CN109476009A - 电动作业机 - Google Patents

Abstract

在本公开的一个方面中的电动作业机设置有产生热的电子部件以及热耦合至电子部件的金属板。具有高导热性的石墨片附着在金属板的与热耦合至电子部件的表面相反的表面上。

Description

电动作业机

相关申请的交叉引用

本国际申请要求于2016年7月20日在日本专利局提交的日本专利申请No.2016-142584的权益，并且日本专利申请No.2016-142584的全部公开内容通过参引并入本文中。

技术领域

本公开涉及电动作业机。

背景技术

下面的专利文献1公开了一种电动工具，其中FET和散热外壳以可热交换的方式联接，使得FET中产生的热通过散热外壳散发。FET是场效应晶体管的缩写。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本未审专利申请公报No.2016-22543

发明内容

本发明所要解决的问题

在专利文献1中公开的技术中，即使散热外壳由金属制成，金属的导热率仍约为几百[W/(m·K)]。因此，即使散热外壳较大，也难以将热传递至整个散热外壳。通过专利文献1中公开的技术不能实现有效的散热。

在本公开的一个方面，期望改善在电动作业机中产生热的电子部件的散热效果。

解决问题的手段

在本公开的一个方面中的电动作业机包括发热的电子部件、热耦合到至电子部件的金属板、以及石墨片。石墨片贴附至指定表面，该指定表面是与金属板的热耦合至电子部件的表面相反的表面。石墨片具有比金属高得多的导热性。

在如上所述的电动作业机中，通过贴附至金属板的指定表面的石墨片，从电子部件传递至金属板的热快速地传递至金属板的宽范围。因此，改善了电子部件通过金属板的散热效果。电子部件的散热效果是辐射由电子部件发出的热量的效果。在下文中，将电子部件的散热效果简称为散热效果。此外，石墨片的高散热能力进一步改善了散热效果。因此，如果释放相同的热量，则设置有石墨片的金属板可以具有小的厚度和面积。因此，容易减小电动作业机的尺寸。

石墨片可以贴附至指定表面，使得贴附至金属板的指定表面的至少一个贴附部分和远离指定表面的至少一个非贴附部分沿指定方向交替地出现。根据如上构造的电动作业机，由于可以增加石墨片与空气之间的接触面积，因此可以进一步改善散热效果。

所述至少一个非贴附部分中的每个非贴附部分与金属板的指定表面一起可形成空气能够通过的管状部。根据如上构造的电动作业机，可以进一步增加石墨片与空气之间的接触面积。

可以提供金属板，使得石墨片的至少一个非贴附部分中的每个非贴附部分的长度方向垂直于地面。根据如上构造的电动作业机，由于空气因自然对流而沿着至少一个非贴附部分流动，因此可以改善散热效果。而且，如果形成管状部，则空气由于自然对流而穿过管状部。因此，可以进一步改善散热效果。注意，本文中的术语“垂直”在严格意义上不限于“垂直”，并且可以不严格地“垂直”，只要产生与上述效果相同的效果即可。

可以进一步提供将风吹向石墨片的送风机。根据如上构造的电动作业机，可以进一步改善散热效果。

在石墨片的至少一个贴附部分和至少一个非贴附部分交替出现并且还提供送风机的情况下，石墨片中的至少一个非贴附部分的距离指定表面的高度随着至少一个非贴附部分距离送风机越远而可以越大。根据如上构造的电动作业机，例如，不仅多个非贴附部分中的靠近送风机的非贴附部分可以很好地接收风，而且远离送风机的非贴附部分可以很好地接收风。可以进一步改善散热效果。

送风机可以构造成通过压电元件产生风。根据如上构造的电动作业机，可以减小送风机中的功耗。而且，送风机可以具有很强的抵抗电动作业机振动的能力。

热耦合至电子部件的金属板可以是第一金属板。石墨片可以以横跨第一金属板和第二金属板的方式同时贴附在第一金属板和与第一金属板不同的第二金属板上。根据如上构造的电动作业机，来自电子部件的热可以经由石墨片从第一金属板传递至第二金属板。因此，可以进一步改善散热效果。

