WO2014123070A1 - 電動工具 - Google Patents

電動工具 Download PDF

Info

Publication number
WO2014123070A1
WO2014123070A1 PCT/JP2014/052275 JP2014052275W WO2014123070A1 WO 2014123070 A1 WO2014123070 A1 WO 2014123070A1 JP 2014052275 W JP2014052275 W JP 2014052275W WO 2014123070 A1 WO2014123070 A1 WO 2014123070A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power
circuit board
control circuit
motor
housing
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/052275
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
直樹 田所
Original Assignee
日立工機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立工機株式会社 filed Critical 日立工機株式会社
Priority to JP2014560747A priority Critical patent/JP6032445B2/ja
Priority to CN201480006235.XA priority patent/CN104955619B/zh
Priority to US14/763,781 priority patent/US9871424B2/en
Priority to EP14749324.1A priority patent/EP2954984B1/en
Publication of WO2014123070A1 publication Critical patent/WO2014123070A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/02—Construction of casings, bodies or handles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
    • H02K7/145—Hand-held machine tool
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/008—Cooling means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/04—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for rectification
    • H02K11/049—Rectifiers associated with stationary parts, e.g. stator cores
    • H02K11/05—Rectifiers associated with casings, enclosures or brackets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine

Definitions

  • the present invention relates to an electric tool that uses a commercial AC power supply, and more particularly to an electric tool that supplies electric power to a motor via a switching element.
  • Patent Document 1 proposes an electric tool that uses a brushless motor as a motor and can finely control the rotation speed of the brushless motor by a microcomputer mounted on a control board.
  • FIG. 6 shows a conventional electric tool shown in Patent Document 1, which includes a housing 1, a brushless motor 10, a striking mechanism unit 20 rotated by the motor 10, and an output unit 30 connected to the striking mechanism unit 20.
  • Patent Document 1 which includes a housing 1, a brushless motor 10, a striking mechanism unit 20 rotated by the motor 10, and an output unit 30 connected to the striking mechanism unit 20.
  • a front-rear direction and a vertical direction are defined in the figure). *
  • the housing 1 includes a body portion 2 that houses the motor 10, the striking mechanism portion 20, and a part of the output portion 30, a handle portion 3 having one end connected to the body portion 2, and the other end of the handle portion 3. And a storage portion 4 formed in the shape.
  • the handle portion 3 is provided with a trigger 5, and the trigger 5 is connected to a switch mechanism 6 accommodated in the handle portion 3. Supply of electric power to the motor 10 and interruption are switched by the trigger 5.
  • a power cord 40 is drawn from the lower part of the storage unit 4, and a rectifier circuit board 50 that is connected to the power cord 40 and has a rectifier circuit that converts AC power into DC power is stored in the storage unit 4.
  • a noise filter including a choke coil 41 and a capacitor 42 is inserted between the power cord 40 and the rectifier circuit. The noise filter is housed in the handle portion 3. *
  • the inverter circuit controlled by the control circuit is mounted on an inverter circuit board 70 disposed behind the motor 10.
  • the inverter circuit has, for example, six FETs 71 as switching elements that turn on and off the energization of the motor 10, and each FET 71 is cooled by an air flow by a fan 15 that rotates together with the motor 10.
  • each FET 71 is arranged on the back side in the axial direction of the motor 10. Although it is convenient to cool the FET 71 by the air flow by the fan 15 rotating together with the motor 10, there is a tendency that the longitudinal length of the body portion 2 of the housing 1 is increased in order to secure the space for arranging the FET 71. *
  • the present invention has been made in view of such a situation, and its purpose is to house a motor or the like by housing a switching element that supplies power to the motor in a housing part on the opposite side of the body part of the housing.
  • An object of the present invention is to provide a power tool capable of reducing the length in the front-rear direction of the body portion of the housing.
  • the electric tool includes a motor, an output unit that is driven by the motor and to which a tip tool is connected, a body unit that houses the motor, a handle unit that has one end connected to the body unit, and the other end of the handle unit
  • a switching element that includes a housing having a storage portion provided on the power supply and a power cord drawn from the storage portion and that supplies power to the motor is stored in the storage portion.
  • control circuit board may be stored in the storage unit, the control circuit may be mounted on one side of the control circuit board, and the switching element may be mounted on the other side.
  • a push button is mounted together with the control circuit on one side of the control circuit board, and the push button is exposed from the storage portion.
  • control circuit and the switching element may be electrically connected by a wiring pattern of the control circuit board.
  • a rectifier circuit board on which a rectifier circuit that converts AC power supplied from the power cord into DC power is mounted may be stored in the storage unit.
  • the said aspect WHEREIN It is good to provide the wind window part used as an inlet hole in a part of said accommodating part. *
