JP2009166157A - 電動工具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
ブラシレス直流モータ2のステータ巻線2cに電池パック9の電源を供給するための複数の半導体スイッチング素子5を有し、かつハウジング部3a内に装着されたインバータ回路基板4とを具備する電動工具1において、半導体スイッチング素子5は、SiC半導体パワートランジスタで構成された電動工具。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明をコードレスタイプのインパクトドライバに適用した場合の電動工具の第1の実施形態を示す構造図(断面図)、図2は、図1に示した電動工具に使用したブラシレス直流モータを駆動するためのインバータ回路基板の正面図(a)および側面図(b)、図3は、図2に示したインバータ回路基板に実装されたSiC半導体パワートランジスタの構造図(断面図)、図4は、図1に示した電動工具におけるブラシレス直流モータの駆動制御回路系を示す機能ブロック図をそれぞれ示す。
図5は第2の実施形態に係る電動工具の構造図を示す。第2の実施形態が上記第1の実施形態と異なる点は、第1の実施形態では、図1に示したように、特に、吸気口(通風口)3cおよび冷却ファン3eを胴体ハウジング部3aに設けたが、この第2の実施形態では、図5に示すように、これらの吸気口(通風口)3cおよび冷却ファン3eを設けないようにしたものである。これらを省略できる理由は、SiC半導体パワートランジスタ5の電力損失が少なく、また、その高温動作が可能であるためである。この第2の実施形態では、吸気口および冷却ファンを省略できるので、電動工具1の全長Lwをさらに短縮でき、上記第1の実施形態と同様な効果を得ることができる。また、胴体ハウジング部3aの端部Leにおいて吸気口3cを省略したので、インバータ回路基板4または半導体スイッチング素子5、およびブラシレス直流モータ2に対する雨水等の水分または塵埃の浸入を低減し、耐水性および防塵性を向上させることができる。
図6は第3の実施形態に係る電動工具の構造図を示す。第3の実施形態が上記第2の実施形態と異なる点は、ブラシレス直流モータ2のステータ2cの外周部に胴体ハウジング部3aから突出するリブ3gを形成し、通風路3dをステータ2cの外周面に沿って形成し、さらに胴体ハウジング部3aの円周部に複数の通風口(吸気口または排気口)3fを形成したものである。この場合も、上記第1の実施態様および上記第2の実施態様と同様に、胴体ハウジング部3aの全長の短縮化、耐水性および防塵性の向上を図ることができる。
図7および図8は第4の実施形態に係る電動工具の構造図を示す。上記第1の実施形態と大きく異なる点は、上記第1の実施形態で説明したインバータ回路部を形成するSiC半導体パワートランジスタ5は、インバータ回路基板4に実装しないで、スイッチ回路基板7に他の回路素子と共通に実装し、スイッチ回路基板7の一部にインバータ回路部(インバータ回路基板)を形成したものである。図8は、図7に示した第4の実施形態で使用されるスイッチ回路基板7の平面図を示す。SiC半導体パワートランジスタ5は、スイッチ回路7に対して面実装され、インバータ回路を構成する。この実施形態によれば、上記第1の実施形態におけるインバータ回路基板4は、パワートランジスタ5を含むインバータ回路の形成を必要としないので、単にブラシレス直流モータ2に対する防塵壁部として機能すればよい。その結果、電動工具1の端部の寸法Leを短縮することができ、上記第1の実施形態と同様な効果を得ることができる。
図9は第5の実施形態に係る電動工具の制御回路基板8の平面図である。第5の実施形態が上記第4の実施形態と異なる点は、SiC半導体パワートランジスタ5は、スイッチ回路基板7に実装しないで、制御回路基板8に他の回路素子と共通に実装し、制御回路基板8の一部にインバータ回路部を形成したものである。SiC半導体パワートランジスタ5は、制御回路基板8に対して面実装される。インバータ回路基板4は、上記第4の実施態様の場合と同様に、単にブラシレス直流モータ2に対する防塵壁部として機能すればよいので、半導体スイッチング素子5を実装する必要がない。その結果、電動工具1の端部の寸法Leを短縮することができ、上記第4の実施形態と同様な効果を得ることができる。
2a:ロータ 2b:永久磁石 2c:ステータ 2d:ステータ巻線
2e:回転出力軸 3a:胴体ハウジング部 3b:ハンドルハウジング部
3c:吸気口(通風口) 3d:通風路 3e:冷却ファン
3f:通風口 3g:リブ 4:インバータ回路基板
5:半導体スイッチング素子(SiC半導体パワートランジスタ)
5d:ドレイン電極端子 5g:ゲート電極端子 5r:ヒートシンク
5s:ソース電極端子 6:スイッチトリガ 6a:スイッチ部
7:スイッチ回路基板 8:制御回路基板 9:電池パック
10:正逆切替レバー 11、12、13:ホールIC(回転位置検出素子)
14:制御信号出力回路 15:印加電圧設定回路 16:回転方向設定回路
17:回転子位置検出回路 18:回転数検出回路 19:電流検出回路
20:温度上昇測定回路 20a:感熱素子 21:演算部
22:制御回路装置 23:減速機構部(動力伝達機構部) 24:遊星ギア
25:リングギア 26:ピニオンギア 27:インパクト機構部
28:ハンマ 28a:ハンマ凸部 28b:ハンマ内周面のカム溝
29:スピンドル 29a:スピンドル外周面のカム溝 30:バネ
31:アンビル 31a:アンビル凸部 32:先端工具保持部
33:ボール(鋼球) 51:半導体チップ 52:ヘッダー
53:金属ロウ材 54、55:ボンディングワイヤ 56:樹脂パッケージ
100:電動工具(従来技術)
Claims (7)
- 胴体ハウジング部およびハンドルハウジング部を有するハウジングと、前記胴体ハウジング部内に装着されたブラシレス直流モータよりなるモータ部と、前記モータ部の回転出力に基づいて駆動される先端工具取付部と、前記モータ部の回転出力を前記先端工具取付部へ駆動力として伝達する動力伝達部と、前記モータ部のブラシレス直流モータのステータ巻線に電池パックの電源を供給するための複数の半導体スイッチング素子を有し、かつ前記ハウジング部内に装着されたインバータ回路基板と、を具備する電動工具において、
前記半導体スイッチング素子は、SiC半導体パワートランジスタであることを特徴とする電動工具。 - 前記SiC半導体パワートランジスタが実装される前記インバータ回路基板は、前記胴体ハウジング部内に装着されていることを特徴とする請求項1に記載された電動工具。
- 前記SiC半導体パワートランジスタが実装される前記インバータ回路基板は、前記ハンドルハウジング部内に装着されていることを特徴とする請求項1に記載された電動工具。
- 前記SiC半導体パワートランジスタが実装される前記インバータ回路基板は、前記胴体ハウジング部の一端部内に装着されていることを特徴とする請求項2に記載された電動工具。
- 前記SiC半導体パワートランジスタは面実装型であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一つに記載された電動工具。
- 前記胴体ハウジング部は、前記モータ部から前記先端工具取付部へ、前記モータ部の回転軸方向に沿って延在し、
前記インバータ回路基板は、前記胴体ハウジング部の前記モータ部側端部の近傍において、前記モータ部の前記回転軸方向を横切る方向に延在するように配置され、
SiC半導体パワートランジスタは、前記インバータ回路基板に面実装によって搭載されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載された電動工具。 - 前記胴体ハウジング部の前記モータ部側端部には、インバータ回路基板の通風口を形成しないように構成したことを特徴とする請求項6に記載された電動工具。
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