JP5424018B2

JP5424018B2 - 電動工具

Info

Publication number: JP5424018B2
Application number: JP2009020452A
Authority: JP
Inventors: 英之谷本; 信宏高野
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2029-01-30
Also published as: JP2010173042A

Description

本発明は、ブラシレスモータを使用する電動工具に関する。

高効率を実現することができるブラシレスモータは、電動工具の駆動源としても使用可能である。しかし、ブラシレスモータでは、ブラシ付モータでは不要であったモータ駆動回路が必要になる。ブラシレスモータを備える電動工具では、モータ駆動回路は、電動工具と外部電源との間に別途設けられた電源ボックス内に収納されていた(例えば、特許文献１)。このような電動工具においては、複数の電動工具が同一の外部電源に接続されている場合には、作業者の移動に伴い電源ボックスが移動し、電源ボックス同士が衝突して破損してしまうという問題があった。

そこで、モータ駆動回路を電動工具内に収容することが提案されている。例えば、特許文献２及び３、４には、電動工具のハウジング内におけるモータ駆動回路基板の配置に関する技術が記載されている。具体的には、特許文献２には、グリップ部と駆動用電池との間に、モータ駆動回路の一部である電気回路基板を設けたコードレスインパクトドライバが開示されている。また、特許文献３には、モータ駆動回路の一部である制御基板をハンドル部に収容するコードレスインパクトドライバが開示されている。さらに、特許文献４には、ブラシレスモータの収容部の上方に画成された空間に、モータ駆動回路基板の一部であるＦＥＴ基板を収容するコードレスハンマドリルが開示されている。

特表２００８−５０４１３６号公表（図１）特開２００７−２８３４４７号公報特開２００６−２９７５３２号公報特開２００８−１７３７１６号公報

しかしながら、作業者がモータの収納部分を握って使用する電動工具（例えば、ディスクグライダ）に対し、特許文献２及び３、４に記載のモータ駆動回路の配置を適用することは、以下の理由により困難である。まず、特許文献２及び３、４に記載の電動工具では、ブラシレスモータの外径よりも径方向外側に各基板の一部が位置するように配置しているため、ディスクグラインダ等の電動工具に適用すると、モータ収容部の径を大きくする必要がある。モータの収容部分の径が大きくなると、作業者はモータの収容部分を握りにくくなり、作業性が低下するという問題がある。

また、モータ駆動回路は、電界効果トランジスタ(以下、ＦＥＴと略称する)などの複数のスイッチング素子を有する。ＦＥＴには運転電流が流れるとともに、高速でスイッチング動作が行なわれるため、ＦＥＴは他の電子部品と比較して発熱量が大きい。このため、モータ駆動回路を電動工具のハウジング内に収納する場合には、特にＦＥＴの冷却を考慮すると共に、モータ駆動回路基板を効率良く配置することが要求される。特に、他の電動工具よりも高出力なディスクグラインダ等の電動工具では、電池電源ではなくＡＣ電源を採用する必要があるため、サイズの大きいＦＥＴが使用されている。そのため、特許文献４のように円周上に６個のＦＥＴを配置すると、ＦＥＴが配置される円周の径が大きくなり、その結果ハウジングも大型化するという問題がある。

そこで、本発明は、ハウジングを小型化し作業性を向上させると共に、高出力な電動工具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、略円筒状の把持部を有し、一端部に空気排出孔が形成され他端部に空気流入孔が形成され、前記空気流入孔と前記空気排出孔とを連通させる通風路が内部に形成されるハウジングと、駆動軸を有し、前記把持部内に収容されるブラシレスモータと、前記把持部内に収容され、前記ブラシレスモータを駆動するためのモータ駆動回路と、を備え、前記モータ駆動回路には、スイッチング素子を実装し、前記把持部の軸心方向に略平行に延びるスイッチング素子基板が設けられ、前記ハウジングには、前記把持部の内周面から前記スイッチング素子基板に向けて突出し、冷却風を前記スイッチング素子基板に向けてガイドするガイド部が設けられることを特徴とする電動工具を提供している。

また、前記電動工具は、前記把持部の前記他端部から突出し、前記ハウジングの前記一端部から前記他端部に向かう方向に延びるスイッチと、をさらに備えることが好ましい。

また、前記モータ駆動回路は、さらに複数の基板を有することが好ましい。

また、前記複数の基板のうち少なくとも１つの基板は、実装面が前記把持部の軸心方向と略垂直になるように配置されていることが好ましい。

また、前記複数の基板は、各基板の実装面が前記把持部の軸心方向と略垂直になるように配置されていることが好ましい。

また、前記ブラシレスモータは前記把持部の軸方向に延びる略円筒形状であって、前記複数の基板の各基板は、前記ブラシレスモータの外径と略同一な径を有する略円板形状であることが好ましい。

