JP5462349B2 - バッテリ式電動工具 - Google Patents

Description

この発明は、バッテリパックを電源とする電動工具に関する。

近年、家屋の建築作業等に用いられる、例えば丸鋸盤等の切断機、孔明け用のドリルあるいはねじ締め機（電動ドライバ）といった電動工具には、交流電源ではなく、直流電源（バッテリパック）を電源として動作するものが多く提供されている。例えば、バッテリ式の電動ドライバの場合、工具本体の側部から側方へ突き出すハンドル部にバッテリ収容部を設けて、このバッテリ収容部内にバッテリパックを装填するものが提供されている。通常、バッテリパックは取り外して充電することにより繰り返し使用される。
バッテリパックは、円柱体形状を有するバッテリセルをバッテリケース内に通常複数本内蔵したもので、バッテリケース外面には工具本体側に対するプラスとマイナスの接点や、装着状態を固定する爪部を備えている。バッテリセルは、通常２本内蔵され、中には３本のバッテリセルを内蔵するものが提供されている。
下記の特許文献には、３本のバッテリセルを横断面Ｔ字形に配置して内蔵するバッテリパックをハンドル部内のバッテリ収容部に固定するためのロック機構に関する技術が記載されている。

独国特許出願第10 2005 036 449.7号明細書

本発明は、バッテリパックのバッテリ収容部に対する装填時の操作性を高めることを目的とする。

このため、本発明は、以下に記載した構成の電動工具とした。
第１の発明は、横断面Ｔ字形のバッテリパックを電源とする電動工具であって、前記バッテリパックを収容するバッテリ収容部を備え、該バッテリ収容部に、前記バッテリパックのＴ字形脇部に係合して該バッテリパックの収容向きを規制する収容向き規制部を内方へ突き出して設けたことを特徴とする。
第１の発明の電動工具によれば、例えば３本のバッテリセルをＴ字形に並列配置して内蔵する結果、横断面Ｔ字形を有するバッテリパックをその収容向きを間違えることなく迅速に装填することができる。すなわち、横断面Ｔ字形を有するバッテリパックの左右側部には、それぞれ横断面形状で見るとほぼ直角に凹んだＴ字形脇部が存在する。この左右のＴ字形脇部に対応して、工具本体側のバッテリ収容部内に左右一対の収容向き規制部が設けられている。バッテリパックを工具本体のバッテリ収容部に装填する際に、バッテリパックのＴ字形脇部に工具本体側の収容向き規制部が嵌り込むことによって、横断面Ｔ字形のバッテリパックの収容向きが一箇所に規制される。
このように、第１の発明の電動工具によれば、Ｔ字形の横断面形状を有するバッテリパックについて、その工具本体のバッテリ収容部に対する挿入可能な収容向き（正しい収容向き）が１箇所に規制されるため、収容向きを間違えることなく挿入することができ、これにより当該バッテリパックの装填時の操作性を高めることができる。
バッテリパックの横断面形状をＴ字形とする構成については、３本のバッテリセルをＴ字形に配置する場合の他、２本のバッテリセルをＴ字形の横部分に配置し、縦部分についてはダミー部材を配置する構成、３本のバッテリセルを横部分に配置し、１本のバッテリセルを縦部分に配置して横断面Ｔ字形とする構成等、種々の構成に適用することができ、内蔵するバッテリセルの本数に関係なく、横断面Ｔ字形を有するバッテリパックについて広く適用することができる。

