JP2021142574A - 電動工具 - Google Patents

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Abstract

【課題】バッテリを着脱可能に構成された電動工具において、バッテリの保護に資する技術を提供する。【解決手段】ハンマドリル1Aは、モータ2と、ハウジング10と、バッテリホルダ5Aと、緩衝部材6Aとを備える。ハウジング10は、モータ2を収容する。バッテリホルダ5Aは、モータ2に電力を供給するためのバッテリ8を着脱可能に構成されている。バッテリホルダ5Aは、ハウジング10に対して相対移動可能な状態で、ハウジング10に保持されている。緩衝部材6Aは、ハウジング10に保持されている。緩衝部材6Aは、バッテリホルダ5Aの移動方向に交差するように配置されており、バッテリホルダ5Aにバッテリ8が装着されている場合、バッテリ8とハウジング10の間に介在する。【選択図】 図1

Description

本発明は、バッテリを着脱可能に構成された電動工具に関する。
充電式のバッテリを動力源とする様々な電動工具が知られている。例えば、特許文献1には、バッテリを着脱可能なハウジングを備えたハンマドリルが開示されている。バッテリの上端部がバッテリ装着部に装着されると、バッテリの下端部は、ハウジングから外部に露出する。
特開2018−79557号公報
上記のハンマドリルには、バッテリ装着部の前側と後側に、バッテリ保護部よりも下方に突出するバッテリ保護部が設けられている。これらのバッテリ保護部は、バッテリを効果的に外力から保護することができる。一方で、このようなバッテリ保護部を配置するのが難しい場合もありうる。
本発明は、バッテリを着脱可能に構成された電動工具において、バッテリの保護に資する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、モータと、ハウジングと、バッテリホルダと、緩衝部材とを備えた電動工具が提供される。ハウジングは、モータを収容する。バッテリホルダは、モータに電力を供給するためのバッテリを着脱可能に構成されている。また、バッテリホルダは、ハウジングに対して相対移動可能な状態で、ハウジングに保持されている。緩衝部材は、バッテリホルダの移動方向に交差するように、ハウジングに保持されている。また、緩衝部材は、バッテリホルダにバッテリが装着されている場合、バッテリとハウジングの間に直接的または間接的に介在する。
本態様によれば、例えば、電動工具の落下時に、バッテリに対して外力が加わった場合、バッテリホルダがハウジングに対して移動することでバッテリに対する衝撃を逃がすことができる。また、緩衝部材が、衝撃を吸収することができる。このように、本態様によれば、バッテリを外力から効果的に保護することが可能な電動工具が実現される。
本発明の一態様において、電動工具は、バッテリホルダの移動方向において、バッテリホルダを緩衝部材から離れる方向に付勢する付勢部材を更に備えてもよい。本態様によれば、バッテリホルダが移動したときの緩衝部材の緩衝効果を高めることができる。更に、本態様において、バッテリホルダは、緩衝部材に近づく方向の外力が付与されていない場合、付勢部材の付勢力によって初期位置に保持されてもよい。そして、緩衝部材は、バッテリホルダが初期位置にある場合、バッテリホルダに装着されたバッテリから離間しており、バッテリホルダの初期位置からの移動に伴ってバッテリに当接するように配置されていてもよい。この場合、緩衝部材の緩衝効果を更に高めることができる。
本発明の一態様において、緩衝部材は、バッテリに複数箇所で当接可能に構成されていてもよい。本態様によれば、緩衝部材が変形しやすく、緩衝部材の緩衝効果を高めることができる。
本発明の一態様において、緩衝部材は、バッテリがバッテリホルダに装着される時のバッテリの進行方向側に配置されていてもよい。本態様によれば、バッテリの装着を阻害しない緩衝部材の合理的な配置が実現される。
本発明の一態様において、ハウジングおよびバッテリホルダは、相対的にスライド可能な状態で互いに係合していてもよい。本態様によれば、バッテリが外力を受けたときに、バッテリホルダがハウジングに対して容易に移動することができる。
本発明の一態様において、バッテリホルダは、ハウジングに対して複数方向に相対移動可能であってもよい。本態様によれば、様々な方向からの外力に対してより効果的なバッテリの保護が可能となる。
本発明の一態様において、バッテリホルダは、バッテリの第2端子に電気的に接続可能な第1端子と、第1端子を支持する端子台と、第1部材と、第2部材とを備えてもよい。第1部材および第2部材は、端子台を挟み込んで保持してもよい。本態様によれば、組み立て性に優れたバッテリホルダが実現される。
本発明の一態様において、バッテリは、ケースと、ロック部材とを備えてもよい。ロック部材は、ケースから突出する第1位置と、第1位置よりもケースからの突出が少ない第2位置との間で移動可能であってもよい。なお、ここでいう「第1位置よりもケースからの突出が少ない」とは、ロック部材がケースから若干突出する場合も、ケースから突出しない場合も含む意である。バッテリホルダは、第1位置に配置されたロック部材に係合可能な係合部を有してもよい。本態様によれば、バッテリホルダがハウジングに対して移動した場合でも、ロック部材の係合、ひいてはバッテリホルダに対するバッテリの装着状態を安定して維持することができる。
また、本態様において、ハウジングは、バッテリがバッテリ装着部に装着される過程でロック部材に当接し、ロック部材を第1位置から第2位置へ向けて移動させるように構成された当接部を有してもよい。この場合、当接部が、バッテリと共にハウジングに対して移動するバッテリホルダに設けられる場合に比べ、ロック部材をより容易に移動させることができる。
本発明の一態様において、電動工具は、モータの動力によって、先端工具を駆動軸に沿って直線状に駆動するように構成された打撃工具であってもよい。バッテリホルダにバッテリが装着されている場合、バッテリの一部は、打撃工具の外郭の一部を構成してもよい。打撃工具は、他の種類の電動工具に比べて重量が大きい傾向にあるため、バッテリの保護の要望も大きい。本態様によれば、バッテリホルダおよび緩衝部材によって、打撃工具のバッテリを効果的に保護することができる。
