JP6979374B2 - 電動作業機 - Google Patents

Description

本発明は、電動作業機に関する。

チェンソーや刈払機などの電動作業機の本体部には、モータが収容されたモータ収容室と、バッテリが収容されるバッテリ収容室とが形成されている。このような電動作業機では、バッテリ収容室にバッテリを挿入し、バッテリからモータに電力を供給することで、ソーチェンや回転刃などの作業工具を駆動させている。

従来の電動式のチェンソーとしては、バッテリ収容室が本体部の上面に開口しており、バッテリ収容室からモータ収容室に空気を取り込むことで、モータ収容室内のモータや制御基板を冷却するように構成されているものがある（例えば、特許文献１参照）。

米国特許第９１３８８８４号明細書

前記した従来のチェンソーでは、切断作業時に生じた切り屑や粉塵などのダストがバッテリ収容室からモータ収容室に入り込み易い。そして、モータ収容室内にダストが堆積すると、モータや制御基板の冷却効率が低下するとともに、モータの駆動効率が低下する。そのため、前記した従来のチェンソーでは、本体部内を頻繁に清掃する必要があり、メンテナンスが煩雑になるという問題がある。

本発明は、前記した問題を解決し、モータ収容室にダストが入り込み難くなり、メンテナンスの頻度を少なくすることができる電動作業機を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、電動作業機であって、作業工具が設けられた本体部と、前記作業工具を駆動させるモータと、前記モータに電力を供給するバッテリと、を備えている。前記本体部内には、前記モータが収容されているモータ収容室と、前記モータ収容室内の空気を排出する排気手段と、前記本体部の外面に開口しているバッテリ収容室と、前記バッテリ収容室から前記モータ収容室に通じている連通路と、が設けられている。前記バッテリ収容室の開口部の内縁部と、前記バッテリ収容室に挿入された前記バッテリの側面との間に第一吸気口が形成されるとともに、前記バッテリ収容室内の側面には、前記連通路の流入口が開口している。前記流入口には、エアフィルタが取り付けられており、前記エアフィルタの表面は、鉛直方向に対して下向きに傾斜している。

本発明の電動作業機では、連通路に空気が流入するときに、エアフィルタによって空気中のダストが取り除かれるため、モータ収容室にダストが入り込み難くなる。これにより、本発明の電動作業機では、モータ収容室内にダストが堆積し難いため、本体部内を清掃する間隔を長くすることができ、メンテナンスの頻度を少なくすることができる。
また、本発明の電動作業機では、バッテリ収容室内の側面にエアフィルタが配置されるため、バッテリ収容室からバッテリを取り外すことで、本体部の外部からエアフィルタの着脱および清掃を容易に行うことができる。

本発明の実施形態に係る電動作業機を後方右上から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る電動作業機を示した図で、本体部からバッテリを取り外した状態を後方右上から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る電動作業機を示した図で、図１のIII−III断面図である。 本発明の実施形態に係る電動作業機の冷却構造を示した概略図である。 本発明の実施形態に係る電動作業機から上部カバーを取り外した状態を後方左上から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る電動作業機において、エアフィルタを本体ケースから取り外す段階を示した断面図である。 本発明の実施形態に係る電動作業機において、エアフィルタを本体ケースから取り外した状態を示した断面図である。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態では、樹木や板などを切断するためのチェンソーに本発明を適用した構成を例として説明する。

チェンソー１は、図１に示すように、本体部１０と、本体部１０に設けられた切断部２０と、を備えている。また、チェンソー１は、図４に示すように、切断部２０を駆動させるモータ３０と、モータ３０の駆動を制御する制御基板４０と、モータ３０に電力を供給するバッテリ５０と、を備えている。

本体部１０は、図１に示すように、樹脂製の箱体である本体ケース１１と、本体ケース１１の上部に被せられた樹脂製の上部カバー１２と、を備えている。
本体ケース１１内には、図４に示すように、モータ収容室１５と、バッテリ収容室１６と、が形成されている。

モータ収容室１５は、本体ケース１１の前部に形成されている。モータ収容室１５は本体ケース１１の内面に囲まれた空間である。
モータ収容室１５には、モータ３０、制御基板４０および送風ファン３３などの駆動機構が収容されている。

