JP5734298B2 - 充電器用の異物除去構造 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本国際出願は、2010年8月31日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第2010−194344号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第2010−194344号の全内容を参照により本国際出願に援用する。
本発明は、電動工具用の電池パック及びその電池パックが着脱自在に装着される充電器に適用され、充電器側端子に付着した異物を除去するための異物除去構造に関する。
例えば、下記特許文献1に記載の充電器では、充電用端子の上面側を覆うスライドカバーを設けて充電用端子に異物が付着することを防止している。
特開2004−147360号公報
しかし、スライドカバーのみで充電用端子に異物が付着することを防止することが難しい場合があり、仮に充電用端子に異物が付着した場合には、その異物を除去した後、電池パックを充電器に装着する必要がある。
本発明は、上記点に鑑み、充電器側端子に異物が付着した場合であっても、その異物を容易に除去することが可能な異物除去構造を提供することを目的とする。
本発明は、電動工具用の電池パックが着脱自在に装着される充電器の充電器側端子に付着した異物を除去するための異物除去構造であって、電池パックに設けられ、電池パックの装着方向に沿って延びるとともに、その延び方向一端側に充電器側端子が進入可能な開口部が形成された挿入坑と、挿入坑内に設けられ、電池パックが充電器に装着されたときに開口部から挿入坑内に進入した充電器側端子と接触する電池側端子と、電池パックにおける開口部より装着方向前進側に設けられ、装着方向と交差する面を有する押出部とを備え、当該異物除去構造は、電池側端子の装着方向前進側と充電器側端子とが接触したときに、充電器側端子より装着方向前進側にずれた部位に押出部が位置するように構成されている。
本発明では、充電器側端子に異物が付着している状態で電池パックが充電器に装着されると、電池側端子が充電器側端子に接触する前に押出部が充電器側端子に付着している異物に接触するので、電池パックが装着方向前進側に進むと、これに応じて異物が押出部で押され、充電器側端子からずれた部位まで押し出される。
したがって、本発明では、電池パックを充電器に装着する際に、押出部により充電器側端子に付着している異物が充電器側端子からずれた部位まで押し出されるので、充電器側端子に異物が付着した場合であっても、その異物を容易に除去することができる。
なお、押出部の面から電池側端子までの寸法は、充電器側端子における装着方向と平行な部位の寸法より大きくてもよい。
また、充電器側端子は、充電器の基台面から装着方向と直交する方向に突出してもよく、押出部は、電池パックの外壁面から装着方向と直交する方向に突出した形状であってもよい。さらに、電池パックが充電器に装着された場合においては、電池パックの外壁面と充電器の基台面とが互いに対向するとともに、押出部の突出方向先端が、充電器側端子の突出方向先端より基台面側に位置してもよい。
また、異物除去構造は、充電器側端子に対して装着方向前進側に位置し、基台面から充電器側端子の突出方向と平行な方向に突出して充電器側端子を保持する電気絶縁材料からなる保持部を備えてもよく、基台面から保持部の突出方向先端までの寸法である保持部高さが、基台面から充電器側端子の突出方向先端までの寸法である端子高さ以下であってもよい。
あるいは、保持部における充電器側端子側の保持部高さは、充電器側端子における保持部側の端子高さ以下であってもよく、さらに、保持部における充電器側端子側には、充電器側端子から装着方向前進側に遠ざかるに従って徐々に保持部高さが大きくなるテーパ面が設けられてもよい。
また、挿入坑は、電池側端子を挟んで互いに対向して設けられて開口部から装着方向後退側に延びる一対の側壁部を有してもよく、さらに、押出部は、一対の側壁部のうちの一方に対応する部位に設けられてもよい。
また、押出部は、一対の側壁部の一方から装着方向前進側に延びる突条として構成されてもよい。
さらに、保持部は、押出部に対応する部位からずれた位置に設けられてもよい。
充電器側端子及び電池側端子は、例えば、充電用端子及び通信用端子を含む、どのような端子であってもよい。