ハンマドリルの断面図である。 図1の部分拡大図である。 図2のIII−III線における断面図である。 バッテリホルダの分解斜視図である。 図2のV−V線における断面図である。 バッテリホルダの移動時の状態を示す説明図である。 ハンマドリルの部分破断図である。 図7のVIII−VIII線における断面図である。
以下、図面を参照して、実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、電動工具の一例として、ハンマドリルを例示する。ハンマドリルは、先端工具を直線状に駆動するように構成された打撃工具の一例でもある。
まず、図1〜図6を参照して、一実施形態に係るハンマドリル1Aについて説明する。ハンマドリル1Aは、バッテリ8を電源として、先端工具(図示略)を駆動軸A1に沿って直線状に駆動する動作(ハンマ動作)や、先端工具を駆動軸A1周りに回転駆動する動作(ドリル動作)を行うように構成されている。
まず、図1を参照して、ハンマドリル1Aの概略構成について説明する。図1に示すように、ハンマドリル1Aの外郭は、主としてハウジング10によって形成されている。本実施形態のハウジング10は、いわゆる防振ハウジングとして構成されており、第1ハウジング11と、第1ハウジング11に弾性連結された第2ハウジング13とを含む。
第1ハウジング11は、全体として略L字型に形成されている。第1ハウジング11は、モータ2を収容するモータ収容部117と、モータ2の動力によって先端工具を駆動するように構成された駆動機構3を収容する駆動機構収容部111とを含む。
駆動機構収容部111は、長尺状に形成されており、駆動軸A1に沿って延在する。駆動機構収容部111の長軸方向における一端部には、先端工具を着脱可能なツールホルダ34が配置されている。モータ収容部117は、駆動機構収容部111の長軸方向におけるもう一方の端部に連結固定されている。モータ収容部117は、駆動軸A1に交差し(詳細には、略直交し)、且つ、駆動軸A1から離れる方向に、駆動機構収容部111から突出する。モータ2は、モータシャフト25の回転軸が駆動軸A1に直交するように配置されている。
なお、以下の説明では、便宜上、ハンマドリル1Aの駆動軸A1の延在方向(駆動機構収容部111の長軸方向)をハンマドリル1Aの前後方向と規定する。前後方向において、ツールホルダ34が設けられている一端部側をハンマドリル1Aの前側、反対側を後側と規定する。また、モータシャフト25の回転軸の延在方向を、ハンマドリル1Aの上下方向と規定する。上下方向において、駆動機構収容部111からモータ収容部117が突出する方向を下方向、反対方向を上方向と規定する。更に、前後方向および上下方向に直交する方向を、左右方向と規定する。
第2ハウジング13は、全体として略U字状に形成された中空体であって、把持部131と、上側部分133と、下側部分135とを含む。
把持部131は、使用者によって把持可能に構成された部分である。把持部131は、第1ハウジング11に対して後方に離間して、上下方向に延在している。把持部131の前部には、使用者が指で押圧操作(引き操作)可能なトリガ153が設けられている。上側部分133は、把持部131の上端部に接続する部分である。本実施形態では、上側部分133は、把持部131の上端部から前方に延び、第1ハウジング11の駆動機構収容部111の大部分を覆うように構成されている。下側部分135は、把持部131の下端部に接続する部分である。本実施形態では、下側部分135は、把持部131の下端部から前方に延び、その前側部分がモータ収容部117の下側に配置されている。下側部分135の後端部の下端部には、バッテリホルダ5Aが保持されている。ハンマドリル1Aは、バッテリホルダ5Aに取り外し可能に装着されたバッテリ8を電源として動作する。
以上のような構成によって、ハンマドリル1Aでは、第2ハウジング13に加え、第1ハウジング11のうちモータ収容部117が、上側部分133と下側部分135とに上下から挟まれた状態で外部に露出する。第2ハウジング13およびモータ収容部117は、ハンマドリル1Aの外表面を形成している。なお、本実施形態では、第2ハウジング13は、左側シェルと右側シェルとから形成される。より詳細には、合成樹脂製の左側シェルおよび右側シェルが、夫々、第1ハウジング11を左側および右側から挟み込んだ状態でネジで互いに連結されることで、ハウジング10が形成されている。
以下、ハンマドリル1Aの詳細構成について説明する。
まず、図1を参照して、ハウジング10の防振構造について簡単に説明する。上述の通り、ハウジング10では、モータ2および駆動機構3を収容する第1ハウジング11に対し、把持部131を含む第2ハウジング13が相対移動可能に弾性的に連結されている。
より詳細には、図1に示すように、第1ハウジング11の駆動機構収容部111と、第2ハウジング13の上側部分133との間には、弾性部材121が介在している。更に、第1ハウジング11のモータ収容部117と、第2ハウジング13の下側部分135との間には、弾性部材123が介在している。なお、本実施形態では、弾性部材121および123には、圧縮コイルバネが採用されている。弾性部材121および123は、夫々、第1ハウジング11と第2ハウジング13とを、駆動軸A1の延在方向において、互いから離れる方向(把持部131が第1ハウジング11から離れる方向)に付勢している。つまり、第1ハウジング11および第2ハウジング13は、夫々、前方および後方へ付勢されている。なお、詳細な図示および説明は省略するが、第1ハウジング11および第2ハウジング13には、第1ハウジング11および第2ハウジング13の前後方向の相対移動を案内するガイド構造が設けられている。
以上のような防振構造により、第1ハウジング11と第2ハウジング13とは、前後方向に相対移動可能である。よって、ハンマ動作の遂行時に第1ハウジング11に発生する振動のうち、最も大きく且つ支配的な駆動軸A1の延在方向(前後方向)の振動が、第2ハウジング13に伝達されるのを効果的に抑制することができる。
以下、第1ハウジング11の内部構造について説明する。
