(57)【要約】  電動工具（５００）であって、この電動工具の電気モータユニット（５１０）を冷却するためのヒートパイプを含む冷却構造を備えた電動工具。ヒートパイプは、熱エネルギーをモータユニット（５０１）から運び去るために液相と気相との間で移行する作動流体で満たされている。ヒートパイプの第１の端部（５２１）が電気モータユニット（５１０）と熱的接触関係をなして配置され、この第１の端部は、熱をモータユニットから集める。次に、熱は、周囲空気によって、代表的にはファン（５３２）によって冷却されるよう構成された冷却装置（５３０）と熱的接触状態にあるヒートパイプの第２の端部（５２２）に運ばれる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子（５１１）および前記固定子（５１１）の外側に同心状に配置された回転子（５１２）で構成された電気モータユニット（５１０）を有する電動工具（５００）において、ヒートパイプ（５２０）が前記固定子（５１１）内に位置した状態で前記固定子（５１１）に熱的に結合された第１の端部（５２１）および前記固定子（５１１）の外側に達するとともに冷却装置（５３０）に熱的に結合された第２の端部（５２２）を有する状態で配置され、前記冷却装置（５３０）は、前記ヒートパイプ（５２０）の前記第２の端部（５２２）を冷却するためのヒートシンク（５３１）を有し、前記ヒートパイプは、前記第１の端部（５２１）から前記第２の端部（５２２）まで前記冷却装置（５３０）のところで消散されるべき熱を運ぶ相変化流体を有する、電動工具（５００）。
【請求項２】
前記ヒートシンク（５３１）は、熱エネルギーを散逸させるよう配置された少なくとも１つの冷却フィンを有する、請求項１記載の電動工具（５００）。
【請求項３】
ファン（５３２）が冷却用空気流を前記ヒートシンク（５３１）に提供するよう配置されている、請求項１または２記載の電動工具（５００）。
【請求項４】
前記ファン（５３２）は、前記モータユニット（５１０）の作動とは独立して、冷却用空気流を前記ヒートシンク（５３１）に提供するよう配置されている、請求項３記載の電動工具（５００）。
【請求項５】
バッテリが前記ファン（５３２）を駆動するよう特別に割り当てられている、請求項４記載の電動工具（５００）。
【請求項６】
センサが前記モータユニット（５１０）の温度をモニタするよう配置され、前記ファン（５３２）は、前記モータユニット（５１０）の前記モニタされた温度に基づいて冷却用空気流を前記ヒートシンク（５３１）に提供するよう配置されている、請求項４または５記載の電動工具（５００）。
【請求項７】
前記ヒートパイプ（５２０）の前記第１の端部（５２１）は、前記固定子（５１１）内に組み込まれている、請求項１〜６のうちいずれか一に記載の電動工具（５００）。
【請求項８】
前記電気モータユニット（５１０）は、空気が前記モータユニット（５１０）に入るのを阻止するよう気密封入体（５２５）内に封入されている、請求項１〜７のうちいずれか一に記載の電動工具（５００）。
【請求項９】
前記冷却装置（５３０）は、前記モータユニット（５１０）を覆っている前記気密封入体（５２５）の外側に配置されている、請求項８記載の電動工具（５００）。
【請求項１０】
取り外し可能なハウジング部品（５２６）が前記冷却装置（５３０）を覆うよう配置されている、請求項９記載の電動工具（５００）。
【請求項１１】
前記ヒートシンク（５３１）は、前記電動工具のハウジング（５０１）の外側部品であり、前記外側部品は、周囲温度にさらされる、請求項１〜９のうちいずれか一に記載の電動工具（５００）。
【請求項１２】
前記冷却装置（５３０）は、前記電動工具のハウジング（５０１）の内側に部分的にかつ前記ハウジング（５０１）の外側に部分的に配置されている、請求項１〜９のうちいずれか一に記載の電動工具（５００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動工具であって、前記電動工具の電気モータを冷却する冷却構造を備えた電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気モータユニットを有する電動工具、例えば締結具用工具、例えば不連続駆動工具またはインパルス（衝撃）工具では、エネルギー、すなわち熱が電気モータユニット内に生じる。