JP2007030093A

JP2007030093A - 電動工具

Info

Publication number: JP2007030093A
Application number: JP2005216330A
Authority: JP
Inventors: Akiyuki Shima; 顕侑島
Original assignee: Jefcom Co Ltd
Current assignee: Jefcom Co Ltd
Priority date: 2005-07-26
Filing date: 2005-07-26
Publication date: 2007-02-08
Also published as: US20080150375A1

Abstract

【課題】ロータの本体部は勿論、ロータの本体部以外の発熱部位も十分に冷却できるロータを備え、しかもモータケースからの放熱効率をよくして、前記発熱部位を効率よく冷却できるようにし、耐久性に優れた電動工具を提供する。
【解決手段】ロータ１の周囲に通気空間Ｓ1 を有して、このロータ１を内装した内筒体２を、多数の溝状の通気空間Ｓ2 を内面に形成した外筒体３に挿入したものとして工具本体Ｈを構成し、前記ロータ１に装着したファン６の回転によって、工具本体Ｈ内の空気が前記通気空間Ｓ1 、Ｓ2 を循環するようにして、前記ロータ１の本体部１ａおよびブラシ接点部１ｂを冷却するようにしている。
【選択図】図３

Description

この発明は、電気工事や建築工事などにおいて、切削、掘削作業などに使用される電動工具に関するものである。

従来、この種の電動工具において、ロータの支持ベアリング、ロータ本体、ブラシ接点部などの発熱部位の冷却は、工具本体内に設けたファンにより工具後方から外気を取り入れ、前記発熱部位に当てて、発熱部位の熱を外気に放散し、その外気を工具前方から吐き出すことによりおこなっていた。ところが、前記電動工具を用いて切削、掘削作業をする場合、被切削、掘削物の種類によっては切粉が粉塵となって周囲に漂うので、工具本体内に取り入れた外気にもこの粉塵が含まれてしまい、その粉塵がロータや他の部品に付着し、電動工具が故障する原因となっていた。

そこで、この種の電動工具に適用可能とした自己冷却型モータ、すなわちステータ内で回転するロータの回転によって、モータケース内に空気流を発生させ、この空気流によってモータケースを冷却するにようにしたものが考え出されている。このような自己冷却型モータ２０として、例えば図１５に示したように、ステータ２１とこのステータ２１内で回転するロータ２２とからなり、前記ロータ２２は、このロータ２２に取り付けられた管状スリーブ２３を有し、この管状スリーブ２３は、その外表面に螺旋状の溝２３ａを設けており、モータケース２４に密閉して装着されるものが存在する。そして、この自己冷却型モータ２０の外被と前記モータケース２４との間には、空隙Ｓが設けられており、ステータ２１とロータ２２との間に発生した空気流は、この空隙Ｓを通して矢印で示すように循環し、ステータ２１で発生した熱をロータ２２の回転によってステータ２１の外側（空隙Ｓ側）へ導き、モータケース２４より放熱させることができるようにしている。なお、図中、２５、２６は密閉シール部であり、２７、２８はロータ２２を回転可能に支持するためのベアリングであるとしている（特許文献１）。

このような構造にすることにより、前記自己冷却型モータ２０は、外部からの粉塵を吸い込まないため、粉塵の多い場所で、長時間モータを運転するような場合に好適であるとしている。
特許第３６０６８４１号公報（第１、４頁、図５）

しかしながら、上記従来の自己冷却型モータは、ロータ２２に取り付けられた管状スリーブ２３の外表面に設けられた螺旋状の溝２３ａによって、ロータ２２の本体部は十分に冷却できたとしても、ロータ２２の本体部以外の発熱部位、例えばロータ２２を支持するためのベアリング２７、２８やブラシ接点部（図示されていない）などは十分に冷却できないという問題点を有していた。

さらに、上記従来の自己冷却型モータは、ステータ２１で発生した熱をロータ２２の回転によってステータ２１の外側（空隙Ｓ側）へ導き、モータケース２４より放熱させるようにしているが、その放熱効率がわるく、ロータ２２を効率よく冷却できないという問題点を有していた。

そこで、この発明は、上記従来の問題点を解決することをその課題としており、外部からの粉塵を吸い込まないようにした電動工具であって、ロータの本体部は勿論、ロータの本体部以外の発熱部位も十分に冷却できるロータを備え、しかもモータケースからの放熱効率をよくして、前記発熱部位を効率よく冷却できるようにし、耐久性に優れた電動工具を提供することを目的としてなされたものである。

