JP2003311655A

JP2003311655A - 電動工具

Info

Publication number: JP2003311655A
Application number: JP2002124412A
Authority: JP
Inventors: Koki Hyodo; 弘毅兵藤; Hitoshi Suzuki; 均鈴木; Yachio Hara; 哉千緒原; Nobuyasu Furui; 伸康古居; Kenichi Ota; 健一太田; Akira Sunatsuka; 亮砂塚
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2003-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】電動工具の駆動モータを効果的に冷
却するのに有用な技術を提供する。【解決手段】被加工材に所定の加工作業を行う作
業工具１２９を駆動する駆動モータ１２１と、駆動モー
タ１２１とは別に回転駆動されて駆動モータ１２１を冷
却する冷却ファン１５１を有することを特徴とする電動
工具１０１を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動工具の駆動モ
ータを効果的に冷却するのに有用な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動工具において、作業工具駆動用の駆
動モータを冷却するための従来の技術として、当該駆動
モータの回転軸に冷却用ファンを配設し、駆動モータが
回転する際に、駆動モータの回転軸とともに冷却用ファ
ンが回転して駆動モータを冷却する構成が知られてい
る。この構成によれば、冷却用ファンの回転速度は駆動
モータの回転速度と常に一致するので、モータの回転数
が増大する程に冷却能力が増し、モータの回転数が減少
する程に冷却能力が減少するという特性が得られる。

【０００３】ところで一般に、モータの回転速度が高い
場合には、モータの出力トルクが低くなり易く、モータ
冷却需要はそれ程高くない場合が多い。、一方モータの
回転数が低い場合には、当該モータに要求される出力ト
ルクが大きい場合があり、このような場合にはモータの
加熱の度合いが大きくモータ冷却需要が高くなり易い。
特に電動工具の分野では、被加工材の切断断面に摺接し
ながら回転刃具を回転しつつ切断作業を行う丸鋸、ある
いはネジやナット類を被加工材に締め付けるスクリュー
ドライバ等のように作業時に高出力トルクが要求される
ものが多く、上述した従来の技術では、モータの回転速
度とモータの冷却需要とは必ずしも合致しない場合があ
る。また従来の技術では、冷却需要がそれ程高くないに
も拘らず冷却ファンを高速で回転させる場合が生じる
が、この場合、冷却ファンによって振動や騒音を必要以
上に発生する結果となり易い。このため、とりわけ電動
工具の分野では駆動モータの運用状況に対応した合理的
な駆動モータ冷却技術を構築する要請が高い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる点に
鑑みてなされたものであり、電動工具の駆動モータを効
果的に冷却するのに有用な技術を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、各請求項記載の発明が構成される。請求項１に記載
の発明によれば、被加工材に所定の加工作業を行う作業
工具を駆動する駆動モータと、当該駆動モータとは別に
回転駆動されて当該駆動モータを冷却する冷却ファンと
を有する電動工具が構成される。

【０００６】とりわけ電動工具の分野では高出力トルク
を要求する作業形態が多く存し、高出力時にモータの冷
却需要が増大する状況が生じ易い。この点、本発明では
冷却ファンは駆動モータとは別に回転駆動される構成の
ため、換言すれば作業工具駆動用モータの回転速度とは
独立して冷却ファンの回転速度を設定することができる
ため、駆動モータの回転数の高低に影響されることな
く、モータの冷却需要に的確に対応して冷却ファンを駆
動することが可能となり、駆動モータの冷却効率を向上
することができる。

【０００７】本明細書における「電動工具」ないし「所
定の加工作業を行う作業工具」としては、ドリル・グラ
インダ・インパクトドライバ・インパクトレンチ・カッ
タ・トリマ・丸鋸・レシプロソー等の電動工具、および
これらの電動工具に用いられる各種作業工具が広く包含
される。とりわけ負荷要求の変動幅が大きいとともに長
時間の高出力持続が要求され、その分、駆動モータの安
定的な冷却が要請され易い電動工具として、典型的には
丸鋸等の回転刃具を用いた電動工具への適用が好適であ
る。また「駆動モータ」として、一般の交流モータおよ
び直流モータに広く適用可能である。また「冷却ファ
ン」としては、典型的には、駆動モータとは別に設定さ
れたファンモータの回転軸周りに多数のファンブレード
を配設して構成するのが好ましい。なお、ブロワー等を
用いた送風形態を採用することも可能である。また「冷
却ファンを駆動モータとは別に回転駆動」する形態とし
ては、駆動モータの回転子とは別にファンモータの回転
子を設定するとともに、当該回転子にファンブレードを
配設して冷却ファンを構成し、この冷却ファンのファン
モータ回転子を駆動モータの回転子とは別に回転制御す
るといった形態が可能である。

