JP2011005555A

JP2011005555A - 電動工具

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Publication number: JP2011005555A
Application number: JP2009148157A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Takahashi; 高橋　　滋
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2011-01-13
Anticipated expiration: 2029-06-23
Also published as: JP5370751B2

Abstract

【課題】本発明の課題は、電動工具を落下した場合でも、モータの作動状態等を表示する表示部が破損し難く、且つ、表示部が見易い構成を備えた電動工具を提供することにある。
【解決手段】
回転子３ａと固定子３ｃとを有するモータ３と、モータの出力回転軸を支持する軸受１４ｆと、該回転子３ａの回転力を減速機構部５を介して工具前方の先端工具に伝達するように構成した電動工具において、電動工具の作動状態または設定状態を表示する表示部１８を、前記軸受１４ｆの後端よりも前方であって前記固定子３ｃの後端よりも後方に設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示部を備えた電動工具に係り、特にブラシレスモータの作動状態や設定状態を見易く表示し、且つ破損しにくい表示部を備えた電動工具に関する。

本発明はモータを用する電動工具全般に適用可能であるが、以下、インパクト工具を例にとって説明する。

インパクト工具は、例えば特許文献１に開示されているように、直流モータの回転出力から間欠的な打撃力を発生し、この打撃力を先端工具保持部に伝達することにより、保持部に装着された先端工具でねじ締め等の作業を行う工具である。

このようなインパクト工具を含む多くの電動工具において、近年、回転動力を発生する直流モータとして、ブラシレス直流モータが用いられるようになってきた。ブラシレス直流モータは、整流子モータと比較して効率が高いため、消費電力が少ないという利点がある。このため、電動工具に装着される電池の、１回の充電当たりの電動工具の作業時間を従来よりも長くすることが可能となる。

ブラシレス直流モータは、一般に、永久磁石を備えた回転子と、３相巻線等の複数相の固定子巻線を備えた固定子と、回転子の永久磁石の磁力を検出して回転子位置を検出するホールＩＣより構成された磁気センサとを備えている。この磁気センサの出力信号に応じて、ＦＥＴ等の半導体スイッチング素子をオン・オフ動作させ、直流電圧をスイッチングして３相交流に変換し、各相の固定子巻線に供給する。複数の磁気センサは、複数相の固定子巻線に対応しており、各磁気センサにより回転子の位置検出を行い、この検出信号に基づいて各相の固定子巻線の通電タイミングが制御される。

ブラシレス直流モータは、回転子の回転駆動を制御するための制御回路部を備えているので、モータの高度な電子制御が可能であるだけでなく、電動工具の作動状態や設定状態を検出し、それらの状態を表示することも容易である。

特許文献２には、設定したトルクに達するとモータを停止させる制御部と、設定したトルクで締付が完了したことを使用者に知らせる表示部を備えた締付用電動工具が提案されている。

特開２００２−４６０７８号公報特開２００６−３４６７７１号公報

しかしながら、従来の電動工具は、表示部をハウジングの後部に設けているため、電動工具を後部から落下したときに、電動工具本体の自重が全てハウジングの後部の表示部に加わり、表示部が破損し易いという欠点があった。

本発明の主たる目的は、従来の上記欠点を除き、たとえ落下しても破損しにくい表示部を備えた電動工具を提供することにある。

本発明の他の目的は、ブラシレス直流モータの作動状態、例えばスイッチング素子の温度上昇を見易く表示できる表示部を備えた電動工具を提供することにある。

上記の目的を達成するために本発明は、回転子と固定子とを有するモータと、該モータの回転出力軸を支持する軸受とを備え、前記回転出力軸の回転力を減速機構部を介して電動工具前方側の先端工具に伝達すると共に、前記電動工具の作動状態及び／又は設定状態を表示する表示部を備えた電動工具において、基板上に表示素子を形成してなる前記表示部を、前記軸受の後端よりも前方であって、前記固定子の後端よりも後方に設けたことに一つの特徴を有する。

本発明の他の特徴は、前記モータ及び前記減速機構部を収納する２つ割りハウジングを備え、該２つ割りハウジングをねじ結合するためのねじボスと、前記軸受との間に前記表示部を配置したことにある。

