JP2014210327A - 電動工具 - Google Patents
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Abstract
Description
この種の電動工具では、駆動源としての電動モータの動作制御を行うためのモータコントローラを内装している。このモータコントローラは、コントローラケース内に制御基板を収容してウレタン樹脂等の充填材を充填した構成を供えている。このモータコントローラについては、その熱暴走等による誤作動を防止するために十分な冷却を行う必要があり、特に近年のハイパワー化に伴ってその要求が高まっている。下記の特許文献1には、コントローラケースの側面に多数の放熱用フィンを設ける技術が開示されている。
本発明は、制御基板を収容するコントローラケースの放熱効果を一層高めることを目的とする。
第1の発明は、駆動源としての電動モータと、電動モータの動作制御を行うためのモータコントローラを備えた電動工具であって、モータコントローラは、制御基板と制御基板を収容したコントローラケースを備えており、コントローラケースの裏面に放熱用の凹部を設けた電動工具である。
第1の発明によれば、コントローラケースの裏面の面積を大きくして放熱効果を高めることができる。凹部を設けてコントローラケースの外面側の面積を大きくする構成であるので、モータコントローラの取り付け位置をずらしたり、取り付ける向きを変更する場合に容易に対応することができる。この点、従来のように放熱フィン等の張り出し部あるいは半球形の多数の凸部(ボツボツ)を設けた構成とした場合には、取り付ける位置をずらしたりその向きを変更して取り付ける場合等に対応できない場合があり、この場合には取り付け部の形状変更等が必要になり、あるいは実質的に取り付け部位や取り付ける向きは固定されてしまうといった問題を生ずる。
第2の発明は、第1の発明において、凹部として溝部を設けた電動工具である。
第2の発明によれば、コントローラケースの裏面の面積を大きくすることができるとともに、溝部に沿って風を流すことにより一層放熱効果を高めることができる。
第3の発明は、第2の発明において、コントローラケースの裏面に少なくとも2本の溝部を設け、少なくとも1本の溝部が他の溝部に交差する電動工具である。
第3の発明によれば、異なる2方向(縦方向と横方向)からの風を溝部に沿って流すことにより高い放熱効果を得ることができ、取り付ける向きを変更した場合にも同等の放熱効果を得ることができる。
第4の発明は、第3の発明において、コントローラケースの裏面に溝部を格子状に設けた電動工具である。
第4の発明によれば、多数の縦方向の溝部と横溝部に沿って風が流されることにより取り付ける向きを変更した場合であっても同等の高い放熱効果を得ることができる。
第5の発明は、第1〜第4の何れか1つの発明において、電動モータの冷却風の通風経路上にモータコントローラを配置した電動工具である。
第5の発明によれば、モータ冷却風を利用してコントローラケースの放熱効果を一層高めることができる。
第6の発明は、第5の発明において、モータ冷却風の風上にモータコントローラを配置した電動工具である。
第6の発明によれば、電動モータが冷却される前の段階でコントローラケースが効率よく冷却される。
第7の発明は、第5の発明において、モータ冷却風の風下にモータコントローラを配置した電動工具である。
第7の発明によれば、電動モータが冷却された後にコントローラケースがモータ冷却風によって効率よく冷却される。
第8の発明は、第1〜第7の何れか1つの発明において、使用者が把持するハンドル部を備えており、ハンドル部の下方かつ電動モータの上方にモータコントローラを配置した電動工具である。
第8の発明によれば、通常電動モータの周囲に設けられるハンドル部と当該電動モータとの間のスペースを利用してモータコントローラを配置することができるとともに、モータ冷却風を効率よく利用してコントローラケースの冷却を行うことができる。
第9の発明は、駆動源としての電動モータと、電動モータの動作制御を行うためのモータコントローラを備えた電動工具であって、モータコントローラは、制御基板と制御基板を収容したコントローラケースを備えており、コントローラケースの外面に格子状の溝部を設けた電動工具である。
第9の発明によれば、コントローラケースの底部あるいは側部あるいはその双方等の外面に格子状の溝部を設けることにより、縦方向あるいは横方向から流れる冷却風を溝部に沿って流すことによりその放熱効果を高めることができる。格子状の溝部を設けた構成であるので、モータコントローラの取り付け位置をずらしたり、取り付ける向きを変更する場合に容易に対応することができる。この点、従来のように放熱フィン等の張り出し部あるいは半球形の多数の凸部を設けた構成とした場合には、取り付ける位置をずらしたりその向きを変更して取り付ける場合等に対応できない場合があり、この場合には取り付け部の形状変更等が必要になり、あるいは実質的に取り付け部位や取り付ける向きは固定されてしまうといった問題を生ずる。