図１は、かかる電動工具１００の一例を概略的に示している。電動工具１００は、本体／ハウジング１０１および出力シャフト１０２を有する。電気モータユニットが出力シャフト１０２を駆動するために用いられる。出力シャフト１０２は、回転軸線回りに回転するよう配置されている。電気モータは、バッテリ１０４によって駆動される場合が多いが、他の電源装置、例えば電力を提供するケーブルによっても駆動可能である。バッテリは、図１に示されているように電動工具のハンドル１０３に取り付けられるのが良いが、電動工具１００の他の部品に取り付けられても良い。電動工具１００のハウジング１０１内には、電気モータおよび歯車装置が配置されている。
【０００３】
従来の電気モータユニットは、工具１００のハウジング１０１に対して固定された関係をなして配置された固定子および出力シャフト１０２の回転軸線に好ましくは共通した回転軸線回りに固定子に対して回転するよう配置された回転子を含む。回転子は、固定子と回転子との間に誘起された磁界によって固定子に対して回転するようになっている。磁界は、電流が固定子および／または回転子上に施された巻線内を流れることによって誘起されるのが良い。電気モータについて用いられる場合が多い形態では、固定子は、巻線を含み、回転子は、永久磁石である。
【０００４】
電気モータユニットを回転子の回転のために作動させると、熱の形態をした熱エネルギーが電気モータユニット内に生じる。電動工具は、大電流を必要とする場合が多く、その結果、工具のシャフト１０２を駆動して回転させるのに、すなわち、回転子を駆動して回転させるのにかつ適当なトルクをもたらすのに短期間で大きな電力が用いられる。例えば、不連続駆動工具は、例えば、限定された期間内で、例えばナットなどを締結する際、１０００Ｗを消費する場合がある。
【０００５】
電気モータユニットの部品、すなわち固定子、回転子および巻線は、過熱に敏感である。過熱は、モータ部品の有効寿命を縮める場合がある。固定子は、典型的には、固定子の材料および形態に応じて、約８０℃〜１４０℃を超える温度に過熱されると見なされるのが良い。固定子がかかる温度に繰り返しさらされる場合、その性能は、低下し、その有効寿命の期間は、劇的に短縮される。したがって、工具は、使用後および／または使用間で休ませて冷やさなければならず、あるいは、電気モータユニットは、過熱を阻止するために能動的にかつ連続して冷却されなければならない。一般に、工具にとって高い生産性が望ましくかつ必要とされ、したがって、多数回の順次作動、例えば締め付けまたは弛め作業を実施するのが良い。したがって、電気モータの冷却が必要とされる。
【０００６】
先行技術の解決策では、提供される冷却効果は、十分ではない場合が多い。一例として、電気モータユニットを通る空気流を提供するのに１つまたは２つ以上のファンが用いられている。かかるファンは、典型的には空気を吹きかつ／あるいは吸って空気が固定子、回転子および／または巻線を通過し、それにより熱エネルギーを電気モータユニットから連れ去るように配置されている場合がある。しかしながら、これら先行技術の解決策は、経時的に過熱を阻止することができず、それゆえに結果的に工具の生産性の低下を招く貧弱な冷却効果を提供する。
【０００７】
特に、封入型電気モータユニットおよび回転子内に配置された固定子を含む電気モータユニットに関し、先行技術の解決策の結果として、冷却性能が極めて貧弱であり、と言うのは、かかるモータユニットについて熱エネルギーを連れ去るための空気流の使用が非効率的だからである。したがって、交互について達成される生産性は、許容できないほど低い。封入型モータユニットは、汚れた環境中で使用される工具にとって通例である。
【０００８】
空冷式工具の一例が欧州特許出願公開第２７５４５３５（Ａ２）号明細書に記載されており、この場合、別個のファンが電気モータの作動とは独立してモータを冷却するよう配置されている。たとえファンが用いられても、冷却効果は、連続作動中に手持ち型工具を冷却するには経時的には十分ではないであろう。
【０００９】
別の構成が独国特許第４２３０３７９号明細書から知られており、この構成では、ヒートパイプが電動工具の電気モータの回転子内に配置されている。さらに、ファンがヒートパイプの冷却と回転子の巻線への空冷の提供の両方を行うよう回転子に取り付けられている。ヒートパイプは、効率的な冷却を可能にするが、この独国特許第４２３０３７９号の構成は、管形固定子内に同軸状に配置された回転子を有する特定の実施形態に合わせて構成されている。例えば、電気巻線は、回転子に施され、スリップリングが電力を回転子に提供するよう配置されている。
