JP5170624B2

JP5170624B2 - フラットケーブルの保護構造

Info

Publication number: JP5170624B2
Application number: JP2007245850A
Authority: JP
Inventors: 卓宏村上; 政幸小倉; 義広小室; 和博大森; 伸二渡部; 和隆岩田; 憲一郎吉田
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2027-09-21
Also published as: JP2009072881A

Description

本発明はブラシレスモータを使用する電動工具に関し、特にインパクトドライバの基板間を連結するフラットケーブルの保護構造に関するものである。

インパクトドライバ等の電動工具は、駆動源であるモータと、モータの回転を減速させる減速機構部と、減速機構部によって減速されたモータの回転を回転打撃力に変換して先端工具に伝達する打撃機構部等を含んで構成されており、モータの回転速度をトリガのストロークに応じて可変させることができる。

インパクトドライバ等においては、ネジ頭の切断やネジ込み過ぎ等の不具合を防ぐために、ネジのサイズや被締付材の材質、仕上げ程度等に応じてトリガの最大ストロークを規制してモータの最大回転速度（出力）を一定値以下に抑えるための切り換えレバーが設けられている。

また、ブラシレスモータを搭載したインパクトドライバでは、搭載した基板を比較的コンパクトに配線を実装できるフラットケーブル３９Ａ、３９Ｂ（図５参照）を使用している。図５（ａ）（ｂ）はフラットケーブルの正面図である。

特開２００６−２９７５３２

ブラシレスモータを搭載したインパクトドライバの組み立て時に、フラットケーブルがハウジング内に設けられたリブ又はリブのエッジ部に接触し、フラットケーブルが断線してしまう問題があった。

また、組み立て時にフラットケーブルをハウジングで挟み込み、フラットケーブルが断線してしまう問題があった。

本発明の目的は、フラットケーブルが断線してしまうことを防止することにより、コンパクトで操作性が良く、かつ信頼性の高い電動工具を提供することである。

上記の目的を達成するために本発明は、モータハウジング部およびハンドルハウジング部を有するハウジングと、該モータハウジング部に収容されたブラシレスモータと、該ブラシレスモータに駆動電流を通電するためのインバータ回路を搭載した第１の回路基板と、該インバータ回路を制御する回路を搭載した第２の回路基板と、該第１の回路基板と該第２の回路基板を接続するフラットケーブルと、を有する電動工具において、分割された前記ハウジングの合わせ面の近傍にリブを設けると共に、該リブに接触する前記フラットケーブル部分に、布材よりなる緩衝材を形成したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ハンドル部の細径化を図ることにより操作性に優れた電動工具を提供することができる。また、フラットケーブルの断線を防止することにより信頼性の高い電動工具を提供することができる。

＜実施の形態１＞
本発明の第１の実施形態について図１乃至図３を参照して詳細に説明する。第１の実施形態においては電動工具としてコードレスタイプのインパクトドライバを用いて説明する。

図１は本発明の第１の実施形態に係る部分断面図、図２は本発明の第１の実施形態に係る概略図、図３（ａ−１）（ｂ−１）は本発明の第１の実施形態に係るフラットケーブルを示した正面図、図３（ａ−２）（ｂ−２）は本発明の第１の実施形態に係るフラットケーブルを示した正面図である。

図１を参照して工具全体の構成について説明する。本発明の第１の実施形態に係るインパクトドライバ５０は、後述するブラシレスモータ３の回転軸１１と同一方向に沿って、一端部（図面の左端部）から他端部（図面の右端部）に延在している。インパクトドライバ５０は、ブラシレスモータ３を収納する合成樹脂材料のモータハウジング部５０ａと、モータハウジング部５０ａの他端部に連続して形成された、動力伝達機構部４を収容する動力伝達ハウジング部５０ｂと、モータハウジング部５０ａおよび動力伝達ハウジング部５０ｂから垂下するハンドルハウジング部５０ｃとから構成されている。動力伝達ハウジング部５０ｂの先端部はアンビル１０の端部が突出し、アンビル角穴部１０ａには先端工具、例えばドライバビット（図示なし）を着脱自在に差し込んで取付部材１０ｂによって固定できるように構成されている。アンビル角穴部１０ａには、他の先端工具としてボルト締付用ビットも装着することができる。

