CN104955619B - 电动工具 - Google Patents

Abstract

在本发明中，为了能够通过缩短机身部分沿前后方向的长度从而提高在狭窄空间中的作业性，构造电动工具使得：采用壳体(1)，所述壳体(1)具有内部容纳有无刷电动机(10)和将与顶端工具连接的输出部分(30)的机身部分(2)、一端连接至机身部分(2)的手柄部分(3)以及设置在手柄部分(3)的另一端的容纳部分(4)，并且在引出了电源线(40)的容纳部分(4)中容纳有用作向电动机(10)供电的开关元件的FET(71)。与FET(71)沿电动机的前后方向设置的情况相比，能够缩短机身部分(2)沿前后方向的长度。

Description

电动工具

技术领域

本发明涉及一种使用商用交流电源的电动工具，并且更具体而言，涉及一种经由开关元件向电动机供电的电动工具。

背景技术

通常，已经知道通过从商用交流电源向整流式电动机供电来驱动的电动工具，例如，冲击式驱动器。此外，近年来，例如，专利文献1提出了一种这样的电动工具：在该电动工具中，使用无刷电动机作为电动机，并且电动机的旋转次数能够通过安装在控制板上的微型计算机受到精确控制。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]JP-A-2012-139747

图6示出了专利文献1所示的常规电动工具，该常规电动工具是冲击式驱动器，该冲击式驱动器包括：壳体1；无刷电动机10；冲击机构部分20，其被电动机10驱动旋转；以及输出部分30，其连接至冲击机构部分20(在图6中定义了前后方向及上下方向)。

壳体1具有：机身部分2，其内部容纳有电动机10、冲击机构部分20和输出部分30的一部分；手柄部分3，其一端连接至机身部分2；以及容纳部分4，其形成在手柄部分3的另一端。手柄部分3设置有扳机5，并且扳机5与容纳在手柄部分3中的开关机构6连接。通过扳机5，切换电动机10的电力的供给和断开。

电源线40从容纳部分4的下方引出，整流电路板50容纳在容纳部分4中，其中整流电路板50连接至电源线40，并且在整流电路板50上安装有将交流电转换成直流电的整流电路，并且控制电路板60也容纳在容纳部分4中，在控制电路板60上安装有控制电动机10的旋转等的控制电路。由扼流线圈41和电容器42构成的噪音滤波器***在电源线40与整流电路之间，并且噪音滤波器容纳在手柄部分3中。

由控制电路控制的逆变电路安装在布置于电动机10的后部的逆变电路板70上。逆变电路具有六个FET 71，以用作开启或关闭电动机10的通电的开关元件，并且每个FET 71均构造为被与电动机10一起旋转的风扇15所产生的气流冷却。

发明内容

要解决的技术问题

如图6所示，因为常规电动工具由商用交流电力驱动并且由FET 71处理的电力较大，所以各个FET 71布置在电动机10的轴线方向的背面侧。尽管该相应布置在通过与电动机10一起旋转的风扇15所产生的气流来冷却FET 71方面上是有效的，但是为了确保FET 71的布置空间，壳体1的机身部分2的沿前后方向的长度趋于增大。

因此，本发明的目的在于提供一种这样的电动工具：通过将向电动机供电的开关元件容纳在位于壳体的机身部分的相反侧的容纳部分中，该电动工具能够缩短壳体的容纳有电动机等的机身部分的沿前后方向的长度。

解决技术问题的手段

本发明的一个方面涉及一种电动工具。该电动工具包括：电动机；输出部分，其由电动机驱动，并且将与顶端工具连接；壳体，其具有内部容纳有电动机的机身部分、一端连接至机身部分的手柄部分以及设置在手柄部分的另一端的容纳部分；以及电源线，其从容纳部分引出，其特征在于：在容纳部分中容纳有向电动机供电的开关元件。

在上述方面中，优选的是，在容纳部分中容纳有控制电路板，在控制电路板的一侧上安装有控制电路，而在控制电路板的另一侧上安装有开关元件。

在上述方面中，优选的是，按钮与控制电路一起设置在控制电路板的一侧上，并且按钮从容纳部分露出。

在上述方面中，优选的是，控制电路和开关元件通过控制电路板的布线图彼此电连接。

在上述方面中，优选的是，在容纳部分中容纳有整流电路板，在整流电路板上安装有将电源线提供的交流电转换成直流电的整流电路。

在上述方面中，优选的是，在容纳部分的一部分中设置有用作进气孔的通风窗部分。

在上述方面中，优选的是，从通风窗部分引入的气流在整流电路板与控制电路板之间穿过。

在上述方面中，优选的是，通风窗部分设置在容纳部分的比手柄部分的另一端更向前突出的前侧。

在上述方面中，优选的是，可以在手柄部分中容纳有构成噪音过滤器的线圈和电容器，并且从通风窗部分引入的气流可以穿过容纳部分，然后穿过手柄部分中的线圈和电容器的***并到达机身部分中的电动机。

