JP6627250B2

JP6627250B2 - 電動工具

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Publication number: JP6627250B2
Application number: JP2015089885A
Authority: JP
Inventors: 祐貴武田; 拓家吉成
Original assignee: Koki Holdings Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2015-04-24
Filing date: 2015-04-24
Publication date: 2020-01-08
Anticipated expiration: 2035-04-24
Also published as: JP2016203329A

Description

本発明はモータによって駆動される電動工具に関し、特に、電源回路とインバータ回路の実装上の工夫に関するものである。

ブラシレスＤＣモータを用い、マイコン等のコントローラによってモータの回転制御を高精度におこなう電動工具が知られている。ブラシレスＤＣモータは、磁気センサを用いてロータの回転位置を検出し、コントローラによってモータの巻線に供給される駆動電流を制御する。このようなブラシレスＤＣモータを用いた電動工具の一例（グラインダ）として特許文献１の技術が知られている。特許文献１では、筒状のハウジングと同軸上にブラシレスモータを収容する。モータは外周側にコイルを有するステータが配置され、内周側には回転軸によって回転するもので永久磁石を保持するロータコアが設けられる。回転軸は、モータの前方側と後方側において軸受によって軸支され、後方側軸受の後方にロータの回転位置を検出するための円筒形のセンサ磁石が設けられる。ハウジングの後方側の内部にはモータの制御を行うコントローラと電源回路が収容される。また、モータのコイルに回転磁界（三相交流）を供給するためのインバータ回路を搭載する。

特開２０１０−２６９４０９号公報

特許文献１の技術では、電源回路とインバータ回路を独立した回路基板に搭載されているので、電動工具の更なる小型化、軽量化を図ろうとすると障害になってしまう。特に、近年は小型でありながら出力の大きな電動工具が求められるため、ピーク電流対策として容量の大きなコンデンサが使用されるので、コンデンサを収容するためのスペースが必要となり、電動工具が大型化してしまう。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、コンデンサの配置を工夫することで実装効率を高め、本体サイズの大型化を抑制することができる電動工具を提供することにある。
本発明の他の目的は、コンデンサの設置位置の自由度を向上させると共に、回路基板を、樹脂を用いて固定すると共に、コンデンサも樹脂にて固定するようにした電動工具を提供することにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次の通りである。
本発明の一つの特徴によれば、先端工具を駆動するためのモータと、モータを駆動させるための電気を供給する電源回路と、電源回路を搭載する回路基板と、回路基板を支持するケースと、を備えた電動工具において、電源回路にはコンデンサが含まれ、ケースは回路基板を収容する容器状であって、ケース内に樹脂を充填することによって回路基板をケースに固定した。また、この樹脂を用いてコンデンサをケースに固定するようにした。電源回路に含まれるコンデンサは、容器状のケースの開口部から見た際に回路基板の領域内に位置するように配置される。

本発明の他の特徴によれば、電源回路に含まれるコンデンサは、円筒状又は直方体状であって、円筒状の中心軸線又は直方体状の長手方向中心線が回路基板と略平行になるように配置される。固定のために用いる樹脂は、液体状から硬化する硬化性樹脂であって、液体状の樹脂にコンデンサを部分的に又は完全に浸した状態で樹脂を硬化させれば、基板と共にコンデンサもケースに固定することができる。この際、コンデンサと回路基板を、ある程度の長さを有するリード線にて接続すれば、コンデンサの配置位置の自由度が高まり実装効率を高めることができる。

本発明のさらに他の特徴によれば、回路基板に搭載される電子素子の一部を、電源回路に含まれるコンデンサと回路基板で挟むように配置し、コンデンサと電子素子が樹脂にて絶縁状態を保たれるに構成した。この際、電子素子とコンデンサの間に、絶縁シート等の絶縁部材を介在させた状態で樹脂が充填されるようにすると良い。コンデンサの容量を十分確保するために、複数のコンデンサを並列に接続するように構成しても良い。回路基板には更に、インバータ回路と、インバータ回路の動作を制御する制御部と、制御部に定電圧を供給する定電圧電源回路を有する。定電圧電源回路はコンデンサを有し、定電圧電源回路のコンデンサは、ケース内であってケースの底面と回路基板との間に配置される。

本発明によれば、出力の大きな電動工具におけるピーク電流対策として使用される平滑コンデンサの寸法増大による回路基板の大型化を防ぐことができ、実装効率を高めて本体サイズを小型化した電動工具を実現できる。また、回路基板に搭載される電子素子を樹脂にて覆うようにし、回路基板を冷却ファンの回転により発生する冷却風の風路と隔離して配置したので、外部より進入した水分が電子素子に付着することを抑制でき、電動工具の長寿命化を図ることができる。さらに、大きめの平滑コンデンサを用いることができるので、ノイズや電圧変動の影響を抑えて安定したモータ制御を行うことが可能となった。

本発明の実施例に係る電動工具１の全体構造を示す縦断面図であり、黒矢印はトリガスイッチをオンにした状態における冷却風の流れを示す。図１のＡ方向から見た矢視図であり、ケース４０と回路基板６０を示す図である。図２のＢ−Ｂ部の断面図である。図１のモータ５の駆動制御系の回路構成を示すブロック図である。図１の回路基板６０単体の表面図である。図１の回路基板６０単体の裏面図である。図１のケース４０と仕切り部材５０の形状を示す斜視図である。図１のケース４０の別の角度から見た斜視図である。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６と仕切り部材５０と樹脂４８の高さ関係を説明するための図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。尚、以下の図において、同一の機能を有する部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後左右、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。

図１は、本発明の実施例に係る電動工具１の上面図である。ここでは電動工具１の一例として、モータ５の回転軸６と直交方向に回転するスピンドル２４を設け、スピンドル２４に接続される作業機器が円形の砥石３０であるディスクグラインダを示している。電動工具１のハウジング（外枠又は筐体）は、動力伝達機構を収容するギヤケース２１と、モータ５を収容する筒形状のモータハウジング２と、モータハウジング２の後方に取り付けられ電気機器類を収容するリヤカバー３の３つの主要部品により構成される。ハウジングの形成の仕方は任意であり、本実施例のように前後方向に３つに分割された部分により構成しても良いし、その他の分割形状で形成しても良い。モータハウジング２は樹脂又は金属の一体構成であって、前方側に開口を有する略円筒形に構成される。モータハウジング２の内径はモータ５のステータコア９の外径よりも僅かに大きい径を有し、モータハウジング２の外面側は作業者が片手で把持する部分（把持部）を構成する。モータハウジング２の後方には、リヤカバー３が取り付けられる。リヤカバー３は、長手方向中心軸（モータの回転軸の延長線）を通る鉛直面で左右方向に分割可能に構成され、モータハウジング２の後方側開口部を挟む位置にて左右の部品が図示しないネジによって固定される。また、リヤカバー３の外径はモータハウジング２の外径と比較して、ほぼ同等もしくは僅かに小さい外径となっている。

