WO2018016315A1 - 電動作業機 - Google Patents

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均 鈴木
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株式会社マキタ
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    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20436Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing

Definitions

  • This disclosure relates to an electric work machine.
  • Patent Document 1 describes that, in an electric tool, the heat generated in the FET is radiated by the heat radiating case by connecting the FET and the heat radiating case so as to allow heat exchange.
  • FET is an abbreviation for field effect transistor.
  • the electric working machine includes an electronic component that generates heat, a metal plate that is thermally coupled to the electronic component, and a graphite sheet. And the graphite sheet is affixed on the specific surface which is a surface on the opposite side to the surface thermally coupled with an electronic component among the surfaces of a metal plate.
  • the thermal conductivity of graphite sheets is very high compared to metals.
  • the heat transferred from the electronic component to the metal plate is quickly transferred over a wide area of the metal plate by the graphite sheet attached to a specific surface of the metal plate. For this reason, the heat dissipation effect of the electronic component by a metal plate improves.
  • the heat dissipation effect of an electronic component is an effect that dissipates heat generated by the electronic component.
  • the heat dissipation effect of the electronic component is also simply referred to as the heat dissipation effect.
  • the graphite sheet has a high heat radiation capability, the heat dissipation effect is further improved. Therefore, if the same amount of heat is released, the thickness and area of the metal plate can be reduced when the graphite sheet is provided. As a result, the electric working machine can be easily downsized.
  • the graphite sheet is affixed to the specific surface so that at least one affixed portion that is affixed to the specific surface of the metal plate and at least one non-adhesive portion that is separated from the specific surface appear alternately in a predetermined direction. May be. According to the electric working machine configured as described above, the contact area between the graphite sheet and the air can be increased, so that the heat dissipation effect can be further improved.
  • Each of the at least one non-sticking part may form a cylindrical part through which air can pass with a specific surface of the metal plate. According to the electric working machine configured as described above, the contact area between the graphite sheet and the air can be further increased.
  • the metal plate may be provided such that each longitudinal direction of at least one non-sticking portion of the graphite sheet is perpendicular to the ground.
  • air flows along at least one non-sticking part by natural convection, so that the heat dissipation effect can be improved.
  • the cylindrical portion is formed, air passes through the cylindrical portion by natural convection, so that the heat dissipation effect can be further improved.
  • the vertical is not limited to the vertical in a strict sense, and may not be strictly vertical as long as the same effect as described above can be obtained.
  • the heat dissipation effect can be further improved.
  • the height from the specific surface of at least one non-sticking part in the graphite sheet is The distance from the blower may be higher.
  • the heat dissipation effect can be further improved.
  • the blower may be configured to generate wind by a piezoelectric element. According to the electric working machine configured as described above, the power consumption in the blower can be reduced. Moreover, the tolerance of the blower device against the vibration of the electric working machine can be increased.
  • the metal plate thermally coupled to the electronic component may be a first metal plate.
  • a graphite sheet may be affixed ranging over both the 1st metal plate and the 2nd metal plate which is a metal plate different from this 1st metal plate.
  • the electric working machine includes an electronic component that generates heat, a metal plate, and a heat conducting member.
  • the heat conducting member is provided between the electronic component and the metal plate, and transfers heat from the electronic component to the metal plate.
  • the heat conduction member includes an object that can be compressed and deformed, and a graphite sheet that encloses the object.
  • the heat conducting member has a configuration in which an object that can be compressed and deformed is wrapped with a graphite sheet. For this reason, the shape of the said member for heat conduction, ie, the external shape of a graphite sheet, is compressible. Therefore, the heat conducting member can thermally couple the electronic component and the metal plate while absorbing an error in the distance between the electronic component and the metal plate.
  • the thermal conductivity of the resin is much lower than that of a metal. For this reason, the heat from the electronic component cannot be efficiently transferred to the metal plate. Therefore, the heat dissipation effect of the electronic component is reduced.
  • the thermal conductivity of graphite sheets is very high compared to metals. Therefore, the heat from the electronic component can be efficiently transmitted to the metal plate, and as a result, the heat dissipation effect of the electronic component can be enhanced.
  • a grinder will be described as an example of an electric working machine.
  • a grinder is an electric working machine capable of performing processing such as grinding, polishing, and cutting on a workpiece.
  • the grinder 1 includes a main body 2 and a battery pack 50.
  • the main body 2 includes a housing 5, a tip work tool 6, a cover 7, and an operation switch 8.
  • the housing 5 constitutes the housing of the grinder 1.
  • the housing 5 is made of resin.
  • a motor 11 and a controller 13 shown in FIG. 2 are accommodated in the housing 5.
  • the motor 11 is a power source of the grinder 1.
  • the motor 11 is disposed inside the front end side of the housing 5 (that is, the right side in FIG. 1).
  • the motor 11 is, for example, a brushless motor, but may be another type of motor.
  • the controller 13 mainly controls the motor 11.
  • the controller 13 is disposed, for example, inside the rear end side of the housing 5 (that is, the left side in FIG. 1).
  • a battery mounting portion 9 for mounting the battery pack 50 is provided on the side surface on the rear end side of the housing 5.
  • the battery pack 50 is configured to be detachable from the battery mounting portion 9.
  • the battery pack 50 contains a plurality of batteries.
  • each electric load such as the motor 11 and the controller 13 in the main body 2 is configured to operate by electric power supplied from the battery pack 50.
  • the tip work tool 6 is a member for performing work on the work object by being brought into direct contact with the work object by the user of the grinder 1.
  • the tip work tool 6 is rotationally driven by a motor 11. Examples of the tip working tool 6 include a grinding wheel, a cutting wheel, and a wire brush.