図1に示すように、モータ収容部117には、モータ2が収容されている。本実施形態では、モータ2として、ブラシレス直流モータが採用されている。モータシャフト25は、上下端部において、ベアリングによって回転可能に支持されている。モータシャフト25の上端部は、駆動機構収容部111内に突出しており、この部分に駆動ギヤが形成されている。
駆動機構収容部111には、駆動機構3が収容されている。駆動機構3は、運動変換機構30と、打撃要素36と、回転伝達機構38とを備えている。なお、このような構成を有する駆動機構3は周知であるため、以下では簡単に説明する。
運動変換機構30は、モータシャフト25の回転運動を直線運動に変換して打撃要素36に伝達するように構成されている。本実施形態では、運動変換機構30として、クランクシャフトと、ピストンとを含むクランク機構が採用されている。モータ2が駆動され、ピストンが前方に向けて移動されると、空気バネの作用により、打撃要素36が運動エネルギを先端工具に伝達する。これにより、先端工具は駆動軸A1に沿って直線状に駆動され、被加工物を打撃する。一方、ピストンが後方へ移動されると、打撃要素36および先端工具は元の位置へ復帰する。このようにして、運動変換機構30および打撃要素36によってハンマ動作が遂行される。
回転伝達機構38は、モータシャフト25の回転動力をツールホルダ34に伝達するように構成されている。本実施形態では、回転伝達機構38は、複数のギヤを含むギヤ減速機構として構成されている。回転伝達機構38の動力伝達経路上には、噛合い式のクラッチが配置されている。クラッチが係合状態に置かれた場合には、回転伝達機構38によって、ツールホルダ34が回転され、ツールホルダ34に装着された先端工具が駆動軸A1周りに回転駆動される。一方、クラッチの係合状態が解除された場合には、回転伝達機構38によるツールホルダ34への動力伝達が遮断され、先端工具は回転駆動されない。
本実施形態では、ハンマドリル1Aは、ハンマモードおよびハンマドリルモードの2つのモードのうち、選択された一方に応じて動作するように構成されている。ハンマモードは、クラッチが係合解除状態とされ、運動変換機構30のみが駆動されることで、ハンマ動作のみが行われるモードである。ハンマドリルモードは、クラッチが係合状態とされ、運動変換機構30および回転伝達機構38が駆動されることで、ハンマ動作およびドリル動作が行われるモードである。ハンマドリル1Aのモードは、第1ハウジング11に設けられたモード切替ダイヤル39の回動操作に応じて動作するクラッチ切替機構によって切り替えられる。なお、モードの切り替え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。
以下、第2ハウジング13およびその内部構造について説明する。
図1に示すように、上側部分133は、把持部131の上端部に接続して前方に延在している。上側部分133の後側部分は、下側が開口した略矩形箱状に形成されており、駆動機構収容部111の後側部分を上方から覆っている。また、上側部分133の前側部分は、円筒状に形成されており、駆動機構収容部111の前側部分(より詳細には、ツールホルダ34が収容されている部分)の外周を覆っている。
把持部131は、上下方向に延在する筒状部として構成されている。上述のように、把持部131の前部には、トリガ153が設けられている。トリガ153は、下端部を支点として概ね前後方向に回動可能に保持されている。把持部131の内部には、スイッチ154が配置されている。スイッチ154は、トリガ153が押圧されない初期状態では、オフ状態で維持される一方、トリガ153が押圧されると、オン状態に切り替えられる。スイッチ154は、図示しない配線によって、コントローラ151に電気的に接続されており、オン状態またはオフ状態を示す信号をコントローラ151に出力するように構成されている。
図1に示すように、下側部分135は、把持部131の下端部に接続して前方に延在する中空体として構成されている。下側部分135の後側部分は、前側部分よりも上下方向の高さが小さく形成されている。以下、この部分を、連結部136という。連結部136の下端部には、バッテリ8を着脱可能なバッテリホルダ5Aが保持されている。バッテリホルダ5Aおよびその保持構造については、後で詳述する。
下側部分135の前側部分は、略矩形箱状に形成されており、連結部136よりも下方に突出している。この部分の後端部内には、コントローラ151が収容されている。以下、下側部分135の前側部分を、コントローラ収容部138という。コントローラ151は、スイッチ154からの信号に基づき、スイッチ154がオン状態の間、モータ2を駆動するように構成されている。バッテリホルダ5Aにバッテリ8が装着されている場合、コントローラ収容部138は、バッテリ8の前側に位置する。また、コントローラ収容部138の下面は、上下方向において、バッテリ8の下面と概ね同じ位置に配置される。コントローラ収容部138の後側には、緩衝部材6Aが保持されている。緩衝部材6Aについては、後で詳述する。
以下、バッテリホルダ5Aおよびその周辺部分の詳細について説明する。
まず、バッテリホルダ5Aに装着可能なバッテリ8の構成について説明する。バッテリ8は、周知の構成を有する充電式のバッテリ(バッテリパックともいう)であって、ケース81と、ケース81に収容された複数のバッテリセル(図示略)とを備えている。図2および図3に示すように、ケース81は、概ね直方体状に形成されている。ケース81には、一対のガイド溝83と、フック85と、ボタン87と、端子(詳細には、正極出力端子および負極出力端子、何れも図示略)とが設けられている。なお、以下の説明では、便宜上、バッテリ8の方向に関しては、ハンマドリル1Aに装着された状態で、その上下方向を規定する。
一対のガイド溝83は、ケース81の側壁のうち、バッテリ8の長手方向(図2の左右方向、図3の紙面に直交する方向)に沿って配置された一対の側壁に設けられている。各ガイド溝83は、側壁の上端部の外面側に形成され、長手方向に直線状に延在する溝である。
フック85は、ケース81の長手方向における一端部に設けられている。フック85は、常時、上方に付勢されており、下方へ向かう外力が付与されない状態では、ケース81の上面から突出する突出位置(図2に示す位置)に保持される。フック85は、フック85の近傍に設けられたボタン87が押圧されると、突出位置よりも下方の退避位置(本実施形態では、ケース81の上面よりも下方の位置)に移動するように構成されている。なお、フック85は、前後方向に延びる直線に概ね直交する後端面と、後端面の上端から、前方へ向かうにつれて下方に傾斜する傾斜面とを有する。端子は、ケース81の上端部に設けられている。
