JP2019147211A - 電動作業機 - Google Patents

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Abstract

【課題】モータ収容室にダストが入り難くなり、メンテナンスの頻度を少なくすることができる電動作業機を提供する。【解決手段】チェンソー1(電動作業機)であって、切断部20(作業工具)が設けられた本体部10と、モータ30と、バッテリ50と、を備えている。本体部10内には、モータ収容室15と、本体部10の外面に開口しているバッテリ収容室16と、バッテリ収容室16からモータ収容室15に通じている連通路17と、が形成されている。バッテリ収容室16の開口部の内縁部と、バッテリ収容室16に挿入されたバッテリ50の側面との間に第一吸気口81が形成されるとともに、バッテリ収容室16内の側面には、連通路17の流入口17aが開口しており、流入口17aには、エアフィルタ70が取り付けられている。【選択図】図4

Description

本発明は、電動作業機に関する。
チェンソーや刈払機などの電動作業機の本体部には、モータが収容されたモータ収容室と、バッテリが収容されるバッテリ収容室とが形成されている。このような電動作業機では、バッテリ収容室にバッテリを挿入し、バッテリからモータに電力を供給することで、ソーチェンや回転刃などの作業工具を駆動させている。
従来の電動式のチェンソーとしては、バッテリ収容室が本体部の上面に開口しており、バッテリ収容室からモータ収容室に空気を取り込むことで、モータ収容室内のモータや制御基板を冷却するように構成されているものがある(例えば、特許文献1参照)。
米国特許第9138884号明細書
前記した従来のチェンソーでは、切断作業時に生じた切り屑や粉塵などのダストがバッテリ収容室からモータ収容室に入り込み易い。そして、モータ収容室内にダストが堆積すると、モータや制御基板の冷却効率が低下するとともに、モータの駆動効率が低下する。そのため、前記した従来のチェンソーでは、本体部内を頻繁に清掃する必要があり、メンテナンスが煩雑になるという問題がある。
本発明は、前記した問題を解決し、モータ収容室にダストが入り込み難くなり、メンテナンスの頻度を少なくすることができる電動作業機を提供することを課題とする。
前記課題を解決するため、本発明は、電動作業機であって、作業工具が設けられた本体部と、前記作業工具を駆動させるモータと、前記モータに電力を供給するバッテリと、を備えている。前記本体部内には、前記モータが収容されているモータ収容室と、前記モータ収容室内の空気を排出する排気手段と、前記本体部の外面に開口しているバッテリ収容室と、前記バッテリ収容室から前記モータ収容室に通じている連通路と、が設けられている。前記バッテリ収容室の開口部の内縁部と、前記バッテリ収容室に挿入された前記バッテリの側面との間に第一吸気口が形成されるとともに、前記バッテリ収容室内の側面には、前記連通路の流入口が開口している。前記流入口には、エアフィルタが取り付けられている。
本発明の電動作業機では、連通路に空気が流入するときに、エアフィルタによって空気中のダストが取り除かれるため、モータ収容室にダストが入り込み難くなる。これにより、本発明の電動作業機では、モータ収容室内にダストが堆積し難いため、本体部内を清掃する間隔を長くすることができ、メンテナンスの頻度を少なくすることができる。
また、本発明の電動作業機では、バッテリ収容室内の側面にエアフィルタが配置されるため、バッテリ収容室からバッテリを取り外すことで、本体部の外部からエアフィルタの着脱および清掃を容易に行うことができる。
本発明の実施形態に係る電動作業機を後方右上から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る電動作業機を示した図で、本体部からバッテリを取り外した状態を後方右上から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る電動作業機を示した図で、図1のIII−III断面図である。 本発明の実施形態に係る電動作業機の冷却構造を示した概略図である。 本発明の実施形態に係る電動作業機から上部カバーを取り外した状態を後方左上から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る電動作業機において、エアフィルタを本体ケースから取り外す段階を示した断面図である。 本発明の実施形態に係る電動作業機において、エアフィルタを本体ケースから取り外した状態を示した断面図である。
