特許 5870886 電動工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5870886

(24)【登録日】2016年1月22日

(45)【発行日】2016年3月1日

(54)【発明の名称】電動工具

(51)【国際特許分類】

   B25F 5/00 20060101AFI20160216BHJP

   H02K 3/04 20060101ALI20160216BHJP

   H02K 3/38 20060101ALI20160216BHJP

【ＦＩ】

   B25F5/00 G

   H02K3/04 J

   H02K3/38 Z

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-215572(P2012-215572)

(22)【出願日】2012年9月28日

(65)【公開番号】特開2014-69254(P2014-69254A)

(43)【公開日】2014年4月21日

【審査請求日】2014年12月26日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 １：出荷開始日 平成２４年６月１３日 ２：出荷開始場所 日立工機株式会社佐和工場（茨城県ひたちなか市足崎１４５０番地） ３：公開者 日立工機株式会社 ４：出荷した物の内容 日立工機株式会社が、日本各地の支店及び販売店に向けて、門前哲也、羽山芳雅、小倉政幸及び中村孝志が発明したモータ用の回路基板とモータのステータコイルとの結線固定方法を改良した電動工具の出荷を開始した。

(73)【特許権者】

【識別番号】000005094

【氏名又は名称】日立工機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095887

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿久保 伸一

(72)【発明者】

【氏名】門前 哲也

(72)【発明者】

【氏名】羽山 芳雅

(72)【発明者】

【氏名】小倉 政幸

(72)【発明者】

【氏名】中村 孝志

【審査官】 亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−２８４７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２６４２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２２２６４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｆ ５／００

Ｈ０２Ｋ ３／０４

Ｈ０２Ｋ ３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータとステータを有するブラシレスモータと、前記ブラシレスモータを駆動するためのスイッチング素子と、前記スイッチング素子を搭載する回路基板と、前記ブラシレスモータの駆動力を先端工具に伝達する動力伝達機構と、これらを収容するハウジングを有し、
前記ステータはステータコイルを含み、前記ステータコイルのコイル部分から引き出される引出部の端部が前記回路基板に半田付けされる電動工具において、
前記引出部に熱収縮チューブを被された状態で前記回路基板への半田付けが行なわれており、
前記熱収縮チューブを熱で収縮された状態で、前記熱収縮チューブの前記回路基板側端部と前記回路基板を接着剤にて接着されていることを特徴とする電動工具。

【請求項2】

前記引出部の前記コイル部分側の端部において、前記熱収縮チューブと前記コイル部分を接着剤にて接着されているか、又は、樹脂で覆われていることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。

【請求項3】

前記回路基板は、前記ステータに含まれるステータコアの軸方向後方側に設けられるインシュレータにより保持され、
前記引出部は前記インシュレータに沿って配回され、その一部においてインシュレータに固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。

【請求項4】

前記ステータは、
筒体部と、前記筒体部の内周面側から半径方向内方に放射状に突出し前記筒体部の軸方向に延びる複数のティースと、それぞれの前記ティースに沿って巻回されているコイルを有し、
前記ステータの軸方向の端部に前記ステータの軸方向断面形状に対応する形状のインシュレータを有し、軸方向両端に設けられる前記インシュレータのティース間に前記コイルが巻回されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電動工具。

【請求項5】

前記ロータは永久磁石を含み、前記ステータの内周面側にて回転軸により回転可能に保持されることを特徴とする請求項４に記載の電動工具。

【請求項6】

前記回路基板は、円筒状の前記インシュレータに固定され、
前記引出部は前記インシュレータの内周側に配置されることを特徴とする請求項５に記載の電動工具。

【請求項7】

前記インシュレータには雌ネジ部が設けられ、前記回路基板は雄ネジを貫通させる貫通穴が形成されており、前記雄ネジが前記雌ネジ部に螺合されることにより前記回路基板が前記インシュレータに固定されていることを特徴とする請求項６に記載の電動工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気モータを動力源とする電動工具に関し、特にモータ用の回路基板とモータのステータコイルとの結線固定方法を改良した電動工具に関する。

