JP3672021B2

JP3672021B2 - コードレス工具

Info

Publication number: JP3672021B2
Application number: JP2001058629A
Authority: JP
Inventors: 秀樹黒沢; 良雄飯村; 滋本間; 隆雄田辺
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2005-07-13
Anticipated expiration: 2021-03-02
Also published as: JP2002254355A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄電池を動力源とするドライバドリル或いはインパクトドライバなどのコードレス工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコードレス工具及びそれらに使用されている蓄電池を図５〜図９を用いて説明する。図５及び図９に示すドライバドリル１やインパクトドライバ２には、図６及び図８に示す形状をしたニッケルカドミウム電池或いはニッケル水素電池などの蓄電池３（３ａは公称電圧９．６Ｖ，３ｂは公称電圧１２Ｖ）が使用されている。これら蓄電池３ａ，３ｂは、公称１．２Ｖの起電力を有する電池セル４と、これら電池セル４を収納するためのプラスチック製電池ケース５とを有しており、上記電池ケース５内には、２〜２０本程度の電池セル４が直列に接続された状態で収納されている。更に蓄電池３ａ，３ｂの外観を形成する電池ケース５は、第一電池ケース５ａと第二電池ケース５ｂとの大きく二つから構成されており、蓄電池のベース部（基部）を形成する第一電池ケース５ａから上方に起立する位置に、駆動源であるモータ６に電力を供給するための接続端子７を有する第二電池ケース５ｂが設けられている。また、蓄電池３ａ，３ｂには、コードレス工具本体を形成する二つ割ハウジング８（外枠）に対して蓄電池３ａ，３ｂを着脱するための操作片９（ラッチ）が設けられている。
【０００３】
図７〜図９を用いて公称電圧１２Ｖの蓄電池３ｂを説明すると、電池ケース５内には、直列に接続された１０本の電池セル４が収容されており、この１０本ある電池セル４のうち８本の電池セル４は第一電池ケース５ａ内に配置されており、残り２本の電池セルは第二電池ケース５ｂ内に配置されている。また、第一電池ケース５ａには、外部操作により支持部１０を中心として回動可能な係合凸部９ａを有する操作片９と、この操作片９に形成した操作部９ｂを蓄電池外周側に常に付勢する弾性体１１（スプリング）とが収納されている。次にコードレス工具本体に対する蓄電池３ｂの着脱構成を説明する。コードレス工具本体に蓄電池３ｂを装着する場合には、コードレス工具本体の蓄電池収納部８ａに第二電池ケース５ｂを挿入する。ある所まで挿入すると係合凸部９ａと係合する係合凹部８ｂの設けられたハウジング８に形成されている斜面８ｃに沿って、同じく斜面９ｃを有する係合凸部９ａが移動する。その後、弾性体１１の反力によって操作片９が反矢印１２方向に回動して自動的に係合凸部９ａが係合凹部８ｂに係合する。これによりコードレス工具本体に蓄電池５を装着することができる。また、逆にコードレス工具本体から蓄電池５を離脱させる場合には、弾性体１１の付勢力に抗して矢印１２方向に操作片９を回動させ係合凸部９ａと係合凹部８ｂとの係合を解除する。これによりコードレス工具本体から蓄電池３ｂを離脱させることができる。なお、図５〜図９に示す例は、蓄電池５に１つの着脱機構を設けた例であるが、同様の着脱機構を２つ有する構成のものもある。
【０００４】
