JP5431984B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池を備える電動工具に関するものである。

燃料電池を備える電動工具として、例えば、特許文献１発明では、燃料電池から電動モータに電力を供給している。

特開２００８−１３２５５１号公報

ところで、燃料電池は、水素等の燃料と酸素等の酸化剤とを酸化反応させることにより電力を発生させる化学電池の一種であるが、特許文献１に記載の発明では、酸化剤（特許文献１では、空気）を燃料電池に供給するための具体的な手段が明示されていない。

このため、特許文献１に記載の発明では、燃料電池に酸化剤（空気）を確実に供給することができないおそれがあり、燃料電池の出力低下を招くおそれがある。
本発明は、上記点に鑑み、新規な構成の電動工具を提供するとともに、燃料電池に酸化剤として空気を確実に供給可能な電動工具を提供することを目的とする。

本願発明は、上記目的を達成するために、燃料と酸化剤とを酸化反応させることにより電力を発生させる燃料電池（１１Ａ）と、電力の供給を受けて工具を稼働させる電動駆動源（３）と、燃料電池（１１Ａ）に酸化剤をなす空気を供給する空気供給手段（３、１３）とを備えることを特徴とする。

これにより、本願発明では、空気供給手段（３、１３）を備えているので、燃料電池に酸化剤としての空気を確実に供給することができる。
なお、本願発明では、電動駆動源（３）への電力供給手段は不問であるが、例えば、燃料電池（１１Ａ）から直接的に電動駆動源（３）に電力を供給する場合、二次電池を介して間接的に燃料電池（１１Ａ）から電動駆動源（３）に電力を供給する場合、及び二次電池と燃料電池（１１Ａ）とを併用して電動駆動源（３）に電力を供給する場合のいずれかの手段を用いてもよい。

また、本願発明では、空気供給手段（３、１３）は、電動駆動源（３）に冷却用の空気を送風する駆動源冷却手段を兼ねていてもよい。
また、本願発明では、空気供給手段（３、１３）は、燃料電池（１１Ａ）に冷却用の空気を送風する電池冷却手段を兼ねていてもよい。

また、本願発明では、空気供給手段（３、１３）により誘起された気流のうち、少なくとも一部の気流の流通方向を転向させて燃料電池（１１Ａ）側に導く気流案内手段（１４、５Ｂ）を備えていてもよい。

また、本願発明では、空気供給手段（３、１３）は、回転することにより気流を誘起させるファンを有して構成されており、さらに、ファン（１３）の回転軸を通り、かつ、回転軸と平行な方向を軸方向と呼ぶとき、燃料電池（１１Ａ）は、軸方向に対して軸方向と交差する方向にずれた位置に配設された構成としてもよい。

また、本願発明では、空気供給手段（３、１３）により誘起された気流を分岐させ、その分岐された気流を燃料電池（１１Ａ）に供給してもよい。
また、本願発明では、電動駆動源（３）が収納された本体部（５）、及び本体部（５）から突出するように本体部（５）に設けられ、ユーザに把持されるハンドル部（７）を有し、ハンドル部（７）の先端に、燃料電池（１１Ａ）が収納された電池パック（１１）が組み付けられた構成にしてもよい。

このとき、ハンドル部（７）のうち燃料電池（１１Ａ）が組み付けられる部位には、空気供給手段（３、１３）により誘起された気流が流通するハンドル側通気口（７Ａ）が設けられ、一方、電池パック（１１）には、ハンドル側通気口（７Ａ）と連通する電池側通気口（１１Ｆ）が設けられた構成としてもよい。

また、本願発明では、電池パック（１１）は、着脱可能にハンドル部（７）に組み付けられていてもよい。
さらに、本願発明では、電池パック（１１）には、燃料電池（１１Ａ）に供給する燃料が充填された燃料タンク（１１Ｂ）が収納されていてもよい。

因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手等に限定されるものではない。

本発明の第１実施形態に係る電動工具１の模式図である。 本発明の第１実施形態に係る電池パック１１の模式図である。 本発明の第１実施形態に係る電動工具本体の模式図である。 本発明の第１実施形態に係る電動工具の電気系ブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る電動工具１の模式図である。 本発明の第３実施形態に係る電動工具１の模式図である。 本発明の第４実施形態に係る電動工具１の模式図である。 本発明の第５実施形態に係る電動工具１の模式図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第６実施形態に係る電動工具１に用いられる電池パック１１に設けられた開閉弁２２の作動を示す模式図である。 本発明の第６実施形態に係る電動工具の電気系ブロック図である。 電池温度と出力との関係を示すグラフである。 開閉弁２２の作動制御を示すフローチャートである。 本発明の第７実施形態に係る電動工具３０の模式図である。 本発明の第８実施形態に係る電動工具３０の模式図である。

