JP4075540B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動工具に関し、詳しくは、電動工具における発熱性の高いモータ及び回転駆動伝達ブロックを一つのファンで効率良く冷却しようとする技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電動工具においては、モータの出力軸にファンを取り付け、ハウジングにおけるモータの上流側に吸気口を、モータの下流側に排気口を設けてハウジング内にモータを通過する冷却通路を形成し、モータの駆動に伴うファンの回転によって冷却通路内に空気流を発生させてモータの発熱を冷却していた。
しかしながら、上記の電動工具における冷却構造においては、高速回転して摩擦熱が発生する回転駆動伝達ブロックにおける発熱を冷却することができず、回転伝達ブロックの耐久性が低いものとなっていた。
そこで、従来の電動工具は、例えば図１４に示すように、ハウジング３に吸気口６と排気口７を形成し、回転駆動伝達ブロック５の周囲または近傍に通風路２０を設け、モータ４の出力軸１５に取り付けられている冷却ファン１９の回転によって、モータ４を冷却した後の空気流を通風路２０に導入し、回転駆動伝達ブロック５を強制冷却することにより放熱し、回転駆動伝達ブロック５の耐久性を向上させている（例えば、特許文献１参照）。
また、他の手段としては、上記冷却ファン１９に加えて、例えば図１５に示すように、ハウジング３に吸気口６と排気口７を設け、ハウジング３の先端にチャック２を設け、このチャック２を支持して回転させる回転軸２１に冷却用ファン２２を取り付けて、回転駆動伝達ブロック５を強制冷却するようにして放熱し、回転駆動伝達ブロック５の耐久性を向上させている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
ところで、上記特許文献１に開示されている手段においては、回転駆動伝達ブロック５での発熱を冷却する冷却風は、モータ４を冷却することで暖められた後に回転駆動伝達ブロック５へと達するので、回転駆動伝達ブロック５への冷却効率が大きく低下する。
又、上記特許文献２に開示されている手段においては、モータ冷却用と回転駆動伝達ブロック冷却用の２個の冷却ファン１９、２２が必要となるのであり、構造が複雑となってコスト高となり、更に、スペースが必要となって電動工具が大きくなる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１１１５８号公報（図１）
【０００５】
【特許文献２】
特開平９−１１１５７号公報（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、モータ及び回転駆動伝達ブロックの冷却に際して、構成を簡素化するファンで効率良く冷却することができ、コストを低減しながら省スペース化を図ることができる電動工具を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明においては、先端に工具を取り付けるチャック２とハウジング３に内蔵のモータ４との間に減速機を含む回転駆動伝達ブロック５を設け、ハウジング３に形成した吸気口６より内蔵のファン８の可動によって外気を導入してモータ４及び回転駆動伝達ブロック５を冷却し、冷却後の外気を排気する排気口７をハウジング３に形成した電動工具であって、モータ４と回転駆動伝達ブロック５の間にファン８を配し、ファン８はモータ方向及び回転駆動伝達ブロック方向の二方向から吸気する構成とし、吸気口６ａ、６ｂはモータ側と回転駆動伝達ブロック側とに設け、排気口７はファン８の近傍に設け、ファン８は、基板９のモータ側及び回転駆動伝達ブロック側の両側に吸引用の羽根１１，１４を形成するとともに、両側の羽根１１，１４の羽根高さＨ１，Ｈ２を違えることにより、モータ側の吸気力が回転駆動伝達ブロック側の吸気力よりも大きくなる構成にしていることを特徴とするものである。
【０００８】
このような構成によれば、ファン８の可動によってモータ側と回転駆動伝達ブロック側に形成している吸気口６ａ、６ｂの二方向より吸気をおこなうことができ、モータ４及び回転駆動伝達ブロック５をそれぞれ単独に冷却を図ることができ、冷却を図って暖められた外気はファン８の近傍に形成した排気口７より排気ができ、一つのファン８でありながらモータ４及び回転駆動伝達ブロック５の冷却効率を高め、構成を簡素化してコストを低減し、省スペースにできる。