また、前記複数の基板の各基板は、略円形状であって、前記ブラシレスモータと略同心上に位置するように配置されていることが好ましい。

また、前記複数の基板の各基板は、前記把持部の径方向において、少なくとも一部が前記ブラシレスモータと重なることが好ましい。

さらに、前記ハウジングの前記一端部側に着脱可能に取付けられる先端工具と、前記ブラシレスモータから前記先端工具へと駆動力を伝達する歯車部と、前記ハウジングの前記他端部側に設けられ、外部電源から電力を供給するための電源線と、を備え、前記他端部側から前記一端部側に向かって、前記電源線、前記モータ駆動回路、前記ブラシレスモータ、前記歯車部、前記先端工具の順に配置されていることが好ましい。

さらに、前記ハウジングの前記一端部側に設けられる先端工具と、前記ハウジングの前記他端部側に設けられ、外部電源から電力を供給するための電源線と、を備え、前記モータ駆動回路は、前記電源線に接続され、前記外部電源から供給された電力を整流する整流回路と、前記整流された電力をインバータ信号に変換するインバータ回路と、をさらに備え、前記スイッチング素子は、インバータ信号に基づき前記ブラシレスモータを駆動させ、前記他端部側から前記一端部側に向かって、前記電源線、前記整流回路、前記インバータ回路、前記スイッチング素子基板、前記ブラシレスモータの順に配置されていることが好ましい。

さらに、前記スイッチング素子基板は、スイッチング素子が実装された実装面を有し、前記スイッチング素子は、略直方体形状であって、前記略直方体形状のうち最も広い面が前記ハウジングの前記他端部側から前記一端部側に向かう方向と略平行になるように配置されていることが好ましい。

また、前記通風路は、前記ガイド部と前記スイッチング素子との間に形成される空間を含むことが好ましい。

また、前記電動工具は、前記駆動軸と略直角な方向に延びる出力軸をさらに備えることが好ましい。

請求項１に記載の電動工具によれば、ブラシレスモータを駆動するためのモータ駆動回路の全てが把持部に収納されるので、電動工具と外部電源との間に外付けの電源ボックスを設ける必要がない。よって、複数の電動工具が同一の外部電源に接続されていても、電源ボックス同士が衝突して破損する恐れがない。また、作業者が電動工具を使用する際に、電源ボックスが邪魔になることがなく、作業性が向上する。また、把持部を略円筒状に形成したことにより、作業者は把持部を握り易くなり、作業性が向上する。また、空気流入孔から取り入れられた冷却風は、空気流入孔から空気排出孔へ向かって風路内を流れる。さらに、ハウジングのうちスイッチング素子基板近傍にガイド部を設けたので、ガイド部によってスイッチング素子近傍に冷却風を集中させ、スイッチング素子の冷却効率が向上させることができ、より高出力な電動工具を提供できる。

請求項２に記載の電動工具によれば、ブラシレスモータを駆動するためのモータ駆動回路の全てが把持部に収納されるので、電動工具と外部電源との間に外付けの電源ボックスを設ける必要がない。よって、複数の電動工具が同一の外部電源に接続されていても、電源ボックス同士が衝突して破損する恐れがない。また、作業者が電動工具を使用する際に、電源ボックスが邪魔になることがなく、作業性が向上する。また、把持部を略円筒状に形成したことにより、作業者は把持部を握り易くなり、作業性が向上する。また、スイッチは、把持部の一端に対する他端から突出し、把持部の軸心方向に延びている。つまり、スイッチは、把持部の径方向外側に設けられていない。よって、作業者が把持部を把持する際に、スイッチが邪魔になることや、誤ってスイッチを押下することを防止できる。また、空気流入孔から取り入れられた冷却風は、空気流入孔から空気排出孔へ向かって風路内を流れる。さらに、ハウジングのうちスイッチング素子基板近傍にガイド部を設けたので、ガイド部によってスイッチング素子近傍に冷却風を集中させ、スイッチング素子の冷却効率が向上させることができ、より高出力な電動工具を提供できる。

請求項３に記載の電動工具によれば、モータ駆動回路は複数の基板を有するので、モータ駆動回路が一枚の基板上に設けられる場合と比較して、把持部内におけるモータ駆動回路に関する基板の配置の自由度が向上する。よって、効率的にモータ駆動回路に関する基板を配置でき、ハウジング内にデッドスペースが画成されることを防止できる。

請求項４に記載の電動工具によれば、複数の基板のうち少なくとも１つの基板は、実装面が前記把持部の軸心方向と略垂直になるように配置したので、モータ駆動回路を配置するために必要な把持部の軸心方向の長さを小さくすることができる。よって、コンパクトで作業性の良い電動工具を提供できる。

