電動工具及び電動工具の製造方法
【課題】回路基板やステータコイルの防塵性能を向上させると共に回路基板の冷却性を確保した電動工具及び電動工具の製造方法の提供。
【解決手段】先端工具を駆動するブラシレスモータを備え、モータは、筒状に形成されたステータ３１と、ステータ３１内部に配置されたロータと、ステータ３１に接続されたモータ駆動回路装置３３と、を有し、ステータ３１は、モータ駆動回路装置３３に電気的に接続されるコイル３１Ｂを有し、コイル３１Ｂはコーティング材３１Ｄにより被覆され、モータ駆動回路装置３３は、絶縁カバー部材３３Ｄで被覆されている電動工具及び電動工具の製造方法を提供する。
【解決手段】先端工具を駆動するブラシレスモータを備え、モータは、筒状に形成されたステータ３１と、ステータ３１内部に配置されたロータと、ステータ３１に接続されたモータ駆動回路装置３３と、を有し、ステータ３１は、モータ駆動回路装置３３に電気的に接続されるコイル３１Ｂを有し、コイル３１Ｂはコーティング材３１Ｄにより被覆され、モータ駆動回路装置３３は、絶縁カバー部材３３Ｄで被覆されている電動工具及び電動工具の製造方法を提供する。
【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及び電動工具の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ブラシレスモータ（ＤＣモータ）は、小形化が可能であり、回転軸に取り付けられるロータに対しブラシおよび整流子を用いた電気的接続が不要となるので、高寿命が可能である。ブラシレスモータには、ロータの回転を制御するインバータ回路基板（モータ駆動回路基板）が設けられており、インバータ回路基板のスイッチング素子を構成する出力トランジスタは、ロータ周囲に配置されるステータコイルに大電流の駆動信号を供給する。
【０００３】
これらインバータ回路基板等に対し、雨水や粉塵に対する保護構造として下記特許文献１に開示されているように、スイッチング素子の発熱を放出させるための放熱部材を備え、更に、上記電子回路部が有する電子部品、コイル接続部、制御回路部接続部、回路基板、及び上記放熱部材を一体に覆うように、絶縁カバー部材をモールド成形した構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０６２８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電動工具では、インバータ回路基板に対する冷却と雨水や粉塵に対する保護を両立させねばならず、放熱部材を一体に保護するため、工具が大型化するといった問題があった。また、ステータコイルに対する保護は、ステータコイルにコーティングされているエナメル被覆とワニス被覆のみで非常に薄く、微小な粉塵環境であっても、長時間使用することで、ステータコイル被覆が剥離し、ステータコイルの巻き線同士がショートし、モータの特性が変化する可能性があった。そこで本発明は、回路基板やステータコイルの防塵性能を向上させると共に回路基板の冷却性を確保した電動工具及び電動工具の製造方法を提供することを目的とする。
【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、先端工具を駆動するブラシレスモータを備え、該ブラシレスモータは、筒状に形成されたステータと、ステータ内部に配置されたロータと、該ステータに接続された回路基板と、を有し、該ステータは、該回路基板に電気的に接続されるコイルを有し、該コイルは第一樹脂材により被覆されている電動工具を提供する。
【０００７】
このような構成によると、コイルが第一樹脂材により被覆されて保護されるため、コイルを塵や水滴等から保護することができる。
【０００８】
上記構成の電動工具において、該回路基板は第二樹脂材により該回路基板全体が被覆されていることが好ましい。
【０００９】
このような構成によると、回路基板が第二樹脂材により被覆されて保護されるため、回路基板を塵等から保護することができる。
【００１０】
該コイルは、該第一樹脂材の一部が該第二樹脂材により覆われるように該回路基板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、例えばコイルにおいて回路基板に電気的に接続される引出部が、第二樹脂材により覆われる構成を得ることができる。よって回路基板とコイルとのすべてを第一樹脂材若しくは第二樹脂材の少なくともいずれかで覆うことができ、ブラシレスモータにおいて電流が流れる箇所を樹脂で覆うことができる。
【００１２】
また該第一樹脂材は、熱硬化性樹脂であることが好ましい。また該第一樹脂材は、主剤と硬化剤とを混合して硬化する樹脂であってもよい。
【００１３】
また上記課題を解決するために、先端工具を駆動するブラシレスモータを備え、該ブラシレスモータは、筒状に形成されたステータと、ステータ内部に配置されたロータと、該ステータに接続され複数のスイッチング素子を備える回路基板と、を有し、該回路基板は、樹脂材により該回路基板全体が被覆されている電動工具を提供する。
【００１４】
このような構成によると、回路基板が樹脂材により被覆されて保護されるため、回路基板を塵等から保護することができる。
【００１５】
上記構成の電動工具において、該樹脂材は、該スイッチング素子の形状に沿うように該回路基板を被覆していることが好ましい。
【００１６】
このような構成によると、回路基板を被覆した樹脂材の肉厚を全体的に薄肉にすることができ、回路基板の冷却性を確保している。また薄肉にすることにより、樹脂材と一体の回路基板を小型化することができるので、ハウジング内に空間的余裕ができ、電動工具を構成する部品、例えばネジ等の配置を容易にすることができる。
【００１７】
また該ステータと該回路基板との間には、該ステータと該回路基板とを接続する保持部材が介在し、該保持部材には該ステータの該筒状内部に連通する開口が二箇所以上形成されていることが好ましい。
【００１８】
このような構成によると、回路基板をステータに装着した状態で回路基板に樹脂材を付設する際に、開口からステータ内部に位置する回路基板にまで樹脂材を行き渡らせることができ、確実に回路基板全体を樹脂材で覆うことができる。
【００１９】
また該樹脂材は、主剤と硬化剤とを混合して硬化する樹脂であることが好ましい。また該樹脂材は、ウレタン樹脂であってもよい。
【００２０】
また該ブラシレスモータを覆うハウジングを更に有し、該ブラシレスモータと該ハウジングとの間には、冷却通路が形成され、該回路基板は該冷却通路に面して配置されていることが好ましい。
【００２１】
このような構成によると、確実に回路基板を冷却することができる。
【００２２】
また上記課題を解決するために、引出部を備えるコイルを有し筒状に形成されたステータと、ステータ内部に配置されたロータと、該引出部が電気的に接続された回路基板とを有し、先端工具を駆動するブラシレスモータを備えた電動工具の製造方法であって、該コイル及び該引出部を第一樹脂材で被覆するコイル被覆工程と、該引出部の端部に被覆された該第一樹脂材を剥離する引出部剥離工程と、該引出部の端部を該回路基板に電気的に接続する接続工程と、該回路基板と該引出部の該端部及び該第一樹脂材で覆われた部分とを第二樹脂で被覆する回路基板被覆工程と、を備える製造方法を提供する。
【００２３】
このような方法によると、コイルと回路基板とを確実に第一樹脂及び第二樹脂の少なくとも一方で覆うことができ、ブラシレスモータにおいて電流が流れる箇所を樹脂で覆うことができる。