次に、バッテリホルダ5Aの構成について説明する。バッテリホルダ5Aは、バッテリ8を着脱可能に構成された部材であって、ハウジング10に対して前後方向に移動可能な状態で、ハウジング10に保持されている。図2〜図4に示すように、本実施形態では、バッテリホルダ5Aは、主に、端子55と、端子台56と、ケース51とで構成されている。
端子55は、バッテリ8の端子に電気的に接続可能な端子である。詳細な図示は省略するが、端子55は、少なくとも、バッテリ8の正極出力端子および負極出力端子に夫々接続可能な正極入力端子および負極入力端子を含む。端子55は、端子台56に支持されている。端子台56は、上から見て矩形状の部材である。
ケース51は、端子台56を保持し、且つ、バッテリ8を取り外し可能に受け入れるように構成されている。
本実施形態では、ケース51は、全体としては略直方体状の中空体であって、左右方向に分割された2つの部材(以下、左側部材511および右側部材512という)がネジで互いに連結固定されることで形成されている。なお、左側部材511および右側部材512は、合成樹脂製である。左側部材511および右側部材512は、夫々、端子台56を左側および右側から挟み込み、端子台56をケース51に対して相対移動不能に保持している。ケース51を、このような2つの部材による挟み込み構造とすることで、組み立て性を向上することができる。
ケース51の上壁には、端子台56に接続された電線(図示せず)を引き出すための開口514が設けられている。なお、この電線は、連結部136の底壁に設けられた開口137を通り、コントローラ151に接続される。
ケース51の下壁には、開口515が形成されている。開口515は、バッテリ8の上端部を受け入れるための開口である。開口515の後端は開放されており、バッテリ8の上端部は、開口515の後端から、前方へ向けてケース51内に進入可能である。ケース51の下端部は、一対のレール52を有する。レール52は、夫々、ケース51の左右一対の側壁の下端部(開口515の上側の部分)に設けられており、互いに平行に前後方向に延在する。一対のレール52は、バッテリ8の上端部に設けられた一対のガイド溝83にスライド係合可能である。ケース51への装着時には、バッテリ8は、ガイド溝83がレール52に係合した状態で、バッテリホルダ5Aの後側から前方へ向けて直線状にスライドされる。つまり、バッテリホルダ5Aに対するバッテリ8の装着方向は、後ろ方向である。
また、ケース51の後部内には、フック係合部材59が配置されている。なお、ケース51の後部は、フック係合部材59を収容するために、ケース51の他の部分よりも上方に突出している。フック係合部材59は、バッテリ8がバッテリホルダ5Aに装着され、フック85が突出位置に配置されると、フック85に係合するように構成されている。フック係合部材59の後端部は、側面視L字状に形成されており、フック85の後端面に後側から当接可能な係合部591を含む。フック係合部材59は、端子台56と同様、左側部材511および右側部材512によって挟み込まれ、保持されている。なお、フック係合部材59は、強度確保のため、金属(例えば、鉄合金)で形成されている。
更に、ケース51は、ハウジング10に前後方向に移動可能に係合する部材として構成されている。このため、ケース51の左右一対の側壁は、左右二対のレール53を有する。つまり、各側壁が2本のレール53を有する。2本のレールは、各側壁の外面側に、上下方向に離間配置され、互いに平行に前後方向に延在する。
以下、ハウジング10におけるバッテリホルダ5Aの保持構造、および、バッテリホルダ5Aの周辺構成について説明する。
図2および図3に示すように、連結部136の後端部の下端部は、バッテリホルダ5Aを前後方向に移動可能に保持する保持部14Aとして構成されている。保持部14Aは、把持部131の下側に位置する(図1参照)。保持部14Aは、左右一対の側壁141と、後壁145とを含む。なお、側壁141は、後壁145よりも下方に突出しており、側壁141の間には、バッテリホルダ5Aの収容空間が形成されている。
図3に示すように、左右一対の側壁141は、バッテリホルダ5Aの左右二対のレール53に対応する左右二対のガイド溝142を有する。より詳細には、各側壁141の下端部の内面側には、上下方向に離間配置され、互いに平行に前後方向に延在する2本のガイド溝142が形成されている。左右二対のガイド溝142には、バッテリホルダ5Aの左右二対のレール53がスライド可能に係合しており、バッテリホルダ5Aは、ハウジング10に対して前後方向に直線状に移動可能である。なお、本実施形態では、ハウジング10とバッテリホルダ5Aとが、二対のガイド溝142およびレール53を介して係合することで、係合構造の強度確保と、安定した係合状態の維持が図られている。
図2に示すように、後壁145の下端部は、バッテリ8がバッテリホルダ5Aに装着されるときに、フック85に当接して押し下げる当接部146として構成されている。当接部146は、下方に向かうにつれて前方に傾斜する傾斜面を有する。当接部146の傾斜面の傾斜角度は、バッテリ8のフック85の傾斜面の傾斜角度と概ね同一である。当接部146の前側には、バッテリホルダ5Aのフック係合部材59の係合部591が配置されている。後壁145の下端と係合部591の下端は、上下方向において略同一位置にある。
図2および図5に示すように、コントローラ収容部138の後側には、緩衝部材6Aが保持されている。緩衝部材6Aは、バッテリホルダ5Aに装着されたバッテリ8が、ハウジング10に対して前方へ移動したときに、バッテリ8に当接して変形し、衝撃を緩和するための部材である。本実施形態では、緩衝部材6Aはゴムで形成されている。より詳細には、緩衝部材6Aは、バッテリ8がバッテリホルダ5Aに装着されたときにバッテリ8の前面に対向するように、コントローラ収容部138の後壁に連結されている。緩衝部材6Aの後端部には、上下方向に延在する2本の溝61が形成されている。緩衝部材6Aの後端面(溝61が設けられていない部分の面)は、バッテリ8のケース81の前面に概ね整合する形状を有する。