【００１０】
大抵の電動工具、例えば不連続駆動工具またはインパルス工具に関し、固定子を回転子内に同軸状に配置することが有利である。これは、外側に配置される回転子が低い回転速度でもかねてから高いトルクを提供することができることに起因している。その結果、トルクは、大抵の用途に関して十分であり、それゆえに、歯車系の必要性が中央に配置された固定子を有するかかる工具については低くなりまたはなくなる。固定子が回転子の外側に同軸状に配置される場合には、典型的にはモータによって提供されるトルクは低くかつ回転速度が高く、そのためには、モータの回転を低速にして十分なトルクを達成するための歯車系が必要になる。
【００１１】
電気モータユニットを通る冷却用空気流を提供する場合、汚れが電気モータユニット中に入り込む恐れがあり、と言うのは、小さなほこり粒子が空気流によって電気モータ中に運び込まれる場合があるからである。回転子と固定子との間の空隙は、効率的なモータを達成するためには極めて狭いことが必要である。したがって、偶発的にモータ中に吹き込まれまたは吸い込まれるほこり粒子は、この狭い空隙内で動かなくなる場合があり、それにより、回転子の回転が阻止される場合がある。かくして、先行技術の冷却策によっては、電気モータユニットは、この電気モータユニット内に吹き込まれたかかるほこりに起因して破損する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２７５４５３５（Ａ２）号明細書
【特許文献２】独国特許第４２３０３７９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
それゆえ、固定子が回転子の内側に同軸状に配置された状態の電気モータを効率的に冷却する冷却構造が要望されている。
【００１４】
本発明の目的は、従来の手持ち型工具における冷却の問題を解決するとともに回転子の内側に同軸状に配置された固定子を有する電気モータの効率的な冷却を可能にする頑丈な電動工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的は、本発明の第１の観点に従って達成され、この第１の観点は、固定子および固定子の外側に同心状に配置された回転子で構成されている電気モータユニットを有する電動工具に関する。ヒートパイプが固定子内に位置した状態で固定子に熱的に結合された第１の端部および固定子の外側に達するとともに冷却装置に熱的に結合された第２の端部を有する状態で配置され、冷却装置は、ヒートパイプの第２の端部を冷却するためのヒートシンクを有し、ヒートパイプは、第１の端部から第２の端部まで冷却装置のところで消散されるべき熱を運ぶ相変化流体を有する。
【００１６】
熱を電気モータから運び去るためにヒートパイプを利用することによって、本発明により軽量かつコンパクトな電動工具が得られる。
【００１７】
本発明は、電気モータユニットのための効率的な冷却を提供する。電気モータユニットの効率的な冷却に起因して、電動工具の生産性がかなり向上し、と言うのは、電動工具は、先行技術の電動工具に関して可能であった期間よりも長い期間にわたって例えば締結具を締め付けるために能動的に使用することができるからである。
【００１８】
また、本発明によって頑丈な電動工具が提供され、と言うのは、ほこりがモータ内に取り込まれることに起因したモータ破損の恐れが減少するからである。本発明の冷却構造が電動工具内に具体化される場合、熱は、消散される前に電気モータユニットから連れ出される。かくして、空気を電気モータユニット中に吹き込む必要がなく、それによりほこり粒子を電気モータユニットの回転子および／または固定子部品中に吹き込む恐れが減少する。
【００１９】
