特許 6315250 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】6315250

(24)【登録日】2018年4月6日

(45)【発行日】2018年4月25日

(54)【発明の名称】電動工具

(51)【国際特許分類】

   B25F 5/00 20060101AFI20180416BHJP

   H02K 11/02 20160101ALI20180416BHJP

   H02K 11/30 20160101ALI20180416BHJP

【ＦＩ】

   B25F5/00 G

   H02K11/02

   H02K11/30

【請求項の数】13

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-74488(P2014-74488)

(22)【出願日】2014年3月31日

(65)【公開番号】特開2015-196212(P2015-196212A)

(43)【公開日】2015年11月9日

【審査請求日】2016年10月28日

(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】100094983

【弁理士】

【氏名又は名称】北澤 一浩

(74)【代理人】

【識別番号】100095946

【弁理士】

【氏名又は名称】小泉 伸

(74)【代理人】

【識別番号】100099829

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 朗子

(74)【代理人】

【識別番号】100192337

【弁理士】

【氏名又は名称】福本 鉄平

(72)【発明者】

【氏名】吉成 拓家

(72)【発明者】

【氏名】小泉 俊彰

【審査官】 須中 栄治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１４８０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 再公表特許第２０１０／０６７６１４（ＪＰ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−２５０５４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１１５７８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２４４２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０９７３６８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５９−０１１７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０４５５３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０５７７６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４４２９２４１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｆ１／００−５／０２

Ｈ０２Ｋ１１／００−１１／４０

Ｂ２４Ｂ３／００−３／６０

Ｂ２４Ｂ２１／００−３９／０６

Ｂ２５Ｂ２１／００−２３／１８

Ｂ２５Ｄ１／００−１７／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電圧を出力する電源回路部と、
複数のスイッチング素子を有し、該電源回路部と接続されるスイッチング回路部と、
ステータコア及び回転軸を有し、該電源回路部から該スイッチング回路部を介して駆動されるブラシレスモータと、
該複数のスイッチング素子を制御することで該ブラシレスモータの駆動を制御する制御回路部と、を備える電動工具であって、
該スイッチング回路部は、第１出力ラインと、グランドに接続された第２出力ラインと、により該電源回路部に接続され、
該ステータコアは、該電源回路部と該スイッチング回路部とを接続する該第２出力ラインに雑防素子を介して接続されていることを特徴とする電動工具。

【請求項2】

該雑防素子は、コンデンサであ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】

該電源回路部は、外部電源と接続可能な電源接続部と、該外部電源の交流電圧を直流電圧に変換して出力する変換出力部と、を有し、
該変換出力部は、チョークコイルとコンデンサとを含む雑防手段を介して該電源接続部に接続されてい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】

該ブラシレスモータを収容するモータ収容室が形成されたハウジングをさらに備え、
該スイッチング回路部、該第１出力ライン、該第２出力ライン及び該雑防素子は、基板に実装され、
該基板は、該モータ収容室の内部に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電動工具。

【請求項5】

該基板は、該回転軸の軸方向における該ブラシレスモータの一端部に取付けられてい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】

該ステータコアと該雑防素子とは、導電性の弾性部材によって接続され、
該弾性部材は、該ステータコアの該回転軸の軸方向における一端部と該基板との間に介在してい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】

該弾性部材は、コイルスプリングであることを特徴とする請求項６に記載の電動工具。

【請求項8】

該ステータコアと該雑防素子とは、リード線によって接続されていることを特徴とする請求項５に記載の電動工具。

【請求項9】

該基板は、該回転軸の半径方向における該ステータコアの外周面と対向する位置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。

【請求項10】

該スイッチング回路部、該第１出力ライン及び該第２出力ラインは、該回転軸の軸方向における該ブラシレスモータの一端部に取付けられた基板に実装され、
該雑防素子は、該回転軸の半径方向における該ステータコアの外周面に取付けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電動工具。

【請求項11】

該ブラシレスモータを収容するモータ収容室が形成されたモータハウジングと、
該モータハウジングから該モータハウジングの長手方向と直交する方向に延びるハンドルハウジングと、をさらに備え、
該スイッチング回路部、該第１出力ライン及び該第２出力ラインは、基板に実装され、
該基板は、該ハンドルハウジングの内部に配置され、
該雑防素子は、該回転軸の半径方向における該ステータコアの外周面に取付けられ、
該雑防素子と該第２出力ラインとは、該モータハウジングの内部と該ハンドルハウジングの内部とに亘るリード線によって接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電動工具。

【請求項12】

直流電圧を出力する電源回路部と、
複数のスイッチング素子を有し、該電源回路部の出力側に接続されるスイッチング回路部と、
ステータコア及び回転軸を有し、該スイッチング回路部により駆動されるブラシレスモータと、
該電源回路部と該スイッチング回路部とを接続するグランドラインと該ステータコアとの間に接続された雑防素子と、を備えることを特徴とする電動工具。