更に、図2に示すように、バッテリホルダ5Aとハウジング10の間には、付勢部材58が配置されている。本実施形態では、付勢部材58には、圧縮コイルバネが採用されている。付勢部材58の両端部は、夫々、バッテリホルダ5Aのケース51の後端部中央から後方に突出する凸部517と、コントローラ収容部138に設けられた凹部139とに嵌め込まれている。付勢部材58は、バッテリホルダ5Aおよびコントローラ収容部138を、夫々、前方および後方に常に付勢している。このため、バッテリホルダ5Aは、前方へ向かう外力が付与されない初期状態では、ケース51の後壁が、保持部14Aの後壁の内面側に配置されたストッパ143に当接する位置(以下、初期位置という)に保持される。図2および図5に示すように、バッテリホルダ5Aが初期位置にあるときには、バッテリ8(詳細には、ケース81)の前面は、緩衝部材6Aの後端面には接触せず、後端面から僅かに後方に離間している。
なお、本実施形態では、付勢部材58の付勢力は、次の2つの条件を満たすように設定されている。第1の条件は、バッテリ8の装着時には、バッテリ8の装着に伴う後方への押圧力に対抗する付勢力を付勢部材58が発揮し、バッテリ8が緩衝部材6Aに当接しない範囲での、ごく僅かなバッテリホルダ5Aの移動のみを許容することである。第2の条件は、落下時の衝撃でバッテリホルダ5Aがバッテリ8と共に前方に移動する場合には、付勢部材58が、バッテリ8が緩衝部材6Aを弾性変形させる程度まで、バッテリホルダ5Aの移動を許容することである。
以下、バッテリホルダ5Aに対するバッテリ8の装着について説明する。
使用者はまず、バッテリ8のガイド溝83をバッテリホルダ5Aのレール52に係合させ、バッテリ8をバッテリホルダ5Aに対して前方へ直線状にスライドさせる。使用者がバッテリ8を前方へスライドさせる過程で、フック85が保持部14Aの当接部146に当接する。より詳細には、フック85の傾斜面が、当接部146の傾斜面に後方から当接する。使用者がバッテリ8を更に前方へスライドさせると、傾斜面同士が接触した状態で、フック85は、当接部146によって、突出位置から退避位置へ向けて押し下げられる。なお、このように、当接部146がハウジング10に設けられることで、バッテリ8と共にハウジング10に対して移動するバッテリホルダ5Aに設けられる場合に比べ、フック85をより効率的に押し下げることができる。
使用者がバッテリ8を更に前方へスライドさせ、バッテリ8がバッテリホルダ5Aに対して所定位置に配置されると、バッテリ8の端子とバッテリホルダ5Aの端子55とが電気的に接続される。また、フック85は、突出位置に復帰し、フック85の後端面が係合部591に当接する状態で、フック係合部材59に係合する。これにより、バッテリ8がバッテリホルダ5Aに対してロックされ、バッテリ8の装着が完了する。なお、上述のように付勢部材58の付勢力が設定されているため、使用者は、バッテリホルダ5Aにバッテリ8を容易に装着することができる。
以下、ハンマドリル1Aの落下時のバッテリホルダ5Aおよび緩衝部材6Aの作用について説明する。
ハンマドリル1Aが落下すると、バッテリ8のうち、ハウジング10に隣接していない部分(特に、バッテリ8の後端部)が、ハウジング10よりも先に地面や床に衝突する場合がある。このとき、ハンマドリル1Aの重心がバッテリ8の後端部に乗った状態で(言い換えると、重心がバッテリ8の後端部の真上に位置する姿勢で、または、後端部にハンマドリル1Aの全重量が作用する状態で)ハンマドリル1Aが落下し、後端部が地面や床に衝突すると、後端部には大きな衝撃力が加わる。本実施形態のハンマドリル1Aは、各種電動工具のうち、比較的大型で重量が大きい打撃工具であって、バッテリ8が、ハンマドリル1Aの外郭の一部を構成している。このため、バッテリ8には、特に大きな衝撃が加わりやすい。
なお、詳細な図示は省略するが、バッテリ8が装着された状態のハンマドリル1Aの重心は、駆動軸A1の下側、且つ、駆動機構3およびモータ2の近傍に位置する。よって、重心がバッテリ8の後端部に乗った状態でハンマドリル1Aが落下すると、バッテリ8には、前方向の成分を含む衝撃力が加わる。
これに対し、バッテリ8は、ハウジング10に対して前後方向に移動可能なバッテリホルダ5A装着されている。また、前後方向において、バッテリ8とハウジング10(コントローラ収容部138)との間には、緩衝部材6Aが介在している。よって、図6に示すように、バッテリ8の後端部が地面や床に衝突すると、バッテリホルダ5Aがバッテリ8と共にハウジング10に対して前方にスライドし、バッテリ8は、緩衝部材6Aに衝突する。緩衝部材6Aは、弾性変形することで衝撃を吸収し、バッテリ8の損傷の可能性を低減することができる。このように、本実施形態のハンマドリル1Aは、バッテリホルダ5Aと緩衝部材6Aとによって、バッテリ8を外力(特に、重心がバッテリ8の後端部に乗った状態でハンマドリル1Aが落下した時の衝撃力)から効果的に保護することができる。
また、上述のように、バッテリホルダ5Aは、付勢部材58によって、緩衝部材6Aから離れる方向(後方)に付勢されており、これと反対方向の外力が付与されない限り、初期位置で保持される。初期位置では、バッテリホルダ5Aに装着されたバッテリ8は、緩衝部材6Aに接触しない。これにより、バッテリホルダ5Aがバッテリ8と共に前方へ移動したときの緩衝部材6Aの緩衝効果を高めることができる。また、バッテリホルダ5Aとハウジング10の保持部14Aとは、相対的にスライド可能な状態で互いに係合しているため、バッテリ8が外力を受けたときに、バッテリホルダ5Aはハウジング10に対して容易に移動することができる。
更に、緩衝部材6Aの後端部は2本の溝61を有するため、緩衝部材6Aは、バッテリ8の前面に複数箇所(詳細には、後面の3つの領域)で当接し、変形する。このような形状の緩衝部材6Aは、後面の全体がバッテリ8の前面に接触する(面当たりする)場合に比べて変形しやすい。よって、緩衝部材6Aは、より効果的に衝撃を吸収することができる。
また、本実施形態では、バッテリ8のフック85は、ハウジング10ではなく、バッテリホルダ5Aのフック係合部材59(詳細には、係合部591)に係合している。よって、上述のようにバッテリホルダ5Aがハウジング10に対して移動した場合でも、フック85の係合、ひいてはバッテリホルダ5Aに対するバッテリ8の装着状態が安定して維持される。
