(57)【要約】【課題】  小型のバッテリを用い、全長を短くして携帯性に優れた小型軽量の電動工具を実現する。【解決手段】  １４５００サイズの二次バッテリ（４０）と、モータ５と、モータ５の回転力を伝達して出力軸３１を回転させる出力伝達機構（１０、２０）と、これらを収容するハウジング２と、出力軸３１に形成され先端工具を保持する取付部３０を有する電動工具１において、モータ５の回転軸５ａと出力伝達機構の中心軸と出力軸３１が同軸上に配置され、二次バッテリの軸方向中心線９が、回転中心軸８に対して平行になるように二次バッテリを配置した。【選択図】  図１
2013094879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次バッテリと、
前記二次バッテリによって駆動されるモータと、
前記モータの回転力を伝達して出力軸を回転させる出力伝達機構と、
これらを収容するハウジングと、
前記出力軸に形成され先端工具を保持する先端工具保持部を有する電動工具において、
前記モータの回転軸と前記出力伝達機構の中心軸と前記出力軸が同軸上に配置され、
前記二次バッテリの軸方向中心線が、前記モータの回転軸に対して平行になるように前記二次バッテリを前記ハウジングの内部に配置したことを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記出力伝達機構は、前記モータの回転数を所定の減速比で減速する減速機構部と、前記減速機構と前記出力軸の間に設けられたクラッチ機構部を有することを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
【請求項３】
前記出力伝達機構は、前記モータの回転数を所定の減速比で減速する減速機構部と、前記減速機構と前記出力軸の間に設けられたインパクト機構部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。
【請求項４】
前記ハウジングは筒状の形状であって、前記二次バッテリを前記モータの後方側であって、前記モータの回転軸に対してオフセットした位置に配置することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項５】
前記ハウジング内部であって前記二次バッテリの側方に制御基板と、前記モータの回転のオン又はオフの制御をするスイッチ操作子を配置したことを特徴とする請求項４に記載の電動工具。
【請求項６】
前記ハウジングは軸方向と垂直な断面が略長円形又は略瓢箪形であって、
前記二次バッテリは前記モータの側方に配置することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項７】
前記二次バッテリは、１４５００サイズの電池セルを１本又は複数本収容したカセット式とし、前記ハウジングに設けられた装着部に着脱可能であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項８】
前記二次バッテリは、前記ハウジングに内蔵された１４５００サイズの電池セルであり、
前記ハウジングの一部に、二次バッテリを充電するための充電器を接続するコネクタ端子を設けたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を電源としてモータを駆動し、ねじ締め作業などを行う電動工具に関し、特に小型の電池を用いて電池やモータの配置を改良することによりコンパクトな形状を実現した電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
商用電源を用いてモータを回転させるのではなく、電池を用いてモータを回転させる、いわゆるコードレスタイプの電動工具が広く用いられている。コードレスタイプの電動工具においては、電源としてニカド電池やリチウムイオン電池等の二次電池を用いて直流モータを駆動する。ねじ締め用の電動工具、主にドライバドリルに関しては、ストレートタイプのものとガンタイプのものが一般的である。中でもより手工具に使い勝手が近く、小さなねじを手軽に締め付けることができる電動工具として、ストレートタイプのものが広く使われている。二次電池の出力は商用電源に比べると小さいため、コードレスタイプの電動工具においてはモータの出力に減速機構部を設けて、所定の締め付けトルクを確保することが多い。二次電池は充電可能であり、一本又は複数本の電池セルを電池用の筐体内に収めたバッテリパックとし、これを電動工具に脱着可能とする構成が広く使われている。
【０００３】
このような電動工具の例として特許文献１の技術が知られている。この従来例の電動工具の構成を示すのが図７及び図８である。図７は従来例に係る電動工具３０１の全体構成を示す縦断面図である。電動工具３０１は、ハウジング３０２の内部にモータ５が収容され、モータ５はバッテリパック１４０から供給される電力により回転される。電動工具３０１は、バッテリパック１４０、モータ５、減速機構部３１０、出力軸３３１が同軸上に位置するようにされたストレートタイプと呼ばれるものである。ハウジング３０２は、前方ハウジング３０２ａと後方ハウジング３０２ｂで構成され、中央部付近の揺動軸３０７を中心に、揺動軸３０７と垂直な平面内で前方ハウジング３０２ａと後方ハウジング３０２ｂの角度が１８０度から９０度近くまで折り曲げることができる。
【０００４】
