JP2008270007A - 電池パック及びこれを用いる電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】電動工具のコンパクト化と作業性向上を両立させることができる電池パックを提供すること。
【解決手段】電動工具のハンドル部に着脱可能に装着され、電池ケース７内に複数の電池セル８Ａ，８Ｂを収容して成る電池パック５において、前記電池ケース７内に１本の電池セル８Ａを縦置きに収容するとともに、該縦置きの電池セル８Ａの下方に複数本（２本）の電池セル８Ｂを横置きに収容して両電池セル８Ａ，８Ｂを側面視Ｌ字状に配置する。又、前記電池ケース７内の前記横置きの電池セル８Ｂの上方に基板９を配置する。更に、前記縦置きの電池セル８Ａを前記横置きの電池セル８Ｂに対して長手方向にオーバーラップさせて配置する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電池ケース内に複数の電池セルを収容して成る電池パックとこれを着脱可能に装着して使用するコードレスの電動工具に関するものである。

コードレスの手持ち式電動工具には電池パックが着脱可能に装着されるが、この電池パックは、電池ケース内に複数の電池セルを収容して構成されている。

ところで、手持ち式電動工具は、ユーザーがこれを直接手で持って作業することから、軽量且つコンパクトであるだけでなく、手にフィットして握り易くて作業性の良いハンドル形状が求められている。このため、このような手持ち式電動工具に装着される電池パックには図６〜図８に示すものと、図９〜図１１に示すものの２種類が使用されていた。

図６は１種類目の電池パックを装着した電動工具の破断側面図、図７は１種類目の電池パックの側断面図、図８は図７のＢ−Ｂ線断面図であり、図示の電池パック１０５は、図６に示す電動工具１０１のハンドル部１０２Ｂの形状を優先して構成されたものである。

即ち、電動工具１０１のハンドル部１０２Ｂを握り易い細径グリップ形状とするために、電池ケース１０７内に複数（図示例では、３本）の電池セル１０８を横置きに上下に積み重ねて収容して成る電池パック１０５をハンドル部１０２Ｂを避けて該ハンドル部１０２Ｂの下端に着脱可能に装着するようにしている。

又、図９は２種類目の電池パックを装着した電動工具の破断側面図、図１０は２種類目の電池パックの側断面図、図１１は図１０のＣ−Ｃ線断面図であり、図示の電池パック２０５は、図９に示す電動工具２０１のコンパクト化を優先して構成されたものである。

即ち、電動工具２０１のコンパクト化を図るために、電池ケース２０７内に複数（図示例では、３本）の電池セル２０８を縦置きに収容して成る電池パック２０５を電池セル２０８がハンドル部２０２Ｂ内に完全に収納されるように装着するようにしている。

尚、図６及び図９に示す電動工具１０１，２０１において、１０２，２０２はハウジング、１０３，２０３はハウジング１０２，２０２の各胴体部１０２Ａ，２０２Ａにそれぞれ内蔵された駆動源である電動モータ、１０４，２０４は電動モータ１０３，２０３によって回転駆動される出力軸、１０６，２０６は電池パック１０５，２０５から電動モータ１０３，２０３への給電をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチである。
特開２００６−３０２７５９号公報

しかしながら、図６〜図８に示した１種類目の電池パック１０５を用いる場合、電動工具１０１のハンドル部１０２Ｂは細径となるために握り易く、作業し易い反面、電池パック１０５全体がハンドル部１０２Ｂから図示の長さｈ’だけ大きく突出するため、電動工具１０１全体の外観寸法が大きくなって電動工具１０１をコンパクト化することができないという問題があった。

又、図９〜図１１に示した２種類目の電池パック２０５を用いる場合、電動工具２０１の外観寸法を小さく抑えてコンパクト化を実現することができる反面、ハンドル部２０２Ｂが太くなって握りにくく、作業性良く作業を行うことができないという問題があった。

