WO2021065147A1 - 電動工具 - Google Patents

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WO2021065147A1
WO2021065147A1 PCT/JP2020/027227 JP2020027227W WO2021065147A1 WO 2021065147 A1 WO2021065147 A1 WO 2021065147A1 JP 2020027227 W JP2020027227 W JP 2020027227W WO 2021065147 A1 WO2021065147 A1 WO 2021065147A1
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WO
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semiconductor switching
switching elements
conductor
brushless motor
substrate
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/027227
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English (en)
French (fr)
Inventor
紘一郎 江阪
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Publication date
Application filed by パナソニックＩｐマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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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
    • 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
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • 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
    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft

Definitions

  • the present disclosure relates generally to power tools, and more specifically to power tools equipped with brushless motors.
  • the power tool described in Patent Document 1 includes a housing and an electric circuit board.
  • the housing includes a main body portion in which the DC brushless motor is housed, and a grip portion formed so as to project from the side portion of the main body portion.
  • a battery pack connecting portion to which the battery pack is detachably connected is formed at the protruding end of the grip portion of the housing.
  • An electric circuit board including an electric component for supplying electric power of a DC brushless motor is arranged in the space of the grip portion and in the vicinity of the battery pack connecting portion. That is, the electric circuit board is arranged at a position away from the DC brushless motor.
  • the electric circuit board includes a switching element, a power supply smoothing capacitor, and a control circuit unit (drive circuit). The control circuit unit outputs a signal for on / off control of the switching element.
  • the object of the present disclosure is to provide a power tool capable of reducing noise.
  • the power tool includes a brushless motor, an inverter circuit, and a drive circuit.
  • the inverter circuit has a plurality of semiconductor switching elements.
  • the inverter circuit supplies the current flowing through the plurality of semiconductor switching elements to the brushless motor.
  • the drive circuit supplies the drive current for controlling the on / off of the plurality of semiconductor switching elements to the plurality of semiconductor switching elements.
  • the plurality of semiconductor switching elements are arranged in the vicinity of the brushless motor and the drive circuit.
  • the power tool includes a brushless motor, an inverter circuit, a substrate, a conductor, and an insulating portion.
  • the inverter circuit has a plurality of semiconductor switching elements.
  • the inverter circuit supplies the current flowing through the plurality of semiconductor switching elements to the brushless motor.
  • the plurality of semiconductor switching elements are arranged around a predetermined region of the substrate.
  • the conductor is formed as an electric circuit around the predetermined region on the substrate.
  • the conductor is electrically connected to the plurality of semiconductor switching elements.
  • the insulating portion is provided on a path in which a current flowing through the conductor in the substrate goes around the predetermined region. The insulating portion cuts off the current on the path.
  • FIG. 1 is a plan view of the first surface of the drive board of the power tool according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the second surface of the power tool drive board of the same as above, which is opposite to the first surface.
  • FIG. 3 is a circuit block diagram of the same power tool.
  • FIG. 4 is a perspective view of the same power tool.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the same power tool.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of a main part of the same power tool.
  • the power tool 1 according to the embodiment will be described with reference to the drawings.
  • the following embodiments are only one of the various embodiments of the present disclosure.
  • the following embodiments can be variously modified according to the design and the like as long as the object of the present disclosure can be achieved.
  • each figure described in the following embodiment is a schematic view, and the ratio of the size and the thickness of each component in the figure does not necessarily reflect the actual dimensional ratio. ..
  • the electric tool 1 of the present embodiment includes a brushless motor 3, an inverter circuit 5, and a drive circuit R1.
  • the inverter circuit 5 has a plurality of (six in FIG. 3) semiconductor switching elements 51.
  • the inverter circuit 5 supplies the current flowing through the plurality of semiconductor switching elements 51 to the brushless motor 3.
  • the drive circuit R1 supplies the drive current for controlling the on / off of the plurality of semiconductor switching elements 51 to the plurality of semiconductor switching elements 51.
  • the plurality of semiconductor switching elements 51 are arranged in the vicinity of the brushless motor 3 and the drive circuit R1.
  • the length of the electric circuit through which the drive current supplied from the drive circuit R1 to the plurality of semiconductor switching elements 51 flows can be made relatively short, so that the noise generated by the drive current can be reduced. Can be reduced. Further, since the length of the electric circuit between the plurality of semiconductor switching elements 51 and the brushless motor 3 can be made relatively short, the noise generated by the current flowing through the electric circuit can be reduced.
  • the direction in which the main body 21 (see FIG. 5) and the grip 22 (see FIG. 5), which will be described later, are lined up is defined as the vertical direction, and is viewed from the main body 21.
  • the grip portion 22 side is defined as the bottom, and the main body portion 21 side as viewed from the grip portion 22 is defined as the top.
  • the length direction of the main body 21 is defined as the front-rear direction, and the side on both sides of the length direction of the main body 21 where the output shaft 81 (see FIG. 5) is arranged is defined as the front, and the output shaft 81 is defined.
  • the opposite side is defined as the back.
  • a direction orthogonal to both the direction in which the main body portion 21 and the grip portion 22 are lined up and the length direction of the main body portion 21 is defined as the left-right direction.
  • these provisions do not mean to limit the direction in which the power tool 1 is used.
  • the power tool 1 of this embodiment is a portable power tool.
  • the power tool 1 of the present embodiment has an impact mechanism 72 (see FIG. 5).
  • the power tool 1 of the present embodiment is an impact driver that tightens screws while performing a striking operation by the impact mechanism 72.
  • the power tool 1 is not limited to the impact driver.
  • the power tool 1 does not have to have the impact mechanism 72.
  • the power tool 1 may be, for example, a power drill, screwdriver, wrench, nibbler, hole saw or grinder.
  • the power tool 1 may be a cutting tool that cuts a cutting target such as an electric wire, wood, or a screw.
  • the power tool 1 includes a housing 2, a brushless motor 3, a drive circuit unit 4, a control circuit unit 6, a battery pack 101, a trigger volume 102, and a transmission mechanism 7.
  • the output shaft 81, the chuck 82, and the tip tool 83 are provided.
  • the housing 2 houses the brushless motor 3, the drive circuit unit 4, the control circuit unit 6, and the transmission mechanism 7.
  • the brushless motor 3 is a drive source for driving the tip tool 83.
  • the brushless motor 3 has a rotor 31 and a stator 32.
  • the rotor 31 includes a rotating shaft 311 (output shaft) and a plurality of (four in FIG. 6) permanent magnets 312.
  • the stator 32 includes a plurality of (six in FIG. 6) coils 321.
  • the magnetic flux generated from the plurality of coils 321 acts on the plurality of permanent magnets 312, so that the rotor 31 rotates with respect to the stator 32.
  • Y connection is adopted as the connection method of the plurality of coils 321 (see FIG. 3), but ⁇ connection may be adopted.
  • the battery pack 101 is a DC power source that supplies a current for driving the brushless motor 3.
  • the battery pack 101 includes one or more secondary batteries.
  • the driving force of the brushless motor 3 is transmitted to the transmission mechanism 7 via the rotating shaft 311 of the brushless motor 3.
  • the transmission mechanism 7 adjusts the driving force of the brushless motor 3 and outputs it to the output shaft 81.
  • the transmission mechanism 7 has a planetary gear mechanism 71 and an impact mechanism 72.
  • the rotation of the rotation shaft 311 of the brushless motor 3 is transmitted to the impact mechanism 72 via the planetary gear mechanism 71.
  • the impact mechanism 72 starts a striking operation.
  • the impact mechanism 72 intermittently applies a striking force in the rotational direction to the output shaft 81 in the striking operation.
  • the impact mechanism 72 transmits the rotation of the brushless motor 3 to the output shaft 81 without performing a striking operation.
  • the output shaft 81 is driven (for example, rotated) by the driving force output from the transmission mechanism 7.
  • the chuck 82 is fixed to the output shaft 81.
  • a tip tool 83 is detachably attached to the chuck 82.
  • the tip tool 83 (also referred to as a bit) is, for example, a driver, a socket, a drill, or the like. Of the various tip tools 83, the tip tool 83 according to the application is attached to the chuck 82 and used.
  • the drive circuit unit 4 includes a plurality of semiconductor switching elements 51 (see FIG. 3) and a drive circuit R1 (see FIG. 3).
  • the drive circuit unit 4 controls the current supplied from the battery pack 101 to the plurality of coils 321 of the brushless motor 3 in response to the control signal from the control circuit unit 6. Thereby, the rotation speed of the brushless motor 3 (the rotation speed of the rotor 31) is controlled.
  • the trigger volume 102 is an operation unit that accepts an operation for controlling the rotation of the brushless motor 3.
  • the rotation and stop of the brushless motor 3 can be switched by the operation of pulling in the trigger volume 102.
  • the rotation speed of the brushless motor 3 can be adjusted by adjusting the operation amount of the operation of pulling in the trigger volume 102. That is, by adjusting the operation amount of the operation of pulling in the trigger volume 102, the rotation speed of the output shaft 81 that rotates in conjunction with the rotation of the brushless motor 3 can be adjusted.
  • the control circuit unit 6 rotates or stops the brushless motor 3 according to the operation input to the trigger volume 102, and also controls the rotation speed of the brushless motor 3.
  • the tip tool 83 is attached (held) to the output shaft 81 via the chuck 82. Then, the rotation speed of the brushless motor 3 is controlled by operating the trigger volume 102, so that the rotation speed of the output shaft 81 and the tip tool 83 is controlled.
  • the power tool 1 of the present embodiment is provided with the chuck 82, so that the tip tool 83 can be replaced according to the application, but the tip tool 83 does not have to be replaceable.
  • the power tool 1 may be a power tool that can be used only by a specific tip tool 83.
  • the housing 2 has a main body portion 21, a grip portion 22, and a mounting portion 23.
  • the main body portion 21, the grip portion 22, and the mounting portion 23 are integrally formed.
  • the housing 2 is formed of, for example, a synthetic resin.
  • the main body 21 has a space inside.
  • the shape of the main body 21 is cylindrical.
  • the axial direction of the main body 21 is along the axial direction of the output shaft 81. In the vicinity of the output shaft 81, the diameter of the main body 21 becomes smaller as it approaches the tip of the output shaft 81.
  • the grip portion 22 is connected to the main body portion 21.
  • the grip portion 22 is a portion that the operator grips when performing work using the power tool 1.
  • the shape of the grip portion 22 is tubular.
  • the space inside the grip portion 22 is connected to the space inside the main body portion 21.
  • the brushless motor 3 and the drive circuit unit 4 including the plurality of semiconductor switching elements 51 and the drive circuit R1 are housed in the main body 21. That is, the brushless motor 3, the plurality of semiconductor switching elements 51, and the drive circuit R1 are housed in the main body 21. As a result, the plurality of semiconductor switching elements 51 are arranged in the vicinity of the brushless motor 3 and the drive circuit R1.
  • the main body 21 has a length in a predetermined first direction D1 (front-back direction).
  • the first direction D1 is along the axial direction of the output shaft 81.
  • the grip portion 22 projects from the main body portion 21 in the second direction D2 (vertical direction).
  • the second direction D2 is a direction that intersects with the first direction D1.
  • the second direction D2 is a direction orthogonal to the first direction D1.
  • “orthogonal” is not limited to the case where they intersect at an angle of exactly 90 degrees.
  • the term “orthogonal” may include, for example, the case of intersection at an angle of 80 degrees or more and 100 degrees or less.
  • the mounting portion 23 is formed in a box shape having an opening on the lower surface. Further, the mounting portion 23 also has an opening on the upper surface. The space inside the mounting portion 23 is connected to the space inside the grip portion 22 through the opening on the upper surface. Therefore, the space inside the mounting portion 23 is connected to the space inside the main body portion 21 through the space inside the grip portion 22.
  • the mounting portion 23 is connected to a portion of the grip portion 22 opposite to the main body portion 21 side in the second direction D2. In other words, the mounting portion 23 is connected to the lower end portion of the grip portion 22.
  • the battery pack 101 can be attached to the attachment portion 23. That is, the battery pack 101 is attached to the attachment portion 23 so as to close the opening on the lower surface of the attachment portion 23. Further, the battery pack 101 can be removed from the mounting portion 23.
  • the control circuit unit 6 is housed in the mounting portion 23.
  • the main body 21 has a plurality of (two in FIG. 4) first ventilation holes 211 and a plurality of (two in FIG. 4) second ventilation holes 212.
  • Each of the plurality of first vent holes 211 and the plurality of second vent holes 212 includes a plurality of holes (small holes).
  • the plurality of first ventilation holes 211 and the plurality of second ventilation holes 212 are provided on the left and right surfaces of the main body 21, respectively.
  • the plurality of first ventilation holes 211 are provided near the rear end of the main body 21.
  • the plurality of second vents 212 are provided before the plurality of first vents 211.
  • a trigger volume 102 is attached to the grip portion 22. That is, the trigger volume 102 is arranged on the front surface of the grip portion 22.
  • the power tool 1 further includes a holding base 11, a bearing 12, a cover 13, and a bearing 14.
  • the holding base 11, the bearing 12, the cover 13, and the bearing 14 are housed in the main body 21 of the housing 2.
  • the shape of the holding table 11 is a bottomed cylinder.
  • the holding base 11 holds the planetary gear mechanism 71 inside. That is, the holding base 11 rotatably holds the gear of the planetary gear mechanism 71. Further, the holding base 11 holds the bearing 12.
  • the shape of the cover 13 (see FIG. 6) is a box shape having an opening on the front surface.
  • the cover 13 is arranged behind the drive circuit unit 4.
  • the cover 13 covers the drive circuit unit 4.
  • the cover 13 is arranged at the rear end portion of the main body portion 21.
  • the inner surface shape of the rear end portion of the main body portion 21 and the outer surface shape of the cover 13 substantially match.
  • the inner surface of the main body 21 and the outer surface of the cover 13 are in contact with each other.
  • the cover 13 holds the bearing 14.