そのため、この発明の電動工具は、ロータ１の周囲に通気空間Ｓ1 を有して、このロータ１を内装した内筒体２を、多数の溝状の通気空間Ｓ2 を内面に形成した外筒体３に挿入したものとして工具本体Ｈを構成し、前記ロータ１に装着したファン６の回転によって、工具本体Ｈ内の空気が前記通気空間Ｓ1 、Ｓ2 を循環するようにして、前記ロータ１の本体部１ａおよびブラシ接点部１ｂを冷却するようにしている。

さらに、この発明の電動工具は、ロータ１の周囲に通気空間Ｓ1 を有して、このロータ１を内装した内筒体２を、多数の溝状の通気空間Ｓ2 を内面に形成すると共に多数の放熱フィンＦ1 を外周面に形成した外筒体３に挿入したものとして工具本体Ｈを構成し、前記ロータ１に装着したファン６の回転によって、工具本体Ｈ内の空気が前記通気空間Ｓ1 、Ｓ2 を循環するようにして、前記ロータ１の本体部１ａおよびブラシ接点部１ｂを冷却するようにしている。

また、この発明の電動工具は、ロータ１の周囲に通気空間Ｓ1 を有して、このロータ１を内装した内筒体２を、多数の溝状の通気空間Ｓ2 を内面に形成した外筒体３に挿入し、外筒体３の前端に通気空間Ｓ3 を有して前キャップ４を被着し、外筒体３の後端に通気空間Ｓ4 を有して後キャップ５を被着したものとして工具本体Ｈを構成し、前記ロータ１に装着したファン６の回転によって、工具本体Ｈ内の空気が前記通気空間Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 を循環するようにして、前記ロータ１の本体部１ａ、ブラシ接点部１ｂ、前ベアリング部１ｃおよび後ベアリング部１ｄを冷却するようにしている。

さらに、この発明の電動工具は、ロータ１の周囲に通気空間Ｓ1 を有して、このロータ１を内装した内筒体２を、多数の溝状の通気空間Ｓ2 を内面に形成すると共に多数の放熱フィンＦ1 を外周面に形成した外筒体３に挿入し、外筒体３の前端に通気空間Ｓ3 を有して前キャップ４を被着し、外筒体３の後端に通気空間Ｓ4 を有して後キャップ５を被着したものとして工具本体Ｈを構成し、前記ロータ１に装着したファン６の回転によって、工具本体Ｈ内の空気が前記通気空間Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 を循環するようにして、前記ロータ１の本体部１ａ、ブラシ接点部１ｂ、前ベアリング部１ｃおよび後ベアリング部１ｄを冷却するようにしている。

また、この発明の電動工具は、前キャップ４に前ベアリング部１ｃの支持部４ａを設けると共に多数の放熱フィンＦ2 を設け、この放熱フィンＦ2 に通気空間Ｓ3 を通じて前記循環空気が当たるようにし、後キャップ５に後ベアリング部１ｄの支持部５ａを設けると共に多数の放熱フィンＦ3 を設け、この放熱フィンＦ3 に通気空間Ｓ4 を通じて前記循環空気が当たるようにしている。

さらに、この発明の電動工具は、一部の外気を循環空気として工具本体Ｈ内に取り入れ、一部の循環空気を工具本体Ｈ外に排出するようにしている。

この発明の電動工具は、以上に述べたように構成されているので、ロータの本体部は勿論、ロータの本体部以外の発熱部位も十分に冷却できるロータを備え、しかもモータケースからの放熱効率をよくして、前記発熱部位を効率よく冷却できるものとなり、耐久性に優れたものとなった。

以下、この発明の電動工具を実施するための最良の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

この発明の電動工具は、図１〜３または図４〜６に示した実施形態のように、ロータ１の周囲に通気空間Ｓ1 を有して、このロータ１を内装した内筒体２を、多数の溝状の通気空間Ｓ2 を上下内面に形成すると共に多数の放熱フィンＦ1 を外周面に形成した外筒体３に挿入したものとして工具本体Ｈを構成している。さらに、前記外筒体３の前端には、通気空間Ｓ3 を有して前キャップ４を被着し、外筒体３の後端には、通気空間Ｓ4 を有して後キャップ５を被着したものとしている。そして、この発明の電動工具は、前記ロータ１に装着したファン６の回転によって、工具本体Ｈ内の空気が前記通気空間Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 を循環するようにして、前記ロータ１の本体部１ａ、ブラシ接点部１ｂ、前ベアリング部１ｃおよび後ベアリング部１ｄを冷却するようにしている。なお、この発明の電動工具は、前記ロータ１に装着したファン６の回転によって、工具本体Ｈ内の空気が前記通気空間Ｓ1 、Ｓ2 を循環するようにして、前記ロータ１の本体部１ａおよびブラシ接点部１ｂのみを冷却するようにしてもよい。さらに、この発明の電動工具では、前記外筒体３は、多数の溝状の通気空間Ｓ2 を上下内面に形成したものとすれば、多数の放熱フィンＦ1 を外周面に形成したものとしなくても実施することができる。

