JP2023098234A - 電動作業機 - Google Patents

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Abstract

【課題】電動作業機が適正に駆動されること。【解決手段】電動作業機1は、ステータと、ステータに対して回転するロータと、ロータに固定されるロータシャフト29と、を有するモータ12と、ロータシャフトにより駆動される出力部と、複数の放熱フィン61が設けられる外面を有し、ステータ及びロータを収容するモータケース13と、モータケースの外部に配置され、ロータシャフトにより回転される冷却ファン20と、相互に隣接する放熱フィンの間のフィン流路65に冷却ファンからの空気をガイドするガイド部85を有するダクト部材80と、を備える。【選択図】図6

Description

本明細書で開示する技術は、電動作業機に関する。
電動作業機に係る技術分野において、特許文献1に開示されているような、モータを備える電動工具が知られている。
特開2019-017129号公報
モータが発熱しても電動作業機が適正に駆動される技術が要望される。
本明細書で開示する技術は、電動作業機が適正に駆動されることを目的とする。
本明細書は、電動作業機を開示する。電動作業機は、モータと、出力部とを備えてもよい。モータは、ステータと、ステータに対して回転するロータと、ロータに固定されるロータシャフトと、を有してもよい。出力部は、ロータシャフトにより駆動されてもよい。電動作業機は、ステータ及びロータを収容するモータケースを備えてもよい。モータケースは、複数の放熱フィンが設けられる外面を有してもよい。電動作業機は、モータケースの外部に配置され、ロータシャフトにより回転される冷却ファンを備えてもよい。電動作業機は、相互に隣接する放熱フィンの間のフィン流路に冷却ファンからの空気をガイドするガイド部を有するダクト部材を備えてもよい。
本明細書で開示する技術によれば、電動作業機が適正に駆動される。
図1は、本実施形態に係る電動作業機を示す左方からの斜視図である。 図2は、本実施形態に係るモータアセンブリを示す左方からの斜視図である。 図3は、本実施形態に係るモータアセンブリを示す側面図である。 図4は、本実施形態に係るモータアセンブリを示す縦断面図である。 図5は、本実施形態に係るモータアセンブリを示す横断面図である。 図6は、本実施形態に係る電動作業機を示す縦断面図である。 図7は、本実施形態に係るモータアセンブリ及びダクト部材を示す分解斜視図である。 図8は、本実施形態に係るモータアセンブリ及び第2ダクト部材を示す分解斜視図である。
1つ又はそれ以上の実施形態において、電動作業機は、モータと、出力部とを備えてもよい。モータは、ステータと、ステータに対して回転するロータと、ロータに固定されるロータシャフトと、を有してもよい。出力部は、ロータシャフトにより駆動されてもよい。電動作業機は、ステータ及びロータを収容するモータケースを備えてもよい。モータケースは、複数の放熱フィンが設けられる外面を有してもよい。電動作業機は、モータケースの外部に配置され、ロータシャフトにより回転される冷却ファンを備えてもよい。電動作業機は、相互に隣接する放熱フィンの間のフィン流路に冷却ファンからの空気をガイドするガイド部を有するダクト部材を備えてもよい。
上記の構成では、冷却ファンがロータシャフトにより回転されることにより、冷却ファンからの空気がモータケースに供給される。放熱フィンを有するモータケースは、冷却ファンからの空気により冷却される。ダクト部材のガイド部により、冷却ファンからの空気は、相互に隣接する放熱フィンの間のフィン流路にガイドされる。これにより、放熱フィンに十分な量の空気が供給されるため、モータケースは、効率良く冷却される。モータケースが冷却されるので、モータが発熱しても、モータケースに収容されているモータは、モータケースを介して冷却される。そのため、モータが熱により誤作動したり、モータの周辺の電子機器が熱により誤作動したり、モータの構成部品が熱により劣化したり、モータの周辺の電子部品が熱により劣化したりすることが抑制される。したがって、電動作業機は、適正に駆動される。
1つ又はそれ以上の実施形態において、複数の放熱フィンのそれぞれは、ロータの回転軸に平行な軸方向に延伸してもよい。放熱フィンは、回転軸の周方向に間隔をあけて複数設けられてもよい。ガイド部は、周方向に隣接する放熱フィンの間に空気をガイドしてもよい。
上記の構成では、空気は、放熱フィンに沿って軸方向に流れる。これにより、モータケースは、効率良く冷却される。
1つ又はそれ以上の実施形態において、ガイド部は、径方向外側の放熱フィンの端部に対向するカバー部を含んでもよい。カバー部は、フィン流路を覆うように配置されてもよい。
上記の構成では、カバー部により、フィン流路を流れる空気がフィン流路から漏出することが抑制される。そのため、冷却ファンからの空気は、放熱フィンに十分に接触することができる。したがって、モータケースは、効率良く冷却される。
1つ又はそれ以上の実施形態において、カバー部は、放熱フィンの端部に接触又は間隙を介して対向してもよい。
上記の構成では、カバー部により、フィン流路は、実質的に閉じられた流路となる。そのため、冷却ファンからの空気は、放熱フィンに十分に接触することができる。したがって、モータケースは、効率良く冷却される。
1つ又はそれ以上の実施形態において、ガイド部は、冷却ファンの径方向外側に配置され、冷却ファンからの空気をカバー部に送る方向変換部を有してもよい。
上記の構成では、冷却ファンからの空気は、方向変換部を介してカバー部に円滑に送られる。
1つ又はそれ以上の実施形態において、冷却ファンは、吸込口と吹出口とを有する遠心ファンでもよい。吸込口は、軸方向において冷却ファンの一端部に設けられてもよい。吹出口は、冷却ファンの径方向外側の周縁部に設けられてもよい。方向変換部は、吹出口に対向するように配置されてもよい。
上記の構成では、方向変換部は、冷却ファンの吹出口から吹き出された空気を、カバー部に円滑に送ることができる。
1つ又はそれ以上の実施形態において、ダクト部材は、吸込口に面する流入口を有してもよい。
