(57)【要約】【課題】  ハウジングに形成された空気口から進入する雨水等による影響を、効果的に低減できる電動工具を提供する【解決手段】  ブラシレスモータ３の回転力を伝達して先端工具を駆動する動力伝達部と、これらを収容するハウジング２ａと、ブラシレスモータ３を駆動するスイッチング素子１７を搭載する回路基板１８を有する電動工具であって、回路基板１８はブラシレスモータ３の後側に回転軸１１に対して略垂直に配置し、回路基板１８の近傍のハウジングに外気を取り込むための空気口１６、２７を形成し、空気口１６、２７の近傍に防水板２０を設けた。防水板２０には、付着した水分を一定方向に導くように案内部２０ｂが形成され、案内部２０ｂはハウジング２ａに新たに設けられた空気口２６に接続されることにより、電動工具を正立させた際に付着した水分が空気口２６を介して外部に排出されるように構成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、前記モータの回転力を伝達して先端工具を駆動する動力伝達部と、これらを収容するハウジングと、前記モータを制御する回路基板を有する電動工具であって、
前記回路基板を、前記モータの後側に前記モータの回転軸に対して略垂直に配置し、
前記回路基板の近傍のハウジングに空気口を形成し、
前記空気口の近傍に防水部材を設けたことを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記防水部材には、付着した水分を一定方向に導くように案内部が形成され、該案内部は前記ハウジングの前記空気口に接続されることにより、前記電動工具を正立させた際に付着した水分が前記空気口を介して外部に排出され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】
前記防水部材は金属製の板であり、前記回路基板の後方側において前記スイッチング素子に接触するように取り付けら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】
前記防水部材は少なくとも前記スイッチング素子の搭載領域全体を覆う平面部を有し、該平面部は前記回路基板と平行になるように配置され、
前記案内部は前記平面部から所定の角度を有して下方に延びるように形成されることを特徴とする請求項３に記載の電動工具。
【請求項５】
前記防水部材には前記回転軸を貫通させるための穴が形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項６】
前記ハウジングの回路基板の左右両側に第２の空気口が形成され、第２の空気口付近に位置する前記防水部材の左右両端は、前方に折り曲げら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】
前記回路基板と前記防水部材は、ねじを貫通させるためのねじ穴を有し、
前記回路基板と前記防水部材は共通のねじで前記モータに固定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項８】
前記防水部材は放熱特性のあるシートで構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項９】
モータと、前記モータの回転力を伝達して先端工具を駆動する動力伝達部と、これらを収容するハウジングを有する電動工具であって、
前記ハウジングに空気口を形成し、
前記モータに対する防水板を、前記空気口の近傍に設けたことを特徴とする電動工具。
【請求項１０】
モータと、
前記モータの回転力を伝達して先端工具を駆動する動力伝達部と、
前記モータ及び前記動力伝達部を収容するハウジングと、を有する電動工具であって、
前記ハウジングに空気口を設け、前記空気口と前記モータの間に防水部材を設けたことを特徴とする電動工具。
【請求項１１】
前記モータは配線を有し、
前記防水部材は、前記空気口と前記配線の間に設けられることを特徴とする請求項１０に記載の電動工具。
【請求項１２】
モータと、
前記モータの回転力を伝達して先端工具を駆動する動力伝達部と、
前記モータ及び前記動力伝達部を収容するハウジングと、を有する電動工具であって、
前記ハウジングに空気口を設け、付着した水分を前記空気口へと案内する案内部を有する防水部材を設けたことを特徴とする電動工具。
【請求項１３】
モータと、
前記モータの回転力を伝達して先端工具を駆動する動力伝達部と、
前記モータ及び前記動力伝達部を収容するハウジングと、を有する電動工具であって、
前記ハウジングに空気口を設け、
前記空気口と前記モータの間に、モータと接触するように金属製の放熱部材を設けたことを特徴とする電動工具。
【請求項１４】
前記モータはブラシレスＤＣモータであり、
前記ブラシレスＤＣモータは、前記ブラシレスＤＣモータ駆動可能なスイッチング素子を有し、
前記スイッチング素子と接触するように金属製の放熱部材を設けたことを特徴とする請求項１３に記載の電動工具。