【０００９】
加えて、請求項１の発明においては、ファン８は両側の羽根１１，１４の羽根高さＨ１，Ｈ２を違えることによりモータ側の吸気力が回転駆動伝達ブロック側の吸気力よりも大きくなる構成にしているので、一つのファン８でありながら両側から充分に吸気をおこなうことができるとともに、回転駆動伝達ブロック側よりもモータ側から多量の外気を導入することができ、回転駆動伝達ブロック５に比べて発熱量の高いモータ４を効果的に冷却することができ、それでいてファン８を小型にでき、モータ４の負荷を低減することができる。
【００１０】
因みに、モータ４側と回転駆動伝達ブロック５側で発生する発熱量は同量であることは希で、電動工具自身のパワーが上がれば上がるほど両者の発熱量はアンバランスとなる。この場合、図１６に示す従来良く用いられているラジアルファン８Ｘを採用する場合には、ファン両側の吸込み量が等しくなるため、発熱量の多い側（モータ４）に合わせてファン仕様を設定しなければならず、発熱量の低い側（回転駆動伝達ブロック５）から考えると、ファンが大型になり、モータ４への負荷が大きくなるのである。
【００１１】
請求項２の発明においては、ファン８は基板９に貫通孔１０を設けていることを特徴とするものである。このような構成によれば、基板９の貫通孔１０を経て反対側からの吸気をおこなうこともできる。
【００１２】
請求項３の発明においては、貫通孔１０はファン８の回転中心を中心とする同心円上に等間隔で複数個設けられていることを特徴とするものである。このような構成によれば、ファン８の回転バランスを高めてスムーズな回転を図ることができる。
【００１３】
請求項４の発明においては、貫通孔１０、１０間の補強壁１２にテーパ状の誘い込み部１３を形成していることを特徴とするものである。このような構成によれば、貫通孔１０からの吸気効率を高めることができ、モータ４の負荷を低減することができる。
【００１４】
請求項５の発明においては、ファン８にはモータ４の軸１５に挿通して固定される筒体１６を形成し、筒体１６の外径はファン８の基板９から離れるに伴って小さくしていることを特徴とするものである。このような構成によれば、ファン８に吸気される空気の流れをスムーズにでき、吸気効率を高め、モータ４の負荷を低減できる。
【００１５】
請求項６の発明においては、ファン８は少なくとも基板９が熱良導体で形成されていることを特徴とするものである。このような構成によれば、モータ４や回転駆動伝達ブロック５の発熱を軸１５を介してファン８の基板９に熱を伝え、熱良導体の基板９の表面より放熱することができ、冷却効率を向上することができる。
【００１６】
請求項７の発明においては、熱良導体のケース１７にて回転駆動伝達ブロック５を覆い、ケース１７の外面でファン８による冷却風の通路に放熱突起１８を形成していることを特徴とするものである。このような構成によれば、回転駆動伝達ブロック５を覆っているケース１７の表面からの放熱量を増すことができ、したがって、回転駆動伝達ブロック側の吸気量を低減でき、モータ４の負荷を低減できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は正面図である。図２はハウジングを一部破断した正面図である。図３は内部構造を示す断面図である。
【００１８】
電動工具Ａは、ハウジング３の内部後方にはモータ４が内蔵され、モータ４の前方にはモータ４の出力が伝達される減速機を含めた回転駆動伝達ブロック５が配設され、回転駆動伝達ブロック５の前方でハウジング３の先端部には工具を取り付けチャック２が設けられ、チャック２の出力回転軸２３に回転駆動伝達ブロック５から回転駆動力が伝達されるものであり、例えば、ハンマードリル、ネジ締め・孔あけ工具等のような電動工具Ａに実施するのである。
【００１９】
電動工具Ａにおいて内蔵されているモータ４においては、電気的ロスにより発熱があり、回転駆動伝達ブロック５においても機構部品間の摩擦等により発熱があり、モータ４と回転駆動伝達ブロック５の間にモータ４の出力軸である軸１５にファン８を取り付けて、モータ４及び回転駆動伝達ブロック５の発熱を冷却するようにしている。
