JP4433992B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、電動工具に関し、詳しくは電池パックの電池端子部と駆動装置とを電気的に接続する接点板の熱を放熱する技術に関するものである。

従来から、電動丸鋸、電動ドリル等の手持ち式の電動工具として、回転刃やドリルなどの工具を駆動するモータが内蔵された電動工具本体と、電動工具本体に着脱自在に装着される電池パックとを備えると共に、電動工具本体に電池パックの電池端子部とモータとを電気的に接続する接点板を備えたものが知られている。（例えば、特許文献１参照）
ところで、手持ち式の電動工具の作業条件は以下のように様々である。（１）作業内容として、例えば木材や鉄板などの穴あけ、木工作時のネジの締め付けを行なったり、ガーデンデッキの製作などの大量のネジ締めを行なったり、コンクリート・レンガ・ブロックの穴あけ、木材や鉄板などの穴あけを行なうなど、作業の対象物の性状が多岐に渡り、使用する電流量が異なる。（２）作業者は強く力を入れて作業をすることが多く、力（トルク）の強さにばらつきが生じる。これら（１）（２）の異なる作業条件のもとで、モータに大電流を流して高負荷作業を連続して行なったり、或いは断続的に繰り返して行なう場合、電池パックの二次電池の温度が上昇し、その熱が電池端子部から接点板へと伝わる。しかも電池端子部と接点部間の電気抵抗が大きいため、接点部でも熱が発生する。結果、流れる電流が大きくなるに従って、接点板の発熱量が増大する。

このように接点板が加熱される状況において、従来の特許文献１に見られる手持ち式の電動工具にあっては、接点板と接触するグリップ部の表面部分が局所的に加熱されてしまい、グリップ部を握る使用者が故障かと不安を感じてしまうという問題があった。なお、グリップ部の握り性を良くするためにはグリップ部を細くする必要があり、そのために、接点板がグリップ部の内壁に接触しやすくなり、表面部分が局所的に加熱されるのは避けられないものである。
特開平９−３２２５７６号公報

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、高負荷作業を連続的或いは断続的に繰り返して行なう場合に、電池の発熱及び接点部の発熱によって接点板が加熱される状況となっても、外郭ハウジングの表面部分が局所的に加熱されるのを防止でき、使用者に不安を感じさせないようにした電動工具を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するために本発明にあっては、工具を駆動する駆動装置３を内蔵した電動工具本体２と、電動工具本体２に着脱自在に装着される電池パック４とを備えた電動工具であって、電動工具本体２の駆動装置３に電池パック４の電池端子部５と電気的に接続される接点板６を設け、該接点板６に放熱板８を設けたことを特徴としている。

このような構成とすることで、高負荷作業を連続的或いは断続的に繰り返して行なう場合に、電池パック４の電池の発熱及び接点部６ｃの発熱によって接点板６が加熱される状況となっても、接点板６に設けた放熱板８を介して熱を逃がすことができるので、接点板６と対向する外郭ハウジング１１の表面部分が局所的に加熱されることを防止できるようになる。

また、前記電動工具本体２に手で握る筒状のグリップ部７が設けられ、グリップ部７の空洞７ａ内に電池パック４の電池端子部５を抜き差し自在に挿入すると共にグリップ部７の内壁７ｂに添わせて放熱板８付き接点板６を配設するのが好ましく、この場合、グリップ部７の内径寸法Ａを小さくして、接点板６の一部がグリップ部７の内壁７ｂと接触する構造となっても、接点板６に設けた放熱板８による放熱効果が得られるので、グリップ部７の大径化を防いで握りやすい細身形状に保つことができる。

また、前記接点板６を保持する保持部１０を設け、保持部１０による保持位置よりも接点板６の前端側が自由端部とされ且つこの自由端部に電池パック４の電池端子部５に接触する接点部６ｃを設け、前記保持位置よりも接点板６の後端側にグリップ部７の内壁７ｂから離反する位置で且つ内壁７ｂに沿って延びた平坦部６ａを設け且つこの平坦部６ａに放熱板８を設けるのが好ましく、この場合、前端が自由端部となっている接点板６を保持部１０によって保持できるので、電池端子部５の挿入をスムーズに行なえると共に、保持部１０を挟んでその前後に接点部６ｃと放熱板８とが対向配置されることで、接点部６ｃの熱だけでなく、保持部１０の熱も放熱板８に逃がすことができるので、保持部１０からグリップ部７への熱伝導も同時に抑えられるようになる。

