JP2013000863A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】
モータの駆動のためのコンピュータプログラムや制御パラメータを外部装置から変更することができる電動工具においてサージ電圧等による悪影響を防止する。
【解決手段】
先端工具を駆動するモータと、モータの回転を制御する制御回路を搭載する制御回路基板９と、制御回路と外部接続装置を接続する通信線を着脱するための通信用コネクタ４７ｂを有する電動工具において、通信用コネクタ４７ｂを制御回路基板９とは独立して設けられるコネクタ基板４７ａ上に配置し、コネクタ基板４７ａ上に静電気保護手段２１１〜２１４を設けた。静電気保護手段２１１〜２１４としては、通信線とグランド線を接続するバリスタで構成できる。バリスタはチップ状に形成されたものであって、通信線を構成する複数の接続端子２０１〜２０４とグランド用の接続端子２０５をそれぞれ接続するように配置する。
【選択図】 図９

Description

本発明は通信ケーブルを介して外部接続装置を接続可能にした電動工具に関し、特に、通信ケーブルの接続時に発生する静電気から効果的に保護することができる電動工具に関する。

近年、電動工具の駆動源としてブラシレスＤＣモータが広く用いられるようになってきた。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）を固定子側に、マグネット（永久磁石）を回転子側に用い、インバータ回路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。インバータ回路は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）や、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）のような大容量の出力トランジスタを使用して構成され、インバータ回路の制御はマイクロコンピュータ（以下「マイコン」と称する）がプログラムを実行することによって制御される。ブラシレスＤＣモータは、ブラシ付きＤＣモータと比較するとトルク特性に優れ、より強い力で被加工部材にネジやボルト等を締め付けることができる。さらに、モータの回転制御にマイコンを用いるために、マイコンで実行されるプログラムによって種々の制御パターンを実現することができる。

ブラシレスＤＣモータを用いたインパクト工具の例として、例えば特許文献１の技術が知られている。特許文献１では、相対的に３６０度未満の回転が可能なハンマとアンビルを用いて、モータを正方向に連続回転されるか、又は、正方向及び逆方向に交互に回転させることによって、先端工具を回転させる。特許文献１の技術のいてはモータの回転はマイコンにて制御されるため、プログラムを用いて精度の良いモータの回転制御が可能となる。

特開２０１１−６２７７１号公報

例えば大量生産の組立工場における作業では、多種多様なネジ、ボルトを使用するため、各組み立て部位や使用部品に適した仕様の電動工具が求められることがある。しかしながら、電動工具の制御プログラムは、電動工具の内部に収容された不揮発性メモリ内に予め格納した状態で工場から出荷するため、工場出荷後にプログラムを変更することは実質的に不可能であった。このように従来技術の電動工具では、制御部（例えばマイコン）に書き込まれたプログラムを実質的に書き換えることができなかったため、顧客の要望にあった動作にすぐに対応できる電動工具が望まれた。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的はモータの駆動のためのコンピュータプログラムや制御パラメータを外部装置から変更することができるとともに、サージ電圧等による悪影響を防止することができる電動工具を提供することにある。

本発明の別の目的は、外部接続装置と電動工具を容易に接続できるように通信用コネクタをもうけた電動工具の小型化を図ることにある。

本発明のさらに別の目的は、通信用コネクタ及び静電気保護手段を一つの基板上に配置して、様々な電動工具のコネクタ部に流用することができ、部品の共有化を図り製造コストの低減を実現できる電動工具を提供することにある。

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。

本発明の一つの特徴によれば、先端工具を駆動するモータと、モータの回転を制御する制御回路を搭載する制御回路基板と、制御回路と外部接続装置を接続する通信線を着脱するための通信用コネクタを有する電動工具において、通信用コネクタは制御回路基板とは別に設けられるコネクタ基板上に配置され、コネクタ基板に静電気保護手段を設けた。静電気保護手段としては、通信線とグランド線を接続するバリスタで構成できる。バリスタはチップ状に形成されたものであって、通信線を構成する複数の配線とグランドをそれぞれ接続するように配置すると良い。

本発明の他の特徴によれば、電動工具のハウジングは、前後方向に延びる胴体部と、胴体部から下方に延びるハンドル部と、ハンドル部の下部に設けられるバッテリ保持部を含んで構成され、通信用コネクタは、バッテリ保持部のバッテリを取り外した際に露出する部分に設けられる。制御回路基板はバッテリと接続される端子基台に接続され、コネクタ基板は端子基台に固定される。制御回路基板はバッテリ保持部の内部に配置すると好ましく、この場合、制御回路基板とコネクタ基板は複数のリード線により接続される。

