JP4609442B2 - 電動工具システム - Google Patents

Description

本発明は、二次電池を電源として動作する電動工具と、未使用時に電動工具を収納保持するホルダと、電動工具の二次電池を充電する充電装置とからなる電動工具システムに関するものである。

従来、様々な機械の組み立て工場において、ボルトやナット等のねじの締め付け作業および緩め作業に電動工具が使用されてきた。かかる電動工具は、電源たる二次電池を内蔵した電池パックが着脱自在に装着され、電池パックの充電量が減少したら電池パックが取り外されて充電装置により充電された後に再度装着されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。あるいは、電池パックではなく電動工具に二次電池を内蔵し、電動工具を充電装置と接続して内蔵の二次電池を充電するような電動工具もある。
特開平１１−３３９８６１号公報

しかしながら、上記従来例では二次電池を充電するために、電池パックを電動工具から取り外したり電動工具を充電装置に接続する必要があり、特に工場で使用される場合を考慮すると使い勝手がよくなかった。例えば、二次電池の充電周期（１回の充電で使用される期間）を長くするために容量を大きくすると電動工具が大型化して操作性が低下するという問題や、充電した直後と充電周期の末期近くになったときとで二次電池の出力電圧に差が生じるため、電動工具の出力トルクが安定しなくなるという問題もある。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、二次電池を電源とする電動工具の使い勝手を向上した電動工具システムを提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、二次電池を電源として動作する電動工具と、未使用時に電動工具を収納保持するホルダと、電動工具の二次電池を充電する充電装置とからなる電動工具システムにおいて、電動工具は、モータのような駆動源が内蔵された胴体部と、胴体部と一体に設けられて作業者の手で把持される把持部と、胴体部の先端から突出し駆動源によって駆動される出力軸と、前記二次電池と、二次電池の正極に電気的に接続されるとともに胴体部の先端近傍において外部に露出する第１の接続端子と、二次電池の負極に電気的に接続されるとともに胴体部の先端近傍において外部に露出する第２の接続端子とを備え、ホルダは、少なくとも後端側が開口した筒状に形成され当該後端側から電動工具の胴体部が先端側より挿入されるホルダ本体と、ホルダ本体の先端側に設けられホルダ本体内に収納保持されている電動工具の第１の接続端子並びに第２の接続端子と各別に接触導通する第３の接続端子および第４の接続端子とを備え、充電装置は、ホルダ本体に設けられた第３の接続端子および第４の接続端子を介して電動工具の第１の接続端子および第２の接続端子に充電電流を供給し、第３および第４の接続端子と接続されない状態で第１並びに第２の接続端子を外部に露出させない扉機構が電動工具の胴体部に設けられたことを特徴とする。
請求項２の発明は、上記目的を達成するために、二次電池を電源として動作する電動工具と、未使用時に電動工具を収納保持するホルダと、電動工具の二次電池を充電する充電装置とからなる電動工具システムにおいて、電動工具は、モータのような駆動源が内蔵された胴体部と、胴体部と一体に設けられて作業者の手で把持される把持部と、胴体部の先端から突出し駆動源によって駆動される出力軸と、前記二次電池と、二次電池の正極に電気的に接続されるとともに胴体部の先端近傍において外部に露出する第１の接続端子と、二次電池の負極に電気的に接続されるとともに胴体部の先端近傍において外部に露出する第２の接続端子とを備え、ホルダは、少なくとも後端側が開口した筒状に形成され当該後端側から電動工具の胴体部が先端側より挿入されるホルダ本体と、ホルダ本体の先端側に設けられホルダ本体内に収納保持されている電動工具の第１の接続端子並びに第２の接続端子と各別に接触導通する第３の接続端子および第４の接続端子とを備え、充電装置は、ホルダ本体に設けられた第３の接続端子および第４の接続端子を介して電動工具の第１の接続端子および第２の接続端子に充電電流を供給し、ホルダ本体内で先端側から後端側に向けて送風する送風装置を備え、送風装置は、第１並びに第２の接続端子と第３並びに第４の接続端子とが各別に接続されているときに動作して送風することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、電動工具は、胴体部若しくは把持部に二次電池を内蔵してなることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、第１の接続端子と第２の接続端子は、胴体部における異なる面で露出していることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、一つの作業が終わって電動工具がホルダに収納される度にホルダに設けられた第３並びに第４の接続端子と電動工具の胴体部に設けられた第１および第２の接続端子とが接触導通し、充電装置によって電動工具の二次電池が充電されるため、例えば、二次電池の容量を相対的に小さくすることができて電動工具の操作性が向上し、また、何時使用しても二次電池が充電直後であるために供給電圧に差が生じず、電動工具の出力トルクを安定させることができる。その結果、二次電池を電源とする電動工具の使い勝手を向上した電動工具システムが提供できる。しかも、第１の接続端子と第２の接続端子が不用意に短絡するのを防ぐことができる。
請求項２の発明によれば、一つの作業が終わって電動工具がホルダに収納される度にホルダに設けられた第３並びに第４の接続端子と電動工具の胴体部に設けられた第１および第２の接続端子とが接触導通し、充電装置によって電動工具の二次電池が充電されるため、例えば、二次電池の容量を相対的に小さくすることができて電動工具の操作性が向上し、また、何時使用しても二次電池が充電直後であるために供給電圧に差が生じず、電動工具の出力トルクを安定させることができる。その結果、二次電池を電源とする電動工具の使い勝手を向上した電動工具システムが提供できる。しかも、ホルダに収納して充電装置で充電しながら送風装置の送風によって電動工具を冷却することができ、その結果、モータや二次電池などの電動工具の部品の寿命を延ばすことができる。