  • the said aspect WHEREIN It is good to comprise so that the airflow which entered from the said wind window part may pass between the said rectifier circuit board and the said control circuit board. *
  • the wind window portion may be disposed in front of the storage portion protruding forward from the other end of the handle portion.
  • a coil and a capacitor constituting a noise filter are accommodated in the handle portion, and an air flow entering from the wind window portion passes through the accommodating portion and then passes around the coil and the capacitor in the handle portion. It is good in the structure which reaches the motor in the body part.
  • the motor is used by using a housing having a body portion that houses the motor, a handle portion having one end connected to the body portion, and a housing portion provided at the other end of the handle portion.
  • the sectional side view which shows an impact driver The sectional side view which shows the air flow in the housing in embodiment.
  • the control block diagram in embodiment.
  • An impact driver will be described as an embodiment of the power tool according to the present invention with reference to FIGS. 1 to 4 (the front and rear and the vertical direction are defined in FIG. 1). Although this impact driver will be described later, the arrangement of the inverter circuit is different from that of the conventional example of FIG. *
  • the housing 1 is connected to the body part 2 that houses the brushless motor 10, the striking mechanism part 20, and a part of the output part 30, and one end thereof. It has a handle part 3 and a storage part 4 formed at the other end of the handle part 3.
  • the brushless motor 10 includes an output shaft 11 that extends in the front-rear direction, a rotor 12 that is fixed to the output shaft 11 and includes a plurality of permanent magnets, a stator 14 that is disposed so as to surround the rotor 12 and includes a plurality of stator coils 13, and an output shaft. 11 and a cooling fan 15 fixed to 11. Both sides of the output shaft 11 are axially supported (supported by bearings), and the stator 14 is fixed to the body portion 2 side of the housing 1. The rotation of the output shaft 11 is decelerated via the planetary gear mechanism 16 and applied to the hammer 21 of the striking mechanism unit 20. *
  • the striking mechanism 20 includes a hammer 21 disposed in a hammer case 25 and a spring 23 that biases the hammer 21 forward.
  • the hammer 21 has a collision portion 22 at the front end, and is rotated by the output shaft of the planetary gear mechanism 16.
  • the anvil 31 that constitutes the output unit 30 includes a collision target 32 at the rear end.
  • the hammer 21 is urged forward by a spring 23 so that the collision portion 22 collides with the colliding portion 32 in the rotation direction when rotating.
  • the hammer 21 is configured to be able to move backward against the urging force of the spring. Move backward while rotating. And when the collision part 22 gets over the collision part 32, the elastic energy stored in the spring 23 is released, the hammer 21 moves forward, and the collision part 22 and the collision part 32 collide again. Become. *
  • An anvil 31 constituting the output unit 30 is rotatably supported at the front end portion of the body portion 2, that is, the front end side of the hammer case 25, and a front end tool can be detachably attached to the anvil 31.
  • the handle portion 3 is provided with a trigger 5, and the trigger 5 is connected to a switch mechanism 6 accommodated in the handle portion 3. Supply of electric power to the motor 10 and interruption are switched by the trigger 5.
  • a power cord 40 is drawn out from the lower part of the storage unit 4 and is connected to the power cord 40 and is mounted with a rectifier circuit board 50 on which a rectifier circuit for converting AC power into DC power is mounted.
  • a control circuit board 80 on which both of the circuits are mounted is stored in the storage unit 4.
  • the rectifier circuit mounted on the rectifier circuit board 50 includes a diode bridge 45 and a smoothing capacitor 46 for full-wave rectification of commercial AC power (AC 100 V) supplied from the power cord 40.
  • a noise filter including a choke coil 41 and a capacitor 42 is inserted on the AC input side of the diode bridge 45, and this noise filter is housed in the handle portion 3.
  • the DC output voltage from the rectifier circuit is supplied to a control circuit 81 including a microcomputer or the like mounted on the control circuit board 80 and an inverter circuit 85 having FETs (for example, six) as switching elements for supplying power to the motor 10. Supplied. *
  • the rotation detection board 90 In order to detect the position of the rotor 12 of the motor 10, the rotation detection board 90 has three Hall elements 91 arranged at an interval of 60 °.
  • the rotation detection board 90 is behind the motor 10 shown in FIG. It is fixedly arranged (between the motor 10 and the fan 15).
  • the rotation detection output of each Hall element 91 is input to the control circuit 81.
  • the output of the switch mechanism 6 activated by the trigger 5 is also input to the control circuit 81. *
  • FIG. 4 shows a schematic configuration of the control circuit board 80.
  • a control circuit 81 is mounted on the upper surface of the double-sided wiring board 86, and an FET 71 as a switching element of the inverter circuit 85 is mounted on the lower surface.
  • the control circuit 81 and the inverter circuit 85 including the FET 71 are electrically connected by the wiring pattern of the double-sided wiring board 86.