  • the cover 7 is intended to protect the user from scattering of workpieces and fragments of the tip work tool 6 that occur during operations such as grinding, polishing, and cutting by the tip work tool 6.
  • the cover 7 is formed in a substantially semicircular shape so as to cover a part (for example, approximately half) of the outer periphery of the tip work tool 6.
  • the operation switch 8 is a switch operated by the user when rotating the tip work tool 6.
  • the motor 11 is driven.
  • the tip work tool 6 is rotationally driven.
  • the controller 13 rotates the motor 11 by energizing the motor 11.
  • the controller 13 accommodated in the housing 5 includes a printed circuit board (hereinafter referred to as a PCB) 21 and an electronic component 23 mounted on the PCB 21.
  • the electronic component 23 is an electronic component that generates heat.
  • the electronic component 23 is an electronic component that requires heat dissipation measures.
  • the electronic component 23 is, for example, a switching element that constitutes an inverter that energizes the motor 11. This switching element is, for example, a power MOSFET, but may be another type of transistor.
  • the electronic component 23 may be an electronic component that generates heat other than the switching element.
  • a metal plate 25 serving as a heat sink is attached to a surface 23a of the electronic component 23 opposite to the PCB 21 side. Specifically, in the housing 5, each of the PCB 21 and the metal plate 25 is fixed so that the surface 23a opposite to the PCB 21 side of the electronic component 23 and the surface of the metal plate 25 are in contact with each other. . For this reason, the metal plate 25 is thermally coupled to the electronic component 23. Therefore, the heat generated in the electronic component 23 is transmitted to the metal plate 25.
  • the material of the metal plate 25 is, for example, aluminum, but may be a metal such as iron or copper. Further, a member such as an elastic material having thermal conductivity may be provided between the electronic component 23 and the metal plate 25.
  • a surface (hereinafter referred to as a specific surface) 25b opposite to a surface (that is, a surface on the electronic component 23 side) 25a that is thermally coupled to the electronic component 23 has a high thermal conductivity.
  • a graphite sheet 27 is attached.
  • the graphite sheet 27 is affixed on the specific surface 25b of the metal plate 25, for example with adhesive materials, such as a heat conductive adhesive and a double-sided tape.
  • the thermal conductivity of the metal plate 25 is about several hundred [W / (m ⁇ K)]
  • the thermal conductivity of the graphite sheet 27 is, for example, about 1600 [W / (m ⁇ K)].
  • the thickness of the graphite sheet 27 is, for example, 25 [ ⁇ m].
  • Such a graphite sheet 27 is described in, for example, JP-A-2015-216184.
  • the heat transmitted from the electronic component 23 to the metal plate 25 is quickly transmitted over a wide area of the metal plate 25 by the graphite sheet 27 attached to the specific surface 25b of the metal plate 25. For this reason, the heat dissipation effect of the electronic component 23 by the metal plate 25 is improved. Furthermore, since the graphite sheet 27 is excellent in heat radiation ability, that is, ability to emit heat energy as infrared rays, the heat radiation effect is further improved. Therefore, if the same amount of heat is released, when the graphite sheet 27 is provided, the thickness and area of the metal plate 25 can be reduced. As a result, the grinder 1 can be easily downsized.
  • one of the two surfaces of the graphite sheet 27 is adhered to the specific surface 25 b of the metal plate 25. That is, the shape of the graphite sheet 27 was the same planar shape as the specific surface 25 b of the metal plate 25.
  • the shape of the graphite sheet 27 differs.
  • the graphite sheet 27 is separated from at least one (a plurality of FIGS. 3 and 4) affixing portions 27 a attached to the specific surface 25 b of the metal plate 25 and the specific surface 25 b.
  • At least one (a plurality in FIG. 3 and FIG. 4) non-pasting portions 27b are stuck to the specific surface 25b so as to appear alternately in a predetermined direction.
  • the predetermined direction is the left-right direction in FIGS.
  • the non-sticking portion 27 b of the graphite sheet 27 forms a cylindrical portion 29 through which air can pass with the specific surface 25 b of the metal plate 25.
  • the non-sticking portion 27b has a mountain shape when viewed from a direction perpendicular to the predetermined direction and parallel to the specific surface 25b of the metal plate 25, that is, the cross-sectional shape shown in FIG. Specifically, the non-sticking portion 27b has an inverted V-shaped cross section when the metal plate 25 side is down. For this reason, the cylindrical part 29 has a triangular cylindrical shape.
  • the non-sticking portion 27b may have a mountain shape other than the inverted V shape, such as an inverted U shape or a semicircular shape, when the metal plate 25 side is on the lower side.
  • the semicircular shape is not limited to a semicircular shape in a strict sense that bisects a perfect circle.
  • the installation direction of the metal plate 25 in the grinder 1 is not mentioned.
  • the metal plate 25 is provided in the grinder 1 so that the longitudinal direction of the non-sticking portion 27 b is perpendicular to the ground. ing.
  • the longitudinal direction of the non-sticking portion 27 b is also the longitudinal direction of the tubular portion 29. That is, in FIG. 5, the longitudinal direction of the non-sticking part 27b and the cylindrical part 29 is a vertical direction.
  • the lower side in FIG. 5 is the direction of the ground side, and the upper side in FIG. 5 is the upper side perpendicular to the ground.
  • the posture of the grinder 1 when used is not necessarily constant.
  • the posture that is considered to be the most frequently used posture when the grinder 1 is used is referred to as a “standard use posture”.
  • the metal plate 25 is provided in the grinder 1 so that the longitudinal direction of the non-sticking portion 27b is perpendicular to the ground when the grinder 1 is in the standard use posture.
