电动工具制造技术

本发明专利技术提供一种电动工具，该电动工具具有：电动机，其具有电动机轴；前端工具，其由电动机驱动；壳体，其收容电动机；开关元件，其用于驱动电动机；以及轴承，其可以保持所述电动机轴。另外，开关元件设置为，在壳体内部的电动机轴方向上，与轴承重叠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以无刷电动机作为驱动源的电动工具。本专利技术除了冲击起子 (impact driver)、起子电钻(driver drill)、振动钻、电锤钻等紧固、开孔用工具之外，还 可以应用于圆锯、线锯等使用无刷电动机的其他电动工具。
技术介绍
例如如下述专利文献1公开所示，公知一种电动工具，其采用无刷电动机(无刷直 流电动机)作为驱动源。无刷电动机与换向器电动机相比具有高效率，在使用充电电池(电 池组件)的内电源型的电动工具中采用无刷电动机的情况下，每充电1次的电动工具的作 业时间，与使用换向器电动机的情况相比更长。另外，由于使用无刷电动机的电动工具，搭 载包括微型计算机等电动机驱动控制电路，所以在该电动工具中，可以容易地通过电子控 制，进行高性能的电动机的旋转控制。无刷电动机如所公知所示，由下述部件构成磁转子，其具有永磁体；定子，其具 有3相绕组等多相定子线圈；磁性传感器，其由多个对转子的永磁体的磁力进行检测而检 测转子位置的霍尔IC构成；以及逆变电路基板，其使用MOSFET (绝缘栅型场效应晶体管) 或IGBT (绝缘栅型双极性晶体管)等多个半导体开关元件(例如6个元件)，对直流电压进 行开关而变换为3相交流电，向各相的定子线圈通电。多个磁性传感器与多相的定子线圈 对应，无刷电动机构成为，基于由各个磁性传感器得到的转子位置检测结果，设定各相的定 子线圈的通电定时。在无刷电动机中，由于使大电流向安装于逆变电路基板上的半导体开关元件(功 率晶体管)通电，所以功率损失较大，由此，半导体开关元件的发热量变大。如果半导体开 关元件的发热量变大，则逆变电路基板及安装在逆变电路基板上的所述半导体开关元件、 以及其他电路元件，产生高温而会受到热损伤，成为老化或损坏的原因。因此，如专利文献1公开所示，考虑了下述对策，S卩，为了对收容在电动工具的机 身壳体部内的逆变电路基板上所安装的半导体开关元件进行强制冷却，通过将逆变电路基 板的半导体开关元件配置在安装于电动机旋转轴上的冷却风扇的外周部附近，从而对半导 体开关元件的发热主动地进行散热。专利文献1 日本国特开2006-297532号公报
技术实现思路
但是，对于上述的半导体开关元件，在将具有散热风扇且采用功率晶体管的无刷 电动机用于电动工具的情况下，在收容电动机部的机身壳体部内，必须将安装有半导体开 关元件的逆变电路基板接近电动机主体而设置。因此，产生机身壳体部的整体长度变长的5问题，或者产生机身壳体部在电动机旋转轴的周向上的尺寸变大的问题。其结果，难以使电 动工具的机身壳体部中的轴向上的整体长度或者径向的尺寸变短而向紧凑化改善，导致工 具的操作性或作业性降低。作为专利文献1所公开的逆变电路的半导体开关元件，特别地，在采用MOSFET等 高输出功率晶体管的情况下，功率晶体管的引线利用插入型安装技术，将功率晶体管垂直 地竖立安装在逆变电路基板上，由于需要在漏电极侧设置散热板(散热器)以改善散热效 果，所以产生机身壳体部的轴向的整体长度变长的问题。因此，从工具的操作性或作业性的 角度出发，需要使机身壳体部的轴向的整体长度缩短。由此，本专利技术的目的在于，提供一种机身壳体部的整体长度较短、且采用无刷电动 机的电动工具。本专利技术的另一个目的在于，提供一种使配置于机身壳体部内的逆变电路基板的半 导体功率晶体管的冷却效果较好的电动工具。为了实现上述本专利技术的目的，本申请所公开的专利技术中，具有代表性的部分的特征 如下所示。(1)本专利技术的第1个方面所涉及的电动工具，其具有电动机，其具有电动机轴；前 端工具，其由所述电动机驱动；壳体，其收容所述电动机；开关元件，其用于驱动所述电动 机；以及轴承，其可以保持所述电动机轴，其特征在于，将所述开关元件设置为，在所述壳体 内部的所述电动机轴方向上，与所述轴承重叠。