上記の構成では、空気は、ダクト部材の流入口を介して冷却ファンの吸込口に流入することができる。
1つ又はそれ以上の実施形態において、径方向において、回転軸と方向変換部との距離は、回転軸とカバー部との距離よりも長くてもよい。
上記の構成では、方向変換部は、径方向において冷却ファンから離れた位置に配置されるので、冷却ファンからフィン流路に向かう空気の圧力損失が大きくなることが抑制される。
1つ又はそれ以上の実施形態において、電動作業機は、ダクト部材よりも上方に配置され、モータを制御するコントローラを備えてもよい。フィン流路から流出した空気は、コントローラの下方を通過してもよい。
上記の構成では、コントローラは、フィン流路から流出した空気により冷却される。
以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
実施形態においては、「左」、「右」、「前」、「後」、「上」、及び「下」の用語を用いて各部の位置関係について説明する。これらの用語は、電動作業機1の中心を基準とした相対位置又は方向を示す。
電動作業機1は、モータ12を有する。実施形態においては、モータ12の回転軸AXに平行な方向を適宜、軸方向、と称する。モータ12の回転軸AXの放射方向を適宜、径方向、と称する。モータ12の回転軸AXを周回する方向を適宜、周方向又は回転方向、と称する。
軸方向において、モータ12の中心に近い位置又は接近する方向を適宜、軸方向内側、と称し、モータ12の中心から遠い位置又は離隔する方向を適宜、軸方向外側、と称する。径方向において、モータ12の回転軸AXに近い位置又は接近する方向を適宜、径方向内側、と称し、モータ12の回転軸AXから遠い位置又は離隔する方向を適宜、径方向外側、と称する。周方向の一方側の位置又は一方側の方向を適宜、周方向一方側、と称し、周方向の他方側の位置又は他方側の方向を適宜、周方向他方側、と称する。
[電動作業機]
図1は、本実施形態に係る電動作業機1を示す左方からの斜視図である。本実施形態において、電動作業機1は、園芸工具(Outdoor Power Equipment)の一種であるチェーンソーである。
電動作業機1は、ハウジング2と、フロントグリップ部3と、ハンドガード4と、バッテリカバー5と、コントローラ6と、トリガロックレバー7と、トリガスイッチ8と、ガイドバー9と、ソーチェーン10と、モータアセンブリ11とを備える。
ハウジング2は、合成樹脂により形成される。ハウジング2は、モータ収容部14と、バッテリ保持部15と、リヤグリップ部16とを有する。
モータ収容部14は、モータアセンブリ11を収容する。モータアセンブリ11は、モータ12を有する。
バッテリ保持部15は、バッテリパック(不図示)を保持する。バッテリ保持部15は、バッテリパックが装着されるバッテリ装着部を有する。バッテリ保持部15は、バッテリ装着部を介してバッテリパックを保持する。バッテリ保持部15は、モータ収容部14の後端部に接続される。バッテリカバー5は、バッテリ保持部15に保持されたバッテリパックを覆うように配置される。バッテリパックは、バッテリカバー5の内側に収容される。バッテリパックは、バッテリカバー5とバッテリ保持部15とにより形成される収容空間に収容される。
バッテリパックは、バッテリ保持部15に着脱可能である。バッテリパックは、二次電池を含む。本実施形態において、バッテリパックは、充電式のリチウムイオン電池を含む。バッテリパックは、電動作業機1の電源部として機能する。バッテリパックは、バッテリ保持部15に保持されることにより、電動作業機1に電力を供給可能である。
リヤグリップ部16は、電動作業機1の使用者の手で握られる。リヤグリップ部16は、バッテリ保持部15の後端部に接続される。リヤグリップ部16の一部は、バッテリ保持部15の後端部の上部に接続される。リヤグリップ部16の一部は、バッテリ保持部15の後端部の下部に接続される。
モータ収容部14の左部に吸気口2Aが設けられる。モータ収容部14の前部に排気口2Bが設けられる。ハウジング2の外部の空気は、吸気口2Aを介してハウジング2の内部に流入することができる。ハウジング2の内部の空気は排気口2Bを介してハウジング2の外部に流出することができる。
フロントグリップ部3は、電動作業機1の使用者の手で握られる。フロントグリップ部3は、合成樹脂により形成される。フロントグリップ部3は、パイプ状の部材である。フロントグリップ部3は、ハウジング2に接続される。フロントグリップ部3の左端部は、モータ収容部14の左側面に接続される。フロントグリップ部3の右端部は、バッテリ保持部15の右側面に接続される。
ハンドガード4は、フロントグリップ部3の前方に配置される。ハンドガード4は、モータ収容部14の上部に接続される。
コントローラ6は、電動作業機1を制御する制御信号を出力する。コントローラ6は、バッテリパックからモータ12に供給される駆動電流を制御する。コントローラ6は、モータ収容部14に収容される。
トリガロックレバー7は、トリガスイッチ8が操作可能な状態になるように電動作業機1の使用者に操作される。トリガロックレバー7は、リヤグリップ部16に配置される。
トリガスイッチ8は、モータアセンブリ11Aのモータ12を駆動するために電動作業機1の使用者に操作される。トリガスイッチ8は、リヤグリップ部16に配置される。電動作業機1の使用者は、リヤグリップ部16を手で握って、トリガロックレバー7を操作した後、指でトリガスイッチ8を操作することができる。トリガスイッチ8が操作されることにより、モータ12に駆動電流が供給され、モータ12が駆動される。
ガイドバー9は、ソーチェーン10をガイドする。ガイドバー9は、前後方向に長い板状の部材である。ガイドバー9は、ハウジング2から前方に延伸する。
ソーチェーン10は、モータ12により駆動される電動作業機1の出力部である。ソーチェーン10は、相互に連結された複数のカッタを含む。ソーチェーン10は、ガイドバー9の周縁部に配置される。モータ12とソーチェーン10とは、スプロケット201(図6参照)を含む動力伝達機構を介して連結される。トリガスイッチ8が操作され、モータ12が駆動されると、ソーチェーン10がガイドバー9の周縁部を移動する。
