WO2019208106A1 - 電動工具 - Google Patents

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WO2019208106A1
WO2019208106A1 PCT/JP2019/014018 JP2019014018W WO2019208106A1 WO 2019208106 A1 WO2019208106 A1 WO 2019208106A1 JP 2019014018 W JP2019014018 W JP 2019014018W WO 2019208106 A1 WO2019208106 A1 WO 2019208106A1
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WO
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housing
motor
circuit
board
drive shaft
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PCT/JP2019/014018
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English (en)
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Inventor
裕太 野口
秀幸 橋本
勇樹 ▲高▼橋
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工機ホールディングス株式会社
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Publication date
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Priority to EP19791741.2A priority patent/EP3785861A4/en
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    • 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
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B45/00—Hand-held or like portable drilling machines, e.g. drill guns; Equipment therefor
    • B23B45/02—Hand-held or like portable drilling machines, e.g. drill guns; Equipment therefor driven by electric power
    • 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
    • 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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2211/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to measuring or protective devices or electric components
    • H02K2211/03—Machines characterised by circuit boards, e.g. pcb

Definitions

  • the present invention relates to a power tool such as a drilling tool.
  • An electric tool such as a drilling tool includes an electric motor (hereinafter simply referred to as a motor) as a power source and a tool (tip tool) driven by the motor.
  • a motor an electric motor
  • a tool tip tool driven by the motor.
  • a gun-type power tool is known in which the axial direction of the rotating shaft of a motor intersects with the extending direction of a handle held by an operator.
  • Patent Document 1 discloses a layout in which a control board for controlling a motor is provided on the front side of the periphery of the motor, for example, the stator and the cooling fan (on the tip tool side in the axial direction of the rotation axis of the motor). Yes.
  • Patent Document 1 since the control board is disposed on the front side of the cooling fan, when the large circuit element is accommodated in the housing, the distance between the mechanism unit and the motor in the axial direction of the rotating shaft is set. It is necessary to provide a large housing in the radial direction. As a result, the subject that the enlargement of the main body of an electric tool is caused generate
  • An object of the present invention is to efficiently arrange circuit elements such as a control board to reduce the size of a power tool.
  • An electric power tool of the present invention includes a motor that is a driving source for a tip tool, a control unit that controls driving of the motor, and a power input unit that receives AC power, and the control unit includes a first
  • the second circuit element includes a conversion circuit that converts the AC power input to the power input unit into a DC power
  • the motor includes the tip.
  • the motor is disposed so that at least a part of the motor is sandwiched between the first circuit element and the second circuit element in the axial direction of the drive shaft for driving the tool.
  • the power tool can be reduced in size.
  • FIG. 12 is a partial cross-sectional view showing a modification of the arrangement of the electrolytic capacitor shown in FIG. 11. It is sectional drawing which shows the modification of arrangement
  • the electric power tool according to the present embodiment is a hammer drill 1A shown in FIGS.
  • the hammer drill 1 ⁇ / b> A has a function of rotating the tip tool 20 by a driving force output from a brushless motor (motor) 10 as a driving source and a function of hitting the tip tool 20.
  • the tip tool 20 is attached to the front end of the electric tool.
  • An example of the tip tool 20 is a drill bit.
  • the drill bit is used, for example, when making a hole in concrete or stone.
  • the tip tool 20 is appropriately replaced according to the object and the type of work on the object.
  • the hammer drill 1A has a housing 30 shown in FIG. As shown in FIGS. 3 to 5, the housing 30 includes a first housing 31 and a second housing 32 connected to one end of the first housing 31. Furthermore, the first housing 31 includes a motor housing 33 that houses the brushless motor 10 and a handle housing 34 that forms a grip (handle portion) 2 that is gripped by an operator. In addition, the handle housing 34 includes two housing halves 34 a and 34 b that are opposed to each other with a part (rear part) of the motor housing 33 interposed therebetween. In other words, a part (rear part) of the motor housing 33 is covered with a part (upper part) of the handle housing 34. Further, the other part (lower part) of the handle housing 34 forms the grip 2 (see FIG. 1) to be gripped by the operator as described above.
  • the first housing 31 mainly accommodates the brushless motor 10, a control unit for controlling the brushless motor 10, and the cooling fan 14.
  • the control unit includes a first circuit element and a second circuit element.
  • the first circuit element is, for example, a switching board (first control board) 12 or a hall element board (second control board) 13, but is not limited to the board, and electronic components mounted on the board It may be.
  • the second circuit element is an electronic component such as an electrolytic capacitor 11a, for example.
  • the second circuit element may also be another electronic component such as the diode bridge 120b or the switching element 12a, or may be a substrate such as a control board without being limited to the electronic component.
  • the switching substrate 12, the Hall element substrate 13, and the electrolytic capacitor 11a will be described in detail later.
  • the second housing 32 accommodates a power transmission mechanism 40 for mainly transmitting power output from the brushless motor 10 to the tip tool 20.
  • the brushless motor 10, the switching substrate 12, and the Hall element substrate 13 are accommodated in the motor housing 33 of the first housing 31.
  • the converter board (first circuit board) 11 is housed in the housing space 3 provided in the handle housing 34 of the first housing 31.
  • the accommodation space 3 is provided outside the motor housing 33 and inside the handle housing 34. That is, the first housing 31 has a housing space 3 that houses the converter board 11 and the electrolytic capacitor 11 a mounted on the converter board 11, and this housing space 3 is outside the motor housing 33. And inside the handle housing 34.
  • the position of the accommodation space 3 in the axial direction M of the drive shaft 16 that is also the rotation shaft of the brushless motor 10 is a position opposite to the second housing 32 when the motor housing 33 is used as a reference.
  • the brushless motor 10 includes a stator 15 and a rotor 17 to which a drive shaft 16 is fixed.
  • the drive shaft 16 passes through the rotor 17 and protrudes from both sides in the axial direction M of the rotor 17.
  • One end side (rear end side) of the drive shaft 16 protruding from the rotor 17 is rotatably supported by a bearing 16a, and the other end side (front end side) is rotatably supported by a bearing 16b.
  • the front end side of the drive shaft 16 penetrates the cooling fan 14 and the inner cover 35 and enters the second housing 32, and a drive gear 18 is formed at the front end of the drive shaft 16.
  • an intermediate shaft 41 parallel to the drive shaft 16 is provided inside the second housing 32.
  • the intermediate shaft 41 is one of the components of a conversion mechanism that converts the power (rotational driving force) output from the brushless motor 10 into a reciprocating driving force.
  • the conversion mechanism is one of the components of the power transmission mechanism 40 that transmits the power output from the brushless motor 10 to the tip tool 20.
  • Two gears 41 a and 41 b are provided on the intermediate shaft 41, and one gear 41 a meshes with the drive gear 18.
  • the direction of the drive shaft 16 may be referred to as the “rotation axis direction”.
  • a cylinder 50 is provided in the second housing 32 in parallel with the intermediate shaft 41. Inside the cylinder 50, a piston 51, a striking element 52, and an intermediate element 53 are arranged in a line from the rear to the front in this order, and an air chamber 54 is provided between the piston 51 and the striking element 52. Is formed.
  • a conversion mechanism is housed inside the second housing 32 and around the cylinder 50 (downward).
  • the conversion mechanism converts the rotational motion of the drive shaft 16 into the reciprocating motion of the piston 51.
  • the conversion mechanism includes the above-described intermediate shaft 41, an inner ring attached to the intermediate shaft 41, an outer ring having a connecting rod, and a rolling element interposed between the inner ring and the outer ring. 41 is spline-fitted to a gear 41b provided on the gear 41b.
  • the gear 41b rotates
  • the inner ring that is spline-fitted with the gear 41b rotates.
