JP5895188B2

JP5895188B2 - 電動工具

Info

Publication number: JP5895188B2
Application number: JP2011249749A
Authority: JP
Inventors: 敦竹山; 宏司松本; 学辻村; 寛二芳本; 順二栄; 正芳渡邉
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2031-11-15
Also published as: US20130119791A1; JP2013103310A; CN103101041A; EP2594369A2; CN103101041B; EP2594369A3

Description

本発明は、着脱自在の電源を備えた電動工具に関する。

従来からインパクト工具やドリル工具等の電動工具において、使用時に商用電源等の外部電源に接続する電源コードを備えた外部電源式のものと、着脱自在な電池パックを電源として備えた電池パック式のものとがある。外部電源式のものは、商用電源等の外部電源を用いるため、二次電池を用いた場合に比べて大きい出力で作業を行うことができる反面、外部電源を確保できない環境下では使用することができない。また、電池パック式のものは、充放電可能な二次電池を備えるため、外部電源が不要であり、外部電源の有無等による作業実施の制限が生じ難い反面、外部電源を用いた場合に比べて出力が小さくなり易い。

そこで、二次電池を用いた場合に比べて大きいパワーで動作可能な電池パック式の電動工具として、例えば、特許文献１に示す蓄電装置を備えた携帯型電動工具がある。この携帯型電動工具では、蓄電装置が、二次電池と、ＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータが接続された電気二重層キャパシタと、電気二重層キャパシタを充電する充電回路とで構成される。そして、この電気二重層キャパシタは、二次電池に比べて、大きいパワーを出力することが可能である反面、動作時間が短くなり易い。また、携帯型電動工具は、二次電池から電力を供給する機能と、電気二重層キャパシタから電力を供給して二次電池に比べて大きいパワーで動作させる機能とを有し、蓄電装置から出力する電力（パワー）を切替自在となっている。そして、携帯型電動工具は、蓄電装置内において電気二重層キャパシタを二次電池で充電する機能をさらに有しており、この機能によって、電気二重層キャパシタから電力を供給する時間を延ばしている。そのため、携帯型電動工具は、電気二重層キャパシタから電力を供給する場合において、二次電池から電力を供給する場合に比べて、断続的であるが大きなパワーで且つ長時間動作させることができる。

特開２００３−４８１７７２号公報

しかしながら、特許文献１の携帯型電動工具では、蓄電装置に二次電池と電気二重層キャパシタと電気二重層キャパシタ用の充電回路とを備えるため、従来の二次電池を主体とした電池パックに比べて、蓄電装置が大型、超重量の構成になり易い。そのため、特許文献１の携帯型電動工具では、大型や超重量の蓄電装置によって、工具の取り回し等における使用者の負担が大きくなり易い。

そこで、本発明では、二次電池に比べて大きい出力で動作可能で且つ軽量化や小型化した構成にし易い電動工具を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために本発明の電動工具は、駆動部を有した本体と、前記駆動部の電源となる二次電池を有し、前記本体に着脱自在の第１電源パックと、前記駆動部の電源となる電気二重層キャパシタを有し、前記本体に着脱自在の第２電源パックとを備え、前記第１電源パックと前記第２電源パックとは、前記本体に選択的に取り付けられるものであり、前記本体は、その内部に設けられ前記駆動部に接続された電気回路と、前記電気回路に設けられた接続部とを有し、前記第１電源パックは、その内部に設けられ前記二次電池に接続された第１回路と、前記第１回路に設けられた第１接続部とを有し、前記第２電源パックは、その内部に設けられ前記電気二重層キャパシタに接続された第２回路と、前記第２回路に設けられた第２接続部とを有し、前記第１電源パックは、前記第１接続部を前記本体の前記接続部に接続することで、前記二次電池が前記駆動部に電力を供給し、前記第２電源パックは、前記第２接続部を前記本体の前記接続部に接続することで、前記電気二重層キャパシタが前記駆動部に電力を供給し、前記第２電源パックの前記第２回路が充電経路を兼ね、前記第２接続部を前記第１接続部に接続することで、前記二次電池の電力で前記電気二重層キャパシタが充電されることを特徴とする。

本発明は、二次電池に比べて大きい出力で動作可能な構成にし易く、軽量化や小型化した構成にし易くすることができるという効果を奏する。

実施形態１の電動工具であって、第２電源パックを取り付けた状態の回路図である。実施形態１の電動工具であって、第１電源パックを取り付けた状態の回路図である。実施形態１の電動工具の外殻の一部を透過した側面図である。第１電源パックを第２電源パックに接続した状態の回路図である。

本発明を、添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。

図３には、実施形態１の電動工具を示してある。この電動工具は、駆動部１１を有した本体１と、本体１に着脱自在の電源パック２とを備え、電源パック２は本体１装着時に駆動部１１の電源として機能する。駆動部１１は、駆動源であるモータ１２と、モータ１２の回転駆動を出力する出力部１３とで主体が構成してあり、電源パック２からモータ１２に電力が供給される。

