电动工具 【技术领域】
本发明涉及一种电动工具， 其使用无刷直流电机作为驱动源并具有紧凑尺寸。背景技术 近年来， 在用电机使工具诸如钻头或旋具转动以执行所需操作的电动工具中， 使 用无刷直流 (DC) 电机。无刷直流电机是一种没有电刷 ( 用于连通的刷子 ) 的 DC( 直流 ) 电机， 其在定子侧使用线圈 ( 绕组 )、 而在转子侧使用永磁体， 并依次向预定线圈施加由变 换器驱动的电力， 从而使转子转动。作为无刷直流电机的示例， 例如， 已知在专利文献 1 中 描述了一种无刷直流电机。 在此专利文献 1 中， 在安装于电机后端侧 ( 与输出轴相反一侧 ) 的圆形电路板上布置开关元件， 开关元件用于切换向缠绕在定子上的线圈所施加电流的通 断。所有开关元件安装在电路板的一侧表面 ( 后侧表面 ) 上， 并与散热件相邻接， 散热件以 独立于电路板的方式固定至定子铁芯， 用于散发开关元件中所产生的热量。
近年来， 在用电机转动并驱动工具 ( 诸如钻头或旋具 ) 以执行所需操作的电动工 具中， 设置用于冷却电机的风扇。风扇与电机同轴方式设置， 并随电机转动而转动。通常， 风扇设置于电机转动轴的后端侧或其前端侧， 并借助于由风扇所产生的气流冷却电机的发 热部分。在使用无刷直流电机的电动工具中， 由于通过依次向预定线圈供给由变换器驱动 的电力使转子转动， 将由输出晶体管组成的变换器电路布置在例如电机后部， 并且也由风 扇所产生的气流对变换器电路进行冷却。此外， 在专利文献 2 中披露了一种技术， 其中将用 于电动工具开关的控制晶体管布置在散热片上， 此散热片靠近于电池布置， 以及， 外部空气 从靠近于散热片形成在壳体中 ( 把手部的下部 ) 的开口通过散热片和电池。
引用列表
专利文献 1 ： JP-A-2004-357371
专利文献 2 ： US 2003/0030984
发明内容 技术问题
在将所有开关元件安装于电路板后表面的方法中， 鉴于冷却表面与安装空间之间 的关系， 这样布置开关元件， 使得各开关元件的高度方向与电机转动轴平行。然而， 这种布 置能够实现良好的冷却性能， 但在电机后端侧及其轴向要求具有与电路板及开关元件的高 度相对应的空间。所以， 将这种电机应用于电动工具， 导致壳体前后方向长度的增加。
另一方面， 为了避免壳体前后方向长度的增加， 也考虑到不将电路板设置于电机 后方而是设置在其他位置。然而， 由于较大电流在开关元件中流动， 需要冷却开关元件。通 常， 借助于通过电机转动的冷却风扇， 使开关元件冷却。所以， 如果将安装有开关元件的基 板布置于其他位置， 就会产生如何进行冷却的问题。
考虑到上述背景技术， 本发明的目的是， 提供一种电动工具， 通过缩短壳体的前后 方向长度， 可以使电动工具的全长缩短。
本发明的另一目的是， 提供一种电动工具， 其实现良好的冷却结构， 同时将开关元 件安装在远离电机的位置 ( 与电机分隔开布置的位置 )。
本发明的又一目的是， 提供一种电动工具， 其能够令人满意地冷却开关元件， 而与 电机转动状态无关。
在使用无刷直流电机的结构下， 在将所有开关元件安装于电路板后侧面的方法 中， 这样布置开关元件， 在安装空间的关系上， 使得开关元件的高度方向与电机转动轴平 行。 然而， 这种布置要求在电机轴向后侧具有与电路板和开关元件的高度相对应的空间。 所 以， 这种电机应用在电动工具中会导致壳体的前后方向长度增加。
另一方面， 为了避免壳体前后方向长度的增加， 还考虑到如专利文献 2 中那样， 不 将电路板设置在电机后面， 而是将其设置在壳体把手部中。然而， 如专利文献 2 中那样， 在 壳体中设置开口并使来自散热片和电池部分的热量自然散发的结构， 对于仅仅布置用于控 制电机通断的开关元件是足够的， 但对于冷却大电流流动的无刷直流电机用开关元件而言 则是不够的。
考虑到上述背景技术， 本发明的一个目的是， 提供一种电动工具， 其利用现有的电 机冷却风扇产生气流， 用于冷却远离电机布置的控制电路。
本发明的另一目的是， 提供一种电动工具， 其实现良好的冷却结构， 同时将无刷直 流电机的开关元件安装在远离电机的位置 ( 与电机分隔开布置的位置 )。
本发明的又一目的是， 提供一种电动工具， 其有效冷却用于有刷直流电机的保护 电路。
解决技术问题的方案
根据本发明的一个特征， 一种电动工具， 其包括无刷直流电机、 以及向电机供给驱 动电力的驱动电路， 以及， 该电动工具转动或驱动一种工具。其中， 驱动电路包括多个开关 元件， 并布置在设置于壳体握持部中或握持部下方的基板上， 以及， 在开关元件附近设置电 扇， 以便冷却开关元件。 在壳体握持部下方设置进气口和出气口， 进气口用于由电扇吸进外 部空气， 以及， 出气口用于排出吹到开关元件中的空气。进气口和出气口设置于壳体的侧 面。进气口设置在壳体后侧的侧面上， 以及， 出气口设置在壳体前侧的侧面上。
根据本发明的另一特征， 设置有温度传感器， 用于测量开关元件的安装部分温度。 利用此温度传感器执行温度控制， 使得在温度超过预定值的情况下， 驱动电扇 ； 以及， 当温 度低于预定值时， 可以使风扇停止。此外， 执行另外的温度控制， 使得在开始电机驱动的同 一时间， 使电扇转动 ； 以及， 即使在停止电机转动的情况下， 也不停止电扇， 直至温度低于预 定值。
根据本发明的另一特征， 壳体设置有指示电扇正在转动的显示装置， 从而向操作 者指示电扇正在转动。 此外， 电动工具包括用于供给电力的可拆卸电池， 并将安装有开关元 件的基板设置在电池与握持部之间。将开关元件布置在基板上， 使其高度方向在竖直方向 自基板延伸。
根据本发明的另一特征， 一种电动工具， 包括 ： 电机 ； 风扇， 其安装于电机的转动 轴并冷却电机 ； 转动传输装置， 其向工具传输转动力或驱动力 ； 以及壳体， 用于在其中容纳 这些部件。其中， 壳体包括本体部 ( 在其中容纳电机和转动传输装置 )、 把手部 ( 其自本体 部伸出 )、 以及电池保持部 ( 其设置于把手部的前端 ) ； 用于控制电机转动的控制电路， 布置于设置在把手部或电池保持部中的基板上 ； 以及， 空气进出口设置在把手部或电池保持部 中， 并利用风扇在把手部中产生气流， 藉此， 对控制电路进行冷却。把手部中的气流可以从 风扇的空气排出侧向空气进出口流动。或者相反， 气流也可以从空气进出口向风扇的空气 吸入侧流动。