【請求項13】

該雑防素子は、セラミックコンデンサであることを特徴とする請求項１２に記載の電動工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電動工具に関し、特にブラシレスモータを備える電動工具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、モータの回転力を利用して作業を行う各種電動工具が広く用いられている。このような電動工具の中には、複数のスイッチング素子を有するインバータ回路を備えたものが知られており、ＰＷＭ制御によりモータの回転速度等を制御している（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−１４８０６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記した従来の電動工具におけるＰＷＭ制御では、スイッチング素子を高速でオン／オフさせるため、スイッチング回路部にノイズが発生する。しかしながら、上記した従来の電動工具においては比較的大きなノイズ対策部品が必要であり、実装スペースの確保が問題となっていた。

【0005】

そこで本発明は、実装スペースを小さくし効果的にノイズを低減可能な電動工具を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために本発明は、直流電圧を出力する電源回路部と、複数のスイッチング素子を有し、該電源回路部と接続されるスイッチング回路部と、ステータコア及び回転軸を有し、該電源回路部から該スイッチング回路部を介して出力される直流電圧によって駆動されるブラシレスモータと、該複数のスイッチング素子を制御することで該ブラシレスモータの駆動を制御する制御回路部と、を備える電動工具であって、該スイッチング回路部は、第１出力ラインとグランドに接続された第２出力ラインとにより該電源回路部に接続され、該ステータコアは、雑防素子を介して該第２出力ラインに接続されていることを特徴とする電動工具を提供する。
上記課題を解決するために本発明はさらに、直流電圧を出力する電源回路部と、複数のスイッチング素子を有し該電源回路部と接続されるスイッチング回路部と、ステータコア及び回転軸を有し該電源回路部から該スイッチング回路部を介して駆動されるブラシレスモータと、該複数のスイッチング素子を制御することで該ブラシレスモータの駆動を制御する制御回路部と、を備える電動工具であって、該スイッチング回路部は、第１出力ラインと、グランドに接続された第２出力ラインと、により該電源回路部に接続され、該ステータコアは、該電源回路部と該スイッチング回路部とを接続する該第２出力ラインに雑防素子を介して接続されていることを特徴とする電動工具を提供する。

【0007】

このような構成によると、電動工具の電気系統における直流回路部分のノイズ発生源の一つであるブラシレスモータのステータコアが、雑防素子を介してグランドに接続された同じ直流回路部分の第２出力ラインに接続されているため、効果的にスイッチング回路部で発生するノイズを低減することができる。

【0008】

上記構成において、該雑防素子は、コンデンサであることが好ましい。

【0009】

このような構成によると、安価且つ簡易に雑防素子を構成することができる。これにより、製造コストを抑制することができる。

【0010】

また、該電源回路部は、外部電源と接続可能な電源接続部と、該外部電源の交流電圧を直流電圧に変換して出力する変換出力部と、を有し、該変換出力部は、チョークコイルとコンデンサとを含む雑防手段を介して該電源接続部に接続されていることが好ましい。

【0011】

このような構成によると、交流電圧が直流電圧に変換されて出力されるまでの交流回路部分に雑防手段が設けられているため、スイッチング回路部から商用電源に入るノイズを効果的に低減することができる。

【0012】

また、該ブラシレスモータを収容するモータ収容室が形成されたハウジングをさらに備え、該スイッチング回路部、該第１出力ライン、該第２出力ライン及び該雑防素子は、基板に実装され、該基板は、該モータ収容室の内部に配置されていることが好ましい。

【0013】

このような構成によると、モータ収容室の内部にブラシレスモータ及び雑防素子が収容されるため、ブラシレスモータのステータコアの近傍に雑防素子が位置する。これにより、ステータコアと雑防素子と接続する部材を短くすることができ、製造コストを抑制することができ、且つノイズ低減の効果を向上させることができる。

【0014】

また、該基板は、該回転軸の軸方向における該ブラシレスモータの一端部に取付けられていることが好ましい。

【0015】

このような構成によると、基板が回転軸の軸方向におけるブラシレスモータの一端部に取付けられているので、ハウジングの当該軸方向と直交する方向における寸法の大型化を抑制することができる。

【0016】

また、該ステータコアと該雑防素子とは、導電性の弾性部材によって接続され、該弾性部材は、該ステータコアの該回転軸の軸方向における一端部と該基板との間に介在していることが好ましい。

【0017】

このような構成によると、ステータコアに弾性部材を接続した後に基板をブラシレスモータに組み付けることで、ブラシレスモータへの基板の取付とステータコアと雑防素子との接続を同時に行うことができ、組立性を向上させることができる。

【0018】

また、該弾性部材は、コイルスプリングであることが好ましい。

【0019】

このような構成によると、安価且つ簡易に弾性部材を構成することができる。これにより、製造コストを抑制することができる。

【0020】

また、該ステータコアと該雑防素子とは、リード線によって接続されていることが好ましい。

【0021】

このような構成によると、安価且つ簡易にステータコアと雑防素子とを接続することができる。これにより、製造コストを抑制することができる。

【0022】

また、該基板は、該回転軸の半径方向における該ステータコアの外周面と対向する位置に配置されていることが好ましい。

【0023】

このような構成によると、ハウジングの回転軸の軸方向における寸法を小型化することが可能となる。

【0024】

また、該スイッチング回路部、該第１出力ライン及び該第２出力ラインは、該回転軸の軸方向における該ブラシレスモータの一端部に取付けられた基板に実装され、該雑防素子は、該回転軸の半径方向における該ステータコアの外周面に取付けられていることが好ましい。