本発明のさらに他の特徴によれば、コネクタ基板上には、ソケットタイプの通信用コネクタと、静電気保護部品のみが搭載される。通信用コネクタには、外部から電源を供給するための電源線が含まれ、通信路が確立された際には制御回路に外部から電源が供給される。

請求項１の発明によれば、通信用コネクタは制御回路基板とは別に設けられるコネクタ基板上に配置され、コネクタ基板に静電気保護手段を設けたので、通信用コネクタに静電気火花等が接地した場合に制御回路側に静電気による高電圧が印加されることを効果的に防止でき、制御回路基板に搭載される電子機器を効果的に保護することが可能となる。

請求項２の発明によれば、静電気保護手段は、通信線とグランド線を接続するバリスタであるので安価に入手でき、電動工具の製造コストの上昇を最小に抑えることが可能となる。

請求項３の発明によれば、バリスタはチップ状に形成されたものであって、通信線を構成する複数の配線とグランドをそれぞれ接続するので、静電気保護手段の搭載のために装置が大型化をすることがなく、電動工具の小型化を図ることができる。

請求項４の発明によれば、通信用コネクタは、バッテリ保持部のバッテリを取り外した際に露出する部分に設けられるので、通信ケーブルを通信用コネクタに接続した際に電動工具の先端工具を誤って作動させてしまう恐れがない。また、通常の作業時には通信用コネクタがバッテリによってカバーされるので水やほこり等が通信用コネクタ内に入り込むことを効果的に防止できる。

請求項５の発明によれば、コネクタ基板は端子基台に固定されるので、複数の電動工具に共通して用いられる静電気保護手段付きのコネクタ基板とすることができ、部品の共用化による製造コスト低減を実現できる。

請求項６の発明によれば、制御回路基板はバッテリ保持部に設けられ、制御回路基板とコネクタ基板は複数のリード線により接続されるので、最小の長さのリード線で配線することができ、製造コストの上昇や重量の増加を抑えることができる。

請求項７の発明によれば、コネクタ基板上には、ソケットタイプの通信用コネクタと、静電気保護部品のみが搭載されるので、コネクタ基板の小型化が可能となる。

請求項８の発明によれば、通信用コネクタには、外部から電源を供給するための電源線が含まれ、通信路が確立された際には制御回路に外部から電源が供給されるので、バッテリを取り外した際にも制御回路と外部接続装置は通信を行うことが可能となる。

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。

本発明の実施例に係る電動工具１の全体構造を示す縦断面図である。 本発明の実施例に係る電動工具１の側面図である。 バッテリパック２を取り外した状態の電動工具１の底面図である。 バッテリパック２を取り外した状態の電動工具１の底面図であって、ソケットカバー４６を開いて通信用コネクタ４７ｂが開放された状態を示す。 制御回路基板９と基台４１部分の詳細形状を示す断面図である。 基台４１の形状を示す斜視図であり、上側（制御回路基板９側）から見た図である。 本発明の実施例に係る電動工具１の制御回路のブロック図である。 コネクタ基板４７ａの構造を示す側面図である（表面）。 コネクタ基板４７ａの構造を示す側面図である（裏面）。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。以下の説明において、上下前後の方向は図中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１の全体構造を示す縦断面図であり、バッテリパック２を取り付けて工具として作業可能な状態を示している。電動工具１は、充電可能なバッテリパック２を電源とし、モータ３を駆動源として打撃機構３０を駆動し、出力軸であるアンビル３２に回転力又は／及び打撃力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、連続する回転力又は断続的な打撃力を伝達してネジ締めやボルト締め等の作業を行う。

ブラシレスＤＣモータ方式のモータ３は、固定子３ｂの内側にて永久磁石を有する回転子３ａが回転するものである。モータ３は、側面から見て略Ｔ字状の形状を成すハウジング６の略筒状の胴体部６ａ内に、回転軸４の軸方向が前後方向と一致するように収容される。ハウジング６は、ほぼ対称な形状の左右２つの部材に分割可能に構成され、それら部材が複数の図示しないネジにより固定される。そのため、分割されるハウジング６の一方（本実施例では左側ハウジング）に複数のネジボス１９ｂが形成され、図示しない他方のハウジング（右側ハウジング）に複数のネジ穴が形成される。モータ３の回転軸４は、胴体部６ａの後端側のベアリング１７ｂと中央部付近に設けられるベアリング１７ａによって回転可能に保持される。

モータ３の後方には複数のスイッチング素子１１が搭載されたインバータ回路基板１０が設けられる。インバータ回路基板１０はモータ３の外形とほぼ同径の円環状の多層基板であり、このインバータ回路基板１０の裏面（後方側の面）にはＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の６つのスイッチング素子１１が搭載される。インバータ回路基板１０の表面（前方側の面）であって回転子の永久磁石に対向する位置には、回転子３ａの位置を検出するためのホールＩＣ等の回転位置検出素子（図示せず）が搭載される。