根据本发明的另一特征， 电机是无刷直流电机， 以及， 控制电路包括驱动无刷直流 电机的变换器电路。 其中， 发热量较大的变换器电路的开关元件， 由在把手部中流动的气流 进行冷却。此外， 电机是有刷直流电机， 以及， 其电机的控制电路包括用于保护电机的输出 晶体管。其中， 发热量较大的输出晶体管由风扇所产生的气流进行冷却。为了增强冷却效 果， 在把手部中可以设置整流板， 用于使气流改变方向。 此外， 在部分基板中或基板周围， 可 以形成气流由其中通过的引导通道。 此外， 在壳体把手部的内壁或外壁上， 可以设置绝热材 料。此外， 在壳体的进气口中可以设置过滤器， 用于过滤空气。
发明的有益效果
根据本发明的第一方面， 包括开关元件的驱动电路布置在设置于壳体握持部中或 握持部下方的基板上， 并在开关元件附近设置电扇， 以便冷却开关元件。所以， 在壳体本体 部中电机后侧不需要太大空间， 因而， 可以实现具有紧凑前后长度的电动工具。此外， 由于 设置电扇以便冷却开关元件， 可以实现开关元件的有效冷却。 根据本发明的第二方面， 在壳体握持部下方， 设置用于由电扇吸进外部空气的进 气口、 以及用于排出吹到开关元件中的空气的出气口。 所以， 即使在发热量大的开关元件安 装在壳体的狭窄空间中的情形下， 也能有效冷却开关元件。
根据本发明的第三方面， 进气口和出气口设置在握持部下方的壳体侧面。 所以， 不 用担心进气口和出气口被操作者的手遮闭， 因此能够保持良好的冷却性能。
根据本发明的第四方面， 进气口设置于壳体后侧的侧面， 而出气口设置于壳体前 侧的侧面。所以， 从壳体内部排出的空气不会吹到操作者， 因而， 操作者可以舒适地进行工 作。 此外， 由于进气口位于后侧， 也就是， 位于操作者侧， 即使在在诸如切削操作期间产生粉 尘的环境下， 粉尘也难以从进气口进入壳体内部。
根据本发明的第五方面， 设置温度传感器， 用于测量开关元件安装部分的温度， 以 及， 仅仅在温度超过预定值的情形下， 驱动电扇。 所以， 在使用充电式电池的情形下， 可以减 小电扇对电池的消耗。
根据本发明的第六方面， 设置温度传感器， 用于测量开关元件安装部分的温度 ； 以 及， 当开始电机驱动时， 使电扇转动， 以及， 当温度低于预定值时， 停止电扇。 所以， 即使在电 机转动经常停止的产品中， 诸如电钻和圆盘磨光机， 也能可靠地冷却开关元件， 而与电机转 动停止无关。
根据本发明的第七方面， 壳体设置有指示电扇正在转动的显示装置。所以， 即使 在电机停止之后， 操作者也能确认电扇的转动状态， 因而， 能够避免在电扇转动期间拆卸电 池。
根据本发明的第八方面， 电动工具包括 ： 可拆卸电池， 其用于向驱动电路提供电 力； 以及， 基板， 其设置在电池与握持部之间。所以， 可以缩短电池与基板之间的引线距离。
根据本发明的第九方面， 将开关元件布置在基板上， 使其高度方向在竖直方向自 基板延伸。所以， 即使在厚度受到限制的握持部内部， 也能布置开关元件。
根据本发明的第十方面， 用于控制电机转动的控制电路布置在设置于把手部或电 池保持部中的基板上， 空气进出口设置在把手部或电池保持部中， 以及， 利用风扇在把手部 中产生气流， 藉此， 冷却控制电路。所以， 即使在发热量大的开关元件布置在把手部狭窄空 间中的情况下， 也能有效冷却开关元件。 此外， 由于不需要单独设置电扇用以冷却设置位置 不同于电机设置位置的控制电路， 能以低成本实现有效冷却结构。
根据本发明的第十一方面， 由于把手部中的气流从风扇的空气排出侧向空气进出 口流动， 把手部中的气流方向可以维持不变， 并且能实现有效冷却结构。
根据本发明的第十二方面， 由于把手部中的气流从空气进出口向风扇的空气吸入 侧流动， 把手部中的气流方向可以维持不变， 并且能实现有效冷却结构。
根据本发明的第十三方面， 电机是无刷直流电机， 以及， 控制电路是驱动无刷直流 电机的变换器电路。所以， 不需要在壳体本体部中电机的后侧安装变换器电路， 从而， 可以 减小常规电机后侧所需要的空间， 因而， 可以实现具有紧凑前后长度本体部的电动工具。
根据本发明的第十四方面， 电机是有刷直流电机， 而控制电路包括用于保护有刷 直流电机的输出晶体管。由于可以添加用于这种有刷直流电机中输出晶体管的冷却结构， 可以保证可靠性高的电动工具操作。 根据本发明的第十五方面， 由于在壳体把手部中设置用于使气流改变方向的整流 板， 可以使壳体中空气的流动顺畅， 因而， 可以提高冷却效果。
根据本发明的第十六方面， 由于在基板中或基板周围形成气流通过的引导通道， 可以有效地冷却安装在基板上的开关元件。
根据本发明的第十七方面， 由于在壳体中把手部的内壁或外壁上设置绝热材料， 能减少由把手部中开关元件所产生的热传向操作者握持把手部的手， 因而， 操作者可以舒 适地进行工作。
根据本发明的第十八方面， 由于空气进出口设置在壳体后侧的侧面， 从壳体内部 排出的空气不会吹到操作者， 因而， 操作者可以舒适地执行工作。 此外， 同样地， 在诸如切削 操作期间产生粉尘的环境下， 粉尘难以从空气进出口进入壳体内部。
根据本发明的第十九方面， 由于为进气口设置用于过滤空气的过滤器， 能有效地 避免粉尘进入壳体内部。
附图说明
图 1 是图示根据本发明实施例冲击旋具内部结构的图 ； 图 2 是图 1 中控制电路板 9 安装部附近的放大剖视图 ； 图 3 是从侧面观察图 1 所示控制电路板 9 的侧视图 ； 图 4 是从上侧观察图 1 所示控制电路板 9 的俯视图 ； 图 5 是图示图 1 中电机 3 驱动控制系统结构的方块图 ； 图 6 是图示根据本发明实施例冲击旋具 1 使用状态的侧视图 ； 图 7 是图示本发明第二实施例控制电路板 9 的俯视图 ； 图 8 是图示根据本发明第一实施例冲击旋具内部结构的图 ； 图 9 是从图 8 所示控制电路板 9 上侧观察的俯视图 ； 图 10 是图示图 8 中电机驱动控制系统结构的方块图 ；图 11 是图示根据本发明第二实施例冲击旋具内部结构的图 ；
图 12 是图示根据本发明第三实施例冲击旋具内部结构的图 ；
图 13 是图示根据本发明第四实施例冲击旋具内部结构的图 ；