【背景技術】

【0002】

先端工具を駆動する電動工具の駆動源として、直流電力または交流電力を用いた電気モータが用いられる。その電気モータとして近年、効率や制御の容易さの観点からブラシレスＤＣモータが広く用いられるようになってきた（例えば、特許文献１参照）。このような電動工具においては モータ駆動用の回路基板と、コイルを巻くための絶縁部材、ステータコアが互いに隣接したブラシレスモータが用いられることが多いが、電動工具の使用に伴う振動により回路基板に半田付けしたステータコイルが断線する恐れがあるため、十分な対策をとる必要があった。従来のバッテリを用いて駆動されるブラシレスモータの場合は、ステータコイルの線径が太いため半田付けした部分が断線し難いが、商用電源を整流化してブラシレスモータを直接駆動する場合には電圧が高いためのステータコイルの線径が細くてすむが、その結果、断線の恐れが高くなる。この問題を解決するための一般的な技術として、コイル線をステータコアに巻回後、回路基板とステータコアのコイル部（コイル巻回部）の間でたるみ（フォーミング）を持たせた引出部とし、工具本体から伝達される振動をたるみ（フォーミング）により吸収させることによりステータコイルの断線を防止することが行われていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１３９７４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のステータコイルにたるみ（フォーミング）を持たせる方法を採用すると大部分の問題を解決できる。しかしながら一層の断線防止化策を採用することにより製品の信頼性をさらに向上させることは永遠のテーマである。発明者らは製品開発の過程において、使用する電動工具の振動（加振力）によっては、ステータコイルとの固有振動数と近い周波数で振動する場合があり、この場合は共振現象によりステータコイルの振幅が大きくなることでステータコイルの断線に繋がる恐れがあることを見いだした。

【0005】

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、ステータコイルの断線を防止し、信頼性の優れたブラシレスモータを搭載した電動工具を提供することにある。

【0006】

本発明の他の目的は、簡単な部材を追加するだけでステータコイルの取り付け固定を強化し、コストアップを抑えたブラシレスモータを搭載した電動工具を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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。

【0008】

本発明の一つの特徴によれば、ロータとステータを有するブラシレスモータと、ブラシレスモータを駆動するためのスイッチング素子と、スイッチング素子を搭載する回路基板と、ブラシレスモータの駆動力を先端工具に伝達する動力伝達機構と、これらを収容するハウジングを有し、ステータはステータコイルを含み、ステータコイルのコイル部分から引き出される引出線の端部が回路基板に半田付けされる電動工具において、引出部に熱収縮チューブを被せた後に回路基板への半田付けを行い、熱収縮チューブを熱で収縮させた後に、熱収縮チューブの回路基板側端部と回路基板を接着剤にて接着するようにした。また、引出部のコイル部側の端部において、熱収縮チューブとコイル部分を接着剤にて接着するか、又は、樹脂で覆うようにした。

【0009】

本発明の他の特徴によれば、回路基板は、ステータに含まれるステータコアの軸方向後方側に設けられるインシュレータにより保持され、引出部はインシュレータに沿って配回され、その一部においてインシュレータに固定される。ステータは、筒体部と、筒体部の内周面側から半径方向内方に放射状に突出し筒体部の軸方向に延びる複数のティースと、それぞれのティースに沿って巻回されるコイルを有し、ステータの軸方向の端部にステータの軸方向断面形状に対応する形状のインシュレータを設け、軸方向両端に設けられるインシュレータのティース間にコイルを巻回するように構成した。

【0010】

本発明のさらに他の特徴によれば、ロータは永久磁石を含み、ステータの内周面側にて回転軸により回転可能に保持される。また、回路基板は円筒状のインシュレータに固定され、引出部は絶縁部材の内周側に配置される。さらに、インシュレータには雌ネジ部が設けられ、回路基板は雄ネジを貫通させる貫通穴が形成され、雄ネジを雌ネジ部に螺合させることにより回路基板をインシュレータに固定される。