特定の実施形態では、電気モータユニットは、空気がモータユニットに入るのを阻止するよう封入される。かかる実施形態では、もしそのように構成されていない場合にほこりと汚れをモータユニット中に入り込ませる場合のある空気がモータユニットの空間中に入るのを阻止されるようにすることが確実になる。提供される封入は、様々な度合いのものとすることができる。第１の尺度として、この封入は、空気、ほこりおよび汚れがモータユニットに入るのを阻止するべきである。別の封入度では、電動工具は、加圧空気への暴露に耐えるべきであり、このことは、それにより電動工具、特に冷却装置を加圧空気によってクリーニングすることができるので有利である。さらに別の封入度では、電動工具は、液体がモータユニット中に入る恐れなく、液体、例えば水中への浸漬に耐えるべきである。
【００２０】
特定の実施形態では、冷却装置は、モータユニットを覆っている気密封入体の外側に配置されている。さらに、取り外し可能なハウジング部品が冷却装置を覆うよう配置されており、この取り出し可能なハウジング部品は、ファンを覆うよう配置されても良い。ハウジング部品は、好ましくは、冷却装置のクリーニングを可能にするよう容易に取り外し可能であり、ファンが配置されている場合、このファンもまた、そのクリーニングを可能にするよう接近可能であるのが良い。
【００２１】
ヒートシンクは、好ましくは、熱エネルギーを散逸させるよう構成された少なくとも１つの冷却フィンを有し、ファンは、好ましくは、冷却用空気流をヒートシンクに提供するよう配置される。
【００２２】
ファンは、モータユニットの作動とは独立して、冷却用空気流をヒートシンクに提供するよう配置されるのが良い。特に、バッテリがファンを駆動するよう特別に割り当てられるのが良い。
【００２３】
さらに、センサがモータユニットの温度をモニタするよう配置されるのが良く、ファンは、モータユニットのモニタされた温度に基づいて冷却用空気流をヒートシンクに提供するよう配置されるのが良い。
【００２４】
ヒートシンクはまた、工具のハウジングの外側部品であっても良く、この部品は、周囲温度にさらされ、冷却装置はまた、電動工具のハウジングの内側に部分的にかつこのハウジングの外側に部分的に配置されても良い。
【００２５】
熱が電気モータユニットから運び去られるので、本発明は、電動工具が封入型モータユニットを備えている場合およびモータユニットがその回転子の内側に配置されたその固定子を有している場合に特に利用できる。封入型モータユニットおよび内部固定子を有するモータユニットは、伝統的には、冷却するのが特に困難であったが、その理由は、固定子のための周囲空気との接触が制限されるからである。
【００２６】
熱をモータユニットから運び去ることもまた、熱消散をこの目的に適した電動工具の位置で実施できるという利点を有する。
【００２７】
次に、幾つかの好ましい実施形態を示す添付の図面を参照して本発明による電動工具、冷却構造および冷却方法の詳細な例示な実施形態および利点について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】先行技術の電動工具を示す図である。
【図２】本発明に従って冷却構造を含むモータユニットの極めて概略的な図である。
【図３】本発明の第１の実施形態によるモータユニットを示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態によるモータユニットを示す図である。
【図５】第２の実施形態のモータユニットを有する電動工具を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図２は、本発明の冷却構造を有するモータユニット２１０の極めて概略的な図である。図２は、本発明の一般的な冷却手順を説明するようになっている。
【００３０】
エネルギー運搬または伝達装置２２０は、１つの温かいインターフェースと１つの冷たいインターフェースとの間におけるエネルギー、例えば熱の効率的な運搬のために熱伝導率と相転移の両方の原理を組み合わせており、温かいインターフェースは、電気モータユニット２１０と接触状態にある第１の端部２２１であり、冷たいインターフェースは、冷却装置２３０と接触状態にある第２の端部２２２である。代表的には、エネルギー運搬装置２２０は、ヒートパイプである。したがって、エネルギー運搬装置２２０は、熱エネルギーをエネルギー運搬装置の第１の端部２２１から第２の端部２２２に運搬するためにエネルギー運搬装置２２０内の作動流体の液相と気相との間における移行を利用する。
【００３１】