  • the upper and lower surfaces of the double-sided wiring board 86 are molded with an insulating resin having good thermal conductivity.
  • the control circuit 81 When the switch mechanism 6 is actuated by the trigger 5, the control circuit 81 performs on / off control of each FET 71 of the inverter circuit 85 based on the detection output of the rotor position by each Hall element 91, and moves the rotor 12 in a predetermined direction. Is controlled to rotate at a predetermined rotational speed.
  • the control circuit board 80 is provided with a striking force display panel 87 exposed on the upper surface side of the storage portion 4.
  • the striking force display panel 87 has a push button 88 as shown in FIG.
  • the push button 88 is, for example, an impact force switching button for switching the motor rotation speed, a mode switching button for switching between continuous driving and intermittent driving of the motor 10, and the like.
  • the arrangement of the housing 1 in the storage section 4 is the order of the outlet 48 of the power cord 40, the rectifier circuit board 50, and the control circuit board 80 in this order from the bottom.
  • a gap serving as an air flow passage for heat dissipation is provided between the two and 80.
  • the FET 71 is disposed so as to face the rectifier circuit board 50 (that is, face the air flow path).
  • a wind window portion 7 having a large number of air intake holes is provided in front of the storage portion 4 protruding forward from the other end of the handle portion 3. Although illustration is omitted, a wind window portion in which a large number of exhaust holes are formed is provided at the rear portion of the body portion 2, and when the fan 15 rotates as indicated by a thick line arrow in FIG.
  • the air flow that has entered the handle passes through the periphery of the rectifier circuit board 50 and the gap between the rectifier circuit board 50 and the control circuit board 80 and passes around the choke coil 41 and the capacitor 42 constituting the noise filter. It passes through the part 3, passes through between the rotor 12 and the stator 14 of the motor 10, and is discharged to the outside from the wind window part at the rear part of the body part 2.
  • the FET 71 mounted on the rectifier circuit board 50 and the control circuit board 80 can be effectively cooled.
  • the choke coil 41 and the condenser 42 can be cooled. *
  • the FET 71 as a switching element for supplying the current in the storage portion 4, the length of the body portion 2 in the front-rear direction can be shortened, and as a result, workability in a narrow place can be improved.
  • control circuit board 80 Since the control circuit board 80 is stored in the bag storage unit 4 and the control circuit 81 is mounted on one side of the control circuit board 80 and the FET 71 is mounted on the other side, The substrate area is not increased. In the case of an electric tool using a commercial AC power supply, the power consumption is larger than that of a battery-driven one, and the shape of the FET 71 is enlarged, but the FET 71 is mounted using the substrate surface opposite to the control circuit 81. This saves space. *
  • a rectifier circuit board 50 on which a rectifier circuit for converting AC power supplied from the power cord 40 into DC power is mounted is stored in the storage unit 4, and an intake hole is formed in a part (front) of the storage unit 4.
  • a wind window portion 7 is provided, and an air flow entering from the wind window portion 7 passes between the rectifier circuit board 50 and the control circuit board 80, and the FET 71 mounted on the control circuit board 80 is cooled. Can be done effectively.
  • the air flow flows from the front to the rear in the storage portion 4, and then flows from the bottom to the top in the handle portion 3, and the choke coil 41 and the capacitor constituting the noise filter 42 can also be cooled.
  • the air flow that has passed through the handle portion 3 passes between the rotor 12 and the stator 14 of the motor 10 in the body portion 2 from the front side to the rear side, thereby cooling the motor 10.
  • a wide range of components can be cooled by meandering the airflow in a substantially Z shape and passing through the housing 1.
  • FIG. 5 shows another embodiment of the present invention.
  • the arrangement of the wind window portions 7 having a large number of intake holes is different. That is, the wind window portion 7 is provided on the side surface of the storage portion 4 of the housing 1.
  • Other configurations may be the same as those of the embodiment shown in FIG. *
  • the air flow that has entered the storage unit 4 from the wind window unit 7 passes between the rectifier circuit board and the control circuit board and is mounted on the control circuit board while cooling the periphery of the rectifier circuit board.
  • the formed FET can be cooled.
  • the wind window portion 7 is provided in front of the storage portion 4, and in the other embodiment shown in FIG. 5, the wind window portion 7 is provided on the side surface of the storage portion 4. A configuration in which the wind window portion 7 is provided on both of them is also possible.
  • the impact driver is exemplified as the electric tool.
  • the present invention is not limited to the impact driver as long as the electric tool is mounted and driven by an AC power source.
  • a driver drill having a clutch a hammer drill having a reciprocating striking mechanism, an oil pulse driver having a hydraulic striking mechanism, and the like may be used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Portable Power Tools In General (AREA)

