JP4843239B2

JP4843239B2 - バッテリ式電動工具

Info

Publication number: JP4843239B2
Application number: JP2005081683A
Authority: JP
Inventors: 晴之田辺; 謙次郎今田
Original assignee: Ryobi Ltd
Current assignee: Ryobi Ltd
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2025-03-22
Also published as: JP2006263830A

Description

本発明は、バッテリ式電動工具に係り、特に、工具の作動に必要な電力の供給源となるバッテリパックをハウジングに対してスライド移動させることによって、バッテリパックの着脱を可能とするバッテリ式電動工具の改良に関するものである。

従来から、電動工具のハウジングに対してバッテリパックを装着させ、このバッテリパックから供給される駆動電力によって工具を作動させるように構成したバッテリ式電動工具が知られている。そして、バッテリ式電動工具におけるバッテリパックの着脱には、様々な方式が用いられている。

例えば、下記特許文献１に記載のバッテリ式電動工具は、ハウジングが備えるハンドル部の下側端部にバッテリパックの装着位置を設定し、かかる装着位置へのバッテリパックの着脱を、ハンドル部の軸方向、つまり上下方向で行うように構成するものである。装着されたバッテリパックの固定は、バッテリパック側面に設けられたラッチ機構によって実現されており、バッテリ式電動工具のユーザは、バッテリパックを支えながらラッチ機構を操作し、バッテリパックの着脱操作を行うことになる。

また、従来技術に係る別のバッテリ式電動工具として、下記特許文献２に記載のものが知られている。下記特許文献２に記載のバッテリ式電動工具では、ハウジングが備えるハンドル部の下面にガイドレールが設置されており、一方、バッテリパック上面には、このガイドレールと摺動可能なように張り出し部が設置されている。したがって、これらガイドレールと張り出し部とによって、ハウジングとバッテリパックのスライド移動が可能となっている。スライド着脱されるハウジングとバッテリパックの固定は、ハウジングに設けられた凹部と、この凹部に対して係合可能なようにバッテリパックに設けられたフックによって実現されている。

特開２０００−７９５８１号公報特開２００１−３５１５９２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のバッテリ式電動工具は、ハウジングとバッテリパックが上下方向に接続され、しかもバッテリパック側面に設けられたラッチ機構を操作することによってバッテリパックの固定を行わなければならないものであるため、ユーザによるバッテリパックの着脱操作は、大変慎重に行わなければならないものであった。すなわち、上記特許文献１に記載のバッテリ式電動工具では、ラッチ機構の解除時にユーザがバッテリパックを確実に支持していなければ、落下してしまう虞があった。

一方、上記特許文献２に記載のバッテリ式電動工具では、ハウジングとバッテリパックの着脱をスライド移動によって実現しているので、これらの固定を解除した瞬間にバッテリパックが落下してしまうという心配はないが、バッテリパック側の固定機構として上下動可能なフックを採用しているので、バッテリパックにおけるフックの設置スペース確保の制約から、バッテリパックの形状が大きくなってしまうという問題があった。

さらに、上記特許文献２に記載のバッテリ式電動工具では、ハウジングとバッテリパックの固定が、バッテリパック側のフック先端に設けられた１つの爪のみによって行われているので、安定した固定を行うことができないという問題があった。

本発明は、上述した課題に鑑みて成されたものであって、ハウジングとバッテリパックの着脱を安全且つ容易に行うことができ、しかも安定且つ確実な固定を実現することができるバッテリ式電動工具を提供することを目的とするものである。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

