JP6795937B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、モータを駆動源として、作業者による手動操作から予め設定された動作の完了までを１サイクルとして遂行するように構成された電動工具に関する。

モータを駆動源として、作業者による手動操作から予め設定された動作の完了までを１サイクルとして遂行するように構成された電動工具が知られている。かかる電動工具では、作業者による操作部材の手動操作に応じてモータへの通電が開始され、駆動機構による１サイクルの所定の動作が完了すると、モータへの通電が停止される。例えば、特許文献１に開示されている電気―空気式打込み工具では、モータの動力で駆動される圧縮装置によってドライバが初期位置から前方へ直線状に移動されて釘を打撃し、その後、初期位置に復帰されることで１サイクルが完了する。

特許第５８５９３７２号明細書

上記打込み工具では、モータは１サイクルの動作が完了する毎に停止するため、実作業を伴わない所謂アイドリング運転時にもモータが駆動される電動工具に比べて、モータの１回の駆動時間が短い。よって、上記打込み工具にモータによって駆動されるファンを設けたとしても、ファンのみではモータの冷却が十分に行えない可能性がある。そこで、上記打込み工具のように１サイクル毎にモータが停止する電動工具においては、モータで発生した熱の放熱に関して更なる改善が望まれている。

本発明は、モータを駆動源として、作業者による手動操作から予め設定された動作の完了までを１サイクルとして遂行するように構成された電動工具において、モータで発生した熱をより効率的に放熱することが可能な技術を提供することを課題とする。

本発明の一態様によれば、作業者による手動操作を起点として、予め設定された作業動作を遂行するように構成され、且つ、手動操作から作業動作の完了までが１サイクルとして規定された電動工具が提供される。この電動工具は、操作部材と、モータと、駆動機構と、制御装置と、金属製部材と、伝熱部材とを備えている。

操作部材は、作業者による手動操作が可能に構成されている。駆動機構は、モータの動力で駆動され、予め設定された作業動作を遂行するように構成されている。制御装置は、操作部材に対する手動操作に応じてモータの駆動を開始し、且つ、駆動機構が１サイクルの作業動作を完了するとモータの駆動を停止するように構成されている。金属製部材は、モータとは別で、金属を材料として形成された部材である。伝熱部材は、モータから駆動機構へ至る動力伝達経路とは異なる伝熱経路を形成し、モータで発生した熱を金属製部材へ逃がすように構成されている。

なお、本態様でいう「電動工具」は「電動ツール」とも称され、動力として電力を使用するツール一般を指し、工作に使用されるツールや、園芸用のツールを含む。また、「１サイクル」とは、作業者による操作部材の手動操作を起点とし、且つ、予め設定された作業動作の完了を終点とする１つの動作単位を指す。１サイクル中の「予め設定された作業動作」は、例えば、互いに異なる複数の動作の一続きであってもよいし、同じ動作の複数回の繰り返しであってもよい。「作業者による手動操作を起点として、予め設定された作業動作を遂行するように構成され、且つ、手動操作から作業動作の完了までが１サイクルとして規定された電動工具」としては、例えば、釘打ち機、タッカ、ステープルガン、ネジカッタ、鉄筋結束機、剪定バサミ等が挙げられる。

例えば、本態様に係る電動工具として、釘打ち機が採用される場合、作業者による操作部材の手動操作が１サイクルの起点となり、釘打ち機による釘の打込み動作（詳細には、ドライバが初期位置から動作位置へ移動して釘を被加工物に打ち込み、初期位置へ復帰する動作）の完了が１サイクルの終点となる。そして、作業者による再度の操作部材の手動操作が、次のサイクルの起点となる。また、例えば、釘打ち機において、作業動作として、作業者によって操作部材が１回手動操作されると１本の釘を打込む動作が予め設定されている場合、１サイクルは、１本の釘の打込み動作の完了をもって終了する。

モータは、直流モータであってもよいし、交流モータであってもよい。また、モータは、ブラシを備えたモータであってもよいし、ブラシを備えていない所謂ブラシレスモータであってもよい。サイズ比での出力性能の観点からは、ブラシレスモータが採用されることが好ましい。

金属製部材は、モータの仕様に応じて想定される発熱量に対応した熱容量とすることが好ましい。あるいは、金属製部材の表面積を大きく設定する、フィン形状とする等によって、放熱特性を高める構成とすることが好ましい。金属製部材を形成する金属の種類は特に限定されないが、熱伝導率が高い金属（例えば、銅、アルミニウム、マグネシウム（いずれも合金を含む））であることが好ましい。伝熱部材は、例えば、熱伝導性を有する材料で形成されることで、モータで発生した熱を金属製部材へ逃がすように構成することができる。

本態様に係る電動工具によれば、伝熱部材が動力伝達経路とは異なる伝熱経路を形成し、予め規定された１サイクル毎に断続的に駆動されるモータで発生した熱を、樹脂等に比べて熱伝導率が高い金属製部材に逃がすことができる。よって、伝熱部材によって、モータで発生した熱を効率的に放熱することができる。

本発明の一態様によれば、伝熱部材は金属製であってもよい。伝熱部材も熱伝導率の高い金属製とすることで、より効率的にモータの熱を金属製部材に逃がすことができる。なお、伝熱部材を形成する金属は、金属製部材と同様、熱伝導率が高い金属（例えば、銅、アルミニウム、マグネシウム）であることが好ましい。

