JP7828554B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、電動工具に関する。

近年、電動工具本体に無線通信機を搭載することにより利便性を向上させた電動工具が知られている。

特許文献１には、このような無線の通信機を搭載することができる電動工具が開示されている。この電動工具は、電動機と、通信機と、着脱可能に構成されたバッテリとを備える。

特開２０１６－１３５８８号公報

しかしながら、特許文献１の電動工具は、バッテリに通信機が設けられているため、バッテリが重くなってしまうとともに、電動工具全体の高さが嵩んでしまうという問題を有する。特に複数の電動機を搭載する電動工具は、バッテリが大容量になるため、通信機を設けることにより一層バッテリが重くなるとともに、電動工具全体の高さが大きく嵩んでしまい、操作性が悪くなるという問題も生じる。

そこで本発明は、無線の通信機と複数の電動機を搭載可能な電動工具において、バッテリの重量及び電動工具の高さを抑制可能な電動工具を提供することを目的とする。

本出願は、電動工具を開示する。この電動工具は、第１の電動機及び第２の電動機と、前記第１及び第２の電動機を制御するための第１制御部と、前記第１制御部が搭載された第１配線基板と、通信機と、前記通信機を制御するための第２制御部と、前記第２制御部及び前記通信機のアンテナが搭載された第２配線基板と、前記電動機、前記第１配線基板、前記通信機及び前記第２配線基板を収容する筐体とを備える。そして、前記第１の電動機の周囲に前記第１配線基板と、前記第２配線基板とを配置した。
ここで通信機は、無線により外部機器との情報の送受信を実行可能に構成された通信部を備えてよい。
本発明の「電動工具」は、動力源として電気を利用する、機械加工その他の工作に用いる道具のことをいい、本発明の「電動工具」は、単体で使用される製品の他、他の装置の一部を構成する部品乃至モジュールを含む。例えば本発明の「電動工具」は、ロボットアーム等の設備機器に取り付けられるモジュールであってもよい。また本発明の「電動工具」は、複数の機能を有する工作機械の一部を構成する部品であってもよい。

図１は、一実施形態に係る電動工具の斜視図である。 図２は、一実施形態に係る電動工具の断面図である。 図３は、一実施形態に係る電動工具の電気回路構成を示すブロック図である。 図２のＣ－Ｃ断面図である。 図５は、一実施形態に係る電動工具の平面図である。 図６は、一実施形態に係る電動工具の分解斜視図である。 図７は、一実施形態に係る電動工具の通信機を搭載する配線基板を含む構成の分解斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施形態のみに限定する趣旨ではない。

なお、便宜上、図２における紙面左右方向を前後方向Ｘ（「第１方向」の一例）、特に紙面左方向を前方Ｘ１、紙面右方向を後方Ｘ２と呼び、紙面上下方向を上下方向Ｚ（「第２方向の一例」、特に紙面上方向を上方Ｚ１、紙面下方向を下方Ｚ２と呼び、前後方向Ｘ及び上下方向Ｚに垂直な方向を左右方向Ｙ（「第３方向」の一例）、特に前方Ｘ１を向いたときに右方向を右方Ｙ１、左方向を左方Ｙ２と呼ぶ場合がある。これらは相対的な方向関係を説明する目的で使用され、絶対的な方向を示すものではない。

以下、本発明を電動工具である鉄筋結束機に適用した実施形態について説明する。図１は本実施形態に係る電動工具である鉄筋結束機１０の斜視図であり、図２は鉄筋結束機１０を左右方向Ｙに垂直な断面で電動工具を切断した断面図である。

ただし本発明は、通信機能を有し、かつ、電動機（モータ）を用いて作業を行う電動工具に広く適用可能であり、例えば、ドリル、インパクトドライバ、ネイラ、グラインダ、レシプロソー、ポリッシャー等に適用可能である。なおモータは、ブラシレスモータでも、ブラシ付きモータでもよい。

［電動工具の基本構成］
本実施形態に係る鉄筋結束機１０は、ワイヤＷを前方Ｘ１の端部から外方に送り出すことにより、二本又は三本以上の鉄筋ＲＢを結束可能に構成されている。

具体的には鉄筋結束機１０は、作業者が把持するためのハンドル１０Ｈと、ワイヤＷを収容するためのマガジン１０Ｍと、ワイヤＷを前方Ｘ１の端部から外方に送り出すためのワイヤ送り部１２と、鉄筋ＲＢの周囲にワイヤＷを巻き回すためのワイヤＷの進行経路を構成するカール形成部１４と、鉄筋ＲＢに巻き付けられたワイヤＷを切断するための切断部１６と、鉄筋ＲＢに巻き付けられたワイヤＷを捩じるための結束部１８と、ワイヤ送り部１２及び結束部１８がそれぞれ備える送りモータ１２Ｍ（「第２の電動機」の一例）及び結束モータ１８Ｍ（「第１の電動機」の一例）を制御するための駆動制御部２２を含む工具制御部と、鉄筋結束機１０が外部と通信するための通信機３２及び通信機３２を制御するための通信制御部３４とを備える通信部３０と、鉄筋結束機１０の外面を構成し、少なくとも２つの電動機（本実施形態においては送りモータ１２Ｍ及び結束モータ１８Ｍ）、駆動制御部２２、通信機３２及び通信制御部３４を収容するための筐体１０Ｃとを備える。

本実施形態の鉄筋結束機１０においてカール形成部１４、切断部１６、結束部１８、工具制御部及び通信部３０は、鉄筋結束機１０の本体部１０Ｂを構成する。マガジン１０Ｍは、本体部１０Ｂの前方Ｘ１の下部から下方Ｚ２に延在して設けられる。ハンドル１０Ｈは、本体部１０Ｂの後方Ｘ２の下部から下方Ｚ２に延在して設けられる。よってマガジン１０Ｍは、ハンドル１０Ｈに対して前方Ｘ１に設けられ、ハンドル１０Ｈは、マガジン１０Ｍに対して後方Ｘ２に設けられる。さらにマガジン１０Ｍの下部とハンドル１０Ｈの下部とは接続されている。以下、各構成について説明する。