(2)另外，所述壳体具有电动机壳体部，其收容所述电动机；以及把手壳体部，其 从所述电动机壳体部向下方延伸，所示轴承及开关元件设置在所述电动机壳体部中。(3)另外，所述壳体为左右分割式的壳体，所述轴承由设置在所述电动机壳体部中 的向左右方向延伸的加强肋保持。(4)另外，所述电动机轴设置为，与安装所述开关元件的电路基板大致正交。(5)另外，所述开关元件设置多个，所述开关元件的一部分以平置在所述电路基板 上的状态设置，所述开关元件的另一部分以从所述电路基板竖立的状态设置，所述开关元 件的另一部分与所述轴承重叠。(6)另外，也可以在所述开关元件的一部分的、所述电动机轴的轴后方，设置所述 加强肋。(7)另外，所述左右分割式的壳体可以通过向左右方向延伸的螺钉固定，在所述电 动机壳体中设置用于固定螺钉的螺钉凸台，在所述螺钉凸台与所述轴承之间，配置所述开 关元件的另一部分。(8)本专利技术的第2个方面所涉及的电动工具，其具有壳体，其具有从一端部向另 一端部延伸的机身壳体部；无刷电动机部，其具有电动机旋转轴及定子绕组，其中，该电动 机旋转轴从所述机身壳体部内的所述一端部向朝向所述另一端部的方向延伸，并由分别设 置在所述一端部侧及所述另一端部侧的所述机身壳体部内的第1及第2轴承部支承，该定 子绕组设置在该电动机旋转轴的中间部的外周边；逆变电路基板，其安装有用于向所述定 子绕组供给电力的多个半导体开关元件，并且，收容在所述机身壳体部内的所述一端部侧； 前端工具安装部，其基于所述电动机旋转轴的旋转输出而被驱动，并且，设置在所述机身壳 体部的所述另一端侧；以及动力传递部，其设置在所述机身壳体部的所述另一端部侧，用于将所述电动机旋转轴的旋转输出向所述前端工具安装部传递，其特征在于，所述逆变电路 基板配置为，在设置于所述机身壳体部的所述一端部侧的所述第1轴承部与所述定子绕组 之间的所述机身壳体部内的空间部中，沿横穿所述电动机旋转轴的轴向的方向延伸，所述 逆变电路基板的所述半导体开关元件的安装面，配置为与所述第1轴承部相对，并且，安装 在所述逆变电路基板的所述安装面上的所述多个半导体开关元件中的第1组元件，具有超 过从所述安装面至所述第1轴承部为止的间隔距离的高度，在所述安装面与所述一端部之 间的所述机身壳体部内的空间部中，与所述第1轴承部相邻地安装。(9)另外，安装在所述逆变电路基板的所述安装面上的所述多个半导体开关元件 中的第2组元件，具有与从所述安装面至所述第1轴承部为止的所述间隔距离相比较小的 高度，安装在所述安装面与所述第1轴承部之间的所述机身壳体部内的空间部中。(10)另外，所述第1组及所述第2组半导体开关元件，分别由具有插入型引线的半 导体功率晶体管构成，所述第1组元件，以所述插入型引线相对于所述逆变电路基板的所 述安装面垂直的状态安装，所述第2组元件，以所述插入型引线相对于所述逆变电路基板 的所述安装面弯折，该半导体功率晶体管的封装面与所述安装面平行的状态安装。(11)另外，所述电动机旋转轴经由设置在所述逆变电路基板上的通孔，与该逆变 电路基板正交。(12)另外，所述壳体具有从所述机身壳体部的延伸方向分支而延伸的手柄壳体部。(13)另外，所述壳体构成为，利用向左右方向延伸的螺钉，紧固由横穿所述电动机 旋转轴的中心轴的垂直面左右分割为两部分的对开壳体部件，所述第1轴承部由形成于加 强肋的中央部处的孔部保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动工具，其具有：电动机，其具有电动机轴；前端工具，其由所述电动机驱动；壳体，其收容所述电动机；开关元件，其用于驱动所述电动机；以及轴承，其可以保持所述电动机轴，其特征在于，将所述开关元件设置为，在所述壳体内部的所述电动机轴方向上，与所述轴承重叠。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：东海林润一，武田岳史，小室义广，喜岛裕司，川端康生，
申请(专利权)人：日立工机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]