前方ハウジング３０２ａの後方付近には、円周方向にスライドさせるスイッチ操作子３０４が設けられ、スイッチ操作子３０４を一方の周方向にスライドさせることによりモータ５が正回転する。また、スイッチ操作子３０４を他方の周方向にスライドさせることによりモータ５が逆回転する。スイッチ操作子３０４は、モータ５の回転のオンとオフの制御のみであるが、前方ハウジング３０２ａの上側部分には変速スイッチ３０９が設けられ、ギヤ変速比を高速又は低速の二段に変速することができる。
【０００５】
電動工具３０１においては、スイッチ操作子３０４をオンにしてモータ５を回転させると、モータ５の回転軸５ａから減速機構部３１０に回転力が伝達され、所定の回転数に減速されて、クラッチ機構部３２０を介して出力軸３３１に回転力が伝達される。出力軸３３１の先端には、先端工具を取り付けるための取付部３０が設けられる。このような構成により、締付部材である図示しないねじ等が被締付材に締め込まれる。
【０００６】
後方ハウジング３０２ｂにはバッテリパック３４０が装着される。バッテリパック３４０は、ハウジング３０２に対して装着及び取り外しが可能であって、充電時にはバッテリパック３４０を取り外して、図示しない充電装置に装着することにより充電を行う。バッテリパック３４０は、例えば定格出力３．６Ｖで、その内部には１本の１８６５０サイズのリチウムイオン電池セルが収容される。図から理解できるように、作業者が握って作業しやすいようにハウジング３０２（３０２ａ、３０２ｂ）は極力細く形成される。しかしながら、細すぎても好ましくなく、手で握る為に適切な太さであることも重要である。電動工具３０１では、バッテリパック３４０とモータ５の外径が手で握る為の適切なサイズにほぼ等しいため、ハウジング３０２によって過剰に太くならないために、バッテリパック３４０の外径側とハウジング３０２との隙間を極力狭く形成される。同様にして、モータ５とハウジング３０２との隙間は極力狭く形成される。従来技術の電動工具３０１においては、バッテリパックの占める長さＢは８０ｍｍ程度であり、電動工具３０１全体の長さＬは２７０ｍｍ程度である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２７６０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のストレートタイプの電動工具は、その太さをできるだけ小さくし握りやすさを確保するため、例えば遊星歯車機構などを用いた減速機構部と、モータ、スイッチ操作子、制御基板及び電池を直列に並べるものが多かった。しかしながら、この場合に必要となる全長２７０ｍｍは、作業者の手の大きさから考えると十分小さいとは言い難く、長時間の作業では疲れることがある。また、重さのあるモータや減速機構部が実際に作業をするときに手で握る把持部分より先端側に位置することが多いため、重量バランスを改善したいという要望もあった。さらに、非作業時の取り扱いや収納時のスペース効率を考慮すると、同じ出力トルクを確保しながら、より小型化した電動工具の実現が望まれていた。
【０００９】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、全長を短くして携帯性に優れた電動工具を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、小型のバッテリを用いると共にバッテリの収容位置を改良することにより、重量バランスに優れて使いやすい電動工具を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、全長を著しく短くすると共に、ハウジングの軸方向断面の外径形状を非円形とすることにより、モータ停止時に電動工具を用いて手締め作業をし易くした電動工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。
【００１３】
本発明の一つの特徴によれば、二次バッテリと、二次バッテリによって駆動されるモータと、モータの回転力を伝達して出力軸を回転させる出力伝達機構と、これらを収容するハウジングと、出力軸に形成され先端工具を保持する先端工具保持部を有する電動工具において、モータの回転軸と出力伝達機構の中心軸と出力軸が同軸上に配置され、二次バッテリの軸方向中心線が、モータの回転軸に対して平行になるように二次バッテリをハウジングの内部に配置した。出力伝達機構は、モータの回転数を所定の減速比で減速する減速機構部と、減速機構と出力軸の間にクラッチ機構部、又は／及び、インパクト機構部を設けた。
【００１４】
本発明の他の特徴によれば、ハウジングは筒状の形状であって、二次バッテリをモータの後方側であって、モータの回転軸に対してオフセットした位置に配置する。ハウジング内部であって二次バッテリの側方に制御基板と、モータの回転のオン又はオフの制御をするスイッチ操作子を配置する。
【００１５】