【請求項１５】
前記ハウジングは、下方へと延びるハンドルハウジング部を有し、
前記ハンドルハウジング部の上部には、トリガスイッチが設けられ、
前記ハンドルハウジング部の下部には、バッテリが接続されており、
前記ハウジングと前記放熱部材とは、上部で隙間が開いており、下部で密着していることを特徴とする請求項１３に記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はブラシレスモータを使用する電動工具に関し、特にブラシレスモータのインバータ回路基板やハウジング内部の金属部分等の防水性能を向上させた電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ドリルやドライバ等の先端工具をモータによって回転駆動して所要の作業を行う電動工具において、ブラシレスモータが使われるようになってきた。ブラシレスモータは、ブラシ（整流用刷子）の無いＤＣ（直流）モータであり、コイルをステータ側に、マグネットをロータ側に用い、インバータで駆動された電力を所定のコイルへ順次通電することによりロータを回転させる。ブラシレスモータでは、ステータに巻かれたコイルへの通電をオン・オフさせるためのスイッチング素子を、モータの近傍の回路基板上に配置する。スイッチング素子を配置する場所は、例えば特許文献１では、モータの後ろ側（先端工具と反対側）に取り付けられる略円形の回路基板上としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９７５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ブラシレスモータを用いた電動工具では、通常、スター結線された３相巻線を有し、各相のプラス側及びマイナス側に１つずつの計６個のスイッチング素子が用いられる。ブラシレスモータには比較的大きな電流が流れるため、スイッチング素子の発熱量は大きくなる。このスイッチング素子を効果的に冷却するため、ハウジングのインバータ回路基板付近には空気口が設けられる。モータの回転軸に対して垂直に回路基板上が配置され、回路基板上にスイッチング素子が配置される。ブラシレスモータの回転軸にはファンが取り付けられ、ファンによって空気取入口から外気を吸引し、スイッチング素子やブラシレスモータが冷却される。
【０００５】
従来の電動工具は、ハウジングの後方や側方に空気取入口が設けられるため、雨天時の屋外使用では、雨水がハウジングの空気取入口からハウジングの内部に侵入し、インバータ回路基板等にかかってしまうことがあった。そのため、インバータ回路基板に何ら防水対策を施さない場合には、インバータ回路の動作不良や基板の浸食、その他の金属部の錆などによる導通不良が起こる恐れがある。このような浸水の影響を改善するために、現在、回路基板の表面をシリコン等でコーティングしているが、その場合防水効果の向上は著しいがスイッチング素子などの冷却性能が低下してしまう。
【０００６】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、空気口からハウジングの内部に進入した雨水等による影響を効果的に低減することができる電動工具を提供することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、ブラシレスモータを駆動するためのスイッチング素子の放熱特性を良好に維持しながら防水特性を改善した電動工具を提供することにある。
【０００８】
本発明のさらに別の目的は、空気口から進入した雨水等による動作不良や錆発生による導通不良を効果的に防止できる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】
【０００９】
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。
【００１０】
本発明の一つ特徴によれば、モータと、モータの回転力を伝達して先端工具を駆動する動力伝達部と、これらを収容するハウジングと、モータを制御するスイッチング素子を搭載する回路基板を有する電動工具であって、回路基板をモータの後側にモータの回転軸に対して略垂直に配置し、回路基板の近傍のハウジングに外気を取り込むための空気口を形成し、空気口の近傍に防水板等の防水部材を設けた。防水部材には、付着した水分を一定方向に導くように案内部が形成され、案内部はハウジングの空気口に接続されることにより、電動工具を正立させた際に付着した水分が空気口を介して外部に排出されるように構成した。
【００１１】
本発明の他の特徴によれば、防水部材は金属製の板であり、回路基板の後方側においてスイッチング素子に接触するように取り付けられる。防水部材は少なくともスイッチング素子の搭載領域全体を覆う平面部を有し、平面部は回路基板と平行になるように配置され、案内部は平面部から所定の角度を有して下方に延びるように形成される。また防水部材にはモータの回転軸を貫通させるための穴が形成される。