本発明の第1実施形態に係る電動工具の外観図である。 第1実施形態に係る充電器の外観を図示し、図2Aは、充電器の全体斜視図であり、図2Bは、充電器における充電器側端子の拡大斜視図である。 第1実施形態に係る電池パックの外観を図示し、図3Aは、電池パックの全体斜視図であり、図3Bは、電池パックにおける押出部等の拡大斜視図である。 第1実施形態に係る電池パックが充電器に装着された場合における充電器側端子及び押出部の断面図である。 第1実施形態に係る充電器側端子の側面図である。 電池パックが充電器に装着されていく状態を示す説明図である。 電池パックが充電器に装着されていく状態を示す説明図である。 電池パックが充電器に装着された状態を示す説明図である。 充電器側端子に付着した異物が除去されていく状態を示す図である。 本発明の第2実施形態に係る電池パックの外観を図示し、図9Aは、電池パックの全体斜視図であり、図9Bは、電池パックにおける押出部等の拡大斜視図である。 第2実施形態に係る充電器の外観を図示し、図10Aは、充電器の全体斜視図であり、図10Bは、充電器における充電器側端子の拡大斜視図である。 第2実施形態に係る電池パックが充電器に装着された状態を示す説明図である。 本発明の第3実施形態に係る充電器側端子の側面図である。 本発明の第4実施形態に係る電池パックの外観斜視図である。
1…電動工具、2…ハンドル部、3…工具本体部、10…電池パック、11…装着部、12…挿入坑、12A…開口部、12B…側壁部、13…充電用端子、13A…通信用端子、14…押出部、14A…前端面、15…カバー、20…充電器、21…装着部、22…充電用端子、23…通信用端子、24…カバー、25…保持部、25A…隙間、25B…テーパ面、40…異物
以下に本発明に係るいくつかの実施形態を図面と共に説明する。
以下の実施形態では、本発明に係る異物除去構造を電動ドライバーや電動ドリル等の電動工具用の電池パック及び充電器に適用している。
(第1実施形態)
1.電池パック及び充電器の概略
図1に示すように、本第1実施形態における電動工具1は、作業者が把持するハンドル部2と、ハンドル部2の長手方向一端側に設けられた工具本体部3とを備え、工具本体部3に電動モータ(図示せず。)が収納されている。
そして、ハンドル部2の長手方向他端側には、電動工具1に電力を供給する電池パック10が離脱可能に装着されており、この電池パック10は、ハンドル部2の長手方向と交差する方向(例えば直交する方向)に移動させることにより電動工具1に対して着脱することができる。
また、電池パック10を充電するための充電器20には、図2Aに示すように、電池パック10が着脱自在に装着される装着部21が設けられており、この装着部21には、電池パック10に電力を供給する一対の金属製の充電用端子22が設けられている。
図2Aに記載されている上下方向、左右方向、及び前後方向は、以下の説明を容易にするために便宜的に付したものであり、現実の使用状態においては、必ずしも図示された方向に限定されるものではない。
なお、一対の充電用端子22のうち紙面右側の充電用端子22は正(+)極用の端子であり、紙面左側の充電用端子22は負(−)極用の端子であり、一対の充電用端子22間に設けられた複数の通信用端子23は、電池パック10と充電器20との間で信号を送受信するための端子である。以下、特に断りをした場合を除き、充電用端子22とは、一対の充電用端子22を意味するものとする。
2.充電器用の異物除去構造
電池パック10の装着部11は、図3Aに示すように、立方体状の電池パック10の上面部に設けられており、この装着部11を充電器20又は電動工具1(ハンドル部2)に装着することにより、電池パック10と充電器20又は電動工具1とが電気的に接続される。
ここで、図3Aに記載されている上下方向、左右方向、及び前後方向は、説明を容易にするために便宜的に付したものであり、現実の使用状態においては、必ずしも図示された方向に限定されるものではない。
また、電池パック10が充電器20に装着された際には、充電器20の装着部21と電池パック10の装着部11とが互いに対向した状態となるので、例えば、充電器20の装着部21が、図2Aに示すように充電器20の上面側に位置する場合には、図4Aに示すように、電池パック10の装着部11は下方を向くこととなる。