【０００８】（請求項２に記載の発明）請求項２に記載
の発明によれば、冷却ファンの回転数は、駆動モータの
温度ないし当該モータの温度に関する指標に基づいて可
変とされる。典型的には、駆動モータの温度が高い程
に、あるいは駆動モータの温度に関する指標により駆動
モータの温度がより高いと判断される場合に、冷却ファ
ンの回転数を増大させ、またこれとは反対に、駆動モー
タの温度が低い程に、あるいは駆動モータの温度に関す
る指標により駆動モータの温度がより低いと判断される
場合に、冷却ファンの回転数を減少するよう制御するの
が好ましい。このように冷却ファンの回転数を駆動モー
タの温度状態を反映しつつ可変とすることで、駆動モー
タの冷却を一層的確なものとすることができる。

【０００９】なお本明細書における「駆動モータの温
度」は、駆動モータの冷却要請を判断することができる
箇所、例えば駆動モータの構成部材ないしその近傍にお
ける温度を広く含む趣旨であり、例えば駆動モータの巻
き線温度、巻き線近傍箇所の温度、あるいは駆動モータ
外郭部の表面温度等によって規定され得る。また「駆動
モータの温度に関する指標」は、駆動モータの温度と相
関関係を有するパラメータを広く含む趣旨であり、例え
ば駆動モータの回転数、出力トルク、駆動モータの駆動
電流値・電圧値、駆動モータ冷却風の温度、電動工具の
機体温度などを広範に採用できる。

【００１０】また駆動モータの温度ないし当該駆動モー
タの温度に関する指標に基づいて冷却ファンの回転数を
「可変」とする形態として、冷却ファンの回転数を駆動
モータの温度ないしその指標によってリアルタイムで常
時変化させてもよい。あるいは、駆動モータの温度ない
しその指標によって冷却ファンの回転数を高速回転モー
ド・低速回転モード等のように複数のカテゴリーに区分
し、段階的に変化させる形態も可能である。

【００１１】（請求項３に記載の発明）請求項３に記載
の発明によれば、冷却ファンの回転数は駆動モータの温
度変化の度合いに基づいて可変とされる。駆動モータの
温度変化の「度合い」としては、典型的には所定のサン
プリング時間毎に得られる駆動モータの温度の変化速
度、すなわち温度の時間に関する一階微分値がこれに該
当する。例えば駆動モータの温度の変化速度が非常に大
きい場合には冷却ファンの回転数を非常に大きく、変化
速度がある程度大きい場合には冷却ファンの回転数をや
や大きく設定する等、温度の変化速度の大小に応じた冷
却ファン回転数制御が可能である。さらに温度変化の
「度合い」として、温度の変化速度のみならず温度変化
の加速度成分、すなわち温度の時間に関する二階微分値
を加味して制御してもよい。さらには温度の時間に関す
るｎ階微分値を加味してもよい。また駆動モータの温度
変化の度合いを直接モニターして冷却ファンの回転数を
可変制御してもよいし、駆動モータの温度に関する指標
の変化の度合いをモニターして冷却ファンの回転数を可
変制御してもよい。本発明によれば駆動モータの温度変
化の度合いに応じて冷却ファンの回転数を可変制御でき
るので、温度変化の緩急に応じて駆動モータをきめ細か
く冷却管理することが可能である。

【００１２】（請求項４に記載の発明）請求項４に記載
の発明では、請求項２または３に記載の電動工具につ
き、冷却ファンの回転数は、マッピングデータに格納さ
れた駆動モータの温度状況に関する制御データによって
制御される。駆動モータの「温度状況」としては、上記
した駆動モータの温度、温度に関する指標、温度の変化
の度合いなどの全部または一部を好適に採用できる。本
発明では、制御データをマッピングデータに格納してお
くことでサンプリング時間毎での冷却ファン駆動制御の
ための演算を省略することができるので、駆動モータの
制御構成を簡素化することが可能となる。

【００１３】（請求項５に記載の発明）請求項５に記載
の発明では、作業工具を回転駆動する駆動モータと、駆
動モータの回転トルクを出力する駆動軸と、駆動軸上に
配置されるとともに前記駆動モータとは別に設けられた
ファンモータと、ファンモータによって回転駆動されて
前記駆動モータを冷却する冷却ファンを有する電動工具
が構成される。冷却ファンを駆動モータとは別に設ける
構成により、駆動モータの運転状況とは独立して冷却フ
ァンを回転させることが可能である。これによりモータ
の冷却需要に的確に対応して冷却ファンを駆動すること
が可能となり、駆動モータの冷却効率を向上することが
できる。なお冷却ファンを「駆動モータの駆動軸上に配
置するとともに、駆動モータとは別に設ける」具体例と
して、例えば、冷却ファンを、複数のファンブレードお
よび当該ファンブレードを回転駆動するためのファンモ
ータで構成し、このファンモータを駆動モータの駆動軸
周りに配置するとともにファンブレードの回転中心を駆
動軸の回転中心と一致させる態様が可能である。あるい
は多数のファンブレードとファンモータの回転子を一体
状に構成し、当該ファンモータの回転子を駆動モータの
駆動軸回りに配置するするとともに回転子の回転中心を
駆動軸の回転中心と一致させる態様が可能である。

