(57)【要約】【課題】  スイッチング素子をモータと離れた位置に搭載しつつ、良好な冷却構造を実現した電動工具を提供する。【解決手段】  モータ３と、モータ３の回転軸に取り付けられモータ３の冷却を行うファン１８と、先端工具へ回転力又は駆動力を伝達する回転伝達手段（４、５）と、これらを収容するハウジング６を有する電動工具であって、ハウジングはモータ３と回転伝達手段を収容する胴体部６ａと、胴体部６ａから下方に延びるハンドル部６ｂと、ハンドル部６ｂの先端のバッテリ保持部６ｃを含んで構成され、モータ３の回転を制御する制御回路が、ハンドル部又はバッテリ保持部に設けられる基板９上に配置され、バッテリ保持部６ｃに空気出入口２５を設け、ファン１８を利用してハンドル部６ｂ内に空気流（３０ａ〜３０ｆ）を生じさせることにより制御回路を冷却する。【選択図】図１
2010058186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、該モータの回転軸に取り付けられ前記モータの冷却を行うファンと、先端工具へ回転力又は駆動力を伝達する回転伝達手段と、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、
前記ハウジングは前記モータと前記回転伝達手段を収容する胴体部と、前記胴体部から延びるハンドル部と、ハンドル部の先端のバッテリ保持部を含んで構成され、
前記モータの回転を制御する制御回路が、前記ハンドル部又は前記バッテリ保持部内に設けられる基板上に配置され、
前記ハンドル部又は前記バッテリ保持部に空気出入口を設け、前記ファンを利用して前記ハンドル部内に空気流を生じさせることにより、前記制御回路を冷却することを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記ハンドル部内の空気流は、前記ファンの排出側から前記空気出入口に至る方向に流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】
前記ハンドル部内の空気流は、前記空気出入口から前記ファンの吸入側に至る方向に流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４】
前記モータはブラシレスＤＣモータであり、前記制御回路は前記ブラシレスＤＣモータを駆動するインバータ回路を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の電動工具。
【請求項５】
前記モータはブラシ付ＤＣモータであり、前記制御回路は前記ブラシ付ＤＣモータの保護用の出力トランジスタを有することを特徴とする請求項２又は３に記載の電動工具。
【請求項６】
前記ハウジングの前記ハンドル部内に、前記空気流を整流するための整流板を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項７】
前記基板又は前記基板の周囲には、前記空気流を通過させるための案内路が形成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】
前記ハウジングの前記ハンドル部の内壁又は外壁に断熱材を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項９】
前記空気出入口は、前記ハウジングの後側側面に設けら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。
【請求項１０】
空気を濾過するフィルタを、前記空気取入口に設けたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを駆動源として利用する電動工具において、制御用電気回路の冷却効率を高め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、モータの冷却用にファンが設けられている。ファンは、モータと同軸上に設けられ、モータの回転と共に回転する。通常、ファンはモータの回転軸の後端側又は前端側に設けられ、ファンによって生成される空気流によってモータの発熱部分が冷却される。ブラシレスＤＣモータを使った電動工具においては、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回転子を回転させるため、出力トランジスタ等で構成されるインバータ回路が、例えばモータの後方に配置され、ファンによって生成される空気でインバータ回路も冷却している。