本公开的另一方面中的电动作业机包括发热的电子部件、金属板和导热构件。导热构件设置在电子部件与金属板之间，并且将来自电子部件的热传递至金属板。此外，导热构件包括可压缩变形的物体和包绕在物体周围的石墨片。

在如上构造的电动作业机中，来自电子部件的热经由形成导热构件的石墨片有效地传递至金属板。因此，可以改善电子部件的散热效果。而且，导热构件通过用石墨片包绕可压缩变形的物体而形成。因此，导热构件，即石墨片的外形可以被压缩和变形。因此，该导热构件可以热耦合电子部件和金属板，同时吸收电子部件与金属板之间的间隔误差。

作为比较示例，例如，在使用导热树脂作为导热构件的情况下，树脂具有比金属显着更低的导热率。来自电子部件的热不能有效地传递至金属板。因此，降低了电子部件的散热效果。另一方面，石墨片具有比金属高得多的导热率。因此，来自电子部件的热可以有效地传递至金属板。因此，可以提高电子部件的散热效果。

附图说明

图1是具有电池组的研磨机的立体图。

图2是说明第一实施方式的研磨机中的电子部件的散热结构的示意图。

图3是说明第二实施方式的研磨机中的电子部件的散热结构的示意图。

图4是说明第二实施方式的研磨机中的电子部件的散热结构的示意性立体图。

图5是说明第三实施方式的研磨机中的电子部件的散热结构的示意性立体图。

图6是说明第四实施方式的研磨机中的电子部件的散热结构的示意性立体图。

图7是说明第五实施方式的研磨机中的电子部件的散热结构的示意性立体图。

图8是说明第六实施方式的研磨机中的电子部件的散热结构的示意图。

图9是说明第六实施方式的研磨机中的电子部件的散热结构的示意性立体图。

图10是说明第七实施方式的研磨机中的电子部件的散热结构的示意图。

图11是说明变型的示意图。

附图标记说明

1...研磨机，2...主体，5...壳体，6...端部作业工具，7...罩，8...操作开关，9...电池附接部，11...马达，13...控制器，21...PCB，23...电子部件，23a...表面，25...金属板，25b...指定表面，26...金属板，27...石墨片，27a...贴附部分，27b...非贴附部分，29...管状部，31...送风机，33...送风口，41..导热构件，43...物体，45...石墨片，50...电池组

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本公开的示例性实施方式。在下面的各实施方式中，研磨机将被描述为电动作业机的示例。研磨机是可以通过磨削、抛光、切割等加工工件的电动作业机。

[1.第一实施方式]

[1-1.研磨机的整体构型]

如图1所示，研磨机1包括主体2和电池组50。主体2包括壳体5、端部作业工具6、罩7和操作开关8。

壳体5形成研磨机1的外壳。壳体5由树脂制成。壳体5在其中容纳马达11和图2所示的控制器13。马达11是研磨机1的动力源。马达11布置在壳体5中的前端侧(即，图1中的右侧)。马达11例如是无刷马达，但可以是不同类型的马达。控制器13主要控制马达11。控制器13例如布置在壳体5中的后端侧(即，图1中的左侧)。

在壳体5的后端侧的侧表面上设置有用于附接电池组50的电池附接部9。电池组50构造成能够附接至电池附接部9/能够从电池附接部9拆卸。虽然未示出，但电池组50容纳多个电池。

如图1所示，当电池组50附接至主体2时，可以从电池组50向主体2供应电力。每个电负载比如主体2中的马达11和控制器13适于通过从电池组50供应的电力进行操作。

由研磨机1的使用者使端部作业工具6与工件直接接触以加工工件。端部作业工具6由马达11旋转地驱动。端部作业工具6的示例例如是磨轮、切割轮、钢丝刷等。

罩7保护使用者免受工件和端部作业工具6的散落的碎片的影响，这些碎片是在端部作业工具6的操作比如研磨、抛光、切割等过程中产生的。罩7形成为大致半圆形形状，以覆盖端部作业工具6的外周的一部分(例如，大致一半)。