本発明の他の特徴は、前記表示部の基板を保持する基板ホルダを有し、該基板ホルダ外周を弾性体で覆ったことことにある。

本発明の他の特徴は、前記表示素子の光を、ハウジングに形成した表示パネルまで案内する筒状の案内部を前記弾性体に形成したことにある。

本発明の他の特徴は、前記案内部の内部に前記発光素子の光を前記表示パネルに案内するプリズムを配設したことにある。

本発明の他の特徴は、回転子と固定子とを有するモータと、該モータの回転出力軸を支持する軸受と、直流電源の電圧をスイッチングして前記モータの固定子巻線に供給するインバータを構成する半導体スイッチング素子と、該半導体スイッチング素子を搭載するインバータ回路基板とを備え、前記回転出力軸の回転力を減速機構部を介して前方側の先端工具に伝達すると共に、前記電動工具の作動状態及び／又は設定状態を表示する表示部を備えた電動工具において、前記インバータ回路基板上に表示素子を形成し、該表示素子を前記軸受の後端よりも前方であって、前記固定子の後端よりも後方に設けたことにある。

本発明の他の特徴は、該半導体スイッチング素子の温度を検出する温度検出センサと、該検出温度と所定温度とを比較し、該半導体スイッチング素子の温度上昇を表す情報を出力する演算部とを備え、該半導体スイッチング素子の温度上昇に対応した態様で前記表示部を表示することにある。

本発明の他の特徴は、前記半導体スイッチング素子の温度上昇を段階的に表示させることにある。

本発明の他の特徴は、前記段階的な表示と連動して段階的に前記モータの固定子巻線に供給する電流値を低下し、最終段階で前記モータの回転を停止させることにある。

本発明によれば、各請求項毎に、以下のような効果が得られる。
（１）請求項１の発明によれば、電動工具の作動状態または設定状態を表示するための発光素子が軸受の後端よりも前方であって固定子の後端よりも後方に位置するので、電動工具が落下して電動工具の後部が地面に衝突した場合、軸受を介して表示部に衝撃が伝わるため、表示部の破損を防ぐことができる。
（２）請求項２の発明によれば、２つ割りハウジングをねじ結合するためのねじボス近傍は、ハウジングの剛性が強い部位であるため、ねじボスと軸受との間に表示部を設けることにより、一層表示部が破損し難くなる。
（３）請求項３の発明によれば、固定子巻線に直流電圧をスイッチングして供給するための半導体スイッチング素子を搭載したインバータ回路基板も、軸受と固定子との間に配置されているので該回路基板に加わる衝撃も低減する。また、前記インバータ回路基板と前記表示部は近接して配置されるため、リード線で接続する際、リード線の配線を短く簡素化できる。
（４）請求項４の発明によれば、回転子の出力等を制御する制御回路基板とインバータ回路基板がフラットケーブルで繋がれているので、インバータ回路基板と表示部とを、リード線で接続すると、リード線の長さを短くでき、リード線の配い回しが簡単ですむ。
（５）請求項５の発明によれば、表示基板を保持する基板ホルダを有し、該基板ホルダ外周を弾性体で覆ったので、電動工具を落下したとき、表示素子に加わる振動や衝撃を緩和することができ、表示部の破損防止に一層の効果がある。
（６）請求項６の発明によれば、上記弾性体に発光素子の光を外部に漏らさず表示パネルまで案内する筒状の案内部を設けたので、効率的に発光素子の光を案内することができる。また、筒状の案内部も弾性体で構成されているため、電動工具からの振動や衝撃を緩和することができる。
（７）請求項７の発明によれば、上記弾性体の筒状の案内部の内部と嵌合し、ハウジングの外表面まで上記発光素子の光を案内するプリズムを設けたので、一層効率よく発光素子の光を案内することができる。更にプリズムは、弾性体よりなる案内部の内部に配設されているため、電動工具からの振動や衝撃に対し、プリズムを保護することができる。
（８）請求項８の発明によれば、前記インバータ回路基板と前記表示基板を接続するリード線の外周を覆う筒状の保護部を前記弾性体に設けたので、電動工具からリード線に加わる振動や衝撃を緩和し、リード線の断線等を防ぐことができる。
（９）請求項９の発明によれば、インバータ回路基板に表示素子が形成されているので、基板を兼用できると共に、該回路基板を軸受の後端よりも前方で、固定子の後端よりも後方に設けたので、電動工具が落下したときに発光素子やスイッチング素子に加わる衝撃を緩和することができる。
（１０）請求項１０の発明によれば、２の割りハウジングをねじ結合するねじボスと前記軸受との間に、発光素子の光を表示パネルまで案内する筒状の案内部を弾性体に設けたので、発光押素子の光を効率よく案内することができる。
（１１）請求項１１の発明によれば、回転子の出力等を制御する制御回路基板とインバータ回路基板がフラットケーブルで接続されているので、前記インバータ回路基板と前記表示部とを、リード線で接続すると、リード線の長さを短くでき、リード線の配い回し等が簡単ですむ。
（１２）請求項１２の発明によれば、上記筒状の弾性体内部と嵌合し、外表面まで上記発光素子の光を案内するプリズムを設けたので、一層効率的に発光素子の光を案内することができる。また、プリズムを弾性体よりなる案内部材の内部に配設したため、電動工具からの振動や衝撃に対して、プリズムを保護することができる。
（１３）請求項１３及び１４の発明によれば、半導体スイッチング素子の温度を検出する温度センサと、スイッチング素子の温度上昇に対応した態様で表示する表示部を備えているので、モータの作動状態が一目で分かり、使い勝手の良い電動工具を提供することができる。
（１４）請求項１５の発明によれば、前記スイッチング素子の温度上昇を段階的に表示させたので、電動工具が過酷に使用されているか否かを判別することができる。
（１５）請求項１６の発明によれば、温度上昇による警告を段階的に表示させるのと連動させ、モータ部に流れる電流値を段階的に下げ、最終的に前記モータを停止させるようにしたので、モータの作動状態に応じて適切な制御を行うことが可能となり、スイッチング素子の熱的損傷を防止することができる。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る電動工具を図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る電動工具の全体構造を示すもので、電動工具１は、ハウジング２に収納されたブラシレス直流モータ３、インバータ回路基板４、減速機構部５、インパクト機構部６及び表示部１８等より構成される。