第２の発明は、第１の発明の電動工具であって、前記バッテリパックはその収容方向先端面に収容方向に一段高い位置決め凸部を備えており、該位置決め凸部に対応して前記バッテリ収容部の底部に、収容方向に一段深い位置決め凹部を備えたことを特徴とする。
第２の発明の電動工具によれば、バッテリパックをバッテリ収容部に挿入した状態（装填状態）において、バッテリパックの先端面に設けた位置決め凸部が、バッテリ収容部の底部に設けた位置決め凹部に嵌り込んでバッテリ収容部に対する当該バッテリパックの装填状態におけるがたつきが規制される。
第３の発明は、第１又は第２の発明の電動工具であって、前記収容向き規制部は前記バッテリパックのＴ字形脇部に沿ってバッテリ収容部の深さ方向に長く形成されており、前記バッテリ収容部の開口部と前記収容向き規制部の開口側端部との間に、前記バッテリパックの固定爪部が係合される係合部を前記収容向き規制部に対して前記深さ方向に並列配置したことを特徴とする。
第３の発明の電動工具によれば、収容向き規制部がバッテリ収容部の開口部から底部に至る全範囲に沿って設けられているのではなく、バッテリ収容部の開口側から適宜寸法だけ奥側に至る範囲については当該収容向き規制が設けられておらず、その結果収容向き規制部の開口端部とバッテリ収容部の開口との間に、収容向き規制部が存在しないことによるスペースが設けられ、このスペースに係合部が配列配置されている。このように、バッテリパックをバッテリ収容部に装填した状態に固定するために当該バッテリパック側の固定爪が係合される係合部を、収容向き規制部の開口側端部に並列配置することにより、僅かなスペースを利用して当該係合部をコンパクトに配置することができ、これによりハンドル部のコンパクト化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る電動工具の全体側面図である。本図では、工具本体の後部側及びハンドル部の全体の内部構造が示されている。 図１の(2)矢視図である。本図は、バッテリパックを取り外した状態のハンドル部をバッテリ収容部の開口側から見た図である。 図１の(3)-(3)線断面矢視図であって、バッテリパックを装填したハンドル部の横断面図である。本図は、ハンドル部を手で握った状態を示している。 バッテリパック単体を挿入側から見た平面図である。 バッテリパック単体の全体斜視図である。 図２の(6)矢視図である。本図は、バッテリ収容部の中央からその内壁面の一部を展開して見た図であって、収容向き規制部及び係合部の側面図である。

次に、本発明の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るバッテリ式の電動工具１の全体を示している。本例では、電動工具１の一例として比較的小型の孔あけドリルを示している。以下の説明では、部材、部位等の方向について、孔あけが進行する方向（図１において右側）を前側若しくは先端側とし、その反対方向を後ろ側とする。使用者はこの電動工具１の後側に位置している。
この電動工具１は、概ね円柱体形の工具本体２を備えている。この工具本体２の側部からハンドル部１０が突き出す状態に設けられている。工具本体２の本体ハウジング６とハンドル部１０のハンドルハウジング１１は相互に一体に形成されている。使用者はこのハンドル部１０を片手Ｈで把持する。
工具本体２の前端（図１において右端）には、先端工具Ｔを装着するためのチャック部３が設けられている。この先端工具Ｔを加工材Ｗに押し付けることにより当該加工材Ｗが孔あけ加工される。工具本体２には電動モータ４が内蔵されている。この電動モータ４を駆動源として先端工具Ｔがその軸回りに回転する。電動モータ４は、ハンドル部１０の基部前側に配置したトリガ形式のスイッチレバー５をハンドル部１０を把持した手Ｈの指先Ｈｆで引き操作することによって起動する。
工具本体２については本発明を実施するにあたって特に変更を要しないので、詳細な説明を省略する。
ハンドル部１０は、使用者が片手Ｈで楽に把持するのに適した太さ及び断面形状を有している。このハンドル部１０（ハンドルハウジング１１）の先端部（図１において下端部）には、充電式のバッテリパック２０が装着されている。例示した電動工具１は、このバッテリパック２０を電源として動作する。すなわち、電動モータ４は、バッテリパック２０を電源として起動する。