モータ３０は、公知の電動式モータであり、中空なモータハウジング３１と、モータハウジング３１内に収容された円筒状のヨーク３０ａと、ヨーク３０ａに連結された出力軸３２と、ヨーク３０ａの回転を検出するセンサ基板３０ｂと、を備えている。

モータハウジング３１の右側壁には、ヨーク３０ａが挿通されている挿通口３１ａが形成されている。挿通口３１ａの内縁部とヨーク３０ａの外周面との間には隙間が形成されている。

モータハウジング３１の底部には、流出口３１ｂが開口している。また、本体ケース１１の下方には、左右方向に延びている筒状の通気路１８が形成されている。通気路１８の一端は流出口３１ｂに連通し、通気路１８の他端は、本体ケース１１の右側部に開口している排出口１１ｂに連通している。

ヨーク３０ａ内にはステータ（図示せず）が収容されている。そして、ステータのコイルに通電することで、ヨーク３０ａが左右方向の軸回りに回転する。
出力軸３２は、左右方向に延びており、基端部がヨーク３０ａに連結されている。出力軸３２は、ヨーク３０ａに連動して左右方向の軸回りに回転する。出力軸３２の先端部は、本体ケース１１の右側壁１１ａの外側に突出している。

モータ３０には、ステータに連結されたセンサ基板３０ｂが固定されている。センサ基板３０ｂは、中央部が開口した環状の基板であり、センサ基板３０ｂの中央部にヨーク３０ａが同心位置となるように挿通されている。

送風ファン３３は、モータハウジング３１内に収容されている。送風ファン３３は、ヨーク３０ａに取り付けられており、ヨーク３０ａの回転に連動して回転する。
送風ファン３３、流出口３１ｂ、通気路１８および排出口１１ｂは、モータ収容室１５内の空気を本体ケース１１の外部に排出するための排気手段である。
送風ファン３３が回転すると、モータハウジング３１内に送風が生じて、モータハウジング３１内の空気が流出口３１ｂ、通気路１８および排出口１１ｂを通じて本体ケース１１の外部に排出される。また、モータハウジング３１内には、モータ収容室１５内の空気が挿通口３１ａを通じて流入する。このように、モータ収容室１５内の空気は、モータハウジング３１内を通じて、本体ケース１１の外部に排出される。

駆動ギヤ３４は、出力軸３２の先端部に取り付けられている。駆動ギヤ３４は、本体ケース１１の右側壁１１ａの外側に配置されている。

制御基板４０は、電子回路が設けられた基板を金属製の放熱部材に取り付けたものである。制御基板４０とモータ３０とは電気的に接続されている。制御基板４０は、モータ収容室１５の後部に配置されている。

バッテリ収容室１６は、本体ケース１１の後部に形成されている。バッテリ収容室１６は、図２に示すように、本体ケース１１の上面に開口した略直方体の空間である。

バッテリ収容室１６は、バッテリ５０が収容される空間である（図３参照）。バッテリ５０は、公知のバッテリであり、直方体のケースにリチウムイオン蓄電池などの二次電池を収容したものである。

バッテリ収容室１６にバッテリ５０を収容した状態では、図３に示すように、バッテリ収容室１６の開口部１６ａの内縁部と、バッテリ５０の上部の側面との間に隙間が形成されている。この隙間によって第一吸気口８１が形成されている。本実施形態では、図１に示すように、バッテリ５０の上部の外周面に沿って環状の第一吸気口８１が形成されている。

バッテリ収容室１６の底部には、図４に示す制御基板４０に電気的に接続されている接続端子（図示せず）が設けられている。そして、バッテリ収容室１６内の接続端子にバッテリ５０の接続端子が接続されることで、バッテリ５０から制御基板４０およびモータ３０に電力が供給される。

また、バッテリ収容室１６の底部には、バッテリ５０をバッテリ収容室１６から取り出すためのイジェクト機構（図示せず）が設けられている。図１に示すように、バッテリ収容室１６にバッテリ５０を収容した状態で、バッテリ５０の上部に設けられたレバー５１を操作して、イジェクト機構を作動させることで、バッテリ５０を押し上げることができる。