Abstract

胴体部の前後方向の長さを短縮可能にして狭い場所での作業性を改善可能にするためにブラシレスモータ１０及び先端工具が接続される出力部３０を収容する胴体部２と、一端が胴体部２に接続するハンドル部３と、ハンドル部３の他端に設けられる収納部４とを有するハウジング１を用い、電源コード４０が引き出されている収納部４内に、モータ１０に電力を供給するスイッチング素子としてのＦＥＴ７１を収納する構成である。モータ前後方向にＦＥＴ７１を配置する場合に比較して胴体部２の前後方向の長さを短くできる。

Description

電動工具
本発明は、商用交流電源を利用する電動工具に係り、とくにスイッチング素子を介してモータに電力供給を行う電動工具に関する。
従来、商用交流電源から整流子モータに供給された電力により駆動される電動工具、例えばインパクトドライバが知られている。また、近年モータとしてブラシレスモータを使用し、ブラシレスモータの回転数を制御基板に搭載したマイクロコンピュータによって細かく制御可能とする電動工具も例えば下記特許文献１で提案されている。
２０１２－１３９７４７号公報
図６は特許文献１で示した従来の電動工具であって、ハウジング１と、ブラシレスモータ１０と、モータ１０によって回転される打撃機構部２０と、打撃機構部２０に接続される出力部３０とを備えたインパクトドライバを示している（前後及び上下方向を図中に定義した）。　
ハウジング１は、モータ１０と、打撃機構部２０と、出力部３０の一部とを収納する胴体部２と、一端が胴体部２に接続しているハンドル部３と、ハンドル部３の他端に形成された収納部４とを有している。ハンドル部３には、トリガ５が設けられており、トリガ５はハンドル部３内に収容されたスイッチ機構６と接続している。トリガ５によって、モータ１０への電力の供給と遮断とを切替えている。　
収納部４の下部から電源コード４０が引き出されており、電源コード４０に接続されて交流電力を直流電力に変換する整流回路を搭載した整流回路基板５０が収納部４内に収納されるとともに、モータ１０の回転等を制御する制御回路を搭載した制御回路基板６０も収納部４内に収納されている。電源コード４０と整流回路との間には、チョークコイル４１とコンデンサ４２とからなるノイズフィルタが挿入されており、このノイズフィルタはハンドル部３内に収納されている。　
前記制御回路で制御されるインバータ回路は、モータ１０の背後に配置されたインバータ回路基板７０に搭載されている。インバータ回路はモータ１０への通電をオン、オフする例えば６個のスイッチング素子としてのＦＥＴ７１を有し、各ＦＥＴ７１はモータ１０と共に回転するファン１５による空気流で冷却されるようになっている。
図６に示した従来の電動工具では、商用交流電源駆動であってＦＥＴ７１が扱う電力が大きいため、モータ１０の軸方向の背面側に各ＦＥＴ７１を配置するようにしているが、この配置は、モータ１０と共に回転するファン１５による空気流でＦＥＴ７１を冷却するのには好都合であるが、ＦＥＴ７１の配置スペースを確保するためにハウジング１の胴体部２の前後方向長さが大きくなるきらいがある。　
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、ハウジングの胴体部とは反対側の収納部内に、モータに電力を供給するスイッチング素子を収納することで、モータ等が収納されるハウジングの胴体部における前後方向の長さを短縮可能な電動工具を提供することにある。
本発明のある態様は電動工具である。この電動工具は、モータと、前記モータによって駆動され、先端工具が接続される出力部と、前記モータを収容する胴体部、一端が前記胴体部に接続するハンドル部、及び前記ハンドル部の他端に設けられる収納部を有するハウジングと、前記収納部から引き出される電源コードとを備え、前記モータに電力を供給するスイッチング素子が前記収納部に収納されていることを特徴とする。　
前記態様において、前記収納部に制御回路基板が収納され、前記制御回路基板の一方の側に制御回路が搭載されるとともに、他方の側に前記スイッチング素子が搭載されているとよい。　
前記態様において、前記制御回路基板の一方の側に前記制御回路と共に押しボタンが搭載されており、前記押しボタンは前記収納部から露出しているとよい。　
前記態様において、前記制御回路と前記スイッチング素子とは前記制御回路基板の配線パターンにより電気的に接続されているとよい。　
前記態様において、前記電源コードで供給される交流電力を直流電力に変換する整流回路が搭載された整流回路基板が前記収納部に収納されているとよい。　
前記態様において、前記収納部の一部に吸気孔となる風窓部が設けられているとよい。　
前記態様において、前記風窓部から入った空気流が前記整流回路基板と前記制御回路基板の間を通過するように構成するとよい。　
前記態様において、前記ハンドル部の他端よりも前側に突出した前記収納部の前方に、前記風窓部が配置されているとよい。　
前記態様において、前記ハンドル部内にノイズフィルタを構成するコイル及びコンデンサが収納され、前記風窓部から入った空気流が前記収納部を通過してから前記ハンドル部内の前記コイル及びコンデンサの周囲を通って前記胴体部内の前記モータに至る構成であるとよい。　
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明に係る電動工具によれば、モータを収容する胴体部と、一端が前記胴体部に接続するハンドル部と、前記ハンドル部の他端に設けられる収納部とを有するハウジングを用い、前記モータに電力を供給するスイッチング素子を前記収納部に収納することで、前記胴体部の前後方向の長さを短縮可能であり、ひいては狭い場所での作業性を改善可能である。