切断機本体10は、駆動源としての電動モータ11と、電動モータ11により回転する円形の切断刃12を備えている。切断刃12の上側半周の範囲はブレードケース13で覆われている。切断刃12の下側半周の範囲は可動カバー14で覆われている。この可動カバー14は切断刃12の周囲に沿って開閉可能に設けられている。この可動カバー14は、切断加工の進行により切断材Mの端面に当接して図1中時計回り方向に回転して開かれる他、その上端部に設けた開放レバー14aを把持して手動操作によっても開閉させることができる。
図2及び図4に示すようにブレードケース13の左側面(背面)には、減速ギヤ部15を経て電動モータ11が取り付けられている。電動モータ11のモータ軸線Jは、切断進行方向に対して直行している。減速ギヤ部15の出力軸(スピンドル16)はブレードケース13内に突き出されており、この突き出し部分に切断刃12が取り付けられている。
電動モータ11の上部には、使用者が把持するループ形のハンドル部20が設けられている。図1において切断工具1の左側(図3において右側)であって切断進行方向後側に使用者が位置してハンドル部20を把持する。
図2に示すようにハンドル部20とブレードケース13との間のスペースであって減速ギヤ部15の後方スペースには、切断刃12の切断材Mに対する切り込み深さを調整するための切り込み深さ調整機構18が設けられている。この切り込み深さ調整機構18は、ベース2の上面に上方へ長く延びる状態に設けられたデプスガイド18aと、このデプスガイド18aにブレードケース13を固定するための固定ねじ18bを備えている。
図4に示すようにデプスガイド18aには、上記した上下傾動支軸17を中心とする円弧に沿ったガイド溝孔18aaが形成されている。このガイド溝孔18aaに、固定ねじ18bが挿通されている。この固定ねじ18bはブレードケース13の背面に締め込まれている。固定ねじ18bには回転操作用の固定レバー18cが取り付けられている。この固定レバー18cを把持して固定ねじ18bを一定角度回転させることにより、当該固定ねじ18bをブレードケース13の背面に締め付け、逆に緩めることができる。固定ねじ18bを締め付けることにより、切断機本体10のベース2に対する上下傾動位置が固定され、従ってベース2の下面側への切断刃12の突き出し量(切断材Mに対する切り込み深さ)が固定される。図1及び図3に示す状態は、ベース2に対して切断機本体10が最も下方の傾動位置に固定されて切断刃12の切り込み深さが最大に調整された状態を示している。図1及び図3に示す状態よりも切断機本体10をベース2に対して上方の傾動位置に移動させることにより、切断刃12の切り込み深さを浅く(小さく)することができる。
2つのバッテリB1,B2は、それぞれバッテリケース内に複数本のバッテリセルを収容した18V出力のリチウムイオンバッテリで、当該切断工具1から取り外して、別途用意した充電器により充電することにより繰り返し電源として使用することができる。図では見えていないが両バッテリB1,B2は、その上面に左右一対のレール部を備えている。左右のレール部間には、それぞれ正負の接続端子を備えている。正負の接続端子間には、充電器との間で制御信号を送受信するためのコネクタを備えている。
2つの18VバッテリB1,B2はバッテリ取り付け部25に取り付けられると、電気的に直列に接続されて36Vバッテリとして利用される。従って電動モータ11は、直列接続された2つの18VバッテリB1,B2により出力される36V電源により動作する。
バッテリ取り付け部25に取り付けたバッテリB1,B2の電力は、電源回路を含むモータコントローラ30を経て電動モータ11に供給される。
図4及び図5に示すようにモータコントローラ30は、ハンドル部20の基台部23内に設けたコントローラ収容部23b内に収容されている。基台部23の内部は、通気口23cを経て電動モータ11の内部と連通されている。通気口23cは、冷却ファン11bの側方に設けられている。このため、図4中白抜きの矢印で示すように電動モータ11の冷却ファン11bの回転により、モータハウジング後面に設けた吸気口11a〜11aを経て吸入されたモータ冷却風は、通気口23cを経てコントローラ収容部23b内に流入される。コントローラ収容部23b内に流入したモータ冷却風は、コントローラ30を冷却するための冷却風として利用される。図3に示すように使用者から見て基台部23(コントローラ収容部23b)の左側部には、排気口23a〜23aが設けられている。コントローラ収容部23b内に流入したモータ冷却風は、この排気口23a〜23aを経て外部に排気される。