【００１２】
本発明のさらに他の特徴によれば、ハウジングの回路基板の左右両側に第２の空気口が形成され、第２の空気口付近に位置する防水部材の左右両端は前方に折り曲げられる。回路基板と防水部材は、ねじを貫通させるためのねじ穴を有し、回路基板と防水部材は共通のねじによってモータに固定される。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、回路基板の近傍のハウジングに空気口を形成し、空気口の近傍に防水部材を設けたので、空気口から侵入した雨水や埃等が直接回路基板に付着することを防止でき、防水・防塵の効果を得ることができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、防水部材には、付着した水分を一定方向に導くように案内部が形成され、案内部はハウジングの空気口に接続されるので、電動工具を正立させた際に付着した水分が空気口を介して外部に排出される。従って、内部に侵入した雨水等を効果的にハウジング外部に排出することができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、防水部材は金属製の板であり、回路基板の後方側においてスイッチング素子に接触するように取り付けられるので、モータに流れる電流によって発熱するスイッチング素子を効果的に冷却することができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、防水部材は少なくともスイッチング素子の搭載領域全体を覆う平面部を有し、平面部は回路基板と平行になるように配置され、案内部は平面部から所定の角度を有して下方に延びるので、スイッチング素子に侵入した水滴が付くことを防止できる上に、効果的に水分をハウジングの外部に排出できる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、防水部材には回転軸を貫通させるための穴が形成されるので、モータとベアリングの間の限られたスペース内に防水部材を配置することができる。
【００１８】
請求項６の発明によれば、ハウジングの回路基板の左右両側に第２の空気口が形成され、第２の空気口付近に位置する防水部材の左右両端は前方に折り曲げられるので、ハウジングの側方の空気口から侵入する雨水等が回路基板に付着することを効果的に防止できる。
【００１９】
請求項７の発明によれば、回路基板と防水部材は、ねじを貫通させるためのねじ穴を有し、回路基板と防水部材は共通のねじでモータに固定されるので、組み立て作業の効率向上と製造原価の低減を実現できる。
【００２０】
請求項８の発明によれば、防水部材は放熱特性のあるシートで構成されるので、防水のために回路基板に塗布されるシリコンなどコーティング剤の使用量を抑えることができ、コーティング剤塗布の作業時間短縮の効果が期待できる。
【００２１】
請求項９の発明によれば、ハウジングに空気口を形成し、モータに対する防水部材を空気口の近傍に設けたので、空気口から侵入した雨水や埃等が直接回路基板に付着することを防止でき、防水・防塵の効果を得ることができる。
【００２２】
請求項１０の発明によれば、ハウジングに空気口を設け、空気口とモータの間に防水部材を設けたので、防水部材により水などがモータに付着することを防ぐことができる。
【００２３】
請求項１１の発明によれば、モータは配線を有しており、防水部材は空気口と配線の間に設けられるので、防水部材により水などが配線に付着することを防ぐことができる。また、配線が空気口側にあると、防水部材に配線が通る場所を作る必要があるが、それを省くことができる。
【００２４】
請求項１２の発明によれば、防水部材に案内部を設けたので、付着した水分を空気口へと排出することができる。このため、ハウジングの内部に水が滞留することがなくなり、さびなどを防ぐことができる。
【００２５】
請求項１３の発明によれば、空気口とモータの間にモータに接触するように金属製の放熱部材を設けたので、空気口からの新鮮な空気により放熱部材の放熱効果を高めることができつつ、水や粉塵からモータを守ることができる。
【００２６】
請求項１４の発明によれば、スイッチング素子に接触するように金属製の放熱部材を設けたので、特に熱及び（水、粉塵）に弱いスイッチング素子を守ることができる。
【００２７】
請求項１５の発明によれば、ハウジングと放熱部材とは、上部で隙間が開いており、下部で密着しているので、隙間から冷却風を通すことによってモータを冷却可能とし、密着している部分によってハンドルハウジング部への水などの浸入を防止することができる。
【００２８】
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】
【００２９】
