WO2014126017A1 - 動力工具 - Google Patents

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WO2014126017A1
WO2014126017A1 PCT/JP2014/052896 JP2014052896W WO2014126017A1 WO 2014126017 A1 WO2014126017 A1 WO 2014126017A1 JP 2014052896 W JP2014052896 W JP 2014052896W WO 2014126017 A1 WO2014126017 A1 WO 2014126017A1
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WO
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power tool
engine
cooling
motor
fan
Prior art date
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PCT/JP2014/052896
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English (en)
French (fr)
Inventor
▲高▼橋　誠
平林　伸治
亮太 森
佑樹 河合
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株式会社マキタ
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    • F02B63/02—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for hand-held tools
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    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/207—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium with openings in the casing specially adapted for ambient air

Definitions

  • the present invention relates to a power tool that performs a predetermined work by driving a tip tool.
  • the above working machine has a cooling fan driven by a motor. Then, the cooling air generated by the cooling fan cools a driving mechanism such as an engine and a motor that drives the tip tool.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a power tool improved so as to contribute to an improvement in cooling performance for the drive mechanism.
  • the power tool is provided with an engine capable of driving the tip tool, and the tip tool is driven to perform a predetermined work.
  • the power tool further includes a motor and a fan that generates cooling air for cooling at least one of the engine and the motor.
  • the “power tool” of the present invention suitably includes a power tool that is carried by an operator such as a chain saw, a brush cutter, and a mower.
  • the “engine” in the present invention may be either a two-stroke engine or a four-stroke engine.
  • the “motor” an electric motor is typically used. It is preferable that the cooling air flow passage is formed so that at least a part of the cooling air flows toward the engine after passing through the motor.
  • the cooling air generated by the fan flows toward the engine after passing through the motor. Therefore, for example, compared to a configuration in which the cooling air is divided and distributed between the engine and the motor, it is easier to ensure the amount of cooling air flowing to the motor and the engine, and the motor and the engine are efficiently cooled.
  • the cooling of the motor and the engine is rationally performed by flowing the cooling air after passing through the motor to the engine.
  • a cooling wind flow path is set so that cooling air may pass between the rotor and stator of a motor.
  • the cooling air flows in the gap between the rotor and the stator in the motor. Therefore, the cooling air easily flows inside the motor, and the motor is efficiently cooled.
  • path is the 1st cooling channel
  • a second cooling passage provided to flow.
  • the first cooling passage and the second cooling passage are formed so that the amount of air flowing through the second cooling passage in the cooling air is larger than the amount of air flowing through the first cooling passage.
  • the cooling air flowing through the second cooling passage flows toward the engine, the engine generating more heat than the motor by increasing the amount of cooling air flowing through the second cooling passage to the engine. Is preferentially cooled. If the ratio of the air volume of the first cooling passage and the air volume of the second cooling passage is set within the range of 5:95 to 20:80, the entry of fine dust or the like into the motor is reduced. .
  • the fan is configured to be driven by a motor.
  • the motor is an outer rotor motor in which a rotor is disposed outside the stator, a mode in which the fan is formed integrally with the rotor of the motor or a mode in which the fan is attached to the rotor of the motor is suitably included.
  • the motor is an inner rotor motor in which the rotor is disposed inside the stator, a mode in which the rotor rotation shaft and the fan rotation shaft are connected coaxially is suitably included.
  • an intake port for taking air outside the power tool into the power tool as cooling air, and an exhaust port for discharging the cooling air to the outside of the power tool; Have. Therefore, the cooling airflow passage is communicated with the intake port and the exhaust port.
  • the intake port, the motor, the engine, and the exhaust port are arranged in this order in the direction in which the crankshaft of the engine extends.
  • the intake port, the motor, the engine, and the exhaust port are arranged in this order in the direction in which the crankshaft of the engine extends. Therefore, with respect to the flow of the cooling air, the curve of the cooling air flow passage can be reduced from the upstream toward the downstream. Thereby, the pressure loss of the cooling air due to the curve of the cooling air flow passage is reduced.
  • the exhaust port is arrange
  • the engine generates most heat around the cylinder, which is one of the members constituting the combustion chamber. Therefore, according to the present embodiment, by arranging the exhaust port on the cylinder side, the cooling air is positively passed through the vicinity of the hot cylinder. Thereby, the cooling effect of the engine is improved.
  • the cooling air passes through the engine driving member used for driving the engine and / or the motor driving member used for driving the motor before reaching the engine.
  • the “engine driving member” suitably includes, for example, “oil pan” and “muffler”.
  • the “motor driving member” suitably includes, for example, a “controller” and a “battery”.
  • the fan is comprised as a motor cooling fan for generating the cooling air which can pass the inside of a motor.
  • the motor is cooled by allowing the cooling air generated by the motor cooling fan to pass through the motor. For this reason, the cooling efficiency with respect to the motor is improved by actively circulating the cooling air inside the motor in which the coil as the heating element is disposed, as compared with the configuration in which the cooling air is circulated outside the motor.
  • the power tool which concerns on this invention, it further has an engine cooling fan for generating the cooling air which passes an engine.
  • the motor cooling fan and the engine cooling fan are integrally formed.
  • the motor cooling fan and the engine cooling fan are formed as an integrally molded product using a mold.
  • the motor cooling fan and the engine cooling fan may be formed separately, and the motor cooling fan and the engine cooling fan may be integrated by bonding using bonding means such as adhesion, welding, and fitting.
  • bonding means such as adhesion, welding, and fitting.
  • the motor cooling fan and the engine cooling fan are attached to the motor.
  • a mode in which a fan is attached to a rotor among constituent members of a motor and a mode in which a fan is attached to a motor shaft that rotates together with the rotor are suitably included.
  • a motor has a stator and the rotor provided in the outer side of the stator.
  • the engine cooling fan is a centrifugal fan provided on the outer periphery of the rotor.
  • the engine cooling fan is preferably formed so that the rotor also serves as the rotating shaft of the engine cooling fan.
  • the centrifugal fan is set on the outer peripheral portion of the rotor, a compact shape can be obtained with respect to the rotation axis direction of the motor.
  • this embodiment is useful in an outer rotor motor in which the rotor is disposed outside the stator.
  • the motor cooling fan and the engine cooling fan are composed of different fans.
  • “different fans” mean that at least one of the fan type, fan blade shape, angle, number of sheets, length, and the like is different.
  • the motor cooling fan is configured as an axial fan and the engine cooling fan is configured as a centrifugal fan.
  • the cooling air is efficiently circulated along the rotation axis direction of the motor using the axial fan.
  • the flow rate of the cooling air to the engine can be increased by using the centrifugal fan.
  • the power tool which concerns on this invention, it has an inlet port which takes in the air outside the said power tool into the inside of the said power tool as cooling air.
  • the motor cooling fan is configured as a centrifugal fan disposed on the side opposite to the air inlet with respect to the motor with respect to the rotation axis direction of the motor.
  • a wall-like or film-like member called a shroud is required for flowing cooling air sucked in the fan axial direction in the fan radial direction.
  • the shroud can be configured by using a part of the stator of the motor.
  • a shroud may be provided separately from the motor.
  • the centrifugal fan is disposed on the opposite side of the intake port with respect to the motor. Therefore, the motor is placed in the flow of cooling air that is sucked from the air inlet and flows toward the centrifugal fan. Therefore, the motor is cooled reasonably.
  • the power tool which concerns on this invention, it has an inlet port which takes in the air outside the said power tool into the inside of the said power tool as cooling air.
  • the motor cooling fan is configured as an axial fan disposed on the inlet side with respect to the motor with respect to the rotation axis direction of the motor.
  • the axial fan is disposed on the inlet side with respect to the motor. Therefore, the cooling air sucked from the intake port by the axial fan is pushed toward the motor. Thereby, cooling of a motor is rationally performed.
  • an engine and a motor are comprised so that a tip tool can be driven simultaneously.
  • “to drive the tip tool simultaneously” typically means a mode in which the engine and the motor always drive the tip tool simultaneously, and a mode in which the engine and the motor temporarily drive the tip tool simultaneously.
  • an engine and a motor drive a tip tool simultaneously.
  • the crankshaft of an engine and the rotating shaft of a motor are arrange
  • the drive mechanism including the engine and the motor can be made compact with respect to the axial direction of the crankshaft.
  • the motor functions as a flywheel.
  • the weight of the fan is added to the weight of the flywheel.
  • a motor is driven so that the load at the time of an engine driving a tip tool may be reduced.
  • the engine speed decreases when the load acting on the engine increases.
  • the working efficiency of the power tool is reduced.
  • the motor is driven so as to reduce the load acting on the engine when the engine drives the tip tool. Therefore, when the load acting on the engine increases, the motor assists in driving the engine. Thereby, the fall of the working efficiency of a power tool is prevented.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line AA in FIG. 4. It is sectional drawing which shows the assembly with which the cooling fan was assembled
  • the brush cutter 1 includes an operating rod 2, a power unit 3 attached to one end of the operating rod 2, a gear head 4 attached to the other end of the operating rod 2, and a gear head 4.
  • a disc-shaped cutting blade 5 that is detachably attached, a safety cover 6 that is attached to the other end of the operating rod 2 so as to cover a part of the cutting blade 5, and an intermediate portion that is attached to the operating rod 2.
  • a substantially U-shaped handle 7 projecting in a direction intersecting with the extending direction of the flange 2 is mainly configured.
  • the brush cutter 1 holds the handle 7 with both hands and rotates the cutting blade 5 while holding the shoulder with a shoulder band (not shown) detachably attached to the operation rod 2 by the operator, and rotates the cutting blade 5 It is a work tool that cuts grass and small diameter trees.
  • This cutting blade 5 is an implementation structural example corresponding to the "tip tool" in the present invention.
  • the cutting blade 5 side is defined as “the front side of the brush cutter 1”
  • the power unit 3 side is defined as “the rear side of the brush cutter 1”.
  • the operating rod 2 is a hollow long pipe-like member extending linearly.
  • a drive shaft 9 (see FIG. 2) is accommodated inside the operation rod 2.
  • the drive shaft 9 transmits the output of the power unit 3 to the gear head 4 and rotates the cutting blade 5.
  • the handle 7 is provided with a throttle lever 8, and this throttle lever 8 is connected to the power unit 3 via a cable 8a.
  • the gear head 4 is not shown for convenience, the cutting shaft mounting shaft that extends obliquely downward and intersects the drive shaft 9 with respect to the axial direction of the drive shaft 9 with respect to the axial direction of the drive shaft 9.
  • a driving side gear and a driven side gear for transmitting the rotation to the cutting blade mounting shaft are provided.
  • the cutting blade 5 is detachably mounted on the cutting blade mounting shaft.
  • the power unit 3 includes a main body housing 101, a battery controller housing 138, and a recoil starter 171.
  • the main body housing 101 constitutes the outline of the power unit 3.
  • the battery controller housing portion 138 is disposed at the lower front side of the main body housing 101 (lower right side in FIG. 2).
  • the recoil starter 171 is disposed on the rear side (left side in FIG. 2) of the power unit 3.
  • the main body housing 101 accommodates a drive mechanism 110.
  • the drive mechanism unit 110 is mainly composed of an engine 111 and an electric motor 141.
  • the drive mechanism 110 is configured such that the output of the engine 111 and the output of the electric motor 141 are transmitted to the gear head 4 via the drive shaft 9. Thereby, the gear head 4 rotates the cutting blade 5.
  • the brush cutter 1 is configured as a hybrid drive type having two prime movers, which are the engine 111 and the electric motor 141, as prime movers for driving the blades 5.
  • An engine 111 constituting one prime mover is a reciprocating engine, and mainly includes a cylinder 113, a piston 115, a spark plug 117, a crankcase 119, a crankshaft 123, a connecting rod 125, a muffler (not shown), and an oil pan 126. It is configured as.
  • This engine 111 is an implementation configuration example corresponding to the “engine” in the present invention.
  • the cylinder 113 extends in a direction crossing the long axis direction of the operation rod 2.
  • the piston 115 is slidably disposed in the cylinder 113.
  • the spark plug 117 is disposed in the cylinder 113 so as to be positioned above the piston 115.