エネルギー運搬装置２２０の温かいインターフェースのところ、すなわち第１の端部２２１のところでは、作動流体は、電気モータユニット２１０から熱を吸収することによって液体から蒸気に蒸発し、それにより、電気モータユニットが冷却される。蒸発した作動流体は、次に、凝縮して第２の端部２２２のところの冷たいインターフェースのところで液体に戻り、それにより潜熱が周囲環境に放出される。次に、液体としての作動流体は、毛管および／または重力作用により第１の端部２２１のところの温かいインターフェースに戻り、ここで、この作動流体は、再び蒸発し、それにより第１の端部と第２の端部との温度差がある特定のしきい値ΔＴを超えている限りかつ／あるいは第１の端部２２１のところの温度が液体を蒸発させる特定の温度を超えている限りにおいて続行することになるサイクルが生じる。エネルギー運搬装置２２０の内圧は、エネルギー運搬装置の機能およびエネルギー運搬を特定の電気モータユニット２１０の需要を満たすよう適合させることができるようにして、すなわち、蒸発温度をモータユニット２１０の設定最大温度を十分下回る温度に一致する所望の温度まで制御することによって、相変化を容易にするようになっているのが良い。
【００３２】
本発明の好ましい実施形態によれば、エネルギー運搬装置２２０は、ヒートパイプである。エネルギー運搬装置２２０内に作動流体は、例えば、水、アンモニア、メタノール、エタノール、アセトン、flutec PP2、flutec PP9、トルエン、ペンタン、およびヘプタンのうちの１つまたは２つ以上であるのが良い。他の適当な作動流体もまた使用でき、これは、当業者には明らかである。特定の実施形態では、水が用いられ、エネルギー運搬装置２２０内には負圧が提供されて水の沸点を下げ、それゆえにエネルギー運搬装置２２０の有効温度を下げる。かかるエネルギー運搬装置２２０によって、固定子の温度は、作動中、約４５〜６５℃に保たれるのが良く、かかる温度は、従来の空冷によって達成できる温度よりも約２０℃低い。
【００３３】
かくして、冷却装置２３０は、電気モータユニット２１０とは別個に配置され、この冷却装置は、エネルギー運搬装置２２０と熱的接触状態にあり、より正確に言えば、エネルギー運搬装置２２０の第２の端部２２２と熱的接触状態にある。それにより、電気モータユニット２１０内に生じる熱は、電気モータユニット２１０から冷却装置２３０に効果的に運び去られ、この冷却装置において熱が消散される。
【００３４】
図３は、本発明の実施形態を概略的に開示している。冷却構造は、固定子３１１の外側に配置されるとともにシャフトコネクタ３０２を介して電動工具のスピンドル／シャフトに連結された回転子３１２を有する電気モータ３１０を冷却するために利用され、シャフトコネクタ３０２は、出力シャフトと一体であるのが良く、またはこれに連結されるのが良い。かくして、固定子３１１は、回転子の内側に配置されている。具体的に説明すると、固定子３１１と回転子３１２は、互いに対して同心状に配置され、この場合、固定子は、図３から明らかなように回転子内径Ｄrotor_inner３１５よりも小さい固定子外径Ｄstator_outer３１４を有し、すなわち、Ｄstator_outer＜Ｄroter_innerである。エネルギー運搬装置３２０の第１の端部３２１は、固定子３１１と熱的接触状態にあり、その結果、固定子３１１から、例えば固定子巻線からの熱を電気モータユニット３１０から、エネルギー運搬装置３２０の第２の端部３２２と冷却装置３３０との熱的接触に起因して冷却装置３３０に運び去ることができるようになっている。
【００３５】
本発明の一実施形態によれば、エネルギー運搬装置３２０の第１の端部３２１は、固定子３１１と一体である。図３に示されている実施形態の回転子３１２は、好ましくは、シャフトコネクタ３０２の周りに配置された軸受内に取り付けられる。固定子は、図示していない仕方でハウジングに固定されている。
【００３６】
図４は、エネルギー運搬装置４２０および冷却装置４３０を含む電気モータユニット４１０上の冷却構造４００を概略的に示している。この場合、回転子４１２は、固定子４１１の外側に同心状に配置され、固定子巻線４１８は、かくして、回転子４１２の内側に配置され、それにより熱が生じ、この熱は、固定子４１１が過熱されないよう管理される必要がある。この場合、固定子４１１は、工具ハウジングに連結された固定子ブラケット４１３によって支持され、回転子４１２は、固定子ブラケット４１３に設けられた軸受４１５、代表的には玉軸受内に回転可能に配置される。軸受４１５は、回転子４１２の安定した支持体となる任意他の仕方で配置されても良く、したがって、制御されかつ低い摩擦係数の回転を回転子４１２について達成することができるようになる。例えば、この軸受は、図３に示されている実施形態を参照して説明したように回転子の前側端部のところに配置されるのが良い。