モータ５はモータハウジング２の中心軸方向（前後方向）に沿うように回転軸６が配置され、演算部がロータコア７の回転位置をホールＩＣから構成される回転位置検出素子６９にて検出し、複数のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６（後述する図２参照）で構成されるインバータ回路８０を制御することにより、モータ５の所定のコイル１３に順次駆動電力を供給することにより回転磁界を形成してロータを回転させる。モータ５は３相ブラシレスＤＣモータであり、略円筒状の形状をもつステータコア９の内周側空間内にてロータが回転するもので、いわゆるインナーロータタイプである。ステータコア９は、プレス加工によって製造された円環状の薄い鉄板を軸方向に多数枚積層した積層構造で製造される。ステータコア９の内周側には６つのティース（図示せず）が形成され、各ティースの軸方向前後方向には、樹脂製のインシュレータ１１、１２が装着され、インシュレータ１１、１２間にティースを挟んだ形で銅線が巻かれてコイル１３が形成される。本実施例では、コイル１３をＵ、Ｖ、Ｗ相の３相を有するスター結線とすることが好ましく、コイル１３へ駆動電力を供給するためのＵ、Ｖ、Ｗ相用の３本のリード線（図示せず）が回路基板６０に接続される。ステータコア９の内周側では、回転軸６にロータコア７が固定される。ロータコア７はプレス加工にて製造した円環状の薄い鉄板を軸方向に多数枚積層したロータコアに、軸方向と平行して形成され、その断面形状が長方形のスロット部分にＮ極およびＳ極を有する平板状の永久磁石８が挿入される。

回転軸６は、モータハウジング２に固定される後方側の軸受（第一の軸受）１４ａと、ギヤケース２１とモータハウジング２との接続部付近で固定される前方側の軸受（第二の軸受）１４ｂとにより回転可能に保持される。回転軸６の軸方向に見て軸受１４ｂとモータ５の間には冷却ファン１５が設けられる。冷却ファン１５は例えばプラスチック製の遠心ファンであって、モータ５が回転すると回転軸６と同期して回転することにより、ハウジングの内部において複数の黒矢印で示す方向に、モータ５や制御回路等を冷却するための風の流れ（冷却風）を発生させる。冷却風は、回路基板６０の後端付近においてリヤカバー３の左右両側面に設けられた吸入口（図１では断面位置の関係で図示されない）から吸引され、回路基板６０を収容するケース４０の周囲を後方から前方側に流れて、モータハウジング２の軸受ホルダ部２０に設けられた開口（後述する図３参照）を通過して、モータ５の収容空間内に流入する。モータ５の収容空間に流入した冷却風は、ステータコア９の外周側であってモータハウジング２との間の隙間（図中の黒矢印参照）やステータコア９の内側空間を通って冷却ファン１５によって吸引され、ファンカバー１６の貫通穴を通ってギヤケース２１の貫通穴２１ｂから前方側に、又はファンカバー１６の下側の穴２１ｃから前方に排出される。本実施例では、モータ５の回転軸６の軸線上に見て、後方（風上側）から前方側にかけて、回路基板６０、センサ磁石１８、軸受１４ａ、モータ５、冷却ファン１５、及び、軸受１４ｂが軸方向に直列（一直線上）に配置される。そして、外気を吸入する吸入口たる風窓（図示せず）は、回路基板６０の周囲であって発熱の大きい素子、特にダイオードブリッジ７２やスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６（後述する図２参照）よりも後方側に配置される。このように、本実施例ではモータ５の回転軸方向にみて、ハウジングの後方側から前方側の全外周面にほぼ接するようにして冷却風が流れるものである。

ギヤケース２１は、例えばアルミニウム等の金属の一体成形により構成され、１組の傘歯車機構（２２、２３）を収容すると共に、出力軸となるスピンドル２４を回転可能に保持する。スピンドル２４は、モータ５の回転軸の軸線方向（ここでは前後方向）とは略直交方向（ここでは上下方向）に延びるように配置され、回転軸６の前端部分には第１の傘歯車２２が設けられ、第１の傘歯車２２はスピンドル２４の上側端部に取り付けられた第２の傘歯車２３に噛合する。第２の傘歯車２３は直径が大きく、第１の傘歯車２２に比べて歯車数が多いので、これらの動力伝達手段は減速機構として作用する。スピンドル２４の上端側はメタル２５によって回転可能にギヤケース２１に軸支され、中央付近にはボールベアリングによる軸受２６によって軸支される。軸受２６はスピンドルカバー２７を介してギヤケース２１に固定される。

スピンドル２４の先端には取付ベース２８が設けられ、ワッシャナット３１によって砥石３０等の先端工具が装着される。砥石３０は、例えば直径１００ｍｍのレジノイドフレキシブルトイシ、フレキシブルトイシ、レジノイドトイシ、サンディングディスク等であり、用いる砥粒の種類の選択により金属、合成樹脂、大理石、コンクリートなどの表面研磨、曲面研磨が可能である。砥石３０の後方側の径方向外側及び上側はホイールガード３２にて覆われる。尚、電動工具１に装着される先端工具としては、砥石３０だけに限られず、ベベルワイヤブラシ、不織布ブラシ、ダイヤモンドホイール等のその他の工具を取り付けるようにしても良い。

モータ５の回転軸６の後端には、回転方向に磁極が異なる磁性体であるセンサ磁石１８が取り付けられる。センサ磁石１８はロータコア７の回転位置の検出のために取り付けられる薄い円柱形の永久磁石であって、周方向に９０度ずつ隔ててＮＳＮＳ極が順に形成される。センサ磁石１８の後ろ側であってケース４０の内側部分には、回転軸６と垂直方向に配置される略半円形のセンサ基板６８が設けられ、センサ基板６８にはセンサ磁石１８の位置を検出する回転位置検出素子６９が設けられる。回転位置検出素子６９は、回転するセンサ磁石１８の磁界の変化を検出することにより、ロータコア７の回転位置を検出するものであり、回転方向に所定角度毎、ここでは６０°毎に３つ設けられる。

