JP6749169B2 - 電動作業機 - Google Patents
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Description
[1−1.電動作業機の全体構成]
図1に示すように、本実施形態の電動作業機1は、被加工部材の切断を主目的として使用されるマルノコとして構成されており、ベース2と、本体部3とを備える。ベース2は、被加工部材の切断作業を行う際に切断対象の被加工部材の上面に当接される略矩形の部材である。本体部3は、ベース2の上面側に配置されている。
電源コード12は、モータ19の駆動用電力を取り込むためのものである。電源コード12の先端の電源プラグが交流電源13のコンセントに差し込まれることで、交流電源13から電源コード12を介して電力を取り込むことができる。尚、交流電源13は、図1では図示を省略しており、図2に図示されている。交流電源13は、例えば商用電源である。
図2に示すように、コントローラ15は、電子回路を形成する回路基板16を備える。回路基板16には、複数の電子部品が実装されている。
次に、コントローラ15の機械的構成について、図3〜図16を参照しながら説明する。尚、以下の説明において、上下、左右、前後の方向は、図3における矢印で示す方向である。また、図3,図4,図8,図10〜図13においては、回路基板16に実装された複数の電子部品のうち、ダイオードブリッジ21、スイッチング素子22及びIPM23の3つだけを図示している。
具体的には、IPM23は、複数の端子31を有するDIPの電子部品である。DIPは、「Dual Inline Package」の略である。また、複数の端子31の中には、前述した電源端子31aとグランド端子31bが含まれる。そして、IPM23は、2列に配置された複数の端子31が、回路基板16に設けられたスルーホールに挿入されて半田付けされることにより、回路基板16の裏面に実装されている。
図3〜図9,図14,図15に示すように、ケース33は、回路基板16の裏面と対向する底部33eと、回路基板16の側縁16a〜16dを囲む4つの側壁部33a〜33dと、を備える。側壁部33aは、側縁16aの外側となる側壁部であり、側壁部33bは、側縁16bの外側となる側壁部であり、側壁部33cは、側縁16cの外側となる側壁部であり、側壁部33dは、側縁16dの外側となる側壁部である。
コントローラ15を組み立てる手順の一例について説明する。
まず、回路基板16をケース33に収容する前に、ダイオードブリッジ21及びスイッチング素子22の背面と、IPM23の外側面とに、それぞれ放熱グリスを適量塗布する。ダイオードブリッジ21及びスイッチング素子22の背面とは、回路基板16がケース33に収容された際に、側壁部33aの方を向く面であり、つまりは、熱接続壁部41に対向する側の面である。
図4における点線の矢印で示すように、回路基板16を、ケース33の底部33eと平行になるようにして、ケース33の上方からケース33に近づけていく。
回路基板16に実装されたダイオードブリッジ21、スイッチング素子22及びIPM23がケース33に固定されることにより、回路基板16がケース33に固定される。
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)回路基板16に実装されることで該回路基板16に電気的に接続されたダイオードブリッジ21及びスイッチング素子22と、ケース33の側壁部33aにおける熱接続壁部41とが、熱伝導可能に接続されている。
前述の各図で図示を省略していた事項について説明する。
[1−6−1]
図18に示すように、回路基板16の表面からは、グランドラインLgに接続されたリード線75が出ている。リード線75の先端には、穴を有した周知の丸形端子76が取り付けられている。そして、丸形端子76は、スイッチング素子22を固定するネジ45によって、ケース33の熱接続壁部41に電気的に接続されている。つまり、ネジ45は、丸形端子76の穴に通された状態で、スイッチング素子22の穴22aに入れられ、熱接続壁部41の固定用穴46に螺入されている。このため、ケース33は、ネジ45及びリード線75を介して回路基板16のグランドラインLgに接続される。つまり、ケース33はグランドラインLgと同電位になる。
[1−6−2]
図18に示すように、スナバ回路として機能するコンデンサ24と、電流検出用の抵抗器26は、回路基板16の表面において、IPM23の2列の端子31群によって挟まれた領域に表面実装されている。このため、回路基板16のスペースを有効に使用することができる。また、IPM23の電源端子31aとコンデンサ24とを接続する配線パターンの長さや、IPM23のグランド端子31bと抵抗器26とを接続する配線パターンの長さを、短くすることができる。尚、コンデンサ24と並列なコンデンサがあるのであれば、その並列なコンデンサも、IPM23の2列の端子31群によって挟まれた領域に表面実装することができる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