請求項５に記載の電動工具によれば、複数の基板の各基板は、実装面が前記ハウジングの軸心方向と略垂直になるように配置したので、モータ駆動回路を配置するために必要な把持部の軸心方向の長さを小さくすることができる。よって、コンパクトで作業性の良い電動工具を提供できる。

請求項６に記載の電動工具によれば、複数の基板の各基板をブラシレスモータの外径と略同一な形状とすることにより、把持部内に無駄な空間を画成することがなく、把持部の径を小さくすることができる。よって、把持部が握り易くなり、作業者の作業性が向上する。

請求項７に記載の電動工具によれば、複数の基板の各基板をブラシレスモータと略同心上に位置するように配置することにより、把持部内に無駄な空間を画成することがなく、把持部の径を小さくすることができる。よって、把持部が握り易くなり、作業者の作業性が向上する。

請求項８に記載の電動工具によれば、複数の基板の各基板は少なくとも一部が把持部の径方向においてブラシレスモータと重なるように配置されるので、把持部の径が大きくなることを防止することができる。

請求項９に記載の電動工具によれば、重量の大きい先端工具と歯車部とを一端部側に配置することにより、電動工具の重心を一端部側に位置させることができる。よって、電動工具の重心が他端部側に位置する場合と比べ、作業者はバランスを採り易くなり、作業性が向上する。

請求項１０に記載の電動工具によれば、他端部側から一端部側に向かって、電源線、整流回路、インバータ回路、スイッチング基板、ブラシレスモータの順に配置されているので、電力の供給方向と同様に、電源線からブラシレスモータへと向かう方向に沿って配線を引回すことができる。よって、配線を無駄なく引回すことができ、コンパクトで作業性の良い電動工具を提供できる。

請求項１１に記載の電動工具によれば、空気流入孔から取り入れられた冷却風は、空気流入孔から空気排出孔へ向かって風路内を流れる。つまり、冷却風は、概ね他端部側から一端部側に向かう方向に沿って流れることになる。さらに、スイッチング素子のうち最も広い面が他端部側から一端部側に向かう方向に略平行になるよう配置されているので、冷却風は、スイッチング素子のうち最も広い面に沿って流れる。よって、スイッチング素子の冷却効率が向上し、より高出力な電動工具を提供できる。

請求項１２に記載の電動工具によれば、通風路の一部としてガイド部とスイッチング素子との間に形成される空間を含むので、ガイド部によってスイッチング素子近傍に冷却風を集中させ、スイッチング素子の冷却効率が向上させることができ、より高出力な電動工具を提供できる。

本発明の第１の実施形態に係るディスクグラインダを示す断面図。本発明の第１の実施形態に係るディスクグラインダのモータ駆動回路を示す斜視図。本発明の第２の実施形態に係るディスクグラインダを示す断面図。本発明の第２の実施形態に係るディスクグラインダのモータ駆動回路を示す斜視図。本発明の第３の実施形態に係るディスクグラインダを示す断面図。本発明の第３の実施形態に係るディスクグラインダのモータ駆動回路を示す斜視図。本発明の第３の実施形態に係るディスクグラインダのモータ駆動回路を示す別の角度から視た斜視図。本発明の第３の実施形態に係るディスクグラインダの変形例に係る断面図。本発明の実施形態に係るディスクグラインダの別の変形例に係る断面図。図９に示す変形例に係るディスクグラインダのモータ駆動回路を示す斜視図。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。

以下、本発明の第１の実施形態による電動工具について、ディスクグラインダで実施した例を図１及び図２を参照しながら説明する。図１に示されるディスクグラインダ１は、モータ３を収容するハウジング２と、モータ３により回転駆動されるギヤ部４と、ギヤ部４から回転力を得る研削用砥石５と、ファン６と、電源線７とを主に備えている。以下、ディスクグラインダ１に関し、研削用砥石５側を前方、電源線７側を後方として説明する。

ハウジング２は、略円筒状の把持部２１と、把持部２１の前方に接続されるギヤカバ２２とから構成される。把持部２１は、モータ３と、モータ３を制御するモータ駆動回路８と、ファン６とを収容している。把持部２１は、略面対象な２つの半円筒形状の部材を合わせることにより、略円筒状に形成され、モータ３及びモータ駆動回路８を固定している。把持部２１の後方の部分には、ハウジング２外から空気を流入するための空気流入孔２ａが形成されている。さらに、把持部２１の内周面２１Ａには、後述のＦＥＴ８７の冷却面８７Ｂに対向する対向面２３Ａを有するガイド部２３が設けられている。また、ハウジング２内には、把持部２１に形成された空気流入孔２ａと後述のギヤカバ２２に形成された空気排出孔２ｂとの間を連通する風路２ｃが画成されている。具体的には、空気流入孔２ａ及び空気排出孔２ｂは、把持部２１の内周面２１Ａ（対向面２３Ａを含む）とモータ駆動回路８との間に画成される第１風路２ｄと、モータ３の外周面３Ａと把持部２１の内周面２１Ａとの間に画成される第２風路２ｅとを介して連通されている。また、把持部２１の後方の部分には、モータ駆動回路８を介して図示せぬ外部電源からモータ３へ電力を供給するための電源線７と、モータ３の駆動及び停止を制御するためのスイッチ９とが設けられている。スイッチ９は、把持部２１の後方の端部２１Ｂから突出し、把持部２１の軸心方向に延びるように設けられている。電源線７及びスイッチ９は、把持部２１を形成する２つの半円筒形状の部材を合わせることにより、把持部２１によって固定されている。

