JP2013166209A - 打撃工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 打撃工具内部で発生した熱を効率よく放熱する上で有効な打撃工具を提供する。
【解決手段】 工具ビット２００を駆動するブラシレスモータ２０と、ブラシレスモータ２０の駆動を制御する電装部材１６０と、ブラシレスモータ２０によって回転駆動される冷却ファン９０と、を有する。ブラシレスモータ２０は、固定子２２と、回転子２３と、回転子２３が取付けられた回転軸２１とを有するとともに、回転子２３が固定子２２の外側に配置されたアウタロータ型としてとして構成されている。ブラシレスモータ２０および電装部材１６０は、冷却ファン９０が発生する冷却風によって冷却される。
【選択図】 図２

Description

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

特開２００８−３０２４４３号公報は、電動モータが打撃工具の先端に取付けられた工具ビットを直線状に駆動させて被加工材に加工作業を行う打撃工具を開示している。公報に記載の打撃工具は、工具ビットを駆動する電動モータを駆動するための制御手段を備えている。この制御手段は、マイクロプロセッサ等の半導体で構成されており、打撃工具を使用する際に制御手段自体が発熱する。そのため、発熱した熱によって制御手段が破壊され、打撃工具を制御できなくなる可能性があり、打撃工具に発生した熱を放熱するための対策を講ずる必要がある。

特開２００８−３０２４４３号公報

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

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

本発明によれば、熱を発生するモータおよび電装部材は、冷却ファンが発生する冷却風によって冷却される構成としたので、ブラシレスモータおよび電装部材に発生した熱を効率よく放熱することができる。また、本発明によれば、ブラシレスモータにつき、回転子が固定子の外側に配置されたアウタロータ型としたことにより、同じ外形寸法のインナロータ型モータに比べて、大きなトルクを発生することができる。これにより、ブラシレスモータと当該モータにより駆動される駆動軸間に減速機構を必要とする従来の打撃工具に比べて、機体の小型化、軽量化および操作性の向上を図ることができる。

ブラシレスモータおよび電装部材が、冷却ファンが発生する冷却風によって冷却される構成において、本発明に係る打撃工具の更なる形態においては、電装部材は、冷却ファンから流出したファン下流の冷却風により冷却される。また、本発明に係る打撃工具の更なる形態においては、電装部材およびブラシレスモータが、共に冷却ファンに流入されるファン上流の冷却風によって冷却される。このように冷却することで、上記いずれの形態においても、ブラシレスモータおよび電装部材に発生した熱を効率よく放熱できる。

本発明に係る打撃工具の更なる形態においては、ファン上流の冷却風は、ブラシレスモータに導かれる第１の冷却風と、電装部材に導かれる第２の冷却風とに区分され、ブラシレスモータおよび電装部材がそれぞれ独立した流れの冷却風によって冷却される。このように冷却することにより、温度が高くなっていない冷却風によってブラシレスモータおよび電装部材に発生した熱を個々に効率よく放熱することができる。

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

本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、工具ビットの長軸線と平行に配置されてブラシレスモータにより回転される駆動軸を有するとともに、当該駆動軸の回転出力を伝達して工具ビットを直線状に駆動する工具駆動部を有し、ブラシレスモータの回転軸と駆動軸が同軸上に配置されている。そしてブラシレスモータの回転軸よりも工具ビットの長軸線側に電装部材が配置されている。このように電装部材を配置したときは、工具ビットの長軸方向に関し、ブラシレスモータと電装部材が並列に配置される。このため、打撃工具の工具ビット長軸方向寸法の短縮を図ることが可能となる。また、ブラシレスモータの回転軸と駆動軸が同軸上に配置する構成とした場合、工具ビットの長軸線側には、空き領域が形成される。この形態によれば、この空き領域を利用して電装部材を配置できるため、打撃工具の工具ビット長軸方向と交差する方向の外郭形状についても小型化できる。

本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、ブラシレスモータの回転軸と駆動軸が平行に配置されており、電装部材は、工具ビットの長軸方向に関し、ブラシレスモータを挟んで冷却ファンの反対側に配置されている。このような配置構成を採用することにより、工具ビットの長軸方向に関し、ブラシレスモータと電装部材が直列となるため、打撃工具の工具ビットの長軸方向と交差する方向の外郭形状の小型化を図ることができる。

本発明に係る打撃工具の更なる形態によれば、モータの回転軸上に冷却ファンが配置されている。このように回転軸上に冷却ファンを設けることで、冷却ファンを駆動するための駆動装置が不要となり、打撃工具の小型化を図ることができる。