なお、説明の便宜上、図１の右側を工具の前方又は前端側、左側を工具の後方又は後端側と呼び、図１の上側を工具の上方側又は上端側、下側を工具の下方側又は下端側と呼ぶことにする。

ハウジング２の後端側にはブラシレス直流モータ３が配置されており、モータ３の固定子３ｃの後端には、モータ３を駆動させるためのインバータ回路基板４が装着されている。モータ３の前端側には、回転力を伝達する減速機構部５、および回転打撃力を与えるインパクト機構部６が配置され、インパクト機構部６の回転打撃力を先端工具へ伝達するアンビル８が設けられている。

ハウジング２は、本体胴体部ハウジング２ａと、ハンドル部ハウジング２ｂとよりなり、２つに分割されたいわゆる２つ割りハウジングをねじ１５ｆで結合することにより構成されている。

本体胴体部ハウジング２ａ内の後端側に配置されたブラシレス直流モータ３は、永久磁石３ｂを装着された回転子３ａと、固定子巻線３ｄを巻回された固定子３ｃとを有する。回転子３ａは、回転出力軸３ｅに固着され、回転出力軸３ｅの後端と前端には、それぞれ出力軸３を支承する軸受１４ｆが設けられている。後端側の軸受１４ｆは、回転子軸受部１５ｅ（図２）内に固定され、前端側の軸受１４ｆはインナーカバー（図示省略）内に保持されている。

ブラシレス直流モータ３の回転出力軸３ｅの回転力は、減速機構部５を介して、インパクト機構部６の一部を構成するスピンドル６ｂに伝達される。減速機構部５は、ピニオンギヤ（サンギヤ）５ａと、そのピニオンギヤ５ａに噛み合う遊星ギヤ５ｃと、遊星ギヤ５ｃと噛み合うリングギヤ５ｂとを含み、これらは胴体ハウジング部２ａ内のインナーカバー（図示なし）内に組み込まれている。