本発明に係るバッテリ式電動工具は、工具の駆動源となるモータ（１１）を収納するハウジング（１０）と、前記ハウジング（１０）に着脱自在に設置されることによって前記モータ（１１）に対する駆動電力の供給を行うバッテリパック（３０）と、を有し、前記バッテリパック（３０）が前記ハウジング（１０）に形成されるバッテリパックの設置基準面（２０）に対して略平行方向にスライド移動されることによって、前記ハウジング（１０）に対する前記バッテリパック（３０）の着脱が行われるバッテリ式電動工具であって、前記ハウジング（１０）は、前記設置基準面（２０）に前記バッテリパックのスライド方向と略平行方向に設置される一対のスライドレール（２１）を備え、前記一対のスライドレール（２１）は、前記バッテリパック（３０）を案内する側の側面に爪係合部（２２）を備え、前記バッテリパック（３０）は、前記爪係合部（２２）に係合・離脱自在な係合爪（３２）と、前記係合爪（３２）を前記設置基準面（２０）と略平行方向に回動させる横断面が略円形状の回動軸（３３）と、を備え、前記回動軸（３３）を軸中心として前記係合爪（３２）を回動させることによって、前記爪係合部（２２）に対する前記係合爪（３２）の係合・離脱を自在とすることを特徴とする。

本発明に係るバッテリ式電動工具において、前記ハウジング（１０）は、前記バッテリパック（３０）が前記ハウジング（１０）に装着されたとき、前記バッテリパック（３０）を押圧する弾性部材（２７）を備え、前記バッテリパック（３０）は、前記弾性部材（２７）から押圧される位置に凸部（３７）を備え、前記ハウジング（１０）には、前記バッテリパック（３０）が有する複数のバッテリパック側端子（３６）とそれぞれ接続して駆動電力の供給を受ける複数のハウジング側端子（２６）が設置され、前記複数のハウジング側端子（２６）間に前記弾性部材（２７）が設置されていることとすることができる。

また、本発明に係るバッテリ式電動工具において、前記ハウジング（１０）は、前記一対のスライドレール（２１）間に端子ホルダ（２５）を備え、前記端子ホルダ（２５）に前記複数のハウジング側端子（２６）が設置され、前記弾性部材（２７）は、前記端子ホルダ（２５）に設置されていることとすることができる。

なお上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。

本発明によれば、ハウジングとバッテリパックの着脱を安全且つ容易に行うことができ、しかも安定且つ確実な固定を実現することが可能なバッテリ式電動工具を提供することができる。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。さらに、本実施形態に係るバッテリ式電動工具は、インパクトドライバとして構成される場合を例示して説明するものであるが、本発明に係るバッテリ式電動工具はこのような形態に限定されるものではなく、ドリル、スクリュードライバ、レンチ、鋸、ハンマドリル、グラインダ、ミキサ、トリマなど、あらゆるバッテリ式電動工具に適用することが可能である。

図１は、本実施形態に係るバッテリ式電動工具の全体構成を示す縦断面側面図であり、ハウジングに対してバッテリパックが装着された状態を示している。本実施形態に係るバッテリ式電動工具はインパクトドライバとして構成されるものであり、その主要な構成部材として、工具の駆動源となるモータ１１を収納するハウジング１０と、ハウジング１０に着脱自在に設置されることによってモータ１１に対する駆動電力の供給を行うバッテリパック３０とを有している。

本実施形態に係るバッテリ式電動工具の駆動機構は、駆動源としてのモータ１１と、モータ１１のモータ出力軸１２に連結した減速用の遊星歯車列１３と、遊星歯車列１３を経由して伝達されるモータ１１の駆動力によって回転駆動されるスピンドル１４と、スピンドル１４に連結されたインパクト機構１５とによって構成されている。

ハウジング１０に固定設置されたモータ１１のモータ出力軸１２は、工具設置方向の軸端部を第１の軸受１６によって回転可能に軸支されており、このモータ出力軸１２にはピニオンギヤ１７が取り付けられている。ピニオンギヤ１７には遊星歯車列１３が備える複数のプラネタリギヤ１３ａが歯合しており、さらに、各プラネタリギヤ１３ａは、それぞれ支軸１３ｂを介してスピンドル１４に回転可能に支持されている。また、各プラネタリギヤ１３ａは、ハウジング１０内に固定設置されるインターナルギヤ１３ｃに歯合している。スピンドル１４は、第２の軸受１８を介してハウジング１０内に回転可能に支持されており、モータ１１が回転すると遊星歯車列１３を介してモータ回転力が伝達され、所定の回転数で回転することになる。