  • the outer ring moves on the inner ring
  • the connecting rod provided on the outer ring swings.
  • the piston 51 reciprocates back and forth within the cylinder 50.
  • the intermediate shaft 41 is provided with a third gear that is always meshed with another gear provided on the outer periphery of the cylinder 50, and the cylinder 50 rotates with the rotation of the intermediate shaft 41.
  • the tool 20 rotates.
  • a striking force and a rotational force are applied to the tip tool 20.
  • the tip tool 20 to which the striking force and the rotational force are applied in this way extends in parallel with the rotation axis direction.
  • the hammer drill 1 ⁇ / b> A of the present embodiment is provided with a forward / reverse switch for switching the rotation direction of the brushless motor 10.
  • the forward / reverse switch When the forward / reverse switch is operated, the direction of the current supplied to the brushless motor 10 changes, the rotation direction of the brushless motor 10 is reversed, and the tip tool 20 rotates in the reverse direction.
  • the switching element 12a is an IGBT (Insulated Gate Gate Bipolar Transistor).
  • the hall element substrate 13 is equipped with a microcomputer 13a and a plurality of hall elements 13b.
  • the microcomputer 13a sequentially turns on / off the plurality of switching elements 12a based on signals output from the plurality of Hall elements 13b to change the direction of the current flowing through the stator coil.
  • a magnet is mounted on the cooling fan 14 that rotates integrally with the drive shaft 16 of the brushless motor 10, and the Hall element 13b detects the passage of the magnet and outputs a signal.
  • the hammer drill 1 ⁇ / b> A circuit includes a control circuit 100, an inverter circuit 110, an AC / DC conversion circuit 120, and a filter circuit 130.
  • the control circuit 100 includes, for example, a microcomputer 13a, a Hall IC signal detection circuit 100a, a motor current detection circuit 100b, a step-down circuit 100c, and a control signal output circuit 100d.
  • the microcomputer 13a includes a CPU (Central Processing Unit) 13aa, a ROM (Read Only Memory) 13ab, a timer 13ac, and a RAM (Random Access Memory) 13ad.
  • the control circuit 100 receives a signal from each Hall element 13b via the Hall IC signal detection circuit 100a, and an inverter circuit via the control signal output circuit 100d based on the signal from each Hall element 13b.
  • a control signal is output to each switching element 12a 110 (Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6 shown in FIG. 8).
  • the rotation of the brushless motor 10 is controlled by the microcomputer 13 a of the Hall element substrate 13.
  • the control circuit 100 the current value of the brushless motor 10 is detected by the motor current detection circuit 100b, and the control signal to each switching element 12a is adjusted and stopped based on the detected current value.
  • the control circuit 100 is a circuit formed on the Hall element substrate 13 and is arranged in the vicinity of the cooling fan 14 so that each Hall element 13b detects a magnetic pole of a magnet (not shown) attached to the cooling fan 14. Is preferred. That is, in the switching substrate 12 and the Hall element substrate 13, the Hall element substrate 13 is preferably disposed on the cooling fan side.
  • the control circuit 100 detects the position of the rotor 17 of the brushless motor 10 by detecting the position of the magnet of the cooling fan 14.
  • the inverter circuit 110 is a circuit formed on the switching substrate 12 and supplies the voltage from the AC / DC conversion circuit 120 to the brushless motor 10 via the inverter circuit 110.
  • the switching substrate 12 is preferably disposed closest to the stator 15 in order to supply power to the stator coil. That is, in the hammer drill 1A of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the arrangement within the motor housing 33 includes the switching substrate 12 and the Hall element substrate 13 between the brushless motor 10 and the cooling fan 14. In this case, the switching substrate 12 is disposed on the brushless motor 10 side, and the Hall element substrate 13 is disposed on the cooling fan 14 side.
  • the AC / DC conversion circuit 120 includes a diode bridge 120b, an electrolytic capacitor 11a, and a control circuit voltage supply circuit 120a, and is a circuit formed on the converter substrate 11. That is, the AC / DC conversion circuit 120 converts an AC voltage supplied from a power source into a DC voltage by the diode bridge 120b, and supplies a predetermined voltage to the control circuit 100 via the control circuit voltage supply circuit 120a. . Further, after the DC conversion, the DC voltage is smoothed by the electrolytic capacitor 11a.
  • the filter circuit 130 is a circuit formed on the filter substrate (second circuit substrate) 19 shown in FIG. 2, and high-frequency noise generated by the AC / DC conversion circuit 120 and the switching element 12a of the inverter circuit 110 is generated on the AC power source side. It is filtered so as not to affect. Therefore, it is preferable that the filter substrate 19 be disposed at a location closer to the AC power input unit (a power input unit 25 described later) than any of the switching substrate 12, the Hall element substrate 13, and the converter substrate 11.
  • the housing 30 is roughly divided into the first housing 31 and the second housing 32, and the first housing 31 is roughly divided into the motor housing 33 and the handle housing 34.
  • This distinction is merely a distinction for convenience of explanation, and each housing is integrated.
  • the motor housing 33 has a cylindrical shape as a whole, and is provided with a front opening 33a at one end (front end) in the direction of the drive shaft 16 in FIG. 1 (FIG. 4).
  • the second housing 32 also has a cylindrical shape as a whole, and is provided with a rear opening 32a at one end (rear end) in the direction of the drive shaft 16 (FIG. 5).
  • the motor housing 33 and the second housing 32 are fixed in a state in which the end portions thereof face each other with the flange portion 36 of the inner cover 35 interposed therebetween.
  • a through hole 61 is formed inside the motor housing 33.
  • a fitting portion 60 surrounding the front opening 33 a is provided at the periphery of the front opening 33 a of the motor housing 33, and through holes 61 are formed at four corners of the fitting portion 60.
  • a screw hole 71 as a coupling portion is formed inside the second housing 32.
  • contact portions 70 are provided inside the rear opening 32 a of the second housing 32, and screw holes 71 are formed at four corners of the contact portion 70, respectively.
  • a through hole 61 provided in the motor housing 33 and a screw hole 71 provided in the second housing 32 extend in parallel to the direction of the drive shaft 16 in FIG. 1 (in the left-right direction in FIG. 5). Is extended.)
  • the through holes 61 provided at the four corners of the fitting portion 60 of the motor housing 33 communicate with the corresponding communication holes 81, respectively. That is, when the second housing 32, the motor housing 33, and the inner cover 35 are combined in a predetermined order, the flange portion 36 of the inner cover 35 is connected to the contact portion 70 of the second housing 32 and the fitting portion 60 of the motor housing 33. Sandwiched between them. At the same time, a through hole 61 provided in the fitting portion 60 of the motor housing 33 and a screw hole 71 provided in the contact portion 70 of the second housing 32 are provided in the flange portion 36 of the inner cover 35.
  • the communication hole 81 communicates with each other. In other words, inside the housing 30, the three of the through hole 61, the communication hole 81, and the screw hole 71 are connected in series.
  • the first housing 31 (motor housing 33) and the second housing 32 combined as described above are parallel to the direction of the drive shaft 16 in FIG. It is fixed by a fixing member straddling 33 and the second housing 32.
  • the hammer drill 1A has, for example, a body having a weight of about 2 kg, and has been devised for the arrangement of each substrate incorporated therein.
  • the control board which is the first circuit element, is switched between the switching board (first control board) 12 and the Hall element board (second board).
  • the control board 13 is divided into two pieces, and the switching board 12 and the Hall element board 13 are arranged in an overlapping state.
  • the switching substrate 12 and the Hall element substrate 13 are arranged so that the planar direction of each substrate is perpendicular to the axial direction M of the brushless motor 10 and the respective substrates are parallel to each other. Yes.
