JP2009137011A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱部品の改良された冷却を与える電動工具を提供する。
【解決手段】冷却システムを有する電動工具は、工具モータ１２を収容するメインチャンバー１４を有するモータハウジング１１と、電動工具を保持するための取手１５であって、冷却流体を移送する冷却通路１６、この冷却通路１６へと通じている少なくとも１つの入口１８、及び冷却通路１６から通じている少なくとも１つの出口１３を有する取手１５と、入口１８と出口１３との間で冷却通路１６に熱的に接触して配置された、熱を発生する電動工具部品２１と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動工具のための冷却システムに係り、より詳細には、コードレス電動工具に係る。

ドリルのようなコードレスの電動工具は、典型的に、モータやドリルシャフトのような作用部品が一般的に円筒状の上部ケースに配置されて構成される。この円筒状ケースの下から取手が延び、典型的に、その下端にバッテリパックが設けられる。バッテリパックからの配線は、典型的に、取手を通して、取手又はモータ区画のいずれかに配置された電気回路へと延びる。

米国特許第ＵＳ６４５５１８６号は、空気をメインケーシングの取り入れ開口へ引き込み、取手の通路を経、バッテリケーシングの通路を経、そしてバッテリケーシングの開口を通して出すようなコードレス電動ドリルのためのバッテリ冷却システムを述べている。取手又はバッテリケーシングには、バッテリ上に空気を循環させるために、ファンが配置されている。

本発明は、電動工具のための別の形式の冷却システムを提供する。

本発明の好ましい実施形態によれば、本発明による冷却システムは、電動工具の発熱部品の改良された冷却を与える。

従って、本発明は、その１つの態様において、冷却システムを有する電動工具であって、メインチャンバーを有するモータハウジングと、メインチャンバー内に収容される工具モータと、電動工具を保持するための取手であって、冷却流体を移送する冷却通路、この冷却通路へと通じている入口、及び冷却通路から通じている出口を有する取手と、熱を発生し、取手内に配置され、入口と出口との間で冷却通路に熱的に接触する電動工具部品とを備えた電動工具を提供する。

好ましくは、電動工具は、更に、入口から出口への冷却流体の流れを誘導するための流れ誘導装置を備えている。

好ましくは、流れ誘導装置は、冷却通路のメインチャンバーに少なくとも部分的に配置される。

好ましくは、流れ誘導装置は、１つ以上のファンを含む。

好ましくは、流れ誘導装置は、電動工具モータにより駆動されるファンである。

好ましくは、電動工具部品は、速度制御回路である。

好ましくは、速度制御回路のヒートシンクが、冷却通路に少なくとも部分的に配置される。

任意であるが、流れ誘導装置は、ヒートシンクに取り付けられたファンである。

好ましくは、１つ以上の前記入口を有し、多数のバッテリを収容するバッテリケーシングが設けられ、取手は、メインチャンバーとバッテリケーシングとの間に延びる。

好ましくは、冷却通路は、高熱伝達材料の冷却コンジットを含み、そして電動工具部品のヒートシンクは、冷却コンジットに直接取り付けられる。

或いは又、冷却通路にヒートパイプが配置され、このヒートパイプは、電動工具部品のヒートシンクに直接接触される。

或いは又、冷却通路は、ゴム管を備え、更に、ゴム管に接続された熱伝達ボックスを含み、これは、電動工具部品の冷却部分を少なくとも部分的に収容する。

好ましくは、電動工具部品の冷却部分は、ヒートシンクのフィンを含む。

第２の態様によれば、本発明は、メインチャンバーを有するモータハウジングと、メインチャンバー内に収容される工具モータと、電動工具を保持する取手と、取手に収容されたヒートパイプと、取手に配置された、熱を発生する電動工具部品とを備えた、冷却システムを有する電動工具において、電動工具部品がヒートパイプと熱的に接触されるような電動工具を提供する。

好ましくは、ヒートパイプは、メインチャンバー内の冷却空気の流れによって冷却される。

好ましくは、ヒートパイプは、取手に取り付けられたバッテリのヒートシンクに熱的に接触される。

好ましくは、流れ誘導装置は、専用の電源を有することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を一例として詳細に説明する。

本発明の第１の実施形態による冷却システムを伴うコードレス電動工具を示す図である。 本発明の第２の実施形態による冷却システムを伴うコードレス電動工具を示す図である。 本発明の第３の実施形態による冷却システムを伴うコードレス電動工具を示す図である。 本発明の第４の実施形態による冷却システムを伴うコードレス電動工具を示す図である。 ヒートシンクの細部を示す電動工具の一部分の拡大図である。 本発明の第５の実施形態による冷却システムを伴うコードレス電動工具を示す図である。 本発明の第６の実施形態による冷却システムを伴うコードレス電動工具を示す図である。 本発明の第７の実施形態による冷却システムを伴うコードレス電動工具を示す図である。 本発明の第８の実施形態による冷却システムを伴うコードレス電動工具を示す図である。 本発明の第７の実施形態に基づく冷却システムの変形をある角度から見た図である。

