JP4739910B2 - 電動工具におけるバッテリーパックの装着構造 - Google Patents

Description

本発明は、インパクトドライバ等の電動工具において、電源となるバッテリーパックを装着するための装着構造に関する。

充電式電動工具においては、例えばハンドルの下端に、複数の蓄電池を収容したバッテリーパックを係止爪等による周知の構造で装着し電源として使用される。すなわち、バッテリーパックの装着と同時に、ハンドル側とバッテリーパック側との正負の端子同士が接触して電気的に接続され、電源の供給が可能となるものである。
このような充電式電動工具において、インパクトドライバ等、使用時に振動が生じるものにあっては、バッテリーパックが振動によってがたつきを起こすと、接触する端子間にチャタリングを生じさせ、端子寿命を低下させたりする。そこで、このようながたつき防止策としては、例えば特許文献１に示すように、バッテリーパックを振動方向と同じ方向で電動工具のハウジング内に収容すると共に、その振動方向と直交する方向で端子同士を接触させ、さらにバッテリーパックを端子間の押圧方向へ板バネによって付勢する構造が考えられる。

実開昭６２−１２３０６４号公報

この場合、バッテリーパックの装着状態では、バッテリーパックの常に同じ位置に板バネが当接することになり、バッテリーパックの当該位置が摩耗してしまう上、付勢力も低下する。また、長期使用に伴って板バネ自体が弾性力を低下させることもあり、がたつき防止の信頼性に欠けるものとなっていた。
一方、板バネの付勢力はバッテリーパックの着脱方向と直交方向に働くため、これがバッテリーパック着脱の際に大きな抵抗となり、使用感を損なうことにもなる。

そこで、本発明は、バッテリーパックに摩耗を生じさせることなく、信頼性の高いがたつき防止を可能とし、而もバッテリーパックの着脱時の使用感を損なうこともない電動工具におけるバッテリーパックの装着構造を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、電動工具側の装着部又はバッテリーパックに、弾性を有してバッテリーパックの装着動作に伴ってバッテリーパックの外面又は装着部の内面と当接して転動し、バッテリーパックの装着状態でバッテリーパック又は装着部の内面を弾性的に押圧する転動体を設けたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、バッテリーパックが、その一部を装着部に差し込んで装着させる構造にあって、好適な転動体を配置するために、転動体をローラとし、バッテリーパックの装着状態ではバッテリーパックを装着部への差込方向と直交する方向へ押圧する構成としたものである。
なお、本発明のバッテリーパックの装着構造は、バッテリーパックの一部を電動工具のハウジングに挿入等する形態は勿論、バッテリーパック全体をハウジングに設けた装着部内に収容する形態も含む。

請求項１に記載の発明によれば、弾性を有する転動体の採用により、バッテリーパックには摩耗を生じさせず、転動体自体もバッテリーパックの装着の度に当接箇所が変わることで長期に亘って弾性を維持できる。従って、信頼性の高いがたつき防止が可能となり、効果的なチャタリング防止が期待できる。また、バッテリーパックの装着時には転動体の転動によって抵抗が軽減されるため、着脱時の使用感を損なうこともない。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、差込形態において転動体を好適な位置に配置可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
《形態１》
図１は、電動工具の一例であるインパクトドライバ１にバッテリーパック２０を装着した状態を示す説明図で、まずインパクトドライバ１は、下方にハンドル３を延設して左右２分割の半割同士をネジで組み付けてなるハウジング２の上方に、モータ４と、スピンドル６及びハンマー７、コイルバネ８等を備えた打撃機構５とを内設して、ハンマー７を、ハウジング２の前方（図１の右側を前方とする。以下同じ）に突設したアンビル９のアーム１０に係止させる周知の構造となっている。すなわち、モータ４が駆動すると、スピンドル６と共にハンマー７が回転してアンビル９を回転させ、アンビル９への負荷が高まると、ハンマー７が後退して一旦アーム１０，１０から外れ、コイルバネ８の付勢により再び前進しながらアーム１０，１０に係止する動作を繰り返すことで、アンビル９に回転方向で間欠的な打撃を加えるものである。１１はハンドル３内に設けられたスイッチ、１２は押し込み操作によってスイッチ１１をＯＮさせるトリガーで、スイッチ１１には、下方に正負の端子金具１４，１４を備えたバッテリーホルダ１３が連結されている。この電動工具側の端子となる端子金具１４，１４は、ハンドル３の下方で下端を開口するように形成されたバッテリーパック２０の装着部１５内に突出するものである。