【００１４】冷却ファンを、駆動モータとは別に設ける
一方、当該駆動モータの駆動軸上に配置する構成によ
り、駆動モータおよびその冷却ファンの配置効率が向上
し、電動工具設計における省スペース化が実現される。
好ましくは、駆動軸上に配置さえる冷却ファンを駆動モ
ータとともにモータハウジング内に収容させる構成を採
用するのが好ましい。駆動モータが収容されたモータハ
ウジングの内部で冷却ファンを駆動するため、冷却ファ
ンの冷却効率およびエネルギー効率を向上することが可
能である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図面を参照しつつ詳細に説明する。本発明の実施の
形態では、図１に示すように電動工具の一例として丸鋸
１０１を用いて説明する。図１に示すように、本実施の
形態に係る丸鋸１０１は、概括的に見て、モータハウジ
ング１０３に収容されたメインモータ１２１および冷却
ファン１５１と、ギアハウジング１０５に収容されたギ
ア１２５と、ブレードケース１０７に収容されたのこ刃
１２９と、モータハウジング１０３ないしギアハウジン
グ１０５に連接されたハンドグリップ１１１とを主体と
して構成される。このうちメインモータ１２１は本発明
における「駆動モータ」に対応し、のこ刃１２９は本発
明における「作業工具」に対応する。

【００１６】モータハウジング１０３とギアハウジング
１０５とはビス１０４で連結固定される。またブレード
ケース１０７はギアハウジング１０５と一体的に形成さ
れるとともにその下方側にはブレードを覆蓋するセーフ
ティカバー１０９が連接される。またハンドグリップ１
１１にはメインモータ１２１を通電するためのトリガス
イッチ１１１ａ（図１ではハンドグリップ１１１に隠れ
て示されない）が設けられている。

【００１７】メインモータ１２１は回転子１２１ａと固
定子１２１ｂとを有する。回転子１２１ａは、ベアリン
グ１２３ａ，１２３ｂに支持された駆動軸１２３によっ
て回転可能に軸支される。一方、のこ刃１２９はスピン
ドル１２７に回転可能に取り付けられる。スピンドル１
２７は、ベアリング１２７ａ，１２７ｂによって回転可
能にギアハウジング１０５に支持されるとともに、のこ
刃１２９と反対側の端部にギア１２５を有する。ギア１
２５はメインモータ１２１の駆動軸１２３端部と係合
し、駆動軸１２３の回転を減速しつつスピンドル１２７
に伝達する。かくして、トリガスイッチ１１１ａを適宜
操作してメインモータ１２１が通電駆動されると、メイ
ンモータ１２１の回転トルクは、駆動軸１２３、ギア１
２５およびスピンドル１２７を経由してのこ刃１２９に
伝達され、これによって被加工材の切断作業が遂行され
る。

【００１８】本実施の形態における冷却ファン１５１
は、ファンブレード１５３およびファンモータ１５５を
主体として構成される。ファンブレード１５３は、ベア
リング１５３ａを介してメインモータ１２１の駆動軸１
２３に対し回転可能に軸支される。すなわちファンブレ
ード１５３は、ベアリング１５３ａにより駆動軸１２３
の回転とは独立して回転可能とされる。ファンモータ１
５５は、ファンブレード１５３と並列する形で、ベアリ
ング１５５ａを介してメインモータ１２１の駆動軸１２
３に対し回転可能に軸支される。ファンモータ１５５と
駆動軸１２３とは、ベアリング１５５ａにより相対的に
回転可能とされる。ファンモータ１５５は、ステータコ
ア１５８と、当該ステータコア１５８に巻かれた巻き線
１５９とを有する。一方、ファンブレード１５３のファ
ンモータ１５５に向かう側面には、磁石１５７が取り付
けられている。これにより巻き線１５９に通電すること
により、磁石１５７を有するファンブレード１５３は、
回転子として駆動軸１２３回りに回転駆動されることに
なる。このときファンブレード１５３は、ベアリング１
５３ａにより、メインモータ１２１の駆動軸１２３が回
転されているか、あるいは静止しているかとは無関係か
つ独立してファンモータ１５５によって回転駆動され得
る。