【0025】

このような構成によると、ステータコアの外周面に雑防素子が取付けられているため、ブラシレスモータで発生するノイズをより効果的に低減することができる。

【0026】

また、該ブラシレスモータを収容するモータハウジングと、該モータハウジングから該モータハウジングの長手方向と直交する方向に延びるハンドルハウジングと、をさらに備え、該スイッチング回路部、該第１出力ライン及び該第２出力ラインは、基板に実装され、該基板は、該ハンドルハウジングの内部に配置され、該雑防素子は、該回転軸の半径方向における該ステータコアの外周面に取付けられ、該雑防素子と該第２出力ラインとは、該モータハウジングの内部と該ハンドルハウジングの内部とに亘るリード線によって接続されていることが好ましい。

【0027】

このような構成によると、ハンドルハウジングの内部に基板が配置されており、基板上の第２出力ラインと雑防素子とは、モータハウジングの内部と該ハンドルハウジングの内部とに亘るリード線によって接続されている。モータハウジングの内部に基板を配置する必要がなくモータハウジングの大型化を抑制することができる。

【0028】

上記課題を解決するために本発明はさらに、直流電圧を出力する電源回路部と、複数のスイッチング素子を有し、該電源回路部の出力側に接続されるスイッチング回路部と、ステータコア及び回転軸を有し、該スイッチング回路部により駆動されるブラシレスモータと、を備える電動工具であって、一端側が該電源回路部の出力側のグランドラインに接続され、他端側が該ステータコアに接続される雑防素子を有することを特徴とする電動工具を提供する。
上記課題を解決するために本発明はさらに、直流電圧を出力する電源回路部と、複数のスイッチング素子を有し該電源回路部の出力側に接続されるスイッチング回路部と、ステータコア及び回転軸を有し該スイッチング回路部により駆動されるブラシレスモータと、該電源回路部と該スイッチング回路部とを接続するグランドラインと該ステータコアとの間に接続された雑防素子と、を備えることを特徴とする電動工具を提供する。

【0029】

このような構成によると、電動工具の電気系統における直流回路部分のノイズ発生源の一つであるブラシレスモータのステータコアが、雑防素子を介して電源回路部の出力側のグランドラインに接続されているため、効果的にスイッチング回路部で発生するノイズを低減することができる。

【0030】

また上記構成おいて、該雑防素子の該一端側は、該電源回路部と該スイッチング回路部とを接続する該グランドラインに接続されていることが好ましい。

【0031】

また、該雑防素子は、セラミックコンデンサであることが好ましい。

【発明の効果】

【0032】

本発明の電動工具によれば、効果的にノイズを低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明の第１の実施の形態によるインパクトドライバの断面側面図である。

【図2】本発明の第１の実施の形態によるインパクトドライバのモータ及びスイッチング基板を示す断面側面図である。

【図3】本発明の第１の実施の形態によるインパクトドライバのモータ及びスイッチング基板を示す側面図である。

【図4】本発明の第１の実施の形態によるインパクトドライバの制御／電気系統を示すブロック図を含む回路図である。

【図5】本発明の第２の実施の形態によるインパクトドライバのモータ及びスイッチング基板を示す側面図である。

【図6】本発明の第２の実施の形態によるインパクトドライバの制御／電気系統を示すブロック図を含む回路図である。

【図7】本発明の第３の実施の形態によるインパクトドライバのモータ及びスイッチング基板を示す断面側面図である。

【図8】本発明の第３の実施の形態によるインパクトドライバのモータ及びスイッチング基板を示す側面図である。

【図9】本発明の第４の実施の形態によるインパクトドライバのモータ及びスイッチング基板を示す断面側面図である。

【図10】本発明の第５の実施の形態によるインパクトドライバの断面側面図である。

【図11】本発明の第６の実施の形態によるインパクトレンチのモータ及びスイッチング基板を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

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。最初に本発明の第１の実施の形態による電動工具であるインパクトドライバ１について図１乃至図４を参照して説明する。

【0035】

図１は、本発明の第１の実施の形態によるインパクトドライバ１の断面図である。図１に示されるようにインパクトドライバ１は、ハウジング２、モータ３、ギヤ機構４、ハンマ５、アンビル部６、スイッチング基板７及び電源コード８から主に構成される。以下の説明においては、モータ３に対してアンビル部６が設けられている方向を前方向と定義し、前方向と逆の方向を後方向と定義する。また、モータ３に対して電源コード８が設けられている方向を下方向と定義し、下方向と逆の方向を上方向と定義する。さらに、インパクトドライバ１を後方向から見た場合の左を左方向と定義し、右を右方向と定義する。なお、以下の説明で「接続する」とは電気的に接続されることを含むものとする。