インパクト機構部６は、減速機構部５を介して回転力が与えられるスピンドル６ｂと、スピンドル６ｂに取付けられ、スピンドル６ｂの回転軸方向に移動可能に係合し、回転打撃力を与えるハンマ６ｄと、ハンマ６ｄによる回転打撃力で回転し、先端工具保持部を有するアンビル８とを備える。ハンマ６ｄおよびアンビル８は、回転平面上にハンマ凸部（打撃部）６ｅおよびアンビル凸部８ａをそれぞれ有している。

ハンマ６ｄは、スピンドル６ｂを囲むリング域で、スピンドル６ｂに対して軸方向に摺動自在にされていると共に、スプリング６ａによって軸方向前方に付勢されている。ハンマ６ｄの内周面には、逆Ｖ字型（略三角形）のカム溝が設けられており、スピンドル６ｂの外周面には軸方向に、Ｖ字型のカム溝６ｃが設けられ、両カム溝間にボール（鋼球）が挿入されている。

モータ３から与えられるスピンドル６ｂの回転力は、ボールを介してハンマ６ｄに伝達され、スピンドル６ｂおよびハンマ６ｄが一緒に回転を始める。このため、ハンマ６ｄは、スピンドルカム溝６ｃに沿って、スプリング６ａをねじりながら、図面左方向へ後退し、ハンマ凸部６ｅがアンビル凸部８ａの高さを乗り越えると、アンビル８との噛み合い解ける。

次にハンマ６ｄは、スプリング６ａによる付勢とカム溝によるガイドを受けて、回転しつつ、図面右方向へ前進し、ハンマ凸部（打撃部）６ｅでアンビル８に衝撃トルクを与える。この衝撃トルクは、例えばドライバビット等の先端工具（図示せず）に伝えられ、ねじ締めが行われる。その後、再びハンマ凸部６ｅおよびアンビル凸部８ａが互いに係合することになるので、再びハンマ６ｄの後退が始まり、上記の打撃動作を繰返すことになる。

一方、電動工具１の作動状態又は設定状態を表示する表示部１８は、２つ割りハウジングのねじ結合部のボス１５ｆと、後端側の軸受１４ｆとの間に配設されている。表示部１８には、後述のように、例えば半導体スイッチング素子の温度上昇の状態等が表示される。

図２は、表示部１８と、その周辺の構成を拡大して示す。同図に示されているように、表示部１８は、表示基板１８ｂ上に形成された表示素子１８ａ及び表示基板１８ｂを保持する基板ホルダ１８ｃとからなり、モータ３の回転出力軸３ｅの後端部を支承する軸受１４ｆの後端よりも前方で、モータ３の固定子３ｃの後端よりも後方に配置されている。

この位置に表示１８が配置されると、電動工具が落下して電動工具の後部が地面に衝突したときに、衝撃は軸受１４ｆを介して表示素子１８ａに伝わるため、表示素子１８ａが破損し難くなる。またねじボス１５ｆはハウジング２ａの剛性が強いため、ねじボス１５ｆと軸受１４ｆとの間に配置された表示部１８は、外部からの衝撃に対し、一層破損し難くなる。なお、表示基板１８ｂは、後述のインバータ回路基板４と近接して配置され、両基板１８ｂ及び４はリード線１９で接続されている。

図３に示すように、表示基板１８ｂを保持する基板ホルダ１８ｃは弾性体２０よりなる保護部材で覆われており、外部からの衝撃が緩和して表示素子１８ａに伝わるように構成されている。弾性体２０の一方の側面には、複数個の円筒状の突起２０ａが設けられ、他方の側面には断面が矩形の１個の筒状突起２０ｂが設けられている。突起２０ａは、表示基板１８ｂ上に形成された発光素子１８ａの光を本体胴体ハウジング２ａに形成された表示パネル２２まで案内するための案内部材の役割を有する。

上記円筒状突起２０ａの内部には、その内面と嵌合するようにプリズム２１等の光学素子が設けられている。プリズム２１は、発光素子１８ａの光を効率的に表示パネル２２に案内する役割を有する。一方、弾性体２０の他方の側面に設けられた突起２０ｂは、基板間を接続するリード線１９の外周を覆う保護部材として用いられる。このように弾性体２０は、表示部１８だけでなく、プリズム２１やリード線２０ｂを包囲するため、プリズム２１を保護し、リード線２０ｂの断線を防止するという効果を有する。