また、前記放熱板８は柔軟性放熱シート１２からなり、柔軟性放熱シート１２の片面１２ａをグリップ部７の内壁７ｂに密着させ且つ反対側の他面１２ｂを接点板６に密着させるのが好ましく、この場合、柔軟性放熱シート１２をグリップ部７の内壁７ｂに密着させることにより、柔軟性放熱シート１２とグリップ部７の内壁７ｂと接点板６との相互の接触が良好となって熱抵抗が小さくなり、柔軟性放熱シート１２を介してグリップ部７全体に熱が拡散されるようになり、グリップ部７の表面部分が局所的に加熱されるのを防止できるようになる。

また、前記接点板６の前端側に接点部６ｃ及び放熱板８を設けると共に、接点板６の後端側に駆動装置３をオンオフ操作するスイッチ部１３を接続するのが好ましく、この場合、スイッチ部１３の電気抵抗が大きい開閉接点の部分で発生する熱を接点板６から放熱板８へと逃がすことができるので、スイッチ部１３が局所的に加熱されるのを防止できるようになる。

本発明にあっては電動工具の接点板に放熱板を設けることで、高負荷作業を連続的或いは断続的に繰り返して行なう場合に、電池の発熱及び接点部の発熱によって接点板が加熱される状況となっても、とくに接点板と対向するグリップ部の表面部分が局所的に加熱されることを防止でき、使用者が故障かと不安を感じてしまうことがないものである。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

本発明の電動工具１の一例として手持ち式の電動ドリル１Ａを例示する。この電動ドリル１Ａは、図２に示すように、電動工具本体２と、電動工具本体２に着脱自在に装着される電池パック４とで構成されている。

電池パック４の内部には例えばニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池のような二次電池（図示せず）が収納されている。電池パック４の先端には、複数の電池端子部５が露出して設けられた凸部１５（図１）が突設され、各電池端子部５がリード線を介して二次電池に接続されている。

電動工具本体２は、左右に２つ割れ形状の外郭ハウジング１１で覆われたグリップ部７と本体部１６とからなる。グリップ部７にはスイッチ部１３のトリガー１７が突設されている。本体部１６には、ドリル等の工具を駆動するモータ９、減速歯車機構１８等の駆動装置３が内蔵されている。図２中の１９は工具を挟持するチャック部、２２は電池パック４を接続・離反する着脱操作ボタンである。

前記グリップ部７は、手で握る細さの筒状に形成されている。ここでは、グリップ部７の表面の一部を、グリップ部７の外郭ハウジング１１よりも熱伝導性の低く且つ滑り難い外皮２１にて覆っている。外皮２１は、グリップ部７の表面部分の熱がグリップ部７を握る人の手に伝わるのを抑える機能と滑り止め機能とを併せ持つ。なおグリップ部７の表面全体を外皮２１で覆うようにしてもよい。

グリップ部７の下端部は、図３に示すように、電池パック４が着脱自在に挿入される開口部７ｂとなっており、この開口部７ｂから空洞７ａに向けて電池パック４の凸部１５が挿脱自在とされる。グリップ部７の内壁７ｂに添わせて凸部１５に設けた電池端子部５とモータ９とを電気的に接続するための一対の接点板６が設けられると共に、各接点板６を保持するための保持部１０が設けられている。

ここで、一対の接点板６は空洞７ａ内に対称的に配置される。各接点板６は、その後端部から前端部に向かって、平坦部６ａと、外折れ部６ｂと、接点部６ｃとがこの順に形成されている。平坦部６ａは、グリップ部７の内壁７ｂから離反する位置で且つ内壁７ｂに沿って略平行に延びており、平坦部６ａの後端部は、モータ９と接点板６との電気接続をオンオフするためのスイッチ部１３に接続されている。平坦部６ａの前端部に連なる外折れ部６ｂは、グリップ部７の内壁７ｂに向かって略コ字状に屈曲した外折れ形状をしており、この外折れ部６ｂが保持部１０の外周部に設けた凹溝２０にて保持されている。この外折れ部６ｂの前端部に連なる接点部６ｃの先端側は自由端部とされると共に、接点部６ｃはグリップ部７の内壁７ｂから離反する方向に略へ字状に屈曲した内折れ形状をしており、電池パック４の電池端子部５に対する接点部６ｃの接触圧を確保できるようにしてある。

前記接点板６の平坦部６ａには放熱板８が接合されている。本例の放熱板８は、図１、図４に示すように、平坦部６ａにおけるグリップ部７の内壁７ｂとの対向面上で且つ接点部６ｃの近傍位置にビス１４により固着されている。この放熱板８は例えば高い熱伝導性を持つアルミニウム、銅等の金属材料からなる。放熱板８の幅寸法Ｄ（図３）は接点板６の幅寸法ｄよりも幅広とされ、接点板６に比較して放熱板８の放熱面積が大きく設定されている。