本発明のさらに他の特徴によれば、ハウジングは軸方向と垂直な断面が略長円形又は略瓢箪形であって、二次バッテリはモータの側方に配置する。二次バッテリは、１４５００サイズの電池セルを１本又は複数本収容したパック式又はカセット式とし、ハウジングに設けられた装着部に着脱可能とする。あるいは二次バッテリとして１４５００サイズの電池セルハウジングに内蔵することも可能であり、ハウジングの一部に、二次バッテリを充電するための充電器を接続するコネクタ端子を設けた。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、モータの回転軸と、出力伝達機構の中心軸と、出力軸が同軸上に配置され、二次バッテリの軸方向中心線がモータの回転軸に対して平行になるように二次バッテリをハウジングの内部に配置したので、電動工具の全長を短く構成でき、携帯性や収納性を向上させることができる。また全長を短くしたので、重さのあるモータや減速機構部の外周部を手で持つようになるため、作業者の負担が軽減される。
【００１７】
請求項２の発明によれば、出力伝達機構は、モータの回転数を所定の減速比で減速する減速機構部と、減速機構と出力軸の間に設けられたクラッチ機構部を有するので、本体全長を短くし、携帯性に優れ、さらには使い勝手を向上したクラッチ機能付きのドライバドリルを実現できる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、出力伝達機構は、モータの回転数を所定の減速比で減速する減速機構部と、減速機構と出力軸の間に設けられたインパクト機構部を有するので、本体全長を短くし、携帯性に優れ、さらには使い勝手を向上したインパクトドライバを実現できる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、ハウジングは筒状の形状であって、二次バッテリをモータの後方で、回転軸に対してオフセットした位置に配置するので、オフセットすることにより余った空間を、他の機器、例えばスイッチ操作子や制御基板の収容に用いることができ、実装効率を高めた小型の電動工具を実現できる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、ハウジング内部であって二次バッテリの側方に制御基板と、モータの回転のオン又はオフの制御をするスイッチ操作子を配置したので、制御基板とスイッチ操作子の配置のために電動工具の全長が長くなることを防止できる。
【００２１】
請求項６の発明によれば、ハウジングは軸方向と垂直な断面が略長円形又は略瓢箪形であって、二次バッテリはモータの側方に配置するので、本体形状を動力が伝えられる回転軸に対しオフセット形状にでき、回転軸で発生する反力に対して作業者が押さえやすい（耐えやすい）形状にすることができる。
【００２２】
請求項７の発明によれば、二次バッテリは、１４５００サイズの電池セルを１本又は複数本収容したカセット式として、ハウジングに設けられた装着部に着脱可能であるので、複数のバッテリパックを準備すれば長時間の作業が可能となり、通常サイズのコードレス式の電動工具と同等の作業を行うことができる。
【００２３】
請求項８の発明によれば、二次バッテリを内蔵式の１４５００サイズの電池セルで実現し、充電器を外部から接続するコネクタ端子を設けたので、製造のコストダウンを図ることができる。
【００２４】
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例に係る電動工具１の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る電動工具１の背面図である。
【図３】図１のバッテリパック４０の全体形状を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る電動工具１０１の全体構成を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係る電動工具１０１の背面図である。
【図６】本発明の第３の実施例に係る電動工具２０１の全体構成を示す縦断面図である。
【図７】従来例に係る電動工具３０１の全体構成を示す縦断面図である。
【図８】従来例に係る電動工具３０１の背面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２６】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、図１で説明した構成要素と同一部品を用いる部分には同一の符号を付しており、異なる部品だけを新たな参照符号を付している。また、本明細書においては、上下、前後左右の方向は各図に示す方向であるとして説明する。
【００２７】
図１は本発明の実施例に係る電動工具１の断面図である。電動工具１はモータ５を有し、モータ５を内部に収納するハウジング２と、モータ５の回転を所定の減速比で減速する減速機構部１０と、減速機構部１０の前方に設けられるクラッチ機構部２０と、クラッチ機構部２０の前方に延びる出力軸３１を含んで構成される。出力軸３１の先端側には先端工具を取り付けるための取付部３０が設けられ、軸方向と垂直の断面が六角形の六角穴３１ａが形成される。モータ５の後方側にはバッテリパック４０が装着される。バッテリパック４０の上側部分には、バッテリパック４０から送られる電力をオン又はオフすることによりモータ５の回転制御をするスイッチ操作子４ｂと、制御基板６が設けられる。
【００２８】