図１は、モータ１２及びギアボックス（図示せず）が配置されるメインチャンバー１４を有するモータハウジング１１より成るドリルの形態のコードレス電動工具１０を示す。

チャンバー１４の通気を与えるために、ハウジング１１の各側の垂直カラムには多数の水平の通気スロット１３が設けられる。これらの通気スロット１３は、モータ１２の後方に配置され、空気の入口及び／又は出口として働く。モータ１２の付近に、付加的な通気スロット１３が設けられてもよい。

取手１５は、ハウジング１１の下に延びて、通路１６を含み、この通路は、チャンバー１４から、取手１５の底部のバッテリケーシング１７まで延びる。空気入口通路１８は、取手１５を通して配置され、通路１６に直接通じている。取手の底部には、バッテリケーシングの内部から通路１６へ空気の流れを許すために、開口１９も配置される。バッテリケーシングは、多数のバッテリセルの形態である電動工具バッテリを収容する。

ハウジング１１の下で、取手１５の前上区分にはトリガースイッチ２０が配置される。トリガーの後方で取手内には速度制御回路２１が接続され、これには、放熱を助成するためにヒートシンク２２が設けられる。速度制御回路２１は、熱を発生する電動工具部品２１を代表するものである。速度制御回路からの熱を消散するために冷却通路１６内には、少なくとも、ヒートシンク２２のフィンが配置される。

図１に示す実施形態によれば、電動工具モータによって誘起される吸引の結果として、空気が入口１８及び開口１９を経て吸い込まれ、通路１６を経て上昇し、スロット１３を経て放出されるのが好ましい。図２に示すように、これは、モータ１２の後方に配置された個別のファン２３の形態の流れ誘導装置２３を設けることにより向上される。

図３に示すように、本発明の第３の実施形態によれば、ハウジング１１の後端の外側に、外部流れ誘導装置２３を配置することができる。この外部流れ誘導装置２３は、特に、送風機又は羽根型のファンのような吸引装置で、ハウジング１１の外面に接続され、開口２５がチャンバー１４から空気を引き出すことができる。外部流れ誘導装置２３は、外部の専用電源により付勢されてもよいし、又は電動工具のバッテリに電気的に接続されてもよい。

図４に示す本発明の第４の実施形態によれば、通路１６には、ヒートシンク２２に取り付けられたファン２３を設けることができる。ファン２３は、動作中、入口１８及び開口１９を通して空気を吸い込み、ヒートシンク２２上を通過するように冷却空気をうまく流してスロット１３を経て放出させる。

図５は、ヒートシンク２２の拡大図で、これを速度制御回路２１及びトリガースイッチ２０の後方にどのように配置するかを示している。速度制御回路２１は、ヒートシンク２２に関連した１つ以上のＭＯＳＦＥＴデバイスを含むのが好ましい。速度制御回路２１は、これにトリガースイッチ２０が取り付けられるようにしてハウジング３７に配置されるのが好ましい。ヒートシンク２２は、冷却ファンを組み込むのが好ましい。

図６に示す本発明の第５の実施形態は、通路１６に空気を送風できるように接続開口２５を伴い取手１５の下端後方に配置された電源及び送風装置の形態の外部流れ誘導装置２３より成る。この空気は、次いで、スロット１３を通して出る。

図７に示す本発明の第６の実施形態によれば、外部流れ誘導装置２３が、モータ１２の後端の上でハウジング１１の頂部に取り付けられ、空気を引き出せるように開口２５を有している。誘導装置が動作すると、入口１８及び開口１９を通して空気が吸い上げられ、開口２５を通して出される。或いは又、外部流れ誘導装置をスロット１３に関連付けて、スロット１３を通して空気を流すように誘導することもできる。

要約すれば、本発明の第３の実施形態において、外部流れ誘導装置（ファン）をハウジング１１の外部に配置し、通路１６を通して空気を引き上げ、開口２５を通して放出することができる。或いは又、外部送風機（ファン）を取手１５の下端に取り付け、通路１６を通して空気を送風し、スロット１３を通して放出してもよい。

図８に示す本発明の第７の実施形態によれば、管３０の形態の冷却コンジットが通路１６に配置され、この管は、その底端におけるバッテリケーシング１７から、その頂端におけるスロット１３まで延びている。ヒートシンク２２は、その後端が管３０の外面に直接接続される。