  • the crankcase 119 is connected to the cylinder 113 and is disposed below the cylinder 113.
  • the crankshaft 123 is rotatably supported via a plurality of bearings and is disposed in the crankcase 119.
  • the connecting rod 125 connects the piston 115 and the crankshaft 123.
  • the muffler is disposed on the rear side of the main body housing 101, and the exhaust discharge direction is set to be behind the brush cutter 1.
  • the oil pan 126 is connected to the crankcase 119 and disposed below the crankcase 119.
  • a fuel tank 109 that stores fuel for the engine 111 is disposed below the oil pan 126 in the main body housing 101.
  • the crankshaft 123 is arranged so as to extend along the axis of the drive shaft 9.
  • a recoil starter 171 is disposed behind the crankshaft 123 (left side in FIG. 2).
  • an electric motor 141 constituting the other prime mover is disposed on the front side (right side in FIG. 2) of the crankshaft 123.
  • the electric motor 141 is disposed between the engine 111 and the drive shaft 9. That is, the engine 111, the electric motor 141, and the drive shaft 9 are arranged in this order with respect to the power transmission path.
  • the electric motor 141 is an outer rotor type motor, and mainly includes a stator core 143, a stator coil 145, an outer rotor 147, and a magnet 149.
  • the rotating shaft of the electric motor 141 is arranged coaxially with the crankshaft 123.
  • This electric motor 141 is an implementation configuration example corresponding to the “motor” in the present invention.
  • the stator core 143 is a disk-shaped member made of a magnetic material, and is fixed to the outer surfaces of the cylinder 113 and the crankcase 119 via a flanged sleeve 143a.
  • the stator coil 145 is wound around the stator core 143 and excites the stator core 143 when energized.
  • the stator core 143 is an implementation configuration example corresponding to the “stator” in the present invention.
  • the outer rotor 147 is a cup-shaped member having a cylindrical peripheral wall 147a, a bottom wall 147b, and a circular cylindrical portion 147c, and is disposed so that the peripheral wall 147a covers the outer peripheral surface of the stator core 143.
  • the outer rotor 147 is an implementation configuration example corresponding to the “rotor” in the present invention.
  • the magnet 149 is disposed on the inner peripheral surface of the peripheral wall 147a and faces the outer peripheral surface of the stator core 143.
  • the cylinder part 147c is formed in the center part of the bottom wall 147b.
  • the cylindrical portion 147c is fitted to the outer surface of the front end portion of the crankshaft 123 and is key-coupled.
  • the outer rotor 147 of the electric motor 141 is coupled to the crankshaft 123. Thereby, the outer rotor 147 of the electric motor 141 and the crankshaft 123 rotate integrally. Note that the cylindrical portion 147c of the outer rotor 147 is inserted into the flanged sleeve 143a in a loose fit.
  • the outer rotor 147 is connected to the centrifugal clutch 151 via a plurality of connecting rods 157 arranged in the circumferential direction. Thereby, the outer rotor 147 and the centrifugal clutch 151 rotate integrally.
  • the centrifugal clutch 151 has a clutch shoe 153 that expands outward by centrifugal force, and a cup-shaped clutch drum 155 is disposed outside the clutch shoe 153.
  • the clutch shoe 153 is engaged with the inner surface of the peripheral wall of the clutch drum 155, and the rotation of the engine 111 and the electric motor 141 is transmitted to the clutch drum 155.
  • an intermediate shaft 161 is disposed between the clutch drum 155 and the drive shaft 9, and the clutch drum 155 is fixed to the intermediate shaft 161.
  • the intermediate shaft 161 is configured as a cylindrical member that is rotatably supported by the main body housing 101 via a bearing, and the drive shaft 9 is inserted into the cylindrical hole.
  • the intermediate shaft 161 and the drive shaft 9 are connected so as to rotate together by splice spline fitting or key coupling. That is, the clutch drum 155 is connected to the gear head 4 via the intermediate shaft 161 and the drive shaft 9. Thereby, the outputs of the engine 111 and the electric motor 141 are transmitted to the gear head 4, and the cutting blade 5 is rotated to perform a predetermined operation.
  • an electromagnetic clutch may be used.
  • a recoil starter 171 for starting the engine 111 is disposed on the opposite side of the electric motor 141 across the engine 111 that is behind the engine 111.
  • the recoil starter 171 is mainly composed of a pulley 173, a rope 175, and an operation lever 177.
  • the pulley 173 is connected to the crankshaft 123 via a coupling 179.
  • the rope 175 is wound around the pulley 173 in a circular shape, and an operation lever 177 is connected to the end thereof. Therefore, the engine 111 is started by pulling the rope 175 with the operation lever 177 and rotating the crankshaft 123 via the pulley 173.
  • the recoil starter 171 is configured to transmit the rotation from the pulley 173 to the crankshaft 123 and not to transmit the rotation in the reverse direction, that is, from the crankshaft 123 to the pulley 173.
  • the brush cutter 1 is provided with a start switch (not shown), and when the start switch is pushed, the electric motor 141 is driven as a cell motor. Thereby, the engine 111 is started by the cell motor. Therefore, the engine 111 can be started using either the recoil starter 171 or the start switch.
  • the handle 7 is provided with a drive mode changeover switch (not shown) that can be manually changed as an operation member for selecting a drive mode.
  • This drive mode changeover switch is configured to be able to switch the drive mode between a first drive mode in which the engine 111 and the electric motor 141 are simultaneously driven and a second drive mode in which only the engine 111 is driven.
  • the throttle lever 8 disposed on the handle 7 is an operation member for adjusting the output (rotation speed) of the engine 111 by adjusting the inflow amount of the intake air (air or mixture) into the engine 111.
  • the throttle lever 8 also serves as an operation member for controlling the drive (rotation speed) of the electric motor 141.
  • the battery controller housing section 138 houses a battery pack and a controller as a power source.
  • the controller controls the driving of the engine 111 such as the ignition timing of the engine 111.
  • the controller performs predetermined control on the engine 111 such as ignition timing according to the pulling operation amount of the throttle lever 8 with respect to the engine 111.
  • the electric motor 141 is driven when the throttle lever 8 is pulled with respect to the electric motor 141, and the electric motor 141 is stopped when the pulling operation is released, and the electric motor 141 according to the pulling operation amount. To control the output (rotation speed).
  • the controller When the first drive mode is selected, if the load acting on the cutting blade 5 increases and the engine speed decreases, the controller increases the engine 111 speed.
  • the electric motor 141 is driven. That is, the controller controls the electric motor 141 to assist the driving of the cutting blade 5 by the engine 111. Thereby, the electric motor 141 reduces the load on the engine 111 when driving the cutting blade 5.
  • the controller performs predetermined control related to the drive of the engine 111 such as the ignition timing of the engine 111 according to the pulling operation amount of the throttle lever 8. I do.
  • the drive mode changeover switch is operated to select the first drive mode, and after the engine 111 is started by the recoil starter 171, the throttle lever 8 is pulled to operate the engine. 111 and the electric motor 141 are driven simultaneously. That is, the electric motor 141 assists the output of the engine 111.
  • the centrifugal clutch 151 is actuated to transmit the rotation of the crankshaft 123 to the intermediate shaft 161, and further, the drive shaft 9 and the cutting blade mounting shaft of the gear head 4 are used. It is transmitted to the cutting blade 5 via. That is, when the engine 111 and the electric motor 141 are driven simultaneously, the cutting blade 5 is driven by the output of the engine 111 and the output of the electric motor 141.
  • the electric motor 141 is not driven even if the throttle lever 8 is pulled. Therefore, when the engine 111 is started and the crankshaft 123 is rotated, the outer rotor 147 of the electric motor 141 is rotated by the output of the crankshaft 123. In this state, when the throttle lever 8 is pulled, and the rotational speed of the crankshaft 123 exceeds a predetermined rotational speed, the centrifugal clutch 151 is activated and the cutting blade is operated as in the first drive mode. 5 is driven.
  • the engine 111 and the electric motor 141 are driven simultaneously. Therefore, the output of the brush cutter 1 is improved without providing the engine 111 having a large displacement.
  • one of the first drive mode in which the engine 111 and the electric motor 141 are simultaneously driven and the second drive mode in which only the engine 111 is driven are selected.
  • the cutting blade 5 is driven.
  • the operator can select a drive mode according to a work mode having a different load acting on the cutting blade 5, and can efficiently perform the work of cutting the workpiece.
  • the engine 111 and the electric motor 141 are simultaneously driven to have the first drive mode in which the cutting blade 5 is driven. Therefore, the electric motor 141 is controlled by the controller so as to reduce the load on the engine 111 when the engine 111 drives the cutting blade 5. In other words, when the load on the engine 111 increases, the electric motor 141 assists in driving the engine 111, thereby suppressing a reduction in work efficiency of the brush cutter 1.
  • the crankshaft 123 of the engine 111 and the outer rotor 147 of the electric motor 141 are arranged coaxially. For this reason, the engine 111 and the electric motor 141 can be made compact in the axial direction of the crankshaft 123. Furthermore, when the engine 111 is driven, the electric motor 141 functions as a flywheel.
  • the brush cutter 1 includes a cooling device 220 for cooling the engine 111 and the electric motor 141 as the drive mechanism unit 110.
  • the cooling device 220 of the first embodiment is an air-cooling type that cools with an air flow, and includes a first cooling fan 221 for engine cooling and a second cooling fan 223 for motor cooling. Is the main constituent.
  • the first cooling fan 221 and the second cooling fan 223 are implementation configuration examples corresponding to the “engine cooling fan” and the “motor cooling fan” in the present invention, respectively.
  • the first cooling fan 221 and the second cooling fan 223 are formed integrally with the outer rotor 147 on the outer peripheral portion of the outer rotor 147 of the electric motor 141.
  • a circular partition plate 224 is formed integrally with the peripheral wall 147a at the outer peripheral rear end of the peripheral wall 147a of the outer rotor 147.
  • a first cooling fan 221 is provided on the front surface side of the partition plate 224 in the outer peripheral portion of the peripheral wall 147a, and a second cooling fan 223 is provided on the rear surface side.
  • the first cooling fan 221 is mainly configured by a fan main body provided as the outer rotor 147 and a plurality of blades 221a arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the fan main body.
  • the first cooling fan 221 is configured as a centrifugal fan that generates a flow of air toward the outer side in the radial direction of the outer rotor 147 by a centrifugal force generated when the blades 221 a rotate together with the outer rotor 147.
  • the second cooling fan 223 is mainly composed of a fan main body provided as the outer rotor 147 and a plurality of blades 223a arranged in the fan main body at a predetermined interval in the circumferential direction.
  • the second cooling fan 223 is configured as a centrifugal fan that generates a flow of air toward the outer side in the radial direction of the outer rotor 147 by centrifugal force generated when the blades 223 a rotate together with the outer rotor 147.
  • the length of the first cooling fan 221 for cooling the engine is longer than the length of the second cooling fan 223 for cooling the motor. That is, a large fan is provided as an engine cooling fan.
  • a plurality of communication holes 147d are formed at predetermined intervals in the circumferential direction around the rotation axis of the electric motor 111.
  • the communication hole 147d communicates the inside and the outside of the electric motor 141.
  • a cooling air passage is formed through which the cooling air flows in the axial direction through a gap between the outer rotor 147 and the stator core 143, and the cooling air passage is connected to the outside of the electric motor 111 through the communication hole 147d. Communicated.
  • the flange portion 143b of the flanged sleeve 143a is disposed so as to face the blade 223a at a predetermined interval in the rotation axis direction of the electric motor 111.
  • the flange 143b changes the flow direction of the cooling air in the electric motor 141 so that the moving direction of the cooling air flowing in the axial direction from the front to the rear is directed from the inner diameter side to the outer diameter side of the blade 223a.
  • the collar part 143b is configured as a shroud.
  • the cooling device 220 includes two intake ports 225 and 227 for taking air outside the main body housing 101 into the inside as cooling air, and one exhaust for discharging the cooled cooling air to the outside. It has a mouth 229.
  • One inlet 225 is formed in the lower part on the front side of the main body housing 101, specifically, the front surface of the battery controller housing 138, and the other inlet 227 is formed in the lower part on the rear side of the main body housing 101.