また、特許文献１においては、電動工具のスイッチのための制御用トランジスタをヒートシンク上に配置し、このヒートシンクをバッテリの近くに配置して、ヒートシンク近くのハウジング（ハンドル部下部）に形成された開口から、外気がヒートシンク、バッテリを通過するように構成した技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／００３０９８４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ブラシレスＤＣモータを使った構成において、スイッチング素子を回路基板の後側の面にすべて搭載する方法では、搭載スペースの関係から、スイッチング素子の高さ方向がモータの回転軸と平行になるように配置される。しかし、そのような配置をすると、モータの軸方向後ろ側に回路基板とスイッチング素子の高さ分のスペースが必要となるため、そのモータを電動工具に適用するとハウジングの前後方向の長さが長くなってしまう。
【０００５】
一方、ハウジングの前後方向の長さが長くなるのを防ぐため、特許文献１のように回路基板をモータの後ろ側でなくハウジングのハンドル部の内部に設けるということも考えられる。しかしながら、特許文献１のようにハウジングに開口を設けてヒートシンク、バッテリ部を自然放熱しているだけに過ぎない構成では、モータのＯＮ／ＯＦＦを制御するスイッチング素子だけの配置ならともかく、大電流が流れるブラシレスＤＣモータ用のスイッチング素子を冷却するには不十分である。
【０００６】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は既存のモータ用冷却ファンを利用して、モータと離れた場所に配置された制御用電気回路を冷却するための空気流を発生させ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ＤＣモータのスイッチング素子をモータと離れた位置に搭載しつつ、良好な冷却構造を実現した電動工具を提供することにある。
【０００８】
本願発明のさらに別の目的は、ブラシ付ＤＣモータ用の保護回路を積極的に冷却するように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】
【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、モータの回転軸に取り付けられモータの冷却を行うファンと、先端工具へ回転力又は駆動力を伝達する回転伝達手段と、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、ハウジングはモータと回転伝達手段を収容する胴体部と、胴体部から延びるハンドル部と、ハンドル部の先端のバッテリ保持部を含んで構成され、モータの回転を制御する制御回路が、ハンドル部又はバッテリ保持部に設けられる基板上に配置され、ハンドル部又はバッテリ保持部に空気出入口を設け、ファンを利用してハンドル部内に空気流を生じさせることにより、制御回路を冷却するように構成した。ハンドル部内の空気流は、ファンの排出側から空気出入口に至る方向に流すようにしても良いし、逆に、空気出入口からファンの吸入側に至る方向に流すようにしても良い。空気出入口は、ハウジングの後側側面に設けると好ましい。
【００１１】
本発明の他の特徴によれば、モータはブラシレスＤＣモータであり、制御回路はブラシレスＤＣモータを駆動するインバータ回路を含む。ハンドル部を流れる空気流によって、発熱の大きいインバータ回路のスイッチング素子を冷却するようにした。また、モータはブラシ付ＤＣモータであり、その制御回路はモータ保護用の出力トランジスタを含み、発熱の大きい出力トランジスタをファンによる空気流で冷却するようにした。冷却効果を高めるために、ハンドル部内には、空気流を整流するための整流板を設けても良い。また、基板の一部又は基板の周囲には、空気流を通過させるための案内路を形成すると良い。さらに、ハウジングのハンドル部の内壁又は外壁に断熱材を設けても良い。さらに、空気を濾過するフィルタをハウジングの空気取入口に設けるようにしても良い。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、モータの回転を制御する制御回路が、ハンドル部又はバッテリ保持部に設けられる基板上に配置され、ハンドル部又はバッテリ保持部に空気出入口を設け、ファンを利用してハンドル部内に空気流を生じさせることにより、制御回路を冷却するので、ハンドル部内の狭い空間に発熱の多いスイッチング素子を配置しても、効果的に冷却することができる。