JP6686341B2 - 充電式工具 - Google Patents

Description

この発明は、充電式工具に関し、特に、バッテリー装着部への粉塵等の侵入防止に特徴を有する充電式工具に関する。

バッテリーによって駆動する充電式工具は電源コードがないため、電源コードを有する工具と比較して作業方向や作業姿勢に自由度がある。このため、例えば天井に向けた上向き作業にも多用されている。

ところで、充電式工具を上向き姿勢で使用すると、充電式工具の前面に切粉や粉塵が落下してくるため、切粉や粉塵がバッテリー取付部の隙間から工具内部に侵入する場合がある（図５参照）。切粉や粉塵がバッテリー取付部の内部に侵入すると、バッテリーを着脱するためのレールやバッテリー端子などに切粉や粉塵が付着し、導通不良や動作不良の原因となるおそれがある。また、切粉や粉塵が付着した状態でバッテリーの着脱を繰り返すと、切粉や粉塵によってレールが削られて摩耗し、更に切粉や粉塵が侵入しやすくなるという問題がある。

なお、特許文献１には、バッテリー保持部とバッテリーパックとの結合部分を含んでバッテリーパックを覆う袋状のカバーを設けた構成が開示されている。このようなカバーを使用すれば、切粉や粉塵がバッテリー取付部の内部に侵入することを防ぐことができる。

特許第５５８７８０１号公報

しかし、上記した特許文献１記載の構造では、バッテリーの着脱のたびにカバーを取り外さなければならず、作業が煩雑であった。

そこで、本発明は、カバーなどの別部材を使用しなくてもバッテリー取付部への切粉や粉塵の侵入を低減することができる充電式工具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記載の発明は、モータと、前記モータにより駆動される出力部と、前記モータの動力源となるバッテリーと、前記バッテリーを装着可能なハウジングと、使用時に作業者が握るグリップ部と、を備え、前記ハウジングは、前記グリップ部の前方に設けられたバッテリー装着部を備え、前記バッテリー装着部の前記バッテリーとの装着面には、前記バッテリーをスライドさせて取り付けるためのレール部と、前記バッテリーを電気的に接続するためのバッテリコネクタと、が設けられ、前記バッテリーは、前記ハウジングに上下方向に形成された前記レール部に沿うように下方からスライド装着され、前記バッテリー装着部に装着した前記バッテリーは、前記装着面に臨む面とは反対側の前面が、前記出力部の出力方向に向くとともに、当該前面および側面が前記ハウジングの一部として形成されたカバー部によって覆われることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、上記した請求項１に記載の発明の特徴点に加え、前記ハウジングは、前記グリップ部の前方に設けられたバッテリー装着部を備え、前記バッテリー装着部の前記バッテリーとの装着面を、前記出力部の出力方向に対して傾けて配置したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、上記した請求項１または２記載の発明の特徴点に加え、前記充電式工具の内部に冷却風を供給するファンと、前記冷却風を取り込み又は排出するための風窓と、を備え、前記風窓は、前記バッテリー装着部の裏側において開口形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、上記した請求項３記載の発明の特徴点に加え、前記風窓に臨むように前記モータを制御する制御回路基板を配置したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明は上記の通りであり、ハウジングはバッテリーの前面および側面を覆うカバー部を備えている。このような構成によれば、充電式工具を上向き姿勢で使用することで充電式工具の前面に切粉や粉塵が落下してきたときでも、カバー部によってバッテリーの前面側が覆われているので、切粉や粉塵の侵入を防ぐことができる。また、カバーの着脱作業が発生することもないので、煩雑な作業も必要ない。また、前記バッテリーは、前記ハウジングに対して下方からスライド装着される。このような構成によれば、機械の下方にバッテリーを挿入するための開口を設ければよいので、より効果的に切粉や粉塵の侵入を防ぐことができる。
また、請求項２に記載の発明は上記の通りであり、ハウジングとバッテリーとの装着面を、出力部の出力方向に対して傾けて配置した。このような構成によれば、バッテリーの装着面が出力部の先端側とは異なる方向を向くことになる。よって、充電式工具を上向き姿勢で使用することで充電式工具の前面に切粉や粉塵が落下してきたときでも、バッテリーの装着面に切粉や粉塵が直接降りかかることがなく、切粉や粉塵の侵入を防ぐことができる。

また、請求項３に記載の発明は上記の通りであり、前記充電式工具の内部に冷却風を供給するファンと、前記冷却風を取り込み又は排出するための風窓と、を備え、前記風窓は、前記バッテリーが装着されるバッテリー装着部の裏側において開口形成されている。このような構成によれば、風窓が後方に向けて開口しており、しかもバッテリーやバッテリー装着部の裏側に隠れているので、風窓からの切粉や粉塵の侵入を防ぐことができる。