バッテリパック２０は、図３に示すように三つバッテリセル２１〜２３をバッテリケース２４に内装した構成を有している。三つのバッテリセル２１〜２３は、それぞれ円柱体形状を有し、横並びの並列配置ではなく相互に三角形の各頂点に相当する位置（Ｔ字形）に配置されている。以下、この配置形態をＴ字形配置ともいう。本例では図示するように各バッテリセル２１〜２３の中心軸線２１ａ〜２３ａが三角形の各頂点に位置する関係に当該バッテリセル２１〜２３が（横断面で見てＴ字形を形成する位置関係、以下Ｔ字形配置という）されている。このＴ字形配置では、前側に１つのバッテリセル２３を配置し、その後側に相互に横並びに配置された二つのバッテリセル２１，２２を相互に接触する状態に位置させた配置となっている。
上記のように三つのバッテリセル２１〜２３がＴ字形配置されることにより、バッテリケース２４もこれに合わせて概ねＴ字形の横断面形状（横断面Ｔ字形）を有している。このバッテリケース２４は、後側の相互に横並びに配置された二つのバッテリセル２１，２２を収容する平面視長円形の横部２４Ｙと、前側のバッテリセル２３を収容する平面視半長円形の縦部２４Ｔを有している。縦部２４Ｔは、その長手方向を前後方向（工具本体２の機長方向）に沿わせ、横部２４Ｙは前後方向に直交する左右方向にその長手方向を沿わせている。横部２４Ｙと縦部２４Ｔが相互に直交する方向にそれぞれの長手方向を沿わせることによって当該バッテリケース２４が横断面Ｔ字形を有している。
バッテリケース２４の左右側部であって、横部２４Ｙに対する縦部２４Ｔの左右の交差部には、横断面形状がほぼ直角に凹んだＴ字形脇部２４Ｐ，２４Ｐが形成されている。
また、図５に示すように縦部２４Ｔは、横部２４Ｙの先端面から一段高く突き出している。この突き出し部分が、バッテリ収容部Ｓに対する位置決め凸部２４Ｒとして機能する。図４及び図５に示すように位置決め凸部２４Ｒは、平面視二股形状（Ｕ字形）を有している。この位置決め凸部２４Ｒの二股部に、バッテリ収容部Ｓ側のプラス端子３１とマイナス端子３２が挿入されるプラス端子接続口２５とマイナス端子接続口２６が設けられている。

図１及び図５に示すようにバッテリケース２４の下端部には、蓋部２４ａが設けられている。当該バッテリパック２０をハンドル部１０に装着すると、この蓋部２４ａがハンドルハウジング１１の内部スペース（バッテリ収納部Ｓ）を塞ぐ蓋として機能する。
蓋部２４ａの左右両側部であって前記Ｔ字形脇部２４Ｐ，２４Ｐの下部には、それぞれ台座部２４ｆが設けられている。この両台座部２４ｆ，２４ｆは、概ね三角柱形状を有し、ほぼ直角に凹んだＴ字形脇部２４Ｐ，２４Ｐを埋める状態に設けられている。この両台座部２４ｆ，２４ｆに、それぞれ固定爪部２４ｂが左右対をなして設けられている。両固定爪部２４ｂ，２４ｂは、台座部２４ｆ，２４ｆの側面から突き出す方向（ロック側）に付勢されている。
この左右の固定爪部２４ｂ，２４ｂが、その付勢力によりロック側に突き出されてハンドルハウジング１１に係合されることにより、当該バッテリパック２０の装着状態が保持される。両固定爪部２４ｂ，２４ｂがその付勢力に抗して台座部２４ｆ，２４ｆ内に引き込む方向（アンロック側）に変位するとハンドルハウジング１１に係合状態が解除され、これによりバッテリパック２０をハンドルハウジング１１内から取り外すことができ、取り外して当該バッテリパック２０を充電若しくは別のものに交換することができる。
左右の固定爪部２４ｂ，２４ｂに対応して、蓋部２４ａの左右側部には、指当て部２４ｃ，２４ｃが設けられている。この指当て部２４ｃ，２４ｃを指先を押し操作すると、上記固定爪部２４ｂ，２４ｂがその付勢力に抗してアンロック側に変位する。左右の指当て部２４ｃ，２４ｃの押し操作を止めると左右の固定爪部２４ｂ，２４ｂがその付勢力によってロック位置に戻される。