同时，上述构成要素的任意组合以及从本发明的表达转化得到的方法和***等均是有效的以作为本发明的其它方面。

本发明的效果

根据本发明的电动工具，通过使用如下壳体：所述壳体具有内部容纳有电动机的机身部分、一端连接至机身部分的手柄部分以及设置在手柄部分的另一端的容纳部分，并且通过将向电动机供电的开关元件容纳在容纳部分中，能够减少机身部分沿前后方向的长度，并且能够提高在狭窄空间中的作业性。

附图说明

图1是示出根据本发明电动工具的实施例的冲击式驱动器的侧截面图。

图2是示出根据实施例的壳体中的气流的侧截面图。

图3是根据实施例的控制框图。

图4示出根据实施例的安装有控制电路和逆变电路的接线板。

图5是示出另一个实施例的侧视图。

图6是示出常规实例的侧截面图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图对本发明的优选实施例进行描述。同时，在各个附图中示出的相同或等同的构成元件和部件等用相同的附图标记表示，并且适当地省略它们的重复描述。此外，各实施例是示例性的而非限制本发明，并且各实施例所描述的全部特征或特征的组合对于本发明的要素来说并非都是必需的。

在图1至图4中，将冲击式驱动器描述作为本发明的电动工具的实施例(在图1中定义了前后方向和上下方向)。如在下文所描述的那样，冲击式驱动器在逆变电路的布置方面不同于图6的常规实例。

如图1至图4所示，壳体1具有：机身部分2，其内部容纳有无刷电动机10、冲击机构部分20和输出部分30的一部分；手柄部分3，其一端连接至机身部分2；以及容纳部分4，其形成在手柄部分3的另一端。

无刷电动机10具有：输出轴11，其沿着前后方向延伸；转子12，其固定在输出轴11上并具有多个永磁体；定子14，其设置为围绕转子12并具有多个定子线圈13；以及冷却风扇15，其固定在输出轴11上。输出轴11的两侧为轴支撑(由轴承支撑)，并且定子14固定在壳体1的机身部分2侧上。输出轴11的旋转经由行星齿轮机构16减速且然后施加于冲击机构部分20的锤部21。

冲击机构部分20具有设置在锤壳25中的锤部21和向前推动锤部的弹簧23。锤部21在其前端侧具有冲击部分22，并且锤部21被行星齿轮机构16的输出轴驱动旋转。构成输出部分30的锤砧31在其后端具有受冲击部分32。此外，弹簧23向前推动锤部21，使得冲击部分22在旋转时沿旋转方向与受冲击部分32碰撞。借助该构造，当锤部21旋转时，使冲击施加于输出部分30的锤砧31。此外，锤部21构造为能够抵抗弹簧的推动力向后移动。在冲击部分22与受冲击部分32彼此相互冲击之后，锤部21在旋转的同时通过抵抗弹簧23的推动力而后退。当冲击部分22越过受冲击部分32时，弹簧23中所累积的弹性能量被释放出来，使得锤部21向前移动并且冲击部分22与受冲击部分32再次碰撞。

构成输出部分30的锤砧31在机身部分2的顶端部分处(即，在锤壳25的前端侧处)被可旋转地轴支撑。顶端工具能够可拆卸地安装在锤砧31上。

手柄部分3设置有扳机5。扳机5与容纳在手柄部分3中的开关机构6连接。借助扳机5，切换电动机10的电力的供给和断开。

电源线40从容纳部分4的下方引出，并且整流电路板50和控制电路板80容纳在容纳部分4中，其中整流电路板50连接至电源线40，并且在整流电路板50上安装有将交流电转换成直流电的整流电路，而在控制电路板80上安装有控制电动机10的控制电路和逆变电路这两者。

如图3所示，安装在整流电路板50上的整流电路具有将从电源线40提供的商用交流电源(AC 100V)全波整流的二极管电桥45和滤波电容器46。此外，将具有扼流线圈41和电容器42的噪音滤波器***在二极管电桥45的交流输入侧，并且噪音滤波器容纳在手柄部分3中。向控制电路81和逆变电路85提供来自整流电路的直流输出电压，其中控制电路81包括安装在控制电路板80上的微型计算机等，而逆变电路85具有用作向电动机10供电的开关元件的FET(例如，六个FET)。

