JP5942431B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本発明は、電動工具等の電源として電動工具や充電器等の対象機器に着脱自在に設けられる電池パックに関する。

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プラス及びマイナスの端子が、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接触するように構成されている。

また、このような電池パックの取り付け構造としては、特許文献１に示されるように、電池パックに係止フックを設け、この係止フックを電動工具の取付部に係止させることで、作業時に電池パックが取付部から外れないようにしたものが知られている。

そして、電池パックを取り外す際には、所定の操作によって係止フックの係合を解除するように形成する。例えば、この特許文献１記載の構造においては、係止解除ボタンを電池パックの両側部に設け、係止解除ボタンを電池パックの内側に押し込み操作したときに係止フックが係止解除方向に移動するようにしている。詳しくは、係止解除ボタンの傾斜した内側面が係止フックの受け部に当接し、これにより、傾斜係止解除ボタンが押し込み操作されたときに係止解除ボタンの内側面上を係止フックの受け部が摺動して、係止フックを係止解除方向に移動させるように形成している。

このような電池パックの取り付け構造によれば、係止解除ボタンを内側に押し込み操作したときに、この操作荷重が係止フックを押し下げる方向の力に変換される。すなわち、電池パックを握持する自然な動作で係止解除が行えるため、電池パックの取り外しの操作性を高めることができるようになっている。

特開２００８−１０３１４４号公報

しかしながら、作業現場においては電池パックの内部に粉塵が入り込むことは避けられない。上記した特許文献１記載の構造において電池パックの内部に粉塵が入り込むと、この粉塵が前記した摺動面に入り込むおそれがある。摺動面に粉塵が入り込んだ状態で係止解除操作が行われると、粉塵を挟み込んで摺動することにより摺動面が荒れてしまうため、摩擦抵抗が大きくなるという問題が発生する。そして、摩擦抵抗が大きくなると、荷重が増大して操作性が悪くなり、最悪の場合は操作自体ができなくなる可能性もある。

また、左右の係止解除ボタンを押す力に偏りがあると、係止フックに対して偏った力が加わることにより係止フックが傾いて引っ掛かる可能性もある。係止フックが引っ掛かってしまうと、最悪の場合係止フックの移動ができなくなり、電池パックの取り外しができなくなる可能性もある。

そこで、本発明は、摺動面が荒れて摩擦抵抗が大きくなることの影響を最小化できるとともに、左右の操作荷重に偏りがある場合でも不具合が起きにくい電池パックの取り付け構造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に記載の発明は、以下の点を特徴とする。

すなわち、請求項１に記載の電池パックは、電動工具等の対象機器の取付部に対して着脱可能な電池パックであって、前記電池パックの上面から出没するストッパ部を備えた係合部材と、前記係合部材を操作するために前記電池パックの両側に設けられた２つの操作部材と、前記ストッパ部が前記取付部に係合する方向に前記係合部材を付勢する付勢部材と、を備え、前記係合部材は、前記ストッパ部の下部に前記係合部材の摺動方向に対して垂直な面を形成する受部を備え、前記操作部材は、押し込み操作可能な操作部と、操作部に設けられた支軸部と、前記受部に当接する位置まで延設された押下部と、を備え、前記操作部が内方へ押し込み操作されたときに前記支軸部を軸として回動し、前記押下部が前記受部の中央付近を押し下げることにより前記係合部材を没入方向へ移動させることを特徴とする。

（請求項２）
請求項２に記載の発明は、上記した請求項１記載の発明の特徴点に加え、以下の点を特徴とする。

すなわち、前記操作部材は、前記操作部の下部に前記支軸部が配置され、前記支軸部の横方向に押下部が延設されており、力点である前記操作部と、支点である前記支軸部と、作用点である前記押下部と、が略Ｌ字状に配置されていることを特徴とする
（請求項３）
請求項３に記載の発明は、上記した請求項１又は２記載の発明の特徴点に加え、以下の点を特徴とする。
すなわち、前記操作部材を回動させたときの前記押下部と前記受部との接点について、当該接点が前記係合部材の出没方向に移動する距離は、当該接点が当該出没方向と直交する方向に移動する距離より大きいことを特徴とする。

（請求項４）
請求項４に記載の発明は、上記した請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明の特徴点に加え、以下の点を特徴とする。