【発明の効果】

【0011】

請求項１の発明によれば、コイルの引出部を熱収縮チューブに貫通させてから、引き出し部の半田付けを行い、熱収縮チューブを熱で収縮させた後に接着剤にて接着するので、コイルの引出部を熱収縮チューブにて密着状態で保護することができ、電動工具の作業毎に異なる様々な振動（加振力）によるステータコイルの断線を効果的に防止することができ、モータの寿命を大幅に向上させることができる。
請求項２の発明によれば、引出部のコイル部側の端部において、熱収縮チューブとコイル部分を接着剤にて接着するか、又は、樹脂で覆うので、ステータコイルのコイル部から引き出される部分にて断線することを効果的に防止することができる。
請求項３の発明によれば、引出部はインシュレータに沿って配回され、その一部においてインシュレータに固定されるので、様々な振動（加振力）に対してさらに強化されたステータコイルの取り付け方法を実現できる。
請求項４の発明によれば、ステータコイルは軸方向両端に設けられるインシュレータのティース間に巻回されるので、絶縁性が高く製造が容易なステータコイルを実現でき、電動工具の製造性及び信頼性を向上させることができる。
請求項５の発明によれば、ロータは永久磁石を含み、インナーロータ型のブラシレスモータであるので、高精度の制御が可能であって信頼性が高いモータを実現できる。
請求項６の発明によれば、回路基板は円筒状のインシュレータに固定され、引出部は絶縁部材の内周側に配置されるので、引出部に熱収縮チューブを被せたとしてもスペース的に余裕であるので従来の電動工具のモータ形状、ハウジング形状を変更すること無く本発明を適用することができる。
請求項７の発明によれば、インシュレータにはネジを用いてインシュレータに固定されるので、ねじで固定する前に熱収縮チューブを取り付ける作業、接着する作業を容易に行うことができ、製造コスト上昇を抑えた電動工具を実現できる。

【0012】

本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施例に係るインパクトドライバの縦断面図である。

【図2】本発明の実施例に係るインパクトドライバの側面図である。

【図3】本発明の実施例に係るインパクトドライバの部分背面図である。

【図4】図１のモータ３のステータ単体部分の側面図である。

【図5】図４のモータ３のステータコア部分の分解斜視図である。

【図6】図１のインバータ回路基板４０の背面図である。

【図7】本発明に係るブラシレスモータのステータコイルとインバータ回路基板の接続状態を示す図であり、図１のＡ−Ａ部の部分断面図である。

【図8】本発明の第２の実施例を示すブラシレスモータのステータコイルと回路基板の接続状態を示す図である。

【図9】従来技術に係るブラシレスモータのステータコイルと回路基板の接続状態を示す部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【実施例1】

【0014】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の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、上下左右、前後の方向は図中に示す方向であるとして説明する。

【0015】

図１に示すように、インパクトドライバ１は、ハウジング２と、モータ３と、減速機構４と、ハンマ５と、アンビル６と、ライト８と、制御部７と、電源コード９を含んで構成される。出力軸となるアンビル６には、図示しない先端工具が装着される。図１では先端工具として六角ソケットを装着できる取り付け部１０が設けられた図で示されるが、取り付け部１０に代えてドライバビットやその他の先端工具をワンタッチで取り付けることができる装着機構を設けても良い。インパクトドライバ１の外郭は、ハウジング２と、樹脂製のカバー２１とによって構成される。カバー２１の内側には金属製のハンマケース２２が収容され、ハンマケース２２の先端側の一部は外部に露出する（図２参照）。ハウジング２は、胴体部２ａと、ハンドル部２ｂと、基板収容部２ｃの３つの部分から構成される。胴体部２ａは略筒状を有しており、カバー２１及びハンマケース２２と共同して、モータ３と、減速機構４と、ハンマ５と、アンビル６とを、回転軸方向に直列に配置するように収容する。モータ３の回転は、動力伝達機構たる減速機構４、ハンマ５、アンビル６を介して先端工具に伝達される。

