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電動工具用のバッテリーパック - 特開2008−80420 | j-tokkyo
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【発明の名称】 電動工具用のバッテリーパック
【発明者】 【氏名】渥美 将利

【氏名】清水 秀規

【氏名】沢野 史明

【氏名】竹山 敦

【要約】 【課題】製造性良く形成された外殻ハウジングによって組立性良く電装部品を外殻ハウジング内の所定位置に保護を伴わせて配置できるようにした電動工具用のバッテリーパックを提供する。

【解決手段】電動工具2に取り付けて電動工具2に給電させるための電動工具用のバッテリーパック1である。バッテリーパック1の外殻ハウジング14を硬質材及び軟質材の一体成形品で構成する。外殻ハウジング14の内面に軟質保持部30を部分的に設ける。軟質保持部30によって外殻ハウジング14内の所定位置に内装する電装部品21を個別に保持する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電動工具に取り付けて電動工具に給電させるための電動工具用のバッテリーパックであって、バッテリーパックの外殻ハウジングを硬質材及び軟質材の一体成形品で構成し、この外殻ハウジングの内面に軟質保持部を部分的に設け、この軟質保持部によって外殻ハウジング内の所定位置に内装する電装部品を個別に保持して成ることを特徴とする電動工具用のバッテリーパック。
【請求項2】
電動工具に設けた工具側接続端子に接続させるためのバッテリー側接続端子を外殻ハウジング内に内装された端子台座に設け、この端子台座を外殻ハウジングの内面に設けた軟質保持部によって保持して成ることを特徴とする請求項1記載の電動工具用のバッテリーパック。
【請求項3】
バッテリーパックを制御する制御回路基板を外殻ハウジング内に内装すると共に、この制御回路基板を外殻ハウジングの内面に設けた軟質保持部によって保持して成ることを特徴とする請求項1記載の電動工具用のバッテリーパック。
【請求項4】
バッテリーパックに備えた蓄電池の温度を検出する温度センサを外殻ハウジング内に内装すると共に、この温度センサを外殻ハウジングの内面に設けた軟質保持部によって保持して成ることを特徴とする請求項1記載の電動工具用のバッテリーパック。
【請求項5】
バッテリーパックに備えた複数本の蓄電池の電極間を接続する導電金具を外殻ハウジング内に内装すると共に、この導電金具を外殻ハウジングの内面に設けた軟質保持部によって保持して成ることを特徴とする請求項1記載の電動工具用のバッテリーパック。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、電動工具用のバッテリーパックに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、電気機器において、良好な製造性を期して外ケースの全内面に亘って弾性材を積層一体化し、この弾性材によって電装部品を内装した内ケースを保持することが知られている(たとえば特許文献1参照)。
【0003】
しかしながら、上記弾性材は略一定の厚みを有した層形状に形成されたものであり、外ケースの内面形状を一回り小さくした外面形状の内ケースは嵌合させて保持可能であるが、厳密に、個々の電装部品をその保護を伴って位置決め配置することはできない。
【0004】
すなわち、電装部品はその用途から個々異なる重量、異形形状を有し、個々の電装部品を保護を伴って位置決め配置するには、各電装部品に合わせて弾性材を形成してこの弾性材で各電装部品を個別にケース等のハウジングに保持しなければならないのであり、上記略一定の厚みを有した層形状の弾性材では異形の電装部品全てを保護した状態で保持することなどできないのである。仮に上記略一定の厚みを有した層形状の弾性材が個々の電装部品全てを保持できたとしても、その保護の程度にムラが生じるのは不可避である。保護の甘い電装部品では外部衝撃にて振動が誘発されることもあり、この誘発された振動が弾性体を介して他の電装部品に伝播される不具合が生じる恐れすらある。
【0005】
