電動工具
【課題】
機構部を含むモータユニットを換えことができるようにし、様々な工具として使用できる電動工具を提供する。
【解決手段】
モータと動力伝達部を収容するモータハウジング３１と、バッテリ３とトリガスイッチ７と正逆切替スイッチ８を収容すると共にグリップ部が形成されたグリップ部ハウジング２を独立して設け、モータユニット３０とグリップユニット１を着脱可能に構成した。さらに正逆切替スイッチ８に連動して動く制御棒１４を設け、正逆切替スイッチ８が正回転位置又は逆回転位置の際にモータユニット３０とグリップユニット１の取り外しを禁止する安全機構を設け、正逆切替スイッチ８がロック位置の時にのみ着脱可能とした。
機構部を含むモータユニットを換えことができるようにし、様々な工具として使用できる電動工具を提供する。
【解決手段】
モータと動力伝達部を収容するモータハウジング３１と、バッテリ３とトリガスイッチ７と正逆切替スイッチ８を収容すると共にグリップ部が形成されたグリップ部ハウジング２を独立して設け、モータユニット３０とグリップユニット１を着脱可能に構成した。さらに正逆切替スイッチ８に連動して動く制御棒１４を設け、正逆切替スイッチ８が正回転位置又は逆回転位置の際にモータユニット３０とグリップユニット１の取り外しを禁止する安全機構を設け、正逆切替スイッチ８がロック位置の時にのみ着脱可能とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次バッテリを電源としてモータを駆動し、先端工具に回転力、回転打撃力、往復運動力、又は振動等を与えて所定の作業を行う電動工具に関し、特に、共通のバッテリパックを用いて様々な工具として使用できるようにした電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バッテリパックを用いた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で広く用いられるリチウムイオン電池１本の出力電圧は３．６Ｖのため、バッテリパックの出力電圧はその倍数となることが多い。そのため電動工具の製造メーカーは、７．２Ｖ、１０．８Ｖ、１４．４Ｖ、１８Ｖ、２５．２Ｖ、３６Ｖ等のバッテリパックを準備し、さまざまな作業に適応できる電動工具のラインナップの拡充を図っている。このような電動工具の例として、特許文献１の技術がある。ここで従来技術の電動工具を図１１を用いて説明する。図１１は従来の電動工具（インパクトドライバ）の全体構成を示す縦断面図である。電動工具１０１は、充電可能なバッテリパック１０３を電源とし、モータ１０４を駆動源として動力伝達機構（遊星歯車を用いた減速機構１２０、ハンマ１３２とアンビル１３３を備えた打撃機構１３０）を駆動し、出力軸１３４と一体に構成されるアンビル１３３に回転力と打撃力を与えることによってドライバビット等の図示しない先端工具に回転打撃力を与える。
【０００３】
上記モータ１０４は、ブラシ付きの直流モータであって、側面視Ｔ字状を成すハウジング１０２の筒状の胴体部１０２ａ内に収容される。又、ハウジング１０２の胴体部１０２ａから略直角に一体に延びるグリップ部１０２ｂ内の上部にはトリガスイッチ１０６が設けられ、トリガスイッチ１０６には図示しないバネによって付勢されてグリップ部１０２ｂから突出するトリガ操作部１０７が設けられる。又、グリップ部１０２ｂ内の下部には、保護回路基板１０５が収容される。グリップ部１０２ｂの下部にはバッテリパック１０３が装着される。
【０００４】
打撃機構１３０は、スピンドル１３１及びハンマ１３２を備え、トリガスイッチ１０６のトリガ操作部１０７が引かれてモータ１０４が起動されると、モータ１０４の回転は遊星歯車を用いた減速機構１２０によって減速されてスピンドル１３１に伝達され、スピンドル１３１が所定の速度で回転駆動される。ここで、スピンドル１３１とハンマ１３２とはカム機構によって連結され、このカム機構は、スピンドル１３１の外周面に形成されたＶ字状のスピンドルカム溝とハンマ１３２の内周面に形成されたハンマカム溝、これらのカム溝に係合するボールによって構成される。ハンマ１３２は、スプリングによって常に前方に付勢されており、静止時にはボールとカム溝との係合によってアンビル（出力軸１３４）の端面とは隙間を隔てた位置にある。そして、ハンマ１３２とアンビルの相対向する回転平面上の２箇所には図示しない凸部がそれぞれ対称的に形成されている。スピンドル１３１が回転駆動されると、その回転は前記カム機構を介してハンマ１３２に伝達され、ハンマ１３２が半回転しないうちにハンマ１３２の凸部がアンビルの凸部に係合してアンビルを回転させるが、そのときの係合反力によってスピンドル１３１とハンマ１３２との間に相対回転が生ずると、ハンマ１３２はカム機構のスピンドルカム溝に沿ってスプリングを圧縮しながらモータ１０４側へと後退を始める。
【０００５】
そして、ハンマ１３２の後退動によってハンマ１３２の凸部がアンビルの凸部を乗り越えて両者の係合が解除されると、ハンマ１３２は、スピンドル１３１の回転力に加え、スプリングに蓄積されていた弾性エネルギーとカム機構の作用によって回転方向及び前方に急速に加速されつつ、スプリングの付勢力によって前方へ移動し、その凸部がアンビルの凸部に再び係合して出力軸１３４は一体に回転し始める。このとき、強力な回転打撃力がアンビルに加えられるため、出力軸１３４に装着された図示しない先端工具を介してネジに回転打撃力が伝達される。以後、トリガ操作部１０７が離されるまで同様の動作が繰り返される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１７４６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のバッテリパック１０３（図１１の斜線部）は、電動工具１０１の本体とは着脱可能の別体の部品であり、内部に収容される電池セルを保護するためのバッテリパック用のハウジング(外郭部)１０３ａが必要となり、ハウジング１０２もバッテリパック１０３との合わせ部の外郭部１０２ｃを必要とし、構造が複雑となりやすい。さらに、バッテリパック１０３を電動工具１０１のグリップ部１０２ｂの近傍に装着する場合には、グリップ部１０２ｂの内部にまでバッテリパック１０３の一部又は全部が収容されるように配置するために、グリップ部１０２ｂの最細部の径Ｄが太くなってしまうという問題があった。
【０００８】