バッテリ収容室１６の底面１６ｂには、図３に示すように、本体ケース１１の外面に通じる左右二つの第二吸気口８２，８２が形成されている。第二吸気口８２は、バッテリ収容室１６の底部を貫通している穴部である。第二吸気口８２は、本体ケース１１の後部の下面および側面に開口している。
本実施形態では、両第二吸気口８２，８２の開口面積を足した面積が、第一吸気口８１の開口面積よりも大きく形成されている。

バッテリ収容室１６に収容されたバッテリ５０の左右の下端部は、両第二吸気口８２，８２を通じて外部に露出している（図１参照）。

図１に示すように、本体ケース１１の上部は、上部カバー１２によって覆われている。上部カバー１２は、一本のボルトＢによって本体ケース１１に固定されている（図５参照）。上部カバー１２には、バッテリ収容室１６の開口部１６ａに連通する開口部１２ａが形成されている。

本体ケース１１の右側部には、切断部２０が設けられている。切断部２０は、切断作業用の作業工具であり、ガイドバー２１およびソーチェン２２を備えている。
ガイドバー２１は、前後方向に延長された板状部材であり、ガイドバー２１の後端部が本体ケース１１の右側部の外面に取り付けられている。
ガイドバー２１の外周部には、環状のソーチェン２２が巻回されている。ソーチェン２２の後端部は、図４に示すように、駆動ギヤ３４に係合されている。

モータ３０を駆動させて、駆動ギヤ３４を回転させると、ソーチェン２２がガイドバー２１（図１参照）の外周に沿って回転するように構成されている。
また、本体ケース１１の右側壁１１ａの外面には、駆動ギヤ３４および切断部２０の後端部を覆う側部カバー１３が取り付けられている。

本体ケース１１には、図１に示すように、フロントハンドル６１およびリヤハンドル６２が設けられている。
フロントハンドル６１は、本体ケース１１の外周に配設された把持部であり、円柱状の部材を折り曲げて形成されている。
リヤハンドル６２は、本体ケース１１の後部に連結されている。リヤハンドル６２には、作業者が把持した状態で、ソーチェン２２の回転を増減させるための操作手段であるトリガーレバー６２ａが設けられている。

チェンソー１によって樹木や板などの切断対象物を切断する場合には、作業者は一方の手でフロントハンドル６１を把持するとともに、他方の手でリヤハンドル６２を把持して、チェンソー１を携帯する。そして、リヤハンドル６２のトリガーレバー６２ａを操作して、ソーチェン２２を回転させることで、ソーチェン２２によって切断対象物を切断することができる。

本実施形態のチェンソー１では、本体部１０の右側部に切断部２０が設けられているため、作業者は本体部１０の左側に位置してチェンソー１を携帯することになる。

次に、本実施形態のチェンソー１の冷却構造について説明する。
本体ケース１１内には、図４に示すように、モータ収容室１５からバッテリ収容室１６に通じている連通路１７が形成されている。連通路１７は、バッテリ収容室１６からモータ収容室１５に空気を取り込むための通路である。

連通路１７は、本体ケース１１の左側部に形成されており、モータ収容室１５とバッテリ収容室１６との間の仕切り壁１１ｃの左縁部を前後方向に貫通している。連通路１７の流入口１７ａは、バッテリ収容室１６内の左側面１６ｃに開口している。

連通路１７の流入口１７ａには、エアフィルタ７０が嵌め込まれている。エアフィルタ７０は、平板状の枠体７１によって不織布７２を保持している（図２参照）。連通路１７の流入口１７ａは、エアフィルタ７０によって塞がれている。

エアフィルタ７０の枠体７１の前縁部は、仕切り壁１１ｃの後面に形成された取付溝１１ｄに嵌め込まれている。
また、エアフィルタ７０の枠体７１の後縁部には、左方に向けて突出したフック７３が形成されている。フック７３は、本体ケース１１の左側壁１１ｅに形成された取付穴１１ｆに挿通されており、本体ケース１１の左側壁１１ｅの外側に突出している。フック７３の先端部は、左側壁１１ｅの外面に係合されている。本実施形態のエアフィルタ７０には、図５に示すように、上下二つのフック７３，７３が形成されている。