  • the intake ports 225 and 227 are an implementation configuration example corresponding to the “intake port” in the present invention.
  • a plurality of exhaust ports 229 are formed in the main body housing 101 near the rear of the cylinder head of the engine 111. This exhaust port 229 is an implementation configuration example corresponding to the “exhaust port” in the present invention.
  • cooling air is generated by a centrifugal air flow from the inner diameter side toward the outer diameter side. . That is, as shown by the arrow line in FIG. 2, the air outside the main body housing 101 flows from the intake ports 225 and 227.
  • the cooling air flowing in from the one air inlet 225 comes into contact with the battery and the controller in the battery / controller housing 138 to cool them, and then flows into the main body housing 101.
  • the cooling air flowing in from the other intake port 227 contacts the outer surface of the oil pan 126 and cools it, and then merges with the cooling air flowing in from the one intake port 225.
  • the cooling air flowing in from the air inlet 225 and the air inlet 227 merges a part of the cooling air is flowed toward the engine 111 by the first cooling fan 221 without passing through the electric motor 141. Cooling. The remaining cooling air is sucked into the electric motor 141 through the communication hole 147d of the outer rotor 147 by the second cooling fan 223. Then, the electric motor 141 is cooled by flowing in the axial direction between the outer rotor 147 and the stator core 143. The direction of the cooling air that has cooled the electric motor 141 is changed by the flange portion 143 b and flows toward the engine 111 to cool the engine 111.
  • the cooling air after cooling the engine is discharged from the exhaust port 229 to the outside of the main body housing 101.
  • the cooling air discharged from the exhaust port 229 may contact the muffler (not shown) to cool the muffler.
  • the battery, the controller, the oil pan 126, and the muffler correspond to the “engine driving member” in the present invention, and the battery and the controller correspond to the “motor driving member” in the present invention.
  • the arrow line of FIG. 2 which shows a flow of cooling air is the implementation structural example corresponding to the "cooling air flow path" of this invention.
  • the cooling air is directly circulated to the engine 111 by the first cooling fan 221, the engine 111 is efficiently cooled by the cooling air whose temperature is not increased.
  • the cooling air is actively circulated inside the electric motor 141 in which a coil as a heating element is arranged.
  • the electric motor 141 since the cooling air flows between the outer rotor 147 and the stator core 143, the electric motor 141 is efficiently cooled.
  • the cooling air that has passed through the electric motor 141 is distributed toward the engine 111. For example, compared to the case where the cooling air is diverted toward the engine and the motor and cooled, and then each cooling air is discharged to the outside, the amount of the cooling air flowing through the engine 111 is increased. Further, since the electric motor 141 generates less heat than the engine 111, the electric motor 141 and the engine 111 are rationally cooled by circulating the cooling air after the cooling of the electric motor 141 to the engine 111.
  • the cooling air generated by the second cooling fan 223 passes through the electric motor 141 and then flows toward the engine 111 and the first cooling fan 221.
  • the generated cooling air is provided with two cooling air passages, that is, an engine cooling passage that directly circulates to the engine 111 without passing the inside of the electric motor 141.
  • This motor cooling path corresponds to the “first cooling passage” in the present invention
  • the engine cooling path corresponds to the “second cooling path” in the present invention.
  • a double fan structure in which the first cooling fan 221 for cooling the engine and the second cooling fan 223 for cooling the motor are integrated, while the cooling air
  • the distribution path is divided into an engine cooling path by the first cooling fan 221 and a motor cooling path by the second cooling fan 223.
  • the fan shapes of the first cooling fan 221 and the second cooling fan 223 can be individually set.
  • a blade shape is set to ensure an air volume that maximizes the cooling performance for the engine 111 at the maximum rotation speed of the engine 111, and for the second cooling fan 223, the engine 111
  • the blade shape is set to ensure the air volume that maximizes the cooling performance for the electric motor 141 when the rotational speed is lower than the maximum rotational speed. Therefore, regarding the shape of the blades 221a of the first cooling fan 221 and the shape of the blades 223a of the second cooling fan 223, the inclination with respect to the radial direction of the blades, the number of blades arranged in the circumferential direction, and the radial length of the blades And the axial length of the blade is set independently.
  • the length of the blade 221 a of the first fan 221 is set to the blade 223 a of the second cooling fan 223 with respect to the rotation axis direction of the electric motor 141. It is set to be longer than the length in the axial direction.
  • the amount of cooling air circulated to the engine 111 by the first cooling fan 221 is set to be larger than the amount of air circulated to the electric motor 141 by the second cooling fan 223.
  • the flow rate of the cooling air circulated to the engine 111 by the first cooling fan 221 can be set so as to increase, so that the object flowing in from the intake ports 225 and 227 flows to the first cooling fan 221 side. .
  • foreign matter such as chips entering the main body housing 101 riding on the flow of cooling air is suppressed from flowing into the electric motor 141.
  • the first cooling fan 221 and the second cooling fan 223 are provided on the outer rotor 147 of the electric motor 141. Therefore, the weights of the first cooling fan 221 and the second cooling fan 223 are added to the weight of the outer rotor 147. Therefore, when the engine 111 is driven, the flywheel effect when the outer rotor 147 functions as a flywheel is improved.
  • the intake port 225, the electric motor 141, the engine 111, and the exhaust port 229 are arranged in this order in the axial direction of the crankshaft 123 of the engine 111. Thereby, the bending of the flow of the cooling air on the cooling air passage is reduced, and the pressure loss due to the bending of the cooling air passage is reduced.
  • the amount of heat generated by the engine 111 is the largest in the vicinity of the cylinder head of the cylinder 113 constituting the combustion chamber. Therefore, the exhaust port 229 is formed at a position close to the cylinder head of the cylinder 113 on the side opposite to the crankshaft 123 of the engine 111. As a result, the cooling air passes through the vicinity of the hot cylinder 113 and is then discharged from the exhaust port 229. Therefore, the cooling performance for the engine 111 is improved.
  • the engine 111 and the electric motor 141 are disposed adjacent to each other. For this reason, it becomes easy for the cooling air after passing through the electric motor 141 to flow toward the engine 111, and the cooling efficiency is improved.
  • the cooling air is used to drive the controller, the oil pan 126, the muffler, and / or the electric motor 141 used to drive the engine 111 before reaching the engine 111 and the electric motor 141. Passed through the battery and controller. For this reason, cooling of a controller, a battery, the oil pan 126, and a muffler is performed rationally.
  • the first cooling fan 221 and the second cooling fan 223 are provided on the outer peripheral portion of the outer rotor 147. For this reason, a compact shape is obtained regarding the rotation axis direction of the electric motor 141. Further, the outer rotor 147 also serves as a fan main body portion of the first cooling fan 221 and the second cooling fan 223. Therefore, rationalization of the structure of the electric motor 141, the first cooling fan 221 and the second cooling fan 223 is achieved.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in the configuration of a cooling fan that cools the drive mechanism unit 110.
  • the configuration other than the cooling fan is the same as that of the first embodiment.
  • the engine cooling first cooling fan 241 and the motor cooling second cooling fan 243 are provided separately from the outer rotor 147 of the electric motor 141. That is, the first cooling fan 241 and the second cooling fan 243 are attached to the outer rotor 147.
  • the first cooling fan 241 and the second cooling fan 243 are implementation configuration examples corresponding to the “engine cooling fan” and the “motor cooling fan” in the present invention, respectively.
  • the first cooling fan 241 and the second cooling fan 243 according to the second embodiment are synthetic resin molded products that are integrally molded, and are each configured as a centrifugal fan.
  • the first cooling fan 241 and the second cooling fan 243 include a substantially cup-shaped fan main body 245 having a cylindrical peripheral wall 245a, a bottom wall 245b, and a circular cylindrical portion 245c. It has as a common body part.
  • a flange-shaped partition plate 247 is provided on the outer peripheral portion of the fan main body 245 on the rear end side (opening end side) of the peripheral wall 245a.
  • the first cooling fan 241 mainly includes a fan main body 245 with a partition plate 247 and a plurality of curved blades 241a arranged on the outer peripheral portion on the front end side of the fan main body 245 with the partition plate 247 interposed therebetween. It is configured as.
  • the second cooling fan 243 includes a fan main body portion 245 with a partition plate 247 and a plurality of curved blades 243a arranged on the outer peripheral portion on the rear end side of the fan main body portion 245 with the partition plate 247 interposed therebetween. It is configured as a subject.
  • the length of the blade 241a of the first cooling fan 241 is longer than the length of the blade 243a of the second cooling fan 243 with respect to the rotation axis direction of the fan. That is, the first cooling fan 241 is a larger fan than the second cooling fan 243, and is set so that the air volume generated by the first cooling fan 241 is increased thereby.
  • the bottom wall 245b of the fan main body 245 is formed with a circular cylindrical portion 245c at the center. Furthermore, a plurality of communication holes 245d for circulating cooling air into the fan (inside the electric motor 141) are formed so as to surround the cylinder portion 245c.
  • the first cooling fan 241 and the second cooling fan 243 are fitted so as to cover the outer rotor 147 of the electric motor 141 from the front, and joining means such as adhesion, welding, or press-fitting.
  • the first cooling fan 241 and the second cooling fan 243 are integrated with the outer rotor 147. That is, the first cooling fan 241 and the second cooling fan 243 are configured as an assembly that is attached to and integrated with the outer peripheral portion of the outer rotor 147.
  • the first cooling fan 241 and the second cooling fan 243 rotate together with the outer rotor 147 to generate cooling air when the engine 111 is driven and the crankshaft 123 is rotated. Thereby, the engine 111 and the electric motor 141 are cooled similarly to the case of 1st Embodiment.
  • the first cooling fan 241 and the second cooling fan 243 are formed as parts different from the outer rotor 147 of the electric motor 141. For this reason, when it forms as a synthetic resin molded product, manufacture of a fan becomes easy and the manufacturing cost of a fan is reduced.
  • the fan is attached to the outer rotor 147 to form an assembly. Thereby, the assembly body is effective in improving the assembling property of the brush cutter 1.
  • the 1st cooling fan 241 and the 2nd cooling fan 243 may be comprised not only with a synthetic resin molded product but with a metal material. When the first cooling fan 241 and the second cooling fan 243 are formed of a metal material, the weight of the fan increases, thereby improving the flywheel effect when the engine 111 is driven.
  • FIGS. 3rd Embodiment differs in the structure of the cooling fan which cools the drive mechanism part 110 with respect to 1st Embodiment.
  • the configuration other than the cooling fan is the same as that of the first embodiment.
  • the first cooling fan 251 for cooling the engine and the second cooling fan 261 for cooling the motor are formed as separate components. Then, the first cooling fan 251 and the second cooling fan 261 are joined together to be integrated.
  • the integrated first cooling fan 251 and second cooling fan 261 are attached to the outer rotor 147 or the crankshaft 123 of the electric motor 141.
  • the first cooling fan 251 and the second cooling fan 261 are implementation examples corresponding to the “engine cooling fan” and the “motor cooling fan” in the present invention, respectively.
  • the first cooling fan 251 includes a cylindrical fan main body 253 having a circular flange 253a formed on the rear end side (left side in FIG. 10) in the rotation axis direction of the fan, and a flange 253a.
  • the main body is mainly composed of a plurality of curved blades 255 arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on the outer periphery of the fan main body 253.
  • the first cooling fan 251 is configured as a centrifugal fan.
  • the second cooling fan 261 includes a circular outer ring portion 263, a circular inner ring portion 265 having a smaller diameter than the outer ring portion 263, and a circumferential direction of the ring portion between the outer ring portion 263 and the inner ring portion 265. And a plurality of blades 267 arranged at predetermined intervals.
  • the second cooling fan 261 is configured as an axial fan that sucks cooling air from the rotation axis direction of the fan and discharges it in the rotation axis direction. That is, the first cooling fan 251 and the second cooling fan 261 are different in fan type and shape.
  • the first cooling fan 251 and the second cooling fan 261 are each formed as a synthetic resin molded product.
  • the length of the second cooling fan 261 is formed to be shorter than the length of the first cooling fan 251 with respect to the rotation axis direction of the fan.