本実施例においては、モータ５と、減速機構部１０やクラッチ機構部２０等からなる出力伝達機構、出力軸３１及び先端工具は、その軸方向の中心が回転中心軸８上に一直線に並ぶように同軸上に配置される。しかしながら、バッテリパック４０に関しては、軸方向の中心線（バッテリ中心線９）が回転中心軸８と一致しないように配置される。このような配置はバッテリパック４０の大きさを小型化することによって、バッテリ中心線９を回転中心軸８からオフセットさせて配置することが可能になったためである。ここで図示したオフセット量Ａ１は、バッテリパック４０の太さの約半分程度である。バッテリパック４０がオフセットさせる方向は任意であるが、重量バランスや使い勝手を考えると回転中心軸８から下側にオフセットさせる方が良い。このように配置すれば作業者が電動工具１を把持した場合に、バッテリパック４０がより下側に位置する可能性が高く、低重心化を図ることができる。尚、バッテリパック４０のオフセットさせる方向を右側又は左側にすることも可能であるが、その場合は作業者が電動工具１を把持した際の左右のバランスが崩れる恐れがあるので、その際はバッテリの側部に配置する機器との重量バランスを考慮の上でオフセット方向やオフセット位置を検討すると良い。
【００２９】
バッテリパック４０は、ハウジング２に対して後方側から着脱可能な、いわゆるカセット式に構成され、図１の状態からリリースボタン４４（図では１つだけしか見えないが、実際には左右両側に計２つある）を押しながら後方に引き出すことによりハウジング２から取り外すことができる。バッテリパック４０の前方側には４つの端子４６（図１では１つだけ図示）が設けられ、バッテリパック４０の装着時に端子４６がハウジング２側に設けられるターミナル３８に接触することにより、バッテリパック４０の電力が電動工具１側に供給可能となる。本実施例ではバッテリパック４０の定格出力電圧は３．６Ｖであり、内部に１４５００サイズのリチウムイオン電池一本が収容される。ターミナル３８はターミナルホルダ３９に固定され、ターミナル３８から延びるリード線３７ａは、制御基板６に接続される。ターミナルホルダ３９の大きさは、バッテリパック４０の前端面に対応した程度の大きさで十分であるので、ハウジング２の下半分程度を占める大きさ程度で良い。
【００３０】
制御基板６は、モータ５に電力を供給するバッテリパック４０の監視や、異常温度、過放電防止などによるモータ５への電力供給の遮断などの制御を行う電子回路を搭載する。制御基板６には、バッテリパック４０に接続されるリード線３７ａだけでなく、スイッチ操作子４ａ、４ｂと協働するスイッチ回路からのリード線３７ｂ、３７ｃと、モータ５に接続されるリード線３７ｄが接続される。
【００３１】
減速機構部１０は、モータ５の回転を遊星歯車機構により入力を所定の比率で多段階減速してクラッチ機構部２０に伝達するもので、例えば３段式の遊星歯車を用いた構成である。モータ５の回転軸５ａには第１ピニオン１１が取り付けられ、第１ピニオン１１の周囲を第１遊星歯車１２が回転する。第１遊星歯車１２は、前方に第２ピニオンが形成される第１遊星キャリア１３に接続される。第２ピニオンの周囲を第２遊星歯車１４が回転する。第２遊星歯車１４は、前方に第３ピニオンが形成される第２遊星キャリア１５に接続される。第３ピニオンの周囲を第３遊星歯車１６が回転する。第３遊星歯車１６は、前方に配置される出力軸３１の後方の嵌合軸に接続される第３遊星キャリア１７に接続される。このように、減速機構部１０は３段式の遊星歯車減速機構を用いたので、モータ５の出力が比較的に小さくても、出力軸３１に十分な締め付けトルクを伝達することができる。モータ５の回転軸５ａ、減速機構部１０の回転中心、出力軸３１は回転中心軸８（＝回転機構中心線）に配置される。尚、本実施例においては図７で示したような高速／低速の切り替え機構を持たずに変速スイッチも設けていない。これは電動工具１の小型化を優先するためであるが、高速／低速の切り替え機構を設けるように構成しても良い。
【００３２】
減速機構部１０の前方には、先端工具に一定の負荷トルクが加わると減速機構部１０と出力軸３１の回転伝達を解除するクラッチ機構部２０が設けられる。クラッチ機構部２０は、ギヤケース２５の一部と、ギヤケース２５の前方側外周部に設けられる押さえダイヤルナット２２と、スプリング２３と、スプリング２３によって付勢されるクラッチリング２１と、クラッチリング２１からギヤケース２５の貫通穴を介して後方に延びるピン２６と、ピン２６の後方側に設けられるボール２８と、リングギヤ１８の前方側に設けられた図示しない凹部（クラッチ爪）と、減速機構部１０と出力軸３１の回転伝達が解除される際の負荷トルクの大きさを調整するためのダイヤル２４を含んで構成される。ダイヤル２４は内部に軸方向に延びる数本のキー（突起）を有し、そのキーがダイヤルナット２２の周方向数カ所に形成された溝に嵌合することにより、ダイヤルナット２２を回転させることができる。ダイヤル２４は透明のプラスチック等で製造し、その後方からＬＥＤ（ライト）２９ａ、２９ｂによって照射する構成とした。このように構成することによりダイヤル２４の前方側、先端工具の前端付近をまんべんなく照らすことが可能になる。
【００３３】
ギヤケース２５の前半側の外周部にはねじ山（雄ねじ）が形成され、ギヤケース２５の外周側に、ねじ部と嵌合するねじ山を内周側に有する円筒状のダイヤルナット２２が取り付けられる。ダイヤルナット２２の前端の径方向突出部とクラッチリング２１の間には、コイル式のスプリング２３が形成される。ネジ締めが進んで出力軸３１への負荷が、固定ギヤであるリングギヤ１８の固定を押さえるスプリング２３の押圧力を超えると、リングギヤ１８の前方側に形成される図示しない図示しない凹部（クラッチ爪）がボール２８及びクラッチリング２１を前方へ押し出すことにより、リングギヤ１８の固定状態が解除されてリングギヤ１８が回転する。このリングギヤ１８が回転するとモータ５からの回転力が出力軸３１に伝達しない状態となり、クラッチ機構部２０が作動した状態となる。
