JP4950700B2 - 電動工具システム - Google Patents

Description

本発明は、二次電池を電源として動作する電動工具と、未使用時に電動工具を保持するホルダと、電動工具の二次電池を充電する充電装置とからなる電動工具システムに関するものである。

従来、様々な機械の組み立て工場において、ボルトやナット等のねじの締め付け作業および緩め作業に電動工具が使用されてきた。かかる電動工具は、電源たる二次電池を内蔵した電池パックが着脱自在に装着され、電池パックの充電量が減少したら電池パックが取り外されて充電装置により充電された後に再度装着されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−３３９８６１号公報

しかしながら、上記従来例では二次電池を充電するために、電池パックを電動工具から取り外す必要があり、特に工場で使用される場合を考慮すると使い勝手がよくなかった。例えば、二次電池の充電周期（１回の充電で使用される期間）を長くするために容量を大きくすると電動工具が大型化して操作性が低下するという問題や、充電した直後と充電周期の末期近くになったときとで二次電池の出力電圧に差が生じるため、電動工具の出力トルクが安定しなくなるという問題もある。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、二次電池を電源とする電動工具の使い勝手を向上した電動工具システムを提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、二次電池を電源として動作する電動工具と、未使用時に電動工具を保持するホルダと、電動工具の二次電池を充電する充電装置とからなる電動工具システムにおいて、電動工具は、モータのような駆動源が内蔵された胴体部、胴体部と一体に設けられて作業者の手で把持される把持部を有する工具本体と、外郭内に前記二次電池を内蔵し当該外郭が工具本体に着脱自在に装着される電池パックとを備え、電池パックは、二次電池の正極に電気的に接続されるとともに外郭の外に露出する第１の接続端子と、二次電池の負極に電気的に接続されるとともに外郭の外に露出する第２の接続端子とを具備し、ホルダは、少なくとも電動工具に装着された電池パックを保持するホルダ本体と、ホルダ本体に保持されている電池パックの第１の接続端子並びに第２の接続端子と各別に接触導通する第３の接続端子および第４の接続端子とを備え、充電装置は、ホルダ本体に設けられた第３の接続端子および第４の接続端子を介して電池パックの第１の接続端子および第２の接続端子に充電電流を供給するものであって、第３および第４の接続端子と接続されない状態で第１並びに第２の接続端子を外部に露出させない扉機構が電池パックの外郭に設けられており、第１および第２の接続端子が電池パックの内部に収容され、電池パックの底面に設けられた窓孔を開閉自在に塞ぐ２枚の扉体が窓孔の対向する周縁部位に回動自在に軸支されるとともに扉体が閉じる向きに弾性付勢されてなり、ホルダは、電池パックが収納される収納凹部を有し、電池パックの底面と対向する収納凹部の底面に突設されたポスト部の先端部分に第３並びに第４の接続端子が設けられていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、電池パックは、二次電池の正極並びに負極とそれぞれ接続された一対の放電端子と、二次電池の正極並びに負極とそれぞれ接続された一対の充電端子とを具備することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、第１の接続端子と第２の接続端子は、電池パックの外郭における異なる面で露出していることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、ホルダ本体に保持された電動工具に向けて送風する送風装置を備え、送風装置は、第１並びに第２の接続端子と第３並びに第４の接続端子とが各別に接続されているときに動作して送風することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、一つの作業が終わって電動工具をホルダに保持させる度にホルダに設けられた第３並びに第４の接続端子と電動工具の電池パックに設けられた第１および第２の接続端子とが接触導通し、充電装置によって電動工具に装着された電池パックの二次電池が充電されるため、電池パックを工具本体から取り外して充電する必要がなく、また、二次電池の容量を相対的に小さくすることができて電動工具の操作性が向上し、さらに、何時使用しても二次電池が充電直後であるために供給電圧に差が生じず、電動工具の出力トルクを安定させることができる。その結果、二次電池を電源とする電動工具の使い勝手を向上した電動工具システムが提供できる。さらに、第１の接続端子と第２の接続端子が不用意に短絡するのを防ぐことができる。