  • the second cooling fan 261 has an outer ring portion 263 fitted into the front side portion of the cylindrical hole of the fan main body portion 253 of the first cooling fan 251 to be bonded, welded, or It is fixed to the first cooling fan 251 by using a joining means such as press fitting.
  • the first cooling fan 251 and the second cooling request 261 are integrated.
  • the integrated first cooling fan 251 and second cooling fan 261 are arranged such that the second cooling fan 261 is located on the front side of the electric motor 141.
  • the rear portion of the cylindrical hole of the fan main body 253 of the first cooling fan 251 is fitted and fixed so as to cover the outer side of the outer rotor 147.
  • the inner ring portion 265 of the second cooling fan 261 may be fitted and fixed to the crankshaft 123.
  • the first cooling fan 251 is configured as a centrifugal fan
  • the second cooling fan 261 is configured as an axial fan. Accordingly, when the engine 111 is driven, the first cooling fan 251 and the second cooling fan 261 rotate together with the outer rotor 147 (crankshaft 123). Thereby, the first cooling fan 251 cools the engine 111 by flowing cooling air toward the engine 111.
  • the second cooling fan 261 disposed in front of the electric motor 141 is forcibly pushed from the front to the rear in the rotation axis direction of the fan between the stator core 143 and the outer rotor 147 of the electric motor 141. Cooling air is circulated to cool the electric motor 141.
  • the first cooling fan 251 and the second cooling fan 261 are formed as separate members, they are combined and integrated. For this reason, the fans are manufactured individually. Therefore, each fan can be easily formed. On the other hand, when the first cooling fan 251 and the second cooling fan 261 are coupled, they are handled as one member. Therefore, it is effective for improving the assemblability of the brush cutter 1.
  • the brush cutter 1 includes two fans: the first cooling fans 221, 241, 251 for cooling the engine and the second cooling fans 223, 243, 261 for cooling the motor.
  • the second cooling fans 223, 243, and 261 that allow the cooling air to flow toward the engine 111 after passing through the electric motor 141 may be provided. That is, the cooling air flowing into the main body housing 101 may be distributed to the engine 111 after being distributed to the electric motor 141.
  • the cooling air is passed through the electric motor 141 so as to pass between the outer rotor 147 and the stator core 143 of the electric motor 141, but this is not limitative. Absent.
  • the electric motor 141 may be cooled by circulating cooling air along the outside of the motor. Further, the electric motor 141 is not limited to the outer rotor motor, and an inner rotor motor may be adopted.
  • the brush cutter 1 is used as an example of the power tool.
  • the present invention may be applied to other power tools.
  • the present invention may be applied to a power tool such as a chain saw, a hammer drill, or a circular saw as long as it has an engine and a motor.
  • the cutting blade 5 is an example of a configuration corresponding to the “tip tool” of the present invention.
  • the engine 111 is an example of a configuration corresponding to the “engine” of the present invention.
  • the electric motor 141 is an example of a configuration corresponding to the “motor” of the present invention.
  • the first cooling fans 221, 241, 251 are an example of a configuration corresponding to the “fan” of the present invention.
  • the first cooling fans 221, 241, 251 are an example of a configuration corresponding to the “engine cooling fan” of the present invention.
  • the second cooling fans 223, 243, 261 are an example of a configuration corresponding to the “fan” of the present invention.
  • the second cooling fans 223, 243, 261 are an example of a configuration corresponding to the “engine cooling fan” of the present invention.
  • the outer rotor 147 is an example of a configuration corresponding to the “rotor” of the present invention.
  • the stator core 143 is an example of a configuration corresponding to the “stator” of the present invention.
  • the motor cooling path and the engine cooling path are an example of a configuration corresponding to the “cooling airflow path” of the present invention.
  • the motor cooling path is an example of a configuration corresponding to the “first cooling passage” of the present invention.
  • the engine cooling path is an example of a configuration corresponding to the “second cooling passage” of the present invention.
  • the intake ports 225 and 227 are an example of a configuration corresponding to the “intake port” of the present invention.
  • the exhaust port 229 is an example of a configuration corresponding to the “exhaust port” of the present invention.
  • the controller is an example of a configuration corresponding to the “engine driving member” of the present invention.
  • the oil pan 126 is an example of a configuration corresponding to the “engine driving member” of the present invention.
  • the muffler is an example of a configuration corresponding to the “engine driving member” of the present invention.
  • the battery is an example of a configuration corresponding to the “motor driving member” of the present invention.
  • the controller is an example of a configuration corresponding to the “motor driving member” of the present invention.

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Abstract

【課題】　駆動機構部の冷却効率の向上に資するように改良された動力工具を提供する。 【解決手段】　刈刃５を駆動可能なエンジン１１１を備え、刈刃５が駆動されて所定の作業を行うように構成された動力工具としての刈払機１が構成される。刈払機１は、さらに電動モータ１４１と、冷却風を発生させるファン２２１，２２３と、を有する。そして、冷却風は、電動モータ１４１とエンジン１１１のうち少なくとも一方を冷却する。

Description

動力工具
　本発明は、先端工具を駆動させて所定の作業を行う動力工具に関する。
　国際公開第２０１２／１３２５６４号公報には、エンジンとモータを用いて先端工具を駆動するハイブリッド式の携帯型作業機が開示されている。
　上記の作業機は、モータにより駆動される冷却ファンを備えている。そして、冷却ファンによって発生された冷却風が先端工具を駆動するエンジン及びモータ等の駆動機構部を冷却する。
　一般的に、上記のようなハイブリッド式作業工具においては、冷却性能を向上させることが望まれている。
　本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、駆動機構部に対する冷却性能の向上に資するように改良された動力工具を提供することを目的とする。