以下、図7および図8を参照して、別の実施形態に係るハンマドリル1Bについて説明する。本実施形態のハンマドリル1Bは、上述のハンマドリル1A(図1〜図5参照)とは異なる構成の保持部14Bと、バッテリホルダ5Bと、緩衝部材6Bとを備える。また、ハンマドリル1Bは、バッテリホルダ5Bを付勢する付勢部材58は備えていない。一方、これらの相違点以外については、ハンマドリル1Bの構成は、ハンマドリル1Aの構成と実質的に同一である(形状が若干異なる場合を含む)。よって、以下の説明および参照する図面では、ハンマドリル1Aと実質的に同一の構成については、同一の符号を付してその説明を簡略化または省略する。
図7および図8に示すように、本実施形態では、バッテリホルダ5Bは、保持部14Bに対し、緩衝部材6Bを介して相対移動可能に保持されている。
保持部14Bは、第1実施形態の保持部14Aと同様、左右一対の側壁141と、後壁145とを含む(図2および図3参照)。一方、保持部14Aとは異なり、各側壁141には、2本のガイド溝142に代えて、2つの凹部148が設けられている。凹部148は、断面円形の有底の凹部である。
バッテリホルダ5Bは、図4に示す第1実施形態のバッテリホルダ5Aと同様、ケース51と、端子55と、端子55を支持する端子台56と、フック係合部材59とを備えている。端子台56およびフック係合部材59は、ケース51の左側部材511および右側部材512によって挟み込まれ、保持されている。ケース51の下端部には、一対のレール52が設けられている。つまり、バッテリホルダ5Bは、バッテリ8との係合および電気的接続に関しては、バッテリホルダ5Aと同一の構成を有する。
一方、図8に示すように、バッテリホルダ5Aとは異なり、バッテリホルダ5Bのケース51の各側壁の外面側には、レール53に代えて、2つの円筒状の凸部54が設けられている。凸部54は、凹部148の径よりも小さい外径を有する。凸部54は、側壁141の凹部148内に突出している。なお、凸部54の突出端は、凹部148の底から僅かに離間している。
本実施形態では、4つの緩衝部材6Bが設けられている。各緩衝部材6Bは、円筒状に形成されたゴム製の部材である。各緩衝部材6Bは、凸部54の外周に嵌め込まれ、且つ、凹部148内に嵌め込まれている。
このような構成により、バッテリホルダ5Bは、緩衝部材6Bを介してハウジング10(詳細には、第2ハウジング13)に連結されており、ハウジング10に対し、前後方向のみならず、凸部54の軸(左右方向に延在する軸)に交差するすべての方向に移動可能である。
以下、ハンマドリル1Bの落下時のバッテリホルダ5Bおよび緩衝部材6Bの作用について説明する。
ハンマドリル1Bが落下した場合には、バッテリホルダ5Bは、緩衝部材6Bを弾性変形させつつ、バッテリ8と共に、ハウジング10に対して移動する。バッテリホルダ5Bがハウジング10に対して移動することでバッテリ8に対する衝撃を逃がすことができる。また、緩衝部材6Bが、衝撃を吸収することができる。このように、本実施形態のハンマドリル1Bは、バッテリホルダ5Bと緩衝部材6Bとによって、バッテリ8を外力から効果的に保護することができる。
なお、本実施形態では、バッテリホルダ5Bは、ハウジング10に対し、凸部54の軸に交差するすべての方向に相対移動可能である。よって、様々な方向からの外力に対して効果的なバッテリ8の保護が可能となる。例えば、重心がバッテリ8の後端部に乗った状態でハンマドリル1Bが落下すると、バッテリ8に加わる衝撃力は、前方向の成分のみならず、上方向の成分も含むため、このような衝撃力にも、優れた効果を発揮することができる。
上記実施形態および変形例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。但し、実施形態の各構成要素は単なる一例であって、本発明の各構成要素を限定するものではない。
ハンマドリル1A、1Bの各々は、「電動工具」および「打撃工具」の一例である。駆動軸A1は、「駆動軸」の一例である。モータ2は、「モータ」の一例である。ハウジング10は、「ハウジング」の一例である。バッテリホルダ5A、5Bの各々は、「バッテリホルダ」の一例である。バッテリ8は、「バッテリ」の一例である。緩衝部材6A、6Bの各々は、「緩衝部材」の一例である。付勢部材58は、「付勢部材」の一例である。端子55、端子台56、左側部材511、右側部材512は、夫々、「第1端子」、「端子台」、「第1部材」、「第2部材」の一例である。ケース81、フック85は、夫々、「ケース」、「ロック部材」の一例である。係合部591は、「係合部」の一例である。当接部146は、「当接部」の一例である。
上記実施形態は単なる例示であり、本発明に係る電動工具は、例示されたハンマドリル1A、1B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、実施形態に示すハンマドリル1A、1B、あるいは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。
バッテリホルダ5A、5Bの構成(形状、大きさ、材質、構成要素等)は、適宜変更されうる。例えば、ケース51は、左側部材511と右側部材512ではなく、例えば、前側部材と後側部材、または、下側部材と蓋とが連結されることで構成されていてもよい。あるいは、ケース51は、より多くの部材から形成されていてもよい。端子台56およびフック係合部材59は、挟み込みではなく、ネジ等の別の手段によってケース51に保持されていてもよい。また、フック係合部材59は省略され、ケース51の後壁が、突出位置に配置されたフック85を受けるように構成されていてもよい。
バッテリホルダ5A、5Bとバッテリ8との係合構造は、レール52とガイド溝83とのスライド係合構造に限られない。例えば、上記実施形態とは逆に、バッテリホルダ5A、5Bにガイド溝が設けられ、バッテリ8にレールが設けられてもよい。ガイド溝とレールの数も、適宜、変更されうる。また、例えば、バッテリホルダ5A、5Bおよびバッテリ8の一方に、直線状に突出する突出部が設けられ、他方に、突出部に嵌合可能な凹部が設けられてもよい。この場合、突出部の突出方向がバッテリ8の着脱方向を規定する。バッテリホルダ5A、5Bに対するバッテリ8の着脱方向は、例えば、左右方向であってもよいし、上下方向であってもよい。