【図１】従来の実施例に係る電動工具の全体を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る電動工具を示す部分断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ部の断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ部の断面図である。
【図５】防水板２０により侵入した雨水が排水される状況を説明するための部分断面図である。
【図６】モータ３の駆動制御系の回路を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係る電動工具の放熱シートを配置した状態を示す部分断面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ部の断面図である。
【図９】本発明の第３の実施例に係る電動工具の金属部をコーティング剤で覆った状態を説明するための図である。
【図１０】本発明の第３の実施例に係る電動工具の防水板を配置した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】
【００３０】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。尚、以下の説明において、上下、前後の方向は、図１に示す方向として説明する。
【００３１】
本発明の構成を説明する前に、図１を用いて従来の電動工具であるインパクトドライバ１の全体構造を説明する。図１においてインパクトドライバ１は、モータハウジング部２ａ内にブラシレス直流方式のモータ３が収納され、モータハウジング部２ａの前方に連続して形成された動力伝達ハウジング部２ｂ内にはモータ３の回転力を回転打撃力としてアンビル１０に伝達するための動力伝達機構部４が収容される。動力伝達機構部４の前端側にはアンビル１０の端部が突出し、アンビル１０の角穴部１０ａには先端工具、例えばドライバビット（図示なし）やボルト締付用ビットを装着することができる。先端工具の着脱の際には、スリーブ１４を前方側に移動させることにより行う。
【００３２】
ハウジング２は、モータハウジング部２ａ、動力伝達ハウジング部２ｂおよび動力伝達ハウジング部２ｂから下側に延びるハンドルハウジング部２ｃから構成される。モータハウジング部２ａとハンドルハウジング部２ｃは合成樹脂材料の成型によって一体に構成され、モータ３の回転軸１１を通る鉛直面で２分割可能に形成される。組立の際にはハウジングの左側部材と右側部材を準備し、予め、図１の断面図で示すような一方のハウジング２（例えば左側）に、モータ３、動力伝達機構部４を組み込んだ動力伝達ハウジング部２ｂ等の組込みを行い、しかる後、他方のハウジング２を重ねて、ねじ締め等で締結させる。
【００３３】
モータ３は、例えば３相のブラシレスＤＣモータである。モータ３は、円筒状の外形をもつステータ１２と、ステータ１２の内周部内に同心軸状に設けられるロータ（マグネットロータ）１３を含んで構成される。ステータ１２には、３相巻線Ｕ、Ｖ、Ｗからなるステータコイル（電機子巻線）１２ａが巻かれ、ロータ１３には、回転軸１１方向に延びるＮ極およびＳ極のマグネット（永久磁石）が４つ埋め込まれる。回転軸１１は、その前方をベアリング２４ａにより、また、後方をベアリング２４ｂにより、回転可能に保持される。
【００３４】
動力伝達機構部４は減速機構部、インパクト機構部、アンビル１０の３つの主要部から構成される。減速機構部は遊星ギヤ６とリングギヤ７で構成される。インパクト機構部は減速機構部の前方に配置され、スピンドル８と、スピンドル８上に前後摺動可能に配されスプリング５によって打撃力が与えられるハンマ９を含んで構成される。アンビル１０には、ハンマ９によって回転打撃力が与えられ、図示しない先端工具を回転させる。
【００３５】
ハンドルハウジング部２ｃの下方には、モータ３の駆動電源となるバッテリ２１が着脱可能に装着される。バッテリ２１は、図示されないリチウムイオン二次電池、ニッケル・カドミウム二次電池等から成る電池パックである。バッテリ２１は、ハンドルハウジング部２ｃの一部に設けられたトリガスイッチ５２を介して後述するインバータ回路に電気的接続される。インバータ回路は、ステータコイル１２ａ（例えば、スター結線された３相コイル）に電気的に接続される。
【００３６】
モータ３の後側であって、回転軸１１に対して垂直に配置されたインバータ回路基板１８には、複数のスイッチング素子１７が配置される。インバータ回路基板１８には、ステータコイル１２ａに大駆動電流を通電する必要があり、スイッチング素子１７としてＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）やＦＥＴ(電界効果トランジスタ)のような大容量の出力トランジスタを使用しなければならない。また、スイッチング素子１７は電力損失が大きく、発熱が問題となるため、スイッチング素子１７を放熱する必要がある。このため、回転軸１１には冷却ファン１５が設けられ、モータ３の回転時には、冷却ファン１５を同時に回転させることにより空気口１６、２７を介して外気を吸引し、モータ３の後方から前方に流れる空気流を発生させ、スイッチング素子１７を冷却する。