　上記課題は、本発明によって解決される。本発明に係る動力工具の好ましい形態によれば、先端工具を駆動可能なエンジンを備え、先端工具が駆動されて所定の作業を行うように構成される。動力工具は、さらに、モータと、エンジンとモータのうち少なくとも一方を冷却するための冷却風を発生させるファンと、を有する。なお、本発明の「動力工具」としては、チェンソー、刈払機、草刈り機等、作業者が携帯して作業を行う動力工具を好適に包含する。また、本発明における「エンジン」は、２ストロークエンジン、４ストロークエンジンのいずれであってもよい。また、「モータ」としては、典型的には電動モータが用いられる。なお、少なくとも一部の冷却風がモータを通過した後にエンジンに向かって流れるように冷却風流通路が形成されていることが好ましい。
　本発明によれば、ファンで発生させた冷却風のうち、少なくとも一部の冷却風がモータを通過した後にエンジンに向かって流れる。したがって、例えば、冷却風をエンジンとモータとに分けて流通させる構成に比べて、モータ及びエンジンへと流れる冷却風の風量が確保し易く、モータ及びエンジンが効率よく冷却される。また、一般にエンジンに比べてモータの発熱が低いため、モータ通過後の冷却風をエンジンに流すことで、モータとエンジンとの冷却が合理的に行われる。
　本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、冷却風が、モータのロータとステータの間を通過するように冷却風流通路が設定されている。
　本形態によれば、冷却風がモータの内部のうち、ロータとステータとの間に存在する隙間を流れる。したがって、冷却風がモータの内部を流れ易く、モータが効率的に冷却される。
　本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、冷却風流通路は、冷却風がモータの内部を通過するように設けられた第１冷却通路と、冷却風がモータの内部を通過することなく流れるように設けられた第２冷却通路と、を有する。この場合、冷却風のうち第２冷却通路を流れる空気量は、第１冷却通路を流れる空気量よりも多くなるように、第１冷却通路と第２冷却通路が形成されていることが好ましい。
　本形態によれば、第２冷却通路を流れる冷却風は、エンジンに向かって流れるため、第２冷却通路を経てエンジンへ流れる冷却風の風量を多くすることで、モータに比べて発熱が多いエンジンが優先的に冷却される。なお、第１冷却通路の風量と第２冷却通路の風量の割合を、５対９５から２０対８０の範囲内に設定すれば、モータの内部に細かな埃等が侵入することが低減される。
　本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、ファンは、モータによって駆動されるように構成されている。なお、モータが、ステータの外側にロータが配置されたアウタロータモータである場合には、ファンがモータのロータと一体状に形成される態様、あるいはファンがモータのロータに取り付ける態様を好適に包含する。一方、モータが、ステータの内側にロータが配置されたインナロータモータである場合には、ロータの回転軸とファンの回転軸とを同軸状に連結する態様を好適に包含する。
　本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、当該動力工具の外部の空気を冷却風として当該動力工具の内部に取り入れる吸気口と、冷却風を当該動力工具の外部に排出する排気口と、を有する。したがって、冷却風流通路が吸気口および排気口に連通されている。典型的には、エンジンのクランクシャフトが延在する方向に関して、吸気口、モータ、エンジン、排気口の順に配置されている。
　本形態によれば、エンジンのクランクシャフトが延在する方向に関して、吸気口、モータ、エンジン、排気口の順に配置されている。したがって、冷却風の流れに関して、上流から下流に向かって冷却風流通路のカーブを少なくすることができる。これにより、冷却風流通路のカーブによる冷却風の圧力損失が低減される。
　本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、排気口は、エンジンのクランクシャフトとは反対側のシリンダ側に配置されている。
　エンジンの発熱は、燃焼室を構成する部材の１つであるシリンダの周辺が最も多い。したがって、本形態によれば、排気口をシリンダ側に配置することにより、冷却風を高熱のシリンダ付近を積極的に通過させる。これにより、エンジンの冷却効果が向上される。
　本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、冷却風がエンジンに到達する前に、エンジンの駆動に用いられるエンジン駆動用部材及び／又はモータの駆動に用いられるモータ駆動用部材を通過する。なお、「エンジン駆動用部材」は、例えば「オイルパン」や「マフラー」を好適に包含する。また、「モータ駆動用部材」は、例えば「コントローラ」や「バッテリ」を好適に包含する。
　本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、ファンは、モータの内部を通過可能な冷却風を発生させるためのモータ冷却ファンとして構成されている。
　本形態によれば、モータ冷却ファンにより発生した冷却風をモータの内部に通過させることで当該モータが冷却される。このため、発熱体としてのコイルが配置されているモータ内部に冷却風を積極的に流通させることで、モータの外部に冷却風を流通させる構成に比べて、モータに対する冷却効率が向上される。
　本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、エンジンを通過する冷却風を発生させるためのエンジン冷却ファンを更に有する。そして、モータ冷却ファンとエンジン冷却ファンは一体に形成されている。なお、典型的には、モータ冷却ファンとエンジン冷却ファンが金型を用いて一体成形品として形成される。一方で、モータ冷却ファンとエンジン冷却ファンを別個に形成し、モータ冷却ファンとエンジン冷却ファンを、接着、溶着、嵌合などの接合手段によって接合して一体化してもよい。
　本形態によれば、モータ冷却ファンとエンジン冷却ファンが一体に形成されているため、モータ冷却ファンとエンジン冷却ファンが単一部材として取り扱われる。したがって、例えば、動力工具を組み付ける際の組付け性が向上される。
　本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、モータ冷却ファンとエンジン冷却ファンは、モータに取り付けられている。なお、典型的には、モータの構成部材のうちのロータにファンが取り付けられる態様、ロータと共に回転するモータ軸にファンが取付ける態様を好適に包含する。
　本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、モータは、ステータとステータの外側に設けられたロータとを有する。また、エンジン冷却ファンは、ロータの外周部に設けられた遠心ファンである。典型的には、ロータが、エンジン冷却ファンの回転軸を兼用するように、エンジン冷却ファンが形成されていることが好ましい。
　本形態によれば、ロータの外周部に遠心ファンが設定されるため、モータの回転軸方向に関してコンパクトな形状を得られる。特に、ロータがステータの外側に配置されたアウタロータのモータにおいて、本形態は有用である。
　本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、モータ冷却ファンとエンジン冷却ファンは、互いに異なるファンで構成されている。なお、「互いに異なるファン」とは、ファンの種類、ファンの羽根の形状、角度、枚数、長さ等のうちの少なくとも１つが異なることを意味する。例えば、モータ冷却ファンを軸流ファンとして構成し、エンジン冷却ファンを遠心ファンとして構成する。これにより、軸流ファンを用いて、モータ内部にモータの回転軸方向に沿って冷却風が効率的に流通される。さらに、遠心ファンを用いて、エンジンに対する冷却風の流量を多くすることができる。
　本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、当該動力工具の外部の空気を冷却風として当該動力工具の内部に取り入れる吸気口を有する。また、モータ冷却ファンは、モータの回転軸方向に関して、モータに対して吸気口とは反対側に配置された遠心ファンとして構成される。なお、遠心ファンを用いる場合には、ファンの軸方向に吸い込まれた冷却風をファンの径方向に流すためのシュラウドと呼ばれる壁状の或いは膜状の部材が必要である。アウタロータモータのロータに遠心ファンを設ける場合には、モータのステータの一部を利用してシュラウドを構成することができる。なお、モータとは別にシュラウドを設けてもよい。
　本形態によれば、モータに対して吸気口の反対側に遠心ファンが配置される。したがって、吸気口から吸い込まれて遠心ファンに向けて流れる冷却風の流れの中にモータが置かれる。そのため、モータの冷却が合理的に行われる。
　本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、当該動力工具の外部の空気を冷却風として当該動力工具の内部に取り入れる吸気口を有する。また、モータ冷却ファンは、モータの回転軸方向に関して、モータに対して吸気口側に配置された軸流ファンとして構成される。
　本形態によれば、モータに対して吸気口側に軸流ファンが配置される。したがって、軸流ファンにより吸気口から吸い込まれた冷却風がモータに向けて押し込まれる。これにより、モータの冷却が合理的に行われる。
　本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、エンジンとモータが先端工具を同時に駆動可能に構成されている。ここで、「先端工具を同時に駆動する」とは、典型的には、エンジンとモータが常時に同時に先端工具を駆動する態様、エンジンとモータが一時的に同時に先端工具を駆動する態様を好適に包含する。
　本形態によれば、エンジンとモータが先端工具を同時に駆動する。これにより、先端工具を駆動する動力源としてエンジンとモータを用いるハイブリッド式の動力工具が提供される。このため、大排気量のエンジンを用いることなく、動力工具の出力が向上される。
　本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、エンジンのクランクシャフトと、モータの回転軸が同軸状に配置されている。
　本形態によれば、クランクシャフトの軸方向に関して、エンジン及びモータを含む駆動機構部のコンパクト化が可能となる。また、エンジンの駆動時において、モータがフライホイールとして機能する。なお、ファンがモータによって駆動される場合には、ファンの重量がフライホイールの重量に加算される。
　本発明に係る動力工具の更なる形態によれば、モータは、エンジンが先端工具を駆動する際の負荷を低減するように駆動される。
　エンジンで先端工具を駆動する構成では、エンジンに作用する負荷が増大するとエンジンの回転数が低下する。その結果、動力工具の作業効率が低下する。しかしながら、本形態によれば、エンジンが先端工具を駆動する際にエンジンに作用する負荷を低減するようにモータが駆動される。したがって、エンジンに作用する負荷が増大した時に、モータがエンジンの駆動をアシストする。これにより、動力工具の作業効率の低下が防止される。
　本発明によれば、駆動機構部の冷却効率の向上に資するように改良された動力工具が提供される。
　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。
本発明の第１実施形態に係る刈払機の全体構成を示す外観図である。 刈払機の駆動機構部の構成を示す断面図である。 電動モータ及び冷却ファンを示す拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る冷却ファンを示す正面図である。 冷却ファンを前方から見た斜視図である。 冷却ファンを後方から見た斜視図である。 図４のＡ－Ａ線断面図である。 冷却ファンがアウタロータに組み付けられたアセンブリを示す断面図である。 アセンブリがクランクシャフトに組み付けられた状態を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る冷却ファンを示す分解斜視図である。 組み付けられた状態の冷却ファンを後方から見た斜視図である。 組み付けられた状態の冷却ファンを前方から見た斜視図である。
　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「動力工具」の製造および使用、当該「動力工具」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実施形態）
　以下、第１実施形態につき、図１～図４を参照して説明する。第１実施形態は、動力工具の一例として刈払機を用いて説明する。図１に示すように、刈払機１は、操作桿２と、操作桿２の一端部に取り付けられた動力ユニット３と、操作桿２の他端部に取り付けられたギアヘッド４と、ギアヘッド４に着脱可能に取り付けられる円盤状の刈刃５と、刈刃５の一部を覆うように操作桿２の他端部に取り付けられた安全カバー６と、操作桿２の中間部に取り付けられて操作桿２の延在方向と交差する方向に突出する略Ｕ字形のハンドル７と、を主体として構成されている。刈払機１は、作業者が操作桿２に取り外し可能に装着される肩掛けバンド（図示省略）により肩掛けで保持した状態において、両手でハンドル７を把持し、刈刃５を回転させて被加工材としての草や小径木を刈払う作業工具である。この刈刃５が、本発明における「先端工具」に対応する実施構成例である。
　なお、説明の便宜上、刈刃５側を、「刈払機１の前側」と規定し、動力ユニット３側を、「刈払機１の後側」と規定する。
　操作桿２は、直線状に延在する中空長尺状のパイプ状部材である。操作桿２の内部には、ドライブシャフト９（図２参照）が収容されている。ドライブシャフト９は、動力ユニット３の出力をギアヘッド４に伝達し、刈刃５を回転させる。ハンドル７には、スロットルレバー８が設けられており、このスロットルレバー８は、ケーブル８ａを介して動力ユニット３と接続されている。
　なお、ギアヘッド４は、便宜上図示を省略するが、ドライブシャフト９の軸方向に関して、ドライブシャフト９に対して所定の傾斜角度で交差して斜め下方に延在する刈刃取付軸、ドライブシャフト９の回転を刈刃取付軸に伝達するための駆動側ギア及び被動側ギアを備えている。この刈刃取付軸に刈刃５が取り外し可能に取り付けられる。