このため着脱可能なバッテリパック１０３形式としないで、グリップ部１０２ｂ内にバッテリを内蔵する構成することも考えられる。この構成であればグリップ部１０２ｂの最細部の径Ｄをさらに細くすることができる。しかしながら、そのような構成の場合、バッテリの充電をどのように行うかが課題となる。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決する過程でなされたものであり、その目的は、バッテリとトリガスイッチを含むグリップユニットと、機構部を含むモータユニットを分割かつ取り替え可能とし、様々な使い工具として使用できると共にグリップ部を細く形成可能にした電動工具を提供することにある。
【００１０】
本発明の別の目的は、モータユニットのグリップユニットへの装着又は取り外し時に、意に反してモータが回転しないように構成して、安全に使用できる電動工具を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに別の目的は、モータユニットに電圧の異なるグリップユニットを誤装着することを効果的に防止できる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電動工具は、モータと、モータの駆動力を伝達して先端工具を駆動させる動力伝達部と、モータと動力伝達部を収容するモータハウジングと、モータに電力を供給するバッテリと、バッテリからモータへの電力供給を調整するスイッチと、スイッチの動作を無効にするオフスイッチと、バッテリ、スイッチ、オフスイッチを収容すると共にグリップ部が形成されたグリップ部ハウジングを有する。電動工具はモータハウジングとグリップ部ハウジングは着脱可能に形成され、オフスイッチがスイッチの動作可能にしている場合にモータハウジングとグリップ部ハウジングの取り外しを禁止する安全機構を有する。オフスイッチはモータへの電力供給を調整するスイッチの動作を機械的に不能にするロック機能を有し、例えばモータの回転方向を設定する正逆切替スイッチである。グリップ部ハウジングの上部には取付基台が設けられ、モータハウジングの下部には取付基台に固定される取付部が形成される。取付部には複数のターミナルが設けられ、取付基台には複数のコネクタが設けられ、取付部を取付基台に取り付けた際にターミナルはコネクタと接続される。
【００１４】
本発明の他の特徴によれば、安全機構は、取付基台から延びるように設けられオフスイッチと連動して移動する制御棒と、取付部に設けられ制御棒を収容するラッチ溝により構成され、取付部を取付基台に取り付けた際に制御棒がラッチ溝に収容され、オフスイッチによりスイッチの動作を無効にしないと制御棒がラッチ溝の縁部に接触することによって取付部を取り外し方向に移動できないようにラッチ溝を構成した。オフスイッチは、例えばモータを正方向に回転させる正回転位置、逆方向に回転させる逆回転位置、及び、モータを回転させないロック位置の３つの設定位置を有する。ラッチ溝は底面から見たときに略Ｈ形の外縁を有する凹部であって、凹部の外縁の一部に、オフスイッチが正回転又は逆回転位置のまま取付部を移動させたときに制御棒の取り外し方向への移動を阻止するストッパ部を設けた。オフスイッチが正回転又は逆回転位置の状態で取付部を取付基台に装着する際には、取付部を取付基台に対して相対移動させることにより制御棒を移動させてオフスイッチをロック位置に設定する案内部をラッチ溝に設けた。
【００１５】
本発明のさらに他の特徴によれば、取付基台には取付部を保持するための掛止部が設けられ、取付部に掛止部と嵌合するキー溝が形成され、取付部を取付基台に取り付けた際に掛止部がキー溝と嵌合する。掛止部はバッテリの定格電圧に対応させて形状や大きさが決定され、キー溝はモータの定格電圧に対応させて形状や大きさが決定され、モータの定格以上のバッテリ電圧を有するグリップ部ハウジングが、モータを有するモータハウジングに装着できないように構成した。バッテリは１４５００サイズのリチウムイオン電池であり、バッテリの充電は、モータハウジングを取り外して取付基台のコネクタに外部充電器を接続することによって行う
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、モータハウジングとグリップ部ハウジングが着脱可能に形成したので、グリップ部を電池パックとして利用することができ、機構部を含むモータハウジングを交換することで様々な工具として 使用でき、安価にモータハウジング部を供給できる。また、オフスイッチがスイッチの動作を無効にしていない場合にモータハウジングとグリップ部の取り外しを禁止する安全機構を設けたので、モータが停止している状態でのみ取り外し可能となり、作業中の不意な分離を防止できる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、オフスイッチは前記スイッチの動作を機械的に不能にするので、オフスイッチの簡単な操作でモータハウジングとグリップ部ハウジングが着脱時におけるモータの回転を容易に阻止することができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、オフスイッチは正逆切替スイッチであるので、モータの回転を阻止するモードを、モータの回転方向を設定するモードの２つの切替動作を一つのスイッチで実現できる。また専用のオフスイッチを別途設ける必要がなく、既存の正逆切替スイッチを利用することができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、取付部には複数のターミナルが設けられ、取付基台には複数のコネクタが設けられ、取付部を取付基台に取り付けた際にターミナルはコネクタと接続されるので、モータハウジングをグリップ部ハウジングに取り付けるだけでバッテリの接続動作が完了できる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、安全機構は取付基台から延びるように設けられオフスイッチと連動して移動する制御棒と、取付部に設けられ制御棒を収容するラッチ溝により構成されるので、オフスイッチをラッチ部を動作させる操作レバーとして用いることができ、新たなラッチ部の操作レバーを設ける必要がなく、部品点数の増加を抑えることができる。
【００２１】
請求項６の発明によれば、モータの回転方向の切替設定と、モータの回転阻止の２つの機能を一つのスイッチ機構で実現できる。
【００２２】
