JP2011148069A - Power tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は商用交流電力を電源としてモータを駆動する電動工具に関し、特に、制御回路によってモータの回転が電子的に制御される電動工具に関するものである。 The present invention relates to an electric tool for driving a motor using commercial AC power as a power source, and more particularly to an electric tool whose rotation is electronically controlled by a control circuit.
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、モータの回転を電子的に制御する電動工具が広く使われるようになってきた。また、ブラシレスモータを有さない電動工具であって、モータに所定の動作をさせるため、又はクラッチ動作をさせるため、又は、ネジ締めの回数を計数するため、電子的に制御する電動工具も販売されている。このように電子的に制御する際に、制御回路が必要となる。電子的に制御されるモータとしては、例えばブラシレスDCモータが広く用いられる。ブラシレスDCモータは、例えばブラシ(整流用刷子)の無いDC(直流)モータであり、コイル(巻線)をステータ(固定子)側に、永久磁石をロータ(回転子)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DC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FET(Field effect transistor)等のスイッチング素子を、モータ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に配置している。 In recent years, power tools that electronically control the rotation of a motor have come to be widely used in power tools that perform a required work by rotating a tip tool such as a drill or a driver with a motor. We also sell electric tools that do not have brushless motors, which are electronically controlled to allow the motor to perform a predetermined operation, to perform a clutch operation, or to count the number of screw tightenings. Has been. When electronically controlling in this way, a control circuit is required. For example, a brushless DC motor is widely used as an electronically controlled motor. A brushless DC motor is, for example, a DC (direct current) motor without a brush (rectifying brush), using a coil (winding) on the stator (stator) side and a permanent magnet on the rotor (rotor) side. The rotor is rotated by sequentially energizing the driven power to a predetermined coil. In a brushless DC motor, a switching element such as a field effect transistor (FET) for turning on and off the current supplied to a coil wound around the stator is disposed on a circuit board in the vicinity of the motor. For example, in Patent Document 1, the switching element is arranged on a substantially circular circuit board attached to the rear side of the motor (the side opposite to the tip tool).
ここで従来の電動工具の構成を図4から図6を用いて説明する。図4は従来技術による電動工具の内部構造を示す断面図である。インパクトドライバ101は、充電可能なバッテリパック109を電源とし、モータ103を駆動源として回転打撃機構121を駆動し、出力軸であるアンビル130に回転力と打撃力を与え、スリーブ131の内側に位置する取付穴130aに保持される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ねじ締めやボルト締め等の作業を行う。
Here, the configuration of a conventional electric power tool will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a cross-sectional view showing an internal structure of a conventional power tool. The
ブラシレスDC方式のモータ103は、側面視で略T字状の形状を成すハウジング102の筒状の胴体部102a内に収容される。モータ103の回転軸に回転打撃機構121が接続される。ハウジング102の胴体部102aから略直角に一体に延びるハンドル部102b内の上部にはトリガスイッチ106が配設され、トリガスイッチ106の下方にはスイッチ回路基板107が設けられる。ハンドル部102b内の下部には、トリガスイッチ106の引き動作によって前記モータ103の速度を制御する制御回路を搭載する制御回路基板108が収容される。図4で示す電動工具は、いわゆるコードレスタイプであり、ハウジング102の拡径部102cには、電源となるバッテリパック109が装着される。
The
図5は従来技術による電動工具の回路ブロック図である。バッテリパック109から供給される直流電力は、インバータ回路基板104に入力される。インバータ回路基板104上に搭載されるインバータ回路104aは制御回路108aによって駆動信号(ゲート電圧)137が調整され、モータ103の回転が制御される。モータ103の回転は、ロータと対向する位置に設けられる複数のホールIC135によって検出され、出力信号(位置信号)136として制御回路108aに入力される。制御回路108aはトリガスイッチ106が引かれたことを検知して、制御回路108aは信号線137を介してインバータ回路104aを駆動制御する。制御回路108aは、バッテリパック109の電池電圧も検知し、モータ103に流れる電流量を監視する。
FIG. 5 is a circuit block diagram of a conventional electric power tool. The DC power supplied from the
制御回路108aにはマイコン等の各種電子回路が搭載されるが、その駆動電源としてバッテリパック109が用いられる。この接続状況を示すのが図6の回路図である。図6において、バッテリパック109の電力はインバータ回路基板104に送られると同時に、制御回路基板108にも送られる。従って、制御回路基板108の電源入力部の電圧とインバータ回路基板104の入力部の電圧は等しく+Vdcである。電圧+Vdcは、例えば12Vから36V程度である。
Various electronic circuits such as a microcomputer are mounted on the
コードレスのブラシレスDCモータ駆動形電動工具では、電源であるバッテリパック109の電圧が、例えば12から18V程度と低いため、インバータ回路104aと制御回路108aを共通電源で動作させることができる。つまり、制御回路108aのための専用の電源は必要ない。しかしながら、電動工具をバッテリパック109で稼働させるのでなくAC100V等の商用電源で駆動するには、電動工具に電源ケーブルを接続すると共に、インバータ回路に接続される直流を生成する必要がある。そのため商用電圧から直流電圧を作成する為に整流回路を内蔵する必要があるが、AC100Vから直流電圧を作成すると、約141Vの直流が得られることになり、この直流電力がインバータ回路に接続されることになる。また、インバータ回路4aを制御するための制御回路にとって直流141Vでは電圧が高すぎるため、制御回路にそのまま直流141Vを供給することができない。そのため、制御回路用の動作電圧として、18V程度の直流電圧を供給するスイッチング電源回路が必要となる。