通常、蓄電池３は、充電器によってフル充電された後、コードレス工具本体の蓄電池収納部８ａに再セットされ使用されるものである。使用者によっては公称電圧の異なる種々の蓄電池３を使用している場合があるため、今では一台で種々の蓄電池３を充電可能な汎用性ある充電器が提供されている。汎用性を得るためには、種々ある蓄電池３の第二電池ケース５ｂの形状を同一形状とし、且つ上記第二電池ケース５ｂの挿入される充電用嵌合穴を充電器に設ける必要がある。更に種々ある蓄電池３の第二電池ケース５ｂの形状を同一形状とすることにより、９．６Ｖや１２Ｖのように公称電圧の異なるコードレス工具であっても蓄電池収納部８ａの形状が同一形状のハウジング８を共有して使用することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
コードレス工具に使用される蓄電池としては、用途に応じて例えば９.６Ｖ，１２Ｖ，１４.４Ｖ，１８Ｖ，２４Ｖなどのように公称電圧の異なる種々のものが提供されており、一般的に公称電圧が高くなるにつれ電池セルの数が増加するため、電池セルを収納する電池ケース、即ち蓄電池の外観形状が大きくなっているのが実情である。コードレス工具本体を形成するハウジングに形成した蓄電池収納部の大きさを変更することなく、公称電圧の大きい蓄電池を蓄電池収納部に嵌合させるためには、蓄電池の電池セルを更に縦方向に配列する必要があるため、蓄電池の全高が高くなってしまい、これ故、このような蓄電池をコードレス工具本体に装着すると、コードレス工具自体の全高が高くなってしまいコンパクト化が図れないという問題があった。また、これに伴い蓄電池の底面を下にしてコードレス工具を立たせようとしても全体的バランスがとれない、即ちコードレス工具の重心位置が高くなるため不安定となり、結果的にコードレス工具を立たせることができないという問題があった。
【０００６】
そこで、電池セルを縦方向ではなく横方向に配列することが考えられるのだが、蓄電池の両側面側に操作片が設けられているタイプの蓄電池の場合には、蓄電池の巾とほぼ同じ巾を有するハウジングの一部に操作片が係合するように設計されているため、蓄電池の全高を気にして蓄電池の巾を横方向に広げてしまうと、ハウジングを横方向に大きくしなければならいため、ハウジングの共用化が図れなくなり、この結果、製造コストが高くなってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題を解消し、電池セル及びラッチの配置を工夫することにより、公称電圧の高い蓄電池の高さを抑えられるため、コードレス工具本体に蓄電池を装着してもコードレース工具自体の全高を低く抑えられるので、コードレス工具のコンパクト化が図れると共に、蓄電池の底面を下にして立てた時にもバランスがとれるためコードレス工具を立たせることができる使い勝手に優れたコードレス工具を提供することである。また、電池セルを縦方向ではなく横方向に配列した時に生じる不具合を全く有さない着脱機構であり、更に公称電圧の異なる種々の蓄電池に共通して本構成を設け、且つコードレス工具本体の蓄電池収納部の形状を変更せずに済むため製造コストの低減化が図れる。
【０００８】
また、上記目的は、コードレス工具本体から蓄電池を着脱する際、必要最小限の力で操作片を操作するようにすることで、作業性及び操作性の向上が図れる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、蓄電池収納部を有するハウジングと、ハウジングに形成した蓄電池係合部と、蓄電池係合部に係合可能な操作片を有する蓄電池と、蓄電池の外観を形成する電池ケースと、電池ケース内に収納される複数の電池セルとを備えたコードレス工具において、電池ケース内に、電池セルに囲まれる空間を設け、該空間に操作片を設けることにより達成される。
【００１０】