また、モータとは別の箇所に設けられる制御回路を冷却するのに、電動ファンを別途設ける必要がないので、低コストで効果的な冷却構造を実現できる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、ハンドル部内の空気流は、ファンの排出側から空気出入口に至る方向に流れるので、ハンドル部内の空気流の流れ方向を一定に保つことができて、効果的な冷却構造を実現できる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、ハンドル部内の空気流は、空気出入口からファンの吸入側に至る方向に流れるので、ハンドル部内の空気流の流れ方向を一定に保つことができて、効果的な冷却構造を実現できる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、モータはブラシレスＤＣモータであり、制御回路はブラシレスＤＣモータを駆動するインバータ回路であるので、ハウジング胴体部のモータの後ろ側にインバータ回路を設置する必要がなく、従来モータの後ろ側に必要とされたスペースを省略できるので、胴体部の前後長がコンパクトな電動工具を実現できる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、モータはブラシ付ＤＣモータであり、制御回路はブラシ付ＤＣモータの保護用の出力トランジスタを有するが、このブラシ付ＤＣモータにおける出力トランジスタに対しての冷却構造を付加できるので、電動工具の信頼性の高い動作を保証できる。
【００１７】
請求項６の発明によれば、ハウジングのハンドル部内に、空気流を整流するための整流板を設けたので、ハウジング内の空気流の流れをスムーズにすることができ、冷却効率を上げることができる。
【００１８】
請求項７の発明によれば、基板又は基板の周囲には、空気流を通過させるための案内路を形成したので、基板に搭載された電子素子を効果的に冷却することができる。
【００１９】
請求項８の発明によれば、ハウジングのハンドル部の内壁又は外壁に断熱材を設けたので、ハンドル部内のスイッチング素子からの発熱が、ハンドル部を把持する作業者の手に伝わることを低減でき、作業者が快適に作業をすることができる。
【００２０】
請求項９の発明によれば、空気出入口はハウジングの後側の側面に設けられので、ハウジング内部から排出される排気が作業者に当たることが無く、作業者は快適に作業を行うことができる。また、切削作業等の塵埃を発生するような環境下においても、空気出入口から塵埃が入りにくくなる。
【００２１】
請求項１０の発明によれば、空気を濾過するフィルタを空気取入口に設けたので、ハウジング内部に塵埃が入ることを効果的に防止することができる。
【００２２】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図１〜３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に示した方向として説明する。図１は本発明に係る電動工具の一実施形態としてのインパクトドライバ１の内部構造を示す図である。インパクトドライバ１は、充電可能なバッテリ２を電源とし、モータ３を駆動源として回転打撃機構４を駆動し、出力軸であるアンビル５に回転と打撃を与えることによってドライバビット等の図示しない先端工具に回転打撃力を間欠的に伝達してネジ締めやボルト締め等の作業を行う。
【００２４】
モータ３は、ブラシレスＤＣモータであって、側面視で略Ｔ字状の形状を成すハウジング６の筒状の胴体部６ａ内に収容される。モータ３の回転軸１９は、胴体部６ａの後端側の軸受１７ａと中央部付近に設けられる軸受１７ｂによって回転可能に保持される。モータ３の後方には、モータ３の駆動コイルへの接続を行うため、及び回転子３ｂの回転位置を検出するための位置検出素子４２を搭載する基板７が配設される。
【００２５】
ハウジング６の胴体部６ａから略直角に一体に延びるハンドル部６ｂ内の上部にはトリガスイッチ８及び正逆切替レバー５１が配設され、トリガスイッチ８には図示しないバネによって付勢されてハンドル部６ｂから突出するトリガ操作部８ｃが設けられる。ハンドル部６ｂ内の下方には、トリガ操作部８ｃの引き動作によってモータ３の速度を制御する機能等を備えた制御回路基板９が収容される。この制御回路基板９には、さらに６つのスイッチング素子２１が搭載され、これらスイッチング素子２１によってインバータ制御を行うことによりモータ３を回転させる。ハンドル部６ｂの下方、バッテリ保持部６ｃには、ニッケル水素やリチウムイオン等のバッテリ２が着脱可能に装着される。
【００２６】
モータ３の前方には、回転軸１９に取り付けられてモータ３と同期して回転するファン１８が設けられる。ファン１８により、胴体部６ａの後方の空気取入口５３から空気が後方から前方に至る矢印のように吸引され、ハウジング６の胴体部６ａであってファン１８の半径方向外周側付近に形成される複数のスリット（図示せず）により、空気がハウジング６の外部に排出される。また、ファン１８が回転することにより、ハウジング６のバッテリ保持部６ｃに形成された空気出入口２５から矢印３０ａの方向に外気が吸引され、その後矢印３０ｂの経路を流れ、制御回路基板９付近を流れて、制御回路基板９に搭載された電力用ＦＥＴなどのスイッチング素子２１を冷却する。スイッチング素子２１は、背面に放熱板を有することが多いが、その放熱板に、アルミ製の別の放熱器を取り付けて、その放熱器に空気流３０ｂが積極的に当たるようにしても良い。