【００３７】
インバータ回路基板１８の後ろ側のハウジング部分には、スイッチング素子１７にほぼ対向する位置に２つの空気口１６が形成される。空気口１６は、例えば、モータハウジング部２ａの分割面（後述）を通るように左右に延びるように形成された、横方向に細長い吸引口である。また、インバータ回路基板１８の側方のハウジング部分の左右両側には、多数の空気口２７（第２の空気口）が形成される。モータ３の回転軸１１の後方であって、ロータ１３とベアリング２４ｂの間には、スリーブ２５が設けられる。スリーブ２５は例えば合成樹脂製の一体成型品であり、ロータ１３とベアリング２４ｂの間にインバータ回路基板１８を配置するための領域を確保するためのスペーサとしての役割を果たす。
【００３８】
インバータ回路基板１８とマイコン基板１９は、中継コネクタ３５ａ、３５ｂに接続されたリードワイヤで中継される。この中継コネクタ３５ａ、３５ｂは防水・防塵のため、シリコンなどでコーティングされると好ましい。
【００３９】
以上のように構成されたインパクトドライバ１によれば、作業者がハンドルハウジング部２ｃを把持しながら、トリガスイッチ５２を引けば、モータ３がオンの状態となり、インパクトドライバ１の動作を開始できる。ネジ締め作業時には、回転軸１１から伝達されたモータ３の回転力を遊星ギヤ６とリングギヤ７で減速し、その回転力をスピンドル８に伝達する。ネジ締め中に先端工具を介してアンビル１０に所定以上の反力（負荷トルク）がかかると、スプリング５の作用によりハンマ９は回転力を打撃力へと変換する。これによりハンマ９はアンビル１０に装着されている先端工具に回転打撃力を与えてネジを締め付けることができる。
【００４０】
図２は、本発明の実施例に係る電動工具を示す部分断面図である。本発明で従来技術と異なるのは、インバータ回路基板１８に設けられたスイッチング素子１７の金属部に、これよりも大きな金属製の防水板２０を設けたことである。防水板２０はモータ３の回転軸１１と略垂直方向に延びる略平板状の金属製の部材であり、前側の面がスイッチング素子１７の金属部（放熱板）と接触するように取り付けられる。ハウジングには２つの空気口１６（第１の空気口）が設けられるため、防水板２０はスイッチング素子１７と空気口１６の間に配置される。防水板２０の下部は後方に斜めに折り曲げられた案内部２０ｂが形成され、防水板２０の下端２０ｅは、追加で設置された空気口２６（第３の空気口）の近傍まで伸びており、空気口２６の下部でモータハウジング部２ａに接する、もしくは係合される。
【００４１】
モータハウジング部２ａと防水板２０は、上部で隙間が開いており、下部で密着している。空気口２６を介して外部から取り込んだ空気（冷却風）を上部の隙間から通すことにより、モータ３を効果的に冷却することができる。また、防水板２０の下部でモータハウジング部２ａと密着していることにより、水や粉塵などがモータハウジング部２ａの下方に設けられるハンドルハウジング部２ｃへと移動することがないようにしている。
【００４２】
インバータ回路基板１８には、トリガスイッチ５２と接続されるリード線３１と、マイコン基板１９と接続されるフラットケーブル３０が接続される。また、図示されないが、ステータコイル１２ａと接続されるコイル線が接続される。ここで、本明細書ではリード線３１、フラットケーブル３０、コイル線等を総称して「配線」という。配線と空気口１６の間に例えば防水板２０のような防水部材が設けられる。このため、防水部材により、配線に水などが付着することを防ぐことができる。また、基板と配線の接続部にも水などが付着することを防ぐことができる。
【００４３】
一方、配線が防水部材と空気口の間にある場合には、防水部材に配線を通すための穴などを設けなければならない構造となり、製造が煩雑になりコストが高い電動工具となってしまう。しかし、本実施例のように構成すれば、製造が容易でコストが安い電動工具を提供できる。
【００４４】
図３は、図２のＡ−Ａ部の断面図である。ここで特徴的なことは、防水板２０の左右両端が空気口２７（第２の空気口）の近傍付近まで延び、その先端には、前方に折り曲げられ、さらに側方に折り曲げられた折り曲げ部２０ｃが形成される。このように折り曲げ部２０ｃを設けたことによって、モータハウジング部２ａの側方に形成された空気口２７を介して内部に進入する雨水などの液体が、モータ３及びインバータ回路基板１８に直接付着することを有効に防止できる。尚、放熱板２０とモータハウジング２ａ−１、２ａ−２の間は密着させるのではなく、僅かながら隙間２３を有するように構成すると良い。この隙間２３を介して空気口２７から吸引された外気の一部が、モータ３の外周部にそって流れ、冷却ファン１５に到達する。
【００４５】