請求項３の発明によれば、二次電池を電池パックに内蔵し電動工具に着脱自在に装着する構造と比較して、電池パックと電動工具にそれぞれ電気接点を設ける必要がないから信頼性が向上する。

請求項４の発明によれば、第１の接続端子と第２の接続端子が不用意に短絡するのを防ぐことができる。

以下、図１，２を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態の電動工具システムは、二次電池２を電源として動作する電動工具Ｍと、未使用時に電動工具Ｍを収納保持するホルダＨと、電動工具Ｍの二次電池２を充電する充電装置ＢＣと、送風装置Ｆとからなる。

電動工具Ｍは、図１（ａ）に示すようにモータ１が内蔵された胴体部１０と、胴体部１０と一体に設けられて作業者の手で把持される把持部１１と、胴体部１０の先端から突出し減速機構８を介してモータ１によって駆動される出力軸１３と、把持部１１に内蔵された二次電池２と、二次電池２の正極に電気的に接続されるとともに胴体部１０の先端近傍において外部に露出する第１の接続端子６と、二次電池２の負極に電気的に接続されるとともに胴体部１０の先端近傍において外部に露出する第２の接続端子７とを備えている。胴体部１０は、前半部分が略楕円錐台形状に形成されるとともに後半部分が略楕円柱形状に形成され、略楕円柱形状に形成された後半部分の周面から略角柱形状に形成された把持部１１が一体的に突出している。また、把持部１１の根元部分には作業者の指で引き込み操作されるトリガ釦１２が設けてある。

図２は本実施形態の回路ブロック図を示しており、電動工具Ｍはモータ１、二次電池２、モータ駆動回路３、スイッチ部４、制御回路部５を備えている。制御回路部５はマイコンを主構成要素とし、トリガ釦１２の引き込み量に応じてモータ駆動部３を制御し、二次電池２からモータ１に供給される電流を制御するなどの方法でモータ１の回転数を制御している。スイッチ部４はトリガ釦１２の他に正転／逆転切換スイッチ（図示せず）などを具備し、それぞれの操作入力（例えば、トリガ釦１２の引き込み量や正転／逆転スイッチの状態）を受け付けて制御回路部５に出力するものである。なお、正転／逆転切換スイッチが逆転側に切り換えられると、制御回路部５はモータ駆動部３とモータ１の接続向きを切り換えることでモータ１を逆転させる。

第１の接続端子６は、胴体部１０の前半部分における先端近傍に設けられた窓孔を通して外部に露出している。同じく第２の接続端子７は、胴体部１０の前半部分における先端近傍であって第１の接続端子６が露出する窓孔と異なる面、すなわち、出力軸１３を挟んで反対側の面に設けられた窓孔を通して外部に露出している（図１（ｂ）参照）。このように第１の接続端子６と第２の接続端子７を胴体部１０の異なる面において外部に露出させているため、両者の距離を離すことで不用意に短絡してしまうのを防ぐことができる。