請求項７の発明によれば、安全機構は略Ｈ形の外縁を有する凹部のラッチ溝外縁の一部に、オフスイッチが正回転又は逆回転位置のまま移動できないようにしたストッパ部であるので、ハウジング形状の簡単な変更だけで安全機構を実現できる。
【００２３】
請求項８の発明によれば、オフスイッチが正回転又は逆回転位置の状態で装着しても、装着完了時には案内部によってオフスイッチがロック位置に自動的に戻るので、装着直後にいきなりモータが動作してしまう誤動作を防止できる。
【００２４】
請求項９の発明によれば、取付基台に形成された掛止部と、取付部に形成されたキー溝が、取付部を取付基台に取り付けた際に嵌合するので、モータハウジングとグリップ部ハウジングを確実に固定することができる。
【００２５】
請求項１０の発明によれば、掛止部及びキー溝はバッテリやモータの定格電圧に対応させて形状や大きさを変更し、これらが電圧識別機能を有するので、モータの定格以上のバッテリ電圧を有するグリップ部ハウジングを、モータハウジングに誤装着することを防止できる。その結果、定格電圧以上のバッテリが装着されることがないためモータの破損を抑制できる。
【００２６】
請求項１１の発明によれば、グリップ部ハウジングに内蔵されるバッテリの充電はモータハウジングを取り外して取付基台のコネクタに外部充電器を接続することによって行うので、バッテリ部分だけを取り外すための構成（バッテリパックハウジング等）を設ける必要がなく、小型で軽量のグリップ部ハウジングを実現できる。さらに、バッテリとして１４５００サイズのリチウムイオン電池を用いれば更なる小型化を実現できる。
【００２７】
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】
【００２８】
【図１】本発明の実施例に係る電動工具の全体構成を示す図であり、モータユニット３０は側面図、グリップユニット１は断面図で示す。
【図２】図１のモータユニット３０の底面図と、グリップユニット１の取付基台１０付近の部分断面図である。
【図３】図１のグリップユニット１の上面図であって取付基台１０の形状を示す図である。
【図４】掛止部１３とキー溝４３のサイズとバッテリ電圧との関係を示す断面図である（図３のＣ−Ｃ部の断面）。
【図５】図２のラッチ溝の形状を示す図である。
【図６】図１のＡ−Ａ部の断面図である。
【図７】本発明の実施例に係る電動工具の回路構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施例に係るモータユニット５０を示す側面図である。
【図９】本発明の第３の実施例に係るモータユニット７０を示す側面図である。
【図１０】本発明の第４の実施例におけるグリップユニット９１の部分断面図である。
【図１１】従来の電動工具（インパクトドライバ）の全体構成を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２９】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本明細書の説明において上下左右、及び前後の方向は、図中に示した方向として説明する。図１は本発明の実施例に係る電動工具の全体構成を示す図であり、モータユニット３０は側面図、グリップユニット１は断面図で示す。
【００３０】
本実施例では、電動工具のグリップ部（作業者が把持する部分、ハンドル部ともいう）の上側において、工具全体を上下に分割可能に構成したもので、電動工具はモータユニット３０とグリップユニット１から構成される。図１ではモータユニット３０とグリップユニット１が装着されていない状態を示しているが、図示の状態から矢印に示すようにモータユニット３０を下方に移動して後方にスライドさせることにより、モータユニット３０をグリップユニット１に装着することができる。グリップユニット１のハウジング２の内側にはバッテリ３が収容される。本実施例では図１１で示したような着脱可能なバッテリパック１０３をグリップ部に設けるのではなく、バッテリを内蔵式とした。しかしながら別の見方をすれば、グリップユニット１の全体がバッテリパックとして機能するもので、バッテリパック内にトリガスイッチ６とトリガ操作部７を収容した形態ととらえることもできる。
【００３１】
グリップユニット１は、図１１で示した電動工具１０１の胴体部１０２ａの下側部分とほぼ同じ形状である。しかしながら、着脱可能なバッテリパックの形態を採用していないため、バッテリパック１０３のハウジング１０３ａ（図１１参照）を無くすことができ、グリップ部のハウジング２内に直接バッテリ３を搭載できる。そのため、バッテリパックのハウジングとバッテリパックを収容するグリップ部の内壁部分（図１１の外郭部１０２ｃ）を設ける必要がない。バッテリ３は、例えば１８６５０サイズ、又は、１４５００サイズのリチウムイオン電池であって、定格出力電圧３．６Ｖのセルを上下方向（垂直配置）に１本、前後方向（水平配置）に２本並べて、図のように側面視で略Ｌ字状に配置される。水平に配置されたバッテリ３の上側空間には、保護回路基板５が配置される。バッテリ３から保護回路基板５へ、保護回路基板５からトリガスイッチ６へはリード線９によって接続される。保護回路基板５には、電力を供給するバッテリ３の放電状況の監視、異常温度の監視、過放電防止のための電力供給の遮断、その他のバッテリの保護制御を行うための電子回路、モータ制御を行うための電子回路が搭載される。
【００３２】
バッテリ３から供給される電力によって回転するモータ（図示せず）と、モータの回転力を先端工具に伝達する動力伝達機構は、モータユニット３０側に収容される。モータユニット３０は円筒形のハウジング（モータハウジング）３１を有し、ハウジング３１の下側であって、グリップユニット１と当接する部分には、平面状に形成された取付部３２が形成される。ハウジング３１は、例えばプラスチック等の合成樹脂の一体成型により製造でき、左右に２分割可能に構成すると良い。取付部３２の下側には、モータユニット３０をグリップユニット１に装着した際にバッテリ３の電力をモータに伝達するための複数のターミナル４２が設けられる。
【００３３】
グリップユニット１の上端付近であってバッテリ３よりも上方にはトリガスイッチ６が設けられる。トリガスイッチ６のトリガ操作部７がバネ力によって付勢された状態でハウジング２から前方に突出する。トリガスイッチ６は可変抵抗スイッチであり、作業者がトリガ操作部７を後方に押し込むことにより、トリガ押込量（操作量）に比例した量の電力がコネクタ１２を介してモータユニット３０側に伝達される。コネクタ１２は、本実施例では５つ設けられ、それらは取付基台１０と平行に配置されるコネクタ基板１６に固定される。