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態では、樹木や板などを切断するためのチェンソーに本発明を適用した構成を例として説明する。
チェンソー1は、図1に示すように、本体部10と、本体部10に設けられた切断部20と、を備えている。また、チェンソー1は、図4に示すように、切断部20を駆動させるモータ30と、モータ30の駆動を制御する制御基板40と、モータ30に電力を供給するバッテリ50と、を備えている。
本体部10は、図1に示すように、樹脂製の箱体である本体ケース11と、本体ケース11の上部に被せられた樹脂製の上部カバー12と、を備えている。
本体ケース11内には、図4に示すように、モータ収容室15と、バッテリ収容室16と、が形成されている。
モータ収容室15は、本体ケース11の前部に形成されている。モータ収容室15は本体ケース11の内面に囲まれた空間である。
モータ収容室15には、モータ30、制御基板40および送風ファン33などの駆動機構が収容されている。
モータ30は、公知の電動式モータであり、中空なモータハウジング31と、モータハウジング31内に収容された円筒状のヨーク30aと、ヨーク30aに連結された出力軸32と、ヨーク30aの回転を検出するセンサ基板30bと、を備えている。
モータハウジング31の右側壁には、ヨーク30aが挿通されている挿通口31aが形成されている。挿通口31aの内縁部とヨーク30aの外周面との間には隙間が形成されている。
モータハウジング31の底部には、流出口31bが開口している。また、本体ケース11の下方には、左右方向に延びている筒状の通気路18が形成されている。通気路18の一端は流出口31bに連通し、通気路18の他端は、本体ケース11の右側部に開口している排出口11bに連通している。
ヨーク30a内にはステータ(図示せず)が収容されている。そして、ステータのコイルに通電することで、ヨーク30aが左右方向の軸回りに回転する。
出力軸32は、左右方向に延びており、基端部がヨーク30aに連結されている。出力軸32は、ヨーク30aに連動して左右方向の軸回りに回転する。出力軸32の先端部は、本体ケース11の右側壁11aの外側に突出している。
モータ30には、ステータに連結されたセンサ基板30bが固定されている。センサ基板30bは、中央部が開口した環状の基板であり、センサ基板30bの中央部にヨーク30aが同心位置となるように挿通されている。
送風ファン33は、モータハウジング31内に収容されている。送風ファン33は、ヨーク30aに取り付けられており、ヨーク30aの回転に連動して回転する。
送風ファン33、流出口31b、通気路18および排出口11bは、モータ収容室15内の空気を本体ケース11の外部に排出するための排気手段である。
送風ファン33が回転すると、モータハウジング31内に送風が生じて、モータハウジング31内の空気が流出口31b、通気路18および排出口11bを通じて本体ケース11の外部に排出される。また、モータハウジング31内には、モータ収容室15内の空気が挿通口31aを通じて流入する。このように、モータ収容室15内の空気は、モータハウジング31内を通じて、本体ケース11の外部に排出される。
駆動ギヤ34は、出力軸32の先端部に取り付けられている。駆動ギヤ34は、本体ケース11の右側壁11aの外側に配置されている。
制御基板40は、電子回路が設けられた基板を金属製の放熱部材に取り付けたものである。制御基板40とモータ30とは電気的に接続されている。制御基板40は、モータ収容室15の後部に配置されている。
バッテリ収容室16は、本体ケース11の後部に形成されている。バッテリ収容室16は、図2に示すように、本体ケース11の上面に開口した略直方体の空間である。
バッテリ収容室16は、バッテリ50が収容される空間である(図3参照)。バッテリ50は、公知のバッテリであり、直方体のケースにリチウムイオン蓄電池などの二次電池を収容したものである。