ホルダＨは、後端側が開口した筒状に形成され当該開口した後端側から電動工具Ｍの胴体部１０が先端側より挿入されるホルダ本体２０と、ホルダ本体２０の先端側に設けられホルダ本体２０内に収納保持されている電動工具Ｍの第１の接続端子６並びに第２の接続端子７と各別に接触導通する第３の接続端子３０および第４の接続端子３１とを備えている。ホルダ本体２０は、電動工具Ｍの胴体部１０と同様に前半部分が略楕円錐台形状に形成されるとともに後半部分が略楕円柱形状に形成され、略楕円錐台形状に形成された前半部分の先端面から略円筒形状の出力軸収納部２１が突設してある。ここで、ホルダ本体２０の後半部分においては部分的に軸方向（図１（ａ）における左右方向）の寸法を短くすることで電動工具Ｍの把持部１１を逃がすと同時に電動工具Ｍの挿入向きを規制している。また、出力軸収納部２１は両側の底面が開口しており、先端側に送風装置Ｆが設置されている。すなわち、送風装置Ｆによって出力軸収納部２１を介してホルダ本体２０内へ送風することができる。

第３並びに第４の接続端子３０，３１は、図１（ａ）に示すようにコイルばね３２，３２の一端に固定されている。コイルばね３２，３２はホルダ本体２０に設けられたばね収納部２２，２２に収納され、ばね収納部２２，２２の外側底面に他端が固定されている。つまり、第３および第４の接続端子３０，３１はコイルばね３２，３２によって支持されるとともにホルダ本体２０内に進出する向きに弾性付勢され、さらに電線３３，３３を介して各々充電装置ＢＣの正極と負極に各別に接続されている。充電装置ＢＣは、電線３３，３３から第３の接続端子３０および第４の接続端子３１を介して電動工具Ｍの第１の接続端子６および第２の接続端子７に充電電流を供給することで電動工具Ｍの二次電池２を充電する。但し、充電装置ＢＣでは第３および第４の接続端子３０，３１が第１および第２の接続端子６，７と接触導通しているときにだけ動作する。

而して、図１（ａ）に示すように電動工具ＭがホルダＨに収納されると、第１の接続端子６と第２の接続端子７に各々第３の接続端子３０と第４の接続端子３１が各別に接触（弾接）して導通し、充電装置ＢＣから充電電流が供給されて電動工具Ｍの二次電池２が充電される。このとき、胴体部１０並びにホルダ本体２０が略楕円柱形状に形成されているため、ホルダ本体２０に対して胴体部１０が位置決めされ、その結果、第１並びに第２の接続端子６，７と第３並びに第４の接続端子３０，３１を確実に接触導通させることができる。さらに、電動工具ＭがホルダＨに収納されている間は送風装置Ｆが動作してホルダＨ内に送風されるため、モータ１や二次電池２などの電動工具Ｍの部品を冷却して寿命を延ばすことができる。但し、冷却効果を高めるためには、電動工具Ｍの胴体部１０並びに把持部１１に通風口を設けて内部に空気の流路を形成し、モータ１や二次電池２などに直接風を当てることが望ましい。

上述のように本実施形態によれば、一つの作業が終わって電動工具ＭがホルダＨに収納される度にホルダＨに設けられた第３並びに第４の接続端子３０，３１と電動工具Ｍの胴体部１０に設けられた第１および第２の接続端子６，７とが接触導通し、充電装置ＢＣによって電動工具Ｍの二次電池２が充電されるため、例えば、二次電池２の容量を相対的に小さくすることができて電動工具Ｍの操作性が向上し、また、何時使用しても二次電池２が充電直後であるために供給電圧に差が生じず、電動工具Ｍの出力トルクを安定させることができ、その結果、二次電池２を電源とする電動工具Ｍの使い勝手が向上する。但し、本実施形態では二次電池２を電動工具Ｍの把持部１１に内蔵したが、従来例で説明したように二次電池２を内蔵した電池パックを電動工具Ｍに着脱自在に装着する構成としても構わない。しかしながら、本実施形態のように二次電池２を把持部１１（若しくは胴体部１０）に内蔵する構成の方が、二次電池２を電池パックに内蔵し電動工具Ｍに着脱自在に装着する構造と比較して、電池パックと電動工具Ｍにそれぞれ電気接点を設ける必要がないから信頼性が向上するという利点がある。