請求項２の発明によれば、
請求項３の発明によれば、第１の接続端子と第２の接続端子が不用意に短絡するのを防ぐことができる。

請求項４の発明によれば、ホルダに保持させて充電装置で電池パックの二次電池を充電しながら送風装置の送風によって電動工具を冷却することができ、その結果、モータや二次電池などの電動工具の部品の寿命を延ばすことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態の電動工具システムは、二次電池２を電源として動作する電動工具Ｍと、未使用時に電動工具Ｍを保持するホルダＨと、電動工具Ｍの二次電池２を充電する充電装置ＢＣと、送風装置Ｆとからなる。

電動工具Ｍは、図１（ａ）に示すように工具本体Ｍ１と二次電池２を内蔵した電池パックＭ２とを備える。工具本体Ｍ１は、モータ１が内蔵された胴体部１０と、胴体部１０と一体に設けられて作業者の手で把持される把持部１１と、胴体部１０の先端から突出し減速機構（図示せず）を介してモータ１によって駆動される出力軸１３とを具備している。胴体部１０は、前半部分が略楕円錐台形状に形成されるとともに後半部分が略楕円柱形状に形成され、略楕円柱形状に形成された後半部分の周面から略角柱形状に形成された把持部１１が一体的に突出している。また、把持部１１の根元部分には作業者の指で引き込み操作されるトリガ釦１２が設けてある。

電池パックＭ２は、図１（ｂ）に示すように直方体形状の主部４０ａと、主部４０ａの上面中央より突設された角柱形状のコネクタ部４０ｂとからなる外郭４０を具備し、外郭４０内に二次電池２が収納されている。コネクタ部４０ｂは工具本体Ｍ１の把持部１１の先端面に設けられた嵌合凹所（図示せず）に嵌合するものであって、先端部分には一対の放電端子４１，４１と一対の充電端子４２，４２が露設されている。また、主部４０ａにおいてコネクタ部４０ｂを挟んで対称な側面には、先端部分に内向きの係止爪４３ａが突設された一対の係止片４３，４３が上下方向移動自在に設けられている。さらに、係止片４３，４３が設けられている側面には、二次電池２の正極に電気的に接続された第１の接続端子６と、二次電池２の負極に電気的に接続された第２の接続端子７とが露出している。

かかる電池パックＭ２は、把持部１１の先端面に設けられている嵌合凹所にコネクタ部４０ｂを嵌合する形で工具本体Ｍ１に装着され、把持部１１の先端部分に設けられている被係止孔（図示せず）に係止片４３，４３の係止爪４３ａ，４３ａを係止することで抜け止めされる。また、係止片４３，４３を下向きに移動させて係止爪４３ａ，４３ａと被係止孔との係止を解除することで電池パックＭ２を工具本体Ｍ１から取り外すことができる。

図２は本実施形態の回路ブロック図を示しており、電動工具Ｍの工具本体Ｍ１にはモータ１、二次電池２、モータ駆動回路３、スイッチ部４、制御回路部５が内蔵されている。制御回路部５はマイコンを主構成要素とし、トリガ釦１２の引き込み量に応じてモータ駆動部３を制御し、二次電池２からモータ１に供給される電流を制御するなどの方法でモータ１の回転数を制御している。スイッチ部４はトリガ釦１２の他に正転／逆転切換スイッチ（図示せず）などを具備し、それぞれの操作入力（例えば、トリガ釦１２の引き込み量や正転／逆転スイッチの状態）を受け付けて制御回路部５に出力するものである。なお、正転／逆転切換スイッチが逆転側に切り換えられると、制御回路部５はモータ駆動部３とモータ１の接続向きを切り換えることでモータ１を逆転させる。

