）、７…回路基板、８…回路素子、９…通気孔、１０…防塵板、１１…通気孔、１２…案内筒部。

Claims (5)

1. 本体ハウジング内に設けられたモータと、
   前記本体ハウジング内で、前記モータの後方に配設される回路基板と、
   前記回路基板と前記モータとの間に配設される排気ファンと、
   前記本体ハウジングの後端部に設けられ、前記排気ファンの回転に基づいて本体ハウジング内に外気を導入する吸気口と
   を備えた電動工具において、
   前記回路基板の回路素子の実装面を前記モータ側として配設し、前記回路基板と前記吸気口との間に、前記回路基板を覆う面積を備えた防塵板を設け、前記防塵板と前記回路基板には、前記吸気口から導入された外気を前記実装面側に案内する通気孔を設けたことを特徴とする電動工具。
2. 請求項１に記載の電動工具において、
   前記防塵板に、該防塵板の通気孔に連なる案内筒部を設け、前記案内筒部を前記回路基板の通気孔に挿通して、前記防塵板の通気孔から案内筒部を経て前記回路基板の実装面側に外気を案内することを特徴とする電動工具。
3. 請求項２に記載の電動工具において、
   前記防塵板及び案内筒部を熱伝導性を備えた金属で形成し、前記案内筒部を前記回路素子と熱的に接続したことを特徴とする電動工具。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電動工具において、
   前記吸気口を、前記本体ハウジングの後端部に設けたことを特徴とする電動工具。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電動工具において、
   前記吸気口と前記通気孔の位置を前記防塵板の面方向にずらしたことを特徴とする電動工具。