  • the bearing 12 held by the holding base 11 and the bearing 14 held by the cover 13 rotatably hold the rotating shaft 311 of the brushless motor 3.
  • the bearing 12 is arranged in front of the drive circuit unit 4.
  • the bearing 14 is arranged behind the drive circuit unit 4.
  • the rotating shaft 311 provided so as to bridge between the bearings 12 and 14 is passed through a through hole 400 formed in a drive board 40 described later in the drive circuit unit 4.
  • Fan The power tool 1 further includes a fan 103.
  • the fan 103 is housed in the main body 21.
  • the fan 103 is arranged between the brushless motor 3 and the holding base 11.
  • the fan 103 is connected to the rotating shaft 311 of the brushless motor 3.
  • the fan 103 rotates with the rotation of the rotation shaft 311.
  • the fan 103 generates a wind (air flow) flowing forward.
  • the fan 103 air-cools the internal space of the housing 2.
  • the drive circuit unit 4 Inside the main body 21, the drive circuit unit 4, the brushless motor 3, the fan 103, and the transmission mechanism 7 are arranged in this order from the rear to the front.
  • the plurality of first ventilation holes 211 of the main body 21 are formed in a region of the main body 21 facing the drive circuit unit 4.
  • the plurality of second vents 212 of the main body 21 are formed in a region of the main body 21 facing the fan 103.
  • a flow path for the air flow generated by the fan 103 is formed inside the main body 21. That is, the air that has entered the inside of the main body 21 from the outside of the main body 21 through the plurality of first ventilation holes 211 moves forward along the air flow generated by the fan 103, and passes through the plurality of second ventilation holes 212. It goes out to the outside of the main body 21.
  • the brushless motor 3 and the drive circuit unit 4 arranged between the plurality of first ventilation holes 211 and the plurality of second ventilation holes 212 are exposed to the wind generated by the fan 103. That is, the brushless motor 3 and the drive circuit unit 4 are arranged in the flow path of the air flow generated by the fan 103. Further, as described above, the drive circuit unit 4 includes a plurality of semiconductor switching elements 51. That is, the brushless motor 3 and the plurality of semiconductor switching elements 51 are arranged in the flow path of the air flow generated by the fan 103. Therefore, both the brushless motor 3 and the plurality of semiconductor switching elements 51 can be cooled by the fan 103.
  • Control circuit unit As shown in FIG. 5, the control circuit unit 6 is housed in the mounting portion 23 of the housing 2.
  • the control circuit unit 6 includes a board (control board 60) and a control circuit 61.
  • the control circuit 61 is arranged on the control board 60.
  • the control circuit 61 is composed of elements including, for example, a microcontroller, an FPGA (Field-Programmable Gate Array) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • the control circuit 61 transmits a control signal corresponding to the operation input to the trigger volume 102 to the drive circuit R1 of the drive circuit unit 4 housed in the main body 21.
  • the control signal is transmitted by the wiring W1 that electrically connects the control circuit 61 and the drive circuit R1.
  • the wiring W1 extends from at least the lower end to the upper end of the grip portion 22.
  • the drive circuit unit 4 includes a substrate (drive substrate 40), a drive circuit R1 (see FIG. 3), and an inverter circuit 5 (see FIG. 3). doing.
  • the drive circuit unit 4 is coated by the coating portion 104.
  • the coating portion 104 is made of a coating agent made of a resin or the like.
  • the region where the drive circuit unit 4 (plurality of semiconductor switching elements 51 and drive circuit R1) is arranged is between one end (rear end) of the main body 21 and the brushless motor 3. Limited to the area of. As a result, a plurality of semiconductor switching elements 51 are arranged in the vicinity of the drive circuit R1.
  • the one end (rear end) of the main body 21 is the second end of the main body 21 opposite to the first end (front end) on the side where the output shaft 81 is located.
  • the region where the drive circuit unit 4 and the brushless motor 3 are arranged is limited to the region between one end (rear end) of the main body 21 and the planetary gear mechanism 71. As a result, the plurality of semiconductor switching elements 51 are arranged in the vicinity of the brushless motor 3.
  • the inverter circuit 5 supplies the electric power output from the battery pack 101 as three-phase electric power to the plurality of coils 321 of the brushless motor 3.
  • the inverter circuit 5 has a plurality of (six) semiconductor switching elements 51.
  • Each of the six semiconductor switching elements 51 is, for example, a field-effect transistor (FET) such as a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor).
  • FET field-effect transistor
  • MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • the inverter circuit 5 supplies the current flowing through the six semiconductor switching elements 51 to the brushless motor 3. That is, the six semiconductor switching elements 51 are used as power devices.
  • the six semiconductor switching elements 51 are connected in a three-phase bridge format. That is, the six semiconductor switching elements 51 include two semiconductor switching elements 51U constituting the upper and lower stages of the U phase, two semiconductor switching elements 51V forming the upper and lower stages of the V phase, and upper and lower stages of the W phase. Two semiconductor switching elements 51W, which constitute the above.
  • the upper semiconductor switching element 51 and the lower semiconductor switching element 51 of each phase are connected in series. As a result, three sets of series circuits composed of two semiconductor switching elements 51, one in the upper stage and the other in the lower stage, are formed, and the three sets of series circuits are connected in parallel with each other.
  • the upper end of the three sets of series circuits is electrically connected to the positive electrode of the battery pack 101, and the lower end is electrically connected to the negative electrode of the battery pack 101.
  • a phase current is output to the coil 321 of the brushless motor 3 from between the upper and lower stages of each of the three sets of series circuits.
  • the drive circuit R1 switches the drive state of each semiconductor switching element 51 according to the control signal transmitted from the control circuit 61. More specifically, the drive circuit R1 inputs a PWM (Pulse Width Modulation) signal to the gate terminal of each semiconductor switching element 51 (FET) in response to the control signal transmitted from the control circuit 61, and gates to the gate terminal. It switches between a state in which a voltage equal to or higher than the threshold voltage is applied and a state in which the voltage is not applied. As a result, the drive circuit R1 individually controls the on / off of each semiconductor switching element 51, and outputs the three-phase power from the inverter circuit 5 to the brushless motor 3.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the drive circuit R1 inputs a signal obtained by amplifying the control signal transmitted from the control circuit 61 to the gate terminal as a drive current. Therefore, the drive current flowing in the electric circuit between the drive circuit R1 and each semiconductor switching element 51 is larger than the current flowing in the electric circuit (wiring W1 (see FIG. 5)) between the control circuit 61 and the drive circuit R1. Can be a larger source of noise. As an example, the magnitude of the drive current is several amperes, and the magnitude of the current flowing through the wiring W1 is several milliamperes.
  • the drive circuit R1 is arranged in the vicinity of the plurality of semiconductor switching elements 51, the length of the electric circuit through which the drive current flows can be relatively shortened, and noise can be reduced.
  • the length of the electric path through which the drive current flows is shortened as compared with the case where the drive circuit R1 is housed in the mounting portion 23 and the plurality of semiconductor switching elements 51 are housed in the main body 21. can do.
  • the plurality of semiconductor switching elements 51 are arranged in the vicinity of the brushless motor 3, the length of the electric path between the plurality of semiconductor switching elements 51 and the brushless motor 3 can be made relatively short, and noise can be reduced. Can be reduced.
  • the length of the electric path between the plurality of semiconductor switching elements 51 and the brushless motor 3 is shortened as compared with the case where the plurality of semiconductor switching elements 51 are housed in the mounting portion 23. Can be done. By reducing the noise, it is possible to reduce the possibility that the control circuit 61, the drive circuit R1 and the like may malfunction due to picking up the noise.
  • the drive circuit unit 4 further has a plurality of (four in FIG. 3) shunt resistors 52.
  • Each of the four shunt resistors 52 is used as a current detecting element.
  • One of the four shunt resistors 52, the shunt resistor 52X, is arranged between the battery pack 101 and the six semiconductor switching elements 51, and detects the current supplied from the battery pack 101.
  • the remaining three shunt resistors 52U, 52V, and 52W of the four shunt resistors 52 detect the three-phase current supplied to the brushless motor 3.
  • the three shunt resistors 52U, 52V, and 52W correspond one-to-one with three sets of a series circuit consisting of two semiconductor switching elements 51 in the upper stage and the lower stage, and are electrically connected to the corresponding series circuit.
  • the shunt resistor 52U detects the U-phase current
  • the shunt resistor 52V detects the V-phase current
  • the shunt resistor 52W detects the W-phase current.
  • the control circuit 61 performs vector control based on the current detected by the shunt resistors 52U, 52V, and 52W.
  • Vector control is a type of motor control method that decomposes the current supplied to the brushless motor 3 into a current component that generates torque (rotational force) and a current component that generates magnetic flux, and controls each current component independently. Is.
  • the drive circuit unit 4 further includes a plurality of capacitors C1.
  • Each of the plurality of capacitors C1 is, for example, a ceramic capacitor.
  • One end of each of the plurality of capacitors C1 is electrically connected to a conductor electrically connected to the positive electrode of the battery pack 101, and the other end is electrically connected to a conductor electrically connected to the negative electrode of the battery pack 101. It is electrically connected.
  • the plurality of capacitors C1 absorb the surge current generated on the drive board 40.
  • the drive circuit unit 4 further has a plurality of Hall elements H1 (three in FIG. 2).
  • Each of the three Hall elements H1 is used as a rotation sensor.
  • the three Hall elements H1 detect the rotation angle of the rotor 31 (see FIG. 6) of the brushless motor 3.
  • the control circuit 61 controls the rotation speed of the rotor 31 based on the rotation angles detected by the three Hall elements H1.
  • the drive circuit unit 4 further includes a positive electrode pin P1, a negative electrode pin N1, a U-phase pin 53U, a V-phase pin 53V, and a W-phase pin 53W. ..
  • the positive electrode pin P1 is electrically connected to the positive electrode of the battery pack 101.
  • the negative electrode pin N1 is electrically connected to the negative electrode of the battery pack 101.
  • the U-phase pin 53U is electrically connected between the two semiconductor switching elements 51U constituting the upper and lower stages of the U-phase, and supplies the U-phase current to the brushless motor 3.
  • the V-phase pin 53V is electrically connected between the two semiconductor switching elements 51V constituting the upper and lower stages of the V-phase, and supplies the V-phase current to the brushless motor 3.
  • the W-phase pin 53W is electrically connected between the two semiconductor switching elements 51W constituting the upper and lower stages of the W-phase, and supplies the W-phase current to the brushless motor 3.
  • drive circuit R1 As shown in FIGS. 1 and 2, drive circuit R1, inverter circuit 5 (including 6 semiconductor switching elements 51), 4 shunt resistors 52, a plurality of capacitors C1 and 3 Hall elements H1. Is arranged on the drive board 40. That is, the power tool 1 includes a single substrate (drive substrate 40) in which a plurality of (six) semiconductor switching elements 51 and a drive circuit R1 are arranged. Since the plurality of semiconductor switching elements 51 and the drive circuit R1 are arranged on a single substrate, the plurality of semiconductor switching elements 51 are arranged in the vicinity of the drive circuit R1.
  • each semiconductor switching element 51 It is desirable to use an element with a relatively small switching loss as each semiconductor switching element 51.
  • the heat radiating member heat sink
  • the size of the heat radiating member provided on the drive board 40 can be reduced. Therefore, it becomes easy to secure a space for arranging both the six semiconductor switching elements 51 and the drive circuit R1 on the drive board 40.
  • the drive board 40 of this embodiment is a laminated board.
  • the drive substrate 40 has, for example, a first outer layer base material and a second outer layer base material, and is formed by stacking and adhering these.
  • the front surface of the first outer layer base material faces the rear surface of the second outer layer base material.
  • the rear surface (first surface 401) of the first outer layer base material corresponds to one layer (hereinafter referred to as the first layer), and the front surface of the first outer layer base material corresponds to another one layer (hereinafter, referred to as the first layer). Corresponds to the third layer).
  • the rear surface of the second outer layer base material corresponds to one layer (hereinafter referred to as the fourth layer), and the front surface (second surface 402) of the second outer layer base material corresponds to another one layer (hereinafter, referred to as the fourth layer). It corresponds to (referred to as the second layer). That is, the drive substrate 40 has first to fourth layers. However, FIG. 1 illustrates the first surface 401 (first layer) of the drive substrate 40, and FIG. 2 illustrates the second surface 402 (second layer) opposite to the first surface 401, and the first surface. The illustration of the third layer and the fourth layer between the 401 and the second surface 402 is omitted.
  • the approximate shape of the drive board 40 is circular.
  • the thickness direction of the drive substrate 40 is along the direction of the rotation shaft 311 (see FIG. 5) of the brushless motor 3 (see FIG. 5).
  • the drive board 40 and the brushless motor 3 face each other in the direction of the rotating shaft 311.
  • the drive board 40 has a through hole 400.
  • the through hole 400 penetrates the drive substrate 40 in the thickness direction.
  • the through hole 400 is formed near the center of the drive substrate 40.
  • the rotation shaft 311 (see FIG. 5) of the brushless motor 3 (see FIG. 5) is passed through the through hole 400.
  • Six semiconductor switching elements 51 are arranged in a region around a predetermined region of the drive substrate 40.
  • the drive substrate 40 of the present embodiment has a through hole 400 in the predetermined region.
  • the power tool 1 further includes a conductor 43 and an insulating portion 46.
  • the conductor 43 and the insulating portion 46 are formed on the drive substrate 40.
  • the conductor 43 is, for example, copper.
  • the conductor 43 is formed as an electric circuit around a predetermined region (through hole 400) in the drive substrate 40.
  • the conductor 43 is formed in most of the regions of the first surface 401 and the second surface 402 of the drive substrate 40, and at least a part of the third layer and the fourth layer.
  • the conductor 43 is electrically connected to the six semiconductor switching elements 51.
  • the insulating portion 46 is, for example, a notch formed in the conductor 43.
  • the insulating portion 46 is provided on the paths T1 and T2 in which the current flowing through the conductor 43 in the drive substrate 40 goes around the predetermined region (through hole 400) once.