略円筒形に形成されるリヤカバー３の内部には、モータ５の回転制御を行う演算部（後述）と、モータ５を駆動させるためのインバータ回路８０と、外部から図示しない電源コードにて供給される交流を直流に変換するための電源回路７０が収容される。本実施例では、これらの回路は共通する回路基板６０に搭載しているが、これらを分割した回路基板に搭載するようにしても良い。回路基板６０は電動工具１の長手方向中心軸（モータ５の回転軸６と同軸）に対して平行になるように配置される。ここでは、基板の表及び裏面が、前後及び左右方向に延びるように配置される。回路基板６０は、一面が開口部４０ａとなっている容器状のケース４０の内部に配置され、液体状の樹脂を硬化させる硬化性樹脂によって全体が固められる。ここでは電動工具１の砥石３０が下になる時（図１の向きの時）に、ケース４０の開口部４０ａが下側を向くように配置され、インバータ回路８０に含まれる複数のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６が、回路基板６０から下側に延びるように配置される。硬化した後の樹脂の液面は矢印４８の位置となり、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は略半分程度が樹脂の内部に位置し、半分程度が樹脂に覆われずに露出する。ここで、本発明の実施例であるグラインダは、スピンドル２４に取り付けられた砥石３０を回転させて加工材を研磨・研削して加工する作業を主とする工具であり、加工時には切粉や粉塵が発生する。このため作業者は、できる限り加工材を自分より下に位置させることで粉塵などが自分に降りかからないようにする。従って通常であれば、作業者はスピンドル２４を上には向けず、好ましくはスピンドル２４を左右方向よりも下を向くようにして作業する。このとき、本発明を適用した電動工具１（グラインダ）においては、ケース４０の開口部４０ａの開口方向がスピンドル２４の向き（ギヤケース２１からの突出方向）と同方向としているため、作業時の開口部４０ａの開口方向は概ね下を向くことになり、加工時に発生する粉塵が風窓からリヤカバー３の内部に侵入したとしてもケース４０内に溜まっていくことが抑制される。また作業者は、作業を完了した際には持っている電動工具１を地面等の載置箇所に載置するが、特別な事情が無ければ持ったままの向きで電動工具１を載置する。すなわちスピンドル２４が下向きの状態で、電動工具１を載置する。このため、例えば冷却風の影響によってケース４０内に粉塵等が入り込んだとしても、載置時には重力等の影響でケース４０内の粉塵が除去される。

インバータ回路８０は、コイル１３に大駆動電流を通電する必要があるため、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６として、例えばＦＥＴ（電界効果トランジスタ）やＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）のような大容量の出力トランジスタが用いられる。これらスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は発熱が大きいので冷却効果を向上させるための放熱構造が考慮され、本実施例ではスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の放熱板に冷却用の金属板が更に取り付けられる。放熱板と金属板は、吸入口となる図示しない風窓よりも風下側（モータ側）に配置されるので、黒矢印で示す冷却風に直接晒されることになる。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の後方側には電源回路が設けられる。本実施例の電源回路７０は、外部から供給される商用電源（交流）を直流に変換する整流回路を含んで構成される。電源回路７０は配線の効率性から、リヤカバー３の後端面から外部に伸びるように配線される電源コード（図示せず）に近いようにケース４０の後方側であって、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６よりも後方側（モータ５から遠い反モータ側）に搭載される。

ケース４０により画定される空間内（容器内）には、回路基板６０に加えてさらに、回転位置検出素子６９を搭載するセンサ基板６８が設けられる。また、ケース４０の容器部分の外側であって後方側にはスイッチ基板６５が搭載され、変速ダイヤル１７により調整される可変抵抗６６が設けられる。センサ基板６８はモータ５の回転軸方向と直交するように配置され、スイッチ基板６５は回転軸方向と平行になるように配置される。

図２は図１の矢印Ａの方向から見た矢視図であって、ケース４０及び回路基板６０を示す図である。ケース４０の内部に収容される回路基板６０の形状は、ケース４０の内形とほぼ同等の外側輪郭をもって形成される。図では示していないが、回路基板６０は液体状態から硬化させて固める樹脂４８にて浸漬される。回路基板６０に搭載されるのは、主に、整流回路７１と平滑回路７５から主に構成される電源回路７０と、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を含むインバータ回路８０と、インバータ回路８０を制御するものであってマイコン１０１を含む制御部と、制御部用の定電圧の直流を生成する定電圧電源回路（図示せず）である。回路基板６０の入力側には、電動工具１の外部から図示しない電源コードが接続され、商用交流が電源回路７０に入力される。コンデンサ７９は雑防用であって、整整流回路７１の前に並列に接続される。電源コードは電源コード保持部４３によって固定される。回路基板６０の出力側は、端子８４ａ〜８４ｃであって、モータ５のコイル１３に接続される３本の図示しないリード線（Ｖ相、Ｕ相、Ｗ相）がそれぞれ半田付けされる。

回路基板６０においては、入力及び出力点に近いという配線上の利点と、冷却風の流れに沿う点から、電源回路７０が回路基板６０の後方側に配置され、インバータ回路８０が回路基板の前方側に配置される。回路基板６０は、単層又は多層のプリント基板であって、ここでは多層のガラスコンポジット基板が用いられる。電源回路７０は、整流回路７１と平滑回路７５を含んで構成され、整流回路７１はダイオードブリッジ７２と、チョークコイル７３と、バリスタ７４と、を有し、平滑回路７５は電解コンデンサ７６ａと、フィルムコンデンサ７６ｂと、後述する抵抗７８を有している。電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂは、その端子を回路基板６０に直接半田づけするのではなく、リードワイヤ又はリード線等の延長線を用いて配線した上で、回路基板６０の上側の開いたスペースに固定したものである。

インバータ回路８０は３個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３、Ｑ４〜Ｑ６がそれぞれ軸方向に一列に並ぶように配置される。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、半導体素子がセラミック等の略直方体のパッケージに封入され、３本の金属端子がパッケージの下側から延びるものであって、パッケージの背面側には金属製の放熱板が埋め込まれる。この放熱板は面状であって面の広がり方向が、回路基板６０の長手方向（図２では前後方向）と水平かつ直交方向となるようにスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６が配置される。また、パッケージ背面の放熱板には、放熱用の金属板８２がさらに設けられる。通常、ＩＧＢＴのコレクタ端子、ＦＥＴのドレイン端子がパッケージ背面側の放熱板と導通されているので、回路構成上、コレクタ端子又はドレイン端子が共通接続の場合には、複数のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３に共通の金属板８２、８３ａ〜８３ｃが設けられる。他方、インバータ回路８０の残りの３個のスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６は一列に並ぶように配置され、かつ、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３と平行になるように配置される。スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６のパッケージ背面の放熱板には、放熱用の金属板が設けられるが、これらのコレクタ端子又はドレイン端子は共通接続ではないため、互いに独立した金属板８３ａ〜８３ｃが設けられる。この金属板８３ａ〜８３ｃの面は、回路基板６０の長手方向（前後方向、モータの回転軸方向）と水平かつ直交方向となるように配置される。このようにスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の放熱板の面方向が冷却風の流れる方向に沿うように配置したため、金属板８３ａ〜８３ｃのスイッチング素子と反対側の面が冷却風の流れる方向（図１中の黒矢印参照）と平行に向くので、放熱効果を高めることができる。