一方、バッテリーパック２０は、複数の蓄電池を収容したケース２１の上側に、断面長円状の差込部２２を突設させ、差込部２２の両サイドに、バッテリーパック２０側の端子となる正負の電極板２３，２３を露出させた周知の構造で、ケース２１下側の両サイドには、装着部１５への装着状態でハンドル３の下端に設けた係止部１６，１６と係止するフックボタン２４，２４が設けられている。
よって、バッテリーパック２０を、差込部２２を上にしてハンドル３の下方から装着部１５へ差し込み、係止部１６にフックボタン２４が係止するまで装着部１５内に差し込むと、差込部２２を含むバッテリーパック２０の略上半分が装着部１５内に嵌合状態で収容されると共に、左右の電極板２３，２３がバッテリーホルダ１３の端子金具１４，１４に挟まれる格好で保持されて電気的接続される。

そして、インパクトドライバ１の装着部１５内で、ハンドル３の下端後方には、図１下側のＡ−Ａ線断面図にも示すように、転動体となる３つのローラ１７，１７・・が設けられている。各ローラ１７はウレタン製で、ハンドル３内で左右方向に保持されたピン１８に外装されて回転可能な状態で装着部１５内に突出しており、バッテリーパック２０の装着部１５への装着状態で、バッテリーパック２０の上側で装着部１５の開口を閉塞するように形成された段部２５の後面に当接可能となっている。この当接状態では、各ローラ１７は段部２５をその弾性によって前方へ押圧し、段部２５の前端をハンドル３の内面へ押し付けるものとなる。

よって、ローラ１７は、バッテリーパック２０を装着部１５内へ下方から差し込む際、バッテリーパック２０の段部２５の後面と当接して転動し、バッテリーパック２０に大きな負荷を掛けることなくその進入を許容する一方、バッテリーパック２０の装着状態ではバッテリーパック２０を前方に押圧してがたつき防止を図ることになる。従って、インパクトドライバ１を用いてネジ締め等を行う際、打撃機構５で生じた打撃作動によって振動が発生しても、バッテリーパック２０が装着部１５内でがたつくことなく保持される。従って、端子金具１４と電極板２３との間のチャタリングも好適に防止される。

このように、上記形態１のバッテリーパック２０の装着構造によれば、装着部１５に、バッテリーパック２０の装着動作に伴ってバッテリーパック２０の外面と当接して転動し、バッテリーパック２０の装着状態でバッテリーパック２０の外面を弾性的に押圧するローラ１７を設けたことで、バッテリーパック２０には摩耗を生じさせず、ローラ１７自体もバッテリーパック２０の装着の度に当接箇所が変わることで長期に亘って弾性を維持できる。従って、信頼性の高いがたつき防止が可能となり、効果的なチャタリング防止が期待できる。具体的には、ローラ１７を設けない従来のバッテリーパックの装着構造と比較すると、３倍以上の耐久性が確認されている。
また、バッテリーパック２０の装着時にはローラ１７の転動によって抵抗が軽減されるため、着脱時の使用感を損なうこともない。
特にこの形態では、転動体にローラ１７を採用し、バッテリーパック２０の装着状態ではバッテリーパック２０を装着部１５への差込方向と直交する方向へ押圧する構造としているから、差込形態において転動体を好適な位置に配置可能となっている。

以下、本発明の他の形態を説明する。なお、インパクトドライバやバッテリーパックの基本的な構造は形態１と同じであるため、バッテリーパックの装着部分を中心に説明し、重複する内容は省略する。
《形態２》
図２に示すバッテリーパック２０の装着構造では、左右方向のピン３０，３０を上下に二本平行に設けて、両ピン３０，３０の間にウレタン製で幅広のローラ３１を長円状に張設させたいわゆるキャタピラ（登録商標）状としたものである。この場合もバッテリーパック２０の装着時にはローラ３１が段部２５と当接して転動し、バッテリーパック２０に負荷を掛けることなくその進入を許容する一方、バッテリーパック２０の装着状態ではバッテリーパック２０を前方へ押圧してがたつきを防止することになる。よって、バッテリーパック２０の摩耗防止やチャタリング防止、使用感の維持といった上記形態１と同じ効果が得られるが、特にここでは、ローラ３１を長円状に張設したことで、バッテリーパック２０への接触面積が形態１に比較して大きくなり、がたつき防止にはより有効と言える。

