JP2008000877A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡素かつ軽量な構成によって内部からの放熱性能を向上させることが可能な電動工具を得る。
【解決手段】ハウジング８の外表面を被覆する樹脂製のプロテクタ７をハウジング８より熱伝導性の高い材料で形成するとともに、プロテクタ７の一部（貫通部７ｂや、軸受当接部７ｃ、駆動部接近部７ｄ等）をハウジング８の内側まで延伸させた。
【選択図】図２

Description

本発明は、ドリルドライバや、インパクトドライバ、オイルパルスドライバ等の電動工具に関する。

従来、駆動源であるモータと、モータの回転動力を減速する減速部と、減速部の回転動力をその先端側に取り付けた工具に伝達する駆動部と、モータへの電力供給を制御するスイッチ部と、モータ、減速部およびスイッチ部を内包するハウジングと、を備えた電動工具が知られている（例えば特許文献１）。

この種の電動工具では、電力を供給してモータを回転駆動させると、当該モータは発熱する。したがって、モータの過熱を抑制すべく、モータファン等を設けて冷却することが、一般的に行われている。

また、減速部や工具駆動部では、ギヤ等の回転部分の機械的摩擦を主因として熱が発生する一方、モータに電力を供給する電池パックや、スイッチ部、リード線等では、ジュール熱を主因とする熱が発生する。
特開２００３−２１１３７４号公報

このように、この種の電動工具は種々の発熱源を有しているが、放熱するための機構としては、部品レイアウトや、軽量化、製造コスト等の観点から、モータのロータとともに回転するモータファンのみとする場合が多く、かかるモータファンによって上記発熱箇所の全てを冷却するのは困難である。

また、駆動部カバーを金属材料によって形成した例が知られており、この場合には、当該駆動部カバーが軸受で生じた熱を放熱する効果が得られが、駆動部カバー全体を金属材料とすると、電動工具の重量が増大し、作業者の疲労が増大するという問題がある。

そこで、本発明は、比較的簡素かつ軽量な構成によって内部からの放熱性能を向上させることが可能な電動工具を得ることを目的とする。

請求項１の発明にあっては、駆動源であるモータと、上記モータの回転動力を減速する減速部と、上記減速部の回転動力をその先端側に取り付けた工具に伝達する駆動部と、上記モータ、減速部、および駆動部を内包する樹脂製のハウジングと、上記ハウジングの外表面を被覆する樹脂製のプロテクタと、を備えた電動工具において、上記プロテクタを上記ハウジングより熱伝導性の高い樹脂材料で形成するとともに、当該プロテクタの一部を上記ハウジングの内側まで延伸させたことを特徴とする。

請求項２の発明にあっては、駆動源であるモータと、上記モータの回転動力を減速する減速部と、上記減速部の回転動力をその先端側に取り付けた工具に伝達する駆動部と、上記モータおよび減速部を内包する樹脂製のハウジングと、上記駆動部を内包し上記ハウジングに固定されて少なくとも樹脂部を含む駆動部カバーと、上記駆動部カバーを覆う樹脂製のプロテクタと、を備えた電動工具において、上記プロテクタを、添加物を混入することで熱伝導性を高めた樹脂材料で形成するとともに、当該プロテクタの一部を上記駆動部カバーの内側まで延伸させたことを特徴とする。

請求項３の発明にあっては、上記駆動部カバーおよび上記プロテクタが、上記ハウジングの開口部内に嵌挿されていることを特徴とする。

請求項４の発明にあっては、上記駆動部カバーは、駆動部の回転軸方向に縦列配置された金属部と樹脂部とを備え、上記プロテクタが、上記金属部と樹脂部とに跨がるように配置されていることを特徴とする。

請求項５の発明にあっては、上記プロテクタが、上記駆動部を回転可能に保持する軸受に当接する軸受当接部を有することを特徴とする。

請求項６の発明にあっては、上記プロテクタが、上記モータに当接するモータ当接部を有することを特徴とする。

請求項７の発明にあっては、上記プロテクタが、上記モータの回転軸と共動するモータファンの回転空間内に上記ハウジング内面から突出する突起部を有することを特徴とする。

請求項８の発明にあっては、上記プロテクタが、上記駆動部に近接して臨む駆動部接近部を有することを特徴とする。

請求項９の発明にあっては、上記プロテクタが、上記モータの回転軸を回転可能に保持するモータ軸受に当接するモータ軸受当接部を有することを特徴とする。

請求項１０の発明にあっては、上記プロテクタが、内部配線を保持する内部配線保持部を有することを特徴とする。

請求項１１の発明にあっては、上記プロテクタを、金属微粉末を添加した樹脂材料によって成形したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ハウジング内で生じた熱を上記プロテクタを介して外部に放熱することができる分、内部からの放熱性能を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、駆動部カバー内で生じた熱を上記プロテクタを介して外部に放熱することができる分、内部からの放熱性能を向上させることができる。