（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る電動工具を電動ドライバーや電動ドリル等の電動工具に適用したものであり、以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。

１．電動工具の機械的構造（図１〜図３参照）
本実施形態に係る電動工具１の外観形状は、図１に示すように、ドライバービットやドリルビットを回転稼働させる電動モータ３が収納された略円筒状の本体部５、及び本体部５から突出するように本体部５に設けられたハンドル部７を有してピストル状に形成されている。

ハンドル部７はユーザに把持される把持部であり、このハンドル部７には、電動工具１（電動モータ３）を稼働させる工具スイッチ（トリガー）９が設けられている。なお、以下、本体部５及びハンドル部７を総称するときは、電動工具本体と記す。

そして、ハンドル部７の先端には、電動モータ３に電力を供給する電池パック１１が着脱可能に組み付けられており、この電池パック１１は、図２に示すように、少なくとも燃料電池（ＦＣスタック）１１Ａ、燃料タンク１１Ｂ、二次電池１１Ｃ及び燃料ポンプ１１Ｄ、並びにこれら１１Ａ〜１１Ｄを収納するケーシング１１Ｅを有して構成されている。

燃料電池１１Ａは、燃料と酸化剤とを酸化反応させることにより電力を発生させるものであり、本実施形態に係る燃料電池１１Ａは、改質後の燃料（水素）を供給するのではなく、燃料タンク１１Ｂに蓄えられた液体燃料（メタノール）を直接供給する直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）を採用している。なお、二次電池１１Ｃは、充放電可能な化学電池やキャパシタ等である。

因みに、燃料タンク１１Ｂに蓄えられている燃料は、燃料ポンプ１１Ｄにより燃料電池１１Ａに供給されており、この燃料ポンプ１１Ｄは、二次電池１１Ｃから供給される電力により稼働する。

また、ケーシング１１Ｅには、電動工具本体から送風されてきた空気が流入する吸気口１１Ｆが設けられており、この吸気口１１Ｆからケーシング１１Ｅ（電池パック１１）内に流入した空気のうち、一部は酸化剤として燃料電池１１Ａに供給され、その他は、燃料電池１１Ａの周囲に設けられた通風路１１Ｇを流通して排気口１１Ｈからケーシング１１Ｅ（電池パック１１）外に排出される。

一方、ハンドル部７の先端側であって電池パック１１が組み付けられる部位には、図３に示すように、送風されてきた空気が吹き出す送風口７Ａが設けられており、電池パック１１がハンドル部７に装着されると、図１に示すように、電池パック１１の吸気口１１Ｆとハンドル部７（電動工具本体）の送風口７Ａとが連通した状態となる。

このため、電池パック１１がハンドル部７に装着された場合においては、電動工具本体から電池パック１１に送風されてきた空気の一部は燃料電池１１Ａに供給されて発電に利用され、その他の空気は、通風路１１Ｇを流通しながら燃料電池１１Ａと熱交換する。

また、本体部５内には、図１に示すように、回転することにより気流を誘起させるファン１３が収納されており、このファン６０は、電動モータ３の回転軸に組み付けられて電動モータ３により回転駆動される。

このため、本実施形態では、電動モータ３とファン１３とは、その軸方向に沿って直列に配設された構成となっているとともに、工具スイッチ９が投入されて電動モータ３が回転するとファン１３も回転し、工具スイッチ９が遮断されるとファン１３が停止する。

ここで、軸方向とは、ファン１３の回転軸を通り、かつ、回転軸と平行な方向、つまり、ファン１３の回転軸線を延長した方向をいう。なお、以下の説明及び図に示された気流の流通の向きを示す矢印は、特に断り書きをした場合を除き、ネジを締め込む際の回転の向き（右向き）に電動モータ３を回転させた場合を示している。

