特開 2023-139613 電動工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023139613

(43)【公開日】2023-10-04

(54)【発明の名称】電動工具

(51)【国際特許分類】

   B25F 5/00 20060101AFI20230927BHJP

【ＦＩ】

B25F5/00 A

B25F5/00 D

B25F5/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022045225

(22)【出願日】2022-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】519157727

【氏名又は名称】マクセルイズミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001726

【氏名又は名称】弁理士法人綿貫国際特許・商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】上條 敬一郎

(72)【発明者】

【氏名】河内山 勝利

【テーマコード（参考）】

3C064

【Ｆターム（参考）】

3C064AA20

3C064AB01

3C064AC02

3C064AC05

3C064AC08

3C064BA01

3C064BA02

3C064BA04

3C064BA06

3C064BA12

3C064BB01

3C064BB41

3C064BB72

3C064CA03

3C064CA06

3C064CA54

3C064CA87

3C064CB08

3C064CB17

3C064CB33

3C064CB34

3C064CB63

3C064CB73

(57)【要約】

【課題】モータが高温になって作動効率が低下することを防止しつつ、電力消費を抑えて長時間の作業を行うことが可能な小型軽量で油圧式の電動工具を提供することを目的とする。
【解決手段】電動工具１は、オイルタンク３と、作動油３ｃをシリンダ部４に送液する油圧ポンプ７と、油圧ポンプ７を駆動するモータ８とを有する本体２と、本体２に連結された状態でシリンダ部４におけるピストンの押圧力によって作動する工具ヘッド９とを備え、オイルタンク３はモータケース８ｃを覆っている構成である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダ部と、オイルタンクと、前記オイルタンク内の作動油を前記シリンダ部に送液する油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動するモータとを有する本体と、前記本体に連結された状態で前記シリンダ部におけるピストンの押圧力によって作動する工具ヘッドとを備え、前記モータにおけるモータケースは、前記オイルタンクに覆われている構成であること
を特徴とする電動工具。

【請求項2】

前記オイルタンクは、一端部が前記モータケースに係止しているとともに、他端部が前記油圧ポンプに係止していること
を特徴とする請求項１に記載の電動工具。

【請求項3】

前記モータは、ブラシレスモータであり、減速機を介して前記油圧ポンプに連結していること
を特徴とする請求項１または２に記載の電動工具。

【請求項4】

前記モータにおける前記モータケースにフィンが設けられており、前記フィンは前記オイルタンク内の前記作動油に接触可能な構成であること
を特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の電動工具。

【請求項5】

前記油圧ポンプは、前記モータの駆動軸を通る軸線周りに回転する斜板カムと、前記シリンダ部における前記駆動軸を通る軸線の周りに配されて前記斜板カムに接しつつ往復動する複数のプランジャと、チェック弁とを有し、前記チェック弁を経由して前記オイルタンクから前記シリンダ部に前記作動油を送液する構成であること
を特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の電動工具。

【請求項6】

前記モータに電力を供給する二次電池と、前記二次電池を前記本体に接続するアダプタとを備えること
を特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の電動工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、油圧式の電動工具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、油圧式の電動工具が知られている（特許文献１：特開２０１８－０８６６９６号公報）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－０８６６９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電動工具は、切断、締付、圧縮または圧着などの工具ヘッドの動作を短時間に繰り返すと、モータが高温になって作動効率が低下する。モータが高温になった状態で電動工具を更に使用し続けるとモータ焼損に至る虞がある。従来、冷媒を用いた空冷構造や水冷構造にして、モータを強制冷却することでモータ焼損を防止する構造が提案されている。しかしながら、空冷構造はハウジングに風窓を設けなければならず、塵埃や水滴等の異物浸入によって故障しやすくなるため使用環境が大幅に制限される。風窓を設けない場合は冷却効果が著しく低下するため連続使用が困難になる。水冷構造は大型で重くなるため小型の電動工具には適さない。そのため、工具ヘッドの動作を短時間で繰り返しても、高温になってモータ効率が低下することを防止しつつ、電力消費を抑えて長時間の作業を行うことが可能な小型軽量で油圧式の電動工具が市場から求められている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、モータが高温になって作動効率が低下することを防止しつつ、電力消費を抑えて長時間の作業を行うことが可能な小型軽量で油圧式の電動工具を提供することを目的とする。