ハウジング６の胴体部６ａから略直角方向下方に一体に延びるハンドル部６ｂ内の上部にはトリガ操作部８ａ及び正逆切替レバー１４が設けられ、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８ａが設けられる。トリガスイッチ８の下方にはスイッチ基板７が設けられる。また、胴体部６ａの先端側に接続されるハンマケース２２の下方位置にはＬＥＤライト１２が設けられる。ＬＥＤライト１２は、装着穴３２ａに図示せぬ先端工具であるビットが装着された際に、ビットの前端付近を照射するものである。

ハンドル部６ｂ内の下方であってバッテリ保持部６ｃの内部には、トリガ操作部８ａ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等を備えた制御回路基板９が収容される。制御回路基板９には、モータ３の駆動制御を行うマイコン（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）６１が搭載される。マイコン６１と接続される外部接続装置との通信端子４７が制御回路基板９の下部に設けられる。通信端子４７は、バッテリパック２を取り外すことで外部に露出し、図示しない接続ケーブルの装着が可能となる。

制御回路基板９は、バッテリパック２とトリガスイッチ８に電気的に接続される。制御回路基板９は、モータフラットケーブル８０を介してインバータ回路基板１０と接続される。モータフラットケーブル８０は、例えば２０本のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）で構成することができる。制御回路基板９は、スイッチフラットケーブル８１を介してスイッチ基板７と接続される。スイッチフラットケーブル８１も同様にＦＰＣにて構成することができる。制御回路基板９にはバッテリパック２のプラス電極とマイナス電極と接触する端子（ターミナル）が設けられる。これら端子には電源線８３の一端が接続され、電源線８３の他端はスイッチ基板７に接続される。電源線８３はプラス用とマイナス用の２線が使用される。

ハンドル部６ｂの下方に形成されたハウジング６のバッテリ保持部６ｃには、ニッケル水素やリチウムイオン等の複数の電池セルが収容されたバッテリパック２が着脱可能に装着される。バッテリパック２は、ハウジング６のハンドル部６ｂの内部まで延在するようにのびる延在部２ａを有し、図１のような側面視で略Ｌ字形の形状とされる。バッテリパック２には、リリースボタン２ｂが設けられ、左右両側に位置するリリースボタン２ｂを押しながら下方にバッテリパック２を移動させることにより、バッテリパック２をバッテリ保持部６ｃから取り外すことができる。

モータ３の前方には、回転軸４に取り付けられてモータ３と同期して回転する冷却ファン１８が設けられる。冷却ファン１８は、回転方向によらずに回転軸４付近の空気を吸引して径方向外側に排出する遠心ファンであり、冷却ファン１８により胴体部６ａの後方側の側方に設けられた空気取入口１３ａから空気が吸引される。ハウジング６の内部に吸引された外気は、モータ３の回転子と固定子の間、及び、固定子の磁極の間を通過した後に冷却ファン１８に到達し、冷却ファン１８の半径方向外周側付近に形成される複数の空気排出口（後述する図２参照）からハウジング６の外部に排出される。

打撃機構３０は、アンビル３２と遊星キャリヤ組立体３１の２つの部品により主に構成され、遊星キャリヤ組立体３１は減速機構２０の遊星歯車の回転軸を連結すると共に、アンビル３２を打撃するための後述するハンマを有する。本実施例における減速機構２０は、プラネタリー型であり、１つの減速機構部を有し、サンギヤ、複数のプラネタリーギヤ、リングギヤを含んで構成される。現在広く使われている公知の打撃機構と違って、打撃機構３０は、スピンドル、スプリング、カム溝、及びボール等を有するカム機構をもたない。そしてアンビル３２と遊星キャリヤ組立体３１とは回転中心付近に形成された嵌合軸と嵌合穴により半回転未満の相対回転だけができるように連結される。アンビル３２は、先端工具（図示せず）を装着する出力軸部分と一体に構成され、前端には軸方向と鉛直面の断面形状が六角形の装着穴３２ａが形成される。尚、アンビル３２と、先端工具を装着する出力軸は別体部品で構成して連結させるように構成しても良い。

アンビル３２の後方側は遊星キャリヤ組立体３１の嵌合軸と連結され、軸方向中央付近でメタル１６ａによりハンマケース２２に対して回転可能に保持される。アンビル３２の先端には先端工具をワンタッチで着脱するためのスリーブ１５が設けられる。ハンマケース２２は打撃機構３０及び減速機構２０を収容するために金属製の一体成型で製造され、ベアリング機構を介してアンビル３２を保持する。ハンマケース２２は左右分割式のハウジング６によって全体が覆われるようにして固定される。