また、請求項４に記載の発明は上記の通りであり、前記風窓に臨むように前記モータを制御する制御回路基板を配置した。このような構成によれば、風窓付近に制御回路基板が配置されることになり、風窓付近で流速を増した冷却風が制御回路基板に当たるので、効率的に制御回路基板を冷却することができる。

充電式工具の側面図である。 （ａ）バッテリー装着前の充電式工具の断面図、（ｂ）バッテリー装着前の充電式工具の底面図である。 （ａ）バッテリー装着後の充電式工具の断面図、（ｂ）バッテリー装着後の充電式工具の底面図である。 充電式工具の内部を示す一部拡大断面図である。 従来の充電式工具の側面図である。

本発明の実施形態について、図を参照しながら説明する。なお、以下の説明において「前」とは、充電式工具１０の出力方向（先端工具が突出した先端方向）を意味する。

本実施形態に係る充電式工具１０は、先端工具を往復動させることにより打撃を生じさせるハンマドリルである。図１に示すように、この充電式工具１０の先端部には、ドリルビットやブルポイントなどの先端工具（図示せず）を着脱可能な先端工具取付部１０ａが設けられている。この先端工具取付部１０ａに先端工具を取り付けた後に、先端工具をコンクリートや石材等の対象物に押し付けて充電式工具１０を駆動させると、先端工具で穿孔や破砕を行うことができる。なお、本実施形態においてはハンマドリルを例に説明するが、本発明の実施形態としてはハンマドリルに限らず、他の種類の充電式工具１０であってもよい。

この充電式工具１０は、図２及び図３に示すように、ハウジング１１と、モータ２５と、出力部２９と、ファン２６と、トリガスイッチ２８と、バッテリコネクタ２７と、バッテリー４０と、制御回路基板３０と、を備えている。

ハウジング１１は、充電式工具１０を覆うケース部材であり、機械の前側を覆う本体ハウジング１２と、本体ハウジング１２の後部に連設されるグリップハウジング１３と、を備えている。

本体ハウジング１２は、出力部２９を収容する機構収容部１２ａと、機構収容部１２ａの後方に連設されたモータ収容部１２ｂと、機構収容部１２ａの下方に設けられたバッテリー装着部１２ｃと、を備える。

機構収容部１２ａは、出力部２９を収容するコーン形状の部位であり、内部が密閉された状態でモータ収容部１２ｂに接合されている。

モータ収容部１２ｂは、モータ２５及びファン２６を収容する短筒状の部位である。このモータ収容部１２ｂの側方には、ファン２６が作動したときに外部へ空気を排出するためのスリット（図示せず）が形成されている。

バッテリー装着部１２ｃは、バッテリー４０を取り付けるための部位である。このバッテリー装着部１２ｃは、機構収容部１２ａの下方に配置され、後述するグリップ部１３ｂと略平行に設けられている。このバッテリー装着部１２ｃの前面には、バッテリー４０の摺動をガイドするレール部が形成されており、バッテリー４０を下方からスライドさせて取り付け可能となっている。このバッテリー装着部１２ｃの前面は、バッテリー４０を電気的に接続するバッテリー４０の装着面Ａ（図２参照）である。バッテリー４０は、この装着面Ａに沿ってスライドされるため、装着面Ａはバッテリー４０のスライド方向と平行となっている。

このバッテリー装着部１２ｃの内部には、制御回路基板３０及びバッテリコネクタ２７が互いに平行に収容されている。バッテリコネクタ２７は制御回路基板３０よりも前方に配置されている。

このバッテリー装着部１２ｃの裏側（バッテリー４０が取り付けられる装着面Ａの裏側）には、図１等に示すように、風窓１１ｂが形成されている。この風窓１１ｂは、ファン２６の作動により外部から空気を取り込むための開口部である。

グリップハウジング１３は、モータ包囲部１３ａと、モータ包囲部１３ａの下方に延在するグリップ部１３ｂと、グリップ部１３ｂの下端部から前方に向けて突出する連結部１３ｃと、を備える。

モータ包囲部１３ａは、本体ハウジング１２のモータ収容部１２ｂの後端を覆うように取り付けられる籠状の部位である。このモータ包囲部１３ａの側方には、ファン２６が生成した冷却風を外部へ排出するための排気口１１ａが開口形成されている。