エアフィルタ７０の表面７０ａは、図３に示すように、鉛直方向に対して下向きに傾斜している。つまり、エアフィルタ７０の表面７０ａは、下縁部から上縁部に向かうに連れてバッテリ収容室１６の内側に入り込むように傾斜している。これにより、エアフィルタ７０の表面７０ａは斜め下方に向けられている。本実施形態では、鉛直方向に対するエアフィルタ７０の表面７０ａの傾斜角度θは５度に設定されている。

エアフィルタ７０の下方には、左側の第二吸気口８２が配置されている。つまり、エアフィルタ７０の表面７０ａの下方に第二吸気口８２が配置されている。

本実施形態のチェンソー１では、図４に示すように、モータ３０が駆動して送風ファン３３が回転すると、モータ収容室１５内の空気は、モータハウジング３１内を通じて、本体ケース１１の外部に排出される。排気手段（送風ファン３３、流出口３１ｂ、通気路１８および排出口１１ｂ）によってモータ収容室１５内の空気が排出されることで、バッテリ収容室１６から連通路１７を通じてモータ収容室１５内に空気が流入する。

バッテリ収容室１６内には、図３に示すように、チェンソー１の外部から第一吸気口８１および第二吸気口８２を通じて空気が流入し、その空気が連通路１７に流入する。
連通路１７に空気が流入するときには、図４に示すように、空気中のダストがエアフィルタ７０によって取り除かれる。
そして、連通路１７からモータ収容室１５に流入した空気によって、制御基板４０およびセンサ基板３０ｂおよびモータ３０が冷却される。さらに、モータ収容室１５からモータハウジング３１内に流入した空気によって、モータ３０の内部が冷却されるため、モータ３０の冷却効率を高めることができる。

また、モータ収容室１５内の空気は、本体ケース１１の左側から通気路１８を通じて、本体ケース１１の作業工具２０側（右側）に排出される。本実施形態のチェンソー１では、作業者は本体ケース１１の左側に位置することになるため、モータ収容室１５内の空気をスムーズに排出することができる。
このように、モータ収容室１５内の空気を本体ケース１１の右側から排出することで、切断作業時に生じた切り屑や粉塵を、本体ケース１１の左側に位置する作業者から遠ざけることもできる。

エアフィルタ７０を本体ケース１１から取り外す場合には、バッテリ収容室１６からバッテリ５０を取り外した状態で、図５に示すように、本体ケース１１からボルトＢを取り外す。さらに、本体ケース１１から上部カバー１２を取り外すと、エアフィルタ７０の二つのフック７３，７３の先端部が本体ケース１１の左側壁１１ｅの外面に露出する。

続いて、図６に示すように、本体ケース１１の外部からフック７３の先端部を取付穴１１ｆに押し込む。これにより、図７に示すように、フック７３を本体ケース１１の左側壁１１ｅから取り外すことができる。
さらに、エアフィルタ７０の後縁部をバッテリ収容室１６の内側に移動させて、エアフィルタ７０を左側壁１１ｅに対して傾けることで、エアフィルタ７０の前縁部を取付溝１１ｄから取り外すことができる。
このようにして、本体ケース１１から取り外したエアフィルタ７０は、図５に示すバッテリ収容室１６の開口部１６ａから外部に取り出すことができる。

以上のようなチェンソー１（電動作業機）は、図４に示すように、切断部２０（作業工具）が設けられた本体部１０と、切断部２０を駆動させるモータ３０と、モータ３０に電力を供給するバッテリ５０と、を備えている。本体部１０内には、モータ３０が収容されているモータ収容室１５と、本体部１０の外面に開口しているバッテリ収容室１６と、バッテリ収容室１６からモータ収容室１５に通じている連通路１７と、が形成されている。バッテリ収容室１６の開口部１６ａの内縁部と、バッテリ収容室１６に挿入されたバッテリ５０の側面との間に第一吸気口８１が形成されている。また、バッテリ収容室１６内の左側面１６ｃには、連通路１７の流入口１７ａが開口している。流入口１７ａには、エアフィルタ７０が取り付けられている。