旋转检测板90具有用于检测电动机10的转子12的位置且以60°的间隔设置的三个霍尔元件91。旋转检测板90牢固地设置在图1所示的电动机10的后部(在电动机10与风扇15之间)。每个霍尔元件91的旋转检测输出被输入至控制电路81。此外，由扳机5操作的开关机构6的输出被输入至控制电路81。

图4示意性地示出了控制电路板80的构造。控制电路81安装在双面接线板86的上表面上，而用作开关元件的FET 71安装在双面接线板86的下表面上。控制电路81和包括FET71的逆变电路85借助双面接线板86的布线图彼此电连接。此外，尽管没有示出，但是双面接线板86的上表面和下表面均由具有良好导热性的绝缘树脂模制成型。当通过扳机5操作开关机构6时，控制电路81基于各霍尔元件91所检测到的转子位置的检测输出来开启和关闭逆变电路85的各个FET 71，由此使转子12以预定旋转速度沿预定方向旋转。

如图1所示，控制电路板80设置有从容纳部分4的上表面露出的冲击力显示面板87。如图4所示，冲击力显示面板87具有按钮88。按钮88例如为用于切换电动机转数的冲击力切换按钮、用于切换电动机10的连续驱动和间歇性驱动的模式切换按钮等。

如图1所示，电源线40的引出开口48、整流电路板50以及控制电路板80从壳体1的容纳部分4的下方以对应的顺序布置，并且在整流电路板50与控制电路板80之间形成有用作热辐射的气流通道的间隙。FET 71布置为面向整流电路板50(即，面向气流通道)。在容纳部分4的比手柄部分3的另一端更向前突出的前侧设置有具有多个进气孔的通风窗部分7。尽管没有示出，但是在机身部分2的后侧设置有具有多个排气孔的通风窗部分。如图2中的粗箭头所示，当风扇15旋转时，从通风窗部分7引入至容纳部分4中的气流穿过整流电路板50的***以及整流电路板50与控制电路板80之间的间隙，气流在经过构成噪音过滤器的扼流线圈41和电容器42的***的同时穿过手柄部分3的内部，气流在电动机10的转子12与定子14之间穿过，然后从设置在机身部分2的后侧的通风窗部分排出至外部。通风窗部分7设置在容纳部分4的前侧，使得能够有效地冷却整流电路板50以及安装在控制电路板80上的FET 71。此外，因为气流穿过手柄部分3的内部，所以也能够冷却扼流线圈41和电容器42。

接下来，将描述冲击式驱动器的整体操作。当电源线40连接至商用交流电源(未示出)时，向控制电路81提供驱动电力，使得冲击力显示面板87呈亮的状态。在该状态下，当操作者扣动扳机5时，电动机10以与扳机5的扣动量对应的转数旋转。同时，冷却风扇15也旋转，以便从通风窗部分7引入外部空气。外部空气沿着图2所示的路径冷却整流电路板50、包括FET 71的控制电路板80以及电动机10，然后从机身部分2的后侧排出至外部。随着电动机10的旋转，冲击机构部分20的锤部21打击输出部分30的锤砧31，使得由锤砧保持的顶端工具旋转。当操作者松开扳机5时，电动机10停止。

根据该实施例，可以实现以下效果。

(1)通过使用如下壳体1：该壳体1具有内部容纳有电动机10的机身部分2、一端连接至机身部分2的手柄部分3以及设置在手柄部分3的另一端的容纳部分4，并且通过将用作向电动机10供电的开关元件的FET 71容纳在容纳部分4中，能够减少机身部分2沿前后方向的长度，并且能够提高在狭窄空间中的作业性。

(2)因为控制电路板80容纳在容纳部分4中，控制电路81安装在控制电路板80的一个侧面而FET 71安装在控制电路板80的另一个侧面，所以未增加控制电路板80的板部区域。与电池驱动型的电动工具相比，在使用商用交流电源的电动工具的情况下，使用电力更大并且FET 71的形状也变大。然而，因为使用控制电路81的相反的电路板表面安装FET 71，所以可以节省空间。

(3)因为将整流电路板50(其上安装有将电源线40提供的交流电转换成直流电的整流电路)容纳在容纳部分4中，在容纳部分4的一部分(前侧)中设置有用作进气孔的通风窗部分7，并且从通风窗部分7引入的气流在整流电路板50与控制电路板80之间穿过，所以能够有效地冷却安装在控制电路板80上的FET 71。此外，如图2所示，气流从容纳部分4的前方向后流动，然后从手柄部分3的下方向上流动，以便也能够冷却构成噪音过滤器的扼流线圈41和电容器42。此外，已通过手柄部分3的气流从前方朝后方穿过机身部分2中的电动机10的转子12与定子14之间，从而冷却电动机10。如图2所示，气流以大致的Z形状蛇行地穿过壳体1的内部，从而冷却大范围的部件。