図１に戻り、ハンドルハウジング２ｂの下端部には、モータ３の駆動電源となる電池パック９が着脱可能に装着され、電池パック９の上部には、制御回路基板１０が配設されている。この制御回路基板１０には、モータ３のインバータ回路基板４に組み込まれたインバータ回路を制御するための制御回路が形成されている。制御回路基板１０とインバータ回路基板４はフラットケーブル７で接続されている。

一方、ハンドルハウジング２ａの上端部には、スイッチ部１１ａを有するスイッチトリガ１１と、正逆切替レバー１１ｂが配設されている。スイッチ部１１ａは、スイッチ回路基板１２に電気的接続され、スイッチトリガ１１の引込み量に対応する電気信号がスイッチ回路基板１２に供給される。また、スイッチ部１１ａとインバータ回路基板４は、リード線１３で電気的接続されている。正逆切替レバー１１ｂは、ブラシレス直流モータ３の回転方向を正転又は逆転に切替えるために用いられる。

後述のように、スイッチ回路基板１２および制御回路基板１０によって演算機能を含む制御回路部３０（図４）が構成される。電池パック９は、インバータ回路基板４によって構成されたインバータ回路部へ駆動電力を供給すると共に、制御回路部３０にも駆動電力を供給する。

次に、本発明に係る電動工具の制御回路装置の一実施例を図４を参照して説明する。

モータ３は、本実施例では３相ブラシレス直流モータからなり、Ｎ極およびＳ極を含む永久磁石を埋め込んで構成された回転子３ａと、スター結線された３相巻線Ｕ、Ｖ、Ｗからなる固定子巻線３ｄを有する固定子３ｃとから構成される。

ホールＩＣ３１、３２、３３は、回転子３ａの回転位置を検出するために６０°毎に回転子３ａに近接して配設され、それらの位置検出信号に基づいて固定子巻線３ｄの電流は、電気角１２０°の通電区間に制御される。

インバータ回路基板４には、３相ブリッジ形式に接続された６個のＦＥＴＱ１〜Ｑ６と、フライホイールダイオード（図示せず）が形成されている。ブリッジ接続された６個のＦＥＴ１７（Ｑ１〜Ｑ６）の各ゲートは、制御信号出力回路３４に接続され、各ＦＥＴ１７（Ｑ１〜Ｑ６）のドレインまたはソースは、スター結線された固定子巻線Ｕ、ＶおよびＷに接続される。

６個のＦＥＴ１７（Ｑ１〜Ｑ６）は、制御信号出力回路３４から印加されるスイッチング駆動信号Ｈ１〜Ｈ６によってスイッチング動作を行い、電池パック９からインバータ回路基板４に供給される直流電圧を、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の駆動電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換して固定子巻線３ｄ（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に供給する。

制御回路部３０は、制御信号出力回路３４に制御信号を出力するために設けられたもので、図１に示したスイッチ回路基板１２および制御回路基板１０に形成された回路装置を含む。制御回路部３０は、機能的には演算部３５、回転子位置検出回路３６、回転数検出回路３７、モータの駆動電流検出回路４０、印加電圧設定回路４１、回転方向設定回路４２等を含んでいる。

回転子位置検出回路３６は、上記３つのホールＩＣ３１、３２、３３の出力信号に基づいて回転子３ａと、固定子３ｃの固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗとの関係位置を検出し、演算部３５へ回転子３ａの位置情報を出力する。回転数検出回路３７は、回転子位置検出回路３６の検出信号に基づいて回転子３ａの回転数を検出し、その情報を演算部３５に出力する。

感熱素子３８はインバータ回路基板４の半導体スイッチング素子１７に近接して配置され、該スイッチング素子の温度を検出する。スイッチング素子１７の温度上昇は、温度上昇測定回路３９により測定され、その出力信号が演算部３５に加えられる。図５及び図６は、半導体スイッチング素子１７と感熱素子３８の配置の一例を示すもので、インバータ回路基板４の一方の表面には６個のＦＥＴ１７が形成され、その基板４の他方の表面には感熱素子３８が形成される。

