JP7426622B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本開示は、一般に電動工具に関し、より詳細には配線構造を有する電動工具に関する。

従来、バッテリを備えた電動工具が知られている（特許文献１参照）。

特許文献１の電動工具は、モータ部と、モータ部に電力を供給するバッテリと、モータ部を稼働させるトリガスイッチと、モータ部の回転を制御する基板と、基板及びモータ部に接続されるフラットケーブルと、ターミナルとトリガスイッチ部を接続する電源線を有する。電動工具は、フラットケーブルに穴部を設け、穴部に電源線を貫通させることによってフラットケーブルと電源線を交差させている。フラットケーブルは、フィルム状の絶縁体に複数本の導線が形成されたものであって、絶縁体に複数本の導線が形成されたものであって、絶縁体に電源線を貫通させるための穴部が形成され、導線は穴部を避けて形成されるようにした。

特許文献１の電動工具は、バッテリをハンドル部の内部にまで収容する電動工具において、制御回路基板から他の基板への配線を効率よく行い、コンパクトな電動工具となる。

特開２０１２－１５７９３２号公報

特許文献１に記載されている電動工具において、高速スイッチングを行うと、電流の大きな電動工具ではノイズが発生し、十分な性能が発揮できない可能性があった。

本開示は上記課題に鑑みてなされ、ノイズに対する耐性の高い電動工具を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る電動工具は、モータと、電池パック接続部と、駆動部と、ハウジングと、結束部と、トリガスイッチと、を備える。前記電池パック接続部は、電池を備える電池パックが電気的に接続される。前記駆動部は、前記モータの出力によって工具を駆動する。前記ハウジングは、前記モータ及び前記駆動部を収容する。前記結束部では、前記電池パック接続部から前記モータへの電力供給路の少なくとも一部を構成する一対の電線が束ねられている。前記トリガスイッチは、前記モータの回転を制御するための操作を受け付ける。前記一対の電線の一方は、前記モータの駆動回路基板と前記トリガスイッチとの間を接続する第１電力線と、前記電池パック接続部と前記トリガスイッチとの間を接続する第２電力線と、を含む。前記結束部では、前記第１電力線と前記第２電力線との少なくとも一方が、前記一対の電線の他方と束ねられている。

本開示によると、ノイズに対する耐性の高い電動工具を提供することができる。

図１は、実施形態１に係る電動工具の内部を表す模式的な説明図である。 図２は、同上の電動工具の模式的な説明図である。 図３は、同上の電動工具のトリガスイッチ付近を拡大した模式的な説明図である。 図４は、比較例の電動工具の内部を表す模式的な説明図である。 図５は、実施形態１に係る電動工具のモータ性能線図である。 図６は、実施形態１の変形例に係る電動工具のトリガスイッチ付近を拡大した模式的な説明図である。 図７Ａは、実施形態２に係る電動工具のツイストされた結束部と信号線の配置を示す模式的な説明図である。図７Ｂは、実施形態２の変形例に係る電動工具の模式的な説明図である。 図８は、実施形態３に係る電動工具の内部を示す模式的な説明図である。

以下に説明する各実施形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎず、本開示は、各実施形態及び変形例に限定されない。これらの実施形態及び変形例以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

（実施形態１）
以下、本実施形態に係る電動工具について、図１～図５を用いて説明する。

本実施形態に係る電動工具１（図２参照）は、例えば、工場又は建築現場等で使用される工具である。ここでは一例として、電動工具１は、作業対象（ボルト又はねじ等の締結部材）を締め付けるために使用されるインパクトドライバであることを想定して説明する。ただし、電動工具１の種類は、特に限定されず、ドリルドライバ又はインパクトレンチ等でもよい。

（１）概要
本実施形態１の電動工具１について、図２に基づいて説明する。図２では電動工具の内部の電力線の表示については省略している。電動工具１は、図２に示すように、モータ１５（例えば３相交流式モータ）と、トリガスイッチ２９と、制御部４と、駆動部３０と、ハウジング９と、を備える。また、電動工具１は、トルク測定部２６と、ビット回転測定部２５と、モータ回転測定部２７と、電源部３２（電池パック）と、電池パック接続部４７と、を更に備える。

モータ１５は、先端工具を駆動する駆動源である。モータ１５は、永久磁石を有する回転子と、コイルを有する固定子と、を含んでいる。回転子は、回転動力を出力する出力軸１６を含む。永久磁石とコイルとの電磁的相互作用により、回転子は、固定子に対して回転する。

モータ１５は、例えば、ブラシレスモータである。本実施形態のモータ１５は、同期電動機であり、より詳細には、永久磁石同期電動機（ＰＭＳＭ（Permanent Magnet Synchronous Motor））である。

トリガスイッチ２９は、モータ１５の回転を制御するための操作を受け付ける。

制御部４は、トリガスイッチ２９を引く操作の引込み量に応じて、モータ１５を回転又は停止させ、また、モータ１５の回転速度を制御する。この電動工具１では、先端工具がチャック２３に取り付けられる。そしてトリガスイッチ２９への操作によってモータ１５の回転速度が制御されることで、先端工具の回転速度が制御される。

駆動部３０は、モータ１５の出力によって工具を駆動する。駆動部３０は、駆動力伝達機構１８、駆動軸２２、及びインパクト機構１７を備える。

駆動力伝達機構１８は、モータ１５によって駆動される。駆動力伝達機構１８は、モータ１５の回転動力を調整して所望のトルクを出力する。

駆動軸２２は、モータ１５によって回転駆動される。駆動軸２２は、駆動力伝達機構１８と接続している。また、図２に示すように、駆動軸２２は、インパクト機構１７に接続している。駆動軸２２は、駆動力伝達機構１８から出力された回転動力をインパクト機構１７に伝達する。