。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の電動工具によれば、回路基板やステータコイルの防塵性能を向上させ、かつ冷却性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係るインパクトドライバの側面断面図。
【図２】本発明の実施の形態に係るインパクトドライバの後方上方からの部分切取斜視図。
【図３】本発明の実施の形態に係るインパクトドライバのステータの斜視図。
【図４】本発明の実施の形態に係るインパクトドライバのステータ及びモータ駆動回路装置の側面後方からの斜視図。
【図５】本発明の実施の形態に係るインパクトドライバのステータ及びモータ駆動回路装置の側面一部断面図。
【図６】本発明の実施の形態に係るインパクトドライバのステータ及びモータ駆動回路装置の断面図。
【図７】本発明の実施の形態に係るインパクトドライバのステータ及びモータ駆動回路装置の側面前方からの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図７に基づき説明する。図１に示される電動工具であるインパクトドライバ１は、ビットやソケット等の先端工具により、ボルトやナット、ねじを締結する工具であり、図１に示されるように、主に、ハウジング２と、モータ３と、ギヤ機構４と、インパクト機構５と、から構成され、充電式の電池６を電源として駆動される工具である。
【００２７】
ハウジング２は、６ナイロンから構成されている樹脂ハウジングであり、モータ３等が収容される胴体部２Ａと、胴体部２Ａから延出されるハンドル２Ｂとを備えており、胴体部２Ａ及びハンドル２Ｂ内部に収容空間が画成され、後述の上下方向及び前後方向に延びる平面で二分割され略対称な分割ハウジングで構成されている。収容空間において胴体部２Ａ内に該当する箇所には、上述のモータ３とギヤ機構４とインパクト機構５とが同軸上に一端側から他端側に向かって並んで配置されている。このモータ３とギヤ機構４とインパクト機構５とが並んでいる軸方向においてモータ３側を後側として前後方向と定義する。また前後方向と直交する方向であって胴体部２Ａからハンドル２Ｂが延出される方向を下方向として上下方向を定義する。
【００２８】
胴体部２Ａにおいて、モータ３の前後位置かつ胴体部２Ａの左右側面位置には、それぞれ図示せぬ排気口、吸気口２ａ（図２）が形成されている。ハウジング２において、ハンドル２Ｂの下端位置には、電池６が装着されて電気的に接続される端子部２１が配置されている。端子部２１の上部にはモータ３の回転を制御する制御回路部１００が配置されている。ハンドル２Ｂの根元部分には、作業者が操作するトリガ２３Ａが設けられると共に、トリガ２３Ａ及び制御回路部１００に接続されモータ３への導通を制御するスイッチ部２３Ｂが設けられている。またハンドル２Ｂの根元であってトリガ２３Ａの上方には、モータ３の回転方向を切り替える図示せぬ正逆切換レバーが設けられている。ハウジング２において前端であってインパクト機構５の下方には、制御回路部１００に接続され前側に向けて照射するＬＥＤライト２５が設けられている。また図１、図２に示されるようにハウジング２内には、モータ３周囲であって吸気口２ａから図示せぬ排気口に跨る冷却通路２ｃが形成されている。
【００２９】
モータ３は、ＤＣブラシレスモータであり、ステータ３１と、ロータ３２と、モータ駆動回路装置３３とを主に備えている。ステータ３１は、筒状に構成されてモータ３の外殻をなし、外周面がハウジング２に保持されている。図３に示されるように、ステータ３１は、内部に前後方向に延びるスロット３１ａが周方向に均等配置されるように六本形成されており、隣り合うスロット３１ａの間には、それぞれ巻回部３１Ａが規定されている。それぞれの巻回部３１Ａには、絶縁導線が巻回されてコイル３１Ｂが構成されており、コイル３１Ｂからは絶縁導線の両端である引出部３１Ｃが延出されている。この引出部３１Ｃを含むコイル３１Ｂにおいて少なくとも露出している箇所は、熱硬化性の第一樹脂材であるコーティング材３１Ｄでコーティングされている。
【００３０】
図１に示されるように、ロータ３２は、ステータ３１内に回転可能に配置され、その回転軸位置に前後方向に延びるロータシャフト３２Ａが同軸一体回転するように設けられている。ロータシャフト３２Ａおいて前端には、ファン３２Ｂとピニオンギヤ３２Ｃとが同軸一体回転するように装着されると共にベアリング３２Ｄが装着されて後述の枠体４Ａに支承されている。またロータシャフト３２Ａにおいて後端には、ベアリング３２Ｅが装着されて胴体部２Ａに支承されている。これらベアリング３２Ｄ、３２Ｅによりロータシャフト３２Ａは回転可能に支持されている。ロータシャフト３２Ａと一体にファン３２Ｂが回転することにより、吸気口２ａから胴体部２Ａ内収容空間の冷却通路２ｃを通り、図示せぬ排気口へと抜ける気流が形成される。
【００３１】
回路基板であるモータ駆動回路装置３３は、図４に示されるように中心にロータシャフト３２Ａの後端が貫通可能な開孔３３ａが形成されて平板状に構成され、図５に示されるようにその平板が前後方向と直交するようにステータ３１の後方に配置されて保持部材であるインシュレータ３４を介してステータ３１に固定されており、図６に示されるように引出部３１Ｃがハンダ等により電気的に接続されている。図５に示されるようにモータ駆動回路装置３３の後面には、大型スイッチング素子３３Ａ、小型スイッチング素子３３Ｂ、複数のハンダ部３３Ｃが後方へ向けて突出するように配置されている。小型スイッチング素子３３Ｂの後方への突出量は大型スイッチング素子３３Ａの後方への突出量より小さくなるように構成されている。ハンダ部３３Ｃは、制御回路部１００に接続される導線の、ハンダが盛られた端部である。
【００３２】
このモータ駆動回路装置３３は、ウレタン樹脂を主剤とし、硬化剤を混合することにより硬化する二液混合型の第二樹脂材である絶縁カバー部材３３Ｄにより覆われている。この絶縁カバー部材３３Ｄは、図５、図６に示されるようにモータ駆動回路装置３３全体を覆うように構成されている。モータ駆動回路装置３３は、上述のように大型スイッチング素子３３Ａ、小型スイッチング素子３３Ｂ、複数のハンダ部３３Ｃを有しているため、その表面が凹凸状に構成されている。これに対して絶縁カバー部材３３Ｄは、その凹凸に応じてモータ駆動回路装置３３を覆っている。即ち、絶縁カバー部材３３Ｄは、過度の肉厚部分が設けられることなく、全体的に薄肉になるようにモータ駆動回路装置３３を覆っている。また図６に示されるように、絶縁カバー部材３３Ｄは、モータ駆動回路装置３３に接続された引出部３１Ｃを保護しているコーティング材３１Ｄに重なってこの保護しているコーティング材３１Ｄを覆うように構成されている。
【００３３】
インシュレータ３４は、筒状に構成されており、ステータ３１とモータ駆動回路装置３３との間に介在している。図４及び図７に示されるようにインシュレータ３４の後端位置であってモータ駆動回路装置３３の前面に対応する位置には、二箇所の開口３４ａ、３４ｂが形成されている。開口３４ａ、３４ｂはそれぞれインシュレータ３４の上部及び下部に形成されており、インシュレータ３４内部を通じてステータ３１内部と連通している。上述のようにロータ３２にはファン３２Ｂが同軸一体回転するように装着されているため、このファン３２Ｂによる気流はステータ３１内部にも発生する。ステータ３１の後方はモータ駆動回路装置３３により塞がれた構成になるため、ステータ３１内部に発生した気流により、開口３４ａ、３４ｂを介して外気がステータ３１内に取り込まれることになる。開口３４ａ、３４ｂが配置された箇所はモータ駆動回路装置３３前面であるがこの位置は吸気口２ａに開口する冷却通路２ｃ内であるため、開口３４ａ、３４ｂからステータ３１内に取り込まれる外気は、吸気口２ａから冷却通路２ｃを通過するハウジング２外の外気である。