操作开关8在使用者旋转端部作业工具6时由使用者操作。当使用者按压操作开关8时，马达11被驱动。当马达11被驱动时，端部作业工具6被旋转地驱动。

当使用者按压操作开关8时，控制器13将电流传递至马达11以使马达11旋转。

[1-2.电子部件的散热结构]

如图2所示，容纳在壳体5中的控制器13包括印刷电路板(在下文中，称为PCB)21以及安装在PCB 21上的电子部件23。

电子部件23发热，并且需要散热措施。电子部件23例如是开关元件，该开关元件配置为将电流传递至马达11的逆变器。开关元件例如是功率MOSFET，但也可以是不同类型的晶体管。另外，电子部件23可以是除开关元件之外的发热的电子部件。

用作散热器的金属板25在与面向PCB 21的一侧相反的一侧附接至电子部件23的表面23a。具体地，PCB 21和金属板25各自固定在壳体5的内部使得电子部件23的在与面向PCB 21的一侧相反的一侧的表面23a与金属板25的表面接触。因此，金属板25热耦合至电子部件23。由此，在电子部件23中产生的热被传递至金属板25。金属板25由例如铝制成，但也可以由比如铁和铜之类的金属制成。而且，在电子部件23与金属板25之间可以存在由例如导热弹性材料制成的构件。

具有高导热率的石墨片27贴附至金属板25的在与热耦合至电子部件23的一侧(即，面向电子部件23的一侧)25a相反的一侧的表面(下文中，称为指定表面)25b。石墨片27例如通过导热粘合剂或诸如双面胶带之类的粘合材料贴附至金属板25的指定表面25b。

金属板25具有大约几百[W/(m·K)]的导热率。另一方面，石墨片27具有例如约1600[W/(m·K)]的非常高的导热率。另外，石墨片27具有例如25[μm]的厚度。这样的石墨片27例如在日本未审专利申请公报No.2015-216184中公开。

[1-3.效果]

根据具有如上所述的散热结构的第一实施方式的研磨机1，产生以下效果。

从电子部件23传递至金属板25的热通过贴附至金属板25的指定表面25b的石墨片27快速地传递至金属板25的宽范围。因此，电子部件23通过金属板25的散热效果被改善。此外，石墨片27的优异的散热能力——即作为红外线释放热能的能力——进一步改善了散热效果。因此，当释放相同的热量时，设置有石墨片27的金属板25可以具有小的厚度和面积。因此，容易减小研磨机1的尺寸。

[2.第二实施方式]

[2-1.与第一实施方式的不同]

由于第二实施方式的基本构型与第一实施方式的基本构型相同，因此下面将描述不同之处。与第一实施方式的附图标记相同的附图标记表示相同的部件，并且参照前面的描述。

在第一实施方式中，石墨片27的两个表面中的完整的一个表面贴附至金属板25的指定表面25b。也就是说，石墨片27具有与金属板25的指定表面25b相同的平面形状。

相反，在第二实施方式的研磨机1中，石墨片27具有与第一实施方式的形状不同的形状。

如图3和图4所示，石墨片27贴附至金属板25的指定表面25b，使得贴附至指定表面25b的至少一个(在图3和图4中为多个)贴附部分27a和远离指定表面25b的至少一个(在图3和图4中为多个)非贴附部分27b在指定方向上交替地出现。指定方向是图3和图4中的左右方向。

在下文中，在描述多个贴附部分27a和多个非贴附部分27b的情况下，将描述贴附部分27a中的一个贴附部分和非贴附部分27b中的一个非贴附部分。

石墨片27的非贴附部分27b与金属板25的指定表面25b一起形成空气能够通过的管状部29。

当在垂直于上述指定方向并且平行于金属板25的指定表面25b的方向上观察时，即，沿图3中所示的横截面观察时，非贴附部分27b具有人字形。具体地，非贴附部分27b在面对金属板25的一侧面向下时具有倒V形的横截面。因此，管状部29具有三角筒形形状。

当面对金属板25的一侧面向下时，非贴附部分27b的横截面可以是除倒V形之外的人字形，例如倒U形或半圆。而且，半圆不限于严格意义上的将完整的圆分成两半的半圆。

[2-2.效果]