入口通路１８は、取手１５を通り且つ管３０を通って配置されることに注意されたい。

図１０は、図８に示す本発明の実施形態の変形を示す。この実施形態では、冷却コンジット又は管が上部３０及び下部３１を有し、これらは、長方形の熱伝達ボックス３４の上壁３２及び下壁３３の上部開口及び下部開口（図示せず）に各々接続される。ヒートシンク２２は、ボックス３４の開放側面３６を通して延びる平行なフィンを有し、ハウジング３７に配置された速度制御回路に直接接続される。ヒートシンク２２のフィン（図示せず）は、ボックス３４の中空内部を横切って延び、管の下部３１からボックス３４を通して管の上部３０へ至る流れの方向に整列される。管は、ゴム材料であるのも任意である。

管の部分３０及び３１は、上部壁及び下部壁３２、３３の開口を形成する各中空の栓に固定されるのが好ましい。

前記変形において設けられるボックス３４は、冷却システムを電動工具に合体できるようにヒートシンク２２及び管３０を構成するための簡単な方法を許す。

上述した変形において、ボックス３４は、ヒートシンク２２のフィンがその中に配置されるときにボックスをシール剤又はそれと同等のものでシールして、管３０に流れる流体がボックス３４から逃れないよう保証するように、構成することができる。しかしながら、これは、重要なことではなく、ある状態では、ある程度の空気の漏れは、効果を奏することがある。

本発明の別の実施形態によれば、ボックス３４は、シールされず、ヒートシンク２２のフィンは、ボックス３４の内部に部分的に又は完全に配置される。ボックス３４は、開いた背面及び開いた前面を有してもよい。

図９に示す本発明の第８の実施形態によれば、図８に管３０として示された冷却コンジットは、ヒートパイプ３９に置き換えられる。管３０の場合と同様に、ヒートシンク２２は、その後端がヒートパイプの外面に取り付けられ、従って、伝導により熱伝達を容易に生じさせることができる。又、ゴム管の実施形態に関連して述べたのと同様に、取手及びヒートパイプを通して入口通路１８が設けられる。

図９に示すヒートパイプは、熱伝導を与えるように内実であってもよいし、或いは又、あるエリアから別のエリアへ熱を伝達するための相変化を受ける物質を収容するように中空であってもよい。このような実施形態では、ヒートシンクがヒート管に直接接続され、そして冷却は、熱伝導によりヒートシンクからヒート管へそして放射によりヒート管から周囲環境へと達成される。従って、ヒートパイプを経て空気のような流体を移動するための付加的な通気を与えることができる。

本発明の一実施形態によれば、ヒートパイプ３９は、一端において、その上に空気を送風するか、又はその至近から空気を吸い込むことにより、冷却される。このような実施形態では、モータハウジング１１のチャンバー１４内でこれを行うのが好ましい。

図８及び９において、冷却通路１６は、この冷却通路１６を通して空気を引き出すために真空又は低空気圧のエリアを形成するファン又は送風機のような真空装置の形態の流れ誘導装置２３に接続される。図８において、真空装置２３は、チャンバー１４内で工具モータ１２の端に隣接配置されるか又はそこに取り付けられて、モータ及び冷却通路１６を通して冷却空気を引き出し、工具モータに取り付けられる冷却ファンの必要性を排除するか、又はその助けとなる。図９において、真空装置２３は、チャンバー１４内に配置されるが、工具モータ１２から離間される。真空装置は、工具モータによって駆動されてもよく、即ちモータシャフトに取り付けられることにより駆動されてもよい。或いは又、例えば、専用バッテリ又は他のエネルギーソースのような個別の電源によるか或いは電動工具バッテリへの接続により、自己付勢又は自己駆動されてもよい。

ファン又は羽根を使用して冷却が達成される実施形態について述べたが、流体の流れを開始できるものであれば、いかなる装置も本発明により包含されることに注意されたい。例えば、これは、可動ダイヤフラム又はベローズを含む送風及び吸引装置を含む。

上述した実施形態のいずれかによれば、１つ以上の空気ポンプを使用して空気の移動が達成される。

本発明の更に別の実施形態によれば、電動工具内からの熱の伝達は、バッテリのケーシング１７を貫通する熱伝達手段を設けることにより改善される。図９に示すように、ヒートパイプ３９は、バッテリのケーシング１７を貫通して延び、バッテリの１つ以上のメタルプレート又はヒートシンク４１に接続することができる。