モータ３は、略円筒状の外形を有し、ステータと、コイルと、ロータと、ロータと一体的に回転する駆動軸３１とを備える周知の構成を持つインナーロータ型のブラシレスモータである。モータ３の外周面３Ａの一部は、把持部２１の内周面２１Ａに支持され、外周面３Ａの残部と内周面２１Ａとの間には、風路２ｃの一部である空間２ｅが画成されている。駆動軸３１は、把持部２１内に設けられる軸受３２と、後述のギヤカバ２２に設けられる軸受３３とによって、回転可能に支承されている。駆動軸３１の前方側にはファン６が固定されている。ファン６は、モータ３が駆動すると、駆動軸３１と一体に回転し、空気流入孔２ａからハウジング２外の空気を吸入して、ハウジング２内に冷却風を発生させ、上述したように風路２ｃを介して空気排出孔２ｂを通じて冷却風を外部に排出する。つまり、冷却風は、風路２ｃに沿って、ハウジング２の後方から前方へと流れる。

ギヤカバ２２には、冷却風を排出するための空気排出孔２ｂが形成されている。ギヤカバ２２の一部は、研削用砥石５の外周の半分を覆っている。ギヤカバ２２に収容されるギヤ部４は、ピニオンギア等から成る周知の構成であって、出力軸４１を有する。ギヤ部４は、モータ３の駆動軸３１から入力された回転力を出力軸４１に伝達し、研削用砥石５に伝達する。出力軸４１は、駆動軸３１に対して略直角に延び、研削用砥石５と一体に回転可能に支承されている。また、研削用砥石５は、ギヤカバ２２に対して着脱可能に取付けられている。

次に、モータ駆動回路８について説明する。図１及び図２に示されるように、モータ駆動回路８は、平滑コンデンサ８１（図１）、電源基板８２、制御基板８３、ＦＥＴ基板８４を備えている。ハウジング２（把持部２１）の後方から前方に向かって、平滑コンデンサ８１（図１）、電源基板８２、制御基板８３、ＦＥＴ基板８４の順に配置されている。

平滑コンデンサ８１は、図示せぬ外部電源から電源線７を介して供給される電源電圧を平滑するコンデンサであって、図示せぬ配線によって電源基板８２に電気的に接続されている。

電源基板８２は、モータ３の外形と略同一な略円形状に形成されている。詳細には、電源基板８２は、モータ３の外径より僅かに小さい径を有する略円形状に形成されている。電源基板８２は、図示せぬ配線によってスイッチ９に電気的に接続されている。電源基板８２の実装面８２Ａには、平滑コンデンサ８１を介して電源線７に接続され、図示せぬ外部電源から供給された電力を整流する電源部８５が実装されている。例えば、平滑コンデンサ８１によって平滑された電源電圧が交流１００Ｖである場合、電源部８５は平滑電圧を約１８Ｖに変換して整流する。電源基板８２は、モータ３と略同心上に位置し、実装面８２Ａが把持部２１の軸心方向（モータ３の駆動軸３１の軸心方向）に対して略垂直になるように配置されている。

制御基板８３は、モータ３及び電源基板８２の外形と略同一な略円形状に形成され、制御部８６が実装される実装面８３Ａを有している。詳細には、電源基板８３は、モータ３の外径より僅かに小さい径を有する略円形状に形成されている。制御基板８３は、図示せぬ配線によって電源基板８２に電気的に接続されている。制御部８５は、電源部８５によって整流された電力をインバータ信号に変換する。制御基板８３は、モータ３及び電源基板８２と略同心上に位置し、実装面８３Ａが把持部２１の軸心方向に対して略垂直になるように配置されている。