本発明の一態様によれば、電動工具は、打込み工具として構成されていてもよい。そして、駆動機構は、所定の駆動軸方向に初期位置と動作位置との間で直線状に移動可能に構成されたドライバを備えるとともに、ドライバが初期位置から動作位置へ移動することで打込み材を打ち出し、更に、動作位置から初期位置へ復帰する動作を、１サイクルの作業動作として行うように構成されていてもよい。電動工具は、駆動機構の少なくとも一部を収容する第１収容部を更に備えてもよい。第１収容部は、金属製部材を兼用し、伝熱部材は、モータおよび第１収容部に対して熱伝導可能に接続されていてもよい。金属製の第１収容部をモータの熱の逃がし先として利用することで、部品点数を増やすことなく効率的にモータで発生した熱を放熱することができる。

なお、本態様でいう「モータおよび第１収容部に対して熱伝導可能に接続」に関し、モータおよび第１収容部に対して熱を伝導することが可能な状態であれば、接続態様は特に限られない。例えば、伝熱部材は、モータおよび第１収容部に対して固定されていてもよいし、モータおよび第１収容部に接触するように配置されていてもよい。

本発明の一態様によれば、伝熱部材は、モータのステータに面接触する伝熱面を有してもよい。この場合、伝熱部材と、金属で形成されているステータとの接触面積を増加させ、放熱効果を高めることができる。

本発明の一態様によれば、電動工具は、伝熱部材をステータに対して付勢する弾性部材を更に備えてもよい。この場合、弾性部材の付勢力によって伝熱部材のステータに対する密着性を高めることで、放熱効果を更に高めることができる。

本発明の一態様によれば、電動工具は、モータを収容する第２収容部を更に備えてもよい。そして、第１収容部は、第２収容部よりも熱伝導率が高い材料で形成されていてもよい。この場合、モータを収容する第２収容部よりも熱伝導率が高い第１収容部に熱を逃がすことで、モータで発生した熱を効率的に放熱することができる。

本発明の一態様によれば、電動工具は、第１収容部とモータとの間に配置され、駆動機構の一部を収容する第３収容部を更に備えてもよい。そして、第３収容部は、第１収容部よりも熱伝導率が低い材料で形成されており、伝熱部材は、第３収容部に接触していてもよい。この場合、モータと第１収容部との間で伝熱部材を第３収容部に接触させることで、第３収容部にも熱をある程度逃がすことができるため、伝熱部材が第３収容部に非接触の場合に比べ、放熱効果をより高めることができる。

本発明の一態様によれば、電動工具は、モータの動力で駆動され、所定の経路を流れる冷却風の流れを形成するように構成されたファンを更に備えてもよい。そして、伝熱部材の少なくとも一部は、冷却風の経路上に配置されていてもよい。この場合、経路を流れる冷却風によって、伝熱部材の少なくとも一部を冷却することができる。

本発明の一態様によれば、電動工具は、電動工具の外郭を形成する外側ハウジングを更に備えてもよい。そして、外側ハウジングは、第１収容部の少なくとも一部を外部に露出させる開口部を有してもよい。この場合、モータから第１収容部へ逃がされた熱を、開口部を介して外側ハウジングの外部へ放熱することができる。

釘打ち機の外観を示す左側面図である。 外側ハウジングの右側部分が取り外された状態の釘打ち機の左側面図である。 モータとギア減速機構とクランクハウジングの斜視図である。 第１ピストンが最前方位置にある状態の釘打ち機上部の内部構造を示す一部縦断面図である。 図４に対応する一部横断面図である。 第１ピストンが最後方位置にある状態の釘打ち機上部の内部構造を示す一部縦断面図である。 図６に対応する一部横断面図である。 伝熱部材の斜視図である。 伝熱部材の側面図である。 押え部材の斜視図である。 押え部材の平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、実施形態では、作業者による手動操作を起点として、予め設定された作業動作を遂行するように構成され、且つ、手動操作から作業動作の完了までが１サイクルとして規定された電動工具の一例として、電気―空気式釘打ち機（以下、単に釘打ち機という）を挙げて説明する。なお、釘打ち機１は、駆動軸Ａ１に沿って釘（図示せず）を直線状に打ち出す（つまり、釘を打撃して直線状に移動させる）ことで、被加工物（例えば、木材））に釘を打込む釘打ち作業を行うことが可能な打込み工具の一例である。

まず、図１を参照して、釘打ち機１の概略構成について説明する。図１に示すように、釘打ち機１の外郭は、主に、外側ハウジング１０と、ノーズ部１５と、マガジン１７とで形成されている。

外側ハウジング１０は、本体部１１と、ハンドル部１３とを含む。本体部１１は、駆動軸Ａ１方向に沿って延在する第１部分１１１と、駆動軸Ａ１方向における第１部分１１１の一端部から駆動軸Ａ１に交差する（より詳細には概ね直交する）方向に突出する第２部分１１２とを含む。本体部１１は、モータ２と、釘を打ち出すように構成された駆動機構３（図２参照）とを収容している。ハンドル部１３は、駆動軸Ａ１方向における第１部分１１１のもう一方の端部から、第２部分１１２に概ね平行に突出する部分である。ハンドル部１３は、作業者による把持が可能に構成されており、作業者によって操作されるトリガ１３１を有する。ハンドル部１３の突出側の端部は、第２部分１１２の突出側の端部と接続されている。また、ハンドル部１３の突出端には、充電式のバッテリ９を着脱可能に構成されたバッテリ装着部１３８が設けられている。釘打ち機１は、バッテリ９から供給される電力によって作動する。

以下では、説明の便宜上、駆動軸Ａ１方向を釘打ち機１の前後方向と規定し、第２部分１１２側を前側、ハンドル部１３側を後側という。また、駆動軸Ａ１方向に直交し、第２部分１１２およびハンドル部１３の突出方向に対応する方向を釘打ち機１の上下方向と規定し、第１部分１１１側を上側、バッテリ装着部１３８側を下側と規定する。

