(57)【要約】  動力工具（１）の工具（５）に動力供給するように構成された電動モータ（３）と、電動モータ（３）に電力を供給するように構成された電源機構（７、９）と、空気が空冷通路（１１、１１’）を通って流れている場合に電動モータ（３）および電源機構（７、９）を冷却するように、電動モータ（３）および電源機構（７、９）の少なくとも一部分を通って延在する空冷通路（１１、１１’）と、を含む動力工具（１）が開示されている。該動力工具（１）は、電動モータ（３）と電源機構（７、９）の間で、空冷通路（１１、１１’）内に配設されたファン（１３）をさらに含む。該ファン（１３）は、空冷通路（１１、１１’）を通して電動モータ（３）から電源機構（７、９）に向かう流れ方向（ｄ）に空気流を生成するように構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
手持ち式動力工具（１）において、
−  動力工具（１）の工具（５）に動力供給するように構成された電動モータ（３）と、
−  前記電動モータ（３）に電力を供給するように構成された電源機構（７、９）と、
−  空気が空冷通路（１１、１１’）を通って流れている場合に前記電動モータ（３）および電源機構（７、９）を冷却するように、前記電動モータ（３）および前記電源機構（７、９）の少なくとも一部分を通って延在する空冷通路（１１、１１’）と、
−  前記電動モータ（３）と電源機構（７、９）の間で、前記空冷通路（１１、１１’）内に配設されたファン（１３）と、
を含み、
前記ファン（１３）が、前記空冷通路（１１、１１’）を通して前記電動モータ（３）から前記電源機構（７、９）に向かう流れ方向（ｄ）に空気流を生成するように構成されている、
手持ち式動力工具。
【請求項２】
前記電動モータ（３）が、前記ファン（１３）に動力供給するように配設されている、請求項１に記載の手持ち式動力工具（１）。
【請求項３】
前記ファン（１３）が前記電動モータ（３）のモータシャフト（１５）上に配設されている、請求項２に記載の手持ち式動力工具（１）。
【請求項４】
前記空冷通路（１１、１１’）が、前記電動モータ（３）の上流側に少なくとも１つの入口（１７、１７’）を、そして前記電源機構（７、９）の下流側に少なくとも１つの出口（１９、１９’）を含む、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の手持ち式動力工具（１）。
【請求項５】
前記電動モータ（３）がモータケーシング（２０）を含み、前記空冷通路（１１、１１’）の少なくとも一部分が前記モータケーシング（２０）を通って延在する、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の手持ち式動力工具（１）。
【請求項６】
前記電動モータ（３）が導体巻線（２１）を含み、前記空冷通路（１１、１１’）の少なくとも一部分が前記導体巻線（２１）を通って延在する、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の手持ち式動力工具（１）。
【請求項７】
前記電動モータ（３）が、モータ軸（ａｍ）を中心として回転するように配設されたモータシャフト（１５）を含み、前記電動モータ（３）の場所において前記空冷通路（１１、１１’）を通して前記ファン（１３）によって生成された前記空気流の前記流れ方向（ｄ）が、前記モータ軸（ａｍ）に対し実質的に平行に延在する、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の手持ち式動力工具（１）。
【請求項８】
前記電源機構（７、９）がバッテリ（７）を含む、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の手持ち式動力工具（１）。
【請求項９】
前記電源機構（７、９）が、前記電動モータ（３）に電気を選択的に印加するように構成された制御ユニット（９）を含む、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の手持ち式動力工具（１）。
【請求項１０】