請求項３の発明によれば、ハウジングの開口部内に駆動部カバーを挿入する部分で隙間を詰めるあるいは無くすことができ、当該隙間から内部に塵芥等が侵入するのを抑制することができる。

請求項４の発明によれば、上記金属部およびプロテクタを介して駆動部で生じた熱を放熱できる上、金属部と樹脂部との接続部分を補強することができる。

請求項５の発明によれば、軸受で生じる摩擦熱をプロテクタを介して放熱することができる。

請求項６の発明によれば、モータで生じる熱をプロテクタを介して放熱することができる。

請求項７の発明によれば、上記モータファンの回転空間に熱がこもるのを抑制することができる。

請求項８の発明によれば、駆動部で生じる熱をプロテクタを介して放熱することができる。

請求項９の発明によれば、モータ軸受で生じる熱をプロテクタを介して放熱することができる。

請求項１０の発明によれば、プロテクタの一部を内部配線保持部として利用することで、製造の手間を省き、製造コストを低減することができる。

請求項１１の発明によれば、熱伝導性の高い樹脂材料を比較的容易に得ることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）図１は、本実施形態にかかる電動工具の側面図、図２は、電動工具の駆動部近傍を拡大して示す縦断面（工具の回転軸に沿う断面）図、図３は、電動工具のモータの設置部分での横断面（工具の回転軸と垂直な断面）図、図４は、電動工具のモータのモータ軸受の設置部分での縦断面図、図５は、電動工具のモータファンの設置部分での縦断面図、図６は、グリップ部を内側から見た側面図、図７は、図６のVI−VI断面図である。

電動工具１は、モータ１３（図３，４参照）や、減速部９（図２参照）、駆動部６（図２参照）等が縦列配置された状態で内包される本体部２と、スイッチ部（図示せず）等が内包されるグリップ部３とが、略Ｔ字状あるいは略Ｌ字状（本実施形態では略Ｔ字状）に接続されて構成されており、当該グリップ部３の先端部には着脱可能な電池パック４を装着できるようになっている。なお、１０は工具着脱用の操作部である。

また、グリップ部３の基端側には突没可能なハンドル５が設けられており、このハンドル５を押し込むことで、スイッチ回路（図示せず）によってモータ１３が制御され、工具１２（図２参照）が回転するようになっている。

そして、電動工具１のハウジング８の外面は、弾力性および可撓性を有する樹脂製のプロテクタ７によって被覆され、耐衝撃性を高めてある。ハウジング８（図２等参照）は、合成樹脂を適宜に成形して得られるものであり、凹部を有する半割形状の開口縁同士を突き合わせて一体化される。このハウジング８内に、各構成要素が収容される。

ここで、モータ１３はスイッチ部によって制御される駆動源であり、また、減速部９はモータの回転動力を減速し、さらに、駆動部６は減速部９の回転動力をその先端側に取り付けた工具１２に伝達する。すなわち、これら各部は、回転エネルギを生じさせたり、固定部分に対して摺動（摩擦）する回転部分を有していたりするため、少なからず発熱して高温となる。そこで、本実施形態では、ハウジング８内の各部で生じた熱をハウジング８外に放熱するために、ハウジング８よりも熱伝導性の高い材料で形成したプロテクタ７の一部をハウジング８の内側まで延伸させている。

プロテクタ７は、合成樹脂材料に熱伝導性の高い金属微粉末（フィラー）を添加（混入）することで、容易に得ることができる。この場合、金属微粉末としては、アルミニウム系材料やマグネシウム系材料を用いることができる。