In the cordless brushless DC motor-driven electric tool, since the voltage of the
従来のコードレスタイプの電動工具では、インバータ回路用の電源も制御回路用の電源も直接電池から供給されるためスイッチング電源回路は不要であるが、電源コード付のブラシレスDCモータ駆動形電動工具を実現するには、これら2つの電源を効率よくハウジング内に収納しないとハウジングが大型化して使いにくい電動工具となってしまう。 The conventional cordless type power tool does not require a switching power circuit because the power for the inverter circuit and the power for the control circuit are supplied directly from the battery, but a brushless DC motor-driven power tool with a power cord is realized. Therefore, unless these two power supplies are efficiently stored in the housing, the housing becomes large and becomes an electric tool that is difficult to use.
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、モータ駆動用の電源と、モータの制御回路用の電源の2つを、ハウジング内に効率良く収納した電動工具を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above background, and an object thereof is to provide an electric tool in which a motor driving power source and a motor control circuit power source are efficiently stored in a housing. is there.
本発明の他の目的は、モータ駆動用の電源と制御回路用の電源のハウジング内への配置のしかたを工夫することにより、ハウジングの大型化を防止してコンパクトに構成した電動工具を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a power tool that is compactly configured by preventing the housing from becoming large by devising the arrangement of the power source for driving the motor and the power source for the control circuit in the housing. There is.
本発明のさらに他の目的は、商用電源で駆動される電動工具において、マイコンを用いてモータを精度良く回転制御することにある。 Still another object of the present invention is to accurately control the rotation of a motor using a microcomputer in an electric tool driven by a commercial power source.
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。 The characteristics of representative ones of the inventions disclosed in the present application will be described as follows.
本発明の一つの特徴によれば、モータと、モータを収容するハウジングと、ハウジングの胴体部から延び、作業者によって把持されるハンドル部と、ハウジングから延び、商用交流電源に接続可能な電源コードと、モータの回転を制御する制御回路と、を有する電動工具であって、商用交流電源の交流を第1の直流へと変換可能な全波整流回路を設け、ハンドル部に第1の直流よりも電圧が低い第2の直流へと変換可能なスイッチング電源回路を収容した。 According to one aspect of the present invention, a motor, a housing that houses the motor, a handle portion that extends from a body portion of the housing and is gripped by an operator, and a power cord that extends from the housing and can be connected to a commercial AC power source And a control circuit for controlling the rotation of the motor, provided with a full-wave rectifier circuit capable of converting the alternating current of the commercial AC power source to the first direct current, and the handle portion from the first direct current In addition, a switching power supply circuit that can be converted into a second direct current having a low voltage is accommodated.
本発明の他の特徴によれば、ハウジングは、モータを収容する胴体部を有し、ハンドル部は、胴体部と交わる方向に延び、ハンドル部の胴体部と離れる側の端部付近にハンドル部の外径よりも径が大きい拡径部が形成され、拡径部に制御回路と電源コードから供給される交流をモータの駆動用の直流に変換する電源回路を収容した。電源回路は、ダイオードブリッジ及びコンデンサを有する。スイッチング電源回路は、電源回路の出力から制御回路で用いられる低電圧直流を生成するものであって、ハンドル部内に収容される。ハウジングの胴体部とハンドル部と拡径部は、樹脂の一体成形によって構成すると好ましい。 According to another feature of the present invention, the housing has a body portion that accommodates the motor, and the handle portion extends in a direction intersecting the body portion, and the handle portion is located near an end portion of the handle portion on the side away from the body portion. An enlarged diameter portion having a diameter larger than the outer diameter of the power supply circuit was formed, and a power supply circuit for converting alternating current supplied from the control circuit and the power cord into direct current for driving the motor was accommodated in the enlarged diameter portion. The power supply circuit has a diode bridge and a capacitor. The switching power supply circuit generates low-voltage direct current used in the control circuit from the output of the power supply circuit, and is accommodated in the handle portion. It is preferable that the body portion, the handle portion, and the enlarged diameter portion of the housing are formed by integral molding of resin.