ノーズ部１５は、第１部分１１１の前端部に、駆動軸Ａ１に沿って前方へ突出するように連結されている。ノーズ部１５の前端部には、釘が打ち出される射出口１５０が形成されている。ノーズ部１５の内部には、後述するドライバ３６７用の通路１５１（図６参照）が、駆動軸Ａ１に沿って射出口１５０まで延在している。

また、第１部分１１１には、前方へ突出するコンタクトアーム１８が第１部分１１１に対して前後方向に相対移動可能に配置されている。コンタクトアーム１８は、コイルバネ１８１によって前方へ付勢されており、その前端部は、常時には射出口１５０の前方に配置されている。釘打ち機１の使用時に、作業者によってコンタクトアーム１８が被加工物に対して押し付けられると、コンタクトアーム１８はコイルバネ１８１の付勢力に抗して後方へ移動する。なお、第１部分１１１の内部には、コンタクトアーム１８の押圧状態に応じてオン状態とオフ状態が切り替えられるように構成されたコンタクトアームスイッチ１８２（図５に一部のみ図示）が配置されている。コンタクトアームスイッチ１８２は、コンタクトアーム１８の押圧が解除されている初期状態ではオフ状態に維持され、コンタクトアーム１８が押圧されている間はオン状態に切り替えられる。

マガジン１７は、複数の釘を装填可能に構成されており、第２部分１１２の前側に、第２部分１１２と概ね平行に配置されている。マガジン１７の上端部（釘の供給側端部）はノーズ部１５の下部に連結され、後下端部は第２部分１１２の前下端部に連結されている。マガジン１７に装填された釘は、釘送り機構（図示せず）によって、ノーズ部１５内の通路１５１（図６参照）に一本ずつ供給される。本実施形態では、作業者によるトリガ１３１の操作およびコンタクトアーム１８の被加工物に対する押圧に応じてモータ２が駆動され、駆動機構３によって釘が打ち出される。

以下、図２〜図１１を参照して、外側ハウジング１０の内部構造について説明する。

図２に示すように、外側ハウジング１０のうち、本体部１１の内部には、モータ２と、駆動機構３と、伝熱部材５とが収容されている。また、ハンドル部１３の内部には、トリガスイッチ１３２と、コントローラ４とが収容されている。これらの詳細構成について、順に説明する。但し、伝熱部材５については、後で詳述する。

以下、図２および図３を参照して、モータ２について説明する。本実施形態では、モータ２は、直流モータとして構成されており、図２に示すように、円筒状のモータハウジング２０と、モータハウジング２０内に収容されたステータ２２、ロータ（図示せず）、およびファン２５と、ロータと共に回転する出力シャフト（図示せず）とを含む。なお、本実施形態では、モータ２は、出力シャフトの回転軸Ａ２が駆動軸Ａ１と直交するように（具体的には上下方向に延在するように）、本体部１１の第２部分１１２の下部に配置されている。また、モータハウジング２０は、樹脂で形成されている。

ステータ２２は金属製（詳細には積層鋼板）である。図３に示すように、モータハウジング２０の外周部のうち、ステータ２２に対向する一部には、矩形状の開口部２０１が形成されている。なお、図３では、モータハウジング２０の左側部の開口部２０１のみが図示されているが、図２に示すように、右側部にも開口部２０１が形成されている。ステータ２２の外周面の一部は、開口部２０１を介してモータハウジング２０の外部へ露出している。

ファン２５は、モータ２の出力シャフト（図示せず）に固定されており、モータ２の動力によって回転される。本実施形態では、ファン２５として遠心ファンが採用されている。モータハウジング２０は、開口部２０１の周囲およびファン２５の径方向外側に設けられた通気口２０５を有する。通気口２０５は、モータハウジング２０の内部と外部とを連通させる。図１に示すように、外側ハウジング１０の第２部分１１２は、モータハウジング２０の開口部２０１の周囲の通気口２０５に対向するように形成された通気口１０８と、ファン２５の径方向外側に設けられた通気口２０５に対向するように形成された通気口１０６とを有する。ファン２５は、開口部１０８から外側ハウジング１０内に流入し、第２部分１１２の内部を流れ、通気口１０６から流出する冷却風の流れを形成する。なお、冷却風の一部は、第２部分１１２の下端部からハンドル部１３へ向けて流れ、後述のコントローラ４を冷却する。

以下、図２〜図３を参照して、駆動機構３について説明する。図２に示すように、本実施形態の駆動機構３は、主に、ギア減速機構３１と、クランク機構３２と、圧縮機構３４と、打撃機構３６とを備えている。

ギア減速機構３１は、複数のギアを含み、モータ２の出力シャフトの回転動力を減速した上でクランク機構３２に伝達するように構成されている。本実施形態では、モータ２の出力シャフトはモータハウジング２０から上方へ突出しており、ギア減速機構３１は、モータ２の上側に配置されている。なお、かかるギア減速機構３１は周知の技術であるため、ここでの詳細な説明および図示は省略する。本実施形態では、ギア減速機構３１は、樹脂製の円筒状のギアハウジング３１０に収容されている。ギアハウジング３１０は、モータハウジング２０の上側にネジで連結固定され、本体部１１の第２部分１１２の上部に配置されている。

クランク機構３２は、ギア減速機構３１を介して伝達されたモータシャフトの回転動力を、後述する圧縮機構３４の第１ピストン３４３の往復運動に変換するように構成されている。図４に示すように、本実施形態のクランク機構３２は、クランクシャフト３２１と、偏心ピン３２３と、連接ロッド３２５とを含む。