モータハウジング部５０ａは筒状の形状を有し、その内周部内には、駆動源となるブラシレスモータ３が収容される。

モータハウジング部５０ａに連続する動力伝達ハウジング部５０ｂ内にはモータ３の回転力を回転打撃力としてアンビル１０に伝達するための動力伝達機構部４が収容されている。動力伝達機構部４は、遊星ギア６とリングギア７で構成される減速機構部と、スピンドル８およびスピンドル８上に前後摺動可能に配され、かつスプリング５によって打撃力が与えられるハンマ９から成るインパクト機構部と、ハンマ９によって回転打撃力が与えられ、上述のように先端工具（図示なし）を保持可能なアンビル１０とで構成される。

ハンドルハウジング部５０ｃには、ブラシレスモータ３の駆動電源となる電池パックケース１がハンドルハウジング部５０ｃの下端部に着脱可能に装着されている。電池パックケース１は、図示されないリチウムイオン電池、ニッケル・カドミウム電池等から成る電池パック本体を収容している。電池パック本体の大半はハンドルハウジング部５０ｃ内に挿入され、収容される。又はハンドルハウジング部５０ｃに対してスライド可能に取付けられている。

電池パックケース１は、ハンドルハウジング部５０ｃの一部に設けられたトリガスイッチ５０ｄを介してモータ駆動回路装置２に電気的に接続されている。モータ駆動回路装置２は、後述するブラシレスモータ３のステータコイル１２ａ（例えば、スター結線された３相コイル）に電気的に接続され、モータ３のロータ１３を回転駆動させる。

モータを電気的に駆動させるには、ブラシレスモータ３のステータコイル１２ａに駆動電流を通電するためのスイッチング素子を用いた周知のブリッジ回路から成るインバータ回路２２と、インバータ回路２２を制御するＣＰＵ等から成るモータ駆動回路装置２が必要となる。特に、インバータ回路２２には、ステータコイル１２ａに大駆動電流を通電する必要があり、スイッチング素子として動作する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なければならない。このため出力トランジスタの電力損失が大きくなり、発熱が問題となるため放熱する必要がある。そのために、モータハウジングの端壁部５０ｅに設けた吸気口１７に近接した位置に出力トランジスタ２１の金属（放熱板）側を配置し、放熱部材を別に設けない構造としている。

インバータ回路基板２２と制御回路基板４１とはフラットケーブル３９ａにより接続されている。

以上のように構成されたインパクトドライバ５０によれば、作業者がハンドルハウジング部５０ｃを把持しながら、トリガスイッチ５０ｄを引けば、トリガスイッチ５０ｄがオン状態となり、インパクトドライバ５０の動作を開始できる。

ねじ締め作業時、回転軸１１から伝達されたモータ３の回転力を遊星ギア６とリングギア７で減速し、その回転力をスピンドル８に伝達すると共に、ネジ締め中にアンビル１０（先端工具）に所定以上の負荷トルクがかかるとスプリング５の作用によりハンマ９は回転力を打撃力へと変換する。これによりハンマ９はアンビル１０に装着されている先端工具に回転打撃力を与えてネジを締め付けることができる。

また、ロータ１３の回転軸１１には冷却ファン１５とスリーブ２４が設けられ、ロータ回転時には、冷却ファン１５とスリーブ２４も同時に回転する。ロータ１３の回転軸１１の前後は軸受け部材１１ａにより支持されている。ステータ１２には、インバータ回路２２とカバー２５が設けられており、ロータ１３を密封する構造となっている。

なお、矢印２０は冷却風の流れを示している。

図２に示したように、ハウジングの合せ面の近傍にはリブ３８を配置している。リブ３８によりフラットケーブル３９ａがハウジングの合せ面に入り込むことを防止することができる。

また、図２、３に示したようにフラットケーブル３９ａ、３９ｂの局部的な箇所に緩衝材４０を設けることでハンドルハウジング部５０ｃ内に設けられたリブとの接触によりフラットケーブルが断線してしまうことを防止することができる。

