JP2014038717A

JP2014038717A - 電池パック

Info

Publication number: JP2014038717A
Application number: JP2012179052A
Authority: JP
Inventors: Shota Takeuchi; 翔太竹内; Hiroyuki Hanawa; 浩之塙; Masahiro Isono; 昌宏磯野; Shota Sugano; 翔太菅野
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2014-02-27

Abstract

【課題】電池パック本体の挿入荷重を低減する電池パックを提供する。
【解決手段】電池セルを収容するハウジング１１と、ハウジング１１に設けられる操作部３１と、操作部３１に設けられ機器本体側１の受部３３と係合する係合部３０と、操作部３１をハウジング１１の外周方向に付勢する弾性体３２とを有し、複数の端子を備えた機器本体に着脱自在に装着されて機器本体に給電可能な電池パック１０において、係合部３０は、係合部３０と受部３３との接触点の傾きが係合位置によって変位する部材で構成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、電動工具及び電気機器に使用する電池パックに関するものである。

従来から作業性を良くするために、電池パックを動力として動く電動工具がある。この電池パックは、開口部が形成されたハウジングを有し、ハウジング内には、セル群、基板、及び電池パックを工具側に取り外し可能に係合／非係合を開閉動作するラッチが設けられている。ラッチ（操作部）は弾性体の付勢に抗して内側方向にスライドできるようになっており、ラッチのスライドに連動して係合部が工具側の受部と係合／非係合となるような構成となっている。

特開２００８−６６１４１

しかし、図１１と図１２に示すように、従来の電池パックは、電池パックを電動工具に挿入する際の挿入荷重が、挿入方向と前記フック動作の方向が９０°異なるため、大きくなるという課題がある。また、前記ラッチのフック部分の取付け部と接触する面の傾斜が１つの角度のみとなっているため、傾斜面を緩くすると前期フックの全長が伸びる、または、電動工具との係合する長さが短くなるという課題がある。

そこで本発明は、上記従来の欠点を解消し、前記フックの長さおよび係合する長さを変えることなく、電動工具に電池パックを挿入する際の挿入荷重を低減し、容易に電動工具に取り付けることができる電池パックを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、電池セルを収容するハウジングと、前記ハウジングに設けられる操作部と、前記操作部に設けられ機器本体側の受部と係合する係合部と、前記操作部を前記ハウジングの外周方向に付勢する弾性体とを有する電池パックにおいて、前記係合部は、前記受部との接触位置によって接触角度が異なる接触部を有する電池パックを提供する。

さらに、本発明は、前記係合部は前記受部との接触角度の異なる複数の傾斜面を有する電池パックを提供する。

さらに、本発明は、前記機器本体への接続方向と略平行な基準線に対する前記接触角度を接続方向の前方側より後方側の方が小さくした電池パックを提供する。

さらに、本発明は、モータを収容する本体部と、前記モータに給電可能な請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電池パックを備えた電動工具を提供する。

本発明は、ラッチのフック部分の長さおよび係合長さを変えることなく、作業者が容易に電動工具本体に電池パック本体を挿入できると共に、フック部分の破損や摩耗を防止する電池パックを提供することができる。

本発明の電池パックを挿入した工具を示す正面図。本発明の電池パックの実施例１（スライド式）を示す斜視図。本発明の電池パックの実施例２（回動式）を示す斜視図。本発明の電池パックの実施例１（スライド式）を示す内部正面図。本発明の電池パックの実施例２（回動式）を示す内部正面図。本発明の電池パックの操作部の先端を示す主要拡大図本発明の電池パックの実施例１（スライド式）を示す係合動作の流れ図。本発明の電池パックの実施例２（回動式）を示す係合動作の流れ図。本発明と従来の電池パックの挿入荷重を示すグラフ図。従来の電池パックの操作部の先端を示す主要拡大図従来の電池パックの実施例１（スライド式）を示す係合動作の流れ図。従来の電池パックの実施例２（回動式）を示す係合動作の流れ図。

本発明の実施の形態による電池パック及び電池パックを備える電動工具について図１から図５に基づき説明する。以下の説明において、図１に図示される方向を前後方向とする。図１に示すように、電動工具であるドリル１は、本体部２と、ハンドル３と、電池パック１０とを主に備えて構成されている。