图 14 是图示过滤器 128 安装于空气进出口 125 状态的剖视图， 涉及本发明第四实 施例的变化例 ； 以及
图 15 是根据本发明第五实施例冲击旋具内部结构的图。 具体实施方式
下面， 参照图 1 至图 3， 说明本发明的一个实施例。 注意， 下文叙述中的上下方向和 前后方向指图 1 中所示的方向。图 1 是图示作为根据本发明电动工具一个实施例的冲击旋 具 1 内部结构的图。 带有可充电电池 2 作为电源的冲击旋具 1， 利用电机 3 作为驱动源， 将转 动冲击机构 4 驱动， 并向作为输出轴的铁砧 ( 锤砧， anvil)5 提供转动力和冲击力， 从而， 向 未示出的工具诸如旋具刀头间隙方式输送转动冲击力， 并执行螺纹连接或螺栓连接操作。
电机 3 是一种无刷直流电机， 其容纳于壳体 6( 侧视图中为大致 T 形 ) 的筒状本体 部 6a 中。由设置于本体部 6a 后端侧的轴承 17a 和靠近于本体部 6a 中部设置的轴承 17b， 可转动方式保持电机 3 的转动轴 19。在电机 3 前方设置风扇 18， 风扇 18 安装于转动轴 19， 并与电机 3 同步方式转动。借助于风扇 18， 将空气从设置于本体部 6a 后部的进气口 53 吸 进， 并从风扇 18 周围布置的多个窄缝 ( 未示出 ) 排出至壳体 6 外部。在电机 3 后方设置基 板 7， 在基板 7 上安装位置检测元件 42， 位置检测元件 42 用于执行与电机 3 驱动线圈的连 接以及检测转子 3b 的转动位置。 握持部 6b 以大致直角自壳体 6 本体部 6a 整体方式伸出， 在握持部 6b 内的上部设 置扳机开关 ( 触发开关 )8。为扳机开关 8 设置扳机操作部 8c， 扳机操作部 8c 受未示出的 弹簧推压、 并且自握持部 6b 突出。在握持部 6b 内的下部容纳控制电路板 9， 控制电路板 9 具有通过扳机操作部 8c 的拉扣操作来控制电机 3 速度的功能。在此控制电路板 9 上， 进一 步安装六个开关元件 21， 以及， 这些开关元件 21 执行变换器控制， 从而使电机 3 转动。 在开 关元件 21 上方安装小尺寸电扇 22。驱动电路基板 7、 开关元件 21、 以及电扇 22 的细节在下 文进行描述。电池 2 诸如镍氢电池或锂离子电池， 以可拆卸方式安装至位于握持部 6b 下方 的电池保持部 6c。
转动冲击机构 4 包括行星齿轮减速机构 10、 芯轴 11、 以及锤体 12。当拉扣扳机开 关 8 的扳机操作部 8c 并启动电机 3 时， 电机 3 的转动经行星齿轮减速机构 10 减速， 并将减 速的转动传至芯轴 11， 藉此， 以预定速度驱动芯轴 11 转动。芯轴 11 和锤体 12 经凸轮机构 互相联结。此凸轮机构包括 ： V 形芯轴凸轮槽 11a， 其形成于芯轴 11 的外周面 ； 锤体凸轮槽 12a， 其形成于锤体 12 的内周面 ； 以及， 球体 13， 其与这些凸轮槽 11a 和 12a 相接合。
锤体 12 总是由弹簧 14 向前推压， 以及， 静止时， 借助于球体 13 与凸轮槽 11a、 12a 之间的接合， 将锤体 12 定位在与铁砧 5 端面分开的位置。在锤体 12 与铁砧 5 彼此相对的 各转动平面上的两个部位， 对称地形成未示出的凸部。
当驱动芯轴 11 的转动时， 其转动通过凸轮机构传到锤体 12。在锤体 12 转动一半 之前， 锤体 12 的凸部与铁砧 5 的凸部相接合， 藉此， 使铁砧 5 转动。在此时， 由于接合反作 用力在芯轴 11 与锤体 12 之间产生相对转动时， 锤体 12 开始压缩弹簧 14 并沿凸轮机构的
芯轴凸轮槽 11a 后退至电机 3 侧。
当借助于锤体 12 的后退使锤体 12 的凸部越过铁砧 5 的凸部并且二者的凸部相分 离时， 除芯轴 11 的转动力之外， 借助于贮存在弹簧 14 中的弹性能量和凸轮机构的作用， 使 锤体 12 在转动方向和向前方向快速加速， 同时， 由弹簧 14 的推压力使锤体 12 向前移动， 并 使锤体 12 的凸部再次与铁砧 5 的凸部相接合， 藉此， 锤体 12 和铁砧 5 开始整体方式转动。 由于此时将强转动冲击力施加于铁砧 5， 通过未示出的安装于铁砧 5 的工具， 将转动冲击力 传递至螺钉。
之后， 重复类似操作， 并将转动冲击力间隙方式从工具反复传至螺钉， 使得螺钉紧 固进入未示出的被紧固材料如木头。
图 2 是图 1 中控制电路板 9 安装部附近的放大剖视图。在安装于控制电路板 9 的 开关元件 21 上方， 设置小尺寸电扇 22。借助于此电扇 22 的转动， 将外部空气从形成于壳 体 6 电池保持部 6c 的进气口 25 以箭头 30a 的方向引入， 之后， 在箭头 30b 所示通道中流 动。然后， 借助于电扇 22， 向开关元件 21 中吹送强气流。通常， 开关元件 21 诸如用于电源 的 FET， 在其背面经常具有散热板。 在本实施例中， 向此散热板中有效吹送气流。 此外， 可以 将另外的铝制散热器安装至开关元件 21 的散热板， 从而， 也向其散热器中吹送气流。
经开关元件 21 热量加热的空气， 从箭头 30c 的方向通过形成于壳体 6 电池保持部 6c 前侧的出气口 26， 在箭头 30d 的方向排出。
进气口 25 布置于冲击旋具 1 后侧， 而出气口 26 布置于其前侧。这是因为 ： 由于切 削屑的产生， 在冲击旋具 1 的前侧比在后侧存在更多的粉尘， 这样可以避免粉尘进入内部。 此外， 如果出气口 26 位于冲击旋具后侧， 排出的空气会吹到操作者， 故而在本实施例中， 将 出气口 26 布置于前侧。进气口 26 和出气口 26 可以简单地设置为孔， 但为了避免粉尘及污 垢侵入， 也可以在此安装网或过滤器。
本发明特征不仅在于电扇 22 的转动与扳机 8c 的拉扣操作相配合， 还在于执行这 样一种控制， 即， 在扳机 8c 释放之后， 仍然根据开关元件 21 的温度保持电扇 22 转动。在常 规电动工具中， 利用与电机 3 共轴方式构成的风扇 18 所产生的气流， 对开关元件 21 进行冷 却。据此， 无论开关元件 21 温度如何， 一旦通过释放扳机 8c 停止电机 3 的转动， 风扇也停 止。所以， 担心开关元件 21 温度高于设想温度， 并因此缩短开关元件 21 的寿命。特别地， 在可以锁定定子 3b 的转动的电动工具产品中， 诸如电钻和圆盘磨光机， 当锁定转动时， 安 装于转动轴 19 的风扇不再转动。所以， 担心开关元件 21 得不到充分冷却。