【００３４】
胴体部２Ａ内においてモータ３の前側にはギヤ機構４が配置されている。ギヤ機構４は、ピニオンギヤ３２Ｃを太陽ギヤとする遊星歯車機構であり、枠体４Ａを外殻としてハウジング２に装着されており、スピンドル４１と、リングギヤ４２と、複数の遊星ギヤ４３とから構成されている。スピンドル４１は、遊星ギヤ４３を複数支承する遊星キャリアであり、その前端で後述のアンビル５２を同軸回転可能に支承し、その後端で枠体４Ａにベアリング４Ｂを介して回転可能に支承されている。スピンドル４１において後端近傍位置には、遊星ギヤ４３を支承すると共に、後述の第一スプリング５４Ａを受ける鍔部４１Ａが設けられている。またスピンドル４１には、後述のハンマ５３が前後方向へと移動可能に環装されると共に、軸方向に対して斜めに延びる一対の溝４１ａ、４１ａが形成されており、この溝４１ａ内にそれぞれボール４１Ｂ、４１Ｂが挿入され、このボール４１Ｂ、４１Ｂによりハンマ５３と接続されている。
【００３５】
リングギヤ４２は、スピンドル４１外周に同軸上に位置するように配置されて枠体４Ａに回転不能に固定されている。複数の遊星ギヤ４３はそれぞれスピンドル４１に回転可能に支承され、リングギヤ４２に噛合すると共にピニオンギヤ３２Ｃに噛合している。上記構成により、ピニオンギヤ３２Ｃの回転が減速されてスピンドル４１に伝達される。
【００３６】
図１に示されるように、インパクト機構５は主に、ハンマケース５１と、アンビル５２と、ハンマ５３と、第一スプリング５４Ａとから主に構成されている。
【００３７】
ハンマケース５１は、前端が窄まった円筒状を成しており後端部分でハウジング２の胴体部２Ａにモータ３と同軸的に接続され、前端部分にアンビル５２を回転可能に支承する軸受５１Ａを有している。
【００３８】
アンビル５２は、前後方向に延びる円柱状に構成され、軸受５１Ａによってハンマケース５１に回転可能に支承されると共に、後端に形成された穿孔５２ａ内にスピンドル４１の先端部分が隙間嵌めされてスピンドル４１に回転可能に支承されている。アンビル５２の前端部分には、図示せぬソケットが装着される先端工具装着部５２Ａが設けられている。先端工具装着部５２Ａは、アンビル５２の前端に形成された装着孔５２ｂ内に突出可能な複数のボール５２Ｃと、バネにより後方に付勢されると共に、後方に付勢された状態でボール５２Ｃと当接してボール５２Ｃを装着孔５２ｂ内に突出させる操作部５２Ｄとから主に構成されている。またアンビル５２の後端には、半径方向かつ相反する方向にそれぞれ延びる一対の被係合部である羽根部５２Ｅ、５２Ｅが一体に設けられている。
【００３９】
ハンマ５３は、スピンドル４１に環装される貫通孔５３ａが形成された筒状に構成されている。ハンマ５３の前端には一対の係合部であり、羽根部５２Ｅ、５２Ｅとそれぞれ係合可能な爪部５３Ａ、５３Ａが設けられている。爪部５３Ａ、５３Ａは、ハンマ５３の前端から前側に突出し、それぞれ軸周りに１８０°離れた位置に配置されており、軸周りに対称な形状に形成されている。この爪部５３Ａ、５３Ａの周方向と交差する側面は爪部５３Ａが先細りするように斜めに構成されている。よってアンビル５２に対してハンマ５３に負荷がかかった場合には、この側面に沿ってアンビル５２がハンマ５３に対して相対的に前側へと移動することにより、羽根部５２Ｅ、５２Ｅが爪部５３Ａ、５３Ａを乗り越え、アンビル５２に対してハンマ５３が回転することができる。実際の作業時には、アンビル５２がハウジング２に対して前側へと移動することが不能であるため、アンビル５２に対してハンマ５３が後退することにより、同様に羽根部５２Ｅ、５２Ｅが爪部５３Ａ、５３Ａを乗り越えてアンビル５２に対してハンマ５３が回転することができる。
【００４０】
ハンマ５３において貫通孔５３ａ内表面には、一対のボール４１Ｂ、４１Ｂがそれぞれ挿入される前後方向に延びる溝５３ｂ、５３ｂが形成されている。この溝５３ｂ、５３ｂと、溝４１ａ、４１ａとにそれぞれ一対のボール４１Ｂ、４１Ｂが挿入されることにより、スピンドル４１に対してハンマ５３が同軸一体回転可能になる。またハンマ５３の後端側には、第一スプリング５４Ａを受ける受部５３ｃが貫通孔５３ａを画成する壁回りに一連に形成されている。
【００４１】
第一スプリング５４Ａはワッシャを介してスピンドル４１の鍔部４１Ａに担持されており、スピンドル４１の鍔部４１Ａより前端部分が第一スプリング５４Ａ内部を挿通し、受部５３ｃに挿入されてハンマ５３をスピンドル４１に対して軸方向かつ前側方向へ付勢している。よって第一スプリング５４Ａの付勢方向は軸方向かつ前側方向に一致する。第一スプリング５４Ａがハンマ５３を前側へと付勢することにより、ハンマ５３の爪部５３Ａ、５３Ａがアンビル５２の羽根部５２Ｅ、５２Ｅと係合することができる。
【００４２】
また上述の負荷時においてハンマ５３がアンビル５２に対して後退した際にも、羽根部５２Ｅ、５２Ｅが爪部５３Ａ、５３Ａを乗り越えたと同時に第一スプリング５４Ａにより、ハンマ５３が前側であるアンビル５２側へと移動し、爪部５３Ａ、５３Ａと羽根部５２Ｅ、５２Ｅとが当接する。このようにハンマ５３がアンビル５２に対して回転し、爪部５３Ａ、５３Ａが羽根部５２Ｅ、５２Ｅと当接することにより、アンビル５２に回転方向の打撃力が加えられる。
【００４３】
上記構成のインパクトドライバ１において、モータ３にコーティング材３１Ｄ及び絶縁カバー部材３３Ｄを付設する工程について以下説明する。先ず、ステータ３１において、巻回部３１Ａに絶縁導線を巻回してコイル３１Ｂを形成し、この状態で粉末状の熱硬化樹脂を含んだスラリーをコイル３１Ｂ及び引出部３１Ｃを含んだステータ３１に塗布し、コイル３１Ｂ及び引出部３１Ｃに通電する。この通電によりコイル３１Ｂ及び引出部３１Ｃが発熱し、コイル３１Ｂ及び引出部３１Ｃに付着した熱硬化性樹脂のみが溶融する。次にコイル３１Ｂ及び引出部３１Ｃ以外の箇所に付着している熱硬化性樹脂を除去し、再度より高い出力でコイル３１Ｂ及び引出部３１Ｃに通電する。この通電により、コイル３１Ｂ及び引出部３１Ｃに付着している熱硬化性樹脂が硬化し、コーティング材３１Ｄが形成される（コイル被覆工程）。
【００４４】
次に引出部３１Ｃの延出端部に被覆されたコーティング材３１Ｄ及び絶縁被覆を剥離し、導線を露出させる（引出部剥離工程）。
【００４５】
次にインシュレータ３４を介してモータ駆動回路装置３３をステータ３１に装着しつつ、導線が露出した引出部３１Ｃをモータ駆動回路装置３３上のパターンにハンダ付けして電気的に接続する（接続工程）。この時にハンダ部３３Ｃを構成するその他導線もハンダ付けにより上記パターンに接続する。
【００４６】
次に予め構成された図示せぬ外枠内にモータ駆動回路装置３３を配置し、この外枠内に主剤と硬化剤とを混合した樹脂を流し込む。この外枠の内部形状は、絶縁カバー部材３３Ｄの外形と一致する形状である。この状態において、モータ駆動回路装置３３の上面には、インシュレータ３４内部が装着されているため、インシュレータ３４内部に位置するモータ駆動回路装置３３の上面には樹脂が行き渡らないことが懸念される。しかしインシュレータ３４には、上述の開口３４ａ、３４ｂが形成されているため、この開口３４ａ、３４ｂから液状の樹脂がインシュレータ３４内部に位置するモータ駆動回路装置３３の上面に行き渡り、モータ駆動回路装置３３の全周を樹脂で覆うことができる。またモータ駆動回路装置３３の全周を樹脂で覆う際に、モータ駆動回路装置３３には、引出部３１Ｃが接続されているため、引出部３１Ｃのモータ駆動回路装置３３への接続箇所および接続箇所近傍も樹脂で覆われる。引出部３１Ｃにおいてモータ駆動回路装置３３に継線された箇所以外は、コーティング材３１Ｄでコーティングされているため、引出部３１Ｃにおいてコーティング材３１Ｄで覆われた箇所も樹脂で覆われることになる。この樹脂が硬化することにより絶縁カバー部材３３Ｄが形成され（回路基板被覆工程）、モータ３がコーティング材３１Ｄ及び絶縁カバー部材３３Ｄで保護される。