【0006】

一実施形態として、以下に開示する解決策により、前記課題を解決する。

【0007】

本発明に係る電動工具は、シリンダ部と、オイルタンクと、前記オイルタンク内の作動油を前記シリンダ部に送液する油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動するモータとを有する本体と、前記本体に連結された状態で前記シリンダ部におけるピストンの押圧力によって作動する工具ヘッドとを備え、前記モータにおけるモータケースは、前記オイルタンクに覆われている構成であることを特徴とする。

【0008】

この構成によれば、オイルタンク内の作動油がモータからの排熱を吸収する構成によってモータが高温になって作動効率が低下することを防止できる。また、本体内の油圧ポンプ用の作動油を利用しているので部品点数を増やすことなく小型軽量にできる。尚且つ、モータからの排熱を利用して作動油の温度を上げることで作動油の粘度を下げることができるので、低温環境下であっても、より効率的な油圧動作が可能な構成にできる。

【0009】

前記モータへの電力供給は、前記モータの種別に応じて、二次電池、直流電源接続ケーブル、ＡＣアダプタまたは商用電源接続ケーブルのいずれか一種以上を用いて行われる。一例として、前記モータに電力を供給する二次電池と、前記二次電池を前記本体に接続するアダプタとを備える構成である。この構成によれば、電源コードが不要になって作業範囲が拡大できる。例えば前記二次電池を電池パックの状態で前記アダプタに接続することで、使用可能時間を延ばすことが容易にできる。

【0010】

前記モータは、ブラシレスモータであることが好ましい。この構成により、電磁ノイズが少なく、より長寿命かつ高効率化が実現できるとともに、速度制御が容易にできる。ここで、ブラシレスモータと永久磁石同期モータとは同義である。一例として、前記モータは、減速機を介して前記油圧ポンプに連結している構成である。これにより、ブラシレスモータを高速回転させつつ、減速機を介してハイパワーにすることが容易にできる。前記減速機は前記オイルタンク内に配されており、オイルタンク内の作動油が減速機からの排熱を吸熱するのでブラシレスモータと減速機との組み合わせにおける良好な作動効率が得られるとともに、より静音化を図ることが容易にできる。前記オイルタンク内にはマグネット式フィルタが配されているので、減速機の潤滑が容易にできるとともに、減速機の摩耗粉の除去が容易にできる。

【0011】

一例として、前記モータにおける前記モータケースにフィンが設けられており、前記フィンは前記オイルタンク内の前記作動油に接触可能な構成である。この構成により、モータケースの表面積を拡大し放熱効率を高めることが容易にできる。前記フィンにおけるフィンピッチは前記作動油が通過可能な隙間が形成されるピッチに設定される。前記フィンはアルミニウム、鉄、真鍮または既知の合金等で形成され、必要に応じてアルマイト処理などの表面処理が施される。

【0012】

一例として、前記オイルタンクの一端部は前記モータケースの外周面に接している構成である。一例として、前記オイルタンク内の作動油は前記モータケースの外周面に接触可能な構成である。一例として、前記オイルタンクは前記モータケースにおける外周面の軸方向長さの０．５倍以上を覆っている構成である。一例として、前記オイルタンク内の作動油は前記モータケースにおける外周面の軸方向長さの０．５倍以上の長さのエリアに接触可能な構成である。一例として、前記モータケースにおける駆動軸側の反対側は前記オイルタンクから突出している構成である。一例として、前記モータケースにおける駆動軸側の反対側は前記オイルタンク内の作動油が接触しない構成である。一例として、前記モータにおける給電線は前記オイルタンク内の作動油が接触しない構成である。

【0013】

一例として、前記オイルタンクは、一端部が前記モータケースに係止しているとともに、他端部が前記油圧ポンプに係止している構成である。これにより、作動油の量を抑えつつ、作動油がモータからの排熱をより確実に吸熱できる構成となる。そして、作業者が把持するハンドルに近い位置に重心を合わせて、小型軽量で持ちやすい形状に容易にできる。