【0016】

ハンドル部２ｂには、トリガ２６が設けられ、トリガ２６はハンドル部２ｂ内に収容されたスイッチ機構２７と接続され、モータ３の回転速度を設定する。ハンドル部２ｂと胴体部２ａと接続部分であってトリガ２６の直上には、モータ３の回転方向を切替える正逆切替スイッチ２８が設けられる。基板収容部２ｃにはモータ３の回転制御を行う制御部７が収容され、外部からの電力を供給するための電源コード９が下方に延出する。制御部７は、制御回路基板７２と、電源回路基板７３を含んで構成され、これらは主に基板収容部２ｃ内に収容されるが、電源回路基板７３の一部（チョークコイル７３ｂ、コンデンサ７３ｃ等）はハンドル部２ｂ内にも収容される。制御部７は、トリガ２６の操作量に応じてモータ３に供給する電力量を調整することにより、モータ３の回転速度を制御する。電源回路基板７３には図示しないダイオードブリッジが搭載され、交流１００Ｖの商用電源を整流して１４１Ｖの直流に変換する。インパクトドライバ１では、作業者が把持するハンドル部２ｂの一端側（上側）にモータ３や減速機構４などの金属製の部材を配置し、他端（下側）に基板の中でも重量のある電源回路基板７３及び制御回路基板７２を配置し、ハンドル部２ｂ内の基板収容部２ｃ側寄りの位置に重い素子であるチョークコイル７３ｂ及びコンデンサ７３ｃを配置してインパクトドライバ１全体の重量バランスを良好に保っている。

【0017】

モータ３は、ブラシレス直流モータであって、前後方向に延びる出力軸３１と、出力軸３１に固定され複数の永久磁石３２ａを有するロータ３２と、ロータ３２を囲むように配置され複数のコイル（ステータコイル）３３を備えるステータ３４を含んで構成される。本実施例のモータ３は、３相４極６スロットであるが、極数、スロット数はこれだけに限られずその他の数のブラシレス直流モータを用いても良い。出力軸３１のモータ３の前方側であって、減速機構４との間には冷却ファン３５が設けられ、モータ３と同期して回転することにより吸気口２３ａ（図２参照）から空気を取り込んで、モータ３の各部を通過させてそれらを冷却した後に、後述する排気口２３ｂ（図２参照）から外部に排出させる。モータ３の詳細な構成は後述する。モータ３の軸方向後方側であって、出力軸３１の軸方向と垂直な方向にインバータを搭載するための回路基板４０が設けられる。回路基板４０はモータ３の外形とほぼ同形の略円形の両面基板であり、この基板上にはＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体製のスイッチング素子４２や、ホールＩＣ等の図示しない位置検出素子が搭載される。

【0018】

減速機構４は、複数の歯車を備える遊星歯車機構で構成され、出力軸３１の回転を所定の減速比で減速させてスピンドル５３に伝達する。ここで、スピンドル５３とハンマ５とはカム機構によって連結され、このカム機構は、スピンドル５３の外周面に形成されたＶ字状のスピンドルカム溝と、ハンマ５の内周面に形成されたハンマカム溝と、これらのカム溝に係合するボール５４によって構成される。スピンドル５３により回転されるハンマ５は前端に軸方向前方に凸状に突出する衝突部５１を有し、アンビル６は後端に径方向に凸状に延びる被衝突部６１を備え、ハンマ５が回転した際に衝突部５１が被衝突部６１と回転方向において衝突する。衝突部５１と被衝突部６１は、ハンマ５とアンビル６の相対向する回転平面上の２箇所に対称に形成される。ハンマ５はスプリング５２によって常に前方に付勢されており、静止時にはボール５４とカム溝との係合によってアンビル６の被衝突部６１の端面とは隙間を隔てた位置にある。