【0036】

図１に示されるようにハウジング２は、樹脂製であってインパクトドライバ１の外郭を成しており、前後方向に延びる略筒状のモータハウジング２ａと、モータハウジング２ａから下方向に延出するハンドルハウジング２ｂとによりに構成される。モータハウジング２ａ内の後部にはモータ収容室２ｃが画成されており、モータ収容室２ｃ内にモータ３が収容されている。モータ３は回転軸３ｅを有しており、回転軸３ｅの軸方向がモータハウジング２ａの長手方向に一致するように配置される。また、モータハウジング２ａ内には、ギヤ機構４、ハンマ５及びアンビル部６が、前後方向において前側に向かって並んで配置されている。なお、図１乃至図３、図５、図７乃至図１１に示されている直線Ａは、回転軸３ｅの軸心を表わしている。

【0037】

モータハウジング２ａ内の前側位置には、ハンマ５及びアンビル部６が内蔵される金属製のハンマケース１８が配置されている。ハンマケース１８は、前方に向かうに従って徐々に径が細くなる略漏斗形状を成しており、前端部分には開口１８ａが形成され、開口１８ａから後述する先端工具保持部１６の先端部分が露出し、その先端に開口部１６ａが形成される。また、モータハウジング２ａ内には、後述する冷却ファン１４によりモータハウジング２ａ内に外気を吸入及び排出するための図示せぬ吸気口及び排気口が形成されている。当該外気により、モータ３及びスイッチング基板７が冷却される。

【0038】

ハンドルハウジング２ｂは、モータハウジング２ａの前後方向略中央位置から下方に向けて延出し、モータハウジング２ａと一体に構成されている。ハンドルハウジング２ｂの内部には、スイッチ機構９が内蔵されると共に、その延出方向先端位置に、交流電源に接続可能な電源コード８が延出している。ハンドルハウジング２ｂにおいて、モータハウジング２ａからの根元部分であって前側位置には、作業者の操作箇所となるスイッチトリガ１０が設けられている。このスイッチトリガ１０は、スイッチ機構９と接続されており、モータ３への駆動電力の供給と遮断とを切り替えるために用いられる。また、ハンドルハウジング２ｂとモータハウジング２ａとの接続部分であって、スイッチトリガ１０の直上には、モータ３の回転方向を切り替える正逆切替スイッチ１１が設けられている。更に、ハンドルハウジング２ｂの下部には、制御回路部１２、電源回路部１３、ノイズフィルタ部２０が収容されている。

【0039】

図１乃至図３に示されるようにモータ３は、ブラシレスモータであり、回転軸３ｅ及び複数の永久磁石３ｄを備えるロータ３ａと、当該ロータ３ａと対向する位置に配置され複数のコイル３ｃを備えるステータコア３ｂとから主に構成される。回転軸３ｅは、軸方向が前後方向と一致するようにモータハウジング２ａ内に配置され、ロータ３ａの前後に突出しており、その突出した箇所でベアリングによりモータハウジング２ａに回転可能に支承されている。回転軸３ｅにおいて、前側に突出している箇所には、回転軸３ｅと同軸一体に回転する冷却ファン１４が設けられている。

【0040】

ギヤ機構４は、モータ３の前方に配置されている。ギヤ機構４は、複数の歯車を備える遊星歯車機構で構成される減速機構であり、回転軸３ｅの回転を減速してハンマ５に伝達する。ハンマ５は、前端に一対の衝突部１５を備えている。また、ハンマ５は、バネ５ａにより前方に付勢され、当該付勢力に抗して後方に移動することも可能に構成されている。

【0041】

アンビル部６は、ハンマ５の前方に配置されており、先端工具保持部１６と、アンビル１７とから主に構成される。アンビル１７は、先端工具保持部１６の後方に、当該先端工具保持部１６と一体に構成され、先端工具保持部１６の回転中心に対して対極に配置された一対の被衝突部１７ａを有する。ハンマ５が回転すると、一方の衝突部１５と一方の被衝突部１７ａとが衝突すると同時に、他方の衝突部１５と他方の被衝突部１７ａとが衝突し、これによりハンマ５の回転力がアンビル１７に伝達され、アンビル１７に回転打撃力が与えられる。また、衝突部１５と被衝突部１７ａとの衝突後、ハンマ５はバネ５ａの付勢力に抗して回転しながら後退する。そして、衝突部１５が被衝突部１７ａを乗り越えると、バネ５ａに蓄えられた弾性エネルギーが解放されてハンマ５は前方に移動し、再び、衝突部１５と被衝突部１７ａとが衝突することとなる。なお、先端工具保持部１６の先端に形成された開口部１６ａには、先端工具が着脱可能に保持される。

【0042】

スイッチング基板７は、後面視において略円形状をなした基板であって、回転軸３ｅの軸方向（前後方向）においてモータ３の後端部に取付けられており、複数のスイッチング素子７ａと、セラミックコンデンサ７ｂとが主に実装されている。複数のスイッチング素子７ａは、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。セラミックコンデンサ７ｂは、スイッチング基板７上において複数のスイッチング素子７ａの下方に設けられた雑防用のコンデンサであり、主にスイッチング素子７ａのスイッチング動作によってモータ３で発生するノイズを低減する。スイッチング基板７は基板の一例であり、セラミックコンデンサ７ｂは、雑防素子の一例である。なお、セラミックコンデンサ７ｂは、図１に示すようなリード式でもよいし、面実装式でもよく、スイッチング基板７に実装できればよい。