また、本実施形態に係るファン１３は、気流が回転軸方向に流れる軸流ファンを採用しており、ファン１３が回転すると、本体部５のうちファン１３を挟んで電動モータ３と反対側に設けられた空気導入口５Ａから本体部５内に外気が導入され、この導入された空気は、回転軸方向にファン１３を通過して電動モータ３側に吹き出される。

また、電動工具本体内のうちハンドル部７と本体部５との連結部には、ファン１３から電動モータ３側に吹き出された気流のうち少なくとも一部を分岐させて、その分岐した気流の流通方向をハンドル部７側に転向させて電池パック１１側に導く導風板１４が設けられている。

そして、ハンドル部７内のうち工具スイッチ９側には、導風板１４から送風口７Ａに至る導風路７Ｂが設けられており、導風板１４によりハンドル部７側に分岐・転向させられた気流は導風路７Ｂを流通して送風口７Ａ側に流通する。

すなわち、本実施形態に係る電動工具１では、電池パック１１は、本体部５に対して軸方向と直交する方向に延びているハンドル部７の先端に装着される構成となっている。そして、ファン１３にて誘起された軸方向に流れる気流の一部は、導風板１４にて軸方向と直交する方向に転向させられてハンドル部７内を流通して送風口７Ａ及び吸気口１１Ｆを経由して燃料電池１１Ａに供給される。

２．電動工具の電気的構成（図４参照）
電動モータ３及び燃料ポンプ１１Ｄの作動は、図４に示すように、制御部２０により制御されており、この制御部２０は、二次電池１１Ｃ及び燃料電池１１Ａから電力の供給を受けて電動モータ３及び燃料ポンプ１１Ｄを駆動する。なお、制御部２０は、二次電池１１Ｃから電力の供給を受けて作動する。

すなわち、ユーザにより工具スイッチ９が投入（ＯＮ）されると、制御部２０は、先ず、燃料ポンプ１１Ｄ及び電動モータ３に二次電池１１Ｃから電力を供給して燃料ポンプ１１Ｄ及び電動モータ３を作動させることにより、燃料タンク１１Ｂの燃料を燃料電池１１Ａに供給して燃料電池１１Ａにて電力を発生させるとともに、電動モータ３を回転させる。

そして、燃料電池１１Ａから電力の供給が開始されると、制御部２０は、二次電池１１Ｃの残電力や電動モータ３で必要とされる電力に応じて、燃料電池１１Ａから供給された電力を電動モータ３及び二次電池１１Ｃのうち少なくとも一方に供給する。

また、ユーザにより工具スイッチ９が遮断（ＯＦＦ）され、二次電池１１Ｃが満充電状態となって二次電池１１Ｃにも電力を供給する必要がなくなると、制御部２０は、燃料ポンプ１１Ｄ及び電動モータ３への電力供給を停止させる。

３．本実施形態に係る電動工具の特徴
本実施形態に係る電動工具１では、工具スイッチ９が投入され、電動モータ３が回転すると、ファン１３により燃料電池１１Ａに空気が供給されるので、本実施形態では、ファン１３及び電動モータ３により燃料電池１１Ａに酸化剤をなす空気を供給する空気供給手段が構成されることとなる。

すなわち、工具スイッチ９が投入され、電動モータ３の回転と同時にファン１３が回転するため、空気導入口５Ａから本体部５内に導入された空気は、図１に示すように、回転軸方向にファン１３内を流通して電動モータ３側に吹き出される。

そして、ファン１３から電動モータ３側に吹き出された気流のうち少なくとも一部は、導風板１４にて軸方向と直交する方向に転向させられて導風路７Ｂを流通して送風口７Ａ及び吸気口１１Ｆを経由して燃料電池１１Ａに供給される。したがって、燃料電池１１Ａに酸化剤としての空気を確実に供給することができるので、燃料電池１１Ａの出力低下を招くことを抑制できる。

ところで、ネジを緩める場合等、電動モータ３を逆転させた場合には、気流の流通の向きは逆向きとなるため、電動モータ３が逆転してファン１３も逆転すると、電池パック１１の排気口１１Ｈから空気が電池パック１１内に吸引され、吸引された空気の一部は燃料電池１１Ａに供給され、その他は、燃料電池１１Ａと熱交換した後、吸気口１１Ｆからハンドル部７側に吹き出し、送風口７Ａから導風路７Ｂに流入してファン１３に至る。