両指当て部２４ｃ，２４ｃの前側には、それぞれ滑り止め部２４ｄが一体に設けられている。左右の指当て部２４ｃ，２４ｃにはそれぞれ横方向のリブが上下に３本ずつ並んで設けられており、各リブの前側半分ほどの範囲が側方へ張り出してその先端面（指先が当たる面）がＶ字形に屈曲した状態に形成されることで滑り止め部２４ｄ，２４ｄが設けられている。両滑り止め部２４ｄ，２４ｄは、相互にほぼ平行に配置されて、指の押し方向に対して概ね直交する状態に設けられている。この滑り止め部２４ｄ，２４ｄによって指先が頂部１１ａ側（前側）へ滑ることが防止され、両指当て部２４ｃ，２４ｃを確実に押し操作することができ、これにより当該バッテリパック２０の使い勝手をよくすることができる。
左右の滑り止め部２４ｄ，２４ｄの周囲にはほぼ同じ高さで側方へ張り出すガード部２４ｅ，２４ｅが設けられている。このガード部２４ｅ，２４ｅによって当該指当て部２４ｃ，２４ｃ（又は滑り止め部２４ｄ，２４ｄ）の不用意な押し操作が防止される。
また、左右の指当て部２４ｃ，２４ｃは、断面三角形の２側面に沿って配置されている結果、ハンドルハウジング１１の頂部１１ａに向かって相互に接近する方向に傾斜した状態に配置されている。このため、左右の固定爪部２４ｂ，２４ｂの指当て部を例えば親指と人差し指で両側から挟むようにして押すと、押す方向に対して指当て部が直交せず比較的大きな角度で傾斜しているため、指先がこの指当て部に対して頂部１１ａ側に滑って押し操作しづらい場合がある。しかしながら、両指当て部２４ｃ，２４ｃの前側には、それぞれ滑り止め部滑り止め部２４ｄが設けられている。この滑り止め部２４ｄ，２４ｄによって指先が頂部１１ａ側へ滑ることが防止され、両指当て部２４ｃ，２４ｃを確実に押し操作することができ、これにより当該バッテリパック２０の使い勝手をよくすることができる。

このように三つのバッテリセル２１〜２３をＴ字形に配置した結果横断面Ｔ字形を有するバッテリケース２４ひいては当該バッテリパック２０に対応してハンドルハウジング１１のバッテリ収容部Ｓも、概ね横断面Ｔ字形を有している。本実施形態では、バッテリパック２０は、その縦部２４Ｔを前側に位置させ、横部２４Ｙを後ろ側に位置させた状態でハンドルハウジング１１のバッテリ収容部Ｓ内に装填される。このため、ハンドルハウジング１１は、前側に曲率が大きな頂部１１ａが位置し、後ろ側に曲率がより小さな底辺部１１ｂが位置する概ね三角形の横断面形状を有している。この横断面三角形状のハンドル部１０によれば、使用者が当該ハンドル部１０を把持すると、前側の頂部１１ａに指先が当接し、後ろ側の底辺部１１ｂに手の平が当接することから、その逆の場合に比して握りやすくなっている。
図２に示すようにバッテリ収容部Ｓには、バッテリパック２０の左右のＴ字形脇部２４Ｐ，２４Ｐに対応して収容向き規制部３０，３０が設けられている。両収容向き規制部３０，３０は、バッテリパック２０側の台座部２４ｆと同じ断面山形（三角形状）を有している。このため、当該バッテリパック２０をバッテリ収容部Ｓ内に挿入すると、左右のＴ字形脇部２４Ｐ，２４Ｐ内にそれぞれ収容向き規制部３０が進入し、これが左右の台座部２４ｆ，２４ｆにそれぞれ連なった状態となる。このため、図６に示すように左右の収容向き規制部３０，３０は、バッテリ収容部Ｓの開口端部から奥側へ一定寸法Ｌ（台座部２４ｆを収容するための寸法）だけ引き込んだ位置からその底部Ｓｂに至って設けられている。
両収容向き規制部３０，３０に対して開口端部側（図２において手前側）に、バッテリパック２０の固定爪部２４ｂ，２４ｂが係合される係合爪部３３，３３が設けられている。
バッテリ収容部Ｓの底部Ｓｂには、位置決め凹部Ｓｃが設けられている。この位置決め凹部Ｓｃは、バッテリパック２０の縦部２４Ｔの先端部（位置決め凸部２４Ｒ）をがたつきなく挿入可能な平面視半長円形に形成されている。この位置決め凹部Ｓｃの底部に、プラス端子３１とマイナス端子３２が配置されている。このプラス端子３１とマイナス端子３２が、それぞれバッテリパック２０のプラス端子接続口２５に挿入され、またマイナス端子接続口２６に挿入されると、当該バッテリパック２０が工具本体部２の電源回路に電気的に接続されて電力供給がなされる。