インパクト機構１７は、駆動力伝達機構１８及び駆動軸２２を介して受け取ったモータ１５の回転動力をパルス状のトルクに変換してインパクト力を発生する。インパクト機構１７は、ハンマ１９と、アンビル２０と、出力軸２１と、ばね２４と、を備えている。ハンマ１９は、駆動軸２２にカム機構を介して取り付けられている。アンビル２０はハンマ１９に結合されており、ハンマ１９と一体に回転する。ばね２４には駆動軸２２が挿入されている。ばね２４の一端は駆動力伝達機構１８に接続され、ばね２４の他端はハンマ１９に接続されており、ばね２４はハンマ１９をアンビル２０側に押している。アンビル２０は、出力軸２１と一体に形成されている。なお、アンビル２０は、出力軸２１とは別体に形成されて出力軸２１に固定されていてもよい。

出力軸２１に規定の大きさ以上の負荷がかかっていないときには、カム機構により連結された駆動軸２２とハンマ１９とが一体に回転し、さらにハンマ１９とアンビル２０とが一体に回転するので、アンビル２０と一体に形成された出力軸２１が回転する。一方で、出力軸２１に規定の大きさ以上の負荷がかかった時には、ハンマ１９がカム機構による規制を受けながらばね２４に抗して後退する（つまり、アンビル２０から離れる）。そして、ハンマ１９とアンビル２０との結合が外れた時点で、ハンマ１９は回転しながら前進してアンビル２０に回転方向の打撃衝撃を与え、出力軸２１を回転させる。

電動工具１は、チャック２３を備えているため、先端工具を用途に応じて交換可能であるが、先端工具が交換可能であることは必須ではない。例えば、電動工具１は、特定の先端工具のみ用いることができる電動工具であってもよい。

先端工具（ビット）は、例えば、ドライバ、ソケット又はドリル等である。各種の先端工具のうち、用途に応じた先端工具が、チャック２３に取り付けられる。

トルク測定部２６は、モータ１５の動作トルクを測定する。トルク測定部２６は、例えば、ねじり歪みの検出が可能な磁歪式歪センサである。磁歪式歪センサは、モータ１５の出力軸１６にトルクが加わることにより発生する歪みに応じた透磁率の変化を、モータ１５の非回転部分に設置したコイルで検出し、歪みに比例した電圧信号を出力する。

ビット回転測定部２５は、出力軸２１の回転角を測定する。ここでは、出力軸２１の回転角は、先端工具（ビット）の回転角に等しい。ビット回転測定部２５としては、例えば、光電式エンコーダ又は磁気式エンコーダを採用することができる。

モータ回転測定部２７は、モータ１５の回転角を測定する。モータ回転測定部２７としては、例えば、光電式エンコーダ又は磁気式エンコーダを採用することができる。

電源部３２は、モータ１５へ電力供給する１又は複数の電池３２０（例えば２次電池）を含んだ、いわゆる電池パックである。電源部３２は、例えば、電動工具１の器体における把持部９ｂの下方に取り外し可能に装着される。１又は複数の電池３２０は、ニッケルカドミウム電池、リチウムイオン電池等である。

ハウジング９は、図１に示すように、胴体部９ａと、把持部９ｂと、電池収納部９ｃと、を有している。胴体部９ａは、少なくともモータ１５と、駆動部３０と、を収容する。把持部９ｂは、ユーザが電動工具１を把持する部分である。電池収納部９ｃは、１又は複数の電池３２０を含む電源部３２を収納する。電池収納部９ｃでは、電源部３２が着脱可能に装着される。電池収納部９ｃでは、電池パック接続部４７が設けられている。

電池パック接続部４７は、電源部３２と電気的に接続されている。

（２）構成
本実施形態に係る全体構成について、図１～図５を参照しながら詳しく説明する。なお、以下では、電動工具１を利用して作業対象を締め付ける作業を行う者を単に「ユーザ」と呼ぶことがある。

（２－１）電動工具
電動工具１は、モータ１５と、トリガスイッチ２９と、制御部４と、電池パック接続部４７と、駆動部３０と、ハウジング９と、結束部４２と、を備えている。

モータ１５は、モータ１５の駆動回路基板３３と３相の電線６１，６２，６３を介して接続されている。駆動回路基板３３は、制御部４とモータ制御信号線５２を介して接続されている。

トリガスイッチ２９は、モータ１５の回転を制御するための操作を受け付ける。トリガスイッチ２９を引く操作により、モータ１５のオン及びオフが切り替えられる。また、トリガスイッチ２９を引く操作の引込み量で、出力軸２１の回転数（回転速度）、つまりモータ１５の回転速度が調整可能である。上記引込み量が大きいほど、モータ１５の回転速度が速くなる。

トリガスイッチ２９は、モータ１５の駆動回路基板３３と第１電力線４３を介して電気的に接続されている。また、電池パック接続部４７とトリガスイッチ２９とは第２電力線４４を介して電気的に接続されている。トリガスイッチ２９には第１電力線４３及び第２電力線４４とは別に、トリガスイッチ２９と制御部４とを接続するトリガスイッチ信号線５１が設けられている。トリガスイッチ信号線５１については後述する。

制御部４は、トリガスイッチ２９を引く操作の引込み量に応じて、モータ１５を回転又は停止させ、また、モータ１５の回転速度を制御する。

制御部４は、１以上のプロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムを、コンピュータシステムのプロセッサが実行することにより、制御部４の少なくとも一部の機能が実現される。プログラムは、メモリに記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。

制御部４は、モータ１５の駆動制御を行うように構成される。制御部４には、トリガスイッチ２９を制御するトリガスイッチ信号線５１とモータを制御するモータ制御信号線５２とが接続されている。