上記目的は、蓄電池収納部を有するハウジングと、ハウジングに形成した蓄電池係合部と、蓄電池係合部に係合可能な操作片を有する蓄電池と、蓄電池の外観を形成する電池ケースと、電池ケース内に収納される複数の電池セルとを備えたコードレス工具において、電池ケース内に、電池セルに囲まれる空間を設け、空間に弾性体によって付勢される操作片を設け、更に操作片は、一端に電池ケースと接触する支持部を有し且つ他端に蓄電池係合部と係合する係合凸部を有する第一操作片と、第一操作片と接続部を介して接続され且つ弾性体の付勢方向に伸びる中間連結部を有する第二操作片とから構成されることにより達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を用いてコードレス工具及びそれらに装着可能な蓄電池を説明する。図１は本実施例におけるコードレス工具を示す一部縦断側面図、図２は本実施例におけるコードレス工具に装着可能な蓄電池３を示しており（ａ）はその平面図，（ｂ）はその縦断側面図、図３は本実施例におけるコードレス工具を示す側面図、図４は図２に示す蓄電池着脱機構の変形例を示す一部縦断側面図である。
【００１２】
用途に応じて使用される多種多様のコードレス工具には、図１及び図３に示すドライバドリル１がある。このドライバドリル１は略Ｔ字形状を成しており、コードレス工具本体を形成する二つ割ハウジング８（以下ハウジングと称す）によって形成される本体胴体部８ｄには駆動源であるモータ６や減速機構部１３などを収容し、且つ本体胴体部８ｄから垂下するハンドル部８ｅにはモータ６に電力を供給するためのトリガスイッチ１４や蓄電池の接続端子７と電気的に接続される接点１５などが収容されている。また、上記ハンドル部８ｅの端部は開口端部８ｆとなっており、この開口端部８ｆから蓄電池３が挿入される。上記蓄電池３には、９.６Ｖ，１２Ｖ，１４.４Ｖ，１８Ｖ，２４Ｖのように公称電圧の異なる種々のものがあり、これら蓄電池３は公称１．２Ｖの起電力を有する電池セル４と、これら電池セル４を収納するためのプラスチック製電池ケース５と、蓄電池３をハウジング８に係合させるための操作片９（ラッチ）などから構成されている。通常、２〜２０本程度の電池セル４が直列に接続された状態で収納されている電池ケース５は、電池セル４の殆どを収納して成るベース部（基部）と、このベース部から上方に伸びて成る突出部とから構成される外観形状を有しており、更にハウジング８（外枠）に設けた蓄電池収納部８ａに挿入される上記突出部には１〜２本の電池セル４が収納配置されていると共に、モータ６に電力を供給するための接続端子７が設けられている。
【００１３】
以下に上述した蓄電池３の構成について詳細に説明する。図１に示す公称電圧１２Ｖの蓄電池３ｃにおいて、電池セル４を収納する電池ケース５は大きく３つの部分から形成されており、それらは下部に配される第一電池ケース５ａ，接続端子７を有する第二電池ケース５ｂ，第一電池ケース５ａの上方で且つ第二電池ケース５ｂの前方部をカバーする第三電池ケース５ｃから構成されている。それぞれの電池ケース５は、鈎爪１５による嵌合に加え固定ネジ１６によって固定されている。また、一本当たりの電池セル４における公称電圧は１．２Ｖであることから、ここでは１０本の電池セル４が直列に接続された状態で電池ケース５内に収納されている。また、端子部７を含むこの近傍には、正極７ａ，負極７ｂ，サーモスタット端子１７，サーミスタ端子１８が設けられており、正極７ａ及び負極７ｂは、蓄電池３の充電または放電時に、充電器に設けられた充電用接点またはコードレス工具の蓄電池収納部８ａに設けられた接点１５にそれぞれ電気的に接触すると共に、サーモスタット端子１７及びサーミスタ端子１８は、充電時に充電器の端子と接触し、満充電の検出や過充電の防止など充電を制御するように機能する。なお、サーモスタット端子１７にはサーモスタットが、サーミスタ端子１８には図示しないサーミスタがそれぞれ電気的に接続されており、それぞれの電池セル４の温度を検出するように適宜電池セル４の壁面に配されている。