回路基板６０には更に、モータ５の回転制御を行う演算部（図示せず）が搭載される。演算部は、図示しないマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と称する）を含んで構成されるものであって、インバータ回路８０を駆動することによりモータ５の起動及び停止と回転速度の制御を行う。回路基板６０には更に、後述する定電圧電源回路、図示しないトリガレバーと連動して動作するトリガスイッチ６４が搭載される。これらは回路基板６０上の任意のスペースに搭載することができる。本実施例ではマイコン１０１は、電解コンデンサ７６ａと回路基板６０の間付近に搭載される。回路基板６０の前方側には、３つの回転位置検出素子６９（図１参照）を搭載するセンサ基板６８が、回路基板６０と直交するように配置される。回路基板６０とセンサ基板６８は、仕切り部材５０によって固定される。仕切り部材５０は、回路基板６０をケース４０に保持させるための固定部材と、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の間にスイッチング素子同士の短絡を抑制する仕切り板を設けるための区画部材を兼ねるものであって、合成樹脂等の絶縁材にて製造され、左右方向に延びる両端側のネジボス部分で、２つのネジ５９ａ、５９ｂによってケース４０にネジ止めされる。回路基板６０はケース４０に対して後方側のネジ穴６７にてネジ止めされ、前方側にて仕切り部材５０によって挟持されることによりケース４０に保持される。

ケース４０の後方側には可変抵抗６６を搭載するスイッチ基板６５が設けられる。スイッチ基板６５はケース４０の容器状の部分から後方側に突出する独立した部分に設けられ、可変抵抗６６の回転軸にはリヤカバー３の開口部３ｂ（図１参照）から一部が露出する変速ダイヤル１７が設けられる。回路基板６０とスイッチ基板６５は、リード線８７によって配線される。

図３は図２のＢ−Ｂ部の断面図である。リヤカバー３の図示は省略している。ケース４０は開口部４０ａを有する容器状であって、内部空間に液体を入れてもこぼれないように形成されるが、前述したように、電動工具１に配置する際には開口部４０ａの法線方向が下側（スピンドル２４のギヤケース２１からの突出方向）を向くように倒立した状態で配置される。これは、冷却風と共に内部に水滴や塵埃が流入した際に、ケース４０の内部にたまることを極力防止するためである。このように容器状のケース４０が倒立した状態で電動工具のハウジング内に配置したことで、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６等を樹脂で完全に覆わないで、半分程度だけ覆うようにしても耐久性を高めることが可能となった。特に、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の間にたまった鉄粉等が、電動工具１を図１の方向に置く際に、その衝撃によってゴミや水滴がリヤカバー３の内部の下面に落ちやすくなる。

ケース４０の前方側の端部には、モータハウジング２に図示しないネジにて固定するためのネジ穴４２ａ、４２ｂが形成される。モータハウジング２の軸受ホルダ部２０は、軸受１４ａ（図１参照）の外輪部分を保持する円筒部分から外側に向けて複数の支柱２０ａ〜２０ｆが形成され、支柱以外の場所では空洞となっているので、ケース４０が収容される空間からモータ５側が収容される空間へ冷却風が流れる構造となっている。回路基板６０は両面基板であって、その表側（図３でみると下面）にはダイオードブリッジ７２とその放熱板７２ａ、チョークコイル７３等が搭載される。電解コンデンサ７６ａは略円柱状であり、フィルムコンデンサ７６ｂは略直方体状であるが、電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂの形状は任意であり、必要とされる容量を有し、限られたスペースに配置するのに好適なサイズ、形状のものが選択される。

電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂは回路基板６０の表面に絶縁シート９８を介して固定される。この固定はケース４０内に充填されるウレタン等の樹脂４８によって固定される。このとき、回路基板６０には比較的サイズの小さな抵抗などの電子素子が複数搭載されており、電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂはそれら複数の電子素子を覆うようにして固定される。換言すれば、電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂと回路基板６０に挟まれるようにして複数の電子素子が回路基板６０上に配置される。こうしてケース４０内のデッドスペースを利用する配置とすることで、回路基板６０において、回路を構成する素子を効率よく実装できる。また、電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂと電子素子との間には絶縁シート９８が介在しているので、両者間の電気的接続を抑制できる。尚、本発明では複数の電子素子が電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂと回路基板６０に挟まれるよう構成したが、電子素子の少なくとも一部が挟まれていれば上記効果を奏するのは明らかである。

電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂは、開口部４０ａの法線方向矢視図で見た際（図２のように見えた場合）にケース４０の内側領域に収まるように配置され、好ましくは、回路基板６０の基板平面の寸法内に配置される。これによって電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂがケース４０の外部にはみ出さずに、ケース４０を収容するリヤカバー３の大型化を抑制でき、モータハウジング２の外径内にモータ５及びケース４０とその収容物をすべて収めることができるので、ハウジングがコンパクトになり、電動工具１の大型化を抑制できる。また、図３のようにハウジングの軸方向断面図で見た際には、電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂはハウジングの内部に大部分が位置し、ハウジングの内壁（リヤカバー３の内壁）と所定の距離を隔てるように配置される。この際、電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂの配置により冷却風の流れを乱さないように配慮すると良い。

樹脂４８は、ケース４０の開口部４０ａが上側になるように載置して、ケース４０の内部に液体状の樹脂を満たして硬化させるもので、その硬化が完了する前に電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂを樹脂４８の液面から部分的に浸すように半没させてから樹脂４８を硬化させる。従って、ケース４０内は底面４１ｅ部分から液面（破線部）まで全ての部分が樹脂で満たされており、硬化後は樹脂が強固に固まるので電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂが安定して保持される。通常、電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂのパッケージは非絶縁体であり、樹脂４８自体も非導電材であるが、ここでは絶縁状態をより完全に保つためにさらなる絶縁部材、ここでは絶縁シート９８を介在させている（省略しても良い）。このように電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂを回路基板６０に対して離間さえて樹脂４８にて固定するように搭載すれば、回路基板６０の上に搭載される高さの低い電子素子、例えばＬＳＩやマイコン等の素子の上側部分に、フィルムコンデンサを搭載させることが可能となる。