クランクシャフト３２１は、モータ２の出力シャフトと同軸状に上下方向に延在するように配置され、回転軸Ａ２周りにギア減速機構３１によって減速回転されるシャフトである。偏心ピン３２３は、回転軸Ａ２から偏心した位置に設けられている。連接ロッド３２５は、その一端が偏心ピン３２３に相対回動可能に連結され、他端がピン３４４を介して後述の第１ピストン３４３に相対回動可能に連結されている。本実施形態では、クランク機構３２は、金属製（詳細にはマグネシウム合金製）のクランクハウジング３２０に収容されている。クランクハウジング３２０は、ギアハウジング３１０の上側にネジで連結固定され、本体部１１の第１部分１１１の前下端部に配置されている。

圧縮機構３４は、後述の第２ピストン３６３を駆動するために空気を圧縮するように構成されている。図４および図５に示すように、本実施形態の圧縮機構３４は、第１シリンダ３４１と第１ピストン３４３とを含む。

本実施形態では、第１シリンダ３４１は、金属製（詳細にはアルミニウム合金製）であって、その軸方向が駆動軸Ａ１と平行になるように、第１部分１１１に収容されている。なお、第１シリンダ３４１の上端部の一部は、第１部分１１１の上端部に形成された開口部１０５を介して外部に露出している。第１シリンダ３４１の内部には、第１ピストン３４３が駆動軸Ａ１方向に摺動可能に配置されている。前述のように、第１ピストン３４３の前側には、ピン３４４を介して第１ピストン３４３に連結された連接ロッド３２５が配置されており、第１ピストン３４３は、モータ２の駆動に伴ってギア減速機構３１を介して駆動されるクランク機構３２により、駆動軸Ａ１方向（前後方向）に往復動される。

本実施形態では、モータ２の駆動が開始されていない初期状態における第１ピストン３４３の初期位置は、図４および図５に示す最前方位置に設定されている。モータ２が駆動されると、第１ピストン３４３は、最前方位置と、図６および図７に示す最後方位置との間で前後に往復動される。なお、本実施形態では、第１ピストン３４３の位置に応じてモータ２の通電が制御されるため、第１ピストン３４３の位置を検出するためのセンサ（図示せず）が設けられている。かかるセンサとして、いかなる周知のセンサが採用されてもよいが、例えば、クランクシャフト３２１の回転角度を検出可能な角度センサ、偏心ピン３２３の位置を検出可能な位置センサ等が採用可能である。

第１ピストン３４３と、第１シリンダ３４１の底部（後壁部）との間に形成される内部空間は、第１ピストン３４３の往復動に伴って容積が変化する圧縮室３４８を構成している。具体的には、第１ピストン３４３が、圧縮室３４８の容積を減少する方向に、つまり、最前方位置から最後方位置へ向けて移動することで、圧縮室３４８の空気が圧縮される。

打撃機構３６は、釘を打撃することで、釘を射出口１５０から直線状に打ち出すように構成されている。図４および図５に示すように、本実施形態の打撃機構３６は、第２シリンダ３６１と、第２ピストン３６３と、ドライバ３６７と、バルブ３６５とを含む。

第２シリンダ３６１は、第１シリンダ３４１の内部に、駆動軸Ａ１と同軸状に配置されている。より詳細には、第２シリンダ３６１は、第１シリンダ３４１内の上部空間に配置され、その後端部が第１シリンダ３４１に固定されている。つまり、第２シリンダ３６１は、第１シリンダ３４１の内部に配置されている。また、第１シリンダ３４１および第２シリンダ３６１の前端部は、クランクハウジング３２０に嵌め込まれ、クランクハウジング３２０と一体状に連結固定されている。これにより、モータハウジング２０、ギアハウジング３１０、クランクハウジング３２０、第１シリンダ３４１および第２シリンダ３６１が一体的に連結され、駆動機構３のアセンブリを構成している。

第１ピストン３４３には、駆動軸Ａ１方向に第１ピストン３４３を貫通し、第２シリンダ３６１とほぼ同径の貫通孔３４５が形成されており、第２シリンダ３６１は貫通孔３４５に挿通されている。第１ピストン３４３は、駆動軸Ａ１方向に往復動されるときには、第２シリンダ３６１の外周面に密接して摺動する。

第２シリンダ３６１の内部には、第２ピストン３６３と、ドライバ３６７と、バルブ３６５が配置されている。より詳細には、第２シリンダ３６１の後端部にバルブ３６５が配置され、バルブ３６５の前側に第２ピストン３６３が配置されている。長尺棒状に形成されたドライバ３６７は、駆動軸Ａ１上を延在するように、第２ピストン３６３の前端部に固定されている。

本実施形態のバルブ３６５は、第１ピストン３４３の前後方向の移動に同期して、後述の閉位置と開位置との間で移動されるように構成されている。また、第２ピストン３６３は、第２シリンダ３６１の内部に駆動軸Ａ１方向に摺動可能に配置されている。バルブ３６５と第２ピストン３６３との間には、空気室３６８が形成されている。

本実施形態では、図４および図５に示すように、第１ピストン３４３が最前方位置に配置されているときには、バルブ３６５は、第１シリンダ３４１内の圧縮室３４８と、第２シリンダ３６１内の空気室３６８との連通路３６９（図７参照）を閉塞する閉位置に配置される。このとき、第２ピストン３６３は、バルブ３６５の前端に当接する最後方位置に配置され、ドライバ３６７の前端部は、ノーズ部１５内の通路１５１（図６参照）に配置された釘から離間した初期位置に配置されている。初期位置は、ドライバ３６７の移動範囲における最後方位置である。

一方、図６および図７に示すように、第１ピストン３４３が最後方位置へと移動されると、バルブ３６５は、圧縮室３４８と空気室３６８との連通路３６９（図７参照）を開放する開位置に配置される。これにより、第１ピストン３４３が最後方位置へ移動することで圧縮された圧縮室３４８内の空気が、連通路３６９を介して第２シリンダ３６１の空気室３６８へと供給される。空気室３６８に供給された圧縮空気によって、第２ピストン３６３は前方へと移動される。第２ピストン３６３に固定されたドライバ３６７は、駆動軸Ａ１上を直線状に初期位置から動作位置まで移動される。動作位置は、ドライバ３６７の移動範囲における最前方位置である。