図7及び図8には、コントローラケース32の詳細が示されている。コントローラケース32は、上方開放で底浅の矩形箱体をなすケースで、本実施形態では放熱性の高いアルミニウム製のケースが用いられている。このコントローラケース32は、制御基板31を平行に収容し得る面積の底部32aと前後左右4つの側壁部32b,32b,32c,32cを有している。図7に示すように矩形をなす底部32aの左右側部に沿って左右の側壁部32b,32bが設けられ、前後の側部に沿って前後の側壁部32c,32cが設けられている。前後方向に延びる左右の側壁部32b,32bの内面側には、それぞれ制御基板31の左右縁部を載せ掛けて支持するための脚部32d,32dが前後方向に一定の間隔をおいて一体に設けられている。前後の脚部32d,32d間であって側壁部32bの長手方向中央には、制御基板31の左右方向の位置ずれを規制するための規制凸部32eが同じく一体に設けられている。
底部32aの裏面に設けた格子状の溝部は、前後方向に延びる5つの縦溝部41〜41と左右方向に延びる7つの横溝部42〜42が相互に直角に交差して形成されている。5つの縦溝部41〜41は、左右方向に等間隔で相互に平行に設けられている。7つの横溝部42〜42は、前後方向に等間隔で相互に平行に設けられている。縦溝部41〜41相互の間隔と、横溝部42〜42相互の間隔はほぼ同じに設定されている。このため、左右方向に隣接する2つの縦溝部41,41と、前後方向に隣接する2つの横溝部42,42によって1辺が約10ミリメートルのほぼ正方形をなす裏面部43が区画形成されており、結果として底部32aの裏面に、ほぼ正方形の裏面部43〜43が多数形成された状態となっている。すべての裏面部43〜43は相互に同一面に位置して、単一に接地面を形成している。
縦溝部41〜41と横溝部42〜42の溝幅寸法(本実施形態では、約1.5ミリメートル)あるいは本数を適宜変更することにより、底部32aの全体に占める裏面部43〜43の面積を変更することができる。少なくとも、本実施形態では、縦溝部41と横溝部42の溝幅寸法(約1.5ミリメートル)が、各裏面部43の幅(約10ミリメートル)よりも十分に小さくなるよう、当該溝幅寸法が適切に設定されている。
また、すべての裏面部43〜43の合計面積が小さくなり過ぎないよう縦溝部41〜41と横溝部42〜42の溝幅寸法及び溝数等が適切に設定されていることにより、当該コントローラケース32の底部32aについて安定した接地性が確保されるようになっている。
左右の側壁部32b,32b及び前後の側壁部32c,32cのそれぞれの外面にも、多数の壁溝部44〜44が設けられている。側壁部32b,32c側の多数の壁溝部44〜44は相互に小さな間隔に詰めて形成されている。すべての壁溝部44〜44は、相互に同じ深さでかつ同じ高さ寸法に揃えられている。
本実施形態のコントローラケース32の底部32aの外面は、その裏面部43〜43よりも突き出す部位は存在しない平坦な面に形成されている。また、前後左右の側壁部32b,32b,32c,32cの外面についても、各壁溝部44の他に側方へ突き出す部位が存在しない平坦な面に形成されている。
しかも、本実施形態のモータコントローラ30によれば、制御基板31を収容するアルミニウム製のコントローラケース32の底部32aの裏面には放熱用の凹部40が設けられている。この凹部40により底部32aの表面積が増大してより高い放熱性が持たせられている。特に、本実施形態では、凹部40として、底部32aの裏面に格子状の溝部であって、縦溝部41〜41と横溝部42〜42が設けられている。この格子状の溝部(縦溝部41〜41と横溝部42〜42)により、コントローラケース32の底部32aの十分な接地面積(裏面部43〜43の合計面積)を確保しつつ、その表面積を大きくしてより一層高い放熱性が確保されている。
また、コントローラ収容部23b内に流入したモータ冷却風が縦溝部41〜41に沿って、あるいは横溝部42〜42に沿ってスムーズに流れることから、底部32aの放熱性を効率よく高めることができる。
さらに、本実施形態のモータコントローラ30によれば、コントローラケース32の前後左右の側壁部32b,32b,32c,32cの外面にも多数の壁溝部44〜44がもうられている。この側部の壁溝部44〜44により、当該コントローラケース32の前後左右の側壁部32b,32b,32c,32cの表面積が拡大されて放熱性が高められており、この点で当該コントローラケース32の放熱性が一層高められている。