【0014】

一例として、前記油圧ポンプは、前記モータの駆動軸を通る軸線周りに回転する斜板カムと、前記シリンダ部における前記駆動軸を通る軸線の周りに配されて前記斜板カムに接しつつ往復動する複数のプランジャと、チェック弁とを有し、前記チェック弁を経由して前記オイルタンクから前記シリンダ部に前記作動油を送液する構成である。この構成により、斜板カムの回転速度に合わせて直線的に昇圧させることができるので、工具ヘッドの作動制御が容易にできる。一例として、前記油圧ポンプと前記シリンダ部との接続部には、前記オイルタンクから前記シリンダ部に前記作動油を送るための第１管路が形成されており、前記第１管路の途中にチェック弁を設けている。一例として、前記油圧ポンプと前記シリンダ部との接続部には、前記シリンダ部から前記油圧ポンプに前記作動油を戻すための第２管路が形成されており、一例として、前記第２管路の途中に戻し弁を設けている。一例として、前記油圧ポンプと前記シリンダ部との接続部には、前記シリンダ部から前記油圧ポンプに前記作動油を戻すための第３管路が形成されており、一例として、前記第３管路の途中にリリーフ弁を設けている。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、モータが高温になって作動効率が低下することを防止しつつ、電力消費を抑えて長時間の作業を行うことが可能な小型軽量で油圧式の電動工具が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は本発明の実施形態に係る電動工具の例を示す概略の側面図である。

【図2】図２は図１の電動工具における内部構造を示す概略の内部構造図である。

【図3】図３Ａは図１の電動工具における駆動系の内部構造を側面側から示す概略の断面図であり、図３Ｂは図１の電動工具における駆動系の内部構造を平面側から示す概略の断面図であり、図３Ｃは図３ＢのＣ－Ｃ線断面図であり、図３Ｄは図３Ｂの視る角度を変えたときの部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。本実施形態は、電動切断機、電動圧縮機、電動圧着機などの電動工具１である。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

【0018】

図１と図２は、本実施形態に係る電動工具１の例を示す概略の図である。電動工具１は、本体２と、本体２に連結された状態で本体２のシリンダ部４におけるピストン４ａの押圧力によって作動する工具ヘッド９と、本体２のモータ８に電力を供給する二次電池５ｂとを備え、現場で作業者が手に持って使用するコードレスタイプの油圧式電動工具である。ピストン４ａは、モータ８の駆動軸８ａの軸線Ｐ１に沿って往復動する。つまり、ピストン４ａは、図中のＹ方向矢印の側に前進し、図中のＹ方向矢印の反対側に後退する。図１は、電動圧縮機用の工具ヘッド９を取付けた構成の電動工具１の例である。電動工具１は、工具ヘッド９を直結した専用式工具にする場合があり、工具ヘッド９を交換する多機能式工具にする場合がある。ここで、電動工具１の各部の位置関係を説明し易くするため、図中にＸ，Ｙ，Ｚの矢印で向きを示している。なお、電動工具１は、いずれの向きにおいても正常に作動する。

【0019】

図２および図３Ａ～図３Ｃに示すように、本体２は、シリンダ部４と、シリンダ部４に連結し一体構造になった油圧ポンプ７と、油圧ポンプ７の外側に取り付けられているとともにモータ８の外側に取り付けられているオイルタンク３とを有する。シリンダ部４は、ピストン４ａがピストン室４ｂに配されており、ピストン４ａの軸心に合わせてピストン４ａの外周に沿うようコイルバネ４ｃが配されている。油圧ポンプ７は、オイルタンク３に貯留された作動油３ｃをシリンダ部４のピストン室４ｂに送液する。

【0020】

本体２は、減速機６を介して油圧ポンプ７に連結して油圧ポンプ７を駆動するモータ８と、モータ８を駆動制御する制御回路２７を有する。そして、モータ８と制御回路２７とに電力供給する二次電池５ｂが電池パックの状態で本体２のアダプタ５ａに接続されている。アダプタ５ａは本体２の後端部に連結している。軸線Ｐ１方向に順に工具ヘッド９、本体２、アダプタ５ａ、二次電池５ｂが配されている。本体２における軸線Ｐ１方向の中央部には作業者が把持する持ち手部分としてハンドル２ｄが、本体２における筐体２ａと一体構造で設けられている。ハンドル２ｄには、モータ８を起動させてオイルタンク３に貯留された作動油３ｃをシリンダ部４に送るための起動スイッチ２ｃと、作動油３ｃをシリンダ部４からオイルタンク３に戻すための戻しスイッチ２ｅとが配されている。ここでは、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池５ｂによって構成された電池パックが本体２のアダプタ５ａに接続されており、アダプタ５ａが本体２に連結している。この構成により、可搬性に優れた電動工具１になる。

【0021】

一例として、モータ８は、インナーロータ型のブラシレスモータである。一例として、モータ８におけるモータケース８ｃに放熱のためのフィン８ｄが設けられており、フィン８ｄはオイルタンク３に貯留している作動油３ｃに接触可能な構成である。