本発明のさらに他の特徴によれば、モータはブラシレスDCモータであり、ハウジング内にインバータ回路と位置検出素子を有する回路基板を設けた。制御回路はインバータ回路を制御するマイコンを含み、ハウジング内においてスイッチング電源回路と電源回路の間に配置される。ハウジングはハンドル部が延びる延在方向とモータの回転軸方向を含む面で2分割可能に構成され、制御回路が搭載される基板は、分割面と略直角に延びるように配置され、2分割されるハウジングによって挟持される。 According to still another feature of the present invention, the motor is a brushless DC motor, and a circuit board having an inverter circuit and a position detection element is provided in the housing. The control circuit includes a microcomputer that controls the inverter circuit, and is disposed between the switching power supply circuit and the power supply circuit in the housing. The housing can be divided into two parts including the extending direction in which the handle portion extends and the rotation axis direction of the motor, and the substrate on which the control circuit is mounted is arranged to extend substantially at right angles to the dividing surface and is divided into two parts. Sandwiched by the housing.
本発明のさらに他の特徴によれば、電動工具は、商用交流電源に接続可能な電源コードと、商用交流電源に接続され、商用交流電源の交流を第1の直流へと変換可能な全波整流回路と、全波整流回路に接続され、第1の直流よりも電圧が低い第2の直流へと変換可能なスイッチング電源回路と、スイッチング電源回路に接続される制御回路と、全波整流回路に接続されるモータと、電源コードが一端より突出し、全波整流回路、スイッチング電源回路、制御回路、モータを収容するハウジングとを有するように構成される。 According to still another aspect of the present invention, the power tool includes a power cord that can be connected to a commercial AC power source, and a full wave that is connected to the commercial AC power source and can convert the AC of the commercial AC power source into a first DC. A rectifier circuit, a switching power supply circuit connected to the full-wave rectifier circuit and capable of being converted to a second direct current whose voltage is lower than the first direct current, a control circuit connected to the switching power supply circuit, and a full-wave rectifier circuit And a power cord protruding from one end and having a full-wave rectifier circuit, a switching power supply circuit, a control circuit, and a housing for housing the motor.
請求項1の発明によれば、電動工具においてハウジングには、作業者によって把持されるハンドル部が形成され、ハンドル部に第1の直流よりも電圧が低い第2の直流へと変換可能なスイッチング電源回路を収容したので、制御回路用のスイッチング電源回路のスペースを新たに設ける必要がないため、小型で電源コードを有し、制御回路を有する電動工具を実現することができる。 According to the first aspect of the present invention, in the power tool, the housing is formed with a handle portion that is gripped by an operator, and the handle portion is capable of switching to the second direct current whose voltage is lower than the first direct current. Since the power supply circuit is accommodated, it is not necessary to newly provide a space for the switching power supply circuit for the control circuit. Therefore, it is possible to realize a small-sized electric tool having a power supply cord and a control circuit.
請求項2の発明によれば、ハンドル部の胴体部と離れる側の端部付近にハンドル部の外径よりも径が大きい拡径部が形成され、拡径部には、制御回路と、電源コードから供給される交流をモータの駆動用の直流に変換する電源回路を収容したので、モータ駆動用の電源回路のための空間を十分に確保することができる。また、電源回路に隣接して制御回路用の基板を配置することができるので、基板のための配置スペースも十分確保できる。 According to the second aspect of the present invention, the enlarged diameter portion having a diameter larger than the outer diameter of the handle portion is formed in the vicinity of the end portion of the handle portion on the side away from the body portion. Since the power supply circuit for converting the alternating current supplied from the cord into the direct current for driving the motor is accommodated, a sufficient space for the power supply circuit for driving the motor can be secured. Further, since the substrate for the control circuit can be disposed adjacent to the power supply circuit, a sufficient space for the substrate can be ensured.
請求項3の発明によれば、電源回路は、ダイオードブリッジ及びコンデンサを有するので、高効率でリップル含有率(直流電圧に含まれるリップル電圧の実効値の割合)の少ない電源回路を実現できる。また、リップル含有率を少なくできるので電圧変動が少ないためモータ3を精度良く動作させることができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、スイッチング電源回路は、電源回路の出力から制御回路で用いられる低電圧直流を生成するものであって、ハンドル部内に収容されるので、制御回路用のスイッチング電源回路のためのスペースを新たに設ける必要がないため、小型の電源コード付ブラシレスDCモータ駆動形電動工具を実現できる。 According to the invention of claim 4, the switching power supply circuit generates low voltage direct current used in the control circuit from the output of the power supply circuit, and is housed in the handle portion, so that the switching power supply circuit for the control circuit is used. Therefore, a small brushless DC motor-driven electric tool with a power cord can be realized.