さらに、スピンドル１４には、インパクト機構１５が連結されている。このインパクト機構１５は、アンビル１５ａとハンマ１５ｂとを有するものであり、ねじ締め作業において、不図示の工具を経てアンビル１５ａに一定以上の外部トルク（ねじ締め抵抗）が付加されると、ハンマ１５ｂがアンビル１５ａに対して回転方向に打撃され、これにより強固なねじ締めを行うことができるようになっている。

さて、本実施形態に係るバッテリ式電動工具は、ハウジング１０とバッテリパック３０の着脱構造に特徴を有しており、この着脱構造の採用によって、従来技術には無い有意な効果を発揮することができる。そこで、ハウジング１０及びバッテリパック３０それぞれの構成について、図面を用いて詳細に説明する。

まず、ハウジング１０の構成について、図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃを用いて説明する。ここで、図２Ａは、本実施形態に係るバッテリ式電動工具を構成するハウジングの側面を示す外観側面図であり、図２Ｂは、図２ＡにおけるＤ−Ｄ断面を示す要部縦断面正面図である。また、図２Ｃは、図２Ａにおいて示したハウジングを底面側から見た場合の外観底面図である。

図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃにおいて示すように、ハウジング１０は、バッテリパック３０を設置する際の設置基準となる設置基準面２０を備えている。この設置基準面２０には、バッテリパック３０のスライド方向と略平行方向に設置される一対のスライドレール２１が設置されており、かかる一対のスライドレール２１は、バッテリパック３０の着脱が行われる際に、バッテリパック３０の設置基準面２０に対する略平行方向のスライド移動を案内する役割を担っている。また、一対のスライドレール２１それぞれの外側側面には、爪係合部２２が形成されており、さらに爪係合部２２の隣からスライドレール２１の先端にかけての外側側面には、斜面２３が形成されている。

また、図２Ｃにおいて示すように、ハウジング１０は、一対のスライドレール２１間に端子ホルダ２５を備えている。端子ホルダ２５内には、複数のハウジング側端子２６が設置されている。複数のハウジング側端子２６は、後述するバッテリパック３０が有する複数のバッテリパック側端子３６とそれぞれ接続することによって、駆動電力の供給を受けることができるように構成されている。また、端子ホルダ２５内には弾性部材２７が設置されており、この弾性部材２７は、複数のハウジング側端子２６の中央部分に端子に挟まれる状態で設置されている。このような場所に弾性部材２７を設置することによって、コンパクトな形状のバッテリ式電動工具を実現することが可能となる。なお、この弾性部材２７は、バッテリパック３０がハウジング１０に装着されたときに、バッテリパック３０を押圧することによって、安定したバッテリパック３０の固定を行うという機能を果たす部材である。

続いて、バッテリパック３０の構成について、図３Ａ乃至図３Ｆを用いて説明する。ここで、図３Ａは、本実施形態に係るバッテリ式電動工具を構成するバッテリパックの側面を示す外観側面図であり、図３Ｂは、図３Ａで示したバッテリパックの上面を示す外観上面図である。また、図３Ｃ及び図３Ｄは、図３ＡにおけるＥ−Ｅ断面を示す横断面上面図であり、バッテリパックが備える係合爪の係合・離脱動作を説明するための図である。さらに、図３Ｅは、図３Ｂで示したＦ−Ｆ断面を示す縦断面正面図であり、図３Ｆは、図３Ｃで示したＧ−Ｇ断面を示す縦断面正面図である。

図３Ａ乃至図３Ｆに示すバッテリパック３０は、ハウジング１０が備える一対のスライドレール２１を抱持することによって、バッテリパック３０の設置基準面２０に沿ったスライド移動を実現する一対の抱持部３１を備えている。かかる一対の抱持部３１は、図３Ｆにおいてより詳細に示されるように、スライドレール２１を外側から抱え持つことができるように概略Ｌ字状をした内側摺動面３１ａを備えている。この内側摺動面３１ａとスライドレール２１とが摺動することによって、ハウジング１０に対するバッテリパック３０のスライド移動が可能となっている。