トリガ操作部８ａが引かれてモータ３が起動されると、モータ３の回転は減速機構２０によって減速され、モータ３の回転数に対して所定の比率の回転数で遊星キャリヤ組立体３１が回転する。遊星キャリヤ組立体３１が回転すると、その回転力は遊星キャリヤ組立体３１に設けられるハンマを介してアンビル３２に伝達され、アンビル３２が遊星キャリヤ組立体３１と同じ速度で回転を開始する。先端工具側からの受ける反力によってアンビル３２にかかる力が大きくなると、例えば、制御回路基板９に搭載されるマイコンは締め付け反力の増大を検出し、モータ３の回転が停止してロック状態になる前に、遊星キャリヤ組立体３１の駆動モードを変更してハンマを断続的に駆動する。尚、打撃機構３０の動作については、例えば特許文献１に開示されているのでここでの詳細説明は省略する。

胴体部６ａの内部であって、冷却ファン１８の前方側にはインナカバー２１が設けられる。インナカバー２１はプラスチック等の合成樹脂の一体成型で製造された部材であり、ハウジングの内壁に沿って取り付けられる。インナカバー２１の後方側には円筒状の部分が形成され、モータ３の回転軸４を回転可能に固定するベアリング１７ａとベアリング１６ｂが設けられる。

図２は本発明の実施例に係る電動工具１の側面図である。ハウジング６は３つの部分（胴体部６ａ、ハンドル部６ｂ、バッテリ保持部６ｃ）から構成され、胴体部６ａの、冷却ファン１８の半径方向外周側付近には冷却風排出用の空気排出口１３ｂが形成される。ハウジング６は、モータ３の回転軸４を通る鉛直面にて左右分割式に形成され、複数本のネジ１９ａによって左右に分割可能なハウジング６が固定される。ハウジング６の前方側には、先端工具保持部を構成するスリーブ１５が突出する。図２では見えないがハウジング６のバッテリ保持部６ｃの左側側面には、モータ３の駆動モード（ドリルモード、インパクトモード）を切り替えるためのモード切替スイッチとモード表示ＬＥＤ（共に後述）が設けられる。

図３は、バッテリパック２を取り外した状態の電動工具１の底面図である。ハウジング６は、右側ハウジング６−１と左側ハウジング６−２により分割して構成される。ハウジング６のハンドル部６ｂの内側付近には、バッテリパック２の延在部２ａを収容するためのバッテリ収容室４５が形成される。バッテリ収容室４５の前方付近にはバッテリパック２の接点と接するための３つの端子、即ち、プラス端子４２、ＬＤ端子４３、マイナス端子４４が設けられる。これらの３つの端子は基台４１の平板状部分に保持される。基台４１は、３つの端子を保持するための電源端子保持部４１ａと、本発明の特徴である通信端子を固定するための通信端子保持部４１ｂの２つの平板状部分を含んで構成され、プラスチック等の高分子樹脂の一体成型により製造される。基台４１は、右側ハウジング６−１と左側ハウジング６−２により左右及び前側を挟持されることにより固定されるが、固定方法はこれだけに限られずにねじ止め等の公知の固定方法で基台４１をハウジング６に固定しても良い。

通信端子保持部４１ｂには、通信端子４７が設けられるが、その通信端子４７を露出させるための基台４１の開口部４１ｃにはソケットカバー４６が取り付けられる。ソケットカバー４６は、開口部４１ｃを覆うことにより不使用時に後述する通信用コネクタ４７ｂがハウジング６の外部に露出しないように覆うカバーであり、略四角形の平板部４６ａと、平板部４６ａを通信端子保持部４１ｂに対して回動可能なように保持するための支持部４６ｂと、平板部４６ａの前方向であって支持部４６ｂから離れた位置に形成された取っ手部４６ｃを含んで構成される。ソケットカバー４６の構造や取付方法は公知の種々の方法を用いることができ、本実施例ではゴムの取付部の弾性変形により平板部４６ａが通信端子保持部４１ｂから離脱しないように保持すると共に、平板部４６ａが略回動可能なように保持する。ソケットカバー４６の材質は、防塵、防水効果が得られるような部材であれば任意に選択できるが、例えば、ゴムやプラスチック等の弾力性のある部材により構成すると好ましい。取っ手部４６ｃは、開口部４１ｃに嵌め込まれた平板部４６ａが外れないように固定するロック機構となると共に、平板部４６ａを開く際のつまみの役割を果たすものである。本実施例では、通信端子保持部４１ｂの取っ手部４６ｃが位置する部分の基台４１には溝が形成され、この溝に取っ手部４６ｃを押し込むことによりソケットカバー４６を安定的に保持するロック機構として作用する。