すなわち、前記操作部材は、前記操作部と前記支軸部と前記押下部とが略Ｌ字状に配置されたものであることを特徴とする。

本発明は上記の通りであり、係合部材を操作するために電池パックの両側に設けられた２つの操作部材を備え、前記操作部材は、押し込み操作可能な操作部と、操作部に設けられた支軸部と、係合部材の受部に当接する位置まで延設された押下部と、を備え、前記操作部が内方へ押し込み操作されたときに前記支軸部を軸として回動し、前記押下部が受部を押し下げることにより前記係合部材を没入方向へ移動させる。

このように、ストッパ部の下方まで延設された押下部によって係合部材を移動させるため、押下部は係合部材を真下に押し下げればよく、押下部が受部の上を摺動する距離を極小化することができるので、摺動面が荒れて摩擦抵抗が大きくなることの影響を最小化できる。

また、押下部はストッパ部の下方において係合部材を押し下げるため、仮に２つの操作部材で操作荷重に偏りがあったとしても（または、１つの操作部材のみが操作されたとしても）、係合部材を意図した方向に押し下げることができる。言い換えると、係合部材が傾くことがなく、係合部材をスムーズに押し下げることができる。

電池パックを取り付けた電動工具の外観斜視図である。 電動工具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。 電池パックの分解図である。 係合部材の外観斜視図である。 操作部材の外観斜視図である。 係合部材が突出した状態の電池パックを示す断面図である。 係合部材が没入した状態の電池パックを示す断面図である。 押下部と受部との接点の移動距離を示す説明図である。 電池パックを取り付けた充電器の外観斜視図である。

本発明の実施形態について、図を参照しつつ、電動工具１００としての電動打ち込み工具を例にして説明する。

本実施形態に係る電動工具１００及び電池パック１０は、図１に示すように、互いに着脱可能に形成されている。すなわち、電動工具１００のグリップの下端部には、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の上端面とが接触するように電池パック１０を取り付け可能となっている。

電動工具１００の取付部１０１は、図２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。

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２１及び溝２２（後述）とスライド可能に係合させるためのものである。

一方、本実施形態に係る電池パック１０は、図３に示すように、上記した案内凸条１０４及びスライド溝１０５と係合するガイドレール部２１及び溝２２が上側部に形成されている。このガイドレール部２１及び溝２２は、電池パック１０の両側面に形成されており、このガイドレール部２１及び溝２２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に対してスライドさせて着脱可能となっている。すなわち、ガイドレール部２１が外側に突出することによりガイドレール部２１の下部に溝２２を形成しており、この溝２２の開口端側から案内凸条１０４を差し込むことにより、案内凸条１０４及びスライド溝１０５とガイドレール部２１及び溝２２とが係合した状態で電池パック１０をスライドさせることができる。

また、この電池パック１０の上面には、前述した被係合部１０６と係合するストッパ部３１が突出方向に付勢されている。このストッパ部３１は、ガイドレール部２１及び溝２２の延設方向と直交する方向に出没するように設けられている。これにより、ストッパ部３１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と、ストッパ部３１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ようになっている。

なお、取付部１０１に固定された電池パック１０を取り外す際には、操作部４２を電池パック１０の内方に押し込み操作する必要がある。詳しくは後述するが、この操作部４２は、図３に示すように、電池パック１０の両側に相対するように２つ設けられている。

図４は、上記した電池パック１０の分解図である。この図４が示すように、電池パック１０は、複数の電池１３を直列、並列又は両方で接続して形成したバッテリセル１２、このバッテリセル１２を収容するケース本体１１、前記ケース本体１１の上部を覆う蓋部材２０、前記したストッパ部３１を有する係合部材３０、前記操作部材４０を付勢する付勢部材としてのバネ３７、前記係合部材３０を操作するために電池パック１０の両側に設けられた２つの操作部材４０、を備えて構成されている。

蓋部材２０は、電池パック１０の上部を覆う部材であり、ケース本体１１に対してネジやボルト等で固定されることによって他部材を収容するケースを形成する。この蓋部材２０の両側部には、図４に示すように、前述したガイドレール部２１や溝２２が形成されている。また、このガイドレール部２１及び溝２２の終端部の延長線上には、前述した操作部４２を外部に露出させるための操作用開口２３が切欠かれて形成されている。また、上面には、前述したストッパ部３１を突出させるためのラッチ口２４が開口している。