また、バッテリパック３０の上方部分には、上述したスライドレール２１の爪係合部２２に係合・離脱自在な一対の係合爪３２が設置されている（図３Ｃ参照）。係合爪３２は、一端部に爪係合部２２と係合・離脱する爪部３２ａが形成されており、他端部にはユーザが係合爪３２を操作する際に押圧することになる操作部３２ｂが形成されている。このように構成される係合爪３２は、係合爪３２が配置される位置の内側に立設される回動軸３３を軸中心として回動自在に設置されており、さらにこの回動軸３３とはトーションスプリング３４を介して設置されている。したがって、係合爪３２は、常にはトーションスプリング３４の弾性力によって爪部３２ａがバッテリパック３０の中心方向に回動する方向に力を受けている（図３Ｃ参照）。

一方、図３Ｄに示すように、矢印Ｃの方向から操作部３２ｂに対して外力が加えられると、トーションスプリング３４はスプリングの中心軸周りにねじり荷重（トルク）を受けることになるので、矢印Ｃで示す外力がトーションスプリング３４の弾性力を超えた場合には、爪部３２ａがバッテリパック３０の外側方向に回動することになる。したがって、回動軸３３とトーションスプリング３４とによって構成される回動機構の存在によって、係合爪３２はハウジング１０に形成される設置基準面２０と略平行な方向に回動可能となり、スライドレール２１に形成される爪係合部２２への係合・離脱が可能となる。また、係合爪３２を設置基準面２０と略平行な方向に回動可能とすることによって、係合爪３２の設置スペースをコンパクトにすることができるので、好適なサイズのバッテリパック３０を実現することが可能となる。

また、バッテリパック３０は、一対の抱持部３１の中間位置に端子ホルダ３５を備えており、この端子ホルダ３５内には、複数のバッテリパック側端子３６が設置されている。これら複数のバッテリパック側端子３６は、ハウジング１０にバッテリパック３０が装着されたときに、ハウジング１０側に設置される複数のハウジング側端子２６と接続し、駆動電力の供給を行うことになる。

さらに、端子ホルダ３５の中央位置には、凸部３７が形成されている。この凸部３７は、ちょうどハウジング１０に設置される弾性部材２７と対向する位置に設置されており、ハウジング１０にバッテリパック３０を装着したときに、凸部３７が弾性部材２７を押圧して弾性力を受けるように構成されている。この凸部３７の効果によって、ハウジング１０に対するバッテリパック３０の装着は、ガタツキなどの無いより安定したものとなる。なお、端子ホルダ３５の採用と端子ホルダ３５の中央位置への凸部３７の形成によって、コンパクトな形状のバッテリ式電動工具が実現されている。

なお、バッテリパック３０の下方部分には、充電用バッテリ３８が複数個積層設置されている。この充電用バッテリ３８の個数については、所望の締め付けトルクや作業対象物、作業時間などに応じて任意に設定することができ、バッテリパック３０の下方の外郭部分を構成するケーシング３９の容量も、充電用バッテリ３８の個数に応じて適宜設定すれば良い。

以上、ハウジング１０及びバッテリパック３０それぞれの具体的構成を説明した。次に、図１、図４、図５Ａ及び図５Ｂを用いて、本実施形態に係るバッテリ式電動工具の全体構成と、バッテリパック３０の着脱動作について説明する。なお、図４は、図１におけるＡ−Ａ断面を示す縦断面正面図であり、ハウジングとバッテリパックの装着状態を示している。また、図５Ａ及び図５Ｂは、図１におけるＢ−Ｂ断面を示す横断面上面図であり、ハウジングが備えるスライドレールの爪係合部とバッテリパックが備える係合爪との係合・離脱動作を説明するための図である。