图 3 是从侧面观察图 1 所示控制电路板 9 的侧视图， 而图 4 是从上侧观察控制电 路板 9 的俯视图。在控制电路板 9 上， 六个开关元件 21 在垂直方向安装至控制电路板 9， 也 就是， 安装成开关元件 21 的高度方向在上下方向。通过这样布置开关元件 21， 板上的安装 效率得以改进。所以， 在开关元件 21 布置于径向尺寸受到限制的握持部 6b 中的情况下， 上 述安装是适宜的。在六个开关元件 21 的中央部分设置温度传感器 52， 用其检测开关元件 21 周围的温度。由温度升高测量电路 45( 下文说明 ) 监测此检出温度。
控制电路板 9 具有与电池 2 上表面形状相对应的形状。将控制板 27 安装至控制 电路板 9 上表面的前侧， 使控制板 27 暴露于电池保持部 6c 的上表面。在控制板 27 上， 安 装各种操作按钮和指示灯。光按钮 34 是一种轻触开关。通过按压此按钮， 可以使安装于冲 击旋具 1 的白光 LED 灯接通或断开。电池电量按钮 35 是一种轻触开关。通过按压此按钮35， 在显示电池标志的电池电量指示灯 36 中， 操作者可以确认电池剩余电量。电池电量指 示下列三种电量中的任意一种 ： “满电 ( 两个 LED 点亮 )” 、 “约半电 ( 一个 LED 点亮 )” 、 以 及 “少电 ( 两个 LED 都没有点亮 )” 。指示灯 37 是电扇 22 正在运转时点亮的 LED。以这种 方式， 操作者可以知道电扇 22 正在运转、 并正在执行冷却。强度指示灯 38 是用于指示由强 度开关 33a 所设定拉紧转矩强度的灯， 其以 LED 点亮个数指示代表电机 3 转数的四个等级 ( 例如， 2600、 2000、 1200、 500 次 / 分 ) 的设定等级。单发 / 连发指示灯 39 显示单发模式和 连发模式中的任何一种， 通过按压单发 / 连发开关 33b 切换这两种模式。在单发模式中， 在 通过拉扣扳机操作开关 8c 启动冲击旋具之后， 在几次 ( 一至四次 ) 击打之后， 冲击旋具自 动停止。在连发模式中， 在通过拉扣扳机操作开关 8c 激励冲击旋具之后， 冲击旋具连续操 作 ( 不会自动停止 )。
如图 4 所示， 在控制电路板 9 后侧设置连接器 23 和 24。通过连接器 24， 从下文说 明的控制信号输出电路输入开关元件驱动信号。 此外， 通过连接器 53， 使控制电路板 9 与扳 机开关 8 相连接。
下面， 参照图 5， 说明电机 3 驱动控制系统的结构和工作。图 5 是图示电机驱动控 制系统结构的方块图。在本实施例中， 电机 3 由三相无刷直流电机组成。这种无刷直流电 机是所谓的内转子式， 包括 ： 转子 3b， 其包括具有多组 ( 本实施例中为两组 )N 极和 S 极的永 磁体 ( 磁体 ) ； 定子 3a， 其由星形连接的三相定子绕组 U、 V、 W 组成 ； 以及， 三个转动位置检 测元件 ( 霍尔元件 )42， 其以预定间隔例如以 60°角间隔布置在周向， 以便检测转子 3b 的 转动位置。基于来自这些转动位置检测元件 42 的位置检测信号， 对定子绕组 U、 V、 W 的通电 方向和通电时间进行控制， 并使转子 3 转动。转动位置检测元件 42 布置在基板 7 上与转子 3b 的磁体相对的位置。 作为安装在控制电路板 9 上的电子元件， 包括连接成三相电桥的六个开关元件 Q1 至 Q6 诸如 FET( 场效应晶体管 )。六个桥式连接的开关元件 Q1 至 Q6 各门极与安装在控制 电路板 9 上的控制信号输出电路 46 相连接， 六个开关元件 Q1 至 Q6 的各漏极或各源极与星 形连接的定子绕组 U、 V、 W 相连接。以此方式， 基于从控制信号输出电路 46 输入的开关元件 驱动信号 (H4、 H5、 H6 等驱动信号 )， 六个开关元件 Q 1 至 Q6 执行开关操作， 并将电池 2 要 施加至变换器电路 47 的直流电压变换成三相 (U 相、 V 相、 以及 W 相 ) 电压 Vu、 Vv、 Vw， 以便 向定子绕组 U、 V、 W 供电。
为冲击旋具 1 设置正向 / 反向切换操作杆 51， 用于切换电机 3 的转动方向。转动 方向设定电路 50 每次检测到正向 / 反向切换操作杆 51 的改变， 就切换电机的转动方向， 并 将其控制信号传输至操作部 41。操作部 41 包括 ： 中央处理单元 (CPU)， 其基于处理程序和 数据输出驱动信号 ROM， 用于存储处理程序和控制数据 ； RAM， 用于暂时存储数据 ； 以及， 定 时器， 这些部件都未在图中示出。
基于来自转动方向设定电路 50 和转子位置检测电路 43 的输出信号， 操作部 41 形 成用于使预定开关元件 Q1 至 Q6 交替开关的驱动信号， 并将驱动信号输出至控制信号输出 电路 46。以此方式， 给定子绕组 U、 V、 W 的预定绕组交替供电， 从而， 使转子 3b 按设定转动 方向转动。在这种情况下， 基于来自外施电压设定电路 49 的输出控制信号， 输出要施加至 驱动电路板 7 上负电源侧开关元件 Q4 至 Q6 的驱动信号， 作为 PWM 信号。用电流检测电路 48 测量供给至电机 3 的电流值， 并将测定值反馈至操作部 41， 藉此， 调节供给至电机 3 的电
流， 使其成为设定驱动电力。PWM 信号也可以施加至正电源侧开关元件 Q1 至 Q3。
图 5 是根据本发明实施例冲击旋具 1 壳体 6 内部形状的侧视图。在壳体 6 本体部 6a 的后端， 设置在轴向开口的进气口 53、 以及相对于轴向在周向开口的多个窄缝 54。 此外， 靠近与电机 3 布置成重叠状态的开关元件的安装部， 形成作为开口部的多个窄缝 55。在壳 体 6 中， 不仅形成窄缝， 还形成有 ： 肋部 38、 39 和 40， 用于固定电机 3 ； 以及， 平面保持部 57， 用于保持在电机 3 外围多个位置中形成的平面部。 平面保持部 57 具有在周向形成的几个肋 部， 借助肋部使与电机 3 外围平面的接触性能良好。窄缝 55 是在风扇 18 周向外部所形成 的开口部， 以及， 壳体 6 内部的空气通过窄缝 56 排出至外部。在壳体 6 中， 形成安装部 48， 用于安装扳机开关 8。在图 5 中， 尽管仅仅示出壳体 6 在其轴向分切的一侧形状， 但壳体 6 另一侧的形状也是相似的。通过将螺钉紧固至螺钉凸台 59、 60， 将左右壳体固定在一起。