鉄筋結束機１０は、本体部１０Ｂから下方Ｚ２に延在するハンドル１０Ｈを備える。ハンドル１０Ｈは、作業者が鉄筋結束機１０を把持する部分に相当する。ハンドル１０Ｈの下端は、メインのバッテリ１０ＢＰが着脱可能に取り付け可能に形成されている。ハンドル１０Ｈの前方Ｘ１を向いた面には、トリガ１０ＨＴが設けられる。鉄筋結束機１０は、作業者がトリガ１０ＨＴを後方Ｘ２に押下すると後述するように工具制御部が制御動作を開始し、結束作業が始まるように構成されている。

マガジン１０Ｍは、線状のワイヤＷが巻回されたリールＲＬを回転可能、かつ、着脱可能に収納する。ここでリールＲＬは、１本、または、複数本のワイヤＷを同時に送り出し可能に構成される。なおワイヤＷは、長尺に形成された可塑性を有する金属線（被覆されたものを含む）その他の鉄筋ＲＢを結束するために適した線状体である。

ワイヤ送り部１２は、ワイヤＷを挟んだ状態で互いに異なる方向に回転することによりワイヤＷを進行可能に構成される一対のギア１２Ｇと、ギア１２Ｇを駆動する送りモータ１２Ｍとを備えている。送りモータ１２Ｍは回転子と固定子とを備えている。ワイヤ送り部１２は、送りモータ１２Ｍの回転子を正方向に回転させることによりワイヤＷを外方に送り出すとともに、逆方向に回転させることにより、ワイヤＷを引き戻し可能に構成されている。ワイヤ送り部１２の送りモータ１２Ｍを制御する工具制御部については後述する。

カール形成部１４は、ワイヤ送り部１２により送られるワイヤＷを湾曲させて巻き癖をつけるカールガイド１４Ａと、カールガイド１４Ａにより巻き癖を付けられたワイヤＷを結束部１８に誘導するための誘導ガイド１４Ｂとを備える。カールガイド１４Ａは、内壁面に沿ってワイヤＷを進行させることによりループ状にワイヤＷを湾曲可能に構成されている。このため、カールガイド１４Ａと誘導ガイド１４Ｂとの間の空間に複数の鉄筋ＲＢが左右方向Ｙに延伸するように配置された状態でワイヤＷを送り出すことにより、ワイヤＷを鉄筋ＲＢの周囲に巻き回させることが可能となる。

切断部１６は、固定刃と、固定刃との協働でワイヤＷを切断する可動刃と、結束部１８の動作を可動刃に伝達する伝達機構１６Ａを備える。切断部１６は、固定刃を支点軸とした可動刃の回転動作でワイヤＷを切断可能に構成されている。伝達機構１６Ａは、結束部１８の動作を可動刃に伝達し、結束部１８による結束動作と連動して可動刃部を回転させるように構成されている。このため、伝達機構１６Ａは、結束部１８の動作と連動して可動刃を回転動作させることにより、後述するように所定のタイミングにおいてワイヤＷを切断可能に構成されている。

結束部１８は、ワイヤＷを挟持するために開閉可能に構成された一対のフック１８Ｈと、一対のフック１８Ｈを、前後方向Ｘを回転軸として回転させるための回転シャフトと、回転シャフトを回転軸方向（前後方向Ｘ）に移動させ、かつ、前方Ｘ１に移動した回転シャフトを回転させるための減速機及び回転軸ＡＸを基準に回転可能に構成された結束モータ１８Ｍとを備える。

結束部１８の回転シャフトは、結束モータ１８Ｍの正方向への回転により正回転に回転する。回転シャフトの周囲には摺動部が設けられ、摺動部は回転シャフトが正回転することで前方Ｘ１に移動可能に構成される。一対のフック１８Ｈが開いた状態において送りモータ１２Ｍによって送り出されたワイヤＷは、カールガイド１４Ａ及び誘導ガイド１４Ｂの内壁面に沿って湾曲しながら進行し、ワイヤＷの先端が開いている一対のフック１８Ｈの間隙を通過するように構成されている。この状態で結束モータ１８Ｍが正方向に回転して回転シャフトが正回転に回転すると摺動部が前方Ｘ１に移動して、一対のフック１８Ｈは閉じるように構成されている。このため一対のフック１８ＨはワイヤＷを挟持可能に構成されている。さらに結束モータ１８Ｍが正方向に回転して回転シャフトが正方向に回転することで摺動部が前方Ｘ１に移動すると、伝達機構１６Ａにより可動刃が回転してワイヤＷを切断する。さらに結束モータ１８Ｍが正方向に回転すると、一対のフック１８ＨがワイヤＷを挟持した状態で、結束部１８は、切断されたワイヤＷの先端を折り曲げる。さらに結束モータ１８Ｍが正方向に回転すると、回転シャフトは摺動部と共に、前後方向Ｘを回転軸として回転するように構成されている。一対のフック１８ＨがワイヤＷを挟持した状態で、回転シャフトが回転することにより、一対のフック１８Ｈは、ワイヤＷを捩じるように構成されている。

［電動工具の電気回路構成］
図３は、本実施形態に係る鉄筋結束機１０の電気回路構成を示すブロック図である。鉄筋結束機１０の電気回路構成のうち、送りモータ１２Ｍを制御するための構成と、通信機３２を制御するための構成と、これら構成に電力（電圧）を供給するための構成が本実施形態の電源装置４０を構成する。

具体的には、本実施形態に係る電源装置４０は、バッテリ１０ＢＰ（「駆動用バッテリ」又は「第１バッテリ」と呼ばれる場合がある。）から電力（電圧）の供給を受けるためのバッテリ接続部４０ＣＮと、バッテリ接続部４０ＣＮから供給される電力（電圧）の供給をオン乃至オフするための電源スイッチ４０Ｓと、電源スイッチ４０Ｓを介してバッテリ１０ＢＰから電力（電圧）の供給を受け、バッテリ１０ＢＰから供給される第１電源電圧に基づいて、駆動制御部２２（「第１制御部」の一例）を動作させるための第１動作電圧を供給する第１電力制御部４１ＰＣ（「第１電圧供給部」の一例）と、第１動作電圧に基づいて動作して、送りモータ１２Ｍを制御するための制御信号を生成する駆動制御部２２と、駆動制御部２２により生成された制御信号に基づいて送りモータ１２Ｍの固定子に流す電流を制御するモータ制御部２４とを備える。