以下、図４を参照して、トリガスイッチ１３２について説明する。図４に示すように、ハンドル部１３の上端部の前側には、作業者による押圧操作が可能なトリガ１３１が設けられており、ハンドル部１３内においてトリガ１３１の後側には、トリガスイッチ１３２が配置されている。トリガスイッチ１３２は、トリガ１３１の操作に応じてオン状態とオフ状態との間で切り替え可能に構成されている。より詳細には、トリガスイッチ１３２は、トリガ１３１の押圧が解除されている初期状態ではオフ状態に維持される一方、作業者によってトリガ１３１が押圧されている間はオン状態に切り替えられる。

以下、図２を参照して、コントローラ４について説明する。図２に示すように、本実施形態では、コントローラ４は、ハンドル部１３の下端部内でバッテリ装着部１３８の近傍に配置されている。本実施形態のコントローラ４は、モータ２、トリガスイッチ１３２、コンタクトアームスイッチ１８２、第１ピストン３４３の位置検出用センサ（図示せず）に電気的に接続されている。コントローラ４は、トリガスイッチ１３２およびコンタクトアームスイッチ１８２のオン／オフ状態に基づいて、モータ２の通電を制御するように構成されている。

以下、上記のように構成された釘打ち機１の動作について説明する。本実施形態の釘打ち機１では、コンタクトアーム１８の押圧操作とトリガ１３１の押圧操作から１本の釘の打込み動作の完了までが、１サイクルとして設定されている。より具体的には、作業者がコンタクトアーム１８を被加工物に押し付け、トリガ１３１を１回押圧操作すると、この操作を起点として、コントローラ４の制御の下で、モータ２の駆動が開始され、駆動機構３によって１本の釘を被加工物に打込む動作が遂行された後、モータ２の駆動が停止される。なお、釘打ち機１における１本の釘の打込み動作は、ドライバ３６７が初期位置（図４および図５参照）から動作位置（図６および図７参照）へ移動することで釘を被加工物に打込み、更に、動作位置から初期位置へ復帰する動作に対応する。

まず、作業者によってコンタクトアーム１８が被加工物に押し付けられることで、コンタクトアームスイッチ１８２がオン状態とされる。次に、トリガ１３１が押圧操作されることでトリガスイッチ１３２がオン状態とされると、モータ２の駆動が開始される。

モータ２の駆動により、ギア減速機構３１を介してクランク機構３２が駆動され、第１ピストン３４３が後方へと移動を開始する。このとき、バルブ３６５は連通路３６９を閉塞しているため（図５参照）、圧縮室３４８の容積が減少され、圧縮室３４８内に閉じ込められた空気が圧縮される。第１ピストン３４３が最後方位置に移動するのに同期して、バルブ３６５が連通路３６９を開放させる（図７参照）。これにより、圧縮室３４８内の圧縮空気が第２シリンダ３６１の空気室３６８に供給され、図６に示すように、第２ピストン３６３と共にドライバ３６７が動作位置へ移動される。ドライバ３６７は、初期位置から動作位置へ移動する過程でノーズ部１５内の通路１５１に配置された釘の後端部を打撃し、射出口１５０から打ち出すことで、釘を被加工物に打込む。

クランク機構３２によって第１ピストン３４３が最後方位置から最前方位置へと移動されると、圧縮室３４８の容積が増加するために圧縮室３４８が負圧化される。これにより、連通路３６９および空気室３６８を通じて第２ピストン３６３が吸引されて後方へ移動され、初期位置へと戻される。図４に示すように、ドライバ３６７は、動作位置から初期位置に復帰する。つまり、駆動機構３は、１本の釘の打込み動作を完了する。

これをもって、コンタクトアーム１８の押圧操作とトリガ１３１の押圧操作から１本の釘の打込み動作の完了までの１サイクルが終了する。そこで、コントローラ４は、前述の第１ピストン３４３の位置検出用センサ（図示せず）の検出結果に基づき、第１ピストン３４３が最前方位置に復帰した時点で、モータ２の駆動を停止する。バルブ３６５は連通路３６９を閉塞する。この時点でトリガスイッチ１３２およびコンタクトアームスイッチ１８２がオン状態に維持されていたとしても、コントローラ４は、モータ２への通電を停止する。なお、釘の打込み動作中に、トリガスイッチ１３２およびコンタクトアームスイッチ１８２の少なくとも一方がオフ状態とされた場合には、コントローラ４は、モータ２への通電を停止する。

以下、図２、図３、図８〜図１１を参照して、本体部１１の第２部分１１２内に配置された伝熱部材５について説明する。伝熱部材５は、モータ２から駆動機構３へ至る動力伝達経路とは異なる伝熱経路を形成し、モータ２で発生した熱を、モータ２以外の金属製の部材へ逃がすように構成された部材である。図２および図３の夫々に示すように、本実施形態では、伝熱部材５は２つ設けられており、夫々が、モータ２のステータ２２と、金属製のクランクハウジング３２０とに熱伝導可能に接続されている。