ハウジング１０に対するバッテリパック３０のスライド移動による着脱は、図４に示すように、ハウジング１０に形成される一対のスライドレール２１と、バッテリパック３０に形成される一対の抱持部３１とによって実現されている。そして、バッテリパック３０を装着させる動作の途中では、図５Ｂで示すように、爪部３２ａがハウジング１０内部の形状に沿ってハウジング１０の外側方向に押されることになるので、一対の係合爪３２は、トーションスプリング３４の弾性力に抗して回動することになる。そして、爪部３２ａがちょうど爪係合部２２の位置となったときに、外側方向への押圧が解除され、図５Ａで示すような係合状態となる。このように、本実施形態に係るバッテリ式電動工具では、ハウジング１０に対するバッテリパック３０の装着時に、操作部３２ｂに対して矢印Ｃの方向の押圧力を及ぼす必要がない。したがって、ユーザは、ハウジング１０に対するバッテリパック３０の装着を容易に行うことができる。また、本実施形態に係るバッテリ式電動工具では、水平方向に回動する一対の係合爪３２によってスライドレール２１に形成される一対の爪係合部２２を確実に係合することができるので、広い設置スペースを必要とすることもなく、しかも、ハウジング１０に対するバッテリパック３０の安定且つ確実な装着が実現する。

なお、爪係合部２２に対する係合爪３２の装着をスムーズに行うためには、図５Ａ及び図５Ｂに示されるように、爪部３２ａの先端形状を斜面にしておくことが好ましい。爪部３２ａの形状を斜面状とすることによって、バッテリパック３０の装着時におけるスライドレール２１先端の斜面２３と係合爪３２先端の爪部３２ａとのスムーズな初期接触が可能となるからである。

また、図５Ａに示されるように、本実施形態に係るバッテリ式電動工具では、ハウジング１０とバッテリパック３０の装着時において、ハウジング１０が備えるスライドレール２１の爪係合部２２とバッテリパック３０が備える係合爪３２との係合だけでなく、ハウジング１０の端子ホルダ２５に備える弾性部材２７がバッテリパック３０の備える凸部３７に対して及ぼす弾性力によって、ハウジング１０とバッテリパック３０間にスライド方向と反対方向の押圧力が働く。したがって、本実施形態に係るバッテリ式電動工具によれば、端子２６，３６同士の接続状態を安定させることができるという効果を得ることができる。すなわち、このような構成の採用によって、複数のハウジング側端子２６と複数のバッテリパック側端子３６との間のガタツキ発生が防止され、チャタリングなどの異常発生を防止することが可能となる。

一方、ハウジング１０からバッテリパック３０を取り外す際には、図５Ｂにおいて示すように、操作部３２ｂに対して矢印Ｃの方向に力を加えて一対の係合爪３２を回動させることにより、爪係合部２２から爪部３２ａを離脱させ、その上でバッテリパック３０をスライド移動させれば良い。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。

例えば、本実施形態に係るバッテリ式電動工具では、ハウジング側端子２６とバッテリパック側端子３６とをそれぞれ４つずつ設けた場合を例示して説明した。しかし、本発明の適用はこのような形態のみに限定されるものではなく、図６において示されるような、それぞれ３つの端子２６，３６で構成する場合にも適用することが可能である。このような３つの端子２６，３６を備えるバッテリ式電動工具の場合には、ハウジング１０の備える弾性部材２７とバッテリパック３０の備える凸部３７とを２つずつ設置し、これらを全ての端子２６，３６間に設置することが可能となる。図６に示す構成を採用することによって、ハウジング１０とバッテリパック３０の安定した着脱が実現する。

また、上述の実施形態で例示したハウジング１０の備える弾性部材２７は、凸部３７を介してバッテリパック３０を押圧するように構成したが、凸部３７を設けることなく、バッテリパック３０の壁面に対して直接、弾性部材２７の弾性力を及ぼすように構成することも可能である。