図19に示すように、熱接続壁部41に設ける固定用穴44,46は、ネジ穴ではなく、上下方向の長穴であっても良い。この場合、ダイオードブリッジ21とスイッチング素子22は、熱接続壁部41に、ネジ43,45とナットで固定すれば良い。このように構成すれば、回路基板16に実装された状態のダイオードブリッジ21及びスイッチング素子22の上下方向の位置ずれを、長穴によって吸収することができる。
[2−2]
ダイオードブリッジ21の温度を検出するための温度センサ(例えば、サーミスタ)を、ダイオードブリッジ21自体あるいは熱接続壁部41に取り付けても良い。このように構成すれば、ダイオードブリッジ21の温度を精度良く検出することができる。そして、例えば、マイコン20は、温度センサからの信号に基づいて、ダイオードブリッジ21の温度が過熱判定値以上であると判定した場合には、モータ19の作動を強制停止するための処理を行うことができる。また、温度センサは、スイッチング素子22自体あるいは熱接続壁部41に取り付けても良い。
ダイオードブリッジ21及びスイッチング素子22と熱接続壁部41は、直接接触するように構成されても良いし、熱伝導性及び弾性を有する樹脂等を介して熱伝導可能に接続されても良い。同様に、IPM23とケース33の底部33eは、直接接触するように構成されても良いし、熱伝導性及び弾性を有する樹脂等を介して熱伝導可能に接続されても良い。
熱接続壁部41に熱伝導可能に接続される電子部品は、ダイオードブリッジ21とスイッチング素子22との何れか一方であっても良いし、ダイオードブリッジ21及びスイッチング素子22とは異なる1つ以上の電子部品であっても良い。例えば、回路基板16に実装された電子部品として、コンデンサ18に対し直列に設けられたスイッチング素子がある場合、そのスイッチング素子を、熱接続壁部41に熱伝導可能に接続しても良い。また、ケース33の底部33eに熱伝導可能に接続される電子部品は、IPM23とは別の1つ以上の電子部品であっても良い。
熱接続壁部41に熱伝導可能に接続される電子部品は、回路基板16とリード線で電気的に接続された電子部品であっても良い。同様に、底部33eに熱伝導可能に接続される電子部品は、回路基板16とリード線で電気的に接続された電子部品であっても良い。
ケース33の部分のうち、一部と、その一部以外の部分とが、別体で形成されても良い。
例えば、図20に示す例では、ケース33の部分のうち、熱接続壁部41を含む側壁部33aと、他の部分、すなわち、側壁部33b〜33d及び底部33e(以下、ケース本体部80)とが、別体で形成されている。尚、図20では、側壁部33dは図示されていない。
〈b〉ケース33を完成させる前に、前述のネジ43,45により、側壁部33aを、回路基板16に実装されたダイオードブリッジ21及びスイッチング素子22に取り付ける。具体的には、ネジ43,45の各々を、ダイオードブリッジ21及びスイッチング素子22の各穴21a,22aに入れて、側壁部33aにおける熱接続壁部41に設けられた固定用穴44,46に螺入することにより、側壁部33aとダイオードブリッジ21及びスイッチング素子22との固定を行う。
そして、側壁部33aを、ケース本体部80に、ネジ81や接着剤等の固定用部材を用いて固定し、その後、ネジ43,45により、側壁部33aとダイオードブリッジ21及びスイッチング素子22との固定を行う。また逆に、側壁部33aとダイオードブリッジ21及びスイッチング素子22とのネジ43,45による固定を行ってから、側壁部33aとケース本体部80との固定を行っても良い。
一方、図示は省略するが、例えば、ケース33の部分のうち、側壁部33aの一部である熱接続壁部41と、他の部分とが、別体に形成されても良い。ここでは、ケース33の部分のうち、熱接続壁部41以外の部分を、ケース本体部という。この例の場合、熱接続壁部41を、ケース本体部に、ネジや熱伝導可能な接着剤等の固定用部材を用いて固定することにより、ケース33を完成することができる。
〈B〉ケース33を完成させる前に、前述のネジ43,45により、熱接続壁部41を、回路基板16に実装されたダイオードブリッジ21及びスイッチング素子22に取り付ける。
そして、熱接続壁部41を、ケース本体部に、ネジや接着剤等の固定用部材を用いて固定し、その後、ネジ43,45により、熱接続壁部41とダイオードブリッジ21及びスイッチング素子22との固定を行う。また逆に、熱接続壁部41とダイオードブリッジ21及びスイッチング素子22とのネジ43,45による固定を行ってから、熱接続壁部41とケース本体部との固定を行っても良い。
ケース33における側壁部33a〜33dの何れかと、放熱対象の特定の電子部品は、ケース33と別体の、金属製の放熱部材(以下、ヒートシンク部材)を介して、熱伝導可能に接続されても良い。このように構成した場合、放熱性確保のためにヒートシンク部材を大型化する必要がない。つまり、ヒートシンク部材を小型化することができる。よって、電子部品の放熱性を確保しつつ、回路基板16のスペースを有効的に使用することができるようになる。