ここで、図4Aに記載されている上下方向及び前後方向は、理解を容易にするために図2A及び図3Aに記載された上下方向及び前後方向と一致するように便宜的に付したものであり、現実の使用状態においては、必ずしも図示された方向に限定されるものではない。
そして、電池パック10の装着部11には、図3Aに示すように、電池パック10の装着方向(本実施形態では、図3Aに示す前後方向)に沿って延びる複数の挿入坑12が設けられており、これら挿入坑12の延び方向一端側(本実施形態では、図3Aに示す前側)には、充電用端子22及び通信用端子23(以下、これら端子を「充電器側端子22,23」とも総称する)が進入可能な開口部12Aが設けられている(図3B参照)。
また、各挿入坑12内には、金属製の充電用端子13又は金属製の通信用端子13Aが設けられている。充電用端子13は、電池パック10が充電器20に装着されたときに開口部12Aから挿入坑12内に進入した充電用端子22と接触する端子である。通信用端子13Aは、電池パック10が充電器20に装着されたときに開口部12Aから挿入坑12内に進入した通信用端子23に接触する端子である。
なお、挿入坑12の各々は、図3Bに示すように、装着方向と直交する方向(図3Bの左右方向)において、充電用端子13又は通信用端子13Aを挟んで互いに対向する一対の側壁部12Bによって形成された溝である。側壁部12Bの各々は、開口部12Aから装着方向後退側(図3Aの後側)に延び、充電用端子13及び通信用端子13A(以下、これら端子を「電池側端子13,13A」とも総称する)はそれぞれ、対応する一対の側壁部12Bによって保護されている。
つまり、本実施形態に係る電池パック10では、電池側端子13,13Aが挿入坑12内に配設されているので、電池パック10に作用する外力は側壁部12Bにて受けることとなる。このため、電池側端子13,13Aに外力が直接的に作用することを抑制できるので、電池パック10が粗野に扱われた場合であっても、電池側端子13,13Aが損傷してしまうことを抑制できる。
そして、電池パック10の装着部11における開口部12Aよりも装着方向前進側、つまり開口部12Aより前方側には、装着方向と直交する面14A(前端面14A)を各々有する複数の押出部14が設けられており、これら押出部14及び側壁部12Bは、樹脂等の絶縁材料にてカバー15と共に一体成形されている。
また、押出部14は、突条として形成されている。より具体的には、押出部14はそれぞれ、装着部11を構成するカバー15から装着方向と直交する方向(図3Bにおける上下方向)に突出するとともに、側壁部12Bに対応する部位から装着方向前進側に延びている。
また、充電器側端子22,23はそれぞれ、図2Bに示すように、装着部21を構成する樹脂製のカバー24から装着方向と直交する方向(図2Bにおける上下方向)に突出するとともに、装着方向に拡がる板状に構成されている。尚、本実施形態では、説明を簡単にするために、充電器側端子22,23は、互いに同一の形状及び寸法となるように構成されているが、互いに異なる形状及び寸法となるように構成されていてもよい。
このため、電池パック10が充電器20に装着された状態では、電池パック10のカバー15(装着部11)と充電器20のカバー24(装着部21)とが互いに対向することとなる。さらに、図4Aに示すように、電池パック10が充電器20に装着された状態では、押出部14はカバー15から充電器20のカバー24側に突出した状態となり、一方、充電器側端子22,23(図4Aでは、充電用端子22のみが図示されている)はカバー24から電池パック10のカバー15側に突出した状態となる。
そして、押出部14の前端面14Aから電池側端子13,13Aまでの寸法L1は、充電器側端子22,23における装着方向と平行な部位の寸法L2より大きい寸法に設定されているため、電池側端子13,13Aにおける装着方向前進側と充電器側端子22,23とが接触したときには、押出部14の前端面14Aは、充電器側端子22,23より装着方向前進側(図4Aにおいては前方側)にずれた部位に位置することとなる。
また、押出部14の突出寸法L3は、電池パック10が充電器20に装着された状態において、押出部14の突出方向先端14Bが、充電器側端子22,23の突出方向先端(図4Aでは、充電用端子22の突出方向先端22Aのみが図示されている)より下方側(カバー24側)に位置するような寸法に設定されている。本実施形態では、押出部14と充電器側端子22,23との重複寸法L4は、充電器側端子22,23の突出寸法L5の約20%以上となるように設定されている。しかしながら、重複寸法L4は、本実施形態における寸法に限定されるものではなく、どのように設定されていてもよい。