【００３７】
エネルギー運搬装置４２０の第１の端部４２１は、モータユニット４１０内の固定子４１１と熱的接触関係をなして、この場合、固定子ブラケット４１３を介して固定子４１１および固定子巻線４１８との熱的接触状態によって配置される。エネルギー運搬装置の第２の端部４２２は、電気モータユニット４１０から出て冷却装置４３０内に延びている。第２の端部４２２は、冷却装置４３０と熱的接触状態にあり、これは、この実施形態によれば、ヒートシンク４３１によって例示される。ヒートシンク４３１は、１つまたは２つ以上の冷却フィンを有するのが良く、この場合、冷却フィンは、熱を多くの場合空気である周囲冷却用媒体中に消散する。
【００３８】
ヒートシンク４３１は、広い面積を有し、例えば、ヒートシンクの周りの冷却用媒体と接触状態にある例えば冷却フィンを含む広い領域を有するよう設計されるのが良い。ヒートシンクおよび／または冷却フィンにより達成される熱消散は、通常は、電動工具のサイズが非常に大きい場合、電気モータユニット４１０を冷却するのに足るほどしか生じない。しかしながら、コンパクトな電動工具の需要が存在する。したがって、電気モータユニット４１０の更に高い熱消散およびかくしてより高効率の冷却を提供するため、ファン４３２が冷却装置４３０内に設けられている。ファン４３２は、ヒートシンクと周囲空気との熱交換を増大させ、それにより冷却装置４３０の冷却性能を向上させるために冷却用空気の流れをヒートシンク４３１中にかつ／あるいはヒートシンク４３１上に提供する。それにより、電動工具のサイズを減少させることができ、と言うのは、効率の高い冷却に起因して冷却フィン付きヒートシンクを小型に作れるからである。
【００３９】
図５には、図４に示されているようなモータユニット４１０が電動工具５００内に配置された状態で示されている。電動工具は、説明目的上、ハウジングの部品が取り外された状態で示されている。電動工具５００は、シャフト５０２、ハウジング５０１、ハンドル５０３およびハンドル５０３に取り付け可能なバッテリパック５０４を有する。電気モータユニット５１０は、ハウジング５０１内に設けられ、冷却装置５３０もまた、ハウジング５０１内に配置されている。かくして、ヒートシンク５３１および冷却ファン５３２は、この場合、ハウジング内に設けられている。
【００４０】
図５に示されているように、エネルギー運搬装置５２０は、電動工具のシャフト５０２と整列状態で配置されるのが良い。好ましくは、冷却装置は、これがハウジングに設けられた１つまたは２つ以上の通気孔／穴に隣接してまたはこれと通気結合関係をなすようハウジング内に配置され、それにより電動工具５００の周りの周囲空気への接近が容易である。
【００４１】
ヒートパイプがモータユニット５１０の極めて高い効率的な冷却を提供するという事実に起因して、それ以上の冷却、例えば空冷は不要である。注目されるべきこととして、本発明のファン５３２は、モータユニット５１０を間接的に、すなわち、冷却装置５３０の冷却を介して冷却するために用いられているに過ぎない。冷却装置５３０の冷却作用の向上により、ヒートパイプ５２０を介するモータユニット５１０の冷却が促進される。
【００４２】
その結果、モータユニット５１０は、汚れがモータユニット５１０の内側に入るのを阻止するよう気密封入されるのが良い。図５では、モータユニット５１０は、封入装置５２５内に封入され、この封入装置は、汚れがモータユニット５１０に入ることがないようにする固定子ブラケットと気密封入装置５２５の両方である。しかしながら、モータユニット５１０は、モータユニット５１０周りに気密保護を提供する他の仕方で封入されても良く、例えば、プラスチックまたはゴム製のハウジングがモータユニットの周りに配置される。
【００４３】