電池パック接続部４７は、電池パックである電源部３２に電気的に接続される。電池パック接続部４７は、一対の電線４１を介して駆動回路基板３３に接続されている。一対の電線４１は、正（プラス）の電力線４８と負（マイナス）の電力線４９とを含む。ここで、正の電力線４８とは、電池パック接続部４７を介して電源部３２の正極に接続されている電力線である。負の電力線４９とは電池パック接続部４７を介して電源部３２の負極に接続されている電力線である。電池パック接続部４７は、正の電力線４８を介して駆動回路基板３３に接続され、かつ負の電力線４９を介して駆動回路基板３３に接続される。一対の電線４１を介して電池パック接続部４７と駆動回路基板３３とが接続されることで、電源部３２は電池パック接続部４７を介してモータ１５などに電力を供給する。

（２－２）電動工具の内部構造
次に、電動工具１の電源部３２とモータ１５とを接続する内部配線について説明する。

電動工具１は、図１に示すように、電池パック接続部４７と、モータ１５の駆動回路基板３３と、電力供給路４０と、結束部４２と、信号線５０と、を備える。

電池パック接続部４７は、電源部３２と、電力供給路４０と、を接続する。例えば、電池パックである電源部３２は、取り外し可能に装着されるため、電池パック接続部４７を設けることにより、安定して電池パック接続部４７と、電力供給路４０と、を接続することができる。

モータ１５の駆動回路基板３３は、モータ１５を駆動するための各種回路から構成されている。各種回路は、少なくともスイッチ回路、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御回路（インバータ回路）及び演算処理回路を含む。スイッチ回路は、モータ１５が有する各コイルに接続され、各コイルの電流の流れる方向及び通電の入り切りを制御する。このようなスイッチ回路の各スイッチ素子は、例えばパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor field-effect transistor）を用いて構成することができる。ＰＷＭ制御回路は、ＰＭＷ制御されたパルス繰り返し周波数で、スイッチ回路の各スイッチ素子の入り切り動作を繰り返す。演算処理回路は、通電切替タイミングと、回転速度指令と、を含む信号をＰＷＭ制御回路に伝達する。駆動回路は、駆動回路基板３３上に構成される。

電力供給路４０は、電池パック接続部４７と、モータ１５との間で電力を供給するための経路である。電力供給路４０は、一対の電線４１を含んでいる。一対の電線４１は、例えば、正の電力線４８及び負の電力線４９である。正の電力線４８は、第１電力線４３と第２電力線４４とを含む。本実施形態では、電力供給路４０は、トリガスイッチ２９を、更に含んでいる。第１電力線４３の一端は駆動回路基板３３に接続され、第１電力線４３の他端は、トリガスイッチ２９に接続されている。第２電力線４４の一端は電池パック接続部４７に接続され、第２電力線４４の他端は、トリガスイッチ２９に接続されている。すなわち、トリガスイッチ２９は、正の電力線４８に接続され、駆動回路基板３３と電池パック接続部４７との間に配置される。

結束部４２は、一対の電線４１のうちで互いに束ねられた部分を含む。結束部４２では、電池パック接続部４７からモータ１５の駆動回路基板３３への電力供給路４０の少なくとも一部を構成する一対の電線４１が束ねられている。本実施形態では、一対の電線４１の一方は、第１電力線４３と、第２電力線４４と、を含む。結束部４２は、第１電力線４３と第２電力線４４との少なくとも一方が、一対の電線４１の他方と、束ねられている。なお、第１電力線４３と第２電力線４４とのうち少なくとも第２電力線４４が他方の電力線４９と、束ねられていればよい。なお、本実施形態では、第１電力線４３と、第２電力線４４との双方が、電力線４９と束ねられているとして説明する。本実施形態では、一対の電線４１の少なくとも一部をツイストすることにより、結束部４２が形成されている。本実施形態の結束部４２は、電線同士を束ねるということと、配線同士を近づけるということとを、追加部材を必要とせずに実現されている。また、従来の電動工具では一対の電線について結束部が設けられていないので、従来の電動工具の揺動に合わせて、電池パックの負極と接続された電力線（負の電力線）などが揺動していた。一方、本実施形態では一対の電線４１の一部が束ねられた結束部４２を設けることにより、束ねられた負の電力線４９は、電動工具１の揺動に対しても、配線位置の揺動は抑制されている。

本実施形態では、結束部４２は、第１電力線４３と負の電力線４９とをツイストすることで結束部４２（以下、“結束部４２ａ”という）が形成され、第２電力線４４と負の電力線４９とをツイストすることで、結束部４２（以下、“結束部４２ｂ”という）が形成されている。

トリガスイッチ２９とモータ１５の駆動回路基板３３との間の第１電力線４３の中点をＮとする。このとき、結束部４２ａの少なくとも一部は、中点Ｎに対してトリガスイッチ２９の側に形成されている。さらに、第１電力線４３のうちの結束部４２ａの配線方向に沿った長さの中点をＰとすると、結束部４２ａの中点Ｐは第１電力線４３の配線の長さの中点Ｎとトリガスイッチ２９との間に位置することが好ましい。つまり、結束部４２ａは、モータ１５の駆動回路基板３３よりもトリガスイッチ２９に近い位置に設けられる。ここで、配線方向とは、第１電力線４３の配線に沿った方向である。

トリガスイッチ２９と電池パック接続部４７との間の第２電力線４４の中点をＭとする。このとき、結束部４２ｂの少なくとも一部は、中点Ｍに対してトリガスイッチ２９の側に形成されている。さらに、第２電力線のうちの結束部４２ｂの配線方向に沿った長さの中点をＱとすると、結束部４２ｂの中点Ｑは第２電力線４４の配線の長さの中点Ｍとトリガスイッチ２９との間に位置することが好ましい。つまり、結束部４２ｂは、電池パック接続部４７よりもトリガスイッチ２９に近い位置に設けられる。