図４は、バッテリパック２を取り外した状態の電動工具１の底面図であって、ソケットカバー４６を開いて通信用コネクタ４７ｂが開放された状態を示す。ソケットカバー４６は支持部４６ｂを中心に約９０度以上開放され、ソケットカバー４６の平板部４６ａが上下方向に延在するように配置される。この状態では雌形の通信用コネクタ４７ｂが露出する。通信用コネクタ４７ｂとしては５本の通信回路を確保できる汎用のコネクタを用いることができるが、コストの関係から例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）規格に準じたミニＢソケット／メス（ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）を用いると良い。ＵＳＢ規格に準じたミニＢソケットを用いる場合であっても、通信手順をＵＳＢ規格を用いても良いし、ソケット形状はそのままとしながら他の通信規格で行うようにしても良い。本実施例では、ＵＳＢ規格の通信用コネクタ４７ｂを用いつつＲＳ−２３２Ｃ規格に従って通信を行う。

図５は制御回路基板９と基台４１部分の詳細形状を示す図であって、図３のＡ−Ａ部の断面を示す。通信用コネクタ４７ｂを搭載するコネクタ基板４７ａは制御回路基板９とは別の部品で構成される。制御回路基板９の下側には基台４１がネジ４９によって取り付けられる。基台４１は、上下方向の位置が違うように段差状に形成された電源端子保持部４１ａと、通信端子保持部４１ｂ（図３、図４参照）の２つの部分を含んで構成される。通信端子保持部４１ｂの内部に通信用コネクタ４７ｂが設けられる。通信端子４７は、コネクタ基板４７ａとそれに固定される通信用コネクタ４７ｂによって構成される。

通信用コネクタ４７ｂは、ＵＳＢケーブルのミニＢオス（ｐｌｕｇ）側コネクタを下から上方向に挿入できるように配置される。通信用コネクタ４７ｂはコネクタ基板４７ａに搭載され、コネクタ基板４７ａから制御回路基板９へは複数のリード線４８により配線される。通信用コネクタ４７ｂの開口部は基台４１の開口部４１ｃに位置するように配置され、基台４１の開口部４１ｃはソケットカバー４６によって未使用時には閉鎖される。ソケットカバー４６の端部には、上方に延びる円柱形部分となる支持部４６ｂが形成される。支持部４６ｂは通信端子保持部４１ｂの開口部４１ｃの前方に設けられた断面形状が丸い貫通穴４１ｄに挿入されるものであり、円柱形部分の中央付近には貫通穴４１ｄから離脱しないように傘状部４６ｅが設けられる。

このように開口部４１ｃは、コネクタの非接続時にはソケットカバー４６によってしっかりと密閉されるので、電気的に絶縁できるとともに通信用コネクタ４７ｂの端子間に異物が入ることを防止でき、端子間の短絡を防止することができる。また、ソケットカバー４６を用いることにより防塵効果に加えて高い防水効果を得ることができる。

図６は基台４１の形状を示す斜視図であり、上側（制御回路基板９側）から見た図である。基台４１はプラスチック等の合成樹脂の一体成型で製造され、３つの電源端子（プラス端子４２、ＬＤ端子４３、マイナス端子４４）を鋳込むように構成される。また、電源端子よりも前方側には通信端子４７が固定される。通信端子４７は通信用コネクタ４７ｂとそれを保持するコネクタ基板４７ａによって主に構成され、コネクタ基板４７ａが溝部に案内されて２つのネジ５０によって通信端子保持部４１ｂに対して固定される。基台４１の左側側方には、モード切替スイッチ５２と、その前方に４つのモード表示ＬＥＤ５８が設けられる。モード切替スイッチ５２を押すことによって、モータ３の制御モード、例えば、ドリルモード、クラッチモード、インパクトモードに切り替えることができる。モード切替スイッチ５２を押すことによって、各制御モードにおいて強弱を変更できるように構成しても良い。

次に図７を用いて電動工具１の制御回路のブロック図を説明する。電動工具１にバッテリパック２が装着されると、バッテリパック２から電源部６６とモータ供給電力制御部６５に所定電圧の直流電流が供給される。モータ供給電力制御部６５は、３相ブリッジ形式に接続されたＦＥＴなどの６個のスイッチング素子１１で構成されるインバータ回路により構成され、インバータ回路基板１０上に搭載される。インバータ回路はマイコン６１によって制御され、スイッチング素子１１のゲート電圧が制御されることによりモータ３のスター結線された固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗの所定相へ電流供給を調整することによりモータ３の回転制御が行われる。