一方、モータ３の駆動電流は、電流検出回路４０により検出され、その検出信号は演算部３５に加えられる。スイッチトリガ１１の引込み量に応答してスイッチ部１１ａにおいて発生する出力制御信号は、印加電圧設定回路４１に印加され、引込み量に対応するＰＷＭ信号のデューティ比を設定するため信号が生成され、演算部３５に加えられる。また、モータ３の正逆切替レバー１１ｂによる正回転または逆回転の操作は、回転方向設定回路４２により検出され、その操作に対応する信号が生成されて演算部３５に加えられる。

制御信号出力回路３４は、演算部３５からの出力に基づいて６個のＦＥＴ１７（Ｑ１〜Ｑ６）にＰＷＭ信号を供給し、ＰＷＭ信号のパルス幅の制御によって各固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗへ供給する電力を調整してモータ３の回転数を制御する。

表示部１８は、本実施形態では５個の表示素子１８ａを有し、各表示素子１８ａに対応して表示パネル２２には、図８に示すように、第１発光部（小１ランプ）２２ａ、第２発光部（小２ランプ）２２ｂ、第３発光部（中ランプ）２２ｃ、第４発光部（大１ランプ）２２ｄ、第５発光部（大２ランプ）２２ｅが形成されている。

演算部３５は、各回路部３６〜４２より印加された信号に基づいて図７のフローに示す演算を行い、その結果を表示部１８に、例えば図８に示す態様で表示する。

まず、ステップ１００において、感熱素子３８によって検出されたインバータ回路基板４の半導体スイッチング素子１７の温度Ｔを示す情報を温度上昇測定回路３９から取り込み、ステップ１０１で測定した温度Ｔと半導体スイッチング素子１７の定格温度を示す所定値Ｔ０を示す情報と比較する。

そしてＴがＴ０の５０％以上で且つ６０％より小さいと判定されると、モータ制御のＰＷＭデューティを９０％に低下させると共に、図８に示す表示パネル２２の小１ランプ２２ａを点灯する。ステップ１０３において、半導体スイッチング素子１７の定格温度Ｔ０の６０％以上で７０％より小さいと判定されると、モータ制御のＰＷＭデューティを８０％に低下させると共に、表示パネル２２の小２ランプ２２ｂを点灯する。ステップ１０５において、半導体スイッチング素子１７の定格温度の７０％以上で８０％より小さいと判定されると、モータ制御のＰＷＭデューティを７０％に低下させると共に、表示パネル２２の中ランプ２２ｃを点灯する。ステップ１０７において、半導体スイッチング素子１７の定格温度の８０％以上で９０％より小さいと判定されると、モータ制御のＰＷＭデューティを６０％に低下させると共に、表示パネル２２の大１ランプ２２ｄを点灯する。ステップ１０９において、半導体スイッチング素子１７の定格温度の９０％以上で１００％より小さいと判定されると、モータ制御のＰＷＭデューティを５０％に低下させると共に、表示パネル２２の大２ランプ２２ｅを点灯する。最後にステップ１１１において、半導体スイッチング素子１７の定格温度の１００％以上であると判定されると、モータ制御のＰＷＭデューティを０％に低下させると共に、表示パネル２２の全てのランプ２２ａを点灯し、モータ３の起動を停止する。

上記のようにモータ３の作動状態を示す１つの情報として、インバータ回路部４のスイッチング素子の温度上昇を段階的に表示することにより、電動工具がどの程度過酷に使用されているかを視覚的に判定することができる。

従来は、スイッチング素子の発熱量が大きくなると、スイッチング素子及び他の回路素子が熱的損傷を受け、破壊されるおそれがあるため、スイッチング素子の温度が所定値に達すると、ブラシレス直流モータに供給される電流を停止し、ねじ締め等の作業が突然できなくなることがあったが、上記実施例によれば、温度上昇の警告を段階的に表示すると共に、モータに供給する電流を段階的に下げるように制御するので、電動工具を長時間連続して使用することが可能になる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る電動工具を図９を参照して説明する。なお、同図において、図１と同じ構成部材には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

第２の実施形態においては、インバータ回路基板４は第１の実施形態と同様に固定子３ｃと軸受１４ｆとの間の位置に配置され、半導体スイッチング素子１７の温度上昇状態を表示する発光素子７０は、インバータ回路基板４に実装されている。