また、リブ３８とフラットケーブル３９ａの接触箇所に緩衝材４０を設けてある。従って、フラットケーブル３９ａがハウジングの合せ面に入り込むことを防止することができると共にフラットケーブルが断線してしまうことを防止することができる。

また、ネジ・ボルト締付け作業中に発生する振動によりフラットケーブル３９ａ、３９ｂに応力が集中してもフラットケーブルが断線してしまうことを防止することができる。

以上のことから、フラットケーブル３９ａ、３９ｂに緩衝材４０を設けることでフラットケーブル３９ａ、３９ｂをハンドルハウジング部５０ｃに収納する際、フラットケーブル３９ａ、３９ｂ本来の使用目的である自由度やコンパクト化を損なわない。従って、ハンドル部の細径化を図ることにより操作性に優れた電動工具であり、かつフラットケーブルの断線を防止することができる信頼性の高い電動工具を提供することが可能となる。

なお、フラットケーブル３９Ａ，３９Ｂの保護に用いる緩衝材４０については製品のコンパクト化と、鋭角なリブのエッジ部に負けない部材として、０．２ｍｍ程度の布材を選択している。布材としては例えばアセテートクロス等が適当である。
＜実施の形態２＞
本発明の第１の実施形態について図４を参照して詳細に説明する。第２の実施形態においてはフラットケーブル３９ａ、３９ｂ以外に関しては第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。図４（ａ）は本発明の第２の実施形態に係るフラットケーブルを示した正面図、図４（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係るフラットケーブルを示した側面図である。

図４（ｂ）に示したように本実施形態ではフラットケーブル３９ａ、３９ｂの全体を緩衝材４０で覆っている。また、鋭角なリブのエッジ部との接触により特にフラットケーブル３９ａ、３９ｂが傷つく恐れのある箇所には緩衝材４０を片面もしくは両面に１つ以上の複数枚重ねることにより実施の形態１に比べてフラットケーブル３９Ａ，３９Ｂの保護効果が向上する。

なお、フラットケーブル３９Ａ，３９Ｂの保護に用いる緩衝材４０については製品のコンパクト化と、鋭角なリブのエッジ部に負けない部材として、０．２ｍｍ程度の布材を選択している。布材としては例えばアセテートクロス等が適当である。

本発明の実施形態においては電動工具としてコードレスタイプのインパクトドライバを用いて説明したが、その他の電動工具についても同様に適用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る部分断面図。本発明の第１の実施形態に係る概略図。本発明の第１の実施形態に係るフラットケーブルを示した外観図。本発明の第１の実施形態に係るフラットケーブルを示した外観図。従来のフラットケーブルを示した外観図。

符号の説明

１は電池パックケース、２はモータ駆動回路装置、３はブラシレスモータ、４は動力伝達機構部、５はスプリング、６は遊星ギア、７はリングギア、８はスピンドル、９はハンマ、１０はアンビル、１０ａはアンビル角穴部、１０ｂは先端工具取付部材、１１は回転軸、１１ａは軸受部材、１２はステータ、１２ａはステータコイル、１３はロータ、１５は冷却ファン、１７は吸気口、２０は冷却風（冷却気体）、２１は出力トランジスタ、２２はインバータ回路基板、２４はスリーブ、２５はカバー、３８はリブ、３９ａはフラットケーブル、３９ｂはフラットケーブル、４０は緩衝材、４１は制御回路基板、５０は電動工具（インパクトドライバ）、５０ａはモータハウジング部、５０ｂは動力伝達ハウジング部、５０ｃはハンドルハウジング部、５０ｄはトリガスイッチ、５０ｅはモータハウジングの端壁部である。

Claims

モータハウジング部およびハンドルハウジング部を有するハウジングと、該モータハウジング部に収容されたブラシレスモータと、該ブラシレスモータに駆動電流を通電するためのインバータ回路を搭載した第１の回路基板と、該インバータ回路を制御する回路を搭載した第２の回路基板と、該第１の回路基板と該第２の回路基板を接続するフラットケーブルと、を有する電動工具において、分割された前記ハウジングの合わせ面の近傍にリブを設けると共に、該リブに接触する前記フラットケーブル部分に、布材よりなる緩衝材を形成したことを特徴とする電動工具。