グリップ部１３ｂは、作業者が充電式工具１０の使用時に握る部位である。このグリップ部１３ｂの内部には後述するトリガスイッチ２８が収容されている。

連結部１３ｃは、グリップ部１３ｂの下端部から略直角に前方に突出している。この連結部１３ｃの前端部は、回り継ぎ手２１を介して本体ハウジング１２に回動可能に連結されている。

上記した本体ハウジング１２とグリップハウジング１３とは、以下のように接続されている。

まず、グリップハウジング１３の上部（モータ包囲部１３ａの上端付近）は、図２に示すように、弾性部材２０を介して変位可能に本体ハウジング１２に接続されている。弾性部材２０は、本体ハウジング１２とグリップハウジング１３と間に圧縮して配置される圧縮バネである。この弾性部材２０は、本体ハウジング１２とグリップハウジング１３とが互いに相対移動したときに、弾性変形することで振動を吸収する役割を果たす。

一方、グリップハウジング１３の下部（連結部１３ｃの先端）は、回り継ぎ手２１を介して回動可能に本体ハウジング１２に接続されている。

このように構成することで、打撃の反力によって先端が押し戻され、工具を回転させようとする力が働いたときでも、弾性部材２０と回り継ぎ手２１とによってこのような反力を吸収され、グリップ部１３ｂを握っている手に振動が伝わりにくくなっている。

モータ２５は、充電式工具１０の後方においてハウジング１１の内部に収容されている。このモータ２５の出力軸は、後述する出力部２９に接続されており、モータ２５の回転力が出力部２９に伝達されるようになっている。

出力部２９は、モータ２５を駆動力として先端工具を作動させるものであり、モータ２５の前方に配置されている。この出力部２９はピストンを内蔵しており、モータ２５を駆動力として作動する。具体的には、モータ２５が回転するとその回転力が出力部２９の内部機構に伝達され、モータ２５の駆動力によってピストンが往復動する。ピストンの前端には先端工具を打撃するための打撃子が取り付けられており、この打撃子により先端工具が打撃されるようになっている。

なお、詳細は省略するが、この出力部２９は複数の作業モードを備えている。例えば、先端工具が回転しながら打撃する回転・打撃モードと、先端工具が打撃せずに回転だけを実行する回転モードと、を備えており、これらの作業モードを切り替えて使用できるように構成されている。この作業モードは図１に示すモード切替レバー５３によって切り替えられる。

ファン２６は、モータ２５や制御回路基板３０を冷却するために充電式工具１０の内部に冷却風を供給するためのものであり、本実施形態においてはモータ２５と出力部２９との間に配置されている。このファン２６は、モータ２５の出力軸に接続されており、モータ２５が回転したときに同時に回転する。ファン２６が回転すると、ハウジング１１の側部に開口する風窓１１ｂから外部の空気が吸い込まれるとともに、ハウジング１１内の空気がハウジング１１の側部に開口する排気口１１ａから外部へと排出される。言い換えると、ファン２６によって生成された冷却風は、風窓１１ｂから排気口１１ａへと至る風路を通過するようになっている。

トリガスイッチ２８は、モータ２５を作動させるための操作部であり、グリップ部１３ｂを握ったときにちょうど人差し指がかかる位置に配設されている。このトリガスイッチ２８を引き操作したときに、制御回路基板３０にトリガスイッチ２８の操作信号が出力され、この操作信号に基づいて制御回路基板３０がモータ２５の回転制御を行うようになっている。

バッテリコネクタ２７は、バッテリー４０を電気的に接続するためのものであり、バッテリー４０に接続される端子部を備えている。このバッテリコネクタ２７はバッテリー装着部１２ｃに内蔵されており、バッテリコネクタ２７の端子部がバッテリー装着部１２ｃの前面（バッテリー４０との装着面Ａ）に露出するように配置されている。

バッテリー４０は、モータ２５や制御回路基板３０に電力を供給し、出力部２９の動力源となる二次電池である。このバッテリー４０は、ハウジング１１のバッテリー装着部１２ｃに取り付け可能な着脱式のバッテリー４０であり、バッテリー装着部１２ｃから取り外して充電ができるようになっている。

特に図示しないが、バッテリー４０をバッテリー装着部１２ｃにスライドさせると、バッテリー装着部１２ｃのレール部に沿ってバッテリー４０が移動し、バッテリー装着部１２ｃの係合凹部にバッテリー４０のラッチが係合することでバッテリー４０が固定される。バッテリー４０が固定されると、バッテリコネクタ２７の端子部とバッテリー４０の端子部が電気的に接続される。