要するに、本実施形態では、結束部４２ａと結束部４２ｂとは、トリガスイッチ２９を介して、配線上は、対向する位置関係に配置されている（図３参照）。言い換えると、正の電力線４８に這わすように、負の電力線４９をツイストして配置している。

第１電力線４３と、第２電力線４４と、負の電力線４９と、で囲まれる閉曲面は、結束部４２においてツイストされているために、ツイストされていない場合に比べて、閉曲面の面積は小さくなっている。本実施形態では、一対の電線４１を結束しない場合と比べて、一対の電線４１の閉曲面の面積を小さくするように一対の電線４１が束ねられている。

次に、信号線５０の接続について説明する。

信号線５０は、トリガスイッチ信号線５１と、モータ制御信号線５２と、を含んでいる。トリガスイッチ信号線５１と、モータ制御信号線５２とは、例えば、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ、Flexible Print Circuits）を用いたフラットケーブルで構成することができる。フラットケーブルの上端及び下端は、コネクタを用いて駆動回路基板３３、トリガスイッチ２９、及び制御部４と接続する。

トリガスイッチ信号線５１は、トリガスイッチ２９と、制御部４と、を電気的に接続し、トリガスイッチ２９の制御に係る信号を、電気信号として伝達している。また、モータ制御信号線５２は、モータ１５の駆動回路基板３３と、制御部４と、を電気的に接続し、モータ１５の制御に係る信号を、電気信号として伝達している。

（３）比較例
比較例として、従来の電動工具１ａの内部配線の模式図を図４に示す。

従来の電動工具１ａは、電池パック接続部４７ａと、モータ１５ａの駆動回路基板３３ａと、電力供給路４０ａと、信号線５０ａと、トリガスイッチ２９ａと、制御部４ａと、を含んでいる。電力供給路４０ａは、一対の電線４１ａであり、一対の電線４１ａは、正の電力線４８ａと負の電力線４９ａと、を含んでいる。また、正の電力線４８ａは、モータ１５ａの駆動回路基板３３ａとトリガスイッチ２９ａとの間を接続する第３電力線４３ａと、電池パック接続部４７ａとトリガスイッチ２９ａとの間を接続する第４電力線４４ａと、を含んでいる。

本比較例では、負の電力線４９ａは、電力損失を抑制するために負の電力線４９ａの長さを短くして、モータ１５ａの駆動回路基板３３ａから電池パック接続部４７ａに接続される。

このとき、第３電力線４３ａと、第４電力線４４ａと、負の電力線４９ａと、で囲まれた閉曲面は、実施形態１で説明した結束部４２を有する場合の閉曲面と比較して、面積が大きくなる（図１と図４参照）。

信号線５０ａは、トリガスイッチ信号線５１ａと、モータ制御信号線５２ａと、を含んでいる。トリガスイッチ信号線５１ａは、トリガスイッチ２９ａと、制御部４ａと、を電気的に接続し、トリガスイッチ２９の制御に係る信号を、電気信号として伝達している。また、モータ制御信号線５２ａは、モータ１５ａの駆動回路基板３３ａと、制御部４ａと、を電気的に接続し、モータ１５ａの制御に係る信号を、電気信号として伝達している。

信号線５０ａは、第３電力線４３ａと、第４電力線４４ａと、負の電力線４９ａと、で囲まれた閉曲面に信号線５０ａが交差する形で配線されている。

（４）動作
本実施形態の電動工具１の動作について説明する。

トリガスイッチ２９が引かれて、制御部４からのモータ１５の制御信号がオンになると、モータ１５が起動する。このとき、モータ１５の駆動回路基板３３は高周波で電流を流したり、切ったりすることでモータ１５の駆動を制御する。トリガスイッチ２９やモータ１５の駆動回路基板３３のオンオフに応じて、電源部３２から電池パック接続部４７を介してトリガスイッチ２９へ、トリガスイッチ２９から駆動回路基板３３へ、駆動回路基板３３から負の電力線４９を介して電池パック接続部４７へ、と高電流がオンオフする。このため、電池パック接続部４７からトリガスイッチ２９及び駆動回路基板３３を介して電池パック接続部４７に至る閉曲面は、ループアンテナの働きをして、電力損失とノイズ発生の原因となる。例えば、電動工具１では、第１電力線４３と、第２電力線４４と、負の電力線４９と、に囲まれた閉曲面によるノイズは、信号線５０に重畳する可能性がある。

一方、本実施形態の電動工具１は、内部の配線において、第１電力線４３と負の電力線４９とを結束した結束部４２ａと、第２電力線４４と負の電力線４９とを結束した結束部４２ｂと、を有する。結束部４２ａと結束部４２ｂを有することにより、第１電力線４３と負の電力線４９とで囲まれた閉曲面、及び第２電力線４４と負の電力線４９とで囲まれた閉曲面は、結束部４２ａ及び結束部４２ｂがない場合に比べて小さくできる。

比較例で説明した内部配線では、負の電力線４９ａはできるだけ短くなるように配線されていた。このため、モータ１５ａの駆動回路基板３３ａが、例えば、１５ｋＨｚ～２０ｋＨｚ程度の高速スイッチングを行うと、第３電力線４３ａと、第４電力線４４ａと、負の電力線４９ａとで囲まれた閉曲面によるノイズが、本実施形態と比較すると無視できないほど大きくなっていた。つまり、第３電力線４３ａと、第４電力線４４ａと、負の電力線４９ａとで囲まれた閉曲面がループアンテナとなって、電力が飛んでしまい、ノイズ発生と電力損失との原因となっていた。