例えば、図21に示す例では、ケース33の側壁部33aに、図3や図4等に示した熱接続壁部41が形成されていない。つまり、側壁部33aの高さと幅は、該側壁部33aに対向する側壁部33cと同じになっている。そして、回路基板16の端部に実装された放熱対象の電子部品85と、側壁部33aは、ケース33とは別体のヒートシンク部材83を介して、熱伝導可能に接続されている。
また、例えば、ヒートシンク部材83は、図21において、点線よりも後方向の部分83bだけの形状であっても良い。この場合、電子部品85の端子を適宜曲げることで、その電子部品85の背面をヒートシンク部材83に接触させることができる。
[2−7−2]
例えば、図22に示す例においても、図21の例と同様に、ケース33における側壁部33aの高さと幅は、側壁部33cと同じになっている。そして、回路基板16の端部に実装された放熱対象の電子部品85と、側壁部33aは、電子部品85の背面と側壁部33aの前方向の面とに直接あるいは放熱グリス等の熱伝導材を介して接触するヒートシンク部材87を介して、熱伝導可能に接続されている。ヒートシンク部材87は、例えば板状に形成されている。この例では、側壁部33aにおいて、ヒートシンク部材87と接触する部分88が、特定の電子部品85と熱伝導可能に接続される特定部分に相当する。
[2−8]
電動作業機としては、マルノコに限らず、例えば、電動ハンマ、電動ハンマドリル、電動ドリル、電動ドライバ、電動レンチ、電動レシプロソー、電動ジグソー、電動カッター、電動チェンソー、電動カンナ、電動鋲打ち機を含む電動釘打ち機、電動ヘッジトリマ、電動芝刈り機、電動芝生バリカン、電動刈払機、電動クリーナ、電動ブロア、グラインダ等であっても良い。
上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしても良い。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしても良い。また、上記実施形態の構成の一部を省略しても良い。また、上記実施形態又は変形例の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換しても良い。なお、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。また、本開示は、電動作業機の放熱方法等、種々の形態で実現することもできる。
Claims (8)
- 電動作業機であって、
当該電動作業機の動力源としてのモータと、
前記モータを制御するコントローラを構成する回路基板と、
前記回路基板が収容される金属製のケースと、を備え、
前記ケースは、
前記回路基板の一方の面である裏面と対向する底部と、前記回路基板の側縁を囲む側壁部と、を備え、
前記回路基板に電気的に接続された複数の電子部品のうちの少なくとも1つである特定の電子部品と、前記側壁部における一部である特定部分とが、熱伝導可能に接続されており、
更に、前記特定の電子部品は、前記回路基板の端部に立てられた状態で固定されており、
前記特定の電子部品の前記特定部分側の面と、前記特定部分とが、放熱グリスを介して熱伝導可能に接続され、
前記側壁部のうち、前記特定部分と対向する側壁部には、前記回路基板の側縁に当接するガイド部であって、前記底部側とは反対側である上側から前記底部側へ行くにつれて、前記特定部分側への突出量が大きくなるガイド部、が設けられている、
電動作業機。 - 請求項1に記載の電動作業機であって、
前記ガイド部は、前記上側から前記底部側への方向を長手方向とした突条であり、
前記回路基板において、前記ガイド部に当接する部分は、当該回路基板を平面視した状態において切り欠かれた部分である、
電動作業機。 - 請求項1又は請求項2に記載の電動作業機であって、
前記側壁部のうち、前記特定部分は、他の部分よりも、前記底部からの高さが大きい、
電動作業機。 - 請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載の電動作業機であって、
前記側壁部のうち、前記特定部分は、他の部分よりも、厚さが大きい、
電動作業機。 - 請求項1ないし請求項4の何れか1項に記載の電動作業機であって、
前記回路基板に電気的に接続された複数の電子部品のうち、前記特定の電子部品とは別の電子部品である別電子部品と、前記底部とが、熱伝導可能に接続されている、
電動作業機。 - 請求項5に記載の電動作業機であって、
前記底部において、前記別電子部品と熱伝導可能に接続される部分である熱接続部分は、前記回路基板側とは反対側に凹んでいる、
電動作業機。 - 請求項5又は請求項6に記載の電動作業機であって、
前記底部において、前記別電子部品と熱伝導可能に接続される部分である熱接続部分と反対側の面には、放熱フィンが設けられている、
電動作業機。 - 請求項1ないし請求項6の何れか1項に記載の電動作業機であって、
前記ケースの少なくとも1つの面に放熱フィンが設けられている、
電動作業機。
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