更に電池ケース５内の１０本の電池セル４のうち８本の電池セル４は第一電池ケース５ａ内に配置し、残り２本の電池セル４は第二電池ケース５ｂ内に配置されており、上記８本のうち２本は第三電池ケース５ｃの下方に配置されている。このように各電池セル４を電池ケース５内に配置することで、第一電池ケース５ａ内に配される電池セル４のうち第三電池ケース５ｃ内の下方に配置する２本の電池セル４と残り６本の電池セル４との間に空間１９が形成されるため、この空間１９にハウジング８と係合可能な係合凸部９ａを有する操作片９を配置している。なお、上記空間１９は、電池セル４に囲まれて形成されており、且つ上記空間１９の巾は、電池セル４の巾より大きく形成されている。
【００１４】
上記操作片９は、一端に前記電池ケースと接触する支持部１０を有し且つ他端に蓄電池係合部８ｂと係合する係合凸部９ａを有しており、支持部１０を中心として回動するように形成されている。また、操作片９は、弾性体１１であるスプリングにより付勢される方向に伸びる中間連結部材９ｄを有しており、更にこの中間連結部材９ｄは上記空間１９を挿通して電池ケース５から一部突出する位置まで伸びていることから突出した一部が蓄電池着脱用の操作部９ｂとして機能する。なお、上記弾性体１１は、スプリング以外として板バネなどでも良く、更に中間連結部材９ｄの長さは、少なくとも電池セル４の巾分あるものを用いている。
【００１５】
次に上記操作片９を用いてコードレス工具本体に蓄電池３を着脱するための操作法について説明する。まず、コードレス工具本体に蓄電池３を装着する場合には、ハウジング８に設けた蓄電池収容部内８ａに蓄電池３の第二電池ケース５ｂによって形成される突出部を挿入していき、ある位置まで達すると蓄電池５のラッチ９に設けた係合凸部９ａが蓄電池収容部８ａを形成するハウジング８に設けた係合凹部８ｂに係合するため、これにより蓄電池収容部８ａに蓄電池３が確実に固定される。逆にコードレス工具本体から蓄電池３を離脱させる場合には、図１に示す矢印２０方向に操作片９を押すことで中間連結部材９ｄが支持部１０を中心にスプリング１１を圧縮しながら回動するので、係合凹部８ｂから操作片９の係合凸部９ａが外れるため、これにより蓄電池収容部内８ａから蓄電池３の突出部を引き出すことができる。なお、コードレス工具本体に蓄電池３を着脱する場合には、操作片９を押圧する必要性はない。これは、蓄電池収容部８ａ内に蓄電池３を挿入していけば係合凸部９ａに設けた斜面９ｃが係合凹部８ｂに設けた斜面８ｃに沿って移動し、ある所まで移動しを得るとスプリング１１の反力によって連結部材９ｄが回動し、係合凸部９ａが係合凹部８ｂに自動的に係合するように構成されているからである。
【００１６】
また、本実施例では、例えば９．６Ｖ，１２Ｖのように公称電圧が異なる蓄電池３であってもハウジング８の蓄電池収納部８ｂに装着することができるようにハウジング８の共有化を図っているため、ハウジング金型の無駄をなくすことができ、製造コストの低減化を図ることができる。なお、端子７の配置及び形状は、各蓄電池３に共通して設計してあることは言うまでもなく、このように設計すれば各蓄電池３の充電も一つの充電器で対応することができるので、経済的にも使用者の使い勝手にも優れている。
【００１７】
次に図４を用いて上述した着脱機構の変形例を説明する。ここでも同じく公称電圧１２Ｖの蓄電池３を例に説明する。電池ケース５内の１０本の電池セル４のうち８本の電池セル４は第一電池ケース５ａ内に配置し、残り２本の電池セルは第二電池ケース５ｂ内に配置されており、上記８本のうち２本は第三電池ケース５ｃの下方に配置されている。このように各電池セル４を電池ケース５内に配置することで、第一電池ケース５ａ内に配される電池セル４のうち第三電池ケース５ｃ内の下方に配置する２本の電池セル４と残り６本の電池セル４との間に電池セルの巾より大きい空間１９が形成されるため、この空間１９にハウジング８と係合可能な係合凸部９ａを有する操作片９を配置している。
【００１８】