ところで、充電器側端子22,23は、図2Bに示すように、インサート成形等によりカバー24に固定されているとともに、その装着方向前進側(図2Bでは前端側)に設けられた複数の保持部25により保持されており、これら保持部25は、カバー24から充電器側端子22,23の突出方向と平行な方向に突出してカバー24と一体成形されたブロック状に形成されている。
また、保持部25はそれぞれ、充電器側端子22,23の各々に対応して設けられており、各保持部25間には、押出部14が通過可能な隙間25Aが設けられている(図7参照)。つまり、本実施形態では、各保持部25は、充電器側端子22,23の各々の前端側を保持するとともに、電池パック10が充電器20に装着される際に、押出部14との干渉を避けるべく、押出部14に対応する部位からずれた位置に設けられていることとなる。
保持部25は、電池パック10が充電器20に装着された場合に、充電器側端子22,23及び電池パック10の開口部12Aを覆うように形成されているため、電池パック10が充電器20に装着された状態においては、装着方向前進(隙間25A)側から充電器側端子22,23及び電池側端子13,13Aに触れることはできない。
そして、保持部25における充電器側端子22,23側の保持部高さh1は、図4Bに示すように、充電器側端子22,23における保持部25側の端子高さL5以下であり(図4Bでは、充電用端子22のみが図示されている)、保持部25における充電器側端子22,23側には、充電器側端子22,23から装着方向前進側(図4Bにおいては前方側)に遠ざかるに従って徐々に保持部高さh2が大きくなるテーパ面25Bが設けられている。
ここで、保持部高さとは、カバー24から保持部25の突出方向先端までの寸法をいい、端子高さとは、カバー24から充電器側端子22,23の突出方向先端までの寸法をいう。
3.本実施形態に係る充電器用の異物除去構造の特徴
本実施形態では、電池パック10における開口部12Aより装着方向前進側に押出部14が設けられているので、図5,6,7に順に示されるように、電池パック10の充電器20への装着が進行するにつれて、押出部14の前端面14Aは、装着方向前進側に移動していく。
このため、仮に、充電器側端子22,23のうちの少なくとも一部の端子に異物40が付着している状態(図8A及び図8B参照)で電池パック10が充電器20に装着されると、電池側端子13,13Aが充電器側端子22,23に接触する前に押出部14が充電器側端子22,23に付着している異物40に接触する。このため、図8C及び図8Dに示すように、電池パック10が装着方向前進側に進むと、これに応じて異物40が押出部14で押され、充電器側端子22,23からずれた部位まで押し出される。
したがって、本実施形態では、電池パック10を充電器20に装着する際に、押出部14が充電器側端子22,23に付着している異物40が充電器側端子22,23からずれた部位まで押し出されるので、充電器側端子22,23に異物40が付着した場合であっても、その異物40を容易に除去することができる。
なお、本実施形態では、保持部25は電気絶縁材料である樹脂にて構成されているので、異物40を少なくとも保持部25まで移動させれば、異物40が充電器側端子22,23に付着することに起因する電気的な不具合の発生を未然に抑制できる。
また、本実施形態では、充電器側端子22,23は、充電器20のカバー24から装着方向と直交する方向に突出し、押出部14は、電池パック10のカバー15から充電器側端子22,23の突出方向と平行な方向に突出した形状である。さらに、電池パック10が充電器20に装着された場合においては、押出部14の突出方向先端14Bは、図4Aに示すように、充電器側端子22,23の突出方向先端よりカバー24側に位置しているので、充電器側端子22,23の突出方向先端に付着した異物40を確実に充電器側端子22,23からずれた領域まで移動させることができる(図8D参照)。