【００２７】
ハウジング６のハンドル部６ｂの内部には、導風板２２が形成され、導風板２２は下側に開口が大きくて流路を小さく絞る下部案内壁２２ｃ、中央付近の一定の幅の流路を形成する中央壁２２ｂ、上側において空気流を所定の方向に案内する上部案内壁２２ａにより構成される。制御回路基板９上の搭載素子を冷却した空気は、矢印３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆの経路をたどって、空気取入口５３から吸引される空気と合流する。このため、ハンドル部６ｂと胴体部６ａの間を区切る壁には、通風のための孔や開口が形成される。また、図１において、空気取入口５３はハウジング６の胴体部６ａに形成されているが、これに加えて、基板７の周囲の領域において、ハウジング６に複数のスリットを形成するようにしても良い。ハウジング６に形成される吸引用の穴やスリットの形状や配置位置は、ハウジング６のバッテリ保持部６ｃに形成された空気出入口２５から吸引される空気流が効果的に発生するように設定すると良い。
【００２８】
ここで、空気出入口２５はインパクトドライバ１の後方側に配置される。これは、インパクトドライバ１の前方側は切削屑の発生など、後方側に比べて相対的に埃が多いのがほとんどなので、埃が内部に入ることを極力防止するためである。なお、空気出入口２５は、単なる穴でもよいが、埃やゴミの侵入を防ぐために、網やフィルタを付けても良い。
【００２９】
回転打撃機構４は、遊星歯車減速機構１０とスピンドル１１とハンマ１２を備え、トリガスイッチ８のトリガ操作部８ｃが引かれてモータ３が起動されると、モータ３の回転は遊星歯車減速機構１０によって減速されてスピンドル１１に伝達され、スピンドル１１が所定の速度で回転駆動される。ここで、スピンドル１１とハンマ１２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１１の外周面に形成されたＶ字状のスピンドルカム溝１１ａと、ハンマ１２の内周面に形成されたハンマカム溝１２ａと、これらのカム溝１１ａ、１２ａに係合するボール１３によって構成される。
【００３０】
ハンマ１２は、スプリング１４によって常に前方に付勢されており、静止時にはボール１３とカム溝１１ａ、１２ａとの係合によってアンビル５の端面とは隙間を隔てた位置にある。そして、ハンマ１２とアンビル５の相対向する回転平面上の２箇所には図示しない凸部がそれぞれ対称的に形成されている。
【００３１】
スピンドル１１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１２に伝達され、ハンマ１２が半回転しないうちにハンマ１２の凸部がアンビル５の凸部に係合してアンビル５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１１とハンマ１２との間に相対回転が生ずると、ハンマ１２はカム機構のスピンドルカム溝１１ａに沿ってスプリング１４を圧縮しながらモータ３側へと後退を始める。
【００３２】
そして、ハンマ１２の後退動によってハンマ１２の凸部がアンビル５の凸部を乗り越えて両者の係合が解除されると、ハンマ１２は、スピンドル１１の回転力に加え、スプリング１４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１４の付勢力によって前方へ移動し、その凸部がアンビル５の凸部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５に加えられるため、アンビル５に装着された図示しない先端工具を介してネジに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ネジに回転打撃力が間欠的に繰り返し伝達され、例えば、ネジが木材等の図示しない被締結材にねじ込まれる。
【００３３】
図２は、図１に示す制御回路基板９を上から見た上面図である。図２では、制御回路基板９だけでなく、その周囲のハウジング６部分も記載している。制御回路基板９は、ハウジング６のハンドル部６ｂとバッテリ保持部６ｃの間の隔壁６ｄ上に、あるいは、この隔壁６ｄに挟まれるように配置される。隔壁６ｄには電源線を通すための貫通孔６ｅが形成される。制御回路基板９には、６つのスイッチング素子２１が制御回路基板９に対して鉛直方向に、即ち、スイッチング素子２１の高さ方向が上下に配置されるように搭載される。このように、スイッチング素子２１を配置することにより基板上の実装効率が向上するので、スイッチング素子２１が、直径の太さが制限されているハンドル部６ｂ内に配置するような場合には好適である。
