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技術 電動工具

出願人 パナソニック株式会社
発明者 岩野洋田中尚武池田昌樹久保田篤優岡田昌彰
出願日 2008年2月20日 (12年10ヶ月経過) 出願番号 2008-039051
公開日 2009年9月3日 (11年3ヶ月経過) 公開番号 2009-196024
状態 特許登録済
技術分野 携帯用動力工具一般
主要キーワード コードレス型 振動工具 モータヘ ジグソー 電動ドライバ 絶縁剤 オスコネクタ メスコネクタ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2009年9月3日)のものです。
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図面 (9)

課題

電動工具において、制御回路電蝕を発生しにくくし、且つ、容易に製造可能にする。

解決手段

電動工具1は、電動工具1の本体と、その下部に着脱可能に装着された電池パック20とを有している。電動工具1の本体は、動力源となるモータ2と、駆動部3と、トリガスイッチ4と、モータ2の電源をON/OFFするメインスイッチ5と、モータ2への電源供給を制御する制御回路を有する回路部10とを備えている。回路部10は、互いに分離され第1リード線11を介して接続された第1基板6及び第2基板7の2つの基板を有している。第1基板6は、ケース6a内に取り付けられており、ケース6aごとグリップ部110の内部に配置されている。電池パック20に接続される通信コネクタ8が設けられた第2基板7は、グリップ部110の下方に配置されている。グリップ部110の下方に水が集まっても、第1基板6上の制御回路が電蝕されない。

概要

背景

従来より、本体に着脱可能な電池パックを用いた、いわゆるコードレス型電動工具が用いられている(例えば、特許文献1参照)。図6は、本体下部に電池パックを有する電動工具の一例を示す。このような電動工具81は、本体上部に比較的重い部材であるモータやモータに駆動される駆動部等を有している。そこで、重量物である電池パック820を下方に配置して重心位置をハウジング800のグリップ部810に近づけ、より取り扱いやすいように構成されている。電動工具81のハウジング800の内部には、制御回路を有し、電池パック820に接続される通信コネクタ88が設けられた制御基板80を備えている。図7は、制御基板80の一例を示す。制御基板80は、通信コネクタ88が電池パック820に接続可能でなければならないため、ハウジング800の下部に配置されている。電池パック820を電動工具81に装着しているときには、制御回路により、通信コネクタ88を介して検知された電池パック820の状態に基づいた制御が行われる。すなわち、制御回路には、電池パック820の温度や電圧等の情報が通信コネクタ88を通じて送られる。そして、制御回路は、電池パック820、スイッチ、モータ、FET等で構成される電源回路において、FETを開閉する制御を行うことにより、モータを駆動させたり、電池充電等を制御する。これにより、電池パック820に対する過度負荷を避けることができ、電池パック820の寿命が長くなる。

ところで、このような電動工具81は、屋外等でも使用される場合がある。屋外等での使用時には、冷却用風穴やスイッチ等の操作部等の隙間から水滴等が侵入し、電動工具81本体のハウジング800の内部に溜まることがある。ハウジング800の内部に侵入した水滴等は、特に電動工具81の本体の下部に溜まりやすい。電動工具81の本体の下部には、異物侵入防止のため開口部等は設けられておらず、溜まった水は、蒸発するほか、ほとんど外部に排出されることがない。このように本体の下部に水が溜まると、その本体下部に配置された制御基板80の制御回路が電蝕され、動作不良が発生することがある。制御回路が動作不良となると、電池パック820の制御が行われず、電池パック820が壊れることがある。このような動作不良の発生を防止するには、制御基板80を、比較的水はけや風通しのよい部位に配置することが考えられる。しかしながら、制御基板80上の通信コネクタ88には、電池パック820を接続する必要があるため、このように電池パック820が本体下部に位置する場合には、制御基板80を他の位置に配置することはできない。

ここで、このような制御回路電蝕を防止する方法としては、絶縁物により制御基板80をコーティングすることも考えられる。図7(b)は、制御基板80上の制御回路を覆うようにコーティングが施された防水処理部80cを有する制御基板80を示す。コーティングは、制御基板80がほぼ完全に覆われるように施される必要がある。制御回路を部分的にコーティングしても、コーティングの隙間から基板内部に水分が侵入し電触が発生することがあるためである。しかしながら、通信コネクタ88や電子部品等が配置されている制御基板80を完全にコーティングする作業は、接触不良を防止するために通信コネクタ88等の導電部に絶縁物が付着しないようにして行う必要があり、困難である。この問題は、特に、電動工具81が、いわゆるインパクトドライバ等の振動工具である場合に顕著である。すなわち、この場合、通信コネクタ88同士の結合の信頼性を向上させるため、通信コネクタを可動式にする必要があるが、この場合には、通信コネクタ88の導電部のマスキング可動部のマスキングの両方を行ったうえでコーティングを行う必要があり、より困難で煩雑な作業が必要となる。
特開2006‐272485号公報