このように、本実施形態では、気流の流通の向きを問わず、燃料電池１１Ａに酸化剤としての空気を確実に供給することができるので、燃料電池１１Ａの出力低下を招くことを抑制できる。

また、ファン１３から電動モータ３側に吹き出された気流のうち導風路７Ｂに導入されなかった気流は、電動モータ３側に流れて電動モータ３を冷却した後、本体部５３のうちドライバービット側から外部に排出される。

つまり、本実施形態では、空気供給手段を構成するファン１３等は、電動モータ３に冷却用の空気を送風する駆動源冷却手段を兼ねた構成となっている。したがって、本実施形態では、電動工具１の部品点数を増大させることなく、電動モータ３を冷却しながら、燃料電池１１Ａに空気を確実に供給することができる。

因みに、電動モータ３を逆転させた場合には、気流の流通の向きは逆向きとなるため、冷却用として電動モータ３の周囲を流通する空気の流量が、電動モータ３を右向きに正転させた場合に比べて減少するが、通常、電動モータ３を逆転稼働させる時間は、電動モータ３を正転稼働させる時間に比べて短いので、実用上、殆ど問題ない。

また、送風口７Ａ及び吸気口１１Ｆを経由して電池パック１１に送風されてきた空気の一部は、図２に示すように、燃料電池１１Ａに供給されて発電に利用され、その他の空気は、通風路１１Ｇを流通しながら燃料電池１１Ａと熱交換する。

このとき、通風路１１Ｇを流通する空気の温度が燃料電池１１Ａの温度より低い場合には、通風路１１Ｇを流通する空気は、燃料電池１１Ａから熱を吸熱するように熱交換するので、本実施形態では、空気供給手段を構成するファン１３等は、燃料電池１１Ａに冷却用の空気を送風する電池冷却手段を兼ねた構成となる。

したがって、本実施形態では、電動工具１の部品点数を増大させることなく、燃料電池１１Ａの過熱を防止して燃料電池１１Ａの温度を適切な温度（以下、この温度を発電温度という。）に維持することが可能となる。

延いては、燃料電池１１Ａの発電効率が大きく低下することを抑制することができるので、燃料電池１１Ａの出力が低下することを抑制できるとともに、燃料電池１１Ａが加熱することを防止して燃料電池１１Ａの故障発生を抑制できる。

また、本実施形態では、空気導入口５Ａから本体部５内に吸引された外気を分岐させて、一方を燃料電池１１Ａ側に送風し、他方を電動モータ３に送風しているので、燃料電池１１Ａ側に送風される空気の温度と電動モータ３に送風される空気の温度は同一温度となる。

したがって、本実施形態に係る電動工具１は、後述する実施形態と異なり、電動モータ３の平均作動温度が発電温度より低い場合、及び電動モータ３の平均作動温度が発電温度以上の場合のいずれの場合に対しても適用することができる。

ところで、電動モータ３に電力を供給する電源として、二次電池のみからなる従来方式のピストル型の電動工具では、二次電池のみからなる電池パックをハンドル部７の先端に着脱可能に装着した構成としていることから、燃料電池１１Ａを備えるピストル型の電動工具においても、ハンドル部７の先端に電池パック１１を着脱可能に装着した構成とすると、ユーザに対して大きな違和感を与えることを防止でき得る。

したがって、本実施形態のごとく、本体部５にファン１３を配設したピストル型の電動工具１では、ファン１３により誘起された気流のうち、少なくとも一部の気流の流通方向を転向させて燃料電池１１Ａ側に導く構成とすれば、二次電池のみからなる従来方式のピストル型の電動工具に対して、電動工具１の外形寸法及び形状等を大きく変更することなく、燃料電池１１Ａを備えるピストル型の電動工具を得ることが可能となり得る。

また、本実施形態では、図１に示すように、燃料電池１１Ａが軸方向に対して軸方向と交差する方向にずれた位置に配設されているので、上述したように、二次電池のみからなる従来方式のピストル型の電動工具と同様な外観形状とすることが可能となるので、電動工具として最適な外観形状を維持しながら、燃料電池１１Ａを備えるピストル型の電動工具を得ることが可能となり得る。

また、本実施形態では、ファン１３にて誘起された空気を利用して電動モータ３を冷却しているので、ファン１３により誘起された気流を分岐させ、その分岐された気流を燃料電池１１Ａに供給すれば、電動モータ３を冷却するための専用のファンを設けることなく、電動モータ３を冷却しながら燃料電池１１Ａに空気を確実に供給することができる。