[モータアセンブリ]
図2は、本実施形態に係るモータアセンブリ11を示す左方からの斜視図である。図3は、本実施形態に係るモータアセンブリ11を示す側面図である。図4は、本実施形態に係るモータアセンブリ11を示す縦断面図である。図5は、本実施形態に係るモータアセンブリ11を示す横断面図である。
モータアセンブリ11は、モータ12と、モータケース13と、ベアリング18と、伝熱樹脂部19と、冷却ファン20と、ファンブッシュ73と、センサ基板22と、シール部材23と、シール部材25と、シール部材26とを有する。
モータ12は、電動作業機1の動力源である。モータ12は、バッテリパックから供給される駆動電流に基づいて駆動する電動モータである。
モータ12は、インナロータ型のブラシレスモータである。モータ12は、ステータ27と、ステータ27に対して回転するロータ28と、ロータ28に固定されるロータシャフト29とを有する。ステータ27は、ロータ28の少なくとも一部を囲むように配置される。ロータ28は、回転軸AXを中心に回転する。ソーチェーン10は、ロータシャフト29により駆動される。
本実施形態において、ロータ28の回転軸AXは、左右方向に延伸する。ロータ28の回転軸AXに平行な軸方向と左右方向とは、一致する。
ステータ27は、ステータコア30と、インシュレータ31と、コイル32と、バスバーユニット33とを有する。
ステータコア30は、積層された複数の鋼板を含む。鋼板は、鉄を主成分とする金属製の板である。ステータコア30は、環状のヨーク34と、ヨーク34の内面から径方向内側に突出するティース35とを有する。ヨーク34は、回転軸AXを囲むように配置される。ティース35は、周方向に複数配置される。本実施形態において、ティース35は、12個配置される。複数のティース35は、周方向に等間隔で配置される。
インシュレータ31は、ステータコア30の表面の少なくとも一部を覆う。インシュレータ31は、少なくともティース35の外周面を覆う。インシュレータ31は、合成樹脂製である。インシュレータ31は、ステータコア30に固定される。インシュレータ31は、ステータコア30と一体成型される。インシュレータ31は、インサート成形によりステータコア30に固定される。
コイル32は、インシュレータ31を介してティース35に巻かれる。コイル32とステータコア30とは、インシュレータ31により絶縁される。コイル32は、周方向に複数設けられる。本実施形態において、コイル32は、12個設けられる。
バスバーユニット33は、インシュレータ31に固定される。バスバーユニット33は、径方向に対向する一対のコイル32を接続(短絡)する短絡部材を含む。バスバーユニット33は、電源線46と接続される。バッテリパックからの駆動電流は、コントローラ6、電源線46、及びバスバーユニット33を介してコイル32に供給される。
コントローラ6は、モータ12を制御する。コントローラ6は、バッテリパックからコイル32に供給される駆動電流を制御する。
ロータ28は、ロータコア54と、ロータ磁石55とを有する。
ロータコア54は、積層された複数の鋼板を含む。鋼板は、鉄を主成分とする金属製の板である。ロータコア54は、回転軸AXを囲むように配置される。ステータコア30は、ロータコア54の周囲に配置される。
ロータ磁石55は、永久磁石である。ロータ磁石55は、ロータコア54に支持される。ロータ磁石55は、ロータコア54の内部に配置される。ロータ磁石55は、周方向に複数設けられる。本実施形態において、ロータ磁石55は、8個設けられる。
ロータコア54は、周方向に間隔をあけて設けられた複数の磁石孔56を有する。磁石孔56は、ロータコア54の左端面と右端面とを貫くように形成される。ロータ磁石55は、磁石孔56に配置される。
本実施形態において、ロータコア54は、周方向に間隔をあけて設けられた複数の中空孔57を有する。中空孔57は、ロータコア54の左端面と右端面とを貫くように形成される。中空孔57は、磁石孔56よりも径方向内側に設けられる。本実施形態において、中空孔57は、4個設けられる。中空孔57により、ロータコア54が軽量化される。
ロータシャフト29は、軸方向に延伸する。ロータシャフト29の中心軸と回転軸AXとは、一致する。ロータシャフト29は、ロータコア54の内側に配置される。ロータコア54とロータシャフト29とは固定される。本実施形態において、ロータシャフト29の周囲に筒状部材58が配置される。筒状部材58は、電気絶縁性材料により形成される。ロータシャフト29は、筒状部材58を介してロータコア54に固定される。ロータシャフト29の左部は、ロータコア54の左端面から左方側に突出する。ロータシャフト29の右部は、ロータコア54の右端面から右方側に突出する。
コントローラ6を介してバッテリパックからコイル32に駆動電流が供給されることにより、ステータ27において回転磁界が生成される。回転磁界が生成されることにより、ロータ28及びロータシャフト29が回転軸AXを中心に回転する。
モータケース13は、モータ12の少なくとも一部を収容する。本実施形態において、モータケース13は、少なくともステータ27及びロータ28を収容する。モータケース13は、ステータ27及びロータ28が配置される内部空間を有する。モータケース13の内部空間において、ステータ27は、ロータ28の少なくとも一部を囲むように配置される。内部空間は、閉鎖空間である。本実施形態において、内部空間は、実質的に密閉された密閉空間である。内部空間に、ロータシャフト29の一部が配置される。
モータケース13は、金属製である。本実施形態において、モータケース13は、アルミニウム製である。なお、モータケース13は、アルミダイカスト(ADC12)製でもよい。
モータケース13は、本体部60と、放熱フィン61と、蓋部62とを含む。
本体部60は、ステータ27及びロータ28を収容する。ステータ27及びロータ28は、本体部60の内側に配置される。
本体部60は、円筒部60Aと、張出部60Bと、壁部60Cとを含む。円筒部60Aは、回転軸AXを囲むように設けられる。張出部60Bは、円筒部60Aから前方に突出するように設けられる。壁部60Cは、円筒部60Aの右端部に接続される。本体部60及び張出部60Bの左端部に開口63が設けられる。ステータ27は、開口63を介して本体部60の内側に挿入される。