ホルダＨは、図１（ａ）に示すように扁平な直方体形状に形成され上面に電動工具Ｍの把持部１１並びに電池パックＭ２が収納保持される収納凹部２１が凹設されたホルダ本体２０と、収納凹部２１の内壁面に露出し収納凹部２１内に収納保持されている電池パックＭ２の第１の接続端子６並びに第２の接続端子７と各別に接触導通する第３の接続端子３０および第４の接続端子３１とを備えている。ホルダ本体２０内には充電装置ＢＣと送風装置Ｆが収納されており、第３の接続端子３０並びに第４の接続端子３１がそれぞれ電線３２，３２を介して充電装置ＢＣと接続されている。また、収納凹部２１の内壁面には近接スイッチからなる検出部２５が設けられており、収納凹部２１に電動工具Ｍの把持部１１並びに電池パックＭ２が収納保持されているときに検出部２５から検出信号が出力されルようになっている。かかる検出信号は充電装置ＢＣと送風装置Ｆにそれぞれ入力され、充電装置ＢＣ並びに送風装置Ｆでは検出信号が入力されているときにだけ動作する。送風装置Ｆは収納凹部２１の底面側に配設されており、収納凹部２１底面に設けられた多数の通気孔（図示せず）を通して収納凹部２１内に送風することができる。

而して、収納凹部２１に電池パックＭ２を収納して電動工具ＭをホルダＨに保持させると、電池パックＭ２の第１および第２の接続端子６，７に各々第３の接続端子３０と第４の接続端子３１が各別に接触して導通するとともに検出部２５から検出信号が出力されて充電装置ＢＣが動作し、第１〜第４の接続端子６，７，３０，３１を介して充電装置ＢＣから充電電流が供給され、工具本体Ｍ１に装着された電池パックＭ２の二次電池２を充電することができる。このとき、電動工具ＭがホルダＨに収納されている間（検出部２５から検出信号が出力されている間）は送風装置Ｆが動作して収納凹部２１内に送風されるため、電池パックＭ２を冷却して寿命を延ばすことができる。但し、電池パックＭ２の底面と工具本体Ｍ１の把持部１１先端面、胴体部１０の後端部に通風口を設けて工具本体Ｍ１内部に空気の流路を形成すれば、電池パックＭ２だけでなくモータ１や二次電池２などに直接風を当てて冷却することができる。

上述のように本実施形態によれば、一つの作業が終わって電動工具ＭがホルダＨに保持される度にホルダＨに設けられた第３並びに第４の接続端子３０，３１と電動工具Ｍの電池パックＭ２に設けられた第１および第２の接続端子６，７とが接触導通し、充電装置ＢＣによって電池パックＭ２の二次電池２が充電されるため、充電のために電池パックＭ２を工具本体Ｍ１から取り外す必要がなく、また、二次電池２の容量を相対的に小さくすることができて電動工具Ｍの操作性が向上し、さらに、何時使用しても二次電池２が充電直後であるために供給電圧に差が生じず、電動工具Ｍの出力トルクを安定させることができ、その結果、二次電池２を電源とする電動工具Ｍの使い勝手が向上する。但し、電池パックＭ２のコネクタ部４０ｂには充電端子４２，４２が設けてあるから、従来通りに工具本体Ｍ１から取り外した電池パックＭ２を専用の充電器（図示せず）で充電することも可能である。