前記動力工具（１）が、前記電源機構（７、９）を収容するハウジング（２３）を含み、前記ハウジング（２３）が前記空冷通路（１１、１１’）の境界画定表面（２５）の少なくとも一部分を形成する、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の手持ち式動力工具（１）。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの入口（１７、１７’）および／または前記少なくとも１つの出口（１９、１９’）が、ハウジング（２３）内の開口部によって形成される、請求項４および１０に記載の手持ち式動力工具（１）。
【請求項１２】
前記ハウジング（２３）が、前記電動モータ（３）および前記ファン（１３）をさらに収容する、請求項１０または１１に記載の手持ち式動力工具（１）。
【請求項１３】
前記動力工具（１）が、前記ファン（１３）の出口部（１３’’）から前記ファン（１３）の入口部分（１３’）への空気の再循環を妨げるように配設された少なくとも１つの壁（２７）を含む、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の手持ち式動力工具（１）。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの壁（２７）が前記ハウジング（２３）の壁である、請求項１０および１３に記載の手持ち式動力工具（１）。
【請求項１５】
前記動力工具（１）が、少なくとも１つのハンドル部分（２９、２９’）を含む、請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の手持ち式動力工具（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、動力工具に関する。より具体的には、本発明は電動手持ち式動力工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、市場で入手可能な多くの種類の動力工具が存在している。例としては、チェーンソー、丸鋸、トリマー、ヘッジトリマー、芝刈り機、マルチツール、ドリルなどがある。動力工具は例えば、産業において、建設において、庭で、家事仕事のため、および家回りで締結具の駆動、ドリル穿孔、切断、整形、サンディング、研削、ルーティング、研磨、塗装、加熱などを目的として使用される。
【０００３】
動力工具の共通の特徴は、それらが単に手作業以外の動力源によって駆動され得る工具を含むという点にある。今日、多くの動力工具は、工具に動力供給するように構成された電動モータを含んでいる。電動モータは、特に排気レベル、効率、騒音レベル、重量などに関しては、燃焼機関に比べていくつかの利点を提供する。いくつかの電動動力工具は、バッテリを含み、いくつかの動力工具は、動力工具を電源に接続するための電気的接続部を含む。消費者およびプロのユーザからの要求を満たすため、多くの動力工具には、制御ユニットおよびバッテリなど、強力な電源機構を必要とする強力な電動モータが具備されている。電動モータおよび電源機構などの電気的構成要素は、動作中に熱を発生させ、電力レベルが高い場合、より多くの熱が生成される。信頼性の高い動力工具を得るためおよび一定の動作時間を可能にするために、この熱を電気的構成要素から移送することが好ましい。
【０００４】
動力工具に付随する共通の問題点は、動作の信頼性および動作中に生成される騒音レベルである。さらに、概して今日の消費者市場では、動力工具などの製品が、高い費用効率での製造および組立てに好適な条件および／または特性を有することが有利である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上述の問題点および欠点の少なくともいくつかを克服するかまたは少なくとも軽減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によると、この目的は、手持ち式動力工具において、動力工具の工具に動力供給するように構成された電動モータと、電動モータに電力を供給するように構成された電源機構と、空気が空冷通路を通って流れている場合に電動モータおよび電源機構を冷却するように、電動モータおよび電源機構の少なくとも一部分を通って延在する空冷通路と、電動モータと電源機構の間で、空冷通路内に配設されたファンと、を含み、ファンが、空冷通路を通して電動モータから電源機構に向かう流れ方向に空気流を生成するように構成されている手持ち式動力工具によって達成される。
【０００７】