従って、従来の電池パック１０５，２０５では、電動工具１０１，２０１のコンパクト化と作業性向上を両立させることは不可能であり、その何れか一方を犠牲にせざるを得なかった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、電動工具のコンパクト化と作業性向上を両立させることができる電池パック及びこれを用いる電動工具を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、電動工具のハンドル部に着脱可能に装着され、電池ケース内に複数の電池セルを収容して成る電池パックにおいて、前記電池ケース内に１本の電池セルを縦置きに収容するとともに、該縦置きの電池セルの下方に複数本の電池セルを横置きに収容して両電池セルを側面視Ｌ字状に配置したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記電池ケース内の前記横置きの電池セルの上方に基板を配置したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記横置きの電池セルの外径の総計を電動工具の電動モータ径よりも小さく設定したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記縦置きの電池セルを前記横置きの電池セルに対して長手方向にオーバーラップさせて配置したことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記縦置きの電池セルを電動工具の電動モータ重心の下方に配置したことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の発明において、前記電池セルをリチウムイオン電池としたことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、駆動源である電動モータをハウジング内に収容して成る電動工具において、ハウジングのハンドル部に請求項１〜６の何れかに記載の電池パックを着脱可能に装着したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、電池パックを電動工具に装着した状態で、電池ケース内に縦置きされた１本の電池セルが電動工具のハンドル部内に完全に収納され、他の横起きの電池セルがハンドル部外に突出するよう構成することができるため、電動工具のハンドル部を小径化して作業性の向上を図ることができるとともに、電池パックのハンドル部からの突出量を最小限に抑えて電動工具のコンパクト化を図ることができる。

請求項２記載の発明によれば、電池ケース内の横置きの電池セルの上方に基板を配置したため、電池ケース内のスペースを有効利用して基板を合理的に配置することができる。

請求項３記載の発明によれば、横置きの電池セルの外径の総計を電動工具の電動モータ径よりも小さく設定したため、電動工具の幅寸法を小さく抑えて該電動工具の更なるコンパクト化を図ることができ、電動工具の梱包スペースを小さく抑えて効率の良い梱包を行うことができる。

請求項４記載の発明によれば、縦置きの電池セルを横置きの電池セルに対して長手方向にオーバーラップさせて配置したため、電池パックの長手方向寸法を縮小して該電池パックの小型化を図ることができる。又、電池ケースの底面に電池セル間の隙間が存在しないため、電池ケースに高強度が確保され、該電池ケースの耐久性が高められる。

請求項５記載の発明によれば、縦置きの電池セルを電動工具の電動モータ重心の下方に配置したため、電動工具の重量バランスが良好に保たれ、該電動工具の操作性が高められて作業性の向上が図られる。

請求項６記載の発明によれば、電池セルとして、定格電圧がニッケル水素電池やニッケルカドミウム等のそれの約３倍であるリチウムイオン電池を用いたため、必要な電圧に対して電池セルの本数が少なくて済み、電池パック及び電動工具の小型・コンパクト化を図ることができる。

請求項７記載の発明によれば、電動工具のコンパクト化と作業性向上を両立させることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る電動工具の一形態としてのドライバドリルの破断側面図、図２は同ドライバドリルの破断正面図、図３は本発明に係る電池パックの側断面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図である。

図１及び図２に示すドライバドリル１は、側面視Ｔ字状を成すハウジング２を備え、該ハウジング２の胴体部２Ａ内には駆動源である電動モータ３が横置きに収容されており、該電動モータ３の回転は遊星ギヤ機構等の減速機構によって減速されて出力軸４に伝達され、該出力軸４の及びこれに装着された不図示の先端工具が回転駆動されてねじ締め等の所要の作業がなされる。

又、ハウジング２の胴体部２Ａから下方へ一体に延びるハンドル部２Ｂの下端部には本発明に係る電池パック５が着脱可能に装着されている。そして、ハンドル部２Ｂの上部前面の基端部には、電池パック５から電動モータ３への給電をＯＮ／ＯＦＦして電動モータ３を起動／停止させるスイッチ６が設けられている。

次に、本発明に係る電池パック５の構成の詳細を図３及び図４に基づいて説明する。

電池パック５は、上下に２分割された樹脂製の上ケース７Ａと下ケース７Ｂとで密閉容器を構成する電池ケース７を有している。ここで、下ケース７Ｂは、上面が開口するボックス状に成形されており、図４に示すように、その左右の側壁上にはラッチ７ａが立設され、電池パック５を図１及び図２に示すようにドライバドリル１のハンドル部２Ｂに装着すると、これらのラッチ７ａがドライバドリル１のハンドル部２Ｂの内面に形成された凹状のラッチ受け部と係合することによって電池パック５の脱落が防がれる。