【００４７】
上記構成のインパクトドライバ１では、モータ３において通電箇所であるコイル３１Ｂ及びモータ駆動回路装置３３をコーティング材３１Ｄ及び絶縁カバー部材３３Ｄで覆っているため、ハウジング２内に水滴や塵等の異物が侵入したとしても、コイル３１Ｂやモータ駆動回路装置３３が傷つくことが抑制される。よってコイル３１Ｂやモータ駆動回路装置３３のショートに起因するモータ特性変化を抑制することができる。
【００４８】
また上述のように冷却通路２ｃにはモータ駆動回路装置３３が面しているため、ファン５２よってモータ３内に外気を取り込むことにより、モータ駆動回路装置３３を好適に冷却することができる。特に本実施の形態では、モータ駆動回路装置３３をその形状に沿うよう薄肉に絶縁カバー部材３３Ｄで覆っているため、絶縁カバー部材３３Ｄによってモータ駆動回路装置３３の冷却性が損なわれることはなく、好適にモータ駆動回路装置３３を冷却することができる。また薄肉にすることにより、絶縁カバー部材３３Ｄと一体のモータ駆動回路装置３３を小型化することができるので、ハウジング２内に空間的余裕ができ、インパクトドライバ１を構成する部品、例えばネジ等の配置を容易にすることができる。
【００４９】
またハウジング２内に外気を取り込む吸気口２ａがハウジング２の左右側面に配置されているのに対して、モータ３内に外気を取り込む開口３４ａ、３４ｂはインシュレータ３４の上部及び下部に配置されている。この構成により、吸気口２ａから塵等の異物がハウジング２内に侵入したとしても、開口３４ａ、３４ｂ内まで侵入することが抑制され、ロータ３２の回転が異物によりロックすることを抑制することができる。
【００５０】
また上述の製造方法によれば、コイル３１Ｂとモータ駆動回路装置３３、及びコイル３１Ｂとモータ駆動回路装置３３との継線箇所も確実に樹脂で覆うことができる。特にコイル３１Ｂでは、熱硬化樹脂により上記工程を実施することにより、巻回部３１Ａに巻回されて外部に露出する表面のすべてを樹脂で覆うことができ、延出される引出部３１Ｃも確実に樹脂で覆うことができる。またモータ駆動回路３１Ｂでは、主剤と硬化剤とを混合した樹脂を用いるが、これらの樹脂は混合後一定の時間が経過した後に硬化し、それまでは流動性を保っているため、絶縁カバー部材３３Ｄの凹凸形状といった複雑な形状を形成することが可能になる。また流動性を保っているため、開口３４ａ、３４ｂからインシュレータ３４内部に侵入してモータ駆動回路装置３３全体を確実に覆うことができる。また絶縁カバー部材３３Ｄをウレタン樹脂で構成することで、安価にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の電動工具は、上述のインパクトドライバに限定されず、ブラシレスモータを用いる電動工具に広く利用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
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
２ａ：吸気口２ｃ：冷却通路 ３：モータ ４：ギヤ機構 ４Ａ：枠体
４Ｂ：ベアリング ５：インパクト機構 ６：電池 ２１：端子部 ２３Ａ：トリガ
２３Ｂ：スイッチ部 ２５：ライト ３１：ステータ
３１Ａ：巻回部 ３１Ｂ：コイル ３１Ｃ：引出部 ３１Ｄ：コーティング材
３１ａ：スロット ３２：ロータ ３２Ａ：ロータシャフト ３２Ｂ：ファン
３２Ｃ：ピニオンギヤ ３２Ｄ：ベアリング ３２Ｅ：ベアリング
３３：モータ駆動回路装置 ３３Ａ：大型スイッチング素子
３３Ｂ：小型スイッチング素子 ３３Ｃ：ハンダ部 ３３Ｄ：絶縁カバー部材
３３ａ：開孔 ３４：インシュレータ ３４ａ、３４ｂ：開口 ４１：スピンドル
４１Ａ：鍔部 ４１Ｂ：ボール ４１ａ：溝 ４２：リングギヤ ４３：遊星ギヤ
５１：ハンマケース ５１Ａ：軸受 ５２：アンビル ５２Ａ：先端工具装着部
５２Ｃ：ボール ５２Ｄ：操作部 ５２Ｅ：羽根部 ５２ａ：穿孔 ５２ｂ：装着孔
５３：ハンマ ５３Ａ：爪部 ５３ａ：貫通孔 ５３ｂ：溝 ５３ｃ：受部
５４Ａ：第一スプリング ５５：スラストベアリング部 １００：制御回路部
【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及び電動工具の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ブラシレスモータ（ＤＣモータ）は、小形化が可能であり、回転軸に取り付けられるロータに対しブラシおよび整流子を用いた電気的接続が不要となるので、高寿命が可能である。ブラシレスモータには、ロータの回転を制御するインバータ回路基板（モータ駆動回路基板）が設けられており、インバータ回路基板のスイッチング素子を構成する出力トランジスタは、ロータ周囲に配置されるステータコイルに大電流の駆動信号を供給する。
【０００３】
これらインバータ回路基板等に対し、雨水や粉塵に対する保護構造として下記特許文献１に開示されているように、スイッチング素子の発熱を放出させるための放熱部材を備え、更に、上記電子回路部が有する電子部品、コイル接続部、制御回路部接続部、回路基板、及び上記放熱部材を一体に覆うように、絶縁カバー部材をモールド成形した構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０６２８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電動工具では、インバータ回路基板に対する冷却と雨水や粉塵に対する保護を両立させねばならず、放熱部材を一体に保護するため、工具が大型化するといった問題があった。また、ステータコイルに対する保護は、ステータコイルにコーティングされているエナメル被覆とワニス被覆のみで非常に薄く、微小な粉塵環境であっても、長時間使用することで、ステータコイル被覆が剥離し、ステータコイルの巻き線同士がショートし、モータの特性が変化する可能性があった。そこで本発明は、回路基板やステータコイルの防塵性能を向上させると共に回路基板の冷却性を確保した電動工具及び電動工具の製造方法を提供することを目的とする。
【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、先端工具を駆動するブラシレスモータを備え、該ブラシレスモータは、筒状に形成されたステータと、ステータ内部に配置されたロータと、該ステータに接続された回路基板と、を有し、該ステータは、該回路基板に電気的に接続されるコイルを有し、該コイルは第一樹脂材により被覆されている電動工具を提供する。
【０００７】
このような構成によると、コイルが第一樹脂材により被覆されて保護されるため、コイルを塵や水滴等から保護することができる。
【０００８】
上記構成の電動工具において、該回路基板は第二樹脂材により該回路基板全体が被覆されていることが好ましい。
【０００９】
このような構成によると、回路基板が第二樹脂材により被覆されて保護されるため、回路基板を塵等から保護することができる。
【００１０】