图 6 是图 1 中冲击旋具 1 后端部的放大图， 其中示出用于冷却的气流。从图中可 以看出， 在前后方向上， 电机 3 的前后方向 ( 轴向 ) 长度 Wm 与布置开关元件所需长度 Ws 重 叠。据此， 与常规布置方法相比， 壳体 6 本体部 6a 的长度可以缩短， 缩短的长度对应于开关 元件 21a、 21b 的高度， 因而， 可以实现紧凑电动工具。此外， 采用这种重叠布置方法， 本体部 6a 的左右方向 ( 横向 ) 宽度稍稍变大。然而， 由于在本体部 6a 上下方向的高度与常规电动 工具中的高度相同， 操作者很少注意到本体部 6a 变厚。 本实施例中的特征结构在于 ： 在变换器电路 47 中设置温度传感器 52， 用于测量开 关元件 21 的温度 ； 以及， 总是用温度升高测量电路 45 监测开关元件 21 的温度或开关元件 21 周围的温度。 开关元件 21 的温度由温度升高测量电路 45 测量， 测定值输出至操作部 41。 当确定温度达到预设基准值以上时， 操作部 41 向风扇转动控制部 44 发送信号， 并使电扇 22 转动。类似地， 无论电机 3 是否转动， 根据开关元件 21 的测定温度， 操作部 41 都可以控制 电扇 22 转动的通断。电扇 22 转动的速度， 不仅能以一档方式进行控制， 而且能以低速 / 高 速两档方式进行控制， 或者以连续可变方式进行控制。电扇 22 可以使用供自电池 2( 图 5 中未示出 ) 的电力。
图 6 示出使用根据本实施例冲击旋具 1 时的状态。 图 6 中， 操作者用他的右手握持 壳体 6 的握持部 6b。在本图中， 尽管操作者用右手中指操作扳机 8c， 但也可以用食指操作 扳机 8c。此时， 从图中可以看出， 电池保持部 6c， 也就是， 粗线之间范围 W 中的侧面部， 是操 作者未手握或者手未触及的区域。较好的是， 不在电池保持部 6c 的上表面而是在其侧面的 任意位置上设置进气口和出气口。在本实施例中， 在前侧的侧面 62 上和在后侧的侧面上， 设置进气口 25 和出气口 26。 同样在这种情况下， 不用担心进气口和出气口被操作者的手遮 闭。所以， 可以有效地保持电扇 22 的冷却效果。此外， 优选的是， 进气口 25 和出气口 26 不 是设置在相同侧面上， 而是设置于对向侧面上， 因为风道短， 电扇 22 所产生的气流顺畅。然 而， 在空间关系上将它们设置于相同侧面的情况下， 也可以获得本发明的优点。
此外， 即使在电池保持部 6c 的上表面侧的区域 61 处， 只要其区域远离握持部 6b， 例如， 在上表面的前侧附近， 就可以设置进气口或出气口， 因为在这里进气口或出气口不太 可能会被操作者遮闭。
图 7 是图示第二实施例控制电路板 9 的俯视图。与图 4 中所示结构相比， 在第二 实施例中设置有散热器 53， 其具有能够邻接各开关元件 21 背面的尺寸。散热器 53 是例如 铝制散热片， 其中形成许多翅片。 通过将螺钉插进开关元件散热板上所形成的孔中， 将开关
元件 21 螺纹连接至散热器 53。此外， 可以使开关元件 21 的散热板与散热器 53 简单地彼 此接触。通过布置各部分， 使得电扇 22 送出的气流可以直接吹入散热器 53 中， 就能高效地 冷却开关元件 21。此外， 通过将温度传感器 52 安装至散热器 53， 能更精确地检测开关元件 21 的温度升高状态。
如上所述， 根据本发明， 由于使用无刷直流电机， 以及， 开关元件 21 不是布置于电 机后端侧， 而是布置在另外的位置， 缩短了壳体 6 本体部的前后长度， 藉此， 可以实现整体 紧凑的电动工具。
尽管在上述实施例中描述了将本发明电动工具应用于冲击旋具的示例， 但本发明 也可以类似地应用于可使用无刷直流电机作为驱动源电机的任意其他电动工具。此外， 在 上述实施例中， 尽管描述了使用 FET 作为开关元件的示例， 同样在使用其他类型输出晶体 管元件诸如 IGBT( 绝缘栅双极晶体管 ) 的情况下， 也可类似方式应用本发明。
下面， 参照图 8 至图 10， 说明本发明的一个实施例。注意， 下述说明中的上下方向 和前后方向指图 8 中所示的方向。图 8 是图示作为根据本发明电动工具一个实施例的冲击 旋具 1 内部结构的图。带有可充电电池 2 作为电源的冲击旋具 1， 利用电机 3 作为驱动源， 驱动一转动冲击机构 4， 并向作为输出轴的铁砧 5 提供转动力和冲击力， 从而， 向未示出的 工具诸如旋具刀头间隙方式输送转动冲击力， 并执行螺纹连接或螺栓连接操作。 电机 3 是一种无刷直流电机， 其容纳于壳体 6( 侧视图中为大致 T 形 ) 的筒状本体 部 6a 中。由设置于本体部 6a 后端侧的轴承 17a 和靠近于本体部 6a 中部设置的轴承 17b， 可转动方式保持电机 3 的转动轴 19。在电机 3 后方设置基板 7， 在基板 7 上安装位置检测 元件 42， 位置检测元件 42 用于执行与电机 3 驱动线圈的连接以及检测转子 3b 的转动位置。
握持部 6b 以大致直角自壳体 6 本体部 6a 整体方式伸出， 在握持部 6b 内的上部设 置扳机开关 8、 和正向 / 反向切换操作杆 51。为扳机开关 8 设置扳机操作部 8c， 扳机操作部 8c 由未示出的弹簧推压、 并且自握持部 6b 突出。在握持部 6b 内的下部容纳控制电路板 9， 控制电路板 9 具有通过扳机操作部 8c 的拉扣操作来控制电机 3 速度的功能。在此控制电 路板 9 上， 进一步安装六个开关元件 21， 以及， 这些开关元件 21 执行变换器控制， 从而使电 机 3 转动。电池 2 诸如镍氢电池或锂离子电池， 以可拆卸方式安装至位于握持部 6b 下方的 电池保持部 6c。