ＦＥＴ基板８４は、略四角形状に形成され、ＦＥＴ８７が実装される実装面８４Ａ及び８４Ｂを有している。ＦＥＴ基板８４は、２面の実装面８４Ａがハウジング２の軸心方向に対し略平行となるよう配置されている。ＦＥＴ基板８４は、図示せぬ配線によって制御基板８３に電気的に接続されている。実装面８４Ａには、それぞれ３つのＦＥＴ８７が一列に配置されている。ＦＥＴ８７は、図示せぬ配線によってモータ３のコイルに電気的に接続され、制御基板８３からのインバータ信号に基づきモータ３を駆動させる。各ＦＥＴ８７は、略直方体形状を有し、実装面８４Ａに接する設置面８７Ａ（図１）と、設置面８７Ａ（図１）と対向する冷却面８７Ｂとを有する。設置面８７Ａ（図１）及び冷却面８７Ｂは、ＦＥＴ８７の６面のうち最も面積が大きい面であって、ハウジング２の後方から前方に向かう方向と略平行に延びる面である。ＦＥＴ基板８４は、冷却面８７Ｂがガイド部２３の対向面２３Ａと略平行となるように配置される。また、ＦＥＴ基板８４は、モータ３の外径と略同一の長さを有している。

また、モータ駆動回路８の電源基板８２及び制御基板８３、ＦＥＴ基板８４は、把持部２１の軸心方向から見て、把持部２１の径方向において、モータ３の外径内に位置する（重なる）ように配置されている。なお、電源基板８２及び制御基板８３、ＦＥＴ基板８４は、把持部２１を形成する２つの半円筒形状の部材を合わせることにより、把持部２１によって固定され、上述したように配置されている。

次に、ディスクグラインダ１の動作について説明する。作業者がスイッチ９をオンにすると、モータ３が回転し、この回転力をギヤ部４に伝達し、最終的にギヤ部４の回転軸４１に固定された研削用砥石５が回転する。一方、作業者がスイッチ９をオフにすると、モータ３が停止し、研削用砥石５の回転が終了する。

上記のディスクグラインダ１によれば、モータ３を駆動するためのモータ駆動回路８の全てが把持部２１に収納されるので、ディスクグラインダ１と外部電源との間に外付けの電源ボックスを設ける必要がない。よって、複数のディスクグラインダ１が同一の外部電源に接続されていても、電源ボックス同士が衝突して破損する恐れがない。また、作業者がディスクグラインダ１を使用する際に、電源ボックスが邪魔になることがなく、作業性が向上する。また、把持部２１を略円筒状に形成したことにより、作業者は把持部２１を握り易くなり、作業性が向上する。

また、モータ駆動回路８は複数の基板（電源基板８２及び制御基板８３、ＦＥＴ基板８４）を有するので、モータ駆動回路が一枚の基板上に設けられる場合と比較して、把持部２１内におけるモータ駆動回路８に関する基板の配置の自由度が向上する。よって、効率的にモータ駆動回路８に関する基板を配置でき、把持部２１内にデッドスペースができることを防止できる。

また、電源基板８２及び制御基板８３の実装面８２Ａ及び８３Ａを把持部２１の軸心方向と略垂直になるように配置したので、モータ駆動回路８を配置するために必要な把持部２１の軸心方向の長さを小さくすることができる。よって、コンパクトで作業性の良いディスクグラインダを提供できる。

また、スイッチ９は、把持部２１の後方の端部から突出し、把持部２１の軸心方向に延びている。つまり、スイッチ９は、把持部２１の径方向外側に設けられていない。よって、作業者が把持部２１を把持する際に、スイッチ９が邪魔になることや、誤ってスイッチ９を押下することを防止できる。

また、モータ駆動回路８の各基板は、把持部２１の軸心方向から見て、把持部２１の径方向において、少なくとも一部がモータ３と重なるように配置されているので、把持部２１の径が大きくなることを防止することができる。

また、重量の大きい研削用砥石５とギヤ部４とを前方に配置することにより、ディスクグラインダ１の重心を前方に位置させることができる。よって、ディスクグラインダ１の重心が後方に位置する場合と比べ、作業者はバランスを採り易くなり、作業性が向上する。

また、後方から前方に向けて、電源線７、電源基板８２、制御基板８３、ＦＥＴ基板８４、モータ３の順に配置されているので、電力の供給方向と同様に、電源線７からモータ３へと向かう方向に沿って配線を引回すことができる。よって、配線を無駄なく引回すことができ、コンパクトで作業性の良いディスクグラインダを提供できる。

また、空気流入孔２ａから取り入れられた冷却風は、空気流入孔２ａから空気排出孔２ｂへ向かって風路２ｃ内を流れる。つまり、冷却風は、概ね後方から前方に向かう方向に沿って流れることになる。本実施形態では、ＦＥＴ８７の冷却面８７Ｂを把持部２１の軸心方向（ハウジング２の後方から前方に向かう方向）に略平行となるよう配置されているので、冷却風はＦＥＴ８７の冷却面８７Ｂに沿って流れる。よって、ＦＥＴ８７の冷却効率が向上し、より高出力なディスクグラインダを提供できる。