該コイルは、該第一樹脂材の一部が該第二樹脂材により覆われるように該回路基板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、例えばコイルにおいて回路基板に電気的に接続される引出部が、第二樹脂材により覆われる構成を得ることができる。よって回路基板とコイルとのすべてを第一樹脂材若しくは第二樹脂材の少なくともいずれかで覆うことができ、ブラシレスモータにおいて電流が流れる箇所を樹脂で覆うことができる。
【００１２】
また該第一樹脂材は、熱硬化性樹脂であることが好ましい。また該第一樹脂材は、主剤と硬化剤とを混合して硬化する樹脂であってもよい。
【００１３】
また上記課題を解決するために、先端工具を駆動するブラシレスモータを備え、該ブラシレスモータは、筒状に形成されたステータと、ステータ内部に配置されたロータと、該ステータに接続され複数のスイッチング素子を備える回路基板と、を有し、該回路基板は、樹脂材により該回路基板全体が被覆されている電動工具を提供する。
【００１４】
このような構成によると、回路基板が樹脂材により被覆されて保護されるため、回路基板を塵等から保護することができる。
【００１５】
上記構成の電動工具において、該樹脂材は、該スイッチング素子の形状に沿うように該回路基板を被覆していることが好ましい。
【００１６】
このような構成によると、回路基板を被覆した樹脂材の肉厚を全体的に薄肉にすることができ、回路基板の冷却性を確保している。また薄肉にすることにより、樹脂材と一体の回路基板を小型化することができるので、ハウジング内に空間的余裕ができ、電動工具を構成する部品、例えばネジ等の配置を容易にすることができる。
【００１７】
また該ステータと該回路基板との間には、該ステータと該回路基板とを接続する保持部材が介在し、該保持部材には該ステータの該筒状内部に連通する開口が二箇所以上形成されていることが好ましい。
【００１８】
このような構成によると、回路基板をステータに装着した状態で回路基板に樹脂材を付設する際に、開口からステータ内部に位置する回路基板にまで樹脂材を行き渡らせることができ、確実に回路基板全体を樹脂材で覆うことができる。
【００１９】
また該樹脂材は、主剤と硬化剤とを混合して硬化する樹脂であることが好ましい。また該樹脂材は、ウレタン樹脂であってもよい。
【００２０】
また該ブラシレスモータを覆うハウジングを更に有し、該ブラシレスモータと該ハウジングとの間には、冷却通路が形成され、該回路基板は該冷却通路に面して配置されていることが好ましい。
【００２１】
このような構成によると、確実に回路基板を冷却することができる。
【００２２】
また上記課題を解決するために、引出部を備えるコイルを有し筒状に形成されたステータと、ステータ内部に配置されたロータと、該引出部が電気的に接続された回路基板とを有し、先端工具を駆動するブラシレスモータを備えた電動工具の製造方法であって、該コイル及び該引出部を第一樹脂材で被覆するコイル被覆工程と、該引出部の端部に被覆された該第一樹脂材を剥離する引出部剥離工程と、該引出部の端部を該回路基板に電気的に接続する接続工程と、該回路基板と該引出部の該端部及び該第一樹脂材で覆われた部分とを第二樹脂で被覆する回路基板被覆工程と、を備える製造方法を提供する。
【００２３】
このような方法によると、コイルと回路基板とを確実に第一樹脂及び第二樹脂の少なくとも一方で覆うことができ、ブラシレスモータにおいて電流が流れる箇所を樹脂で覆うことができる。
。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の電動工具によれば、回路基板やステータコイルの防塵性能を向上させ、かつ冷却性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係るインパクトドライバの側面断面図。
【図２】本発明の実施の形態に係るインパクトドライバの後方上方からの部分切取斜視図。
【図３】本発明の実施の形態に係るインパクトドライバのステータの斜視図。
【図４】本発明の実施の形態に係るインパクトドライバのステータ及びモータ駆動回路装置の側面後方からの斜視図。
【図５】本発明の実施の形態に係るインパクトドライバのステータ及びモータ駆動回路装置の側面一部断面図。
【図６】本発明の実施の形態に係るインパクトドライバのステータ及びモータ駆動回路装置の断面図。
【図７】本発明の実施の形態に係るインパクトドライバのステータ及びモータ駆動回路装置の側面前方からの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図７に基づき説明する。図１に示される電動工具であるインパクトドライバ１は、ビットやソケット等の先端工具により、ボルトやナット、ねじを締結する工具であり、図１に示されるように、主に、ハウジング２と、モータ３と、ギヤ機構４と、インパクト機構５と、から構成され、充電式の電池６を電源として駆動される工具である。
【００２７】
ハウジング２は、６ナイロンから構成されている樹脂ハウジングであり、モータ３等が収容される胴体部２Ａと、胴体部２Ａから延出されるハンドル２Ｂとを備えており、胴体部２Ａ及びハンドル２Ｂ内部に収容空間が画成され、後述の上下方向及び前後方向に延びる平面で二分割され略対称な分割ハウジングで構成されている。収容空間において胴体部２Ａ内に該当する箇所には、上述のモータ３とギヤ機構４とインパクト機構５とが同軸上に一端側から他端側に向かって並んで配置されている。このモータ３とギヤ機構４とインパクト機構５とが並んでいる軸方向においてモータ３側を後側として前後方向と定義する。また前後方向と直交する方向であって胴体部２Ａからハンドル２Ｂが延出される方向を下方向として上下方向を定義する。
【００２８】
胴体部２Ａにおいて、モータ３の前後位置かつ胴体部２Ａの左右側面位置には、それぞれ図示せぬ排気口、吸気口２ａ（図２）が形成されている。ハウジング２において、ハンドル２Ｂの下端位置には、電池６が装着されて電気的に接続される端子部２１が配置されている。端子部２１の上部にはモータ３の回転を制御する制御回路部１００が配置されている。ハンドル２Ｂの根元部分には、作業者が操作するトリガ２３Ａが設けられると共に、トリガ２３Ａ及び制御回路部１００に接続されモータ３への導通を制御するスイッチ部２３Ｂが設けられている。またハンドル２Ｂの根元であってトリガ２３Ａの上方には、モータ３の回転方向を切り替える図示せぬ正逆切換レバーが設けられている。ハウジング２において前端であってインパクト機構５の下方には、制御回路部１００に接続され前側に向けて照射するＬＥＤライト２５が設けられている。また図１、図２に示されるようにハウジング２内には、モータ３周囲であって吸気口２ａから図示せぬ排気口に跨る冷却通路２ｃが形成されている。
【００２９】
モータ３は、ＤＣブラシレスモータであり、ステータ３１と、ロータ３２と、モータ駆動回路装置３３とを主に備えている。ステータ３１は、筒状に構成されてモータ３の外殻をなし、外周面がハウジング２に保持されている。図３に示されるように、ステータ３１は、内部に前後方向に延びるスロット３１ａが周方向に均等配置されるように六本形成されており、隣り合うスロット３１ａの間には、それぞれ巻回部３１Ａが規定されている。それぞれの巻回部３１Ａには、絶縁導線が巻回されてコイル３１Ｂが構成されており、コイル３１Ｂからは絶縁導線の両端である引出部３１Ｃが延出されている。この引出部３１Ｃを含むコイル３１Ｂにおいて少なくとも露出している箇所は、熱硬化性の第一樹脂材であるコーティング材３１Ｄでコーティングされている。
【００３０】
