技術分野
この発明は、回路基板を有する電動工具に関し、特に回路基板上のFETを効率的に冷却できる点に特徴を有する電動工具
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
しかし、冷却ファンとは離れた位置に制御回路基板を配置した場合、距離が離れることで制御回路基板に届く冷却風の風量や風速が減少し、FETが十分に冷却できないおそれがある。また、基板全体に防水加工を施すと、FETが覆われてしまい、FETそのものを冷却しにくいという問題がある。FETが十分に冷却されないと、FETが定格温度を超えて発熱して故障する可能性がある。
なお、特許文献2においては、FET(スイッチング素子)の側面に放熱部材に接触させることで冷却効果を向上させている。しかしながら、このように放熱部材を使用する構成では、放熱部材を配置するために収容空間の高さを確保する必要があり、電動工具の全高が高くなってしまう。また、放熱部材を使用することで、部品点数が増えて製造コストが嵩み、機械の重量アップにもつながる。また、複数のFETの表面が面一に実装されていないなどの理由により放熱部材にうまく接触できないFETがあると、放熱性にばらつきが生じ、機械ごとの品質にばらつきが生じてしまう。
そこで、本発明は、冷却ファンとは離れた位置に制御回路基板を配置し、放熱部材を使用していない場合でも、FETを効率的に冷却することができる電動工具を提供することを課題とする。
課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
本発明は、した課題を解決するためになされたものであり、以下を特徴とする。
【発明の効果】
請求項1に記載の発明はの通りであり、FETを実装した制御回路基板を備え、前記FETの上面が露出するように前記制御回路基板の表面に防水処理を施した。このような構成によれば、FETの上面が露出しているので、制御回路基板の防水性を確保しつつもFETの表面に直接冷却風を当てることができる。よって、冷却ファンとは離れた位置に制御回路基板を配置した場合でもFETを効率的に冷却することができる。
また、ヒートシンクなどの放熱部材が必要ないので、制御回路基板の高さを低く抑えることができ、電動工具の全高を低くすることができる。また、放熱部材を省略することで、部品点数を減少させて製造コストを低減でき、機械を軽量化することができる。
なお、ヒートシンクを使用する場合には、複数のFETの表面が面一に実装されていないなどの理由によりヒートシンクにうまく接触できないFETがあると、放熱性にばらつきが生じ、機械ごとの品質にばらつきが生じることにもつながる。この点、本発明によれば、ヒートシンクを使用しないので、したような品質のばらつきも生じず、製品管理も容易となる。
また、前記FETは、前記制御回路基板に面実装されている。このような構成によれば、FETの取り付け高さを安定させることができる。よって、防水処理を行う際の範囲の設定が容易であり、確実にFETの上面を露出させることができる。また、露出するFETの上面の面積を大きくすることができるので、広い面積に冷却風を当ててFETを効率的に冷却することができる。また、制御回路基板を薄く形成することができるので、電動工具の全高も低く抑えることができる。
また、請求項2に記載の発明はの通りであり、制御回路基板上においてFETを風窓側に寄せて配置した。このような構成によれば、風窓の面積を必要最小限として機械内部への粉塵の侵入を防止した場合でも、FET上を通過する冷却風の風量を十分に確保することができる。また、風窓を通過するときに風路面積の減少に伴って冷却風の風速が上がるので、風窓付近に配置されたFETの冷却効果が向上する。
また、請求項3に記載の発明はの通りであり、制御回路基板上において、FETと風窓との間にはFETよりも背の高い電子部品が配置されていない。このような構成によれば、冷却風の流れが阻害されないので、FETを効率的に冷却することができる。
また、請求項4に記載の発明はの通りであり、前記制御回路基板上に近接して配置された複数のFETのうち、少なくとも他のFETに挟まれるように配置されたFETに温度検知手段を設けた。このような構成によれば、温度が上昇し易いFET(他のFETに挟まれるように配置された特定のFET)に温度検知手段を設けているので、FETが高温となったことを迅速かつ的確に検知することができる。そして、温度検知手段が検知した温度が所定の温度(例えばFETの定格温度)を超えている場合にモータを停止させるように制御すれば、FETの故障を未然に防ぐことができる。
また、請求項5に記載の発明はの通りであり、前記温度検知手段は、前記制御回路基板上のランドに面実装されている。このように温度検知手段をランドに実装することで、温度検知手段をスルーホールに実装した場合と比較して温度検知手段が浮き上がりにくくなっており、FETのできるだけ下部(基板実装面の近く)に温度検知手段を貼り付けることができる。このようにFETの下部に温度検知手段を貼り付けることで、より正確にFETの温度を検知することができる。
この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]
知財ポータルサイト IP Force にログインして確認する (無料)
この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】電動工具の外観図である。
【図2】電動工具の側面図である。
【図3】電動工具の正面図である。
【図4】(a)電動工具の内部構造を示す図、(b)A−A線断面図である。
【図5】制御回路基板と基板ケースの分解図である。
【図6】防水加工を施した制御回路基板及び基板ケースの外観図である。
【図7】電動工具の内部における冷却風の流れを説明する図である。
【図8】(a)温度検知手段をランドに実装した平面図、(b)温度検知手段をランドに実装した側面図、(c)温度検知手段をスルーホールに実装した平面図、(d)温度検知手段をスルーホールに実装した側面図である。
【図9】(a)制御回路基板上のFETの部分拡大正面図、(b)制御回路基板上のFETの部分拡大側面図、(c)第1の変形例に係る制御回路基板上のFETの部分拡大正面図、(d)第1の変形例に係る制御回路基板上のFETの部分拡大側面図、(e)第2の変形例に係る制御回路基板上のFETの部分拡大正面図、(f)第2の変形例に係る制御回路基板上のFETの部分拡大側面図である。
【図10】ヒートシンクを使用した制御回路基板を示す図であって、(a)斜視図、(b)平面図、(c)B−B線断面図である。
10 電動工具
10a 先端工具取付部
11 ハウジング
11a 吸気口
11b 風窓
11c 照射用窓部
12 本体ハウジング
12a 機構収容部
12b モータ収容部
12c バッテリー装着部
13 グリップハウジング
13a モータ包囲部
13b グリップ部
13c 連結部
20 弾性部材
21 回り継ぎ手
25 モータ
26 ファン
27 バッテリコネクタ
28 トリガスイッチ
29 出力部
30 制御回路基板
30a 切欠き
31a〜31f FET
31g リード
32 照射用LED
33 表示用LED
34 タクトスイッチ
40 基板ケース
40a 底板部
40b〜40e 壁部
40f 収容部
41 第1配線ガイド
42 第2配線ガイド
42a フック
43 第3配線ガイド
43a フック
44 ネジ固定部
47 ポッティング材
48 ネジ
50 モード切替部
53 モード切替レバー
55 モード表示部
55a LED窓
57 温度検知手段
57a リード線
58 ランド
59 スルーホール
60 バッテリー
61 ヒートシンク
全ての図面はログインすると無料で閲覧できます。ログイン・ユーザー登録