本実施形態の電動工具１と比較例の電動工具１ａについて、つまり、第１電力線４３と第２電力線４４とをツイストした場合とツイストしていない場合についての比較を図５のモータ性能線図で示す。図５は横軸を負荷トルク（Ｎｍ）とし、縦軸の第１軸をモータの効率（％）、縦軸の第２軸をモータの出力（Ｗ）としている。ここで、負荷トルクとは、モータが駆動しているときに常に必要なトルクのことである。図中の線ａが第１電力線４３と第２電力線４４とをツイストした場合における負荷トルクとモータの出力との関係を表す出力曲線、図中の線ｂがツイストしていない場合における負荷トルクとモータの出力との関係を表す出力曲線である。ツイストしている場合とツイストしていない場合を比較すると、負荷トルクによっては５０Ｗ近くの出力差が発生している。つまり、ツイストの有無により、数％程度の出力差が発生している。また、図中の線ｃが第１電力線４３と第２電力線４４とをツイストした場合における負荷トルクとモータの効率との関係を表す効率曲線、図中の線ｄがツイストしていない場合における負荷のトルクとモータの効率との関係を表す効率曲線であり、ツイストの有無によって、数％程度の効率差が発生している。負荷トルクが大きくなるほど、つまり高負荷になるほど、ツイストしている場合の方が、ツイストしていない場合よりも高効率になり、高出力になっている。これは、第１電力線４３と、第２電力線４４と、負の電力線４９と、で囲まれた閉曲面のループアンテナが、比較例のループアンテナよりも小さくなったことに起因している。つまり、電力が電波として飛ばなくなったために、効率が上がり、出力が上がっている。電力が電波として飛ばなくなったことは、言い換えると、ノイズの発生を抑制していることを意味している。また、効率が上がったことは、余分な電力の消費を抑制しており、熱の発生を抑制していることを意味している。本実施形態では、結束部４２ａ及び結束部４２ｂは、結束しているために、ノイズを抑制し、効率が向上させることができる。理論的には、結束部４２ａと結束部４２ｂとは共に効率を向上させる効果があるものの、分析によると、特に第２電力線４４と負の電力線４９とをツイストした効果により、効率が向上している。これは、電動工具１の内部構造において、第１電力線４３と負の電力線４９とは、ツイストしていなくても、第１電力線４３と負の電力線４９とは近くで沿った配置となっている。これに対して、第２電力線４４と負の電力線４９とは、ツイストしていない場合には、全く異なる方向に配置されている。このため、第２電力線４４と負の電力線４９とはツイストしていないとループアンテナから電力が飛んでしまうと考えられる。こうしたことから、結束部４２において少なくとも第２電力線が束ねられることで、ノイズの低減に加えて、効率の向上を図ることができる。

駆動回路基板３３の周波数が上がるにつれて、ノイズは増加し、発熱は大きくなるが、結束部４２を備えることでノイズを低減し、発熱を抑制することができる。ノイズを低減し、発熱を抑制できることは、駆動回路基板３３の周波数を更に向上させる余地を生み出す。このため、電動工具１は、結束部４２を備えることで、更なる高周波での駆動回路基板３３の動作が可能である。駆動回路基板３３の動作が高周波化することで、制御の効率が上がり、また、制御速度が上がる。例えば、駆動回路基板３３が現在よりも高周波で駆動することで、効率が上がり、発熱を抑制することができる。

（５）利点
以上説明したように、本実施形態１の電動工具１は、電池パック接続部４７からモータ１５の駆動回路基板への電力供給路４０の少なくとも一部を構成する一対の電線が束ねられた結束部４２を備えることで、ノイズの低減、効率の向上を図ることができる。特に、トリガスイッチ２９の前後に結束部４２を設けることにより、ノイズの低減と効率の向上を図ることができる。また、トリガスイッチ２９と電池パック接続部４７との間に結束部４２ｂを設けることにより、結束部４２ｂは効率の向上に寄与することができる。

また、ツイストすることで、配線の揺動を抑制する利点がある。

さらに、電池パック接続部４７からモータ１５への電力供給路の少なくとも一部を構成する一対の電線が束ねられたことにより、製造時等の組み立てにおいても生産効率を向上する利点がある。

本実施形態１の電動工具１は、結束部４２を備えることで、ノイズが低減し、モータの効率が上がるため、駆動回路基板３３を高周波化することができる。

（６）変形例
以下に、上記実施形態の変形例を列記する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。以下では、上記実施形態を「基本例」と呼ぶこともある。

本開示における電動工具１の制御部４は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における制御部４としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。

電動工具１は、トルク測定部２６を備える構成としたが、この構成に限定されない。トルク測定部２６は、電動工具１にとって必須の構成ではない。電動工具１は、トルク測定部２６を有していなくてもよい。

基本例では、第１電力線４３及び負の電力線４９、第２電力線４４及び負の電力線４９がそれぞれ結束し、結束部４２ａと、結束部４２ｂと、を構成するとしたが、この構成に限定されない。結束部４２ａと結束部４２ｂとの少なくとも一方が結束されていればよい。結束部４２ａのみを結束した場合には、ノイズを低減する効果があり、結束部４２ｂのみを結束した場合には、ノイズ低減効果に加えて効率向上効果も得られる。

基本例では、結束部４２ａ及び結束部４２ｂは、それぞれ一つの結束部として構成されていたが、この構成に限定されない。例えば、結束部４２ａは、複数の結束部に分割されてもよい。例えば、結束部４２ａは、ツイストされた複数の部位から構成されていてもよい。同様に、結束部４２ｂは、複数の結束部に分割されてもよい。例えば、結束部４２ｂは、ツイストされた複数の部位から構成されていてもよい。