回路基板６０の裏面には定電圧電源回路９０で用いられる電解コンデンサ９４ａが搭載される。電解コンデンサ９４ａは樹脂にて完全に浸され、固定される。回路基板６０と電解コンデンサ９４ａの間には絶縁シート９７ａを介在させて、その絶縁性を高めているが、絶縁シート９７ａを省略しても良い。ケース４０の底面４１ｅの形状は、回路基板６０のすぐ下に僅かな距離を隔ててほぼ平行になるようにしても良い。本実施例では下側に円筒形の電解コンデンサ９４ａを収容できるようなスペースを確保した。尚、電解コンデンサ９４ａは左側にだけ配置されているが、右側の空間にもコンデンサを配置するようにしても良い。また、回路基板６０の表面（下側）に配置した電解コンデンサ７６ａ、フィルムコンデンサ７６ｂを、回路基板６０の裏面に配置するように構成しても良い。しかし、本構成においてはインバータ回路８０に流れる電流よりも、演算部１００に出力する電流が小さいため、電解コンデンサ９４ａ、９４ｂは電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂに比べ発熱せず、冷却の必要性が低い。このため優先的に冷却させたい電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂを外部に露出させている。換言すれば、発熱量が高いコンデンサを外部に露出させ、比較的発熱量が低いコンデンサを樹脂４８に完全に埋めることで合理的なコンデンサの配置を実現している。このように、回路基板６０と底面４１ｅとの間の空間は、樹脂４８が充填されて硬化する部分なので、発熱の度合いや冷却効果を考えてその搭載位置やその搭載方法を決定することが好ましい。

次に図４を用いてモータ５の駆動制御系の回路構成を説明する。電源回路７０にはダイオードブリッジ７２（図２参照）等によって構成される整流回路７１が含まれる。電源回路７０の出力側であって、インバータ回路８０との間には平滑回路７５が接続される。インバータ回路８０は６つのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を含んで構成され、演算部１００から供給されるゲート信号Ｈ１〜Ｈ６によってスイッチング動作が制御される。インバータ回路８０の出力は、モータ５のコイル１３のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に接続される。電源回路７０の出力側には定電圧電源回路９０が接続される。ここでは、電源回路７０、平滑回路７５、インバータ回路８０、定電圧電源回路９０、演算部１００の回路は同一の回路基板６０上にまとめて搭載される。

電源回路７０は、ダイオードブリッジ７２（図２参照）によって主に構成される整流回路７１を含み、整流回路７１の入力側が例えば商用交流電源３５に接続され、出力側が平滑回路７５に接続される。整流回路７１は、商用交流電源３５から入力される交流を全波整流し、平滑回路７５へ出力する。平滑回路７５は、整流回路７１とインバータ回路８０との間に配置され、整流回路７１によって整流された電流の中に含まれている脈流を、直流に近い状態に平滑化してインバータ回路８０へ出力する。平滑回路７５は、電解コンデンサ７６ａとフィルムコンデンサ７６ｂと放電用の抵抗７８を含んで構成される。電動工具１がディスクグラインダの場合は、他の電動工具（例えばインパクトドライバ等）に比較して大きな出力が必要となることから、電源回路７０から平滑回路７５に入力される電圧値も高くなっている。従って、平滑回路７５に設けられるコンデンサ（電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂ）は静電容量が大きいものが要求される。本実施例では回路基板６０への固定方法を工夫したことにより、大型の電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂを用いることを可能とした。

電解コンデンサ７６ａは極性のあるコンデンサであり、フィルムコンデンサ７６ｂは無極性のコンデンサであり、これらを並列に接続することで回路の平滑性能を向上させている。２つのコンデンサは、整流回路７１の出力側とインバータ回路８０の入力側の間に配置される。インバータ回路８０は、３相ブリッジ形式に接続された６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を含んで構成される。ここで、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、ＭＯＳＦＥＴ（ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であるが、ＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いても良い。

モータ５のステータコア９の内側では、永久磁石８を有するロータが回転する。ロータの回転軸６には位置検出用のセンサ磁石１８が接続され、センサ磁石１８の位置をホールＩＣ等の回転位置検出素子６９にて検出することにより演算部１００はモータ５の回転位置を検出する。

演算部１００は、モータのオン・オフ及び回転制御を行うための制御手段であって、マイコン１０１を用いて主に構成される。演算部１００は回路基板６０に搭載され、トリガスイッチ６４の操作に伴い入力される起動信号と、変速ダイヤル１７によって設定された可変抵抗６６の信号に基づき、モータ５の回転速度を制御し、コイルＵ、Ｖ、Ｗへの通電時間と駆動電圧を制御する。演算部１００は、インバータ回路８０の６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートに接続され、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をオン・オフするための駆動信号Ｈ１〜Ｈ６を供給する。

インバータ回路８０の６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ドレイン又は各ソースは、スター接続されたコイル１３のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に接続される。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３のドレイン端子が電源回路７０の正極側に共通に接続されているので、これらには共通の放熱用の金属板８２を設けることができる。一方、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６のドレイン端子はモータのＶ相、Ｕ相、Ｗ相の端子にそれぞれ接続されるため、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６用の放熱用の金属板８３ａ〜８３ｃは個別に設けられる。

スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、演算部１００から入力される駆動信号Ｈ１〜Ｈ６に基づきスイッチング動作を行い、商用交流電源３５から電源回路７０及び平滑回路７５を介して供給された直流電圧を、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして、モータ５に供給する。モータ５に供給される電流の大きさは、平滑回路７５とインバータ回路８０との間に接続された電流検出抵抗１０２の両端の電圧値を検出することにより演算部１００によって検出される。演算部１００には、モータ５の設定回転に応じた所定の電流閾値が予め設定されており、検出した電流値が閾値を超えると、モータ５の駆動を停止すべく、インバータ回路８０のスイッチング動作を停止させる。これにより、過電流がモータ５に流れることによる焼損等の発生が防止される。

定電圧電源回路９０は、電源回路７０の出力側に直接接続され、マイコン等により構成される演算部１００への安定化した基準電圧（低電圧）の直流を供給するための電源回路である。定電圧電源回路９０は、ダイオード９６、平滑用の電解コンデンサ９４ａ、９４ｂ、ＩＰＤ回路９１、コンデンサ９３及びレギュレータ９２を含んで構成される。定電圧電源回路９０の各部は、図２には図示していないが回路基板６０に搭載される。電解コンデンサ９４ａ、９４ｂは回路基板６０の裏面側に搭載される。尚、電解コンデンサ９４ａ、９４ｂは容量的に可能ならば１つの電解コンデンサとしても良い。