しかして、前記構成の電動ドリル１Ａ等の作業条件は従来で述べたように様々であり、高負荷作業を連続して行なったり、或いは断続的に繰り返して行なう場合において、二次電池の発熱及び接点部６ｃの発熱によって接点板６が加熱される状況となるが、本発明では、接点板６に放熱板８を設けたので、放熱板８を介して熱をグリップ部７の空洞７ａ内に逃がすことができる。またこのとき、電池パック４の電池端子部５が接点部６ｃを外方に押し広げることで、外折れ部６ｂがグリップ部７の内壁７ｂに押し付けられた状態となるが、この状態で外折れ部６ｂよりも内方に位置している平坦部６ａ及び放熱板８は、グリップ部７の内壁７ｂから離反した状態で保たれているため、接点板６の熱を放熱板８を介してグリップ部７の空洞７ａ内に逃がすことができ、従って、外折れ部６ｂと対向するグリップ部７の表面部分が局所的に加熱されるのを防止でき、使用者が故障かと不安を感じてしまうことがなくなる。また本例では前端が自由端部となっている接点板６を保持部１０によって保持しているので、電池端子部５の挿入がスムーズに行なえると共に、保持部１０を挟んでその前後に接点部６ｃと放熱板８とを対向配置することにより、接点部６ｃの熱だけでなく保持部１０の熱も放熱板８に逃がすことが可能となり、従って、保持部１０からグリップ部７への局所的な熱伝導も同時に抑えることができる。さらに本例ではグリップ部７の外郭ハウジング１１の一部を、それよりも熱伝導性の低い外皮２１にて覆ってあるので、放熱板８と外皮２１との働きで、グリップ部７の表面部分の局所的な加熱をより効果的に防止できるようになる。

また図１に示すように、電池パック４の凸部１５の外径寸法をＣ、接点板６の外折れ部６ｂの外径寸法をＢ、グリップ部７の内径寸法をＡとしたとき、本例ではＣ＜Ｂ≒Ａとしている。つまりグリップ部７の内径寸法Ａを小さくして、接点板６の外折れ部６ｂがグリップ部７の内壁７ｂに接触する構造としても、放熱板８により熱的悪影響を防止できるので、グリップ部７の大径化を極力防いで握りやすい細身形状にできるものである。

なお、接点板６の外折れ部６ｂがグリップ部７の内壁７ｂに押し付けられた状態では接点板６の先端エッジ部６ｄもグリップ部７の内壁７ｂに接触しているが、これは点接触であるため先端エッジ部６ｄからグリップ部７への伝熱量は少なく、しかも接点板６の先端エッジ部６ｄはグリップ部７の端部に寄せて配置されているため、先端エッジ部６ｄによる熱的悪影響の問題はない。

また本例では、モータ９をオンオフするためのスイッチ部１３が接点板６の後端側に設けられている。トリガー１７の操作に伴ってスイッチ部１３の開閉接点をオンオフすることにより、二次電池とモータ９とが電気的に接続又は遮断された状態となる。このスイッチ部１３の開閉接点は、接点部６ｃと同様、電気抵抗が大きいため発熱するが、この熱は接点板６から放熱板８を介してグリップ部７の空洞７ａ内に逃がすことができるので、スイッチ部１３が局所的に加熱されるのを防止でき、結果、使用者がスイッチ部１３を操作する際に故障かと不安を感じてしまうことがない。

さらに本例では、放熱板８をグリップ部７の内壁７ｂと接点板６との間に挿入してビス１４で固着してあるので、仮りにビス１４が緩んでも放熱板８が接点板６から脱落しにくい取り付け構造を実現できる。勿論これに限らず、例えば図５に示すように、接点板６のグリップ部７の内壁７ｂ側とは反対側の面に放熱板８を配置してビス１４で固着してもよいものである。