《形態３》
図３に示すバッテリーパック２０の装着構造では、半割のハンドル３の内面には、ネジの取付位置となる筒状のボス３２が設けられることから、このボス３２の外周に、ローラ３３を外装させたものである。この場合もバッテリーパック２０の装着時にはローラ３３が転動して小さな負荷でバッテリーパック２０の進入を許容すると共に、バッテリーパック２０の装着状態ではバッテリーパック２０を前方へ押圧してがたつきを防止することになる。よって、バッテリーパック２０の摩耗防止やチャタリング防止、使用感の維持といった上記形態１と同じ効果が得られるが、特にここでは、既存のボス３２を利用してローラ３３を取り付けるため、形態１，２のようなピンが不要となり、部品点数が少ない合理的な構造となってコスト面に優れる。

《形態４》
図４に示すバッテリーパック２０の装着構造では、ピン３４及びローラ３５は、ハンドル３下方の開口際でなく、装着部１５内の上方に設けられて、バッテリーパック２０の差込部２２を後方から押圧可能としている。特にローラ３５は、先の形態のように軸方向に同径としたものではなく、下側に示すＢ−Ｂ線断面図のように、差込部２２の後面の円形状に合わせて、中央が最も小径となるように周面が湾曲した形状となっている。なお、３６，３６は差込部２２内に収容される蓄電池である。
この形態においても、バッテリーパック２０の装着時にはローラ３５が差込部２２の周面と当接して転動し、小さな負荷でバッテリーパック２０の進入を許容する一方、バッテリーパック２０の装着状態では、差込部２２を前方へ押圧してハンドル３の前側の内面に押し付け、がたつきを防止することになる。よって、バッテリーパック２０の摩耗防止やチャタリング防止、使用感の維持といった上記形態１と同じ効果が得られるが、特にここでは、差込部２２の形状に合わせた湾曲形状によって、前後方向のみならず左右方向でも差込部２２の移動規制が働くため、がたつき防止効果がより向上する。また、端子金具１４と電極板２３との接触位置に近い差込部２２を押圧しているので、チャタリングが効果的に防止される利点もある。

《形態５》
上記形態１〜４では、差込部を備えたバッテリーパックをハンドルの下方から差し込んで装着する構造となっているが、図５に示すバッテリーパック４０の装着構造では、バッテリーパック４０の上面に前後方向で突設した図示しない一対のスライドレールを、ハンドル３の左右端に同じく前後方向へ形成した一対のガイドレール４１，４１間に抱持させる周知の形態となっている。よって、バッテリーパック４０を、スライドレールをガイドレール４１，４１間に合わせて前側から差し込み、バッテリーパック４０の前端で上方に突設したストッパ４２がガイドレール４１の前端に当接するまでスライドさせれば、バッテリーパック４０の装着が完了することになる。バッテリーパック４０の上面には、当該上面から出没可能且つ上方への突出位置へ付勢されるフック４３が設けられて、ハンドル３への装着状態では、突出したフック４３がハンドル３に設けた凹部４４に係止してバッテリーパック４０の前方への抜け止めを行うようになっている。

この装着構造では、ハンドル３の凹部４４内で前方側の内面にピン４５及びローラ４６が設けられて、バッテリーパック４０の装着状態では、突出したフック４３の前面を後方側へ押圧するようになっている。すなわち、フック４３が凹部４４の位置で上方へ突出する際に、これと当接するローラ４６が転動して小さな負荷で確実にフック４３の突出を許容すると共に、フック４３の係止状態では、フック４３を介してバッテリーパック４０を後方へ付勢し、ストッパ４２をガイドレール４１の前端に押圧してがたつきを防止するものである。よって、このようなスライド装着構造であっても形態１と同様に摩耗防止やチャタリング防止の効果が得られることになる。

《形態６》
上記形態１〜５では、ハンドル側にローラを設けてバッテリーパックのがたつき防止を図っているが、図６に示すように、バッテリーパック側に設けることもできる。ここでは、バッテリーパック２０のケース２１内で段部２５の後方に、ローラ４８を外装させたピン４７を左右方向に支持させて、段部２５の後面にローラ４８の周面が突出するようにしている。この場合、ハンドル３内に、バッテリーパック２０の装着状態でローラ４８が当接する当接部（例えば壁部やリブ等）を設ければ、バッテリーパック２０の差込時には当接部との当接でローラ４８が転動して小さな負荷での差込を許容し、バッテリーパック２０の装着状態では、ローラ４８が当接部を押圧することでバッテリーパック２０を前方へ押圧することになる。よって、上記各形態と同様に、ハンドル３側で当接部には摩耗を生じさせず、ローラ４８自体も長期に亘って弾性を維持でき、信頼性の高いがたつき防止が可能となる。また、ローラ４８の転動による着脱時の使用感も維持できるのである。