　図２に示すように、動力ユニット３は、本体ハウジング１０１、バッテリ・コントローラ収容部１３８及びリコイルスタータ１７１を備えている。本体ハウジング１０１は、動力ユニット３の外郭を構成している。バッテリ・コントローラ収容部１３８は、本体ハウジング１０１の前側下部（図２の右側下部）に配置されている。リコイルスタータ１７１は、動力ユニット３の後側（図２の左側）に配置されている。
　図２に示すように、本体ハウジング１０１には、駆動機構部１１０が収容されている。駆動機構部１１０は、エンジン１１１と電動モータ１４１を主体として構成されている。この駆動機構部１１０は、エンジン１１１の出力と電動モータ１４１の出力が、ドライブシャフト９を介してギアヘッド４に伝達されるように構成されている。これにより、ギアヘッド４が刈刃５を回転させる。すなわち、刈払機１は、刈刃５を駆動する原動機として、エンジン１１１と電動モータ１４１との異なる２つの原動機を有するハイブリッド駆動式として構成されている。
　一方の原動機を構成するエンジン１１１は、レシプロ式エンジンであり、シリンダ１１３、ピストン１１５、点火プラグ１１７、クランクケース１１９、クランクシャフト１２３、連接ロッド１２５、マフラー（図示省略）、及びオイルパン１２６を主体として構成されている。このエンジン１１１が、本発明における「エンジン」に対応する実施構成例である。
　シリンダ１１３は、操作桿２の長軸方向に交差する方向に延在している。ピストン１１５は、シリンダ１１３内を摺動可能に配置されている。点火プラグ１１７は、ピストン１１５の上方に位置するようにシリンダ１１３に配置されている。クランクケース１１９は、シリンダ１１３に連接し、シリンダ１１３の下方に配置されている。クランクシャフト１２３は、複数の軸受を介して回転自在に支持され、クランクケース１１９内に配置されている。連接ロッド１２５は、ピストン１１５とクランクシャフト１２３とを連接している。マフラーは、本体ハウジング１０１の後側に配置され、排気の排出方向が、刈払機１の後方となるように設定されている。オイルパン１２６は、クランクケース１１９に連接され、クランクケース１１９の下方に配置されている。なお、本体ハウジング１０１内のオイルパン１２６の下方には、エンジン１１１の燃料を蓄える燃料タンク１０９が配置されている。
　クランクシャフト１２３は、ドライブシャフト９の軸線に沿って延在するように配置されている。クランクシャフト１２３の後方側（図２の左側）には、リコイルスタータ１７１が配置されている。一方、クランクシャフト１２３の前方側（図２の右側）には、他方の原動機を構成する電動モータ１４１が配置されている。
　図２に示すように、電動モータ１４１は、エンジン１１１とドライブシャフト９との間に配置されている。すなわち、動力の伝達経路に関して、エンジン１１１、電動モータ１４１、ドライブシャフト９の順に配置されている。図３に示すように、電動モータ１４１は、アウタロータ型モータであり、ステータコア１４３、ステータコイル１４５、アウタロータ１４７、マグネット１４９を主体として構成されている。この電動モータ１４１は、当該電動モータ１４１の回転軸がクランクシャフト１２３と同軸状に配置されている。この電動モータ１４１が、本発明における「モータ」に対応する実施構成例である。
　ステータコア１４３は、磁性材料で形成された円盤状部材であり、鍔付きスリーブ１４３ａを介してシリンダ１１３及びクランクケース１１９の外面に固定されている。ステータコイル１４５は、ステータコア１４３に巻かれており、通電されることによってステータコア１４３を励磁する。このステータコア１４３が、本発明における「ステータ」に対応する実施構成例である。
　アウタロータ１４７は、円筒状の周壁１４７ａと底壁１４７ｂと円形の筒部１４７ｃとを有するカップ状部材であり、周壁１４７ａがステータコア１４３の外周面に被さるように配置されている。このアウタロータ１４７が、本発明における「ロータ」に対応する実施構成例である。マグネット１４９は、周壁１４７ａの内周面に配置されてステータコア１４３の外周面に対向している。筒部１４７ｃは、底壁１４７ｂの中央部に形成されている。この筒部１４７ｃは、クランクシャフト１２３の前端部外面に嵌合されてキー結合されている。すなわち、電動モータ１４１のアウタロータ１４７がクランクシャフト１２３に結合されている。これにより、電動モータ１４１のアウタロータ１４７とクランクシャフト１２３が一体に回転する。なお、アウタロータ１４７の筒部１４７ｃは、鍔付きスリーブ１４３ａに対して、遊嵌状に挿入されている。
　図３に示すように、アウタロータ１４７は、周方向に配置される複数の接続ロッド１５７を介して遠心クラッチ１５１に接続されている。これにより、アウタロータ１４７と遠心クラッチ１５１は、一体に回転する。遠心クラッチ１５１は、遠心力によって外側に拡開するクラッチシュー１５３を有し、クラッチシュー１５３の外側にはカップ状のクラッチドラム１５５が配置されている。そして、遠心クラッチ１５１の回転数が所定の回転数を超えると、クラッチシュー１５３がクラッチドラム１５５の周壁内面に係合し、エンジン１１１及び電動モータ１４１の回転がクラッチドラム１５５に伝達される。
　図２に示すように、クラッチドラム１５５とドライブシャフト９との間には中間軸１６１が配置されており、この中間軸１６１にクラッチドラム１５５が固定されている。中間軸１６１は、本体ハウジング１０１に軸受を介して回転可能に支持された筒状部材として構成され、その筒孔にドライブシャフト９が挿入されている。そして、中間軸１６１とドライブシャフト９は、スプライスプライン嵌合により或いはキー結合により一体に回転するように接続されている。すなわち、クラッチドラム１５５は、中間軸１６１及びドライブシャフト９を介してギアヘッド４に接続されている。これにより、エンジン１１１及び電動モータ１４１の出力がギアヘッド４に伝達され、刈刃５を回転させて所定の作業を行う。なお、遠心クラッチ１５１の代わりに、電磁クラッチ用いてもよい。
　図２に示すように、エンジン１１１の後方であるエンジン１１１を挟んで電動モータ１４１の反対側には、エンジン１１１を始動するためのリコイルスタータ１７１が配置されている。リコイルスタータ１７１は、プーリ１７３、ロープ１７５、操作レバー１７７を主体として構成されている。プーリ１７３は、クランクシャフト１２３にカップリング１７９を介して接続されている。ロープ１７５は、プーリ１７３に周回状に巻き付けられ、その端部に操作レバー１７７が接続されている。従って、操作レバー１７７によりロープ１７５を引き操作してプーリ１７３を介してクランクシャフト１２３を回転させることで、エンジン１１１が始動される。なお、リコイルスタータ１７１は、プーリ１７３からクランクシャフト１２３への回転を伝達し、逆方向、すなわちクランクシャフト１２３からプーリ１７３への回転を伝達しないように構成されている。
　また、刈払機１には、始動スイッチ（図示省略）が設けられており、始動スイッチが押されたときに電動モータ１４１がセルモータとして駆動される。これにより、セルモータによってエンジン１１１が始動される。したがって、リコイルスタータ１７１と始動スイッチのいずれを用いてもエンジン１１１が始動可能に構成されている。
　ハンドル７には、駆動モード選択用の操作部材として、手動による切替操作が可能とされた駆動モード切替スイッチ（図示省略）が配置されている。この駆動モード切替スイッチは、エンジン１１１と電動モータ１４１を同時に駆動する第１の駆動モードと、エンジン１１１のみを駆動する第２の駆動モードとの間で駆動モードを切替え可能に構成される。
　ハンドル７に配置されたスロットルレバー８は、エンジン１１１への吸気（空気或いは混合気）の流入量を調整してエンジン１１１の出力（回転数）を調節するための操作部材である。また、このスロットルレバー８は、電動モータ１４１の駆動（回転数）を制御するための操作部材を兼用している。
　バッテリ・コントローラ収容部１３８には、電源としてのバッテリパック及びコントローラが収容されている。コントローラは、エンジン１１１の点火時期等、エンジン１１１の駆動に関する制御を行う。コントローラは、第１の駆動モードが選択され、且つエンジン１１１が駆動された場合には、エンジン１１１に対して、スロットルレバー８の引き操作量に応じて点火時期等、エンジン１１１に関する所定の制御を行い、電動モータ１４１に対して、スロットルレバー８が引き操作されたときに電動モータ１４１を駆動し、引き操作が解除されたときに電動モータ１４１を停止し、引き操作量に応じて電動モータ１４１の出力（回転数）を制御する。
　また、第１の駆動モードが選択されている時において、刈刃５に作用する負荷が増大してエンジン１１１の回転数が低下した場合には、コントローラは、エンジン１１１の回転数を高くするように電動モータ１４１を駆動する。すなわち、コントローラは、エンジン１１１による刈刃５の駆動を電動モータ１４１がアシストするように制御する。これにより、電動モータ１４１が、刈刃５を駆動する際のエンジン１１１に対する負荷を低減する。一方、第２の駆動モードが選択され、且つエンジン１１１が駆動された場合には、コントローラは、スロットルレバー８の引き操作量に応じてエンジン１１１の点火時期等、エンジン１１１の駆動に関する所定の制御を行う。
　以上の刈払機１によれば、駆動モード切替スイッチを操作して第１の駆動モードを選択するとともに、リコイルスタータ１７１によりエンジン１１１を始動した後、スロットルレバー８が引き操作されることで、エンジン１１１と電動モータ１４１が同時に駆動される。すなわち、電動モータ１４１はエンジン１１１の出力をアシストする。クランクシャフト１２３の回転数が所定の回転数を超えると、遠心クラッチ１５１が作動してクランクシャフト１２３の回転が中間軸１６１へと伝達され、更にはドライブシャフト９及びギアヘッド４の刈刃取付軸を経由して刈刃５に伝達される。すなわち、エンジン１１１と電動モータ１４１を同時に駆動した場合には、エンジン１１１の出力及び電動モータ１４１の出力によって刈刃５が駆動される。
　一方、第２の駆動モードを選択した場合には、スロットルレバー８を引き操作しても電動モータ１４１は駆動されない。従って、エンジン１１１が始動されてクランクシャフト１２３が回転されると、電動モータ１４１のアウタロータ１４７は、クランクシャフト１２３の出力で回転される。この状態で、スロットルレバー８が引き操作されることで、クランクシャフト１２３の回転数が所定の回転数を超えた場合には第１の駆動モードと同様に、遠心クラッチ１５１が作動して刈刃５が駆動される。
　このように、第１実施形態によれば、エンジン１１１と電動モータ１４１が同時に駆動される。したがって、大排気量のエンジン１１１を設けることなく、刈払機１の出力が向上される。
　また、第１実施形態によれば、エンジン１１１と電動モータ１４１が同時に駆動される第１の駆動モードと、エンジン１１１のみが駆動される第２の駆動モードのいずれか一方の駆動モードが選択されて刈刃５が駆動される。このため、作業者は、例えば刈刃５に作用する負荷が異なる作業態様に応じて駆動モードを選択し、被加工材の刈取り作業を効率的に行うことが可能となる。
　ところで、刈取り作業中において、エンジン１１１に作用する負荷が増大すると、エンジン１１１の回転数が低下して刈払機１の作業効率が低下する。しかしながら、第１実施形態によれば、エンジン１１１と電動モータ１４１が同時に駆動されて刈刃５が駆動される第１の駆動モードを有している。したがって、電動モータ１４１は、エンジン１１１が刈刃５を駆動する際に、エンジン１１１に対する負荷を低減するようにコントローラによって制御される。すなわち、エンジン１１１の負荷が増大した場合に、電動モータ１４１がエンジン１１１の駆動をアシストし、これにより刈払機１の作業効率の低下が抑制される。
　また、第１実施形態によれば、エンジン１１１のクランクシャフト１２３と、電動モータ１４１のアウタロータ１４７が同軸状に配置されている。このため、クランクシャフト１２３の軸方向に関して、エンジン１１１及び電動モータ１４１のコンパクト化が可能となる。さらに、エンジン１１１の駆動時において、電動モータ１４１がフライホイールとして機能される。
　さらに、第１実施形態に係る刈払機１は、駆動機構部１１０としてのエンジン１１１及び電動モータ１４１を冷却するための冷却装置２２０を備えている。図２および図３に示すように、第１実施形態の冷却装置２２０は、空気の流れで冷却する空冷式であり、エンジン冷却用の第１冷却ファン２２１及びモータ冷却用の第２冷却ファン２２３を主体として構成されている。この第１冷却ファン２２１および第２冷却ファン２２３がそれぞれ、本発明における「エンジン冷却ファン」および「モータ冷却ファン」に対応する実施構成例である。
　図３に示すように、第１冷却ファン２２１と第２冷却ファン２２３は、電動モータ１４１のアウタロータ１４７の外周部にアウタロータ１４７と一体に形成されている。アウタロータ１４７の周壁１４７ａの外周後端部には、円形の仕切り板２２４が周壁１４７ａと一体に形成されている。この周壁１４７ａの外周部において仕切り板２２４の前面側には第１冷却ファン２２１が設けられ、後面側には第２冷却ファン２２３が設けられている。
　第１冷却ファン２２１は、アウタロータ１４７として設けられているファン本体部と、当該ファン本体部の外周部に周方向に所定間隔で配列された複数の羽根２２１ａとを主体として構成されている。この第１冷却ファン２２１は、アウタロータ１４７と共に羽根２２１ａが回転する際に生じる遠心力によってアウタロータ１４７の径方向の外側に向かって空気の流れを発生させる遠心ファンとして構成されている。第２冷却ファン２２３は、アウタロータ１４７として設けられているファン本体部と、当該ファン本体部に周方向に所定間隔で配列された複数の羽根２２３ａとを主体として構成されている。この第２冷却ファン２２３は、アウタロータ１４７と共に羽根２２３ａが回転する際に生じる遠心力によってアウタロータ１４７の径方向の外側に向かって空気の流れを発生させる遠心ファンとして構成されている。軸方向（電動モータ１１１の回転軸方向）に関して、エンジン冷却用の第１冷却ファン２２１の長さは、モータ冷却用の第２冷却ファン２２３の長さより長い。すなわち、エンジン冷却用ファンとして大型ファンが設けられている。