【００３４】
制御回路基板９は、バッテリ２の上面形状にそった形状をしており、その上面前方側には、バッテリ保持部６ｃの上面に露出する制御パネル２７が取り付けられ、側方には、空気出入口２５から導入された空気を制御回路基板９の下側から上側に流すための案内路を画定する切り欠き２４が形成される。尚、空気を通す案内路を形成する場所は、制御回路基板９に形成する案内路の数は任意であり、冷却すべき搭載素子等に応じて設定すればよい。
【００３５】
制御パネル２７には、各種の操作ボタンや表示ランプが搭載される。ライトボタン３６はライトタッチスイッチであり、このボタンを押すことにより、インパクトドライバ１に取り付けられる白色ＬＥＤライトをＯＮ／ＯＦＦすることができる。電池残量ボタン３７はライトタッチスイッチであり、これ押すと電池のマークを示す電池残量表示ランプ３８において電池残量が「満充電（ＬＥＤが２つ点灯）」「約半分（ＬＥＤが１つ点灯）」「残量少（２つのＬＥＤがいずれも点灯しない）」の３段階のいずれであるかを確認できる。強弱表示ランプ３９は、強弱切替スイッチ３５ａにより設定された締め付けトルクの強さを示すランプであり、モータ３の回転数が４段階（例えば、２６００、２０００、１２００、５００回／分）のどれに設定されているかをＬＥＤの点灯数により表示する。単発／連発表示ランプ４０は、単発／連発切替スイッチ３５ｂを押すごとに切り替わる単発モードと連発モードのいずれかであるかを表示する。単発モードは、トリガ操作部８ｃを引いて打撃開始後、数回の打撃（１〜４回）で自動停止するモードであり、連発モードはトリガ操作部８ｃを引いて打撃を開始すると、連続打撃（自動停止せず）するモードである。
【００３６】
制御回路基板９の後方側には、図４に示すようにコネクタ５３、５４が設けられ、コネクタ５４を介して、後述する制御信号出力回路からのスイッチング素子駆動信号が入力される。また、コネクタ５３を介して制御回路基板９はトリガスイッチ８と接続される。
【００３７】
次に、モータ３の駆動制御系の構成と作用を図３に基づいて説明する。図３はモータの駆動制御系の構成を示すブロック図であり、本実施の形態では、モータ３は３相のブラシレスＤＣモータで構成される。このブラシレスＤＣモータは、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極を含む永久磁石（マグネット）を含んで構成される回転子（ロータ）３ｂと、スター結線された３相の固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗから成る固定子３ａと、回転子３ｂ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つの回転位置検出素子（ホール素子）４２を有する。これら回転位置検出素子４２からの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、モータ３が回転する。回転位置検出素子４２は、基板７上の回転子３ｂのマグネットに対向する位置に設けられる。
【００３８】
制御回路基板９上に搭載される電子素子には、３相ブリッジ形式に接続されたＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を含む。ブリッジ接続された６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートは、制御回路基板９に搭載される制御信号出力回路４６に接続され、６個のスイッチング素子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個のスイッチング素子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４７に印加されるバッテリ２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に電力を供給する。
【００３９】
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）のうち、３個の負電源側スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６をパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６として供給し、制御回路基板９上に搭載された演算部４１によって、トリガスイッチ８のトリガ操作部８ａの操作量（ストローク）の検出信号に基づいて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。
【００４０】