【００３４】
トリガ操作部７の上側には、トリガ操作部７の動作を無効とすることによってモータユニット３０側に含まれるモータ（図示せず）の回転を阻止するための正逆切替スイッチ８が設けられる。正逆切替スイッチ８は、トリガ操作部７の動作を可能とすると共に、モータの回転方向を正回転方向又は逆回転方向に変更する。作業者は正逆切替スイッチ８を正回転位置（ねじを締める方向）と逆回転位置（ねじを緩める方向）に設定することによって、モータの回転方向を正回転方向又は逆回転方向に指定することができる。正逆切替スイッチ８の移動方向は左右方向であり、左右２箇所の位置間には、トリガ操作部７を引けないように固定するロック位置（ニュートラル又は中立位置）が設けられる。正逆切替スイッチ８の操作レバーには上下方向に延びるように制御棒１４が固定され、制御棒１４は正逆切替スイッチ８の操作レバーの左右移動に連動して移動する。
【００３５】
グリップユニット１の中央付近には、モータユニット３０とグリップユニット１が安定して保持されるように掛止部１３が設けられ、モータユニット３０側には掛止部１３と係合するキー溝４３が設けられる。キー溝４３は電圧識別機能を果たすものであって、キー溝４３はモータの定格電圧に対応させて形状や大きさが決定される。モータユニット３０とグリップユニット１の接続は、取付部３２に配置したキー溝４３に合わせ、モータユニット３０をグリップユニット１に対して前方より後方へスライドさせることで接続する。この際、モータユニット３０から下方に延びるターミナル４２がコネクタ１２と接続された状態となる。
【００３６】
モータユニット３０は、ハウジング３１内にモータ（図示せず）を収納し、モータの駆動力を伝達する図示しない動力伝達部により、出力軸３４に回転力を与える。モータ１０４は、本実施例ではブラシ機構を含む直流モータを用いるとよい。この場合、ブラシ機構に供給される直流電圧を調整することによりモータの回転速度をグリップユニット側から容易に調整することができる。
【００３７】
出力軸３４の先端側には、図示しない先端工具を着脱可能に保持するためのスリーブ３５が設けられる。スリーブ３５をハウジング３１に対して前方に移動させた状態で出力軸に設けられた取付穴（図示せず）に先端工具を装着又は取り外すことができる。先端工具は、前方に移動させたスリーブ３５を離すことにより固定される。図示しない動力伝達部は、モータの回転数を減速するための遊星歯車方式等の公知の減速機構部と、減速機構部の出力伝達の遮断を行うクラッチ機構部を含んで構成される。クラッチ機構部には、モード切替およびトルク調整のためのダイヤル（クラッチダイヤル）３３が接続され、ダイヤル３３によって作業者がドライバモードまたはドリルモードを設定できるように構成される。
【００３８】
ダイヤル３３がドライバモードを選択している場合、トルク調整用のダイヤル３３を複数段階の所定の回転角度に回転させることによって、減速機構部の出力軸から出力軸３４に伝達される回転トルクを負荷に対応する所望の締付けトルクに調整することができる。このダイヤル３３は、例えば２２段階のトルク設定が可能である。ダイヤル３３をドリルモードに設定する場合は、ダイヤル３３を最大限の回転角度に回転させてクラッチ機構が動作しないようにする。
【００３９】
図２は図１のモータユニット３０の底面図と、グリップユニット１の取付基台１０付近の部分断面図（縦断面図）であって、ターミナル４２とコネクタ１２、キー溝４３と掛止部１３、ラッチ溝４４と制御棒１４の接続関係を示している。ラッチ溝４４と制御棒１４がラッチ部４５を構成し、モータユニット３０とグリップユニット１を稼働状態又は稼働準備状態で取り外すことができないようにする安全機構としての機能を果たす。モータユニット３０のハウジング３１の下部には前後方向に細長い長方形の取付部３２が形成される。取付部３２は、中心線から左右に分割して構成されるハウジング３１の分割面に垂直方向に配置され、グリップユニット１の取付基台１０に密接して固定される。本実施例の取付部３２と取付基台１０は互いに平面状であって、掛止部１３とキー溝４３にて保持するような構成であるが、剛性を高めるために取付部３２と取付基台１０に、前後方向に延びる溝部と溝部に掛止されるレール部を設けて取付剛性を高めるように構成しても良い。
【００４０】
取付部３２の後方には３つのターミナル４２ａ〜４２ｃが取付部３２から突出するように設けられる。ターミナル４２ａはプラス端子であり、ターミナル４２ｂはＬＤ端子（異常信号端子）であって、保護回路基板５に搭載された保護手段（ＩＣ）からの過放電、過電流信号を受信する端子である。ターミナル４２ｃはバッテリ３に接続されるマイナス端子である。尚、取付基台１０側（グリップユニット１側）にはＴ端子（温度信号端子）たるコネクタ１２ｄ（後述）と充電時に電池の温度信号を充電器側に出力するＬＳ端子たるコネクタ１２ｅ（後述）が設けられるが、これらはモータユニット３０を稼働させる際には利用しないので、コネクタ１２ｄ、１２ｅに対応するターミナルは設けられない。但し、ダミーターミナルとして設けるようにしても良い。
【００４１】
取付部３２の中央付近にはキー溝４３が形成される。キー溝４３は鍵状または固定爪として取付基台１０から上部に突出する突起であって、掛止部１３をキー溝４３中に押し込んで、モータユニット３０を前後方向にグリップユニット１と相対移動させることによって掛止部１３の突起部分をキー溝４３に接する取付部３２の内壁面と当接させることができる。この当接によってモータユニット３０がグリップユニット１に固定される。キー溝４３の左右方向の幅Ｗや、左右方向の位置は、モータの定格電圧に対応して決定される。キー溝４３の前側には下から見て（図２のように見て）略Ｈ型のラッチ溝４４が形成される。
【００４２】