しかして、外ケース内に個々の電装部品を保護を伴って位置決め配置させるには、特許文献2のように、外ケースと各電装部品との間に個別に別体の弾性体を介装することが行なわれているのが現状であるが、電装部品毎に別体の弾性体を介装させながら行う外ケース内への電装部品の組み込み作業は良好とは言い難いものであった。つまり外ケース内に組み込む電装部品が増えれば増えるほどその組立性は低下してしまうのである。
【特許文献1】実開平2−101447号公報
【特許文献2】特開2004−31295号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製造性良く形成された外殻ハウジングによって組立性良く電装部品を外殻ハウジング内の所定位置に保護を伴わせて配置できるようにした電動工具用のバッテリーパックを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために請求項1に係る電動工具用のバッテリーパックは、電動工具2に取り付けて電動工具2に給電させるための電動工具用のバッテリーパック1であって、バッテリーパック1の外殻ハウジング14を硬質材及び軟質材の一体成形品で構成し、この外殻ハウジング14の内面に軟質保持部30を部分的に設け、この軟質保持部30によって外殻ハウジング14内の所定位置に内装する電装部品21を個別に保持して成ることを特徴とする。
【0008】
これによると、外殻ハウジング14の内面に軟質保持部30を部分的に設けるのに、外殻ハウジング14を硬質材及び軟質材の一体成形で形成する際に製造性良く形成できるのであり、そして、バッテリーパック1の組み立て時には上記軟質保持部30によって電装部品21を保持できるのであって、電装部品21は軟質保持部30による保護を受けながら組立性良く外殻ハウジング14内の所定位置に位置決めして配置できる。つまり、製造性良く形成された外殻ハウジング14によって組立性良く電装部品21を外殻ハウジング14内の所定位置に耐衝撃性等の保護を伴わせて配置できるのである。
【0009】
また請求項2に係る電動工具用のバッテリーパックは、請求項1において、電動工具2に設けた工具側接続端子に接続させるためのバッテリー側接続端子22を外殻ハウジング14内に内装された端子台座24に設け、この端子台座24を外殻ハウジング14の内面に設けた軟質保持部30によって保持して成ることを特徴とする。
【0010】
これによると、電装部品21である端子台座24を、製造性良く形成された外殻ハウジング14によって組立性良く外殻ハウジング14内の所定位置に保護を伴わせて配置できる。ここで、端子台座24にはバッテリー側接続端子22が設けられているから、端子台座24の所定位置への配置によるとバッテリー側接続端子22も同様に所定位置に配置できる。しかして、バッテリー側接続端子22と電動工具2に設けた工具側接続端子との接続を、位置ズレによる接続不良を発生させずに、確実に行わせることが可能となる。また、バッテリーパック1に対して軟質保持部30によって保持されたバッテリー側接続端子22は、工具側接続端子との接続状態では、軟質保持部30を変形させることで、工具側接続端子(電動工具2側)に従動する状態にできる。電動工具2はその駆動時には振動が多々発生するのであって、この振動は工具側接続端子から接続されたバッテリー側接続端子22に伝播されるのであるが、このとき上述のようにバッテリー側接続端子22が工具側接続端子に従動する状態であれば、バッテリー側接続端子22と工具側接続端子との間で振動による接続不良を発生させず、安定した端子接続構造を確保できる。
【0011】
また請求項3に係る電動工具用のバッテリーパックは、請求項1において、バッテリーパック1を制御する制御回路基板25を外殻ハウジング14内に内装すると共に、この制御回路基板25を外殻ハウジング14の内面に設けた軟質保持部30によって保持して成ることを特徴とする。
【0012】
これによると、電装部品21である制御回路基板25を、製造性良く形成された外殻ハウジング14によって組立性良く外殻ハウジング14内の所定位置に保護を伴わせて配置できる。ここで、制御回路基板25は特に振動等に弱い電装部品21であるが、軟質保持部30で保持させることによって耐衝撃性等の保護効果を供与でき、バッテリーパック1の耐久性の向上を図り得る。
【0013】