【００１９】本実施の形態に係る丸鋸１０１におけるメ
インモータ１２１冷却のシステム構成が図２に示され
る。図２に示すように丸鋸１０１のメインモータ１２１
は電源回路１６７を介して電源１６５に接続されて駆動
電流の供給を受ける。電源回路１６７はトリガースイッ
チ１１１ａによって断続される。またメインモータ１２
１冷却用のファンブレード１５３を駆動するためのファ
ンモータ１５５は、ファンモータ駆動回路１６１によっ
て駆動制御される。ファンモータ駆動回路１６１は、特
に図示しないもののＣＰＵを主体に構成され、メインモ
ータ１２１駆動用の電源回路１６７に接続されて駆動電
流を給電される。またファンモータ駆動回路１６１は、
温度センサ１６３に接続されるとともに、メモリに格納
されたマッピングデータ１７１からファンモータ１５５
駆動のための制御データを受ける。温度センサ１６３
は、便宜上図示しないものの、メインモータ１２１の巻
き線温度を検出することにより、ファンモータ駆動回路
１６１にメインモータ１２１の温度データを出力する。
かくしてファンモータ駆動回路１６１は、温度センサ１
６３からメインモータ１２１の温度データを取得し、当
該温度データに対応して、マッピングデータ１７１から
ファンモータ１５５駆動のための制御データを取得して
ファンモータ１５５の駆動制御を行う。

【００２０】本実施の形態におけるマッピングデータ１
７１の構成例が図３に示される。本実施の形態における
ファンモータ１５５の回転速度に関する制御データは、
トリガスイッチ１１１ａ（図１および図２参照）のＯＮ
／ＯＦＦ状態、および図２に示す温度センサ１６３によ
って検出されるメインモータ１２１の温度状態（高温・
中温・低温）に応じて、高速モード、中速モード、低速
モードおよび停止モードの４種類の駆動制御モードに区
分されてマッピングデータ１７１に格納されている。

【００２１】メインモータ１２１の温度状態区分として
は、メインモータ１２１の温度（巻き線温度）Ｔが摂氏
１００度より高い場合を「高温状態」、摂氏５０度以上
１００度以下の場合を「中温状態」、摂氏５０度未満の
場合を「低温状態」と規定する。

【００２２】ファンモータ１５５の駆動制御モードとし
ては、当該ファンモータ１５５を毎分２００００回転を
超える回転速度で駆動する制御モードを「高速」モー
ド、毎分１００００回転以上２００００回転未満で駆動
する制御モードを「中速」モード、毎分５０００回転以
上１００００回転未満で駆動する制御モードを「低速」
モードと、また毎分５０００回転未満で駆動する制御モ
ードないし０回転、すなわちファンモータ１５５を停止
状態とする制御モードを「停止」モードと規定する。

【００２３】このように図３に示すマッピングデータ１
７１を参照することにより、例えばトリガスイッチ１１
１ａが投入（ＯＮ）されてメインモータ１２１が通電駆
動されている場合であって、当該メインモータ１２１が
摂氏１００度を越える高温状態の場合には、「高速」モ
ードが選択されて、毎分２００００回転を超える回転数
にてファンモータ１５５を駆動するよう制御データが与
えられることになる。

【００２４】次に本実施の形態におけるファンモータ駆
動回路１６１によるファンモータ１５５の制御手順の具
体例について、図２ないし図４を適宜参照しつつ説明す
る。図４に示すように、初期状態としてメインモータ１
２１が停止した状態（ステップＳ１０１）において、フ
ァンモータ駆動回路１６１は温度センサ１６３を介して
メインモータ１２１の温度状態をチェックする（図４に
おけるステップＳ１０２，Ｓ１０４に対応）。メインモ
ータ１２１が高温であると判断された場合（ステップＳ
１０２でＹｅｓと判断）、ファンモータ１５５は、図３
に示すマッピングデータ１７１中の中速モードにて駆動
制御される。この処理は図４ではステップＳ１０３に対
応する。またメインモータ１２１がメインモータ１２１
が中温であると判断された場合（ステップＳ１０４でＹ
ｅｓと判断）には、ファンモータ１５５は、図３に示す
マッピングデータ１７１中の低速モードで駆動制御され
る。この処理は図４ではステップＳ１０５に対応する。

【００２５】またメインモータ１２１が高温および中温
でない状態、すなわち低温状態の場合には、メインモー
タ１２１の冷却要請が低いものとして、ステップＳ１０
２、Ｓ１０４でいずれもＮｏと判断され、ファンモータ
１５５は停止モードとされ（ステップＳ１０６）、ファ
ンモータ１５５によるメインモータ１２１の冷却は行わ
れない。

【００２６】図４に示すステップＳ１０１からＳ１０６
に至る処理、すなわちトリガスイッチ１１１ａが遮断
（ＯＦＦ）され、メインモータ１２１が停止された状態
下におけるメインモータ１２１の温度状態に基づくファ
ンモータ１５５の駆動制御処理に続き、トリガスイッチ
１１１ａが投入（ＯＮ）され、メインモータ１２１が回
転駆動された状態における、当該メインモータ１２１の
温度状態のチェックが行われる。すなわち図４のステッ
プＳ１０７でトリガスイッチが投入されたと判断され、
ステップＳ１０８でメインモータ１２１が回転駆動され
た場合、ステップＳ１０９、Ｓ１１１およびＳ１１３に
おいてメインモータ１２１の温度状態がチェックされ
る。メインモータ１２１が高温であると判断される場
合、ステップＳ１０９でＹｅｓが出力され、図３に示す
マッピングデータ１７１中の「高速」モードが選択さ
れ、図４のステップＳ１１０においてファンモータ１５
５は毎分２００００回転を超える回転速度にて高速駆動
制御される。