【００３４】
クラッチ機構部２０が作動して減速機構部１０と出力軸３１の回転伝達が解除される際の負荷トルクの大きさは、ダイヤル２４を回転させることによって調節可能である。本実施例では例えば２２段階に調整可能であり、クラッチ機構部２０を作動させない設定も設けるとよい。尚、図１においては構成の理解の容易さのために、ダイヤルナット２２は回転中心軸８の上側（２２Ａ）と下側（２２Ｂ）の断面位置を、意図的に分けて記載した（実際にはダイヤルナット２２は上側と下側が連続した円筒形の部材である）。図１では、上側（２２Ａ）はダイヤルナット２２を最大限に緩めてクラッチ機構が作動する（回転伝達が解除される）際の負荷トルクが最小となる状態時の断面であり、下側（２２Ｂ）はダイヤルナット２２を最大限に締める回転伝達が解除されない状態（クラッチ動作ＯＦＦ）の状態時の断面である。
【００３５】
モータ５を収容するハウジング２は筒状に形成され、モータ５の回転軸５ａの延長線を通る鉛直面で左右に分割可能に構成される。ハウジング２は、例えばプラスチック等の高分子樹脂の成形によって製造すると好ましく、右側のハウジングと左側のハウジングが公知の接合技術（ねじ締め、はめ込み等）で固定される。このようにハウジング２の部分を左右分割式に構成したので、一方のハウジングに、モータ５、減速機構部１０、クラッチ機構部２０、スイッチ操作子４ａ、４ｂ、制御基板６、及びターミナルホルダ３９を配置した後に、他方のハウジングをかぶせて固定することにより、容易に組み立てることができる。
【００３６】
ハウジング２のほぼ中央付近にはモータ５が配置される。モータ５の種類は、ブラシ付き直流モータがコスト的に安価であり好ましいが、ブラシレスＤＣモータを用いるようにしても良い。ブラシレスＤＣモータを用いる場合は、モータの各巻線に所定のタイミングで駆動電流を供給するためのインバータ回路をハウジング２の内部に収容する。モータ５は、回転軸５ａが出力軸３１の回転中心軸と一致するように同軸上に配置され、本実施例では円筒状のハウジング２の軸方向中心位置に一致するように配置される。
【００３７】
ハウジング２の上部にはモータ５の回転をオン又はオフにするためのスイッチ操作子４ａ、４ｂが設けられる。スイッチ操作子４ａ、４ｂは、ハウジング２に対して周方向に揺動可能であり、これらの内側位置にはスイッチ操作子４ａ、４ｂによって操作されるシーソー式のスイッチが配置される。スイッチ操作子４ａはモータ５の側面であってハウジング２の前後方向でほぼ中央に設けられ、もう一つのスイッチ操作子４ｂは、ハウジング２の後方に設けられる。スイッチ操作子４ａ、４ｂは同じ部品を用いることができ、スイッチ操作子４ａとスイッチ操作子４ｂは同一の機能を果たすスイッチであり、作業者は操作しやすい方のスイッチを用いてモータ５のＯＮ又はＯＦＦの操作をすることができる。スイッチ操作子を２重に設けたのは操作上の便宜上のためである。例えば、作業者がハウジング２の先端付近を把持して作業する場合もあり、ハウジング２の中央、又は後方付近を把持する場合もある。尚、スイッチ操作子４ａ又はスイッチ操作子４ｂのいずれか一方だけを設けるように構成しても良い。
【００３８】
ハウジング２は図７で示した電動工具３０１と異なり、折り曲げ機構を持たないため揺動軸は存在しない。これは、電動工具１の全長を短く構成できたためその必要性が薄いからであるが、折り曲げ機構を同様に設けても良い。本実施例では、ハウジング２においてバッテリパック４０が占める軸方向（前後方向）の長さＢ１を５２ｍｍとすることができ、図７で示した長さＢに比べて短くて済む上に、バッテリパック４０の側部の空間にスイッチ操作子４ｂと制御基板６を配置できた。その結果、電動工具１の全長Ｌ１は１７７ｍｍとなった。全長Ｌ１は、図７で示した電動工具３０１と比較すると９０ｍｍ以上短い上に、ハウジング２の太さ（外径）は、従来例とほぼ同等であるので、大幅にコンパクト化した電動工具を実現できた。
【００３９】
本実施例の構成において、作業者がハウジング２のいずれかを把持し、スイッチ操作子４ａ又は４ｂのいずれかをＯＮにすると、バッテリパック４０の直流電力がモータ５に供給され、モータ５が回転する。モータ５が回転すると、回転軸５ａから減速機構部１０に回転力が伝達され、所定の回転速度に減速されて出力軸３１に回転力が伝達され、先端工具を回転させる。これにより、締付部材である図示しないねじ等が被締付材に締め込まれる。ねじが締め込まれて、締付けトルクが所定のトルクに達したときにクラッチ機構部２０が作動し、減速機構部１０と出力軸３１の接続状態が解除されることによって、締付部材の締め付けが終了する。クラッチ機構部２０が作動して動力伝達が遮断されると、作業者はＯＮにしたスイッチ操作子４ａ又は４ｂをオフにすることにより作業を終了する。
【００４０】