また、本実施形態では、保持部25における充電器側端子22,23側には、図4Bに示すように、充電器側端子22,23から装着方向前進側に遠ざかるに従って徐々に保持部高さが大きくなるテーパ面25Bが設けられているので、保持部25と充電器側端子22,23との間に階段状の段差がなくなり、充電器側端子22,23の突出方向先端に付着した異物40を確実に充電器側端子22,23からずれた領域まで移動させることができる(図8D参照)。
4.発明特定事項と実施形態との対応関係
本実施形態では、カバー15が本発明における電池パックの外壁面の一例に相当し、カバー24が本発明における充電器の基台面の一例に相当し、充電用端子22及び通信用端子23が本発明における充電器側端子の一例に相当し、充電用端子13及び通信用端子13Aが本発明における電池側端子の一例に相当する。
(第2実施形態)
本実施形態では、図9A及び図9Bに示すように、一部の側壁部12Bを装着方向前進側まで延長することにより押出部14が形成されている。
なお、図10A及び図10Bは、本実施形態に係る電池パック10を装着可能な充電器20を示しており、図11は本実施形態に係る電池パック10が充電器20に装着される状態を示している。
(第3実施形態)
本実施形態では、保持部25の保持部高さh1は、図12A及び図12Bに示すように、充電器側端子22,23における保持部25側の端子高さL5以下となるように設定されている(図12A及び図12Bでは、充電用端子22のみが図示されている)。
なお、図12Bでは、保持部高さh1を端子高さL5以下に設定するとともに、充電器側端子22,23から装着方向前進側(図12Bにおいては前方側)に遠ざかるに従って徐々に保持部高さh2が小さくなるテーパ面25Cが設けられている。
以上により、本実施形態では、充電器側端子22,23の突出方向先端に付着した異物40を確実に充電器側端子22,23からずれた領域まで移動させることができるとともに、押出部14により保持部25まで移動させられた異物40を容易に保持部25外まで移動させることができる。
(第4実施形態)
上述の実施形態では、押出部14は、開口部12Aから前端面14Aまで連続する突条として形成されていたが、本実施形態では、図13に示すように、装着方向と交差する面14Aを有する突起により押出部14が形成されている。なお、本実施形態に係る押出部14は、円柱状の突起又は角柱状の突起のいずれであってもよい。
(その他の実施形態)
第1実施形態では、保持部25は、充電器側端子22,23側のみにテーパ面25Bが設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、保持部25の突出方向先端全域をテーパ面25Bとしてもよい。
また、上述の実施形態では、充電器20の装着部21が上面側に位置する状態で本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、上述の実施形態では、充電器側端子22,23は帯板状に形成され、電池側端子13,13Aは充電器側端子22,23の板面を挟み込むような形状であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、これとは逆に、電池側端子13,13Aを帯板状とし、充電器側端子22,23を電池側端子13,13Aの板面を挟み込むような形状としてもよい。
また、上述の実施形態では、樹脂製の保持部25を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、保持部25を廃止する又は保持部25の幅寸法を充電器側端子22,23の厚み寸法と同等程度まで小さくする等してもよい。
また、上述の実施形態では、挿入坑12は、図3Aにおける上面側が開口した溝状のものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、開口部12Aから挿入方向後退側に延びる坑状であってもよい。なお、この場合には、充電器側端子22,23は、保持部25から挿入方向後退側に延びて保持部25に支持された棒状に形成されることが好ましい。
また、上述の実施形態では、充電器20は、充電器側端子22,23の上方側が開放された構成であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、充電器側端子22,23の上方側にカバー等の覆い部材を設けてもよい。
また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