以上のように構成した本実施形態に係る電動工具１によれば、３本のバッテリセル２１〜２３をＴ字形に並列配置して内蔵する結果、横断面Ｔ字形を有するバッテリパック２０をその収容向きを間違えることなく迅速に装填することができる。すなわち、横断面Ｔ字形を有するバッテリパック２０の左右側部には、それぞれ横断面形状で見るとほぼ直角に凹んだＴ字形脇部２４Ｐ，２４Ｐが設けられている。この左右のＴ字形脇部２４Ｐ，２４Ｐに対応して、ハンドル部１０のバッテリ収容部Ｓ内には左右一対の収容向き規制部３０，３０が設けられている。バッテリパック２０をバッテリ収容部Ｓに装填する際に、バッテリパック２０のＴ字形脇部２４Ｐ，２４Ｐに沿ってそれぞれ収容向き規制部３０が嵌り込むことによって、横断面Ｔ字形のバッテリパック２０の収容向きがその縦部２４Ｔを前側にした前向きに規制される。
このように、本実施形態の電動工具１によれば、Ｔ字形の横断面形状を有するバッテリパック２０について、バッテリ収容部Ｓに対する挿入可能な収容向き（正しい収容向き）が前向きの１箇所に規制されるため、収容向きを間違えることなく、また間違えても使用者がすぐに気付いて正しい収納向きで挿入することができ、これにより当該バッテリパック２０を装填する時の操作性を高めることができる。
また、例示したバッテリパック２０によれば、その収容方向先端に縦部２４Ｔが横部２４Ｙに対して突き出すことにより位置決め凸部２４Ｒが設けられており、この位置決め凸部２４Ｒがバッテリ収容部Ｓの底部に設けた位置決め凹部Ｓｃに隙間なく嵌り込むことによって、当該バッテリパック２０の装填状態においてバッテリパック２０のがたつきを抑制することができる。
さらに、収容向き規制部３０，３０がバッテリ収容部Ｓの開口部から底部Ｓｂに至る全範囲に沿って設けられているのではなく、バッテリ収容部Ｓの開口側から寸法Ｌだけ収容方向奥側（図６において下方）に至る範囲については当該収容向き規制３０，３０が設けられておらず、その結果収容向き規制部３０，３０の開口端部（図６において上端部）とバッテリ収容部Ｓの開口部との間に、収容向き規制部３０，３０が存在しないことによるスペースが設けられ、このスペースに係合部３３が配置されている。このように、バッテリパック２０をバッテリ収容部Ｓに装填した状態に固定するために当該バッテリパック２０側の固定爪２４ｂ，２４ｂが係合される係合部３３，３３を、収容向き規制部３０，３０の開口側端部に並列配置することにより、僅かなスペースを利用して当該係合部３３，３３をコンパクトに配置することができ、これによりハンドル部のコンパクト化（握りやすさ）を図ることができる。