また、本体１は、本体１把持用の把持部１４と、駆動部１１の駆動操作用の操作部１５と、電源パック２を取り付けるパック装着部１６と、駆動部１１の駆動を制御する制御部１７とをさらに有する。そして、本体１は、図１乃至図２に示すように、内部に設けた電気回路１８を介して、モータ１２（駆動部１１）と操作部１５と制御部１７とが接続してあり、電気回路１８は、本体１に電源パック２を取り付けた際に電源パック２の内部回路２３を電気回路１８に接続する接続部１９が設けてある。以下、駆動部１１と操作部１５と制御部１７とを纏めて記載する際には、駆動部１１等と記載する。また、上記接続とは、特に定めない限り、電気的な接続を意味する。なお、図３では、制御部１７を二分割して設けてあるが、一つであってもよく、三つ以上に分割して設けてあってもよい。

電源パック２は、パック装着部１６に取り付ける取付部２２と、駆動部１１等への電力供給源（電源）となる充放電可能な電源部２１と、電源部２１に接続した内部回路２３とを有し、内部回路２３には、接続部１９に接続するための接続部２４が設けてある。そして、電源パック２は、外部の充電器（図示せず）を介して外部電源（図示せず）に接続することで、電源部２１を充電することができ、この充電によって電源部２１を、駆動部１１等の電源として、繰り返し利用することができる。

更に、電動工具は、接続部１９，２４を介して内部回路２３と電気回路１８とを接続することで、電源部２１の電力を駆動部１１等に供給可能になる。そして、この電力を供給可能な状態（給電可能な状態）において、電動工具は、操作部１５の操作に応じて駆動部１１への電力供給（給電）と遮断とを切り替え、給電時にはモータ１２（駆動部１１）が駆動する。言い換えると、電動工具は、取付部２２をパック装着部１６に取り付けることで、接続部１９，２４を介して内部回路２３と電気回路１８とが接続して、電源部２１が駆動部１１等の電源として機能する。

また、電動工具は電源パック２として、二次電池３１を電源部２１に用いた第１電源パック２ａと、電気二重層キャパシタ３２を電源部２１に用いた第２電源パック２ｂとを有する。

第１電源パック２ａは、取付部２２（第１取付部２２ａ）をパック装着部１６に取り付けることで、装着可能となっている。そして、第１電源パック２ａは、この装着状態で、図２に示すように、接続部２４（第１接続部２４ａ）及び接続部１９を介して内部回路２３（第１回路２３ａ）が電気回路１８に接続されて、二次電池３１が駆動部１１等の電源として機能する。更に、二次電池３１は、外部の充電器に第１電源パック２ａを取り付け、第１回路２３ａを外部電源に接続することで、充電可能となっている。

第２電源パック２ｂは、取付部２２（第２取付部２２ｂ）をパック装着部１６に取り付けることで、本体１に装着可能となっている。そして、第２電源パック２ｂは、この装着状態で、図１に示すように、接続部２４（第２接続部２４ｂ）及び接続部１９を介して内部回路２３（第２回路２３ｂ）が電気回路１８に接続されて、電気二重層キャパシタ３２が駆動部１１等の電源として機能する。更に、電気二重層キャパシタ３２は、外部の充電器に第２電源パック２ｂを取り付け、第２回路２３ｂを外部電源に接続することで、充電可能となっている。

このように、本実施形態の電動工具は、第１電源パック２ａと第２電源パック２ｂのうち、一方を選択的に本体１に取り付けることで、取り付けた電源パック２の電源部２１を駆動部１１等の電源として利用することができる。言い換えると、本実施形態の電動工具は、パック装着部１６に取り付ける電源パック２を変えることで、第１電源パック２ａに備えた二次電池３１と、第２電源パック２ｂに備えた電気二重層キャパシタ３２とに電源を切替可能となっている。そのため、作業内容に応じて、第１電源パック２ａと第２電源パック２ｂとを使い分けて利用することができ、電動工具の利便性を向上し易くすることができる。

そして、電気二重層キャパシタ３２は、二次電池３１に比べて、電源パック２を小型や軽量の構成にし易いため、第２電源パック２ｂを電源に利用した場合、第１電源パック２ａを利用した場合に比べて、電動工具を小型や軽量の構成にし易くすることができる。そのため、第２電源パック２ｂを本体１に電源として取り付けて作業することで、例えば電動工具を把持して使用する際の使用者の手や腕の負担等の、作業時における使用者の負担を軽減し易くすることができる。

更に、電気二重層キャパシタ３２は、二次電池３１に比べて、電源としての出力を大きくし易いため、第２電源パック２ｂを本体１に取り付けることで、従来の外部電源を電源に用いた電動工具で行うような、大きい出力での作業を行い易くすることができる。そのため、外部電源を確保し難い環境下等において大出力での作業を行い易くなり、電動工具の利便性を向上し易くすることができる。

また、本実施形態の電動工具は、図４に示すように、第１電源パック２ａと第２電源パック２ｂとを接続する充電部をさらに備えており、この充電部は第２電源パック２ｂに設けてある。