バッテリ１０ＢＰは、少なくとも駆動制御部２２、モータ制御部２４、送りモータ１２Ｍ及び結束モータ１８Ｍ、後述する通信制御部３４、無線通信機３２及び位置情報取得部３６を動作させるための電力を供給可能に構成される。バッテリ１０ＢＰは、例えば、充電可能に構成されるリチウムイオン二次電池であり、所定の定格容量、定格電圧及び定格電流を有する。例えばバッテリ１０ＢＰは、５．０Ａｈの定格容量を有し、定格が１４．４Ｖの直流電圧を供給可能に構成されている。ただし後述するように、バッテリ１０ＢＰから供給される直流電圧は、バッテリ１０ＢＰの電力消費に伴って次第に低下する。

バッテリ接続部４０ＣＮは、バッテリ１０ＢＰから直流電圧の供給を受けて、第１電力制御部４１ＰＣに供給する。電源装置４０は、バッテリ接続部４０ＣＮと第１電力制御部４１ＰＣとを接続する第１電圧線４１を備え、バッテリ１０ＢＰから供給される直流の第１電源電圧は、この第１電圧線４１に印加される。

電源スイッチ４０Ｓは、鉄筋結束機１０の主電源スイッチ（不図示）の操作に従って、バッテリ接続部４０ＣＮを介してバッテリ１０ＢＰから第１電力制御部４１ＰＣに供給される電力（電圧）の供給をオン乃至オフする。したがって作業者が主電源スイッチをオフにすると、電源スイッチ４０Ｓはバッテリ１０ＢＰから第１電力制御部４１ＰＣへの電力（電圧）の供給を遮断（オフ）し、オンにすると、電源スイッチ４０Ｓはバッテリ１０ＢＰから第１電力制御部４１ＰＣへの電力（電圧）の供給を許可（オン）する。

第１電力制御部４１ＰＣは、バッテリ１０ＢＰから供給される第１電源電圧に基づいて駆動制御部２２を含む各回路素子を動作させるための電圧を生成し各回路素子等に供給する。例えば、バッテリ１０ＢＰから供給される１４．４Ｖの第１電源電圧に基づいて駆動制御部２２の動作電圧である３．３Ｖの電圧（「第１動作電圧」の一例）を生成し駆動制御部２２に供給し、また、第１電源電圧（１４．４Ｖ）をそのままモータ制御部２４、モータ制御部２６及び各モータの固定子に供給可能に構成される。ここで、電圧を供給することは、電圧を生成して供給することと、電圧を生成することなくパススルーしてそのまま供給することを含む。第１電力制御部４１ＰＣは、第１動作電圧より大きく第１電源電圧より小さい中間電圧をさらに生成し、異なる回路素子に供給可能に構成されている。なお、第１電力制御部４１ＰＣは、第１電源電圧より大きい電圧を生成し、異なる回路素子に供給可能な昇圧回路を備えてもよい。

駆動制御部２２は、例えば３．３Ｖの電圧に基づいて動作して、送りモータ１２Ｍを制御するための制御信号を生成し、モータ制御部２４に供給する。また駆動制御部２２は、鉄筋結束機１０の他のアクチュエータ等を制御可能に構成されている。さらに駆動制御部２２は、第１電力制御部４１ＰＣから供給された第１電源電圧をモータ制御部２４（の例えば正極電源線）に供給する。駆動制御部２２は、さらに、トリガ１０ＨＴが押下されたことを検出する信号を受信し、これに基づいてモータの制御動作を開始可能に構成されている。くわえて駆動制御部２２は、サーミスタから電動工具（鉄筋結束機１０）の温度を示す信号を受信し、これに基づいて送りモータ１２Ｍを制御するように構成されてよい。例えば駆動制御部２２は、電動工具が相対的に高温の場合と、低温の場合で、異なる制御信号を生成してモータ制御部２４に供給してもよい。

駆動制御部２２は、集積回路（ＩＣ）により実現される単一、又は、複数個のプロセッサと、このプロセッサにより実行され、本実施形態に記載される各処理を実行するコンピュータ命令を含むファームウェアを格納するメモリ（非一時的（Non-transitory）に情報を記憶する不揮発性半導体メモリを含む）から構成されてよい。駆動制御部２２は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、マイクロコントローラ等と呼ばれるＩＣから実現される場合もある。なお、駆動制御部２２は工具制御部の一部としても機能する。
モータ制御部２４は、駆動制御部２２により生成された制御信号に基づいて送りモータ１２Ｍの固定子に流す電流を制御する。例えばモータ制御部２４は、正極の電源線と、負極となるグランド（基準電位）の電源線との間に三相ブリッジ接続された複数個（例えば６個）の半導体素子と、各半導体素子のゲート（又はベース）にゲート信号（又はベース信号）を生成して供給するためのドライバ回路を備えてよい。

なお本実施形態における電動機である送りモータ１２Ｍは、例えば、モータ制御部２４の三相の出力に接続された三相の巻線から構成される固定子と、固定子の巻線に電流が流れることによって生じる回転磁界に従って正方向及び逆方向のいずれの方向にも回転可能に構成された回転子とを備える。送りモータ１２Ｍはさらに回転子の位置を検出するための例えばホール素子を備え、駆動制御部２２は、ホール素子からの位置信号を受信し、これに基づいて制御信号を生成可能に構成されてよい。

電源装置４０は、同様に、結束モータ１８Ｍについても結束モータ１８Ｍを制御するための制御信号を生成し結束モータ１８Ｍのモータ制御部２６に供給する駆動制御部と、この駆動制御部により生成された制御信号に基づいて結束モータ１８Ｍの固定子に流す電流を制御するモータ制御部２６を備える（詳細な説明を省略する）。なお結束モータ１８Ｍの駆動制御部と送りモータ１２Ｍの駆動制御部２２は同一の半導体チップ内に設けられるように構成されてもよい。