  • the upper side in FIG. 1 is the upper side when the grinder 1 is used horizontally.
  • position of the grinder 1 shown in FIG. 1 is a standard use attitude
  • the metal plate 25 is fixed in the grinder 1 so that the upper side in FIG. 5 is the upper side in FIG.
  • the metal plate 25 is such that the longitudinal direction of the non-sticking portion 27b is the ground when the electric working machine is in the fixed posture. It may be provided in the electric working machine so as to be perpendicular to.
  • the longitudinal direction of the non-sticking part 27b becomes perpendicular
  • the vertical is not limited to the vertical in a strict sense, and may not be strictly vertical as long as the same effect as described above can be obtained.
  • the grinder 1 of 4th Embodiment is equipped with the air blower 31 which applies a wind to the graphite sheet 27, as shown in FIG. 6 compared with 2nd Embodiment.
  • the blower 31 is provided so that the direction of the wind blown from the blower port 33 of the blower 31 is the longitudinal direction of the non-sticking portion 27 b.
  • An arrow Wa in FIG. 6 indicates the direction of the wind blown from the blower port 33.
  • the blower 31 is configured to generate wind by a built-in piezoelectric element. Specifically, the blower 31 is configured to discharge air from the blower opening 33 which is an opening when the diaphragm is vibrated by the piezoelectric element.
  • a blower 31 is called a piezoelectric micro blower, and is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2012-77777 and 2013-50108.
  • the blower 31 may be configured to emit wind by the power of an electric motor, for example. Even if such a blower 31 is used, the heat dissipation effect of the electronic component 23 can be improved.
  • the grinder 1 of the fifth embodiment differs from the fourth embodiment in the following points ⁇ 5-1-1> and ⁇ 5-1-2>.
  • ⁇ 5-1-1> As shown in FIG. 7, the blower 31 is provided such that the direction of the air blown from the blower port 33 is perpendicular to the longitudinal direction of the non-sticking portion 27b. An arrow Wb in FIG. 7 indicates the direction of the wind blown from the blower port 33.
  • each of H1 to H4 is the height of each of the fifth to eighth non-sticking portions 27b counted from the one closest to the blower 31 among the plurality of non-sticking portions 27b.
  • the magnitude relationship between H1 to H4 is “H1 ⁇ H2 ⁇ H3 ⁇ H4”.
  • the graphite sheet 27 is configured such that the height from the specific surface 25 b of at least one non-sticking portion 27 b increases as the distance from the blower 31 increases. It may be configured. Specifically, in FIG. 6, as indicated by the alternate long and short dash line, the graphite sheet 27 may be configured such that the height from the specific surface 25 b of the non-sticking portion 27 b increases toward the near side in FIG. 6. . Even if comprised in this way, the effect similar to 5th Embodiment is acquired. Moreover, you may comprise so that the height from the specific surface 25b of the some non-pasting part 27b may become so high that the near side of FIG.
  • the graphite sheet 27 is attached to one metal plate 25.
  • the graphite sheet 27 is formed on both the metal plate 25 and the metal plate 26 different from the metal plate 25. It is pasted across.
  • an adhesive material such as a heat conductive adhesive or a double-sided tape is used.
  • the metal plate 25 corresponds to an example of a first metal plate
  • the metal plate 26 corresponds to an example of a second metal plate.
  • the grinder 1 of the seventh embodiment differs from the first embodiment in the following points ⁇ 7-1-1> and ⁇ 7-1-2>.
  • ⁇ 7-1-1> As shown in FIG. 10, a heat conducting member 41 for transferring heat from the electronic component 23 to the metal plate 25 is provided between the electronic component 23 and the metal plate 25. .
  • the heat conducting member 41 includes an object 43 that can be compressed and deformed, and a graphite sheet 45 that encloses the object 43. That is, the heat conducting member 41 is formed by wrapping an object 43 that can be compressed and deformed with the graphite sheet 45. For this reason, the heat conducting member 41 can be elastically deformed, and the surface of the heat conducting member 41 is a graphite sheet 45.
  • the compression-deformable object 43 is, for example, a silicone resin or synthetic rubber.
  • the graphite sheet 45 is the same as the graphite sheet 27 of the first embodiment.
  • the graphite sheet 27 is not attached to the specific surface 25 b of the metal plate 25.
  • the heat from the electronic component 23 is efficiently transmitted to the metal plate 25 through the graphite sheet 45 constituting the heat conducting member 41. Therefore, the heat dissipation effect of the electronic component 23 can be improved.
  • the shape of the heat conducting member 41 that is, the outer shape of the graphite sheet 45 is compressible. Therefore, the heat conducting member 41 can thermally couple the electronic component 23 and the metal plate 25 while absorbing an error in the distance between the electronic component 23 and the metal plate 25, that is, an assembly error.
  • the compressible and deformable object 43 is not limited to a solid, but may be a gas such as air or a liquid such as water.
  • a blower 31 that applies wind to the graphite sheet 27 may be provided as in the fourth embodiment.
  • the air blower 31 may be provided so that the direction of the air blown from the air blowing port 33 is from the lower side to the upper side in FIG.
  • the graphite sheet 27 is extended from the metal plate 25, and the extended portion of the graphite sheet 27 is the other metal plate 26. You may affix on the surface of.
  • the configuration of the seventh embodiment and any one of the configurations of the first to sixth embodiments may be combined.
  • the graphite sheet 27 similar to that of the first embodiment is attached to the specific surface 25b of the metal plate 25, or the graphite sheet 27 similar to that of the second embodiment is attached. Also good.
  • the non-sticking portion 27 a of the graphite sheet 27 may not form the cylindrical portion 29.
  • the non-sticking portion 27b has an I-shaped cross section.