具体的には、第１回路２３ａに接続可能な充電用の回路で主体が構成された充電経路４と、第１電源パック２ａを第２電源パック２ｂに取り付けた状態で保持する保持部（図示せず）とが、第２電源パック２ｂに設けてある。

充電経路４は電気二重層キャパシタ３２に接続してあり、第１接続部２４ａを介して第１回路２３ａに接続するための第３接続部４１を有する。そして、充電部は、充電経路４を第１回路２３ａに接続することで、第１電源パック２ａに内蔵した二次電池３１（他の電源パック２の電源部２１）の電力で、第２電源パック２ｂの電気二重層キャパシタ３２を充電することができる。

このように、二次電池３１に比べて電気容量の少ない構成になり易い電気二重層キャパシタ３２を、第１電源パック２ａで充電可能としたことで、第２電源パック２ｂを第１電源パック２ａと略同じ電気容量の電源パック２等として利用することができる。そのため、外部電源での充電を行わずに、第２電源パック２ｂでの作業を継続することができ、大型化や重量増大を抑えて、第２電源パック２ｂでの作業量を増加することができる。言い換えると、第１電源パック２ａで充電可能な第２電源パック２ｂを駆動部１１等の電源に用いたことで、第１電源パック２ａと略等量の電気容量で作業可能で且つ小型や軽量な電動工具を提供することができる。

そして、例えば、外部電源を確保し難い環境下で大出力の作業を行う場合等において、第１電源パック２ａを携帯する等、第１電源パック２ａで充電可能な状態を確保すれば、第２電源パック２ｂを繰り返し利用して作業を行うことができる。そのため、大出力の作業を行う場合等において、外部電源用の電源コードの巻き付き等による作業性の低下が生じ難く、電動工具の利便性を向上し易くすることができる。

更に、充電部（充電経路４）を第２電源パック２ｂに設けたことで、例えば二次電池を電源とした既存の電池パックを第１電源パック２ａに用いた場合に、この既存の電池パックで電気二重層キャパシタ３２を充電することができる。そのため、例えば複数の電動工具を持ち込んだ作業時等において、作業利用の済んだ他の電動工具の電池パックで第２電源パック２ｂを充電して、この第２電源パック２ｂを用いた作業を継続すること等ができ、作業性や利便性を向上し易くすることができる。

なお、本発明は実施形態１の構成のみに限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、実施形態１において適宜の設計変更を行うことが可能である。例えば、第２回路２３ｂが充電経路４を兼ね、第２接続部２４ｂが第３接続部４１を兼ねたものであってもよい。このものでは、第２電源パック２ｂが、第１電源パック２ａの取付を検知する検知部を有し、この取付の検知時に、第２回路２３ｂが充電経路４として機能する構成としてもよい。また例えば、本体１への取付を検知する検知部を有し、この取付の検知時に、第２回路２３ｂが第２回路２３ｂとして機能する（電気二重層キャパシタ３２が非検知時に電源部２１として機能しない）構成としてもよい。

また、充電部は、実施形態１のように第２電源パック２ｂに全ての構成部材を設けた構成に限らず、少なくとも第２電源パック２ｂに充電経路４を設けた構成であればよい。例えば、第１電源パック２ａが、第２電源パック２ｂの充電経路４に接続して二次電池３１から電気二重層キャパシタ３２に給電するための給電用経路を第１回路２３ａと別部材でさらに有した構成等であってもよい。また例えば、充電部が、第１電源パック２ａを第２電源パック２ｂ（充電経路４）に接続するための中継コネクタや接続コード等の電源パック２に着脱自在の中継部材をさらに有した構成であってもよい。

１本体
１１駆動部
２電源パック
２ａ第１電源パック
２ｂ第２電源パック
２１電源部
３１二次電池
３２電気二重層キャパシタ
４充電経路

Claims

駆動部を有した本体と、
前記駆動部の電源となる二次電池を有し、前記本体に着脱自在の第１電源パックと、
前記駆動部の電源となる電気二重層キャパシタを有し、前記本体に着脱自在の第２電源パックとを備え、
前記第１電源パックと前記第２電源パックとは、前記本体に選択的に取り付けられるものであり、
前記本体は、その内部に設けられ前記駆動部に接続された電気回路と、前記電気回路に設けられた接続部とを有し、
前記第１電源パックは、その内部に設けられ前記二次電池に接続された第１回路と、前記第１回路に設けられた第１接続部とを有し、
前記第２電源パックは、その内部に設けられ前記電気二重層キャパシタに接続された第２回路と、前記第２回路に設けられた第２接続部とを有し、
前記第１電源パックは、前記第１接続部を前記本体の前記接続部に接続することで、前記二次電池が前記駆動部に電力を供給し、
前記第２電源パックは、前記第２接続部を前記本体の前記接続部に接続することで、前記電気二重層キャパシタが前記駆動部に電力を供給し、
前記第２電源パックの前記第２回路が充電経路を兼ね、
前記第２接続部を前記第１接続部に接続することで、前記二次電池の電力で前記電気二重層キャパシタが充電されることを特徴とする電動工具。