図３は、図１のグリップユニット１の上面図であって取付基台１０の形状を示す図である。取付基台１０はグリップユニット１のハウジング２の上壁面であって、左右に２分割して構成されるハウジング２の、右側ハウジング２−１と左側ハウジング２−２の接合面を跨ぐように形成される長方形の平面である。取付基台１０の後方側には、開口部１１ａと１１ｂが設けられ、開口部１１ａの内側部分にはコネクタ１２ａ〜１２ｃが設けられる。コネクタ１２ａはバッテリ３に接続されるプラス端子であり、コネクタ１２ｃはバッテリ３に接続されるマイナス端子である。コネクタ１２ｂはＬＤ端子（異常信号端子）であり、保護回路基板５に搭載された保護手段（ＩＣ）からの過放電、過電流信号を出力する端子である。開口部１１ｂの内側部分にはコネクタ１２ｄ、１２ｅが設けられる。コネクタ１２ｄはＴ端子（温度信号端子）であり、充電時に電池の温度信号を充電器側に出力する端子である。コネクタ１２ｅはＬＳ端子（識別端子）であり、グリップユニット１を図示しない充電器に接続した際に、充電器からグリップユニット１内の収容されるバッテリ３の種類(電圧等)を識別する端子である。尚、コネクタ１２ｄ及び１２ｅは、充電時のみに利用されるが、放電時、つまりモータユニット３０と接続される際には利用しない。尚、設けるコネクタの数や種類はこれだけに限られずに、必要に応じてさらに設けるようにしても良い。例えば、モータユニット３０側のＬＥＤを点灯させるためのプラス端子とマイナス端子用のコネクタをさらに設けても良い。
【００４３】
取付基台１０の中央付近には掛止部１３が形成される。掛止部１３の幅Ｗや、その取付位置はバッテリ３の定格電圧に応じて決定される。掛止部１３の前方には、ラッチ溝４４に収容される制御棒１４が設けられる。ラッチ溝４４と制御棒１４によりラッチ部４５を構成する。制御棒１４は正逆切替スイッチ８の操作レバーに固定されるものであって、正逆切替スイッチ８を正回転位置、逆回転位置に設定することにより取付基台１０に形成された開口部１５の内部を左右方向に移動する。尚、図３の制御棒１４の位置は、正逆切替スイッチ８の操作レバーがロック位置（中立位置）にある状態を示す。モータユニット３０とグリップユニット１の装着は、掛止部１３を電圧識別のキー溝４３に合わせ、モータユニット３０を前方より後方へスライドさせることで接続する。
【００４４】
次に図４を用いて掛止部１３とキー溝４３のサイズと取付位置の関係を説明する。図４は図３のＣ−Ｃ部の断面位置における、グリップ部のハウジング２とモータユニットのハウジング３１の形状を示す図である。それぞれが左右２分割できるように構成されるため、右側ハウジングを“−１”という枝番号で、左側ハウジングを“−２”という枝番号を付けて説明する。また、バッテリ３の定格電圧、又は、モータの動作電圧に応じて３６Ｖ〜３．６Ｖのバリエーションがあるが、それらの場合のハウジング２とハウジング３１の参照番号に、ａ〜ｇの符号を付して区別して説明する。
【００４５】
図１〜図３で示した掛止部１３とキー溝４３は、図４（５）で示すように１０．８Ｖ仕様のものである。図４（５）に示すように、右側ハウジング３１ｅ−１の左端と、左側ハウジング３１ｅ―２の右端がキー溝４３ｅを形成することになり、その幅はｅである。同様にして、右側ハウジング２ｅ−１の左端突起と左側ハウジング２ｅ−２の右端突起が接合されて掛止部１３ｅを形成することになる。ここで、図４（１）〜（７）を見て理解できるように、掛止部１３とキー溝４３の幅Ｗは、電圧に応じてａからｇまで幅が異なるように設定される。この際、低い電圧から高い電圧になるにつれ幅が広くなると共に、その左右位置も低い電圧の掛止部１３の位置を含むような位置に設定される。例えば、３．６Ｖ用の掛止部１３ｇは、７．２Ｖ用のキー溝４３ｆの幅ｆ内に含まれるように配置される。同様にして、例えば１８Ｖ用の掛止部１３ｃは２５．２Ｖ用のキー溝４３ｂの範囲内に含まれるように決定される。このように配置することにより、低い電圧のバッテリ３を有するグリップユニット１を、高い動作電圧のモータユニット３０に装着することができることになる。しかしながら、その逆の関係は成り立たずに、高い電圧のバッテリ３を有するグリップユニット１を、低い動作電圧のモータユニット３０に装着することができないので、誤ってモータに動作電圧以上の高電圧を供給してしまうことによるモータの破損を防止できる。また、各キー溝４３ａ〜４３ｇはハウジング３１ａ〜３１ｇの接合面を挟んで形成されるので、一体成型による製造が容易である。同様に掛止部１３ａ〜１３ｇは、ハウジング２ａ〜２ｇの接合面を挟んで形成されるので、一体成型による製造が容易である。以上説明したように、モータユニット３０とグリップユニット１に電圧を識別するキー溝４３を設けることで、定格電圧の低いモータユニット３０を定格電圧の高いグリップユニット１に使用することを防止できる。
【００４６】
次に図５を用いてラッチ溝４４の詳細形状を説明する。ラッチ溝４４は、Ｈの２つの平行部分（中心線４８ａ、４８ｂに沿った部分であって、左右方向に延びる横方向溝４４ａ、４４ｃ）が左右方向となり、平行部分をつなぐ連結部分（中心線４８ｃに沿った部分であって、前後方向に延びる前後方向溝４４ｂ）が前後方向となるように配置された切り欠き又は溝部であって、その外周縁によって制御棒１４の移動を案内または制限をする。グリップユニット１にモータユニット３０を装着するときには、正逆切替スイッチ８をロック位置にするため制御棒１４は位置４６にあり、モータユニット３０をグリップユニット１に対して後方にスライドさせることにより、制御棒１４は位置４６から位置４７に移動する。モータユニット３０を稼働させて電動工具を使った作業を行う際には、正逆切替スイッチ８を正回転方向又は逆回転方向とするため、それに連動して制御棒１４は位置４７ａ（正転方向）又は位置４７ｂ（逆転方向）に移動する。電動工具による作業が終了して、モータユニット３０をグリップユニット１から取り外す際には、通常、正逆切替スイッチ８をロック位置にする。すると制御棒１４は位置４７の位置になる。この状態でモータユニット３０をグリップユニット１に対して前方にスライドさせることにより、制御棒１４は位置４７から位置４６に移動し、この状態でモータユニット３０をグリップユニット１から取り外すことができる。しかし、作業者が正逆切替スイッチ８を正回転方向又は逆回転方向のままモータユニット３０をグリップユニット１から取り外そうとすると、制御棒１４は位置４７ａ又は４７ｂにあるため、ラッチ溝４４に形成された制御棒１４の外周に沿って中心線４８ｃ及び４８ｂの交点に近づくように突出する突出部４４ｄによって、後方向への移動が阻止される。従って、作業者はモータユニット３０をグリップユニット１から取り外す際には必ず正逆切替スイッチ８をロック位置に戻す必要があるので、取り外し時にモータが回転してしまう恐れを確実に防止できる。
【００４７】