概要

電動工具において、制御回路の電蝕を発生しにくくし、且つ、容易に製造可能にする。電動工具1は、電動工具1の本体と、その下部に着脱可能に装着された電池パック20とを有している。電動工具1の本体は、動力源となるモータ2と、駆動部3と、トリガスイッチ4と、モータ2の電源をON/OFFするメインスイッチ5と、モータ2への電源供給を制御する制御回路を有する回路部10とを備えている。回路部10は、互いに分離され第1リード線11を介して接続された第1基板6及び第2基板7の2つの基板を有している。第1基板6は、ケース6a内に取り付けられており、ケース6aごとグリップ部110の内部に配置されている。電池パック20に接続される通信コネクタ8が設けられた第2基板7は、グリップ部110の下方に配置されている。グリップ部110の下方に水が集まっても、第1基板6上の制御回路が電蝕されない。

目的

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、制御回路の電蝕がより発生しにくく容易に製造可能な信頼性の高い電動工具を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
5件

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請求項1

動力源であるモータと、前記モータにより駆動される駆動部と、前記モータの電源をON/OFFするために操作されるトリガスイッチと、前記モータに電力を供給する電池パックと、前記電池パックに設けられた接続コネクタと結合可能な通信コネクタを有し、前記電池パックから前記モータヘ電源供給を制御する制御回路を有する回路部と、ユーザが把持可能なグリップ部を有し、前記モータ、駆動回路部、及び回路部を収納するハウジングとを備え、前記電池パックは、前記グリップ部の下部に着脱可能に装着されており、電動工具本体への装着時に、前記接続コネクタと前記通信コネクタとが接続されるように構成されている電動工具において、前記回路部は、前記制御回路が設けられた第1基板と、前記通信コネクタが設けられ、前記第1基板とは分離されて前記制御回路に接続されている第2基板とを有しており、前記第1基板は、前記グリップ部の内部に配置されており、前記第2基板は、前記グリップ部の下部に配置されていることを特徴とする電動工具。

請求項2

前記第2基板の導通部は、絶縁剤によりコーティングされていることを特徴とする請求項1記載の電動工具。

請求項3

前記通信コネクタは、前記第2基板に対し変位可能な可動式コネクタであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電動工具。

技術分野

0001

本発明は、着脱可能な電池パックを有する電動工具に関する。

背景技術

0002

従来より、本体に着脱可能な電池パックを用いた、いわゆるコードレス型の電動工具が用いられている(例えば、特許文献1参照)。図6は、本体下部に電池パックを有する電動工具の一例を示す。このような電動工具81は、本体上部に比較的重い部材であるモータやモータに駆動される駆動部等を有している。そこで、重量物である電池パック820を下方に配置して重心位置をハウジング800のグリップ部810に近づけ、より取り扱いやすいように構成されている。電動工具81のハウジング800の内部には、制御回路を有し、電池パック820に接続される通信コネクタ88が設けられた制御基板80を備えている。図7は、制御基板80の一例を示す。制御基板80は、通信コネクタ88が電池パック820に接続可能でなければならないため、ハウジング800の下部に配置されている。電池パック820を電動工具81に装着しているときには、制御回路により、通信コネクタ88を介して検知された電池パック820の状態に基づいた制御が行われる。すなわち、制御回路には、電池パック820の温度や電圧等の情報が通信コネクタ88を通じて送られる。そして、制御回路は、電池パック820、スイッチ、モータ、FET等で構成される電源回路において、FETを開閉する制御を行うことにより、モータを駆動させたり、電池充電等を制御する。これにより、電池パック820に対する過度負荷を避けることができ、電池パック820の寿命が長くなる。