本発明に係る電動工具の実施の形態であって、インパクトドライバを示す側断面図。 実施の形態におけるハウジング内の空気流を示す側断面図。 実施の形態における制御ブロック図。 実施の形態において、制御回路とインバータ回路とを搭載した配線基板を示す説明図。 他の実施の形態を示す側面図。 従来例を示す側断面図。
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。　
図１乃至図４で本発明に係る電動工具の実施の形態として、インパクトドライバを説明する（図１中に前後及び上下方向を定義した）。このインパクトドライバは、後述するがインバータ回路の配置が図６の従来例とは異なっている。　
図１乃至図４に示すように、ハウジング１は、ブラシレスモータ１０と、打撃機構部２０と、出力部３０の一部とを収納する胴体部２と、一端が胴体部２に接続しているハンドル部３と、ハンドル部３の他端に形成された収納部４とを有している。　
ブラシレスモータ１０は前後方向に延びる出力軸１１と、出力軸１１に固定され複数の永久磁石を有するロータ１２と、ロータ１２を囲むように配置され複数のステータコイル１３を備えるステータ１４と、出力軸１１に固定された冷却ファン１５とを有する。出力軸１１の両側は軸支（軸受で支持）され、ステータ１４はハウジング１の胴体部２側に固定されている。出力軸１１の回転は遊星歯車機構１６を介して減速されて打撃機構部２０のハンマ２１に与えられる。　
打撃機構部２０は、ハンマケース２５内に配されたハンマ２１とこれを前方に付勢するバネ２３を有している。ハンマ２１は前端に衝突部２２を有し、遊星歯車機構１６の出力軸で回転駆動される。出力部３０を構成するアンビル３１は、後端に被衝突部３２を備えている。また、ハンマ２１は、回転した際に衝突部２２が被衝突部３２と回転方向において衝突するように、バネ２３により前方に付勢されている。このような構成により、ハンマ２１が回転した際に、出力部３０のアンビル３１に打撃が与えられることとなる。また、ハンマ２１は、バネの付勢力に反して後方に移動することも可能に構成されており、衝突部２２と被衝突部３２との衝突後、ハンマ２１はバネ２３の付勢力に抗して回転しながら後退する。そして、衝突部２２が被衝突部３２を乗り越えると、バネ２３に蓄えられた弾性エネルギーが解放されてハンマ２１は前方に移動し、再び、衝突部２２と被衝突部３２とが衝突することとなる。　
出力部３０を構成するアンビル３１は胴体部２の先端部、つまりハンマケース２５の前端側で回転自在に軸支されており、アンビル３１には、先端工具を着脱自在に装着できる。　
ハンドル部３には、トリガ５が設けられており、トリガ５はハンドル部３内に収容されたスイッチ機構６と接続している。トリガ５によって、モータ１０への電力の供給と遮断とを切替えている。　
収納部４の下部から電源コード４０が引き出されており、電源コード４０に接続されて交流電力を直流電力に変換する整流回路を搭載した整流回路基板５０と、モータ１０を制御する制御回路及びインバータ回路の両方を搭載した制御回路基板８０が収納部４内に収納される。　
図３に示すように、整流回路基板５０に搭載された整流回路は電源コード４０から供給される商用交流電源（ＡＣ１００Ｖ）を全波整流するためのダイオードブリッジ４５と平滑用コンデンサ４６とを備えている。また、ダイオードブリッジ４５の交流入力側にチョークコイル４１とコンデンサ４２とからなるノイズフィルタが挿入されており、このノイズフィルタはハンドル部３内に収納されている。整流回路からの直流出力電圧は、制御回路基板８０に搭載されたマイクロコンピュータ等を含む制御回路８１、及びモータ１０に電力を供給するスイッチング素子としてのＦＥＴ（例えば６個）を有するインバータ回路８５に供給される。　
回転検出基板９０は、モータ１０のロータ１２の位置を検出するために３つのホール素子９１が６０°の間隔を隔てて配置されており、この回転検出基板９０は図１に示すモータ１０の背後（モータ１０とファン１５との間）に固定配置されている。各ホール素子９１の回転検出出力は制御回路８１に入力される。また、トリガ５により作動されるスイッチ機構６の出力も制御回路８１に入力されるようになっている。　
図４は制御回路基板８０の概略構成であって、両面配線基板８６の上面に制御回路８１が搭載され、下面にインバータ回路８５のスイッチング素子としてのＦＥＴ７１が搭載されている。制御回路８１と、ＦＥＴ７１を含むインバータ回路８５とは両面配線基板８６の配線パターンにより電気的に接続されている。また、図示は省略するが両面配線基板８６の上下面は熱伝導性の良好な絶縁樹脂でモールドされている。制御回路８１は、トリガ５によりスイッチ機構６が作動されたときに、各ホール素子９１によるロータ位置の検出出力に基づいてインバータ回路８５の各ＦＥＴ７１のオン、オフ制御を行い、ロータ１２を所定方向に所定回転速度で回転させる制御を行う。　
制御回路基板８０には、図１に示すように、収納部４の上面側に露出する打撃力表示パネル８７が設けられている。打撃力表示パネル８７は、図４に示すように押しボタン８８を有する。押しボタン８８は、例えばモータ回転数を切り替える打撃力切替ボタンや、モータ１０の連続駆動と間欠駆動とを切り替えるモード切替ボタン等である。　