電源装置４０はさらに、少なくとも第１電力制御部４１ＰＣ、駆動制御部２２、モータ制御部２４及びモータ制御部２６が搭載される第１配線基板４１ＰＣＢを備える。第１配線基板４１ＰＣＢには、後述する第２配線基板４２ＰＣＢとケーブル４０ＣＢを介して接続するための第１接続部４１ＣＮ（「第１コネクタ」の一例）が設けられる。図３に示されるとおり、第１電圧線４１は、バッテリ接続部４０ＣＮと第１電力制御部４１ＰＣを接続する第１配線部４１Ａと、この第１配線部４１Ａから分岐して第１接続部４１ＣＮに接続する第２配線部４１Ｂを備える。さらに電源装置４０は、第１電力制御部４１ＰＣによって生成される第１動作電圧（３．３Ｖ）が印加可能に構成され、第１電力制御部４１ＰＣと第１接続部４１ＣＮとを接続する第２電圧線４２を備える。なお図３において第１配線基板４１ＰＣＢは、概念的に描かれているが実際の第１配線基板４１ＰＣＢは平行な２つの長辺と長辺の端部同士を接続する平行な２つの短辺を有する矩形状に形成される。

以上のような構成により、電動工具としての機能を実現するための電力の供給が可能となる。次いで電動工具の通信機能に関する構成について説明する。

同じく図３に示されるように電源装置４０は、通信用の第２バッテリ４２ＢＰ（「通信用バッテリ」と呼ばれる場合もある。）と、メインのバッテリ１０ＢＰから供給される第１電源電圧に基づいて通信制御部３４（「第２制御部」の一例）を動作させるための第２動作電圧を供給可能に構成され、かつ、メインのバッテリ１０ＢＰが外されたとき等には第２バッテリ４２ＢＰから供給される第２電源電圧に基づいて通信制御部３４を動作させるための第２動作電圧を供給可能に構成される第２電力制御部４２ＰＣ（「第２電圧供給部」の一例）と、第２電力制御部４２ＰＣから供給される第２動作電圧に基づいて無線通信機３２（「通信機３２」の一例）及び位置情報取得部３６を制御する通信制御部３４とを備える。

さらに電動工具は、通信部３０として電動工具の位置情報を取得して通信制御部３４に供給する位置情報取得部３６と、外部機器と無線で情報の送受信を行うための無線通信機３２とを備える。

位置情報取得部３６は、例えば、ＧＰＳ（又はＧＬＯＮＡＳＳその他のＧＮＳＳ）の測位衛星からの信号を受信可能に構成されているアンテナと、アンテナが受信した信号に基づいて電動工具の位置情報を取得する受信回路を備えている。

無線通信機３２は、例えば、ＬＰＷＡ技術に基づいてライセンスバンド乃至アンライセンスバンドの周波数帯を用いて所定の規格に基づいて、遠隔にある基地局と情報を送受信可能に構成されているアンテナ３２Ａ（図７）と、アンテナ３２Ａが受信したアナログ信号を復調してベースバンドＩＣに供給し、かつ、ベースバンドＩＣから供給された信号をアナログ信号に変調してアンテナ３２Ａから送信させるためのＲＦＩＣと、ＲＦＩＣから取得した信号を規格に規定されるプロトコルに従ってデコード乃至エンコード処理して情報を送受信するベースバンドＩＣとを備えている。なお、通信機３２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標。）又は無線ＬＡＮ等の近距離無線通信方式に対応していてもよい。

以上のような構成により通信制御部３４は、例えば、位置情報取得部３６が取得した位置情報を、無線通信部３０を介して送信することにより電動工具の位置情報を外部に提供可能に構成されている。本実施形態において、通信制御部３４とＲＦＩＣとベースバンドＩＣは、同一の半導体パッケージ内に積層されてもよい。また、通信制御部３４とベースバンドＩＣは、同一の半導体チップから構成されてもよい。

さらに電源装置４０は、少なくとも第２電力制御部４２ＰＣ、通信制御部３４、通信機３２及び位置情報取得部３６が搭載される第２配線基板４２ＰＣＢを備える。第２配線基板４２ＰＣＢには、第１配線基板４１ＰＣＢとケーブル４０ＣＢを介して接続するための第２接続部４２ＣＮ（「第２コネクタ」の一例）が設けられる。図３に示されるとおり、第１電圧線４１の第１配線部４１Ａと第２配線部４１Ｂとは第１配線基板４１ＰＣＢ上に形成される一方で、第１配線部４１Ａ及び第２配線部４１Ｂとコネクタを介して電気的に接続される第３配線部４１Ｃは第２配線基板４２ＰＣＢ上に形成される。また、第２電圧線４２の第１接続部４１ＣＮと第１電力制御部４１ＰＣを接続する配線部は第１配線基板４１ＰＣＢ上に形成される一方で、この配線部とコネクタを介して電気的に接続されて第２電力制御部４２ＰＣに接続する配線部は第２配線基板４２ＰＣＢ上に形成される。

電源装置４０がさらに備える第２バッテリ４２ＢＰは、少なくとも通信制御部３４、無線通信機３２及び位置情報取得部３６を動作させるための電力を供給する。第２バッテリ４２ＢＰは、例えば、充電可能に構成されるリチウムイオン二次電池であり、所定の定格容量、定格電圧及び定格電流を有する。例えば第２バッテリ４２ＢＰは、メインのバッテリ１０ＢＰよりも小さい定格容量を有し、定格が３．６Ｖ（「第２電源電圧」の一例）の直流電圧を供給可能に構成されている。加えて第２バッテリ４２ＢＰは、電動工具の本体部１０Ｂを構成する筐体１０Ｃ内に収納されているため、メインのバッテリ１０ＢＰと異なり、容易に着脱可能には設けられておらず、第２配線基板４２ＰＣＢと一体的に固定されている。なお、第２バッテリ４２ＢＰは、第２配線基板４２ＰＣＢと一体的に固定されなくてもよく、例えば、第２配線基板４２ＰＣＢに対して着脱可能に設けられてもよい。

第２電力制御部４２ＰＣは、バッテリ１０ＢＰから供給される電源電圧に基づいて通信制御部３４及び駆動制御部２２を含む各回路素子を動作させるための電圧を生成し各回路素子等に供給可能に構成される。例えば、バッテリ１０ＢＰから供給される１４．４Ｖの電源電圧に基づいて通信制御部３４を動作電圧である３．３Ｖの電圧（「第２動作電圧」の一例）を生成し、第２電力制御部４２ＰＣと通信制御部３４とを接続する第３電圧線４３によって通信制御部３４に供給し、かつ、同様に所定の動作電圧を生成して位置情報取得部３６及び無線通信部３０に供給する。

