JP5924041B2

JP5924041B2 - 電動工具セット

Info

Publication number: JP5924041B2
Application number: JP2012054556A
Authority: JP
Inventors: 晃史濱野; 明寺西; 敬佑小板橋
Original assignee: Max Co Ltd
Current assignee: Max Co Ltd
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2032-03-12
Also published as: JP2013191288A

Description

本発明は、接続端子に特徴を有する電動工具セットに関する。

従来、電動工具等の電源として用いられる電池パックは、電動工具のグリップ部や充電器に着脱可能となっており、装着により電池パックの端子が上記電動工具や充電器等の対象機器に設けられた端子と嵌合し、電気的に接続されるように構成されるものが一般的である。

このような端子を備えた電池パックとしては、バッテリセルを充放電するための電流が流れる電力端子と、バッテリセルの充放電を制御する制御信号を電動工具や充電器等の外部装置との間で伝達するための信号端子の２種類の端子を備えたものが知られている。

ところで、電動工具は使用時に振動を発生させるものが多いが、こうした振動環境下においても電動工具に電池パックから安定した放電流の供給を可能とするためには、電池パックと電動工具との端子の嵌合力を十分に強く設定する必要がある。

しかしながら、端子の嵌合力を強く設定した場合、抜き差し荷重が増加して操作性を損なうという問題がある。特に、充電器は信号端子を多く備えているため、充電器に電池パックを装脱する際の抜き差し荷重が問題となる。

このような問題を解決するする方法としては、例えば特許文献１に記載されているように、電力端子の嵌合力を信号端子の嵌合力よりも大きく設定することが考えられる。この特許文献１記載の構成によれば、大電流が流れて熱変形し易い電力端子の嵌合力は大きく設定し、充電器に装着する際の抜き差し荷重増大の原因となる信号端子の嵌合力は比較的小さく設定している。

特許第４３３３７１５号公報

しかしながら、上記した特許文献１記載の構造においては、電力端子と信号端子とが別形状であるため、共通部品を使用することができなかった。

そこで、本発明は、電池パックの電力端子と信号端子とを共通部品で構成してコストダウンを図ることができるとともに、この電池パックを電動工具に取り付けたときには安定した接続状態を維持することができ、この電池パックを充電器に取り付けるときの抜き差し荷重が過大とならない電動工具セットを提供することを課題とする。

本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、以下を特徴とする。

（請求項１）
請求項１に記載の電動工具セットは、以下の点を特徴とする。

すなわち、電動工具と、充電器と、前記電動工具及び前記充電器に対して着脱可能な電池パックと、を備えた電動工具セットであって、前記電池パックは、充放電用の第１の端子と、充電及び放電の少なくともいずれかを制御するための信号を伝達するための第２の端子と、を備え、前記電動工具及び前記充電器は、前記第１の端子及び前記第２の端子に狭持されて接続される雄端子を備え、前記第１の端子及び前記第２の端子を同一形状の共通部品で形成するとともに、前記電動工具の雄端子の端子厚は、前記充電器の雄端子の端子厚よりも厚く形成されていることを特徴とする。

本発明は上記の通りであり、充放電用の第１の端子と、充電及び放電の少なくともいずれかを制御するための信号を伝達するための第２の端子と、を備え、前記第１の端子及び前記第２の端子は、電動工具及び充電器の取付部に形成された雄端子を狭持可能に形成された同一形状の共通部品であるため、電池パックの電力端子と信号端子とを共通部品で構成してコストダウンを図ることができる。

また、電動工具の雄端子との嵌合圧力が充電器の雄端子との嵌合圧力よりも大きくなるように構成されているため、電池パックを電動工具に取り付けたときに、実際の作業時において電動工具が生じる振動環境下においても安定した接続状態を維持することができるとともに、電池パックを充電器に取り付けるときの抜き差し荷重が過大となることがなく、操作性を良くすることができる。

電動工具の取付部を示す図である。充電器の取付部を示す図である。電池パックの外観斜視図である。電池パックを電動工具に取り付ける様子を示す図である。電池パックを電動工具に取り付けた状態を示す図である。充電器を電動工具に取り付ける様子を示す図である。充電器を電動工具に取り付けた状態を示す図である。電池パックの内部構造を示す図である。端子を接続した状態を示す図であって、（ａ）電池パックを電動工具に接続した図、（ｂ）電池パックを充電器に接続した図である。