(4)在常规情况下，因为逆变电路板与控制电路板分离地布置在电动机的后部，所以控制电路板与逆变电路板之间的多根配线需要穿过手柄部分3中的狭窄空间，这不利于使手柄部分3的直径变小以便能够容易地抓握手柄部分。然而，根据该实施例，因为控制电路81和包括FET 71的逆变电路85通过控制电路板80的布线图彼此电连接，所以能够减少穿过手柄部分3的内部的配线数量。

图5示出本发明的另一个实施例。在这种情况下，具有多个进气孔的通风窗部分7的布置是不相同的。也就是说，通风窗部分7设置在壳体1的容纳部分4的侧面上。其它构造与图1等所示的实施例一样。

此外，在图5所示的实施例中，在从通风窗部分7引入至容纳部分4中的气流在冷却整流电路板的***的同时在整流电路板与控制电路板之间穿过，由此冷却安装在控制电路板上的FET。

虽然已经参考各实施例描述了本发明，但对本领域的技术人员来说明显的是，在权利要求书所限定的范围内，可以对各实施例的各个构成元件和各个处理做出各种修改。在下文中，将描述变型实施例。

在图1的实施例中，通风窗部分7设置在容纳部分4的前侧，而在图5的实施例中，通风窗部分7设置在容纳部分4的侧面。然而，通风窗部分7也可以设置在容纳部分4的前侧和侧面的二者上。

在各个实施例中，将冲击式驱动器作为电动工具进行举例说明。然而，因为电动工具安装有电动机且由交流电源驱动，所以本发明不限于冲击式驱动器。例如，本发明也可以应用于具有离合器的驱动式电钻、具有往复冲击机构的冲击钻、具有液压冲击机构部分的油压脉冲驱动器等。

附图标记说明

1：壳体

2：机身部分

3：手柄部分

4：容纳部分

5：扳机

6：开关机构

7：通风窗部分

10：无刷电动机

15：风扇

20：冲击机构部分

30：输出部分

40：电源线

50：整流电路板

60、80：控制电路板

70：逆变电路板

71：FET

81：控制电路

85：逆变电路

86：双面接线板

87：冲击力显示面板

90：旋转检测板

91：霍尔元件

Claims (7)

1.一种电动工具，包括：

电动机；

输出部分，其由所述电动机驱动，并且所述输出部分与顶端工具连接；

壳体，其具有内部容纳有所述电动机的机身部分、一端连接至所述机身部分的手柄部分以及设置在所述手柄部分的另一端的容纳部分；以及

电源线，其从所述容纳部分引出，

其特征在于：

在所述容纳部分中容纳有向所述电动机供电的开关元件，并且

在所述容纳部分的一部分中设置有用作进气孔的通风窗部分，所述通风窗部分设置在所述容纳部分的比所述手柄部分的所述另一端更向前突出的前侧的下部。

2.根据权利要求1所述的电动工具，

其特征在于：

在所述容纳部分中容纳有控制电路板，在所述控制电路板的一侧上安装有控制电路，而在所述控制电路板的另一侧上安装有所述开关元件。

3.根据权利要求2所述的电动工具，

其特征在于：

按钮与所述控制电路一起设置在所述控制电路板的所述一侧上，并且所述按钮从所述容纳部分中露出。

4.根据权利要求2所述的电动工具，

其特征在于：

所述控制电路和所述开关元件通过所述控制电路板的布线图彼此电连接。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电动工具，

其特征在于：

在所述容纳部分中容纳有整流电路板，在所述整流电路板上安装有将所述电源线提供的交流电转换成直流电的整流电路。

6.根据权利要求2至4中的任一项所述的电动工具，

其特征在于：

在所述容纳部分中容纳有整流电路板，在所述整流电路板上安装有将所述电源线提供的交流电转换成直流电的整流电路，在所述容纳部分的一部分中设置有用作进气孔的通风窗部分，并且从所述通风窗部分引入的气流在所述整流电路板与所述控制电路板之间穿过。

7.根据权利要求1所述的电动工具，

其特征在于：

在所述手柄部分中容纳有构成噪音过滤器的线圈和电容器，并且从所述通风窗部分引入的气流穿过所述容纳部分，然后穿过所述手柄部分中的所述线圈和所述电容器的***并到达所述机身部分中的所述电动机。