また、ハウジング２のうちＦＥＴ８７近傍にガイド部２３を設け、第１風路２ｄ（風路２ｃ）がガイド部２３とＦＥＴ８７との間に形成される空間を含むので、ガイド部２３によってＦＥＴ８７近傍に冷却風を集中させ、ＦＥＴ８７の冷却効率を向上させることができ、より高出力なディスクグラインダを提供できる。

次に、第２実施形態に係るディスクグラインダ１０１について、図３及び図４に基づき説明する。ディスクグラインダ１０１は、モータ駆動回路８に代えてモータ駆動回路１０８を備える点を除き、ディスクグラインダ１と同じ構成である。

図３及び図４に示されるように、モータ駆動回路１０８は、電源部８５が実装される電源基板８２と、制御部８６が実装される制御基板８３と、ＦＥＴ１８７が実装されるＦＥＴ基板１８４とを有している。ＦＥＴ基板１８４は、図示せぬ配線によって制御基板８３に電気的に接続されている。ＦＥＴ基板１８４は、略四角形状に形成され、６個のＦＥＴ１８７が実装される実装面１８４Ａを有している。ＦＥＴ基板１８４は、実装面１８４Ａが電源基板８２及び制御基板８３の各実装面８２Ａ及び８３Ａと略垂直（把持部２１の軸心方向に対して略平行）となるように設置されている。ＦＥＴ１８７は、図示せぬ配線によってモータ３のコイルに電気的に接続されており、制御部８６からのインバータ信号に基づきモータ３を駆動させる。各ＦＥＴ１８７は、略直方体形状を有し、実装面１８４Ａに接する設置面１８７Ａ（図３）と、ＦＥＴ１８７の６面のうち最も面積が大きい面である２面の冷却面１８７Ｂとを有する。冷却面１８７Ｂは、ハウジング２の後方から前方に向かう方向に対して略平行に延びている。なお、電源基板８２及び制御基板８３、ＦＥＴ基板１８４は、把持部２１を形成する２つの半円筒形状の部材を合わせることにより、把持部２１によって固定され、上述したように配置されている。このようなディスクグラインダ１０１によれば、ディスクグラインダ１と同様の効果を奏する。

次に、第３実施形態に係るディスクグラインダ２０１について図５乃至図７に基づき説明する。ディスクグラインダ２０１は、ハウジング２に代えてハウジング２０２、モータ駆動回路８に代えてモータ駆動回路２０８を備える点を除き、ディスクグラインダ１と同じ構成である。ハウジング２０２は把持部２２１を有し、把持部２２１は、内周面２２１Ａにガイド部２３が設けられていないことを除き、把持部２１と同一である。

図５乃至図７に示されるように、モータ駆動回路２０８は、電源部８５が実装される電源基板８２と、制御部８６が実装される制御基板８３と、ＦＥＴ２８７が実装されるＦＥＴ基板２８４とを有している。ＦＥＴ基板２８４は、図示せぬ配線によって制御基板８３に電気的に接続されている。ＦＥＴ基板２８４は、電源基板８２及び制御基板８３と同様に、モータ３の外形と略同一な略円形状に形成され、６個のＦＥＴ２８７が実装される実装面２８４Ａを有している。ＦＥＴ基板２８４は、モータ３と略同心上に位置し、実装面２８４Ａが把持部２２１の軸心方向（モータ３の駆動軸３１の軸心方向）に対して略垂直になるように配置されている。ＦＥＴ２８７は、図示せぬ配線によってモータ３のコイルに電気的に接続されており、制御部８６からのインバータ信号に基づきモータ３を駆動させる。各ＦＥＴ２８７は、略直方体形状を有し、実装面２８４Ａに接する設置面２８７Ａ（図１）と、ＦＥＴ２８７の６面のうち最も面積が大きい面である冷却面２８７Ｂとを有する。実装面２８４Ａには、一列につき３つのＦＥＴ２８７が２列並べられている。同列に位置するＦＥＴ２８７は、冷却面２８７Ｂが互いに対向するように実装されている。各ＦＥＴ２８７の冷却面２８７Ｂは、ハウジング２の後方から前方に向かう方向（把持部２２１の軸心方向）に対して略平行に延びている。なお、電源基板８２及び制御基板８３、ＦＥＴ基板２８４は、把持部２２１を形成する２つの半円筒形状の部材を合わせることにより、把持部２２１によって固定され、上述したように配置されている。実装面２８４Ａには、各ＦＥＴ２８７の冷却面２８７Ｂに略平行な方向に開口され、風路２ｃ（２ｄ）に接続される貫通孔２８４ａが６箇所形成されている。