在电机 3 前方设置风扇 18， 风扇 18 安装于转动轴 19， 并与电机 3 同步方式转动。 借助于风扇 18， 将空气从设置于本体部 6a 后部的进气口 153 吸进， 如箭头所示从后侧引向 前侧， 并从多个窄缝 ( 未示出 ) 排出到壳体 6 外部， 这些窄缝形成在壳体 6 的本体部 6a 中、 并靠近风扇 8 的径向外围侧。此外， 借助于风扇 18 的转动， 将外部空气从形成在壳体 6 电 池保持部 6c 中的空气进出口 125 于箭头 30a 的方向吸进。之后， 所吸进的外部空气在箭头 30b 所示的靠近控制电路板 9 的通道中流动， 从而， 冷却安装在控制电路板 9 上的开关元件 21 诸如用于电源的 FET。尽管开关元件 21 在其背面经常具有散热板， 但也可以将铝制的另 外的散热器安装至其散热板， 从而使气流 30b 有效地吹送入该散热器中。
在壳体 6 的握持部 6b 内形成导风板 122， 导风板 122 包括 ： 下引导壁 122c， 其使下 侧开口宽， 并且使上侧流动通道变窄 ； 中壁 122b， 其形成具有固定宽度且靠近中部的流动 通道 ； 以及， 上引导壁 122a， 其在上侧按预定方向引导气流。对安装在控制电路板 9 上的元 件进行过冷却的空气， 通过箭头 30c、 30d、 30e、 和 30f 所示的通道， 加入到从进气口 153 吸
进的空气。所以， 在握持部 6b 与本体部 6a 之间的分隔壁中， 形成用于通风的孔或开口。此 外， 在图 8 中， 尽管进气口 153 形成在壳体 6 的本体部 6a 中， 但除了此进气口 153 之外， 还 可以在壳体 6 中基板 7 周围的区域处， 形成多个窄缝。较好的是， 对形成在壳体 6 中抽吸孔 和窄缝的形状及布置位置进行设定， 使得能够有效地产生从空气进出口 125( 形成在壳体 6 的电池保持部 6c 中 ) 抽吸的气流。
空气进出口 125 布置在冲击旋具 1 后侧。这是因为 ： 由于切削屑的产生， 在冲击旋 具 1 的前侧比在后侧存在更多的粉尘， 要尽可能避免粉尘进入内部。 空气进出口 125 可以简 单地设置为孔， 但为了避免粉尘及污垢侵入， 也可以将网或过滤器安装至空气进出口 125。
转动冲击机构 4 包括行星齿轮减速机构 10、 芯轴 11、 以及锤体 12。当拉扣扳机开 关 8 的扳机操作部 8c 并启动电机 3 时， 电机 3 的转动经行星齿轮减速机构 10 减速， 并将减 速的转动传至芯轴 11， 藉此， 以预定速度驱动芯轴 11 转动。芯轴 11 和锤体 12 经凸轮机构 互相联结。此凸轮机构包括 ： V 形芯轴凸轮槽 11a， 其形成于芯轴 11 的外周面 ； 锤体凸轮槽 12a， 其形成于锤体 12 的内周面 ； 以及， 球体 13， 其与这些凸轮槽 11a 和 12a 相接合。
锤体 1 总是由弹簧 14 向前推压， 以及， 静止时， 借助于球体 13 与凸轮槽 11a、 12a 之间的接合， 将锤体 12 定位在与铁砧 5 端面分开的位置。在锤体 12 与铁砧 5 彼此相对的 各转动平面上的两个部位处， 对称地形成未示出的凸部。
当驱动芯轴 11 的转动时， 其转动通过凸轮机构传到锤体 12。在锤体 12 转动一半 之前， 锤体 12 的凸部与铁砧 5 的凸部相接合， 藉此， 使铁砧 5 转动。在此时， 由于接合反作 用力在芯轴 11 与锤体 12 之间产生相对转动时， 锤体 12 开始沿凸轮机构的芯轴凸轮槽 11a 后退至电机 3 侧， 同时压缩弹簧 14。
当借助于锤体 12 的后退使锤体 12 的凸部越过铁砧 5 的凸部并且使二者的凸部相 分离时， 除芯轴 11 的转动力之外， 借助于贮存在弹簧 14 中的弹性能量和凸轮机构作用， 使 锤体 12 在转动方向和向前方向快速加速， 同时， 由弹簧 14 的推压力使锤体向前移动， 并使 锤体 12 的凸部再次与铁砧 5 的凸部相接合， 藉此， 锤体 12 和铁砧 5 开始整体方式转动。由 于此时将强转动冲击力施加于铁砧 5， 通过未示出的安装于铁砧 5 的工具， 将转动冲击力传 至螺钉。之后， 重复类似操作， 并将转动冲击力间隙方式从工具反复传至螺钉， 使得螺钉紧 固进入未示出的被紧固材料如木头。
图 9 是从图 8 中所示控制电路板 9 从上侧观察的俯视图。在图 9 中， 不仅示出控 制电路板 9， 还示出了控制电路板 9 周围的壳体 6 部分。控制电路板 9 布置在壳体 6 握持部 6b 与电池保持部 6c 之间的分隔壁 6d 上， 或者， 布置成被此分隔壁 6d 夹持。在分隔壁 6d 中 形成通孔 6e， 用于插入电源线。在控制电路板 9 上， 六个开关元件 21 在竖直方向安装至控 制电路板 9， 也就是， 安装成开关元件 21 的高度方向在上下方向。通过这样布置开关元件 21， 板上的安装效率得以改善。所以， 在开关元件 21 布置于径向尺寸受到限制的握持部 6b 中的情况下， 上述安装是适宜的。
控制电路板 9 具有与电池 2 上表面形状相对应的形状。将控制板 27 安装至控制 电路板 9 上表面的前侧， 使控制板 27 暴露于电池保持部 6c 的上表面 ； 以及， 在控制电路板 9 的侧部形成凹口 124， 其限定引导通道， 用于使从空气进出口 125 引入的空气， 从控制电路 板 9 下侧流向其上侧。对于形成通气用引导通道的位置、 以及在控制电路 9 中引导通道的 形成数量， 可以任意设定， 以及， 应当根据所要冷却的安装元件来设定。在控制板 27 上， 安装各种操作按钮和指示灯。光按钮 36 是一种轻触开关。通过 按压此按钮， 可以使安装于冲击旋具 1 的白光 LED 灯接通或断开。电池电量按钮 37 是一种 轻触开关。通过按压此按钮 37， 在显示电池标志的电池电量指示灯 38 中， 操作者可以确认 电池剩余电量。电池电量指示下列三种电量中的任意一种 ： “满电 ( 两个 LED 点亮 )” 、 “约 半电 ( 一个 LED 点亮 )” 、 以及 “少电 ( 两个 LED 都没有点亮 )” 。强度指示灯 39 是用于指示 由强度开关 35a 所设定的拉紧转矩强度的灯， 其以 LED 点亮个数指示代表电机 3 转数四个 等级 ( 例如， 12600、 2000、 1200、 500 次 / 分 ) 的设定等级。单发 / 连发指示灯 40 指示单发 模式和连发模式中的任何一种， 通过按压单发 / 连发开关 35b 切换这两种模式。在单发模 式中， 在通过拉扣扳机操作开关 8c 激励冲击旋具之后， 在几次 ( 一至四次 ) 击打之后， 冲击 旋具自动停止。在连发模式中， 在通过拉扣扳机操作开关 8c 激励冲击旋具之后， 冲击旋具 连续操作 ( 不会自动停止 )。