Claims (10)

  1. 電動工具用の電池パックが着脱自在に装着される充電器の充電器側端子に付着した異物を除去するための異物除去構造であって、
    前記電池パックに設けられ、前記電池パックの装着方向に沿って延びるとともに、その延び方向一端側に前記充電器側端子が進入可能な開口部が形成された挿入坑と、
    前記挿入坑内に設けられ、前記電池パックが前記充電器に装着されたときに前記開口部から前記挿入坑内に進入した前記充電器側端子と接触する電池側端子と、
    前記電池パックにおける前記開口部より前記装着方向前進側に設けられ、前記装着方向と交差する面を有する押出部とを備え、
    当該異物除去構造は、前記電池側端子の前記装着方向前進側と前記充電器側端子とが接触したときに、前記充電器側端子より前記装着方向前進側にずれた部位に前記押出部が位置するように構成されている、異物除去構造。
  2. 請求項1に記載の異物除去構造であって、
    前記押出部の前記面から前記電池側端子までの寸法は、前記充電器側端子における前記装着方向と平行な部位の寸法より大きい、異物除去構造。
  3. 請求項1又は2に記載の異物除去構造であって、
    前記充電器側端子は、前記充電器の基台面から前記装着方向と直交する方向に突出し、
    前記押出部は、前記電池パックの外壁面から前記装着方向と直交する方向に突出した形状であり、
    さらに、前記電池パックが前記充電器に装着された場合においては、前記電池パックの外壁面と前記充電器の基台面とが互いに対向するとともに、前記押出部の突出方向先端が、前記充電器側端子の突出方向先端より前記基台面側に位置している、異物除去構造。
  4. 請求項3に記載の異物除去構造であって、
    前記充電器側端子に対して前記装着方向前進側に位置し、前記基台面から前記充電器側端子の突出方向と平行な方向に突出して前記充電器側端子を保持する電気絶縁材料からなる保持部を備え、
    前記基台面から前記保持部の突出方向先端までの寸法である保持部高さが、前記基台面から前記充電器側端子の突出方向先端までの寸法である端子高さ以下である、異物除去構造。
  5. 請求項3に記載の異物除去構造であって、
    前記充電器側端子に対して前記装着方向前進側に位置し、前記基台面から前記充電器側端子の突出方向と平行な方向に突出して前記充電器側端子を保持する電気絶縁材料からなる保持部を備え、
    前記保持部における前記充電器側端子側の保持部高さは、前記充電器側端子における前記保持部側の端子高さ以下であり、
    前記保持部における前記充電器側端子側には、前記充電器側端子から前記装着方向前進側に遠ざかるに従って徐々に前記保持部高さが大きくなるテーパ面が設けられ、
    前記保持部高さは、前記基台面から前記保持部の突出方向先端までの寸法であり、
    前記端子高さは、前記基台面から前記充電器側端子の突出方向先端までの寸法である、異物除去構造。
  6. 請求項4又は5に記載の異物除去構造であって、
    前記挿入坑は、前記電池側端子を挟んで互いに対向して設けられて前記開口部から前記装着方向後退側に延びる一対の側壁部を有しており、
    さらに、前記押出部は、前記一対の側壁部のうちの一方に対応する部位に設けられている、異物除去構造。
  7. 請求項6に記載の異物除去構造であって、
    前記押出部は、前記一対の側壁部の一方から前記装着方向前進側に延びる突条として構成されている、異物除去構造。
  8. 請求項7に記載の異物除去構造であって、
    前記保持部は、前記押出部に対応する部位からずれた位置に設けられている、異物除去構造。
  9. 請求項1〜8のいずれか1項に記載の異物除去構造であって、
    前記充電器側端子は、前記充電器から突出して、前記充電器の外部に露出するように前記充電器に設けられている、異物除去構造。
  10. 請求項9に記載の異物除去構造であって、
    前記充電器側端子は、前記充電器の基台面から前記装着方向と直交する方向に突出するとともに、前記装着方向に拡がる板状に構成され、
    前記電池側端子は、前記挿入坑内に進入した前記充電器側端子の面と接触する、異物除去構造。
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