0003

ところで、このような電動工具81は、屋外等でも使用される場合がある。屋外等での使用時には、冷却用風穴やスイッチ等の操作部等の隙間から水滴等が侵入し、電動工具81本体のハウジング800の内部に溜まることがある。ハウジング800の内部に侵入した水滴等は、特に電動工具81の本体の下部に溜まりやすい。電動工具81の本体の下部には、異物侵入防止のため開口部等は設けられておらず、溜まった水は、蒸発するほか、ほとんど外部に排出されることがない。このように本体の下部に水が溜まると、その本体下部に配置された制御基板80の制御回路が電蝕され、動作不良が発生することがある。制御回路が動作不良となると、電池パック820の制御が行われず、電池パック820が壊れることがある。このような動作不良の発生を防止するには、制御基板80を、比較的水はけや風通しのよい部位に配置することが考えられる。しかしながら、制御基板80上の通信コネクタ88には、電池パック820を接続する必要があるため、このように電池パック820が本体下部に位置する場合には、制御基板80を他の位置に配置することはできない。

0004

ここで、このような制御回路電蝕を防止する方法としては、絶縁物により制御基板80をコーティングすることも考えられる。図7(b)は、制御基板80上の制御回路を覆うようにコーティングが施された防水処理部80cを有する制御基板80を示す。コーティングは、制御基板80がほぼ完全に覆われるように施される必要がある。制御回路を部分的にコーティングしても、コーティングの隙間から基板内部に水分が侵入し電触が発生することがあるためである。しかしながら、通信コネクタ88や電子部品等が配置されている制御基板80を完全にコーティングする作業は、接触不良を防止するために通信コネクタ88等の導電部に絶縁物が付着しないようにして行う必要があり、困難である。この問題は、特に、電動工具81が、いわゆるインパクトドライバ等の振動工具である場合に顕著である。すなわち、この場合、通信コネクタ88同士の結合の信頼性を向上させるため、通信コネクタを可動式にする必要があるが、この場合には、通信コネクタ88の導電部のマスキング可動部のマスキングの両方を行ったうえでコーティングを行う必要があり、より困難で煩雑な作業が必要となる。
特開2006‐272485号公報

発明が解決しようとする課題

0005

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、制御回路の電蝕がより発生しにくく容易に製造可能な信頼性の高い電動工具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

上記目的を達成するため、請求項1の発明は、動力源であるモータと、前記モータにより駆動される駆動部と、前記モータの電源をON/OFFするために操作されるトリガスイッチと、前記モータに電力を供給する電池パックと、前記電池パックに設けられた接続コネクタと結合可能な通信コネクタを有し、前記電池パックから前記モータヘ電源供給を制御する制御回路を有する回路部と、ユーザが把持可能なグリップ部を有し、前記モータ、駆動回路部、及び回路部を収納するハウジングとを備え、前記電池パックは、前記グリップ部の下部に着脱可能に装着されており、電動工具本体への装着時に、前記接続コネクタと前記通信コネクタとが接続されるように構成されている電動工具において、前記回路部は、前記制御回路が設けられた第1基板と、前記通信コネクタが設けられ、前記第1基板とは分離されて前記制御回路に接続されている第2基板とを有しており、前記第1基板は、前記グリップ部の内部に配置されており、前記第2基板は、前記グリップ部の下部に配置されているものである。

0007

請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記第2基板の導通部は、絶縁剤によりコーティングされているものである。

0008

請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において前記通信コネクタは、前記第2基板に対し変位可能な可動式コネクタであるものである。

発明の効果

0009

請求項1の発明によれば、制御回路が設けられた第1基板と通信コネクタが設けられた第2基板とが分離されており、第1基板がグリップ部の内部に配置されているので、ハウジングの内部に水が侵入しても第1基板上の制御回路が電蝕されにくい。従って、困難な作業である制御回路のコーティングを行うことなく、制御回路の電蝕が発生しにくく信頼性が高い電動工具を容易に製造することができる。

0010

請求項2の発明によれば、ハウジングの内部に侵入した水に第2基板が晒されても、その水と第2基板の導通部が接触しないので、より制御回路が確実に動作するようにすることができる。

0011

請求項3の発明によれば、上述と同様に、困難なコーティング作業を行うことなく、制御回路の電蝕が発生しにくく、可動式の通信コネクタを用いて耐振動性を向上させた電動工具を、容易に製造することができる。