加えて第２電力制御部４２ＰＣは、第２バッテリ４２ＢＰから供給される第２電源電圧に相当する３．６Ｖの直流電圧に基づいて、各回路素子等を動作させるための動作電圧を生成し、通信制御部３４及び駆動制御部２２を含む各回路素子等に供給可能に構成されている。ここで第２電力制御部４２ＰＣは、アンテナ３２Ａを動作させるために、第２電源電圧より大きい電圧を生成可能な昇圧回路を備えている。ただし、鉄筋結束機１０は昇圧回路を必ずしも備えなくてもよい。本実施形態においては、アンテナの動作電圧が第２電源電圧よりも高いため、鉄筋結束機１０は、チャージポンプ回路等の昇圧回路を備えている。しかしながら、例えば、第２バッテリ４２ＢＰの電力で駆動する回路素子の動作電圧が、第２電源電圧以下となるように回路素子が選択される場合、又は、第２電源電圧が設定される場合、鉄筋結束機１０は昇圧回路を必ずしも備えなくてもよい。

以上のような構成により第２電力制御部４２ＰＣは、メインのバッテリ１０ＢＰが外されたときは、第２バッテリ４２ＢＰから供給される第２電源電圧に基づいて駆動制御部２２、通信制御部３４、位置情報取得部３６及び無線通信部３０を動作させることにより、外部機器と無線で情報の送受信を実行可能に構成されている。従って通信制御部３４は、メインのバッテリ１０ＢＰが外されているときであっても、位置情報取得部３６が取得した位置情報を、無線通信部３０を介して送信することにより電動工具の位置情報を外部機器に提供可能に構成され、また、無線通信部３０を介して受信した駆動制御部２２のファームウェアを更新するための更新データを、駆動制御部２２を構成する例えば不揮発性半導体メモリに格納可能に構成されている。

さらに第２電力制御部４２ＰＣは、メインのバッテリ１０ＢＰから供給される電源電圧に基づいて第２バッテリ４２ＢＰを充電するための充電電圧を生成し、第２バッテリ４２ＢＰを充電可能に構成されている。従って本実施形態に係る電源装置４０は、バッテリ１０ＢＰが取り付けられているときは、バッテリ１０ＢＰから供給される電力に基づいて、駆動制御部２２、モータ制御部２４及びモータ制御部２６、モータ（送りモータ１２Ｍ及び結束モータ１８Ｍ）、通信制御部３４、位置情報取得部３６及び無線通信部３０を動作可能に、かつ、第２バッテリ４２ＢＰを充電可能に構成され、メインのバッテリ１０ＢＰが外されたときは、第２バッテリ４２ＢＰから供給される電力に基づいて駆動制御部２２、通信制御部３４、位置情報取得部３６及び無線通信部３０を動作可能に構成されている。なお上述したとおり、電圧を供給することは、電圧を生成することなくパススルーしてそのまま供給することを含むから、第２バッテリ４２ＢＰからの出力電圧が印加される配線を、直接、通信制御部３４等の電源端子に接続することにより電源となる電圧を通信制御部３４等に供給してもよいし、第２電力制御部４２ＰＣからの出力電圧が印加される配線を直接、駆動制御部２２等の電源端子に接続することにより電源となる電圧を駆動制御部２２等に供給してもよい。

電源装置４０はさらに、少なくとも第２電力制御部４２ＰＣ、通信制御部３４、位置情報取得部３６及び無線通信部３０が搭載される第２配線基板４２ＰＣＢを備える。第２配線基板４２ＰＣＢには、第１配線基板４１ＰＣＢとケーブル４０ＣＢを介して接続するための第２接続部４２ＣＮ（「第２コネクタ」の一例）が設けられる。

図３に示されるとおり、バッテリ１０ＢＰからの電源電圧が印加される第１電圧線４１は、電源スイッチ４０Ｓを介して第１電力制御部４１ＰＣに電圧を供給するのみならず、第１配線基板４１ＰＣＢの第１接続部４１ＣＮ、ケーブル４０ＣＢ及び第２配線基板４２ＰＣＢの第２接続部４２ＣＮを介して第２電力制御部４２ＰＣに接続する配線を備えることにより、第２電力制御部４２ＰＣに電圧を供給する。

さらに第１電力制御部４１ＰＣによって生成される第１動作電圧（３．３Ｖ）が印加される第２電圧線４２は、第１配線基板４１ＰＣＢの接続部、ケーブル４０ＣＢ及び第２配線基板４２ＰＣＢの接続部を介して第２電力制御部４２ＰＣ及び通信制御部３４に接続される配線部を備えることにより、メインのバッテリ１０ＢＰが取り付けられているときは、第１電力制御部４１ＰＣから第２電力制御部４２ＰＣに向かう方向に電力（電圧及び電流）を供給可能に構成される一方で、メインのバッテリ１０ＢＰが外されたときには、第２電力制御部４２ＰＣから第１電力制御部４１ＰＣに向かう方向に電力（電圧及び電流）を供給可能に構成されている。

ここで第１電圧線４１のうち、第２配線基板４２ＰＣＢに設けられる第３配線部４１Ｃには、第１電力制御部４１ＰＣから第２電力制御部４２ＰＣへ電流が流れることを許可可能であって、かつ、第２電力制御部４２ＰＣから第１電力制御部４１ＰＣへ電流が流れることを防止可能に構成される回路として、例えば、アノードが第１電力制御部４１ＰＣ側に接続されカソードが第２電力制御部４２ＰＣに接続されるダイオード（「逆流防止回路」の一例）が設けられている。なお、逆流防止回路は、第１電圧線４１のうち、第１配線基板４１ＰＣＢに設けられる第２配線部４１Ｂに設けられてもよい。

逆流防止回路を設けることにより、第２バッテリ４２ＢＰから第２電力制御部４２ＰＣを介して第１電力制御部４１ＰＣに流れることを抑制することが可能となったので、メインのバッテリ１０ＢＰと第２バッテリ４２ＢＰとを有効に利用することが可能となる。

なお、第２電圧線４２は、第１電力制御部４１ＰＣ（第１電圧供給部）から第２電力制御部４２ＰＣ（第２電圧供給部）へ電流が流れることを許可可能であって、かつ、第２電力制御部４２ＰＣ（第２電圧供給部）から第１電力制御部４１ＰＣ（第１電圧供給部）へ電流が流れることを許可可能に構成されることが好ましい。