  • the non-sticking part 27b between the sticking parts 27a may be bonded together.
  • the modification as shown in FIG. 11 can be applied to other embodiments.
  • the electric working machine includes an electric hammer, an electric hammer drill, an electric drill, an electric screwdriver, an electric wrench, an electric reciprocating saw, an electric jigsaw, an electric cutter, an electric chain saw, an electric canna, an electric marnoco, and an electric nailing machine. It may be a machine, an electric hedge trimmer, an electric lawn mower, an electric lawn clipper, an electric brush cutter, an electric cleaner, an electric blower, or the like.
  • a plurality of functions of one constituent element in the above embodiment may be realized by a plurality of constituent elements, or a single function of one constituent element may be realized by a plurality of constituent elements.
  • a plurality of functions possessed by a plurality of constituent elements may be realized by one constituent element, or a single function realized by a plurality of constituent elements may be realized by one constituent element.
  • at least a part of the configuration of the embodiment or the modification may be added to or replaced with the configuration of the other embodiment.
  • all the aspects included in the technical idea specified from the wording described in the claims are embodiments of the present disclosure.
  • this indication is also realizable with various forms, such as the thermal radiation method of an electrically-driven working machine.

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Abstract

本開示の1つの局面における電動作業機は、熱を発する電子部品と、電子部品と熱結合した金属板とを備える。そして、金属板の面のうち、電子部品と熱結合する面とは反対側の面には、高熱伝導率のグラファイトシートが貼り付けられている。

Description

電動作業機 関連出願の相互参照
 本国際出願は、2016年7月20日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第2016-142584号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第2016-142584号の全内容を参照により本国際出願に援用する。
 本開示は、電動作業機に関する。
 下記の特許文献1には、電動工具において、FETと放熱ケースとが熱交換可能に連接されることにより、FETで発生した熱が放熱ケースによって放熱されることが記載されている。FETは、電界効果トランジスタの略である。
特開2016-22543号公報
 特許文献1に記載の技術において、放熱ケースが金属で形成されたとしても、金属の熱伝導率は数百[W/(m・K)]程度である。このため、仮に放熱ケースの面積が大きいとしても、放熱ケースの全体に熱が伝わり難い。よって、特許文献1に記載の技術では、効率良く放熱することができない。
 本開示の一局面では、電動作業機において、発熱する電子部品の放熱効果を向上させることが望ましい。
 本開示の一局面における電動作業機は、熱を発する電子部品と、この電子部品と熱結合した金属板と、グラファイトシートと、を備える。そして、グラファイトシートは、金属板の面のうち、電子部品と熱結合する面とは反対側の面である特定面に貼り付けられている。グラファイトシートの熱伝導率は金属と比べて非常に高い。
 このような電動作業機において、電子部品から金属板に伝わった熱は、金属板の特定面に貼り付けられたグラファイトシートにより、金属板の広範囲に素早く伝わる。このため、金属板による電子部品の放熱効果が向上する。電子部品の放熱効果とは、電子部品が発した熱を放散させる効果である。以下では、電子部品の放熱効果のことを、単に、放熱効果とも言う。更に、グラファイトシートは熱放射能力が高いため、放熱効果が一層向上する。よって、同じ熱量を放出するのであれば、グラファイトシートを備える場合には、金属板の厚さや面積を小さくすることができる。その結果、電動作業機を小型化し易くなる。
 グラファイトシートは、金属板の特定面に貼り付けられる少なくとも1つの貼付部と、特定面から離れている少なくとも1つの非貼付部とが、所定方向において交互に現れるように、特定面に貼り付けられても良い。このように構成された電動作業機によれば、グラファイトシートと空気との接触面積を増やすことができるため、放熱効果を更に向上させることができる。
 少なくとも1つの非貼付部の個々は、金属板の特定面とともに空気が通過可能な筒状部を形成しても良い。このように構成された電動作業機によれば、グラファイトシートと空気との接触面積を更に増やすことができる。