【００２７】同様に、駆動中のメインモータ１２１が中
温と判断される場合には、ステップＳ１０９でＮｏが出
力されるとともにステップＳ１１１でＹｅｓが出力さ
れ、マッピングデータ１７１の制御データに基づいてフ
ァンモータ１５５はステップＳ１１２において「中速」
モードで駆動制御される。あるいは駆動中のメインモー
タ１２１が低温と判断される場合には、ステップＳ１０
９およびＳ１１１でＮｏがそれぞれ出力されるとともに
ステップＳ１１３でＹｅｓが出力され、マッピングデー
タ１７１の制御データに基づいてファンモータ１５５は
ステップＳ１１４において「低速」モードで駆動制御さ
れる。

【００２８】かくして本実施の形態では、メインモータ
１２１の駆動状態（トリガスイッチ１１１ａの断続状
態）およびメインモータ１２１の温度状態（高温・中温
・低温）に基づいてファンモータ１５５の回転速度を可
変とするとともに、各パラメータに基づいて決定された
複数種類のファンモータ１５５の駆動制御データをマッ
ピングデータ１７１に格納し、効率的にファンモータ１
５５を駆動し冷却ファン１５１の冷却能力を確保するこ
とができるので、メインモータ１２１の冷却効率を向上
することが可能とされる。

【００２９】とりわけ上記丸鋸１０１を被加工材の切断
作業に供する場合、高出力トルクでメインモータ１２１
を駆動する際に当該メインモータ１２１の冷却需要が増
大する状況が生じ易い。特にのこ刃と被加工材間の摺動
摩擦が大きくなった場合に、低回転にもかかわらず非常
に大きな出力トルクとなってメインモータ１２１の冷却
要請が非常に高くなり易い。この点、本実施の形態で
は、ファンモータ１５５がメインモータ１２１と独立し
て駆動されるため、メインモータ１２１の回転数の高低
に影響されることなく、メインモータ１２１の冷却需要
に的確に対応してファンモータを駆動し、冷却ファン１
５１による冷却能力を確保することが可能である。さら
にファンモータ１５５の回転数をメインモータ１２１の
温度状態を反映しつつ可変とすることで、メインモータ
１２１の冷却を一層的確なものとしている。また本実施
の形態では、ファンモータ１５５の制御データを予め設
定してマッピングデータ１７１に格納するので、サンプ
リング時間毎にファンモータ１５５駆動用の演算を省略
することができ簡明な制御構成が実現されている。

【００３０】（変更例）次に本実施の形態の変更例につ
き、図５および図６を参照しつつ説明する。この変更例
は、上記丸鋸１０１につき、メインモータ１２１の温度
の変化率（温度変化の度合い）に基づいてメインモータ
１２１の駆動制御を行うものである。従って本変更例
中、上記実施の形態と共通する要素については、便宜上
同じ符号を用いるとともに詳細な説明を省略する。本変
更例においてファンモータ１５５（図２参照）の駆動制
御に用いられるマッピングデータ２７１の詳細が図５に
示される。

【００３１】この変更例では、マッピングデータ２７１
を用い、トリガスイッチ１１１ａの断続状態（ＯＮおよ
びＯＦＦの２種類）、メインモータ１２１の温度状態
（超高温・高温・中温および低温の４種類）およびメイ
ンモータ１２１の温度変化増分△Ｔ（図５では、５種類
の矢印の向きで示される）に基づいて、ファンモータ１
５５を複数の制御モードで駆動するよう構成される。

【００３２】上記実施の形態に比べ、本変更例ではメイ
ンモータ１２１の温度状態につき、メインモータ１２１
の温度Ｔ２が摂氏１５０度を超える場合を超高温状態と
規定する。また温度変化増分△Ｔとして、所定のサンプ
リング時間におけるメインモータ１２１の温度の変化率
（変化速度）の大小に応じて５段階のカテゴリを設定し
ている。このメインモータ１２１の温度の変化率ないし
変化速度は、本発明における「駆動モータの温度変化の
度合い」の一例である。図５ではこれらの温度変化増分
△Ｔに関する５段階のカテゴリにつき、矢印のアイコン
として示している。図５では矢印が上向する場合にはメ
インモータ１２１の温度が上昇していく推移形態を示
し、下向する場合にはメインモータ１２１の温度が減少
していく推移形態を示す。また矢印の傾斜角度は、急な
程に温度の変化率が大きく、緩やかな程に温度の変化率
が小さいことを示す。例えば大きく傾斜して上向する矢
印はメインモータ１２１の温度が急激に上昇する形態、
すなわちメインモータ１２１の冷却要請が非常に高い形
態に対応する。水平方向に向かう矢印は、メインモータ
１２１の温度が変化しない形態、すなわちメインモータ
１２１の温度が現状のまま推移していく形態に対応す
る。あるいは大きく傾斜して下向する矢印はメインモー
タ１２１の温度が急激に降下する形態、すなわちメイン
モータ１２１の冷却要請が今後非常に低く推移していく
形態に対応する。