このような構成により、通信基板である第２配線基板４２ＰＣＢ、第２コネクタ、第１コネクタ、第１電力制御部４１ＰＣを接続する第２電圧線４２を介して、第１配線基板４１ＰＣＢの駆動制御部２２の電源端子に電力（電圧）を供給することが可能となる。

このためメインのバッテリ１０ＢＰが取り外されているときに、駆動制御部２２を動作させることが可能となる。例えば駆動制御部２２は、制御プログラムであるファームウェアの更新等を実行することが可能となる。したがって作業者は、駆動制御部２２のファームウェアの更新等のために作業を中断しなければならない事態を抑制できるから、作業効率を向上することが可能となる。

なお、第２電圧線４２は、第１電力制御部４１ＰＣを介さず直接に、第１コネクタと第１配線基板４１ＰＣＢの駆動制御部２２の電源端子とを接続するように設けてもよい。

［配線基板の配置構成］
本実施形態に係る電源装置４０は、（第１電圧線４１の一部を構成する配線及び第２電圧線４２の一部を構成する配線を含む）ケーブル４０ＣＢを介して第１配線基板４１ＰＣＢと第２配線基板４２ＰＣＢとを接続する構成を備えている。このため、ケーブル４０ＣＢを長くすることによって、第１配線基板４１ＰＣＢと第２配線基板４２ＰＣＢとを異なる位置に配置することも可能となる。

図４は、図２のＣ－Ｃ断面図である。図５は、鉄筋結束機１０を上方Ｚ１から見た平面図である。図６は、鉄筋結束機１０の第２配線基板４２ＰＣＢの組み付け方法を示す分解斜視図である。図７は、第２配線基板４２ＰＣＢ及びこれに搭載される通信制御部３４等を含む構成を示す分解斜視図である。

図４に示されるように本実施形態に係る電源装置４０の第１配線基板４１ＰＣＢ及び第２配線基板４２ＰＣＢは、２つの電動機のうち少なくとも一方の電動機（本実施形態においては結束モータ１８Ｍ）の周囲に配置されている。

より具体的には、第１配線基板４１ＰＣＢは、結束モータ１８Ｍの回転軸ＡＸに垂直で、結束モータ１８Ｍを通過する断面（図４）において、結束モータ１８Ｍの上下方向Ｚ（例えば上方Ｚ１）に、基板が上下方向Ｚと略垂直となるように配置されている。一方で第２配線基板４２ＰＣＢは、結束モータ１８Ｍの回転軸ＡＸに垂直で、結束モータ１８Ｍを通過する断面（図４）において、結束モータ１８Ｍの左右方向Ｙ（例えば右方Ｙ１）に、基板が左右方向Ｙと略垂直となるように配置されている。

このような構成により２つの配線基板を互いに略垂直な状態でモータ（結束モータ１８Ｍ又は送りモータ１２Ｍの一方）を包囲するように配置することが可能となる。

このため電動工具（鉄筋結束機１０）の上下方向Ｚの高さを抑制することが可能となる。さらに、配線基板が重ねられている場合と比較してモータの騒音を抑制することも可能となる。

ここで、電動工具（鉄筋結束機１０）は、結束モータ１８Ｍの回転軸ＡＸに垂直な少なくとも一つの断面において、回転軸ＡＸと、回転軸ＡＸとの間に第２配線基板４２ＰＣＢが配置される回転軸ＡＸの右方Ｙ１（又は左方Ｙ２）に位置する筐体１０Ｃの外表面との距離Ｄ１が、回転軸ＡＸと、回転軸ＡＸとの間に第１配線基板４１ＰＣＢが配置される回転軸ＡＸの上方Ｚ１（又は下方Ｚ２）に位置する筐体１０Ｃの外表面との距離Ｄ２よりも大きくなるように構成されている。

このような構成によっても電動工具（鉄筋結束機１０）の上下方向Ｚの高さを抑制することが可能となる。

ここで第２配線基板４２ＰＣＢは、同断面において、回転軸ＡＸと、回転軸ＡＸとの間に第２配線基板４２ＰＣＢが配置される回転軸ＡＸの右方Ｙ１（又は左方Ｙ２）に位置する筐体１０Ｃの外表面とを結ぶ線分の中心よりも外方に配置されている。例えば第２配線基板４２ＰＣＢは、筐体１０Ｃ内の領域のうち、左右方向Ｙ端部（本実施形態においては、右方Ｙ１端部）に配置されている。

このため第２配線基板４２ＰＣＢに搭載される通信機３２のアンテナ３２Ａ及び通信制御部３４は、送りモータ１２Ｍ及び結束モータ１８Ｍの回転によって生じるノイズの影響を受けにくい。

同様に第１配線基板４１ＰＣＢは、同断面において、回転軸ＡＸと、回転軸ＡＸとの間に第１配線基板４１ＰＣＢが配置される回転軸ＡＸの上方Ｚ１（又は下方Ｚ２）に位置する筐体１０Ｃの外表面とを結ぶ線分の中心よりも外方に配置されている。例えば第１配線基板４１ＰＣＢは、筐体１０Ｃ内の領域のうち、上下方向Ｙ端部に配置されている。

このため第１配線基板４１ＰＣＢに搭載される駆動制御部２８は、送りモータ１２Ｍ及び結束モータ１８Ｍの回転によって生じるノイズの影響を受けにくい。なお、第１配線基板４１ＰＣＢと第２配線基板４２ＰＣＢの位置を交換し、前者を電動機の左右方向（例えば筐体１０Ｃに囲まれる領域の右方Ｙ１又は左方Ｙ２端部）に、後者を電動機の上下方向（例えば筐体１０Ｃに囲まれる領域の上方Ｚ１又は下方Ｚ２端部）に配置してもよい。

ただし第１配線基板４１ＰＣＢは、筐体１０Ｃに囲まれる領域の上方Ｚ１に配置されることが好ましい。第１配線基板４１ＰＣＢは、電動機の発熱による影響を受けやすいため、筐体１０Ｃに囲まれる領域の上方Ｚ１に配置することにより相対的に放熱を促進することが可能となる。