ロータ１は、ロータ軸Ｒに本体部１ａを設け、この本体部１ａの前方のロータ軸Ｒに前記ファン６を装着すると共に、本体部１ａの後方のロータ軸Ｒに前記ブラシ接点部１ｂを装着し、ロータ軸Ｒの前部に前ベアリング部１ｃを装着し、ロータ軸Ｒの前端に切削や掘削に用いる工具７を装着し、ロータ軸Ｒの後端に後ベアリング部１ｄを装着している。そして、このロータ１は、本体部１ａをボビン８に設置し、ブラシ接点部１ｂをブラシ台９に設置し、前ベアリング部１ｃを前キャップ４に設置し、後ベアリング部１ｄを後キャップ５に設置している。

内筒体２は、アルミニウム合金などの熱伝導のよい素材からなるものとしてもよいが、外筒体３への熱伝導を少なくするため、むしろ合成樹脂などの熱伝導のよくない素材からなるものとするのが好ましく、図１１に示したような半円筒体を二つ合わせることにより、円筒形状に形成されており、前記ボビン８およびブラシ台９を保持しており、前端を通気空間Ｓ3 に通じるようにしており、後端を通気空間Ｓ4 に通じるようにしている。

外筒体３は、金属材料、金属と合成樹脂の複合材料などからなるものとすることができるが、アルミニウム合金などの熱伝導のよい素材からなるものとするのが好ましく、外周部を楕円筒形状にし、内周部を円筒形状にしており、前記したように多数の溝状の通気空間Ｓ2 を上下内面に形成すると共に多数の放熱フィンＦ1 を外周面に形成している。前記外筒体３は、図示したものでは、外周部を楕円筒形状にし、内周部を円筒形状にしているが、外周部、内周部ともに楕円筒形状にしても、外周部、内周部ともに円筒形状にしてもよい。外筒体３の外周部を楕円筒形状にすると、電動工具が持ち易いものとなり、切削、掘削作業などを行う場合に作業性がよいものとなる。さらに、図示した溝状通気空間Ｓ2 は、上下内面に形成しているが、左右内面に形成しても、上下左右の全内面に形成してもよい。

前キャップ４は、アルミニウム合金などの熱伝導のよい素材からなり、前部に前ベアリング部１ｃの支持部４ａを設け、内部に多数の放熱フィンＦ2 を設けており、この放熱フィンＦ2 には通気空間Ｓ3 を通じて工具本体Ｈ内を循環する空気が当たるようにしている。さらに、この前キャップ４の前端には、ロータ軸Ｒの前端に装着された工具７の切削、掘削用の案内枠体１０が必要応じて取り付けられている。

後キャップ５は、アルミニウム合金などの熱伝導のよい素材からなり、前部に後ベアリング部１ｄの支持部５ａを設け、この支持部５ａの外周に多数の放熱フィンＦ3 を設けており、この放熱フィンＦ3 には通気空間Ｓ4 を通じて工具本体Ｈ内を循環する空気が当たるようにしている。さらに、この後キャップ５の後方には、密閉キャップ１１ａを取り付けたものとし、工具本体Ｈ内に外気が取り込まれないようにしている。

なお、この発明の電動工具は、図４〜６に示した実施形態では、一部の外気を循環空気として工具本体Ｈ内に取り入れ、一部の循環空気を工具本体Ｈ外に排出するようにしている。すなわち、この実施形態では、前記密閉キャップ１１ａに代えて、多数の小孔とした通気孔１２を設けると共にフィルター１３を装着した不完全密閉キャップ１１ｂを取り付けたものとしている。この不完全密閉キャップ１１ｂは、フィルター１３を通して通気孔１２から一部（循環空気の５〜１０％程度）の外気を循環空気として取り入れることができるようにしている。また、前記不完全密閉キャップ１１ｂを取り付けた場合には、後キャップ５に吸気孔５ｂを設け、この吸気孔５ｂから工具本体Ｈ内に外気を吸入すると共に、前キャップ４に排気孔４ｂを設け、この排気孔４ｂから一部の循環空気を排出するようにしている。