発明を実施するための最良の形態

0012

以下、本発明の第1実施形態について図面を参照して説明する。図1及び図2は、本実施形態に係る電動工具の一例を示す。電動工具1は、いわゆるコードレス式インパクトドライバであり、後述するような電池パック20内の電池21を電源として動作し、商用電源が近くにないような場所でも使用可能なものである。電動工具1は、大まかに、ハウジング100に覆われた電動工具1の本体と、その下部に着脱可能に装着された電池パック20とを有している。ハウジング100は、下方にユーザが把持しやすいように形成されたグリップ部110を有している。ハウジング100の上部には、後述するようなモータ2等の重量物が配置されているので、電池パック20は、そのグリップ部110の下方に着脱可能に配置され、電動工具1の重心の位置が偏らないようにされている。電池パック20の上部には、後述するように、電動工具1の本体側の通信コネクタ8に接続される接続コネクタ22と、電池21の電力を電動工具1の本体に供給するための電源端子(図示せず)が配置されている。

0013

電動工具1の本体は、動力源となるモータ2と、モータ2により駆動される駆動部3と、ハウジング100から外部に露出するように配置されたトリガスイッチ4と、トリガスイッチ4の操作に応じてモータ2の電源をON/OFFさせるメインスイッチ5と、メインスイッチ5に接続されており、モータ2への電源供給を制御する制御回路を有する回路部10とを備えている。駆動部3は、モータ2の回動に伴い、衝撃を発生させつつ回動するインパクト発生機構を有している。メインスイッチ5は、電源端子5aとモータ2に接続されたFET(field-effect transistor)5bに接続されている。電源端子5aは、ハウジング100の電池パック20が取り付けられる部位に露出するように設けられており、当該部位に取り付けられた電池パック20の電源端子に接触可能に配置されている。FET5bは、メインスイッチ5からの電気信号に応じて、電源端子5aを介して電池パック20からの電力をモータ2に供給し、モータ2を駆動させる。

0014

図3は、回路部10を示す。本実施形態において、回路部10は、互いに分離された第1基板6及び第2基板7の2つの基板と、第1基板6にリード線を介して接続されモータ2の駆動時に点灯するLED13とを有している。第1基板6は、第1基板6と略同じ大きさのケース6a内に取り付けられており、グリップ部110の内部に配置されている。また、第2基板7は、グリップ部110の下方の電池パック20が装着される部位の近傍に配置されている。第1基板6の下部には、6本のリード線を有する第1リード線11が接続されている。第1リード線11の先端部には6極のオスコネクタ11bが取り付けられている。このオスコネクタ11bは、第2基板7上に設けられたメスコネクタ7aに接続されている。また、第1基板6の上部には、3極のリード線を有する第2リード線12が接続されている。第2リード線12は、図2に示すように、ケース6aの裏面で、コネクタ12aを介し、メインスイッチ5に接続されたリード線に接続されている。第1基板6が取り付けられたケース6aは、図1に示すように、グリップ部110の内部に配置されている。

0015

図4は第2基板7を示す。第2基板7の上面には、第1リード線11のオスコネクタ11bが挿入されるメスコネクタ7aが配置されている。また、第2基板7の下面には、グリップ部110の下方から露出し、ハウジング100の下部に装着される電池パック20に向け突出するように配置された通信コネクタ8が設けられている。通信コネクタ8は、例えば、前面に端子面8aが露出するように配置されている。通信コネクタ8は、例えば樹脂成型により形成されており、それ自体は防水性を備えている。通信コネクタ8は、その上部の端子部8bが第2基板7を貫通して第2基板7の上面に設けられているランドに導通するように、第2基板7に実装されている。電池パック20がハウジング100の下部に装着されると、電池パック20の接続コネクタ22の端子部(図示せず)が端子面8aに接触し、接続コネクタ22と通信コネクタ8とが接続される。本実施形態において、通信コネクタ8は、前後方向(図の矢印方向)に僅かにスライド可能であって、内蔵するばね(図示せず)により常に前方に向け付勢されている、いわゆる可動式コネクタである。電池パック20がハウジング100の下部に装着された状態では、通信コネクタ8は、ハウジング100に電池パック20が装着されていない状態よりも少し後方にスライドした状態で、電池パック20の接続コネクタ22に接続される。これにより、この電動工具1の使用時に、駆動部3のインパクト発生機構により電動工具1が振動しても、通信コネクタ8の端子面8aと電池パック20の接続コネクタ22の端子部との良好な接触状態が保たれる。また、電池パック20の接続時に通信コネクタ8が若干スライドして接続コネクタ22と接続するので、電池パック20の着脱を繰り返しても、通信コネクタ8の端子面8aや接続コネクタ22の端子部が摩耗しにくく、電動工具1の耐久性を向上させることができる。