また、本実施形態では、ハンドル部７の先端に電池パック１１が組み付けられた構成となっているので、上述したように、二次電池のみからなる従来方式のピストル型の電動工具と同様な外観形状とすることが可能となり、電動工具として最適な外観形状を維持することが可能となり得る。

４．発明特定事項と実施形態との対応関係
本実施形態では、電動モータ３が特許請求の範囲に記載された電動駆動源に相当し、電動モータ３及びファン１３により、特許請求の範囲に記載された空気供給手段が構成され、導風板１４が特許請求の範囲に記載された気流案内手段及び分岐手段に相当し、空気供給手段を構成する電動モータ３及びファン１３が駆動源冷却手段及び電池冷却手段に相当し、送風口７Ａが特許請求の範囲に記載されたハンドル側通気口に相当し、吸気口１１Ｆが特許請求の範囲に記載された電池側通気口に相当する。

（第２実施形態）
第１実施形態では、ファン１３にて誘起された気流を分岐させ、その分岐された気流をハンドル部７側に転向させて燃料電池１１Ａ側に導いたが、本実施形態は、図５に示すように、ファン１３にて誘起された気流を分岐させることなくハンドル部７側に転向させて燃料電池１１Ａ側に導くものである。

すなわち、本実施形態では、ファン１３の空気流れ下流側に、気流を転向させる壁部５Ｂ、及び転向させられた気流を導風路７Ｂに案内する案内板５Ｃを設け、ファン１３にて誘起された気流の殆ど全てを燃料電池１１Ａ（電池パック１１）側に導いている。

そして、本実施形態では、空気導入口５Ａは、軸方向において電動モータ３を挟んでファン１３と反対側に設けられ、かつ、ファン１３の吸入側に電動モータ３が配設されているため、空気導入口５Ａから本体部５内に導入された空気は、電動モータ３周囲を経由して電動モータ３を冷却した後、ファン１３に向けて流通する。因みに、本実施形態では、壁部５Ｂが特許請求の範囲に記載された気流案内手段に相当する。

また、本実施形態では、ファン１３により誘起された気流流れに沿って直列に、空気導入口５Ａ、電動モータ３、ファン１３及び電池パック１１等が配設されているので、電動モータ３を逆転させて気流の流通の向きが逆向きとなった場合には、電池パック１１の排気口１１Ｈから空気が電池パック１１内に吸引され、吸引された空気の一部は燃料電池１１Ａに供給され、その他は、燃料電池１１Ａと熱交換した後、吸気口１１Ｆからハンドル部７側に吹き出し、送風口７Ａから導風路７Ｂに流入してファン１３に吸引される。

なお、図５では、電池パック１１の内構造が示されていないが、内部構造は第１実施形態（図２）と同じである。
そして、ファン１３から吹き出された空気は、電動モータ３と熱交換しながら電動モータ３の周囲を流れて空気導入口５Ａから外部に吹き出される。このように、本実施形態では、電動モータ３を逆転させた場合であっても、電動モータ３を正転させた場合とほぼ同様な作用・効果を得ることができ得る。因みに、電動モータ３を正転させた場合の電動モータ３の平均作動温度が発電温度より低い場合には、本実施形態を採用することが望ましい。

なお、本実施形態では、空気導入口５Ａを軸方向において電動モータ３を挟んでファン１３と反対側に設けたが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、電動モータ３とファン１３との間に空気導入口５Ａを設けてもよい。

（第３実施形態）
本実施形態は、第２実施形態の変形例であり、本実施形態では、図６に示すように、空気導入口５Ａと電動モータ３との間にファン１３を配設したものである。

これにより、本実施形態においても、空気導入口５Ａから本体部５内に導入された空気は、電動モータ３周囲を経由して電動モータ３を冷却した後、分岐することなく壁部５Ｂにてハンドル部７側に流通方向が転向して燃料電池１１Ａ（電池パック１１）側に至る。

（第４実施形態）
本実施形態は、燃料電池１１Ａと燃料タンク１１Ｂとを分離して配設する構成としたものである。

すなわち、本実施形態に係る電動工具１では、図７に示すように、燃料電池１１Ａ、ファン１３及び電動モータ３を軸方向に沿って直列的に配設するとともに、燃料タンク１１Ｂをハンドル部７の先端に着脱可能に装着したものである。

そして、燃料電池１１Ａと燃料タンク１１Ｂとは、ハンドル部７に内蔵された燃料配管１１Ｊを介して接続されている。このため、本実施形態に係る電池パック１１には、燃料タンク１１Ｂ及び燃料ポンプ１１Ｄが収納され、燃料電池１１Ａは収納されていない。

したがって、燃料電池１１Ａを取り外すことなく、燃料の補充が必要な燃料タンク１１Ｂ等のみを取り外すことができるので、電動工具１の使い勝手を向上させることができる。

また、本実施形態では、ファン１３の吸入側に燃料電池１１Ａが配設されているので、ファン１３が回転することにより、空気導入口５Ａから本体部５内に導入された空気は、その一部が燃料電池１１Ａに供給された後、その他の殆ど全ては、ファン１３に吸引されて電動モータ３側に吹き出される。

したがって、空気を必要とする燃料電池１１Ａをファン１３の近接した状態で配設できるので、確実に燃料電池１１Ａに空気を供給することができる。因みに、本実施形態は、燃料電池１１Ａより空気流れ下流側に電動モータ３が配設されているので、発電温度が電動モータ３を正転させた場合の電動モータ３の平均作動温度より低い場合に採用することが望ましい。

（第５実施形態）
本実施形態は、第４実施形態の変形例であり、本実施形態では、図８に示すように、電動モータ３より空気流れ下流側に燃料電池１１Ａを配設したものである。

これにより、本実施形態では、ファン１３が回転することにより、空気導入口５Ａから本体部５内に導入された空気の全ては、電動モータ３の周囲を流れて燃料電池１１Ａに至る。そして、燃料電池１１Ａに到達した空気の一部は、燃料電池１１Ａに供給されて発電に利用され、その他は外部に排出される。

因みに、本実施形態では、電動モータ３より空気流れ下流側に燃料電池１１Ａが配設されているので、電動モータ３を正転させた場合の電動モータ３の平均作動温度が発電温度より低い場合に採用することが望ましい。

（第６実施形態）
本実施形態は、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、電池パック１１の吸気口１１Ｆを開閉する開閉弁２２を設け、この開閉弁２２の開閉作動を燃料電池１１Ａの温度及び吸気口１１Ｆを通過する空気の温度に基づいて制御するものである。

１．本実施形態に係る電動工具の構成
すなわち、開閉弁２２は、図９（ａ）及び図９（ｂ）示すように、吸気口１１Ｆを開閉する板状の弁２２Ａ、及び電磁式アクチュエータを有して構成されており、この電磁式アクチュエータは、永久磁石２２Ｂ、電磁石２２Ｃ、及び永久磁石２２Ｂと電磁石２２Ｃとの間に配設されたリターン用の弾性体（本実施形態では、コイルバネ）２２Ｄを有して構成されている。

そして、電磁石２２Ｃへの通電が遮断されているときには、図９（ａ）に示すように、吸気口１１Ｆが閉じられ、電磁石２２Ｃに通電されると、図９（ｂ）に示すように、吸気口１１Ｆが開く。なお、本実施形態では、ケーシング１１Ｅに第２の吸気口１１Ｋが設けられており、この第２の吸気口１１Ｋは、常に大気と連通している。

そして、制御部２０には、図１０に示すように、吸気口１１Ｆに流入する空気の温度を検出する空気温度センサ２４Ａ、及び燃料電池１１Ａの温度を検出する電池温度センサ２４Ｂから出力される信号が入力されており、制御部２０は、制御部２０に内蔵されたＲＯＭ等の記憶手段に予め記憶されているプログラムに従って開閉弁２２の開閉作動を制御する。

２．開閉弁の作動制御
燃料電池１１Ａの温度（以下、電池温度という。）と燃料電池１１Ａから出力される電力（以下、単に出力という。）との関係は、例えば図１１に示すように、特定の電池温度までは、電池温度の上昇に応じて出力が上昇する。

そこで、本実施形態に係る開閉弁の作動制御では、燃料電池１１Ａの出力が最大出力の約８０％となる電池温度（以下、この目標電池温度Ｔという。）を目標として電池温度を管理している。以下、図１２に示すフローチャートに従って、具体的な開閉弁の作動制御を説明する。

図１２に示す開閉弁２２の開閉制御は、工具スイッチ９が投入された時に起動し、工具スイッチ９が遮断された時に停止する。そして、本制御が起動されると、電池温度センサ２４Ｂの出力に基づいて電池温度検出されるとともに（Ｓ１）、空気温度センサ２４Ａの出力に基づいて電池パック１１に送風される空気の温度（以下、空気温度という。）が検出される（Ｓ３）。

次に、電池温度が目標電池温度Ｔ以上であるか否かが判定され（Ｓ５）、電池温度が目標電池温度Ｔ以上であると判定された場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、空気温度が電池温度未満であるか否かが判定され（Ｓ７）、空気温度が電池温度未満であると判定された場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、吸気口１１Ｆが開かれ（Ｓ９）、一方、空気温度が電池温度以上であると判定された場合には（Ｓ７：ＮＯ）、吸気口１１Ｆが閉じられる（Ｓ１１）。

また、Ｓ５にて電池温度が目標電池温度Ｔ未満であると判定された場合には（Ｓ５：ＮＯ）、空気温度が電池温度より高いか否かが判定される（Ｓ１３）。そして、空気温度が電池温度より高いと判定された場合には（Ｓ１３：ＹＥＳ）、吸気口１１Ｆが開かれ（Ｓ９）、一方、空気温度が電池温度以下であると判定された場合には（Ｓ９：ＮＯ）、吸気口１１Ｆが閉じられる（Ｓ１１）。

したがって、本実施形態では、電池温度が目標電池温度Ｔ以上であるときには、ファン１３により送風された空気により燃料電池１１Ａが冷却されながら燃料電池１１Ａに空気が供給され、一方、電池温度が目標電池温度Ｔ未満であるときには、ファン１３から送風された空気により燃料電池１１Ａが過熱されながら燃料電池１１Ａに空気が供給されるので、電池温度が目標電池温度Ｔとなるように管理される。

なお、吸気口１１Ｆが閉じられているときには、発電用の空気は第２の吸気口１１Ｋから燃料電池１１Ａに供給されるので、吸気口１１Ｆが閉じられているときであっても燃料電池１１Ａによる発電を継続することができる。また、ファン１３は、工具スイッチ９が投入されている間は、吸気口１１Ｆの開閉状態によらず回転するので、電動モータ３への送風は、開閉弁２２の作動に影響を与えない。

因みに、本実施形態に係る電動工具１は、ファン１３から燃料電池１１Ａへの送風を制御することを特徴とするので、本実施形態は、上述した実施形態のうちいずれの実施形態にも適用できる。

（第７実施形態）
上述の実施形態は、本発明をピストル型の電動工具に適用したものであったが、本実施形態は、図１３に示すように、芝刈り機等の比較的大型の電動工具３０に適用したものである。

すなわち、本実施形態では、芝刈り用のブレード３１が電動モータ３の回転軸に固定され、電動モータ３を挟んでブレード３１と反対側にファン１３が回転軸に固定されている。そして、電池パック１１が電動モータ３に対して水平方向にずれた位置に配設されているとともに、吸気口１１Ｆが導風路７Ｂを介してファン１３が配設された空間と連通している。

これにより、本実施形態においても、電動モータ３が回転すると、ファン１３により燃料電池１１Ａに空気が供給されるので、燃料電池１１Ａに酸化剤としての空気を確実に供給することができ、燃料電池１１Ａの出力低下を招くことを抑制できる。

（第８実施形態）
本実施形態は、第７実施形態の変形例であり、具体的には、第４実施形態と同様に、燃料電池１１Ａと燃料タンク１１Ｂとを分離して配設する構成としたものである。

すなわち、本実施形態に係る電動工具３０では、図１４に示すように、燃料電池１１Ａ、電動モータ３及びファン１３を軸方向に沿って直列的に配設するとともに、燃料タンク１１Ｂを電動モータ３に対して水平方向にずれた位置に配設したものである。

そして、空気導入口５Ａから電動工具３０内に導入された空気は、一部は燃料電池１１Ａに供給され、その他は燃料電池１１Ａと熱交換しながら燃料電池１１Ａの周囲を流通してファン１３に吸引された後、電動モータ３に向けて吹き出される。その後、電動モータ３と熱交換しながら電動モータ３の周囲を流通した空気は、電動工具３０の下方側から外部に排出される。

これにより、本実施形態においても、電動モータ３が回転すると、ファン１３により燃料電池１１Ａに空気が供給されるので、燃料電池１１Ａに酸化剤としての空気を確実に供給することができ、燃料電池１１Ａの出力低下を招くことを抑制できる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、軸流ファンを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、遠心ファンや横流ファン等を用いてもよい。

また、上述の実施形態では、燃料電池１１Ａとして直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、上述の実施形態では、燃料電池１１Ａと二次電池１１Ｃとが同一のケーシング１１Ｅに収納されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば二次電池１１Ｃを電動工具本体に収納する、又は電動工具本体、二次電池１１Ｃ及び燃料電池１１Ａそれぞれを別体としてケーブル等で接続してもよい。

また、上述の実施形態では、電源として燃料電池１１Ａ及び二次電池１１Ｃを有していたが、例えば、燃料として高圧水素等を用いた場合には、燃料ポンプ１１Ｄを必要としないので、電源として、二次電池１１Ｃを用いることなく燃料電池１１Ａのみとした構成としてもよい。

また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

１…電動工具、３…電動モータ、５…本体部、５Ａ…空気導入口、５Ｂ…壁部、
５Ｃ…案内板、７…ハンドル部、７Ａ…送風口、７Ｂ…導風路、９…工具スイッチ、
１１…電池パック、１１Ａ…燃料電池、１１Ｂ…燃料タンク、１１Ｃ…二次電池、
１１Ｄ…燃料ポンプ、１１Ｅ…ケーシング、１１Ｆ…吸気口、１１Ｇ…通風路、
１１Ｈ…排気口、１１Ｊ…燃料配管、１１Ｋ…吸気口、１３…ファン、
１４…導風板、２０…制御部。

Claims (8)

1. 電力の供給を受けて工具を稼働させる電動駆動源と、
   燃料と酸化剤とを酸化反応させることにより電力を発生させる燃料電池と、
   前記燃料電池に酸化剤をなす空気を供給する空気供給手段と、
   前記空気供給手段により誘起された気流のうち、少なくとも一部の気流の流通方向を転向させて前記燃料電池側に導く気流案内手段と
   を備えることを特徴とする電動工具。
2. 前記空気供給手段は、回転することにより気流を誘起させるファンを有して構成されており、
   さらに、前記ファンの回転軸を通り、かつ、前記回転軸と平行な方向を軸方向と呼ぶとき、前記燃料電池は、前記軸方向に対して前記軸方向と交差する方向にずれた位置に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
3. 電力の供給を受けて工具を稼働させる電動駆動源と、
   燃料と酸化剤とを酸化反応させることにより電力を発生させる燃料電池と、
   前記燃料電池に酸化剤をなす空気を供給する空気供給手段と、
   前記空気供給手段により誘起された気流を分岐させ、その分岐された気流を前記燃料電池側に導く分岐手段と
   を備えることを特徴とする電動工具。
4. 電力の供給を受けて工具を稼働させる電動駆動源と、
   燃料と酸化剤とを酸化反応させることにより電力を発生させる燃料電池と、
   前記燃料電池に酸化剤をなす空気を供給する空気供給手段とを備え、
   前記電動駆動源が収納された本体部、及び
   前記本体部から突出するように前記本体部に設けられ、ユーザに把持されるハンドル部を有し、
   前記ハンドル部の先端には、少なくとも前記燃料電池が収納された電池パックが組み付けられており、
   さらに、前記ハンドル部のうち前記電池パックが組み付けられる部位には、前記空気供給手段により誘起された気流が流通するハンドル側通気口が設けられ、一方、前記電池パックには、前記ハンドル側通気口と連通する電池側通気口が設けられていることを特徴とする電動工具。
5. 前記電池パックは、着脱可能に前記ハンドル部に組み付けられていることを特徴とする請求項４に記載の電動工具。
6. 前記電池パックには、前記燃料電池に供給する燃料が充填された燃料タンクが収納されていることを特徴とする請求項５に記載の電動工具。
7. 前記空気供給手段は、前記電動駆動源に冷却用の空気を送風する駆動源冷却手段を兼ねていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電動工具。
8. 前記空気供給手段は、前記燃料電池に冷却用の空気を送風する電池冷却手段を兼ねていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電動工具。