本実施例においては、ラッチ溝４４を略Ｈ形に形成したために装着時の便宜を図ることができる。通常、モータユニット３０をグリップユニット１に装着するときには正逆切替スイッチ８がロック位置にあるはずである。しかしながら、何らかの理由で正逆切替スイッチ８を正回転方向又は逆回転方向にセットされているときにはそのまま装着できない。この場合、正逆切替スイッチ８をロック位置に戻してから再度装着操作をする必要があり、操作が煩わしい。そこで、正逆切替スイッチ８が正回転位置（制御棒１４が位置４６ａにある状態）でも逆回転位置（制御棒１４が位置４６ｂにある状態）でも装着可能とした。制御棒１４が位置４６ａ又は位置４６ｂにある時にモータユニット３０をグリップユニット１に対して後方に移動すると、制御棒１４は傾斜部４４ｅによって自動的に制御棒１４が左右方向の中央に移動させられ、装着動作が完了する際には制御棒１４が位置４７に落ち着く。この結果、正逆切替スイッチ８が正回転位置又は逆回転位置にセットしたままモータユニット３０をグリップユニット１に装着したとしても、装着完了後にいきなりモータが回ってしまうという誤動作を確実に防止できる。
【００４８】
図６は図１のＡ−Ａ部の断面図である。モータユニットのハウジング（モータハウジング）３１の下部には取付部３２が形成され、その下方に横に３列並んでターミナル４２ａ〜４２ｃが設けられる。本図により、ハウジング３１の円筒形状と、円筒形状から下方に突出して平面状の取付部３２が形成されることが理解できよう。
【００４９】
図７は本発明の実施例に係る電動工具の回路構成を示すブロック図である。グリップユニット１の内部には、３本のリチウムイオン電池セルからなるバッテリ３が内蔵され、保護回路基板５を介してトリガスイッチ６、正逆切替スイッチ８を介してコネクタ１２ａ、１２ｃに接続される。一方、モータユニット３０には、モータ３６、遊星歯車減速機構部３７、クラッチ機構部３８が設けられる。モータ３６は、ターミナル４２ａ、４２ｃ、コネクタ１２ａ、１２ｃを介して電力が供給される。また、バッテリ３とモータ３６の電流経路にはＦＥＴ等のスイッチング素子３９が直列に配置される。保護回路基板５に搭載された保護手段（ＩＣ）によってバッテリ３が過放電またはバッテリ３（モータ３６）に流れる電流が過電流であることを検出すると、保護手段（ＩＣ）から過放電または過電流信号（異常信号）が出力され、ＬＤ端子となるターミナル４２ｂ及びコネクタ１２ｂを介してスイッチング素子３９に入力される。するとスイッチング素子３９はオフされて電流経路が遮断されることで、バッテリ３やモータ３６を保護することができる。本実施例の構成においては、バッテリパックの外郭部を無くし、グリップユニット１のハウジング２内に直接バッテリ３を搭載することで、１０．８Ｖ工具の比較時に、１８６５０タイプの電池を使用したバッテリパックを用いる従来例（図１１）の直径Ｄに比べて、握り部の直径Ｄ１（図１参照）で約２ｍｍ細くすることができた。また、グリップユニット１全体をバッテリパックとして機能させることで、機構部を含むモータユニット３０を交換することで様々な工具として使用でき、安価にモータユニット部を供給できる。
【実施例２】
【００５０】
次に図８を用いて本発明の第２の実施例に係るモータユニット５０の形状を説明する。図８においてモータユニット５０はハウジング５１の内部に図示しないモータ、遊星歯車減速機構、打撃機構（インパクト機構）が同軸上に配置され、ハンマケース５２を貫通する出力軸５３に回転力と打撃力を与えることによって図示しない先端工具を回転させる。ハウジング５１の下部には、取付部６０が形成され、後方側からターミナル６２、キー溝６３、ラッチ溝６４が設けられる。尚、取付部６０の大きさや配置は図２で示したターミナル４２、キー溝４３、ラッチ溝４４と同様で良い。以上のように、モータユニット５０をモータユニット３０と替えてグリップユニット１に装着することで、ドライバドリル（図１）とインパクトドライバ（図８）を容易に準備することができる。
【実施例３】
【００５１】
次に図９を用いて本発明の第３の実施例に係るモータユニット７０の形状を説明する。モータユニット７０はセーバーソーであって、ハウジング７１の内部には図示しないモータと、モータの回転運動をフランジの往復運動に変換する動力伝達機構が含まれる。ハウジング７１の先端部には、ハウジング７１の一部で左右分割ハウジングの固定用ネジの取付部７２と、図示しない先端工具となるブレードの横ブレの動きを規制するブレードホルダ７３が設けられる。また、ブレードホルダ７３は相手材に当接させてブレードによる切断をガイドする役割も備える。ハウジング７１の下部には、取付部８０が形成され、後方側からターミナル８２、キー溝８３、ラッチ溝８４が設けられる。尚、取付部８０の大きさや配置は図２で示したターミナル４２、キー溝４３、ラッチ溝４４と同様で良い。以上のように、モータユニット５０をモータユニット７０と替えてグリップユニット１に装着することで、ドライバドリル（図１）とセーバーソー（図９）を容易に準備することができる。ここで、モータユニットとグリップユニットが一体的に構成されたセーバーソーや丸鋸は、ドライバと異なり、モータの回転方向は常に一方向であるため、正逆切替スイッチを設けていないのが一般的である。そこで、本発明のグリップユニット１にセーバーソーの取付部８０を接続した場合、制御棒が図５の位置４７ａに移動したときにモータを駆動可能とし、４７ｂには移動できないようにラッチ溝８４を形成すればよい。また、セーバーソー用の専用のグリップユニットを準備し、正逆切替スイッチの替わりに、単なるオフスイッチ（トリガスイッチの動作を許容するか、ロックするかを切り替えるスイッチ）を設けても良い。
【実施例４】
【００５２】
次に図１０を用いて本発明の第４の実施例におけるグリップユニット９１の構造を説明する。グリップユニット９１のハウジング９２の内部には、単三電池（一次電池）と同等形状の充電式のバッテリ９３を用いた。バッテリ９３は、例えば１４５００サイズのリチウムイオン電池（二次電池）を用いることができる。１４５００サイズのバッテリ９３を使用した場合には、グリップ部の直径Ｄ２を従来例の直径Ｄ（図１１参照）に比べて約５ｍｍ細くすることができた。尚、図１０から理解できるように、１４５００サイズのバッテリ９３を使用する場合にはハウジング９２の内部空間に余裕ができる。そこで、ハウジングの下端付近を略直方体の大きな形状としないで、さらに絞った形状としても良いし、グリップ部の円筒形部分（作業者が把持する部分）にバッテリ９３の全体を収容するように構成しても良い。
【００５３】