本体部２は、図示せぬモータを内蔵しており、先端部分に出力部であってドリルビットを装着可能な工具保持部２Ａが設けられている。ハンドル３は本体部２の後端部分から延出されており、その延出部分の基端部分には、トリガ３Ａが設けられている。トリガ３Ａは、電池パック１０から図示せぬモータに供給される電気を制御する。また、ハンドル３の延出方向端部には、複数の第２端子（不図示）と嵌合する板状の複数の第１端子（不図示）が設けられている。

電池パック１０は、ハンドル３の延出方向先端部分にドリル１の前後方向に沿って着脱可能に設けられている。電池パック１０について、図２乃至図５に基づき詳細に説明する。電池パック１０は、ハウジング１１と、セル群１２と、基板１３と、複数の第２端子１４と、カバー１５とを備えている。ハウジング１１は、上側ハウジング１６と下側ハウジング１７とを備え、セル群１２、基板１３、複数の第２端子１４、及びカバー１５を収容している。上側ハウジング１６は、端子挿入部１６Ａと、開口規定部１６Ｂとを主に備えている。端子挿入部１６Ａと開口規定部１６Ｂとにより、略長方形状の開口部１６ｃが規定されている。開口部１６ｃは、電池パック１０を図示せぬ充電器に連結して充電を行う際に、図示せぬ充電器の端子を保護する板状の保護部材を挿入する挿入部として機能する。また、端子挿入部１６Ａには、後方に向かって開口する複数のスロット１６ｄが形成されている。

セル群は、複数のセルを備え、各セルは、ニッケル水素電池又はリチウムイオン電池等からなり、複数回充放電可能な電池である。基板１３は、セル群上に設けられ、セル群と電気的に接続されている。基板１３には、開口部１６ｃの長手方向に沿って延びる端子配置部１３Ａが規定されている。また、基板１３の後方側の端縁１３Ｂは、上側ハウジング１６の開口規定部１６Ｂの前方側の端縁１６Ｅに対向するように配置されている。

複数の第２端子は、基板１３の端子配置部１３Ａに、開口部１６ｃの長手方向に沿って並ぶように配置され、基板１３と電気的に接続されている。複数の第２端子は、電池パック１０が一体に組まれた状態で、それぞれスロット１６ｄ内に位置する。複数の第２端子は、それぞれ平板をＵ字形状に曲げ、開口端部を塞ぐように平板の端部付近を接触させた形状をなしている。そして、電池パック１０がハンドル３の先端に取り付けられるときは、第１端子は、後方側からスロット１６ｄに挿入され、第２端子にその開口端部を押し広げるように嵌合圧入されて、第１端子と第２端子とは嵌合する。

つぎに、実施例１のタイプの電池パックの発明部分について図２と図４に基づいて説明する。図４は、操作部（ラッチ）３１が、上側ハウジング１６の短手方向と平行にスライド摺動するタイプの構成を示しており、下側ハウジング１７のケース内の上面に収容されたラッチ３１が弾性体３２によってハウジング１１の外側方向に付勢されている。ラッチが図４の紙面と垂直上方向に動くことを防ぐため、締付ねじ３４によって、紙面と垂直下方向に保持している。さらに、ハウジング１１にはラッチ３１をガイドする溝３５が形成され、溝３５に沿ってラッチ３１が移動することによって、ラッチに形成されたフック状の係合部３０が連動して摺動し、工具本体１側に設けられた受部３３と係合することで電池パック１０と工具本体1とを固定する。

つぎに、実施例２のタイプの電池パックの発明部分について図３と図５に基づいて説明する。図５は、操作部（ラッチ）３１が、締付ネジ３４上の軸を中心に回動するタイプの構成を示しており、下側ハウジング１７のケース内の上面に収容されたラッチ３１が弾性体３２によってハウジング１１の外側方向に付勢されている。ラッチが図４の紙面上方向に動くことを防ぐため、締付ねじ３４によって、紙面下方向に保持している。さらに、ハウジング１１にはラッチ３１をガイドする不図示の溝が形成され、溝３５に沿ってラッチ３１が移動することによって、ラッチに形成されたフック状の係合部３０が連動して摺動し、工具本体１側に設けられた受部３３と係合することで電池パック１０と工具本体1とを固定する。