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

本発明によれば、打撃工具内部で発生した熱を効率よく放熱する上で有効な打撃工具が提供されることとなった。

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

（本発明の第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態につき、図１〜図４を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態では、打撃工具の一例としてハンマビットを長軸方向に打撃動作させるとともに、長軸方向回りに回転動作させて、ハンマビットによって被加工材に加工を行うハンマドリルを用いて説明する。図１および図２に示すように、ハンマドリル１００は、ハンマドリル１００の外郭形状を形成する工具本体としての本体部１１０と、作業者が握るハンドグリップ１２０およびサイドグリップ１４０と、ハンマビット２００を保持するツールホルダ１５０を主体として構成されている。以下においては、図１の右側をハンマドリル１００の前側、左側をハンマドリル１００の後側とし、図１の左右方向をハンマドリル１００の前後方向とし、図１の上下方向をハンマドリル１００の上下方向とし図１の紙面に直交する方向をハンマドリル１００の左右方向として説明する。なお、ハンマビット２００が、本発明の「工具ビット」に対応する。

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

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

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

ツールホルダ１５０は、本体部１１０の前面に設けられている。このツールホルダ１５０は、ハンマビット２００を着脱可能に、かつ長軸方向に相対移動可能に保持し、モータ２０の回転出力をハンマビット２００に伝達する。

図２に示すように、モータ２０は、回転軸２１がハンマドリル１００の前後方向に延在するようにハウジング１０内に配置されている。本実施の形態では、モータ２０としてアウタロータ型直流ブラシレスモータが用いられている。モータ２０の回転軸２１の前方には、運動変換機構３０、動力伝達機構４０、および打撃要素５０が配置されている。この運動変換機構３０および打撃要素５０が本発明の「工具ビットを直線状に駆動する駆動部」に対応する。

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

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

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

図２に示すように、直流ブラシレスモータであるモータ２０は、回転軸２１と、回転軸２１に同心状に取付けられて軸方向の一端（前端）が塞がれた有底略円筒状の回転子２３と、回転子２３の内側に配置されるとともに、ハウジング１０にフランジ部２２ａが固定された固定子２２とを主体として構成されている。固定子２２には、３相巻線からなる固定子コイル２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗ（図４参照）が巻かれている。回転子２３の内周面には、回転軸２１の軸方向に延在する永久磁石２３ａが埋め込まれ、底部中央には、回転軸２１が貫通して固定されている。すなわち、モータ２０は、回転子２３が固定子２２の外側に配置されたアウタロータ型が採用されている。

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

モータ２０は、その回転軸２１を運動変換機構３０における中間軸３２に同軸上に直結させるために、ハンマビット２００の長軸線上よりも下方に配置されている。これによりハウジング１０における、モータ２０の上方には空き領域が形成され、この空き領域に電装部材１６０が配置されている。このモータ２０の上方が、本発明における「ブラシレスモータよりも工具ビットの長軸線側」に対応する。

次に図３を参照して、電装部材１６０を詳細に説明する。格納容器８０は下方に開口した樹脂製の直方体の箱状部材であり、コントローラ６０と駆動電流供給装置７０を内部に格納している。この格納容器８０が、本発明の「ハウジング」に対応する。

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

駆動電流供給装置７０は、６つのスイッチング素子７１を主体として構成され、そしてスイッチング素子７１の上面にシリコングリスなどの伝熱材７３を介して放熱板７２が連接されている。従って、本実施の形態では、放熱板７２は、電装部材１６０を構成する部材であると同時に、駆動電流供給装置７０を構成する部材でもある。スイッチング素子７１としては、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）やＩＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などが用いられている。放熱板７２は、熱伝導率の高い金属製（例えば、銅、アルミニウムなど）の平板で構成されている。この放熱板７２が、本発明の「放熱部材」に対応する。

これらのコントローラ６０および駆動電流供給装置７０が、格納容器８０の内部に互いに隣接して積層されている。このとき、放熱板７２は、その下面が格納容器８０の下側開口とほぼ同じ位置に配置されている。すなわち、放熱板７２は、その下面がモータ２０の回転軸２１の軸線方向と平行に配置されている。この放熱板７２の下面が、本発明の「所定の面積を有する放熱面」に対応する。