バッテリ収容室16にバッテリ50を収容した状態では、図3に示すように、バッテリ収容室16の開口部16aの内縁部と、バッテリ50の上部の側面との間に隙間が形成されている。この隙間によって第一吸気口81が形成されている。本実施形態では、図1に示すように、バッテリ50の上部の外周面に沿って環状の第一吸気口81が形成されている。
バッテリ収容室16の底部には、図4に示す制御基板40に電気的に接続されている接続端子(図示せず)が設けられている。そして、バッテリ収容室16内の接続端子にバッテリ50の接続端子が接続されることで、バッテリ50から制御基板40およびモータ30に電力が供給される。
また、バッテリ収容室16の底部には、バッテリ50をバッテリ収容室16から取り出すためのイジェクト機構(図示せず)が設けられている。図1に示すように、バッテリ収容室16にバッテリ50を収容した状態で、バッテリ50の上部に設けられたレバー51を操作して、イジェクト機構を作動させることで、バッテリ50を押し上げることができる。
バッテリ収容室16の底面16bには、図3に示すように、本体ケース11の外面に通じる左右二つの第二吸気口82,82が形成されている。第二吸気口82は、バッテリ収容室16の底部を貫通している穴部である。第二吸気口82は、本体ケース11の後部の下面および側面に開口している。
本実施形態では、両第二吸気口82,82の開口面積を足した面積が、第一吸気口81の開口面積よりも大きく形成されている。
バッテリ収容室16に収容されたバッテリ50の左右の下端部は、両第二吸気口82,82を通じて外部に露出している(図1参照)。
図1に示すように、本体ケース11の上部は、上部カバー12によって覆われている。上部カバー12は、一本のボルトBによって本体ケース11に固定されている(図5参照)。上部カバー12には、バッテリ収容室16の開口部16aに連通する開口部12aが形成されている。
本体ケース11の右側部には、切断部20が設けられている。切断部20は、切断作業用の作業工具であり、ガイドバー21およびソーチェン22を備えている。
ガイドバー21は、前後方向に延長された板状部材であり、ガイドバー21の後端部が本体ケース11の右側部の外面に取り付けられている。
ガイドバー21の外周部には、環状のソーチェン22が巻回されている。ソーチェン22の後端部は、図4に示すように、駆動ギヤ34に係合されている。
モータ30を駆動させて、駆動ギヤ34を回転させると、ソーチェン22がガイドバー21(図1参照)の外周に沿って回転するように構成されている。
また、本体ケース11の右側壁11aの外面には、駆動ギヤ34および切断部20の後端部を覆う側部カバー13が取り付けられている。
本体ケース11には、図1に示すように、フロントハンドル61およびリヤハンドル62が設けられている。
フロントハンドル61は、本体ケース11の外周に配設された把持部であり、円柱状の部材を折り曲げて形成されている。
リヤハンドル62は、本体ケース11の後部に連結されている。リヤハンドル62には、作業者が把持した状態で、ソーチェン22の回転を増減させるための操作手段であるトリガーレバー62aが設けられている。
チェンソー1によって樹木や板などの切断対象物を切断する場合には、作業者は一方の手でフロントハンドル61を把持するとともに、他方の手でリヤハンドル62を把持して、チェンソー1を携帯する。そして、リヤハンドル62のトリガーレバー62aを操作して、ソーチェン22を回転させることで、ソーチェン22によって切断対象物を切断することができる。
本実施形態のチェンソー1では、本体部10の右側部に切断部20が設けられているため、作業者は本体部10の左側に位置してチェンソー1を携帯することになる。
次に、本実施形態のチェンソー1の冷却構造について説明する。
本体ケース11内には、図4に示すように、モータ収容室15からバッテリ収容室16に通じている連通路17が形成されている。連通路17は、バッテリ収容室16からモータ収容室15に空気を取り込むための通路である。
連通路17は、本体ケース11の左側部に形成されており、モータ収容室15とバッテリ収容室16との間の仕切り壁11cの左縁部を前後方向に貫通している。連通路17の流入口17aは、バッテリ収容室16内の左側面16cに開口している。