【００２０】
本発明の電動工具Ａにおいては、発熱性の高いモータ４及び回転駆動伝達ブロック５の発熱を一つのファン８で効率良く冷却するようにしている。以下、詳述する。
【００２１】
ファン８はモータ方向及び回転駆動伝達ブロック方向の二方向から吸気する構成としている。ハウジング３にはモータ側と回転駆動伝達ブロック側とに吸気口６ａ、６ｂを形成している。排気口７はファン８の近傍に形成している。各吸気口６ａ、６ｂ及び排気口７はそれぞれ複数個形成されている。
【００２２】
このような構成によれば、ファン８の可動によってモータ側と回転駆動伝達ブロック側に形成している吸気口６ａ、６ｂの二方向より吸気をおこなうことができるのであり、モータ４及び回転駆動伝達ブロック５をそれぞれ単独に冷却を図ることができ、冷却を図って暖められた外気はファン８の近傍に形成した排気口７より排気ができるのである。このようにして、一つのファン８でありながらモータ４及び回転駆動伝達ブロック５の冷却効率を高め、構成を簡素化してコストを低減し、省スペースにできるのである。
図４及び図５に示すように、ファン８には排出口２４を形成した環状の整流板２５を囲繞させてあり、ファン８から発生する排気風を整流板２５にて整流し、整流板２５の排出口２４よりハウジング３の排気口７ヘスムーズに導いて、ハウジング３より排気される風量を増し、冷却能力を向上させている。整流板２５の形態は種々変更することができる。
【００２３】
図６（ｂ）、図７、及び、図１０に示すように、ファン８において、ファン８の片面に吸気用の羽根１１を設け、ファン８の基板９に貫通孔１０を設けることにより、吸気用の羽根１１がある側は言うに及ばず基板９の貫通孔１０を経て反対側からの吸気をおこなうことができ、吸気量は羽根１１がある側を多くでき、したがって、モータ側に羽根１１を向けてファン８を設置することで、モータ側を回転駆動伝達ブロック側に比べて吸気量を多くするとの構成を容易に得ることができるのである。
【００２４】
このように、ファン８はモータ側の吸気力が回転駆動伝達ブロック側の吸気力よりも大きくなる構成にしていて、一つのファン８でありながら回転駆動伝達ブロック側よりもモータ側から多量の外気を導入することができ、回転駆動伝達ブロック５に比べて発熱量の高いモータ４を効果的に冷却することができ、それでいてファン８を小型にでき、モータ４の負荷を低減することができるのである。
【００２５】
更に、貫通孔１０はファン８の回転中心を中心とする同心円上に等間隔で複数個設けられていて、ファン８の回転バランスを高めてスムーズな回転を図ることができるのである。
【００２６】
しかも、貫通孔１０、１０間で基板９における補強壁１２にテーパ状の誘い込み部１３を形成していて、貫通孔１０からの吸気効率を高めることができ、モータ４の負荷を低減することができるのである。
【００２７】
ところで、ファン８において、発熱量に応じた吸気量を得るための構成としては、モータ側の吸気口６ａ、及び、回転駆動伝達ブロック側の吸気口６ｂの開口面積の設定や、各吸気口６ａ、６ｂからファン８までの送風路の流路抵抗を設定すること等により実現できる。
【００２８】
図１２は他の実施の形態を示し、但し、本実施の形態の基本構成は上記実施の形態と共通であり、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００２９】
本実施の形態においては、ファン８において、ファン８の基板９の両側に羽根１１、１４を設けてあり、基板９の両側の羽根１１、１４により吸気力を得るようにしたものである。この場合、例えば、モータ側の羽根１１の枚数を、回転駆動伝達ブロック側の羽根１４の枚数より多くしてあり、モータ側の吸気量を、回転駆動伝達ブロック側の吸気量より多くしてモータ側及び回転駆動伝達ブロック側の発熱量に伴って冷却バランスを保つようにしている。
【００３０】
図１３は更に他の実施の形態を示し、但し、本実施の形態の基本構成は上記実施の形態と共通であり、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００３１】