如图 11 所示， 在控制电路板 9 后侧， 设置连接器 153 和 154。通过连接器 154， 从 下文说明的控制信号输出电路输入开关元件驱动信号。此外， 通过连接器 153， 使控制电路 板 9 与扳机开关 8 相连接。
下面， 参照图 10， 说明电机 3 驱动控制系统的结构和工作。图 10 是图示电机驱动 控制系统结构的方块图。在本实施例中， 电机 3 由三相无刷直流电机组成。这种无刷直流 电机是所谓的内转子式， 包括 ： 转子 3b， 其包括具有多组 ( 本实施例中为两组 )N 极和 S 极 的永磁体 ( 磁体 ) ； 定子 3a， 其由星形连接的三相定子绕组 U、 V、 W 组成 ； 以及， 三个转动位 置检测元件 ( 霍尔元件 )42， 其以预定间隔例如以 60°角间隔布置在周向， 以便检测转子 3b 的转动位置。基于来自这些转动位置检测元件 42 的位置检测信号， 对定子绕组 U、 V、 W 的通 电方向和通电时间进行控制， 并使转子 3 转动。转动位置检测元件 42 布置在基板 7 上与转 子 3b 的磁体相对的位置。
作为安装在控制电路板 9 上的电子元件， 包括连接成三相电桥的六个开关元件 Q1 至 Q6 诸如 FET( 场效应晶体管 )。六个桥式连接的开关元件 Q1 至 Q6 各门极与安装在控制 电路板 9 上的控制信号输出电路 46 相连接， 六个开关元件 Q1 至 Q6 的各漏极或各源极与星 形连接的定子绕组 U、 V、 W 相连接。以此方式， 基于从控制信号输出电路 46 输入的开关元件 驱动信号 (H4、 H5、 H6 等驱动信号 )， 六个开关元件 Q1 至 Q6 执行开关操作， 并将电池 2 要施 加至变换器电路 47 的直流电压变换成三相 (U 相、 V 相和 W 相 ) 电压 Vu、 Vv、 Vw， 以便向定 子绕组 U、 V、 W 供电。
在驱动六个开关元件 Q1 至 Q6 各门极的开关元件驱动信号 ( 三相信号 ) 中， 将作 为脉冲宽度调制信号 (PWM 信号 ) 的驱动信号 H4、 H5 和 H6 供给至负电源侧的三个开关元件 Q4、 Q5 和 Q6。基于扳机开关 8 扳机操作部 8a 的操作量 ( 行程 ) 检出信号， 由安装在控制电 路板 9 上的操作部 41， 改变 PWM 信号的脉冲宽度 ( 占空比 )， 藉此， 调节给电机 3 的供电量， 并控制电机 3 的起动 / 停止以及转速。
这里， 将 PWM 信号供给至变换器电路 7 上正电源侧的开关元件 Q1 至 Q3、 或者负电 源侧的开关元件 Q4 至 Q6， 从而使开关元件 Q1 至 Q3 或开关元件 Q4 至 Q6 受到高速开关操 作， 带来的结果是， 基于电池 2 直流电压给各定子绕组 U、 V、 W 的供电得到控制。在本实施例 中， 由于将 PWM 信号供给至负电源侧开关元件 Q4 至 Q6， 通过控制 PWM 信号的脉冲宽度， 可以 调节要供给至各定子绕组 U、 V、 W 的电力， 从而， 控制电机 3 的转速。为冲击旋具 1 设置正向 / 反向切换操作杆 51， 用于切换电机 3 的转动方向。转动 方向设定电路 50 每次检测到正向 / 反向切换操作杆 51 的改变， 就切换电机的转动方向， 并 将其控制信号传输至操作部 41。 操作部 41 包括 ： 中央处理单元 (CPU)， 其基于处理程序和数 据输出驱动信号 ； ROM， 其用于存储处理程序和控制数据 ； RAM， 其用于暂时存储数据 ； 以及， 定时器， 这些部件都未在图中示出。
基于来自转动方向设定电路 50 和转子位置检测电路 43 的输出信号， 操作部 41 形 成用于使预定开关元件 Q1 至 Q6 交替开关的驱动信号， 并将驱动信号输出至控制信号输出 电路 46。以此方式， 给定子绕组 U、 V、 W 的预定绕组交替供电， 从而， 使转子 3b 按设定转动 方向转动。在这种情况下， 基于来自外施电压设定电路 49 的输出控制信号， 输出要施加至 基板 9 上负电源侧开关元件 Q4 至 Q6 的驱动信号， 作为 PWM 信号。用电流检测电路 48 测量 供给至电机 3 的电流值， 并将测定值反馈至操作部 41， 藉此， 调节供给至电机 3 的电流， 使其 成为设定驱动电力。PWM 信号可以施加至正电源侧开关元件 Q1 至 Q3。
下面， 参照图 11， 说明本发明的第二实施例。由于第二实施例中冲击旋具的基本 结构与第一实施例中的相同， 省略了对不重复提及的相同部件的标号指示 ( 后续图同上 )。 与图 8 所示实施例中的情形相比， 在第二实施例中， 在壳体 6 握持部 6b 中流动的气流方向 是相反方向。在握持部 6b 中， 由风扇 18 产生在握持部 6b 中向下流动的气流 31a、 31b、 31c。 这种流动以如下方式实现 ： 经由设置在壳体 6 本体部 6a 与握持部 6b 之间分隔壁中的通孔 126， 将由风扇 18 产生并通常排出至壳体 6 外部的一部分空气， 引导至握持部 6b。 通过通孔 126 的气流， 如箭头 31b 和 31c 所示流动， 并对此气流进行引导， 使其吹入在控制电路板 9 上 方所安装的开关元件 21a 中。尽管在图 11 中没有设置图 8 中所示的导风板 122， 但也可以 设置导风板 122。 与图 8 中所示实施例中情形不同的是， 开关元件 21a 安装成位于控制电路 板 9 上方一定间隔位置处。通过在余留较长引线的状态下将开关元件 21a 诸如 FET 的引线 焊接至控制电路板 9， 就可以实现这一点。因为增加了开关元件 21a 暴露于气流的面积， 开 关元件 21a 的这种固定能使冷却更加有效。