本発明の実施形態について、電動工具１００としての電動回転工具を例にして、説明する。

（電動工具１００）
本実施形態に係る電動工具１００は、図１に示すように、グリップの下端部に電池パック１０を取り付けるための取付部１０１が形成されており、グリップの下端面と電池パック１０の装着面とが接触するように電池パック１０を着脱可能となっている。

電動工具１００の取付部１０１は、図１に示すように、グリップの下端部に設けられた底盤１０２と、この底盤１０２の両側に設けられた側下垂部１０３と、を備えている。

底盤１０２は、下面に沿って電池パック１０の上面を摺動させるためのものであり、先端部１０２ａ付近の底面には、電池パック１０を掛止するための被係合部１０６が凹設されている。被係合部１０６は、断面略Ｖ字状の窪みであり、先端部１０２ａ側の面が略垂直に形成されるとともに、反先端部１０２ａ側の面が傾斜して形成されている。

また、この底盤１０２の底面には、電池パック１０の端子２０ａ、２０ｂと接続されて電力供給等を受けるための雄端子が設けられている。この雄端子は、電池パック１０のバッテリセル１２から放電された電流を流すための第１の端子１０１ａと、放電を制御するための信号を伝達するための第２の端子１０１ｂと、の２種類の端子からなる。本実施形態においては、電動工具１００は、２つの第１の端子１０１ａと、２つの第２の端子１０１ｂと、を備えている。

側下垂部１０３は、底盤１０２の左右両端縁から下方に突出するように設けられており、電池パック１０を取り付けたときに電池パック１０の上側部に対して外側から当接するように形成されている。この側下垂部１０３の下端縁は、内側に突出して案内凸条１０４を形成しており、これにより、案内凸条１０４の上部にスライド溝１０５を形成している。この案内凸条１０４及びスライド溝１０５は、電池パック１０の上側部に設けられたガイドレール部１３及び溝１４（後述）とスライド可能に係合させるためのものである。

（充電器２００）
本実施形態に係る充電器２００は、図２に示すように、上面に電池パック１０を取り付けるための取付部２０１が形成されており、この上面と電池パック１０の装着面とが接触するように電池パック１０を着脱可能となっている。

この充電器２００の取付部２０１の中央には、図２に示すように、電池パック１０の端子２０ａ、２０ｂと接続されて電力供給等を受けるための雄端子が設けられている。この雄端子は、電池パック１０のバッテリセル１２へ充電する電流を流すための第１の端子２０１ａと、充電を制御するための信号を伝達するための第２の端子２０１ｂと、の２種類の端子からなる。本実施形態においては、充電器２００は、２つの第１の端子２０１ａと、６つの第２の端子２０１ｂと、を備えている。この第１の端子２０１ａ及び第２の端子２０１ｂは、端子カバー２０３によって上側を覆われており、電池パック１０との接続部を除いて外部に露出しないようにカバーされている。

また、この第１の端子２０１ａ及び第２の端子２０１ｂの両側には、スライド溝２０２が形成されている。このスライド溝２０２は、電池パック１０の上側部に設けられたガイドレール部１３及び溝１４（後述）とスライド可能に係合させるためのものである。

（電池パック１０）
本実施形態に係る電池パック１０は、複数の電池を接続して形成したバッテリセル１２をケース１１の内部に収容して構成したものであり、電動工具１００の取付部１０１及び充電器２００の取付部２０１に対してスライドさせて着脱可能となっている。

電動工具１００や充電器２００への取り付け面には、中央に端子カバー１７が設けられている。端子カバー１７の内側には雌端子が設けられている。この雌端子は、電動工具１００の取付部１０１及び充電器２００の取付部２０１の雄端子と接続されるものである。

この雌端子は、充放電用の第１の端子２０ａと、充電及び放電の少なくともいずれかを制御するための信号を伝達するための第２の端子２０ｂと、の２種類の端子からなる。本実施形態においては、電池パック１０は、３つの第１の端子２０ａと、５つの第２の端子２０ｂと、を備えている。

