(57)【要約】 【課題】利用することができる電池パックの範囲を広げて利便性を高くすると同時に安全性も確保する。【解決手段】着脱自在な電池パック２を電源とするとともに定格出力電圧の異なる複数種の電池パック２を使用可能とした電動工具である。装着される電池パックの定格出力電圧及び定格容量の乗算値が所定値を越える電池パック２を使用不能とする電池パック制限手段を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着脱自在な電池パックを電源とするとともに定格出力電圧の異なる複数種の電池パックを使用可能としている電動工具において、装着される電池パックの定格出力電圧及び定格容量の乗算値が所定値を越える電池パックを使用不能とする電池パック制限手段を備えていることを特徴とする電動工具。
【請求項２】
上記電池パック制限手段は、電池パックの装着を物理的に制限するものであることを特徴とする請求項１記載の電動工具。
【請求項３】
上記電池パック制限手段は、装着された電池パックの定格出力電圧及び定格容量を識別して制限を行うものであることを特徴とする請求項１記載の電動工具。
【請求項４】
上記電池パックはその定格出力電圧及び定格容量の識別情報を保持したものであることを特徴とする請求項３記載の電動工具。
【請求項５】
上記識別情報が対応するデータコードであることを特徴とする請求項４記載の電動工具。
【請求項６】
上記識別情報が対応する抵抗値であることを特徴とする請求項４記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着脱自在な電池パックを電源としている電動工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動工具はその用途に応じた出力を持つモータを備えており、着脱自在な電池パックを電源とする場合、上記モータ出力に応じた電圧及び容量の電池パックを用いるものとして構成されている。このために、複数種の電動工具がある場合、各電動工具に応じた電圧及び容量の電池パックが存在することになる。
【０００３】
ここにおいて、これら複数種の電池パックのうち、電圧に関してのある条件を満たすものであれば、本来の対応する電池パックでなくとも用いることができるようにした電動工具が特許文献１に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−０２７６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に示されたものは、ある電動工具に対応する本来の電池パックの定格出力電圧がＡである時、Ａ以下の定格出力電圧の電池パックであれば装着して使用することができるようにしたものである。
【０００６】
しかし、本来の電池パックの電圧よりも高い電圧の上位の電池パックを用いることができないということは、安全性の点からは好ましいものの、本来の電池パックを使いきった時点で上位の電池パックしか周囲にない時に、上位の電池パックを用いて短時間だけでも作業を行いたいことがあっても、このような要望に応えることはできない。
【０００７】
もちろん上位の電池パックも用いることができるようにすれば、上記要望に応えることができるものの、上位の電池パックを装着して長時間使用した場合、モータの温度が上がって故障を招きやすくなったり、工具が熱くなって使用者が不快となったり火傷をしたりすることが生じる。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、利用することができる電池パックの範囲を広げて利便性を高くすると同時に安全性や耐久性も確保することができる電動工具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】
【０００９】
本発明は、着脱自在な電池パックを電源とするとともに定格出力電圧の異なる複数種の電池パックを使用可能としている電動工具において、装着される電池パックの定格出力電圧及び定格容量の乗算値が所定値を越える電池パックを使用不能とする電池パック制限手段を備えていることに特徴を有している。
【００１０】