　アウタロータ１４７の底壁１４７ｂには、電動モータ１１１の回転軸まわりの周方向に関して、所定間隔で複数の連通孔１４７ｄが形成されている。この連通孔１４７ｄは、電動モータ１４１の内部と外部を連通する。具体的には、アウタロータ１４７とステータコア１４３との間の隙間を通って冷却風が軸方向に流れる冷却風通路が形成されており、冷却風通路が連通孔１４７ｄを介して電動モータ１１１の外部に連通される。また、第２冷却ファン２２３の後方には、鍔付きスリーブ１４３ａの鍔部１４３ｂが、電動モータ１１１の回転軸方向に関して、所定間隔を置いて羽根２２３ａと対向するように配置されている。この鍔部１４３ｂは、電動モータ１４１の内部において前方から後方に向かって軸方向に流通した冷却風の移動方向を、羽根２２３ａの内径側から外径側に向かうように、冷却風の流通方向を変える。すなわち、鍔部１４３ｂは、シュラウドとして構成されている。なお、鍔付きスリーブ１４３ａの鍔部１４３ｂに限らず、ステータコア１４３、シリンダ１１３或いはクランクケース１１９をシュラウドとして機能するように構成してもよい。
　図２に示すように、冷却装置２２０は、本体ハウジング１０１の外部の空気を冷却風として内部へ取り入れるための２つの吸気口２２５，２２７と、冷却後の冷却風を外部へ排出する１つの排気口２２９を有する。一方の吸気口２２５は、本体ハウジング１０１の前側下部、具体的にはバッテリ・コントローラ収容部１３８の前面部に複数形成され、他方の吸気口２２７は、本体ハウジング１０１の後側下部に複数形成されている。この吸気口２２５，２２７が、本発明における「吸気口」に対応する実施構成例である。また、排気口２２９は、本体ハウジング１０１のうち、エンジン１１１のシリンダヘッドの後方付近に複数形成されている。この排気口２２９が、本発明における「排気口」に対応する実施構成例である。
　エンジン１１１の駆動時において、電動モータ１４１のアウタロータ１４７と共に第１冷却ファン２２１及び第２冷却ファン２２３が回転されると、内径側から外径側に向かう遠心方向の空気流れによる冷却風が発生する。すなわち、図２に矢印線で示すように、本体ハウジング１０１の外部の空気が吸気口２２５，２２７から流入する。一方の吸気口２２５から流入した冷却風は、バッテリ・コントローラ収容部１３８内のバッテリ及びコントローラに接触してこれらを冷却後、本体ハウジング１０１内に流入する。他方の吸気口２２７から流入した冷却風は、オイルパン１２６の外面に接触してこれを冷却後、一方の吸気口２２５から流入した冷却風と合流する。
　吸気口２２５と吸気口２２７から流入した冷却風が合流した後、一部の冷却風は、第１冷却ファン２２１により電動モータ１４１を経由することなく、エンジン１１１に向かって流され、エンジン１１１を冷却する。残りの冷却風は、第２冷却ファン２２３によってアウタロータ１４７の連通孔１４７ｄを通って電動モータ１４１の内部へ吸い込まれる。そして、アウタロータ１４７とステータコア１４３との間を軸方向に流通して電動モータ１４１を冷却する。電動モータ１４１を冷却した冷却風は、鍔部１４３ｂによって向きが変えられて、エンジン１１１に向かって流され、エンジン１１１を冷却する。エンジン冷却後の冷却風は、排気口２２９から本体ハウジング１０１の外部へ排出される。なお、排気口２２９から排出される冷却風がマフラー（図示省略）に接触されて、当該マフラーを冷却するように構成してもよい。これらバッテリ、コントローラ、オイルパン１２６、マフラーが、本発明における「エンジン駆動用部材」に対応し、バッテリ、コントローラが、本発明における「モータ駆動用部材」に対応する実施構成例である。また、冷却風が流れを示す図２の矢印線が、本発明の「冷却風流通路」に対応する実施構成例である。
　第１実施形態においては、第１冷却ファン２２１によって冷却風をエンジン１１１に直接流通させるため、温度が上がっていない冷却風によってエンジン１１１効率的に冷却される。一方、電動モータ１４１に対して、発熱体としてのコイルが配置されている電動モータ１４１の内部に冷却風が積極的に流通される。特に、電動モータ１４１のうち、アウタロータ１４７とステータコア１４３の間を冷却風が流通するため、電動モータ１４１が効率的に冷却される。
　また、電動モータ１４１の内部を通過した冷却風が、エンジン１１１に向けて流通される。例えば、冷却風をエンジンとモータとに向けて分流させて冷却後、それぞれの冷却風を外部へ排出する場合に比べて、エンジン１１１に流通させる冷却風の風量が多くなる。また、電動モータ１４１は、エンジン１１１に比べて発熱が低いため、電動モータ１４１の冷却後の冷却風をエンジン１１１に流通させることで、電動モータ１４１とエンジン１１１が合理的に冷却される。
　なお、第１実施形態においては、第２冷却ファン２２３により発生させた冷却風を、電動モータ１４１の内部を通過させてからエンジン１１１に向けて流通させるモータ冷却経路と、第１冷却ファン２２１により発生させた冷却風を、電動モータ１４１の内部に通過させることなく、エンジン１１１に直接流通させるエンジン冷却経路との２つの冷却風経路を備える。このモータ冷却経路が、本発明における「第１冷却通路」に対応し、エンジン冷却経路が、本発明における「第２冷却通路」に対応する実施構成例である。
　刈払機１においては、エンジン１１１は、最高回転数で駆動する時の発熱量が最大になるため、エンジン１１１が最高回転数で駆動する際の冷却性能を最大にすることが好ましい。一方、電動モータ１４１は、エンジン１１１の駆動をアシストする際に負荷が大きくため、エンジン１１１の最高回転数よりも低い回転数で冷却性能を最大にすることが好ましい。
　上記に鑑みて、第１実施形態によれば、エンジン冷却用の第１冷却ファン２２１と、モータ冷却用の第２冷却ファン２２３とが一体化された２重ファン構造とする一方、冷却風の流通経路については、第１冷却ファン２２１によるエンジン冷却経路と、第２冷却ファン２２３によるモータ冷却経路とに分けている。このため、第１冷却ファン２２１及び第２冷却ファン２２３のファン形状を個別的に設定することができる。つまり、第１冷却ファン２２１については、エンジン１１１の最大回転数のときにエンジン１１１に対する冷却性能が最大となる風量を確保するための羽根形状を設定し、第２冷却ファン２２３については、エンジン１１１の最大回転数よりも低い回転数のときに電動モータ１４１に対する冷却性能が最大となる風量を確保するための羽根形状が設定される。そのため、第１冷却ファン２２１の羽根２２１ａの形状と、第２冷却ファン２２３の羽根２２３ａの形状に関して、羽根の径方向に対する傾き、周方向に配列される羽根の個数、羽根の径方向の長さ及び羽根の軸方向の長さが独立して設定される。第１実施形態においては、第１冷却ファン２２１による発生風量を多くするために、電動モータ１４１の回転軸方向に関して、第１ファン２２１の羽根２２１ａの長さは、第２冷却ファン２２３の羽根２２３ａの軸方向の長さに比べ長くなるように設定されている。
　上記の通り、第１冷却ファン２２１によりエンジン１１１に流通させる冷却風の風量は、第２冷却ファン２２３により電動モータ１４１に流通させる風量よりも大きくなるように設定することが好ましい。この場合、第１冷却ファン２２１によりエンジン１１１に流通される冷却風の流速を速くなるように設定することができるため、吸気口２２５，２２７から流入した物体は、第１冷却ファン２２１側に流れる。その結果、冷却風の流れに乗って本体ハウジング１０１内に侵入した切粉等の異物が電動モータ１４１の内部に流入することが抑制される。
　また、第１実施形態によれば、電動モータ１４１のアウタロータ１４７に第１冷却ファン２２１及び第２冷却ファン２２３が設けられている。そのため、第１冷却ファン２２１及び第２冷却ファン２２３の重量がアウタロータ１４７の重量に加算される。したがって、エンジン１１１の駆動時において、アウタロータ１４７がフライホイールとして機能する場合のフライホイール効果が向上する。
　また、第１実施形態によれば、エンジン１１１のクランクシャフト１２３の軸方向に関して、吸気口２２５、電動モータ１４１、エンジン１１１、排気口２２９が順に配置されている。これにより、冷却風流路上において冷却風の流れの曲りが少なくなり、冷却風流路の曲りによる圧力損失が低減される。
　また、エンジン１１１の発熱量は、燃焼室を構成するシリンダ１１３のシリンダヘッド付近で最も多くなる。そのため、排気口２２９は、エンジン１１１のクランクシャフト１２３とは反対側のシリンダ１１３のシリンダヘッドに近接する位置に形成されている。これにより、冷却風が高熱のシリンダ１１３付近を通過した後、排気口２２９から排出される。したがって、エンジン１１１に対する冷却性能が向上される。
　また、第１実施形態によれば、エンジン１１１と電動モータ１４１は互いに隣接して配置されている。このため、電動モータ１４１を通過した後の冷却風がエンジン１１１に向けて流すことが容易になり、冷却効率が向上される。
　また、第１実施形態によれば、冷却風は、エンジン１１１及び電動モータ１４１に到達する前に、エンジン１１１の駆動に用いられるコントローラ、オイルパン１２６、マフラー及び／又は電動モータ１４１の駆動に用いられるバッテリ、コントローラを通過する。このため、コントローラ、バッテリ、オイルパン１２６、マフラーの冷却が合理的に行われる。
　また、第１実施形態によれば、アウタロータ１４７の外周部に第１冷却ファン２２１及び第２冷却ファン２２３が設けられている。このため、電動モータ１４１の回転軸方向に関してコンパクトな形状が得られる。また、アウタロータ１４７が、第１冷却ファン２２１及び第２冷却ファン２２３のファン本体部を兼用する。したがって、電動モータ１４１と第１冷却ファン２２１、第２冷却ファン２２３の構造の合理化が達成される。
(第２実施形態)
　次に、第２実施形態につき、図４～図９を参照して説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して、駆動機構部１１０を冷却する冷却ファンの構成が異なる。冷却ファン以外の構成は、第１実施形態と同様の構成である。第２実施形態では、エンジン冷却用の第１冷却ファン２４１とモータ冷却用の第２冷却ファン２４３が、電動モータ１４１のアウタロータ１４７とは別体に設けられている。すなわち、第１冷却ファン２４１と第２冷却ファン２４３は、アウタロータ１４７に取り付けられる。この第１冷却ファン２４１および第２冷却ファン２４３がそれぞれ、本発明における「エンジン冷却ファン」および「モータ冷却ファン」に対応する実施構成例である。
　第２実施形態に係る第１冷却ファン２４１と第２冷却ファン２４３は、一体に成形された合成樹脂成形品であり、それぞれ遠心ファンとして構成されている。図４～図７に示すように、第１冷却ファン２４１と第２冷却ファン２４３は、円筒状の周壁２４５ａと底壁２４５ｂと円形の筒部２４５ｃとを有する略カップ状のファン本体部２４５を共通の本体部として有している。このファン本体部２４５の周壁２４５ａの後端部側（開口端部側）の外周部には、フランジ状の仕切り板２４７が設けられている。すなわち、第１冷却ファン２４１は、仕切り板２４７付きのファン本体部２４５と、仕切り板２４７を挟んでファン本体部２４５の前端側の外周部に配置された湾曲状の複数の羽根２４１ａとを主体として構成されている。一方、第２冷却ファン２４３は、仕切り板２４７付きのファン本体部２４５と、仕切り板２４７を挟んでファン本体部２４５の後端側の外周部に配置された湾曲状の複数の羽根２４３ａとを主体として構成されている。
　図４～図７に示すように、ファンの回転軸方向に関して、第１冷却ファン２４１の羽根２４１ａの長さは、第２冷却ファン２４３の羽根２４３ａ長さよりも長くなるように形成されている。すなわち、第１冷却ファン２４１は、第２冷却ファン２４３より大型のファンであり、これにより第１冷却ファン２４１が発生する風量が多くなるように設定されている。なお、ファン本体部２４５の底壁２４５ｂには、中心部に円形の筒部２４５ｃが形成されている。さらに、筒部２４５ｃを取り囲むように、冷却風をファンの内部（電動モータ１４１の内部）に流通させるための複数の連通孔２４５ｄが形成されている。
　また、第１冷却ファン２４１及び第２冷却ファン２４３は、図８に示すように、電動モータ１４１のアウタロータ１４７に対して前方から被せるように嵌合され、接着、溶着、或いは圧入等の接合手段によって固定され、これにより第１冷却ファン２４１および第２冷却ファン２４３がアウタロータ１４７と一体化される。すなわち、第１冷却ファン２４１及び第２冷却ファン２４３は、アウタロータ１４７の外周部に取り付けられて一体化されたアセンブリとして構成される。
　上記アセンブリは、図９に示すように、クランクシャフト１２３に対してアウタロータ１４７の筒部１４７ｃ及びファン本体部２４５の筒部２４５ｃが嵌合され、且つアウタロータ１４７の筒部１４７ｃがクランクシャフト１２３にキー結合される。そして、アセンブリは、ナット２４８によってクランクシャフト１２３により締め付けられて固定される。このとき、ファン本体部２４５の底壁２４５ｂの連通孔２４５ｄと、アウタロータ１４７の底壁１４７ｂの連通孔１４７ｄが一致するように組み付けられる。
　以上の第２実施形態によれば、第１冷却ファン２４１及び第２冷却ファン２４３は、エンジン１１１が駆動され、クランクシャフト１２３が回転されると、アウタロータ１４７と共に回転して冷却風を発生させる。これにより、第１実施形態の場合と同様に、エンジン１１１及び電動モータ１４１が冷却される。
　また、第２実施形態では、第１冷却ファン２４１及び第２冷却ファン２４３を電動モータ１４１のアウタロータ１４７とは別の部品として形成する。このため、合成樹脂成形品として形成する場合、ファンの製作が容易となり、ファンの製造コストが低減される。また、ファンは、アウタロータ１４７に取り付けられてアセンブリ体が形成される。これにより、アセンブリ体が、刈払機１の組付け性の向上に有効となる。なお、第１冷却ファン２４１及び第２冷却ファン２４３は、合成樹脂成形品に限らず、金属材料で構成してもよい。第１冷却ファン２４１及び第２冷却ファン２４３を金属材料で形成した場合には、ファンの重量が増加し、これによりエンジン１１１の駆動時におけるフライホイール効果が向上する。
（第３実施形態）