本実施形態に係るバッテリー４０は、側面に一対のラッチ操作部４０ａを備えている。このラッチ操作部４０ａはバッテリー４０の取り外し時に使用される。ラッチ操作部４０ａを両側から押し込み操作すると、バッテリー４０のラッチがバッテリー装着部１２ｃから外れ、バッテリー４０を取り外し可能となる。

制御回路基板３０は、モータ２５の作動などを制御するためのものである。この制御回路基板３０は、バッテリー装着部１２ｃの内部において風窓１１ｂに臨むように配置される。この制御回路基板３０の収容空間は、モータ２５の収容空間と連通しており、ファン２６が生成した冷却風の風下にモータ２５が配置され、風上に制御回路基板３０が配置されている。ファン２６の作動によって生成された冷却風は、制御回路基板３０の上面に沿って流れ、排気口１１ａへと導かれる。

具体的には、図４に示すように、ファン２６が回転すると、風窓１１ｂから外気が取り込まれ、冷却風が制御回路基板３０の上面を流れる。この冷却風は、誘導壁１５に沿ってモータ２５の方向へと誘導される。誘導壁１５によって誘導された冷却風がモータ２５を通過して、排気口１１ａから外部へと排出される。

ところで、上記したバッテリー装着部１２ｃは、図１〜３に示すように、ハウジング１１の一部として形成されたカバー部１４によって覆われている。このカバー部１４は、バッテリー４０の前面側を覆うことでバッテリー４０とハウジング１１との間に粉塵などが入り込まないようにするためのものである。

すなわち、図５に示すように、従来の充電式工具１０として、バッテリー４０を前方からスライドさせて装着するものが知られている。このような充電式工具１０では、バッテリー４０とハウジング１１との隙間が前方に向けて開口しているため、前方向から粉塵などが入り込み易い。例えば、充電式工具１０を上向き姿勢で使用すると、充電式工具１０の前面に切粉や粉塵が落下してくるため、切粉や粉塵がバッテリー装着部１２ｃの隙間から工具内部に侵入する場合がある。切粉や粉塵がバッテリー装着部１２ｃの内部に侵入すると、バッテリー４０を着脱するためのレールやバッテリー端子などに切粉や粉塵が付着し、導通不良や動作不良の原因となるおそれがある。また、切粉や粉塵が付着した状態でバッテリー４０の着脱を繰り返すと、切粉や粉塵によってレールが削られて摩耗し、更に切粉や粉塵が侵入しやすくなるという問題がある。

この点、本実施形態によれば、バッテリー装着部１２ｃとバッテリー４０との接合部が、工具の側部と底部であるため、接合部に粉塵が降りかかる事が無い。また、バッテリー４０の前面側がカバー部１４で覆われているので、前方向から粉塵などが入り込むことはない。

本実施形態のカバー部１４は、図２等に示すように、バッテリー４０の前面側を覆う前面部１４ｂと、前面部１４ｂの両側から延出されて対向する一対の側面部１４ｃと、スライド装着したバッテリー４０が突き当たる天面部１４ａと、を備えており、前後左右と上面の５面が覆われた形状となっており、下面側のみが開口している。この下面側の開口は、バッテリー４０を挿入するための開口部１４ｄである。このようにカバー部１４でバッテリー４０の周囲を覆っているので、前面のみならず、側面からも粉塵などが入り込まないようになっている。また、バッテリー４０の周囲を覆うことで、カバー部１４の裏面に沿ってバッテリー４０をスライド装着できるようになっている。

バッテリー４０を装着すると、図１に示すように、ラッチ操作部４０ａが露出した状態となる。バッテリー４０を取り外す場合には、このラッチ操作部４０ａを押し込み操作した後に、バッテリー４０を下方にスライドさせればよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、ハウジング１１とバッテリー４０との装着面Ａを、出力部２９の出力方向に対して傾けて配置した。このような構成によれば、バッテリー４０の装着面Ａが出力部２９の先端側とは異なる方向を向くことになる。よって、充電式工具１０を上向き姿勢で使用することで充電式工具１０の前面に切粉や粉塵が落下してきたときでも、バッテリー４０の装着面Ａに切粉や粉塵が直接降りかかることがなく、切粉や粉塵の侵入を防ぐことができる。

また、ハウジング１１はバッテリー４０の前面側を覆うカバー部１４を備えている。このような構成によれば、充電式工具１０を上向き姿勢で使用することで充電式工具１０の前面に切粉や粉塵が落下してきたときでも、カバー部１４によってバッテリー４０の前面側が覆われているので、切粉や粉塵の侵入を防ぐことができる。また、カバーの着脱作業が発生することもないので、煩雑な作業も必要ない。