図１２及び図１３はインバータ回路基板４を示すもので、その一方の面には、インバータ回路を構成する６個の半導体スイッチング素子１７（Ｑ１〜Ｑ６）と共に、表示部１８の発光素子７０が形成されている。またインバータ回路基板４の他方の面には、感熱素子３８が形成されている。

図１０に示すように、モータ３の出力回転軸３ｅを支持する軸受１４と、２つ割りハウジング２をねじ結合するねじボス１５ｆとの間に、発光素子７０の光をハウジング２に形成された表示パネル２２まで案内する円筒状の案内部材７１が設けられている。

図１１は案内部材７１の構成を示すもので、ゴムあるいはエラストマ等の弾性体で形成され、発光素子７０の数に対応した円筒状の突起を有する。円筒状突起の内部には、プリズム等の光学素子７２が挿入され、発光素子７０の光を効率的に表示パネル２２まで案内する。なお、本実施形態の制御回路装置は図４と同様に構成できる。

本実施形態によれば、インバータ回路基板と表示素子の基板とを兼用しているので、構成がより簡単になる。また表示素子は、軸受１４ｆの後端よりも前方で固定子３ｃの後端よりも後方に位置するので、第１実施形態と同様に電動工具が落下したときに、発光素子７０やスイッチング素子１７に加わる衝撃を緩和することができる。

更に、弾性体よりなる案内部材７１の円筒状突起の内部と嵌合したプリズム等の光学素子７２を設けたので、発光素子７０の光を効率的に表示パネル２２まで伝達できると共に、光学素子７２を振動や衝撃から保護することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、電動工具の作動状態を表す情報として、インバータ回路の半導体スイッチング回路素子の温度上昇を示す情報を例にとって説明したが、電動工具の作動状態として、図１４に示すように電池の残量を表示させたり、インパクトドライバの打撃力を公知の方法で表示させてもよい。

また、電動工具の設定状態を表す情報として、図１４に示すようにライトのオン・オフのスイッチの状態を表示することも可能であり、表示部で表示する情報に特に制約はない。

本発明の第１の実施形態に係る電動工を示す全体構造図である。図１の一部拡大図である。本発明における第１実施形態の表示部の構造を示す斜視図である。本発明における制御回路装置の実施例を示すブロック図である。本発明におけるインバータ回路基板の説明図である。本発明におけるインバータ回路基板の説明図である。本発明における表示制御の実施例を説明するためのフロー図である。本発明における表示の実施例を示す説明図である。本発明の第２の実施形態に係る電動工具の全体構造図である。図９の一部拡大図である。本発明における第２実施形態の表示部の構造を示す斜視図である。本発明におけるインバータ回路基板の説明図である。本発明におけるインバータ回路基板の説明図である。本発明における表示の他の例を示す説明図である。

１：電動工具２：ハウジング２ａ：胴体部ハウジング３：モータ
３ａ：回転子３ｂ：永久磁石３ｃ：固定子３ｄ：固定子巻線
３ｅ：回転出力軸４：インバータ回路基板５：減速部
６：インパクト機構部７：フラットケーブル８：アンビル
９：電池パック１０：制御回路基板１１：スイッチトリガ
１１ａ：スイッチ部１１ｂ：正逆切替レバー１２：スイッチ回路基板
１３：リードＷ１４ｆ：軸受１４ｇ：軸受１５ｅ：回転子軸受部
１５ｆ：ねじボス１６：インナーカバー１７：半導体スイッチング素子
１８：表示部１８ａ：発光素子１８ｂ：表示基板１８ｃ：基板ホルダ
１９：リードＷ２０：弾性体２０ａ：筒状の突起２０ｂ：筒状の突起
２１：プリズム２２：表示パネル２２ａ：小１ランプ
２２ｂ：小２ランプ２２ｃ：中ランプ２２ｄ：大１ランプ
２２ｅ：大２ランプ３１：ホールＩＣ３２：ホールＩＣ
３３：ホールＩＣ３４：制御信号出力回路３５：演算部
３６：回転子位置検出回路３７：回転数検出回路３８：感熱素子
３９：温度上昇測定回路４０：電流検出回路４１：印加電圧設定回路
４２：回路方向設定回路７０：発光素子７１：弾性体７２：プリズム