又、上ケース７Ａは、下ケース７Ｂの上面開口部を覆うカバーとして機能するものであって、これには図１及び図２に示すドライバドリル１のハンドル部２Ｂ内に下方から挿入される細長い挿入部７ｂが一体に立設されている。

而して、図１及び図２に示すように電池パック５をドライバドリル１のハンドル部２Ｂに装着すると、電池ケース７の上ケース７Ａ部分がハンドル部２Ｂ内に挿入され、下ケース７Ｂ部分がハンドル部２Ｂから下方へ突出するが、ハンドル部２Ｂ内に挿入される上ケース７Ａの細長い挿入部７ｂ内には１本の電池セル８Ａが縦置きに収容され、ハンドル部２Ｂから下方へ突出する下ケース７Ｂ内には２本の電池セル８Ｂがその長手方向を前後方向（図１の左右方向）に向けて横置きに収容されている。

ここで、図２及び図４に示すように、横置きの２本の電池セル８Ｂは幅方向（図２及び図４の左右方向）に並設されており、これら２本の電池セル８Ｂの間に縦置きの１本の電池セル８Ａが載置される状態で配置されている。又、図１及び図３に示すように、縦置きの電池セル８Ａは、横置きの２本の電池セル８Ｂに対して長手方向（前後方向）にオーバーラップするよう配置され、この縦置きの電池セル８Ａと横置きの電池セル８Ｂは側面視Ｌ字状を成して配置されている。尚、本実施の形態では、電池セル８Ａ，８Ｂにはリチウムイオン電池が使用されている。

又、図１〜図３に示すように、電池ケース７内の横置きの電池セル８Ｂの上方に形成される空間には、電池セル８Ａ，８Ｂの過電流、過放電及び過充電を検知して充放電経路を遮断するための保護回路を搭載した基板９が水平に配置されている。

ところで、円柱状の各電池セル８Ａ，８Ｂは同じ大きさであって、図２に示すように、横置きの電池セル８Ｂの外径ｄの総計２ｄは電動モータ３の外径Ｄよりも小さく設定されている（２ｄ＜Ｄ）。

又、図１に示すように、縦置きの電池セル８Ａは、ドライバドリル１の電動モータ３の重心Ｇの下方に配置されている。

而して、以上のように構成された電池パック５においては、該電池パック５を図１及び図２に示すようにドライバドリル１のハンドル部２Ｂに装着した状態で、電池ケース７内に縦置きされた１本の電池セル８Ａがドライバドリル１のハンドル部２Ｂ内に完全に収納され、他の横起きの２本の電池セル８Ｂがハンドル部２Ｂ外に突出するよう構成することができるため、ドライバドリル１のハンドル部２Ｂが小径化し、該ハンドル部２Ｂを作業者が握り易くなる。このため、作業者は、ハンドル部２Ｂを握って作業性良く作業を行うことができ、作業性の向上を図ることができるとともに、電池パック５のハンドル部２Ｂからの突出量ｈ（図１及び図２参照）を最小限に抑えてドライバドリル１のコンパクト化を図ることができ、ドライバドリル１においてコンパクト化と作業性向上を両立させることができる。

又、本実施の形態では、電池ケース７内の横置きの電池セル８Ｂの上方に基板９を配置したため、電池ケース７内のスペースを有効利用して基板９を合理的に配置することができるとともに、基板９を外部の衝撃から保護しつつ安定して配置することができる。
更に、本実施の形態では、図２に示すように、横置きの電池セル８Ｂの外径ｄの総計２ｄをドライバドリル１の電動モータ３の外径Ｄよりも小さく設定したため（２ｄ＜Ｄ）、ドライバドリル１の幅寸法を小さく抑えて該ドライバドリル１の更なるコンパクト化を図ることができ、ドライバドリル１の梱包スペースを小さく抑えて効率の良い梱包を行うことができる。