本実施形態のチェンソー１では、連通路１７に空気が流入するときに、空気中のダストはエアフィルタ７０によって取り除かれるため、モータ収容室１５にダストが入り込み難くなる。これにより、本実施形態のチェンソー１では、モータ収容室１５内にダストが堆積し難いため、本体部１０内を清掃する間隔を長くすることができ、メンテナンスの頻度を少なくすることができる。

本実施形態のチェンソー１では、バッテリ収容室１６内の左側面１６ｃにエアフィルタ７０が配置されている。そのため、図２に示すように、バッテリ収容室１６からバッテリ５０を取り外すことで、本体部１０の外部からバッテリ収容室１６の開口部１６ａを通じて、エアフィルタ７０の着脱および清掃を容易に行うことができる。

本実施形態のチェンソー１では、図３に示すように、エアフィルタ７０の表面７０ａが鉛直方向に対して下向きに傾斜している。これにより、エアフィルタ７０の表面７０ａにダストが付着し難いとともに、エアフィルタ７０の表面７０ａに付着したダストが、チェンソー１を地面に置く程度の揺れや衝撃によって落ち易くなっている。したがって、エアフィルタ７０が汚れ難いため、エアフィルタ７０の清掃または交換の間隔を長くすることができる。

本実施形態のチェンソー１の本体部１０には、バッテリ収容室１６の底部から本体部１０の外面に通じる第二吸気口８２が形成されている。
この構成では、第一吸気口８１および第二吸気口８２からバッテリ収容室１６に空気が流入するため、図４に示すように、モータ３０および制御基板４０の冷却に必要な十分な量の空気をバッテリ収容室１６に流入させることができる。

また、本実施形態のチェンソー１では、図３に示すように、二つの第二吸気口８２，８２が形成されており、両第二吸気口８２，８２の開口面積が第一吸気口８１の開口面積よりも大きく形成されている。

この構成では、第一吸気口８１からバッテリ収容室１６に流入する空気の量よりも両第二吸気口８２，８２からバッテリ収容室１６に流入する空気の量が多くなる。これにより、第一吸気口８１からバッテリ収容室１６に流入する空気の流速を抑えることができるため、第一吸気口８１を通じてバッテリ収容室１６に入り込むダストを少なくすることができる。
なお、両第二吸気口８２，８２は、バッテリ収容室１６の底部に形成されているため、本体部１０の下側から両第二吸気口８２，８２を通じてバッテリ収容室１６にダストが入り込み難い。
したがって、本実施形態のチェンソー１では、図４に示すように、バッテリ収容室１６にダストを入り難くしつつ、モータ３０および制御基板４０の冷却に必要な十分な量の空気をバッテリ収容室１６に流入させることができる。

また、本実施形態のチェンソー１では、図３に示すように、バッテリ収容室１６に入り込んだダストが、バッテリ収容室１６の底部に形成された第二吸気口８２を通じて外部に排出されるため、バッテリ収容室１６内にダストが堆積し難い。
さらに、左側の第二吸気口８２は、エアフィルタ７０の下方に配置されているため、エアフィルタ７０から落ちたダストは第二吸気口８２を通じて外部に排出される。

また、本実施形態のチェンソー１では、バッテリ収容室１６にバッテリ５０を収容すると、バッテリ収容室１６の底部に形成された両第二吸気口８２，８２を通じてバッテリ５０の左右の下部が本体部１０の外部に露出する。
したがって、バッテリ５０のイジェクト機構が作動しなくなったとしても、第二吸気口８２からバッテリ収容室１６内に手を入れて、バッテリ５０の下部を押し上げることで、バッテリ収容室１６からバッテリ５０を取り出すことができる。