以下、図２〜図７を参照しながら、プロテクタ７による電動工具１各部の放熱構造の詳細について説明する。

図２は、駆動部６を回転可能に保持する軸受１１に当接する軸受当接部７ｃと、ハウジング８内で駆動部６に近接して臨む駆動部接近部７ｄとを示している。

軸受当接部７ｃは、環状の軸受１１の外周面を環状に取り囲むように設けられており、ハウジング８を貫通する貫通部７ｂを介して外皮部７ａに接続されている。かかる構成により、駆動部６と軸受１１との摺動摩擦熱を、軸受当接部７ｃおよび貫通部７ｂを介して外皮部７ａに伝達し、当該外皮部７ａから大気中へ放熱することができる。

また、駆動部接近部７ｄは、ハウジング８の駆動部６の外周を取り囲む部分の内面において、当該駆動部６を取り囲むように設けられる。なお、駆動部６の外周面と駆動部接近部７ｄの内周面との間には僅かな間隙が設けられていて、これらは直接的には当接せず離間している。かかる構成により、駆動部６の熱を、駆動部接近部７ｄおよび貫通部７ｂを介して外皮部７ａに伝達し、当該外皮部７ａから大気中へ放熱することができる。

なお、この場合、複数の貫通部７ｂを駆動部６の回転軸（中心軸）周りに適宜に（例えば一定の角度間隔で）放射状に配置するのが好適である。また、軸受当接部７ｃおよび駆動部接近部７ｄは、いずれも、必ずしも軸受１１あるいは駆動部６の全周を取り囲む必要はなく、円弧状として部分的に設けてもよい。

図３は、モータ１３に当接するモータ当接部７ｅを示している。

この例では、モータ１３のステータやモータケース等を含む固定部分１３ａの外周面に沿って、複数のモータ当接部７ｅが配置されており、各モータ当接部７ｅが貫通部７ｂを介して外皮部７ａに接続されている。かかる構成により、モータ１３で生じた熱を、モータ当接部７ｅおよび貫通部７ｂを介して外皮部７ａへ伝達し、当該外皮部７ａから大気中へ放熱することができる。なお、モータ当接部７ｅをモータ１３の外周の全周に亘って設けてもよい。

図４は、モータ１３の回転軸１３ｃを回転可能に保持するモータ軸受１７に当接するモータ軸受当接部７ｆを示している。

この例では、モータ１３の回転軸１３ｃが出力側（減速部側）の反対側から突出する部分がモータ軸受１７によって回転可能に保持されており、モータ軸受当接部７ｆが、プロテクタ７の外皮部７ａからハウジング８を貫通してモータ軸受１７の外周を取り囲むように内側へ延伸している。かかる構成により、回転軸１３ｃとモータ軸受１７との摺動摩擦熱を、モータ軸受当接部７ｆを介して外皮部７ａに伝達し、当該外皮部７ａから大気中へ放熱することができる。

図５は、モータ１３の回転部分（回転軸１３ｃ等）と共動するモータファン１８の回転空間２０内にハウジング８の内面から突出する突起部７ｈを示している。

この例では、ハウジング８内にモータファン１８を収容する回転空間２０が形成されており、ハウジング８の内壁面上にプロテクタ７の周面部７ｇが設けられ、周面部７ｇが複数の突起部７ｈを有するとともに複数の貫通部７ｂを介して外皮部７ａに接続されている。かかる構成により、この回転空間２０内に熱気がこもるのを抑制して、モータ１３の温度上昇を抑制することができる。

図６および図７は、プロテクタ７が、ハウジング８内に突出して内部配線（リード線）１４を保持する内部配線保持部７ｉを示している。

ハウジング８内では、電池パック４、モータ１３、およびスイッチ回路（図示せず）がそれぞれ内部配線１４を介して接続されるが、特に負荷が高くなった場合等、これら内部配線１４自体も発熱する場合がある。そこで、この例では、グリップ部３のハウジング８においてプロテクタ７の内部配線保持部７ｉを貫通させ、外皮部７ａと接続することで、内部配線１４で生じた熱を当該内部配線保持部７ｉを介して外皮部７ａに伝達し、当該外皮部７ａから大気中に放熱することができる。

また、プロテクタ７は、弾性素材であるため、保持による内部配線１４に対する負荷を軽減することができ、破損や断線を抑制できるという利点もある。

以上の本実施形態によれば、プロテクタ７をハウジング８より熱伝導性の高い材料で形成するとともに、当該プロテクタ７の一部をハウジング８の内側まで延伸させたため、ハウジング８内で生じた熱をプロテクタ７を介して外部に放熱することができ、その分、内部からの放熱性能を向上させることができ、ひいては、軸受における焼き付きの発生等、過熱による不具合を抑制することができる。