  • the path T1 is a path on the first surface 401 of the drive substrate 40 in which the current flowing through the conductor 43 goes around a predetermined region (through hole 400) once.
  • the path T2 is a path on the second surface 402 of the drive substrate 40 in which the current flowing through the conductor 43 goes around a predetermined region (through hole 400) once.
  • the insulating portion 46 cuts off the current on the paths T1 and T2.
  • the conductor 43 is divided into a plurality of regions. That is, the pattern of the conductor 43 is formed on the drive substrate 40.
  • the drive substrate 40 is viewed from the thickness direction, patterns are separated between conductors in a plurality of adjacent regions by a notch or the like other than the insulating portion 46 or the insulating portion 46.
  • the drive substrate 40 is different from the plurality of adjacent regions when viewed from the thickness direction. Dots are attached by density. That is, in FIGS.
  • first region A1 or the like a region with dots at a relatively low density
  • second region A5 or the like a region with dots at a relatively high density
  • fourth region A4 a region with dots at an intermediate density
  • the conductor patterns are separated between the conductors in the two adjacent regions without the insulation portion 46, but they are electrically connected via electronic components or the like. is there.
  • the first region A1 and the fourth region A4 are electrically connected via a plurality of capacitors C1.
  • a conductor 43 is formed in substantially the entire portion of each portion marked with dots in FIGS. 1 and 2.
  • the conductor 43 has a pattern (not shown). For example, by finely patterning the pattern of the conductor 43 shown in FIGS. 1 and 2, a path for energizing each terminal of the drive circuit R1 and signal input and output in the three Hall elements H1 are provided. The route for is formed. Further, the pattern of the conductor 43 also exists in the third layer and the fourth layer of the drive substrate 40.
  • the conductor 43 and the insulating portion 46 are formed on at least the first surface 401 (first layer) and the second surface 402 (second layer) of the drive substrate 40, respectively. That is, the first conductor 44, which is a part of the conductor 43, and the first insulating portion 47, which is a part of the insulating portion 46, are formed on the first layer of the drive substrate 40. A second conductor 45, which is a part of the conductor 43, and a second insulating portion 48, which is a part of the insulating portion 46, are formed on the second layer of the drive substrate 40.
  • the first conductor 44 has a conductor formed in the first region A1.
  • dots are attached to the entire first region A1 at a relatively low density.
  • the first region A1 is provided over a range of about 240 degrees around the through hole 400 of the drive substrate 40. Assuming that the direction on the paper surface of FIG. 1 is the 12 o'clock direction, the first region A1 is provided from the 5 o'clock direction to the 9 o'clock direction counterclockwise.
  • the three semiconductor switching elements 51U, 51V, 51W in the upper stage (positive electrode side) of the inverter circuit 5 are not hatched, while the three semiconductor switching elements 51U, 51V, 51W in the lower stage (negative electrode side) are not attached. Has a hatching.
  • the conductor of the first region A1 is electrically connected to the positive electrode pin P1.
  • the positive electrode pin P1 is electrically connected to the drain terminals of the three semiconductor switching elements 51U, 51V, and 51W in the upper stage of the inverter circuit 5 via the conductor of the first region A1.
  • the source terminal of the upper semiconductor switching element 51U is electrically connected to the U-phase pin 53U.
  • the source terminal of the upper semiconductor switching element 51V is electrically connected to the V-phase pin 53V.
  • the source terminal of the upper semiconductor switching element 51W is electrically connected to the W phase pin 53W.
  • the drain terminal of the semiconductor switching element 51U in the lower stage of the inverter circuit 5 is electrically connected to the U-phase pin 53U.
  • the drain terminal of the lower semiconductor switching element 51V is electrically connected to the V-phase pin 53V.
  • the drain terminal of the lower semiconductor switching element 51W is electrically connected to the W phase pin 53W.
  • shunt resistors 52U, 52V, and 52W are arranged on the second surface 402 of the drive substrate 40, and the source terminal of the lower semiconductor switching element 51U passes through the through hole 49U. It is electrically connected to the shunt resistor 52U.
  • the source terminal of the lower semiconductor switching element 51V is electrically connected to the shunt resistor 52V via the through hole 49V.
  • the source terminal of the lower semiconductor switching element 51W is electrically connected to the shunt resistor 52W via the through hole 49W.
  • the second conductor 45 has a conductor formed in the second region A2.
  • dots are attached to the entire second region A2 at a relatively low density.
  • the second region A2 is provided over a range of about 210 degrees around the through hole 400 of the drive substrate 40. Assuming that the direction on the paper surface of FIG. 2 is the 12 o'clock direction, the second region A2 is provided from the 3 o'clock direction to the 8 o'clock direction counterclockwise.
  • the second conductor 45 has a conductor formed in the third region A3.
  • dots are attached to the entire third region A3 at an intermediate density among the three types of concentrations.
  • the third region A3 is provided over a range of about 150 degrees around the through hole 400 of the drive substrate 40. Assuming that the paper surface direction of FIG. 2 is the 12 o'clock direction, the third region A3 is provided from the 8 o'clock direction to the 3 o'clock direction counterclockwise.
  • a shunt resistor 52X is arranged on the second surface 402 of the drive board 40.
  • the conductor of the second region A2 and the conductor of the third region A3 are electrically connected via the shunt resistor 52X.
  • the shunt resistor 52X is arranged in the 8 o'clock direction.
  • the conductor of the third region A3 is electrically connected to the negative electrode pin N1.
  • the current flow from the positive electrode pin P1 to the negative electrode pin N1 is as follows.
  • the current flowing from the positive electrode pin P1 to the conductor in the first region A1 of the first surface 401 flows in the U phase, the V phase, or the W phase depending on the on / off combination of the six semiconductor switching elements 51.
  • the U-phase, V-phase or W-phase current flows through one semiconductor switching element 51, the coil 321 (see FIG. 3) and another semiconductor switching element 51 in this order, and further, through-holes 49U, 49V or It reaches the second conductor 45 of the second surface 402 via 49W.
  • the current that reaches the second conductor 45 reaches the second region A2 via the shunt resistors 52U, 52V or 52W.
  • the current that has reached the second region A2 reaches the third region A3 via the shunt resistor 52X, and further reaches the negative electrode pin N1.
  • each capacitor C1 is electrically connected to the conductor of the first region A1.
  • the other end of each capacitor C1 is kept at the same potential as the negative electrode pin N1.
  • a current is generated from the positive electrode pin P1 around the through hole 400 counterclockwise in FIG. 1 to reach the five capacitors C1 arranged in the 9 o'clock direction (see arrow Y2).
  • each capacitor C1 is electrically connected to the conductor of the first region A1.
  • the other end of each capacitor C1 is electrically connected to the conductor of the fourth region A4.
  • the fourth region A4 is provided from the direction of 5 o'clock to the direction of 7 o'clock clockwise.
  • a fifth region A5 adjacent to the fourth region A4 is provided.
  • the fifth region A5 is provided from the 7 o'clock direction to the 9 o'clock direction clockwise.
  • the drive circuit R1 is arranged in the fifth region A5.
  • a current is generated from the positive electrode pin P1 to the fourth region A4 via the five capacitors C1 arranged in the direction of 5 o'clock. Further, a current is generated from the fourth region A4 to the fifth region A5.
  • the first insulating portion 47 formed on the first surface 401 is provided on the path T1 in which the current flowing through the first conductor 44 goes around the predetermined region (through hole 400) once. More specifically, the first insulating portion 47 is provided in the direction of 9 o'clock, where the upward direction of FIG. 1 is the direction of 12 o'clock. The first insulating portion 47 is adjacent to five capacitors C1 arranged in the 9 o'clock direction. The first insulating portion 47 is provided from the through hole 400 to the outer edge of the drive substrate 40.
  • the first insulating portion 47 prevents the current flowing from the conductor of the first region A1 through the five capacitors C1 arranged in the 9 o'clock direction from flowing to the conductor of the fifth region A5. That is, the current flowing through the five capacitors C1 arranged in the 9 o'clock direction (the current flowing through the conductor in the sixth region A6) exceeds the first insulating portion 47 and exceeds the fifth region A5 unless dielectric breakdown occurs. It does not flow to the conductor of. Therefore, on the first surface 401, the generation of a current loop that goes around the through hole 400 is suppressed.
  • the second insulating portion 48 formed on the second surface 402 is provided on the path T2 in which the current flowing through the second conductor 45 goes around the predetermined region (through hole 400) once. More specifically, the second insulating portion 48 is provided in the direction of 3 o'clock, where the upward direction of FIG. 2 is the direction of 12 o'clock. The second insulating portion 48 is provided at the boundary between the second region A2 and the third region A3. The second insulating portion 48 electrically insulates the second region A2 and the third region A3. The second insulating portion 48 is preferably provided at a position where it overlaps with at least a part of the first insulating portion 47 in the thickness direction of the drive substrate 40, or in the vicinity thereof.
  • the second insulating portion 48 is provided at a position where it overlaps with at least a part of the first conductor 44 in the thickness direction of the drive substrate 40, or in the vicinity thereof.
  • the second insulating portion 48 is provided from the through hole 400 to the outer edge of the drive substrate 40.
  • the second insulating portion 48 prevents the current flowing through the conductor in the third region A3 from flowing from the side in the 3 o'clock direction to the conductor in the second region A2. That is, the current flowing through the conductor in the third region A3 does not flow beyond the second insulating portion 48 to the conductor in the second region A2 unless dielectric breakdown occurs. Therefore, on the second surface 402, the generation of a current loop that goes around the through hole 400 is suppressed.
  • the noise generated in the conductor 43 can be reduced. This makes it possible to reduce the possibility that the control circuit 61, the drive circuit R1 and the like may malfunction due to picking up noise.
  • the current flow from the conductor in the second region A2 to the conductor in the third region A3 is limited to the flow via the shunt resistor 52X arranged in the 8 o'clock direction. That is, the second insulating portion 48 prevents the current flowing through the conductor in the second region A2 from flowing from the side in the 3 o'clock direction to the conductor in the third region A3.
  • the direction in which the current flowing through the first conductor 44 goes around the predetermined region (through hole 400) is such that the current flowing through the second conductor 45 is in the predetermined region (through hole 400).
  • the direction is opposite to the direction of turning around.
  • the direction in which the current rotates around the through hole 400 is either clockwise or counterclockwise.
  • the range in which the current circulates around the through hole 400 is not particularly limited.
  • the current may rotate around the through hole 400 by a range slightly shorter than one circumference, the current may rotate around the through hole 400 by only half a circumference, or the current may rotate by a range less than half a circumference. ..
  • the current path does not have to be arcuate, and may be a path that passes around the through hole 400.
  • the current of interest here is the current flowing through the first conductor 44 and the second conductor 45, that is, the current flowing through the plurality of semiconductor switching elements 51. Therefore, the current of interest here is the power supply current, which is larger than the signal current.
  • the direction in which the current flowing through the first conductor 44 goes around the through hole 400 is counterclockwise.
  • the direction in which the current flowing through the second conductor 45 revolves around the through hole 400 is clockwise.
  • the direction in which the current flowing through the first conductor 44 goes around the through hole 400 when viewed from the side facing the paper surface of FIG. 1 is counterclockwise, and the second direction when viewed from the side facing the paper surface of FIG.
  • the direction in which the current flowing through the conductor 45 revolves around the through hole 400 is counterclockwise.
  • the starting point of the current in the first conductor 44 is the positive electrode pin P1.
  • the end points of the currents flowing through the plurality of semiconductor switching elements 51 in the first conductor 44 are through holes 49U, 49V, or 49W.
  • a current (for example, a current indicated by an arrow Y1) is generated from the positive electrode pin P1 to the drain terminals of the plurality of semiconductor switching elements 51 in the upper stage.
  • a current (for example, a current indicated by an arrow Y2) is generated from the positive electrode pin P1 to the five capacitors arranged in the 9 o'clock direction.
  • the directions of the currents indicated by the arrows Y1 and Y2 are counterclockwise when the drive board 40 is viewed from the front.
  • the starting point of the current in the second conductor 45 is a through hole 49U, 49V or 49W.
  • the end point of the current in the second conductor 45 is the negative electrode pin N1.
  • a current (for example, the current indicated by the arrow Y3) from the through holes 49U, 49V or 49W to the negative electrode pin N1 via the shunt resistor 52U, 52V or 52W and the shunt resistor 52X is generated, and the direction thereof. Is clockwise when the drive board 40 is viewed from the front.
  • the control circuit 61 that controls the operation of the drive circuit R1 may be arranged in the vicinity of the drive circuit R1.
  • the length of the electric circuit (wiring W1) between the control circuit 61 and the drive circuit R1 can be shortened, so that noise can be further reduced.
  • the control circuit 61 may be arranged in the vicinity of the drive circuit R1 by accommodating both the control circuit 61 and the drive circuit R1 in the main body 21. Further, by arranging the control circuit 61 and the drive circuit R1 in the region between one end (rear end) of the main body 21 and the planetary gear mechanism 71, the control circuit 61 is arranged in the vicinity of the drive circuit R1. May be good.
  • control circuit 61 and the drive circuit R1 may be arranged in the vicinity of the drive circuit R1. Further, the control circuit 61 may be arranged in the vicinity of the drive circuit R1 by configuring the control circuit 61 and the drive circuit R1 with one element including a microcontroller, FPGA, ASIC, and the like.
  • a plurality of semiconductor switching elements 51, a brushless motor 3, and a drive circuit R1 may be housed in a portion of the main body 21 or the grip 22 that occupies half of the main body 21 side (that is, the upper half of the grip 22). ..
  • the plurality of semiconductor switching elements 51 may be arranged in the vicinity of the brushless motor 3 and the drive circuit R1.
  • a plurality of semiconductor switching elements 51 and a brushless motor 3 may be housed in the main body 21, and the drive circuit R1 may be housed in the upper half of the grip 22.
  • the drive substrate 40 is not limited to the laminated substrate, and may be a one-layer substrate (single-sided substrate) or a two-layer substrate (double-sided substrate).