上記電池パック制限手段としては、電池パックの装着を物理的に制限するものを用いることができるほか、装着された電池パックの定格出力電圧及び定格容量を識別して制限を行うものであってもよく、後者の場合、電池パックとしてその定格出力電圧及び定格容量の識別情報を保持したものを好適に用いることができる。この識別情報としては、対応するデータコード、対応する抵抗値、などを用いることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明においては、電池パックの定格出力電圧に加えて定格容量も加味して使用することができる電池パックを決めているために、つまりは装着した電池パックを利用しての作業の仕事量を制限するために、本来の電圧よりも高い電圧の電池パックも使用可能とした時に高い電圧で長時間にわたり作業を行ったためにモータの温度が許容値以上に上昇してしまうといった状態が生じることを避けることができるものであり、定格出力電圧の異なる複数種の電池パックを使用可能とすることによる利便性の向上を得られると同時に、高い安全性を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態の一例の部分断面図である。
【図２】同上の電池パックの基本形態を示す斜視図である。
【図３】同上の電池パックの外ケースを外した状態の斜視図である。
【図４】他の実施の形態の一例のブロック回路図である。
【図５】他例のブロック回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、本発明に係る電動工具は、インパクトドライバー等の電動工具本体１と、該電動工具本体１に着脱自在に装着される電池パック２とからなるもので、複数の直列接続されたセル１３を内蔵している電池パック２は、セル１３を覆う内ケース１５に外ケース１４を被せた二重構造となっており、外ケース１４の上部が電動工具本体１への装着部２ａとなっている。なお、この装着部２ａは充電器への装着に際しても用いられる。
【００１４】
まず上記装着部２ａについて図２及び図３に基づいて説明すると、この装着部２ａの左右両サイドに電動工具本体１への機械的結合のためのＬ字型係合部４，４’，４”が夫々３つずつ一対設けられている。本例の係合部４，４’，４”は、１個のリブ型係合部４ｃと３個のＬ字型係合部４，４’，４”を装着部２ａの長手方向Ｍに沿って隔設することで形成したもので、リブ型係合部４ｃから長手方向Ｍの他端側に向かって３個のＬ字型係合部４，４’，４”が等間隔で突設されている。
【００１５】
リブ型係合部４ｃは装着部２ａに対して垂直に立設されたものであり、Ｌ字型係合部４，４’は、それぞれ装着部２ａから垂直に立設された挿入規制部４ａと、挿入規制部４ａと直交方向に開口した装着保持部４ｂとで構成されている。また、Ｌ字型係合部４”は、上記挿入規制部４ａと装着保持部４ｂと、挿入規制部４ａから装着保持部４ｂへと移動した被係合部５に係脱可能に係合するフック係合部１２ａとで構成されている。
【００１６】
そして図１に示すように、Ｌ字型係合部４の内側には第１縦孔６とこれに連なる第１横孔７とが形成され、Ｌ字型係合部４’の内側には第２縦孔８とこれに連なる第２横孔９とが形成され、Ｌ字型係合部４”の内側には第３縦孔１０とこれに連なる第３横孔１１とが形成されている。
【００１７】
外ケース１４と内ケース１５との間の中空スペースにはフック１２が収納されている。フック１２の基端部には、外ケース１４にて回動自在に保持される支点部１２ｃが設けられ、フック１２の中央側には外ケース１４の外部に露出する操作部１２ｂが設けられ、フック１２の先端側は二股状に分かれ、両先端にそれぞれフック係合部１２ａが設けられている。一方のフック係合部１２ａは前記装着部２ａの一方サイドのＬ字型係合部４”の内側に配置され、他方のフック係合部１２ａは前記他方サイドのＬ字型係合部４”の内側に配置される。
【００１８】
フック１２の操作部１２ｂは、圧縮コイルバネからなる復帰ばね（図示せず）によって外ケース１４の内面に接近する方向（図３の上方向）に向かって付勢されており、これによりフック係合部１２ａの一部がＬ字型係合部４” の装着保持部４ｂの内面に弾接している。また、操作部１２ｂを手で押した時、あるいは後述の電動工具本体１の凸型被係合部５”がフック係合部１２ａを押し込んだ時、復帰ばねのばね力に抗してフック１２が外ケース１４の内面から離反する方向（図５の下方向）に回動して、フック係合部１２ａが挿入規制部４ａの底側に埋没することで、凸型被係合部５”をＬ字型係合部４”に係合させることができる状態となる。
【００１９】
なお、Ｌ字型係合部４，４’の内側にはそれぞれフック係合部１２ａは配置されておらず、Ｌ字型係合部４，４’と対応する電動工具本体１のＬ字型被係合部５，５’はフック１２に規制されることなく自由に係合・離脱自在となっている。