さらに、この発明の電動工具は、図示したように、外筒体３の上部の前端にハンドルの前止体１４ａを設け、後キャップ５の上部の後端にハンドルの後止体１４ｂを設け、これらにハンドル１５を連結することによって、工具本体Ｈにハンドル１５を取り付けたものとしている。さらに、後キャップ５と密閉キャップ１１ａまたは不完全密閉キャップ１１ｂの境目には通孔１６を設け、この通孔１６から工具本体Ｈ内に電源コードＣを引き込んだものとしている。

以上のように構成したこの発明の電動工具は、次のようにしてロータ１の本体部１ａ、ブラシ接点部１ｂ、前ベアリング部１ｃおよび後ベアリング部１ｄを冷却することができる。

先ず、この発明の電動工具において、切削、掘削作業するためにロータ１を回転駆動させると、このロータ１に装着したファン６が回転する。すると、図１〜３に示した実施形態の電動工具では、このファン６の回転によって、工具本体Ｈ内の空気が、前方に送られて通気空間Ｓ3 を通じて前キャップ４に設けたフィンＦ2 に当てられ、折り返して外筒体３に形成した通気空間Ｓ2 に送られ、この通気空間Ｓ2 から通気空間Ｓ4 を通じて後キャップ５に設けたフィンＦ3 に当てられ、折り返してロータ１の周囲に形成した通気空間Ｓ1 に送られ、ファン６に達して一循環する。また、図４〜６に示した実施形態の電動工具では、このファン６の回転によって、工具本体Ｈ内の空気が前方に送られて通気空間Ｓ3 を通じて前キャップ４に設けたフィンＦ2 に当てられ、一部の空気が前キャップ４に設けた排気孔４ｂから排出され、残りの空気が折り返して外筒体３に形成した通気空間Ｓ2 に送られ、この通気空間Ｓ2 から通気空間Ｓ4 を通じて後キャップ５に設けたフィンＦ3 に当てられて折り返し、この折り返しによる負圧により一部の外気が不完全密閉キャップ１１ｂの通気孔１２から取り入れられ、後キャップ５に設けた吸気孔５ｂから工具本体Ｈ内に吸入され、折り返した空気と一緒になってロータ１の周囲に形成した通気空間Ｓ1 に送られ、ファン６に達して一循環する。

この工具本体Ｈ内の空気の循環によって、いずれの実施形態においても、この循環空気がロータ１の本体部１ａ、ブラシ接点部１ｂ、前ベアリング部１ｃおよび後ベアリング部１ｄに当たる。このとき、前記ロータ１の本体部１ａおよびブラシ接点部１ｂから発生した熱は、循環空気に放散され、本体部１ａおよびブラシ接点部１ｂが冷却される。前ベアリング部１ｃから発生した熱は、この前ベアリング部１ｃが支持された前キャップ４に熱伝導し、この前キャップ４に設けられたフィンＦ2 に当てられた循環空気に効率よく放散され、前ベアリング部１ｃが十分に冷却される。さらに、後ベアリング部１ｄから発生した熱も、この後ベアリング部１ｄが支持された後キャップ５に熱伝導し、この後キャップ５に設けられたフィンＦ3 に当てられた循環空気に効率よく放散され、後ベアリング部１ｄが十分に冷却される。

そして、ロータ１の本体部１ａ、ブラシ接点部１ｂ、前ベアリング部１ｃおよび後ベアリング部１ｄを冷却して温度上昇した循環空気の熱は、前記外筒体３に形成した多数の溝状の通気空間Ｓ2 を通過するときに、外筒体３に効率よく熱伝導され、この外筒体３の外周面に形成した多数の放熱フィンＦ1 によって効率よく放散され、循環空気が十分に冷却される。なお、前記外筒体３の外周面に多数の放熱フィンＦ1 を形成したものとしないでも、循環空気の熱はこの外筒体３の外周面から放散され、循環空気が冷却される。

さらに、この発明の電動工具は、図４〜６に示した実施形態では、一部の循環空気が前キャップ４に設けた排気孔４ａから排出され、一部の外気が後キャップ５に設けた吸気孔５ｂら吸入されるようにしているので、図１〜３に示した実施形態より、循環空気の温度上昇が低く抑えられ、前記各発熱部位はより十分に冷却されるものとなる。

この発明の電動工具の一実施形態を示す側面図である。図１に示すこの発明の電動工具の背面図である。図１に示すこの発明の電動工具の断面図である。この発明の電動工具の他の実施形態を示す側面図である。図４に示すこの発明の電動工具の背面図である。図４に示すこの発明の電動工具の断面図である。図１中のＡ−Ａ線および図４中のａ−ａ線による断面図である。図１中のＢ−Ｂ線および図４中のｂ−ｂ線による断面図である。図１中のＣ−Ｃ線および図４中のｃ−ｃ線による断面図である。この発明の電動工具のロータの斜視図である。この発明の電動工具の内筒体を形成する半円筒体の斜視図である。この発明の電動工具の外筒体の斜視図である。この発明の電動工具の前キャップの斜視図である。この発明の電動工具の後キャップの斜視図である。従来の電動工具に適用可能とした自己冷却型モータの斜視図である。