図１に示されるように、ロータ３２は、ステータ３１内に回転可能に配置され、その回転軸位置に前後方向に延びるロータシャフト３２Ａが同軸一体回転するように設けられている。ロータシャフト３２Ａおいて前端には、ファン３２Ｂとピニオンギヤ３２Ｃとが同軸一体回転するように装着されると共にベアリング３２Ｄが装着されて後述の枠体４Ａに支承されている。またロータシャフト３２Ａにおいて後端には、ベアリング３２Ｅが装着されて胴体部２Ａに支承されている。これらベアリング３２Ｄ、３２Ｅによりロータシャフト３２Ａは回転可能に支持されている。ロータシャフト３２Ａと一体にファン３２Ｂが回転することにより、吸気口２ａから胴体部２Ａ内収容空間の冷却通路２ｃを通り、図示せぬ排気口へと抜ける気流が形成される。
【００３１】
回路基板であるモータ駆動回路装置３３は、図４に示されるように中心にロータシャフト３２Ａの後端が貫通可能な開孔３３ａが形成されて平板状に構成され、図５に示されるようにその平板が前後方向と直交するようにステータ３１の後方に配置されて保持部材であるインシュレータ３４を介してステータ３１に固定されており、図６に示されるように引出部３１Ｃがハンダ等により電気的に接続されている。図５に示されるようにモータ駆動回路装置３３の後面には、大型スイッチング素子３３Ａ、小型スイッチング素子３３Ｂ、複数のハンダ部３３Ｃが後方へ向けて突出するように配置されている。小型スイッチング素子３３Ｂの後方への突出量は大型スイッチング素子３３Ａの後方への突出量より小さくなるように構成されている。ハンダ部３３Ｃは、制御回路部１００に接続される導線の、ハンダが盛られた端部である。
【００３２】
このモータ駆動回路装置３３は、ウレタン樹脂を主剤とし、硬化剤を混合することにより硬化する二液混合型の第二樹脂材である絶縁カバー部材３３Ｄにより覆われている。この絶縁カバー部材３３Ｄは、図５、図６に示されるようにモータ駆動回路装置３３全体を覆うように構成されている。モータ駆動回路装置３３は、上述のように大型スイッチング素子３３Ａ、小型スイッチング素子３３Ｂ、複数のハンダ部３３Ｃを有しているため、その表面が凹凸状に構成されている。これに対して絶縁カバー部材３３Ｄは、その凹凸に応じてモータ駆動回路装置３３を覆っている。即ち、絶縁カバー部材３３Ｄは、過度の肉厚部分が設けられることなく、全体的に薄肉になるようにモータ駆動回路装置３３を覆っている。また図６に示されるように、絶縁カバー部材３３Ｄは、モータ駆動回路装置３３に接続された引出部３１Ｃを保護しているコーティング材３１Ｄに重なってこの保護しているコーティング材３１Ｄを覆うように構成されている。
【００３３】
インシュレータ３４は、筒状に構成されており、ステータ３１とモータ駆動回路装置３３との間に介在している。図４及び図７に示されるようにインシュレータ３４の後端位置であってモータ駆動回路装置３３の前面に対応する位置には、二箇所の開口３４ａ、３４ｂが形成されている。開口３４ａ、３４ｂはそれぞれインシュレータ３４の上部及び下部に形成されており、インシュレータ３４内部を通じてステータ３１内部と連通している。上述のようにロータ３２にはファン３２Ｂが同軸一体回転するように装着されているため、このファン３２Ｂによる気流はステータ３１内部にも発生する。ステータ３１の後方はモータ駆動回路装置３３により塞がれた構成になるため、ステータ３１内部に発生した気流により、開口３４ａ、３４ｂを介して外気がステータ３１内に取り込まれることになる。開口３４ａ、３４ｂが配置された箇所はモータ駆動回路装置３３前面であるがこの位置は吸気口２ａに開口する冷却通路２ｃ内であるため、開口３４ａ、３４ｂからステータ３１内に取り込まれる外気は、吸気口２ａから冷却通路２ｃを通過するハウジング２外の外気である。
【００３４】
胴体部２Ａ内においてモータ３の前側にはギヤ機構４が配置されている。ギヤ機構４は、ピニオンギヤ３２Ｃを太陽ギヤとする遊星歯車機構であり、枠体４Ａを外殻としてハウジング２に装着されており、スピンドル４１と、リングギヤ４２と、複数の遊星ギヤ４３とから構成されている。スピンドル４１は、遊星ギヤ４３を複数支承する遊星キャリアであり、その前端で後述のアンビル５２を同軸回転可能に支承し、その後端で枠体４Ａにベアリング４Ｂを介して回転可能に支承されている。スピンドル４１において後端近傍位置には、遊星ギヤ４３を支承すると共に、後述の第一スプリング５４Ａを受ける鍔部４１Ａが設けられている。またスピンドル４１には、後述のハンマ５３が前後方向へと移動可能に環装されると共に、軸方向に対して斜めに延びる一対の溝４１ａ、４１ａが形成されており、この溝４１ａ内にそれぞれボール４１Ｂ、４１Ｂが挿入され、このボール４１Ｂ、４１Ｂによりハンマ５３と接続されている。
【００３５】
リングギヤ４２は、スピンドル４１外周に同軸上に位置するように配置されて枠体４Ａに回転不能に固定されている。複数の遊星ギヤ４３はそれぞれスピンドル４１に回転可能に支承され、リングギヤ４２に噛合すると共にピニオンギヤ３２Ｃに噛合している。上記構成により、ピニオンギヤ３２Ｃの回転が減速されてスピンドル４１に伝達される。
【００３６】
図１に示されるように、インパクト機構５は主に、ハンマケース５１と、アンビル５２と、ハンマ５３と、第一スプリング５４Ａとから主に構成されている。
【００３７】
ハンマケース５１は、前端が窄まった円筒状を成しており後端部分でハウジング２の胴体部２Ａにモータ３と同軸的に接続され、前端部分にアンビル５２を回転可能に支承する軸受５１Ａを有している。
【００３８】
アンビル５２は、前後方向に延びる円柱状に構成され、軸受５１Ａによってハンマケース５１に回転可能に支承されると共に、後端に形成された穿孔５２ａ内にスピンドル４１の先端部分が隙間嵌めされてスピンドル４１に回転可能に支承されている。アンビル５２の前端部分には、図示せぬソケットが装着される先端工具装着部５２Ａが設けられている。先端工具装着部５２Ａは、アンビル５２の前端に形成された装着孔５２ｂ内に突出可能な複数のボール５２Ｃと、バネにより後方に付勢されると共に、後方に付勢された状態でボール５２Ｃと当接してボール５２Ｃを装着孔５２ｂ内に突出させる操作部５２Ｄとから主に構成されている。またアンビル５２の後端には、半径方向かつ相反する方向にそれぞれ延びる一対の被係合部である羽根部５２Ｅ、５２Ｅが一体に設けられている。
【００３９】
ハンマ５３は、スピンドル４１に環装される貫通孔５３ａが形成された筒状に構成されている。ハンマ５３の前端には一対の係合部であり、羽根部５２Ｅ、５２Ｅとそれぞれ係合可能な爪部５３Ａ、５３Ａが設けられている。爪部５３Ａ、５３Ａは、ハンマ５３の前端から前側に突出し、それぞれ軸周りに１８０°離れた位置に配置されており、軸周りに対称な形状に形成されている。この爪部５３Ａ、５３Ａの周方向と交差する側面は爪部５３Ａが先細りするように斜めに構成されている。よってアンビル５２に対してハンマ５３に負荷がかかった場合には、この側面に沿ってアンビル５２がハンマ５３に対して相対的に前側へと移動することにより、羽根部５２Ｅ、５２Ｅが爪部５３Ａ、５３Ａを乗り越え、アンビル５２に対してハンマ５３が回転することができる。実際の作業時には、アンビル５２がハウジング２に対して前側へと移動することが不能であるため、アンビル５２に対してハンマ５３が後退することにより、同様に羽根部５２Ｅ、５２Ｅが爪部５３Ａ、５３Ａを乗り越えてアンビル５２に対してハンマ５３が回転することができる。
【００４０】
ハンマ５３において貫通孔５３ａ内表面には、一対のボール４１Ｂ、４１Ｂがそれぞれ挿入される前後方向に延びる溝５３ｂ、５３ｂが形成されている。この溝５３ｂ、５３ｂと、溝４１ａ、４１ａとにそれぞれ一対のボール４１Ｂ、４１Ｂが挿入されることにより、スピンドル４１に対してハンマ５３が同軸一体回転可能になる。またハンマ５３の後端側には、第一スプリング５４Ａを受ける受部５３ｃが貫通孔５３ａを画成する壁回りに一連に形成されている。