放熱フィン61は、円筒部60Aの外面に設けられる。放熱フィン61は、円筒部60Aの外面に複数設けられる。放熱フィン61は、円筒部60Aの外面から径方向外側に突出するように設けられる。複数の放熱フィン61のそれぞれは、円筒部60Aの外面において軸方向に延伸するように配置される。放熱フィン61は、周方向に間隔をあけて複数設けられる。図2及び図3に示すように、放熱フィン61の幅は、右方に向かって徐々に細くなる。また、図5に示すように、放射方向において、前方側に配置されている放熱フィン61の寸法は、後方側、左方側、及び右方側のそれぞれに配置されている放熱フィン61の寸法よりも長い。
蓋部62は、本体部60の開口63を塞ぐように本体部60に固定される。開口63が蓋部62により塞がれるように本体部60と蓋部62とが接続されることにより、本体部60と蓋部62との間に内部空間が形成される。ステータ27を含むモータ12の少なくとも一部が本体部60の内側に配置された後、本体部60の開口63が蓋部62で塞がれることにより、モータ12の少なくとも一部が内部空間に配置される。
本体部60において開口63の周囲に複数のねじボス部69が設けられる。本実施形態において、ねじボス部69は、周方向に間隔をあけて4つ設けられる。複数のねじボス部69のそれぞれにねじ孔が設けられる。蓋部62の周縁部に複数のねじボス部70が設けられる。本実施形態において、ねじボス部70は、周方向に間隔をあけて4つ設けられる。複数のねじボス部70のそれぞれに開口が設けられる。ねじボス部70の開口にねじ71の中間部が配置された状態で、ねじ71の先端部がねじボス部69のねじ孔に結合されることにより、本体部60と蓋部62とが固定される。
蓋部62は、円板部62Aと、張出部62Bとを含む。円板部62Aは、円筒部60Aに接続される。張出部62Bは、張出部60Bに接続される。張出部62Bは、円板部62Aから前方に突出するように設けられる。
ベアリング18は、ロータシャフト29を支持する。ロータシャフト29は、ベアリング18に回転可能に支持される。ベアリング18は、モータケース13に支持される。
モータケース13は、ロータシャフト29の少なくとも一部が配置されるシャフト孔72を有する。シャフト孔72は、モータケース13の内部空間とモータケース13の外部空間とを繋ぐように設けられる。シャフト孔72は、ロータシャフト29の左部が配置されるシャフト孔72Lと、ロータシャフト29の右部が配置されるシャフト孔72Rとを含む。シャフト孔72Lは、蓋部62の円板部62Aに設けられる。シャフト孔72Rは、本体部60の壁部60Cに設けられる。
モータケース13は、シャフト孔72を規定する周壁部101を有する。周壁部101は、実質的に円筒状である。周壁部101は、シャフト孔72Lを規定する周壁部101Lと、シャフト孔72Rを規定する周壁部101Rとを含む。周壁部101Lは、蓋部62の円板部62Aに設けられる。周壁部101Lは、円板部62Aの左面から左方に突出する。周壁部101Rは、本体部60の壁部60Cに設けられる。周壁部101Rは、壁部60Cの右面から右方に突出する。
ベアリング18は、ロータシャフト29の左部を支持する左ベアリング18Lと、ロータシャフト29の右部を支持する右ベアリング18Rとを含む。左ベアリング18Lは、シャフト孔72Lに配置される。右ベアリング18Rは、シャフト孔72Rに配置される。
ロータシャフト29の左端部及び右端部のそれぞれは、モータケース13の外部に配置される。ロータシャフト29の右端部は、スプロケット201(図6参照)を含む動力伝達機構を介してソーチェーン10に連結される。ソーチェーン10は、ロータシャフト29により駆動される。ロータシャフト29が回転することにより、ソーチェーン10が駆動する。
伝熱樹脂部19は、モータケース13に収容される。伝熱樹脂部19は、コイル32及びモータケース13のそれぞれに接触する。伝熱樹脂部19は、コイル32を覆うように配置される。本実施形態において、伝熱樹脂部19は、ステータコア30及びインシュレータ31のそれぞれに接触する。
伝熱樹脂部19は、合成樹脂製である。伝熱樹脂部19は、高熱伝導性且つ電気絶縁性である。例えばインシュレータ31がナイロン樹脂製であり、ナイロン樹脂の熱伝導率が0.2[W/m・K]である場合、伝熱樹脂部19に使用される合成樹脂の熱伝導率は、0.2[W/m・K]よりも高い。
熱伝導率が0.2[W/m・K]よりも高い絶縁性の合成樹脂として、不飽和ポリエステル樹脂が例示される。なお、伝熱樹脂部19は、絶縁性の熱伝導性フィラーが含有されたナイロン樹脂製でもよい。
ステータ27が開口63を介して本体部60の内側に挿入された後、加熱溶融された合成樹脂が開口63を介して本体部60の内側に供給される。本体部60の内側に供給された合成樹脂が固化されることにより、伝熱樹脂部19が形成される。
冷却ファン20は、モータケース13の外部に配置される。冷却ファン20は、モータケース13の外面の少なくとも一部に対向する。冷却ファン20は、ロータシャフト29に固定される。冷却ファン20は、ロータシャフト29により回転される。
本実施形態において、冷却ファン20は、モータケース13よりも左方に配置される。冷却ファン20は、モータケース13の外部に配置されたロータシャフト29の左端部に固定される。冷却ファン20は、モータケース13の外面の少なくとも一部に対向する。本実施形態において、冷却ファン20は、蓋部62の少なくとも一部に対向するように配置される。
本実施形態において、冷却ファン20は、遠心ファンである。冷却ファン20は、冷却ファン20の左端部に設けられる吸込口20Aと、冷却ファン20の径方向外側の周縁部に設けられる吹出口20Fとを有する。冷却ファン20は、モータケース13を冷却する空気の流れを生成する。ロータシャフト29が回転すると、ロータシャフト29と一緒に冷却ファン20が回転する。冷却ファン20が回転すると、冷却ファン20の周囲の空気が吸込口20Aに吸い込まれる。吸込口20Aに吸い込まれた空気は、吹出口20Fから吹き出される。吹出口20Fから吹き出された空気の少なくとも一部は、モータケース13の外面に当たる。これにより、モータケース13が冷却される。