前記に加えて、冷却システム内に流体の流れを開始するのに使用される装置は、それ自身の電源によって付勢されてもよいし、又は電動工具の電源から付勢されてもよいことに注意されたい。又、他の選択肢として、電動工具のモータシャフトの動力、圧縮空気又は他の駆動手段を利用することも含む。

前記に加えて、加熱された空気を退出させる付加的な経路を与えるために、ハウジング１１に付加的な出口を設けてもよいことに注意されたい。

以上の説明及び特許請求の範囲において、表現する言語又は必要な意味合いによって特に要求される場合を除き、「備える(comprise)」という語、或いは「備え(comprises)」又は「備えている(comprising)」等の変形は、包含の意味で使用され、即ち述べられた特徴の存在を指定するが、本発明の種々の実施形態において更に別の特徴の存在又は追加を排除するものではない。

１１：モータハウジング
１２：工具モータ
１３：出口
１４：メインチャンバー
１５：取手
１６：冷却通路
１７：バッテリケーシング
１８：入口
２１：電動工具部品
２２：ヒートシンク
２３：流れ誘導装置
３０：冷却コンジット
３０、３１：ゴム管
３４：熱伝達ボックス
３９：ヒートパイプ
４１：ヒートシンク

Claims (16)

1. メインチャンバー１４を有するモータハウジング１１と、前記メインチャンバー１４内に収容される工具モータ１２と、電動工具を保持するための取手１５と、この取手１５に配置された、熱を発生する電動工具部品２１とを備えた、冷却システムを有する電動工具において、前記取手１５は、冷却流体を移送する冷却通路１６、この冷却通路１６へと通じている入口１８、及び冷却通路１６から通じている出口１３を有し、そして前記電動工具部品２１は、前記入口１８と前記出口１３との間で前記冷却通路１６に熱的に接触されることを特徴とする電動工具。
2. 前記入口１８から前記出口１３への冷却流体の流れを誘導するための流れ誘導装置２３を更に備えた、請求項１に記載の電動工具。
3. 前記流れ誘導装置２３は、前記冷却通路１６のメインチャンバー１４に少なくとも部分的に配置される、請求項２に記載の電動工具。
4. 前記流れ誘導装置２３は、１つ以上のファンを含む、請求項２又は３に記載の電動工具。
5. 前記流れ誘導装置２３は、前記電動工具モータ１２によって駆動されるファンである、請求項２に記載の電動工具。
6. 前記電動工具部品２１は、速度制御回路である、請求項１から５のいずれかに記載の電動工具。
7. 前記速度制御回路２１に対して、前記冷却通路１６に少なくとも部分的に配置されたヒートシンク２２を更に備えた、請求項６に記載の電動工具。
8. 前記流れ誘導装置は、前記ヒートシンク２２に取り付けられたファンを含む、請求項７に記載の電動工具。
9. １つ以上の前記入口１８を有し、そして多数のバッテリを収容するバッテリケーシング１７を更に備え、前記取手１５は、前記メインチャンバー１４と前記バッテリケーシング１７との間に延びる、請求項１から８のいずれかに記載の電動工具。
10. 前記冷却通路１６は、高熱伝達材料の冷却コンジット３０を含み、そして前記電動工具部品２１のヒートシンク２２が前記冷却コンジット３０に直接取り付けられる、請求項１から６のいずれかに記載の電動工具。
11. 前記冷却通路１６には、ヒートパイプ３９が配置され、このヒートパイプは、前記電動工具部品２１のヒートシンクに直接接触される、請求項１から６のいずれかに記載の電動工具。
12. 前記冷却通路１６は、ゴム管３０、３１を含み、更に、このゴム管３０、３１に接続された熱伝達ボックス３４を含み、これは、前記電動工具部品２１の冷却部分を少なくとも部分的に収容する、請求項１から６のいずれかに記載の電動工具。
13. 前記電動工具部品２１の冷却部分は、ヒートシンク２２のフィンを含む、請求項１２に記載の電動工具。
14. メインチャンバー１４を有するモータハウジング１１と、前記メインチャンバー１４内に収容される工具モータ１２と、電動工具を保持するための取手１５と、この取手１５に配置された、熱を発生する電動工具部品２１とを備えた、冷却システムを有する電動工具において、前記取手１５は、ヒートパイプ３９を収容し、前記電動工具部品２１は、このヒートパイプ３９と熱的に接触されることを特徴とする電動工具。
15. 前記ヒートパイプ３９は、前記メインチャンバー内の冷却空気の流れによって冷却される、請求項１４に記載の電動工具。
16. 前記ヒートパイプ３９は、前記取手１５に取り付けられたバッテリのヒートシンク４１と熱的に接触をなす、請求項１４又は１５に記載の電動工具。

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