また請求項4に係る電動工具用のバッテリーパックは、請求項1において、バッテリーパック1に備えた蓄電池11の温度を検出する温度センサ26を外殻ハウジング14内に内装すると共に、この温度センサ26を外殻ハウジング14の内面に設けた軟質保持部30によって保持して成ることを特徴とする。
【0014】
これによると、電装部品21である温度センサ26を、製造性良く形成された外殻ハウジング14によって組立性良く外殻ハウジング14内の所定位置に保護を伴わせて配置できる。ここで、温度センサ26は正常な温度検出の確保のためには高い配置精度が必要とされるが、軟質保持部30に保持させることで位置決めを伴った位置決め配置が可能であり、つまり温度センサ26の正常機能を図ることができる。
【0015】
また請求項5に係る電動工具用のバッテリーパックは、請求項1において、バッテリーパック1に備えた複数本の蓄電池11の電極間を接続する導電金具29を外殻ハウジング14内に内装すると共に、この導電金具29を外殻ハウジング14の内面に設けた軟質保持部30によって保持して成ることを特徴とする。
【0016】
これによると、電装部品21である導電金具29を、製造性良く形成された外殻ハウジング14によって組立性良く外殻ハウジング14内の所定位置に保護を伴わせて配置できるのであり、導電金具29の配置不良による蓄電池11間の短絡等の不具合を防止できる。
【発明の効果】
【0017】
本発明にあっては、製造性良く形成された外殻ハウジングによって組立性良く電装部品を外殻ハウジング内の所定位置に耐衝撃性等の保護を伴わせて配置できる、という利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。
【0019】
本例のバッテリーパック1は、図1(b)のような電動工具2に取り付けて、コードレス状態で電動工具2を使用できるようにした、電動工具用のバッテリーパックである。ここで、電動工具2は、筒状の工具本体部3と、この工具本体部3から径外方向(下方)に突出するグリップ部4を有しており、電動工具用のバッテリーパック1は、グリップ部4の突出先端部(下端)に設けた工具側装着部5に取り外し自在に装着される。電動工具2の工具本体部3には、後方側から順に、バッテリーパック1の給電により駆動するモータ6、モータ6の駆動出力を工具用出力に減速等して変換する機構部7、工具用出力を出力させる出力部8が内装されている。出力部8には工具本体部3の筒軸方向に突出するように工具が着脱自在に取着される。グリップ部4には、使用者の把持した手によって電動工具2の駆動操作をする操作スイッチ9が設けられると共に、上記操作スイッチ9の操作を受けてモータ6等の駆動制御を行なう制御回路部10が内装されている。本例の電動工具2はいわゆるインパクトドライバーである。便宜上、工具本体部3に取り付けた工具の突出方向を前方(矢印a)と称し(その反対方向を後方(矢印b)と称する)、工具本体部3からのグリップ部4の突出方向を下方(矢印c)と称し(その反対方向を上方(矢印d)と称する)、上記上下方向及び前後方向にそれぞれ直交する方向を左右方向(矢印e)と称して説明をする。
【0020】
本例のバッテリーパック1は、図1(a)や図2,3のように、蓄電池11を内装した函状のバッテリー本体部12と、このバッテリー本体部12から上方に突出した台状のバッテリー側装着部13とを有しており、外殻ハウジング14でこれらの外形が形成されている。外殻ハウジング14は、構造的には上下に2分されたような上部外殻ハウジング14aと下部外殻ハウジング14bとで構成されており、材質的にはエラストマーなどの軟質材と硬質材との2色成形で射出成形された樹脂成形品である。詳しくは、硬質材によって外殻ハウジング14の全体形状が形成され、軟質材は後述のように外殻ハウジング14の部分的な部位(軟質保持部30等)の形成に用いられる。
【0021】