【００３３】マッピングデータ２７１中のファンモータ
１５５の回転速度について、本変更例では、「０」から
「５」までの６種類の制御モードに区分されている。各
制御モードの具体例として、「０」は、ファンモータ１
５５の回転数を０、すなわちファンモータ１５５を停止
する制御モードである。また「１」は、ファンモータの
回転数を毎分２５００回転とする制御モードである。
「２」は、ファンモータの回転数を毎分５０００回転と
する制御モードである。「３」は、ファンモータの回転
数を毎分７５００回転とする制御モードである。また
「４」は、ファンモータの回転数を毎分１００００回転
とする制御モードである。また「５」は、ファンモータ
の回転数を毎分２００００回転とする制御モードであ
る。

【００３４】さらにマッピングデータ２７１には、上記
トリガスイッチ１１１ａの断続状態、メインモータ１２
１の温度状態、メインモータ１２１の温度の変化率に基
づいて、メインモータ回転フラグが設定される。このメ
インモータ回転フラグは、メインモータ１２１の回転を
許可ないし禁止した状態を反映する。本変更例では、メ
インモータ１２１が非常な高温状態にあり、かつメイン
モータ１２１の温度が上昇推移する場合には、当該メイ
ンモータ１２１の過熱回避のためメインモータ回転フラ
グを「禁止」状態とする。これによりメインモータ１２
１は、当該メインモータ回転フラグが「許可」状態に転
じるまで、その駆動を禁止されることになる。

【００３５】一方、メインモータ１２１が現状では超高
温状態であっても、今後の温度変化が横ばいないし下降
推移する場合、あるいはメインモータ１２１が駆動停止
されている場合には、メインモータ１２１の過熱状態は
出現しないものと判断してメインモータ回転フラグを
「許可」状態とする。これによりメインモータ１２１の
駆動が許容されることになる。

【００３６】以上より、図５に示すマッピングデータ２
７１では、トリガスイッチ１１１ａが投入されメインモ
ータ１２１が駆動されている場合の方が、当該メインモ
ータ１２１の駆動を停止している場合に比べてメインモ
ータ１２１の冷却要請が高く、ファンモータ１５５を一
層高速で駆動するように設定されている。またメインモ
ータ１２１の温度が高い程に、メインモータ１２１の冷
却要請が高く、ファンモータ１５５を一層高速で駆動す
るように設定されている。またメインモータ１２１のサ
ンプリング時間における温度変化率が大きい上昇する程
にメインモータの冷却要請が今後増大していくと推定し
て、メインモータ１２１の現状温度とは独立してファン
モータ１５５を一層高速で駆動するように設定してい
る。

【００３７】このように構成されたマッピングデータ２
７１を用いつつ、本変更例においてメインモータ１２１
の冷却を行うための制御手順が図６に示される。初期状
態としてメインモータ１２１が停止した状態（ステップ
Ｓ２０１）において、図２に示すファンモータ駆動回路
１６１はトリガスイッチ１１１ａの断続状態をチェック
する（ステップＳ２０２）。トリガスイッチ１１１ａが
投入されている場合にはＹｅｓを出力し、ステップＳ２
０３でトリガフラグをセットしつつステップＳ２０４で
メインモータ１２１の回転駆動が行われる。

【００３８】一方、トリガスイッチ１１１ａが遮断され
ている場合にはＮｏを出力し、ステップＳ２０５におい
てトリガフラグをリセットしつつ、ステップＳ２０６で
メインモータ１２１の駆動を停止する。なおトリガフラ
グはトリガスイッチ１１１ａの断続状態（オンオフ状
態）を反映するフラグであり、初期のデフォルト状態で
はトリガスイッチ１１１ａの遮断状態（オフ状態）を示
すよう設定されている。