【００４１】
第一スプリング５４Ａはワッシャを介してスピンドル４１の鍔部４１Ａに担持されており、スピンドル４１の鍔部４１Ａより前端部分が第一スプリング５４Ａ内部を挿通し、受部５３ｃに挿入されてハンマ５３をスピンドル４１に対して軸方向かつ前側方向へ付勢している。よって第一スプリング５４Ａの付勢方向は軸方向かつ前側方向に一致する。第一スプリング５４Ａがハンマ５３を前側へと付勢することにより、ハンマ５３の爪部５３Ａ、５３Ａがアンビル５２の羽根部５２Ｅ、５２Ｅと係合することができる。
【００４２】
また上述の負荷時においてハンマ５３がアンビル５２に対して後退した際にも、羽根部５２Ｅ、５２Ｅが爪部５３Ａ、５３Ａを乗り越えたと同時に第一スプリング５４Ａにより、ハンマ５３が前側であるアンビル５２側へと移動し、爪部５３Ａ、５３Ａと羽根部５２Ｅ、５２Ｅとが当接する。このようにハンマ５３がアンビル５２に対して回転し、爪部５３Ａ、５３Ａが羽根部５２Ｅ、５２Ｅと当接することにより、アンビル５２に回転方向の打撃力が加えられる。
【００４３】
上記構成のインパクトドライバ１において、モータ３にコーティング材３１Ｄ及び絶縁カバー部材３３Ｄを付設する工程について以下説明する。先ず、ステータ３１において、巻回部３１Ａに絶縁導線を巻回してコイル３１Ｂを形成し、この状態で粉末状の熱硬化樹脂を含んだスラリーをコイル３１Ｂ及び引出部３１Ｃを含んだステータ３１に塗布し、コイル３１Ｂ及び引出部３１Ｃに通電する。この通電によりコイル３１Ｂ及び引出部３１Ｃが発熱し、コイル３１Ｂ及び引出部３１Ｃに付着した熱硬化性樹脂のみが溶融する。次にコイル３１Ｂ及び引出部３１Ｃ以外の箇所に付着している熱硬化性樹脂を除去し、再度より高い出力でコイル３１Ｂ及び引出部３１Ｃに通電する。この通電により、コイル３１Ｂ及び引出部３１Ｃに付着している熱硬化性樹脂が硬化し、コーティング材３１Ｄが形成される（コイル被覆工程）。
【００４４】
次に引出部３１Ｃの延出端部に被覆されたコーティング材３１Ｄ及び絶縁被覆を剥離し、導線を露出させる（引出部剥離工程）。
【００４５】
次にインシュレータ３４を介してモータ駆動回路装置３３をステータ３１に装着しつつ、導線が露出した引出部３１Ｃをモータ駆動回路装置３３上のパターンにハンダ付けして電気的に接続する（接続工程）。この時にハンダ部３３Ｃを構成するその他導線もハンダ付けにより上記パターンに接続する。
【００４６】
次に予め構成された図示せぬ外枠内にモータ駆動回路装置３３を配置し、この外枠内に主剤と硬化剤とを混合した樹脂を流し込む。この外枠の内部形状は、絶縁カバー部材３３Ｄの外形と一致する形状である。この状態において、モータ駆動回路装置３３の上面には、インシュレータ３４内部が装着されているため、インシュレータ３４内部に位置するモータ駆動回路装置３３の上面には樹脂が行き渡らないことが懸念される。しかしインシュレータ３４には、上述の開口３４ａ、３４ｂが形成されているため、この開口３４ａ、３４ｂから液状の樹脂がインシュレータ３４内部に位置するモータ駆動回路装置３３の上面に行き渡り、モータ駆動回路装置３３の全周を樹脂で覆うことができる。またモータ駆動回路装置３３の全周を樹脂で覆う際に、モータ駆動回路装置３３には、引出部３１Ｃが接続されているため、引出部３１Ｃのモータ駆動回路装置３３への接続箇所および接続箇所近傍も樹脂で覆われる。引出部３１Ｃにおいてモータ駆動回路装置３３に継線された箇所以外は、コーティング材３１Ｄでコーティングされているため、引出部３１Ｃにおいてコーティング材３１Ｄで覆われた箇所も樹脂で覆われることになる。この樹脂が硬化することにより絶縁カバー部材３３Ｄが形成され（回路基板被覆工程）、モータ３がコーティング材３１Ｄ及び絶縁カバー部材３３Ｄで保護される。
【００４７】
上記構成のインパクトドライバ１では、モータ３において通電箇所であるコイル３１Ｂ及びモータ駆動回路装置３３をコーティング材３１Ｄ及び絶縁カバー部材３３Ｄで覆っているため、ハウジング２内に水滴や塵等の異物が侵入したとしても、コイル３１Ｂやモータ駆動回路装置３３が傷つくことが抑制される。よってコイル３１Ｂやモータ駆動回路装置３３のショートに起因するモータ特性変化を抑制することができる。
【００４８】
また上述のように冷却通路２ｃにはモータ駆動回路装置３３が面しているため、ファン５２よってモータ３内に外気を取り込むことにより、モータ駆動回路装置３３を好適に冷却することができる。特に本実施の形態では、モータ駆動回路装置３３をその形状に沿うよう薄肉に絶縁カバー部材３３Ｄで覆っているため、絶縁カバー部材３３Ｄによってモータ駆動回路装置３３の冷却性が損なわれることはなく、好適にモータ駆動回路装置３３を冷却することができる。また薄肉にすることにより、絶縁カバー部材３３Ｄと一体のモータ駆動回路装置３３を小型化することができるので、ハウジング２内に空間的余裕ができ、インパクトドライバ１を構成する部品、例えばネジ等の配置を容易にすることができる。
【００４９】
またハウジング２内に外気を取り込む吸気口２ａがハウジング２の左右側面に配置されているのに対して、モータ３内に外気を取り込む開口３４ａ、３４ｂはインシュレータ３４の上部及び下部に配置されている。この構成により、吸気口２ａから塵等の異物がハウジング２内に侵入したとしても、開口３４ａ、３４ｂ内まで侵入することが抑制され、ロータ３２の回転が異物によりロックすることを抑制することができる。
【００５０】
また上述の製造方法によれば、コイル３１Ｂとモータ駆動回路装置３３、及びコイル３１Ｂとモータ駆動回路装置３３との継線箇所も確実に樹脂で覆うことができる。特にコイル３１Ｂでは、熱硬化樹脂により上記工程を実施することにより、巻回部３１Ａに巻回されて外部に露出する表面のすべてを樹脂で覆うことができ、延出される引出部３１Ｃも確実に樹脂で覆うことができる。またモータ駆動回路３１Ｂでは、主剤と硬化剤とを混合した樹脂を用いるが、これらの樹脂は混合後一定の時間が経過した後に硬化し、それまでは流動性を保っているため、絶縁カバー部材３３Ｄの凹凸形状といった複雑な形状を形成することが可能になる。また流動性を保っているため、開口３４ａ、３４ｂからインシュレータ３４内部に侵入してモータ駆動回路装置３３全体を確実に覆うことができる。また絶縁カバー部材３３Ｄをウレタン樹脂で構成することで、安価にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の電動工具は、上述のインパクトドライバに限定されず、ブラシレスモータを用いる電動工具に広く利用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
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
２ａ：吸気口２ｃ：冷却通路 ３：モータ ４：ギヤ機構 ４Ａ：枠体
４Ｂ：ベアリング ５：インパクト機構 ６：電池 ２１：端子部 ２３Ａ：トリガ
２３Ｂ：スイッチ部 ２５：ライト ３１：ステータ
３１Ａ：巻回部 ３１Ｂ：コイル ３１Ｃ：引出部 ３１Ｄ：コーティング材
３１ａ：スロット ３２：ロータ ３２Ａ：ロータシャフト ３２Ｂ：ファン
３２Ｃ：ピニオンギヤ ３２Ｄ：ベアリング ３２Ｅ：ベアリング
３３：モータ駆動回路装置 ３３Ａ：大型スイッチング素子
３３Ｂ：小型スイッチング素子 ３３Ｃ：ハンダ部 ３３Ｄ：絶縁カバー部材
３３ａ：開孔 ３４：インシュレータ ３４ａ、３４ｂ：開口 ４１：スピンドル