  • a two-layer substrate is adopted as the drive substrate 40, the surface on one side in the thickness direction is the first layer, and the surface on the other side is the second layer.
  • the first conductor 44 of the first layer and the second conductor 45 of the second layer have opposite directions in which the current goes around the through hole 400.
  • the first layer is the first surface 401 (rear surface of the first outer layer base material) of the drive substrate 40
  • the second layer is the second surface 402 (front surface of the second outer layer base material).
  • the third layer of the embodiment may be the first layer or the second layer.
  • the fourth layer of the embodiment may be the first layer or the second layer. That is, when a laminated substrate is adopted as the drive substrate 40 and two of the three or more layers are compared, the direction in which the current circulates around the through hole 400 is opposite in the two layers. Good.
  • the through hole 400 is formed in a predetermined region of the drive board 40.
  • the region (predetermined region) in which the through hole 400 is formed in the embodiment of the drive substrate 40 may be occupied by a portion having a substance as the drive substrate 40.
  • a conductor may be provided in the predetermined area.
  • the conductor may not be provided in the predetermined area. That is, a predetermined region of the drive substrate 40 may be electrically insulated from the surrounding conductors.
  • One of the shunt resistors 52U, 52V and 52W may be omitted. That is, the two-phase current may be detected by the two shunt resistors 52. Then, the remaining one-phase current may be calculated by, for example, the control circuit 61 based on the two-phase current detected by the two shunt resistors 52.
  • the power tool 1 may include only the shunt resistor 52X among the shunt resistors 52U, 52V, 52W, and 52X, and control the rotation speed of the brushless motor 3 based on the current detected by the shunt resistor 52X.
  • the battery pack 101 and the tip tool 83 may not be included in the configuration of the power tool 1.
  • an external power source such as a commercial power source may be used instead of the battery pack 101.
  • the grip portion 22 may protrude from the main body portion 21 in a direction along the length direction (first direction D1) of the main body portion 21.
  • the holding base 11 may be a part of the housing 2.
  • the cover 13 may be a part of the housing 2.
  • the arrangement of the fan 103 and the arrangement of the drive circuit unit 4 may be reversed.
  • a plurality of Hall elements H1, a plurality of semiconductor switching elements 51, and a drive circuit R1 may be dispersedly arranged on a plurality of substrates.
  • the drive circuit unit 4 may be provided with a Hall element current sensor or the like instead of the shunt resistor 52 as a configuration for detecting the current.
  • the power tool (1) includes a brushless motor (3), an inverter circuit (5), and a drive circuit (R1).
  • the inverter circuit (5) has a plurality of semiconductor switching elements (51).
  • the inverter circuit (5) supplies the current flowing through the plurality of semiconductor switching elements (51) to the brushless motor (3).
  • the drive circuit (R1) supplies a drive current for controlling the on / off of the plurality of semiconductor switching elements (51) to the plurality of semiconductor switching elements (51).
  • the plurality of semiconductor switching elements (51) are arranged in the vicinity of the brushless motor (3) and the drive circuit (R1).
  • the length of the electric circuit through which the drive current supplied from the drive circuit (R1) to the plurality of semiconductor switching elements (51) flows can be made relatively short, so that the noise generated by the drive current can be reduced. Can be reduced. Further, since the length of the electric circuit between the plurality of semiconductor switching elements (51) and the brushless motor (3) can be made relatively short, the noise generated by the current flowing through the electric circuit can be reduced.
  • the power tool (1) according to the second aspect further includes a fan (103) in the first aspect.
  • the brushless motor (3) and the plurality of semiconductor switching elements (51) are arranged in the flow path of the air flow generated by the fan (103).
  • both the brushless motor (3) and the plurality of semiconductor switching elements (51) can be cooled by the fan (103).
  • the power tool (1) according to the third aspect further includes a main body portion (21) and a grip portion (22) in the first or second aspect.
  • the main body (21) has a space inside.
  • the grip portion (22) is connected to the main body portion (21).
  • the brushless motor (3), the plurality of semiconductor switching elements (51), and the drive circuit (R1) are housed in the main body (21).
  • the plurality of semiconductor switching elements (51) and the drive circuit (R1) are dispersedly arranged in the main body portion (21) and the grip portion (22).
  • the length of the electric circuit can be shortened, so that noise can be reduced.
  • the power tool (1) according to the fourth aspect further includes a mounting portion (23) in the third aspect.
  • a battery pack (101) can be attached to the attachment portion (23).
  • the main body (21) has a length in a predetermined first direction (D1).
  • the grip portion (22) protrudes from the main body portion (21) in the second direction (D2).
  • the second direction (D2) is a direction that intersects with the first direction (D1).
  • the mounting portion (23) is connected to a portion of the grip portion (22) opposite to the main body portion (21) side in the second direction (D2).
  • the battery pack (101) can be used as the power source for the power tool (1).
  • the power tool (1) according to the fifth aspect further includes an output shaft (81) in the third or fourth aspect.
  • the output shaft (81) can hold the tip tool (83) driven by the brushless motor (3).
  • the plurality of semiconductor switching elements (51) and the drive circuit (R1) are on the side of the main body (21) opposite to the first end on the side where the output shaft (81) is located. It is located in the area between the second end and the brushless motor (3).
  • the length of the electric circuit can be shortened, so that noise can be reduced.
  • the power tool (1) according to the sixth aspect is a single substrate on which a plurality of semiconductor switching elements (51) and a drive circuit (R1) are arranged in any one of the first to fifth aspects. (Drive board (40)) is further provided.
  • the length of the electric circuit can be shortened as compared with the case where the plurality of semiconductor switching elements (51) and the drive circuit (R1) are distributed and arranged on the plurality of substrates, so that noise can be reduced. ..
  • the power tool (1) according to the seventh aspect further includes a control circuit (61) in any one of the first to sixth aspects.
  • the control circuit (61) controls the operation of the drive circuit (R1).
  • the control circuit (61) is arranged in the vicinity of the drive circuit (R1).
  • the length of the electric circuit between the control circuit (61) and the drive circuit (R1) can be shortened, so that noise can be further reduced.