【0043】

図３及び図４に示されるように、スイッチング基板７とモータ３のステータコア３ｂとの間には導電性のコイルスプリング１９が介在している。コイルスプリング１９の前端部は、ステータコア３ｂの後端部に接続されており、後端部はスイッチング基板７の前面と当接している。スイッチング基板７のコイルスプリング１９の後端部が当接している部分は導電性の部材で形成されており、コイルスプリング１９の後端部とスイッチング基板７とが当接した状態において、セラミックコンデンサ７ｂの一方の端子とコイルスプリング１９とは接続されている。コイルスプリング１９は、弾性部材の一例である。

【0044】

電源コード８は、ハンドルハウジング２ｂの下端部から延出しており、その先端には交流電源２４（図４）と接続可能なプラグを備えている。

【0045】

次に、第１の実施の形態によるインパクトドライバ１の制御／電気系統について説明する。図４は、インパクトドライバ１におけるブロック図を含む回路図である。

【0046】

図４に示されるようにモータ３は、本実施の形態では３相のブラシレスモータにより構成される。このモータ３のロータ３ａは、永久磁石３ｄを含んで構成される。永久磁石３ｄは、回転軸３ｅ（図１）の軸方向に延びる２組のＮ極及びＳ極の磁石が、回転方向に９０度毎に交互に配置された構成となっている。ステータコア３ｂは、円筒状の外形を有しており、スター結線された３相のステータ巻線（コイル３ｃ）Ｕ、Ｖ、Ｗを備えている。

【0047】

ロータ３ａの近傍には、３つのホールＩＣ２１ｉ、２１ｊ、２１ｋが配置されている。ホールＩＣ２１ｉ、２１ｊ、２１ｋは、永久磁石３ｄに対向して回転方向に６０度毎に配置される。電磁結合方式により永久磁石３ｄからの磁力を検出し、位置検出信号を制御回路部１２へ出力する。

【0048】

図４に示されるように、モータ３への電力供給を行う回路は、電源回路部１３と、スイッチング回路部２２と、電源回路部１３とスイッチング回路部２２とを接続するプラスライン２６及びマイナスライン２７とにより主に構成されている。

【0049】

電源回路部１３は、電源接続部２５と、ノイズフィルタ部２０と、整流回路部２３とを備えており、交流電源２４の交流電圧を変換して直流電圧をスイッチング回路部２２に出力する回路である。交流電源２４は、外部電源の一例である。

【0050】

電源接続部２５は、電源コード８と交流電源２４とを接続した状態において、交流電源２４の電圧が入力される接続端子２５ａ及び２５ｂを備えている。交流電源２４の電圧は、電源接続部２５を介してノイズフィルタ部２０に出力される。

【0051】

ノイズフィルタ部２０は、コンデンサ２０Ａと、チョークコイル２０Ｂ及び２０Ｃとにより構成されている。コンデンサ２０Ａは交流電源２４と並列に接続されており、チョークコイル２０Ｂ及び２０Ｃは整流回路部２３と交流電源２４との間にそれぞれ直列に接続されている。ノイズフィルタ部２０は、主にスイッチング回路部２２から交流電源２４に入るノイズを低減する。ノイズフィルタ部２０は、雑防手段として機能する。

【0052】

整流回路部２３は、図示せぬダイオードブリッジ回路により構成されており、交流電源２４からノイズフィルタ部２０を介して出力される交流電圧を整流してスイッチング回路部２２に出力している。言い換えれば交流電源２４の交流電圧を直流電圧に変換してスイッチング回路部２２に出力している。整流回路部２３は、変換出力部の一例である。なお、ダイオードブリッジ回路の出力側に平滑コンデンサを設けても良い。

【0053】

プラスライン２６は、スイッチング基板７に実装されており、電源回路部１３とスイッチング回路部２２とを接続している。電源回路部１３は、プラスライン２６を介してスイッチング回路部２２に直流電圧を出力している。プラスライン２６は、第１出力ラインの一例である。

【0054】

マイナスライン２７（グランドライン）は、スイッチング基板７に実装されており、電源回路部１３とスイッチング回路部２２とを接続している。またマイナスライン２７は、グランドに接続されており、且つセラミックコンデンサ７ｂの他方の端子と接続されている。さらにマイナスライン２７には、モータ３に流れる電流を検出するためのシャント抵抗２７Ａが設けられている。マイナスライン２７は、第２出力ラインの一例である。

【0055】

上述したようにステータコア３ｂはコイルスプリング１９によってセラミックコンデンサ７ｂの一方の端子と接続されており、且つセラミックコンデンサ７ｂの他方の端子とマイナスライン２７とが接続されている。これにより、ステータコア３ｂはセラミックコンデンサ７ｂを介してマイナスライン２７に接続される。このように、ノイズの発生源であるモータ３のステータコア３ｂが直流回路部分であるマイナスライン２７にセラミックコンデンサ７ｂを介して接続されているため、モータ３で発生するノイズを効果的に低減することができる。