請求項5の発明によれば、ハウジングの胴体部とハンドル部と拡径部は、樹脂の一体成形によって構成されるので、剛性の高いハウジングを実現することができる。また、一体成形で製造されるので、軽量で強度の高いハウジングを実現できる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the body portion, the handle portion, and the enlarged diameter portion of the housing are formed by integral molding of resin, a highly rigid housing can be realized. Moreover, since it is manufactured by integral molding, a lightweight and high-strength housing can be realized.
請求項6の発明によれば、モータはブラシレスDCモータであり、ハウジング内にインバータ回路と位置検出素子を有する回路基板を設けたので、モータを駆動する駆動回路をモータの近傍に収容することができる。また、モータとインバータを隣接して配置できるので、モータ用の冷却ファンを用いてインバータ回路をも冷却することができる。
According to the invention of
請求項7の発明によれば、制御回路はインバータ回路を制御するマイコンを含み、ハウジング内においてスイッチング電源回路と電源回路の間に配置されるので、ハンドル部に配置されるスイッチング電源回路の近傍に制御回路することができ、配線効率が良くなる。
According to the invention of
請求項8の発明によれば、制御回路が搭載される基板は、ハウジングの分割面と略直角に延びるように配置され、2分割されるハウジングによって挟持されるので、制御回路用の基板面積を大きく確保することができる上に組立性が向上する。 According to the eighth aspect of the present invention, the board on which the control circuit is mounted is disposed so as to extend substantially at right angles to the dividing surface of the housing, and is sandwiched between the two divided housings. In addition to ensuring a large amount, the assemblability is improved.
請求項9の発明によれば、商用交流電源により駆動される電動工具のハウジングの内部に全波整流回路、スイッチング電源回路、制御回路、モータを収容するので、コンパクトで使いやすい電動工具を提供できる。 According to the ninth aspect of the present invention, the full-wave rectifier circuit, the switching power supply circuit, the control circuit, and the motor are housed in the housing of the electric tool driven by the commercial AC power supply, so that a compact and easy-to-use electric tool can be provided. .
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。 The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the following description and drawings.
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例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、モータ3を駆動源として回転打撃機構21を駆動し、出力軸であるアンビル30に回転力と打撃力を与え、取付穴30aに保持される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ねじ締めやボルト締め等の作業を行う。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the vertical and forward / backward directions will be described as the directions shown in FIG. FIG. 1 is a view showing an internal structure of an impact driver 1 as an embodiment of an electric power tool according to the present invention. The impact driver 1 drives the
モータ3は、側面視で略T字状の形状を成すハウジング2の筒状の胴体部2a内に収容される。本実施例においてモータ3はブラシレスDCモータであり、コイル3dをステータ3c側に、永久磁石3bをロータ3a側に用い、インバータで駆動された電力を所定のコイル3dへ順次通電することによりロータ3aを回転させる。ステータ3cの外周部は胴体部2aの内壁にて保持されることにより、モータ3はハウジング2の内部に収容される。モータ3の回転軸3eは、ハウジング2の胴体部2aの中央部付近に設けられる軸受19aと後端側の軸受19bによって回転可能に保持され、モータ3の前方には、回転軸3eと同軸に取り付けられモータ3と同期して回転するロータファン13が設けられ、モータ3の後方には、モータ3を駆動するためのインバータ回路基板4が配設される。ロータファン13によって起こされる空気流は、空気取入孔17aから胴体部2aの内部に取り込まれ、主にロータ3aとステータ3cの間を通過するように流れ、ロータファン13の後方から吸引されてロータファン13の半径方向に流れ、ロータファン13の周囲のハウジング部分(図示せず)からハウジング2の外部に排出される。インバータ回路基板4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MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)等の複数のスイッチング素子5や、ロータ3aの永久磁石3bの磁力を検出することによってロータ3aの回転位置を検出するホールIC等の位置検出素子35が搭載される。