本実施形態において、冷却ファン20は、ファンブッシュ73を介してロータシャフト29に固定される。ファンブッシュ73は、ロータシャフト29と冷却ファン20とを繋ぐ中間部材である。ファンブッシュ73は、モータケース13の外部において、ロータシャフト29の左端部と冷却ファン20とを繋ぐように配置される。冷却ファン20が回転すると、ファンブッシュ73は、冷却ファン20と一緒に回転する。
ファンブッシュ73は、センサ磁石21を支持する。ファンブッシュ73は、モータケース13の外部においてロータシャフト29に固定される。ロータシャフト29が回転することにより、ファンブッシュ73は、ロータシャフト29と一緒に回転する。
センサ磁石21は、ファンブッシュ73に固定される。センサ磁石21は、永久磁石である。センサ磁石21は、周方向に間隔をあけて複数設けられる。本実施形態において、センサ磁石21は、8個設けられる。周方向において、センサ磁石21の位置とロータ磁石55の位置とは、一致する。
センサ磁石21は、ファンブッシュ73の内部に配置される。本実施形態において、ファンブッシュ73は、周方向に間隔をあけて設けられた複数の磁石孔を有する。センサ磁石21は、ファンブッシュ73の磁石孔に配置される。
センサ磁石21は、ロータ28により回転される。ロータ28及びロータシャフト29によりファンブッシュ73が回転することにより、センサ磁石21が回転する。
センサ基板22は、磁気センサ74を支持する。センサ基板22は、モータケース13の外部に配置される。センサ基板22は、円環状である。センサ基板22は、ロータシャフト29の周囲に配置される。センサ基板22は、プリント配線板(PWB:Printed Wiring Board)を含む。センサ基板22を形成する材料として、エポキシ樹脂が例示される。なお、センサ基板22は、アルミニウムのような金属製でもよいし、エポキシ樹脂よりも熱伝導率が高い放熱樹脂製でもよい。
軸方向において、センサ基板22は、モータケース13の少なくとも一部とファンブッシュ73との間に配置される。センサ基板22は、モータケース13に固定される。センサ基板22は、ねじにより蓋部62に固定される。
磁気センサ74は、センサ磁石21を検出する。磁気センサ74として、ホール素子が例示される。磁気センサ74は、センサ磁石21に対向するようにセンサ基板22に支持される。磁気センサ74は、センサ磁石21を検出することによって、ロータ28の回転を検出する。磁気センサ74の検出信号は、コントローラ6に送信される。
本実施形態において、磁気センサ74及びセンサ基板22の表面の少なくとも一部は、樹脂膜76により覆われる。樹脂膜76は、保護膜として機能する。
モータケース13は、モータケース13の内部空間とモータケース13の外部空間とを繋ぐ配線通路79を有する。配線通路79は、本体部60の張出部60Bに設けられる。電源線46は、配線通路79に配置される。
シール部材23は、電源線46を保持した状態で、配線通路79に配置される。シール部材23は、電源線46とモータケース13との境界をシールする。シール部材23は、実質的に円柱状である。シール部材23は、ゴム製である。シール部材23は、電源線46が配置される孔を有する。孔は、3つ設けられる。3つの孔は、相互に平行に設けられる。電源線46は、3本存在する。3つの孔のそれぞれに電源線46が配置される。電源線46の外面と孔の内面とは密着する。
シール部材23は、配線通路79に配置された状態で、固定部材92によりモータケース13に固定される。固定部材92は、シール部材23を覆う周壁部95と、モータケース13に固定される固定部96とを有する。周壁部95がシール部材23を覆った状態でねじ99により固定部96がモータケース13に固定されると、固定部材92は、モータケース13に接近するように後方に移動する。これにより、シール部材23がモータケース13に固定される。
シール部材25は、ロータシャフト29とモータケース13との境界をシールする。シール部材25は、オイルシールを含む。シール部材25は、シャフト孔72に配置される。シール部材25は、ロータシャフト29と周壁部101との間に圧入される。シール部材25は、周壁部101に支持される。シール部材25は、ロータシャフト29の左部とモータケース13との境界をシールするシール部材25Lと、ロータシャフト29の右部とモータケース13との境界をシールするシール部材25Rとを含む。シール部材25Lは、シャフト孔72Lに配置される。シール部材25Rは、シャフト孔72Rに配置される。
シール部材25Lの左側にストッパ部材108Lが配置される。シール部材25Rの右側にストッパ部材108Rが配置される。ストッパ部材108Lは、シール部材25Lがシャフト孔72Lから抜け出ることを抑制する。ストッパ部材108Rは、シール部材25Rがシャフト孔72Rから抜け出ることを抑制する。ストッパ部材108L及びストッパ部材108Rとして、サークリップが例示される。
シール部材26は、本体部60と蓋部62との境界をシールする。シール部材26は、Oリングを含む。本体部60は、開口63を囲むように設けられる凹部109を有する。シール部材26は、凹部109に配置される。
[ダクト部材]
図6は、本実施形態に係る電動作業機1を示す縦断面図である。図6に示すように、電動作業機1は、モータアセンブリ11の周囲に配置されるダクト部材80を備える。ダクト部材80は、ハウジング2の内部に配置される。
モータアセンブリ11は、モータ12の回転軸AXが左右方向に延伸するように、ハウジング2の内部に配置される。ロータシャフト29の左端部に冷却ファン20が固定される。冷却ファン20の吸込口20Aは、左方を向く。ロータシャフト29の右端部にスプロケット201が固定される。スプロケット201は、ソーチェーン10に連結される。
ダクト部材80は、実質的に筒状である。モータアセンブリ11は、ダクト部材80の内部に配置される。ダクト部材80の左端部に空気の流入口83が設けられる。ダクト部材80の右端部に空気の流出口86が設けられる。モータアセンブリ11のモータケース13は、ダクト部材80に固定される。