  • the substrate (drive substrate (40)), the conductor (43), and the insulating portion (46) are used. , Are further provided.
  • a plurality of semiconductor switching elements (51) are arranged around a predetermined region of the substrate.
  • the conductor (43) is formed as an electric circuit around the predetermined region on the substrate.
  • the conductor (43) is electrically connected to a plurality of semiconductor switching elements (51).
  • the insulating portion (46) is provided on a path (T1, T2) in which the current flowing through the conductor (43) on the substrate makes one round around the predetermined region.
  • the insulating portion (46) cuts off the current on the path (T1, T2).
  • the power tool (1) includes a brushless motor (3), an inverter circuit (5), a substrate (drive substrate (40)), a conductor (43), and an insulating portion (46). And.
  • the inverter circuit (5) has a plurality of semiconductor switching elements (51).
  • the inverter circuit (5) supplies the current flowing through the plurality of semiconductor switching elements (51) to the brushless motor (3).
  • a plurality of semiconductor switching elements (51) are arranged around a predetermined region of the substrate.
  • the conductor (43) is formed as an electric circuit around the predetermined region on the substrate.
  • the conductor (43) is electrically connected to a plurality of semiconductor switching elements (51).
  • the insulating portion (46) is provided on a path (T1, T2) in which the current flowing through the conductor (43) on the substrate makes one round around the predetermined region.
  • the insulating portion (46) cuts off the current on the path (T1, T2).
  • the substrate having the predetermined region is the first layer (first surface (401)). And a second layer (second surface (402)).
  • the first insulating portion (47) is provided on a path (T1) in which the current flowing through the first conductor (44) goes around the predetermined region once.
  • the second insulating portion (48) is provided on a path (T2) in which the current flowing through the second conductor (45) goes around the predetermined region once.
  • At least a part of the noise generated by the first conductor (44) of the first layer can be canceled by the noise generated by the second conductor (45) of the second layer.
  • the substrate in any one of the eighth to tenth aspects, has a through hole (400) in the predetermined region. ..
  • noise generated in a substrate having a through hole (400) can be reduced.
  • Power tool 21 Main body 22 Grip 23 Mounting 3 Brushless motor 40 Drive board (board) 43 Conductor 44 1st conductor 45 2nd conductor 46 Insulation part 47 1st insulation part 48 2nd insulation part 400 Through hole 401 1st surface (1st layer) 402 Second surface (second layer) 5 Inverter circuit 51 Semiconductor switching element 61 Control circuit 81 Output shaft 83 Tip tool 101 Battery pack 103 Fan D1 First direction D2 Second direction R1 Drive circuit T1, T2 path

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Abstract

本開示は、ノイズを低減できる電動工具を提供することを目的とする。電動工具は、ブラシレスモータと、インバータ回路（５）と、ドライブ回路（Ｒ１）と、を備える。インバータ回路（５）は、複数の半導体スイッチング素子（５１）を有する。インバータ回路（５）は、複数の半導体スイッチング素子（５１）に流れる電流をブラシレスモータに供給する。ドライブ回路（Ｒ１）は、複数の半導体スイッチング素子（５１）のオンオフを制御するためのドライブ電流を複数の半導体スイッチング素子（５１）に供給する。複数の半導体スイッチング素子（５１）は、ブラシレスモータ及びドライブ回路（Ｒ１）の近傍に配置されている。

Description

電動工具
　本開示は一般に電動工具に関し、より詳細には、ブラシレスモータを備える電動工具に関する。
　特許文献１に記載の電動工具は、ハウジングと、電気回路基板と、を備えている。ハウジングは、ＤＣブラシレスモータが収納されている本体部と、本体部の側部から突出するように形成されたグリップ部とからなる。ハウジングのグリップ部における突出端には、電池パックが着脱可能に連結される電池パック連結部が形成されている。グリップ部の空間内であって電池パック連結部の近傍には、ＤＣブラシレスモータの電力供給用の電気部品を備える電気回路基板が配置されている。即ち、電気回路基板は、ＤＣブラシレスモータから離れた位置に配置されている。電気回路基板は、スイッチング素子、電源平滑用コンデンサ及び制御回路部（ドライブ回路）を備えている。制御回路部は、スイッチング素子をオンオフ制御する信号を出力する。
　しかしながら、特許文献１記載の電動工具において、電気回路基板上の配線、及び、電気回路基板とＤＣブラシレスモータとを電気的に接続する配線等で発生するノイズが問題となることがあった。例えば、制御回路部は、ノイズを拾うことで誤動作する可能性があった。
特開２００７－２８３４４７号公報
　本開示は、ノイズを低減できる電動工具を提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係る電動工具は、ブラシレスモータと、インバータ回路と、ドライブ回路と、を備える。前記インバータ回路は、複数の半導体スイッチング素子を有する。前記インバータ回路は、前記複数の半導体スイッチング素子に流れる電流を前記ブラシレスモータに供給する。前記ドライブ回路は、前記複数の半導体スイッチング素子のオンオフを制御するためのドライブ電流を前記複数の半導体スイッチング素子に供給する。前記複数の半導体スイッチング素子は、前記ブラシレスモータ及び前記ドライブ回路の近傍に配置されている。
　本開示の別の一態様に係る電動工具は、ブラシレスモータと、インバータ回路と、基板と、導体と、絶縁部と、を備える。前記インバータ回路は、複数の半導体スイッチング素子を有する。前記インバータ回路は、前記複数の半導体スイッチング素子に流れる電流を前記ブラシレスモータに供給する。前記基板の所定の領域の周囲には、前記複数の半導体スイッチング素子が配置されている。前記導体は、前記基板において前記所定の領域の周囲の電路として形成されている。前記導体は、前記複数の半導体スイッチング素子に電気的に接続されている。前記絶縁部は、前記基板において前記導体に流れる電流が前記所定の領域の周囲を１周する経路上に設けられている。前記絶縁部は、前記経路上の電流を遮断する。
図１は、一実施形態に係る電動工具の駆動基板の第１面の平面図である。 図２は、同上の電動工具の駆動基板の、第１面とは反対側の第２面の平面図である。 図３は、同上の電動工具の回路ブロック図である。 図４は、同上の電動工具の斜視図である。 図５は、同上の電動工具の断面図である。 図６は、同上の電動工具の要部の分解斜視図である。
　以下、実施形態に係る電動工具１について、図面を用いて説明する。ただし、下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の１つに過ぎない。下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
　（１）概要
　本実施形態の電動工具１は、図１、図３に示すように、ブラシレスモータ３と、インバータ回路５と、ドライブ回路Ｒ１と、を備えている。インバータ回路５は、複数（図３では６つ）の半導体スイッチング素子５１を有している。インバータ回路５は、複数の半導体スイッチング素子５１に流れる電流をブラシレスモータ３に供給する。ドライブ回路Ｒ１は、複数の半導体スイッチング素子５１のオンオフを制御するためのドライブ電流を複数の半導体スイッチング素子５１に供給する。複数の半導体スイッチング素子５１は、ブラシレスモータ３及びドライブ回路Ｒ１の近傍に配置されている。
　本実施形態の電動工具１によれば、ドライブ回路Ｒ１から複数の半導体スイッチング素子５１に供給されるドライブ電流が流れる電路の長さを比較的短くすることができるので、ドライブ電流により発生するノイズを低減できる。また、複数の半導体スイッチング素子５１からブラシレスモータ３までの間の電路の長さを比較的短くすることができるので、この電路に流れる電流により発生するノイズを低減できる。
　（２）電動工具の全体構成
　以下の説明では、後述する本体部２１（図５参照）とグリップ部２２（図５参照）とが並んでいる方向を上下方向と規定し、本体部２１から見てグリップ部２２側を下と規定し、グリップ部２２から見て本体部２１側を上と規定する。また、本体部２１の長さ方向を前後方向と規定し、本体部２１の長さ方向の両側のうち出力軸８１（図５参照）が配置されている側を前と規定し、出力軸８１とは反対側を後と規定する。また、本体部２１とグリップ部２２とが並んでいる方向及び本体部２１の長さ方向の両方と直交する方向を左右方向と規定する。ただし、これらの規定は、電動工具１の使用方向を限定する趣旨ではない。
　本実施形態の電動工具１は、可搬型の電動工具である。本実施形態の電動工具１は、インパクト機構７２（図５参照）を有している。本実施形態の電動工具１は、インパクト機構７２による打撃動作を行いながらねじ締めを行う、インパクトドライバである。ただし、電動工具１は、インパクトドライバに限定されない。電動工具１は、インパクト機構７２を有していなくてもよい。電動工具１は、例えば、電動式のドリル、ドライバ、レンチ、ニブラ、ホールソー又はグラインダであってもよい。あるいは、電動工具１は、電線、木材又はねじ等の切断対象を切断する切断工具であってもよい。
　図４、図５に示すように、電動工具１は、ハウジング２と、ブラシレスモータ３と、駆動回路ユニット４と、制御回路ユニット６と、電池パック１０１と、トリガボリューム１０２と、伝達機構７と、出力軸８１と、チャック８２と、先端工具８３と、を備えている。
　ハウジング２は、ブラシレスモータ３と、駆動回路ユニット４と、制御回路ユニット６と、伝達機構７と、を収容している。
　ブラシレスモータ３は、先端工具８３を駆動する駆動源である。ブラシレスモータ３は、ロータ３１と、ステータ３２と、を有している。ロータ３１は、回転軸３１１（出力軸）と、複数（図６では４つ）の永久磁石３１２と、を含む。ステータ３２は、複数（図６では６つ）のコイル３２１を含む。複数のコイル３２１から発生する磁束が複数の永久磁石３１２に作用することにより、ロータ３１がステータ３２に対して回転する。本実施形態では、複数のコイル３２１の結線方法としてＹ結線を採用しているが（図３参照）、Δ結線を採用してもよい。
　電池パック１０１は、ブラシレスモータ３を駆動する電流を供給する直流電源である。電池パック１０１は、１又は複数の２次電池を含む。
　ブラシレスモータ３の駆動力は、ブラシレスモータ３の回転軸３１１を介して伝達機構７に伝達される。伝達機構７は、ブラシレスモータ３の駆動力を調整して出力軸８１に出力する。伝達機構７は、遊星歯車機構７１と、インパクト機構７２と、を有している。ブラシレスモータ３の回転軸３１１の回転は、遊星歯車機構７１を介して、インパクト機構７２に伝達される。出力軸８１における負荷トルクが所定値以上となると、インパクト機構７２は、打撃動作を開始する。インパクト機構７２は、打撃動作において、出力軸８１に対して回転方向の打撃力を断続的に加える。出力軸８１における負荷トルクが所定値未満のときは、インパクト機構７２は、打撃動作を行うことなく、ブラシレスモータ３の回転を出力軸８１に伝達する。
　出力軸８１は、伝達機構７から出力された駆動力で駆動（例えば回転）される。チャック８２は、出力軸８１に固定されている。チャック８２には、先端工具８３が着脱自在に取り付けられる。先端工具８３（ビットとも言う）は、例えば、ドライバ、ソケット又はドリル等である。各種の先端工具８３のうち用途に応じた先端工具８３が、チャック８２に取り付けられて用いられる。
　駆動回路ユニット４は、複数の半導体スイッチング素子５１（図３参照）と、ドライブ回路Ｒ１（図３参照）と、を含んでいる。駆動回路ユニット４は、制御回路ユニット６からの制御信号に応じて、電池パック１０１からブラシレスモータ３の複数のコイル３２１に供給される電流を制御する。これにより、ブラシレスモータ３の回転速度（ロータ３１の回転速度）が制御される。
　トリガボリューム１０２は、ブラシレスモータ３の回転を制御するための操作を受け付ける操作部である。トリガボリューム１０２を引き込む操作により、ブラシレスモータ３の回転と停止とが切替可能である。また、トリガボリューム１０２を引き込む操作の操作量を調整することで、ブラシレスモータ３の回転速度が調整可能である。つまり、トリガボリューム１０２を引き込む操作の操作量を調整することで、ブラシレスモータ３の回転に連動して回転する出力軸８１の回転速度が調整可能である。制御回路ユニット６は、トリガボリューム１０２に入力された操作に応じて、ブラシレスモータ３を回転又は停止させ、また、ブラシレスモータ３の回転速度を制御する。この電動工具１では、先端工具８３がチャック８２を介して出力軸８１に取り付けられる（保持される）。そして、トリガボリューム１０２への操作によってブラシレスモータ３の回転速度が制御されることで、出力軸８１及び先端工具８３の回転速度が制御される。