図２は、本発明の実施例に係る電動工具１の背面図であり、バッテリパック４０の配置状況を示す図である。本実施例のバッテリパック４０は、図中の斜線部で占める部分であって、電動工具１のハウジング２の後方から見た外形（ほぼ円形）に比べて大幅に小さい外径となる。またバッテリパック４０はハウジング２の回転中心軸８（図１参照）と一致しないように、即ちオフセットするように下側にずらしたように配置され、左右両側に配置されるリリースボタン４４を押しながら後方に引き出すことによりバッテリパック４０をハウジング２から取り外すことができる。装着の時には、逆の動作を行えば良いが、リリースボタン４４を押しながら動作をしなくても、バッテリパック４０をハウジング２の奥まで押し込むだけで自動的にリリースボタン４４の掛止部（後述）がハウジング２の内壁に形成された凹部（図示せず）にロックされる。バッテリパック４０を収容するために、ハウジング２には開口部２ａが形成される。尚、ハウジング２の開口部２ａの形状と、バッテリパック４０の筐体後端付近の形状をどのように構成するかは任意であり、バッテリパック４０の製造のしやすさ、他の電動工具への装着のしやすさ、ハウジング２のデザイン上の観点から任意に設定すれば良い。
【００４１】
図３はバッテリパック４０の全体形状を示す斜視図である。バッテリパック４０の内部には、円筒形であって１４５００サイズのリチウムイオン電池セル（図示せず）が１本収容される。バッテリハウジング４１は、プラスチック等の合成樹脂の成型によって製造され、リチウムイオン電池セルの外径にほぼ沿った形状及びサイズであり、円筒部４３と、その後端部を塞ぐと共にハウジング２の開口部を覆う後面部４２により構成される。円筒部４３の外径は完全な円筒形状ではなく４つの軸方向に細長い平面部分４３ａをなだらかな曲面部分４３ｂでつないだような形状としている。平面部分のそれぞれの先端付近には金属製の端子４６ａ〜４６ｄが形成される。この金属部分がバッテリパック４０を電動工具１に装着した際に、電動工具１側に設けられるターミナル３８（図１参照）と接触する。端子４６ａはプラス端子（放電用）であり、端子４６ｂはプラス端子（充電用）であり、端子４６ｃはマイナス端子、端子４６ｄは電池温度検出端子である。
【００４２】
バッテリパック４０の後面部４２の左右両側にはリリースボタン４４が設けられる。リリースボタン４４の先端には鍵状に形成された掛止部４４ａが形成され、掛止部４４ａがハウジング２の内壁部分に形成された図示しない凹部と係合することによりバッテリパック４０がハウジング２に対して脱落しないように保持される。また、円筒部４３の平面部分４３ａの後端付近には、バッテリパック４０をハウジング２に装着する際のガイド部４５が形成される。ガイド部４５の突起がハウジング２のバッテリ装着部（図示せず）に形成された溝部に係合することによって、バッテリパック４０がハウジング２に安定して保持される。ガイド部４５の突起はバッテリパック４０の上側にだけ設けられ、下側には設けられない。従って、バッテリパック４０を上下逆方向にして装着しようとすると、ガイド部４５がバッテリ装着部に当たってしまい装着できないので、誤装着を防ぐ効果がある。
【００４３】
以上、第１の実施例によれば、電動工具１に用いられるバッテリパック４０の電源として１４５００サイズの小型の二次電池を用いて実現すると共に、バッテリパック４０の配置を電動工具１の回転中心軸とずらして配置して、スイッチ操作子４ｂや制御基板６をバッテリパック４０の側部に設けるようにしたので、電動工具１の全長を短くすることができ、携帯性に優れ、さらには使い勝手を向上した小型の電動工具１を提供できる。特に、本実施例の電動工具１では、作業者が把持して作業する際に重いモータ５が把持位置に来るようになるので、作業時の重量バランスが良く大変使い勝手が良い。
【実施例２】
【００４４】
次に図４及び図５を用いて本発明の第２の実施例を説明する。図４は本発明の第２の実施例に係る電動工具１０１の全体構成を示す縦断面図である。第２の実施例の電動工具１０１は、バッテリパック４０をモータ５と直列方向でなくて、並列に配置したことに特徴がある。そのため、ハウジング１０２の形状も円筒形（軸方向断面形状が円形）ではなくて、軸方向と垂直な断面でみると２つの円をつないだような形状（長円形又は瓢箪形など）に形成した。
【００４５】
電動工具１０１において、モータ５の回転軸５ａの前側には遊星歯車機構からなる減速機構部１０が接続され、減速機構部１０の前側には出力軸３１が接続される。電動工具１０１には、クラッチ機構部２０が設けられ、ダイヤル１２４で設定した締め付けトルク値に到達したら減速機構部１０が作動する。モータ５、減速機構部１０、クラッチ機構部２０、出力軸３１は図１で説明したものと同じ部品を用いることができる。モータ５をオン又はオフさせるスイッチ操作子１０４ａは、減速機構部１０の側面部に設けられる。尚、スイッチ操作子１０４ａは、バッテリパック４０の側面部あるいはモータ５の側面部に設けるようにして良い。使用するバッテリパック４０は第１の実施例で用いたものと同じものであり、電動工具１から取り外したバッテリパック４０を、電動工具１０１に差して使用することができる。
【００４６】
図４において、モータ５から出力軸３１までの回転中心軸１０８とバッテリ中心線１０９は、上下方向に距離Ａ２だけ離れ、平行になるように配置される。距離Ａ２は、バッテリパック４０の上下方向高さの約半分とモータ５の径の約半分の合計程度の距離である。バッテリパック４０の前方側には、ターミナルホルダ１３９と制御基板１０６が直列に配置される。制御基板１０６は、バッテリパック４０からの電力をスイッチ操作子１０４ａに中継したり、あるいはモータ５の回転を制御するための図示しない制御手段を搭載する。本実施例では、ターミナルホルダ１３９の前面には多極のコネクタ１３７ｂが搭載され、制御基板１０６の後面には多極のコネクタ１３７ａが搭載され、これらの間がリードワイヤにて接続されるように構成した。しかしながらターミナルホルダ１３９と制御基板１０６の接続方法は任意であり、他の公知の方法を用いて接続するようにしても良い。また、部品点数削減のためターミナルホルダ１３９と制御基板１０６を１枚の基板にて実現するように構成しても良い。