バッテリホルダ5A、5Bとハウジング10との係合構造も、同様に、適宜、変更されうる。例えば、ハンマドリル1Aの例とは逆に、バッテリホルダ5Aにガイド溝が設けられ、保持部14Aにレールが設けられてもよい。なお、ガイド溝とレールの数や配置位置は、適宜、変更されうる。また、ハンマドリル1Bの例とは逆に、バッテリホルダ5Bに凹部が設けられ、保持部14Bに凸部および緩衝部材が設けられてもよい。凹部、凸部、緩衝部材の数や配置位置も、適宜、変更されうる。ハウジング10に対するバッテリホルダ5A、5Bの移動方向は、上記実施形態の例に限られない。また、緩衝部材6Aの配置位置も、移動方向の変更に応じて変更されうる。但し、移動方向は、バッテリ8の一部に重心が乗った状態で、ハンマドリル1A、1Bが落下したときの衝撃力の方向に応じて設定される。
緩衝部材6A、6Bの形状、数、材質は、上記実施形態の例に限られない。例えば、ハンマドリル1Aには、1つの緩衝部材6Aに代えて、複数の緩衝部材が設けられてもよい。この場合、例えば、複数の緩衝部材は、コントローラ収容部138の後壁に、左右方向(または上下方向)に互いから離間して保持されてもよい。ハンマドリル1Aと同様、ハンマドリル1Bに緩衝部材6Aが設けられてもよい。また、緩衝部材6A、6Bは、ゴム以外の弾性材料(例えば、弾性を有する合成樹脂(例えば、ウレタン発泡体)等)で形成されていてもよい。
モータ2、駆動機構3、コントローラ151等の内部構造の構成や配置、これらを収容するハウジング10の構成についても、適宜変更されうる。また、バッテリホルダ5A、5Bの配置は、ハウジング10の変更に応じて変更されうる。
例えば、モータ2は、モータシャフト25の回転軸が駆動軸A1と平行に延在するように配置されてもよい。運動変換機構30は、クランク機構ではなく、揺動部材を用いるタイプの運動変換機構であってもよい。
第1ハウジング11および第2ハウジング13の形状、第1ハウジング11と第2ハウジング13との間に介在する弾性要素(弾性部材121、弾性部材123)の構成、数、配置位置等は、適宜変更されてもよい。例えば、L字状の第1ハウジング11の後端部に、把持部を含むC字状のハンドルが弾性連結されていてもよい。この場合、例えば、第1ハウジング11のモータ収容部117の下端部に、保持部14A、14Bが設けられ、バッテリホルダ5A、5Bが保持されていてもよい。なお、バッテリホルダ5Aが採用される場合には、モータ収容部117の下端部に、緩衝部材6Aが保持されればよい。また、上述のように、モータシャフト25の回転軸が駆動軸A1と平行に延在する配置が採用される場合、第1ハウジング11は、駆動軸A1に沿って延在するように構成され、把持部を含むハンドルの上端部のみが、片持ち状に第1ハウジング11に弾性連結されていてもよい。この場合、上述の場合と同様に、ハンドルの下端部に、保持部14A、14Bが設けられ、バッテリホルダ5A、5Bが保持されていてもよい。
更に、本発明に係る電動工具は、打撃工具の一例であるハンマドリル1A、1Bに限られない。電動工具は、バッテリから供給される電力を使用して動作し、工作等に使用されるツール一般をいう。例えば、本発明に係る電動工具は、ハンマドリル以外の打撃工具(例えば、電動ハンマ)として具現化されてもよい。あるいは、最終出力シャフトを回転駆動するように構成されたいわゆる回転工具(例えば、シャーレンチ)として具現化されてもよい。電動工具の種類に応じて、ハウジング10およびハウジング10内に配置される内部構造の構成および配置は、適宜変更される。
更に、本発明および上記実施形態とその変形例の趣旨に鑑み、以下の態様が構築される。以下の態様は、独立して、あるいは、実施形態に示すハンマドリル1A、1B、上記変形例、別の態様、また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。
[態様1]
前記ハウジングに対する前記バッテリホルダの前記移動方向と、前記バッテリホルダに対する前記バッテリの着脱方向は互いに略平行である。
[態様2]
前記バッテリホルダの前記移動方向は、前記駆動軸に略平行な方向である。
[態様3]
前記モータの動力によって、先端工具を駆動軸に沿って直線状に駆動するように構成された駆動機構を更に備え、
前記ハウジングは、
前記駆動軸に沿って延在し、第1端部と第2端部とを有する第1部分と、
前記第1部分の前記第1端部から前記駆動軸に交差する方向に突出する第2部分と、
前記第2部分のうち、突出側の端部よりも前記第1部分に近い部分から、前記駆動軸に略平行に、前記第2端部と反対方向に延在する第3部分とを含み、
前記駆動機構は、前記第1部分に収容されており、
前記モータは、前記第2部分に、モータシャフトの回転軸が前記駆動軸に交差するように収容されており、
前記バッテリホルダは、前記第3部分に保持されており、
前記バッテリが前記バッテリホルダに装着されている場合、前記バッテリは、前記駆動軸の延在方向において前記第2部分の前記突出側の端部に対向するよう配置される。
駆動機構収容部111は、本態様における「第1部分」の一例である。駆動機構収容部111の後端部および前端部は、夫々、「第1端部」、「第2端部」の一例である。モータ収容部117およびコントローラ収容部138は、全体として、「第2部分」の一例である。コントローラ収容部138の下端部は、「突出側の端部」の一例である。連結部136は、「第3部分」の一例である。
[態様4]
態様3において、
前記緩衝部材は、前記第2部分の前記突出側の端部に保持されている。
[態様5]
前記モータの動力によって、先端工具を駆動軸に沿って直線状に駆動するように構成された駆動機構と、
前記モータの駆動を制御するように構成されたコントローラとを更に備え、
前記ハウジングは、互いに弾性連結された第1ハウジングおよび第2ハウジングを含み、
前記第1ハウジングは、
前記駆動軸に沿って延在し、前記駆動機構を収容する駆動機構収容部と、
前記駆動機構収容部の一端部から前記駆動軸に交差する第1方向に突出し、前記モータを収容するモータ収容部とを含み、
前記第2ハウジングは、
前記第1方向に延在する把持部と、