　なお、本実施形態の電動工具１はチャック８２を備えることで、先端工具８３が、用途に応じて交換可能であるが、先端工具８３が交換可能である必要は無い。例えば、電動工具１は、特定の先端工具８３のみ用いることができる電動工具であってもよい。
　（３）ハウジング
　ハウジング２は、本体部２１と、グリップ部２２と、取付部２３と、を有している。本体部２１とグリップ部２２と取付部２３とは、一体に形成されている。ハウジング２は、例えば、合成樹脂を材料として形成されている。
　本体部２１は、内部に空間を有している。本体部２１の形状は、円筒状である。本体部２１の軸方向は、出力軸８１の軸方向に沿っている。出力軸８１の近傍において、本体部２１の直径は、出力軸８１の先端に近づくほど小さい。
　グリップ部２２は、本体部２１に連結している。グリップ部２２は、作業者が電動工具１を用いて作業を行う際に握る部分である。グリップ部２２の形状は、筒状である。グリップ部２２の内部の空間は、本体部２１の内部の空間につながっている。
　ブラシレスモータ３と、複数の半導体スイッチング素子５１及びドライブ回路Ｒ１を含む駆動回路ユニット４とは、本体部２１に収容されている。つまり、ブラシレスモータ３、複数の半導体スイッチング素子５１及びドライブ回路Ｒ１は、本体部２１に収容されている。これにより、複数の半導体スイッチング素子５１がブラシレスモータ３及びドライブ回路Ｒ１の近傍に配置されている。
　本体部２１は、所定の第１方向Ｄ１（前後方向）に長さを有している。第１方向Ｄ１は、出力軸８１の軸方向に沿っている。グリップ部２２は、本体部２１から第２方向Ｄ２（上下方向）に突出している。第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１と交差する方向である。本実施形態では、第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１と直交する方向である。本開示において、「直交」とは、厳密に９０度の角度で交差する場合だけに限定されない。「直交」とは、例えば、８０度以上１００度以下の角度で交差する場合を含み得る。
　取付部２３は、下面に開口部を有する箱状に形成されている。さらに、取付部２３は、上面にも開口部を有している。取付部２３の内部の空間は、上面の開口部を通してグリップ部２２の内部の空間につながっている。そのため、取付部２３の内部の空間は、グリップ部２２の内部の空間を通して本体部２１の内部の空間につながっている。
　取付部２３は、グリップ部２２のうち第２方向Ｄ２における本体部２１側とは反対側の部位に連結されている。言い換えると、取付部２３は、グリップ部２２の下端部に連結されている。取付部２３には、電池パック１０１を取付け可能である。すなわち、取付部２３には、取付部２３の下面の開口部を塞ぐように電池パック１０１が取り付けられる。さらに、取付部２３からは、電池パック１０１を取り外すことができる。取付部２３には、制御回路ユニット６が収容されている。
　本体部２１は、複数（図４では２つ）の第１通気孔２１１と、複数（図４では２つ）の第２通気孔２１２と、を有している。複数の第１通気孔２１１及び複数の第２通気孔２１２の各々は、複数の孔（小孔）を含んでいる。複数の第１通気孔２１１及び複数の第２通気孔２１２はそれぞれ、本体部２１の左右の面に設けられている。複数の第１通気孔２１１は、本体部２１の後端付近に設けられている。複数の第２通気孔２１２は、複数の第１通気孔２１１よりも前に設けられている。
　グリップ部２２には、トリガボリューム１０２が取り付けられている。すなわち、グリップ部２２の前面にトリガボリューム１０２が配置されている。
　（４）軸受
　電動工具１は、保持台１１と、軸受１２と、カバー１３と、軸受１４と、を更に備えている。保持台１１と、軸受１２と、カバー１３と、軸受１４とは、ハウジング２の本体部２１に収容されている。
　保持台１１の形状は、有底円筒状である。保持台１１は、その内側に遊星歯車機構７１を保持している。すなわち、保持台１１は、遊星歯車機構７１のギアを回転可能に保持している。また、保持台１１は、軸受１２を保持している。
　カバー１３（図６参照）の形状は、前面に開口部を有する箱状である。カバー１３は、駆動回路ユニット４の後方に配置されている。カバー１３は、駆動回路ユニット４を覆っている。カバー１３は、本体部２１の後端部分に配置されている。本体部２１の後端部分の内面形状と、カバー１３の外面形状とは、略一致する。本体部２１の内面とカバー１３の外面とが接している。カバー１３は、軸受１４を保持している。
　保持台１１に保持された軸受１２と、カバー１３に保持された軸受１４とは、ブラシレスモータ３の回転軸３１１を回転可能に保持している。軸受１２は、駆動回路ユニット４の前方に配置されている。軸受１４は、駆動回路ユニット４の後方に配置されている。軸受１２、１４の間を架け渡すように設けられた回転軸３１１は、駆動回路ユニット４の後述の駆動基板４０に形成された貫通孔４００に通されている。
　（５）ファン
　電動工具１は、ファン１０３を更に備えている。ファン１０３は、本体部２１に収容されている。ファン１０３は、ブラシレスモータ３と保持台１１との間に配置されている。ファン１０３は、ブラシレスモータ３の回転軸３１１に連結されている。回転軸３１１の回転に伴い、ファン１０３が回転する。すると、ファン１０３は、前方へ流れる風（気流）を生成する。これにより、ファン１０３は、ハウジング２の内部空間を空冷する。
　本体部２１の内部において、駆動回路ユニット４、ブラシレスモータ３、ファン１０３及び伝達機構７は、後方から前方へこの順番で並んでいる。
　本体部２１の複数の第１通気孔２１１は、本体部２１のうち駆動回路ユニット４に対向する領域に形成されている。本体部２１の複数の第２通気孔２１２は、本体部２１のうちファン１０３に対向する領域に形成されている。
　本体部２１の内部には、ファン１０３が生成する気流の流路が形成されている。すなわち、本体部２１の外部から複数の第１通気孔２１１を通り本体部２１の内部に入った空気は、ファン１０３が生成する気流に沿って前へ移動し、複数の第２通気孔２１２を通り本体部２１の外部に出る。
　複数の第１通気孔２１１と複数の第２通気孔２１２との間に配置されたブラシレスモータ３及び駆動回路ユニット４は、ファン１０３が生成する風に晒される。すなわち、ブラシレスモータ３及び駆動回路ユニット４は、ファン１０３が生成する気流の流路に配置されている。また、上述の通り、駆動回路ユニット４は、複数の半導体スイッチング素子５１を含んでいる。すなわち、ブラシレスモータ３及び複数の半導体スイッチング素子５１は、ファン１０３が生成する気流の流路に配置されている。そのため、ファン１０３によりブラシレスモータ３及び複数の半導体スイッチング素子５１の両方を冷却できる。
　（６）制御回路ユニット
　図５に示すように、制御回路ユニット６は、ハウジング２の取付部２３に収容されている。制御回路ユニット６は、基板（制御基板６０）と、制御回路６１と、を有している。制御回路６１は、制御基板６０に配置されている。制御回路６１は、例えば、マイクロコントローラ、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を含む素子により構成されている。
　制御回路６１は、トリガボリューム１０２に入力された操作に応じた制御信号を、本体部２１に収容された駆動回路ユニット４のドライブ回路Ｒ１に送信する。制御信号は、制御回路６１とドライブ回路Ｒ１とを電気的に接続する配線Ｗ１により伝達される。配線Ｗ１は、少なくともグリップ部２２の下端から上端までに亘って延びている。
　（７）駆動回路ユニット
　（７－１）構成及び機能
　駆動回路ユニット４は、基板（駆動基板４０）と、ドライブ回路Ｒ１（図３参照）と、インバータ回路５（図３参照）と、を有している。駆動回路ユニット４は、コーティング部１０４によりコーティングされている。コーティング部１０４は、樹脂等を材料とするコーティング剤からなる。
　ハウジング２の本体部２１の内部において、駆動回路ユニット４（複数の半導体スイッチング素子５１及びドライブ回路Ｒ１）が配置されている領域は、本体部２１の一端（後端）とブラシレスモータ３との間の領域に限られている。これにより、複数の半導体スイッチング素子５１がドライブ回路Ｒ１の近傍に配置されている。本体部２１の上記一端（後端）は、本体部２１のうち出力軸８１が位置する側の第１端（前端）とは反対側の第２端である。また、駆動回路ユニット４とブラシレスモータ３とが配置されている領域は、本体部２１の一端（後端）と遊星歯車機構７１との間の領域に限られている。これにより、複数の半導体スイッチング素子５１がブラシレスモータ３の近傍に配置されている。
　インバータ回路５は、電池パック１０１から出力される電力を３相電力としてブラシレスモータ３の複数のコイル３２１に供給する。図３に示すように、インバータ回路５は、複数（６つ）の半導体スイッチング素子５１を有している。６つの半導体スイッチング素子５１の各々は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field-Effect Transistor）である。６つの半導体スイッチング素子５１の各々は、２つの主端子（ドレイン端子及びソース端子）と、２つの主端子間の導通状態を制御するための制御端子（ゲート端子）と、を有している。図１では、各半導体スイッチング素子５１のドレイン端子側に「Ｄ」を、ソース端子側に「Ｓ」を表記している。なお、ＦＥＴに代えて、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いてもよい。
　インバータ回路５は、６つの半導体スイッチング素子５１に流れる電流をブラシレスモータ３に供給する。つまり、６つの半導体スイッチング素子５１は、パワーデバイスとして用いられる。
　６つの半導体スイッチング素子５１は、３相ブリッジ形式に接続されている。つまり、６つの半導体スイッチング素子５１は、Ｕ相の上段及び下段を構成する２つの半導体スイッチング素子５１Ｕと、Ｖ相の上段及び下段を構成する２つの半導体スイッチング素子５１Ｖと、Ｗ相の上段及び下段を構成する２つの半導体スイッチング素子５１Ｗと、である。各相の上段の半導体スイッチング素子５１と下段の半導体スイッチング素子５１とは、直列接続されている。これにより、上段と下段との２つの半導体スイッチング素子５１からなる直列回路が３組形成されており、この３組の直列回路が互いに並列接続されている。この３組の直列回路の上段側の端は、電池パック１０１の正極に電気的に接続され、下段側の端は、電池パック１０１の負極に電気的に接続される。３組の直列回路の各々の上段と下段との間からは、相電流がブラシレスモータ３のコイル３２１へ出力される。
　ドライブ回路Ｒ１は、制御回路６１から送信された制御信号に応じて、各半導体スイッチング素子５１の駆動状態を切り替える。より詳細には、ドライブ回路Ｒ１は、制御回路６１から送信された制御信号に応じて、各半導体スイッチング素子５１（ＦＥＴ）のゲート端子にＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号を入力し、ゲート端子にゲート閾値電圧以上の電圧を印加する状態と、印加しない状態とを切り替える。これにより、ドライブ回路Ｒ１は、各半導体スイッチング素子５１のオンオフを個別に制御し、インバータ回路５からブラシレスモータ３へ３相電力を出力させる。ここで、ドライブ回路Ｒ１は、制御回路６１から送信された制御信号を増幅した信号を、ドライブ電流としてゲート端子に入力する。そのため、ドライブ回路Ｒ１から各半導体スイッチング素子５１までの間の電路に流れるドライブ電流は、制御回路６１からドライブ回路Ｒ１までの間の電路（配線Ｗ１（図５参照））に流れる電流よりも大きく、より大きなノイズ源となり得る。一例として、ドライブ電流の大きさは数アンペアであり、配線Ｗ１に流れる電流の大きさは数ミリアンペアである。
　本実施形態では、ドライブ回路Ｒ１が複数の半導体スイッチング素子５１の近傍に配置されているので、ドライブ電流が流れる電路の長さを比較的短くすることができ、ノイズを低減することができる。本実施形態では、例えば、ドライブ回路Ｒ１が取付部２３に収容されており複数の半導体スイッチング素子５１が本体部２１に収容されている場合と比較して、ドライブ電流が流れる電路の長さを短くすることができる。さらに、複数の半導体スイッチング素子５１がブラシレスモータ３の近傍に配置されているので、複数の半導体スイッチング素子５１からブラシレスモータ３までの間の電路の長さを比較的短くすることができ、ノイズを低減できる。本実施形態では、例えば、複数の半導体スイッチング素子５１が取付部２３に収容されている場合と比較して、複数の半導体スイッチング素子５１からブラシレスモータ３までの間の電路の長さを短くすることができる。ノイズを低減することにより、制御回路６１及びドライブ回路Ｒ１等がノイズを拾うことで誤動作する可能性を、低減できる。
　駆動回路ユニット４は、複数（図３では４つ）のシャント抵抗５２を更に有している。４つのシャント抵抗５２はそれぞれ、電流検出素子として用いられる。４つのシャント抵抗５２のうち１つのシャント抵抗５２Ｘは、電池パック１０１と６つの半導体スイッチング素子５１との間に配置されており、電池パック１０１から供給される電流を検出する。４つのシャント抵抗５２のうち残りの３つのシャント抵抗５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗは、ブラシレスモータ３に供給される３相電流を検出する。すなわち、３つのシャント抵抗５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗは、上段と下段との２つの半導体スイッチング素子５１からなる直列回路の３つの組と一対一で対応し、対応する直列回路に電気的に接続されている。シャント抵抗５２ＵはＵ相電流を、シャント抵抗５２ＶはＶ相電流を、シャント抵抗５２ＷはＷ相電流を検出する。制御回路６１は、シャント抵抗５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗで検出された電流に基づいてベクトル制御を行う。ベクトル制御は、ブラシレスモータ３に供給される電流を、トルク（回転力）を発生する電流成分と磁束を発生する電流成分とに分解し、それぞれの電流成分を独立に制御するモータ制御方式の一種である。
　図１に示すように、駆動回路ユニット４は、複数のコンデンサＣ１を更に備えている。複数のコンデンサＣ１の各々は、例えば、セラミックコンデンサである。複数のコンデンサＣ１の各々の一端は、電池パック１０１の正極に電気的に接続された導体に電気的に接続されており、他端は、電池パック１０１の負極に電気的に接続された導体に電気的に接続されている。複数のコンデンサＣ１は、駆動基板４０上で生じるサージ電流を吸収する。
　図２に示すように、駆動回路ユニット４は、複数（図２では３つ）のホール素子Ｈ１を更に有している。３つのホール素子Ｈ１はそれぞれ、回転センサとして用いられる。３つのホール素子Ｈ１は、ブラシレスモータ３のロータ３１（図６参照）の回転角を検知する。制御回路６１（図３参照）は、３つのホール素子Ｈ１で検知された回転角に基づいて、ロータ３１の回転速度を制御する。
　図１～図３に示すように、駆動回路ユニット４は、正極ピンＰ１と、負極ピンＮ１と、Ｕ相ピン５３Ｕと、Ｖ相ピン５３Ｖと、Ｗ相ピン５３Ｗと、を更に有している。正極ピンＰ１は、電池パック１０１の正極に電気的に接続される。負極ピンＮ１は、電池パック１０１の負極に電気的に接続される。Ｕ相ピン５３Ｕは、Ｕ相の上段及び下段を構成する２つの半導体スイッチング素子５１Ｕの間に電気的に接続され、ブラシレスモータ３にＵ相電流を供給する。Ｖ相ピン５３Ｖは、Ｖ相の上段及び下段を構成する２つの半導体スイッチング素子５１Ｖの間に電気的に接続され、ブラシレスモータ３にＶ相電流を供給する。Ｗ相ピン５３Ｗは、Ｗ相の上段及び下段を構成する２つの半導体スイッチング素子５１Ｗの間に電気的に接続され、ブラシレスモータ３にＷ相電流を供給する。
　（７－２）配置
　図１、図２に示すように、ドライブ回路Ｒ１、インバータ回路５（６つの半導体スイッチング素子５１を含む）、４つのシャント抵抗５２、複数のコンデンサＣ１及び３つのホール素子Ｈ１は、駆動基板４０に配置されている。つまり、電動工具１は、複数（６つ）の半導体スイッチング素子５１及びドライブ回路Ｒ１が配置された単一の基板（駆動基板４０）を備えている。複数の半導体スイッチング素子５１及びドライブ回路Ｒ１が単一の基板に配置されていることにより、複数の半導体スイッチング素子５１がドライブ回路Ｒ１の近傍に配置されている。