図４は、図２のＢ−Ｂ部の断面図である。防水板２０は４つのネジ２９によってインバータ回路基板１８と共にステータ１２に取り付けられる。図４から理解できるように、防水板２０は、少なくとも６つのスイッチング素子１７の全体領域を覆う大きさ以上であり、好ましくは、モータハウジング２ａ（２ａ―１、２ａ−２）の内部の断面のほとんどを覆う程度にする。モータハウジング部２ａの内壁と防水板２０の間は、上側、及び左右側に隙間を有するが、この隙間は冷却ファン１５で吸引される空気を流すためである。一方、防水板２０の下側には、横から見て斜めに配置される案内部２０ｂが形成される。案内部２０ｂは、少なくともモータハウジング部２ａの内壁と接触するように設けられ、案内板に付着した水滴等が下方のハンドルハウジング部２ｃに流れないように構成される。
【００４６】
スイッチング素子１７の全体領域を覆う領域の防水板２０は板状の平板部２０ａであり、左右両端に設けられた複数の空気口２７（第２の空気口）の近傍付近まで平板部２０ａが延び、折り曲げ部２０ｃと接続される。折り曲げ部２０ｃの設けられる位置は、点線で示したインバータ回路基板１８の左右端よりも半径方向外側に位置させる。尚、モータハウジング部２ａは、モータ３の回転軸１１を通り上下方向に延びる面で分割可能、つまり左右分割可能であり、モータ３や防水板２０は、モータハウジング部２ａの内壁に設けられた図示しないリブや溝部によって左右から挟むようにして保持させることができる。尚、防水板２０は上端部付近ではモータハウジング部２ａの内壁に接近するほど延びていない。これは、上部には空気口がないことと、上部に空間を多く設けて、そこに取り込まれた空気を多く流すためである。
【００４７】
防水板２０の中央には、モータ３の回転軸１１及びスリーブ２５を貫通させるための貫通穴２０ｄが設けられる。貫通穴２０ｄの大きさは、スリーブ２５との隙間が十分小さくなるように構成すると好ましい。この隙間は、冷却ファン１５による空気の流れを許容する最小の間隔であれば良く、インバータ回路基板１８の貫通穴とほぼ同様か、やや小さくすると良い。
【００４８】
図５は、防水板２０により侵入した雨水が排水される状況を説明するための部分断面図である。インパクトドライバ１の状態により、何らかの理由で空気口１６から、矢印ａのように雨水等がモータハウジング部２ａに侵入したとする。本実施例では侵入した雨水は、インパクトドライバ１を図１のように正立させた状態にした際に、防水板２０に沿って矢印ｂの方向に流れ、矢印ｃのように案内部２０ｂの傾斜面を流れ、追加された空気口２６（第３の空気口）よりモータハウジング部２ａの外部に排出される。案内部２０ｂは、空気口１６の箇所に形成されたモータハウジング部２ａの内壁の溝部に接続される。従って、案内部２０ｂの上面と空気口２６の下面は連続的に形成され、内部の水がスムーズに排水される。
【００４９】
尚、図５から理解できるように、防水板２０の前方側の面は、スイッチング素子１７の後面に接触していることである。防水板２０は、アルミニウムまたはステンレスなどの金属製から構成することが好ましく、この場合、防水的な作用に加えて放熱板としての効果が期待できる。従って、本実施例による構成では、モータ３に流れる電流によって発熱するスイッチング素子１７も効果的に冷却することができ、発熱や浸水によるインパクトドライバ１の動作不良を効果的に防ぐことができる。
【００５０】
次に図６を用いて、モータ３の駆動制御系の回路を説明する。モータ３は３相のブラシレスＤＣモータで構成された、いわゆるインナーロータ型であって、複数組（本実施例では２組）のＮ極とＳ極を含むマグネットを含んで構成されるロータ１３と、スター結線された３相の固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗから成るステータ１２と、ロータ１３の回転位置を検出するために周方向に所定の間隔毎、例えば角度６０°毎に配置された３つの位置検出素子４２を有する。これら位置検出素子４２からの回転位置検出信号に基づいて固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗへの通電方向と時間が制御されロータ１３が回転する。位置検出素子４２は、インバータ回路基板１８上の前方側、マグネットに対向する位置に設けられる（図５参照）。
【００５１】
インバータ回路基板１８上に搭載されるインバータ回路４７には、３相ブリッジ形式に接続されたスイッチング素子１７として、６つのＦＥＴ＿Ｑ１〜Ｑ６を含む。ＦＥＴ＿Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートは、マイコン基板１９に搭載される制御信号出力回路４６に接続され、６つのＦＥＴ＿Ｑ１〜Ｑ６の各ドレインまたは各ソースは、スター結線された固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに接続される。これによって、６つのＦＥＴ＿Ｑ１〜Ｑ６は、制御信号出力回路４６から入力されたスイッチング素子駆動信号（Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６等の駆動信号）によってスイッチング動作を行い、インバータ回路に印加されるバッテリ２１の直流電圧を３相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに供給する。