ここで、ＰＷＭ信号は、インバータ回路４７の正電源側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３または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またはスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６を高速スイッチングさせることによって結果的にバッテリ２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信号が供給されるため、ＰＷＭ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。
【００４１】
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。
【００４２】
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スイッチング素子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、その駆動信号を制御信号出力回路４６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、回転子３ｂを設定された回転方向に回転させる。この場合、基板７の負電源側スイッチング素子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。モータ３に供給される電流値は、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信号は正電源側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３に印加しても良い。
【００４３】
次に、図４を用いて本発明の第２の実施形態を説明する。インパクトドライバとしての基本的な構成は図１の実施形態と同じなので、同じ部分で重複して言及しない部分の符号付与は省略している（以下の図においても同じ）。第２の実施形態では、図１で示した実施形態に対して、ハウジング６のハンドル部６ｂ内に流れる空気流の流れが、反対方向になっている。ハンドル部６ｂ内において、下方向に流れる空気流３１ａ、３１ｂ、３１ｃはファン１８によって発生される。これは、ハウジング６の胴体部６ａとハンドル部６ｂを隔てる壁に貫通穴２６を設けて、ファン１８によって生成され、通常ハウジング６の外部に排出される空気の一部を、ハンドル部６ｂに導くことによって達成される。貫通穴２６を通過した空気流は、矢印３１ｂ、３１ｃのように流れて、制御回路基板９に搭載されるスイッチング素子２１ａにあたるように導かれる。図４においては、図１で示した導風板２２を設けていないが、設けるようにしても良い。スイッチング素子２１ａは、図１の実施形態と異なり制御回路基板９から距離を隔てて上方に位置するように取り付けられる。これは、ＦＥＴ等のスイッチング素子２１ａの足（リードワイヤ）を長めに残した状態で制御回路基板９に半田付けすることで実現できる。このように固定すればスイッチング素子２１ａが空気流に曝される表面積が大きくなるので、効果的に冷却をすることができる。
【００４４】
スイッチング素子２１ａを冷却した空気流は、制御回路基板９の切り欠き２４を通過して矢印３１ｄ、３１ｅのように流れ、空気出入口２５よりハウジング６の外部に排出される。この第２の実施形態においては、ハンドル部６ｂ内を流れる空気は、ファン１８の排気を利用するので、ハンドル部６ｂ内に流れる空気の流量を、貫通穴２６の大きさや形状を調整することによって比較的調整しやすいというメリットがある。但し、図１の実施形態は、スイッチング素子２１を冷却する空気は外気から導入された空気であるのに対し、第２の実施形態はモータ３を冷却した後の空気であり外気温よりも高いので、同じ流量では冷却効率は劣る。従って、モータ３の冷却を重視するか、スイッチング素子２１、２１ａの冷却を重視するかを考慮して、どちらの実施形態が好ましいかを決定すると良い。
【００４５】
次に、図５を用いて本発明の第３の実施形態を説明する。第３の実施形態によるハンドル部６ｂを流れる空気流の方向及び発生原理は、第２の実施形態（図４）と同じであり、ファン１８によって排出される空気の一部を、貫通穴２６を介してハンドル部６ｂに導き、矢印３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅのように流れて空気出入口２５よりハウジング６の外部に排出される。図５においては、ハンドル部６ｂの内周側に断熱材２３を配置して作業者が把持するハンドル部６ｂが熱くならないようにした。断熱材２３の材質は種々考えられるが、矢印３２ｂ、３２ｃの空気流の流れを阻害しないように、内周側が滑らかな状態の材質材であると好ましい。また、断熱材の配置場所は、ハンドル部６ｂの内壁側でも良いし、外壁側に設けるようにしても良い。