つぎに、本発明の主要部分について図６から図９に基づいて説明する。図６は、本発明の実施形態を示す主要拡大図を示しており、係合部３０は操作部３１からハウジング１６（１１）の前後方向に延び、その係合部３０のフック状の先端付近は工具本体側に対して係合始点３０Ａから第一傾斜面７０Ａが形成され、さらに第一傾斜面７０Ａと傾斜角の異なる第二傾斜面７０Ｂが形成され、第二傾斜面７０Ｂの終点付近からは、ハウジング１６（１１）と略平行な端面７０Ｃの係合面を通って、係合終点３０Ｂに至る構成となっており、この順序で、受部３３と係合部３０とが非係合状態から係合状態となる。ここでは、第一傾斜面７０Ａと第二傾斜面７０Ｂを合わせて傾斜部７０と記載している。

このような構成にすることによって、係合部３０（フック）の平行移動量が小さく弾性体３２の復元力の弱い挿入初期段階では、作業者が小さな力で電池パック１０を嵌め込み始めることができ、弾性体３２の復元力が大きくなり且つフックの移動量が大きくなる挿入中期〜後期の段階では、作業者が操作するフックの挿入荷重を小さくすることができる。さらに、係合荷重が小さくなるために、係合部の破損や摩耗を防止することができる。

具体的には、端面７０Ｃの軸に対して、第一傾斜面７０Ａを４５°、第二傾斜面７０Ｂを２５°と設計することで、従来より３５％の挿入荷重を低減することができる。

図７は実施例１のタイプの電池パック（スライド式）の非係合状態から係合状態となるまで一連の動作を示す要部拡大図、図８は実施例２のタイプの電池パック（回動式）の非係合状態から係合状態となるまで一連の動作を示す要部拡大図であり、（Ａ）から（Ｆ）に沿って順に非係合から係合状態へと移行するチャート図を示している。

（Ａ）は受部３３と係合部３０が非接触な状態、（Ｂ）は受部３３と第一傾斜面７０Ａとが接触している状態、（Ｃ）は受部３３と第一傾斜面７０Ａとが中間地点（第一傾斜面と第二傾斜面の切り換わり地点）で接触している状態、（Ｄ）は受部３３と第二傾斜面７０Ｂとが接触している状態、（Ｅ）は受部３３と端面７０Ｃとが接触している状態、（Ｆ）は受部３３と係合部３０が完全に係合した状態である。なお、従来技術での（Ｃ）の状態は（Ｂ）の状態と同様に受部３３と傾斜面７０が接触している状態であり（Ｄ）の状態までその状態が維持される。

図９は、縦軸に挿入荷重、横軸に挿入深さとし、本発明と従来との挿入荷重とを比較したグラフを示している。さらに上述した受部３３と係合部３０との挿入位置（Ａ）から（Ｆ）の場所を記載している。本発明は、（Ｃ）から（Ｄ）に移行したとき、すなわち受部３３が第一傾斜面７０Ａから第二傾斜面７０Ｂに接触したときに挿入荷重の増加率が低減する（緩やかになる）。

なお、上述の実施形態では、操作部３１が係合部３０と一体に形成されているが、係合部３０と連動するものであれば必ずしも一体に形成されている必要はない。

また、上述した実施例は、弾性体３２として圧縮バネを設けた場合の例であるが、弾性体３２はバネのほか、ゴム等であってもよい。

また、第一傾斜面７０Ａと第二傾斜面７０Ｂは係合部３０側にのみ設けられる必要はなく、例えば受部３３に形成してもよい。

また、傾斜の個数は、第一傾斜面７０Ａと第二傾斜面７０Ｂの二つに限定される必要はなく、複数の傾斜面を設けた構成としてもよく、課題を達成するために曲線形状の部材で構成してもよい。

尚、本発明の電池パック及び電池パックを備えた電動工具は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

１・・工具本体、ハウジング・・１１、係合部・・３０、係合始点・・３０Ａ、係合終点・・３０Ｂ、操作部・・３１、受部・・３３、傾斜部・・７０、第一傾斜面・・７０Ａ、第二傾斜面・・７０Ｂ、端面・・７０Ｃ

Claims

電池セルを収容するハウジングと、
前記ハウジングに設けられる操作部と、
前記操作部に設けられ機器本体側の受部と係合する係合部と、
前記操作部を前記ハウジングの外周方向に付勢する弾性体と、を有する電池パックにおいて、
前記係合部は、前記受部との接触位置によって接触角度が異なる接触部を有することを特徴とする電池パック。
前記係合部は、前記受部との接触角度の異なる複数の傾斜面を有することを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
前記機器本体への接続方向と略平行な基準線に対する前記接触角度を接続方向の前方側より後方側の方が小さくしたことを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の電池パック。
モータを収容する本体部と、前記モータに給電可能な請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電池パックを備えた電動工具。