【0019】

スピンドル５３が回転駆動されると、その回転はカム機構を介してハンマ５に伝達され、ハンマ５が半回転しないうちにハンマ５の衝突部５１がアンビル６の被衝突部６１に係合してアンビル６を回転させるが、そのときの係合反力によってスピンドル５３とハンマ５との間に相対回転が生ずると、ハンマ５はカム機構のスピンドルカム溝に沿ってスプリング５２を圧縮しながらモータ３側へと後退を始める。

【0020】

そして、ハンマ５の後退動によってハンマ５の衝突部５１がアンビル６の被衝突部６１を乗り越えて両者の係合が解除されると、ハンマ５は、スピンドル５３の回転力に加え、スプリング５２に蓄積されていた弾性エネルギーとカム機構の作用によって回転方向及び前方に急速に加速されつつ、スプリング５２の付勢力によって前方へ移動し、その衝突部５１がアンビル６の被衝突部６１に再び係合して一体に回転し始める。このとき、強力な回転打撃力がアンビル６に加えられるため、アンビル６の先端の取り付け部１０に装着される図示しない先端工具に強い回転打撃力が伝達される。以後、同様の動作が繰り返されて先端工具からねじに回転打撃力が間欠的に繰り返し伝達され、例えば、ねじが木材等の図示しない被締結材にねじ込まれる。

【0021】

ライト８はＬＥＤ（発光ダイオード）であって、図示しないライトボタンを押下することにより点灯し、その光は先端工具及びその周囲を照らす。これにより、作業者は暗所でもライト８の明かりによって作業をすることができる。

【0022】

図２は本発明の実施例に係るインパクトドライバ１の外観を示す側面図である。ハウジング２は、縦断面において左右に可能な２つ割ハウジングにより構成され、左右のハウジング２は、複数のビス２４で互いに固定される。胴体部２ａの後端面には外気を取込む複数の吸気口２３ａが形成され、胴体部２ａの左右の両側面であって冷却ファン３５（図１参照）の周囲付近にはハウジング２の内部に取込んだ外気を排出する複数の排気口２３ｂが形成される。

【0023】

図３は、本発明の実施例に係るインパクトドライバ１の背面図である。胴体部２ａの背面側に設けられる吸気口２３ａは、左右のハウジング２にそれぞれ設けられ、十分な量の外気を取り込むために比較的大きめの開口とされる。ハウジング２の胴体部２ａの形状は、その内壁がモータ３の外径にほぼ沿った円筒形状で有り、胴体部２ａの下方には、胴体部２ａの直径よりも細い径のハンドル部２ｂが下側に延びるように配置される。

【0024】

次に図４及び図５を用いてモータ３のステータ部分の構造について説明する。図４は図１のモータ３のステータ単体部分の側面図である。図５は図４のモータ３のステータコアの分解斜視図である。ステータ３４は、略円筒状のステータコア３６と、ステータコア３６の軸方向両端に設けられているインシュレータ３７、３８とを有する。ステータコア３６の内部には、半径方向内方に突出するように円周方向に並んで６つのティース３６ｃが設けられ、各ティース３６ｃの間にスロット３６ｂが規定される。ステータコア３６の外周面には、半径方向外方に突出するように４つの凸部３６ａが設けられ、各凸部３６ａはハウジング２の内周側にそれぞれに設けられた図示せぬ凹部と嵌合することによってハウジング２の径方向に回転及び軸方向に移動しないように保持される。つまり、ステータコア３６は左右方向からハウジング２に挟まれるようにして保持される。