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

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

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

冷却ファン９０として、遠心ファンが用いられている。冷却ファン９０が回転駆動されることによってハウジング１０内に吸引された空気の流れ、すなわち冷却風は、遠心力で冷却ファン９０の軸方向と交差する方向へと流出される。本実施の形態では、冷却ファン９０によって吸引された冷却風、すなわち吸気によってモータ２０を冷却し、冷却ファン９０から流出された冷却風、すなわち排気によってコントローラ６０および駆動電流供給装置７０を冷却する構成としている。この冷却ファン９０によってハウジング１０内に吸引された冷却風が、本発明の「ファン上流の冷却風」に対応し、冷却ファン９０から流出された冷却風が、本発明の「ファン下流の冷却風」に対応する。

冷却ファン９０から流出された冷却風、すなわちファン下流の冷却風を電装部材１６０の冷却に用いるために、モータ２０と電装部材１６０との間には、冷却風案内部材１６１が配置されている。冷却風案内部材１６１は、モータ２０の上面全体および左右の側面（従って、回転子２３の上面および側面）の一部を所定の間隔を置いて覆うようにモータ２０の回転軸線に沿って延在されるとともに、ハンマドリル１００の後方視で断面略アーチ形に形成された水平領域１６１ａと、モータ２０の前面と冷却ファン９０の正面（吸い込み側）との間を通ってモータ２０の回転軸線と交差する方向に延在する略平板状の垂直領域１６１ｂとを有し、ハウジング１０に固定されている。垂直領域１６１ｂには、モータ２０から冷却ファン９０へと冷却風を流入させる通風孔１６１ｃが形成されている。これにより冷却風は、通風孔１６１ｃを通って冷却ファン９０へ流入後、径方向外側へと流出される。そして径方向外側へと流出された冷却風は、ハウジング１０と冷却風案内部材１６１とにより区画される空間（通路）を通り電装部材１６０に向かって流出される。

図１に示すように、ハウジング１０には、空気取り込み部１１と空気排出部１２，１３が形成されている。空気取り込み部１１は、ハウジング１０を構成する１対のハウジングにそれぞれ複数形成された風窓としての開口１１ａによって構成される。この開口１１ａは、ハウジング１０における、ハンマドリル１００の側面視でモータ２０の後方側面（具体的には、ハンドグリップ１２０のハウジング１０との連接領域）に形成されている。開口１１ａは、モータ２０の軸線方向に長い細孔であり、モータ２０の軸線と交差する上下方向に直列に配置されている。これにより、空気取り込み部１１からハウジング１０内に吸引された冷却風は、モータ２０の軸線に沿ってハンマドリル１００の後方から前方へと流れることになる。

空気排出部１２，１３は、モータ用と電装部材用として２種類が備えられる。モータ用の空気排出部１２は、図２に示すように、ハウジング１０に形成された開口１２ａによって構成され、ハンマドリル１００の側面視で冷却ファン９０の下方に形成されている。電装部材用の空気排出部１３は、図１に示すように、ハウジング１０に形成された複数の開口１３ａによって構成され、ハンマドリル１００の側面視でモータ２０の上側方、すなわち電装部材１６０の側方に形成されている。電装部材用の空気排出部１３の開口１３ａは、モータ２０の軸線方向と交差する上下方向に長い細孔であり、モータ２０の軸線方向に直列に配置されている。これにより、冷却ファン９０から流出された冷却風は、一部がモータ用の空気排出部１２からハンマドリル１００の外部へ排出されるが、他の大部分はハウジング１０と冷却風案内部材１６１とにより囲まれる空間を通り電装部材１６０へと流れた後、電装部材用の空気排出部１３からハンマドリル１００の外部へ排出される。

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

このとき、回転軸２１が回転することで、回転軸２１に取り付けられた冷却ファン９０が回転し、ハウジング１０内に空気の流れを発生させる。具体的には、ハンマドリル１００の外部の空気は、冷却ファン９０の回転によりハウジング１０内に生じた空気の流れによって、空気取り込み部１１の開口１１ａからハウジング１０内に流入する。ハウジング１０内に流入した冷却風は、モータ２０を構成する各構成部材の隙間、および回転子２３と冷却風案内部材１６１ないしハウジング１０との間を通って前方へと流れ、吸引ファン９０に向かって軸方向に流入後、径方向に流出される。吸引ファン９０から流出された冷却風は、その一部が空気排出部１２の開口１２ａからハンマドリル１００の外部に排出され、他の大部分がハウジング１０と冷却風案内部材１６１で囲まれる空間を通り電装部材１６０へ流れる。そして、放熱板７２の放熱面に沿って流れ、電装部材用の空気排出部１３からハンマドリル１００の外部へ排出される。図２には、冷却風の流れの概略が矢印線で示される。