また、電動工具１の保護、ならびに作業者への振動低減等の効果を得るために設けていたプロテクタを、放熱用途に利用することができるため、プロテクタとは別に放熱用部材を設ける場合に比べて製造の手間を減らし、製造コストを低減することができる。

なお、上記構成のプロテクタ７は、ハウジング８との二色成形やインサート成形等の公知の樹脂成形法によって容易に得ることができる。

また、本実施形態では、プロテクタ７の熱伝導性を向上させるために、良好な熱伝導性を有する金属の微粉末をフィラーとして混入させて樹脂成形することで、熱伝導性の高い材料を容易に得ることができる。ちなみに、ハウジング８を金属の微粉末を混入させた樹脂材料としても、放熱性能を向上させることは可能であるが、この場合には電動工具１全体の重量が増大してしまう。この点、本実施形態では、比較的薄いプロテクタ７のみの重量増で済むため、軽量な構成で放熱性能を高めることができる。

そして、本実施形態によれば、上記軸受当接部７ｃ、駆動部接近部７ｄ、モータ当接部７ｅ、モータ軸受当接部７ｆ、周面部７ｇ、突起部７ｈ、および内部配線保持部７ｉによって、駆動部６の軸受１１、駆動部６、モータ１３、モータ１３の回転軸１３ｃ、モータファン１８、回転空間２０、内部配線１４の各部で生じる熱を、外部に放熱することができる。なお、プロテクタ７の各部を適宜フィン形状とすれば、放熱性をより一層高めることができる。

（第２実施形態）図８は、本実施形態にかかる電動工具の駆動部近傍を拡大して示す縦断面図である。なお、本実施形態にかかる電動工具は、上記第１実施形態にかかる電動工具と同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素については共通の符号を付し、重複する説明を省略する。

電動工具１Ａは、駆動部６を内包する樹脂製の駆動部カバー１５を設け、この駆動部カバー１５を上記金属微粉末等の添加物を混入することで熱伝導性を高めた（当該駆動部カバー１５より熱伝導性の高い）樹脂材料からなるプロテクタ７Ａで覆うとともに、プロテクタ７Ａおよび駆動部カバー１５をハウジング８Ａの開口部８Ａａ内に嵌挿した構成を備えている。なお、ハウジング８Ａの外表面についても、プロテクタ７Ａで被覆している。

本実施形態によれば、駆動部カバー１５内で生じた熱を、熱伝導性の良好なプロテクタ７Ａを介して外部に放熱することができる分、内部からの放熱性能を向上させることができる。なお、図８の例では、プロテクタ７Ａが駆動部カバー１５の内部に延伸する部分として、軸受当接部７ｃのみ開示したが、これには限定されず、駆動部接近部７ｄやその他の構成を組み込むことができるのは言うまでもない。

また、本実施形態によれば、ハウジング８Ａの開口部８Ａａに駆動部カバー１５を挿入する部分の隙間を詰めるあるいは無くすことができるため、当該隙間からハウジング８Ａの内部に塵芥等が進入するのを抑制することができる。また、ハウジング８Ａの開口部８Ａａおよび駆動部カバー１５の挿入部について、寸法公差の管理を緩やかにできる分、製造コストを低減できるという利点もある。

（第３実施形態）図９は、本実施形態にかかる電動工具の駆動部近傍を拡大して示す縦断面図である。なお、本実施形態にかかる電動工具は、上記第１実施形態にかかる電動工具と同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素については共通の符号を付し、重複する説明を省略する。

この電動工具１Ｂも、上記第２実施形態と同様に、駆動部６を内包する駆動部カバー１６を有するが、本実施形態では、駆動部カバー１６が工具１２の回転軸方向に縦列配置された金属部１６ａと樹脂部１６ｂとを有し、プロテクタ７Ａが、それら金属部１６ａと樹脂部１６ｂとを跨ぐように設けられている点が上記第２実施形態と相違している。なお、金属部１６ａは、軸受１１が設置される位置に設けるのが好適である。また、プロテクタ７Ａの熱伝導性は、樹脂部１６ｂより高くしておくのが好適である。