また、本実施形態のモータコントローラ30によれば、底部32aの裏面に凹部40として格子状の溝部が形成されている。このため、コントローラ収容部23b内における当該モータコントローラ30を取り付け向きを図5に示す横向き(長手方向を左右方向に沿わせた向き)から縦向き(長手方向を前後方向に沿わせた向き)に変更した場合にも凹部40と同等の放熱性を確保することができる。
また、コントローラケース32の底部32a及び前後左右の側壁部32b,32b,32c,32cに凹部40を設けて放熱性を高める構成であり、従来のような放熱フィンや半球形状の凸部(ボツボツ)等の側方へ張り出す部位を設ける構成ではないので、上記のように向きを変えて取り付ける場合あるいは取り付け位置を変更する場合に支障を来たすことがない。
また、コントローラケース32の底部32aに設けた格子状の溝部における縦溝部41及び横溝部42の本数は適宜変更することができる。
さらに、縦溝部41〜41と横溝部42〜42を相互に直角に交差させてほぼ正方形の裏面部43〜43を区画形成した構成を例示したが、縦溝部と横溝部との交差角度を変更して例えばひし形の裏面部を区画形成する構成としてもよい。
また、格子状の溝部に代えて、縦溝部41〜41若しくは横溝部42〜42のみを底部32aの裏面に設ける構成としてもよい。
さらに、放熱用の凹部40として細長い溝部を設けた構成を例示したが、円形あるいは矩形の窪み(凹部)を設けて底部32aの表面積を拡大してその放熱性を高める構成としてもよい。
また、アルミニウム製のコントローラケース32を例示したが、その他例えば樹脂製のコントローラケースについて例示した放熱構造(格子状の溝部等)を適用することもできる。
さらに、電動工具として携帯マルノコと称される手持ち式の切断工具1を例示したが、その他卓上形の切断工具あるいは孔明け工具、ねじ締め工具等の電動工具におけるモータコントローラのコントローラケースについて例示した放熱構造を適用することができる。また、モータコントローラのコントローラケースに限らず、各種の制御基板を収容したコントローラケースについて例示した放熱構造を広く適用することができる。
1…切断工具
2…ベース
10…切断機本体
11…電動モータ、11a〜11a…吸気口、11b…冷却ファン
12…切断刃
13…ブレードケース
14…可動カバー、14a…開放レバー
15…減速ギヤ部
16…スピンドル
17…上下傾動支軸
18…切り込み深さ調整機構
18a…デプスガイド、18b…固定ねじ、18aa…ガイド溝孔、18c…固定レバー
20…ハンドル部
21…縦部
22…把持部、22a…スイッチレバー、22b…ロックオフ解除レバー
23…基台部
23a〜23a…排気口、23b…コントローラ収容部、23c…通気口
24…フロントグリップ部
25…バッテリ取り付け部
B1,B2…バッテリ(18Vリチウムイオンバッテリ)
30…モータコントローラ
31…制御基板、31a…電子部品
32…コントローラケース
32a…底部、32b…左右の側壁部、32c…前後の側壁部
32d…脚部、32e…規制部
33…充填材
40…放熱用の凹部
41…縦溝部
42…横溝部
43…裏面部
44…壁溝部
Claims (9)
- 駆動源としての電動モータと、該電動モータの動作制御を行うためのモータコントローラを備えた電動工具であって、前記モータコントローラは、制御基板と該制御基板を収容したコントローラケースを備えており、前記コントローラケースの裏面に放熱用の凹部を設けた電動工具。
- 請求項1記載の電動工具であって、前記凹部として溝部を設けた電動工具。
- 請求項2記載の電動工具であって、前記コントローラケースの裏面に少なくとも2本の溝部を設け、少なくとも1本の溝部が他の溝部に交差する電動工具。
- 請求項3記載の電動工具であって、前記コントローラケースの裏面に溝部を格子状に設けた電動工具。
- 請求項1〜4の何れか1項に記載した電動工具であって、前記電動モータの冷却風の通風経路上に前記モータコントローラを配置した電動工具。
- 請求項5記載の電動工具であって、前記モータ冷却風の風上に前記モータコントローラを配置した電動工具。
- 請求項5記載の電動工具であって、前記モータ冷却風の風下に前記モータコントローラを配置した電動工具。
- 請求項1〜7の何れか1項に記載した電動工具であって、使用者が把持するハンドル部を備えており、該ハンドル部の下方かつ前記電動モータの上方に前記モータコントローラを配置した電動工具。
- 駆動源としての電動モータと、該電動モータの動作制御を行うためのモータコントローラを備えた電動工具であって、前記モータコントローラは、制御基板と該制御基板を収容したコントローラケースを備えており、前記コントローラケースの外面に格子状の溝部を設けた電動工具。
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