さらに本実施形態において、第２配線基板４２ＰＣＢは、あえて上下方向Ｚの高さを小さくした構成が採用されている。具体的には第２配線基板４２ＰＣＢは、前後方向Ｘに延伸する第１辺４２ＰＣＢ１と、上下方向Ｚに延伸する第２辺４２ＰＣＢ２とを備える矩形状に形成される。また、上述したとおり、第２配線基板４２ＰＣＢは、左右方向Ｙに略垂直である。本実施形態において、第１辺４２ＰＣＢ１の長さ（「第１長さ」の一例）は、第２辺４２ＰＣＢ２の長さ（「第２長さ」の一例）の２倍以上である。換言すると第２辺４２ＰＣＢ２の長さは、第１辺４２ＰＣＢ１の長さの半分以下である。

また本実施形態においてアンテナ３２Ａは、前後方向Ｘに延伸する第１アンテナ３２Ａ１と、上下方向Ｚに延伸する第２アンテナ３２Ａ２とを備えている。また、通信制御部３４は、第１アンテナ３２Ａ１と第２アンテナ３２Ａ２との間に配置されている。ここで通信制御部３４の上下方向Ｚの辺の長さは、第２辺４２ＰＣＢ２の長さの半分以上である。

換言すると、第２辺４２ＰＣＢ２の長さは、通信制御部３４の上下方向Ｚの辺の長さに基づいて、通信制御部３４の上下方向Ｚの辺である第２辺４２ＰＣＢ２の長さの２倍以下（好ましくは１．５倍以下）となるように構成されている。このように第２配線基板４２ＰＣＢの第２辺４２ＰＣＢ２の長さを定めることにより、第２配線基板４２ＰＣＢの上下方向Ｚの高さを抑制しひいては鉄筋結束機１０の上下方向Ｚの高さを抑制することが可能となる。

加えて異なる方向に延伸する２つのアンテナ（第１アンテナ３２Ａ１及び第２アンテナ３２Ａ２）の一方を通信制御部３４に対して前方Ｘ１の領域に配置し、他方を通信制御部３４に対して後方Ｘ２の領域に配置したから、双方のアンテナが共にノイズ等の影響を受ける可能性を抑えることが可能となる。しかも第２配線基板４２ＰＣＢの第１辺４２ＰＣＢ１を長く設けているから、第１アンテナ３２Ａ１も長く設けることが可能となる。第１アンテナ３２Ａ１の前後方向Ｘの長さは、第２辺４２ＰＣＢ２の長さより大きくてもよい。

以下、図７を用いて本実施形態における通信機３２を含む構成の実装例について説明する。上記したように第２バッテリ４２ＢＰは、アンテナ３２Ａ等が搭載される第２配線基板４２ＰＣＢと一体的に固定されており、具体的には、第２バッテリ４２ＢＰは、第２配線基板４２ＰＣＢと略平行に、かつ、第２配線基板４２ＰＣＢに対して内方（本実施形態においては左方Ｙ２であり、回転軸ＡＸに第２配線基板４２ＰＣＢよりも接近した位置に相当する）に配置されている。このため第２バッテリ４２ＢＰをシールドとして機能させることが可能となる。よって、通信機３２のアンテナ３２Ａ等は、送りモータ１２Ｍ及び結束モータ１８Ｍ等の駆動によって生じるノイズの影響を受けにくい。

加えて、このように隣接して平行に配置される第２配線基板４２ＰＣＢ及び第２バッテリ４２ＢＰは、第２配線基板４２ＰＣＢを包囲して保護する基板カバー４２ＰＣＢＣと、バッテリーカバー４２ＢＰＣとによって挟まれる。このように２つのカバーに挟持されることによって通信部３０をユニット化することが可能になる（図６）。このため通信機能を有さない電動工具のモータ部分に係る構成と、通信機能を有する電動工具のモータ部分に係る構成を共通化することが可能となる。

さらに、第２配線基板４２ＰＣＢと第２バッテリ４２ＢＰとの間には、板状の緩衝部材ＣＵＳが挿入される。緩衝部材ＣＵＳを挿入することによって、第２バッテリ４２ＢＰが熱膨張しても、第２配線基板４２ＰＣＢに当接して横に長い第２配線基板４２ＰＣＢを反らせてしまうことを抑制することが可能となる。加えて緩衝部材ＣＵＳを挿入することで、作業に伴ってユニット内の第２バッテリ４２ＢＰが動いてしまうことを抑制し、第２バッテリ４２ＢＰを位置決めすることも可能となる。

以上のようにアンテナ３２Ａ及び通信制御部３４が搭載される第２配線基板４２ＰＣＢ２は、図６及び図７に示されるように、送りモータ１２Ｍの後方Ｘ２に離間した位置に配置される。例えば、前後方向Ｘに投影したときに、第２配線基板４２ＰＣＢと、送りモータ１２Ｍの回転子が通過する領域とが一部において重複するように第２配線基板４２ＰＣＢを送りモータ１２Ｍの後方Ｘ２に配置してもよい。

このような配置を実現するために筐体１０Ｃは、送りモータ１２Ｍの少なくとも一部を覆うモーターカバー１０Ｃ１（「第１筐体部」の一例）と、モーターカバー１０Ｃ１との間に第２配線基板４２ＰＣＢ２及びこれに搭載されるアンテナ３２Ａ及び通信制御部３４を収容する第２筐体部１０Ｃ２とを備える。

モーターカバー１０Ｃ１は、外表面（本実施形態においては右方Ｙ１を向いた表面）の前方Ｘ１部分が外方（本実施形態においては右方Ｙ１）に膨出した構成を備えているため、その内部に送りモータ１２Ｍの少なくとも一部を収容可能に構成されている。一方でモーターカバー１０Ｃ１は、後方Ｘ２部分が前方Ｘ１部分と比較して内方（本実施形態においては左方Ｙ２）に窪んだ構成を備えているため、モーターカバー１０Ｃ１の後方Ｘ２部分と第２筐体部１０Ｃ２との間であって、送りモータ１２Ｍの後方Ｘ２に位置する領域に、第２配線基板４２ＰＣＢを配置することが可能となる。よってモーターカバー１０Ｃ１の少なくとも一部は、送りモータ１２Ｍと、第２配線基板４２ＰＣＢ及び通信機３２との間に配置される。