図１に示すように、ハウジング１の収納部４における配置は、下から順に電源コード４０の引出口４８、整流回路基板５０、制御回路基板８０の順序であり、整流回路基板５０と制御回路基板８０との間には放熱用の空気流通路となる隙間が設けられている。ＦＥＴ７１は整流回路基板５０に対向する（つまり空気流通路に対面する）配置である。ハンドル部３の他端よりも前側に突出した収納部４の前方には、多数の吸気孔を形成した風窓部７が設けられている。図示は省略するが、胴体部２の後部には多数の排気孔を形成した風窓部が設けられており、図２中の太線矢印のようにファン１５が回転すると、風窓部７から収納部４内に入った空気流は、整流回路基板５０の周囲及び整流回路基板５０と制御回路基板８０間の隙間を通過し、ノイズフィルタを構成しているチョークコイル４１及びコンデンサ４２の周囲を通りながらハンドル部３内を通過し、さらにモータ１０のロータ１２、ステータ１４間を通って、胴体部２の後部の風窓部から外部に排出される。風窓部７を収納部４の前方に設けることで、整流回路基板５０及び制御回路基板８０に搭載したＦＥＴ７１を効果的に冷却できる。また、ハンドル部３内を空気流が通るため、チョークコイル４１及びコンデンサ４２の冷却も可能となる。　
次に、インパクトドライバとしての全体動作について説明する。電源コード４０を図示せぬ商用交流電源と接続することにより、制御回路８１に駆動用電源が供給されて、打撃力表示パネル８７が点灯する。この状態で作業者がトリガ５を引くと、その引き代に応じた回転数でモータ１０が回転する。これと同時に冷却ファン１５も回転して、風窓部７から外気を取込む。この外気は、前述した図２の経路で整流回路基板５０、ＦＥＴ７１を含む制御回路基板８０、モータ１０を冷却して胴体部２後部から外部に排出される。モータ１０が回転することによって、打撃機構部２０のハンマ２１が出力部３０のアンビル３１を打撃し、これで保持される先端工具が回転する。作業者がトリガ５を離すことによりモータ１０は停止する。　
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。　
(1) モータ１０を収容する胴体部２と、一端が胴体部２に接続するハンドル部３と、ハンドル部３の他端に設けられる収納部４とを有するハウジング１を用い、モータ１０に電力を供給するスイッチング素子としてのＦＥＴ７１を収納部４に収納することで、胴体部２の前後方向の長さを短縮可能であり、ひいては狭い場所での作業性を改善可能である。　
(2) 収納部４に制御回路基板８０が収納され、制御回路基板８０の一方の側に制御回路８１が搭載されるとともに、他方の側にＦＥＴ７１が搭載されているので、制御回路基板８０の基板面積を大きくすることがない。商用交流電源を使用する電動工具の場合、電池駆動のものに比べて使用電力が大きく、ＦＥＴ７１の形状も大形化するが、制御回路８１とは反対側の基板面を利用してＦＥＴ７１を搭載することで、省スペース化が図れる。　
(3) 電源コード４０で供給される交流電力を直流電力に変換する整流回路が搭載された整流回路基板５０が収納部４に収納されると共に、収納部４の一部（前方）に吸気孔となる風窓部７が設けられており、風窓部７から入った空気流が整流回路基板５０と制御回路基板８０の間を通過する構成であり、制御回路基板８０に搭載されたＦＥＴ７１の冷却を効果的に行うことができる。また、図２に示すように、空気流は収納部４内を前方から後方に向かって流れてから、ハンドル部３内を下から上に向けて流れ、ノイズフィルタを構成するチョークコイル４１及びコンデンサ４２も冷却することができる。さらに、ハンドル部３内を通過した空気流は胴体部２内のモータ１０のロータ１２、ステータ１４間を前側から後方に向けて通過してモータ１０を冷却する。図２のように、空気流は略Ｚ字状に蛇行してハウジング１内を通ることで、広範囲の部品を冷却することができる。　
(4) 従来の場合、制御回路基板とは別にインバータ回路基板をモータ背後に配置していたため、制御回路基板とインバータ回路基板間の多数の配線がスペースに余裕のないハンドル部３内を通ることになるため、ハンドル部３を把持しやすいように小径化するには不利であったが、本実施の形態では、制御回路８１とＦＥＴ７１を含むインバータ回路８５とは制御回路基板８０の配線パターンにより電気的に接続されるため、ハンドル部３内を通る配線を少なくできる。　
図５は本発明の他の実施の形態を示す。この場合、多数の吸気孔を形成した風窓部７の配置が異なっている。つまり、ハウジング１の収納部４の側面に風窓部７を設けている。その他の構成は図１等に示した実施の形態と同様でよい。　
図５の場合にも、風窓部７から収納部４内に入った空気流が、整流回路基板の周辺を冷却しつつ、整流回路基板と制御回路基板の間を通過して制御回路基板に搭載されたＦＥＴを冷却可能である。　
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。　
図１の実施の形態では、風窓部７を収納部４の前方に、図５に示す他の実施の形態では風窓部７を収納部４の側面に設けたが、収納部４の前方及び側面の両方に風窓部７を設ける構成も可能である。　
各実施の形態では、電動工具としてインパクトドライバを例示したが、本発明は、モータを搭載し交流電源によって駆動される電動工具であれば、インパクトドライバに限定されるものではない。例えば、クラッチを有するドライバドリル、往復打撃機構を有するハンマドリル、油圧の打撃機構部を有するオイルパルスドライバなどであってもよい。
１　ハウジング
２　胴体部
３　ハンドル部
４　収納部
５　トリガ
６　スイッチ機構
７　風窓部
１０　ブラシレスモータ
１５　ファン
２０　打撃機構部
３０　出力部
４０　電源コード
５０　整流回路基板
６０，８０　制御回路基板
７０　インバータ回路基板
７１　ＦＥＴ
８１　制御回路
８５　インバータ回路
８６　両面配線基板
８７　打撃力表示パネル
９０　回転検出基板
９１　ホール素子