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）と、スター結線された３相の固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗから成る固定子を含んで構成される。モータ３には、回転子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つのホール素子や、モータ３に流れる電流値等を検出するモータ情報検出部６４が設けられる。

マイコン６１は、プログラムを格納するための不揮発性メモリからなるプログラム格納部６２を有するものであって、市販の１６ビット又は３２ビットマイクロプロセッサーを用いることができる。マイコン６１は、モータ情報検出部６４からの位置検出信号に基づいてモータ供給電力制御部６５を駆動することによって、トリガスイッチ８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供給電力制御部６５からモータ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。

マイコン６１は、例えば直流５Ｖによって動作するが、その駆動のために電源部６６はバッテリパック２の直流を降圧する。マイコン６１にはモード切替スイッチ５２とモード表示ＬＥＤ５８が接続され、作業者によってモード切替スイッチ５２の操作がされると、選択された動作モードをモード表示ＬＥＤ５８によって表示する。本実施例ではモード表示ＬＥＤ５８は４つのＬＥＤにより構成され、各ＬＥＤの表示パターンによって動作モードを表示する。

マイコン６１にはさらにＬＥＤライト１２のＯＮ／ＯＦＦ制御信号線、トリガスイッチ８からの出力線が接続される。また、マイコン６１において実行されるコンピュータプログラムで用いられるメモリ空間を有する情報記憶部６３が接続される。情報記憶部６３は、例えばフラッシュメモリ等の公知の不揮発性メモリであると好ましいが、その他の公知の揮発性又は不揮発性のメモリであっても良い。

マイコン６１のプログラム格納部６２には、複数のコンピュータプログラムが予め格納され、そのうち使用するコンピュータプログラムを指定する制御パラメータが格納される。プログラム格納部６２の記憶内容は、外部接続装置１００から電源供給型接続ケーブル６７を介して読み出し及び書き込みが可能である。従って、外部接続装置１００から制御パラメータを書き換えることによってマイコン６１が実行すべきコンピュータプログラムの指定を変更することができる。このためには本実施例では通信ケーブルを用いて外部接続装置１００と電動工具１が接続可能に構成される。

通信ケーブルは、電源供給型接続ケーブル６７と、変換ケーブルセット１１０の２つから形成される。電源供給型接続ケーブル６７は、電動工具１側のＵＳＢミニＡオス側コネクタ６７ａが形成され、他方がＵＳＢ−Ａオス側コネクタ６７ｂが形成されたケーブルであって、これはパーソナルコンピュータ用として広く流通しているケーブルである。変換ケーブルセット１１０は、変換ボックス１１１と、変換ボックス１１１から伸びる２本の接続ケーブルである通信用ケーブル１１２と電源用ケーブル１１３により構成される。通信用ケーブル１１２の先端にはコネクタ１１２ａが設けられ、電源用ケーブル１１３の先端にはコネクタ１１３ａが設けられる。コネクタ１１２ａは外部接続装置のＲＳ−２３２Ｃコネクタ（シリアルポート）に接続される９ピンシリアルポート（メス）である。電源用ケーブル１１３は、通信用コネクタ４７ｂに＋５Ｖ電源を供給するために設けられるもので、そのコネクタ１１３ａとして外部接続装置のＵＳＢコネクタ１０２に接続するための、ＵＳＢコネクタ（Ａ端子）とする。本実施例では、変換ケーブルセット１１０から外部接続装置１００への接続で、信号とのやりとりは通信用ケーブル１１２を用いて行われ、電源の供給だけが電源用ケーブル１１３を用いて行われる。

変換ボックス１１１は、外部接続装置１００から送られたＲＳ−２３２Ｃ規格で送られた信号を、汎用の電源供給型接続ケーブル６７（つまりＵＳＢケーブル）の所定の信号線に乗せるための中継する役割を果たす。この結果、電源供給型接続ケーブル６７に流れる信号はＵＳＢケーブルの規格とは一致しない。従って、仮に電源供給型接続ケーブル６７のＵＳＢ−Ａオス側コネクタ６７ｂを外部接続装置１００のＵＳＢコネクタ１０２に直接接続しても通信路は確立されない。

このように構成したのは、通信規格にＵＳＢでなくＲＳ−２３２Ｃを用いることにより電動工具１側に設ける回路構成を単純化できるからである。また、電動工具１の性質上、ユーザが安易に外部接続装置１００に接続してプログラムを改変する恐れをなくしたいためである。本実施例では、電源供給型接続ケーブル６７（つまりＵＳＢケーブル）を用いるものの、専用の変換ケーブルセット１１０を用いないと電動工具１との通信ができないように構成したので、安易にプログラム等を改変される恐れが低く、信頼性の高い電動工具を実現できる。