これらの第１の端子２０ａ及び第２の端子２０ｂは、図８に示すように、制御回路基板２０上に実装されており、端子カバー１７のスリットに臨む位置に配置されている。これにより、端子カバー１７のスリットから電動工具１００や充電器２００の雄端子が入り込むことで、この雄端子が電池パック１０の雌端子と接続できるように形成されている。

なお、制御回路基板２０は、図８に示すように、ケース１１の蓋部材とバッテリセル１２との間に配設されている。

端子カバー１７の両側には、図３に示すように、ガイドレール部１３及び溝１４が形成されている。このガイドレール部１３及び溝１４が設けられていることによって電池パック１０を電動工具１００の取付部１０１及び充電器２００の取付部２０１に対してスライドさせて着脱可能となっている。

また、端子カバー１７が設けられた面と同じ面には、前述した電動工具１００の被係合部１０６と係合するストッパ１５が突出方向に付勢されている。このストッパ１５は、ガイドレール部１３及び溝１４の延設方向と直交する方向に出没可能に設けられている。

電池パック１０の両側には、ストッパ１５の係合を解除するためのラッチ操作部１６が設けられている。特に図示しないが、このラッチ操作部１６は、電池パック１０の内部においてストッパ１５に対して間接的に作用するようになっており、ラッチ操作部１６を押し込み操作することでストッパ１５と被係合部１０６との係合を解除可能となっている。

（電池パック１０の装着）
この電池パック１０を電動工具１００に取り付ける際には、図４及び図５に示すように、ストッパ１５と被係合部１０６とが係合する方向に、電池パック１０を所定の位置までスライドさせる。すると、ストッパ１５が被係合部１０６に嵌り込み、電池パック１０が取付部１０１にしっかりと固定される。このように電池パック１０が電動工具１００に装着されると、電動工具１００の第１の端子１０１ａが電池パック１０の第１の端子２０ａに接続されるとともに、電動工具１００の第２の端子１０１ｂが電池パック１０の第２の端子２０ｂに接続される。

なお、電動工具１００の取付部１０１に固定された電池パック１０を取り外す際には、ラッチ操作部１６を電池パック１０の内方に押し込み操作する。ラッチ操作部１６を操作することでストッパ１５が電池パック１０の内部に変位可能となるため、そのまま電池パック１０を取り外し方向にスライドさせれば、ストッパ１５と被係合部１０６との係合が解除され、電池パック１０を電動工具１００から取り外すことができる。

また、この電池パック１０を充電器２００に取り付ける際には、図６及び図７に示すように、充電器２００のスライド溝２０２に沿って電池パック１０を最奥の位置までスライドさせる。電池パック１０を最奥の位置までスライドさせると、電池パック１０が充電器２００に装着され、充電器２００の第１の端子２０１ａが電池パック１０の第１の端子２０ａに接続されるとともに、充電器２００の第２の端子２０１ｂが電池パック１０の第２の端子２０ｂに接続される。

なお、充電器２００にはストッパ１５と係合する凹部等が設けられていないため、充電器２００の取付部２０１に装着された電池パック１０を取り外す際には、ラッチ操作部１６を操作する必要はなく、そのまま電池パック１０を引き抜けばよい。

（端子について）
ところで、本実施形態に係る電池パック１０においては、第１の端子２０ａ及び第２の端子２０ｂが、図８に示すように、ほぼ同一形状の共通部品で構成されている。これらの端子は、すべて同じ方向に向けて開口するように並設されている。

なお、本実施形態では３つの第１の端子２０ａの端部側のひとつが放電用プラス電力端子、その内側のひとつが充電用プラス電力端子、第２の端子２０ｂの間に位置するひとつが充放電用マイナス電力端子、そして第２の端子２０ｂはすべて信号端子となっている。

この第１の端子２０ａ及び第２の端子２０ｂは、図９に示すように、略コ字状の部材であり、両側の脚部３１が開口端部３２付近で接近するように曲折されて幅狭部３３を形成しており、この幅狭部３３で雄端子を狭持可能に形成されている。

電動工具１００の端子１０１ａ、１０１ｂ及び充電器２００の端子２０１ａ、２０１ｂは、この幅狭部３３を押し広げるように圧入され、所定の嵌合圧力で保持されて、電池パック１０の端子２０ａ、２０ｂと電気的に接続される。