The
ハウジング2の胴体部2a、ハンドル部2b、拡径部2cは、前後方向及び上下方向で分割される左右分割式のハウジングで構成される。左右分割式のハウジング2の左右のそれぞれは、樹脂の一体成形により構成される。ハウジング2の胴体部2aから略直角方向(下方向)に一体に延びるハンドル部2b内の上部にはトリガスイッチ6が配設され、トリガスイッチ6の下方にはスイッチ回路基板7が設けられる。ハンドル部2b内の下部には、トリガスイッチ6の引き動作によって前記モータ3の速度を制御する機能を備えた制御回路基板8が収容される。制御回路基板8は、信号線を介してインバータ回路基板4と接続される。ハウジング2の下方、つまり延在する方向の端部にその外径が大きくなる拡径部2cが形成される。電源コード11aは拡径部2cの下部に取り付けられ、拡径部2c内には、全波整流回路14が配置される。この全波整流回路14の出力はスイッチ回路基板7の端子に接続される。そして、マイコンが搭載された制御回路基板8は全波整流回路14の上側に配置される。
The
全波整流回路14は、前後方向及び上下方向により構成される断面で見ると略長方形をしている。この長方形の長辺14aを前後方向に延びる向きへと配置させ、短辺14bを上下方向に延びる向きに配置させた。このように前後方向に拡径された拡径部2cに全波整流回路14を配置したので、拡径部2cを軸方向(上下方向)にコンパクトに構成することができる。また、スイッチング電源回路15は、前後方向及び上下方向により構成される断面で見ると略長方形をしている。この長方形の長辺15aを上下方向(ハンドルが延びる方向)へと配置させ、短辺15bを前後方向(ハンドルが延びる方向と直交する方向)へと配置させた。このように構成することによって、上下方向へと延びるハンドル部2bの内部にスイッチング電源回路15を配置したので、ハンドル部2bを前後方向にコンパクトに構成することができる。
The full-
制御回路基板8は全波整流回路14の高い出力電圧(例えば直流141V)で駆動させることができないため、全波整流回路14の出力から低い直流電圧を生成し、制御回路基板8に18V程度の直流を供給するスイッチング電源回路15が設けられる。スイッチング電源回路15はスイッチ回路基板7と制御回路基板8の間のハンドル部2b内部に配置される。このようにスイッチング電源回路15をハンドル部2b内に配置する構成とすることにより、スイッチング電源回路15をハウジング内に効率よくコンパクトに収納することができ、小型の電源コード付ブラシレスDCモータ駆動形電動工具を実現できる。
Since the
回転打撃機構21は、遊星歯車減速機構22とスピンドル27とハンマ24を備え、後端が軸受20、前端がメタル29により保持される。遊星歯車減速機構22はギヤピニオンなどを介してモータ3の回転軸に接続される。トリガスイッチ6が引かれてモータ3が起動されると、設定された方向にモータ3が回転を始め、その回転力は遊星歯車減速機構22によって減速されてスピンドル27に伝達され、スピンドル27が所定の速度で回転駆動される。ここで、スピンドル27とハンマ24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27の外周面に形成されたV字状のカム溝25と、ハンマ24の内周面に形成されたハンマカム溝28と、これらのカム溝25、28に係合するボール26によって構成される。
The
ハンマ24の凸部は、スプリング23によって常に前方に付勢されており、静止時にはボール26とカム溝25、28との係合によってアンビル30の凸部とは隙間を隔てた位置にある。そして、ハンマ24とアンビル30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。
The convex portion of the
スピンドル27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24に伝達され、ハンマ24が半回転しないうちにハンマ24の凸部がアンビル30の凸部に係合してアンビル30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27とハンマ24との間に相対回転が生ずると、ハンマ24はカム機構のカム溝25に沿ってスプリング23を圧縮しながらモータ3側へと後退を始める。
When the
そして、ハンマ24の後退動によってハンマ24の凸部がアンビル30の凸部を乗り越えて両者の係合が解除されると、ハンマ24は、スピンドル27の回転力に加え、スプリング23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23の付勢力によって前方へ移動し、その凸部がアンビル30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30に加えられるため、アンビル30の取付穴30aに装着される図示しない先端工具を介してねじ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ねじに回転打撃力が間欠的に繰り返し伝達され、例えば、ネジやボルト等の締結部材を被締結材にねじ込む。
When the protrusion of the
図2は、本実施例に係るインパクトドライバ1の回路ブロック図である。図2に示すように、全波整流回路14内において、入力された商用電源たる交流11はダイオードブリッジ33により全波整流され、ダイオードブリッジ33の出力側(直流側)に設けられたフィルムコンデンサなどの無極性コンデンサ34により平滑されて、スイッチング電源回路15とインバータ回路基板4に直流を供給する。ダイオードブリッジ33の入力側(交流側)には、電磁妨害波防止用のコンデンサ32が設けられる。ダイオードブリッジ33の出力側(直流側)に設けられる無極性コンデンサ34の静電容量は、例えば22マイクロF以下になるように設定すると、無極性コンデンサ34の大きさを小さめに抑えることができるので、電源コード11a付近のハウジング2の拡径部2cの大きさをコンパクトにできる。
FIG. 2 is a circuit block diagram of the impact driver 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, in the full-
インバータ回路基板4には、図示していないが6個のスイッチング素子5で構成されるインバータ回路4aが設けられる。モータ3には、ロータ3aに設けられる永久磁石3b(図1参照)に対向する位置に設けられ、ロータ3aの回転位置を検出するためのホールIC等の位置検出素子35が搭載される。位置検出素子35は、対向するロータ3aの永久磁石3bの極性に対応してHigh又はLowの信号36を制御回路8aに出力するもので、回転角で例えば60度ずつ隔てて3個設けられる。