Claims (9)

  1. モータと、前記モータによって駆動され、先端工具が接続される出力部と、前記モータを収容する胴体部、一端が前記胴体部に接続するハンドル部、及び前記ハンドル部の他端に設けられる収納部を有するハウジングと、前記収納部から引き出される電源コードとを備え、前記モータに電力を供給するスイッチング素子が前記収納部に収納されていることを特徴とする電動工具。
  2. 前記収納部に制御回路基板が収納され、前記制御回路基板の一方の側に制御回路が搭載されるとともに、他方の側に前記スイッチング素子が搭載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。
  3. 前記制御回路基板の一方の側に前記制御回路と共に押しボタンが搭載されており、前記押しボタンは前記収納部から露出していることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
  4. 前記制御回路と前記スイッチング素子とは前記制御回路基板の配線パターンにより電気的に接続されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の電動工具。
  5. 前記電源コードで供給される交流電力を直流電力に変換する整流回路が搭載された整流回路基板が前記収納部に収納されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電動工具。
  6. 前記収納部の一部に吸気孔となる風窓部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電動工具。
  7. 前記電源コードで供給される交流電力を直流電力に変換する整流回路が搭載された整流回路基板が前記収納部に収納されると共に、前記収納部の一部に吸気孔となる風窓部が設けられており、前記風窓部から入った空気流が前記整流回路基板と前記制御回路基板の間を通過することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の電動工具。
  8. 前記ハンドル部の他端よりも前側に突出した前記収納部の前方に、前記風窓部が配置されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の電動工具。
  9. 前記ハンドル部内にノイズフィルタを構成するコイル及びコンデンサが収納され、前記風窓部から入った空気流が前記収納部を通過してから前記ハンドル部内の前記コイル及びコンデンサの周囲を通って前記胴体部内の前記モータに至ることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の電動工具。
PCT/JP2014/052275 2013-02-06 2014-01-31 電動工具 WO2014123070A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014560747A JP6032445B2 (ja) 2013-02-06 2014-01-31 電動工具
CN201480006235.XA CN104955619B (zh) 2013-02-06 2014-01-31 电动工具
US14/763,781 US9871424B2 (en) 2013-02-06 2014-01-31 Electric tool
EP14749324.1A EP2954984B1 (en) 2013-02-06 2014-01-31 Electric tool

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-021522 2013-02-06
JP2013021522 2013-02-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014123070A1 true WO2014123070A1 (ja) 2014-08-14

Family

ID=51299666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/052275 WO2014123070A1 (ja) 2013-02-06 2014-01-31 電動工具

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9871424B2 (ja)
EP (1) EP2954984B1 (ja)
JP (1) JP6032445B2 (ja)
CN (1) CN104955619B (ja)
WO (1) WO2014123070A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016067810A1 (ja) * 2014-10-31 2016-05-06 日立工機株式会社 電動作業機
JP2019130650A (ja) * 2018-02-02 2019-08-08 株式会社マキタ 電動工具