【0056】

スイッチング回路部２２は、スイッチング基板７上に実装されており、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７ａ（Ｑ１〜Ｑ６）により構成されている。これら６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートは、制御回路部１２に接続され、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各コレクタ又は各エミッタは、スター結線されたステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに接続される。これにより、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、制御回路部１２から入力されたスイッチング素子駆動信号（Ｈ１〜Ｈ６の駆動信号）に基づきスイッチング動作を行い、交流電源２４から電源回路部１３を介して供給された直流電圧を、３相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして、ステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに供給する。

【0057】

制御回路部１２は、ホールＩＣ２１ｉ、２１ｊ、２１ｋからのからの位置検出信号に基づいて、ステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗへの通電方向及び通電時間を制御している。また制御回路部１２は、スイッチトリガ１０の操作量（ストローク）を検出可能に構成されている。さらにモータ３のステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに流れる電流値をシャント抵抗２７Ａによって検出可能に構成されている。

【0058】

制御回路部１２は、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートを駆動するスイッチング素子駆動信号（３相信号）の中、３個の負電源側スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６を駆動するスイッチング素子駆動信号を、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６として供給する。そして、スイッチトリガ１０の操作量に基づいてＰＷＭ信号のパルス幅（デューティ比）を変化させることにより、モータ３への駆動電力の供給量を調整し、モータ３の起動／停止と回転速度とを制御する。

【0059】

ここで、ＰＷＭ信号は、スイッチング回路部２２の正電源側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３及び負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の何れか一方に供給され、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３又は負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６を高速スイッチングさせることにより、交流電源２４から電源回路部１３を介して供給される電圧から各ステータ巻線Ｕ、Ｖ，Ｗに供給する電力を制御する。本実施の形態では、負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６にＰＷＭ信号が供給され、ＰＷＭ信号のパルス幅を制御することにより、各ステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに供給する電力を調整して、モータ３の回転速度を制御することができる。なお、ＰＷＭ信号Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６を、正電源側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３に出力し、出力切替信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３をスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６に出力する構成であっても良い。また、ＰＷＭ信号Ｈ１〜Ｈ６を対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６にタイミングをずらして出力する構成であっても良い。

【0060】

このように、本発明の第１の実施の形態によるインパクトドライバ１においては、電気系統における直流回路部分のノイズ発生源の一つであるモータ３のステータコア３ｂが、セラミックコンデンサ７ｂを介してグランドに接続された同じ直流回路部分のマイナスライン２７に接続されているため、効果的にモータ３で発生するノイズを低減することができる。

【0061】

また、整流回路部２３は、コンデンサ２０Ａとチョークコイル２０Ｂ及び２０Ｃとを含むノイズフィルタ部２０を介して電源接続部２５に接続されているため、スイッチング回路部２２から交流電源２４に入るノイズを効果的に低減することができる。

【0062】

また、モータ３を収容するモータ収容室２ｃが形成されたハウジングを備え、スイッチング回路部２２、プラスライン２６、マイナスライン２７及びセラミックコンデンサ７ｂは、スイッチング基板７に実装され、スイッチング基板７はモータ収容室２ｃの内部に配置されているため、モータ３のステータコア３ｂの近傍にセラミックコンデンサ７ｂが位置する。これにより、ステータコア３ｂとセラミックコンデンサ７ｂとを接続する部材を短くすることができ、製造コストを抑制することができ、且つノイズ低減の効果を向上させることができる。

【0063】

また、スイッチング基板７が回転軸３ｅの軸方向におけるモータ３の後端部に取付けられているので、ハウジング２の当該軸方向と直交する方向における寸法の大型化を抑制することができる。また、ノイズ対策部品としてセラミックコンデンサ７ｂを用いたため実装スペースを小さくすることができ電動工具の大型化を抑制することができる。

【0064】

また、ステータコア３ｂとセラミックコンデンサ７ｂとは、導電性のコイルスプリング１９によって接続され、コイルスプリング１９は回転軸３ｅの軸方向におけるステータコア３ｂの後端部とスイッチング基板７との間に介在しているため、ステータコア３ｂにコイルスプリング１９を接続した後にスイッチング基板７をモータ３に組み付けることで、モータ３へのスイッチング基板７の取付とステータコア３ｂとセラミックコンデンサ７ｂとの接続を同時に行うことができ、組立性を向上させることができる。

【0065】

次に、図５及び図６に基づいて本発明の第２の実施の形態によるインパクトドライバ２００について説明する。基本的な機械的構成、電気的構成及び制御方法は、第１の実施の形態のインパクトドライバ１と同様である。以下の説明において、上述した第１の実施の形態によるインパクトドライバ１の構成要素と同じ部材や要素は同じ参照番号を付して説明を省略する。

【0066】

図５及び図６に示されるようにインパクトドライバ２００におけるステータコア３ｂとセラミックコンデンサ７ｂとはリード線２１９によって接続されている。リード線２１９の一端部は、直線Ａ（回転軸３ｅの軸心）の半径方向におけるステータコア３ｂの外周面下部に設けられたアースターミナル２０３ｆに接続され、他端部はスイッチング基板７の前面に接続されている。リード線２１９の他端部とスイッチング基板７との接続部分は、導電性の部材で形成されており、リード線２１９とセラミックコンデンサ７ｂの一方の端子とはスイッチング基板７上において接続されている。またスイッチング基板７上においてセラミックコンデンサ７ｂの他方の端子とマイナスライン２７とが接続されている。