【0022】

図３Ａに示すように、油圧ポンプ７は、減速機６が直結されたモータ８の駆動軸８ａ、または減速機６を有するモータ８の駆動軸８ａに連結されて当該モータ８の駆動力によって回転する斜板カム７ａと、シリンダ部４において駆動軸８ａを通る軸線Ｐ１の周りに配されて斜板カム７ａに接しつつ往復動する複数のプランジャ１２とを有する。プランジャ１２の二次側で油圧ポンプ７に近い位置（Ｃ－Ｃ線断面の位置）には、作動油３ｃのプランジャ１２からオイルタンク３への逆流を防止する逆流防止弁１６が配されている。

【0023】

オイルタンク３は耐油性で膨張および収縮可能なゴム材質からなる袋状体である。オイルタンク３は油圧ポンプ７とモータ８の両方に係止されており、モータケース８ｃは、オイルタンク３に覆われている構成である。図３Ａ～図３Ｄに示すように、油圧ポンプ７とシリンダ部４との接続部には、オイルタンク３からシリンダ部４に作動油３ｃを送るための第１管路２１が形成されており、第１管路２１の途中にチェック弁１５を設けている。また、油圧ポンプ７とシリンダ部４との接続部には、シリンダ部４から油圧ポンプ７に作動油３ｃを戻すための第２管路２２が形成されており第２管路２２の途中に戻し弁２６を設けている。そして、油圧ポンプ７とシリンダ部４との接続部には、シリンダ部４から油圧ポンプ７に作動油３ｃを戻すための第３管路２３が形成されており、第３管路２３の途中にリリーフ弁２５を設けている。

【0024】

オイルタンク３は、一端部３ａがモータケース８ｃに係止しており、他端部３ｂが油圧ポンプ７に係止している構成である。一例として、オイルタンク３の一端部３ａは外向きにカールされており、Ｏリングなどのゴムリングや結束バンドなどの第１係止部材１７ａによってモータケース８ｃの外周溝に係止され固定されている。同様に、オイルタンク３の他端部３ｂは外向きにカールされており、Ｏリングなどのゴムリングや結束バンドなどの第２係止部材１７ｂによって油圧ポンプ７の外周溝に係止され固定されている。

【0025】

本実施形態によれば、オイルタンク３の内部の作動油３ｃがモータ８や減速機６からの排熱を吸熱する構成によってモータ８や減速機６が高温になって作動効率が低下することを防止できる。また、本体２に既存の作動油３ｃを利用しているので部品点数を増やすことなく小型軽量にできる。尚且つ、モータ８や減速機６からの排熱を利用して作動油３ｃの温度を上げることで、低温環境下においても、作動油３ｃの粘度を下げることができるので、より効率的な油圧動作が可能な構成にできる。

【0026】

工具ヘッド９は、一例として、第１圧力に至る低圧段階で把持作業または仮把持作業もしくは把持準備作業等を行い、第２圧力に至る高圧段階にて圧縮作業や圧着作業を行う。そして、工具ヘッド９による所定の作業が完了すると、リリーフ弁２５が開き、シリンダ部４の圧力を低下させる。ピストン４ａの位置を戻すときは、戻しピン２８を操作することで戻し弁２６が開き、コイルバネ４ｃの復元力で作動油３ｃはオイルタンク３に戻る。電動工具１は、自動戻り機能を有する場合があり、自動戻り機能を有する構成においては、工具ヘッド９による所定の作業が完了すると、工具ヘッド９は作業前の状態に戻る。

【0027】

本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。

【符号の説明】

【0028】

１ 電動工具
２ 本体、２ａ 筐体、２ｃ 起動スイッチ、２ｄ ハンドル、２ｅ 戻しスイッチ
３ オイルタンク、３ａ 一端側、３ｂ 他端側、３ｃ 作動油
４ シリンダ部、４ａ ピストン、４ｂ ピストン室、４ｃ コイルバネ
５ａ アダプタ、５ｂ 二次電池（電池パック）
６ 減速機
７ 油圧ポンプ、７ａ 斜板カム
８ モータ、８ａ 駆動軸、８ｃ モータケース、８ｄ フィン
９ 工具ヘッド
１２ プランジャ
１６ チェック弁
１７ａ 第１係止部材、１７ｂ 第２係止部材
２１ 第１管路
２２ 第２管路
２３ 第３管路
２５ リリーフ弁
２６ 戻し弁
２７ 制御回路
２８ 戻しピン
Ｐ１ 軸線

【図1】

【図2】

【図3】