下部外殻ハウジング14bはバッテリー本体部12の下半部分を構成するような上方に開口する容器形状に施されており、その内部に複数本(本例では4本)の横向きにされた蓄電池11が前後方向に並設した状態で配設されている。なお本例の蓄電池11には従来のニッケル水素電池に比べて高出力を確保できるリチウムイオン充電池が用いられており、内装する充電池の本数を抑えてバッテリーパック1の小型化が図られている。上部外殻ハウジング14aはバッテリー側装着部13とバッテリー本体部12の上半部分とを構成するような下方に開口する容器形状に施されている。上部外殻ハウジング14aのバッテリー本体部12の上半部分には、各蓄電池11の上面の円弧面に連続して合致するような波板状の電池押え15が収納され、外殻ハウジング14を形成させるべく上部外殻ハウジング14aと下部外殻ハウジング14bとを合致させた際に、電池押え15が各蓄電池11の上面を押さえて、各蓄電池11を外殻ハウジング14内の所定位置に強固に位置決め固定させている。
【0022】
バッテリー側装着部13は上方に凹む凹状の工具側装着部5の内部に挿入可能な台状部位であり、その左右両端部には、工具側装着部5の左右内面に形成した水平板状の係止突片16をスライドさせて挿入、係止させる複数の逆L字型のL字フック17が形成されると共に、L字フック17に挿入した係止突片16の抜け止めを図る係合突部18が突没自在に設けられている。本例ではL字フック17及び係止突片16は前後に3つ並ぶように形成されており、係合突部18は前端部の左右一対のL字フック17に対応して突没自在に設けられている。ここで、係合突部18は、バッテリー側装着部13内に内装した連動機構20を介してバッテリーパック1の前端面に設けた着脱用操作釦19に連動して突没自在にされる。なお連動機構20にはL字フック17に挿入係止した係止突片16に抜け止めを施すために係合突部18を突出付勢するバネ(図示せず)が設けられている。すなわち、バッテリーパック1の電動工具2への取り付けは、図7(a)(b)の順で、工具側装着部5の内部にその下方からバッテリー側装着部13を挿入して工具側装着部5の内部でバッテリー側装着部13を後方へスライドさせ、突出した係合突部18によってL字フック17と係止突片16とを抜け止めさせて係合状態にすることで行われるのであり、一方、バッテリーパック1の電動工具2からの取り外しは、使用者が着脱用操作釦19をバネの付勢に抗して押し込んで係合突部18を外殻ハウジング14内に没入せしめL字フック17と係止突片16との係合状態を解除して、図7(b)(a)の順で、工具側装着部5の内部でバッテリー側装着部13を前方へスライドさせバッテリー側装着部13を工具側装着部5の内部から下方に抜くことで行われる。なお、バッテリー側装着部13は蓄電池11に充電させるために充電器の充電器側装着部(図示せず)にも同様に着脱自在に装着可能である。
【0023】
また、バッテリー側装着部13にはバッテリー側接続端子22が設けられており、バッテリーパック1を電動工具2に取り付けた際には、このバッテリー側接続端子22は工具側装着部5に設けた工具側接続端子(図示せず)に接続される。ここで、バッテリー側接続端子22や工具側接続端子はそれぞれ電気を流す給電用端子22aや制御信号を流す制御用端子22bで構成されている。バッテリー側接続端子22の給電用端子22aはバッテリー側装着部13の後端面に外方に臨むようにしてバッテリー側装着部13の内部に配置されており、バッテリー側接続端子22の制御用端子22bはバッテリー側装着部13の上面から凹没した端子挿入用凹所23に配置されており、いずれの端子22a,22bもバッテリー側装着部13の側面及び上面の外面ラインよりも突出しないようにしてバッテリーパック1を落下させた際に直接衝撃が加えられないように保護が図られている。
【0024】
ここで、バッテリー側接続端子22(給電用端子22a及び制御用端子22b)は端子台座24に一体に形成されている。端子台座24は本例では制御回路基板25で構成されているが、制御回路基板25とは別に板状の成形品で構成することもできる。この端子台座24は、図1(a)や図4のように、上部外殻ハウジング14aの左右内面の適宜箇所に部分的に設けた軟質保持部30(台座用軟質保持部30a)によって位置決めを伴って保持されている。この台座用軟質保持部30aは板状の端子台座24の端部を嵌合できる断面コ字形状に形成されている。
【0025】
具体的に、制御回路基板25には、蓄電池11の温度を検出する温度センサ26が接続されると共に、蓄電池11の出力を伝える電送金具27から至るリード線(図示せず)が接続されており、バッテリー側接続端子22の制御用端子22bでは、上記温度センサ26からの温度信号や上記リード線からの電圧信号などの制御信号が出力されるようになっている。上記バッテリー側接続端子22の制御用端子22bの出力は接続した工具側接続端子の制御用端子を経て電動工具2の制御回路部10に至るようにされ、電動工具2の動作制御に資するようにされている。