ファンは、空冷通路を通して電動モータから電源機構に向かう流れ方向に空気流を生成するように構成されていることから、電動モータおよび電源機構の効率の良い冷却が提供される。そのさらなる結果として、より信頼性の高い動力工具が提供され、電動モータおよび電源機構は、過熱状態になることなく、高い動力レベルで動作することができる。
【０００８】
動力工具の動作中、電動モータは、最大の熱を生成する構成要素であり得る。しかしながら、ファンが電動モータから電源機構に向かう流れ方向に空気流を生成するように構成されていることから、電動モータは、最も効率の良い冷却に付されることになる。これは、電動モータが、加熱されていない周囲空気を用いて冷却されるからである。したがって、ファンは電動モータから電源機構に向かう流れ方向に空気流を生成するように構成されていることから、電動モータは、過熱状態になることなく、高い動力レベルで動作することができる。
【０００９】
その上、ファンは、電動モータと電源機構の間の空冷通路内に配設されていることから、空冷通路に進入する物体によって動作不能となることに対してより保護されている動力工具の１つの位置に位置付けされている。したがって、さらなる結果として、さらに一層信頼性の高い動力工具のための条件が提供される。
【００１０】
さらにまた、ファンは電動モータと電源機構の間の空冷通路内に配設されていることから、ファンによって生成される騒音をより効率良く減衰させることができる。これにより、動作中に生成される騒音が低い動力工具のための条件が提供される。
【００１１】
さらに、動力工具は空冷通路を含むことそしてファンは電動モータと電源機構の間で空冷通路内に配設されていることから、費用効率の良い製造および組立てに好適な条件および特性を有する動力工具が提供される。
【００１２】
したがって、上述の問題および欠点の少なくともいくつかを克服するかまたは少なくとも軽減する手持ち式動力工具が提供される。結果として、上述の目的は達成される。
【００１３】
任意には、電動モータはファンに動力供給するように配設されている。その結果、一部には別個のファンモータの必要性が回避されることを理由として、費用効率の良い製造および組立てに好適な条件および特性を有する動力工具が提供される。その上、軽量でコンパクトな動力工具のための条件が提供される。
【００１４】
任意には、ファンは、電動モータのモータシャフト上に配設されている。その結果、費用効率の良い製造および組立てに好適な条件および特性を有する動力工具が提供される。その上、軽量でコンパクトな動力工具のための条件が提供される。
【００１５】
任意には、空冷通路は、電動モータの上流側に少なくとも１つの入口を、そして電源機構の下流側に少なくとも１つの出口を含む。これにより、空気は効率良くこれらの構成要素の中および／またはこれらの構成要素を通過して誘導され得ることから、電動モータおよび電源機構のさらに効率の良い冷却を提供することができる。
【００１６】
任意には、電動モータはモータケーシングを含み、空冷通路の少なくとも一部分がモータケーシングを通って延在する。これにより、電動モータのさらに効率の良い冷却が提供される。そのさらなる結果として、より信頼性の高い動力工具が提供され、かつ、電動モータが過熱状態になることなくさらに高い動力レベルで動作することのできる動力工具が提供される。
【００１７】
任意には、電動モータは導体巻線を含み、空冷通路の少なくとも一部分が、導体巻線を通って延在する。導体巻線は、動作中に多くの熱を生成する電動モータの構成要素である。空冷通路の少なくとも一部分が導体巻線を通って延在することから、導体巻線の効率の良い冷却が提供される。そのさらなる結果として、より信頼性の高い動力工具が提供され、かつ、電動モータが過熱状態になることなくさらに高い動力レベルで動作することのできる動力工具が提供される。
【００１８】
任意には、電動モータは、モータ軸を中心として回転するように配設されたモータシャフトを含み、電動モータの場所において空冷通路を通してファンによって生成された空気流の流れ方向は、モータ軸に対し実質的に平行に延在する。こうして軽量でコンパクトな動力工具のための条件が提供される一方で、電動モータの効率の良い冷却が提供される。
【００１９】
任意には、電源機構は、バッテリを含む。これにより、動力工具のバッテリの冷却効率が良い使いやすい動力工具が提供される。
【００２０】