【００４７】
減速機構部１０は、第１の実施例と同じ３段式の遊星歯車減速機構を用いることができる。クラッチ機構部２０は、ハウジング１０２の前方側に接続させるダイヤル１２４を回すことによって、クラッチ機構が作動するトルク値を設定することができる。このようにバッテリパック４０をモータ５に対して並列に配置することにより電動工具１の軸方向長さＬ２を１２２ｍｍ程度と、大幅に短くすることができた。
【００４８】
図５は電動工具１０１の背面図である。図５において、ハウジング１０２は後方から見た際に直径の異なる円筒形の筒を２つつなげたような形状、いわゆる瓢箪形の形状とした。バッテリパック４０の収容される上側の空間の曲率半径はおよそＲ２であり、モータ５が収容される下側の空間の曲率半径はＲ１（但しＲ１＞Ｒ２）である。この際、Ｒ１は１０ｍｍから３０ｍｍ、Ｒ２は１０〜２０ｍｍ程度で選定される好ましい。これらＲ１とＲ２の曲率半径の空間は一部が重なるように上下に配置され、ハウジング１０２の外郭はこれらの円筒形の筒をなめらかに接続するような形状とされる。この際、それらの接続部分を一点鎖線１０７のように直線状にするのではなく、直線状の部分から内側に２つの窪み部１０２ｄが形成される。
【００４９】
このようにハウジング１０２に軸方向に連続する窪み部１０２ｄを形成したのは、作業者が把持しやすくする為である。また、電動工具１０１による締め付け作業を終了した後に、作業者が電動工具１０１自体を回すことによって、あたかもドライバのように手締めをおこなう手締め作業を行いやすくするためである。窪み部１０２ｄに指をかけるようにすると作業者は電動工具１に強い力をかけることができる。また、一点鎖線１０７のように直線状の形状から窪み部１０２ｄのように凹状に形成してもその内部に収容すべき部品がないため、実装効率上のデメリットがないからである。さらに、手締め作業時にはハウジング１０２に捻り方向の力がかかるが、窪み部１０２ｄを形成することによりハウジング１０２の剛性をより高めることができる。尚、ハウジング１０２の形状は窪み部１０２ｄを設けるだけでなく、一点鎖線１０７のように直線状にした、いわゆる長円形にても良いし、一点鎖線１０７から外側に突出するように軸方向に連続するリブ等を形成するようにしても良い。さらに、ハウジング１０２の外面にぎざぎざ等の何らかの滑り止め部を形成すれば、滑りにくい上に力を入れやすい電動工具を実現できる。
【００５０】
ハウジング１０２の後端部の上方側には、バッテリパック４０を収容するための開口部１０２ａが形成される。図中斜線を引いた部分がバッテリパック４０の後面部４２であり、開口部１０２ａはバッテリパック４０の外形に沿った形とされる。バッテリパック４０を電動工具１０１に装着すると、後面部４２は電動工具１０１の筐体の一部を形成することになる。ハウジング１０２の下側には、スイッチ操作子１０４ａを収容するための突出部１０２ｅが形成される。この突出部１０２ｅは必ずしも必要な部分ではなく、例えばスイッチ操作子１０４ａを設ける箇所を制御基板１０６（図４参照）の前方側に移動すれば、ハウジング１０２の下側に突出部１０２ｅを形成する必要は無い。
【００５１】
以上のように第２の実施例によれば、従来技術のハウジングを折りたたんだ状態で一体化したようなハウジング１０２の形状としたので、その径が大きくなるものの、電動工具１０１の全長を大幅に短くすることが可能となった。この実施例により、１４５００バッテリを使い、全長が１２５ｍｍ以下で、Ｒ１が１０〜３０ｍｍの小型で使いやすく、しかも収納や持ち運びのし易い電動工具（ドライバドリル）を実現することができた。
【実施例３】
【００５２】
次に、図６を用いて本発明の第三の実施例を説明する。第３の実施例では第２の実施例で示した電動工具とほぼ同じ構成・配置ながら、バッテリパック４０を用いずに内蔵式バッテリとした点で異なる。即ち、１４５００サイズのリチウムイオン電池２４０をハウジング２０２の中に直接収容した。リチウムイオン電池２４０は、基本的にはユーザ側による交換を想定しておらず、リチウムイオン電池２４０の交換の必要性が生じた場合にはメーカーのサービスセンターに依頼して行う。ハウジング２０２の基本的な形状は、バッテリパックを収容するための開口部（図５の１０２ｅ）が無いだけで、その他の部分は第２の実施例のハウジング１０２と同様である。リチウムイオン電池２４０の収納位置は、モータ５と並列する位置であり、本実施例では上側（又は、スイッチ操作子１０４ａと反対側）に収容した。このため、バッテリ中心線２０９と回転機構中心軸２０８は平行となる位置関係にある。
【００５３】
リチウムイオン電池２４０の前方には、電池固定用基板２３９が設けられ、電池固定用基板２３９から制御基板２０６に電力が送られる。第三の実施例では、リチウムイオン電池２４０を充電するために、図示しない外部充電装置のターミナルを接続するための端子２４２がハウジング２０２の外周部に設けられる。端子２４２は、制御基板２０６によって保持される。制御基板２０６上には図示していないがリチウムイオン電池２４０の充電制御回路が搭載される。その他、モータ５、減速機構部１０、クラッチ機構部２０、出力軸３１は図１で説明したものと同じ部品を用いることができ、その動作は第１及び第２の電動工具と同様である。