ところで、本実施形態では電動工具Ｍの胴体部１０に設けられた第１および第２の接続端子６，７を離すことで不用意に短絡しないようにしているが、図１（ｃ）に示すように第１および第２の接続端子６，７を胴体部１０内に収容し、胴体部１０の窓孔１４を開閉自在に塞ぐ扉構造を設ければより確実に短絡事故を防ぐことができる。かかる扉構造は、平板状の２枚の扉体１５，１５を矩形の窓孔１４の対向する周縁部位に回動自在に軸支し、図示しないばねで扉体１５，１５を閉じる向きに弾性付勢してなる。そして、電動工具ＭがホルダＨに収納されると、コイルばね３２，３２で弾性付勢されている第３並びに第４の接続端子３０，３１によって扉体１５，１５が押されるため、扉体１５，１５が胴体部１０の内側に向かって回動することで窓孔１４を開放し、その結果、窓孔１４を通して胴体部１０内に進入した第３並びに第４の接続端子３０，３１が胴体部１０内でそれぞれ体１および第２の接続端子６，７と接触導通する。また、電動工具ＭをホルダＨから引き出せば、第３および第４の接続端子３０，３１が胴体部１０の外へ退出するとともにばね力によって扉体１５，１５が反対向きに回動して窓孔１４を閉塞するのである。

（ａ）は本発明の概略構成図、（ｂ）はホルダに電動工具を収納した状態の概略断面図、（ｃ）は扉構造の概略断面図である。 同上の回路ブロック図である。

符号の説明

Ｍ 電動工具
Ｈ ホルダ
ＢＣ 充電装置
１ モータ
２ 二次電池
５ 制御回路部
６ 第１の接続端子
７ 第２の接続端子
２０ ホルダ本体
３０ 第３の接続端子
３１ 第４の接続端子

Claims (4)

1. 二次電池を電源として動作する電動工具と、未使用時に電動工具を収納保持するホルダと、電動工具の二次電池を充電する充電装置とからなる電動工具システムにおいて、
   電動工具は、モータのような駆動源が内蔵された胴体部と、胴体部と一体に設けられて作業者の手で把持される把持部と、胴体部の先端から突出し駆動源によって駆動される出力軸と、前記二次電池と、二次電池の正極に電気的に接続されるとともに胴体部の先端近傍において外部に露出する第１の接続端子と、二次電池の負極に電気的に接続されるとともに胴体部の先端近傍において外部に露出する第２の接続端子とを備え、
   ホルダは、少なくとも後端側が開口した筒状に形成され当該後端側から電動工具の胴体部が先端側より挿入されるホルダ本体と、ホルダ本体の先端側に設けられホルダ本体内に収納保持されている電動工具の第１の接続端子並びに第２の接続端子と各別に接触導通する第３の接続端子および第４の接続端子とを備え、
   充電装置は、ホルダ本体に設けられた第３の接続端子および第４の接続端子を介して電動工具の第１の接続端子および第２の接続端子に充電電流を供給し、
   第３および第４の接続端子と接続されない状態で第１並びに第２の接続端子を外部に露出させない扉機構が電動工具の胴体部に設けられたことを特徴とする電動工具システム。
2. 二次電池を電源として動作する電動工具と、未使用時に電動工具を収納保持するホルダと、電動工具の二次電池を充電する充電装置とからなる電動工具システムにおいて、
   電動工具は、モータのような駆動源が内蔵された胴体部と、胴体部と一体に設けられて作業者の手で把持される把持部と、胴体部の先端から突出し駆動源によって駆動される出力軸と、前記二次電池と、二次電池の正極に電気的に接続されるとともに胴体部の先端近傍において外部に露出する第１の接続端子と、二次電池の負極に電気的に接続されるとともに胴体部の先端近傍において外部に露出する第２の接続端子とを備え、
   ホルダは、少なくとも後端側が開口した筒状に形成され当該後端側から電動工具の胴体部が先端側より挿入されるホルダ本体と、ホルダ本体の先端側に設けられホルダ本体内に収納保持されている電動工具の第１の接続端子並びに第２の接続端子と各別に接触導通する第３の接続端子および第４の接続端子とを備え、
   充電装置は、ホルダ本体に設けられた第３の接続端子および第４の接続端子を介して電動工具の第１の接続端子および第２の接続端子に充電電流を供給し、
   ホルダ本体内で先端側から後端側に向けて送風する送風装置を備え、
   送風装置は、第１並びに第２の接続端子と第３並びに第４の接続端子とが各別に接続されているときに動作して送風することを特徴とする電動工具システム。
3. 電動工具は、胴体部若しくは把持部に二次電池を内蔵してなることを特徴とする請求項１又は２記載の電動工具システム。
4. 第１の接続端子と第２の接続端子は、胴体部における異なる面で露出していることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電動工具システム。

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