このように接続されたときの嵌合圧力は、電池パック１０の端子２０ａ、２０ｂと充電器２００の端子２０１ａ、２０１ｂとの嵌合圧力よりも、電池パック１０の端子２０ａ、２０ｂと電動工具１００の端子１０１ａ、１０１ｂとの嵌合圧力の方が大きくなるように設定されている。

具体的には、図９に示すように、電動工具の雄端子の端子厚Ｔ１は、充電器の雄端子の端子厚Ｔ２よりも厚く形成されている。本実施形態においては、電動工具の雄端子の端子厚Ｔ１を１．０ｍｍ以上に設定するとともに、充電器の雄端子の端子厚Ｔ２を０．９ｍｍ以下に設定している。これにより、同じ電池パック１０の端子２０ａ、２０ｂに接続した場合でも、電動工具１００の端子１０１ａ、１０１ｂの方が電池パック１０の端子２０ａ、２０ｂよりも嵌合圧力が大きくなるように形成されている。

このように電動工具１００の端子１０１ａ、１０１ｂとの嵌合圧力は大きく設定されているため、大電流が流れる影響で雌端子２０ａ、２０ｂが多少熱変形したとしても、電動工具１００と電池パック１０との接続状態は安定して維持されるように形成されている。

また、充電器２００は振動環境において使用されるものではないため、充電器２００の端子２０１ａ、２０１ｂとの嵌合圧力は小さく設定されており、抜き差し荷重が過大とならないので、操作性を良好に保つことができるように形成されている。

なお、図９においては、第１の端子２０ａ、１０１ａ、２０１ａを例に説明しているが、第２の端子２０ｂ、１０１ｂ、２０１ｂ相互の関係においても、第１の端子２０ａ、１０１ａ、２０１ａと同様の設定となっている。すなわち、電池パック１０の第２の端子２０ｂは第１の端子２０ａと同じ形状であり、電動工具１００の第２の端子１０１ｂは第１の端子１０１ａと同じ板厚であり、充電器２００の第２の端子２０１ｂは第１の端子２０１ａと同じ板厚であるため、嵌合圧力の関係は第１の端子２０ａ、１０１ａ、１０２ａと第２の端子２０ｂ、１０１ｂ、１０２ｂとで相違しない構成となっている。

このような構成によれば、電池パック１０の第１の端子２０ａと第２の端子２０ｂとがほぼ同一形状の共通部品であるため、電池パック１０の電力端子と信号端子とを共通部品で構成してコストダウンを図ることができる。

また、電動工具１００の雄端子１０１ａ、１０１ｂとの嵌合圧力が充電器２００の雄端子２０１ａ、２０１ｂとの嵌合圧力よりも大きくなるように構成されているため、電池パック１０を電動工具１００に取り付けたときに、作業者が実際の作業時において電動工具１００が生じる振動環境下においても安定した接続状態を維持することができるとともに、電池パック１０を充電器２００に取り付けるときの抜き差し荷重が過大となることがなく、操作性を良くすることができる。

１０電池パック
１１ケース
１２バッテリセル
１３ガイドレール部
１４溝
１５ストッパ
１６ラッチ操作部
１７端子カバー
２０制御回路基板
２０ａ第１の端子
２０ｂ第２の端子
３１脚部
３２開口端部
３３幅狭部
１００電動工具
１０１取付部
１０１ａ第１の端子
１０１ｂ第２の端子
１０２底盤
１０２ａ先端部
１０３側下垂部
１０４案内凸条
１０５スライド溝
１０６被係合部
２００充電器
２０１取付部
２０１ａ第１の端子
２０１ｂ第２の端子
２０２スライド溝
２０３端子カバー
Ｔ１電動工具の雄端子の端子厚
Ｔ２充電器の雄端子の端子厚

Claims

電動工具と、充電器と、前記電動工具及び前記充電器に対して着脱可能な電池パックと、を備えた電動工具セットであって、
前記電池パックは、充放電用の第１の端子と、充電及び放電の少なくともいずれかを制御するための信号を伝達するための第２の端子と、を備え、
前記電動工具及び前記充電器は、前記第１の端子及び前記第２の端子に狭持されて接続される雄端子を備え、
前記第１の端子及び前記第２の端子を同一形状の共通部品で形成するとともに、前記電動工具の雄端子の端子厚は、前記充電器の雄端子の端子厚よりも厚く形成されていることを特徴とする、電動工具セット。