 金属板は、グラファイトシートの少なくとも1つの非貼付部の個々の長手方向が、地面に対して垂直となるように、設けられても良い。このように構成された電動作業機によれば、自然対流によって空気が少なくとも1つの非貼付部に沿って流れるため、放熱効果を向上させることができる。また、筒状部が形成されているならば、自然対流によって空気が筒状部を通過するため、放熱効果を更に向上させることができる。尚、垂直とは、厳密な意味での垂直に限るものではなく、上記と同様の効果を奏するのであれば厳密に垂直でなくても良い。
 グラファイトシートに風を当てる送風装置を更に備えても良い。このように構成された電動作業機によれば、放熱効果を更に向上させることができる。
 グラファイトシートの少なくとも1つの貼付部と非貼付部とが交互に現れるようになっていて、且つ、送風装置が備えられる場合、グラファイトシートにおける少なくとも1つの非貼付部の前記特定面からの高さは、送風装置から遠いほど高くなっていても良い。このように構成された電動作業機によれば、例えば複数の非貼付部のうち、送風装置に近い非貼付部だけでなく、送風装置から離れた非貼付部にも風が良く当たるようにすることができる。よって、放熱効果を更に向上させることができる。
 送風装置は、圧電素子によって風を発生させるように構成されても良い。このように構成された電動作業機によれば、送風装置での消費電力を小さくすることができる。また、電動作業機の振動に対する送風装置の耐性を強くすることができる。
 電子部品と熱結合する前記金属板は、第1の金属板として良い。そして、グラファイトシートは、第1の金属板と、該第1の金属板とは別の金属板である第2の金属板との両方に、跨って貼り付けられても良い。このように構成された電動作業機によれば、電子部品からの熱を、第1の金属板からグラファイトシートを介して第2の金属板へ運ぶことができる。よって、放熱効果を更に向上させることができる。
 また、本開示の一局面における電動作業機は、熱を発する電子部品と、金属板と、熱伝導用部材と、を備える。熱伝導用部材は、電子部品と金属板との間に設けられて、電子部品からの熱を金属板に伝える。更に、熱伝導用部材は、圧縮変形可能な物体と、該物体を包み込んだグラファイトシートと、を備える。
 このように構成された電動作業機において、電子部品からの熱は、熱伝導用部材を構成するグラファイトシートを介して金属板に効率良く伝わる。よって、電子部品の放熱効果を向上させることができる。また、熱伝導用部材は、圧縮変形可能な物体をグラファイトシートで包み込んだ構成を有している。このため、当該熱伝導用部材の形状、すなわちグラファイトシートの外形形状は、圧縮変形可能である。よって、この熱伝導用部材は、電子部品と金属板との間隔の誤差を吸収しつつ、電子部品と金属板とを熱結合させることができる。
 比較例として、例えば、熱伝導用部材として、熱伝導性を有する樹脂を用いた場合、その樹脂の熱伝導率は金属よりも格段に低い。このため、電子部品からの熱を金属板へ効率良く伝えることができない。よって、電子部品の放熱効果が低くなる。これに対して、グラファイトシートの熱伝導率は金属と比べて非常に高い。よって、電子部品からの熱を金属板に効率良く伝えることができ、その結果、電子部品の放熱効果を高めることができる。
バッテリパックが装着された状態のグラインダの斜視図である。 第1実施形態のグラインダにおける電子部品の放熱構造を説明するための概略構成図である。 第2実施形態のグラインダにおける電子部品の放熱構造を説明するための概略構成図である。 第2実施形態のグラインダにおける電子部品の放熱構造を説明するための概略斜視図である。 第3実施形態のグラインダにおける電子部品の放熱構造を説明するための概略斜視図である。 第4実施形態のグラインダにおける電子部品の放熱構造を説明するための概略斜視図である。 第5実施形態のグラインダにおける電子部品の放熱構造を説明するための概略斜視図である。 第6実施形態のグラインダにおける電子部品の放熱構造を説明するための概略構成図である。 第6実施形態のグラインダにおける電子部品の放熱構造を説明するための概略斜視図である。 第7実施形態のグラインダにおける電子部品の放熱構造を説明するための概略構成図である。 変形例を説明するための概略構成図である。
 1…グラインダ、2…本体、5…ハウジング、6…先端作業具、7…カバー、8…操作スイッチ、9…バッテリ装着部、11…モータ、13…コントローラ、21…PCB、23…電子部品、23a…面、25…金属板、25b…特定面、26…金属板、27…グラファイトシート、27a…貼付部、27b…非貼付部、29…筒状部、31…送風装置、33…送風口、41…熱伝導用部材、43…物体、45…グラファイトシート、50…バッテリパック
 以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の実施形態では、電動作業機の一例として、グラインダについて説明する。グラインダは、被加工材に対して研削、研磨、切断等の加工を行うことが可能な電動作業機である。
 [1.第1実施形態]
 [1-1.グラインダの全体構成]
 図1に示すように、グラインダ1は、本体2と、バッテリパック50と、を備える。本体2は、ハウジング5と、先端作業具6と、カバー7と、操作スイッチ8と、を備える。
 ハウジング5は、グラインダ1の筐体を構成するものである。ハウジング5は、樹脂によって形成されている。ハウジング5の内部には、モータ11と、図2に示すコントローラ13とが収容されている。モータ11は、グラインダ1の動力源である。モータ11は、ハウジング5の先端側(すなわち図1における右側)の内部に配置されている。モータ11は、例えばブラシレスモータであるが、他の種類のモータであっても良い。コントローラ13は、主にモータ11の制御を行う。コントローラ13は、例えばハウジング5の後端側(すなわち図1における左側)の内部に配置されている。
 ハウジング5の後端側の側面には、バッテリパック50を装着させるためのバッテリ装着部9が設けられている。バッテリパック50は、バッテリ装着部9に対して着脱可能に構成されている。尚、図示は省略するが、バッテリパック50には、複数のバッテリが収容されている。
 図1に示すように、本体2にバッテリパック50が装着されると、バッテリパック50から本体2へ電力を供給可能な状態となる。本体2におけるモータ11やコントローラ13等の各電気負荷は、バッテリパック50から供給される電力によって動作するように構成されている。
 先端作業具6は、グラインダ1の使用者によって作業対象物に直接接触させられることにより、その作業対象物に対する作業を実行するための部材である。先端作業具6は、モータ11によって回転駆動される。先端作業具6としては、例えば、研削砥石、切断砥石、ワイヤブラシ等が挙げられる。
 カバー7は、先端作業具6による研削、研磨、切断等の作業時に生じる、被加工材や先端作業具6の破片の飛散から、使用者を保護するためのものである。カバー7は、先端作業具6の外周の一部(例えば略半分)を覆うように、略半円形状に形成されている。