【００４６】
次に、図６を用いて本発明の第４の実施形態を説明する。第４の実施形態が、第１の実施形態（図１）と異なる点は、導風板２２を持たない点と、空気出入口２５から吸引された外気が、矢印３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを経由して、矢印３３ｅで示すように貫通穴２６ａを通ってファン１８の後方入口付近に流れることである。この構成では、空気出入口２５から取り入れられスイッチング素子２１によって暖められた空気流が、モータ３に導入されないのでモータ３の冷却を阻害することがない。また、スイッチング素子２１にも空気出入口２５から取り入れられた空気が直接当たるので、効果的な冷却特性を維持できる。尚、第４の実施形態では、導風板２２を設けていないが、同様に設けるようにしても良い。また、第３の実施形態のように、ハンドル部６ｂの内周側に断熱材２３を配置してもよい。
【００４７】
また、第４の実施形態の変形例として、図７に示すように空気出入口２５にフィルタ２８を取り付けても良い。フィルタ２８は、例えば多孔質膜からなる粘着テープ状のもので、ハウジング６の外側から貼り付けられる。多孔質膜は、空気や水蒸気のような気体は通し、水などの液体や粉じんなどの固体は弾くために、大きさ約０．１マイクロメートルから１０マイクロメートルの微細孔を有することが望ましい。多孔質膜として、例えば４ふっ化エチレン樹脂多孔質膜や伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）により構成された膜などを用いることができる。
【００４８】
多孔質膜の微細孔の大きさとしては、０．００１マイクロメートルから０．１マイクロメートルであってもよい。このような微細孔の大きさでは、より防水性が高められ、水滴や粉塵の侵入の防止をより確実にすることができる。さらに、多孔質膜の微細孔の大きさとして、１０マイクロメートルから１０００マイクロメートルであってもよい。このような微細孔の大きさでは、より通気性が高められる。このため、外枠の内部への空気の流入がより容易になる。よってハウジング内への空気が流入する際の抵抗が少なくなり、ファン１８の効率を高めることができる。
【００４９】
尚、フィルタ２８を取り付ける例として、本明細書では第４の実施形態の変形例として説明したが、フィルタ２８は他のすべての実施形態と組み合わせることが可能である。また、図７では、フィルタ２８を粘着テープ状のものとしてハウジング６の外側に貼り付けたが、外側に限られずに内側にフィルタ２８を貼るようにしても良い。さらに、フィルタ２８は粘着テープ状とするだけでなく、フィルタ２８を収容するフィルタケースをハウジング６の取付け、又は、ハウジング６を加工して、その加工した部分にフィルタ２８を収容するようにしても良い。
【００５０】
次に、図８を用いて本発明の第５の実施形態を説明する。第５の実施形態が、第１の実施形態（図１）と異なる点は、インパクトドライバ６１を回転させるモータが、ブラシを有する直流モータ６３であることであるが、回転打撃機構６４の構成は、第１の実施形態の回転打撃構成４と同一である。直流モータ６３は、永久磁石を用いた固定子６３ａと、ブラシを介して電流が供給される回転子６３ｂにより構成される。直流モータ６３の前側には、直流モータ６３の冷却用のファン６８が直流モータ６３の回転軸に同軸に設けられる。ファン６８によって生成される空気流によって、ハウジングの胴体部６６ａに設けられた空気取入口６７やスリット７１から吸引される。また、ハウジングのバッテリ保持部６６ｃに設けられた空気出入口６５からも吸引され、吸引された空気は、矢印７３ａから、７３ｂに流れ、制御基板６９上の搭載素子を冷却し、その後、ハウジングのハンドル部６６ｂの内部を流れて、矢印７３ｃ、７３ｄ、７３ｅ、７３ｆを経由して直流モータ６３の後部に流入する。
【００５１】
ハンドル部６６ｂの内部には導風板７２が設けられ、導風板７２は下側に広がり流路をやや絞るための下部案内壁７２ｃと、中央付近で大きく流路を絞る中央壁７２ｂと、上側において狭い流路状態を保つ上部案内壁７２ａにより構成される。制御回路６９の前側上部には、制御パネル７０が設けられる。
【００５２】
以上、説明したように本発明によれば、モータの回転軸に取り付けられたファンを用いて、ハウジングのハンドル部内を、胴体部からバッテリ側方向（上から下方向）へ、又は、バッテリ側から胴体部方向（下から上方向）へ、空気が流れるのでハンドル部或いはバッテリ保持部に設けられた制御回路基板や電子素子を効果的に冷却することができる。
【００５３】