本実施の形態においては、基板９の両側に設けた羽根１１、１４の羽根高さＨ１、Ｈ２を違えることにより、吸気量を違えるようにしたものである。すなわち、モータ側の羽根１１の高さＨ１を、回転駆動伝達ブロック側の羽根１４の高さＨ２より高くして、モータ側の吸気量を、回転駆動伝達ブロック側の吸気量より多くしてモータ側及び回転駆動伝達ブロック側の冷却バランスを保つようにしている。
【００３２】
図１１乃至図１３の実施の形態において、ファン８にはモータ４の軸１５に挿通して固定される筒体１６を形成し、筒体１６の外径はファン８の基板９から離れるに伴って小さくしていて、ファン８に吸気される空気の流れをスムーズにでき、吸気効率を高め、モータ４の負荷を低減できるようにしている。
【００３３】
更に、以上の実施の形態におけるファン８において、ファン８の基板９及び筒体１６をアルミニウムなどの熱良導体で形成してあって、モータ４や、回転駆動伝達ブロック５での発熱をモータ４の軸１５を介して筒体１６に伝え、更に、ファン８の基板９に熱を伝えて表面より放熱することにより冷却効率を向上することができるようにしている。
【００３４】
又、以上の実施の形態における回転駆動伝達ブロック５において、熱良導体のケース１７にて回転駆動伝達ブロック５を覆い、ケース１７の外面でファン８による冷却風の通路に放熱突起１８を形成していて、回転駆動伝達ブロック５を覆っているケース１７の表面からの放熱量を増すことができ、したがって、回転駆動伝達ブロック側の吸気量を低減でき、モータ４の負荷を低減できるようにしている。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１の発明においては、先端に工具を取り付けるチャックとハウジングに内蔵のモータとの間に減速機を含む回転駆動伝達ブロックを設け、ハウジングに形成した吸気口より内蔵のファンの可動によって外気を導入してモータ及び回転駆動伝達ブロックを冷却し、冷却後の外気を排気する排気口をハウジングに形成した電動工具であって、モータと回転駆動伝達ブロックの間にファンを配し、ファンはモータ方向及び回転駆動伝達ブロック方向の二方向から吸気する構成とし、吸気口はモータ側と回転駆動伝達ブロック側とに設け、排気口はファンの近傍に形成しているから、ファンの可動によってモータ側と回転駆動伝達ブロック側に形成している吸気口の二方向より吸気をおこなうことができ、モータ及び回転駆動伝達ブロックをそれぞれ単独に冷却を図ることができ、冷却を図って暖められた外気はファンの近傍に形成した排気口より排気ができ、一つのファンでありながらモータ及び回転駆動伝達ブロックの冷却効率を高め、構成を簡素化してコストを低減し、省スペースにできるという利点がある。
【００３６】
加えて、請求項１の発明においては、ファンは両側の羽根の羽根高さを違えることによりモータ側の吸気力が回転駆動伝達ブロック側の吸気力よりも大きくなる構成にしているから、一つのファンでありながら両側から充分に吸気をおこなうことができるとともに、回転駆動伝達ブロック側よりもモータ側から多量の外気を導入することができ、回転駆動伝達ブロックに比べて発熱量の高いモータを効果的に冷却することができ、それでいてファンを小型にでき、モータの負荷を低減することができるという利点がある。
【００３７】
請求項２の発明においては、請求項１の効果に加えて、ファンは基板に貫通孔を設けているから、基板の貫通孔を経て反対側からの吸気をおこなうこともできるという利点がある。
【００３８】
請求項３の発明においては、請求項２の効果に加えて、貫通孔はファンの回転中心を中心とする同心円上に等間隔で複数個設けられているから、ファンの回転バランスを高めてスムーズな回転を図ることができるという利点がある。
【００３９】
請求項４の発明においては、請求項３の効果に加えて、貫通孔間の補強壁にテーパ状の誘い込み部を形成しているから、貫通孔からの吸気効率を高めることができ、モータの負荷を低減することができるという利点がある。
【００４０】
請求項５の発明においては、請求項１乃至４のいずれかの効果に加えて、ファンにはモータの軸に挿通して固定される筒体を形成し、筒体の外径はファンの基板から離れるに伴って小さくしているから、ファンに吸気される空気の流れをスムーズにでき、吸気効率を高め、モータの負荷を低減できるという利点がある。
【００４１】