本実施形態のチェンソー１では、図４に示すように、本体部１０の右側部（一方側の側部）に切断部２０（作業工具）が設けられている。
この構成では、作業者は本体部１０の左側に位置することになるため、第一吸気口８１の左側の領域および左側の第二吸気口８２からバッテリ収容室１６にダストが入り込み難くなる。
本実施形態のチェンソー１では、連通路１７の流入口１７ａがバッテリ収容室１６内の左側面１６ｃ（他方側の側面）に形成されているため、流入口１７ａに設けられたエアフィルタ７０にダストが付着し難くなっている。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
本実施形態のチェンソー１では、図４に示すように、本体部１０の左側部に連通路１７およびエアフィルタ７０が配置されているが、連通路１７およびエアフィルタ７０の配置は限定されるものではなく、本体部１０の前部、後部または右側部に配置してもよい。

本実施形態のチェンソー１では、図３に示すように、エアフィルタ７０の表面７０ａが下向きになるように配置しているが、本発明の参考例としては、エアフィルタ７０の表面７０ａを水平方向に向けてもよい。

本実施形態のチェンソー１では、バッテリ収容室１６の底部に二つの第二吸気口８２，８２が形成されているが、第二吸気口８２の数や形状は限定されるものではない。
本実施形態のチェンソー１では、図１に示すように、バッテリ５０の上部の外周面に沿って環状の第一吸気口８１が形成されているが、バッテリ５０の上部の周囲の一部のみに第一吸気口８１を形成してもよい。

本実施形態では、本発明を適用したチェンソー１について説明しているが、本発明を適用可能な電動作業機は限定されるものではなく、刈払機、ヘッジトリマー、ブロワなどの各種の電動作業機に適用可能である。

１ チェンソー
１０ 本体部
１１ 本体ケース
１１ａ 右側壁
１１ｃ 仕切り壁
１１ｄ 取付溝
１１ｅ 左側壁
１１ｆ 取付穴
１２ 上部カバー
１３ 側部カバー
１５ モータ収容室
１６ バッテリ収容室
１６ｂ 底面
１６ｃ 左側面
１７ 連通路
１７ａ 流入口
２０ 切断部
２１ ガイドバー
２２ ソーチェン
３０ モータ
３０ａ ヨーク
３０ｂ センサ基板
３１ モータハウジング
３１ａ 挿通口
３１ｂ 流出口（排気手段）
３２ 出力軸
３３ 送風ファン（排気手段）
３４ 駆動ギヤ
４０ 制御基板
５０ バッテリ
６１ フロントハンドル
６２ リヤハンドル
７０ エアフィルタ
７１ 枠体
７２ 不織布
７３ フック
８１ 第一吸気口
８２ 第二吸気口

Claims (5)

1. 作業工具が設けられた本体部と、
   前記作業工具を駆動させるモータと、
   前記モータに電力を供給するバッテリと、を備え、
   前記本体部内には、
   前記モータが収容されているモータ収容室と、
   前記モータ収容室内の空気を排出する排気手段と、
   前記本体部の外面に開口しているバッテリ収容室と、
   前記バッテリ収容室から前記モータ収容室に通じている連通路と、が設けられており、
   前記バッテリ収容室の開口部の内縁部と、前記バッテリ収容室に挿入された前記バッテリの側面との間に第一吸気口が形成されるとともに、
   前記バッテリ収容室内の側面には、前記連通路の流入口が開口し、
   前記流入口には、エアフィルタが取り付けられており、
   前記エアフィルタの表面は、鉛直方向に対して下向きに傾斜していることを特徴とする電動作業機。
2. 請求項１に記載の電動作業機であって、
   前記本体部には、
   前記バッテリ収容室の底部から前記本体部の外面に通じる第二吸気口が形成されていることを特徴とする電動作業機。
3. 請求項２に記載の電動作業機であって、
   前記第二吸気口は、前記エアフィルタの下方に配置されていることを特徴とする電動作業機。
4. 請求項２または請求項３に記載の電動作業機であって、
   前記第二吸気口の開口面積は、前記第一吸気口の開口面積よりも大きいことを特徴とする電動作業機。
5. 請求項１に記載の電動作業機であって、
   前記本体部の一方側の側部に前記作業工具が設けられており、
   前記流入口は、前記バッテリ収容室内の他方側の側面に形成されていることを特徴とする電動作業機。

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