 操作スイッチ8は、先端作業具6を回転させる際に使用者により操作されるスイッチである。使用者が操作スイッチ8を押し操作すると、モータ11が駆動される。モータ11が駆動されることにより先端作業具6が回転駆動される。
 コントローラ13は、使用者により操作スイッチ8が押し操作されると、モータ11への通電を行うことによりモータ11を回転させる。
 [1-2.電子部品の放熱構造]
 図2に示すように、ハウジング5内に収容されたコントローラ13は、プリント回路基板(以下、PCBと称する)21と、PCB21に実装された電子部品23と、を備える。
 電子部品23は、熱を発する電子部品である。そして、電子部品23は、放熱対策が必要な電子部品である。電子部品23は、例えば、モータ11への通電を行うインバータを構成するスイッチング素子である。このスイッチング素子は、例えばパワーMOSFETであるが、他の種類のトランジスタであっても良い。また、電子部品23は、スイッチング素子以外の発熱する電子部品であっても良い。
 電子部品23のPCB21側とは反対側の面23aには、ヒートシンクとしての役割を果たす金属板25が取り付けられている。具体的には、ハウジング5内において、PCB21と金属板25との各々は、電子部品23のPCB21側とは反対側の面23aと金属板25の表面とが接触するように、固定されている。このため、金属板25は電子部品23と熱結合している。よって、電子部品23で発生した熱は金属板25に伝わる。金属板25の材料は、例えばアルミニウムであるが、鉄や銅等の金属でも良い。また、電子部品23と金属板25との間に、例えば熱伝導性を有する弾性材等の部材が設けられても良い。
 そして、金属板25の面のうち、電子部品23と熱結合する面(すなわち電子部品23側の面)25aとは反対側の面(以下、特定面と称する)25bには、高熱伝導性のグラファイトシート27が貼り付けられている。尚、グラファイトシート27は、例えば熱伝導性がある接着剤や両面テープ等の接着用材料によって金属板25の特定面25bに貼り付けられている。
 金属板25の熱伝導率が数百[W/(m・K)]程度であるのに対して、グラファイトシート27の熱伝導率は、例えば1600[W/(m・K)]程度であって非常に高い。また、グラファイトシート27の厚さは例えば25[μm]である。このようなグラファイトシート27については、例えば特開2015-216184号公報に記載されている。
 [1-3.効果]
 以上のような放熱構造を備えた第1実施形態のグラインダ1によれば、以下の効果を奏する。
 電子部品23から金属板25に伝わった熱は、金属板25の特定面25bに貼り付けられたグラファイトシート27により、金属板25の広範囲に素早く伝わる。このため、金属板25による電子部品23の放熱効果が向上する。更に、グラファイトシート27は熱放射能力、すなわち、熱エネルギーを赤外線として放出する能力が優れているため、放熱効果が一層向上する。よって、同じ熱量を放出するのであれば、グラファイトシート27を備える場合には、金属板25の厚さや面積を小さくすることができる。その結果、グラインダ1を小型化し易くなる。
 [2.第2実施形態]
 [2-1.第1実施形態との相違点]
 第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。また、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
 第1実施形態においては、グラファイトシート27の2つの面のうち、一方の面全体が金属板25の特定面25bに貼り付けられていた。つまり、グラファイトシート27の形状は、金属板25の特定面25bと同じ平面形状であった。
 これに対して、第2実施形態のグラインダ1では、第1実施形態と比較すると、グラファイトシート27の形状が異なる。
 図3及び図4に示すように、グラファイトシート27は、金属板25の特定面25bに貼り付けられる少なくとも1つ(図3,図4では複数)の貼付部27aと、特定面25bから離れている少なくとも1つ(図3,図4では複数)の非貼付部27bとが、所定方向に交互に現れるように、特定面25bに貼り付けられている。その所定方向は、図3及び図4における左右方向である。
 以下、複数の貼付部27a、複数の非貼付部27bについて説明する場合、1個の貼付部27a、1個の非貼付部27bについて説明する。
 グラファイトシート27の非貼付部27bは、金属板25の特定面25bとともに、空気が通過可能な筒状部29を形成している。
 非貼付部27bは、上記所定方向に対し垂直で且つ金属板25の特定面25bと平行な方向から見た形状、すなわち図3に表される横断面形状が、山形になっている。具体的には、非貼付部27bは、金属板25側を下にした場合の横断面形状が、逆V字形になっている。このため、筒状部29は、三角筒の形状となっている。
 尚、非貼付部27bは、金属板25側を下にした場合の横断面形状が、例えば逆U字形や半円形等、逆V字形以外の山形でも良い。また、半円形とは、真円を二等分した厳密な意味での半円形に限るものではない。
 [2-2.効果]
 このような第2実施形態によれば、グラファイトシート27と空気との接触面積を増やすことができる。よって、電子部品23の放熱効果を更に向上させることができる。
 [3.第3実施形態]
 [3-1.第2実施形態との相違点]
 第3実施形態は、基本的な構成は第2実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。また、第1及び第2実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
 第2実施形態では、グラインダ1内における金属板25の設置方向について言及していなかった。これに対して、第3実施形態のグラインダ1では、図5に示すように、金属板25は、非貼付部27bの長手方向が地面に対して垂直となるように、グラインダ1内に設けられている。非貼付部27bの長手方向は、筒状部29の長手方向でもある。つまり、図5において、非貼付部27b及び筒状部29の長手方向は、上下の方向である。そして、図5における下側は、地面側の方向であり、図5における上側は、地面に対して垂直な上方である。
 尚、グラインダ1は可般式の電動作業機であるため、当該グラインダ1の使用時の姿勢は必ずしも一定でない。ここで、地面を基準にしたグラインダ1の姿勢のうち、当該グラインダ1の使用時の姿勢として最も頻度が高いと考えられる姿勢を、「標準使用姿勢」と称することにする。そして、金属板25は、グラインダ1が標準使用姿勢である場合に、非貼付部27bの長手方向が地面に対して垂直となるように、グラインダ1内に設けられている。具体例を挙げると、図1における上側は、グラインダ1が水平に使用された場合の上側である。そして、図1に示すグラインダ1の姿勢が、標準使用姿勢である。このため、金属板25は、図5における上側が、図1における上側となるように、グラインダ1内に固定されている。