上記操作片９は、第一ラッチ部材９ｅと第二ラッチ部材９ｆとの大きく二つの部材から構成されており、第一ラッチ部材９ｅは弾性体１１の付勢力に抗して電池ケースと接触する支持部１０を中心として回動するように形成されており、中間連結部９ｇを有する第二ラッチ部材９ｆは、中間連結部９ｇと回動可能に接続されている接続部２２を介して更に第一ラッチ部材９ｅに接続されている。通常、第二ラッチ部材９ｆは弾性体１１の付勢力によりその一部が蓄電池３の外周から突出しており、この突出した部分を蓄電池着脱用の操作部９ｂとしている。
【００１９】
このような構成において、コードレス工具本体に蓄電池３を装着する場合には、ハウジング８に設けた蓄電池収納部８ａ内に蓄電池３の突出部を挿入していき、ある位置まで達すると蓄電池３の操作片９である第一ラッチ部材９ｅに設けた係合凸部９ａが蓄電池収納部８ａを形成するハウジング８に設けた係合凹部８ｂに係合するため、これにより蓄電池収納部８ａに蓄電池３が確実に固定される。逆にコードレス工具本体から蓄電池３を離脱させる場合には、図に示す矢印２１方向に第二ラッチ部材９ｆを押すことで、第二ラッチ部材９ｆに設けた中間連結部９ｇ，接続部２２及び支持部１０を介して第一ラッチ部材９ｅを支持部１０を中心としてスプリング１１を圧縮させながら回動させていき、係合凹部８ｂから操作片９の係合凸部９ａを取り外すことで、これにより蓄電池収納部８ａ内から蓄電池３の突出部を引き出すことができる。なお、コードレス工具本体に蓄電池３を着脱する場合には、操作片９を押圧する必要性はない。これは、蓄電池収納部８ａ内に蓄電池３を挿入していけば係合凸部９ａに設けた斜面９ｃが係合凹部８ｂに設けた斜面８ｃに沿って移動し、ある所まで移動しを得るとスプリング１１の反力によって中間連結部材９ｇが回動し、係合凸部９ａが係合凹部８ｂに自動的に係合するように構成されているからである。
【００２０】
上述した着脱機構にすることで、操作片９を図中左上方（矢印２０）に押圧しなければならなかった図２に示す着脱機構に対して、本操作片９を図中左方向（矢印２１）に押圧するため、使用者が操作部９ｂを押しながら弾性体１１を圧縮させる時に無駄な力をかけずに必要最小限の力で係合凹部８ｂから係合凸部９ａを離脱させることができるので、コードレス工具本体に対する蓄電池を着脱作業を確実且つ容易に行えるようになる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、電池ケース内に、電池セルに囲まれ且つ電池セルの巾より大きい空間を設け、空間に弾性体によって付勢される操作片を設けることで、電池セル及びラッチの配置を工夫することにより、公称電圧の高い蓄電池の高さを抑えられるため、コードレス工具本体に蓄電池を装着してもコードレース工具自体の全高を低く抑えられるので、コードレス工具のコンパクト化が図れると共に、蓄電池の底面を下にした状態でもバランスがとれるためコードレス工具を立たせることができるなど使い勝手に優れたコードレス工具を提供することができる。また、電池セルを縦方向ではなく横方向に配列した時に生じる不具合も全く有さない着脱機構であり、更に公称電圧の異なる種々の蓄電池に共通して本構成を設け、且つコードレス工具本体の蓄電池収納部の形状を変更せずに済むため製造コストの低減化が図れる。
【００２２】
また、電池ケース内に、電池セルに囲まれる空間を設け、空間に弾性体によって付勢される操作片を設け、更に操作片は、一端に電池ケースと接触する支持部を有し且つ他端に蓄電池係合部と係合する係合凸部を有する第一操作片と、第一操作片と接続部を介して接続され且つ弾性体の付勢方向に伸びる中間連結部を有する第二操作片とから構成されることで、コードレス工具本体から蓄電池を着脱する際、必要最小限の力で操作片を操作する力ができるため、作業性及び操作性の向上化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になるコードレス工具を示す一部縦断側面図である。