根据如上所述的第二实施方式，可以增加石墨片27与空气之间的接触面积。因此，可以进一步改善电子部件23的散热效果。

[3.第三实施方式]

[3-1.与第二实施方式的不同]

由于第三实施方式的基本构型与第一实施方式的基本构型相同，因此下面将描述不同之处。与第一实施方式和第二实施方式的附图标记相同的附图标记表示相同的部件，并且参照前面的描述。

第二实施方式未提及研磨机1内的金属板25的安装方向。在第三实施方式的研磨机1中，如图5所示，金属板25安装在研磨机1的内部，使得非贴附部分27b的长度方向垂直于地面。非贴附部分27b的长度方向也是管状部29的长度方向。换句话说，在图5中，非贴附部分27b的长度方向和管状部29的长度方向中的每个长度方向均是上下方向。图5中的下侧是面向地面的一侧，并且图5中的上侧是垂直于地面面向上的一侧。

由于研磨机1是便携式电动作业机，因此研磨机1在使用时的姿态不一定是恒定的。在研磨机1相对于地面的姿态中，在研磨机1使用时最常考虑的姿态被称为“标准使用姿态”。当研磨机1处于标准使用姿态时，金属板25安装在研磨机1的内部，使得非贴附部分27b的长度方向垂直于地面。举一个具体的示例，图1中的上侧是水平使用的研磨机1的顶侧。图1中示出的研磨机1的姿态是标准使用姿态。因此，金属板25固定在研磨机1的内部，使得图5中的上侧是图1中的上侧。

另一方面，如果电动作业机是以固定姿态使用的固定电动作业机，则金属板25可以安装在电动作业机内部，使得非贴附部分27b的长度方向在电动作业机处于上述固定姿态时垂直于地面。

[3-2.效果]

根据如上所述的第三实施方式，非贴附部分27b的长度方向垂直于地面。因此，空气由于自然对流而沿着非贴附部分27b流动并穿过管状部29。电子部件23的散热效果可以被进一步改善。注意，术语“垂直”在严格意义上不限于“垂直”，并且可以不严格地“垂直”，只要产生与上述效果相同的效果即可。

[4.第四实施方式]

[4-1.与第二实施方式的不同]

由于第四实施方式的基本构型与第二实施方式的基本构型相同，因此下面将描述不同之处。与第一实施方式和第二实施方式的附图标记相同的附图标记表示相同的部件，并且参照前面的描述。

与第二实施方式相比，第四实施方式的研磨机1包括将风吹向石墨片27的送风机31，如图6所示。

在图6的示例中，送风机31安装成使得风从送风机31的送风口33沿非贴附部分27b的长度方向吹出。图6中的箭头Wa示出了从送风口33吹出的风的方向。

另外，送风机31构造成通过内置的压电元件产生风。具体地，送风机31构造成通过压电元件使隔膜振动，以便从作为开口的送风口33排出空气。这样的送风机31被称为压电微型送风机，其例如在日本未审专利申请公报No.2012-77677和No.2013-50108中公开。

[4-2.效果]

根据如上构造的第四实施方式，由于来自送风机31的风撞击石墨片27，因此可以进一步提高电子部件23的散热效果。另外，送风机31构造成通过压电元件的振动产生风。因此，可以降低送风机31中的功耗。而且，可以增强送风机31对电动作业机的振动的抵抗。

作为变型，送风机31可以构造成例如通过电动马达的动力吹风。即使使用这样的送风机31，仍可以改善电子部件23的散热效果。

[5.第五实施方式]

[5-1.与第四实施方式的不同]

由于第五实施方式的基本构型与第四实施方式的基本构型相同，因此下面将描述不同之处。与第一实施方式和第四实施方式的附图标记相同的附图标记表示相同的部件，并且参照前面的描述。

第五实施方式的研磨机1与第四实施方式的研磨机1的不同之处在于以下<5-1-1>点和<5-1-2>点。

<5-1-1>如图7所示，送风机31安装成使得来自送风口33的风在垂直于非贴附部分27b的长度方向的方向上吹动。图7中的箭头Wb示出了从送风口33吹出的风的方向。