【００２０】
また前記外ケース１４の装着部２ａには、図２に示すように、複数の凹部２６〜２８が設けられており、これらの奥には、図２に示す内ケース１５に固定したプリント基板２５に装着される複数の雌端子３ａ，３ｂ，３ｃが配置されている。これら雌端子３ａ，３ｂ，３ｃは、正負の充放電用端子３ａ，３ｂと、検知用の端子３ｃであり、各凹部２６〜２８からそれぞれ挿入される複数の雄端子（正負の電源端子、検知用端子）が上記端子３ａ，３ｂ，３ｃに各々接続可能とされている。
【００２１】
一方、電動工具本体１は、図示省略したモータと減速部と出力部とからなり、前記電池パック２が装着される被装着部１ａをハンドル部の下面に備え、被装着部１ａ内には、信号コネクタ９１を装着した本体制御回路９０や、上記複数の雄端子などが配設されている。
【００２２】
また、被装着部１ａの両サイドには、前記電池パック２の装着部２ａの両サイドに設けた左右２列の係合部４，４’，４”とそれぞれ対応する左右２列の被係合部５，５’，５”が設けられている。本例の被係合部５，５’，５”は、電池パック２側のＬ字型係合部４，４’とそれぞれ対応するＬ字型被係合部５，５’と、Ｌ字型係合部４”と対応する凸型被係合部５”とからなる。Ｌ字型被係合部５，５’ は、それぞれ、電池パック２側のＬ字型係合部４，４’に対して引っ掛け方式で噛合可能な縦リブ３０と横リブ３１とで構成される。
【００２３】
次に、装着手順を説明すると、装着以前は、図１に示すように、フック係合部１２ａがＬ字型係合部４”の内面に弾接し且つこのフック係合部１２ａの一部が第３縦孔１０に露出した状態となっている。電動工具本体１の被装着部１ａと電池パック２の装着部２ａとを互いに押し当てる方向Ｐに装着すると、電動工具本体１側の被係合部５，５’，５”が、電池パック２側のＬ字型係合部４，４’，４”にそれぞれ挿入された状態となる。このとき、凸型被係合部５”がフック係合部１２ａを押し下げることで、フック１２が支点部１２ｃを中心として弧を描くように下向きに回動して、フック係合部１２ａが挿入規制部４ａの底側に埋没した状態となる。
【００２４】
上記の状態で、前記押し当て方向Ｐと直交する方向Ｑに向かって電動工具本体１に対して電池パック２をずらすと、すべての被係合部５が装着保持部４ｂに入り込んだ状態となる。このとき、凸型被係合部５”によるフック係合部１２ａの押し込み力が解除されるために、フック係合部１２ａはフックバネ１２ｄの働きによって元の位置に復帰する。この結果、フック係合部１２ａによって凸型被係合部５”の抜け止めがなされ、すべての被係合部５が各装着保持部４ｂに対して装着状態で保持されることとなり、電池パック２と電動工具本体１との結合が強固なものとなる。
【００２５】
電池パック２を取り外す際は、フック１２の操作部１２ｂを指で外部から押すと、フック１２が支点部１２ｃを中心として弧を描くように下向きに回動して、フック係合部１２ａが再び挿入規制部４ａの底側に埋没した状態となる。この状態で電動工具本体１又は電池パック２のどちらか一方をずらすことで、電動工具本体１と電池パック２とを離脱させることができる。
【００２６】
また本例では、電池パック２の定格出力電圧と定格容量との乗算値が所定値以下であるか所定値を越えるかによって、電池パック２側の第３縦孔１０の横幅寸法Ｌを変えるとともに、電動工具本体１についてもどの電池パック２を装着することができるかどうかに応じてその被装着部１ａの凸型被係合部５”の横幅寸法を設定してある。
【００２７】
すなわち、電池パック２として、定格出力電圧と定格容量との組み合わせで例えば表１に示すようにＡ〜Ｈの８種類のものが存在しているとともに、電動工具本体１に装着することができる電池パック２を５００Ｗｈ以下のものに制限している場合、５００Ｗｈ以下の電池パック２の第３縦孔１０の横幅寸法をＬ１、５００Ｗｈ超の電池パック２の第３縦孔１０の横幅寸法をＬ２（Ｌ２＞Ｌ１）とし、更に５００Ｗｈ以下の電池パック２しか用いることができない電動工具本体１の凸型被係合部５”の横幅寸法を上記Ｌ１以上Ｌ２以下として、第３縦孔１０の横幅寸法がＬ２である電池パック２は上記電動工具本体１に装着することができないようにしてある。
【００２８】
【表１】