基本例では、一対の電線４１の一部をツイストすることで結束部４２（結束部４２ａ，４２ｂ）が形成される構成としたが、この構成に限定されない。結束部４２は、一対の電線４１を物理的に束ねる結束部材３１を含んでもよい。例えば、結束部材３１は、熱収縮チューブ４５、結束バンド５３、テープ、結束ケーブル、ハウジング９に設けられるクランプである。一対の電線４１を熱収縮チューブ４５で収縮させて結束することで、結束部４２が形成される（図６参照）。一対の電線４１のうち一部を結束バンド５３で収縮させて結束することで、結束部４２が形成される。また、一対の電線４１をテープ、結束ケーブル等で巻き付けることで、結束部４２が形成される。また、一対の電線４１のうち一部をハウジング９のクランプ（図示せず）で固定することで、結束部４２が形成される。さらに、熱溶着を用いて一対の電線４１の一部を溶着させることで、結束部４２が形成されてもよい。実施形態１と同様に、第１電力線４３及び負の電力線４９、第２電力線４４及び負の電力線４９、とをトリガスイッチ２９を介して沿わせることで、ノイズを低減することができる。また、モータの効率も改善する。なお、図６に示すように、結束部４２ａと結束部４２ｂとで異なる結束方法を用いてもよい。

（実施形態２）
本実施形態２の電動工具１は、電池パック接続部４７からモータ１５への電力供給路４０の少なくとも一部を構成する一対の電線４１が束ねられた結束部４２と、信号線５０との位置関係に言及する点が実施形態１とは異なる。実施形態１では、結束部４２を設けることにより、ノイズが低減し、効率が向上した。実施形態２では、結束部４２と信号線５０との配置により、信号線５０に重畳されるノイズを低減する。

本実施形態に係る全体構成について、図７Ａを参照しながら詳しく説明する。なお、実施形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

電動工具１の内部構造の模式図を、図７Ａに示す。本実施形態２の電動工具１の内部構造は、トリガスイッチ２９と、第１電力線４３と、第２電力線４４と、負の電力線４９と、第１電力線４３と第２電力線４４と負の電力線４９とに囲まれた閉曲面５６と、トリガスイッチ信号線５１と、モータ制御信号線５２と、を備えている。

本実施形態２の電動工具１は、第１電力線４３と負の電力線４９とをツイストにより結束した結束部４２ａと、及び第２電力線４４と負の電力線４９とをツイストにより結束した結束部４２ｂと、を更に備えている。つまり、一対の電線４１をツイストしている。結束部４２ａと結束部４２ｂとでは、ツイストが存在しない場合と比較して、一対の電線４１の間の閉曲面５６の面積を小さくするように、一対の電線４１が束ねられている。

本実施形態２の閉曲面５６は、ツイストされていない第１電力線４３と負の電力線４９との間隙、トリガスイッチ２９と第１電力線４３と第２電力線４４と負の電力線４９に囲まれた間隙、ツイストされていない第２電力線４４と負の電力線との間隙に存在する。閉曲面５６は、ループアンテナになって電波が飛びやすい状態にある。つまり、閉曲面５６はノイズの影響を受けやすい状態にある。本実施形態２では、トリガスイッチ信号線５１とモータ制御信号線５２とを含む信号線５０は、一対の電線４１によって形成される閉曲面５６の外側に配置されている（図７Ａ参照）。閉曲面５６の外側に信号線５０が配置されることで、信号線５０は、閉曲面５６のノイズの影響を受けにくくなる。つまり、信号線５０は、閉曲面５６の外側に設置されるので、閉曲面５６と信号線５０とが閉曲面５６内を通る場合に比べて、ノイズが信号線５０に与える影響は抑制される。

（実施形態２の変形例）
以下に、変形例について列記する。なお、以下に説明する変形例は、上記各実施形態と適宜組み合わせて適用可能である。

実施形態２では、一対の電線４１の一部をツイストすることで結束部４２（結束部４２ａ，４２ｂ）が形成される構成としたが、この構成に限定されない。本実施形態２の変形例に係る電動工具１ｂを図７Ｂに示す。本変形例の結束部は、実施形態１の変形例と同様に、一対の電線４１を物理的に束ねる結束部材３１を含んでもよい。本変形例の結束部材３１は、熱収縮チューブ４５、結束バンド５３、テープ、結束ケーブル、ハウジング９に設けられるクランプである。一対の電線４１を熱収縮チューブ４５で収縮させて結束することで、結束部４２が形成される（図７Ｂ参照）。一対の電線４１のうち一部を結束バンド５３で収縮させて結束することで、結束部４２が形成される。また、一対の電線４１をテープ、結束ケーブル等で巻き付けることで、結束部４２が形成される。また、一対の電線のうち、一部をハウジング９のクランプ（図示せず）で固定することで、結束部４２が形成される。さらに、熱溶着を用いて一対の電線４１の一部を溶着させることで、結束部４２が形成されてもよい。第１電力線４３と第２電力線４４と負の電力線４９とで囲まれた閉曲面を閉曲面５７とする。閉曲面５７は、第１電力線４３と負の電力線４９とで囲まれた閉曲面、トリガスイッチ２９と第１電力線４３と第２電力線４４と負の電力線４９とで囲まれた閉曲面、結束バンド５３と第２電力線４４と負の電力線４９とで囲まれた閉曲面、第２電力線４４と負の電力線４９とで囲まれた閉曲面と、を含んでいる。信号線５０は、閉曲面５７の外側に配置されることによって、閉曲面５７内を通る場合と比べて、ノイズが信号線５０に与える影響は抑制される。