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010031274B4 (de) * 2009-12-18 2023-06-22 Robert Bosch Gmbh Handwerkzeugmaschine mit Kühlung des Getriebes
JP6414224B2 (ja) * 2014-08-29 2018-10-31 工機ホールディングス株式会社 電動作業機
CN206632411U (zh) * 2017-03-23 2017-11-14 博世电动工具（中国）有限公司 电动工具及其电路板组件
EP3722051A1 (de) * 2019-04-08 2020-10-14 Hilti Aktiengesellschaft Staubhaube für ein werkzeuggerät
DE102019212865A1 (de) * 2019-08-27 2021-03-04 Robert Bosch Gmbh Elektromotor sowie elektrisches Bearbeitungsgerät mit einem Elektromotor
CN113767551A (zh) * 2019-11-25 2021-12-07 胡斯华纳有限公司 手持式电动作业工具
US11750069B2 (en) 2020-09-16 2023-09-05 Black & Decker Inc. Line conditioning accessory and protective circuit for power tool
DE102021213442A1 (de) * 2021-11-29 2023-06-01 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Handwerkzeugmaschine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004098282A (ja) * 2002-09-12 2004-04-02 Hilti Ag 電動工具
JP2007283447A (ja) * 2006-04-18 2007-11-01 Makita Corp 電動工具
JP2009214260A (ja) * 2008-03-12 2009-09-24 Makita Corp 電動工具
JP2009241251A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Johnson Electric Sa 電動工具
JP2010058186A (ja) * 2008-09-01 2010-03-18 Hitachi Koki Co Ltd 電動工具
JP2012139747A (ja) 2010-12-28 2012-07-26 Hitachi Koki Co Ltd 電動工具

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3600759A1 (de) 1986-01-14 1987-07-16 Hoechst Ag Verfahren zur elektrolyse von alkalichlorid-loesungen
DE19839963A1 (de) 1998-09-02 2000-03-09 Hilti Ag Elektrowerkzeug
DE19924552A1 (de) 1999-05-28 2000-11-30 Hilti Ag Elektrisch betreibbares Handgerät
GB2385017B (en) 2002-02-08 2005-06-29 Black & Decker Inc Drilling and/or hammering tool
DE102007000290A1 (de) 2007-05-24 2008-11-27 Hilti Aktiengesellschaft Elektrisches Handwerkzeuggerät mit Elektronikkühlung
GB0723914D0 (en) * 2007-12-07 2008-01-23 Johnson Electric Sa A power tool
JP5190774B2 (ja) 2008-05-29 2013-04-24 日立工機株式会社 電動工具
US8627900B2 (en) 2008-05-29 2014-01-14 Hitachi Koki Co., Ltd. Electric power tool
JP5201530B2 (ja) * 2008-07-07 2013-06-05 日立工機株式会社 電動工具
JP5512110B2 (ja) 2008-09-26 2014-06-04 株式会社マキタ 電動工具
JP5534562B2 (ja) * 2010-07-14 2014-07-02 日立工機株式会社 電動工具

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004098282A (ja) * 2002-09-12 2004-04-02 Hilti Ag 電動工具
JP2007283447A (ja) * 2006-04-18 2007-11-01 Makita Corp 電動工具
JP2009214260A (ja) * 2008-03-12 2009-09-24 Makita Corp 電動工具
JP2009241251A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Johnson Electric Sa 電動工具
JP2010058186A (ja) * 2008-09-01 2010-03-18 Hitachi Koki Co Ltd 電動工具
JP2012139747A (ja) 2010-12-28 2012-07-26 Hitachi Koki Co Ltd 電動工具

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2954984A4

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016067810A1 (ja) * 2014-10-31 2016-05-06 日立工機株式会社 電動作業機
JPWO2016067810A1 (ja) * 2014-10-31 2017-08-17 日立工機株式会社 電動作業機
US11052530B2 (en) 2014-10-31 2021-07-06 Koki Holdings Co., Ltd. Electric work machine
JP2019130650A (ja) * 2018-02-02 2019-08-08 株式会社マキタ 電動工具

Also Published As

Publication number Publication date
EP2954984B1 (en) 2017-10-04
US9871424B2 (en) 2018-01-16
EP2954984A1 (en) 2015-12-16
EP2954984A4 (en) 2016-08-31
CN104955619A (zh) 2015-09-30
CN104955619B (zh) 2018-10-02
US20150364973A1 (en) 2015-12-17
JPWO2014123070A1 (ja) 2017-02-02
JP6032445B2 (ja) 2016-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6032445B2 (ja) 電動工具
JP5743085B2 (ja) 電動工具
US9590475B2 (en) Electric power tool
JP6061116B2 (ja) 電動工具
JP5370809B2 (ja) 電動工具
JP5190774B2 (ja) 電動工具
JP6090581B2 (ja) 電動工具
JP2009285789A (ja) 電動工具
JP5622020B2 (ja) 電動工具
WO2014069369A1 (ja) 電動工具
JP6315250B2 (ja) 電動工具
JP5541435B2 (ja) 電動工具
JP6287110B2 (ja) 電動工具
JP6724437B2 (ja) 電動工具
TWI572465B (zh) electrical tools
JP2010042455A (ja) 電動工具
WO2014132878A1 (ja) 電動工具
JP2016093848A (ja) 電動工具
JP5954386B2 (ja) 電動工具
JP2016093849A (ja) 電動工具
JP6759759B2 (ja) 電動工具
JPWO2018221108A1 (ja) グラインダ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14749324

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014560747

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14763781

Country of ref document: US

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2014749324

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014749324

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE