WO2013122108A1 - 打撃工具 - Google Patents

Abstract

【課題】　打撃工具内部で発生した熱を効率よく放熱する上で有効な打撃工具を提供する。 【解決手段】　工具ビット２００を駆動するためのアウタロータ型ブラシレスモータ２０と、ブラシレスモータ２０の駆動を制御する電装部材１６０と、ブラシレスモータ２０によって回転駆動される冷却ファン９０であって、ブラシレスモータ２０および電装部材１６０を冷却するための冷却風を発生させる冷却ファン９０と、を有する。

Description

打撃工具

　本発明は、工具ビットが少なくとも直線動作することにより被加工材に加工作業を行う打撃工具に関する。

　特開２００８－３０２４４３号公報は、電動モータが打撃工具の先端に取付けられた工具ビットを直線状に駆動させて被加工材に加工作業を行う打撃工具を開示している。この打撃工具は、工具ビットを駆動する電動モータを駆動するための制御手段を備えている。

　上記の打撃工具においては、制御手段は、マイクロプロセッサ等の半導体で構成されており、打撃工具を使用する際に制御手段自体が発熱する。そのため、発熱した熱によって制御手段が破壊され、打撃工具を制御できなくなる可能性がある。したがって、打撃工具に発生した熱を放熱するための対策を講ずる必要がある。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、打撃工具内部で発生した熱を効率よく放熱する上で有効な打撃工具を提供することをその目的とする。

　上記課題を解決するため、本発明の好ましい形態によれば、工具ビットの長軸方向の打撃動作により被加工材に所定の加工作業を行う打撃工具が構成される。打撃工具は、工具ビットを駆動するブラシレスモータと、ブラシレスモータの駆動を制御する電装部材と、ブラシレスモータによって回転駆動される冷却ファンと、を有する。ブラシレスモータは、固定子と、回転子と、回転子が取付けられた回転軸とを有するとともに、回転子が固定子の外側に配置されたアウタロータ型としてとして構成されている。そしてブラシレスモータおよび電装部材は、冷却ファンが発生する冷却風によって冷却されるように構成されている。なお、本発明における「電装部材」は、典型的には、ブラシレスモータに駆動電流を供給するための駆動電流供給装置と、駆動電流供給装置を制御するコントローラとを主体として構成される。

　本発明によれば、熱を発生するモータおよび電装部材は、冷却ファンが発生する冷却風によって冷却されるため、ブラシレスモータおよび電装部材に発生した熱を効率よく放熱することができる。また、ブラシレスモータとしてアウタロータ型を用いたことにより、同じ外形寸法のインナロータ型モータに比べて、大きなトルクを発生することができる。これにより、モータにより駆動される駆動軸とモータの間に減速機構を設ける必要がない。したがって、打撃工具の大きさを小さくすることができるとともに、打撃工具の重量を軽くすることができる。その結果、打撃工具の操作性の向上することができる。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態においては、電装部材は、冷却風の流れにおいて、冷却ファンの下流側の冷却風により冷却されるように構成されている。また、本発明に係る打撃工具の更なる形態においては、電装部材およびブラシレスモータは共に、冷却風の流れにおいて、冷却ファンの上流側の冷却風によって冷却される。上記いずれの形態においても、ブラシレスモータおよび電装部材に発生した熱を効率よく放熱できる。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態においては、上流側の冷却風は、ブラシレスモータに導かれる第１の冷却風と、電装部材に導かれる第２の冷却風とに区分され、ブラシレスモータおよび電装部材は互いに独立した第１の冷却風と第２冷却風によって冷却される。この形態によれば、温度が高くなっていない冷却風によって、ブラシレスモータおよび電装部材に発生した熱を個別に効率よく放熱することができる。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態においては、電装部材は、冷却風の流れにおいて、ブラシレスモータよりも上流側に配置されている。モータを用いた打撃工具においては、被加工材の加工に当たり、大電流でモータを駆動させることで大きな駆動力を発生させる必要がある。特に、ブラシレスモータを用いた打撃工具においては、ブラシレスモータを制御する電装部材に大電流が流れることとなり、電装部材はブラシレスモータよりも発熱量が多くなり易い。また、狭いハウジング内において、発生した熱を効率よく放熱するためには、発熱量が多い電装部材を効率よく冷却することが必要である。そのため、発熱量が多い電装部材を、ブラシレスモータよりも冷却風の上流側に配置することで、温度が高くなっていない冷却風によって発熱量の多い電装部材に発生した熱を効率よく放熱することができる。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、工具ビットの長軸線と平行に配置されてブラシレスモータにより回転される駆動軸を有するとともに、当該駆動軸の回転出力を伝達して工具ビットを直線状に駆動する工具駆動部を有する。そして、ブラシレスモータの回転軸と駆動軸が同軸上に配置されている。さらに、ブラシレスモータの回転軸よりも工具ビットの長軸線側に電装部材が配置されている。この形態によれば、工具ビットの長軸方向に関し、ブラシレスモータと電装部材が並列に配置される。このため、打撃工具の工具ビット長軸方向寸法の短縮を図ることが可能となる。また、ブラシレスモータの回転軸と駆動軸が同軸上に配置する構成とした場合、工具ビットの長軸線側には、空間が形成される。したがって、上記空間を利用して電装部材を配置できるため、工具ビットの長軸方向と交差する方向における打撃工具のサイズを小さくすることができる。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、ブラシレスモータの回転軸と駆動軸が平行に配置されており、電装部材は、工具ビットの長軸方向に関し、ブラシレスモータを挟んで冷却ファンの反対側に配置されている。この形態によれば、工具ビットの長軸方向に関し、ブラシレスモータと電装部材が並んでに配置されるため、工具ビットの長軸方向と交差する方向の打撃工具のサイズを小さくすることができる。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、モータの回転軸上に冷却ファンが配置されている。この形態によれば、冷却ファンを駆動するための駆動装置が不要となる。その結果、打撃工具の小型化される。

　本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、電装部材は、ブラシレスモータに駆動電流を供給するための駆動電流供給装置と、駆動電流供給装置を制御するコントローラと、駆動電流供給装置およびコントローラを収容するハウジングと、所定の面積を有する放熱面が形成された放熱部材とを有する。そして冷却ファンが発生する空気の流れに少なくとも放熱部材の放熱面が晒される。この形態によれば、冷却ファンが発生する空気の流れに放熱部材の放熱面を晒すことにより、電装部材に発生した熱を効率よく放熱することができる。

　本発明によれば、打撃工具内部で発生した熱を効率よく放熱する上で有効な打撃工具が提供される。本発明の他の特質、作用および効果については、本明細書、特許請求の範囲、添付図面を参照することで直ちに理解可能である。

第１の実施形態に係るハンマドリルの外観を示す側面図である。 第１の実施形態に係るハンマドリルの全体構成を示す断面図である。 第１の実施形態に係るモータ制御用電装部材の断面図である。 第１の実施形態に係るハンマドリルの駆動制御系を示すブロック図である。 第２の実施形態に係るハンマドリルの外観を示す側面図である。 第２の実施形態に係るハンマドリルの全体構成を示す断面図である。 第３の実施形態に係るハンマドリルの全体構成を示す断面図である。

 以上および以下の記載に係る構成ないし方法は、本発明にかかる打撃工具の製造および使用、当該打撃工具の構成要素の使用を実現せしめるべく、他の構成ないし方法と別に、あるいはこれらと組み合わせて用いることができる。本発明の代表的実施形態は、これらの組み合わせも包含し、添付図面を参照しつつ詳細に説明される。以下の詳細な説明は、本発明の好ましい適用例を実施するための詳細情報を当業者に教示するに留まり、本発明の技術的範囲は、当該詳細な説明によって制限されず、特許請求の範囲の記載に基づいて定められる。このため、以下の詳細な説明における構成や方法ステップの組み合わせは、広義の意味において、本発明を実施するのに全て必須であるというものではなく、添付図面の参照番号とともに記載された詳細な説明において、本発明の代表的形態を開示するに留まるものである。
（第１の実施形態）
　以下、第１の実施形態につき、図１～図４を参照しつつ詳細に説明する。第１の実施形態では、打撃工具の一例としてハンマビットを長軸方向に打撃動作させるとともに、長軸方向回りに回転動作させて、ハンマビットによって被加工材に加工を行うハンマドリルを用いて説明する。図１および図２に示すように、ハンマドリル１００は、ハンマドリル１００の外郭形状を形成する工具本体としての本体部１１０と、作業者が握るハンドグリップ１２０と、ハンマビット２００を保持するツールホルダ１５０を主体として構成されている。以下においては、図１の右側をハンマドリル１００の前側、左側をハンマドリル１００の後側とし、図１の左右方向をハンマドリル１００の前後方向と規定する。また、図１の上下方向をハンマドリル１００の上下方向とし図１の紙面に直交する方向をハンマドリル１００の左右方向として説明する。なお、ハンマビット２００が、本発明の「工具ビット」に対応する実施構成例である。

　図２に示すように、本体部１１０は、外側がハウジング１０によって構成されている。ハウジング１０は、ほぼ対称形の１対のハウジングを合わせて結合しており、内側にモータ２０、運動変換機構３０、動力伝達機構４０、および打撃要素５０を収容している。

　ハンドグリップ１２０は、ハンマドリル１００の後側であって、ハンマビット２００の長軸方向と交差する方向に延在している。ハンドグリップ１２０には、トリガ１２１が設けられている。ユーザがトリガ１２１を操作することによって、モータ２０に通電され駆動される。

　図１に示すように、サイドグリップ１４０は、ハンマドリル１００の前側に着脱可能に設けられている。図２に示すように、このサイドグリップ１４０は、取付リング部１４１とボルト１４２を有している。取付リング部１４１は、本体部１１０のハウジング１０の外周面を外側から把持するように構成されている。また、ボルト１４２は、取付リング部１４１をハウジング１０に対して締め付けたり緩めたりするように構成されている。図１及び図２においては、サイドグリップ１４０の長軸方向がハンマドリル１００の上下方向に一致しているが、取付リング部１４１をハウジング１０に対して回転させることで、サイドグリップ１４０を任意の方向に取り付け可能である。

　ツールホルダ１５０は、本体部１１０の前面に設けられている。このツールホルダ１５０は、ハンマビット２００を着脱可能に保持する。ハンマビット２００は、ツールホルダ１５０に対して、長軸方向に相対移動可能かつ、周方向には相対回動不能に保持され、これによりモータ２０の回転出力が伝達される。

　図２に示すように、モータ２０は、回転軸２１がハンマドリル１００の前後方向に延在するようにハウジング１０内に配置されている。このモータ２０には、アウタロータ型直流ブラシレスモータが用いられている。モータ２０の回転軸２１の前方には、運動変換機構３０、動力伝達機構４０、および打撃要素５０が配置されている。この運動変換機構３０および打撃要素５０が本発明の「工具駆動部」に対応する実施構成例である。

　運動変換機構３０は、モータ２０の回転軸２１の前方に配置されており、回転軸２１の回転出力をハンマドリル１００の前後方向への出力に変換する機構である。すなわち、運動変換機構３０は、中間軸３２、回転体３３、揺動部材３４、ピストン３５およびシリンダ３６を主体として構成されている。中間軸３２は、回転軸２１によって回転駆動される。回転体３３は、中間軸３２に取り付けられている。揺動部材３４は、中間軸３２の回転に伴いハンマドリル１００の前後方向に揺動されるように構成されている。ピストン３５は、揺動部材３４の揺動動作に伴ってハンマドリル１００の前後方向に往復移動する。シリンダ３６は、往復移動するピストン３５をガイドするようにピストン３５を収容している。回転軸２１と中間軸３２とは、同軸上に配置されて連結されている。また、回転軸２１と中間軸３２は、ハンマビット２００の長軸線に対し、当該長軸線と交差する方向に所定の間隔を置いて当該長軸線に平行に配置されている。シリンダ３６は、ツールホルダ１５０の後方にツールホルダ１５０に一体に形成されている。

　動力伝達機構４０は、運動変換機構３０の前側に配置されており、運動変換機構３０の中間軸３２から伝達されたモータ２０の回転出力をツールホルダ１５０に伝達する機構である。すなわち、動力伝達機構４０は、中間軸３２と共に回転する第１ギア４１と、第１ギア４１と噛み合い係合されるとともに、シリンダ３６に取付けられた第２ギア４２等の複数のギアからなるギア減速機構を主体として構成されている。

　打撃要素５０は、運動変換機構３０の上方であって、ツールホルダ１５０の後方に配置されている。この打撃要素５０は、運動変換機構３０によってモータ２０の回転出力から変換されたハンマドリル１００の前後方向への直線状の出力を、ハンマビット２００に衝撃力として伝達する機構である。すなわち、打撃要素５０は、ストライカ５１とインパクトボルト５２を主体として構成されている。ストライカ５１は、打撃子として筒状のピストン３５内に摺動可能に配置されている。インパクトボルト５２は、ストライカ５１の前方に配置され、ストライカ５１が衝突するように構成されている。なお、ストライカ５１の後方のピストン３５の空間は、ピストン３５の摺動動作を空気の圧力変動を介してストライカ５１に伝達する空気室５３を形成している。

　図２に示すように、直流ブラシレスモータであるモータ２０は、回転軸２１と、回転子２３と、固定子２２を主体として構成されている。回転子２３は、一端（前端）が塞がれた有底略円筒状部材であり、回転軸２１に同軸状に取付けられている。固定子２２は、回転子２３の内側に配置されるとともに、フランジ部２２ａがハウジング１０に対して固定されている。固定子２２には、３相巻線からなる固定子コイル２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗ（図４参照）が巻かれている。回転子２３の内周面には、回転軸２１の軸方向に延在する永久磁石２３ａが配置されている。また、回転子２３の底部中央には、回転軸２１が貫通して固定されている。すなわち、モータ２０として、回転子２３が固定子２２の外側に配置されたアウタロータ型モータが採用されている。

　ハンマドリル１００は、モータ２０の駆動を制御する電装部材１６０を備えている。電装部材１６０は、図３、図４に示すように、電源１３０から駆動電流を供給する駆動電流供給装置７０と、駆動電流供給装置７０を制御するコントローラ６０と、駆動電流供給装置７０およびコントローラ６０を収容する格納容器８０と、駆動電流供給装置７０およびコントローラ６０が発生した熱を放熱するための放熱板７２を主体として構成されている。電装部材１６０は、図２に示すように、モータ２０の上方位置にモータ２０と隣接して配置されている。すなわち、モータ２０と電装部材１６０は、ハンマビット２００の長軸方向に並列に配置されている。

　モータ２０の回転軸２１を運動変換機構３０の中間軸３２に同軸上に直結させるために、モータ２０はハンマビット２００の長軸線上よりも下方に配置されている。これによりハウジング１０における、モータ２０の上方には空き領域が形成され、この空き領域に電装部材１６０が配置されている。

　図３に示すように、格納容器８０は下方に開口した樹脂製の直方体の箱状部材であり、コントローラ６０と駆動電流供給装置７０を内部に収容している。この格納容器８０が、本発明の「ハウジング」に対応する実施構成例である。

　コントローラ６０は、プリント基板と、そのプリント基板上に配置された、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only
Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を主体として構成されている。ＲＯＭには、位置検出素子２４からの信号に基づいて回転子２３の位置を算出したり、駆動電流供給装置７０を制御したりするための各種プログラムやデータ等が格納されている。ＲＡＭは、ＣＰＵで処理されるデータ等を一時的に記憶するように構成されている。なお、図３では、コントローラ６０のうち、プリント基板のみ図示し、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭの図示を省略している。

　駆動電流供給装置７０は、６つのスイッチング素子７１を主体として構成されている。このスイッチング素子７１の上面にシリコングリスなどの伝熱材７３を介して放熱板７２が連接されている。スイッチング素子７１としては、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）やＩＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などが用いられている。放熱板７２は、例えば、銅やアルミニウムなどの熱伝導率の高い金属の平板で構成されている。この放熱板７２が、本発明の「放熱部材」に対応する実施構成例である。

　コントローラ６０と駆動電流供給装置７０は、格納容器８０の内部で互いに隣接して積層されている。このとき、放熱板７２は、その下面が格納容器８０の下側開口とほぼ同じ位置に配置されている。これにより、放熱板７２は、その下面がモータ２０の回転軸２１の軸線方向と平行に配置される。この放熱板７２の下面が、本発明の「所定の面積を有する放熱面」に対応する実施構成例である。

　次に、ハンマドリル１００の駆動制御機構について図４のブロック図を参照して説明する。ハンマドリル１００の駆動制御機構は、３つの位置検出素子２４、駆動電流供給装置７０、コントローラ６０を主体として構成されている。位置検出素子２４は、回転子２３の位置を検出するように、モータ２０の周方向に１２０°毎に配置されている。駆動電流供給装置７０は、モータ２０の固定子コイル２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗにバッテリ１３０から電流を供給する回路を構成している。駆動電流供給装置７０は、６つのスイッチング素子７１ａ～７１ｆを備えており、それぞれのスイッチング素子７１ａ～７１ｆがコントローラ６０によって制御されることで、所定の固定子コイル２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗに対して電流を供給する。コントローラ６０は、位置検出素子２４の検出信号に基づいて回転子２３の位置を算出する。また、コントローラ６０は、駆動電流供給装置７０に対して駆動信号を出力することで、駆動電流供給装置７０を制御する。

　このハンマドリル１００の駆動制御機構に基づいて、コントローラ６０は、スイッチング素子７１ａ～７１ｆのそれぞれのゲートに対して選択的に駆動信号（ゲート電圧）を印加する。これにより、以下の（１）から（６）までの駆動制御が順次行われてモータ２０の回転子２３が一回転する。（１）第１のスイッチング素子７１ａおよび第６のスイッチング素子７１ｆのゲートに駆動信号を印加することにより、第１の固定子コイル２２Ｕから第３の固定子コイル２２Ｗへと通電される。（２）第３のスイッチング素子７１ｃおよび第６のスイッチング素子７１ｆのゲートに駆動信号を印加することにより、第２の固定子コイル２２Ｖから第３の固定子コイル２２Ｗへと通電される。（３）第３のスイッチング素子７１ｃおよび第２のスイッチング素子７１ｂのゲートに駆動信号を印加することにより、第２の固定子コイル２２Ｖから第１の固定子コイル２２Ｕへと通電される。（４）第２のスイッチング素子７１ｂおよび第５のスイッチング素子７１ｅのゲートに駆動信号を印加することにより、第３の固定子コイル２２Ｗから第１の固定子コイル２２Ｕへと通電される。（５）第４のスイッチング素子７１ｄおよび第５のスイッチング素子７１ｅのゲートに駆動信号を印加することにより、第３の固定子コイル２２Ｗから第２の固定子コイル２２Ｖへと通電される。（６）第１のスイッチング素子７１ａおよび第４のスイッチング素子７１ｄのゲートに駆動信号を印加することにより、第１の固定子コイル２２Ｕから第２の固定子コイル２２Ｖへと通電される。

　モータ２０が駆動すると、コントローラ６０および駆動電流供給装置７０だけでなく、モータ２０自体も発熱する。そのため、モータ２０、コントローラ６０、および駆動電流供給装置７０から発生した熱を放熱するため、モータ２０の回転軸２１には、冷却ファン９０が取り付けられている。冷却ファン９０は、回転することでハウジング１０内に空気の流れを発生させる。この冷却ファン９０の回転によってハウジング１０内に生じる空気の流れが、本発明の「冷却風」に対応する実施構成例である。

　図２に示すように、冷却ファン９０として、遠心ファンが用いられている。冷却ファン９０が回転されることによってハウジング１０内に吸引された空気は、遠心力で冷却ファン９０の径方向へと流出される。すなわち、冷却ファン９０によって吸引された空気が冷却風として、モータ２０を冷却し、冷却ファン９０から流出された空気が冷却風としてコントローラ６０および駆動電流供給装置７０を冷却する。この冷却ファン９０の回転によってハウジング１０内に吸引された空気が、本発明の「ファンの上流側の冷却風」に対応し、冷却ファン９０から流出された空気が、本発明の「ファンの下流側の冷却風」に対応する実施構成例である。

　冷却ファン９０の下流側の冷却風を電装部材１６０の冷却に用いるために、モータ２０と電装部材１６０との間には、冷却風案内部材１６１が配置されている。冷却風案内部材１６１は、モータ２０の上面と側面、およびモータ２０と冷却ファン９０の間にモータ２０の外側を覆うように配置されている。すなわち、ハンマドリル１００の後方視で略アーチ形に形成された第１領域１６１ａと、モータ２０の前面と冷却ファン９０の間に形成された略平板状の第２領域１６１ｂとを有する。この冷却風案内部材１６１は、ハウジング１０に固定されている。第２領域１６１ｂには、モータ２０から冷却ファン９０へと空気を流入させる通風孔１６１ｃが形成されている。これによりハウジング内の空気は、通風孔１６１ｃを通って冷却ファン９０の径方向外側へと流出される。そして冷却ファン９０の径方向外側へと流出された空気は、ハウジング１０と冷却風案内部材１６１とにより区画される空間（通路）を通過し、これにより電装部材１６０に向かって案内される。

　図１に示すように、ハウジング１０には、空気取り込み部１１と空気排出部１２，１３が形成されている。空気取り込み部１１は、ハウジング１０を構成する１対のハウジングにそれぞれ複数形成された開口１１ａによって構成される。この開口１１ａは、ハウジング１０における、ハンマドリル１００の側面視でモータ２０の後方であって、ハンドグリップ１２０のハウジング１０との連接領域に形成されている。開口１１ａは、モータ２０の軸線方向に沿う長い細孔である。それぞれの開口１１ａは、ハンマドリル１００の上下方向に並んで配置されている。これにより、空気取り込み部１１からハウジング１０内に吸引された空気は、モータ２０の軸線に沿ってハンマドリル１００の後方から前方へと流れる。

　空気排出部１２は、図２に示すように、ハウジング１０に形成された開口１２ａによって構成されている。開口１２ａは、ハンマドリル１００の側面視で冷却ファン９０の下方に形成されている。空気排出部１３は、図１に示すように、ハウジング１０に形成された複数の開口１３ａによって構成されている。開口１３ａは、ハンマドリル１００の側面視でモータ２０の上方であり、電装部材１６０の側方に形成されている。開口１３ａは、モータ２０の軸線方向と交差する上下方向に沿う長い細孔である。それぞれの開口１３ａは、モータ２０の軸線方向に並んで配置されている。これにより、冷却ファン９０から流出された一部の空気は、空気排出部１２からハンマドリル１００の外部へ排出され、残りの空気はハウジング１０と冷却風案内部材１６１とにより囲まれる空間を通り空気排出部１３からハンマドリル１００の外部へ排出される。なお、空気排出部１２から、主としてモータ冷却用の冷却風が排出される。一方、空気排出部１３から、主としてモータ冷却および電装部材冷却用の冷却風が排出される。

　上記の通り構成されたハンマドリル１００は、ユーザによってトリガ１２１が引き操作されると、コントローラ６０が駆動電流供給装置７０に駆動信号を出力し、駆動電流供給装置７０のスイッチング素子７１が制御される。その結果、駆動電流供給装置７０が電源１３０からモータ２０に電流を供給し、モータ２０が駆動される。モータ２０の回転出力は、揺動部材３４によってハンマドリル１００の前後方向の直線運動に変換された上でピストン３５に伝達される。ピストン３５が摺動することで、空気室５３内の空気が空気バネとして作用し、ストライカ５１を摺動させる。そして、ストライカ５１がインパクトボルト５２に衝突し、その衝撃力がハンマビット２００に伝達されて、ハンマビット２００がハンマドリル１００の前後方向への打撃力を発生する。この打撃力によって、被加工材を加工するハンマ動作が行われる。一方、モータ２０の回転出力は、動力伝達機構４０によって適宜減速された上でハンマビット２００に伝達され、ハンマビット２００に回転力を発生させる。この回転力よって、被加工材を加工するドリル動作が行われる。すなわち、ハンマビット２００を被加工材に押し付けた状態で、ハンマドリル１００にハンマ動作とドリル動作を行わせて、被加工材を加工する。なお、被加工材を加工する際には、ドリル動作を行わず、ハンマ動作のみで加工してもよい。

　このとき、回転軸２１が回転することで、回転軸２１に取り付けられた冷却ファン９０が回転し、ハウジング１０内に空気の流れを発生させる。具体的には、ハンマドリル１００の外部の空気は、冷却ファン９０の回転によりハウジング１０内に生じた空気の流れによって、空気取り込み部１１の開口１１ａからハウジング１０内に流入する。ハウジング１０内に流入した空気は、モータ２０を構成する各構成部材の間、回転子２３と冷却風案内部材１６１の間、および回転子２３とハウジング１０の間を通って前方へと流れ、冷却ファン９０に向かって軸方向に流入後、冷却ファン９０の径方向に流出される。冷却ファン９０から流出された一部の空気は、空気排出部１２の開口１２ａからハンマドリル１００の外部に排出され、残りの空気がハウジング１０と冷却風案内部材１６１で囲まれる空間を通り空気排出部１３の開口１３ａからハンマドリル１００の外部に排出される。このとき、空気は電装部材１６０の内部へ流れとともに、放熱板７２の放熱面に沿って流れる。図２には、空気の流れの概略が矢印線で示される。

　なお、固定子２２のフランジ部２２ａおよび回転子２３の底部には、それぞれ空気が流通可能な通風孔を設けることが好ましい。これにより、モータ２０に対する空気が効率よく流通される。

　以上の第１の実施形態によれば、冷却ファン９０の回転により空気の流れを発生させて冷却風としてモータ２０内に流通させてモータ２０を冷却し、さらに冷却風を電装部材１６０に吹き付けて電装部材１６０を冷却する。このため、冷却風の速度の低下を抑えつつ冷却ファン９０の上流側の冷却風によってモータ２０が発生した熱を効率よく放熱する。また、冷却ファン９０の下流側の冷却風によって電装部材１６０のコントローラ６０および駆動電流供給装置７０が発生した熱を効率よく放熱することができる。

　また、第１の実施形態では、モータ２０の外側を覆うように冷却風案内部材１６１を設けることによって、ハウジング１０の内部空間をモータ２０の収容空間と電装部材１６０の収容空間とに区画している。これにより、冷却ファン９０の径方向に流出された空気を冷却風案内部材１６１によって電装部材１６０に向かって案内する。これにより空気を冷却風として電装部材１６０に効率よく吹き付けて、電装部材１６０を冷却することができる。

　また、第１の実施形態によれば、モータ２０として、アウタロータ型モータを採用したことにより、回転子２３の外径を大きくして大きなロータ慣性モーメントを発生させることが可能となり、外形寸法が同じインナロータ型モータに比べて、大きなトルクを発生することができる。モータがインナロータ型モータの場合であれば、所定の打撃力を発生させるに必要なトルクを確保するには、回転軸２１と中間軸との間に減速機構を設けることで大きなトルクを発生させる必要がある。したがって、インナローラ型モータを用いた場合には、ハンマドリル１００の重量が増加し、および／またはハンマドリル１００が大きくなる可能性がある。しかしながら、第１の実施形態によれば、モータ２０としてアウタロータ型モータを用いたしたことにより、減速機構が不要となる。これにより、ハンマドリル１００を軽くするとともに、小さくすることができる。これにより加工作業を行うときのハンマドリル１００の操作性が向上される。

　また、第１の実施形態においては、モータ２０の回転軸２１と運動変換機構３０の中間軸３２を同軸状に配置することで、ハウジング１０内におけるモータ２０の上方に空き領域を形成している。これにより、モータ２０の上方の領域に電装部材１６０を配置することができる。すなわち、ハンマドリル１００内のスペースを有効に利用することができる。このため、ハンマドリル１００におけるハンマビット２００の長軸方向と交差する方向に関する大きさをより一層小さくすることができる。

　また、第１の実施形態においては、モータ２０と電装部材１６０がハンマビット２００の長軸方向に交差する方向に並んで配置される。このため、ハンマドリル１００におけるハンマビット２００の長軸方向の大きさを小さくすることができる。

（第２の実施形態）
　次に第２の実施形態につき、図５および図６を参照しつつ説明する。第２の実施形態は、モータ２０及び電装部材１６０を、共に冷却ファン９０によってハンマドリル１００の外部から吸引される空気により冷却するように構成されている。

　図６に示すように、モータ２０は、アウタロータ型直流ブラシレスモータによって構成されている。モータ２０の回転軸２１は、運動変換機構３０の中間軸３２と同軸状に配置されて連結されている。これにより、ハウジング１０内における、モータ２０の上方に空き領域が形成される。その結果、モータ２０の上方の領域に電装部材１６０が配置されている。そして、ハウジング１０には、図５に示すように、ハンマドリル１００の側面視でモータ２０の上方であり、電装部材１６０の側方に空気取り込み部１４が形成されている。この空気取り込み部１４は、ハウジング１０に形成された複数の開口１４ａによって構成されている。開口１４ａは、モータ２０の軸線方向と交差する上下方向に沿う長い細孔である。それぞれの開口１４ａは、モータ２０の軸線方向に並んでに配置されている。

　第２の実施形態は、第１の実施形態における空気排出部１３が空気取り込み部１４として設定されている。また、空気排出部１２から、主としてモータ冷却用および電装部材冷却用の冷却風が排出される。さらに、冷却風案内部材１６１は、ハウジング１０の内部空間を冷却ファン９０に対して空気の吸入側と排気側とに区分する部材として設けられている。上記の構成以外の構成については、第１の実施形態と同様である。このため、第１の実施形態と同じ構成部材については、同一符号を付してその説明を省略する。

　上記の第２の実施形態によれば、モータ２０によって冷却ファン９０が回転駆動されると、ハウジング１０内に生じた空気の流れによってハンマドリル１００の外部の空気が、空気取り込み部１１の開口１１ａおよび空気取り込み部１４の開口１４ａからそれぞれハウジング１０内に流入する。空気取り込み部１１からハウジング１０内に流入した空気の大部分は、モータ２０の内部空間を通って前方へと流れる。一方、空気取り込み部１４の開口１４ａからハウジング１０内に流入した空気の大部分は、放熱板７２に沿って前方へ流れる。そして、冷却ファン９０を通過して空気排出部１２の開口１２ａからハンマドリル１００の外部へ排出される。図６には、冷却風としての空気の流れの概略が矢印線で示される。空気取り込み部１１からハウジング１０内に流入する空気が、本発明における「第１の冷却風」に対応し、空気取り込み部１４の開口１４ａからハウジング１０内に流入する空気が、本発明における「第２の冷却風」に対応する実施構成例である。

　以上の第２の実施形態によれば、ハウジング１０内に吸入された空気の流れを互いに独立した流れとすることにより、モータ２０および電装部材１６０を、空気取り込み部１１，１４から流入される温度が高くなっていない空気によって個別に冷却することができる。このため、モータ２０および電装部材１６０のコントローラ６０及び駆動電流供給装置７０が発生した熱を効率よく放熱することができる。

　なお、モータ２０として、アウタロータ型モータを採用したことによる効果、およびモータ２０の回転軸２１と運動変換機構３０の中間軸３２が同軸状に配置されて直結されていること等による効果については、第１の実施形態と同様である。

（第３の実施形態）
　次に第３の実施形態につき、図７を参照しつつ説明する。第３の実施形態においては、モータ２０は、アウタロータ型直流ブラシレスモータによって構成されている。このモータ２０は、は、中間軸３２の後方に配置されている。モータ２０の回転軸２１は、運動変換機構３０の中間軸３２に対して平行にハンマビット２００の長軸線と中間軸３２との間に配置されている。回転軸２１の前端には駆動ギア３７が設けられ、中間軸３２の後端部には駆動ギア３７と噛み合い係合する被動ギア３８が設けられている。これにより、駆動ギア３７と被動ギア３８を介してモータ２０の回転出力が中間軸３２に伝達される。なお、駆動ギア３７と被動ギア３８は、回転軸２１中間軸３２への等速回転伝達用として設けられている。すなわち、中間軸３２は、回転軸２１と同一回転数で回転されるように設定されている。

　電装部材１６０は、モータ２０の後方に配置され、冷却ファン９０の回転駆動により空気取り込み部１１の開口１１ａからハウジング１０内に吸入される空気によって冷却されるよう構成されている。モータ２０の後方が、本発明における「ブラシレスモータを挟んで冷却ファンの反対側」に対応する実施構成例である。

　すなわち、第３の実施形態は、モータ２０の回転軸２１を中間軸３２に対して平行に配置してモータ２０の回転出力を駆動ギア３７および被動ギア３８を介して中間軸３２に伝達するように構成するとともに、モータ２０の後方に電装部材１６０を配置している。

　上記の第３の実施形態によれば、モータ２０によって冷却ファン９０が回転駆動されると、ハウジング１０内に生じた空気の流れによってハンマドリル１００の外部の空気が、空気取り込み部１１の開口１１ａからハウジング１０内に流入する。ハウジング１０内に流入した空気は、電装部材１６０の放熱板７２に沿って前方へ流れ、モータ２０および冷却ファン９０を通過して空気排出部１２の開口１２ａからハンマドリル１００の外部へ排出される。図７には、冷却風としての空気の流れの概略が矢印線で示される。

　モータ２０としてブラシレスモータを用いたハンマドリル１００の場合、加工作業の際に、モータ２０を制御する電装部材１６０のコントローラ６０及び駆動電流供給装置７０に大電流が流れることとなる。このため、コントローラ６０及び駆動電流供給装置７０はモータ２０よりも発熱量が多くなり易い。一方、狭いハウジング１０内で発生した熱を効率よく放熱するためには、発熱量が多いコントローラ６０及び駆動電流供給装置７０を効率よく冷却することが必要である。したがって、発熱量が多いコントローラ６０及び駆動電流供給装置７０を、空気（冷却風）の流れにおけるモータ２０よりも上流側で冷却することで、温度が高くなっていない空気によって発熱量の多いコントローラ６０及び駆動電流供給装置７０に発生した熱を効率よく放熱することができる。