Although not shown, the inverter circuit board 4 is provided with an
インバータ回路基板4とスイッチング電源回路15はダイオードブリッジ33の出力側に接続されるため、それぞれに供給される電圧は、所定の直流電圧(+VHdc)となる。この+VHdc(請求項1の第1の直流に相当する)は、交流11が100Vの場合、約141Vである。高い直流電圧+VHdcのままでは制御回路8aを駆動させることができないため、スイッチング電源回路15は、直流電圧+VHdcから低い直流電圧+VLdc(請求項1の第2の直流に相当する)を生成して、制御回路基板8に供給する。スイッチング電源回路15は、電力を変換及び調整するための半導体スイッチング素子を用いた電源装置であって、公知のDC−DC変換器にて構成できる。本実施例のスイッチング電源回路15は、例えば直流141Vから直流18Vを生成する。制御回路8aは、トリガスイッチ6が押されるとインバータ回路基板4のスイッチング素子を駆動する為のPWM(Pulse Width Modulation)制御の駆動信号37を生成し、インバータ回路4aに出力する。
Since the inverter circuit board 4 and the switching
次に図3を用いて、本実施例に係るインパクトドライバ1の電源配線ブロック図を説明する。図3に示すように、インバータ回路基板4には全波整流回路14から直流電圧+VHdcが直接印加される。一方、マイコンが搭載されている制御回路基板8には+VHdcを直接印加することができないため、本実施例ではスイッチング電源回路15を設けた。スイッチング電源回路15は、+VHdcから18V程度の+VLdcを生成して制御回路基板8に供給するように構成した。このように制御回路基板8用の専用の低電圧の直流を供給するようにしたので、制御回路基板8上にマイコン等を含む電子素子を搭載することができ、これによってモータ3の回転制御として電子制御によるきめ細かな制御が実現できる。
Next, a power supply wiring block diagram of the impact driver 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the DC voltage + VH dc is directly applied to the inverter circuit board 4 from the full-
以上説明したように本実施例においては、制御回路用の電源としてスイッチング電源回路を設けるようにした。また、スイッチング電源回路をハウジングのハンドル内に収納したので、従来の電動工具の大きさを大型化させることなく、小型の電源コード付の電動工具を実現できる。 As described above, in this embodiment, the switching power supply circuit is provided as the power supply for the control circuit. Further, since the switching power supply circuit is housed in the handle of the housing, a small power tool with a power cord can be realized without increasing the size of the conventional power tool.
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、インパクトドライバだけに限られず、ハンドル部を有して作業者が把持しながら作業する電動工具であれば、他の電動工具であっても良い。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the Example, this invention is not limited to the above-mentioned Example, A various change is possible within the range which does not deviate from the meaning. For example, in the above-described embodiment, the impact driver is used as an example of the power tool. However, the power tool is not limited to the impact driver. An electric tool may be used.
また、本発明の実施例においては、インバータ回路基板及びスイッチング素子を胴体部の内部に配置する構成とした。しかし、このインバータ回路基板及びスイッチング素子の配置は、胴体部の内部に限られるものではない。例えば、インバータ回路基板及びスイッチング素子をハンドル部の内部に収容しても良い。また、インバータ回路基板及びスイッチング素子をハウジングの拡径部に収容しても良い。このようにインバータ回路基板及びスイッチング素子を配置しても、本発明の効果を奏することができる。 Moreover, in the Example of this invention, it was set as the structure which arrange | positions an inverter circuit board and a switching element inside a fuselage | body part. However, the arrangement of the inverter circuit board and the switching element is not limited to the inside of the body portion. For example, the inverter circuit board and the switching element may be accommodated in the handle portion. Moreover, you may accommodate an inverter circuit board and a switching element in the enlarged diameter part of a housing. Thus, even if the inverter circuit board and the switching element are arranged, the effect of the present invention can be obtained.