【0025】

２つのインシュレータ３７、３８は、コイル３３とステータコア３６とを絶縁するためにステータコア３６の軸方向両端にそれぞれ設けられており、例えば高分子樹脂等の絶縁材料の一体成形によって製造される。ステータコア３６は強い磁力線を導くため、例えば鋼板の積層構造により構成される。インシュレータ３７、３８には半径方向内方に突出するように円周方向に並んで６つのインシュレータ側ティース３７ｃ、３８ｃが設けられ、インシュレータ３７、３８の外周面には、４つの突起部３７ａ、３８ａが半径方向外方に突出するように設けられる。インシュレータ側ティース３７ｃ、３８ｃはコイル３３を巻く際のいわゆるボビンの一部となるものであって、ステータコア３６の各ティース３６ｃとインシュレータ側ティース３７ｃ、３８ｃとは円周方向において全て一致している。さらに、インシュレータ側ティース３７ｃ、３８ｃの内周部分には、巻かれたコイルがインシュレータ側ティース３７ｃ、３８ｃから移動しないように、フランジ状に延びたストッパ部３７ｂ、３８ｂが形成される。ストッパ部３７ｂ、３８ｂの内周側の形状はロータ３２の外周面と所定の間隔を隔てて対向する曲面状に構成される。

【0026】

インシュレータ３７、３８に設けられる各突起部３７ａ、３８ａには、ステータコア３６の凸部３６ａと当接することによってステータコア３６に対してインシュレータ３７、３８が相対的に回転しないように保持するためのものである。４つの突起部３７ａ、３８ａとステータコア３６との嵌合はきつめに設定すると好ましく、それによってインシュレータ３７、３８をステータコア３６に対して軸方向にも移動不能とすることができる。尚、インシュレータ３７、３８とステータコア３６の固定方法は突起部３７ａ、３８ａを用いる方法だけで無く、接着やねじ止め等のその他の公知の固定方法で固定するように構成しても良い。

【0027】

インシュレータ側ティース３７ｃ、ステータコア３６のティース３６ｃ、インシュレータ側ティース３８ｃには、軸方向に並べて配置した際にコイルを巻くためのボビン状の形状となり、これらに沿ってコイル３３が巻かれる。この固定は、ステータコア３６の両端に設けられたインシュレータ３７、３８のうち、後方側（回路基板４０が面する側）のインシュレータ３８のインシュレータ側ティース３８ｃから巻き始め、スロット３６ｂを通過してインシュレータ３７のインシュレータ側ティース３７ｃに掛けられた後、スロット３６ｂを通過して再びインシュレータ３８に至る。この動作を複数回繰り返すことにより、コイル３３はステータコア３６の一つのティース３６ｃに巻かれたコイルとなる。このときコイル３３は、インシュレータ３７、３８（共に絶縁体で構成）と図示しない絶縁紙とによって確実にステータコア３６と絶縁されるように構成される。コイル３３をインシュレータ３７、３８に巻回する作業の際、インシュレータ３７、３８とステータコア３６との位置がずれてしまうとコイル３３を巻回することができないため、インシュレータ３７とステータコア３６とは確実に固定されていることが重要であり、そのために突起部３７ａ、３８ａが機能する。このようにして円周方向で６箇所あるティース３６ｃの周りにコイル３３を巻いて、その後に６つのコイルを所定の接続方法で、例えばスター接続させる。その結果、コイル３３の後方側からは６本の引出線（引出部３３ｂ）が引き出されることとなり、引出部３３ｂは回路基板４０に接続される。

【0028】

図６は図１のインバータ回路基板単体の背面図であり、６つのスイッチング素子４２が取り付けられた状態を示している。この回路基板４０には、ガラスエポキシ製の両面基板であって、回路基板４０の外形形状はモータ３のステータコア３６の外形にほぼ沿った形状で有り、４つのネジによってインシュレータ３８に固定される。回路基板４０の周囲の４箇所には図示しないネジを貫通するための貫通穴４１が形成され、図示しないネジが貫通穴４１を貫通させてインシュレータ３８のネジボス３８ｅ（図５参照）に螺合される。回路基板４０上には、コイル３３に供給する電力を制御する略直方体の６つのスイッチング素子４２が、その長手方向が出力軸３１の軸方向と平行になるように配置される。回路基板４０の略中央部分には、出力軸３１が貫通する貫通穴４０ａが形成される。回路基板４０のスイッチング素子４２が設けられている側とは反対側の面（モータ側の面）には、ロータ３２の永久磁石３２ａの位置を検出するための３つのホール素子（図示せず）が配置される。スイッチング素子４２の近傍には、コイル３３の引出部３３ｂの端部を前側から貫通させて後側にて半田付けをおこなうための半田付け用穴４３が形成される。半田付け用穴４３の周囲には図示しない配線パターンが形成され、コイル３３と所定のスイッチング素子４２を接続する。回路基板４０の下側には、外部から直流を供給するための図示しない電力線を半田付けするための半田付け用穴４４が形成される。