（実施形態３）
本実施形態３の電動工具１ｃの模式図を図８に示す。電動工具１ｃは、結束部６４を有する。実施形態１や実施形態２のように電池パック接続部４７とモータ１５の駆動回路基板３３との間に、結束部４２を設けるのに加えて、駆動回路基板３３とモータ１５との間の電線に、結束部６４を有している。つまり、結束部６４が新たに設けられる点が実施形態１及び実施形態２とは異なる。

本実施形態３では、モータ１５は、永久磁石同期電動機であり、３相交流式モータである。電力供給路４０は、モータ１５の駆動回路基板３３とモータ１５との間を接続する複数の電線６１，６２，６３を含む。図８に示すように、３相交流式モータの３相の電線６１，６２，６３について、それぞれ電線６１を第５電力線６１、電線６２を第６電力線６２、電線６３を第７電力線６３とする。第５電力線６１、第６電力線６２、第７電力線６３のうち、第５電力線６１及び第６電力線６２を一対の電線として、３本の電力線のうちの少なくとも２本、本実施形態では３本すべてをツイストにより結束している。また、本実施形態では３本すべてをまとめて捩じる方法でツイストしている。３本の電力線をすべてツイストにより結束した結束部６４を設けることによって、ノイズを低減することができる。

（実施形態３の変形例）
実施形態３では、３本すべてをまとめて捩じる方法でツイストしたが、この方法に限定されない。３本の電力線は、三つ編み状にツイストされてもよい。

実施形態３では、第５電力線６１、第６電力線６２、第７電力線６３のすべての電力線をツイストする構成としたが、この構成に限定されない。結束する電力線は３本のうちの２本でもよい。つまり、３本のうち、少なくとも２本が結束されていればよい。すなわち、結束部６４では、第５電力線６１、第６電力線６２、第７電力線６３のうち少なくとも一対の電力線が束ねられていればよい。

実施形態３では、第５電力線６１、第６電力線６２、第７電力線６３のすべての電力線をツイストする構成としたが、この構成に限定されない。実施形態１の変形例と同様に、一対の電線４１を物理的に束ねる結束部材３１を含んでいてもよい。例えば、結束部材３１は、結束バンド５３、熱収縮チューブ４５、テープ、結束ケーブル、ハウジング９に設けられるクランプである。一対の電線４１を熱収縮チューブ４５で収縮させて結束することで、結束部４２が形成される。一対の電線４１のうち、一部を結束バンド５３で収縮させて結束することで、結束部４２が形成される。また、一対の電線４１をテープ、結束ケーブル等で巻き付けることで、結束部４２が形成される。また、一対の電線４１のうち一部をハウジング９のクランプ（図示せず）で固定することで、結束部４２が固定される。さらに、熱溶着を用いて一対の電線４１の一部を溶着させることで、結束部４２が形成されてもよい。

実施形態３では、図８に示すように、電動工具１ｃでは、結束部６４、結束部４２ａ及び結束部４２ｂが設けられる構成としたが、この構成に限定されない。結束部６４のみが設けられてもよい。また、結束部６４と結束部４２ａとが設けられてもよいし、結束部６４と結束部４２ｂとが設けられてもよい。

（まとめ）
以上、説明したように、第１の態様に係る電動工具（１，１ｂ，１ｃ）は、モータ（１５）と、電池パック接続部（４７）と、駆動部（３０）と、ハウジング（９）と結束部（４２）と、を備える。電池パック接続部（４７）は、電池を備える電池パックが電気的に接続される。駆動部（３０）は、モータ（１５）の出力によって工具を駆動する。ハウジング（９）は、モータ（１５）及び駆動部（３０）を収容する。結束部（４２）は、電池パック接続部（４７）からモータ（１５）への電力供給路（４０）の少なくとも一部を構成する一対の電線（例えば、電線４１）が束ねられている。

この構成によると、電力供給路（４０）の少なくとも一部を構成する一対の電線を束ねられていることから、一対の電線からノイズの原因となる電波が飛びにくくなり、その結果として、ノイズに対する耐性の高い電動工具（１，１ｂ，１ｃ）を提供することができる。

第２の態様に係る電動工具（１，１ｂ，１ｃ）では、第１の態様において、モータ（１５）の回転を制御するための操作を受け付けるトリガスイッチ（２９）を、更に備える。一対の電線の一方は、第１電力線（４３）と、第２電力線（４４）を含み、結束部（４２）は、第１電力線（４３）と第２電力線（４４）との少なくとも一方について、一対の電線の他方（例えば、電線４９）と束ねられている。第１電力線（４３）は、モータ（１５）の駆動回路基板（３３）とトリガスイッチ（２９）との間を接続する。第２電力線（４４）は、電池パック接続部（４７）とトリガスイッチ（２９）との間を接続する。

この構成によると、トリガスイッチ（２９）を挟んで結束部（４２）を設けていることで、一対の電線の広がりを抑制することができ、ノイズに対する耐性の高い電動工具（１，１ｂ，１ｃ）を提供することができる。

第３の態様に係る電動工具（１，１ｂ，１ｃ）では、第２の態様において、結束部（４２）は、第１電力線（４３）と第２電力線（４４）とのうち少なくとも第２電力線（４４）について、一対の電線の他方と束ねられている。

この構成によると、第２電力線（４４）は、結束部（４２）を設けない場合には一対の電線が離れた位置に配置されることが多く、ノイズが発生する原因となっていた。そこで、少なくとも第２電力線（４４）について、一対の電線が束ねられた結束部（４２）を設けることにより、ノイズが抑制されるとともに、モータ（１５）の効率が向上する。

第４の態様に係る電動工具（１，１ｂ，１ｃ）では、第２又は第３の態様において、第２電力線（４４）が一対の電線の他方と束ねられている。結束部（４２）の少なくとも一部は、第２電力線（４４）の中点（Ｎ）と、トリガスイッチ（２９）と、の間において形成されている。