【００５４】
尚、ハウジング２０２の内部の任意の位置に受信用コイルを設けることで、外部装置である充電スタンド等に所定の状態で電動工具２０１を置くことにより非接触方式にてリチウムイオン電池２４０を充電することも可能である。受信用コイルを設ける位置は任意であるが、ハウジング２０２の後端側（背面）付近に配置するようにすれば好ましい。この場合、充電用の端子２４２をハウジング２０２の外周部に設ける必要が無いため、より密閉性の高くて塵埃等が内部に侵入しにくい電動工具を提供することができる。
【００５５】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施例では電動工具の例としてストレート式のドライバドリルで説明したが、これだけに限られずに、ストレート式の電動ドリルや、出力伝達機構にインパクト機構部を含むインパクトドライバや、その他の１４５００サイズ以下の小さなバッテリを用いた電動工具であっても同様に適用できる。また、バッテリパック４０には１４５００サイズのリチウムイオン電池を１本収容したが、これを複数本の直列又は並列接続としたバッテリパックとしても良い。
【符号の説明】
【００５６】
１  電動工具                          ２  ハウジング
２ａ  開口部                          ３  定格出力
４ａ、４ｂ  スイッチ操作子            ５  モータ
５ａ  回転軸                          ６  制御基板
８  回転中心軸                        ９  バッテリ中心線
１０  減速機構部                    １１  第１ピニオン
１２  第１遊星歯車                  １３  第１遊星キャリア
１４  第２遊星歯車                  １５  第２遊星キャリア
１６  第３遊星歯車                  １７  第３遊星キャリア
１８  リングギヤ                    ２０  クラッチ機構部
２１  クラッチリング                ２２  ダイヤルナット
２３  スプリング                    ２４  ダイヤル
２５  ギヤケース                    ２６  ピン
２８  ボール                        ２９ａ、２９ｂ  ＬＥＤ
３０  取付部                        ３１  出力軸
３１ａ  六角穴                      ３７ａ、３７ｂ、３７ｄ  リード線
３８  ターミナル                    ３９  ターミナルホルダ
４０  バッテリパック                ４１  バッテリハウジング
４２  後面部                        ４３  円筒部
４３ａ  平面部分                    ４３ｂ  曲面部分
４４  リリースボタン                ４４ａ  掛止部
４５  ガイド部
４６、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ  端子
１０１  電動工具                    １０２  ハウジング
１０２ａ  開口部                    １０２ｄ  窪み部
１０２ｅ  突出部                    １０４ａ  スイッチ操作子
１０６  制御基板                    １０７  一点鎖線
１０８  回転中心軸                  １０９  バッテリ中心線
１２４  ダイヤル                    １３７ａ、１３７ｂ  コネクタ
１３９  ターミナルホルダ            １４０  バッテリパック
２０１  電動工具                    ２０２  ハウジング
２０６  制御基板                    ２０８  回転機構中心軸
２０９  バッテリ中心線              ２３９  電池固定用基板
２４０  リチウムイオン電池          ２４２  端子
３０１  電動工具                    ３０２  ハウジング
３０２ａ  前方ハウジング            ３０２ｂ  後方ハウジング
３０４  スイッチ操作子              ３０７  揺動軸
３０９  変速スイッチ                ３１０  減速機構部
３２０  クラッチ機構部              ３３１  出力軸
３４０  バッテリパック
【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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【図６】
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【図７】
2013094879.tif 000009
【図８】
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