ディスクグラインダ２０１によれば、モータ駆動回路２０８の全ての基板（電源基板８２及び制御基板８３、ＦＥＴ基板２８４）は、各実装面８２Ａ及び８３Ａ、２８４Ａが把持部２２１の軸心方向と略垂直になるように配置されているので、モータ駆動回路２０８を配置するために必要な把持部２２１の軸心方向の長さを小さくすることができる。よって、コンパクトで作業性の良いディスクグラインダを提供できる。

さらに、モータ駆動回路２０８の全ての基板（電源基板８２及び制御基板８３、ＦＥＴ基板２８４）をモータ３の外形と略同一な形状としたので、把持部２２１内に無駄な空間を画成することがなく、把持部２２１の径を小さくすることができる。よって、把持部２２１が握り易くなり、作業者の作業性が向上する。

さらに、モータ駆動回路２０８の全ての基板（電源基板８２及び制御基板８３、ＦＥＴ基板２８４）をモータ３と略同心上に位置するように配置することにより、把持部２２１内に無駄な空間を画成することがなく、把持部２２１の径を小さくすることができる。よって、把持部２２１が握り易くなり、作業者の作業性が向上する。

また、ＦＥＴ基板２８４に貫通孔２８４ａを形成したことにより、風路２ｃ（２ｄ）から貫通孔２８４ａを介してＦＥＴ２８７へと冷却風が流れるので、ＦＥＴ２８７の冷却効率が向上し、より高出力なディスクグラインダを提供できる。

なお、本発明に係るディスクグラインダは、上述した実施の形態に限定されず、種々の変形や改良が可能である。例えば、第３実施形態において、モータ駆動回路２０８の全ての基板（電源基板８２及び制御基板８３、ＦＥＴ基板２８４）は、モータ３と略同心上に配置されていたが、図８に示されるディスクグラインダ３０１のように、ハウジング３０２の把持部３２１の軸心方向から見て、把持部３２１の径方向において、各基板の少なくとも一部がモータ３と重なるように配置されても良い。ディスクグラインダ３０１において、電源基板８２及び制御基板８３、ＦＥＴ基板２８４は、把持部３２１を形成する２つの半円筒形状の部材を合わせることにより、把持部３２１によって固定され、上述したように配置されている。また、図８に示すように、電源線７から電源基板８２まで、スイッチ９から電源基板８２まで、電源基板８２から制御基板８３まで、制御基板８３からＦＥＴ基板２８４まで、ＦＥＴ２８７からモータ３のコイルまでは、それぞれ配線によって電気的に接続されている。このようなディスクグラインダ３０１であっても、モータ駆動回路の各基板がモータ３の径方向外側に設けられる場合と比較して、把持部３２１の径の大型化を防止することができる。この場合、図８に示すように、把持部３２１は、モータ３を収容するモータ収容部３２２と、モータ駆動回路３０８を収容し、モータ収容部３２２より大きい径を有するモータ駆動回路収容部３２３とを備えてもよい。

また、図９及び図１０に示されるディスクグラインダ４０１のように、電源部８５及び制御部８６、ＦＥＴ２８７を一枚の回路基板４０８に実装してもよい。回路基板４０８は、把持部２２１を形成する２つの半円筒形状の部材を合わせることにより、把持部２２１によって固定されている。ディスクグラインダ４０１において、電源線７は、平滑コンデンサを介して、図示せぬ配線によって回路基板４０８に電気的に接続されており、スイッチ９は、図示せぬ配線によって回路基板４０８に電気的に接続されている。ただし、このような場合には、ハウジング２０２内にモータ駆動回路を効率的に収容することができず、何も収容されていない空間（所謂、デッドスペース）を画成してしまうため、把持部２２１の軸心方向の長さを長くする必要がある。よって、上述した各実施形態のディスクグラインダのように、モータ駆動回路は、複数の基板に分けて構成する方が好ましい。

また、上述した実施の形態及び変更例において、電源基板８２及び制御基板８３の径は、モータ３の外径よりも僅かに小さいとしたが、モータ３の外径と同一又は僅かに大きくてもよい。また、同様に、第３実施形態において、ＦＥＴ基板２８４の径は、モータ３の外径よりも僅かに小さいとしたが、モータ３の外径と同一又は僅かに大きくてもよい。

また、上述した実施の形態及び変更例において、モータ駆動回路８、１０８、２０８、３０８、４０８は、平滑コンデンサ８１を有していたが、平滑コンデンサ８１を設けず、電源線７と電源基板８２とを直接接続してもよい。