  • the hammer drill 1A has an electrolytic capacitor 11a as a second circuit element.
  • the brushless motor 10 is disposed between the control board (first circuit element) and the electrolytic capacitor (second circuit element) 11a in the axial direction M of the drive shaft 16 that drives the tip tool 20. Are arranged such that at least a part of the is sandwiched.
  • the switching board 12 and the hall element board 13 are disposed so as to overlap the cooling fan 14 side (front side) of the brushless motor 10. Yes.
  • an electrolytic capacitor 11 a is disposed on the opposite side (rear side) of the cooling fan 14 in the axial direction M of the brushless motor 10. That is, in the hammer drill 1A, the control board (the switching board 12 and the hall element board 13) and the electronic component (the electrolytic capacitor 11a) are arranged before and after the brushless motor 10 in the axial direction M of the brushless motor 10.
  • the hammer drill 1A can be reduced in size by effectively utilizing the space before and after the brushless motor 10.
  • the drive shaft 16 of the brushless motor 10 is provided so as to penetrate each of the switching substrate 12 and the Hall element substrate 13. Specifically, as shown in FIGS. 6 and 7, a circular through hole 12 b is formed in the center of the switching substrate 12, and a circular through hole 13 c is formed in the center of the Hall element substrate 13. Has been. And it arrange
  • the second circuit elements such as the electrolytic capacitor 11 a and the diode bridge 120 b are first circuits such as the switching substrate 12 and the Hall element substrate 13 with respect to the stator 15 in the axial direction M of the drive shaft 16 of the brushless motor 10. Located on the opposite side of the element.
  • the second circuit element is not limited to the electrolytic capacitor 11a or the diode bridge 120b, and may be a switching element.
  • a housing space 3 is formed on the rear side of the brushless motor 10, and an electrolytic capacitor 11a and a diode bridge 120b having a large volume are arranged in the housing space 3.
  • the hammer drill 1 ⁇ / b> A forms a motor housing 33 that houses the brushless motor 10 and a grip (handle portion) 2 that is gripped by an operator, and overlaps a part of the motor housing 33 in the radial direction N of the drive shaft 16.
  • a handle housing 34 to be provided.
  • the motor housing 33 is provided with the switching board 12 and the hall element board 13 as the first circuit elements.
  • the handle housing 34 is provided with an electrolytic capacitor (second circuit element) 11a and a diode bridge 120b.
  • a mounted converter board (first circuit board) 11 is attached.
  • the hammer drill 1A further includes a first circuit board attached to the handle housing 34 and electrically connected to a second circuit element such as the electrolytic capacitor 11a.
  • the first circuit board has a plate shape extending in parallel with the drive shaft 16 of the brushless motor 10 and is disposed outside the brushless motor 10 in the radial direction N of the drive shaft 16.
  • the first circuit board is a converter board 11 on which a circuit for AC / DC conversion of an input signal from a power supply is formed.
  • the space above the rear portion of the brushless motor 10 (the space at the rear upper portion of the brushless motor 10 in the radial direction N of the drive shaft 16 is low, P portion in FIG. 2) is placed in the converter board. 11, and an electrolytic capacitor 11 a having a large volume and a large thickness is disposed in the accommodation space 3 behind the brushless motor 10.
  • the thickness T1 in the direction along the axial direction M of the drive shaft 16 of the electrolytic capacitor 11a is thicker than the thickness T2 of the converter substrate 11 (T1> T2).
  • the motor housing 33 and the handle housing 34 are connected via an anti-vibration rubber (anti-vibration part) 22 having an elastic body, and the axial direction M of the drive shaft 16 of the brushless motor 10.
  • the housing structure is movable relative to each other.
  • the motor housing 33 and the handle housing 34 are structured such that they can move relative to each other along the axial direction M of the brushless motor 10 (slidable).
  • the handle housing 34 is slidable with respect to the motor housing 33.
  • the brushless motor 10 has a stator 15 disposed so as to be sandwiched between the switching substrate 12 and the Hall element substrate 13 and the electrolytic capacitor 11a in the axial direction M of the drive shaft 16.
  • a space (accommodating space 3) for allowing the motor housing 33 and the handle housing 34 to move relative to each other is secured on the rear side of the brushless motor 10.
  • the motor housing 33 and the handle housing 34 are structured such that they can move relative to each other along the axial direction M of the brushless motor 10 (slidable), but as shown in FIG.
  • the engagement portion Q of the motor housing 33 with the handle housing 34 has a long hole 23 and a vibration-proof rubber (vibration-proof portion) 22 provided at the end of the long hole 23 on the tool front end side. Is provided.
  • a screw boss portion 24 is provided in an engagement portion Q of the handle housing 34 with the motor housing 33, and the screw boss portion 24 is slidably fitted in the elongated hole 23 of the motor housing 33. Yes. That is, the screw boss portion 24 is formed integrally with the handle housing 34 and is slidably disposed in the long hole 23 of the motor housing 33.
  • the screw boss portion 24 is a boss portion that is used when the housing half body 34 a and the housing half body 34 b shown in FIG. 4 are fixed with screws, and the housing half body 34 a and the housing half body are interposed via the screw boss portion 24.
  • a spring 21 is provided at an engaging portion Q of the handle housing 34 with the motor housing 33.
  • the spring 21 is provided on the handle housing 34 so that an elastic force is exerted on the motor housing 33 so that the handle housing 34 moves rearward.
  • the hammer drill 1A of the present embodiment it is possible to reduce the burden on the worker during work by reducing the vibration of the handle housing 34 during work while maintaining the downsizing.
  • a power input portion 25 is provided at the end of the handle housing 34 opposite to the arrangement side of the converter board 11 in the radial direction N.
  • the power input portion 25 is provided.
  • the second circuit board is attached closer to any of the switching board 12, the hall element board 13, and the converter board 11.
  • the second circuit board is a filter board 19 on which a noise filter element is mounted.
  • the noise filter element is a coil 19a or a capacitor 19b. That is, the filter housing 19 is provided in the handle housing 34 of the hammer drill 1 ⁇ / b> A closer to the power input portion 25 than any of the switching substrate 12, the hall element substrate 13, and the converter substrate 11.
  • a varistor 19c is mounted on the filter substrate 19 as a high-voltage protection element.
  • the motor housing 33 has two openings 33 b arranged side by side in the radial direction N. Further, the handle housing 34 is also formed with four openings 34 c arranged side by side in the radial direction N. These openings 33b and 34c are opening windows for forming the air passage 26 shown in FIG. Specifically, in the hammer drill 1A, components (elements) that generate a large amount of heat are, for example, a plurality of switching elements 12a mounted on the switching board 12, and electrolytic capacitors 11a and diode bridges 120b mounted on the converter board 11. is there. Therefore, the openings 33 b and 34 c are formed in the motor housing 33 and the handle housing 34 so that the place where these heat generating components (elements) including the brushless motor 10 are mounted is the air passage 26.
  • the housing space 3 behind the motor can be effectively used, and the hammer drill 1A can be reduced in size while effectively cooling the diode bridge 120b, the electrolytic capacitor 11a, and the plurality of switching elements 12a, which are heat generating components. .
  • a trigger switch 4 is provided in the handle housing 34, and a filter substrate 19 for a noise filter is provided below the trigger switch 4 (on the power input unit 25 side).
  • the trigger switch 4 and the filter substrate 19 are integrated.
  • the arrangement position of the electrolytic capacitor 11a mounted on the converter substrate 11 in plan view will be described.
  • the arrangement position of the electrolytic capacitor 11 a in a plan view is preferably arranged on the drive shaft 16 of the brushless motor 10.