 一方、電動作業機が、固定の姿勢で使用される定置式のものであるならば、金属板25は、電動作業機が上記固定の姿勢である場合に、非貼付部27bの長手方向が地面に対して垂直となるように、その電動作業機内に設けられても良い。
 [3-2.効果]
 このような第3実施形態によれば、非貼付部27bの長手方向が地面に対して垂直となる。このため、自然対流によって、空気が、非貼付部27bに沿って流れると共に、筒状部29を通過する。よって、電子部品23の放熱効果を更に向上させることができる。尚、垂直とは、厳密な意味での垂直に限るものではなく、上記と同様の効果を奏するのであれば厳密に垂直でなくても良い。
 [4.第4実施形態]
 [4-1.第2実施形態との相違点]
 第4実施形態は、基本的な構成は第2実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。また、第1及び第2実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
 第4実施形態のグラインダ1は、第2実施形態と比較すると、図6に示すように、グラファイトシート27に風を当てる送風装置31を備える。
 図6の例では、送風装置31の送風口33から吹き出す風の方向が非貼付部27bの長手方向となるように、送風装置31が設けられている。図6における矢印Waは、送風口33から吹き出す風の方向を示している。
 また、送風装置31は、内蔵された圧電素子によって風を発生させるように構成されている。具体的には、送風装置31は、圧電素子によってダイアフラムが振動することにより、開口部である送風口33から空気を吐出させるように構成されている。このような送風装置31は、圧電マイクロブロアと呼ばれ、例えば、特開2012-77677号公報や特開2013-50108号公報等に記載されている。
 [4-2.効果]
 このように構成された第4実施形態によれば、送風装置31からの風がグラファイトシート27に当たるため、電子部品23の放熱効果を更に向上させることができる。また、送風装置31は、圧電素子の振動によって風を発生させるように構成されていている。このため、当該送風装置31での消費電力を小さくすることができる。更に、電動作業機の振動に対する送風装置31の耐性を強くすることもできる。
 尚、変形例として、送風装置31は、例えば電気モータの動力によって風を出すように構成されても良い。このような送風装置31を用いても、電子部品23の放熱効果を向上させることができる。
 [5.第5実施形態]
 [5-1.第4実施形態との相違点]
 第5実施形態は、基本的な構成は第4実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。また、第1及び第4実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
 第5実施形態のグラインダ1は、第4実施形態と比較すると、下記〈5-1-1〉,〈5-1-2〉の点が異なる。
 〈5-1-1〉図7に示すように、送風装置31は、送風口33から吹き出す風の方向が、非貼付部27bの長手方向と垂直な方向となるように、設けられている。図7における矢印Wbは、送風口33から吹き出す風の方向を示している。
 〈5-1-2〉図7に示すように、グラファイトシート27における少なくとも1つの非貼付部27bの特定面25bからの高さは、送風装置31から遠いほど高くなっている。具体的には、グラファイトシート27における複数の非貼付部27bにおいて、送風装置31からより遠い非貼付部27bの方が、特定面25bからの高さがより高くなっている。図7において、H1~H4の各々は、複数の非貼付部27bのうち、送風装置31に最も近いものから数えて5~8番目の各非貼付部27bの高さである。このH1~H4の大小関係は、「H1<H2<H3<H4」となっている。
 [5-2.効果]
 第5実施形態によれば、上記〈5-1-2〉の特徴を備えるため、複数の非貼付部27bのうち、送風装置31に近い非貼付部27bだけでなく、送風装置31から離れた非貼付部27bにも風が良く当たるようにすることができる。よって、電子部品23の放熱効果を更に向上させることができる。
 尚、変形例として、図6に示した第4実施形態においても、グラファイトシート27は、少なくとも1つの非貼付部27bの特定面25bからの高さが、送風装置31から遠いほど高くなるように構成しても良い。具体的には、図6において、一点鎖線で示すように、グラファイトシート27は、非貼付部27bの特定面25bからの高さが当該図6の手前側ほど高くなるように構成しても良い。このように構成しても、第5実施形態と同様の効果が得られる。また、複数の非貼付部27bの特定面25bからの高さが図6の手前側ほど高くなるように構成しても良い。
 [6.第6実施形態]
 [6-1.第1実施形態との相違点]
 第6実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。また、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
 第1実施形態においては、グラファイトシート27が1つの金属板25に貼り付けられていた。
 これに対して、第6実施形態のグラインダ1では、図8及び図9に示すように、グラファイトシート27は、金属板25と、該金属板25とは別の金属板26との両方に、跨って貼り付けられている。尚、グラファイトシート27の金属板26への貼り付けにも、例えば熱伝導性がある接着剤や両面テープ等の接着用材料が用いられている。
 [6-2.効果]
 このように構成された第6実施形態によれば、電子部品23からの熱を、金属板25からグラファイトシート27を介して金属板26へ運ぶことができる。よって、電子部品23の放熱効果を更に向上させることができる。尚、金属板25は、第1の金属板の一例に相当し、金属板26は、第2の金属板の一例に相当する。
 [7.第7実施形態]
 [7-1.第1実施形態との相違点]
 第7実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。また、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
 第7実施形態のグラインダ1は、第1実施形態と比較すると、下記〈7-1-1〉,〈7-1-2〉の点が異なる。
 〈7-1-1〉図10に示すように、電子部品23と金属板25との間に、電子部品23からの熱を金属板25に伝えるための熱伝導用部材41が設けられている。