任意には、電源機構は、電動モータに電気を選択的に印加するように構成された制御ユニットを含む。これにより、動力工具の制御ユニットの冷却効率が良い動力工具が提供される。
【００２１】
任意には、動力工具は、電源機構を収容するハウジングを含み、該ハウジングは、空冷通路の境界画定表面の少なくとも一部分を形成する。これにより、構成要素の冷却効率が良く、かつ費用効率の良い製造および組立てに好適な条件および特性を有する動力工具が提供される。
【００２２】
任意には、少なくとも１つの入口および／または少なくとも１つの出口は、ハウジング内の開口部によって形成される。これにより、費用効率の良い製造および組立てに好適な条件および特性を有する動力工具が提供される。
【００２３】
任意には、ハウジングは、電動モータおよびファンをさらに収容する。これにより、構成要素の冷却効率が良く、かつ費用効率の良い製造および組立てに好適な条件および特性を有する動力工具が提供される。
【００２４】
任意には、動力工具は、ファンの出口部からファンの入口部分への空気の再循環を妨げるように配設された少なくとも１つの壁を含む。これにより、空気は空冷通路を通ってより効率的にかつより低い圧送損失で圧送され、こうして、費用およびエネルギー効率良く、電動モータおよび電源機構のさらに効率の良い冷却が提供される。
【００２５】
任意には、少なくとも１つの壁はハウジングの壁である。これにより、構成要素の冷却効率が良くかつ費用効率の良い製造および組立てに好適な条件および特性を有する動力工具が提供される。
【００２６】
任意には、動力工具は、少なくとも１つのハンドル部分を含む手持ち式動力工具である。これにより、構成要素の冷却効率の良い、信頼性の高い手持ち式動力工具が提供される。さらに、使用中に発生する騒音量を低くするための条件を有する手持ち式動力工具が提供される。その上、費用効率の良い製造および組立てに好適な条件および特性を有する手持ち式動力工具が提供される。
【００２７】
本発明のさらなる特徴およびその利点は、添付のクレームおよび以下の詳細な説明を検討した時点で明確になるものである。
【００２８】
本発明の特定の特徴および利点を含めたさまざまな態様は、以下の詳細な説明中で論述されている例示的実施形態および添付図面から容易に理解されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、いくつかの実施形態に係る動力工具を例示する。
【図２】図２は、図１中で例示された動力工具のハウジングを通る断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の態様について、ここでさらに完全に説明する。全体を通して、同様の番号は同様の要素を意味する。簡潔さおよび／または明確さのため、周知の機能または構造は必ずしも詳述されないものとする。
【００３１】
図１は、いくつかの実施形態に係る動力工具１を例示する。例示された実施形態によると、動力工具１はトリマーである。動力工具１は、トリマーヘッドの形をした工具５を含む。例示された動力工具１は本発明の例示的実施形態を成すものであり、本発明は添付クレームによってのみ定義される、ということを理解すべきである。したがって、本明細書中の実施形態によると、動力工具１は、トリマー以外のタイプの動力工具、例えばチェーンソー、丸鋸、マルチツール、ヘッジトリマー、ドリル、芝刈り機などであってよい。さらに、このような実施形態によると、本明細書中で言及されている工具は、例えば、切断用チェーン、鋸刃、切断用ユニット、ドリルなどを含み得る、ということも理解すべきである。
【００３２】
動力工具１は、電動式動力工具１である。動力工具１はハウジング２３を含み、本明細書中でさらに説明される通り、動力工具１はハウジング２３内に配設された電動モータを含む。その上、例示された実施形態によると、動力工具１は、ハウジング２３内に配設されたバッテリを含む。電動モータは、バッテリからの電力を用いて工具５に動力供給するように配設されている。例示された実施形態によると、動力工具１は、工具５とハウジング２３の間に延在する細長い本体２を含む。動力工具１は、細長い本体２を通って延在するシャフトを含み、ここでシャフトは、電動モータから工具５まで動力を伝達するように配設されている。
【００３３】