この構成によると、トリガスイッチ（２９）と電池パック接続部（４７）とを接続する第２電力線（４４）において、結束部（４２）はトリガスイッチ（２９）に近い位置に設けられることにより、ノイズの発生を抑制する。

第５の態様に係る電動工具（１，１ｂ，１ｃ）では、第２～第４のいずれかの態様において、第１電力線（４３）が一対の電線の他方と束ねられている。結束部（４２）の少なくとも一部は、第１電力線（４３）の中点（Ｍ）と、トリガスイッチ（２９）と、の間において形成されている。

この構成によると、トリガスイッチ（２９）とモータ（１５）の駆動回路基板（３３）とを接続する第１電力線（４３）において、結束部（４２）はトリガスイッチ（２９）に近い位置に設けられることにより、ノイズの発生を抑制する。

第６の態様に係る電動工具（１，１ｂ，１ｃ）では、第１～第５のいずれかの態様において、結束部（４２）は、一対の電線間の閉曲面の面積を小さくするように一対の電線が束ねられている。

この構成によると、一対の電線の間の閉曲面（５６，５７）の面積が小さくなることで、ループアンテナを形成する面積が小さくなるため、電波が飛ばなくなってノイズを低減でき、また電力の消費が抑制できることから効率が上がる。

第７の態様に係る電動工具（１，１ｂ，１ｃ）では、第１～第６のいずれかの態様において、結束部（４２）は、一対の電線をツイストすることにより形成される。

この構成によると、一対の電線（４１）が束ねられているということと、近づけるということとを追加部材を必要とせずに同時に実現可能であり、利便性が高い。

第８の態様に係る電動工具（１，１ｂ，１ｃ）では、第１～第７のいずれかの態様において、結束部（４２）は、一対の電線を物理的に束ねる結束部材（３１）を含む。

この構成によると、結束する方法はツイストに限らず、物理的に束ねる結束部材（３１）を用いることにより、一対の電線を束ねることができる。このため、ノイズに対する耐性の高い電動工具（１，１ｂ，１ｃ）を提供することができる。

第９の態様に係る電動工具（１，１ｂ，１ｃ）では、第１～第８のいずれかの態様において、制御信号を伝送する信号線（５０）は、一対の電線によって形成される閉曲面（５６，５７）の外側に配置される。

この構成によると、制御信号を伝送する信号線（５０）は、閉曲面（５６，５７）と信号線（５０）とは交差しない、つまり閉曲面（５６，５７）の中を通らないことで、信号線（５０）は、閉曲面（５６，５７）が発生させるノイズの影響を受けにくくなる。

第１０の態様に係る電動工具（１，１ｂ，１ｃ）では、第１～第９のいずれかの態様において、電力供給路（４０）は、モータ（１５）の駆動回路基板（３３）とモータ（１５）との間を接続する複数の電線（第５電力線６１，第６電力線６２，第７電力線６３）を含み、結束部（６４）は、複数の電線（第５電力線６１，第６電力線６２，第７電力線６３）のうち少なくとも一対の電線を含んで束ねられている。

この構成によると、結束部（６４）はノイズの影響を抑制し、ノイズに対する耐性の高い電動工具（１，１ｂ，１ｃ）を提供することができる。

１，１ｂ，１ｃ 電動工具
１５ モータ
２９ トリガスイッチ
３０ 駆動部
４０ 電力供給路
４１ 電線
４２，６４ 結束部
４３ 第１電力線
４４ 第２電力線
３１ 結束部材
４７ 電池パック接続部
９ ハウジング
６１ 電線（第５電力線）
６２ 電線（第６電力線）
６３ 電線（第７電力線）
Ｍ 第１電力線の中点
Ｎ 第２電力線の中点

Claims (8)

1. モータと、
   電池を備える電池パックが電気的に接続される電池パック接続部と、
   前記モータの出力によって工具を駆動する駆動部と、
   前記モータ及び前記駆動部を収容するハウジングと、
   前記電池パック接続部から前記モータへの電力供給路の少なくとも一部を構成する一対の電線が束ねられた結束部と、
   前記モータの回転を制御するための操作を受け付けるトリガスイッチと、を備え、
   前記一対の電線の一方は、
   前記モータの駆動回路基板と前記トリガスイッチとの間を接続する第１電力線と、
   前記電池パック接続部と前記トリガスイッチとの間を接続する第２電力線と、を含み、
   前記結束部では、前記第１電力線と前記第２電力線との少なくとも一方が、前記一対の電線の他方と束ねられている、
   電動工具。
2. 前記結束部では、前記第１電力線と前記第２電力線とのうち少なくとも前記第２電力線が、前記一対の電線の他方と束ねられている、
   請求項１に記載の電動工具。
3. 前記第２電力線が前記一対の電線の他方と束ねられており、
   前記結束部の少なくとも一部は、前記第２電力線の中点と、前記トリガスイッチと、の間において形成されている、
   請求項１又は２に記載の電動工具。
4. 前記第１電力線が前記一対の電線の他方と束ねられており、前記結束部の少なくとも一部は、前記第１電力線の中点と、前記トリガスイッチと、の間において形成されている、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の電動工具。
5. 前記結束部は、前記一対の電線間の閉曲面の面積を小さくするように前記一対の電線を束ねる、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の電動工具。
6. 前記結束部は、前記一対の電線をツイストすることで形成される、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の電動工具。
7. 前記結束部は、一対の電線を物理的に束ねる結束部材を含む、
   請求項１～６のいずれか１項に記載の電動工具。
8. 制御信号を伝送する信号線は、前記一対の電線によって形成される閉曲面の外側に配置される、
   請求項１～７のいずれか１項に記載の電動工具。

Images