図５は図１の回路基板６０単体の表面図であって、２つの電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂの配線方法を説明するための図である。ここでは回路基板６０上の端子６１から２本のリード線６２ａ、６２ｂが伸ばされ、リード線６２ａ、６２ｂの先端に電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂの端子がまとめて半田付け７７ａ、７７ｂされる。リード線６２ａ、６２ｂは、単線またはより線にビニールの被覆を施して絶縁したビニール線（ビニール被覆電線）が用いられる。リード線６２ａ、６２ｂに電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂを並列接続したあとに、電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂを回路基板６０の表側面（スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６が配置される面）の空いているスペース付近、ここでは、マイコン１０１が搭載される付近に電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂを固定するようにした。

以上のように、本実施例に係る電動工具１では、大きめの電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂが平滑回路７５に設けられるので、ピーク電流の効率的な抑制が可能となる。また、回路基板６０からのリード線をもって配線を延長するので、電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂの固定位置の自由度が高くなり、回路基板６０の実装効率を高めることができる。

図６は図１の回路基板６０単体の裏面図であって、２つの電解コンデンサ９４ａ、９４ｂの配線方法を説明するための図である。電解コンデンサ９４ａ、９４ｂの端子は回路基板６０の裏側の端子６３ａ、６４ｂに直接半田付けされる。この際、電解コンデンサ９４ａ、９４ｂの端子を長めにとって、電解コンデンサ９４ａ、９４ｂの筒状の中心軸が、回路基板６０の長手方向（前後方向）と一致するように端子を曲げて電解コンデンサ９４ａ、９４ｂの位置を仮固定する。この状態は、電解コンデンサ９４ａ、９４ｂがケース４０の曲面状の底面に沿うような位置である。このように回路基板６０の裏面側のスペースをうまく利用することにより定電圧電源回路９０用の電解コンデンサ９４ａ、９４ｂを配置することができる。尚、回路基板６０の裏面とケース４０の底面４１ｅの間にはさらにスペースがあるので、電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂの全部又は一部をそこに収容するようにしても良い。但し、電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂは大電流により少なからず熱を持つので、放熱性を重視するならば回路基板６０の表面側であって、樹脂４８から部分的に冷却風に露出するように搭載する方が有利である。

次に図７、図８を用いてケース４０の形状と仕切り部材５０の形状を説明する。ケース４０及び仕切り部材５０は非導電材料により製造され、例えばプラスチック等の合成樹脂の一体成形で製造される。図７、図８では開口部４０ａが上方向になるように示した斜視図である。ケース４０は回路基板６０を電動工具１のハウジングに固定するために用いられる取り付け基台の役割を果たすもので、容器状に形成されるケース４０は前面４１ａ、後面４１ｂ、側面４１ｃ、４１ｄと底面４１ｅを有し、残りの一面が開口部４０ａとなっている底面４１ｅは回路基板６０の裏面（底面４１ｅに面する側）に搭載される電子素子（ここでは電解コンデンサ９４ａ、９４ｂ）に適する形状とされ、曲面状に窪む部分が形成される。また、側面４１ｃ、４１ｄと底面４１ｅの接合部は、直角に形成されるのでは無く、リヤカバー３の円筒形の内壁形状に沿った形状とされ、ここでは斜めに形成されるさらなる面にて接続した。前面４１ａの外側部分には円筒形の筒部４２が形成される。筒部４２は内部にセンサ磁石１８を収容させるための窪み部分であって、センサ磁石１８から見て前面４１ａを隔てたケース４０の内部側にセンサ基板６８が配置されることになる。円筒形の筒部４２には径方向に突出する突出部分が形成され、そこにそれぞれネジ穴４２ａ、４２ｂが形成される。ケース４０の内部であって側面４１ｃには、回路基板６０を支持すると共に位置合わせをするための段差部４５ａ、４５ｂが形成される。尚、図７にて見えない側面４１ｄの内壁部分にも、同様にして回路基板６０の位置合わせをするための段差部が形成される。ケース４０の後面４１ｂの外側には、電源コード保持部４３とスイッチ基板保持部４４が形成される。

このような形状のケース４０における回路基板６０の取り付け方法を説明する。まず、図５、図６で示したように回路基板６０に必要な電子素子を搭載して半田付けを行う。電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂについてはリード線６２ａ、６２ｂにて接続した状態としておく。次に、電子素子を搭載された回路基板６０をケース４０の中に収容し、ネジ穴６７（図２参照）とネジを用いて回路基板６０にネジ止めする。図７では見えない位置になるが、底面４１ｅのネジ穴６７に相当する位置にはネジ穴が形成されている。この際、図示しないリード線にて配線されたセンサ基板６８もケース４０の前面４１ａの内側に形成された案内レール部４７にはめ込まれる。同様にして、ケース４０の後方側のスイッチ基板保持部４４にスイッチ基板６５が取り付けられる。次に、回路基板６０の前側の辺部を押えつけて固定するように、仕切り部材５０が取り付けられる。

仕切り部材５０は、長手方向仕切り板５１と、長手方向仕切り板５１から横方向に延在する２枚の横方向仕切り板５２ａ、５２ｂを有し、長手方向仕切り板５１の前方側には平面状であって長手方向仕切り板５１及び回路基板６０と直交する方向に延びる押さえ板５３が形成される。押さえ板５３の回路基板６０と接する部分には、左右方向に延びるアーム部５４ａ、５４ｂが形成され、アーム部５４ａ、５４ｂの両端部にはネジ穴５５ａ、５５ｂが形成される。押さえ板５３の回路基板６０から離れた辺から前方側に延びるように、センサ基板６８が案内レール部４７から脱落しないように保持する押さえ片５６が設けられる。この仕切り部材５０を回路基板６０及びセンサ基板６８のケース４０内への装着後にネジ止めすることによって、回路基板６０及びセンサ基板６８はケース４０に固定されることになる。ネジ止め後には長手方向仕切り板５１、横方向仕切り板５２ａ、５２ｂはそれぞれスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の放熱板、及び、金属板８２、８３ａ〜８３ｃとは非接触状態にて固定される。