また、バッテリー４０は、カバー部１４の裏面に沿ってスライド装着される。このような構成によれば、カバー部１４でバッテリー４０の着脱をガイドすることができる。また、カバー部１４がバッテリー４０を覆っているので切粉や粉塵の侵入を効果的に防ぐことができる。

また、バッテリー４０は、ハウジング１１に対して下方からスライド装着される。このような構成によれば、機械の下方にバッテリー４０を挿入するための開口部１４ｄを設ければよいので、言い換えると、バッテリー４０の側方を側面部１４ｃで覆うことができる。よって、より効果的に切粉や粉塵の侵入を防ぐことができる。

また、充電式工具１０の内部に冷却風を供給するファン２６と、冷却風を取り込み又は排出するための風窓１１ｂと、を備え、風窓１１ｂは、バッテリー４０が装着されるバッテリー装着部１２ｃの裏側において開口形成されている。このような構成によれば、風窓１１ｂが後方に向けて開口しており、しかもバッテリー４０やバッテリー装着部１２ｃの裏側に隠れているので、風窓１１ｂからの切粉や粉塵の侵入を防ぐことができる。

また、風窓１１ｂに臨むようにモータ２５を制御する制御回路基板３０を配置した。このような構成によれば、風窓１１ｂ付近に制御回路基板３０が配置されることになり、風窓１１ｂ付近で流速を増した冷却風が制御回路基板３０に当たるので、効率的に制御回路基板３０を冷却することができる。

なお、上記した実施形態においては、カバー部１４がハウジング１１の一部として設けられていることとした。しかしながら、本発明の実施形態としてはカバー部１４とハウジング１１（バッテリー装着部１２ｃ）とが一体的に固定されていればよく、例えば別部材のカバー部１４をハウジング１１に固定してもよい。

また、上記した実施形態においては、バッテリー４０がハウジング１１の下方からスライド装着されるようにしたが、本発明の実施形態としてはこれに限らず、例えばバッテリー４０がハウジング１１の側方からスライド装着されるようにしてもよい。

１０ 充電式工具
１０ａ 先端工具取付部
１１ ハウジング
１１ａ 排気口
１１ｂ 風窓
１２ 本体ハウジング
１２ａ 機構収容部
１２ｂ モータ収容部
１２ｃ バッテリー装着部
１３ グリップハウジング
１３ａ モータ包囲部
１３ｂ グリップ部
１３ｃ 連結部
１４ カバー部
１４ａ 天面部
１４ｂ 前面部
１４ｃ 側面部
１４ｄ 開口部
１５ 誘導壁
２０ 弾性部材
２１ 回り継ぎ手
２５ モータ
２６ ファン
２７ バッテリコネクタ
２８ トリガスイッチ
２９ 出力部
３０ 制御回路基板
４０ バッテリー
４０ａ ラッチ操作部
５３ モード切替レバー
Ａ 装着面

Claims (4)

1. モータと、
   前記モータにより駆動される出力部と、
   前記モータの動力源となるバッテリーと、
   前記バッテリーを装着可能なハウジングと、
   使用時に作業者が握るグリップ部と、
   を備え、
   前記ハウジングは、前記グリップ部の前方に設けられたバッテリー装着部を備え、
   前記バッテリー装着部の前記バッテリーとの装着面には、前記バッテリーをスライドさせて取り付けるためのレール部と、前記バッテリーを電気的に接続するためのバッテリコネクタと、が設けられ、
   前記バッテリーは、前記ハウジングに上下方向に形成された前記レール部に沿うように下方からスライド装着され、
   前記バッテリー装着部に装着した前記バッテリーは、前記装着面に臨む面とは反対側の前面が、前記出力部の出力方向に向くとともに、当該前面および側面が前記ハウジングの一部として形成されたカバー部によって覆われることを特徴とする、充電式工具。
2. 前記バッテリー装着部の前記バッテリーとの装着面を、前記出力部の出力方向に対して傾けて配置したことを特徴とする、請求項１記載の充電式工具。
3. 前記充電式工具の内部に冷却風を供給するファンと、
   前記冷却風を取り込み又は排出するための風窓と、
   を備え、
   前記風窓は、前記バッテリー装着部の裏側において開口形成されていることを特徴とする、請求項１または２記載の充電式工具。
4. 前記風窓に臨むように前記モータを制御する制御回路基板を配置したことを特徴とする、請求項３記載の充電式工具。

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