  • the arrangement position of the electrolytic capacitor 11a in a plan view is, for example, as shown in the first modification of FIG. The position may deviate from 16.
  • the converter board 11 and the electrolytic capacitor 11a mounted on the converter board 11 are arranged in the space P part above the rear part of the brushless motor 10 in the handle housing 34.
  • positioned in the accommodation space 3 behind the brushless motor 10 was demonstrated as an example.
  • the arrangement positions of the converter substrate 11 and the electrolytic capacitor 11a the above case is more effective use of the space.
  • the converter substrate 11 may be disposed in the accommodation space 3 behind the brushless motor 10.
  • the hammer drill 1A that effectively uses the space is realized in the sense that the converter board 11 and the electrolytic capacitor 11a can be accommodated in the space P portion above the rear portion of the brushless motor 10 and the accommodation space 3 behind. be able to.
  • the hammer drill 1A was taken up and demonstrated as said electric tool in the said embodiment, in the electric tool of this invention, the electric tool (for example, hammer) which gives only striking force to a tip tool, or a tip tool rotates. Also included are power tools that provide only force (eg, impact drivers).
  • housing 31 ... first housing, 32 ... second housing, 33 ... motor housing, 34 ... handle housing, 34a, 34b ... housing Body, 35 ... inner cover, 100 ... control circuit, 110 ... inverter circuit, 120 ... AC / DC converting circuit, 120b ... diode bridge (the second circuit element), 130 ... filter circuit

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Abstract

電動工具の小型化を図る。ハンマドリル１Ａは、先端工具２０の駆動源であるブラシレスモータ１０と、ブラシレスモータ１０の駆動を制御する制御部と、ブラシレスモータ１０が取り付けられるモータハウジング３３と、グリップ２を備えたハンドルハウジング３４と、を有する。上記制御部は、スイッチング基板１２およびホール素子基板１３と、電解コンデンサ１１ａが搭載されたコンバータ基板１１と、を含んでおり、ブラシレスモータ１０は、先端工具２０を駆動する駆動軸１６の軸方向Ｍにおいて、スイッチング基板１２およびホール素子基板１３と電解コンデンサ１１ａとの間に挟みこまれるように配置されている。

Description

電動工具
本発明は、穿孔工具などの電動工具に関する。
穿孔工具などの電動工具は、動力源としての電動モータ（以降、単にモータと呼ぶ）と、モータによって駆動される工具（先端工具）と、を備えている。なお、電動工具の一例として、モータの回転軸の軸方向と、作業者が把持するハンドルの延伸方向とが交差するガンタイプの電動工具が知られている。
このような電動工具としては、例えば、特許文献１にその構造が開示されている。
上記特許文献１には、モータを制御する制御基板が、モータ周辺の、例えばステータおよび冷却ファンよりも前方側（モータの回転軸の軸方向における先端工具側）に設けられたレイアウトが示されている。
特開２０１６－６８２０５号公報
上記特許文献１の構成では、冷却ファンの前方側に制御基板が配置されているため、大型の回路素子をハウジング内に収容する際に、回転軸の軸方向において、機構部とモータとの間隔を広く設けるとともに、径方向においてもハウジングを大きく設ける必要がある。その結果、電動工具の本体の大型化を招くという課題が発生する。
本発明の目的は、制御基板などの回路素子を効率的に配置して電動工具の小型化を図ることである。
本発明の電動工具は、先端工具の駆動源であるモータと、前記モータの駆動を制御する制御部と、ＡＣ電源が入力される電源入力部と、を有し、前記制御部は、第１の回路素子と、第２の回路素子と、を含み、前記第２の回路素子は、前記電源入力部に入力されたＡＣ電源をＤＣ電源に変換する変換回路を含み、前記モータは、前記先端工具を駆動する駆動軸の軸方向において前記第１の回路素子と前記第２の回路素子との間に、前記モータの少なくとも一部が挟みこまれるように配置される。
本発明によれば、電動工具の小型化を図ることができる。
本発明に係る電動工具の一例であるハンマドリルの構造を示す断面図である。 図１に示すハンマドリルにおいて配線および先端工具を取り除いた構造を示す断面図である。 図１に示すハンマドリルのハウジングの外観構造を示す斜視図である。 図１に示すハンマドリルにおけるハウジングの分解斜視図である。 図１に示すハンマドリルにおけるハウジングの他の分解斜視図である。 図１に示すハンマドリルに搭載される第１の制御基板の構造を示す平面図である。 図１に示すハンマドリルに搭載される第２の制御基板の構造を示す平面図である。 図１に示すハンマドリルの回路の構成を示す回路ブロック図である。 図１に示すハンマドリルのハウジングの通風口を示す断面図である。 図１に示すハンマドリルにおける風路を示す断面図である。 図１に示すハンマドリルのモータハウジングに対する電解コンデンサの配置を示す部分断面図である。 図１１に示す電解コンデンサの配置の変形例を示す部分断面図である。 図１に示すハンマドリルの第２の回路素子の配置の変形例を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態に係る電動工具は、図１および図２に示されるハンマドリル１Ａである。ハンマドリル１Ａは、駆動源であるブラシレスモータ（モータ）１０から出力される駆動力によって先端工具２０を回転させる機能と、先端工具２０を打撃する機能と、を有する。先端工具２０は、電動工具の前端に装着される。先端工具２０の一例としては、ドリルビットが挙げられる。ドリルビットは、例えば、コンクリートや石材などに穴を開けるときに用いられる。なお、先端工具２０は、対象物や対象物に対する作業の種類などに応じて適宜交換される。