【００５２】
ＦＥＴ＿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）のうち、３個の負電源側ＦＥＴ＿Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６をパルス幅変調信号（ＰＷＭ変調信号）Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６として供給し、マイコン基板１９上に搭載された演算部４１によって、トリガスイッチ５２のトリガ操作量（ストローク）の検出信号に基づいてＰＷＭ変調信号のパルス幅（デューティ比）を変化させることによってモータ３への電力供給量を調整し、モータ３の起動／停止と回転速度を制御する。
【００５３】
ここで、ＰＷＭ変調信号は、インバータ回路４７の正電源側ＦＥＴ＿Ｑ１〜Ｑ３または負電源側ＦＥＴ＿Ｑ４〜Ｑ６の何れか一方に供給され、ＦＥＴ＿Ｑ１〜Ｑ３またはＦＥＴ＿Ｑ４〜Ｑ６を高速スイッチングさせることによって結果的にバッテリ２１の直流電圧から各固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに供給する電力を制御する。尚、本実施例では、負電源側ＦＥＴ＿Ｑ４〜Ｑ６にＰＷＭ変調信号が供給されるため、ＰＷＭ変調信号のパルス幅を制御することによって各固定子巻線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。
【００５４】
インパクトドライバ１には、モータ３の回転方向を切り替えるための正逆切替レバー５１が設けられ、回転方向設定回路５０は正逆切替レバー５１の変化を検出するごとに、モータ３の回転方向を切り替えて、その制御信号を演算部４１に送信する。演算部４１は、図示していないが、処理プログラムとデータに基づいて駆動信号を出力するための中央処理装置（ＣＰＵ）、処理プログラムや制御データを記憶するためのＲＯＭ、データを一時記憶するためのＲＡＭ、タイマ等を含んで構成される。
【００５５】
制御信号出力回路４６は、回転方向設定回路５０と回転子位置検出回路４３の出力信号に基づいて所定のＦＥＴ＿Ｑ１〜Ｑ６を交互にスイッチングするための駆動信号を形成し、その駆動信号をインバータ回路４７に出力する。これによって固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗの所定の巻線に交互に通電し、ロータ１３を設定された回転方向に回転させる。この場合、インバータ回路４７の負電源側ＦＥＴ＿Ｑ４〜Ｑ６に印加する駆動信号は、印加電圧設定回路４９の出力制御信号に基づいてＰＷＭ変調信号として出力される。制御信号出力回路４６によるＰＷＭ変調信号の作成は、ＲＯＭメモリに必要な制御データを予め記憶させておき、クロック信号に従って読み出してＰＷＭ作成データとして利用する。印加電圧設定回路４９の出力制御信号に応答してＰＷＭ変調信号のパルス幅（デューティ比）が可変される。
【００５６】
モータ３に供給される電流は、電流検出回路４８によって測定され、その値が演算部４１にフィードバックされることにより、設定された駆動電力となるように調整される。尚、ＰＷＭ変調信号は正電源側ＦＥＴ＿Ｑ１〜Ｑ３に印加しても良い。尚、図示していないが、インバータ回路４７においてスイッチング素子１７の温度を測定する温度センサを設け、スイッチング素子１７又はその周囲の温度を常にモニターするように構成しても良い。演算部４１は、温度があらかじめ設定された基準値以上に上昇したと判断されたら、警告を出してモータ３の回転を制限したり、または、停止させる。
【実施例２】
【００５７】
次に本発明の第２の実施例を説明する。図７はインバータ回路基板１８を放熱特性のある放熱シート２２で覆った状態を示した概略図である。インバータ回路基板１８は空気口１６付近に設けられているため、放熱シート２２の冷却効果を上げることができると同時に、インバータ回路基板１８の防水効果もあり、発熱や雨水などの侵入による工具の動作不良を防ぐことができる。図８は、図７のＣ−Ｃ部の断面図である。図８から理解できるように、放熱シート２２はインバータ回路基板１８の全面に渡って設けられる。本実施例では放熱シート２２に付着した水分を外部に排出するような案内部は形成されないが、第１の実施例の案内部２０ｂと空気口２６と同様に、何らかの案内機構と排出口を設けて、放熱シート２２に付着した水分を積極的に排出するように構成しても良い。
【００５８】