さらに、ハウジング１０側に設置された弾性部材２７の設置位置と、バッテリパック３０側に設置された凸部３７の設置位置とを入れ替え、ハウジング１０側に凸部３７を設置し、バッテリパック３０側に弾性部材２７を設置することが可能である。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本実施形態に係るバッテリ式電動工具の全体構成を示す縦断面側面図であり、ハウジングに対してバッテリパックが装着された状態を示している。本実施形態に係るバッテリ式電動工具を構成するハウジングの側面を示す外観側面図である。図２ＡにおけるＤ−Ｄ断面を示す要部縦断面正面図である。図２Ａにおいて示したハウジングを底面側から見た場合の外観底面図である。本実施形態に係るバッテリ式電動工具を構成するバッテリパックの側面を示す外観側面図である。図３Ａで示したバッテリパックの上面を示す外観上面図である。図３ＡにおけるＥ−Ｅ断面を示す横断面上面図であり、バッテリパックが備える係合爪の係合動作を説明するための図である。図３ＡにおけるＥ−Ｅ断面を示す横断面上面図であり、バッテリパックが備える係合爪の離脱動作を説明するための図である。図３Ｂで示したＦ−Ｆ断面を示す縦断面正面図である。図３Ｃで示したＧ−Ｇ断面を示す縦断面正面図である。図１におけるＡ−Ａ断面を示す縦断面正面図であり、ハウジングとバッテリパックの装着状態を示している。図１におけるＢ−Ｂ断面を示す横断面上面図であり、ハウジングが備えるスライドレールの爪係合部とバッテリパックが備える係合爪との係合動作を説明するための図である。図１におけるＢ−Ｂ断面を示す横断面上面図であり、ハウジングが備えるスライドレールの爪係合部とバッテリパックが備える係合爪との離脱動作を説明するための図である。本実施形態に係るバッテリ式電動工具の多様な形態を例示する図であり、ハウジング側端子とバッテリパック側端子とをそれぞれ３つずつ設けた場合を示す図である。

符号の説明

１０ハウジング、１１モータ、１２モータ出力軸、１３遊星歯車列、１３ａプラネタリギヤ、１３ｂ支軸、１３ｃインターナルギヤ、１４スピンドル、１５インパクト機構、１５ａアンビル、１５ｂハンマ、１６第１の軸受、１７ピニオンギヤ、１８第２の軸受、２０設置基準面、２１スライドレール、２２爪係合部、２３斜面、２５，３５端子ホルダ、２６ハウジング側端子、２７弾性部材、３０バッテリパック、３１抱持部、３１ａ内側摺動面、３２係合爪、３２ａ爪部、３２ｂ操作部、３３回動軸、３４トーションスプリング、３６バッテリパック側端子、３７凸部、３８充電用バッテリ、３９ケーシング。

Claims

工具の駆動源となるモータを収納するハウジングと、
前記ハウジングに着脱自在に設置されることによって前記モータに対する駆動電力の供給を行うバッテリパックと、
を有し、前記バッテリパックが前記ハウジングに形成されるバッテリパックの設置基準面に対して略平行方向にスライド移動されることによって、前記ハウジングに対する前記バッテリパックの着脱が行われるバッテリ式電動工具であって、
前記ハウジングは、前記設置基準面に前記バッテリパックのスライド方向と略平行方向に設置される一対のスライドレールを備え、
前記一対のスライドレールは、前記バッテリパックを案内する側の側面に爪係合部を備え、
前記バッテリパックは、
前記爪係合部に係合・離脱自在な係合爪と、
前記係合爪を前記設置基準面と略平行方向に回動させる横断面が略円形状の回動軸と、
を備え、
前記回動軸を軸中心として前記係合爪を回動させることによって、前記爪係合部に対する前記係合爪の係合・離脱を自在とすることを特徴とするバッテリ式電動工具。
請求項１に記載のバッテリ式電動工具において、
前記ハウジングは、前記バッテリパックが前記ハウジングに装着されたとき、前記バッテリパックを押圧する弾性部材を備え、前記バッテリパックは、前記弾性部材から押圧される位置に凸部を備え、前記ハウジングには、前記バッテリパックが有する複数のバッテリパック側端子とそれぞれ接続して駆動電力の供給を受ける複数のハウジング側端子が設置され、前記複数のハウジング側端子間に前記弾性部材が設置されていることを特徴とするバッテリ式電動工具。
請求項２に記載のバッテリ式電動工具において、
前記ハウジングの前記一対のスライドレール間に、前記複数のハウジング側端子を備えた端子ホルダが設けられ、前記端子ホルダに前記弾性部材が設置されていることを特徴とするバッテリ式電動工具。