ハンマドリル１Ａは、図３に示されるハウジング３０を有する。図３～図５に示されるように、ハウジング３０は、第１ハウジング３１と、第１ハウジング３１の一端に連結された第２ハウジング３２と、から構成される。さらに、第１ハウジング３１は、ブラシレスモータ１０を収容するモータハウジング３３と、作業者に把持されるグリップ（ハンドル部）２を形成するハンドルハウジング３４と、から構成される。加えて、ハンドルハウジング３４は、モータハウジング３３の一部（後部）を挟んで対向する２つのハウジング半体３４ａ、３４ｂから構成される。言い換えれば、モータハウジング３３の一部（後部）はハンドルハウジング３４の一部（上部）によって覆われている。また、ハンドルハウジング３４の他の一部（下部）は、上述のように作業者によって握られるグリップ２（図１参照）を形成している。
図１および図２に示されるように、第１ハウジング３１には、主にブラシレスモータ１０、ブラシレスモータ１０を制御するための制御部および冷却ファン１４が収容されている。ここで、上記制御部は、第１の回路素子と第２の回路素子とを含んでいる。上記第１の回路素子は、例えば、スイッチング基板（第１の制御基板）１２やホール素子基板（第２の制御基板）１３などであるが、基板に限らず、基板に実装された電子部品などであってもよい。また、上記第２の回路素子は、例えば、電解コンデンサ１１ａなどの電子部品である。ただし、上記第２の回路素子についても、ダイオードブリッジ１２０ｂやスイッチング素子１２ａなどの他の電子部品であってもよく、また、電子部品に限定されずに制御基板などの基板であってもよい。なお、上述のスイッチング基板１２、ホール素子基板１３および電解コンデンサ１１ａについては後で詳細に説明する。
一方、第２ハウジング３２には、主にブラシレスモータ１０から出力される動力を先端工具２０に伝達するための動力伝達機構４０が収容されている。
なお、ブラシレスモータ１０、スイッチング基板１２およびホール素子基板１３は、第１ハウジング３１のモータハウジング３３に収容されている。そして、コンバータ基板（第１の回路基板）１１が、第１ハウジング３１のハンドルハウジング３４に設けられている収容空間３に収容されている。この収容空間３は、モータハウジング３３の外側であって、かつ、ハンドルハウジング３４の内側に設けられている。つまり、第１ハウジング３１は、コンバータ基板１１とこのコンバータ基板１１に実装される電解コンデンサ１１ａとを収容する収容空間３を有しており、この収容空間３は、モータハウジング３３の外側であって、かつ、ハンドルハウジング３４の内側に位置している。
また、ブラシレスモータ１０の回転軸でもある駆動軸１６の軸方向Ｍにおける収容空間３の位置は、モータハウジング３３を基準としたとき、第２ハウジング３２と反対側の位置である。
図１に示されるように、ブラシレスモータ１０は、ステータ１５と、駆動軸１６が固定されたロータ１７と、を有する。駆動軸１６は、ロータ１７を貫通してこのロータ１７の軸方向Ｍの両側からそれぞれ突出している。ロータ１７から突出している駆動軸１６の一端側（後端側）は軸受１６ａによって、他端側（前端側）は軸受１６ｂによって、それぞれ回転自在に支持されている。さらに、駆動軸１６の前端側は冷却ファン１４およびインナーカバー３５を貫通して第２ハウジング３２内に進入しており、この駆動軸１６の前端に駆動ギヤ１８が形成されている。
一方、第２ハウジング３２の内部には、駆動軸１６と平行な中間軸４１が設けられている。中間軸４１は、ブラシレスモータ１０から出力される動力（回転駆動力）を往復駆動力に変換する変換機構の構成要素の１つである。また、変換機構は、ブラシレスモータ１０から出力される動力を先端工具２０に伝達する動力伝達機構４０の構成要素の１つである。中間軸４１には２つのギヤ４１ａ、４１ｂが設けられており、一方のギヤ４１ａは駆動ギヤ１８と噛み合っている。以下の説明では、駆動軸１６の方向を「回転軸方向」と呼ぶ場合がある。
第２ハウジング３２の内部には、中間軸４１と平行にシリンダ５０が設けられている。シリンダ５０の内部にはピストン５１、打撃子５２および中間子５３が、この順で後方から前方に向かって一列に並んで配置されており、ピストン５１と打撃子５２との間には空気室５４が形成されている。
第２ハウジング３２の内部であってシリンダ５０の周囲（下方）には変換機構が収容されている。変換機構は、駆動軸１６の回転運動をピストン５１の往復運動に変換する。変換機構は、既述の中間軸４１と、この中間軸４１に取り付けられた内輪と、連結棒を有する外輪と、内輪と外輪との間に介在する転動体とを有し、内輪は中間軸４１に設けられているギヤ４１ｂとスプライン嵌合している。ブラシレスモータ１０から出力され、駆動ギヤ１８およびギヤ（従動ギヤ）４１ａを介して中間軸４１に入力される回転駆動力によって中間軸４１が回転すると、ギヤ４１ｂが回転する。ギヤ４１ｂが回転すると、ギヤ４１ｂとスプライン嵌合している内輪が回転する。すると、外輪が内輪上を移動し、外輪に設けられている連結棒が揺動する。かかる連結棒の揺動に伴ってピストン５１がシリンダ５０内で前後に往復動する。さらに、中間軸４１には、シリンダ５０の外周に設けられている別のギヤと常に噛み合っている第３のギヤが設けられており、中間軸４１の回転に伴ってシリンダ５０が回転し、先端工具２０が回転する。これらにより、先端工具２０に打撃力および回転力が与えられる。なお、このようにして打撃力および回転力が与えられる先端工具２０は、回転軸方向と平行に延びている。
ブラシレスモータ１０のＯＮ／ＯＦＦは、作業者によるトリガスイッチ４の操作によって切り替えられる。また、本実施の形態のハンマドリル１Ａには、ブラシレスモータ１０の回転方向を切り換える正逆転スイッチが設けられている。正逆転スイッチが操作されると、ブラシレスモータ１０に供給される電流の向きが変化してブラシレスモータ１０の回転方向が反転し、先端工具２０が逆回転する。
図１に示されるスイッチング基板１２には、図６に示されるように、例えば６つのスイッチング素子１２ａが搭載されている。スイッチング素子１２ａは、一例として、ＩＧＢＴ（Insulated Gate BipolarTransistor) などである。また、図７に示されるように、ホール素子基板１３には、マイコン１３ａと複数のホール素子１３ｂとが搭載されている。なお、マイコン１３ａは、複数のホール素子１３ｂから出力される信号に基づいて複数のスイッチング素子１２ａを順次ＯＮ／ＯＦＦさせてステータコイルに流れる電流の向きを変化させる。本実施の形態では、ブラシレスモータ１０の駆動軸１６と一体に回転する冷却ファン１４に磁石が装着されており、ホール素子１３ｂはこの磁石の通過を検出して信号を出力する。
ここで、本実施の形態のハンマドリル１Ａの回路構成について説明する。
ハンマドリル１Ａの回路は、図８に示されるように、制御回路１００と、インバータ回路１１０と、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２０と、フィルター回路１３０と、によって構成される。
制御回路１００には、例えば、マイコン１３ａと、ホールＩＣ信号検出回路１００ａと、モータ電流検出回路１００ｂと、降圧回路１００ｃと、制御信号出力回路１００ｄと、が含まれる。マイコン１３ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit)１３ａａと、ＲＯＭ（Read Only Memory) １３ａｂと、タイマー１３ａｃと、ＲＡＭ（Random Access Memory) １３ａｄと、を有している。これにより、制御回路１００では、ホールＩＣ信号検出回路１００ａを介して各ホール素子１３ｂからの信号を受け取り、そして、この各ホール素子１３ｂからの信号に基づいて制御信号出力回路１００ｄを介してインバータ回路１１０の各スイッチング素子１２ａ（図８に示されるＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６）に制御信号を出力する。