【0026】
ここで、本例の温度センサ26にはサーミスタが用いられており、この温度センサ26は、制御回路基板25の下方位置において並設した蓄電池11間の溝11a内部に挿入されるようにして配置されている。詳しくは、図1(a)や図5のように、上部外殻ハウジング14aの上面の適宜箇所に下方に突出する突形状の軟質保持部30(センサ用軟質保持部30b)が部分的に設けられており、このセンサ用軟質保持部30bの下端部が制御回路基板25に設けた貫通孔28を通って上記温度センサ26を上方から押圧することで、温度センサ26の位置決めを伴わせた保持を可能にさせている。なお、本例のセンサ用軟質保持部30bにあっては、端子挿入用凹所23の下面を被覆するように形成された端子用軟質被覆部31aと軟質連結部32を介して一体に形成されている。端子用軟質被覆部31aはバッテリーパック1を電動工具2に取り付けた際に工具側接続端子が端子挿入用凹所23の下面に強く当接することを回避するためのクッション材である。
【0027】
また、複数の蓄電池11は外殻ハウジング14の左右端部にある電極がそれぞれ導電金具29で接続されており、つまり導電金具29によって複数の蓄電池11を電気的に直列に接続させているが、この導電金具29も、図6のように、下部外殻ハウジング14bの内面の適宜箇所に設けた軟質保持部30(導電金具用軟質保持部30c)によって位置決めを伴って保持されている。なお、本例の導電金具用軟質保持部30cにあっては、外殻ハウジング14の側外面を被覆するように形成された衝撃用軟質被覆部31bと一体に形成されている。この衝撃用軟質被覆部31bは、バッテリーパック1を誤って落下させた際に外殻ハウジング14にかかる衝撃を緩和するためのクッション材である。
【0028】
上述のように外殻ハウジング14の内面には、端子台座24(制御回路基板25)や温度センサ26や導電金具29などの電装部品21を、それぞれ各電装部品21に対応して保持できるようにした軟質材で構成された軟質保持部30(台座用軟質保持部30a、センサ用軟質保持部30b、導電金具用軟質保持部30c)が部分的に設けられているが、これら軟質保持部30は外殻ハウジング14を硬質材及び軟質材の一体成形(2色成形)で形成する際に製造性良く形成できる。そして、これら軟質保持部30にあらかじめ電装部品21を保持させておくことで、バッテリーパック1の組み立て時には従来のように別体の弾性体を介装させながらの煩雑な組立作業を回避でき、良好な組立作業によってバッテリーパック1の組み立てを行うことができるのである。バッテリーパック1の組み立て後には各電装部品21はそれぞれの軟質保持部30による保護を受けながら外殻ハウジング14内の所定位置に位置決めして配置されることとなる。ここで、軟質保持部30による保護とは、軟質保持部30がバッテリーパック1に伝播した振動や外部衝撃を吸収することができることによる、保持した電装部品21に対する耐衝撃性の向上効果の付与などが挙げられる。つまり、本例のバッテリーパック1にあっては、製造性良く形成された外殻ハウジング14によって組立性良く電装部品21を外殻ハウジング14内の所定位置に耐衝撃性等の保護を伴わせて配置できたものである。そして特に本例のバッテリーパック1は多々振動が発生する電動工具向けであるから軟質保持部30による電装部品21の保護の利点を有効に発揮させることができたものである。
【0029】
殊に、バッテリー側接続端子22が一体に設けられた端子台座24を台座用軟質保持部30aで位置決めを伴って保持したことによると、バッテリー側接続端子22が正確な位置に位置決め配置されるのであり、バッテリー側接続端子22と電動工具2に設けた工具側接続端子との接続を、位置ズレによる接続不良を発生させずに、確実に行わせることが可能となる、といった利点も有することとなっている。
【0030】