以上、本発明の実施例によれば、グリップユニットを共通化して、モータユニットだけを交換するだけで様々な形態の電動工具を容易に実現することができる。また、正逆切替スイッチをグリップユニットのラッチ機構に利用することで、グリップユニットからモータユニットを取り外す際に、モータが停止している状態でのみ取り外し可能となり、安全に分離することができる。さらに、モータユニットとグリップユニットに電圧を識別するキー溝を設けることで、定格電圧の低いモータユニットを誤って定格電圧の高いグリップユニットに装着して使用することを防止できる。さらに、先端工具取付け部やハンマ機構部などが一番先に寿命が来るインパクトドライバ等においては、トリガスイッチや正逆切替スイッチがバッテリと同じ方についているので、壊れやすいモータユニットの部分だけを替えることができるので、コストメリットが高いという効果がある。
【００５４】
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モータユニットの例として、ドライバドリル、インパクトドライバ、セーバーソーのユニット例で説明したが、これだけに限られずにその他の公知の電動工具を構成するユニットであっても良い。また、上述の実施例ではモータユニット３０側にキー溝４３たる凹部、グリップユニット１側に掛止部１３たる凸部を形成したが、定格電圧の高いグリップユニットが電圧仕様の低いモータユニット側に付けられないように組み合わせれば、凹部と凸部を設ける位置を反対としても良いし、その他、凹凸形状の変更や、案内レール、バックル等の公知の固定手段を用いてモータユニット３０とグリップユニット１を着脱可能に固定しても良い。
【００５５】
また、上述の実施例ではグリップユニット側に正逆切替スイッチ８を設け、モータユニット側にラッチ溝たる凹部、グリップユニット側に制御棒たる凸部を形成したが、正逆切替スイッチ８すなわち制御棒をモータユニット側に設けてもよい。この場合、グリップユニット側にラッチ溝を設ければよい。このようにすれば、正逆切替スイッチがあるドライバ等の電動工具と、トリガスイッチ（トリガ操作部）をオフ状態に維持するオフロックスイッチがある丸鋸等の電動工具で、グリップユニットの共通化を容易に図ることができる。正逆切替スイッチの場合には上述の実施例と同様に動作する。オフロックスイッチの場合にはロック状態にある場合のみモータユニットとグリップユニットとの接続を解除できるようにラッチ溝を形成すればよい。
【符号の説明】
【００５６】
１ グリップユニット ２ ハウジング
２−１ 右側ハウジング ２−２ 左側ハウジング
３ バッテリ ５ 保護回路基板
６ トリガスイッチ ７ トリガ操作部
８ 正逆切替スイッチ ９ リード線
１０ 取付基台 １１ａ、１１ｂ 開口部
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ コネクタ
１３ 掛止部 １４ 制御棒
１５ 開口部 １６ コネクタ基板
３０ モータユニット ３１ ハウジング
３２ 取付部 ３３ ダイヤル
３４ 出力軸 ３５ スリーブ
３６ モータ ３７ 遊星歯車減速機構部
３８ クラッチ機構部 ３９ スイッチング素子
４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ ターミナル
４３ キー溝 ４４ ラッチ溝
４４ａ、４４ｃ 横方向溝 ４４ｂ 前後方向溝
４４ｄ 突出部（ストッパ部） ４４ｅ 傾斜部（案内部）
４５ ラッチ部 ５０ モータユニット
５１ ハウジング ５２ ハンマケース
５３ 出力軸 ６０ 取付部
６２ ターミナル ６３ キー溝
６４ ラッチ溝 ７０ モータユニット
７１ ハウジング ７２ 取付部
７３ ブレードホルダ ８０ 取付部
８２ ターミナル ８３ キー溝
８４ ラッチ溝 ９１ グリップユニット
９２ ハウジング ９３ バッテリ
１０１ 電動工具 １０２ ハウジング
１０２ａ 胴体部 １０２ｂ グリップ部
１０２ｃ 外郭部 １０３ バッテリパック
１０４ モータ １０５ 保護回路基板
１０６ トリガスイッチ １０７ トリガ操作部
１２０ 減速機構 １３０ 打撃機構
１３１ スピンドル １３２ ハンマ
１３３ アンビル １３４ 出力軸
１３５ スリーブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次バッテリを電源としてモータを駆動し、先端工具に回転力、回転打撃力、往復運動力、又は振動等を与えて所定の作業を行う電動工具に関し、特に、共通のバッテリパックを用いて様々な工具として使用できるようにした電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バッテリパックを用いた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で広く用いられるリチウムイオン電池１本の出力電圧は３．６Ｖのため、バッテリパックの出力電圧はその倍数となることが多い。そのため電動工具の製造メーカーは、７．２Ｖ、１０．８Ｖ、１４．４Ｖ、１８Ｖ、２５．２Ｖ、３６Ｖ等のバッテリパックを準備し、さまざまな作業に適応できる電動工具のラインナップの拡充を図っている。このような電動工具の例として、特許文献１の技術がある。ここで従来技術の電動工具を図１１を用いて説明する。図１１は従来の電動工具（インパクトドライバ）の全体構成を示す縦断面図である。電動工具１０１は、充電可能なバッテリパック１０３を電源とし、モータ１０４を駆動源として動力伝達機構（遊星歯車を用いた減速機構１２０、ハンマ１３２とアンビル１３３を備えた打撃機構１３０）を駆動し、出力軸１３４と一体に構成されるアンビル１３３に回転力と打撃力を与えることによってドライバビット等の図示しない先端工具に回転打撃力を与える。
【０００３】
上記モータ１０４は、ブラシ付きの直流モータであって、側面視Ｔ字状を成すハウジング１０２の筒状の胴体部１０２ａ内に収容される。又、ハウジング１０２の胴体部１０２ａから略直角に一体に延びるグリップ部１０２ｂ内の上部にはトリガスイッチ１０６が設けられ、トリガスイッチ１０６には図示しないバネによって付勢されてグリップ部１０２ｂから突出するトリガ操作部１０７が設けられる。又、グリップ部１０２ｂ内の下部には、保護回路基板１０５が収容される。グリップ部１０２ｂの下部にはバッテリパック１０３が装着される。
【０００４】