図８および図９に示すように、伝熱部材５は、全体としては長尺状のプレート部材として形成されており、モータ側端部５１と、クランク側端部５２と、接続部５３とを含む。モータ側端部５１は、伝熱部材５の長手方向における一端部を構成し、ステータ２２の外周面に接触した状態で配置される部分である。クランク側端部５２は、伝熱部材５の長手方向におけるもう一方の端部を構成し、クランクハウジング３２０に接触した状態で配置される部分である。接続部５３は、モータ側端部５１とクランク側端部５２とを接続する部分である。本実施形態では、接続部５３は長尺の矩形板状に形成されており、モータ側端部５１とクランク側端部５２は、接続部５３に対して折り曲げられている。モータ側端部５１は、ステータ２２の外周面に対応する湾曲面５１０を有する。クランク側端部５２は平板状に形成されている。

図３に示すように、伝熱部材５は、接続部５３が上下方向に延在してギアハウジング３１０の外面に接触し、モータ側端部５１の湾曲面５１０がモータハウジング２０の開口部２０１から露出されたステータ２２の外周面に面接触し、且つ、クランク側端部５２が、ネジで互いに連結固定されたクランクハウジング３２０の下面とギアハウジング３１０の上面との間に密着状に挟持されるように配置されている。なお、前述の通り、本実施形態では、モータハウジング２０には、右側部と左側部の２か所に開口部２０１が形成されているため、２つの伝熱部材５は、外側ハウジング１０（詳細には第２部分１１２）の内部で駆動機構３の右側と左側に配置される。

更に、本実施形態では、モータ側端部５１は、押え部材６によって、ステータ２２の外周面に対して付勢されている。図１０および図１１に示すように、押え部材６は、全体としてはＵ字状の板バネとして構成されている。押え部材６は、円筒状のモータハウジング２０の外周部に周方向に沿って装着されることで、その両端部がモータハウジング２０を押圧するように構成されている。そこで、図２および図３に示すように、押え部材６の両端部を、右側と左側の開口部２０１を介して夫々ステータ２２の外周面に接触配置された２つのモータ側端部５１の外側に配置することで、湾曲面５１０とステータ２２の外周面とを密着状に面接触させている。

本実施形態では、伝熱部材５は、熱伝導率の高い金属製（詳細には銅製）とされている。モータ２の駆動によって生じた熱は、ステータ２２からモータ側端部５１に入力され、接続部５３を経由してクランク側端部５２まで伝導され、更に、クランク側端部５２から金属製のクランクハウジング３２０に伝導される。つまり、モータ２の熱は、伝熱部材５によってクランクハウジング３２０に逃がされる。なお、ステータ２２の外周面に面接触するモータ側端部５１の湾曲面５１０と、クランクハウジング３２０の下面に面接触するクランク側端部５２の面５２０は、夫々、伝熱面として機能する。なお、クランクハウジング３２０には、金属製（詳細にはアルミニウム合金製）の第１シリンダ３４１が連結固定されているため、クランクハウジング３２０から第１シリンダ３４１に更に熱を伝導することができる。また、モータハウジング２０とクランクハウジング３２０の間では、伝熱部材５の接続部５３はギアハウジング３１０の外面に接触しているため、ギアハウジング３１０にもある程度の熱を逃がすことができる

以上に説明したように、本実施形態の釘打ち機１は、作業者によるコンタクトアーム１８の押圧操作とトリガ１３１の押圧操作を起点として、予め設定された１本の釘の打込み動作を遂行するように構成されている。釘打ち機１では、コンタクトアーム１８の押圧操作とトリガ１３１の押圧操作から１本の釘の打込み動作の完了までが１サイクルとして設定されている。コントローラ４は、コンタクトアーム１８の押圧操作とトリガ１３１の押圧操作に応じてモータ２の駆動を開始し、駆動機構３が１本の釘の打込み動作を完了すると、モータ２の駆動を停止するように構成されている。つまり、釘打ち機１では、モータ２は、１サイクル毎に断続的に駆動される。

モータ２は、駆動に伴って発熱する。前述のように、モータ２により回転されるファン２５によって、外側ハウジング１０内をモータ２の周囲を通って流れる冷却風の流れが形成されるが、ファン２５もモータ２と同様に断続的に回転されるため、ファン２５のみでは、モータ２の冷却が十分でない可能性がある。より詳細には、モータ２の発熱に対する冷却効率が悪いと、モータ２の温度が徐々に上昇した後、モータ２が焼損する可能性が生じる。また、例えば、モータ２の温度が所定値まで上昇した場合に、温度センサを用いた保護回路によってモータ２が駆動を停止するように構成されているような場合には、釘打ち機１を用いた作業が継続できなくなる。これに対し、本実施形態では、モータ２から駆動機構３へ至る動力伝達経路とは異なる伝熱経路を形成し、モータ２で発生した熱を、熱伝導性の高い金属製（詳細にはマグネシウム合金製）のクランクハウジング３２０へ逃がすように構成された伝熱部材５が設けられている。この伝熱部材５によって、モータ２で発生した熱を効率的に放熱することができる。このため、上記のようなモータ２の温度が上昇しすぎた場合に生じる不具合を回避することができる。また、本実施形態では、熱伝導率の高い伝熱部材５も金属製（詳細には銅製）であるため、より効率的にモータの熱を金属製部材に逃がすことができる。

また、本実施形態では、モータ２の熱の逃がし先として新たな金属製の部材を設けるのではなく、クランク機構３２を収容するクランクハウジング３２０が利用されている。よって、釘打ち機１の部品点数を増やすことなく、効率的にモータ２で発生した熱を放熱することができる。

また、本実施形態では、伝熱部材５は、モータ２のステータ２２に面接触する伝熱面として、モータ側端部５１の湾曲面５１０を有する。よって、伝熱部材５と、金属で形成されているステータ２２との接触面積を増加させ、放熱効果を高めることができる。更に、伝熱部材５（詳細にはモータ側端部５１）は、板バネとして構成された押え部材６によって、ステータ２２に対して付勢されている。この押え部材６の付勢力によって伝熱部材５のステータ２２に対する密着性を高めることで、放熱効果を更に高めることができる。