冷却装置５３０は、封入装置５２５の外側に配置され、この場合、ヒートパイプ５２０は、気密封止開口部を経て封入装置５２５を通過する。それゆえ、冷却装置およびファンは、気密状態では封入されていない。しかしながら、取り外し可能なハウジング部品５２６が冷却装置５３０を覆うよう配置されるのが良い。取り外し可能な部品５２６はまた、ファン５３２を覆うよう配置されるのが良い。ハウジング部品５２６は、好ましくは、ハウジング部品を通る冷却用空気の流れを可能にする孔を有する。このハウジング部品が取り外し可能であるということにより、冷却装置５３０、該当する場合にはファンへの接近が可能であり、その結果、冷却装置をクリーニングしてその冷却効率を向上させることができるようになっている。ファンのクリーニングはまた、時々必要である場合があるが、冷却効率に対するその影響は少ない。
【００４４】
本発明の図示していない別の実施形態によれば、冷却装置５３０は、ハウジングおよび／またはハンドル上の外部に少なくとも部分的に配置されても良く、この場合、例えば、ヒートシンク５３１の冷却フィンは、ハウジング５０１および／またはハンドルの外部上に配置される。それにより、冷却ファン５３２は、冷却フィン／ヒートシンク５３１用の周囲冷却用空気の十分な接近のために省略可能である。本発明の別の実施形態によれば、冷却装置５３０は、工具５００のハンドル５０３内に少なくとも部分的に配置される。
【００４５】
当業者には明らかであるように、電動工具５００は、多様な仕方で構成されるとともに設計可能であり、本発明による電気モータユニット５１０および／またはエネルギー運搬装置５２０および／または冷却装置５３０の配置場所は、これら電動工具について様々であって良い。電気モータユニット５１０、例えば歯車系、および／またはエネルギー運搬装置５２０、例えばエネルギー運搬装置５２０の曲げ部および曲がり部、および／または冷却装置５３０、例えばヒートシンク５３１の冷却フィン５３３の造形またはファン５３２の配置場所についての改造が適正な工具機能および十分な冷却を提供するのに必要な場合がある。
【００４６】
さらに、制御ユニット５０５が具体的にはファン５３２の作動を制御することによって例えばモータユニットの冷却度を制御するよう配置される。すなわち、好ましい実施形態では、ファン５３２は、モータユニットの作動とは独立して、冷却用空気流をヒートシンク５３１に提供するよう配置される。したがって、ファンは、工具が作動状態にないときおよび工具バッテリが工具から取り外されている場合または提供されたエネルギーが無効である場合、例えば電気ケーブルが誤動作を起こした場合または取り外された場合にエネルギーを提供するために特別に割り当てられたバッテリを備えるのが良い。特別に割り当てられたバッテリは、通常のエネルギー供給源、すなわちバッテリまたはケーブルによって充電されるよう配置されるのが良い。
【００４７】
制御ユニット５０５に接続されたセンサが固定子の温度をモニタするよう配置されるのが良く、ファン５３２は、固定子のモニタされた温度に基づいて冷却用空気流をヒートシンク５３１に提供するよう配置されるのが良い。例えば、制御ユニット５０５は、モータの温度が特定の温度を超える間またはヒートパイプ５２０の高温側端部と低温側端部との温度差がある特定のしきい値ΔＴを超える間、ファンを制御して作動させるのが良い。制御ユニット５０５はまた、モータユニットの現在の温度に依存してファン５３２の作用を高めるよう配置されても良い。ヒートシンク５３１の効率的な空冷は、ヒートパイプの低温側端部の冷却を促進し、それにより蒸発によってヒートパイプの高温側端部を冷却するよう多量の液体が提供されるようにする。
【００４８】
ファンは、所定の時間間隔の間、例えば、最終の締め付け作業後、特定の時間の間、冷却をもたらすよう制御ユニット５０５によって制御されるのが良い。
【００４９】
本発明の一観点によれば、電動工具の電気モータユニットを冷却する方法が提供される。この方法によれば、上述したように、熱エネルギーをヒートパイプ５２０経由で電気モータユニット５１０の内側から、電気モータユニット５１０の外側に配置された冷却装置５３０に運ぶ。熱エネルギーをエネルギー運搬装置５２０によって運び、このエネルギー運搬装置は、その作動流体の液相と気相との間における移行を利用する。それにより、熱エネルギーは、エネルギー運搬装置５２０の第１の端部５２１から第２の端部５２２に運ばれる。本発明の一実施形態によれば、エネルギー運搬装置は、ヒートパイプである。エネルギー運搬の第１の端部５２１は、電気モータユニット５１０の内側に配置され、ここで、この第１の端部５２１が昇温する。第２の端部５２２は、冷却装置５３０と熱的接触関係をなして配置され、この冷却装置内において熱エネルギーが散逸される。