<5-1-2>如图7所示，石墨片27中的至少一个非贴附部分27b的距指定表面25b的高度随着非贴附部分27b距离送风机31越远而越大。具体地，在石墨片27中的多个非贴附部分27b中，距离送风机31越远的非贴附部分27b具有距指定表面25b越大的高度。在图7中，H1至H4示出了从多个非贴附部分27b中的距送风机31最近的一个非贴附部分开始计数的第五非贴附部分27b至第八非贴附部分27b的高度。H1至H4的大小关系是“H1<H2<H3<H4”。

[5-2.效果]

由于第五实施方式包括<5-1-2>的上述特征，因此不仅多个非贴附部分27b中的靠近送风机31的非贴附部分27b可以接受风，而且远离送风机31的非贴附部分27b也可以很好地接收风。因此，可以进一步改善电子部件23的散热效果。

另外，在图6中所示的第四实施方式中，作为变型，石墨片27可以构造成使得至少一个非贴附部分27b的距指定表面25b的高度随着至少一个非贴附部分27b距离送风机31越远而越大。具体地，在图6中，如点划线所示的，石墨片27可以构造成使得非贴附部分27b具有朝向图6的前侧距指定表面25b越大的高度。即使在这样的构型中，也可以实现与第五实施方式中的效果相同的效果。而且，多个非贴附部分27b可以构造成具有朝向图6的前侧距指定表面25b越大的高度。

[6.第六实施方式]

[6-1.与第一实施方式的不同]

由于第六实施方式的基本构型与第一实施方式的基本构型相同，因此下面将描述不同之处。与第一实施方式的附图标记相同的附图标记表示相同的部件，并且参照前面的描述。

在第一实施方式中，石墨片27贴附至单个金属板25。

相反，在第六实施方式的研磨机1中，如图8和图9所示，石墨片27以横跨金属板25和与金属板25不同的金属板26的方式同时贴附在金属板25和与金属板25不同的金属板26上。为了将石墨片27贴附至金属板26，也使用粘合材料，比方说例如导热粘合剂或双面胶带。

[6-2.效果]

根据如上构造的第六实施方式，来自电子部件23的热可以从金属板25经由石墨片27传递到金属板26。因此，可以进一步改善电子部件23的散热效果。金属板25对应于第一金属板的一个示例，金属板26对应于第二金属板的一个示例。

[7.第七实施方式]

[7-1.与第一实施方式的区别]

由于第七实施方式的基本构型与第一实施方式的基本构型相同，因此下面将描述不同之处。与第一实施方式的附图标记相同的附图标记表示相同的部件，并且参照前面的描述。

第七实施方式的研磨机1与第一实施方式的研磨机1的不同之处在于以下<7-1-1>点和<7-1-2>点。

<7-1-1>如图10所示，在电子部件23与金属板25之间设置有导热构件41，该导热构件41将来自电子部件23的热传递至金属板25。

导热构件41包括可压缩变形的物体43和包绕在物体43周围的石墨片45。换句话说，导热构件41通过用石墨片45包绕可压缩变形的物体43而形成。因此，导热构件41能够弹性地变形，并且导热构件41的表面是石墨片45。可压缩变形的物体43可以由例如硅树脂或合成橡胶制成。石墨片45与第一实施方式的石墨片27相同。

<7-1-2>如图10所示，石墨片27不贴附至金属板25的指定表面25b。

[7-2.效果]

在第七实施方式中，来自电子部件23的热经由构造为导热构件41的石墨片45有效地传递至金属板25。因此，可以改善电子部件23的散热效果。而且，导热构件41的形状、即石墨片45的外形可以被压缩和变形。因此，导热构件41可以热耦合电子部件23和金属板25，同时吸收电子部件23与金属板25之间的间隔误差，即组装误差。可压缩变形的物体43可以不限于固体，但例如也可以是比如空气之类的气体或比如水之类的液体。

[8.其他实施方式]

上述实施方式或变型的构型的至少部分构型可以根据适当情况进行组合。

[8-1]