ダクト部材80は、第1ダクト部材81と、第1ダクト部材81に固定される第2ダクト部材82とを有する。第1ダクト部材81は、第2ダクト部材82よりも左方に配置される。第1ダクト部材81と第2ダクト部材82とが連結されることにより、ダクト部材80の風路が形成される。
図7は、本実施形態に係るモータアセンブリ11及びダクト部材80を示す分解斜視図である。図8は、本実施形態に係るモータアセンブリ11及び第2ダクト部材82を示す分解斜視図である。
第1ダクト部材81は、ハウジング2の左部に固定される。第1ダクト部材81の左部にねじボス部80Aが設けられる。ねじボス部80Aは、複数設けられる。第1ダクト部材81は、ねじボス部80Aのねじ孔に挿入されるねじ100によりハウジング2の左部に固定される。ねじ100は、ハウジング2の左部に設けられたねじ開口を介してねじボス部80Aのねじ孔に挿入される。また、図7に示すように、第1ダクト部材81の周縁部にねじボス部80Bが設けられる。ねじボス部80Bは、複数設けられる。第1ダクト部材81は、ねじボス部80Bのねじ孔に挿入されるねじ(不図示)によりハウジング2の左部に固定される。
第2ダクト部材82は、ハウジング2の右部に固定される。ハウジング2の右部の内面に支持部200が設けられる。支持部200は、ハウジング2の右部の内面から左方に突出する。第2ダクト部材82は、支持部200に固定される。図8に示すように、第2ダクト部材82は、実質的に筒状である。第2ダクト部材82に、4つの凹部80Cと、1つの凹部80Dとが設けられる。凹部80Cの内側には、ねじボス部69が配置される。凹部80Dの内側には、固定部材92が配置される。
ダクト部材80は、円板部84と、ガイド部85とを有する。
円板部84は、第1ダクト部材81の左部に配置される。流入口83は、円板部84の中央部に設けられる。ねじボス部80Aは、円板部84の左面に複数設けられる。ねじボス部80Aは、円板部84の左面から左方に突出する。
ガイド部85は、回転軸AXを囲むように配置される。ガイド部85は、円板部84の周縁部に接続される。ガイド部85は、円板部84の周縁部から右方に延伸する。ガイド部85は、方向変換部85Aと、中間ガイド部85Bと、カバー部85Cとを有する。中間ガイド部85Bは、方向変換部85Aよりも右方に配置される。カバー部85Cは、中間ガイド部85Bよりも右方に配置される。方向変換部85Aは、第1ダクト部材81に配置される。中間ガイド部85B及びカバー部85Cは、第2ダクト部材82に配置される。流出口86は、ガイド部85の右端部に設けられる。
方向変換部85Aの左端部は、円板部84の周縁部に接続される。中間ガイド部85Bの左端部は、段差を介して方向変換部85Aの右端部に接続される。カバー部85Cの左端部は、段差を介して中間ガイド部85Bの右端部に接続される。径方向において、回転軸AXと方向変換部85Aの内周面との距離は、回転軸AXと中間ガイド部85Bの内周面との距離よりも長い。径方向において、回転軸AXと中間ガイド部85Bの内周面との距離は、回転軸AXとカバー部85Cの内周面との距離よりも長い。すなわち、方向変換部85Aの内周面は、中間ガイド部85Bの内周面及びカバー部85Cの内周面よりも回転軸AXから離れている。
方向変換部85Aは、冷却ファン20の径方向外側に配置される。方向変換部85Aは、冷却ファン20を囲むように配置される。方向変換部85Aは、冷却ファン20の吹出口20Fに対向するように配置される。
カバー部85Cは、放熱フィン61の径方向外側に配置される。カバー部85Cは、放熱フィン61を囲むように配置される。カバー部85Cは、径方向外側の放熱フィン61の端部に対向するように配置される。カバー部85Cは、径方向外側の放熱フィン61の端部に接触する。なお、カバー部85Cは、径方向外側の放熱フィン61の端部に僅かな間隙を介して対向してもよい。
円板部84は、冷却ファン20よりも左方に配置される。ダクト部材80の流入口83は、冷却ファン20の吸込口20Aよりも左方に配置される。ダクト部材80の流入口83は、冷却ファン20の吸込口20Aに面する。径方向において、流入口83の位置と吸込口20Aの少なくとも一部の位置とは、一致する。
ハウジング2の左部に吸気口2Aが設けられる。ロータシャフト29により冷却ファン20が回転すると、ハウジング2の外部空間の空気が吸気口2Aを介してハウジング2の内部空間に流入する。吸気口2Aを介してハウジング2の内部空間に流入した空気は、流入口83に向かって流れる。流入口83に向かって流れた空気は、流入口83を介して冷却ファン20の吸込口20Aに流入する。吸込口20Aに流入した空気は、冷却ファン20の吹出口20Fから流出する。
複数の放熱フィン61のそれぞれは、回転軸AXに平行な軸方向(左右方向)に延伸する。放熱フィン61は、回転軸AXの周方向に間隔をあけて複数設けられる。周方向に相互に隣接する放熱フィン61の間にフィン流路65が形成される。フィン流路65は、軸方向に延伸する。
ガイド部85は、周方向に相互に隣接する放熱フィン61の間のフィン流路65に、冷却ファン20からの空気をガイドする。
方向変換部85Aは、冷却ファン20の径方向外側に配置される。冷却ファン20の吹出口20Fから径方向外側に空気が流出する。吹出口20Fから流出した空気は、円板部84の右面にガイドされながら方向変換部85Aに向かって流れる。方向変換部85Aに向かって流れた空気は、方向変換部85Aの内周面に当たることにより、右方に向かって流れる。すなわち、方向変換部85Aの内周面に当たった空気は、方向変換部85Aよりも右方に配置されている中間ガイド部85B及びカバー部85Cに送られる。方向変換部85Aの内周面に当たった空気は、中間ガイド部85Bの内周面にガイドされながらフィン流路65に向かって流れる。