冷却过开关元件 21a 的气流通过控制电路板 9 中所形成的切口 124， 如箭头 31d 和 31e 所示流动， 之后， 使其从空气进出口 125 排到壳体 6 外部。由于在把手部 6 中流动的空 气利用了从风扇 18 排出的空气， 本第二实施例具有的优点在于 ： 通过调整通孔 126 的尺寸 及形状， 相对比较容易地调整把手部 6 中流动的空气流量。然而， 在图 8 所示实施例中， 用 于冷却开关元件 21 的空气是从外部引入的外部空气， 而在第二实施例中用于冷却开关元 件 21 的空气是冷却过电机 3 之后的空气， 因而在温度上高于外部空气。所以， 在第二实施 例中， 在相同空气流量的情形下， 冷却效率较低。据此， 较好的是， 根据是重点考虑电机 3 冷 却还是重点考虑开关元件 21、 21a 冷却， 确定优选实施方式。
下面， 参照图 12， 说明本发明的第三实施例。 在第三实施例中， 在握持部 6b 中流动 的气流方向、 以及其气流产生的原理与第二实施例 ( 图 11) 中的相同。将风扇 18 排出的一 部分空气通过通孔 126 引导至握持部 6b， 如箭头 32a、 32b、 32c、 32d 和 32e 所示流动， 之后， 从空气进出口 125 排到壳体 6 外部。在图 12 中， 在握持部 6b 内周侧上布置绝热材料 123， 以避免操作者握持的握持部 6b 变热。尽管有多种材料可以作为绝热材料 123 的材料， 优选 的是， 为了不阻碍箭头 32b 和 32c 所示气流的流动， 使用使握持部 6b 内周侧处于平滑状态 的材料。此外， 绝热材料的布置位置可以是在握持部 6b 的内壁侧上或在其外壁侧上。下面， 参照图 13， 说明本发明的第四实施例。第四实施例与第一实施例 ( 图 8) 的 不同在于 ： 没有导风板 122， 以及， 从空气进出口 125 吸进的外部空气如箭头 33a、 33b、 33c 和 33d 所示流动， 之后， 如箭头 33e 所示， 通过通孔 126a 流向风扇 18 后方入口附近。在这 种结构下， 由于从空气进出口 125 吸进并且被开关元件 21 加热的气流并未引至电机 3， 不会 影响电机 3 的冷却。此外， 由于从空气进出口 125 吸进的空气也直接吹入开关元件 21 中， 可以保持有效冷却特性。此外， 尽管在第四实施例中没有设置导风板 122， 但也可类似方式 设置导风板 122。此外， 与第三实施例中一样， 在握持部 6b 的内周侧上可以布置绝热材料 123。
此外， 作为第四实施例的变化例， 如图 14 所示， 可以将过滤器 128 安装至空气进出 口 125。过滤器 128 是例如由多孔膜形成的胶带， 从壳体 6 外部粘贴。这种多孔膜允许气 体诸如空气或水蒸汽通过， 挡住液体如水以及固体如粉尘。所以， 优选的是， 多孔膜具有约 0.1μm 至 10μm 大小的孔。作为多孔膜， 例如， 可以使用 4- 氟化乙烯多孔膜或聚四氟乙烯 (ePTFE) 形成的膜。
多孔膜的微孔尺寸可以为 0.001μm 至 0.1μm。 借助于具有这种尺寸的微孔， 可以 进一步提高防水性能， 并且能更可靠地防止水滴及粉尘的侵入。 此外， 多孔膜的微孔尺寸可 以为 10μm 至 1000μm。借助于具有这种尺寸的微孔， 可以进一步提高透气性。所以， 更加 便于空气流入外框内部。据此， 减小空气在壳体中流动时的阻力， 并且可以提高风扇 18 的 效率。 作为安装过滤器 128 的示例， 在本说明书中已经说明了第四实施例的变化例。然 而， 过滤器 128 也可以与其他所有实施例结合。此外， 在图 14 的示例中， 过滤器 38 是胶带， 并且粘贴至壳体 6 外侧， 但过滤器也可以粘贴至壳体 6 内侧。此外， 过滤器 128 也可以不是 胶带， 而是可以容纳在安装至壳体 6 的过滤器壳中， 或者， 可以容纳在通过加工壳体 6 所形 成的部分中。
下面， 参照图 15， 说明本发明的第五实施例。第五实施例与第一实施例 ( 图 8) 的 不同在于 ： 用于转动冲击旋具 161 的电机是有刷直流电机 163。 然而， 转动冲击机构 64 的结 构与第一实施例中转动冲击机构 4 相同。直流电机 163 包括使用永磁体的定子 163a、 以及 通过电刷向其供给电流的转子 163b。在直流电机 163 前方， 与直流电机 163 转动轴共轴方 式设置风扇 68， 用于冷却直流电机 163。借助于由风扇 68 所产生的气流， 从设置在壳体本 体部 66a 的进气口 67 和窄缝 71 吸进空气。此外， 也从设置于壳体电池保持部 66c 的空气 进出口 65 吸进空气， 而且， 所吸进的空气如箭头 73a 和 73b 所示流动， 并冷却安装在控制基 板 69 上的元件。之后， 空气流向壳体把手部 66b 内部， 并且如箭头 73c、 73d、 73e 和 73f 所 示通过通道流进直流电机 163 后部。
在把手部 66b 内部设置导风板 72， 导风板 72 包括 ： 下引导壁 72c， 其加宽下侧流动 通道， 并使上侧流动通道少量变窄 ； 中壁 72b， 其在中部附近使流动通道大大变窄 ； 以及， 上 引导壁 72a， 其在把手部 66b 上部保持狭窄流动通道。控制电路 69 的前侧上部设置有控制 板 70。
如上所述， 根据本发明， 利用安装于电机转动轴的风扇， 在壳体的把手部中， 空气 从本体部向电池侧 ( 从上侧向下侧 ) 流动， 或者从电池侧向本体部侧 ( 从下侧向上侧 ) 流 动。所以， 可以有效冷却把手部、 或者冷却设置在电池保持部中的控制电路板和开关元件。
此外， 由于开关元件 21 不是布置在电机后端侧， 而是布置在壳体把手部中、 或电 池保持部中， 可以缩短壳体本体部的前后长度， 藉此， 可以实现紧凑的电动工具。 此外， 由于 发热量较大的电子元件可以安装在壳体把手部中， 可以提高电动工具的尺寸缩减， 以及， 提 高电动工具设计自由度。
参照实施例对本发明进行了描述， 但本发明并不局限于上述实施例， 而是可以在 不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明做出多种变更。例如， 尽管在实施例中描述 了将本发明电动工具应用于冲击旋具的示例， 但本发明也可以类似地应用于使用电机作为 驱动源的任何电动工具。
本申请基于 2008 年 5 月 29 日提交的日本专利申请 No.2008-141409、 以及 2008 年 9 月 1 日提交的日本专利申请 No.2008-224176， 上述申请的全部内容在此以引用方式并入 本文。