【0067】

このようにインパクトドライバ２００においては、ステータコア３ｂとセラミックコンデンサ７ｂとはリード線２１９によって接続され、ステータコア３ｂはセラミックコンデンサ７ｂを介してマイナスライン２７に接続されている。これにより、安価且つ簡易にステータコア３ｂとセラミックコンデンサ７ｂとを接続することができ、製造コストを抑制することができる。

【0068】

次に、図７及び図８に基づいて本発明の第３の実施の形態によるインパクトドライバ３００について説明する。基本的な機械的構成、電気的構成及び制御方法は、第１の実施の形態のインパクトドライバ１と同様である。以下の説明において、上述した第１の実施の形態によるインパクトドライバ１の構成要素と同じ部材や要素は同じ参照番号を付して説明を省略する。

【0069】

図７及び図８に示されるようにインパクトドライバ３００におけるステータコア３ｂは、リード線３１９Ａ、セラミックコンデンサ７ｂ、リード線３１９Ｂを介してスイッチング基板７に実装されたマイナスライン２７に接続されている。セラミックコンデンサ７ｂは、ステータコア３ｂの直線Ａの半径方向における外周面に取付けられている。セラミックコンデンサ７ｂの一方の端子は、ステータコア３ｂの直線Ａ（回転軸３ｅの軸心）の半径方向における外周面下部に設けられたアースターミナル３０３ｆにリード線３１９Ａによって接続されている。またセラミックコンデンサ７ｂの他方の端子は、スイッチング基板７のスイッチング素子７ａが実装されている面とは反対の面（前面）にリード線３１９Ｂによって接続されている。リード線３１９Ｂとスイッチング基板７との接続部分は、導電性の部材で形成されており、リード線３１９Ｂとスイッチング基板７に実装されているマイナスライン２７とはスイッチング基板７上において接続されている。

【0070】

このように、インパクトドライバ３００においてはステータコア３ｂの外周面にセラミックコンデンサ７ｂが取付けられているため、モータ３で発生するノイズをより効果的に低減することができる。さらに、ノイズ対策部品としてセラミックコンデンサ７ｂを用いたため、実装スペースが小さくすることができ、ステータコア３ｂとモータハウジング２ａ内周部との間の限られたスペースに配置することができる。よって、電動工具（モータハウジング２ａ）を大型化することなくノイズを効果的に低減することができる。

【0071】

次に、図９に基づいて本発明の第４の実施の形態によるインパクトドライバ４００について説明する。基本的な機械的構成、電気的構成及び制御方法は、第１の実施の形態のインパクトドライバ１と同様である。以下の説明において、上述した第１の実施の形態によるインパクトドライバ１の構成要素と同じ部材や要素は同じ参照番号を付して説明を省略する。

【0072】

図９に示されるようにインパクトドライバ４００におけるスイッチング基板７は、モータ３の前端部に取付けられている。またインパクトドライバ４００におけるステータコア３ｂは、リード線４１９Ａ、セラミックコンデンサ７ｂ、リード線４１９Ｂを介してスイッチング基板７に実装されたマイナスライン２７に接続されている。セラミックコンデンサ７ｂは、ステータコア３ｂの直線Ａの半径方向における外周面に取付けられている。セラミックコンデンサ７ｂの一方の端子は、ステータコア３ｂの直線Ａ（回転軸３ｅの軸心）の半径方向における外周面下部に設けられたアースターミナル４０３ｆにリード線４１９Ａによって接続されている。またセラミックコンデンサ７ｂの他方の端子は、スイッチング基板７のスイッチング素子７ａが実装されている面とは反対の面（後面）にリード線４１９Ｂによって接続されている。リード線４１９Ｂとスイッチング基板７との接続部分は、導電性の部材で形成されており、リード線４１９Ｂとスイッチング基板７に実装されているマイナスライン２７とはスイッチング基板７上において接続されている。

【0073】

このように、インパクトドライバ４００においてはステータコア３ｂの外周面にセラミックコンデンサ７ｂが取付けられているため、モータ３で発生するノイズをより効果的に低減することができる。

【0074】

次に、図１０に基づいて本発明の第５の実施の形態によるインパクトドライバ５００について説明する。基本的な機械的構成、電気的構成及び制御方法は、第１の実施の形態のインパクトドライバ１と同様である。以下の説明において、上述した第１の実施の形態によるインパクトドライバ１の構成要素と同じ部材や要素は同じ参照番号を付して説明を省略する。

【0075】

図１０に示されるようにインパクトドライバ５００は、制御基板５０７を備えている。制御基板５０７は、モータ３のハンドルハウジング２ｂ内部の下部に収容されている。制御基板５０７には、複数のスイッチング素子７ａ（スイッチング回路部２２）と、制御回路部１２と、プラスライン２６と、マイナスライン２７とが実装されている。制御基板５０７は、基板の一例である。