カバー部85Cは、フィン流路65を径方向外側から覆うように配置される。カバー部85Cの内周面は、径方向外側の放熱フィン61の端部に接触する。そのため、フィン流路65は、実質的に閉じられた流路となる。中間ガイド部85Bの内周面から後方に向かって流れた空気は、カバー部85Cの内周面にガイドされながら、フィン流路65に流れ込む。カバー部85Cがフィン流路65を径方向外側から覆うように配置されているので、フィン流路65を流れ込んだ空気がフィン流路65から漏出することが抑制される。これにより、放熱フィン61に十分な量の空気が供給され、空気は放熱フィン61に十分に接触することができる。したがって、モータケース13は、効率良く冷却される。
フィン流路65を流れた空気は、流出口86から流出した後、ガイド部85よりも上方の空間88に供給される。
ガイド部85よりも上方に、コントローラ6が配置される。コントローラ6は、複数の電子部品が実装された回路基板を含む。回路基板に実装される電子部品として、CPU(Central Processing Unit)のようなプロセッサ、ROM(Read Only Memory)又はストレージのような不揮発性メモリ、RAM(Random Access Memory)のような揮発性メモリ、トランジスタ、及び抵抗器が例示される。コントローラ6は、コントローラケース6Aに収容される。流出口86を介してフィン流路65から流出した空気は、コントローラ6の下方を通過する。空気は、コントローラケース6Aの下面に接触しながらコントローラ6の下方を通過する。
本実施形態において、第1ダクト部材81は、コントローラケース6Aに接続されるコントローラ支持部87を有する。コントローラ支持部87は、ガイド部85よりも上方に配置される。コントローラ支持部87の左端部は、円板部84の上端部に接続される。コントローラ支持部87は、コントローラケース6Aの左部、前部、及び後部のそれぞれに接触する。コントローラケース6Aの右部は、ハウジング2の右部の内面に設けられた支持部202に接触する。空間88は、支持部202、コントローラケース6A、コントローラ支持部87、ガイド部85、及び支持部200により規定される。空間88の前方に、ハウジング2の排気口2B(図1参照)が設けられる。流出口86から空間88に供給された空気は、排気口2Bを介してハウジング2の外部空間に排出される。
[効果]
以上説明したように、本実施形態において、電動作業機1は、モータ12と、出力部であるソーチェーン10とを備える。モータ12は、ステータ27と、ステータ27に対して回転するロータ28と、ロータ28に固定されるロータシャフト29と、を有する。ソーチェーン10は、ロータシャフト29により駆動される。電動作業機1は、ステータ27及びロータ28を収容するモータケース13を備える。モータケース13は、複数の放熱フィン61が設けられる外面を有する。電動作業機1は、モータケース13の外部に配置され、ロータシャフト29により回転される冷却ファン20を備える。電動作業機1は、相互に隣接する放熱フィン61の間のフィン流路65に冷却ファン20からの空気をガイドするガイド部85を有するダクト部材80を備える。
上記の構成では、冷却ファン20がロータシャフト29により回転されることにより、冷却ファン20からの空気がモータケース13に供給される。放熱フィン61を有するモータケース13は、冷却ファン20からの空気により冷却される。ダクト部材80のガイド部85により、冷却ファン20からの空気は、相互に隣接する放熱フィン61の間のフィン流路65にガイドされる。これにより、放熱フィン61に十分な量の空気が供給されるため、モータケース13は、効率良く冷却される。モータケース13が冷却されるので、モータ12が発熱しても、モータケース13に収容されているモータ12は、モータケース13を介して冷却される。そのため、モータ12が熱により誤作動したり、モータ12の周辺の電子機器が熱により誤作動したり、モータ12の構成部品が熱により劣化したり、モータ12の周辺の電子部品が熱により劣化したりすることが抑制される。したがって、電動作業機1は、適正に駆動される。
本実施形態において、複数の放熱フィン61のそれぞれは、ロータ28の回転軸AXに平行な軸方向に延伸する。放熱フィン61は、回転軸AXの周方向に間隔をあけて複数設けられる。ガイド部85は、周方向に隣接する放熱フィン61の間に空気をガイドする。
上記の構成では、空気は、放熱フィン61に沿って軸方向に流れる。これにより、モータケース13は、効率良く冷却される。
本実施形態において、ガイド部85は、径方向外側の放熱フィン61の端部に対向するカバー部85Cを含む。カバー部85Cは、フィン流路65を覆うように配置される。
上記の構成では、カバー部85Cにより、フィン流路65を流れる空気がフィン流路65から漏出することが抑制される。そのため、冷却ファン20からの空気は、放熱フィン61に十分に接触することができる。したがって、モータケース13は、効率良く冷却される。
本実施形態において、カバー部85Cは、放熱フィン61の端部に接触又は間隙を介して対向する。
上記の構成では、カバー部85Cにより、フィン流路65は、実質的に閉じられた流路となる。そのため、冷却ファン20からの空気は、放熱フィン61に十分に接触することができる。したがって、モータケース13は、効率良く冷却される。
本実施形態において、ガイド部85は、冷却ファン20の径方向外側に配置され、冷却ファン20からの空気をカバー部85Cに送る方向変換部85Aを有する。
上記の構成では、冷却ファン20からの空気は、方向変換部85Aを介してカバー部85Cに円滑に送られる。
本実施形態において、冷却ファン20は、吸込口20Aと吹出口20Fとを有する遠心ファンである。吸込口20Aは、軸方向において冷却ファン20の一端部に設けられる。吹出口20Fは、冷却ファン20の径方向外側の周縁部に設けられる。方向変換部85Aは、吹出口20Fに対向するように配置される。
上記の構成では、方向変換部85Aは、冷却ファン20の吹出口20Fから吹き出された空気を、カバー部85Cに円滑に送ることができる。
本実施形態において、ダクト部材80は、吸込口20Aに面する流入口83を有する。
上記の構成では、空気は、ダクト部材80の流入口83を介して冷却ファン20の吸込口20Aに流入することができる。