前記把持部の一端部から前記駆動軸に略平行に延在し、前記駆動機構収容部の少なくとも一部を覆うカバー部と、
前記第1方向において、前記モータ収容部に対して前記駆動機構収容部と反対側に配置され、前記コントローラを収容するコントローラ収容部と、
前記把持部の他端部から前記駆動軸に略平行に延在し、前記把持部と前記コントローラ収容部とを連結する連結部とを含み、
前記バッテリホルダは、前記第連結部に保持されており、
前記バッテリが前記バッテリホルダに装着されている場合、前記バッテリは、前記駆動軸の延在方向において、前記コントローラ収容部に対向するよう配置される。
駆動機構3は、本態様における「駆動機構」の一例である。コントローラ151は、本態様における「コントローラ」の一例である。第1ハウジング11、第2ハウジング13は、夫々、本態様における「第1ハウジング」、「第2ハウジング」の一例である。駆動機構収容部111は、本態様における「第1部分」の一例である。モータ収容部117は、本態様における「モータ収容部」の一例である。把持部131、上側部分133、コントローラ収容部138、連結部136は、夫々、本態様における「把持部」、「カバー部材」、「コントローラ収容部」、「連結部」の一例である。
[態様6]
態様5において、
前記緩衝部材は、前記コントローラ収容部に保持されている。
1A、1B:ハンマドリル、10:ハウジング、11:第1ハウジング、111:駆動機構収容部、117:モータ収容部、121:弾性部材、123:弾性部材、13:第2ハウジング、131:把持部、133:上側部分、135:下側部分、136:連結部、137:開口、138:コントローラ収容部、139:凹部、14A、14B:保持部、141:側壁、142:ガイド溝、143:ストッパ、145:後壁、146:当接部、148:凹部、151:コントローラ、153:トリガ、154:スイッチ、2:モータ、25:モータシャフト、3:駆動機構、30:運動変換機構、34:ツールホルダ、36:打撃要素、38:回転伝達機構、39:モード切替ダイヤル、5A、5B:バッテリホルダ、51:ケース、511:左側部材、512:右側部材、514:開口、515:開口、517:凸部、52:レール、53:レール、54:凸部、55:端子、56:端子台、58:付勢部材、59:フック係合部材、591:係合部、6A、6B:緩衝部材、61:溝、8:バッテリ、81:ケース、83:ガイド溝、85:フック、87:ボタン、A1:駆動軸

Claims (11)

  1. 電動工具であって、
    モータと、
    前記モータを収容するハウジングと、
    前記モータに電力を供給するためのバッテリを着脱可能に構成され、且つ、前記ハウジングに対して相対移動可能な状態で、前記ハウジングに保持されたバッテリホルダと、
    前記バッテリホルダの移動方向に交差するように、前記ハウジングに保持された緩衝部材とを備え、
    前記緩衝部材は、前記バッテリホルダに前記バッテリが装着されている場合、前記バッテリと前記ハウジングの間に直接的または間接的に介在す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、
    前記移動方向において、前記バッテリホルダを前記緩衝部材から離れる方向に付勢する付勢部材を更に備えた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、
    前記バッテリホルダは、前記緩衝部材に近づく方向の外力が付与されていない場合、前記付勢部材の付勢力によって初期位置に保持され、
    前記緩衝部材は、前記バッテリホルダが前記初期位置にある場合、前記バッテリホルダに装着された前記バッテリから離間しており、前記バッテリホルダの前記初期位置からの移動に伴って前記バッテリに当接するように配置され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、
    前記緩衝部材は、前記バッテリに複数箇所で当接可能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、
    前記緩衝部材は、前記バッテリが前記バッテリホルダに装着される時の前記バッテリの進行方向側に配置されてい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、
    前記ハウジングおよび前記バッテリホルダは、相対的にスライド可能な状態で互いに係合していることを特徴とする電動工具。
  7. 請求項1〜5の何れか1つに記載の電動工具であって、
    前記バッテリホルダは、前記ハウジングに対して複数方向に相対移動可能であ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、
    前記バッテリホルダは、
    前記バッテリの第2端子に電気的に接続可能な第1端子と、
    前記第1端子を支持する端子台と、
    前記端子台を挟み込んで保持する第1部材および第2部材とを備えたことを特徴とする電動工具。
  9. 請求項1〜8の何れか1つに記載の電動工具であって、
    前記バッテリは、ケースと、ケースから突出する第1位置と、前記第1位置よりも前記ケースからの突出が少ない第2位置との間で移動可能なロック部材とを備え、
    前記バッテリホルダは、前記第1位置に配置された前記ロック部材に係合可能な係合部を有することを特徴とする電動工具。
  10. 請求項9に記載の電動工具であって、
    前記ハウジングは、前記バッテリが前記バッテリ装着部に装着される過程で前記ロック部材に当接し、前記ロック部材を前記第1位置から前記第2位置へ向けて移動させるように構成された当接部を有することを特徴とする電動工具。
  11. 請求項1〜10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、前記モータの動力によって、先端工具を駆動軸に沿って直線状に駆動するように構成された打撃工具であって、
    前記バッテリホルダに前記バッテリが装着されている場合、前記バッテリの一部は、前記打撃工具の外郭の一部を構成することを特徴とする電動工具。
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