４１Ａ：鍔部 ４１Ｂ：ボール ４１ａ：溝 ４２：リングギヤ ４３：遊星ギヤ
５１：ハンマケース ５１Ａ：軸受 ５２：アンビル ５２Ａ：先端工具装着部
５２Ｃ：ボール ５２Ｄ：操作部 ５２Ｅ：羽根部 ５２ａ：穿孔 ５２ｂ：装着孔
５３：ハンマ ５３Ａ：爪部 ５３ａ：貫通孔 ５３ｂ：溝 ５３ｃ：受部
５４Ａ：第一スプリング ５５：スラストベアリング部 １００：制御回路部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端工具を駆動するブラシレスモータを備え、
該ブラシレスモータは、筒状に形成されたステータと、ステータ内部に配置されたロータと、該ステータに接続された回路基板と、を有し、
該ステータは、該回路基板に電気的に接続されるコイルを有し、
該コイルは第一樹脂材により被覆されていることを特徴とする電動工具。
【請求項２】
該回路基板は第二樹脂材により該回路基板全体が被覆されてい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】
該コイルは、該第一樹脂材の一部が該第二樹脂材により覆われるように該回路基板に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
【請求項４】
該第一樹脂材は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の電動工具。
【請求項５】
該第一樹脂材は、主剤と硬化剤とを混合して硬化する樹脂であることを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載の電動工具。
【請求項６】
先端工具を駆動するブラシレスモータを備え、
該ブラシレスモータは、筒状に形成されたステータと、ステータ内部に配置されたロータと、該ステータに接続され複数のスイッチング素子を備える回路基板と、を有し、
該回路基板は、樹脂材により該回路基板全体が被覆されていることを特徴とする電動工具。
【請求項７】
該樹脂材は、該スイッチング素子の形状に沿うように該回路基板を被覆してい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】
該ステータと該回路基板との間には、該ステータと該回路基板とを接続する保持部材が介在し、該保持部材には該ステータの該筒状内部に連通する開口が二箇所以上形成されていることを特徴とする請求項６または請求項７のいずれかに記載の電動工具。
【請求項９】
該樹脂材は、主剤と硬化剤とを混合して硬化する樹脂であることを特徴とする請求項６又は請求項８のいずれかに記載の電動工具。
【請求項１０】
該樹脂材は、ウレタン樹脂であることを特徴とする請求項９に記載の電動工具。
【請求項１１】
該ブラシレスモータを覆うハウジングを更に有し、
該ブラシレスモータと該ハウジングとの間には、冷却通路が形成され、
該回路基板は該冷却通路に面して配置されていることを特徴とする請求項６乃至請求項１０のいずれか一に記載の電動工具。
【請求項１２】
引出部を備えるコイルを有し筒状に形成されたステータと、ステータ内部に配置されたロータと、該引出部が電気的に接続された回路基板とを有し、先端工具を駆動するブラシレスモータを備えた電動工具の製造方法であって、
該コイルを第一樹脂材で被覆するコイル被覆工程と、
該引出部の端部に被覆された該第一樹脂材を剥離する継線部剥離工程と、
該引出部の端部を該回路基板に電気的に接続する接続工程と、
該回路基板と該引出部の該端部及び該第一樹脂材で覆われた部分とを第二樹脂で被覆する回路基板被覆工程と、を備えることを特徴とする電動工具の製造方法。
【請求項１】
先端工具を駆動するブラシレスモータを備え、
該ブラシレスモータは、筒状に形成されたステータと、ステータ内部に配置されたロータと、該ステータに接続された回路基板と、を有し、
該ステータは、該回路基板に電気的に接続されるコイルを有し、
該コイルは第一樹脂材により被覆されていることを特徴とする電動工具。
【請求項２】
該回路基板は第二樹脂材により該回路基板全体が被覆されてい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】
該コイルは、該第一樹脂材の一部が該第二樹脂材により覆われるように該回路基板に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
【請求項４】
該第一樹脂材は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の電動工具。
【請求項５】
該第一樹脂材は、主剤と硬化剤とを混合して硬化する樹脂であることを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載の電動工具。
【請求項６】
先端工具を駆動するブラシレスモータを備え、
該ブラシレスモータは、筒状に形成されたステータと、ステータ内部に配置されたロータと、該ステータに接続され複数のスイッチング素子を備える回路基板と、を有し、
該回路基板は、樹脂材により該回路基板全体が被覆されていることを特徴とする電動工具。
【請求項７】
該樹脂材は、該スイッチング素子の形状に沿うように該回路基板を被覆してい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】
該ステータと該回路基板との間には、該ステータと該回路基板とを接続する保持部材が介在し、該保持部材には該ステータの該筒状内部に連通する開口が二箇所以上形成されていることを特徴とする請求項６または請求項７のいずれかに記載の電動工具。
【請求項９】
該樹脂材は、主剤と硬化剤とを混合して硬化する樹脂であることを特徴とする請求項６又は請求項８のいずれかに記載の電動工具。
【請求項１０】
該樹脂材は、ウレタン樹脂であることを特徴とする請求項９に記載の電動工具。
【請求項１１】
該ブラシレスモータを覆うハウジングを更に有し、
該ブラシレスモータと該ハウジングとの間には、冷却通路が形成され、
該回路基板は該冷却通路に面して配置されていることを特徴とする請求項６乃至請求項１０のいずれか一に記載の電動工具。
【請求項１２】
引出部を備えるコイルを有し筒状に形成されたステータと、ステータ内部に配置されたロータと、該引出部が電気的に接続された回路基板とを有し、先端工具を駆動するブラシレスモータを備えた電動工具の製造方法であって、
該コイルを第一樹脂材で被覆するコイル被覆工程と、
該引出部の端部に被覆された該第一樹脂材を剥離する継線部剥離工程と、
該引出部の端部を該回路基板に電気的に接続する接続工程と、
該回路基板と該引出部の該端部及び該第一樹脂材で覆われた部分とを第二樹脂で被覆する回路基板被覆工程と、を備えることを特徴とする電動工具の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−３９６５３（Ｐ２０１３−３９６５３Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７９８２７（Ｐ２０１１−１７９８２７）
【出願日】平成２３年８月１９日（２０１１．８．１９）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１９日（２０１１．８．１９）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
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