更に言うと、バッテリーパック1に対して軟質保持部30によって保持されたバッテリー側接続端子22は、工具側接続端子との接続状態では、軟質保持部30を変形させることで、工具側接続端子(電動工具2側)に従動する状態になる。電動工具2はその駆動時には機構部7等から振動が多々発生するのであって、この振動は工具側接続端子から接続されたバッテリー側接続端子22に伝播されるのであるが、このとき上述のようにバッテリー側接続端子22が工具側接続端子に従動する状態であれば、バッテリー側接続端子22と工具側接続端子との間で振動による接続不良を発生させず、安定した端子接続構造を確保できる、といった利点も有するのである。つまり、バッテリーパック1から電動工具2への給電等を確実に行なわせて電動工具2の正常駆動が確保されるものである。
【0031】
また、本例では、端子台座24は制御回路基板25にて構成されて台座用軟質保持部30aによって保持されているが、このように制御回路基板25を軟質保持部30で保持したことにより、特に振動等に弱い電装部品21である制御回路基板25に対して軟質保持部30による耐衝撃性等の保護効果を付与させることができ、バッテリーパック1の耐久性の向上が図られている。
【0032】
また、本例では、正常な温度検出を確保するには高い配置精度が必要とされる温度センサ26がセンサ用軟質保持部30bによって位置決め配置されており、つまり温度センサ26の正確な位置決め配置が確保されたことによって温度センサ26の正常機能の確保が有効に図られている、という利点も有している。また、本例では、電装部品21である導電金具29を、製造性良く形成された外殻ハウジング14によって組立性良く外殻ハウジング14内の所定位置に保護を伴わせて配置させており、導電金具29の配置不良による蓄電池11間の短絡等の不具合の防止が有効に図られている、という利点も有している。
【0033】
また、本例では、一体に形成したセンサ用軟質保持部30bと端子用軟質被覆部31a、ならびに導電金具用軟質保持部30cと衝撃用軟質被覆部31bにあるように、外殻ハウジング14の内面に設けた軟質保持部30と外殻ハウジング14の外面に設けた軟質被覆部31とが軟質連結部32を介して一体化されている。軟質連結部32は、硬質材の外殻ハウジング14における軟質保持部30及び軟質被覆部31に対応する箇所に内外に貫通する貫通孔32aを穿設しておき、軟質保持部30及び軟質被覆部31を形成する2色成形の軟質材の充填時に上記貫通孔28に軟質材を充填させることで形成される。このように軟質材の軟質保持部30と軟質被覆部31とを軟質連結部32を介して一体化させると、軟質材と硬質材との間で発生する恐れのある層間剥離を有効に回避できるのであり、バッテリーパック1の耐久性を向上できる。なお、図示はしないが、台座用軟質保持部30aに対応した外殻ハウジング14の外面位置に衝撃用軟質被覆部31bを設け、この衝撃用軟質被覆部31bと台座用軟質保持部30aとを軟質連結部32で一体に形成しても好ましい。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の実施の形態の例であり、(a)はバッテリーパックの側断面図であり、(b)はバッテリーパックを取り付ける電動工具の側面図である。
【図2】同上のバッテリーパックの斜視図である。
【図3】同上の上部外殻ハウジングを外した状態のバッテリーパックの斜視図である。
【図4】同上のバッテリーパックの要部の正面断面図である。
【図5】同上のバッテリーパックの要部の側断面図である。
【図6】同上のバッテリーパックの要部の平面断面図である。
【図7】(a)(b)は同上のバッテリーパックの電動工具への着脱作業を順に説明する要部の側面図である。
【符号の説明】
【0035】
1 バッテリーパック
2 電動工具
14 外殻ハウジング
21 電装部品
24 端子台座
25 制御回路基板
26 温度センサ
29 導電金具
30 軟質保持部
30a 台座用軟質保持部
30b センサ用軟質保持部
30c 導電金具用軟質保持部
【出願人】 【識別番号】000005832
【氏名又は名称】松下電工株式会社
【出願日】 平成18年9月26日(2006.9.26)
【代理人】 【識別番号】100087767
【弁理士】
【氏名又は名称】西川 惠清

【識別番号】100085604
【弁理士】
【氏名又は名称】森 厚夫


【公開番号】 特開2008−80420(P2008−80420A)
【公開日】 平成20年4月10日(2008.4.10)
【出願番号】 特願2006−261487(P2006−261487)