【００３９】トリガスイッチ１１１ａの断続状態に応じ
て、メインモータ１２１が停止された状態（ステップＳ
２０６）、あるいはメインモータ１２１が駆動された状
態（ステップＳ２０４）において、図２に示すファンモ
ータ駆動回路１６１は温度センサ１６３を介してメイン
モータ１２１の温度Ｔ１を測定する（図６におけるステ
ップＳ２０７に対応）。次にファンモータ駆動回路１６
１は、ステップＳ２０８において所定の時間（ｔミリ
秒）待機した後、ステップＳ２０９において再度メイン
モータ１２１の温度Ｔ２を測定する。そしてステップＳ
２１０においてメインモータ１２１の温度として取得さ
れたＴ１に対するＴ２の増分△Ｔを算出する。すなわち
本変更例では、サンプリング時間ｔ間隔でメインモータ
１２１の温度の変化率（すなわち変化速度）を取得する
構成とされている。なおメインモータ１２１の温度状態
（超高温・高温・中温・低温）については、Ｔ１および
Ｔ２のいずれも採用可能であるが、本変更例では直近の
データとしてＴ２を採用している。

【００４０】そしてステップＳ２１１において、トリガ
フラグの状態、すなわちトリガスイッチ１１１ａのオン
オフ状態と、メインモータ１２１の温度状態、すなわち
測定されたＴ２の値と、△Ｔの値に基づいて、ファンモ
ータ１５５の回転速データ（制御モード）およびメイン
モータ１２１回転についての許可／禁止フラグ（メイン
モータ回転フラグ）を図５に示すマッピングデータ２７
１から取得し、取得された制御データに基づいてステッ
プＳ２１２にてファンモータ１５５を駆動制御する。こ
の場合メインモータ回転フラグが「禁止」状態の場合、
ステップＳ２１３でＹｅｓが出力され、ステップＳ２０
５に処理を戻す。また「許可」状態の場合、ステップＳ
２１３でＮｏが出力されステップＳ２０２に処理を戻
す。なおメインモータ回転フラグは、メインモータ１２
１の温度状態等のパラメータに基づいてマッピングデー
タ２７１に格納され制御状況に応じてその都度適宜に取
得されるので、処理を戻す際にリセットする等の処置は
行われない。

【００４１】以上のように本変更例では、ファンモータ
１５５の駆動制御のためメインモータ１２１の温度の変
化率も併せてパラメータに採用するため、メインモータ
１２１の温度変化が緩急様々に変化していく状況を考慮
しつつ、メインモータ１２１の冷却をきめ細かく制御す
ることが可能となった。

【００４２】なお上記実施の形態ないしその変更例で
は、ファンモータ１５５の駆動制御データを予め複数種
類用意してマッピングデータ１７１に格納し、ファンモ
ータ駆動回路１６１が必要に応じて当該制御データを取
得するという制御形態を採用したが、ファンモータ１５
５の回転数をメインモータ１２１の温度ないし温度変化
率等の指標に基づいてリアルタイムで可変制御する構成
も可能である。

【００４３】本実施の形態によればメインモータ１２１
を効率的に冷却することができるため、とりわけメイン
モータ１２１（駆動モータ）の冷却要請がシビアな電動
工具として丸鋸に採用するのが好適である。丸鋸では、
のこ刃が被加工材に摺接しつつ回転するため、メインモ
ータ１２１の出力トルクが非常に高くなり易く、従って
メインモータ１２１の回転数によらず、高出力時に的確
にメインモータ１２１を冷却する必要性が高いからであ
る。すなわち、（態様１）「のこ刃を回転駆動する駆動モータと、前記
駆動モータとは別に回転駆動されて前記駆動モータを冷
却する冷却ファンを有することを特徴とする丸鋸。」あ
るいは、（態様２）「のこ刃を回転駆動する駆動モータと、前記
駆動モータの回転トルクを出力する駆動軸と、前記駆動
軸上に配置されるとともに前記駆動モータとは別に設け
られたファンモータと、前記ファンモータによって回転
駆動されて前記駆動モータを冷却する冷却ファンを有す
る丸鋸。」あるいは、（態様３）「態様２に記載の丸鋸であって、前記駆動モ
ータと前記冷却ファンとは、モータハウジング内に同軸
上に配置されることを特徴とする丸鋸。」といった態様
である。

【００４４】また上記した駆動モータと冷却ファンの配
置関係につき、省スペース化の見地より下記の態様が可
能である。すなわち、（態様４）「請求項１から４までのいずれかに記載の電
動工具であって、前記冷却ファンは前記駆動モータの駆
動軸上に配置されることを特徴とする電動工具。」ある
いは、（態様５）「請求項１から４までのいずれかに記載の電
動工具であって、前記冷却ファンは、前記駆動モータと
は別に駆動されるとともに前記駆動モータの駆動軸上に
配置されるファンモータと、前記駆動モータの駆動軸上
に前記ファンモータと並列して設けられるとともに前記
駆動軸とは独立して回転可能なファンブレードとを有す
ることを特徴とする電動工具。」

【００４５】この態様によれば、冷却ファンを駆動モー
タの部材要素と併設することにより電動工具の部材配置
構造における省スペース化を図ることができる。省スペ
ース化を徹底するべく、冷却ファンは、その回転中心が
駆動モータの駆動軸の回転中心と合致するよう配置する
のが好ましい。