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上記の電動工具本体１には定格出力電圧が異なる複数種の電池パック２を装着することができるものの、定格出力電圧と定格容量との乗算値が５００Ｗｈ超の電池パック２については、定格出力電圧が低くても装着することができないようにしているものである。もちろん、５００Ｗｈ超の電池パック２を装着することができる電動工具本体１については、その凸型被係合部５”の横幅寸法をＬ２以下とすることで、凸型被係合部５”を第３縦孔１０を通過させることができるようにしておく。
【００２９】
ここでは電池パック２における装着部２ａの第３縦孔１０の横幅寸法と、電動工具本体１の凸型被係合部５”の横幅寸法とから、組み合わせることができる電動工具本体１と電池パック２とを制限しているが、電池パック２の装着を物理的に制限できるようにしておけばよいために、上記形態のものに限定されるものではない。
【００３０】
また、物理的に制限するのではなく、電池パック２に定格出力電圧及び定格容量の識別情報を持たせておき、電動工具本体１に電池パック２を装着した時、上記識別情報を電動工具本体１側が読み出して制限をかけるようにしてもよい。
【００３１】
図４はこの場合の一例を示しており、図中１ｃは充電制御回路、１７は電動工具本体１における制御回路、１８はトリガースイッチ、１９はモータ、２０は５Ｖ電源、２１はスイッチング素子である。
【００３２】
電池パック２内はその種類（定格出力電圧と定格容量の組み合わせ）に応じた抵抗値の抵抗Ｒ２を内蔵しており、電動工具本体１に装着されると、ある決められたタイミングで電動工具本体１内の制御回路１７が抵抗Ｒ２の抵抗値を読み取り、制御回路１７内にメモリされたデータと照合して電池パック２の種類を特定する。そして特定した種類がその電動工具本体１での使用を許可されているものであれば、トリガースイッチ１８の操作に応じたモータ１９の駆動を制御回路１７が行い、使用を許可されていないものであれば、トリガースイッチ１８を操作してもモータ１９を駆動しない。後者の場合、報知手段１ｄを用いてユーザーに使用できない電池パック２であることを報知するようにすることが好ましい。
【００３３】
図４中のＲ１は５Ｖ電源２０から抵抗Ｒ２に電流を供給するための抵抗であり、全電池パック２共通の値としておくが、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の分圧値を電池パック２の種類に応じて変えてもよい。
【００３４】
図５に示すものでは、電池パック２内に電池パック２の種別に応じた識別コードを格納しているメモリＮを設けており、該電池パック２が電動工具本体１に装着されると、ある決められたタイミングで電動工具本体１内の制御回路１７がメモリＮから識別コードを読み出し、制御回路１７内にメモリされたデータと照合して電池パック２の種類を特定する。そして特定した種類がその電動工具本体１での使用を許可されているものであれば、トリガースイッチ１８の操作に応じたモータ１９の駆動を制御回路１７が行い、使用を許可されていないものであれば、トリガースイッチ１８を操作してもモータ１９を駆動しない。このものにおいても、使用できない電池パック２が装着された時には報知手段１ｄを用いてその旨の報知を行うことが好ましい。
【００３５】
電池パック２内のメモリＮは、電池パック２内の制御回路に含まれたり制御回路内の集積回路の一部として構成されたものであってもよいのはもちろんである。
【００３６】
定格出力電圧と定格容量の乗算値に応じた制限についてのみ説明したが、電動工具本体１のモータ１９の特性に合わせた適合する電池パック２の定格出力電圧と比較して、あまりにも高い定格出力電圧の電池パック２については、上記乗算値が条件を満足していても制限するようにしてもよい。
【００３７】
また、下位の電圧の電池パックを装着した場合、本来の電池パックとの電圧差が大きいと、モータの回転数が低くなりすぎて作業が途中で行えなくなったり作業に支障が生じることになる。このために、定格出力電圧が低すぎる電池パック２についても制限を加えるものであってもよい。
【００３８】
また、本来の電池パック２の定格出力電圧より高い定格出力電圧の電池パック２を装着して使用する場合、モータ出力の制限を行うことを妨げない。
【符号の説明】
【００３９】
１  電動工具本体
２  電池パック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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