例示された実施形態によると、動力工具１は、ユーザの一方の手で把持されるように配設された第１のハンドル部分２９と、ユーザの他方の手で把持されるように配設された第２のハンドル部分２９’を含む。第１のハンドル部分２９は、ユーザの手のひらにより押圧されるように配設された安全スイッチ６を含む。さらに、動力工具１の第１のハンドル部分２９は、スロットルレバー８を含む。例示された実施形態によると、スロットルレバー８は、ユーザの１本以上の指によって押圧されるように配設されている。スロットルレバー８は、ユーザが、動力工具１の電動モータにより出力された動力を制御できるようにする。
【００３４】
図２は、図１に例示された動力工具１のハウジング２３を通る断面を例示する。図２中、断面は動力工具の電動モータ３のモータ軸ａｍを含む平面内で描かれている。電動モータ３は、モータ軸ａｍを中心として回転するように配設されたモータシャフト１５を含む。前述の通り、電動モータ３は、動力工具の工具に動力供給するように構成されている。例示された実施形態によると、電動モータ３は、電子整流モータ（ＥＣＭｓ、ＥＣモータ）としても公知であるブラシレス直流電動モータ、または同期直流モータである。動力工具はさらに、電動モータ３に対して電力を供給するように構成された電源機構７、９を含む。例示された実施形態によると、電源機構７、９は、バッテリ７および制御ユニット９を含む。制御ユニット９は、電動モータ３に対して電力を選択的に印加するように構成されている。すなわち、例示された実施形態によると、制御ユニット９は、図１に例示されているスロットルレバー８によって制御される量の電力をバッテリ７から電動モータ３に印加するように配設されている。バッテリ７は例えば、リチウムイオンバッテリを含み得る。
【００３５】
動力工具１は、空気が空冷通路１１、１１’を通って流れている場合に電動モータ３および電源機構７、９を冷却するように、電動モータ３および電源機構７、９の少なくとも一部分を通過して延在する空冷通路１１、１１’を含む。動力工具１は、電動モータ３と電源機構７、９の間で空冷通路１１、１１’内に配設されたファン１３を含む。例示された実施形態によると、ファン１３は、電動モータ３のモータシャフト１５上に配設された軸流ファンである。したがって、これらの実施形態によると、電動モータ３は、ファン１３に動力供給するように、すなわちファン１３を回転させるように配設される。ファン１３は、空冷通路１１、１１’を通して、電動モータ３から電源機構７、９に向かう流れ方向ｄに空気流を生成するように構成されている。このようにして、本明細書中でさらに説明されているように、電動モータ３および電源機構７、９の効率の良い冷却が提供される。
【００３６】
例示された実施形態によると、ハウジング２３は、電源機構７、９、電動モータ３、およびファン１３を収容する。その上、ハウジング２３は、空冷通路１１、１１’の少なくとも一部分を定義し境界画定し、空冷通路１１、１１’の境界画定表面２５の少なくとも一部分を形成する。空冷通路１１、１１’は、各々電動モータ３の上流側に配設された第１の入口１７および第２の入口１７’を含む。第１および第２の入口１７、１７’は、各々、ハウジング２３内の開口部によって形成される。その上、例示された実施形態によると、空冷通路１１、１１’は、各々電源機構７、９の下流側に配設された第１の出口１９および第２の出口１９’を含む。第１の出口１９は同様に図１中にも標示されている。その上、第１および第２の出口１９、１９’は、各々、ハウジング２３内の開口部によって形成される。ハウジング２３はファン１３を収容することそしてファン１３は電動モータ３と電源機構７、９の間で空冷通路１１、１１’内に配設されていることから、ファン１３が生成する騒音は効率的に減衰される。
【００３７】
電動モータ３は、モータケーシング２０および導体巻線２１を含む。例示された実施形態によると、空冷通路１１、１１’の一部分は、モータケーシング２０および導体巻線２１を通って延在する。その上、図２中で空冷通路１１、１１’を例示する破線によって標示されているように、空冷通路１１、１１’の一部分は同様に、モータケーシング２０の周りに延在していてよい。このようにして、空気は、モータケーシング２０を通って、導体巻線２１を通って、ならびにモータケーシング２０の周りを流れることができるため、電動モータ３は効率良く冷却される。
【００３８】