【0029】

ここで本実施例の半田付け用穴４３へのコイル３３の固定方法を説明する前に、図９を用いて従来例におけるブラシレスモータのステータコイルと回路基板の接続状態を説明する。図９は従来技術に係るブラシレスモータのステータコイルと回路基板の接続状態を示す部分断面図であって、図１のＡ−Ａ断面に相当する部分の部分断面図である。従来技術においても、本実施例においてもステータコア３６、インシュレータ３７、３８は同じ部品を用いている。また、回路基板４０の形状も図６で説明したものと同一である。ステータコイル１３３は、ステータコア３６の各ティース３６ｃの軸方向両側に位置するインシュレータ３７、３８に掛かるように巻かれ、コイル状に巻かれた部分（コイル部１３３ａ）からの引き出し部分（引出部１３３ｂ）が位置し、引出部１３３ｂの回路基板４０側の端部が回路基板４０に半田付けされる。ここで用いられる回路基板４０は図６で示した本実施例の回路基板と同じで有り、つまり従来の回路基板４０を替えること無くそのまま本発明の電動工具に用いることができる。ここでは引出部１３３ｂの端部は半田付け用穴４３の前方側から後方側に貫通され、後方側から半田４５によって固定される。この際、引出部１３３ｂのうち、コイル部１３３ａからの引出点付近と半田４５付近以外は固定されない空中結線状態となる。このため電動工具の稼働時の振動によって空中結線部分たる引出部１３３ｂが振動するが、この振動が予想以上に大きくなる場合があった。

【0030】

図７は、本実施例に係るブラシレスモータのステータコイルと回路基板の接続状態を示す図であり、図１のＡ−Ａ部に相当する部分断面図である。本実施例では回路基板４０とステータコア３６のコイル部３３ａの間の空中配線となる引出部３３ｂを熱収縮チューブ４６で覆うように構成した。つまり、半田４５で固定する前に、引出部３３ｂを熱収縮チューブ４６に貫通させるようにする。熱収縮チューブ４６の径や長さは、収縮させた後に引出部３３ｂの全体を覆うのに最適となるように選択すると良い。引出部３３ｂに熱収縮チューブ４６を通した後に、引出部３３ｂの先端を半田付け用穴４３に貫通させた後に半田４５で固定する。次に、熱収縮チューブ４６を熱で収縮させた後に熱収縮チューブ４６の両端を接着剤４７、４９（例えば瞬間接着剤や接着作用を有する樹脂）により接着固定する。引出部３３ｂの回路基板４０側は、回路基板４０の前面側において接着剤４７を半田付け用穴４３の周囲を均等に盛るようにする。また、引出部３３ｂのコイル部３３ａ側においても熱収縮チューブ４６とコイル部３３ａが接着剤４９によって固定される。

【0031】

本実施例では熱収縮チューブ４６の両端以外は固定されない空中結線となるが、熱収縮チューブ４６により引出部３３ｂが補強されることになるため引出部３３ｂの振れが大幅に抑制される。特に熱収縮チューブ４６は弾力性、制震性の高い材料、例えば、ポリオレフィン、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等で構成されるためその効果が大きい。さらに熱収縮チューブ４６の両端部分を回路基板４０またはコイル部３３ａに接着固定することで、熱収縮チューブ４６がしっかり固定されるため、引出部３３ｂの振れが更に抑制されることで、引出部３３ｂの断線を効果的に防止できる。なお、従来例では回路基板４０とステータコア３６のコイル部３３ａの間に樹脂などを流し込み、樹脂が固まることで回路基板４０の剛性を上げ、断線防止を用いる方法が知られているが、本構造は樹脂にて内部空間を充填していないので、樹脂が風路を遮ることでモータの発熱に影響するという悪影響を効果的に防止することができる。