なお、伝熱部材５のクランク側端部５２も、クランクハウジング３２０とギアハウジング３１０の間で挟持されることで、クランクハウジング３２０との密着性が高められている。これにより、伝熱部材５からクランクハウジング３２０への熱伝導をより効率的に行うことができる。また、伝熱部材５は、クランクハウジング３２０とギアハウジング３１０とが連結固定される際、クランク側端部５２が間に挟み込まれ、その後、モータ側端部５１が押え部材６によってモータハウジング２０の外部からステータ２２に密着状に押し付けられることで、モータ２とクランクハウジング３２０に熱伝導可能に接続されている。よって、伝熱部材５をモータ２やクランクハウジング３２０に固定する場合に比べ、容易に組み付けることができる。

また、本実施形態では、モータ２を収容するモータハウジング２０は樹脂製であるため、金属製のクランクハウジング３２０の方がモータハウジング２０よりも熱伝導率が高い。よって、より熱伝導率が高いクランクハウジング３２０に熱を逃がすことで、モータ２で発生した熱を効率的に放熱することができる。

本実施形態では、伝熱部材５の一部は、ファン２５によって形成され、第２部分１１２内を流れる冷却風の経路上に配置されている。よって、経路を流れる冷却風によって、伝熱部材５をある程度冷却することができる。また、熱の逃がし先であるクランクハウジング３２０に一体状に連結固定された第１シリンダ３４１の一部は、外側ハウジング１０に設けられた開口部１０５から外部に露出している。よって、クランクハウジング３２０と第１シリンダ３４１に逃がされた熱を、開口部１０５を介して外側ハウジング１０の外部へ放熱することができる。

上記実施形態の各構成要素と本発明の各構成要素の対応関係を以下に示す。釘打ち機１は、本発明の「電動工具」および「打込み工具」に対応する構成例である。トリガ１３１は、本発明の「操作部材」に対応する構成例である。モータ２、ステータ２２は、夫々、本発明の「モータ」、「ステータ」に対応する構成例である。駆動機構３、ドライバ３６７は、夫々、本発明の「駆動機構」、「ドライバ」に対応する構成例である。コントローラ４は、本発明の「制御装置」に対応する構成例である。クランクハウジング３２０は、本発明の「金属製部材」および「第１収容部」に対応する構成例である。伝熱部材５は、本発明の「伝熱部材」に対応する構成例である。湾曲面５１０は、本発明の「伝熱面」に対応する構成例である。押え部材６は、本発明の「弾性部材」に対応する構成例である。モータハウジング２０は、本発明の「第２収容部」に対応する構成例である。ギアハウジング３１０は、本発明の「第３収容部」に対応する構成例である。ファン２５は、本発明の「ファン」に対応する構成例である。外側ハウジング１０は、本発明の「外側ハウジング」に対応する構成例である。開口部１０５は、本発明の「開口部」に対応する構成例である。

上記実施形態は単なる例示であり、本発明に係る打撃工具は、例示された釘打ち機１の構成に限定されるものではない。例えば、下記に例示される変更を加えることができる。なお、これらの変更は、これらのうちいずれか１つのみ、あるいは複数が、実施形態に示す釘打ち機１、あるいは各請求項に記載された発明と組み合わされて採用されうる。

作業者による手動操作を起点として、予め設定された作業動作を遂行するように構成され、且つ、手動操作から作業動作の完了までが１サイクルとして規定された電動工具は、釘打ち機１に限られるものではない。かかる電動工具として、例えば、タッカ、ステープルガン、ネジカッタ、鉄筋結束機、剪定バサミ等が挙げられる。１サイクル中に遂行される作業動作は、電動工具の種類に応じて適宜設定されればよい。

釘打ち機１において、モータ２および釘の打込み動作を遂行する駆動機構３の構成や配置は、適宜変更されてもよい。例えば、モータ２は、直流モータである必要はなく、交流モータであってもよい。この場合、釘打ち機１は、バッテリ装着部１３８に代えて、外部電源に接続する電源ケーブルを備えればよい。また、打撃機構３６の第２シリンダ３６１は、圧縮機構３４の第１シリンダ３４１の内部に配置される必要はなく、第１シリンダ３４１と第２シリンダ３６１とが互いに平行に並列されてもよいし、互いに交差する方向に配置されてもよい。

上記実施形態では、コントローラ４は、作業者によるトリガ１３１の押圧操作（トリガスイッチ１３２のオン状態への切替え）およびコンタクトアーム１８の被加工物への押し付け（コンタクトアームスイッチ１８２のオン状態への切替え）を起点として、モータ２への通電を開始するように構成されている。しかしながら、コントローラ４は、コンタクトアーム１８の押し付け状態にかかわらず、少なくともトリガ１３１の押圧操作を起点としてモータ２に通電すればよい。

伝熱部材５の数、形状、材料、モータ２とクランクハウジング３２０との接続態様等については、適宜変更が可能である。例えば、伝熱部材５は、１つのみが配置されてもよい。また、上記実施形態ではプレート部材として形成されているが、モータ２からクランクハウジング３２０へ熱を逃がす伝熱経路を形成できる限り、棒状、紐状等、他の形状とされてもよい。上記実施形態では伝熱部材５として銅が採用されているが、他の金属製（他例えば、アルミニウム製）であってもよい。できるだけ熱伝導率が高い金属が採用されることが好ましい。伝熱部材５は、モータ２のステータ２２およびクランクハウジング３２０に固定されていてもよいし、モータ２のステータ２２以外の金属部分や、クランクハウジング３２０の他の部分に熱伝導可能に接続されていてもよい。