本実施形態において、径方向において、回転軸AXと方向変換部85Aとの距離は、回転軸AXとカバー部85Cとの距離よりも長い。
上記の構成では、方向変換部85Aは、径方向において冷却ファン20から離れた位置に配置されるので、冷却ファン20からフィン流路65に向かう空気の圧力損失が大きくなることが抑制される。
本実施形態において、電動作業機1は、ダクト部材80よりも上方に配置され、モータ12を制御するコントローラ6を備える。フィン流路65から流出した空気は、コントローラ6の下方を通過する。
上記の構成では、コントローラ6は、フィン流路65から流出した空気により冷却される。
[その他の実施形態]
上述の実施形態において、モータ12は、インナロータ型のブラシレスモータであることとした。モータ12は、アウタロータ型のブラシレスモータでもよい。アウタロータ型のブラシレスモータにおいては、ティースは、環状のヨークから径方向外側に突出する。
上述の実施形態において、電動作業機1は、園芸工具の一種であるチェーンソーであることとした。園芸工具は、チェーンソーに限定されない。園芸工具として、ヘッジトリマ、芝刈り機、草刈機、及びブロワが例示される。また、電動作業機1は、電動工具でもよい。電動工具として、ドライバドリル、震動ドライバドリル、アングルドリル、インパクトドライバ、グラインダ、ハンマ、ハンマドリル、マルノコ、及びレシプロソーが例示される。
上述の実施形態において、電動作業機の電源としてバッテリ装着部に装着されるバッテリパックが使用されることとした。電動作業機の電源として、商用電源(交流電源)が使用されてもよい。
1…電動作業機、2…ハウジング、2A…吸気口、2B…排気口、3…フロントグリップ部、4…ハンドガード、5…バッテリカバー、6…コントローラ、6A…コントローラケース、7…トリガロックレバー、8…トリガスイッチ、9…ガイドバー、10…ソーチェーン(出力部)、11…モータアセンブリ、12…モータ、13…モータケース、14…モータ収容部、15…バッテリ保持部、16…リヤグリップ部、18…ベアリング、18L…左ベアリング、18R…右ベアリング、19…伝熱樹脂部、20…冷却ファン、20A…吸込口、20F…吹出口、21…センサ磁石、22…センサ基板、23…シール部材、25…シール部材、25L…シール部材、25R…シール部材、26…シール部材、27…ステータ、28…ロータ、29…ロータシャフト、30…ステータコア、31…インシュレータ、32…コイル、33…バスバーユニット、34…ヨーク、35…ティース、46…電源線、54…ロータコア、55…ロータ磁石、56…磁石孔、57…中空孔、58…筒状部材、60…本体部、60A…円筒部、60B…張出部、60C…壁部、61…放熱フィン、62…蓋部、62A…円板部、62B…張出部、63…開口、65…フィン流路、69…ねじボス部、70…ねじボス部、71…ねじ、72…シャフト孔、72L…シャフト孔、72R…シャフト孔、73…ファンブッシュ、74…磁気センサ、76…樹脂膜、79…配線通路、80…ダクト部材、80A…ねじボス部、80B…ねじボス部、80C…凹部、80D…凹部、81…第1ダクト部材、82…第2ダクト部材、83…流入口、84…円板部、85…ガイド部、85A…方向変換部、85B…中間ガイド部、85C…カバー部、86…流出口、87…コントローラ支持部、88…空間、92…固定部材、95…周壁部、96…固定部、99…ねじ、100…ねじ、101…周壁部、101L…周壁部、101R…周壁部、108L…ストッパ部材、108R…ストッパ部材、109…凹部、200…支持部、201…スプロケット、202…支持部。

Claims (9)

  1. ステータと、前記ステータに対して回転するロータと、前記ロータに固定されるロータシャフトと、を有するモータと、
    前記ロータシャフトにより駆動される出力部と、
    複数の放熱フィンが設けられる外面を有し、前記ステータ及び前記ロータを収容するモータケースと、
    前記モータケースの外部に配置され、前記ロータシャフトにより回転される冷却ファンと、
    相互に隣接する前記放熱フィンの間のフィン流路に前記冷却ファンからの空気をガイドするガイド部を有するダクト部材と、を備える、
    電動作業機。
  2. 複数の前記放熱フィンのそれぞれは、前記ロータの回転軸に平行な軸方向に延伸し、
    前記放熱フィンは、前記回転軸の周方向に間隔をあけて複数設けられ、
    前記ガイド部は、周方向に相互に隣接する前記放熱フィンの間のフィン流路に空気をガイドする、
    請求項1に記載の電動作業機。
  3. 前記ガイド部は、径方向外側の前記放熱フィンの端部に対向し、前記フィン流路を覆うように配置されるカバー部を含む、
    請求項2に記載の電動作業機。
  4. 前記カバー部は、前記放熱フィンの端部に接触又は間隙を介して対向する、
    請求項3に記載の電動作業機。
  5. 前記ガイド部は、前記冷却ファンの径方向外側に配置され、前記冷却ファンからの空気を前記カバー部に送る方向変換部を有する、
    請求項3又は請求項4に記載の電動作業機。
  6. 前記冷却ファンは、吸込口と吹出口とを有する遠心ファンであり、
    前記吸込口は、軸方向において前記冷却ファンの一端部に設けられ、
    前記吹出口は、前記冷却ファンの径方向外側の周縁部に設けられ、
    前記方向変換部は、前記吹出口に対向するように配置される、
    請求項5に記載の電動作業機。
  7. 前記ダクト部材は、前記吸込口に面する流入口を有する、
    請求項6に記載の電動作業機。
  8. 径方向において、前記回転軸と前記方向変換部との距離は、前記回転軸と前記カバー部との距離よりも長い、
    請求項5から請求項7のいずれか一項に記載の電動作業機。
  9. 前記ガイド部よりも上方に配置され、前記モータを制御するコントローラを備え、
    前記フィン流路から流出した空気は、前記コントローラの下方を通過する、
    請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の電動作業機。
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