【実施例2】

【0032】

図８は本発明の第２の実施例を説明する。図８はステータコイルと回路基板の接続状態を示す図である。第２の実施例では熱収縮チューブ４６を追加するのではなく、引出部８３ｂの空中配線の途中の部分をインシュレータ８８に沿って配回すると共に引出部８３ｂの一部をインシュレータ８８の保持部８８ｂに固定することで、引出部８３ｂの振れを抑制するように構成した。また第１の実施例では引出部３３ｂを回路基板４０の後面側から半田付け用穴４３に貫通させ、後面側から半田９５で固定するようにした。これに対して第２の実施例では引出部８３ｂはインシュレータ８８の外側に配回し、インシュレータ８８との固定は接着剤８９（例えば瞬間接着剤や樹脂系接着剤）によって行う。尚、半田９５をつける順番と接着剤８９を付ける順番を逆にして、引出部８３ｂを接着剤８９により固定後、回路基板４０の上面から半田付け作業を行なうようにしても良い。この構造により引出部８３ｂの断線を効果的に防止することが可能となる。第２の実施例では熱収縮チューブを被せていないが、第２の実施例においても熱収縮チューブを被せて、熱収縮チューブの両端側を回路基板４０と図示しないコイル部に固定して、さらに熱収縮チューブの中間付近で接着剤８９のようにインシュレータ８８に固定するように構成しても良い。

【0033】

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、上述の実施例では、ブラシレスＤＣモータのコイルと回路基板との接続部分に熱収縮チューブを用いた固定方法を説明したが、その他の種類のモータと何らかの回路基板との接続部分に本発明を適用しても良い。また、上述の実施例の電動工具ではインパクトドライバに適用した例を説明したが、インパクトドライバだけに限られずに、ドライバドリル、電動丸のこ、その他のモータを動力源とした任意の電動工具にも同様に適用できる。

【符号の説明】

【0034】

１ インパクトドライバ ２ ハウジング
２ａ 胴体部 ２ｂ ハンドル部
２ｃ 基板収容部 ３ モータ
４ 減速機構 ５ ハンマ
６ アンビル ７ 制御部
８ ライト ９ 電源コード
１０ 取り付け部 ２１ カバー
２２ ハンマケース ２３ａ 吸気口
２３ｂ 排気口 ２４ ビス
２６ トリガ ２７ スイッチ機構
２８ 正逆切替スイッチ ３１ 出力軸
３２ ロータ ３２ａ 永久磁石
３３ コイル ３３ａ コイル部
３３ｂ 引出部 ３４ ステータ
３５ 冷却ファン ３６ ステータコア
３６ａ 凸部 ３６ｂ スロット
３６ｃ ティース ３７ インシュレータ
３７ａ 突起部 ３７ｂ ストッパ部
３７ｃ インシュレータ側ティース ３８ インシュレータ
３８ａ 突起部 ３８ｂ ストッパ部
３８ｃ インシュレータ側ティース ３８ｄ 保持部
３８ｅ ネジボス ４０ 回路基板
４０ａ 貫通穴 ４１ 貫通穴
４２ スイッチング素子 ４３ 半田付け用穴
４４ 半田付け用穴 ４５ 半田
４６ 熱収縮チューブ ４７、４９ 接着剤
５１ 衝突部 ５２ スプリング
５３ スピンドル ５４ ボール
６１ 被衝突部 ７２ 制御回路基板
７３ 電源回路基板 ７３ｂ チョークコイル
７３ｃ コンデンサ ８３ｂ 引出部
８６ ステータコア ８７、８８ インシュレータ
８８ｂ 保持部 ８９ 接着剤
９５ 半田 １３３ ステータコイル
１３３ａ コイル部 １３３ｂ 引出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】