また、スイッチング素子２１をモータの後端側に配置せずにハウジングのハンドル部或いはバッテリ保持部に配置したので、ハウジングの胴体部の前後長を短くして、全体をコンパクトに構成できる電動工具を実現できる。さらに、ハウジングのハンドル部内に発熱の大きい電子素子を搭載できるので、電動工具の小型化や設計の自由度を高めることができる。
【００５４】
以上、本発明を示す実施形態に基づき説明したが、本発明は上述の形態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、本実施形態では電動工具の例としてインパクトドライバに対して適用した形態について説明したが、インパクトドライバに限られず、駆動源に電気モータを使用する任意の電動工具に対しても同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るインパクトドライバの内部構造を示す図である。
【図２】図１に示す制御回路基板９を上から見た上面図である。
【図３】図１のモータ３の駆動制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るインパクトドライバの内部構造を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係るインパクトドライバの内部構造を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係るインパクトドライバの内部構造を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施形態の変形例に係り、空気出入口２５にフィルタ２８を取り付けた状態を示す断面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係るインパクトドライバの内部構造を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１、１ａ〜１ｃ  インパクトドライバ      ２  バッテリ      ３  モータ
３ａ  モータの固定子      ３ｂ  モータの回転子      ４  回転打撃機構
５  アンビル      ６  ハウジング      ６ａ  （ハウジングの）胴体部
６ｂ  （ハウジングの）ハンドル部      ６ｃ  （ハウジングの）バッテリ保持部
６ｄ  （ハウジングの）隔壁      ６ｅ  貫通孔
７  基板      ８  トリガスイッチ      ８ａ  トリガ操作部
９  制御回路基板      １０  遊星歯車減速機構      １１  スピンドル
１１ａ  スピンドルカム溝      １２  ハンマ      １２ａ  ハンマカム溝
１３  ボール      １４  スプリング      １５  スリーブ
１６ａボールベアリング  １６ｂ  メタルベアリング      
１７ａ、１７ｂ  ベアリング
１８  ファン      １９  （モータの）回転軸
２１、２１ａ  スイッチング素子      
２２  導風板      ２２ａ  上部案内壁      ２２ｂ  中央壁
２２ｃ  下部案内壁      ２３  断熱材      ２４  切り欠き
２５  空気出入口      ２６、２６ａ  貫通穴      ２７  制御パネル
２８  フィルタ
３５ａ  強弱切替スイッチ      ３５ｂ  単発／連発切替スイッチ
３６  ライトボタン      ３７  電池残量ボタン
３８  電池残量表示ランプ      ３９  強弱表示ランプ      
４０  単発／連発表示ランプ      ４１  演算部      ４２  回転位置検出素子
４３  回転子位置検出回路      ４４  ファン回転制御部
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
５３、５４  コネクタ
６１  インパクトドライバ      ６２  バッテリ      ６３  直流モータ
６３ａ  モータの固定子      ６３ｂ  モータの回転子      ６４  回転打撃機構
６６ａ  （ハウジングの）胴体部      ６６ｂ  （ハウジングの）ハンドル部
６６ｃ  （ハウジングの）バッテリ保持部      ６９  制御回路基板
７０  制御パネル      ７１  スリット      ７２  導風板
７２ａ  上部案内壁      ７２ｂ  中央壁      ７２ｃ  下部案内壁
【図１】
2010058186.tif 000003
【図２】
2010058186.tif 000004
【図３】
2010058186.tif 000005
【図４】
2010058186.tif 000006
【図５】
2010058186.tif 000007
【図６】
2010058186.tif 000008
【図７】
2010058186.tif 000009
【図８】
2010058186.tif 000010