ハンマドリル１Ａでは、ブラシレスモータ１０の回転をホール素子基板１３のマイコン１３ａによって制御している。具体的には、制御回路１００では、ブラシレスモータ１０の電流値をモータ電流検出回路１００ｂによって検出し、検出した電流値に基づいて各スイッチング素子１２ａへの制御信号の調整および停止を行う。なお、制御回路１００は、ホール素子基板１３に形成される回路であり、冷却ファン１４に装着された図示しないマグネットの磁極を各ホール素子１３ｂが検出するため、冷却ファン１４の近傍に配置することが好ましい。すなわち、スイッチング基板１２とホール素子基板１３において、ホール素子基板１３を冷却ファン側に配置することが好ましい。なお、制御回路１００は冷却ファン１４の上記マグネットの位置を検出することで、ブラシレスモータ１０のロータ１７の位置を検出している。
インバータ回路１１０は、スイッチング基板１２に形成される回路であり、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２０からの電圧をインバータ回路１１０を介してブラシレスモータ１０に供給する。なお、スイッチング基板１２は、ステータコイルに電力を供給するため、ステータ１５の最も近くに配置されることが好ましい。すなわち、本実施の形態のハンマドリル１Ａでは、図１に示されるように、モータハウジング３３内での配置としては、ブラシレスモータ１０と冷却ファン１４との間にスイッチング基板１２とホール素子基板１３とが配置され、その際、スイッチング基板１２がブラシレスモータ１０側に配置され、ホール素子基板１３が冷却ファン１４側に配置されている。
ＡＣ／ＤＣ変換回路１２０は、ダイオードブリッジ１２０ｂ、電解コンデンサ１１ａおよび制御回路電圧供給回路１２０ａを含んでおり、コンバータ基板１１に形成される回路である。つまり、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２０は、電源から供給されるＡＣ電圧をダイオードブリッジ１２０ｂによりＤＣ電圧に変換するものであり、制御回路電圧供給回路１２０ａを介して制御回路１００に所定の電圧を供給する。また、ＤＣ変換後は、電解コンデンサ１１ａによってＤＣ電圧を平滑にする。
フィルター回路１３０は、図２に示されるフィルター基板（第２の回路基板）１９に形成される回路であり、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２０やインバータ回路１１０のスイッチング素子１２ａが発する高周波ノイズがＡＣ電源側に影響を及ぼさないようにフィルタリングするものである。したがって、フィルター基板１９は、スイッチング基板１２、ホール素子基板１３およびコンバータ基板１１の何れの基板よりもＡＣ電源の入力部（後述する電源入力部２５）に近い箇所に配置されることが好ましい。
次に、ハウジング３０の詳細について説明する。
既述のように、ハウジング３０は第１ハウジング３１と第２ハウジング３２とに大別され、第１ハウジング３１はモータハウジング３３とハンドルハウジング３４とに大別される。なお、かかる区別は説明の便宜上の区別に過ぎず、各ハウジングは一体化されている。
図３～図５に示されるように、モータハウジング３３は全体として筒形状を有し、図１の駆動軸１６の方向の一端（前端）に前方開口部３３ａが設けられている（図４）。第２ハウジング３２も全体として筒形状を有し、駆動軸１６の方向の一端（後端）に後方開口部３２ａが設けられている（図５）。そして、図４に示されるように、モータハウジング３３と第２ハウジング３２とは、互いの端部同士がインナーカバー３５のフランジ部３６を挟んで対向した状態で固定されている。
図４に示されるように、モータハウジング３３の内側には貫通孔６１が形成されている。具体的には、モータハウジング３３の前方開口部３３ａの周縁には、この前方開口部３３ａを取り囲む嵌合部６０が設けられており、この嵌合部６０の四隅に貫通孔６１がそれぞれ形成されている。一方、図５に示されるように、第２ハウジング３２の内側には結合部としての螺子穴７１が形成されている。具体的には、第２ハウジング３２の後方開口部３２ａの内側には当接部７０が設けられており、この当接部７０の四隅に螺子穴７１がそれぞれ形成されている。モータハウジング３３に設けられている貫通孔６１および第２ハウジング３２に設けられている螺子穴７１は、図１の駆動軸１６の方向に対して平行に延びている（図５の紙面左右方向に延びている。）。
なお、図５に示されるように、インナーカバー３５が第２ハウジング３２の後方開口部３２ａから第２ハウジング３２の内側に挿入されると、インナーカバー３５のフランジ部３６の前面３６ａ（図４参照）が第２ハウジング３２の当接部７０に突き当たる。すると、インナーカバー３５のフランジ部３６の四隅に設けられている連通孔８１が対応する螺子穴７１とそれぞれ連通する。さらに、インナーカバー３５の後方からモータハウジング３３の嵌合部６０（図４参照）が第２ハウジング３２の後方開口部３２ａの内側に挿入されると、嵌合部６０の端面がインナーカバー３５のフランジ部３６の背面３６ｂに突き当たる。すると、モータハウジング３３の嵌合部６０の四隅に設けられている貫通孔６１が対応する連通孔８１とそれぞれ連通する。つまり、第２ハウジング３２、モータハウジング３３およびインナーカバー３５を所定の順序で組み合わせると、インナーカバー３５のフランジ部３６が第２ハウジング３２の当接部７０とモータハウジング３３の嵌合部６０との間に挟まれる。同時に、モータハウジング３３の嵌合部６０に設けられている貫通孔６１と第２ハウジング３２の当接部７０に設けられている螺子穴７１とが、インナーカバー３５のフランジ部３６に設けられている連通孔８１を介して連通する。言い換えれば、ハウジング３０の内側において、貫通孔６１，連通孔８１および螺子穴７１の三者が一連に繋がる。
上記のように組み合わされた第１ハウジング３１（モータハウジング３３）と第２ハウジング３２とは、図１の駆動軸１６の方向に対して平行であり、かつ、インナーカバー３５を貫通してモータハウジング３３と第２ハウジング３２とに跨る固定部材によって固定される。
次に本実施の形態のハンマドリル１Ａの特徴について説明する。ハンマドリル１Ａは、例えば、その本体の重量が２ｋｇ程度のものであり、内部に組み込まれる各基板の配置に工夫を施している。まず、図１および図２に示されるように、ハンマドリル１Ａでは、上述のように第１の回路素子である制御基板を、スイッチング基板（第１の制御基板）１２とホール素子基板（第２の制御基板）１３との２枚に分けており、これらのスイッチング基板１２とホール素子基板１３とが重なった状態で配置されている。詳細には、スイッチング基板１２とホール素子基板１３とがそれぞれの基板の平面方向が、ブラシレスモータ１０の軸方向Ｍと直角をなすように、かつ、それぞれの基板が平行となるように配置されている。
さらに、ハンマドリル１Ａは、第２の回路素子として、電解コンデンサ１１ａを有している。そして、ブラシレスモータ１０は、先端工具２０を駆動する駆動軸１６の軸方向Ｍにおいて、制御基板（第１の回路素子）と電解コンデンサ（第２の回路素子）１１ａとの間に、ブラシレスモータ１０の少なくとも一部が挟みこまれるように配置されている。
具体的には、図２に示されるように、ブラシレスモータ１０の軸方向Ｍにおいて、ブラシレスモータ１０の冷却ファン１４側（前方側）にスイッチング基板１２とホール素子基板１３とが重なって配置されている。一方、ブラシレスモータ１０の軸方向Ｍにおける冷却ファン１４と反対側（後方側）には、電解コンデンサ１１ａが配置されている。すなわち、ハンマドリル１Ａでは、ブラシレスモータ１０の軸方向Ｍにおけるブラシレスモータ１０の前後に、制御基板（スイッチング基板１２およびホール素子基板１３）と電子部品（電解コンデンサ１１ａ）とが配置されている。
これにより、ブラシレスモータ１０の前後のスペースを有効活用してハンマドリル１Ａの小型化を図ることができる。
ここで、ブラシレスモータ１０の駆動軸１６は、スイッチング基板１２およびホール素子基板１３のそれぞれを貫通するように設けられている。具体的には、図６、図７のそれぞれに示されるようにスイッチング基板１２の中央には円形の貫通孔１２ｂが形成されており、ホール素子基板１３の中央には円形の貫通孔１３ｃが形成されている。そして、それぞれの基板の貫通孔１２ｂ、１３ｃを駆動軸１６が貫通するように配置されている。