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 拡径部 3 モータ 3a ロータ
3b 永久磁石 3c ステータ 3d コイル
3e 回転軸 4 インバータ回路基板
4a インバータ回路 5 スイッチング素子
6 トリガスイッチ 7 スイッチ回路基板 8 制御回路基板
11 交流(商用電源) 11a 電源コード
13 ロータファン 14 全波整流回路 15 スイッチング電源回路
17a 空気取入孔 19a、19b、20 軸受
21 回転打撃機構 22 遊星歯車減速機構 23 スプリング
24 ハンマ 25 カム溝 26 ボール 27 スピンドル
28 ハンマカム溝 29 メタル 30 アンビル
30a 取付穴 31 スリーブ 32 コンデンサ
33 ダイオードブリッジ 34 無極性コンデンサ
35 位置検出素子 36 信号 37 駆動信号
101 インパクトドライバ 102 ハウジング
102a 胴体部 102b ハンドル部 102c 拡径部
103 モータ 104 インバータ回路基板
104a インバータ回路 106 トリガスイッチ
107 スイッチ回路基板 108 制御回路基板
108a 制御回路 109 バッテリパック
121 回転打撃機構 130 アンビル
130a 取付穴 131 スリーブ 135 ホールIC
136 信号 137 駆動信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
136
Claims (9)
前記モータを収容するハウジングと、
前記ハウジングの胴体部から延び、作業者によって把持されるハンドル部と、
前記ハウジングから延び、商用交流電源に接続可能な電源コードと、
前記モータの回転を制御する制御回路と、を有する電動工具であって、
前記商用交流電源の交流を第1の直流へと変換可能な全波整流回路を設け、
前記ハンドル部に、前記第1の直流よりも電圧が低い第2の直流へと変換可能なスイッチング電源回路を収容したことを特徴とする電動工具。 A motor,
A housing for housing the motor;
A handle portion extending from a body portion of the housing and gripped by an operator;
A power cord extending from the housing and connectable to a commercial AC power source;
A control circuit for controlling the rotation of the motor,
A full-wave rectifier circuit capable of converting the AC of the commercial AC power source into a first DC,
A power tool characterized in that a switching power supply circuit capable of being converted into a second direct current having a voltage lower than that of the first direct current is accommodated in the handle portion.
前記ハンドル部は、前記胴体部と交わる方向に延び、
前記ハンドル部の前記胴体部と離れる側の端部付近に前記ハンドル部の外径よりも径が大きい拡径部が形成され、
前記拡径部に、前記制御回路と、前記電源コードから供給される交流を前記モータの駆動用の直流に変換する電源回路を収容したことを特徴とする請求項1に記載の電動工具。 The housing has a body portion that houses the motor,
The handle portion extends in a direction intersecting with the body portion,
An enlarged diameter portion having a diameter larger than the outer diameter of the handle portion is formed near an end portion of the handle portion on the side away from the body portion,
2. The power tool according to claim 1, wherein a power circuit that converts the control circuit and an alternating current supplied from the power cord into a direct current for driving the motor is accommodated in the enlarged diameter portion.
前記ハウジングの胴体部内にインバータ回路と位置検出素子を有する回路基板を設けたことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電動工具。 The motor is a brushless DC motor;
The power tool according to any one of claims 1 to 4, wherein a circuit board having an inverter circuit and a position detection element is provided in a body portion of the housing.
前記制御回路が搭載される基板は、前記分割面と略直角に延びるように配置され、
前記2分割される前記ハウジングによって挟持されることを特徴とする請求項7に記載の電動工具。 The housing is configured to be split into two in a plane including an extending direction in which the handle portion extends and a rotation axis direction of the motor,
The substrate on which the control circuit is mounted is disposed so as to extend substantially at right angles to the dividing surface,
The power tool according to claim 7, wherein the power tool is clamped by the housing divided into two parts.
前記商用交流電源に接続され、前記商用交流電源の交流を第1の直流へと変換可能な全波整流回路と、
前記全波整流回路に接続され、前記第1の直流よりも電圧が低い第2の直流へと変換可能なスイッチング電源回路と、
前記スイッチング電源回路に接続される制御回路と、
前記全波整流回路に接続されるモータと、
前記電源コードが一端より突出し、前記全波整流回路、前記スイッチング電源回路、前記制御回路、前記モータを収容するハウジングと、を有することを特徴とする電動工具。 A power cord that can be connected to a commercial AC power source;
A full-wave rectifier circuit connected to the commercial AC power source and capable of converting AC of the commercial AC power source into a first DC;
A switching power supply circuit connected to the full-wave rectifier circuit and capable of being converted to a second direct current having a voltage lower than that of the first direct current;
A control circuit connected to the switching power supply circuit;
A motor connected to the full-wave rectifier circuit;
The power tool, wherein the power cord protrudes from one end, and includes a full-wave rectifier circuit, the switching power supply circuit, the control circuit, and a housing that houses the motor.