なお第２配線基板４２ＰＣＢには、第２配線基板４２ＰＣＢを包囲して保護する基板カバー４２ＰＣＢＣが設けられてよい。

以上のとおりであるから、本実施形態に係る電動工具によれば、バッテリに通信機を搭載していないからバッテリの重量を抑えることが可能となる。加えて、配線基板を２つに分割すると共に両者を電動機の周囲に配置したから、無線の通信機と複数の電動機を搭載するにもかかわらず、電動工具の高さを抑制することが可能となる。また、２つの電動機のうち、一方の電動機の後方のスペースに配線基板の少なくとも一方を配置したから、電動工具が左右方向に大きくなってしまうことも抑制することが可能となる。

なお本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。たとえば、上述したように第１配線基板４１ＰＣＢと第２配線基板４２ＰＣＢの位置関係を交換してもよい。また、少なくとも一方の配線基板を上下方向Ｚに対して傾斜して搭載してもよい。当業者の通常の創作能力の範囲内で、ある実施形態における一部の構成要素に、他の知られた要素技術を追加することができる。また、ある実施形態における一部の構成要素を、他の知られた要素技術と置換することができる。例えば、駆動制御部と通信制御部は異なる電圧で動作可能である。

１０ 鉄筋結束機
１０Ｃ 筐体
１０Ｃ１ モーターカバー（第１筐体部）
１０Ｃ２ 第２筐体部
１０Ｈ ハンドル
１０ＨＴ トリガ
１０Ｍ マガジン
１０Ｂ 本体部
１０ＢＰ バッテリ（バッテリパック）
１２ ワイヤ送り部
１２Ｇ ギア
１２Ｍ 送りモータ（第２の電動機）
１４ カール形成部
１４Ａ カールガイド
１４Ｂ 誘導ガイド
１６ 切断部
１６Ａ 伝達機構
１８ 結束部
１８Ｈ フック
１８Ｍ 結束モータ（第１の電動機）
２２ 駆動制御部（第１制御部）
２４ モータ制御部
２６ モータ制御部
３０ 通信部
３２ 通信機
３２Ａ アンテナ
３２Ａ１ 第１アンテナ
３２Ａ２ 第２アンテナ
３４ 通信制御部（第２制御部）
３６ 位置情報取得部
４０ 電源装置
４０ＣＢ ケーブル
４０ＣＮ バッテリ接続部
４０Ｄ ダイオード（逆流防止回路）
４０Ｓ 電源スイッチ
４１ 第１電圧線
４１Ａ 第１配線部
４１Ｂ 第２配線部
４１Ｃ 第３配線部
４１ＰＣＢ 第１配線基板
４１ＰＣ 第１電力制御部
４１ＣＮ 第１接続部
４２ 第２電圧線
４２ＣＮ 第２接続部
４２ＰＣ 第２電力制御部
４３ 第３電圧線
４２ＰＣＢ 第２配線基板
４２ＢＰ 第２バッテリ
ＲＬ リール
Ｗ ワイヤ
ＲＢ 鉄筋

Claims (8)

1. 第１の電動機及び第２の電動機と、
   前記第１及び第２の電動機を制御するための第１制御部と、
   前記第１制御部が搭載された第１配線基板と、
   通信機と、
   前記通信機を制御するための第２制御部と、
   前記第２制御部及び前記通信機のアンテナが搭載された第２配線基板と、
   前記第１及び第２の電動機、前記第１配線基板、前記通信機及び前記第２配線基板を収容する筐体とを備える電動工具において、
   前記第１配線基板と前記第２配線基板は、前記第１の電動機の周囲に配置され、
   前記筐体は、前記第２の電動機の少なくとも一部を覆い、少なくとも一部が前記第２の電動機と前記通信機及び前記第２配線基板との間に配置されている第１筐体部と、前記第１筐体部との間の領域に前記通信機及び前記第２配線基板を収容する第２筐体部とを有する電動工具。
2. 第１の電動機及び第２の電動機と、
   前記第１及び第２の電動機を制御するための第１制御部と、
   前記第１制御部が搭載された第１配線基板と、
   通信機と、
   前記通信機を制御するための第２制御部と、
   前記第２制御部及び前記通信機のアンテナが搭載された第２配線基板と、
   前記第１及び第２の電動機、前記第１配線基板、前記通信機及び前記第２配線基板を収容する筐体とを備える電動工具において、
   前記第１配線基板と前記第２配線基板は、前記第１の電動機の周囲に配置され、
   前記第２配線基板は、第１方向及び前記第１方向と垂直な第２方向と垂直な第３方向に略垂直に配置されており、前記第１方向に第１長さを有する第１辺と、前記第２方向に前記第１長さの半分以下の第２長さを有する第２辺とを有し、
   前記第２制御部は、前記第２長さの半分以上の長さを有する少なくとも一つの辺を有し、
   前記アンテナの少なくとも一部は、前記第２制御部に対して前記第１方向の後方に離間した位置に配置されている電動工具。
3. 前記第２配線基板は、
   第１方向に延伸する第１辺と、
   前記第１方向と垂直な第２方向に延伸する第２辺とを備え、
   前記筐体内の領域のうち、前記第１方向及び前記第２方向と垂直な第３方向の端部に配置されている
   請求項１に記載の電動工具。
4. 前記第２配線基板は、前記筐体内の領域のうち、前記第３方向の端部に配置されている
   請求項２に記載の電動工具。
5. 前記アンテナは、
   前記第１方向に延伸する第１アンテナと、
   前記第１方向と垂直な前記第２方向に延伸する第２アンテナとを備える請求項３または４に記載の電動工具。
6. ワイヤを収容するためのマガジンをさらに備え、
   前記第１の電動機は、前記ワイヤを結束する結束部を駆動させる電動機であり、
   前記第２の電動機は、前記ワイヤを前記第１方向の前方の端部から外方に送り出すための電動機であり、
   前記電動工具は、前記ワイヤを用いて鉄筋を結束可能に構成された鉄筋結束機である請求項３または４に記載の電動工具。
7. 前記第１配線基板は、前記第２方向に略垂直に配置され、
   前記第２配線基板は、前記第３方向に略垂直に配置されている請求項３または４に記載の電動工具。
8. 前記第１配線基板又は前記第２配線基板は、前記第２の電動機に対して前記第１方向の後方に離間した位置に配置されている請求項３または４に記載の電動工具。