また、電解コンデンサ１１ａやダイオードブリッジ１２０ｂなどの第２の回路素子は、ブラシレスモータ１０の駆動軸１６の軸方向Ｍにおいて、ステータ１５に対してスイッチング基板１２およびホール素子基板１３などの第１の回路素子の反対側に位置している。なお、上記第２の回路素子は、電解コンデンサ１１ａやダイオードブリッジ１２０ｂに限定されることなく、スイッチング素子などであってもよい。
ここで、ハンマドリル１Ａでは、図２に示されるように、ブラシレスモータ１０の後方側に収容空間３が形成されており、この収容空間３に容積が大きな電解コンデンサ１１ａおよびダイオードブリッジ１２０ｂが配置されている。ハンマドリル１Ａは、ブラシレスモータ１０を収容するモータハウジング３３と、作業者に把持されるグリップ（ハンドル部）２を形成し、かつ駆動軸１６の径方向Ｎにおいてモータハウジング３３の一部と重なるように設けられるハンドルハウジング３４と、有している。そして、モータハウジング３３には、上記第１の回路素子としてスイッチング基板１２およびホール素子基板１３が取り付けられ、一方、ハンドルハウジング３４には、電解コンデンサ（第２の回路素子）１１ａやダイオードブリッジ１２０ｂが実装されたコンバータ基板（第１の回路基板）１１が取り付けられている。
詳細には、ハンマドリル１Ａは、ハンドルハウジング３４に取り付けられ、かつ、電解コンデンサ１１ａなどの第２の回路素子と電気的に接続される第１の回路基板を更に有している。上記第１の回路基板は、ブラシレスモータ１０の駆動軸１６と並行に延びる板状であり、かつ、駆動軸１６の径方向Ｎにおいてブラシレスモータ１０の外側に配置されている。本実施の形態のハンマドリル１Ａでは、上記第１の回路基板は、電源からの入力信号をＡＣ／ＤＣ変換する回路が形成されたコンバータ基板１１である。
すなわち、ハンドルハウジング３４内において、ブラシレスモータ１０の後部の上方の空間（駆動軸１６の径方向Ｎにおいてブラシレスモータ１０の後方上部の高さが低い空間であり、図２におけるＰ部）にコンバータ基板１１を配置し、さらに、ブラシレスモータ１０の後方の収容空間３に、容積が大きく、かつ厚さが厚い電解コンデンサ１１ａを配置している。一例として、図２に示されるように、電解コンデンサ１１ａの駆動軸１６の軸方向Ｍに沿った方向の厚さＴ１は、コンバータ基板１１の厚さＴ２より厚い（Ｔ１＞Ｔ２）。
また、図１に示されるように、モータハウジング３３とハンドルハウジング３４とは、弾性体を有する防振ゴム（防振部）２２を介して接続され、ブラシレスモータ１０の駆動軸１６の軸方向Ｍにおいて互いに相対移動可能なハウジング構造となっている。詳細には、モータハウジング３３とハンドルハウジング３４とにおいては、お互いがブラシレスモータ１０の軸方向Ｍに沿って相対移動可能（スライド可能）な構造となっている。具体的には、モータハウジング３３に対してハンドルハウジング３４がスライド式となっている。
そこで、モータハウジング３３に対してハンドルハウジング３４が軸方向Ｍに沿って前方側に移動可能なように、ハンドルハウジング３４内のモータハウジング３３の後方側にスペースを設けておく必要がある。このスペースとしてハンドルハウジング３４には収容空間３が設けられている。そして、ハンマドリル１Ａでは、この収容空間３を有効活用するために、この収容空間３に容積の大きな電解コンデンサ１１ａを配置している。
したがって、ブラシレスモータ１０は、その駆動軸１６の軸方向Ｍにおいてスイッチング基板１２およびホール素子基板１３と、電解コンデンサ１１ａとの間に挟みこまれるように配置されるステータ１５を有している。
このようにハンマドリル１Ａでは、モータハウジング３３とハンドルハウジング３４とが相対的に移動できるようにするためのスペース（収容空間３）をブラシレスモータ１０の後方側に確保するとともに、この収容空間３に容積が大きな電解コンデンサ１１ａが配置することで、ハンマドリル１Ａの小型化を維持することができる。
言い換えると、ハンマドリル１Ａでは、図２に示されるように、ブラシレスモータ１０の後方の収容空間３と、ブラシレスモータ１０の後方上部の空間Ｐ部と、にそれぞれの空間の大きさに合わせた回路素子を配置することで、スペースを有効活用してハンマドリル１Ａの小型化を維持している。
なお、上述のようにモータハウジング３３とハンドルハウジング３４とにおいては、お互いがブラシレスモータ１０の軸方向Ｍに沿って相対移動可能（スライド可能）な構造となっているが、図１に示されるように、モータハウジング３３のハンドルハウジング３４との係合部Ｑには、長孔２３と、この長孔２３の工具前端側の端部に設けられた防振ゴム（防振部）２２と、が設けられている。
そして、ハンドルハウジング３４のモータハウジング３３との係合部Ｑには、ネジ用ボス部２４が設けられており、モータハウジング３３の長孔２３に、ネジ用ボス部２４がスライド可能に嵌め込まれている。つまり、ネジ用ボス部２４は、ハンドルハウジング３４と一体に形成されており、モータハウジング３３の長孔２３内にスライド可能に配置されている。ネジ用ボス部２４は、図４に示されるハウジング半体３４ａとハウジング半体３４ｂとをネジ固定する際に用いられるボス部であり、ネジ用ボス部２４を介してハウジング半体３４ａとハウジング半体３４ｂとがネジ固定されることで、モータハウジング３３に対してハンドルハウジング３４が、図１に示される長孔２３の空間部分の可動範囲でスライド可能となって取り付けられる。
また、図１に示されるように、ハンドルハウジング３４のモータハウジング３３との係合部Ｑには、スプリング２１が設けられている。このスプリング２１は、モータハウジング３３に対してハンドルハウジング３４が後方側に向かうような弾性力が作用するようにハンドルハウジング３４に設けられている。
上述の係合部Ｑの構造により、作業者がハンマドリル１Ａを把持して作業を行う際に、ハンドルハウジング３４を前端側に押し付けるとハンドルハウジング３４が前端側にスライドするとともに、ネジ用ボス部２４がモータハウジング３３の防振ゴム２２に押し付けれらた状態でハンドルハウジング３４のスライドは停止する。
この状態で作業者がハンマドリル１Ａを用いて作業を行うと、防振ゴム２２の防振作用によってハンドルハウジング３４の振動が吸収され、ハンドルハウジング３４の振動を低減することができる。
以上により、本実施の形態のハンマドリル１Ａでは、その小型化を維持しながら、作業時のハンドルハウジング３４の振動を低減することで、作業時の作業者への負担を少なくすることができる。
また、図２に示されるように、ハンドルハウジング３４の径方向Ｎにおけるコンバータ基板１１の配置側と反対側の端部に電源入力部２５が設けられており、ハンドルハウジング３４において、電源入力部２５に対して、スイッチング基板１２、ホール素子基板１３およびコンバータ基板１１の何れの基板よりも近くに第２の回路基板が取り付けられている。そして、上記第２の回路基板は、ノイズフィルター素子が搭載されたフィルター基板１９である。上記ノイズフィルター素子は、コイル１９ａやコンデンサ１９ｂである。すなわち、ハンマドリル１Ａのハンドルハウジング３４には、その電源入力部２５に対して、スイッチング基板１２、ホール素子基板１３およびコンバータ基板１１の何れの基板よりも近くにフィルター基板１９が設けられている。その結果、スイッチング基板１２、ホール素子基板１３およびコンバータ基板１１などから発振されるノイズが、電源入力部２５から送られる電源信号などに悪影響を及ぼすことを低減できる。また、フィルター基板１９には、高電圧の保護素子としてバリスタ１９ｃが搭載されている。