符号の説明

１ロータ
１ａ本体部
１ｂブラシ接点部
１ｃ前ベアリング部
１ｄ後ベアリング部
２内筒体
３外筒体
４前キャップ
５後キャップ
６ファン
Ｓ1 通気空間
Ｓ2 通気空間
Ｓ3 通気空間
Ｓ4 通気空間
Ｆ1 放熱フィン
Ｆ2 放熱フィン
Ｆ3 放熱フィン
Ｈ工具本体

Claims

ロータ（１）の周囲に通気空間（Ｓ1 ）を有して、このロータ（１）を内装した内筒体（２）を、多数の溝状の通気空間（Ｓ2 ）を内面に形成した外筒体（３）に挿入したものとして工具本体（Ｈ）を構成し、前記ロータ（１）に装着したファン（６）の回転によって、工具本体（Ｈ）内の空気が前記通気空間（Ｓ1 、Ｓ2 ）を循環するようにして、前記ロータ（１）の本体部（１ａ）およびブラシ接点部（１ｂ）を冷却するようにしたことを特徴とする電動工具。
ロータ（１）の周囲に通気空間（Ｓ1 ）を有して、このロータ（１）を内装した内筒体（２）を、多数の溝状の通気空間（Ｓ2 ）を内面に形成すると共に多数の放熱フィン（Ｆ1 ）を外周面に形成した外筒体（３）に挿入したものとして工具本体（Ｈ）を構成し、前記ロータ（１）に装着したファン（６）の回転によって、工具本体（Ｈ）内の空気が前記通気空間（Ｓ1 、Ｓ2 ）を循環するようにして、前記ロータ（１）の本体部（１ａ）およびブラシ接点部（１ｂ）を冷却するようにしたことを特徴とする電動工具。
ロータ（１）の周囲に通気空間（Ｓ1 ）を有して、このロータ（１）を内装した内筒体（２）を、多数の溝状の通気空間（Ｓ2 ）を内面に形成した外筒体（３）に挿入し、外筒体（３）の前端に通気空間（Ｓ3 ）を有して前キャップ（４）を被着し、外筒体（３）の後端に通気空間（Ｓ4 ）を有して後キャップ（５）を被着したものとして工具本体（Ｈ）を構成し、前記ロータ（１）に装着したファン（６）の回転によって、工具本体（Ｈ）内の空気が前記通気空間（Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 ）を循環するようにして、前記ロータ（１）の本体部（１ａ）、ブラシ接点部（１ｂ）、前ベアリング部（１ｃ）および後ベアリング部（１ｄ）を冷却するようにしたことを特徴とする電動工具。
ロータ（１）の周囲に通気空間（Ｓ1 ）を有して、このロータ（１）を内装した内筒体（２）を、多数の溝状の通気空間（Ｓ2 ）を内面に形成すると共に多数の放熱フィン（Ｆ1 ）を外周面に形成した外筒体（３）に挿入し、外筒体（３）の前端に通気空間（Ｓ3 ）を有して前キャップ（４）を被着し、外筒体（３）の後端に通気空間（Ｓ4 ）を有して後キャップ（５）を被着したものとして工具本体（Ｈ）を構成し、前記ロータ（１）に装着したファン（６）の回転によって、工具本体（Ｈ）内の空気が前記通気空間（Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 ）を循環するようにして、前記ロータ（１）の本体部（１ａ）、ブラシ接点部（１ｂ）、前ベアリング部（１ｃ）および後ベアリング部（１ｄ）を冷却するようにしたことを特徴とする電動工具。
前キャップ（４）に前ベアリング部（１ｃ）の支持部（４ａ）を設けると共に多数の放熱フィン（Ｆ2 ）を設け、この放熱フィン（Ｆ2 ）に通気空間（Ｓ3 ）を通じて前記循環空気が当たるようにし、後キャップ（５）に後ベアリング部（１ｄ）の支持部（５ａ）を設けると共に多数の放熱フィン（Ｆ3 ）を設け、この放熱フィン（Ｆ3 ）に通気空間（Ｓ4 ）を通じて前記循環空気が当たるようにしたことを特徴とする請求項３または４記載の電動工具。
一部の外気を循環空気として工具本体（Ｈ）内に取り入れ、一部の循環空気を工具本体（Ｈ）外に排出するようにしたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電動工具。