又、縦置きの電池セル８Ａを横置きの電池セル８Ｂに対して長手方向にオーバーラップさせて配置したため、電池パック５の長手方向寸法Ｌ（図３参照）を縮小して該電池パック５の小型化を図ることができる。そして、電池ケース７の底面に電池セル８Ａと８Ｂ間の隙間が存在しないため、電池ケース７に高強度が確保され、該電池ケース７の耐久性が高められる。尚、図５（ａ）に示すように、縦置きの電池セル８Ａと横置きの電池セル８Ｂを長手方向にオーバーラップさせないで配置することもできるが、このように配置すると電池パック５の長手方向寸法Ｌ’が長くなって電池パック５が大型化するとともに、電池ケース７の底面に電池セル８Ｂ間の隙間が存在するため、その隙間部分から電池ケース７に亀裂が発生し易くなるために好ましくない。又、図５（ｂ）に示すように、電池パック５の上下方向（電池セル８Ａの長手方向）の寸法を図３に示す電池パックに対して短くすることができるが、ドライバドリル１に取り付けた際に図３に示す電池パック５の方が長くなるために安定した装着が可能となる。

更に、本実施の形態では、縦置きの電池セル８Ａをドライバドリル１の電動モータ３の重心Ｇの下方に配置したため、ドライバドリル１の重量バランスが良好に保たれ、該ドライバドリル１の操作性が高められて作業性の一層の向上が図られる。

その他、本実施の形態では、電池セル８Ａ，８Ｂとして、定格電圧がニッケル水素電池やニッケルカドミウム等のそれの約３倍であるリチウムイオン電池を用いたため、必要な電圧に対して電池セル８Ａ，８Ｂの本数が少なくて済み（本実施の形態では、３本）、電池パック５及びドライバドリル１の小型・コンパクト化を図ることができる。

ところで、以上は本発明をドライバドリル及びこれに装着される電池パックに対して適用した形態について説明したが、本発明は、ドライバドリル以外の他の任意の電動工具及びこれに装着される電池パックに対しても同様に適用して前記と同様の効果を得ることができる。

本発明に係るドライバドリルの破断側面図である。 本発明に係るドライバドリルの破断正面図である。 本発明に係る電池パックの側断面図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 （ａ）は本発明の別形態に係る電池パックの側断面図、（ｂ）は同電池パックの正断面図である。 従来の１種類目の電池パックを装着した電動工具の破断側面図である。 従来の１種類目の電池パックの側断面図である。 図７のＢ−Ｂ線断面図である。 従来の２種類目の電池パックを装着した電動工具の破断側面図である。 従来の２種類目の電池パックの側断面図である。 図１０のＣ−Ｃ線断面図である。

符号の説明

１ ドライバドリル（電動工具）
２ ハウジング
２Ａ ハウジングの胴体部
２Ｂ ハウジングのハンドル部
３ 電動モータ
４ 出力軸
５ 電池パック
６ スイッチ
７ 電池ケース
７Ａ 電池ケースの上ケース
７Ｂ 電池ケースの下ケース
７ａ 電池ケースのラッチ
７ｂ 電池ケースの挿入部
８Ａ 縦置きの電池セル
８Ｂ 横置きの電池セル
９ 基板
ｄ 電池セルの外径
Ｄ 電動モータの外径
Ｇ 電動モータの重心

Claims (7)

1. 電動工具のハンドル部に着脱可能に装着され、電池ケース内に複数の電池セルを収容して成る電池パックにおいて、
   前記電池ケース内に１本の電池セルを縦置きに収容するとともに、該縦置きの電池セルの下方に複数本の電池セルを横置きに収容して両電池セルを側面視Ｌ字状に配置したことを特徴とする電池パック。
2. 前記電池ケース内の前記横置きの電池セルの上方に基板を配置したことを特徴とする請求項１記載の電池パック。
3. 前記横置きの電池セルの外径の総計を電動工具の電動モータ径よりも小さく設定したことを特徴とする請求項１又は２記載の電池パック。
4. 前記縦置きの電池セルを前記横置きの電池セルに対して長手方向にオーバーラップさせて配置したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電池パック。
5. 前記縦置きの電池セルを電動工具の電動モータ重心の下方に配置したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の電池パック。
6. 前記電池セルはリチウムイオン電池であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の電池パック。
7. 駆動源である電動モータをハウジング内に収容し、ハウジングのハンドル部に請求項１〜６の何れかに記載の電池パックを着脱可能に装着して成ることを特徴とする電動工具。

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