ところで、本実施形態では第１および第２の接続端子６，７を電池パックＭ２の外郭（主部４０ａ）の異なる面に露出させることで不用意に短絡しないようにしているが、図３（ａ），（ｂ）に示すように第１および第２の接続端子６，７を主部４０ａ内に収容し、主部４０ａの底面に設けた窓孔４０ｃを開閉自在に塞ぐ扉構造を設ければより確実に短絡事故を防ぐことができる。かかる扉構造は、平板状の２枚の扉体４５，４５を矩形の窓孔４０ｃの対向する周縁部位に回動自在に軸支し、図示しないばねで扉体４５，４５を閉じる向きに弾性付勢してなる。一方、ホルダＨにおいては、収納凹部２１の底面に突設されたポスト部２１ａの先端部分に第３並びに第４の接続端子３０，３１が設けられている。従って、工具本体Ｍ１に装着されている電池パックＭ２をホルダＨの収納凹部２１に挿入すると、ポスト部２１ａによって扉体４５，４５が押されるため、扉体４５，４５が主部４０ａの内側に向かって回動することで窓孔４０ｃを開放し、その結果、窓孔４０ｃを通して主部４０ａ内に進入したポスト部２１ａに設けられている第３並びに第４の接続端子３０，３１が主部４０ａ内でそれぞれ第１および第２の接続端子６，７と接触導通する。また、電動工具ＭをホルダＨの収納凹部２１から取り出せば、ポスト部２１ａが主部４０ａの外へ退出するとともにばね力によって扉体４５，４５が反対向きに回動して窓孔４０ｃを閉塞するのである。

（ａ）は本発明の実施形態を示す斜視図、（ｂ）は電池パックの斜視図である。 同上の回路ブロック図である。 同上における電池パックとホルダの他の構成を示し、（ａ）は電池パックがホルダに保持される前の要部断面図、（ｂ）は電池パックがホルダに保持されたときの要部断面図である。

符号の説明

Ｍ 電動工具
Ｍ１ 工具本体
Ｍ２ 電池パック
Ｈ ホルダ
ＢＣ 充電装置
１ モータ
２ 二次電池
５ 制御回路部
６ 第１の接続端子
７ 第２の接続端子
２０ ホルダ本体
２１ 収納凹部
３０ 第３の接続端子
３１ 第４の接続端子
４０ 外郭

Claims (4)

1. 二次電池を電源として動作する電動工具と、未使用時に電動工具を保持するホルダと、電動工具の二次電池を充電する充電装置とからなる電動工具システムにおいて、
   電動工具は、モータのような駆動源が内蔵された胴体部、胴体部と一体に設けられて作業者の手で把持される把持部を有する工具本体と、外郭内に前記二次電池を内蔵し当該外郭が工具本体に着脱自在に装着される電池パックとを備え、
   電池パックは、二次電池の正極に電気的に接続されるとともに外郭の外に露出する第１の接続端子と、二次電池の負極に電気的に接続されるとともに外郭の外に露出する第２の接続端子とを具備し、
   ホルダは、少なくとも電動工具に装着された電池パックを保持するホルダ本体と、ホルダ本体に保持されている電池パックの第１の接続端子並びに第２の接続端子と各別に接触導通する第３の接続端子および第４の接続端子とを備え、
   充電装置は、ホルダ本体に設けられた第３の接続端子および第４の接続端子を介して電池パックの第１の接続端子および第２の接続端子に充電電流を供給するものであって、
   第３および第４の接続端子と接続されない状態で第１並びに第２の接続端子を外部に露出させない扉機構が電池パックの外郭に設けられており、第１および第２の接続端子が電池パックの内部に収容され、電池パックの底面に設けられた窓孔を開閉自在に塞ぐ２枚の扉体が窓孔の対向する周縁部位に回動自在に軸支されるとともに扉体が閉じる向きに弾性付勢されてなり、ホルダは、電池パックが収納される収納凹部を有し、電池パックの底面と対向する収納凹部の底面に突設されたポスト部の先端部分に第３並びに第４の接続端子が設けられていることを特徴とする電動工具システム。
2. 電池パックは、二次電池の正極並びに負極とそれぞれ接続された一対の放電端子と、二次電池の正極並びに負極とそれぞれ接続された一対の充電端子とを具備することを特徴とする請求項１記載の電動工具システム。
3. 第１の接続端子と第２の接続端子は、電池パックの外郭における異なる面で露出していることを特徴とする請求項１又は２記載の電動工具システム。
4. ホルダ本体に保持された電動工具に向けて送風する送風装置を備え、
   送風装置は、第１並びに第２の接続端子と第３並びに第４の接続端子とが各別に接続されているときに動作して送風することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電動工具システム。

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