【００５０】
それにより、極めて効率の高い冷却方法が達成され、と言うのは、電気モータユニットからの熱が熱消散をモータユニットそれ自体内で実施されるよりも一層容易に実施することができる場所に連れ去られるからである。
【００５１】
当業者には明らかなように、多くの他の具体化、改造、変形および／または追加を上述の例示の実施形態に対して行うことができる。理解されるべきこととして、本発明は、特許請求の範囲に含まれるかかる他の具体化例、改造例、変形例および／または追加例を全て含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年12月21日(2018.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子（５１１）および前記固定子（５１１）の外側に同心状に配置された回転子（５１２）で構成された電気モータユニット（５１０）を有する手持ち型電動工具（５００）において、ヒートパイプ（５２０）が前記固定子（５１１）内に位置した状態で前記固定子（５１１）に熱的に結合された第１の端部（５２１）および前記固定子（５１１）の外側に達するとともに冷却装置（５３０）に熱的に結合された第２の端部（５２２）を有する状態で配置され、前記冷却装置（５３０）は、前記ヒートパイプ（５２０）の前記第２の端部（５２２）を冷却するためのヒートシンク（５３１）を有し、前記ヒートパイプは、前記第１の端部（５２１）から前記第２の端部（５２２）まで前記冷却装置（５３０）のところで消散されるべき熱を運ぶ相変化流体を有し、ファン（５３２）が冷却用空気流を前記ヒートシンク（５３１）に提供するよう配置され、前記ファン（５３２）は、前記モータユニット（５１０）の作動とは独立して、冷却用空気流を前記ヒートシンク（５３１）に提供するよう配置されている、手持ち型電動工具（５００）。
【請求項２】
前記ヒートシンク（５３１）は、熱エネルギーを散逸させるよう配置された少なくとも１つの冷却フィンを有する、請求項１記載の手持ち型電動工具（５００）。
【請求項３】
バッテリが前記ファン（５３２）を駆動するよう特別に割り当てられている、請求項１または２記載の手持ち型電動工具（５００）。
【請求項４】
センサが前記モータユニット（５１０）の温度をモニタするよう配置され、前記ファン（５３２）は、前記モータユニット（５１０）の前記モニタされた温度に基づいて冷却用空気流を前記ヒートシンク（５３１）に提供するよう配置されている、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の手持ち型電動工具（５００）。
【請求項５】
前記ヒートパイプ（５２０）の前記第１の端部（５２１）は、前記固定子（５１１）内に組み込まれている、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の手持ち型電動工具（５００）。
【請求項６】
前記電気モータユニット（５１０）は、空気が前記モータユニット（５１０）に入るのを阻止するよう気密封入体（５２５）内に封入されている、請求項１〜５のうちいずれか一に記載の手持ち型電動工具（５００）。
【請求項７】
前記冷却装置（５３０）は、前記モータユニット（５１０）を覆っている前記気密封入体（５２５）の外側に配置されている、請求項６記載の手持ち型電動工具（５００）。
【請求項８】
取り外し可能なハウジング部品（５２６）が前記冷却装置（５３０）を覆うよう配置されている、請求項７記載の手持ち型電動工具（５００）。
【請求項９】
前記ヒートシンク（５３１）は、前記手持ち型電動工具のハウジング（５０１）の外側部品であり、前記外側部品は、周囲温度にさらされる、請求項１〜７のうちいずれか一に記載の手持ち型電動工具（５００）。
【請求項１０】
前記冷却装置（５３０）は、前記手持ち型電動工具のハウジング（５０１）の内側に部分的にかつ前記ハウジング（５０１）の外側に部分的に配置されている、請求項１〜７のうちいずれか一に記載の手持ち型電動工具（５００）。
【国際調査報告】
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