外部接続装置１００は、市販のパーソナルコンピュータ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）を用いることができるが、これだけに限られずにその他の専用の接続機器を準備しても良い。また、外部接続装置１００から書き換えられる内容は、プログラム格納部６２に格納されるパラメータだけに限られずに、格納されるコンピュータプログラムそのものを書き換えるようにしても良い。さらに、外部接続装置１００はプログラム格納部６２だけをアクセスできれば本実施例の目的を実現できるが、外部接続装置１００がマイコン６１と直接通信できるように構成しても良い。

図８は、コネクタ基板４７ａの表側（前方側）形状を示す側面図である。コネクタ基板４７ａには複数（ここでは５つ）の接続端子２０１〜２０５が設けられ、５本のリード線４８（図５参照）の端部がそれぞれハンダ付けされる。コネクタ基板４７ａは、例えばフェノール樹脂、ガラエポ等の母材に銅箔等の導電部材にて配線を構成したものであり、例えばエッチング等により安価で簡単に構成することができる。リードワイヤ２０１ａ〜２０５ａは接続端子２０１〜２０５と通信用コネクタ４７ｂの所定の端子を接続するための配線である。コネクタ基板４７ａの下方には、通信用コネクタ４７ｂが固定される。通信用コネクタ４７ｂは、例えば５つの端子を有するもので、本実施例では入手の容易さやコストの観点から、ＵＳＢ規格のミニＢソケット／メス（ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）を用いる。

５つの接続端子２０１〜２０５のうち、２０５はグランド（基準電位点に接続される部分）である。通信用コネクタ４７ｂに接続される電源供給型接続ケーブル６７は、ＵＳＢミニＡオス側コネクタ６７ａを有し、矢印の方向に挿入することにより通信用コネクタ４７ｂに挿入することができる。

図９は、コネクタ基板４７ａの裏側（後方側）形状を示す側面図である。コネクタ基板４７ａは両面基板となっており、背面には、４つの接続端子２０１〜２０４からグランド用の接続端子２０５に静電気保護部品２１１〜２１４を介して接続されるようにバイパス配線２１０が設けられる。静電気保護部品２１１〜２１４の両側の端子は接続端子２０１〜２０４とバイパス配線２１０にハンダ付けによって固定される。静電気保護部品２１１〜２１４は、サージ防護デバイス（ＳＰＤ： Ｓｕｒｇｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ）とも呼ばれ、例えばチップタイプのバリスタであり、通常使用時には電極間の抵抗値が高く、ほぼ絶縁状態を維持する。何らかの理由でサージ電圧が発生し静電気保護部品２１１〜２１４の端子間に高い電位差が生じた場合には静電気保護部品２１１〜２１４の抵抗値がゼロに近くなるほど低下し、サージ電流をグランド用の接続端子２０５にバイパスさせることによりサージ電圧を抑制するとともに、制御回路基板９上に搭載されるマイコン６１等の重要な回路部分を保護することが可能となる。

このように、バッテリパック２を取り外すことで外部に露出する通信用コネクタ４７ｂに静電気火花等が接地した場合に制御回路基板９側に静電気による高電圧が印加されることなく、制御回路基板９に設けられたマイコン６１を保護することが可能となる。また、静電気火花が印加する可能性の高い外部に露出する通信用コネクタ４７ｂのコネクタ基板４７ａに静電気保護部品２１１〜２１４を設けることで、特に保護したいマイコン６１から遠い位置にて高電圧から保護する事が可能となる。この結果、小型の静電気保護部品２１１〜２１４であっても、高い静電電圧から保護することが可能となる。尚、静電気保護部品２１１〜２１４はバリスタだけに限られずに、同等の作用を行うならば他の素子や機器であっても良く、例えば、ツェナーダイオードを用いても良い。

以上本実施例のように、コネクタ基板４７ａ上で静電気からの保護を行うようにしたので、基台４１部分又はコネクタ基板４７ａ部分を種々の種類の電動工具と自由に接続することが可能となり、コネクタ基板４７ａを複数の種類の工具で共有化して、大量生産によるコストダウンが可能となる。したがってコネクタ基板４７ａの単価を下げることが可能となり、電動工具の低コスト化を達成できる。また、コネクタ基板４７ａには、通信用コネクタ４７ｂと小型静電気保護部品２１１〜２１４のみを配置している。これにより、前記したコネクタ基板４７ａの共用化する際に、コネクタ基板４７ａを十分小型化することが可能となり、他の種々の電動工具にも容易に設置することが可能となる。