本発明の電動工具は、ブラシレスモータを搭載したディスクグラインダ等に利用することができる。

１、１０１、２０１、３０１、４０１・・・ディスクグラインダ
２、２０２、３０２・・・ハウジング２ａ・・・空気流入孔
２ｂ・・・空気排出孔２ｃ・・・風路２ｄ・・・第１風路
２ｅ・・・第２風路３・・・モータ３Ａ・・・モータの外周面
４・・・ギヤ部５・・・研削用砥石６・・・ファン７・・・電源線
８、１０８、２０８、３０８・・・モータ駆動回路９・・・スイッチ
２１、２２１、３２１・・・把持部２１Ａ、２２１Ａ・・・把持部の内周面
２１Ｂ・・・把持部の端部２２・・・ギヤカバ２３・・・ガイド部
２３Ａ・・・対向面３１・・・駆動軸３２、３３・・・軸受
４１・・・出力軸４１・・・回転軸８１・・・平滑コンデンサ
８２・・・電源基板８２Ａ・・・電源基板の実装面８３・・・制御基板
８３Ａ・・・制御基板の実装面８４、１８４、２８４・・・ＦＥＴ基板
８４Ａ、１８４Ａ、２８４Ａ・・・ＦＥＴ基板の実装面８５・・・電源部
８６・・・制御部８７、１８７、２８７・・・ＦＥＴ
８７Ａ、１８７Ａ、２８７Ａ・・・ＦＥＴの設置面
８７Ｂ、１８７Ｂ、２８７Ｂ・・・ＦＥＴの冷却面２８４ａ・・・貫通孔
３２２・・・モータ収容部３２３・・・モータ駆動回路収容部
４０８・・・回路基板

Claims

略円筒状の把持部を有し、一端部に空気排出孔が形成され他端部に空気流入孔が形成され、前記空気流入孔と前記空気排出孔とを連通させる通風路が内部に形成されるハウジングと、
駆動軸を有し、前記把持部内に収容されるブラシレスモータと、
前記把持部内に収容され、前記ブラシレスモータを駆動するためのモータ駆動回路と、を備え、
前記モータ駆動回路には、スイッチング素子を実装し、前記把持部の軸心方向に略平行に延びるスイッチング素子基板が設けられ、
前記ハウジングには、前記把持部の内周面から前記スイッチング素子基板に向けて突出し、冷却風を前記スイッチング素子基板に向けてガイドするガイド部が設けられることを特徴とする電動工具。
前記把持部の前記他端部から突出し、前記ハウジングの前記一端部から前記他端部に向かう方向に延びるスイッチと、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
前記モータ駆動回路は、複数の基板をさらに有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動工具。
前記複数の基板のうち少なくとも１つの基板は、実装面が前記把持部の軸心方向と略垂直になるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の電動工具。
前記複数の基板は、各基板の実装面が前記把持部の軸心方向と略垂直になるように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の電動工具。
前記ブラシレスモータは前記把持部の軸方向に延びる略円筒形状であって、
前記複数の基板の各基板は、前記ブラシレスモータの外径と略同一な径を有する略円板形状であることを特徴とする請求項５に記載の電動工具。
前記複数の基板の各基板は、前記ブラシレスモータと略同心上に位置するように配置されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の電動工具。
前記複数の基板の各基板は、前記把持部の径方向において、少なくとも一部が前記ブラシレスモータと重なることを特徴とする請求項３乃至７のいずれかに記載の電動工具。
さらに、
前記ハウジングの前記一端部側に着脱可能に取付けられる先端工具と、
前記ブラシレスモータから前記先端工具へと駆動力を伝達する歯車部と、
前記ハウジングの前記他端部側に設けられ、外部電源から電力を供給するための電源線と、を備え、
前記他端部側から前記一端部側に向かって、前記電源線、前記モータ駆動回路、前記ブラシレスモータ、前記歯車部、前記先端工具の順に配置されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の電動工具。
さらに、
前記ハウジングの前記一端部側に設けられる先端工具と、
前記ハウジングの前記他端部側に設けられ、外部電源から電力を供給するための電源線と、を備え、
前記モータ駆動回路は、前記電源線に接続され、前記外部電源から供給された電力を整流する整流回路と、前記整流された電力をインバータ信号に変換するインバータ回路と、をさらに備え、
前記スイッチング素子は、インバータ信号に基づき前記ブラシレスモータを駆動させ、
前記他端部側から前記一端部側に向かって、前記電源線、前記整流回路、前記インバータ回路、前記スイッチング素子基板、前記ブラシレスモータの順に配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の電動工具。
前記スイッチング素子基板は、スイッチング素子が実装された実装面を有し、
前記スイッチング素子は、略直方体形状であって、前記略直方体形状のうち最も広い面が前記ハウジングの前記他端部側から前記一端部側に向かう方向と略平行になるように配置されていること、を特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の電動工具。
前記通風路は、前記ガイド部と前記スイッチング素子との間に画成される空間を含むこと、を特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれかに記載の電動工具。
前記駆動軸と略直角な方向に延びる出力軸をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至１２のうちいずれかに記載の電動工具。