以下、各形態に共通する変更例を説明する。
一つのピンに設けるローラは、一つであっても良いし複数であっても良い。複数の場合は軸方向に所定間隔をおいて配置することも可能である。
また、このようなピンとローラとのセットは一カ所に設けるものに限らず、バッテリーパックのがたつきを防止可能であれば、例えば装着部の前後に夫々設けたり、装着部の同じ側で上下に並列させたりして複数箇所に設けても良い。勿論ウレタン製に限らず、他の合成樹脂やゴム製とすることも可能である。
さらに、転動体としてはローラに限らず、ハンドル（バッテリーパックではケース）に凹設した収容部に一部が突出するように収容されるボールを採用しても同様の効果が期待できる。複数箇所の場合はローラとボールとを併用することも考えられる。

その他、これらのローラやボール等の転動体の周面に、突条や突起、溝等を設けることで凹凸を付与してバッテリーパック或いはハンドル側と当接させるようにしても差し支えない。このようにすれば転動体の確実な転動が期待できる。但しこの凹凸は転動体側に限らず、バッテリーパック側で転動体との当接面（上記形態では段部の後面）に設けても良いし、転動体とバッテリーパックとの双方に設けても良い。

そして、上記各形態は夫々単独で適用するものに限らず、例えばハンドル下端にローラを設ける形態１〜３の何れかと、装着部上方にローラを設ける形態４とを組み合わせたり、この形態４と、バッテリーパックの段部にローラを設ける形態６とを組み合わせたり等、複数の形態を組み合わせてがたつき防止を図ることも可能である。
また、形態２で説明した二本のピン間に張設される長円状のローラを、形態５や形態６のローラに適用したり、ボスを利用した形態３を形態５に適用したり等、各形態間での設計変更も可能である。

一方、上記形態ではバッテリーパックの一部をハウジングに装着する構造となっているが、ハウジングに設けた装着部にバッテリーパックの全体を収容させて装着する構造であっても本発明は採用可能である。また、装着部とバッテリーパックとの具体的な装着構造も、差込形態では上記形態のような係止部とフックボタンとの係止に限らず、装着部に設けた弾性バネをバッテリーパックに係合させる構造等、他の方式であっても本発明の採用を阻害するものではない。
さらに、充電式電動工具も上記形態のインパクトドライバに限らず、オイルパルス発生器を用いたソフトインパクトドライバやドライバドリル等、他の種類でも本発明が適用できるのは当然である。

形態１のバッテリーパックの装着構造の説明図である（下側にＡ−Ａ線断面を示す）。 形態２のバッテリーパックの装着構造の説明図である。 形態３のバッテリーパックの装着構造の説明図である。 形態４のバッテリーパックの装着構造の説明図である（下側にＢ−Ｂ線断面を示す）。 形態５のバッテリーパックの装着構造の説明図である。 形態６のバッテリーパックの装着構造の説明図である。

符号の説明

１・・インパクトドライバ、２・・ハウジング、３・・ハンドル、５・・打撃機構、１３・・バッテリーホルダ、１４・・端子金具、１５・・装着部、１７，３１，３３，３５，４６，４８・・ローラ、１８，３０，３４，４５，４７・・ピン、２０，４０・・バッテリーパック、２１・・ケース、２２・・差込部、２３・・電極板、２５・・段部。

Claims (2)

1. 電動工具のハウジングに形成した装着部に、バッテリーパックを着脱可能に装着して、前記装着部とバッテリーパックとに夫々設けた端子同士を電気的接続させる電動工具におけるバッテリーパックの装着構造であって、
   前記装着部又は前記バッテリーパックに、弾性を有して前記バッテリーパックの装着動作に伴って前記バッテリーパックの外面又は前記装着部の内面と当接して転動し、前記バッテリーパックの装着状態で前記バッテリーパックの外面又は前記装着部の内面を弾性的に押圧する転動体を設けたことを特徴とする電動工具におけるバッテリーパックの装着構造。
2. バッテリーパックが、その一部を装着部に差し込んで装着させる構造であって、転動体をローラとし、前記バッテリーパックの装着状態では前記バッテリーパックを前記装着部への差込方向と直交する方向へ押圧するものとした請求項１に記載の電動工具におけるバッテリーパックの装着構造。

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