Claims

回転子と固定子とを有するモータと、該モータの回転出力軸を支持する軸受とを備え、前記回転出力軸の回転力を減速機構部を介して電動工具前方側の先端工具に伝達すると共に、前記電動工具の作動状態及び／又は設定状態を表示する表示部を備えた電動工具において、基板上に表示素子を形成してなる前記表示部を、前記軸受の後端よりも前方であって、前記固定子の後端よりも後方に設けたことを特徴とする電動工具。
請求項１において、前記モータ及び前記減速機構部を収納する２つ割りハウジングを備え、該２つ割りハウジングをねじ結合するためのねじボスと、前記軸受との間に前記表示部を配置したことを特徴とする電動工具。
請求項１において、直流電源の電圧をスイッチングして前記モータの固定子巻線に供給するインバータを構成する半導体スイッチング素子と、該半導体スイッチング素子を搭載するインバータ回路基板と、該インバータ回路基板と前記表示部とを接続するリード線とを備え、前記インバータ回路基板を前記軸受と前記固定子との間に配置したことを特徴とする電動工具。
請求項３において、前記回転子の出力を制御する回路を搭載した制御回路基板を有し、該制御回路基板と前記インバータ回路基板とをフラットケーブルで接続したことを特徴とする電動工具。
請求項１において、前記表示部の基板を保持する基板ホルダを有し、該基板ホルダ外周を弾性体で覆ったことを特徴とする電動工具。
請求項５において、前記表示素子の光を、ハウジングに形成した表示パネルまで案内する筒状の案内部を前記弾性体に形成したことを特徴とする電動工具。
請求項６において、前記案内部の内部に前記発光素子の光を前記表示パネルに案内するプリズムを配設したことを特徴とする電動工具。
請求項５から請求項７のいずれか１項において、前記インバータ回路基板と前記表示基板とを接続するリード線の外周を覆う筒状の保護部を前記弾性体に設けたことを特徴とする電動工具。
回転子と固定子とを有するモータと、該モータの回転出力軸を支持する軸受と、直流電源の電圧をスイッチングして前記モータの固定子巻線に供給するインバータを構成する半導体スイッチング素子と、該半導体スイッチング素子を搭載するインバータ回路基板とを備え、前記回転出力軸の回転力を減速機構部を介して前方側の先端工具に伝達すると共に、前記電動工具の作動状態及び／又は設定状態を表示する表示部を備えた電動工具において、前記インバータ回路基板上に前記表示部の表示素子を形成し、該表示素子を、前記軸受の後端よりも前方であって、前記固定子の後端よりも後方に設けたことを特徴とする電動工具。
請求項９において、前記モータ及び前記減速機構を収納する２つ割りハウジングを備え、該２つ割りハウジングをねじ結合するねじボスと前記軸受との間に、前記表示素子の光を前記ハウジングに形成した表示パネルまで案内する筒状の弾性体よりなる案内部材を設けたことを特徴とする電動工具。
請求項９において、前記回転子の出力を制御する回路を搭載した制御回路基板を有し、該制御回路基板と前記インバータ回路基板とをフラットケーブルで接続したことを特徴とする電動工具。
請求項１０において、前記案内部材の内部に前記発光素子の光を前記表示パネルに案内するプリズムを配設したことを特徴とする電動工具。
請求項１において、直流電源の電圧をスイッチングして前記モータの固定子巻線に供給する半導体スイッチング素子と、該半導体スイッチング素子の温度を検出する温度検出センサと、該検出温度と所定温度とを比較し、該半導体スイッチング素子の温度上昇を表す情報を出力する演算部とを備え、該半導体スイッチング素子の温度上昇に対応した態様で前記表示部を表示することを特徴とする電動工具。
請求項９において、該半導体スイッチング素子の温度を検出する温度検出センサと、該検出温度と所定温度とを比較し、該半導体スイッチング素子の温度上昇を表す情報を出力する演算部とを備え、該半導体スイッチング素子の温度上昇に対応した態様で前記表示部を表示することを特徴とする電動工具。
請求項１３又は１４において、前記半導体スイッチング素子の温度上昇を段階的に表示することを特徴とする電動工具。
請求項１５において、前記段階的な表示と連動して、段階的に前記モータの固定子巻線に供給する電流値を低下し、最終段階で前記モータの回転を停止させることを特徴とする電動工具。