　次に、第３実施形態につき、図１０～図１２を参照して説明する。第３実施形態は、第１実施形態に対して、駆動機構部１１０を冷却する冷却ファンの構成が異なる。冷却ファン以外の構成は、第１実施形態と同様の構成である。第３実施形態では、エンジン冷却用の第１冷却ファン２５１とモータ冷却用の第２冷却ファン２６１が、互いに別部品として形成させている。そして、第１冷却ファン２５１と第２冷却ファン２６１を互いに接合することで一体化される。一体化された第１冷却ファン２５１と第２冷却ファン２６１は、電動モータ１４１のアウタロータ１４７又はクランクシャフト１２３に取り付けられる。この第１冷却ファン２５１および第２冷却ファン２６１がそれぞれ、本発明における「エンジン冷却ファン」および「モータ冷却ファン」に対応する実施構成例である。
　図１０に示すように、第１冷却ファン２５１は、ファンの回転軸方向後端側（図１０の左側）に円形の鍔部２５３ａが形成された円筒状のファン本体部２５３と、鍔部２５３ａの前面側においてファン本体部２５３の外周部に周方向に所定間隔で配置された複数の湾曲状の羽根２５５とを主体として構成されている。この第１冷却ファン２５１は、遠心ファンとして構成されている。
　一方、第２冷却ファン２６１は、円形の外側リング部２６３と、外側リング部２６３より小径の円形の内側リング部２６５と、外側リング部２６３と内側リング部２６５の間に、リング部の周方向に所定間隔で配置された複数の羽根２６７とを主体として構成されている。この第２冷却ファン２６１は、冷却風をファンの回転軸方向から吸い込み、回転軸方向に排出する軸流ファンとして構成される。すなわち、第１冷却ファン２５１と第２冷却ファン２６１は、ファンの種類および形状が異なる。この第１冷却ファン２５１及び第２冷却ファン２６１は、それぞれ合成樹脂成形品として形成されている。
　ファンの回転軸方向に関して、第２冷却ファン２６１の長さは、第１冷却ファン２５１の長さよりも短くなるように形成されている。図１１及び図１２に示すように、第２冷却ファン２６１は、外側リング部２６３が第１冷却ファン２５１のファン本体部２５３の筒孔のうちの前側部分に嵌合され、接着、溶着、或いは圧入等の接合手段を用いて第１冷却ファン２５１に固定される。これにより、第１冷却ファン２５１と第２冷却願２６１が一体化される。この一体化された第１冷却ファン２５１及び第２冷却ファン２６１は、第２冷却ファン２６１が、電動モータ１４１の前方側に位置するように配置される。そして、第１冷却ファン２５１のファン本体部２５３の筒孔のうちの後側部分がアウタロータ１４７の外側に被さるように嵌合して固定される。なお、第２冷却ファン２６１の内側リング部２６５がクランクシャフト１２３に嵌合して固定されてもよい。
　第３実施形態によれば、第１冷却ファン２５１が遠心ファンとして構成され、第２冷却ファン２６１が軸流ファンとして構成されている。従って、エンジン１１１の駆動時において、第１冷却ファン２５１及び第２冷却ファン２６１がアウタロータ１４７（クランクシャフト１２３）と共に回転する。これにより、第１冷却ファン２５１は、エンジン１１１に向かって冷却風を流通させてエンジン１１１を冷却する。一方、電動モータ１４１の前方に配置された第２冷却ファン２６１は、電動モータ１４１のステータコア１４３とアウタロータ１４７との間に向かってファンの回転軸方向に前方から後方へと強制的に押し込むように冷却風を流通させて電動モータ１４１を冷却する。
　また、第３実施形態によれば、第１冷却ファン２５１と第２冷却ファン２６１が、別部材として形成された後、互いに結合されて一体化される。このため、ファンが個別に製造される。したがって、それぞれのファンの成形が容易となる。一方、第１冷却ファン２５１と第２冷却ファン２６１が結合された状態では、一部材として取り扱われる。したがって、刈払機１の組付け性の向上に有効となる。
　なお、以上の第１～第３実施形態では、刈払機１は、エンジン冷却用の第１冷却ファン２２１，２４１，２５１と、モータ冷却用の第２冷却ファン２２３，２４３，２６１の２つのファンを備えていたが、これには限られない。例えば、電動モータ１４１の内部を通過後、エンジン１１１に向かって冷却風を流通させる第２冷却ファン２２３，２４３，２６１のみを備えていてもよい。すなわち、本体ハウジング１０１内に流入された冷却風を電動モータ１４１に流通させた後、エンジン１１１へ流通させてもよい。
　また、第１～第３実施形態では、冷却風が、電動モータ１４１のアウタロータ１４７とステータコア１４３との間を通過するように、電動モータ１４１の内部を通過させているが、これには限られない。例えば、モータ外部に沿って冷却風が流通することで、電動モータ１４１を冷却するように構成してもよい。また、電動モータ１４１としては、アウタロータモータに限られず、インナロータモータを採用してもよい。
　また、第１～第３実施形態では、動力工具の一例として、刈払機１を用いて説明したが、他の動力工具に本発明を適用してもよい。エンジンとモータを有していれば、チェンソー、ハンマドリル、丸鋸などの動力工具に本発明を適用してもよい。
（実施形態の各構成要素と本発明の構成要素との対応関係）
　本実施形態の各構成要素と本発明の各構成要素の対応関係を以下に示す。なお、本実施形態は、本発明を実施するための形態の一例を示すものであり、本発明は、本実施形態の構成に限定されるものではない。
　刈刃５が、本発明の「先端工具」に対応する構成の一例である。
　エンジン１１１が、本発明の「エンジン」に対応する構成の一例である。
　電動モータ１４１が、本発明の「モータ」に対応する構成の一例である。
　第１冷却ファン２２１，２４１，２５１が、本発明の「ファン」に対応する構成の一例である。
　第１冷却ファン２２１，２４１，２５１が、本発明の「エンジン冷却ファン」に対応する構成の一例である。
　第２冷却ファン２２３，２４３，２６１が、本発明の「ファン」に対応する構成の一例である。
　第２冷却ファン２２３，２４３，２６１が、本発明の「エンジン冷却ファン」に対応する構成の一例である。
　アウタロータ１４７が、本発明の「ロータ」に対応する構成の一例である。
　ステータコア１４３が、本発明の「ステータ」に対応する構成の一例である。
　モータ冷却経路およびエンジン冷却経路が、本発明の「冷却風流通路」に対応する構成の一例である。
　モータ冷却経路が、本発明の「第１冷却通路」に対応する構成の一例である。
　エンジン冷却経路が、本発明の「第２冷却通路」に対応する構成の一例である。
　吸気口２２５，２２７が、本発明の「吸気口」に対応する構成の一例である。
　排気口２２９が、本発明の「排気口」に対応する構成の一例である。
　コントローラが、本発明の「エンジン駆動用部材」に対応する構成の一例である。
　オイルパン１２６が、本発明の「エンジン駆動用部材」に対応する構成の一例である。
　マフラーが、本発明の「エンジン駆動用部材」に対応する構成の一例である。
　バッテリが、本発明の「モータ駆動用部材」に対応する構成の一例である。
　コントローラが、本発明の「モータ駆動用部材」に対応する構成の一例である。
１　刈払機
２　操作桿
３　動力ユニット
４　ギアヘッド
５　刈刃
６　安全カバー
７　ハンドル
８　スロットルレバー
８ａ　ケーブル
９　ドライブシャフト
１０１　本体ハウジング
１０９　燃料タンク
１１０　駆動機構部
１１１　エンジン
１１３　シリンダ
１１５　ピストン
１１７　点火プラグ
１１９　クランクケース
１２３　クランクシャフト
１２５　連接ロッド
１２６　オイルパン
１３８　バッテリ・コントローラ収容部
１４１　電動モータ
１４３　ステータコア
１４３ａ　鍔付きスリーブ
１４３ｂ　鍔部
１４５　ステータコイル
１４７　アウタロータ
１４７ａ　周壁
１４７ｂ　底壁
１４７ｃ　筒部
１４７ｄ　連通孔
１４９　マグネット
１５１　遠心クラッチ
１５３　クラッチシュー
１５５　クラッチドラム
１５７　接続ロッド
１６１　中間軸
１７１　リコイルスタータ
１７３　プーリ
１７５　ロープ
１７７　操作レバー
１７９　カップリング
２２０　冷却装置
２２１　第１冷却ファン
２２１ａ　羽根
２２３　第２冷却ファン
２２３ａ　羽根
２２４　仕切り板
２２５　吸気口
２２７　吸気口
２２９　排気口
２４１　第１冷却ファン
２４１ａ　羽根
２４３　第２冷却ファン
２４３ａ　羽根
２４５　ファン本体部
２４５ａ　周壁
２４５ｂ　底壁
２４５ｃ　筒部
２４５ｄ　連通孔
２４７　仕切り板
２４８　ナット
２５１　第１冷却ファン
２５３　鍔付きファン本体部
２５３ａ　鍔部
２５５　羽根
２６１　第２冷却ファン
２６３　外側リング部
２６５　内側リング部
２６７　羽根

Claims (21)

  1. 　先端工具を駆動可能なエンジンを備え、
    　前記先端工具が駆動されて所定の作業を行うように構成されており、
    　さらに、モータと、
    　前記エンジンと前記モータのうちの少なくとも一方を冷却するための冷却風を発生させるファンと、を有することを特徴とする動力工具。
  2. 　請求項１に記載の動力工具であって、
    　前記冷却風が、前記モータを通過した後に前記エンジンに向かって流れるように冷却風流通路が形成されていることを特徴とする動力工具。
  3. 　請求項２に記載の動力工具であって、
    　前記冷却風が、前記モータのロータとステータの間を通過するように前記冷却風流通路が形成されていることを特徴とする動力工具。
  4. 　請求項２または３に記載の動力工具であって、
    　前記冷却風流通路は、
    　前記冷却風が前記モータの内部を通過するように設けられた第１冷却通路と、
    　前記冷却風が前記モータの内部を通過することなく流れるように設けられた第２冷却通路と、を有することを特徴とする動力工具。
  5. 　請求項４に記載の動力工具であって、
    　前記冷却風のうち前記第２冷却通路を流れる空気量が、前記第１冷却通路を流れる空気量よりも多くなるように、前記第１冷却通路と前記第２冷却通路が形成されていることを特徴とする動力工具。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の動力工具であって、
    　前記ファンは、前記モータによって駆動されるように構成されていることを特徴とする動力工具。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載の動力工具であって、
    　当該動力工具の外部の空気を前記冷却風として当該動力工具の内部に取り入れる吸気口と、
    　前記冷却風を当該動力工具の外部に排出する排気口と、を有することを特徴とする動力工具。
  8. 　請求項７に記載の動力工具であって、
    　前記エンジンのクランクシャフトが延在する方向に関して、前記吸気口、前記モータ、前記エンジン、前記排気口の順に配置されていることを特徴とする動力工具。
  9. 　請求項７または８に記載の動力工具であって、
    　前記排気口は、前記エンジンの前記クランクシャフトとは反対側のシリンダ側に配置されていることを特徴とする動力工具。
  10. 　請求項１～９のいずれか１項に記載の動力工具であって、
    　前記冷却風が前記エンジンに到達する前に、前記エンジンの駆動に用いられるエンジン駆動用部材及び／又は前記モータの駆動に用いられるモータ駆動用部材を通過するように構成されていることを特徴とする動力工具。
  11. 　請求項１に記載の動力工具であって、
    　前記ファンは、前記モータの内部を通過可能な冷却風を発生させるためのモータ冷却ファンとして構成されていることを特徴とする動力工具。
  12. 　請求項１１に記載の動力工具であって、
    　前記エンジンを通過する冷却風を発生させるためのエンジン冷却ファンを更に有し、
    　前記モータ冷却ファンと前記エンジン冷却ファンは一体に形成されていることを特徴とする動力工具。
  13. 　請求項１２に記載の動力工具であって、
    　前記モータ冷却ファンと前記エンジン冷却ファンは、前記モータに取り付けられていることを特徴とする動力工具。
  14. 　請求項１２または１３に記載の動力工具であって、
    　前記モータは、ステータと、前記ステータの外側に設けられたロータと、を有し、
    　前記エンジン冷却ファンは、前記ロータの外周部に設けられた遠心ファンであることを特徴とする動力工具。
  15. 　請求項１４に記載の動力工具であって、
    　前記ロータは、前記エンジン冷却ファンの回転軸を兼用する構成であることを特徴とする動力工具。
  16. 　請求項１２～１５のいずれか１項に記載の動力工具であって、
    　前記モータ冷却ファンと前記エンジン冷却ファンは、互いに異なるファンで構成されていることを特徴とする動力工具。
  17. 　請求項１１～１６のいずれか１項に記載の動力工具であって、
    　当該動力工具の外部の空気を前記冷却風として当該動力工具の内部に取り入れる吸気口を有し、
    　前記モータ冷却ファンは、前記モータの回転軸方向に関して、前記モータに対して前記吸気口とは反対側に配置された遠心ファンであることを特徴とする動力工具。
  18. 　請求項１１～１６のいずれか１項に記載の動力工具であって、
    　当該動力工具の外部の空気を前記冷却風として当該動力工具の内部に取り入れる吸気口を有し、
    　前記モータ冷却ファンは、前記モータの回転軸方向に関して、前記モータに対して前記吸気口側に配置された軸流ファンであることを特徴とする動力工具。
  19. 　請求項１～１８のいずれか１項に記載の動力工具であって、
    　前記エンジンと前記モータが前記先端工具を同時に駆動可能に構成されていることを特徴とする動力工具。
  20. 　請求項１～１９のいずれか１項に記載の動力工具であって、
    　前記エンジンのクランクシャフトと、前記モータの回転軸が同軸状に配置されていることを特徴とする動力工具。
  21. 　請求項１～２０のいずれか１項に記載の動力工具であって、
    　前記モータは、前記エンジンが前記先端工具を駆動する際に、当該エンジンに対する負荷を低減するように駆動されることを特徴とする動力工具。
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