次に、電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂをケース４０の外側に仮置きした状態で、ケース４０の開口部４０ａが上側を向くように、即ち、図７のようにしたままケース４０の内部に樹脂４８を流し込む。流し込む樹脂４８は、液体状態から硬化する硬化性樹脂、例えばウレタン樹脂を用い、固定された回路基板６０の表面及び裏面が完全に浸漬する量の樹脂４８が流し込まれる。ここで樹脂４８を開口部４０ａの開口面と同一になるまで満たす事も可能であるが、必要最小限に留めることで軽量化及び低コスト化を図っている。本実施例では回路基板６０の表面に搭載されるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のパッケージの上下方向位置の途中くらいに樹脂４８の液面がなる程度とした。この液面位置においては、仕切り部材５０の高さ方向（Ｈ１、Ｈ２）にみて、半分程度が液面に浸る程度になる。次に、樹脂４８が液体状態のうちに、電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂを所定の位置に位置合わせをして、液体状の樹脂に半没させ、その状態にて樹脂４８を固化させる。ここで所定の位置とは、容器状のケース４０の開口部４０ａの開口面の法線方向（図１の矢視Ａ）から見た際にケース４０の領域内（内部空間内）に位置することを意味し、好ましくは、回路基板６０の領域内に完全に収まるように配置する。

図８はケース４０の別の角度から見た斜視図である。仕切り部材５０のネジ穴５５ａが当たる部分には、ネジボス４６ａが形成される。図８では見えないが、仕切り部材５０のネジ穴５５ｂに当接する部分にも同様のネジボスが形成される。ケース４０に固定される仕切り部材５０（図７参照）の長手方向仕切り板５１の高さＨ１部分の下端位置は、押さえ板５３の高さＨ２部分の下面位置よりも上方になる。これは、長手方向仕切り板５１、横方向仕切り板５２ａ、５２ｂが回路基板６０の上に所定の距離をもって配置されるのに対して、押さえ板５３、アーム部５４ａ、５４ｂは回路基板６０の前端部にて直接ケース４０の上に載置されるためである。従って、回路基板６０は押さえ板５３とケース４０によって挟持されることになる。尚、仕切り部材５０とケース４０によって回路基板６０を挟み込むようにして固定するのでは無く、回路基板６０を仕切り部材５０と共に共通のネジによってケース４０に共締めして固定しても良い。

次に図９を用いて、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６と仕切り部材５０の高さと樹脂４８の充填量との関係を説明する。スイッチング素子Ｑ４の背面には、回路基板６０の表面からの高さＨが同じとなる金属板８３ａがネジ止めされる。まず、図示しないネジを用いて金属板８３ａをスイッチング素子Ｑ４に固定し、その後にスイッチング素子Ｑ４の３本の足８１ａを回路基板６０のスルーホールに通した後に半田付けされる。同様にして、スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６にも金属板８３ｂ、８３ｃがネジ止めされ、３本の足８１ｂ、８１ｃが回路基板６０のスルーホールに通した後に半田付けされる。ここで、金属板８３ａ〜８３ｃの高さ方向に見た下端は、回路基板から所定の距離Ｓ２だけ隔てるようした。仕切り部材５０に関しては、長手方向仕切り板５１及び横方向仕切り板５２ａ、５２ｂの高さＨ１が、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の回路基板６０への取り付け後の高さＨよりも小さくなるように構成される。尚、長手方向仕切り板５１及び横方向仕切り板５２ａ、５２ｂの高さ方向の下面が回路基板６０の表面よりも所定の距離Ｓ１だけ隔てるようにした。これは、スイッチング素子Ｑ４と放熱板８３ａの組、スイッチング素子Ｑ５と放熱板８３ｂの組、スイッチング素子Ｑ６と放熱板８３ｃの組の間を仕切ることが必要なのは、樹脂４８の満たされる高さＤよりも高さ方向の上側の部分であるからである。また、長手方向仕切り板５１及び横方向仕切り板５２ａ、５２ｂの高さ方向上端位置が、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の高さよりも低くしているのは、冷却風に当たり易くすることで放熱性を向上させるのと、水分や塵埃等が堆積しやすいのは樹脂４８の液面部分に集中するからである。もちろん。長手方向仕切り板５１及び横方向仕切り板５２ａ、５２ｂの高さ方向上端位置と、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の高さを一致させるようにしても良いが、仕切る度合いを高くすると金属板８３ａ〜８３ｃが冷却風に晒される効果が低減するため冷却性が低下するので、それらのバランスを考えた上で仕切り板の高さＨ１と、高さＨ１が高さＨのうちどの付近を占めるように構成するかを考えると良い。

本実施例ではスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の端子部分が樹脂４８によって覆われる一方で、金属板８３ａ〜８３ｃを高さ方向に見て約半分が樹脂４８の外部に露出し、その上端位置が仕切り板の上端位置よりも高くなるので、良好な冷却効果を得ることができる。また、電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂも同時に樹脂の外部に露出するので、電解コンデンサ７６ａ及びフィルムコンデンサ７６ｂに対しても良好な冷却効果を得ることができる。さらに、電動工具１のハウジング内に回路基板６０を収容する際に、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６が倒立するように配置したので、長手方向仕切り板５１及び横方向仕切り板５２ａ、５２ｂによって仕切られる区画内に水分や鉄粉等の塵埃が堆積する恐れが低減するので、信頼性の高くて寿命の長い電動工具を実現できる。

以上、本実施例によれば、回路基板６０を容器状のケース４０内に収容し、その中に樹脂４８を充填して回路基板６０が完全に又はほぼ完全に浸漬するようにしたので、回路基板６０の防水性、防塵性を著しく高める事ができる。また、コンデンサを基板上に配置し、硬化性の樹脂４８によって固定することで、大型で重量のあるコンデンサであってもケース４０内で安定して固定することができる。その際、コンデンサの一部が樹脂４８から露出しているので、冷却風に晒してコンデンサを冷却できる。また、コンデンサを、リード線を介して基板上に配置しているので、コンデンサの配置の自由度が増し、回路基板６０上の素子配置の自由度が増加する。また、回路基板６０とコンデンサとの間にはマイコンなどの別の回路素子が配置されるため、空間を有効活用した無駄のない素子配置とすることができる。また、液体状の樹脂を流し込んで硬化させるので、ジェル状の樹脂を塗布する作業に比べて塗りムラが発生する恐れがない。さらに、発熱の大きいスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６が樹脂４８から部分的に外部に露出させるので、冷却風の風路内に良好に晒すことができ、冷却効果を維持することができる。その際、金属粉等で短絡すると好ましくない部材の間に絶縁体の仕切り部材を介在させるようになったので、耐久性及び信頼性が高い電動工具を実現できる。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣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、上述の実施例においては、コンデンサの端子を延長させる目的でリード線を介して基板に接続するようにしたが、コンデンサ本体の端子を長く延長することで対応しても良い。また、仕切り板は少なくとも２つのスイッチング素子間に介在すれば良く、Ｑ１〜Ｑ３とＱ４〜Ｑ６間のみを仕切るような一枚板にしても良い。こうすることで冷却風がより効率よくスイッチング素子に流れる。また、上述の実施例においては、図示せぬ風窓から、ハウジングの全内周面にほぼ接するようにして冷却風が流れるよう構成したが、ケース収容部分においては開口部側のみ冷却風が流れるように構成しても良い。こうすることで、スイッチング素子に冷却風を集中させることができる。また、上述の実施例においては、ケースの開口方向をスピンドルの突出方向と同方向としたが、電動工具が載置状態であるときにケースの開口方向が下方向を向くように構成であればよい。また、上述の実施例においては電動工具１の例としてグラインダに用いられる回路基板の搭載例で説明したが、同様の回路基板をグラインダだけに限られずその他の電動工具においても同様に適用でき、例えばセーバソーやマルチカッタ、筒状のハウジングを有するハンドドライバやインパクトドライバなどにおいても同様に適用できる。