0016

この電動工具1では、第1基板6は、第1リード線11を介して第2基板7に接続されているので、電池パック20がハウジング100に装着されている状態で、第1基板6の制御回路は、電池パック20の温度や電池21の残容量等の電池情報を第2基板7の通信コネクタ8を介して検知することができる。制御回路は、その電池情報に基づき、電池パック20、メインスイッチ5、モータ2、FET5b等で構成される電源回路においてFET5bの制御を行いモータ2を流れる電流の制御を行ったり、電池パック20の電池21の充電の制御を行う。これにより、電池パック20に対する過度の負荷を避けることができ、電池パック20の寿命を向上させている。電動工具1を動作させるために、ユーザは、グリップ部110を握りながら、トリガスイッチ4をハウジング100の内部に押し込む操作を行う。トリガスイッチ4が操作されると、制御回路の制御の下、メインスイッチ5からの電気信号に基づいて、FET5bにより、モータ2に電池パック20からの電力が供給される。この電動工具1の動作時には、LED13が点灯され、前方に光が照射される。このLED13による照明により、電動工具1を用いた作業の対象部位を確実に確認しながら、容易に作業を行うことができる。

0017

以上説明したように、本実施形態においては、第1基板6がグリップ部110の内部に配置されているので、ハウジング100の内部に水が侵入し、重力によりハウジング100の下部であるグリップ部110の下方に水が集まっても、第1基板6上の制御回路が電蝕されない。従って、電動工具1の信頼性を向上させるために困難な作業となる制御回路のコーティング等を行う必要がなく、電動工具1を容易に製造することができる。特に上記のように通信コネクタ8を可動式コネクタとして電動工具1の耐振動性や耐久性を向上させた場合であっても、複雑なマスキング等を要する制御回路のコーティング等を行う必要がないので、電動工具1を容易に製造することができる。

0018

なお、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、インパクトドライバに限られず、インパクト発生機構を有しない電動ドライバや、ルータ電動ドリルジグソー等、トリガスイッチを操作してモータを駆動させて動作させることができる種々の電動工具に適用することができる。また、通信コネクタは、可動式のものに限られず、第2基板に対して変位しないような固定式のものであってもよい。さらにまた、例えば、第1基板には、ポッティングが施されていてもよい。すなわち、例えば、上記実施形態において、第1基板6が収納されたケース6aに、第1基板6が完全に覆われるように、絶縁性を有する樹脂等を充填することにより、第1基板6上の制御回路が水にさらされることが全くなくなる。これにより、制御回路の電蝕による不具合の発生をさらに確実に防止することができる。また、この場合、第1基板に通信コネクタ等の外部に端子が露出する必要があるような部材は設けられていないので、ポッティング作業はきわめて容易に行うことができる。

0019

さらにまた、第2基板のうち、例えばランドやはんだ部等の導通部にコーティングが施されていてもよい。図5は、上記実施形態の電動工具1の第2基板7にコーティングを施したものの一例を示す。図に示すように、コーティングは、第2基板7の上面に露出する通信コネクタ8の実装部について行われる。コーティングは、例えば、第2基板7から露出する半田部やランド、及び通信コネクタ8の端子部8b等を覆うように、第2基板7の上面に、絶縁性を有する樹脂を半球形のコーティング部40を成すように盛ること等により行われる。通信コネクタ8は、上述のように防水性を備えているので、このようにコーティング部40を設けることにより、第2基板7の導通部が水に接触することがなくなり、第2基板7の防水性を向上させることができる。このように第2基板7にコーティングを施すことにより、ハウジング100の内部に水が侵入しても、ハウジング100の下部に設けられた第2基板7が水により電蝕されることが全くなくなり、より制御回路が確実に動作するようにし、電動工具1の信頼性を向上させることができる。

図面の簡単な説明

0020

本発明の一実施形態に係る電動工具の一例を示す側断面図。
上記電動工具の別の方向からの側断面図。
上記電動工具の回路部を示す斜視図。
上記回路部の第2基板を示す斜視図。
上記実施形態の一変形例に係る第2基板を示す側面図。
従来の電動工具の一例を示す側断面図。
上記電動工具の回路部を示す側面図。
上記電動工具の回路部の別例を示す側面図。

符号の説明

0021

1電動工具
2モータ
3 駆動部
4トリガスイッチ
6 第1基板
7 第2基板
8通信コネクタ(可動式コネクタ)
10回路部
20電池パック
40コーティング部
100ハウジング
110グリップ部

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