次に、図９に示されるように、モータハウジング３３には径方向Ｎに対して並んで配置された２つの開口部３３ｂが形成されている。さらに、ハンドルハウジング３４にも径方向Ｎに対して並んで配置された４つの開口部３４ｃが形成されている。これらの開口部３３ｂ、３４ｃは、図１０に示される風路２６を形成するための開口窓である。詳細には、ハンマドリル１Ａにおいて、発熱量が多い部品（素子）は、例えば、スイッチング基板１２に搭載された複数のスイッチング素子１２ａ、およびコンバータ基板１１に搭載された電解コンデンサ１１ａやダイオードブリッジ１２０ｂなどである。したがって、ブラシレスモータ１０を含め、これらの発熱部品（素子）が搭載されている箇所が風路２６となるようにモータハウジング３３やハンドルハウジング３４に開口部３３ｂ、３４ｃが形成されている。
すなわち、ハンマドリル１Ａでは、図１０の風路２６に示されるようにハンドルハウジング３４に形成されたモータ後方の複数の開口部３４ｃから空気を導入し、電解コンデンサ１１ａ、ダイオードブリッジ１２０ｂ、ブラシレスモータ１０およびスイッチング基板１２やホール素子基板１３に空気（風）を当て、その後、モータハウジング３３の２つの開口部３３ｂから外部に排気を行っている。なお、風路２６において、スイッチング基板１２をホール素子基板１３より上流側に配置している。これにより、発熱部品が多く搭載されているスイッチング基板１２により多くの空気（風）を当てることができる。
以上により、モータ後方の収容空間３を有効活用するとともに、発熱部品であるダイオードブリッジ１２０ｂ、電解コンデンサ１１ａおよび複数のスイッチング素子１２ａを効果的に冷却しつつ、ハンマドリル１Ａの小型化を図ることができる。
また、ハンマドリル１Ａでは、図２に示されるように、ハンドルハウジング３４にトリガスイッチ４が設けられているとともに、このトリガスイッチ４の下方（電源入力部２５側）にノイズフィルター用のフィルター基板１９が搭載されており、トリガスイッチ４とフィルター基板１９とが一体構成となっている。
これにより、ハンマドリル１Ａの組立性を向上させることができる。
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
ここで、本実施の形態の第１変形例と第２変形例について説明する。
まず、ハンマドリル１Ａにおいて、コンバータ基板１１に搭載される電解コンデンサ１１ａの平面視における配置位置について説明する。図１１に示されるように、電解コンデンサ１１ａの平面視における配置位置は、ブラシレスモータ１０の駆動軸１６上に配置されていることが好ましい。ただし、ハンドルハウジング３４のモータハウジング３３に対するスライド動作などを考慮した場合、電解コンデンサ１１ａの平面視における配置位置は、例えば、図１２の第１変形例に示されるように、ブラシレスモータ１０の駆動軸１６から外れた位置であってもよい。
また、コンバータ基板１１およびこのコンバータ基板１１に搭載される電解コンデンサ１１ａの配置位置について、本実施の形態のハンマドリル１Ａでは、ハンドルハウジング３４内において、ブラシレスモータ１０の後部の上方の空間Ｐ部にコンバータ基板１１を配置し、ブラシレスモータ１０の後方の収容空間３に、厚さが厚い電解コンデンサ１１ａを配置する場合を一例として説明した。コンバータ基板１１と電解コンデンサ１１ａの配置位置については、上記の場合がスペースのより有効活用となるが、図１３の第２変形例に示されるように、ブラシレスモータ１０の後部の上方の空間Ｐ部に電解コンデンサ１１ａを配置可能な場合には、ブラシレスモータ１０の後方の収容空間３にコンバータ基板１１を配置してもよい。この場合にもブラシレスモータ１０の後部の上方の空間Ｐ部と後方の収容空間３に、コンバータ基板１１と電解コンデンサ１１ａとを収めることができるという意味で、スペースを有効活用したハンマドリル１Ａを実現することができる。
また、上記実施の形態では、電動工具として、ハンマドリル１Ａを取り上げて説明したが、本発明の電動工具には、先端工具に打撃力のみを与える電動工具（例えば、ハンマー）や、先端工具に回転力のみを与える電動工具（例えば、インパクトドライバー）も含まれる。
１Ａ…ハンマドリル（電動工具）、２…グリップ（ハンドル部）、３…収容空間、４…トリガスイッチ、１０…ブラシレスモータ（モータ）、１１…コンバータ基板（第１の回路基板）、１１ａ…電解コンデンサ（第２の回路素子）、１２…スイッチング基板（第１の制御基板第１の回路素子）、１２ａ…スイッチング素子、１３…ホール素子基板（第２の制御基板第１の回路素子）、１３ａ…マイコン、１３ｂ…ホール素子、１４…冷却ファン、１５…ステータ、１６…駆動軸、１７…ロータ、１９…フィルター基板（第２の回路基板）、２０…先端工具、２２…防振ゴム（防振部）、３０…ハウジング、３１…第１ハウジング、３２…第２ハウジング、３３…モータハウジング、３４…ハンドルハウジング、３４ａ，３４ｂ…ハウジング半体、３５…インナーカバー、１００…制御回路、１１０…インバータ回路、１２０…ＡＣ／ＤＣ変換回路、１２０ｂ…ダイオードブリッジ（第２の回路素子）、１３０…フィルター回路

Claims (12)

  1. 先端工具の駆動源であるモータと、
    前記モータの駆動を制御する制御部と、
    ＡＣ電源が入力される電源入力部と、
    を有し、
    前記制御部は、第１の回路素子と、第２の回路素子と、を含み、
    前記第２の回路素子は、前記電源入力部に入力されたＡＣ電源をＤＣ電源に変換する変換回路を含み、
    前記モータは、前記先端工具を駆動する駆動軸の軸方向において前記第１の回路素子と前記第２の回路素子との間に、前記モータの少なくとも一部が挟みこまれるように配置される、電動工具。
  2. 前記モータは、前記駆動軸の軸方向において前記第１の回路素子と前記第２の回路素子との間に挟みこまれるように配置されるステータを有する、請求項１に記載の電動工具。
  3. 前記第１の回路素子は、少なくとも１つの制御基板を含み、
    前記駆動軸は、前記制御基板を貫通するように設けられる、請求項２に記載の電動工具。
  4. 前記第１の回路素子は、第１の制御基板と、第２の制御基板と、を含み、
    前記駆動軸は、前記第１および第２の制御基板のそれぞれを貫通するように設けられる、請求項２に記載の電動工具。
  5. 前記第２の回路素子は、電解コンデンサ、ダイオードブリッジまたはスイッチング素子の何れかである、請求項１乃至４の何れか一項に記載の電動工具。
  6. 前記モータを収容するモータハウジングと、作業者に把持されるハンドル部を形成し、かつ前記駆動軸の径方向において前記モータハウジングの一部と重なるように設けられるハンドルハウジングと、を更に有し、
    前記モータハウジングには、前記第１の回路素子が取り付けられ、
    前記ハンドルハウジングには、前記第２の回路素子が取り付けられている、請求項１乃至５の何れか一項に記載の電動工具。
  7. 前記ハンドルハウジングに取り付けられ、前記第２の回路素子と電気的に接続される第１の回路基板を更に有し、
    前記第１の回路基板は、前記駆動軸と並行に延びる板状であり、かつ前記駆動軸の径方向において前記モータの外側に配置される、請求項６に記載の電動工具。
  8. 前記モータハウジングと前記ハンドルハウジングとは、弾性体を有する防振部を介して接続され、前記駆動軸の軸方向において互いに相対移動可能な部材である、請求項６および７に記載の電動工具。
  9. 前記電解コンデンサの前記駆動軸の軸方向に沿った方向の厚さは、前記第１の回路基板の厚さより厚い、請求項５に記載の電動工具。
  10. 前記ハンドルハウジングの前記第１の回路基板の配置側と反対側の端部に電源入力部が設けられ、
    前記ハンドルハウジングにおいて、前記電源入力部に対して、前記第１の制御基板、前記第２の制御基板および前記第１の回路基板の何れの基板よりも近くに第２の回路基板が取り付けられている、請求項８に記載の電動工具。
  11. 前記第２の回路基板には、ノイズフィルター素子が搭載されている、請求項１０に記載の電動工具。
  12. 前記第１の回路素子は、第１の制御基板と、第２の制御基板と、を含み、
    前記第１の制御基板と前記第２の制御基板とは、平行に配置される、請求項１に記載の電動工具。
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