　各半導体スイッチング素子５１としてスイッチング損失の比較的小さい素子を採用することが望ましい。これにより、駆動基板４０に放熱部材（ヒートシンク）を設けないか、あるいは、駆動基板４０に設ける放熱部材の寸法を小さくすることができる。よって、駆動基板４０に６つの半導体スイッチング素子５１及びドライブ回路Ｒ１の両方を配置するスペースを確保しやすくなる。
　本実施形態の駆動基板４０は、積層基板である。駆動基板４０は、例えば、第１外層用基材と第２外層用基材とを有し、これらが重ねられ、かつ、接着されることにより形成されている。第１外層用基材の前面は、第２外層用基材の後面と対向している。第１外層用基材の後面（第１面４０１）が１つの層（以下では、第１層と称す）に相当し、第１外層用基材の前面が別の１つの層（以下では、第３層と称す）に相当する。第２外層用基材の後面が１つの層（以下では、第４層と称す）に相当し、第２外層用基材の前面（第２面４０２）が別の１つの層（以下では、第２層と称す）に相当する。つまり、駆動基板４０は、第１～第４層を有している。ただし、図１では駆動基板４０の第１面４０１（第１層）を図示し、図２では第１面４０１とは反対側の第２面４０２（第２層）を図示し、第１面４０１と第２面４０２との間の第３層及び第４層の図示は省略する。
　駆動基板４０の概略形状は、円形である。駆動基板４０の厚さ方向は、ブラシレスモータ３（図５参照）の回転軸３１１（図５参照）の方向に沿っている。駆動基板４０とブラシレスモータ３とは、回転軸３１１の方向において対向している。
　駆動基板４０は、貫通孔４００を有している。貫通孔４００は、駆動基板４０を厚さ方向に貫通している。貫通孔４００は、駆動基板４０の中心付近に形成されている。貫通孔４００には、ブラシレスモータ３（図５参照）の回転軸３１１（図５参照）が通されている。駆動基板４０のうち所定の領域の周囲の領域には、６つの半導体スイッチング素子５１が配置されている。本実施形態の駆動基板４０は、上記所定の領域に貫通孔４００を有している。
　電動工具１は、導体４３及び絶縁部４６を更に備えている。導体４３及び絶縁部４６は、駆動基板４０に形成されている。導体４３は、例えば、銅である。導体４３は、駆動基板４０において所定の領域（貫通孔４００）の周囲の電路として形成されている。導体４３は、駆動基板４０の第１面４０１と第２面４０２との大部分の領域と、第３層及び第４層の少なくとも一部とに形成されている。導体４３は、６つの半導体スイッチング素子５１に電気的に接続されている。絶縁部４６は、例えば、導体４３に形成された切欠きである。絶縁部４６は、駆動基板４０において導体４３に流れる電流が所定の領域（貫通孔４００）の周囲を１周する経路Ｔ１、Ｔ２上に設けられている。経路Ｔ１は、駆動基板４０の第１面４０１において、導体４３に流れる電流が所定の領域（貫通孔４００）の周囲を１周する経路である。経路Ｔ２は、駆動基板４０の第２面４０２において、導体４３に流れる電流が所定の領域（貫通孔４００）の周囲を１周する経路である。絶縁部４６は、経路Ｔ１、Ｔ２上の電流を遮断する。
　導体４３は、複数の領域に分かれている。すなわち、駆動基板４０には、導体４３のパターンが形成されている。駆動基板４０を厚さ方向から見たときに隣り合う複数の領域の導体間は、絶縁部４６又は絶縁部４６以外の切欠き等によって、パターンが分離されている。図１、図２では、駆動基板４０を厚さ方向から見たときに隣り合う複数の領域を区別するために、駆動基板４０を厚さ方向から見たときに隣り合う複数の領域にそれぞれ異なる密度でドットを付している。すなわち、図１、図２では、３種類の濃度のドットを用いて、比較的低濃度でドットが付された領域（第１領域Ａ１等）と、比較的高濃度でドットが付された領域（第５領域Ａ５等）と、中間の濃度でドットが付された領域（第４領域Ａ４等）と、を示している。なお、複数の領域に同じ密度でドットが付されていても、複数の領域の導体間が電気的に接続されていることを示すわけではないし、等電位であることを示すわけでもない。
　絶縁部４６によりパターンが分離された２つの領域の導体間を、絶縁部４６を跨ぐように電気的に接続する電子部品及び配線等は、存在しない。つまり、駆動基板４０において、絶縁部４６を跨ぐような電流の流れは遮断されている。一方で、駆動基板４０において、絶縁部４６を介さずに隣り合う２つの領域の導体間は、導体のパターンは分離されているが、電子部品等を介して電気的に接続されていることがある。例えば、図１では、第１領域Ａ１と第４領域Ａ４とが、複数のコンデンサＣ１を介して電気的に接続されている。
　図１、図２においてドットが付されている各部分の略全体に導体４３が形成されている。ただし、細部では導体４３は図示しないパターンを有している。例えば、図１、図２に示した導体４３のパターンがより細かくパターン化されることで、ドライブ回路Ｒ１の各端子に通電するための経路、及び、３つのホール素子Ｈ１における信号の入力及び出力のための経路が形成されている。また、駆動基板４０の第３層及び第４層にも、導体４３のパターンが存在する。
　また、導体４３及び絶縁部４６は、少なくとも、駆動基板４０の第１面４０１（第１層）と第２面４０２（第２層）とにそれぞれ形成されている。つまり、駆動基板４０の第１層には、導体４３の一部である第１導体４４と、絶縁部４６の一部である第１絶縁部４７と、が形成されている。駆動基板４０の第２層には、導体４３の一部である第２導体４５と、絶縁部４６の一部である第２絶縁部４８と、が形成されている。
　第１導体４４は、第１領域Ａ１に形成された導体を有している。図１では、第１領域Ａ１の全体に比較的低濃度でドットを付している。第１領域Ａ１は、駆動基板４０の貫通孔４００の周りの約２４０度の範囲に亘って設けられている。図１の紙面上方向を１２時の方向とすると、第１領域Ａ１は、５時の方向から反時計回りに９時の方向までに亘って設けられている。
　図１では、インバータ回路５の上段（正極側）の３つの半導体スイッチング素子５１Ｕ、５１Ｖ、５１Ｗにはハッチングを付さない一方で、下段（負極側）の３つの半導体スイッチング素子５１Ｕ、５１Ｖ、５１Ｗにはハッチングを付している。
　第１領域Ａ１の導体は、正極ピンＰ１に電気的に接続されている。図１、図３に示すように、正極ピンＰ１は、第１領域Ａ１の導体を介して、インバータ回路５の上段の３つの半導体スイッチング素子５１Ｕ、５１Ｖ、５１Ｗのドレイン端子に電気的に接続されている。さらに、上段の半導体スイッチング素子５１Ｕのソース端子は、Ｕ相ピン５３Ｕに電気的に接続されている。上段の半導体スイッチング素子５１Ｖのソース端子は、Ｖ相ピン５３Ｖに電気的に接続されている。上段の半導体スイッチング素子５１Ｗのソース端子は、Ｗ相ピン５３Ｗに電気的に接続されている。
　インバータ回路５の下段の半導体スイッチング素子５１Ｕのドレイン端子は、Ｕ相ピン５３Ｕに電気的に接続されている。下段の半導体スイッチング素子５１Ｖのドレイン端子は、Ｖ相ピン５３Ｖに電気的に接続されている。下段の半導体スイッチング素子５１Ｗのドレイン端子は、Ｗ相ピン５３Ｗに電気的に接続されている。さらに、図２に示すように、駆動基板４０の第２面４０２にはシャント抵抗５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗが配置されており、下段の半導体スイッチング素子５１Ｕのソース端子は、スルーホール４９Ｕを介して、シャント抵抗５２Ｕに電気的に接続されている。下段の半導体スイッチング素子５１Ｖのソース端子は、スルーホール４９Ｖを介して、シャント抵抗５２Ｖに電気的に接続されている。下段の半導体スイッチング素子５１Ｗのソース端子は、スルーホール４９Ｗを介して、シャント抵抗５２Ｗに電気的に接続されている。
　第２導体４５は、第２領域Ａ２に形成された導体を有している。図２では、第２領域Ａ２の全体に比較的低濃度でドットを付している。第２領域Ａ２は、駆動基板４０の貫通孔４００の周りの約２１０度の範囲に亘って設けられている。図２の紙面上方向を１２時の方向とすると、第２領域Ａ２は、３時の方向から反時計回りに８時の方向までに亘って設けられている。
　また、第２導体４５は、第３領域Ａ３に形成された導体を有している。図２では、第３領域Ａ３の全体に、３種類の濃度のうち中間の濃度でドットを付している。第３領域Ａ３は、駆動基板４０の貫通孔４００の周りの約１５０度の範囲に亘って設けられている。図２の紙面上方向を１２時の方向とすると、第３領域Ａ３は、８時の方向から反時計回りに３時の方向までに亘って設けられている。
　駆動基板４０の第２面４０２には、シャント抵抗５２Ｘが配置されている。第２領域Ａ２の導体と第３領域Ａ３の導体とは、シャント抵抗５２Ｘを介して電気的に接続されている。図２の紙面上方向を１２時の方向とすると、シャント抵抗５２Ｘは、８時の方向に配置されている。第３領域Ａ３の導体は、負極ピンＮ１に電気的に接続されている。
　以上より、正極ピンＰ１から負極ピンＮ１までの電流の流れは、次のようになる。正極ピンＰ１から第１面４０１の第１領域Ａ１の導体に流れる電流は、６つの半導体スイッチング素子５１のオンオフの組み合わせに応じて、Ｕ相、Ｖ相又はＷ相に流れる。Ｕ相、Ｖ相又はＷ相の電流は、１つの半導体スイッチング素子５１とコイル３２１（図３参照）と別の１つの半導体スイッチング素子５１とにこの順番で流れ、さらに、スルーホール４９Ｕ、４９Ｖ又は４９Ｗを経由して第２面４０２の第２導体４５に到達する。第２導体４５に到達した電流は、シャント抵抗５２Ｕ、５２Ｖ又は５２Ｗを経由して第２領域Ａ２に到達する。第２領域Ａ２に到達した電流は、シャント抵抗５２Ｘを経由して第３領域Ａ３に到達し、さらに、負極ピンＮ１に到達する。
　また、第１面４０１において、図１の上方向を１２時の方向とすると、９時の方向には、複数（図１では５つ）のコンデンサＣ１が配置されている。各コンデンサＣ１の一端は、第１領域Ａ１の導体に電気的に接続されている。各コンデンサＣ１の他端は、負極ピンＮ１と等電位に保たれている。第１面４０１では、正極ピンＰ１から貫通孔４００の周囲を図１の反時計回りに回って、９時の方向に配置された５つのコンデンサＣ１に至る電流が生じる（矢印Ｙ２参照）。
　また、第１面４０１において、図１の上方向を１２時の方向とすると、５時の方向には、複数（図１では５つ）のコンデンサＣ１が配置されている。各コンデンサＣ１の一端は、第１領域Ａ１の導体に電気的に接続されている。各コンデンサＣ１の他端は、第４領域Ａ４の導体に電気的に接続されている。第４領域Ａ４は、５時の方向から時計回りに７時の方向までに亘って設けられている。また、第４領域Ａ４に隣り合う第５領域Ａ５が設けられている。第５領域Ａ５は、７時の方向から時計回りに９時の方向までに亘って設けられている。第５領域Ａ５には、ドライブ回路Ｒ１が配置されている。第１面４０１では、正極ピンＰ１から５時の方向に配置された５つのコンデンサＣ１を経由して、第４領域Ａ４に至る電流が生じる。さらに、第４領域Ａ４から第５領域Ａ５に至る電流が生じる。
　ここで、第１面４０１に形成された第１絶縁部４７は、第１導体４４に流れる電流が所定の領域（貫通孔４００）の周囲を１周する経路Ｔ１上に設けられている。より詳細には、第１絶縁部４７は、図１の上方向を１２時の方向とすると、９時の方向に設けられている。第１絶縁部４７は、９時の方向に配置された５つのコンデンサＣ１に隣接している。第１絶縁部４７は、貫通孔４００から駆動基板４０の外縁までに亘って設けられている。
　第１領域Ａ１の導体から、９時の方向に配置された５つのコンデンサＣ１に流れる電流が第５領域Ａ５の導体へ流れることが、第１絶縁部４７により妨げられる。すなわち、９時の方向に配置された５つのコンデンサＣ１に流れる電流（第６領域Ａ６の導体に流れる電流）は、絶縁破壊等が起きない限り、第１絶縁部４７を超えて第５領域Ａ５の導体へ流れることはない。そのため、第１面４０１では、貫通孔４００の周囲を１周する電流ループの発生が抑制される。
　第２面４０２に形成された第２絶縁部４８は、第２導体４５に流れる電流が所定の領域（貫通孔４００）の周囲を１周する経路Ｔ２上に設けられている。より詳細には、第２絶縁部４８は、図２の上方向を１２時の方向とすると、３時の方向に設けられている。第２絶縁部４８は、第２領域Ａ２と第３領域Ａ３との境界に設けられている。第２絶縁部４８は、第２領域Ａ２と第３領域Ａ３とを電気的に絶縁している。第２絶縁部４８は、第１絶縁部４７の少なくとも一部と駆動基板４０の厚さ方向に重なる位置、又は、その付近に設けられていることが好ましい。また、第２絶縁部４８は、第１導体４４の少なくとも一部と駆動基板４０の厚さ方向に重なる位置、又は、その付近に設けられていることも好ましい。第２絶縁部４８は、貫通孔４００から駆動基板４０の外縁までに亘って設けられている。
　第３領域Ａ３の導体に流れる電流が、３時の方向の側から第２領域Ａ２の導体へ流れることが、第２絶縁部４８により妨げられる。すなわち、第３領域Ａ３の導体に流れる電流は、絶縁破壊等が起きない限り、第２絶縁部４８を超えて第２領域Ａ２の導体へ流れることはない。そのため、第２面４０２では、貫通孔４００の周囲を１周する電流ループの発生が抑制される。
　第１面４０１と第２面４０２との各々において、貫通孔４００の周囲を１周する電流ループの発生が抑制されるので、導体４３で発生するノイズを低減できる。これにより、制御回路６１及びドライブ回路Ｒ１等がノイズを拾うことで誤動作する可能性を、低減できる。
　また、第２領域Ａ２の導体から第３領域Ａ３の導体への電流の流れは、８時の方向に配置されたシャント抵抗５２Ｘを経由した流れに限定される。つまり、第２領域Ａ２の導体に流れる電流が、３時の方向の側から第３領域Ａ３の導体へ流れることが、第２絶縁部４８により妨げられる。
　駆動基板４０を正面視した場合に、第１導体４４に流れる電流が所定の領域（貫通孔４００）の周りを回る向きは、第２導体４５に流れる電流が所定の領域（貫通孔４００）の周りを回る向きと反対向きである。ここで、電流が貫通孔４００の周りを回る向きとは、時計回りと反時計回りとのいずれかである。電流が貫通孔４００の周りを回る範囲は特に限定されない。例えば、電流が貫通孔４００の周りを１周よりも少し短い範囲だけ回ってもよいし、電流が貫通孔４００の周りを半周だけしてもよいし、半周に満たない範囲だけ回ってもよい。また、電流の経路は、円弧状である必要はなく、貫通孔４００の周りを通る経路であればよい。なお、ここで着目している電流は、第１導体４４及び第２導体４５に流れる電流、すなわち、複数の半導体スイッチング素子５１に流れる電流である。そのため、ここで着目している電流は、信号電流と比較して大きい、電源電流である。
　本実施形態では、駆動基板４０を正面視した場合（つまり、第１面４０１側から見た場合）に、第１導体４４に流れる電流が貫通孔４００の周りを回る向きは、反時計回りであり、第２導体４５に流れる電流が貫通孔４００の周りを回る向きは、時計回りである。なお、図１の紙面と向かい合う側から見て、第１導体４４に流れる電流が貫通孔４００の周りを回る向きは、反時計回りであり、図２の紙面と向かい合う側から見て、第２導体４５に流れる電流が貫通孔４００の周りを回る向きは、反時計回りである。
　第１導体４４における電流の始点は、正極ピンＰ１である。第１導体４４において複数の半導体スイッチング素子５１に流れる電流の終点は、スルーホール４９Ｕ、４９Ｖ又は４９Ｗである。第１導体４４では、正極ピンＰ１から上段の複数の半導体スイッチング素子５１のドレイン端子に至る電流（例えば、矢印Ｙ１で示す電流）が生じる。また、第１導体４４では、正極ピンＰ１から９時の方向に配置された５つのコンデンサに至る電流（例えば、矢印Ｙ２で示す電流）が生じる。矢印Ｙ１、Ｙ２のいずれに示す電流も、その向きは、駆動基板４０を正面視した場合に反時計回りである。
　第２導体４５における電流の始点は、スルーホール４９Ｕ、４９Ｖ又は４９Ｗである。第２導体４５における電流の終点は、負極ピンＮ１である。第２導体４５では、スルーホール４９Ｕ、４９Ｖ又は４９Ｗからシャント抵抗５２Ｕ、５２Ｖ又は５２Ｗとシャント抵抗５２Ｘとを経由して負極ピンＮ１に至る電流（例えば、矢印Ｙ３で示す電流）が生じ、その向きは、駆動基板４０を正面視した場合に時計回りである。
　第１導体４４と第２導体４５とで、電流の向きが反対向きなので、第１導体４４で発生するノイズの少なくとも一部を、第２導体４５で発生するノイズにより相殺することができる。これにより、制御回路６１及びドライブ回路Ｒ１等がノイズを拾うことで誤動作する可能性を、低減できる。
　（実施形態の変形例）
　以下、実施形態の変形例を列挙する。以下の変形例は、適宜組み合わせて実現されてもよい。