【００４６】また、冷却ファンによる駆動モータの冷却
を可能な限りきめ細かく行う見地より、以下のような態
様が構成可能である。すなわち、（態様６）「請求項１から３までのいずれかに記載の電
動工具であって、前記冷却ファンの回転数は、さらに前
記駆動モータの駆動状態に基づいて可変とされることを
特徴とする電動工具。」なお駆動モータの「駆動状態」としては、典型的には駆
動モータの駆動および停止状態がこれに該当する。さら
に駆動モータの駆動回転数や駆動電流値、バッテリ電圧
値などを指標としてもよい。

【００４７】また同じく冷却ファンによる駆動モータの
冷却を可能な限りきめ細かく行う見地より、以下のよう
な態様が構成可能である。すなわち、（態様７）「請求項１から３までのいずれかに記載の電
動工具であって、前記駆動モータの温度ないし当該駆動
モータの温度に関する指標に基づいて、前記冷却ファン
の回転数の変化速度が可変とされることを特徴とする電
動工具。」

【００４８】この態様によれば、各請求項に記載の電動
工具において、さらに冷却ファンの回転数の変化速度
が、駆動モータの温度ないし当該モータの温度に関する
指標に基づいて可変とされる。典型的には、駆動モータ
の温度状態に対応して駆動モータの冷却要請が高いと判
断される場合には、より早く冷却ファンの回転数が高ま
るように設定し、あるいは駆動モータの冷却要請が低い
と判断される場合には、より早く冷却ファンの回転数が
減少するように設定するのが好ましい。具体的には、冷
却ファンの回転数の変化速度を一定割合で可変とする形
態、あるいは変化速度に対し、さらに当該変化速度に関
する変数（例えば変化速度のn階微分値）を加味して可
変とする形態などが可能である。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、電動工具の駆動モータ
を効果的に冷却するのに有用な技術が提供されることと
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る丸鋸の主要部の構造を示す
断面図である。

【図２】本実施の形態に係る丸鋸におけるメインモータ
冷却のためのシステムブロック図である。

【図３】本実施の形態に係るファンモータの駆動制御に
関するマッピングデータの一例を示す。

【図４】本実施の形態に係る丸鋸における駆動モータ冷
却の手順を示すフローチャートである。

【図５】変更例に係るファンモータの駆動制御に関する
マッピングデータの一例を示す。

【図６】本実施の形態の変更例にかかる丸鋸における駆
動モータ冷却の手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０１丸鋸１０３モータハウジング１０５ギアハウジング１０７ブレードケース１０９セーフティカバー１１１ハンドグリップ１１１ａトリガスイッチ１２１メインモータ（駆動モータ）１２３駆動軸１２５ギア１２７スピンドル１２９のこ刃１５１冷却ファン１５３ファンブレード１５５ファンモータ１５７磁石１５８ステータコア１５９巻き線１６１ファンモータ駆動回路１６３温度センサ１６５電源１６７電源回路１７１マッピングデータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者原哉千緒愛知県安城市住吉町３丁目11番８号株式会社マキタ内 (72)発明者古居伸康愛知県安城市住吉町３丁目11番８号株式会社マキタ内 (72)発明者太田健一愛知県安城市住吉町３丁目11番８号株式会社マキタ内 (72)発明者砂塚亮愛知県安城市住吉町３丁目11番８号株式会社マキタ内Ｆターム(参考） 5H607 AA02 BB01 BB14 BB26 DD19 EE24 EE31 FF10 5H609 BB12 BB18 PP02 PP06 PP07 PP08 PP09 QQ02 QQ11 RR13 RR69 RR71 SS17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工材に所定の加工作業を行う作業工具
を駆動する駆動モータと、前記駆動モータとは別に回転
駆動されて前記駆動モータを冷却する冷却ファンを有す
ることを特徴とする電動工具。
【請求項２】請求項１に記載の電動工具であって、前記冷却ファンの回転数は、前記駆動モータの温度ない
し前記駆動モータの温度に関する指標に基づいて可変と
されることを特徴とする電動工具。
【請求項３】請求項１に記載の電動工具であって、前記冷却ファンの回転数は、前記駆動モータの温度変化
の度合いに基づいて可変とされることを特徴とする電動
工具。
【請求項４】請求項２または３に記載の電動工具であっ
て、前記冷却ファンの回転数は、前記駆動モータの温度
状況に基づいて予め設定されるとともにマッピングデー
タに格納された制御データによって制御されることを特
徴とする電動工具。
【請求項５】作業工具を回転駆動する駆動モータと、前
記駆動モータの回転トルクを出力する駆動軸と、前記駆
動軸上に配置されるとともに前記駆動モータとは別に設
けられたファンモータと、前記ファンモータによって回
転駆動されて前記駆動モータを冷却する冷却ファンを有
する電動工具。