　なお、モータ２０として、アウタロータ型モータを採用したことによる効果は、第１の実施形態と同様である。

　以上の第１から第３の実施形態では、打撃工具の一例としてハンマドリル１００の場合で説明したが、打撃工具としてハンマビット２００が直線動作のみを行う電動ハンマを用いてもよい。

１０　ハウジング
１１　空気取り込み部
１１ａ　開口
１２　空気排出部
１２ａ　開口
１３　空気排出部
１３ａ　開口
２０　モータ
２１　回転軸
２２　固定子
２２ａ　フランジ部
２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗ　固定子コイル
２３　回転子
２３ａ　永久磁石
２４　位置検出素子
３０　運動変換機構
３２　中間軸
３３　回転体
３４　揺動部材
３５　ピストン
３６　シリンダ
３７　駆動ギア
３８　被動ギア
４０　動力伝達機構
４１　第１ギア
４２　第２ギア
５０　打撃要素
５１　ストライカ
５２　インパクトボルト
５３　空気室
６０　コントローラ
７０　駆動電流供給装置
７１　スイッチング素子
７２　放熱板
７３　伝熱材
８０　格納容器
９０　冷却ファン
１００　ハンマドリル
１１０　本体部
１２０　ハンドグリップ
１２１　トリガ
１３０　電源
１４０　サイドグリップ
１４１　取付リング
１４２　ボルト
１５０　ツールホルダ
１６０　電装部材
１６１　冷却風案内部材
１６１ａ　第１領域
１６１ｂ　第２領域
１６１ｃ　通風孔
２００　ハンマビット

Claims (9)

1. 　工具ビットを長軸方向に直線状に移動させて被加工材に加工作業を行う打撃工具であって、
   　前記工具ビットを駆動するためのブラシレスモータであって、固定子と、回転子と、前記回転子が取付けられた回転軸とを有するとともに、前記回転子が前記固定子の外側に配置されたアウタロータ型としてとして構成されたブラシレスモータと、
   　前記ブラシレスモータの駆動を制御する電装部材と、
   　前記ブラシレスモータによって回転駆動される冷却ファンであって、前記ブラシレスモータおよび前記電装部材を冷却するための冷却風を発生させる冷却ファンと、を有することを特徴とする打撃工具。
2. 　請求項１に記載の打撃工具であって、
   　前記電装部材は、前記冷却風の流れにおいて、前記冷却ファンの下流側の冷却風により冷却されるように構成されていることを特徴とする打撃工具。
3. 　請求項１に記載の打撃工具であって、
   　前記電装部材および前記ブラシレスモータは共に、前記冷却風の流れにおいて、前記冷却ファンの上流側の冷却風によって冷却されるように構成されていることを特徴とする打撃工具。
4. 　請求項３に記載の打撃工具であって、
   　前記上流側の冷却風は、前記ブラシレスモータに導かれる第１の冷却風と、前記電装部材に導かれる第２の冷却風とに区分され、前記ブラシレスモータおよび前記電装部材は、互いに独立した前記第１の冷却風と前記第２の冷却風によって冷却されるように構成されていることを特徴とする打撃工具。
5. 　請求項３に記載の打撃工具であって、
   　前記電装部材は、前記冷却風の流れにおいて、前記ブラシレスモータよりも上流側に配置されていることを特徴とする打撃工具。
6. 　請求項１～５のいずれかに記載の打撃工具であって、
   　前記工具ビットの長軸線と平行に配置されて前記ブラシレスモータにより回転される駆動軸を有するとともに、当該駆動軸の回転出力を伝達して前記工具ビットを直線状に駆動する工具駆動部を有し、
   　前記ブラシレスモータの回転軸と前記駆動軸が同軸上に配置されており、
   　前記ブラシレスモータの回転軸よりも前記工具ビットの長軸線側に前記電装部材が配置されていることを特徴とする打撃工具。
7. 　請求項１～５に記載の打撃工具であって、
   　前記工具ビットの長軸線と平行に配置されて前記ブラシレスモータにより回転される駆動軸を有するとともに、当該駆動軸の回転出力を伝達して前記工具ビットを直線状に駆動する工具駆動部を有し、
   　前記ブラシレスモータの回転軸と前記駆動軸が平行に配置されており、
   　前記電装部材は、前記工具ビットの長軸方向に関し、前記ブラシレスモータを挟んで前記冷却ファンの反対側に配置されていることを特徴とする打撃工具。
8. 　請求項１～７のいずれかに記載の打撃工具であって、
   　前記回転軸上に前記冷却ファンが配置されていることを特徴とする打撃工具。
9. 　請求項１～８のいずれかに記載の打撃工具であって、
   　前記電装部材は、前記ブラシレスモータに駆動電流を供給するための駆動電流供給装置と、前記駆動電流供給装置を制御するコントローラと、前記駆動電流供給装置および前記コントローラを収容するハウジングと、所定の面積を有する放熱面が形成された放熱部材とを有し、前記冷却ファンが発生する空気の流れに対して少なくとも前記放熱部材の放熱面が晒されるように配置されていることを特徴とする打撃工具。

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