連通路17の流入口17aには、エアフィルタ70が嵌め込まれている。エアフィルタ70は、平板状の枠体71によって不織布72を保持している(図2参照)。連通路17の流入口17aは、エアフィルタ70によって塞がれている。
エアフィルタ70の枠体71の前縁部は、仕切り壁11cの後面に形成された取付溝11dに嵌め込まれている。
また、エアフィルタ70の枠体71の後縁部には、左方に向けて突出したフック73が形成されている。フック73は、本体ケース11の左側壁11eに形成された取付穴11fに挿通されており、本体ケース11の左側壁11eの外側に突出している。フック73の先端部は、左側壁11eの外面に係合されている。本実施形態のエアフィルタ70には、図5に示すように、上下二つのフック73,73が形成されている。
エアフィルタ70の表面70aは、図3に示すように、鉛直方向に対して下向きに傾斜している。つまり、エアフィルタ70の表面70aは、下縁部から上縁部に向かうに連れてバッテリ収容室16の内側に入り込むように傾斜している。これにより、エアフィルタ70の表面70aは斜め下方に向けられている。本実施形態では、鉛直方向に対するエアフィルタ70の表面70aの傾斜角度θは5度に設定されている。
エアフィルタ70の下方には、左側の第二吸気口82が配置されている。つまり、エアフィルタ70の表面70aの下方に第二吸気口82が配置されている。
本実施形態のチェンソー1では、図4に示すように、モータ30が駆動して送風ファン33が回転すると、モータ収容室15内の空気は、モータハウジング31内を通じて、本体ケース11の外部に排出される。排気手段(送風ファン33、流出口31b、通気路18および排出口11b)によってモータ収容室15内の空気が排出されることで、バッテリ収容室16から連通路17を通じてモータ収容室15内に空気が流入する。
バッテリ収容室16内には、図3に示すように、チェンソー1の外部から第一吸気口81および第二吸気口82を通じて空気が流入し、その空気が連通路17に流入する。
連通路17に空気が流入するときには、図4に示すように、空気中のダストがエアフィルタ70によって取り除かれる。
そして、連通路17からモータ収容室15に流入した空気によって、制御基板40およびセンサ基板30bおよびモータ30が冷却される。さらに、モータ収容室15からモータハウジング31内に流入した空気によって、モータ30の内部が冷却されるため、モータ30の冷却効率を高めることができる。
また、モータ収容室15内の空気は、本体ケース11の左側から通気路18を通じて、本体ケース11の作業工具20側(右側)に排出される。本実施形態のチェンソー1では、作業者は本体ケース11の左側に位置することになるため、モータ収容室15内の空気をスムーズに排出することができる。
このように、モータ収容室15内の空気を本体ケース11の右側から排出することで、切断作業時に生じた切り屑や粉塵を、本体ケース11の左側に位置する作業者から遠ざけることもできる。
エアフィルタ70を本体ケース11から取り外す場合には、バッテリ収容室16からバッテリ50を取り外した状態で、図5に示すように、本体ケース11からボルトBを取り外す。さらに、本体ケース11から上部カバー12を取り外すと、エアフィルタ70の二つのフック73,73の先端部が本体ケース11の左側壁11eの外面に露出する。
続いて、図6に示すように、本体ケース11の外部からフック73の先端部を取付穴11fに押し込む。これにより、図7に示すように、フック73を本体ケース11の左側壁11eから取り外すことができる。
さらに、エアフィルタ70の後縁部をバッテリ収容室16の内側に移動させて、エアフィルタ70を左側壁11eに対して傾けることで、エアフィルタ70の前縁部を取付溝11dから取り外すことができる。
このようにして、本体ケース11から取り外したエアフィルタ70は、図5に示すバッテリ収容室16の開口部16aから外部に取り出すことができる。