本実施形態によれば、上記第１、第２実施形態による効果に加えて、金属部１６ａによって熱伝導性をより一層高めることができる上、プロテクタ７Ａによって金属部１６ａと樹脂部１６ｂとの接続構造を補強することができるという利点もある。ちなみに、駆動部カバー全体を金属部とすれば、放熱性能を高めることができるが、重量が増大してしまう。この点、本実施形態によれば、放熱性能の高い構成をより軽量に得ることができるという利点もある。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

本発明の実施形態にかかる電動工具の側面図。 本発明の第１実施形態にかかる電動工具の駆動部近傍を拡大して示す縦断面（工具の回転軸に沿う断面）図。 本発明の第１実施形態にかかる電動工具のモータの設置部分での横断面（工具の回転軸と垂直な断面）図。 本発明の第１実施形態にかかる電動工具のモータのモータ軸受の設置部分での縦断面図。 本発明の第１実施形態にかかる電動工具のモータファンの設置部分での縦断面図。 本発明の第１実施形態にかかる電動工具のグリップ部を内側から見た側面図。 図６のVI−VI断面図。 本発明の第２実施形態にかかる電動工具の駆動部近傍を拡大して示す縦断面図。 本発明の第３実施形態にかかる電動工具の駆動部近傍を拡大して示す縦断面図。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ 電動工具
６ 駆動部
７，７Ａ プロテクタ
７ｃ 軸受当接部
７ｄ 駆動部接近部
７ｅ モータ当接部
７ｆ モータ軸受当接部
７ｈ 突起部
７ｉ 内部配線保持部
８，８Ａ ハウジング
８Ａａ 開口部
９ 減速部
１１ 軸受
１２ 工具
１３ モータ
１３ｃ 回転軸
１４ 内部配線
１５，１６ 駆動部カバー
１６ａ 金属部
１６ｂ 樹脂部
１７ モータ軸受
１８ モータファン
２０ 回転空間

Claims (11)

1. 駆動源であるモータと、前記モータの回転動力を減速する減速部と、前記減速部の回転動力をその先端側に取り付けた工具に伝達する駆動部と、前記モータ、減速部、および駆動部を内包する樹脂製のハウジングと、前記ハウジングの外表面を被覆する樹脂製のプロテクタと、を備えた電動工具において、
   前記プロテクタを前記ハウジングより熱伝導性の高い樹脂材料で形成するとともに、当該プロテクタの一部を前記ハウジングの内側まで延伸させたことを特徴とする電動工具。
2. 駆動源であるモータと、前記モータの回転動力を減速する減速部と、前記減速部の回転動力をその先端側に取り付けた工具に伝達する駆動部と、前記モータおよび減速部を内包する樹脂製のハウジングと、前記駆動部を内包し前記ハウジングに固定されて少なくとも樹脂部を含む駆動部カバーと、前記駆動部カバーを覆う樹脂製のプロテクタと、を備えた電動工具において、
   前記プロテクタを、添加物を混入することで熱伝導性を高めた樹脂材料で形成するとともに、当該プロテクタの一部を前記駆動部カバーの内側まで延伸させたことを特徴とする電動工具。
3. 前記駆動部カバーおよび前記プロテクタが、前記ハウジングの開口部内に嵌挿されていることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
4. 前記駆動部カバーは、駆動部の回転軸方向に縦列配置された金属部と樹脂部とを備え、
   前記プロテクタが、前記金属部と樹脂部とに跨がるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の電動工具。
5. 前記プロテクタが、前記駆動部を回転可能に保持する軸受に当接する軸受当接部を有することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一つに記載の電動工具。
6. 前記プロテクタが、前記モータに当接するモータ当接部を有することを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一つに記載の電動工具。
7. 前記プロテクタが、前記モータの回転軸と共動するモータファンの回転空間内に前記ハウジング内面から突出する突起部を有することを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか一つに記載の電動工具。
8. 前記プロテクタが、前記駆動部に近接して臨む駆動部接近部を有することを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか一つに記載の電動工具。
9. 前記プロテクタが、前記モータの回転軸を回転可能に保持するモータ軸受に当接するモータ軸受当接部を有することを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか一つに記載の電動工具。
10. 前記プロテクタが、内部配線を保持する内部配線保持部を有することを特徴とする請求項１〜９のうちいずれか一つに記載の電動工具。
11. 前記プロテクタを、金属微粉末を添加した樹脂材料によって成形したことを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
    

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