なお、アウタロータ型のモータ２０の場合、固定子２２のフランジ部２２ａがハウジング１０に固定され、回転子２３が有底円筒状に形成されるとともに、底部中央に回転軸２１が貫通状に固定される。このため、便宜上図示を省略するが、固定子２２のフランジ部２２ａおよび回転子２３の底部には、それぞれ冷却風が流通可能な通風孔を設けることが好ましい。これにより、モータ２０に対する冷却風の流通性を向上できる。

以上のように、本実施の形態によれば、冷却ファン９０により吸引される冷却風をモータ２０内に流通させてモータ２０を冷却し、冷却ファン９０が流出する冷却風を電装部材１６０に吹き付けて電装部材１６０を冷却する構成である。このため、冷却風の速度の低下を抑えつつファン上流の冷却風によってモータ２０が発生した熱を効率よく放熱し、ファン下流の冷却風によって電装部材１６０のコントローラ６０および駆動電流供給装置７０が発生した熱を効率よく放熱することができる。

また、本実施の形態では、モータ２０の外側を覆うように冷却風案内部材１６１を設けることによって、ハウジング１０の内部空間をモータ２０の収容空間と電装部材１６０の収容空間とに区画し、冷却ファン９０から径方向に流出された冷却風を冷却風案内部材１６１によって電装部材１６０に向かって案内させるようにしたので、冷却風を電装部材１６０に効率よく吹き付けて冷却することができる。

また、本実施の形態によれば、モータ２０として、回転子２３が固定子２２の外側に配置されたアウタロータ型モータを採用したことにより、回転子２３の外径を大きくして大きなロータ慣性モーメントを持たせることが可能となり、外形寸法が同じインナロータ型モータに比べて、大きなトルクを発生することができる。モータがインナロータ型モータの場合であれば、所定の打撃力を発生させるに必要なトルクを確保するには、回転軸２１と中間軸との間に減速機構を設けなければならず、重量の増大、あるいはハンマドリル１００が大型化する可能性がある。しかるに、本実施の形態によれば、モータ２０につきアウタロータ型モータで構成したことにより、減速機構が不要となるため、機体の軽量化、小型化が可能となり、これにより加工作業を行うときのハンマドリル１００の操作性を向上できる。

また、本実施の形態においては、モータ２０の回転軸２１を、運動変換機構３０の中間軸３２と同軸に配置することで、ハウジング１０内におけるモータ２０の上方に空き領域を形成し、この空き領域に電装部材１６０を配置する構成としている。このため、ハンマドリル１００におけるハンマビット２００の長軸方向と交差する方向に関する外郭形状をより一層小型化できる。

また、本実施の形態においては、モータ２０と電装部材１６０がハンマビット２００の長軸方向に並列に配置される構成である。このため、ハンマドリル１００におけるハンマビット２００の長軸方向寸法を短縮することができる。

（本発明の第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態につき、図５および図６を参照しつつ説明する。この実施の形態は、モータ２０及び電装部材１６０の冷却風による冷却を、共に冷却ファン９０によってハンマドリル１００の外部から吸引される吸気により行うように構成したものであり、それ以外については第１の実施形態と同様に構成される。

図６に示すように、モータ２０は、アウタロータ型直流ブラシレスモータによって構成され、その回転軸２１が運動変換機構３０の中間軸３２と同軸に配置されて直結されている。これにより、ハウジング１０内における、モータ２０の上方に空き領域が形成され、この空き領域に電装部材１６０が配置された構成としている。そして、ハウジング１０には、図５に示すように、ハンマドリル１００の側面視でモータ２０の上側方、すなわち電装部材１６０の側方に主として電装部材用としての空気取り込み部１４が形成され、この電装部材用の空気取り込み部１４は、ハウジング１０に形成された複数の開口１４ａによって構成されている。開口１３ａは、モータ２０の軸線方向と交差する上下方向に長い細孔であり、モータ２０の軸線方向に直列に配置されている。なお、ハンマドリル１００の側面視でモータ２０の後方側面に形成される空気取り込み部１１は、主としてモータ２０用の空気取り込み部１１とされる。

すなわち、この実施形態は、第１の実施形態における電装部材用の空気排出部１３を主として電装部材用の空気取り込み部１４として設定したものであり、空気排出部１２については、モータ用および電装部材用としての共通の空気排出部として設定され、また冷却風案内部材１６１については、ハウジング１０の内部空間を冷却ファン９０による吸入側と排気側とに区分する部材として備えられる。上記の構成以外については、第１の実施形態と同様である。このため、第１の実施形態と同じ構成部材については、同一符号を付してその説明を省略する。