 そして、熱伝導用部材41は、圧縮変形可能な物体43と、該物体43を包み込んだグラファイトシート45と、を備える。つまり、熱伝導用部材41は、圧縮変形可能な物体43をグラファイトシート45で包み込むことにより形成されている。このため、熱伝導用部材41は、弾性変形可能であると共に、当該熱伝導用部材41の表面は、グラファイトシート45である。圧縮変形可能な物体43は、例えばシリコーン系樹脂や合成ゴム等である。グラファイトシート45は、第1実施形態のグラファイトシート27と同様のものである。
 〈7-1-2〉図10に示すように、金属板25の特定面25bにはグラファイトシート27が貼り付けられていない。
 [7-2.効果]
 第7実施形態において、電子部品23からの熱は、熱伝導用部材41を構成するグラファイトシート45を介して金属板25に効率良く伝わる。よって、電子部品23の放熱効果を向上させることができる。また、熱伝導用部材41の形状、すなわちグラファイトシート45の外形形状は、圧縮変形可能である。よって、この熱伝導用部材41は、電子部品23と金属板25との間隔の誤差、すなわち組み付け誤差を吸収しつつ、電子部品23と金属板25とを熱結合させることができる。尚、圧縮変形可能な物体43としては、固体に限らず、例えば空気等の気体や水等の液体であっても良い。
 [8.他の実施形態]
 上記実施形態又は変形例の構成の少なくとも一部を適宜組み合わせても良い。
 [8-1]
 例えば、第1実施形態、第3実施形態及び第6実施形態の各々において、第4実施形態と同様に、グラファイトシート27に風を当てる送風装置31が備えられても良い。第3実施形態において送風装置31が備えられる場合、送風口33から吹き出す風の方向が図5における下側から上側の方向となるように、送風装置31が備えられても良い。
 [8-2]
 例えば、第2実施形態~第5実施形態の各々において、第6実施形態と同様に、グラファイトシート27が金属板25から延出され、そのグラファイトシート27の延出した部分が他の金属板26の表面に貼り付けられても良い。
 [8-3]
 第7実施形態の構成と、第1~第6実施形態の何れかの構成とが組み合わされても良い。例えば、第7実施形態において、金属板25の特定面25bに、第1実施形態と同様のグラファイトシート27が貼り付けられたり、第2実施形態と同様のグラファイトシート27が貼り付けられたりしても良い。
 [8-4]
 例えば、第2実施形態の変形例として、図11に示すように、グラファイトシート27の非貼付部27aは、筒状部29を形成しなくても良い。図11の例において、非貼付部27bは、横断面形状がI字状になっている。この場合、グラファイトシート27において、貼付部27a同士の間の非貼付部27bは貼り合わされても良い。また、図11のような変形例は、他の実施形態についても適用することができる。
 [8-5.その他]
 以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
 例えば、電動作業機としては、電動ハンマ、電動ハンマドリル、電動ドリル、電動ドライバ、電動レンチ、電動レシプロソー、電動ジグソー、電動カッター、電動チェンソー、電動カンナ、電動マルノコ、電動鋲打ち機を含む電動釘打ち機、電動ヘッジトリマ、電動芝刈り機、電動芝生バリカン、電動刈払機、電動クリーナ、電動ブロア等であっても良い。
 また、上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしても良い。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしても良い。また、上記実施形態の構成の一部を省略しても良い。また、上記実施形態又は変形例の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換しても良い。なお、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。また、本開示は、電動作業機の放熱方法等、種々の形態で実現することもできる。

Claims (10)

  1.  電動作業機であって、
     熱を発する電子部品と、
     前記電子部品と熱結合した金属板と、
     前記金属板の面のうち、前記電子部品と熱結合する面とは反対側の面である特定面に貼り付けられたグラファイトシートと、
     を備える電動作業機。
  2.  請求項1に記載の電動作業機であって、
     前記グラファイトシートは、
     前記特定面に貼り付けられる少なくとも1つの貼付部と、前記特定面から離れている少なくとも1つの非貼付部とが、所定方向において交互に現れるように、前記特定面に貼り付けられている、
     電動作業機。
  3.  請求項2に記載の電動作業機であって、
     前記少なくとも1つの非貼付部の個々は、前記特定面から離れていて該特定面とともに空気が通過可能な筒状部を形成する、
     電動作業機。
  4.  請求項2又は請求項3に記載の電動作業機であって、
     前記金属板は、
     前記少なくとも1つの非貼付部の個々の長手方向が地面に対して垂直となるように設けられている、
     電動作業機。
  5.  請求項2ないし請求項4の何れか1項に記載の電動作業機であって、
     前記グラファイトシートに風を当てる送風装置を更に備える、
     電動作業機。
  6.  請求項5に記載の電動作業機であって、
     前記グラファイトシートにおける前記少なくとも1つの非貼付部の前記特定面からの高さは、前記送風装置から遠いほど高くなっている、
     電動作業機。
  7.  請求項1に記載の電動作業機であって、
     前記グラファイトシートに風を当てる送風装置を更に備える、
     電動作業機。
  8.  請求項5ないし請求項7の何れか1項に記載の電動作業機であって、
     前記送風装置は、圧電素子によって風を発生させるように構成されている、
     電動作業機。
  9.  請求項1ないし請求項8の何れか1項に記載の電動作業機であって、
     前記金属板は、第1の金属板であり、
     前記第1の金属板とは別の第2の金属板を更に備え、
     前記グラファイトシートは、前記第1の金属板と前記第2の金属板との両方に跨って貼り付けられている、
     電動作業機。
  10.  電動作業機であって、
     熱を発する電子部品と、
     金属板と、
     前記電子部品と前記金属板との間に設けられて、前記電子部品からの熱を前記金属板に伝える熱伝導用部材と、を備え、
     前記熱伝導用部材は、
     圧縮変形可能な物体と、該物体を包み込んだグラファイトシートと、を備える、
     電動作業機。
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