請求項６の発明においては、請求項１乃至５のいずれかの効果に加えて、ファンは少なくとも基板が熱良導体で形成されているから、モータや回転駆動伝達ブロックの発熱を軸を介してファンの基板に熱を伝え、熱良導体の基板の表面より放熱することができ、冷却効率を向上することができるという利点がある。
【００４２】
請求項７の発明においては、請求項１乃至６のいずれかの効果に加えて、熱良導体のケースにて回転駆動伝達ブロックを覆い、ケースの外面でファンによる冷却風の通路に放熱突起を形成しているから、回転駆動伝達ブロックを覆っているケースの表面からの放熱量を増すことができ、したがって、回転駆動伝達ブロック側の吸気量を低減でき、モータ４の負荷を低減できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の一形態の正面図である。
【図２】 同上のハウジングを一部破断した正面図である。
【図３】 同上の内部構造を示す断面図である。
【図４】 同上のファンと整流板を示す斜視図である。
【図５】 同上のファンと整流板の分解斜視図である。
【図６】 （ａ）は同上のファンと整流板を示す側面図、（ｂ）は正面図である。
【図７】 同上のファンの斜視図である。
【図８】 同上のファンの断面図である。
【図９】 同上のファンの側面図である。
【図１０】 同上のファンの部分断面図である。
【図１１】 （ａ）は同上のファンの正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。
【図１２】 同上のファンの他の実施の形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。
【図１３】 同上のファンの更に他の実施の形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。
【図１４】 従来例の一部破断した要部の正面図である。
【図１５】 他の従来例の一部破断した要部の正面図である。
【図１６】 従来例のファンを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
２ チャック
３ ハウジング
４ モータ
５ 回転駆動伝達ブロック
６ 吸気口
７ 排気口
８ ファン

Claims (7)

1. 先端に工具を取り付けるチャックとハウジングに内蔵のモータとの間に減速機を含む回転駆動伝達ブロックを設け、ハウジングに形成した吸気口より内蔵のファンの可動によって外気を導入してモータ及び回転駆動伝達ブロックを冷却し、冷却後の外気を排気する排気口をハウジングに形成した電動工具であって、モータと回転駆動伝達ブロックの間にファンを配し、ファンはモータ方向及び回転駆動伝達ブロック方向の二方向から吸気する構成とし、吸気口はモータ側と回転駆動伝達ブロック側とに設け、排気口はファンの近傍に設け、ファンは、基板のモータ側及び回転駆動伝達ブロック側の両側に吸引用の羽根を形成するとともに、両側の羽根の羽根高さを違えることにより、モータ側の吸気力が回転駆動伝達ブロック側の吸気力よりも大きくなる構成にして成ることを特徴とする電動工具。
2. ファンは基板に貫通孔を設けていることを特徴とする請求項１記載の電動工具。
3. 貫通孔はファンの回転中心を中心とする同心円上に等間隔で複数個設けられて成ることを特徴とする請求項２記載の電動工具。
4. 貫通孔間の補強壁にテーパ状の誘い込み部を形成して成ることを特徴とする請求項３記載の電動工具。
5. ファンにはモータの軸に挿通して固定される筒体を形成し、筒体の外径はファンの基板から離れるに伴って小さくして成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電動工具。
6. ファンは少なくとも基板が熱良導体で形成されて成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電動工具。
7. 熱良導体のカバーにて回転駆動伝達ブロックを覆い、カバーの外面でファンによる冷却風の通路に放熱突起を形成して成ることを特徴する請求項１乃至６のいずれかに記載の電動工具。

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