例如，第一实施方式、第三实施方式和第六实施方式中的每个实施方式可以包括将风吹向石墨片27的送风机31，如在第四实施方式中一样。在第三实施方式包括送风机31的情况下，送风机31可以构造成使得来自送风口33的风从图5中的下侧吹向图5中的上侧。

[8-2]

例如，在第二实施方式至第五实施方式中的每个实施方式中，石墨片27可以从金属板25延伸，并且石墨片27的延伸部分可以贴附至附加金属板26的表面，如在第六实施方式中一样。

[8-3]

第七实施方式的构型可以与第一实施方式至第六实施方式的构型中的任何构型组合。例如，在第七实施方式中，类似于第一实施方式的石墨片27或类似于第二实施方式的石墨片27可以贴附至金属板25的指定表面25b。

[8-4]

例如，作为第二实施方式的变型，如图11所示，石墨片27的非贴附部分27b可以不形成管状部29。在图11的示例中，非贴附部分27b具有I形横截面。在这种情况下，在石墨片27中，贴附部分27a之间的非贴附部分27b可以彼此贴附。而且，如图11中的变型可以应用于其他实施方式。

[8-5.其他]

以上已经描述了本公开的实施方式。本公开不限于上述实施方式，并且可以以各种模式实践。

例如，电动作业机可以是电锤、电锤钻、电钻、电动驱动器、电动扳手、电动往复锯、电动曲线锯、电动切割机、电动链锯、电刨、电动圆锯、包括电动打钉器的电动敲钉机、电动剪枝机、电动割草机、电动打草机、电动修剪机、电动清洁器、电动送风机等。

此外，在上述实施方式中由单个组件实现的多个功能可以通过多个部件来实现，或者由单个部件实现的单个功能可以通过多个部件来实现。而且，由多个部件实现的多个功能可以通过单个部件实现，或者由多个部件实现的单个功能可以通过单个部件实现。此外，可以省略任何上述实施方式的构型中的一些构型。此外，可以将任何上述实施方式的构型中的至少一部分添加至另一实施方式的构型或替换为另一实施方式的构型。由所附权利要求中阐述的语言指定的技术构思中包括的任何方面是本公开的实施方式。本公开可以以各种形式实现，例如电动作业机的散热方法。

Claims (10)

1.一种电动作业机，包括：

发热的电子部件；

金属板，所述金属板热耦合至所述电子部件；以及

石墨片，所述石墨片贴附至指定表面，所述指定表面是所述金属板的与热耦合至所述电子部件的表面相反的表面。

2.根据权利要求1所述的电动作业机，其中，

所述石墨片贴附至所述指定表面使得贴附至所述指定表面的至少一个贴附部分和远离所述指定表面的至少一个非贴附部分沿指定方向交替地出现。

3.根据权利要求2所述的电动作业机，其中，

所述至少一个非贴附部分中的每个非贴附部分远离所述指定表面并与该指定表面一起形成管状部，其中，空气能够通过所述管状部。

4.根据权利要求2或3所述的电动作业机，其中，

所述金属板布置成使得所述至少一个非贴附部分中的每个非贴附部分的长度方向垂直于地面。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的电动作业机，还包括：

向所述石墨片吹风的送风机。

6.根据权利要求5所述的电动作业机，其中，

所述石墨片中的所述至少一个非贴附部分的距所述指定表面的高度随着所述至少一个非贴附部分距离所述送风机越远而越大。

7.根据权利要求1所述的电动作业机，还包括：

向所述石墨片吹风的送风机。

8.根据权利要求5至7中的任一项所述的电动作业机，其中，

所述送风机构造成通过压电元件产生风。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的电动作业机，其中，

所述金属板是第一金属板，

所述电动作业机还包括与所述第一金属板不同的第二金属板，并且

所述石墨片以横跨所述第一金属板和所述第二金属板的方式同时贴附在所述第一金属板和所述第二金属板上。

10.一种电动作业机，包括：

发热的电子部件；

金属板；以及

导热构件，所述导热构件设置在所述电子部件与所述金属板之间，所述导热构件将来自所述电子部件的热传递至所述金属板，

所述导热构件包括：

可压缩变形的物体；以及包绕在所述物体周围的石墨片。