また、伝熱部材５とモータ２（ステータ２２）との密着性を高める点において、押え部材６によって伝熱部材５をモータ２に対して付勢すると好ましい。しかしながら、モータ側端部５１は、押え部材６で押えられることなく、開口部２０１を介してモータハウジング２０とステータ２２との間に挿入され、ステータ２２に面接触するように配置されてもよい。また、押え部材６の形状や配置態様は、適宜変更可能である。

伝熱部材５がモータ２の熱を逃がす先は、クランクハウジング３２０以外の金属製部材であってもよい。例えば、伝熱部材５は、モータ２と第１シリンダ３４１とに接続されていてもよい。また、例えば、ギアハウジング３１０が金属製の場合には、ギアハウジング３１０に接続されていてもよい。また、上記実施形態では、伝熱部材５は、接続部５３がギアハウジング３１０の外面に接触するように配置されているが、接続部５３はギアハウジング３１０に非接触であってもよい。

１：釘打ち機
１０：外側ハウジング
１０５：開口部
１０６：通気口
１１：本体部
１１１：第１部分
１１２：第２部分
１３：ハンドル部
１３１：トリガ
１３２：トリガスイッチ
１３８：バッテリ装着部
１５：ノーズ部
１５０：射出口
１７：マガジン
１８：コンタクトアーム
１８１：コイルバネ
１８２：コンタクトアームスイッチ
２：モータ
２０：モータハウジング
２０１：開口部
２０５：通気口
２２：ステータ
２５：ファン
３：駆動機構
３１：ギア減速機構
３１０：ギアハウジング
３２：クランク機構
３２０：クランクハウジング
３２１：クランクシャフト
３２３：偏心ピン
３２５：連接ロッド
３４：圧縮機構
３４１：第１シリンダ
３４３：第１ピストン
３４４：ピン
３４５：貫通孔
３４８：圧縮室
３６：打撃機構
３６１：第２シリンダ
３６３：第２ピストン
３６５：バルブ
３６７：ドライバ
３６８：空気室
３６９：連通路
４：コントローラ
５：伝熱部材
５１：モータ側端部
５１０：湾曲面
５２：クランク側端部
５２０：面
５３：接続部
６：押え部材
９：バッテリ

Claims (8)

1. 作業者による手動操作を起点として、予め設定された作業動作を遂行するように構成され、且つ、前記手動操作から前記作業動作の完了までが１サイクルとして規定された電動工具であって、
   前記手動操作が可能に構成された操作部材と、
   モータと、
   前記モータの動力で駆動され、前記作業動作を遂行するように構成された駆動機構と、
   前記操作部材に対する前記手動操作に応じて前記モータの駆動を開始し、且つ、前記駆動機構が１サイクルの前記作業動作を完了すると前記モータの駆動を停止するように構成された制御装置と、
   前記モータとは別に形成された金属製部材と、
   前記モータから前記駆動機構へ至る動力伝達経路とは異なる伝熱経路を形成し、前記モータで発生した熱を前記金属製部材へ逃がすように構成された伝熱部材と、
   前記駆動機構の少なくとも一部を収容するとともに、前記金属製部材を兼用する第１収容部と、
   前記モータを収容するとともに、前記モータのステータに対向する位置に設けられた開口部を有する第２収容部とを備え、
   前記伝熱部材は、
   前記第１収容部および前記第２収容部とは別個に形成され、第１端部と第２端部とを有する金属製部材であって、且つ、
   前記第１端部が前記第１収容部に接触し、且つ、前記第２端部が前記開口部を介して前記ステータに接触するように、前記第１収容部および前記第２収容部の外側に配置されていることを特徴とする電動工具。
2. 請求項１に記載の電動工具であって、
   前記駆動機構の一部を収容するとともに、前記第１収容部と前記第２収容部の間に配置され、前記第１収容部に連結固定された第３収容部と、
   前記第２収容部の外周部に装着可能な弾性部材とを備え、
   前記第１端部は、互いに連結固定された前記第１収容部と前記第３収容部によって挟持され、
   前記第２端部は、前記弾性部材によって付勢され、前記開口部を介して前記ステータに接触していることを特徴とする電動工具。
3. 請求項２に記載の電動工具であって、
   前記第３収容部は、前記第１収容部よりも熱伝導率が低い材料で形成されており、
   前記伝熱部材は、前記第３収容部に接触していることを特徴とする電動工具。
4. 請求項１〜３の何れか１つに記載の電動工具であって、
   前記電動工具は、打込み工具として構成され、
   前記駆動機構は、所定の駆動軸方向に初期位置と動作位置との間で直線状に移動可能に構成されたドライバを備えるとともに、前記ドライバが前記初期位置から前記動作位置へ移動することで打込み材を打ち出し、更に、前記動作位置から前記初期位置へ復帰する動作を、前記１サイクルの前記作業動作として行うように構成されていることを特徴とする電動工具。
5. 請求項１〜４の何れか１つに記載の電動工具であって、
   前記第２端部は、前記ステータの外周面に面接触する湾曲状の伝熱面を有することを特徴とする電動工具。
6. 請求項１〜５の何れか１つに記載の電動工具であって、
   前記第１収容部は、前記第２収容部よりも熱伝導率が高い材料で形成されていることを特徴とする電動工具。
7. 請求項１〜６の何れか１つに記載の電動工具であって、
   前記モータの動力で駆動され、所定の経路を流れる冷却風の流れを形成するように構成されたファンを更に備え、
   前記伝熱部材の少なくとも一部は、前記経路上に配置されていることを特徴とする電動工具。
8. 請求項１〜７の何れか１つに記載の電動工具であって、
   前記電動工具の外郭を形成する外側ハウジングを更に備え、
   前記外側ハウジングは、前記第１収容部の少なくとも一部を外部に露出させる開口部を有することを特徴とする電動工具。

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