以上のようなチェンソー1(電動作業機)は、図4に示すように、切断部20(作業工具)が設けられた本体部10と、切断部20を駆動させるモータ30と、モータ30に電力を供給するバッテリ50と、を備えている。本体部10内には、モータ30が収容されているモータ収容室15と、本体部10の外面に開口しているバッテリ収容室16と、バッテリ収容室16からモータ収容室15に通じている連通路17と、が形成されている。バッテリ収容室16の開口部16aの内縁部と、バッテリ収容室16に挿入されたバッテリ50の側面との間に第一吸気口81が形成されている。また、バッテリ収容室16内の左側面16cには、連通路17の流入口17aが開口している。流入口17aには、エアフィルタ70が取り付けられている。
本実施形態のチェンソー1では、連通路17に空気が流入するときに、空気中のダストはエアフィルタ70によって取り除かれるため、モータ収容室15にダストが入り込み難くなる。これにより、本実施形態のチェンソー1では、モータ収容室15内にダストが堆積し難いため、本体部10内を清掃する間隔を長くすることができ、メンテナンスの頻度を少なくすることができる。
本実施形態のチェンソー1では、バッテリ収容室16内の左側面16cにエアフィルタ70が配置されている。そのため、図2に示すように、バッテリ収容室16からバッテリ50を取り外すことで、本体部10の外部からバッテリ収容室16の開口部16aを通じて、エアフィルタ70の着脱および清掃を容易に行うことができる。
本実施形態のチェンソー1では、図3に示すように、エアフィルタ70の表面70aが鉛直方向に対して下向きに傾斜している。これにより、エアフィルタ70の表面70aにダストが付着し難いとともに、エアフィルタ70の表面70aに付着したダストが、チェンソー1を地面に置く程度の揺れや衝撃によって落ち易くなっている。したがって、エアフィルタ70が汚れ難いため、エアフィルタ70の清掃または交換の間隔を長くすることができる。
本実施形態のチェンソー1の本体部10には、バッテリ収容室16の底部から本体部10の外面に通じる第二吸気口82が形成されている。
この構成では、第一吸気口81および第二吸気口82からバッテリ収容室16に空気が流入するため、図4に示すように、モータ30および制御基板40の冷却に必要な十分な量の空気をバッテリ収容室16に流入させることができる。
また、本実施形態のチェンソー1では、図3に示すように、二つの第二吸気口82,82が形成されており、両第二吸気口82,82の開口面積が第一吸気口81の開口面積よりも大きく形成されている。
この構成では、第一吸気口81からバッテリ収容室16に流入する空気の量よりも両第二吸気口82,82からバッテリ収容室16に流入する空気の量が多くなる。これにより、第一吸気口81からバッテリ収容室16に流入する空気の流速を抑えることができるため、第一吸気口81を通じてバッテリ収容室16に入り込むダストを少なくすることができる。
なお、両第二吸気口82,82は、バッテリ収容室16の底部に形成されているため、本体部10の下側から両第二吸気口82,82を通じてバッテリ収容室16にダストが入り込み難い。
したがって、本実施形態のチェンソー1では、図4に示すように、バッテリ収容室16にダストを入り難くしつつ、モータ30および制御基板40の冷却に必要な十分な量の空気をバッテリ収容室16に流入させることができる。
また、本実施形態のチェンソー1では、図3に示すように、バッテリ収容室16に入り込んだダストが、バッテリ収容室16の底部に形成された第二吸気口82を通じて外部に排出されるため、バッテリ収容室16内にダストが堆積し難い。
さらに、左側の第二吸気口82は、エアフィルタ70の下方に配置されているため、エアフィルタ70から落ちたダストは第二吸気口82を通じて外部に排出される。
また、本実施形態のチェンソー1では、バッテリ収容室16にバッテリ50を収容すると、バッテリ収容室16の底部に形成された両第二吸気口82,82を通じてバッテリ50の左右の下部が本体部10の外部に露出する。
したがって、バッテリ50のイジェクト機構が作動しなくなったとしても、第二吸気口82からバッテリ収容室16内に手を入れて、バッテリ50の下部を押し上げることで、バッテリ収容室16からバッテリ50を取り出すことができる。
本実施形態のチェンソー1では、図4に示すように、本体部10の右側部(一方側の側部)に切断部20(作業工具)が設けられている。
この構成では、作業者は本体部10の左側に位置することになるため、第一吸気口81の左側の領域および左側の第二吸気口82からバッテリ収容室16にダストが入り込み難くなる。