係合部材３０は、電池パック１０の内部において摺動可能に支持された部材であり、図４及び図５に示すように、上部に山形に突出するストッパ部３１と、ストッパ部３１の下部に設けられた受部３２と、を備えている。このうち、ストッパ部３１は、前方が傾斜面３１ａを形成するとともに、後方が垂直面３１ｂを形成している。このストッパ部３１は、ラッチ口２４から突出可能に配置され、電池パック１０の上面から出没するようになっている。また、受部３２は、係合部材３０の摺動方向に対して垂直な面を形成することで、後述する操作部材４０の押下部４１を受けることができるようになっている。

バネ３７は、前記したストッパ部３１が電動工具１００の取付部１０１に係合する方向に係合部材３０を付勢するものであり、図７及び図８に示すように、下部をケース本体１１のバネ受け部１１ａに支持されており、上端が係合部材３０を上方に付勢している。

このようにバネ３７に付勢された係合部材３０は、電動工具１００の取付部１０１に対して係合可能となるようにストッパ部３１がラッチ口２４から突出している。

操作部材４０は、図４及び図６に示すように、操作用開口２３から押し込み操作可能に露出する操作部４２と、操作部４２の内側に延出するように設けられた押下部４１と、操作部４２の下部に設けられた支軸部４３と、を備えている。この操作部材４０は、ケース本体１１に設けられた操作部材受け部１１ｃに対して支軸部４３が回動可能に軸支されている。

操作部材４０の押下部４１は、電池パック１０の内部において受部３２に当接する位置まで延設されており、その先端付近が係合部材３０の受部３２の上面に当接している。このため、係合部材３０を上方に付勢するバネ３７の付勢力を間接的に受けることとなり、上方に付勢されている。

操作部材４０は、押下部４１が上方に付勢されることで、通常時においては操作部４２が略垂直となる姿勢を保っている（図７参照）。この状態から操作部４２を内方へと押し込み操作すれば、図８に示すように、バネ３７の付勢力に抗って操作部４２の上部が内側に倒れるように支軸部４３を軸として回動し、同時に押下部４１が下方に変位する。そして、押下部４１が係合部材３０の受部３２を押し下げることにより、係合部材３０を没入方向へ移動させ、ストッパ部３１がラッチ口２４の内部に没入して退避するように形成されている。

なお、本実施形態に係る操作部材４０は、操作部４２の下部に支軸部４３が配置され、支軸部４３の横方向に押下部４１が延設されているため、力点（操作部４２）と支点（支軸部４３）と作用点（押下部４１）とが略Ｌ字状に配置されている。このような配置とすることで、押下部４１が受部３２を真下に押し下げる距離に比較して、押下部４１が受部３２の上を摺動する距離を極小化するように形成されている。

具体的には、図９に示すように、ストッパ部３１の突出時の押下部４１と受部３２との接点Ｐと、ストッパ部３１の没入時の押下部４１と受部３２との接点Ｐ'と、の移動距離を見ると、係合部材３０の出没方向の移動距離Ｖは、係合部材３０の出没方向と直交する方向の移動距離Ｈよりも大幅に大きくなっており、５倍以上となっている。このため、操作部材４０を操作したときに、押下部４１は受部３２の上をほとんど摺動せずに下方向に押し下げるように形成されている。

また、押下部４１は、ストッパ部３１の下部に設けられた受部３２の中央付近を押し下げるように配置されている。よって、電池パック１０の両側に設けられた操作部材４０のうちの片方の操作部材４０のみが操作されたとしても、その片方の操作部材４０の押下部４１が係合部材３０の受部３２の中央付近を下方に押し下げるため、係合部材３０を傾けずに下方に移動させることができる。

このような電池パック１０を電動工具１００に取り付ける際には、電池パック１０を取付部１０１に対して取り付け方向にスライドさせる。すると、取付部１０１の先端部１０２ａがストッパ部３１の傾斜面３１ａに当接し、この傾斜面３１ａをスライド方向に押圧する。このスライド方向に加えられた力は、ストッパ部３１の傾斜面３１ａによってストッパ部３１を退避させる方向（下向き）の力に変換され、ストッパ部３１が内方へと押し込まれる。そのまま電池パック１０を更に取り付け方向にスライドさせると、ストッパ部３１が被係合部１０６に係合し、取り付けが完了する。このとき、ストッパ部３１の後部は垂直面３１ｂであるため、電池パック１０を取り外し方向にスライドさせる力が働いたとしても、電池パック１０が取付部１０１から外れることはない。