【図２】本発明になるコードレス工具に装着可能な蓄電池を示しており（ａ）はその平面図，（ｂ）はその縦断側面図である。
【図３】本発明になるコードレス工具を示す側面図である。
【図４】図２に示す蓄電池着脱機構の変形例を示す一部縦断側面図である。
【図５】従来のコードレス工具であるドライバドリルに公称電圧９．６Ｖの蓄電池を装着した状態を示す一部縦断側面図である。
【図６】図５のコードレス工具に装着した公称電圧９．６Ｖの蓄電池を示しており（ａ）はその平面図，（ｂ）はその縦断側面図である。
【図７】従来のコードレス工具に公称電圧１２Ｖの蓄電池を装着した状態を示す側面図である。
【図８】図７のコードレス工具に装着した公称電圧１２Ｖの蓄電池を示しており（ａ）はその平面図，（ｂ）はその縦断側面図である。
【図９】従来のコードレス工具であるインパクトドライバに公称電圧１２Ｖの蓄電池を装着した状態を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１はドライバドリル、２はインパクトドライバ、３は蓄電池、３ａは公称電圧９．６Ｖの蓄電池、３ｂは公称電圧１２Ｖの蓄電池、４は電池セル、５は電池ケース、５ａは第一電池ケース、５ｂは第二電池ケース、５ｃは第三電池ケース、６はモータ、７は端子、７ａは正極，７ｂは負極、８はハウジング、８ａは蓄電池収納部、８ｂは係合凹部、８ｃは斜面、９は操作片、９ａは係合凸部、９ｂは操作部、９ｃは斜面、９ｄは中間連結部、９ｅ第一ラッチ部材、９ｆ第二ラッチ部材、９ｇは中間連結部、１０は支持部、１１は弾性体、１２は操作方向矢印、１３は減速機構部、１４はトリガスイッチ、１５は接点、１６は固定ネジ、１７はサーモスタット端子，１８はサーミスタ端子、１９は空間、２０は操作方向矢印、２１は操作方向矢印、２２は接続点である。

Claims

蓄電池収納部を有するハウジングと、該ハウジングに形成した蓄電池係合部と、該蓄電池係合部に係合可能な操作片を有する蓄電池と、該蓄電池の外観を形成する電池ケースと、該電池ケース内に収納される複数の電池セルとを備えたコードレス工具において、前記電池ケース内に、前記電池セルに囲まれる空間を設け、該空間に前記操作片を設けることを特徴とするコードレス工具。
前記空間に配置される前記操作片は、一端に前記電池ケースと接触する支持部を有し且つ他端に前記蓄電池係合部と係合する係合凸部を有し、前記支持部と前記係合凸部との中間部から前記弾性体の付勢方向に伸びる中間連結部を有しており、更に前記電池ケースから突出する前記中間連結部の一部を、前記支持部を中心として回動可能な前記操作片を前記弾性体の付勢力に抗して回動させることで、前記操作片に設けた係合凸部と前記ハウジングに設けた係合凹部との係合を解除するための操作部とすることを特徴とする請求項１記載のコードレス工具。
蓄電池収納部を有するハウジングと、該ハウジングに形成した蓄電池係合部と、該蓄電池係合部に係合可能な操作片を有する蓄電池と、該蓄電池の外観を形成する電池ケースと、該電池ケース内に収納される複数の電池セルとを備えたコードレス工具において、前記電池ケース内に、前記電池セルに囲まれる空間を設け、該空間に弾性体によって付勢される前記操作片を設け、更に前記操作片は、一端に前記電池ケースと接触する支持部を有し且つ他端に前記蓄電池係合部と係合する係合凸部を有する第一操作片と、該第一操作片と接続部を介して接続され且つ前記弾性体の付勢方向に伸びる中間連結部を有する第二操作片とから構成されることを特徴とするコードレス工具。
前記電池ケースから突出する前記中間連結部の一部を、前記接続部及び前記支持部を介して前記第一操作片及び前記第二操作片を前記弾性体の付勢力に抗して移動させることで、前記係合凸部と前記ハウジングに設けた係合凹部との係合を解除するための操作部とすることを特徴とする請求項３記載のコードレス工具。