以上、本発明によれば、電動工具の制御プログラムの書換えシステムを有する電動工具において、静電気等のサージ電圧から効果的に保護することができ、信頼性の高い電動工具を実現できる。また、静電気保護手段を有する電動工具の小型化と、部品を共有化に伴う製造コストの低減を実現することが可能となる。

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。例えば上述の例では電動工具がインパクトドライバの例で説明したが、通信端子を有する他の電動工具、動力工具においても同様に適用できる。

１ 電動工具 ２ バッテリパック ２ａ 延在部
２ｂ リリースボタン ３ モータ ３ａ 回転子
３ｂ 固定子 ４ 回転軸 ６ ハウジング
６ａ 胴体部 ６ｂ ハンドル部 ６ｃ バッテリ保持部
７ スイッチ基板 ８ トリガスイッチ ８ａ トリガ操作部
９ 制御回路基板 １０ インバータ回路基板 １１ スイッチング素子
１２ ライト １３ａ 空気取入口 １３ｂ 空気排出口
１４ 正逆切替レバー １５ スリーブ １６ａ メタル
１６ｂ、１７ａ、１７ｂ ベアリング １８ 冷却ファン
１９ａ ネジ １９ｂ ネジボス ２０ 減速機構
２１ インナカバー ２２ ハンマケース ３０ 打撃機構
３１ 遊星キャリヤ組立体 ３２ アンビル ３２ａ 装着穴
４１ 基台 １ａ 電源端子保持部 ４１ｂ 通信端子保持部
４１ｃ 開口部 ４１ｄ 貫通穴 ４２ プラス端子
４３ ＬＤ端子 ４４ マイナス端子 ４５ バッテリ収容室
４６ ソケットカバー ４６ａ 平板部 ４６ｂ 支持部
４６ｃ 取っ手部 ４６ｄ リブ ４６ｅ 傘状部
４７ 通信端子 ４７ａ コネクタ基板 ４７ｂ 通信用コネクタ
４８ リード線 ４９ ネジ ５０ ネジ
５２ モード切替スイッチ ５８ モード表示ＬＥＤ ６１ マイコン
６２ プログラム格納部 ６３ 情報記憶部 ６４ モータ情報検出部
６５ モータ供給電力制御部 ６６ 電源部
６７ 電源供給型接続ケーブル ６７ａ ＵＳＢミニＡオス側コネクタ
６７ｂ ＵＳＢ−Ａオス側コネクタ ８０ モータフラットケーブル
８１ スイッチフラットケーブル ８３ 電源線
１００ 外部接続装置 １０１ ＲＳ２３２Ｃコネクタ
１０２ ＵＳＢコネクタ １１０ 変換ケーブルセット
１１１ 変換ボックス １１２ 通信用ケーブル
１１２ａ コネクタ １１３ 電源用ケーブル
１１３ａ コネクタ ２０１〜２０５ 接続端子
２１０ バイパス配線 ２１１〜２１４ 静電気保護部品

Claims (8)

1. 先端工具を駆動するモータと、
   前記モータの回転を制御する制御回路を搭載する制御回路基板と、
   前記制御回路と外部接続装置を接続する通信線を着脱するための通信用コネクタを有する電動工具であって、
   前記通信用コネクタは前記制御回路基板とは別に設けられるコネクタ基板上に配置され、
   前記コネクタ基板に静電気保護手段を設けたことを特徴とする電動工具。
2. 前記静電気保護手段は、通信線とグランド線を接続するバリスタであることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
3. 前記バリスタはチップ状に形成されたものであって、前記通信線を構成する複数の配線とグランドをそれぞれ接続するように配置さ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。
4. 前記電動工具のハウジングは、前後方向に延びる胴体部と、前記胴体部から下方に延びるハンドル部と、前記ハンドル部の下部に設けられるバッテリ保持部を含んで構成され、
   前記通信用コネクタは、前記バッテリ保持部のバッテリを取り外した際に露出する部分に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電動工具。
5. 前記制御回路基板は前記バッテリと接続される端子基台に接続され、
   前記コネクタ基板は前記端子基台に固定されることを特徴とする請求項４に記載の電動工具。
6. 前記制御回路基板は前記バッテリ保持部に設けられ、
   前記制御回路基板と前記コネクタ基板は複数のリード線により接続されることを特徴とする請求項５に記載の電動工具。
7. 前記コネクタ基板上には、ソケットタイプの通信用コネクタと、静電気保護部品のみが搭載されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電動工具。
8. 前記通信用コネクタには、外部から電源を供給するための電源線が含まれ、通信路が確立された際には前記制御回路に外部から電源が供給されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電動工具。
   

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