また、このような電池パック１０を電動工具１００から取り外す際には、操作部４２を操作して係合部材３０を没入方向へ移動させ、ストッパ部３１と被係合部１０６との係合を解除した上で、電池パック１０を取付部１０１から取り外す方向にスライドさせればよい。

本実施形態は上記の通りであり、係合部材３０を操作するために電池パック１０の両側に設けられた２つの操作部材４０を備え、前記操作部材４０は、押し込み操作可能な操作部４２と、操作部４２の下部に設けられた支軸部４３と、係合部材３０の受部３２に当接する位置まで延設された押下部４１と、を備え、前記操作部４２が内方へ押し込み操作されたときに前記支軸部４３を軸として回動し、前記押下部４１が受部３２を押し下げることにより前記係合部材３０を没入方向へ移動させる。

このように、ストッパ部３１の下方まで延設された押下部４１によって係合部材３０を移動させるため、押下部４１は係合部材３０を真下に押し下げればよく、押下部４１が受部３２の上を摺動する距離を極小化することができるので、摺動面が荒れて摩擦抵抗が大きくなることの影響を最小化できる。

また、押下部４１はストッパ部３１の下方において係合部材３０を押し下げるため、仮に２つの操作部材４０で操作荷重に偏りがあったとしても（または、１つの操作部材４０のみが操作されたとしても）、係合部材３０を意図した方向に押し下げることができる。言い換えると、係合部材３０が傾くことがなく、係合部材３０をスムーズに押し下げることができる。

なお、上記した実施形態においては、電動工具１００としての電動打ち込み工具を挙げ、この電動工具１００に電池パック１０を取り付け可能とした例について説明したが、本発明の実施形態としてはこれに限らない。例えば、電動打ち込み工具以外の電動工具（例えば、電動丸鋸や電動鋏など）でも同様に適用することができる。また、図１０に示すように、充電器２００に電池パック１０を取り付け可能としてもよい。

１０ 電池パック
１１ ケース本体
１１ａ バネ受け部
１１ｃ 操作部材受け部
１２ バッテリセル
１３ 電池
２０ 蓋部材
２１ ガイドレール部
２２ 溝
２３ 操作用開口
２４ ラッチ口
３０ 係合部材
３１ ストッパ部
３１ａ 傾斜面
３１ｂ 垂直面
３２ 受部
３７ バネ（付勢部材）
４０ 操作部材
４１ 押下部
４２ 操作部
４３ 支軸部
１００ 電動工具
１０１ 取付部
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
Ｐ ストッパ部の突出時の接点
Ｐ' ストッパ部の没入時の接点
Ｖ 接点が係合部材の出没方向に移動する距離
Ｈ 接点が係合部材の出没方向と直交する方向に移動する距離

Claims (4)

1. 電動工具等の対象機器の取付部に対して着脱可能な電池パックであって、
   前記電池パックの上面から出没するストッパ部を備えた係合部材と、
   前記係合部材を操作するために前記電池パックの両側に設けられた２つの操作部材と、
   前記ストッパ部が前記取付部に係合する方向に前記係合部材を付勢する付勢部材と、
   を備え、
   前記係合部材は、前記ストッパ部の下部に前記係合部材の摺動方向に対して垂直な面を形成する受部を備え、
   前記操作部材は、押し込み操作可能な操作部と、操作部に設けられた支軸部と、前記受部に当接する位置まで延設された押下部と、を備え、前記操作部が内方へ押し込み操作されたときに前記支軸部を軸として回動し、前記押下部が前記受部の中央付近を押し下げることにより前記係合部材を没入方向へ移動させることを特徴とする、電池パック。
2. 前記操作部材は、前記操作部の下部に前記支軸部が配置され、前記支軸部の横方向に押下部が延設されており、力点である前記操作部と、支点である前記支軸部と、作用点である前記押下部と、が略Ｌ字状に配置されていることを特徴とする、請求項１記載の電池パック。
3. 前記操作部材を回動させたときの前記押下部と前記受部との接点について、当該接点が前記係合部材の出没方向に移動する距離は、当該接点が当該出没方向と直交する方向に移動する距離より大きいことを特徴とする、請求項１又は２記載の電池パック。
4. 前記操作部材は、前記操作部と前記支軸部と前記押下部とが略Ｌ字状に配置されたものであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電池パック。

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