図６は、前記放熱板８付き接点板６を備えた電動丸鋸１Ｂの一例を示している。本実施形態においても前記実施形態と同様な作用効果が得られる。なお、図６中の２３は回転刃、２４は固定フレーム、２５は刃カバーである。他の構成は図２と同様であり、対応する部位には同一符号を付しておく
図７、図８は放熱板８の他の実施形態である。放熱板８以外の他の構成は前記図の実施形態と同様であり、対応する部分には同一符号を付しておく。本例の放熱板８は柔軟性放熱シート１２からなる。この柔軟性放熱シート１２は、グリップ部７の内壁７ｂと接点板６の平坦部６ａとの間に挿入されていると共に、その片面１２ａがグリップ部７の内壁７ｂに密着し且つ反対側の他面１２ｂが接点板６に密着している。柔軟性放熱シート１２の幅寸法Ｈは接点板６の幅寸法ｄよりも幅広とされ、且つ長さ寸法Ｌは平坦部６ａの長さ方向に沿って長く延びており、これにより接点板６よりも放熱面積が大きく、十分な放熱効果が得られるようになると共に、柔軟性放熱シート１２によって接点板６の熱をグリップ部７全体に拡散させることができるようになる。また、柔軟性放熱シート１２は、形状追随性に優れた熱伝導性組成物、例えば低硬度のアクリル系熱伝導性シートで構成されている。この低硬度のアクリル系熱伝導性シートは、例えば熱伝導性アクリルエラストマーの片面にポリエステルフィルムを貼着して構成されている。これは非シリコン系の材質であるため、シクロサンガスが発生せず、接点部６ｃ近傍に配置した場合でも、シクロサンガスによる接点不良等を招く心配がなく、また軟らかい素材であるため、湾曲面や凹凸面にも十分に追随でき、従って、接点板６の平坦部６ａとグリップ部７の湾曲した内壁７ｂとの隙間に挟み込むだけで、グリップ部７の内壁７ｂと接点板６とに対して柔軟性放熱シート１２をそれぞれ容易に且つ確実に密着させることができる。そのうえアクリル系熱伝導性シートは、電気絶縁性を有し且つ難燃性規格をクリアし、耐久性に優れているため、長期間使用後も安定した電気絶縁、熱伝導性特性を保持できる利点もある。なお、柔軟性放熱シート１２を接着剤層を介して接点板６と接着させてもよい。

しかして、柔軟性放熱シート１２をグリップ部７の内壁７ｂと接点板６とに密着させることにより、柔軟性放熱シート１２とグリップ部７の内壁７ｂと接点板６との相互の接触が良好となって熱抵抗が小さくなり、柔軟性放熱シート１２を介してグリップ部７全体に熱が拡散されるようになり、グリップ部７の表面部分が局所的に加熱されるのを防止でき、使用者が故障かと不安を感じてしまうことがないものである。

本発明の接点板６に放熱板８を設けた構造は、前記の電動ドリル１Ａ、電動丸鋸１Ｂに適用されるだけでなく、それ以外の電動ドリルハンマー、電動グライダーなど、電池により駆動する手持ち式の電動工具全般に広く適用されるものである。

本発明の一実施形態の放熱板付き接点板を備えた電動ドリルの要部断面図である。 同上の電動ドリルの斜視図である。 図２のＥ部の内部構造を示す斜視図である。 図３のＩ−Ｉ線から見た断面図である。 本発明の他の実施形態の要部断面図である。 本発明のさらに他の実施形態の電動丸鋸の一部を破断した斜視図である。 同上の放熱板の変形例を説明する斜視図である。 図７のＪ−Ｊ線から見た断面図である。 図８の側面断面図である。

符号の説明

１ 電動工具
２ 電動工具本体
３ 駆動装置
４ 電池パック
５ 電池端子部
６ 接点板
６ａ 平坦部
６ｃ 接点部
７ グリップ部
７ａ 空洞
７ｂ 内壁
８ 放熱板
１０ 保持部
１１ 外郭ハウジング
１２ 柔軟性放熱シート
１２ａ 片面
１２ｂ 他面
１３ スイッチ部

Claims (5)

1. 工具を駆動する駆動装置を内蔵した電動工具本体と、電動工具本体に着脱自在に装着される電池パックとを備えた電動工具であって、電動工具本体に電池パックの電池端子部と駆動装置とを電気的に接続する接点板を設け、該接点板に放熱板を設けたことを特徴とする電動工具。
2. 前記電動工具本体に手で握る筒状のグリップ部が設けられ、グリップ部の空洞内に電池パックの電池端子部を抜き差し自在に挿入すると共にグリップ部の内壁に添わせて放熱板付き接点板を配設したことを特徴とする請求項１記載の電動工具。
3. 前記接点板を保持する保持部を設け、保持部による保持位置よりも接点板の前端側が自由端部とされ且つこの自由端部に電池パックの電池端子部に接触する接点部を設け、前記保持位置よりも接点板の後端側にグリップ部の内壁から離反する位置で且つ内壁に沿って延びた平坦部を設け且つこの平坦部に放熱板を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電動工具。
4. 前記放熱板は柔軟性放熱シートからなり、柔軟性放熱シートの片面をグリップ部の内壁に密着させ且つ反対側の他面を接点板に密着させてなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電動工具。
5. 前記接点板の前端側に接点部及び放熱板を設けると共に、接点板の後端側に駆動装置をオンオフ操作するスイッチ部を接続したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電動工具。

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