以上説明した実施形態には、さらに変更を加えることができる。例えば、３本のバッテリセル２１〜２３を横断面で見てＴ字形に並列配置して横断面Ｔ字形を有するバッテリパック２０を例示したが、４つ以上のバッテリセルを有する横断面Ｔ字形のバッテリパックの場合にも同様に適用することができる。例えば、縦部に１つのバッテリセル、横部に三つのバッテリセルを相互に横並びに配置して横断面Ｔ字形としたバッテリパック、あるいは縦部に２つのバッテリセル、横部に２つのバッテリセルを並列配置して横断面Ｔ字形としたバッテリパックを収容する電動工具についても同様に適用することができる。
また、横断面Ｔ字形について、その縦部若しくは横部の一方についてのみバッテリセルを収容し、他方についてはバッテリセルを内蔵しないダミー部とすることにより横断面Ｔ字形としたバッテリパックについても同様に適用することができる。従って、本発明は、１本のバッテリセルを内蔵するバッテリパックについても適用することができる。
さらに、縦部２４Ｔを前側にして装填するバッテリパック２０を例示したが、この収容向きについては、収容向き規制部によって任意の一箇所（前向き、横向き、後ろ向き）に規制される構成であればよい。
また、電動工具として孔あけ工具（いわゆる電気ドリル）を例示したが、例えばねじ締め機、切断機、打ち込み工具あるいは照明具等その他の作業を行う電動工具に適用することができる。

１…バッテリ式電動工具（孔明け用電気ドリル）
２…工具本体
３…チャック部
４…電動モータ
５…スイッチレバー
６…本体ハウジング
１０…ハンドル部
１１…ハンドルハウジング
１１ａ…頂部、１１ｂ…底辺部
２０…バッテリパック
２１〜２３…バッテリセル、２１ａ〜２３ａ…中心軸線
２４…バッテリケース
２４ａ…蓋部、２４ｂ…固定爪部、２４ｃ…指当て部、２４ｄ…滑り止め部
２４ｅ…ガード部、２４ｆ…台座部
２４Ｔ…縦部、２４Ｙ…横部、２４Ｐ…Ｔ字形脇部、２４Ｒ…位置決め凸部
２５…プラス端子接続口
２６…マイナス端子接続口
３０…収容向き規制部
３１…プラス端子
３２…マイナス端子
３３…係合部
Ｔ…先端工具（ツール）
Ｗ…加工材
Ｈ…使用者の手
Ｈｆ…指先
Ｈｐ…手の平
Ｐ…押し付け力
Ｓ…バッテリ収容部、Ｓｂ…底部、Ｓｃ…位置決め凹部

Claims (4)

1. 上下方向に延び、後方側に横並びに配置される、第１のバッテリセル及び第２のバッテリセルと、
   上下方向に延び、前記第１のバッテリセル及び前記第２のバッテリセルの前方側に配置される、第３のバッテリセルと、
   前記第１のバッテリセル、前記第２のバッテリセル及び前記第３のバッテリセルを収容するバッテリケースと、
   前記バッテリケースの上部に配置されるプラス端子接続口及びマイナス端子接続口と、
   前記バッテリケースの左右に配置される第１の固定爪部及び第２の固定爪部と、を有するバッテリパックと、
   前記バッテリパックの少なくとも一部を収容可能し、前記第１の固定爪部及び前記第２の固定爪部が固定されるハンドルハウジングと、
   前記ハンドルハウジングに接続され、電動モータを収容する本体ハウジングと、を有する電動工具であって、
   前記バッテリケースの上部に、位置決め凸部を形成し、
   前記位置決め凸部に前記プラス端子接続口及び前記マイナス端子接続口を配置し、
   前記ハンドルハウジングに、前記位置決め凸部が収容される位置決め凹部を設けたことを特徴とする電動工具。
2. 前記プラス端子接続口及び前記マイナス端子接続口は、前記第１のバッテリセル及び前記第２のバッテリセルの上方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
3. 前記位置決め凸部は、第３のセルの上方にわたって配置されており、
   前記位置決め凹部は、前記ハンドル部の前方側に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。
4. 前記固定爪部は、前記プラス端子接続口及び前記マイナス端子接続口よりも前方側に配置されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電動工具。

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