【0076】

また、インパクトドライバ５００におけるステータコア３ｂは、リード線５１９Ａ、セラミックコンデンサ７ｂ、リード線５１９Ｂを介してマイナスライン２７と接続されている。セラミックコンデンサ７ｂは、ステータコア３ｂの直線Ａの半径方向における外周面に取付けられている。セラミックコンデンサ７ｂの一方の端子は、ステータコア３ｂの直線Ａ（回転軸３ｅの軸心）の半径方向における外周面下部に設けられたアースターミナル５０３ｆにリード線５１９Ａによって接続されている。またセラミックコンデンサ７ｂの他方の端子は、モータハウジング２ａのモータ収容室２ｃ内部とハンドルハウジング２ｂの内部とに亘るリード線５１９Ｂによって制御基板５０７に接続されている。リード線５１９Ｂと制御基板５０７に実装されているマイナスライン２７とはスイッチング基板７上において接続されている。

【0077】

このように、インパクトドライバ５００においてはモータ３を収容するモータハウジング２ａと、モータハウジング２ａからモータハウジング２ａの長手方向と直交する方向に延びるハンドルハウジング２ｂとを備えており、スイッチング回路部２２、プラスライン２６及びマイナスライン２７は制御基板５０７に実装され、制御基板５０７はハンドルハウジング２ｂの内部に配置され、セラミックコンデンサ７ｂは回転軸３ｅの半径方向におけるステータコア３ｂの外周面に取付けられ、セラミックコンデンサ７ｂとマイナスライン２７とはモータハウジング２ａの内部とハンドルハウジング２ｂの内部とに亘るリード線５１９Ｂによって接続されている。これにより、モータハウジング２ａの内部に制御基板５０７を配置する必要がなくモータハウジング２ａの前後方向の寸法を小型化することが可能である。

【0078】

次に、図１１に基づいて本発明の第６の実施の形態によるインパクトレンチ６００について説明する。基本的なモータ及びスイッチング基板の機械的構成、電気的構成及び制御方法は、第１の実施の形態のインパクトドライバ１のモータ３及びスイッチング基板７と同様である。以下の説明において、上述した第１の実施の形態によるインパクトドライバ１の構成要素と同じ又は対応する部材や要素は同じ参照番号を付して説明を省略する。

【0079】

図１１に示されるように、インパクトレンチ６００におけるスイッチング基板７は、モータハウジング２ａのモータ収容室２ｃ内においてモータ３の下方すなわちモータ収容室２ｃの下部に配置されている。言い換えればスイッチング基板７は、回転軸３ｅの半径方向におけるステータコア３ｂの外周面に対向する位置に配置されている。

【0080】

スイッチング基板７の反モータ３側の面（下面）には、複数のスイッチング素子７ａ（スイッチング回路部２２）と、プラスライン２６と、マイナスライン２７とが実装されている。インパクトレンチ６００におけるステータコア３ｂは、リード線６１９及びセラミックコンデンサ７ｂを介してマイナスライン２７に接続されている。

【0081】

リード線６１９の一端部は、直線Ａ（回転軸３ｅの軸心）の半径方向におけるステータコア３ｂの外周面下部に設けられたアースターミナル６０３ｆに接続され、他端部はスイッチング基板７の下面に接続されている。またセラミックコンデンサ７ｂの一方の端子は、スイッチング基板７上においてリード線６１９の他端部と接続されている。リード線６１９の他端部とスイッチング基板７との接続部分は、導電性の部材で形成されており、リード線６１９とセラミックコンデンサ７ｂの一方の端子とはスイッチング基板７上において接続されている。またスイッチング基板７上においてセラミックコンデンサ７ｂの他方の端子とマイナスライン２７とが接続されている。

【0082】

このように、インパクトレンチ６００におけるスイッチング基板７は、回転軸３ｅの半径方向におけるステータコア３ｂの外周面に対向する位置に配置されているため、モータハウジング２ａの前後方向（長手方向）の寸法を小型化することが可能となる。

【0083】

本発明による電動工具は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。また、本発明の実施の形態としてインパクトドライバ、インパクトレンチについて説明したが、例えば、グラインダ、電動丸鋸、卓上丸鋸等の他の電動工具に適用可能である。なお、本実施の形態においてはセラミックコンデンサ７ｂを雑防素子として採用したが、他の種類のコンデンサでもよい。

【符号の説明】

【0084】

１、２００、３００、４００、５００…インパクトドライバ ２…ハウジング ２ａ…モータハウジング ２ｂ…ハンドルハウジング ２ｃ…モータ収容室 ３…モータ ３ｂ…ステータコア ３ｅ…回転軸 ７…スイッチング基板 ７ａ…スイッチング素子 ７ｂ…セラミックコンデンサ ８…電源コード １２…制御回路部 １３…電源回路部 １９…コイルスプリング ２０…ノイズフィルタ部 ２０Ａ…コンデンサ ２０Ｂ…チョークコイル ２２…スイッチング回路部 ２３…整流回路部 ２４…交流電源 ２５…電源接続部 ２５ａ、２５ｂ…接続端子 ２６…プラスライン ２７…マイナスライン ２０３ｆ、３０３ｆ、４０３ｆ、５０３ｆ、６０３ｆ…アースターミナル ２１９、３１９Ａ、３１９Ｂ、４１９Ａ、４１９Ｂ、５１９Ａ、５１９Ｂ、６１９…リード線 ５０７…制御基板 ６００…インパクトレンチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】