尚、放熱シート２２で覆う範囲をインバータ回路基板１８だけに留めず、その他の広い範囲にまで拡張しても良い。図９は、その状態を示す図である。図９ではインパクトドライバの金属部をコーティング剤で覆う形状とした。覆う部分は、インバータ回路基板１８およびモータ３のステータ１２を覆う部分３６ａ、コントローラリードワイヤの接続部３６ｂ、トリガスイッチ５２の接続部３６ｃ、フラットケーブルのコネクタ部３６ｄ、リードワイヤの中継コネクタ部３６ｅ、マイコン基板１９のリードワイヤ部３６ｆである。尚、モータ３などの発熱する部分には、放熱特性のあるシート又はコーティング剤で覆うことが望ましいが、発熱しない金属部分は、防水効果を有するコーティング剤で十分である。このように、雨水などが侵入・通過する箇所のほとんど全ての金属部をシリコン等でコーティングした構造とすることで、防水機能あるいは冷却機能の向上を図った電動工具を提供することが可能となる。
【実施例３】
【００５９】
次に、本発明の第３の実施例に係る電動工具の防水板を配置した状態を、図１０を用いて説明する。図１０において図４で示した第１の実施例と異なる点は、防水板６０の固定方法である。図４においては、防水板２０は共通のネジ２９によってインバータ回路基板１８とともにステータ１２に固定した。しかしながら第３の実施例においては、防水板６０は左右分割式のモータハウジング部２ａ―１及び２ａ―２に挟まれるように保持する。このため、モータハウジング部２の内壁には、図示しないリブや溝部を形成すると良い。このように構成することにより、防水板６０にネジ穴を空ける作業が不要になり、製造コストダウンを図ることができる。ネジ穴の有無を除いた防水板６０の形状、即ち、平面部、案内部、折り曲げ部、貫通口の形状等は、第１の実施例の防水板２０と同一である。
【００６０】
以上、本発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記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、本実施例では電動工具の例としてインパクトドライバを用いて説明したが、本発明の電動工具はこれに限られず、モータとしてブラシレスモータを駆動源にするものであれば、他の電動工具にも同様に適用できる。例えば、電動のインパクトドライバ、丸鋸、ハンマドリル、ジグソー、スクリュードライバ、グラインダ、釘打機などに適用することができる。また、スイッチング素子の配置を、モータの後側に回転軸に対して鉛直方向に設けられたインバータ回路基板の背面に実装したが、背面側だけでなくモータの下部や側部などの、ハウジングの胴体部内の任意の位置に配置しても良い。
【００６１】
また、本実施例では、防水部材として防水板２０を基に説明したが、必ずしも板状である必要はない。防水する機能を有する部材であれば、多少の穴があっても、筒状、椀状等他の形状であっても良い。
【符号の説明】
【００６２】
１  インパクトドライバ      ２  ハウジング      ２ａ  モータハウジング部
２ｂ  動力伝達ハウジング部      ２ｃ  ハンドルハウジング部      ３  モータ
４  動力伝達機構部      ５  スプリング      ６  遊星ギヤ      ７  リングギヤ
８  スピンドル      ９  ハンマ      １０  アンビル      
１０ａ  （アンビルの）角穴部      １１  回転軸    １１ａ  軸受部材
１２  ステータ      １２ａ  ステータコイル
１３  ロータ      １４  スリーブ      １５  冷却ファン      １６  空気口
１７  スイッチング素子      １８  インバータ回路基板
１８ａ  （インバータ回路基板の）貫通穴
１９  マイコン基板      ２０  防水板      ２０ａ  （防水板の）平面部
２０ｂ  （防水板の）案内部      ２０ｃ  （防水板の）折り曲げ部
２０ｄ  （防水板の）貫通穴      ２０ｅ  （防水板の）下端
２１  バッテリ      ２２  放熱シート      ２３  隙間
２４ａ、２４ｂ  ベアリング      ２５  スリーブ
２６、２７  空気口      ２９  ネジ      ３０  フラットケーブル
３１  リード線      ３５ａ、３５ｂ  中継コネクタ
３６ｂ、３６ｃ  接続部      ３６ｄ  コネクタ部        ３６ｅ  中継コネクタ部
３６ｆ  リードワイヤ部      ４１  演算部      ４２  回転位置検出素子
４３  回転子位置検出回路      ４６  制御信号出力回路
４７  インバータ回路      ４８  電流検出回路
４９  印加電圧設定回路      ５０  回転方向設定回路  
５１  正逆切替レバー      ５２  トリガスイッチ      ６０  防水板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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