　ドライブ回路Ｒ１の動作を制御する制御回路６１は、ドライブ回路Ｒ１の近傍に配置されていてもよい。これにより、制御回路６１からドライブ回路Ｒ１までの間の電路（配線Ｗ１）の長さを短くできるので、ノイズを更に低減できる。例えば、制御回路６１とドライブ回路Ｒ１との両方を本体部２１に収容することで、制御回路６１をドライブ回路Ｒ１の近傍に配置してもよい。また、制御回路６１とドライブ回路Ｒ１とを、本体部２１の一端（後端）と遊星歯車機構７１との間の領域に配置することで、制御回路６１をドライブ回路Ｒ１の近傍に配置してもよい。また、制御回路６１とドライブ回路Ｒ１とを単一の基板（駆動基板４０又は制御基板６０）に配置することで、制御回路６１をドライブ回路Ｒ１の近傍に配置してもよい。また、マイクロコントローラ、ＦＰＧＡ又はＡＳＩＣ等を含む１つの素子により制御回路６１とドライブ回路Ｒ１とを構成することで、制御回路６１をドライブ回路Ｒ１の近傍に配置してもよい。
　複数の半導体スイッチング素子５１、ブラシレスモータ３及びドライブ回路Ｒ１を、本体部２１又はグリップ部２２のうち本体部２１側の半分を占める部位（つまり、グリップ部２２の上半分）に収容してもよい。これにより、複数の半導体スイッチング素子５１を、ブラシレスモータ３及びドライブ回路Ｒ１の近傍に配置してもよい。例えば、複数の半導体スイッチング素子５１及びブラシレスモータ３を本体部２１に収容し、ドライブ回路Ｒ１をグリップ部２２の上半分に収容してもよい。
　駆動基板４０は、積層基板に限定されず、１層基板（片面基板）又は２層基板（両面基板）であってもよい。駆動基板４０として２層基板を採用する場合、厚さ方向における一方側の表面が第１層であり、他方側の表面が第２層である。
　実施形態では、第１層の第１導体４４と第２層の第２導体４５とで、電流が貫通孔４００の周りを回る向きが反対向きである。そして、第１層は駆動基板４０の第１面４０１（第１外層用基材の後面）であり、第２層は第２面４０２（第２外層用基材の前面）である。しかしながら、実施形態の第３層が第１層又は第２層であってもよい。また、実施形態の第４層が第１層又は第２層であってもよい。つまり、駆動基板４０として積層基板を採用し、３つ以上の層のうち２つの層を比較する場合に、電流が貫通孔４００の周りを回る向きが上記２つの層で反対向きであってもよい。
　駆動基板４０の所定の領域に貫通孔４００が形成されていることは、必須ではない。駆動基板４０のうち実施形態において貫通孔４００が形成されている領域（所定の領域）が、駆動基板４０として実体のある部位により占められていてもよい。このとき、所定の領域には、導体が設けられていてもよい。あるいは、所定の領域には、導体が設けられていなくてもよい。つまり、駆動基板４０において所定の領域が周囲の導体に対して電気的に絶縁されていてもよい。
　シャント抵抗５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗのうち１つを省略してもよい。つまり、２つのシャント抵抗５２により２相の電流を検出してもよい。そして、残りの１相の電流は、２つのシャント抵抗５２により検出した２相の電流に基づいて、例えば制御回路６１により算出されてもよい。
　また、電動工具１がベクトル制御を行わない場合は、３つのシャント抵抗５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗを省略可能である。そのため、電動工具１は、シャント抵抗５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗ、５２Ｘのうちシャント抵抗５２Ｘのみを備えて、シャント抵抗５２Ｘで検出された電流に基づいてブラシレスモータ３の回転数制御をしてもよい。
　電池パック１０１及び先端工具８３は、電動工具１の構成に含まれていなくてもよい。
　電動工具１の電源として、電池パック１０１に代えて、商用電源等の外部電源を用いてもよい。
　グリップ部２２は、本体部２１から本体部２１の長さ方向（第１方向Ｄ１）に沿った方向に突出していてもよい。
　保持台１１は、ハウジング２の一部であってもよい。カバー１３は、ハウジング２の一部であってもよい。
　ハウジング２の内部において、ファン１０３の配置と駆動回路ユニット４の配置とが逆であってもよい。
　複数のホール素子Ｈ１、複数の半導体スイッチング素子５１及びドライブ回路Ｒ１が、複数の基板に分散して配置されていてもよい。
　駆動回路ユニット４は、電流を検出するための構成として、シャント抵抗５２に代えて、ホール素子電流センサ等を備えていてもよい。
　（まとめ）
　以上説明した実施形態等から、以下の態様が開示されている。
　第１の態様に係る電動工具（１）は、ブラシレスモータ（３）と、インバータ回路（５）と、ドライブ回路（Ｒ１）と、を備える。インバータ回路（５）は、複数の半導体スイッチング素子（５１）を有する。インバータ回路（５）は、複数の半導体スイッチング素子（５１）に流れる電流をブラシレスモータ（３）に供給する。ドライブ回路（Ｒ１）は、複数の半導体スイッチング素子（５１）のオンオフを制御するためのドライブ電流を複数の半導体スイッチング素子（５１）に供給する。複数の半導体スイッチング素子（５１）は、ブラシレスモータ（３）及びドライブ回路（Ｒ１）の近傍に配置されている。
　上記の構成によれば、ドライブ回路（Ｒ１）から複数の半導体スイッチング素子（５１）に供給されるドライブ電流が流れる電路の長さを比較的短くすることができるので、ドライブ電流により発生するノイズを低減できる。また、複数の半導体スイッチング素子（５１）からブラシレスモータ（３）までの間の電路の長さを比較的短くすることができるので、この電路に流れる電流により発生するノイズを低減できる。
　また、第２の態様に係る電動工具（１）は、第１の態様において、ファン（１０３）を更に備える。ブラシレスモータ（３）及び複数の半導体スイッチング素子（５１）は、ファン（１０３）が生成する気流の流路に配置されている。
　上記の構成によれば、ファン（１０３）によりブラシレスモータ（３）及び複数の半導体スイッチング素子（５１）の両方を冷却できる。
　また、第３の態様に係る電動工具（１）は、第１又は２の態様において、本体部（２１）と、グリップ部（２２）と、を更に備える。本体部（２１）は、内部に空間を有する。グリップ部（２２）は、本体部（２１）に連結している。ブラシレスモータ（３）、複数の半導体スイッチング素子（５１）及びドライブ回路（Ｒ１）は、本体部（２１）に収容されている。
　上記の構成によれば、ブラシレスモータ（３）、複数の半導体スイッチング素子（５１）及びドライブ回路（Ｒ１）が、本体部（２１）とグリップ部（２２）とに分散配置されている場合と比較して、電路の長さを短くできるので、ノイズを低減できる。
　また、第４の態様に係る電動工具（１）は、第３の態様において、取付部（２３）を更に備える。取付部（２３）には、電池パック（１０１）を取付け可能である。本体部（２１）は、所定の第１方向（Ｄ１）に長さを有する。グリップ部（２２）は、本体部（２１）から第２方向（Ｄ２）に突出している。第２方向（Ｄ２）は、第１方向（Ｄ１）と交差する方向である。取付部（２３）は、グリップ部（２２）のうち第２方向（Ｄ２）における本体部（２１）側とは反対側の部位に連結されている。
　上記の構成によれば、電動工具（１）の電源として電池パック（１０１）を用いることができる。
　また、第５の態様に係る電動工具（１）は、第３又は４の態様において、出力軸（８１）を更に備える。出力軸（８１）は、ブラシレスモータ（３）に駆動される先端工具（８３）を保持可能である。本体部（２１）の内部において、複数の半導体スイッチング素子（５１）及びドライブ回路（Ｒ１）は、本体部（２１）のうち出力軸（８１）が位置する側の第１端とは反対側の第２端とブラシレスモータ（３）との間の領域に配置されている。
　上記の構成によれば、電路の長さを短くできるので、ノイズを低減できる。
　また、第６の態様に係る電動工具（１）は、第１～５の態様のいずれか１つにおいて、複数の半導体スイッチング素子（５１）及びドライブ回路（Ｒ１）が配置された単一の基板（駆動基板（４０））を更に備える。
　上記の構成によれば、複数の半導体スイッチング素子（５１）及びドライブ回路（Ｒ１）が複数の基板に分散配置されている場合と比較して、電路の長さを短くできるので、ノイズを低減できる。
　また、第７の態様に係る電動工具（１）は、第１～６の態様のいずれか１つにおいて、制御回路（６１）を更に備える。制御回路（６１）は、ドライブ回路（Ｒ１）の動作を制御する。制御回路（６１）は、ドライブ回路（Ｒ１）の近傍に配置されている。
　上記の構成によれば、制御回路（６１）からドライブ回路（Ｒ１）までの間の電路の長さを短くできるので、ノイズを更に低減できる。
　また、第８の態様に係る電動工具（１）では、第１～７の態様のいずれか１つにおいて、基板（駆動基板（４０））と、導体（４３）と、絶縁部（４６）と、を更に備える。基板の所定の領域の周囲には、複数の半導体スイッチング素子（５１）が配置されている。導体（４３）は、基板において上記所定の領域の周囲の電路として形成されている。導体（４３）は、複数の半導体スイッチング素子（５１）に電気的に接続されている。絶縁部（４６）は、基板において導体（４３）に流れる電流が上記所定の領域の周囲を１周する経路（Ｔ１、Ｔ２）上に設けられている。絶縁部（４６）は、経路（Ｔ１、Ｔ２）上の電流を遮断する。
　上記の構成によれば、上記所定の領域の周囲の導体（４３）において電流ループが形成されないため、導体（４３）で発生するノイズを低減できる。
　また、第９の態様に係る電動工具（１）は、ブラシレスモータ（３）と、インバータ回路（５）と、基板（駆動基板（４０））と、導体（４３）と、絶縁部（４６）と、を備える。インバータ回路（５）は、複数の半導体スイッチング素子（５１）を有する。インバータ回路（５）は、複数の半導体スイッチング素子（５１）に流れる電流をブラシレスモータ（３）に供給する。基板の所定の領域の周囲には、複数の半導体スイッチング素子（５１）が配置されている。導体（４３）は、基板において上記所定の領域の周囲の電路として形成されている。導体（４３）は、複数の半導体スイッチング素子（５１）に電気的に接続されている。絶縁部（４６）は、基板において導体（４３）に流れる電流が上記所定の領域の周囲を１周する経路（Ｔ１、Ｔ２）上に設けられている。絶縁部（４６）は、経路（Ｔ１、Ｔ２）上の電流を遮断する。
　上記の構成によれば、上記所定の領域の周囲の導体（４３）において電流ループが形成されないため、導体（４３）で発生するノイズを低減できる。
　また、第１０の態様に係る電動工具（１）では、第８又は９の態様において、上記所定の領域を有する基板（駆動基板（４０））は、第１層（第１面（４０１））と、第２層（第２面（４０２））と、を有する。第１層には、導体（４３）の一部である第１導体（４４）と、絶縁部（４６）の一部である第１絶縁部（４７）と、が形成されている。第１絶縁部（４７）は、第１導体（４４）に流れる電流が上記所定の領域の周囲を１周する経路（Ｔ１）上に設けられている。第２層には、導体（４３）の一部である第２導体（４５）と、絶縁部（４６）の一部である第２絶縁部（４８）と、が形成されている。第２絶縁部（４８）は、第２導体（４５）に流れる電流が上記所定の領域の周囲を１周する経路（Ｔ２）上に設けられている。基板を正面視した場合に、第１導体（４４）に流れる電流が上記所定の領域の周りを回る向きは、第２導体（４５）に流れる電流が上記所定の領域の周りを回る向きと反対向きである。
　上記の構成によれば、第１層の第１導体（４４）で発生するノイズの少なくとも一部を、第２層の第２導体（４５）で発生するノイズにより相殺することができる。
　また、第１１の態様に係る電動工具（１）では、第８～１０の態様のいずれか１つにおいて、基板（駆動基板（４０））は、上記所定の領域に貫通孔（４００）を有する。
　上記の構成によれば、貫通孔（４００）を有する基板で発生するノイズを低減できる。
１　電動工具
２１　本体部
２２　グリップ部
２３　取付部
３　ブラシレスモータ
４０　駆動基板（基板）
４３　導体
４４　第１導体
４５　第２導体
４６　絶縁部
４７　第１絶縁部
４８　第２絶縁部
４００　貫通孔
４０１　第１面（第１層）
４０２　第２面（第２層）
５　インバータ回路
５１　半導体スイッチング素子
６１　制御回路
８１　出力軸
８３　先端工具
１０１　電池パック
１０３　ファン
Ｄ１　第１方向Ｄ２　第２方向
Ｒ１　ドライブ回路
Ｔ１、Ｔ２　経路

Claims (11)

  1. 　ブラシレスモータと、
    　複数の半導体スイッチング素子を有し、前記複数の半導体スイッチング素子に流れる電流を前記ブラシレスモータに供給するインバータ回路と、
    　前記複数の半導体スイッチング素子のオンオフを制御するためのドライブ電流を前記複数の半導体スイッチング素子に供給するドライブ回路と、を備え、
    　前記複数の半導体スイッチング素子は、前記ブラシレスモータ及び前記ドライブ回路の近傍に配置されている、
    　電動工具。
  2. 　ファンを更に備え、
    　前記ブラシレスモータ及び前記複数の半導体スイッチング素子は、前記ファンが生成する気流の流路に配置されている、
    　請求項１に記載の電動工具。
  3. 　内部に空間を有する本体部と、
    　前記本体部に連結しているグリップ部と、を更に備え、
    　前記ブラシレスモータ、前記複数の半導体スイッチング素子及び前記ドライブ回路は、前記本体部に収容されている、
    　請求項１又は２に記載の電動工具。
  4. 　電池パックを取付け可能な取付部を更に備え、
    　前記本体部は、所定の第１方向に長さを有し、
    　前記グリップ部は、前記本体部から前記第１方向と交差する第２方向に突出しており、
    　前記取付部は、前記グリップ部のうち前記第２方向における前記本体部側とは反対側の部位に連結されている、
    　請求項３に記載の電動工具。
  5. 　前記ブラシレスモータに駆動される先端工具を保持可能な出力軸を更に備え、
    　前記本体部の内部において、前記複数の半導体スイッチング素子及び前記ドライブ回路は、前記本体部のうち前記出力軸が位置する側の第１端とは反対側の第２端と前記ブラシレスモータとの間の領域に配置されている、
    　請求項３又は４に記載の電動工具。
  6. 　前記複数の半導体スイッチング素子及び前記ドライブ回路が配置された単一の基板を更に備える、
    　請求項１～５のいずれか一項に記載の電動工具。
  7. 　前記ドライブ回路の動作を制御する制御回路を更に備え、
    　前記制御回路は、前記ドライブ回路の近傍に配置されている、
    　請求項１～６のいずれか一項に記載の電動工具。
  8. 　所定の領域の周囲に前記複数の半導体スイッチング素子が配置された基板と、
    　前記基板において前記所定の領域の周囲の電路として形成されており、前記複数の半導体スイッチング素子に電気的に接続された導体と、
    　前記基板において前記導体に流れる電流が前記所定の領域の周囲を１周する経路上に設けられ前記経路上の電流を遮断する絶縁部と、を更に備える、
    　請求項１～７のいずれか一項に記載の電動工具。
  9. 　ブラシレスモータと、
    　複数の半導体スイッチング素子を有し、前記複数の半導体スイッチング素子に流れる電流を前記ブラシレスモータに供給するインバータ回路と、
    　所定の領域の周囲に前記複数の半導体スイッチング素子が配置された基板と、
    　前記基板において前記所定の領域の周囲の電路として形成されており、前記複数の半導体スイッチング素子に電気的に接続された導体と、
    　前記基板において前記導体に流れる電流が前記所定の領域の周囲を１周する経路上に設けられ前記経路上の電流を遮断する絶縁部と、を備える、
    　電動工具。
  10. 　前記所定の領域を有する前記基板は、第１層と、第２層と、を有し、
    　前記第１層には、前記導体の一部である第１導体と、前記絶縁部の一部であり前記第１導体に流れる電流が前記所定の領域の周囲を１周する経路上に設けられた第１絶縁部と、が形成されており、
    　前記第２層には、前記導体の一部である第２導体と、前記絶縁部の一部であり前記第２導体に流れる電流が前記所定の領域の周囲を１周する経路上に設けられた第２絶縁部と、が形成されており、
    　前記基板を正面視した場合に、前記第１導体に流れる電流が前記所定の領域の周りを回る向きは、前記第２導体に流れる電流が前記所定の領域の周りを回る向きと反対向きである、
    　請求項８又は９に記載の電動工具。
  11. 　前記基板は、前記所定の領域に貫通孔を有する、
    　請求項８～１０のいずれか一項に記載の電動工具。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014111311A (ja) * 2014-03-26 2014-06-19 Makita Corp 電動工具

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