１電動工具２モータハウジング３リヤカバー
３ｂ開口部５モータ６回転軸
７ロータコア８永久磁石９ステータコア
１１、１２インシュレータ１３コイル
１４ａ、１４ｂ軸受１５冷却ファン１６ファンカバー
１７変速ダイヤル１８センサ磁石２０軸受ホルダ部
２０ａ〜２０ｄ支柱２１ギヤケース２１ｂ貫通穴（排気口）
２１ｃ穴（排気口）２２傘歯車２３傘歯車
２４スピンドル２５メタル２６軸受
２７スピンドルカバー２８取付ベース３０砥石
３１ワッシャナット３２ホイールガード３５商用交流電源
４０ケース４０ａ開口部４１ａ前面
４１ｂ後面４１ｃ、４１ｄ側面４１ｅ底面
４２筒部４２ａ、４２ｂネジ穴４３電源コード保持部
４４スイッチ基板保持部４５ａ、４５ｂ段差部４６ａネジボス
４７案内レール部４８樹脂５０仕切り部材
５１長手方向仕切り板５２ａ、５２ｂ横方向仕切り板
５３押さえ板５４ａ、５４ｂアーム部５５ａ、５５ｂネジ穴
５６押さえ片５９ａ、５９ｂネジ６０回路基板
６１端子６２ａ、６２ｂリード線６３ａ、６３ｂ端子
６４トリガスイッチ６５スイッチ基板６６可変抵抗
６７ネジ穴６８センサ基板６９回転位置検出素子
７０電源回路７１整流回路７２ダイオードブリッジ
７２ａ放熱板７３チョークコイル７４バリスタ
７５平滑回路７６ａ電解コンデンサ
７６ｂフィルムコンデンサ７７ａ、７７ｂ半田付け
７８抵抗７９コンデンサ８０インバータ回路
８２金属板８３ａ〜８３ｃ金属板８４ａ〜８４ｃ端子
８７リード線９０定電圧電源回路９１ＩＰＤ回路
９２レギュレータ９３コンデンサ
９４ａ、９４ｂ電解コンデンサ９５ａ、９５ｂリード線
９６ダイオード９７ａ、９７ｂ、９８絶縁シート
９９ヒューズ１００演算部
１０１マイコン１０２電流検出抵抗
Ｑ１〜Ｑ６スイッチング素子

Claims

先端工具を駆動するためのモータと、
前記モータを駆動させるための電気を供給する電源回路と、
スイッチング動作により、前記モータを駆動させるインバータ回路と、
前記インバータ回路の動作を制御する制御部と、
前記電源回路に接続され、前記制御部に定電圧を供給する定電圧電源回路を有し、
前記電源回路を搭載する回路基板と、前記回路基板を支持するケースと、を備えた電動工具において、
前記定電圧電源回路はコンデンサを有し、
前記ケースは前記回路基板を収容する容器状であって、前記ケース内に樹脂を充填することによって前記回路基板を前記ケースに固定し、
前記コンデンサは、前記ケース内であって前記ケースの底面と前記回路基板との間に配置され、
前記樹脂を用いて、前記コンデンサを前記ケースに固定するようにしたことを特徴とする電動工具。
先端工具を駆動するためのモータと、
前記モータを収容するモータハウジングと、
前記モータの回転力によって回転する出力軸と、
前記モータの回転力を前記出力軸に伝達する動力伝達機構と、
前記モータハウジングの一端側に取り付けられ、前記動力伝達機構を収容するギヤケースと、
電源に接続され、前記モータを駆動させるための電気を供給する電源回路と、
前記電源回路を搭載する回路基板と、前記回路基板を支持するケースと、を備えた電動工具において、
前記電源回路は、前記電源と前記モータとの間において並列接続されるコンデンサを有し、
前記ケースは前記回路基板を収容する容器状であって、前記ケース内に樹脂を充填することによって前記回路基板を前記ケースに固定し、
前記出力軸は、前記ギヤケースから突出し、
前記ケースの開口部は、前記出力軸の前記ギヤケースからの突出方向と略同方向に開口し、
前記樹脂を用いて、前記コンデンサを前記ケースに固定するようにしたことを特徴とする電動工具。
前記コンデンサは、前記ケースの開口部から見た際に前記回路基板の領域内に配置されることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
前記コンデンサは、円筒状又は直方体状であって、前記円筒状の中心軸線又は前記直方体状の長手方向中心線が前記回路基板と略平行になるように配置されることを特徴とする請求項２又は３に記載の電動工具。
前記樹脂は、液体状から硬化する硬化性樹脂であって、
液体状の前記樹脂に部分的に又は完全に浸された状態で前記樹脂を硬化させることにより前記コンデンサを前記ケースに固定することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の電動工具。
前記コンデンサは前記回路基板にリード線を介して接続されることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
前記回路基板に搭載される電子素子の一部を、前記コンデンサと前記回路基板とで挟むように配置し、前記コンデンサと前記電子素子が前記樹脂にて絶縁状態を保たれることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
前記電子素子と前記コンデンサの間に、絶縁部材を介在させた状態で前記樹脂が充填されることを特徴とする請求項７に記載の電動工具。
前記コンデンサは複数からなり、それらは並列に接続されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の電動工具。
前記モータを収容する筒形状のモータハウジングと、
前記モータハウジングの一方に取り付けられ、前記ケースを収容する筒状のリヤカバーと、を有し、
前記リヤカバーの外径は、前記モータハウジングの外径以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。