本実施形態のチェンソー1では、連通路17の流入口17aがバッテリ収容室16内の左側面16c(他方側の側面)に形成されているため、流入口17aに設けられたエアフィルタ70にダストが付着し難くなっている。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
本実施形態のチェンソー1では、図4に示すように、本体部10の左側部に連通路17およびエアフィルタ70が配置されているが、連通路17およびエアフィルタ70の配置は限定されるものではなく、本体部10の前部、後部または右側部に配置してもよい。
本実施形態のチェンソー1では、図3に示すように、エアフィルタ70の表面70aが下向きになるように配置しているが、エアフィルタ70の形状や取り付け状態は限定されるものではなく、例えば、エアフィルタ70の表面70aを水平方向に向けてもよい。
本実施形態のチェンソー1では、バッテリ収容室16の底部に二つの第二吸気口82,82が形成されているが、第二吸気口82の数や形状は限定されるものではない。
本実施形態のチェンソー1では、図1に示すように、バッテリ50の上部の外周面に沿って環状の第一吸気口81が形成されているが、バッテリ50の上部の周囲の一部のみに第一吸気口81を形成してもよい。
本実施形態では、本発明を適用したチェンソー1について説明しているが、本発明を適用可能な電動作業機は限定されるものではなく、刈払機、ヘッジトリマー、ブロワなどの各種の電動作業機に適用可能である。
1 チェンソー
10 本体部
11 本体ケース
11a 右側壁
11c 仕切り壁
11d 取付溝
11e 左側壁
11f 取付穴
12 上部カバー
13 側部カバー
15 モータ収容室
16 バッテリ収容室
16b 底面
16c 左側面
17 連通路
17a 流入口
20 切断部
21 ガイドバー
22 ソーチェン
30 モータ
30a ヨーク
30b センサ基板
31 モータハウジング
31a 挿通口
31b 流出口(排気手段)
32 出力軸
33 送風ファン(排気手段)
34 駆動ギヤ
40 制御基板
50 バッテリ
61 フロントハンドル
62 リヤハンドル
70 エアフィルタ
71 枠体
72 不織布
73 フック
81 第一吸気口
82 第二吸気口

Claims (6)

  1. 作業工具が設けられた本体部と、
    前記作業工具を駆動させるモータと、
    前記モータに電力を供給するバッテリと、を備え、
    前記本体部内には、
    前記モータが収容されているモータ収容室と、
    前記モータ収容室内の空気を排出する排気手段と、
    前記本体部の外面に開口しているバッテリ収容室と、
    前記バッテリ収容室から前記モータ収容室に通じている連通路と、が設けられており、
    前記バッテリ収容室の開口部の内縁部と、前記バッテリ収容室に挿入された前記バッテリの側面との間に第一吸気口が形成されるとともに、
    前記バッテリ収容室内の側面には、前記連通路の流入口が開口しており、
    前記流入口には、エアフィルタが取り付けられていることを特徴とする電動作業機。
  2. 請求項1に記載の電動作業機であって、
    前記エアフィルタの表面は、鉛直方向に対して下向きに傾斜していることを特徴とする電動作業機。
  3. 請求項2に記載の電動作業機であって、
    前記本体部には、
    前記バッテリ収容室の底部から前記本体部の外面に通じる第二吸気口が形成されていることを特徴とする電動作業機。
  4. 請求項3に記載の電動作業機であって、
    前記第二吸気口は、前記エアフィルタの下方に配置されていることを特徴とする電動作業機。
  5. 請求項3または請求項4に記載の電動作業機であって、
    前記第二吸気口の開口面積は、前記第一吸気口の開口面積よりも大きいことを特徴とする電動作業機。
  6. 請求項1に記載の電動作業機であって、
    前記本体部の一方側の側部に前記作業工具が設けられており、
    前記流入口は、前記バッテリ収容室内の他方側の側面に形成されていることを特徴とする電動作業機。
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