上記のように構成された本実施の形態によれば、モータ２０によって冷却ファン９０が回転駆動されると、ハウジング１０内に生じた空気の流れによってハンマドリル１００の外部の空気が、モータ用の空気取り込み部１１の開口１１ａおよび電装部材用の空気取り込み部１４の開口１４ａからそれぞれハウジング１０内に流入する。モータ用の空気取り込み部１１からハウジング１０内に流入した冷却風は、モータ２０の内部空間を通って前方へと流れ、一方、電装部材用の空気取り込み部１４の開口１４ａからハウジング１０内に流入した冷却風は、放熱板７２に沿って前方へ流れ、冷却ファン９０を通過して空気排出部１２の開口１２ａからハンマドリル１００の外部へ排出される。図６には、冷却風の流れの概略が矢印線で示される。モータ用の空気取り込み部１１からハウジング１０内に流入する冷却風が、本発明における「ブラシレスモータに導かれる第１の冷却風」に対応し、電装部材用の空気取り込み部１４の開口１４ａからハウジング１０内に流入する冷却風が、本発明における「ブラシレスモータに導かれる第１の冷却風」に対応する。

このように、本実施の形態によれば、ハウジング１０内に吸入される冷却風を区分された独立した流れとすることにより、モータ２０および電装部材１６０を、空気取り込み部１１，１４から流入される温度が高くなっていない冷却風によって個別的に冷却することができる。このため、モータ２０および電装部材１６０の電装部材１６０のコントローラ６０及び駆動電流供給装置７０が発生した熱を効率よく放熱することができる。

なお、モータ２０として、アウタロータ型モータを採用したこと、およびモータ２０の回転軸２１が運動変換機構３０の中間軸３２と同軸に配置されて直結されていること等によって得られる作用効果については、前述した第１の実施形態と同様である。

（本発明の第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態につき、図７を参照しつつ説明する。この実施形態においては、モータ２０は、アウタロータ型直流ブラシレスモータであり、ハンマビット２００の長軸線と中間軸３２との間の後方において、その回転軸線が運動変換機構３０の中間軸３２に対して平行に配置されている。回転軸２１の前端には駆動ギア３７が設けられ、中間軸３２の後端部には駆動ギア３７と噛み合い係合する被動ギア３８が設けられ、これら両ギア３７，３８を介してモータ２０の回転出力が中間軸３２に伝達される。なお、駆動ギア３７と被動ギア３８は、回転軸２１中間軸３２への等速回転伝達用として備えられており、中間軸３２を回転軸２１と同一回転数で駆動できるよう設定されている。

電装部材１６０は、モータ２０の後方に配置され、冷却ファン９０の回転駆動により空気取り込み部１１の開口１１ａからハウジング１０内に吸入される冷却風によって冷却されるよう構成されている。空気取り込み部１１は、前述した第１の実施形態で説明した空気取り込み部と同様に構成される。モータ２０の後方が、本発明における「ブラシレスモータを挟んで冷却ファンの反対側」に対応する。

すなわち、この実施形態は、モータ２０の回転軸２１を中間軸３２に対して平行に配置してモータ２０の回転出力を駆動ギア３７および被動ギア３８を介して中間軸３２に伝達するように構成するとともに、モータ２０の後方に電装部材１６０を配置したものであり、この構成以外については、第１ないし第２の実施形態と同様である。

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

モータ２０を用いたハンマドリル１００の場合、モータ２０を制御する電装部材１６０のコントローラ６０及び駆動電流供給装置７０に大電流が流れることとなり、このため、コントローラ６０及び駆動電流供給装置７０はモータ２０よりも発熱量が多くなり易い。一方、狭いハウジング１０内で発生した熱を効率よく放熱するためには、発熱量が多いコントローラ６０及び駆動電流供給装置７０を効率よく冷却することが必要である。そのようなことから、発熱量が多いコントローラ６０及び駆動電流供給装置７０を、冷却風におけるモータ２０よりも上流側で冷却することで、温度が高くなっていない冷却風によって発熱量の多いコントローラ６０及び駆動電流供給装置７０に発生した熱を効率よく放熱することができる。

なお、モータ２０として、アウタロータ型モータを採用したことによって得られる作用効果については、前述した第１の実施形態と同様である。

上述した実施の形態では、打撃工具の一例としてハンマドリル１００の場合で説明したが、ハンマビット２００が直線動作のみを行う電動ハンマに適用してもよい。

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

Claims (9)

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

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