図２から理解できるように、動力工具の動作中、ファン１３は、電動モータ３を収容するハウジング２３の第１のハウジング部分２３’の内部体積内に、周囲の大気圧より低い圧力を創出することになる。その結果として、周囲空気は、第１および第２の入口１７、１７’内へ、電動モータ３を通り、電動モータ３の周りを、ファン１３に向かって流れる。ファン１３から、空気は、電源機構７、９に向かって押される。ファン１３はこうして、電源機構７、９を収容するハウジング２３の第２のハウジング部分２３’’の内部体積内に、周囲の大気圧より高い圧力を創出する。第２のハウジング部分２３’’内のより高い圧力は、空気を第１および第２の出口１９、１９’から外へと強制する。
【００３９】
例示された実施形態によると、動力工具１は、ハウジング２３の内部においてファン１３の出口部分１３’’からファン１３の入口部分１３’への空気の再循環を妨げるように配設された壁２７を含む。壁２７は、ファン１３から実質的に半径方向に延在し、ファン１３の半径方向外側の場所において第２のハウジング部分２３’’の内部体積から第１のハウジング部分２３’の内部体積を封止する。このようにして、空気は、より低い圧送損失でより効率良く、空冷通路１１、１１’を通って圧送される。例示された実施形態によると、壁２７は、ハウジング２３の内部壁である。これにより、動力工具を、簡単に組立てることができ、費用効率良く動力工具を製造するための条件が提供される。
【００４０】
図２中で標示されているように、例示された実施形態によると、空冷通路１１、１１’は、ハウジング２３の内部壁３１により第１の空冷通路部分１１および第２の空冷通路部分１１’に分割される。したがって、例示された実施形態によると、ハウジングは、空気を一部の方向で妨害し他の方向で空気を誘導する壁２７、３１を含む。第１の空冷通路部分１１はバッテリ７の一部分を通過して延在し、第２の空冷通路部分１１’は、制御ユニット９の一部分を通過して延在する。したがって、動力工具の動作中、空気の一部は、第１の空冷通路部分１１を通ってファン１３から第１および／または第２の出口１９、１９’に向かって押され、空気の一部は、第２の空冷通路部分１１’を通ってファン１３から第１および／または第２の出口１９、１９’に向かって押される。このようにして、バッテリ７および制御ユニット９は各々効率良く冷却される。以上のことから分かるように、第２の空冷通路部分１１’を標示する破線が第２の出口１９’を通って描かれているものの、第２の空冷通路部分１１’を通って流れる空気は、同様に第１の出口１９を介してハウジング２３から外に流出し得る。
【００４１】
その上、例示された実施形態によると、電動モータ３の場所において、空冷通路１１、１１’を通してファン１３により生成された空気流の流れ方向ｄは、モータ軸ａｍに対し実質的に平行に延在する。流れ方向ｄは、電動モータ３の場所において、空冷通路１１、１１’を通してファン１３により生成された空気流の平均的流れ方向ｄであり得る。本明細書中で使用される「〜に対し実質的に平行」なる用語は、モータ軸ａｍと流れ方向ｄの間の角度が１０度未満であることを意味する。
【００４２】
以上はさまざまな例示的実施形態を例証するものであること、そして本発明が添付のクレームによってのみ定義されること、を理解すべきである。当業者であれば、添付クレームによって定義されている通りの本発明の範囲から逸脱することなく、例示的実施形態を修正することができ、かつ例示的実施形態の異なる特徴を組合せて、本明細書中で説明されたもの以外の実施形態を創出することができることを認識するものである。
【００４３】
本明細書中で使用されている「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（〜を含む）」または「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（〜を含む）」なる用語は、オープンエンデッドであり、１つ以上の記載された特徴、要素、ステップ、構成要素または機能を含むものの、１つ以上の他の特徴、要素、ステップ、構成要素、機能またはそれらの群の存在または付加を排除するものではない。
【図１】
2021536373.tif 000003
【図２】
2021536373.tif 000004
【国際調査報告】
2021536373.tif 000005
2021536373.tif 000006
2021536373.tif 000007