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013163229A (en) * | 2012-02-09 | 2013-08-22 | Makita Corp | Electric tool |
WO2014132878A1 (en) * | 2013-02-26 | 2014-09-04 | 日立工機株式会社 | Electric tool |
WO2015093057A1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-25 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Power-actuated tool |
WO2015147331A1 (en) | 2014-03-28 | 2015-10-01 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Electric tool |
JP2015196212A (en) * | 2014-03-31 | 2015-11-09 | 日立工機株式会社 | Electric power tool |
WO2015182507A1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-12-03 | 日立工機株式会社 | Power tool |
EP3068028A1 (en) * | 2015-03-10 | 2016-09-14 | HILTI Aktiengesellschaft | Battery pack for a power tool, grid supplied power tool and power tool system |
JP2017518193A (en) * | 2014-05-18 | 2017-07-06 | ブラック アンド デッカー インクBlack & Decker Inc. | Electric tool system |
JP2017164896A (en) * | 2017-04-13 | 2017-09-21 | 日立工機株式会社 | Power tool |
US11770048B2 (en) | 2013-10-18 | 2023-09-26 | Black & Decker, Inc. | Handheld power tool with a brushless electric motor |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001245462A (en) * | 1999-07-02 | 2001-09-07 | Matsushita Electric Works Ltd | Portable motor power device and power tool equipped with it |
JP2004255569A (en) * | 1999-12-22 | 2004-09-16 | Matsushita Electric Works Ltd | Power tool |
JP2007301703A (en) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Ryobi Ltd | Electric power tool |
JP2010012585A (en) * | 2008-07-07 | 2010-01-21 | Hitachi Koki Co Ltd | Power tool |
-
2010
- 2010-01-25 JP JP2010013105A patent/JP5622020B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001245462A (en) * | 1999-07-02 | 2001-09-07 | Matsushita Electric Works Ltd | Portable motor power device and power tool equipped with it |
JP2004255569A (en) * | 1999-12-22 | 2004-09-16 | Matsushita Electric Works Ltd | Power tool |
JP2007301703A (en) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Ryobi Ltd | Electric power tool |
JP2010012585A (en) * | 2008-07-07 | 2010-01-21 | Hitachi Koki Co Ltd | Power tool |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013163229A (en) * | 2012-02-09 | 2013-08-22 | Makita Corp | Electric tool |
US9190947B2 (en) | 2012-02-09 | 2015-11-17 | Makita Corporation | Electric power tool |
WO2014132878A1 (en) * | 2013-02-26 | 2014-09-04 | 日立工機株式会社 | Electric tool |
US11770048B2 (en) | 2013-10-18 | 2023-09-26 | Black & Decker, Inc. | Handheld power tool with a brushless electric motor |
AU2014368261B2 (en) * | 2013-12-20 | 2018-04-19 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Power-actuated tool |
WO2015093057A1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-25 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Power-actuated tool |
CN105829031A (en) * | 2013-12-20 | 2016-08-03 | 日立工机株式会社 | Power-actuated tool |
US10618157B2 (en) | 2013-12-20 | 2020-04-14 | Koki Holdings Co., Ltd. | Power-actuated tool |
WO2015147331A1 (en) | 2014-03-28 | 2015-10-01 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Electric tool |
JP2015188996A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 日立工機株式会社 | Power tool |
TWI684320B (en) * | 2014-03-28 | 2020-02-01 | 日商工機控股股份有限公司 | Electric tool |
US10505473B2 (en) | 2014-03-28 | 2019-12-10 | Koki Holdings Co., Ltd. | Electric tool |
JP2015196212A (en) * | 2014-03-31 | 2015-11-09 | 日立工機株式会社 | Electric power tool |
JP2017518193A (en) * | 2014-05-18 | 2017-07-06 | ブラック アンド デッカー インクBlack & Decker Inc. | Electric tool system |
JP2020185664A (en) * | 2014-05-18 | 2020-11-19 | ブラック アンド デッカー インクBlack & Decker Inc. | Electric power tool system |
US11123846B2 (en) | 2014-05-30 | 2021-09-21 | Koki Holdings Co., Ltd. | Electric tool |
WO2015182507A1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-12-03 | 日立工機株式会社 | Power tool |
US10461557B2 (en) | 2015-03-10 | 2019-10-29 | Hilti Aktiengesellschaft | Rechargeable tool battery, mains-operable hand-held power tool, and tool system |
WO2016142461A1 (en) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | Hilti Aktiengesellschaft | Rechargeable tool battery, mains-operable hand-held power tool, and tool system |
EP3068028A1 (en) * | 2015-03-10 | 2016-09-14 | HILTI Aktiengesellschaft | Battery pack for a power tool, grid supplied power tool and power tool system |
JP2017164896A (en) * | 2017-04-13 | 2017-09-21 | 日立工機株式会社 | Power tool |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP5622020B2 (en) | 2014-11-12 |
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