打撃機構１３０は、スピンドル１３１及びハンマ１３２を備え、トリガスイッチ１０６のトリガ操作部１０７が引かれてモータ１０４が起動されると、モータ１０４の回転は遊星歯車を用いた減速機構１２０によって減速されてスピンドル１３１に伝達され、スピンドル１３１が所定の速度で回転駆動される。ここで、スピンドル１３１とハンマ１３２とはカム機構によって連結され、このカム機構は、スピンドル１３１の外周面に形成されたＶ字状のスピンドルカム溝とハンマ１３２の内周面に形成されたハンマカム溝、これらのカム溝に係合するボールによって構成される。ハンマ１３２は、スプリングによって常に前方に付勢されており、静止時にはボールとカム溝との係合によってアンビル（出力軸１３４）の端面とは隙間を隔てた位置にある。そして、ハンマ１３２とアンビルの相対向する回転平面上の２箇所には図示しない凸部がそれぞれ対称的に形成されている。スピンドル１３１が回転駆動されると、その回転は前記カム機構を介してハンマ１３２に伝達され、ハンマ１３２が半回転しないうちにハンマ１３２の凸部がアンビルの凸部に係合してアンビルを回転させるが、そのときの係合反力によってスピンドル１３１とハンマ１３２との間に相対回転が生ずると、ハンマ１３２はカム機構のスピンドルカム溝に沿ってスプリングを圧縮しながらモータ１０４側へと後退を始める。
【０００５】
そして、ハンマ１３２の後退動によってハンマ１３２の凸部がアンビルの凸部を乗り越えて両者の係合が解除されると、ハンマ１３２は、スピンドル１３１の回転力に加え、スプリングに蓄積されていた弾性エネルギーとカム機構の作用によって回転方向及び前方に急速に加速されつつ、スプリングの付勢力によって前方へ移動し、その凸部がアンビルの凸部に再び係合して出力軸１３４は一体に回転し始める。このとき、強力な回転打撃力がアンビルに加えられるため、出力軸１３４に装着された図示しない先端工具を介してネジに回転打撃力が伝達される。以後、トリガ操作部１０７が離されるまで同様の動作が繰り返される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１７４６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のバッテリパック１０３（図１１の斜線部）は、電動工具１０１の本体とは着脱可能の別体の部品であり、内部に収容される電池セルを保護するためのバッテリパック用のハウジング(外郭部)１０３ａが必要となり、ハウジング１０２もバッテリパック１０３との合わせ部の外郭部１０２ｃを必要とし、構造が複雑となりやすい。さらに、バッテリパック１０３を電動工具１０１のグリップ部１０２ｂの近傍に装着する場合には、グリップ部１０２ｂの内部にまでバッテリパック１０３の一部又は全部が収容されるように配置するために、グリップ部１０２ｂの最細部の径Ｄが太くなってしまうという問題があった。
【０００８】
このため着脱可能なバッテリパック１０３形式としないで、グリップ部１０２ｂ内にバッテリを内蔵する構成することも考えられる。この構成であればグリップ部１０２ｂの最細部の径Ｄをさらに細くすることができる。しかしながら、そのような構成の場合、バッテリの充電をどのように行うかが課題となる。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決する過程でなされたものであり、その目的は、バッテリとトリガスイッチを含むグリップユニットと、機構部を含むモータユニットを分割かつ取り替え可能とし、様々な使い工具として使用できると共にグリップ部を細く形成可能にした電動工具を提供することにある。
【００１０】
本発明の別の目的は、モータユニットのグリップユニットへの装着又は取り外し時に、意に反してモータが回転しないように構成して、安全に使用できる電動工具を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに別の目的は、モータユニットに電圧の異なるグリップユニットを誤装着することを効果的に防止できる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電動工具は、モータと、モータの駆動力を伝達して先端工具を駆動させる動力伝達部と、モータと動力伝達部を収容するモータハウジングと、モータに電力を供給するバッテリと、バッテリからモータへの電力供給を調整するスイッチと、スイッチの動作を無効にするオフスイッチと、バッテリ、スイッチ、オフスイッチを収容すると共にグリップ部が形成されたグリップ部ハウジングを有する。電動工具はモータハウジングとグリップ部ハウジングは着脱可能に形成され、オフスイッチがスイッチの動作可能にしている場合にモータハウジングとグリップ部ハウジングの取り外しを禁止する安全機構を有する。オフスイッチはモータへの電力供給を調整するスイッチの動作を機械的に不能にするロック機能を有し、例えばモータの回転方向を設定する正逆切替スイッチである。グリップ部ハウジングの上部には取付基台が設けられ、モータハウジングの下部には取付基台に固定される取付部が形成される。取付部には複数のターミナルが設けられ、取付基台には複数のコネクタが設けられ、取付部を取付基台に取り付けた際にターミナルはコネクタと接続される。
【００１４】
本発明の他の特徴によれば、安全機構は、取付基台から延びるように設けられオフスイッチと連動して移動する制御棒と、取付部に設けられ制御棒を収容するラッチ溝により構成され、取付部を取付基台に取り付けた際に制御棒がラッチ溝に収容され、オフスイッチによりスイッチの動作を無効にしないと制御棒がラッチ溝の縁部に接触することによって取付部を取り外し方向に移動できないようにラッチ溝を構成した。オフスイッチは、例えばモータを正方向に回転させる正回転位置、逆方向に回転させる逆回転位置、及び、モータを回転させないロック位置の３つの設定位置を有する。ラッチ溝は底面から見たときに略Ｈ形の外縁を有する凹部であって、凹部の外縁の一部に、オフスイッチが正回転又は逆回転位置のまま取付部を移動させたときに制御棒の取り外し方向への移動を阻止するストッパ部を設けた。オフスイッチが正回転又は逆回転位置の状態で取付部を取付基台に装着する際には、取付部を取付基台に対して相対移動させることにより制御棒を移動させてオフスイッチをロック位置に設定する案内部をラッチ溝に設けた。
【００１５】
本発明のさらに他の特徴によれば、取付基台には取付部を保持するための掛止部が設けられ、取付部に掛止部と嵌合するキー溝が形成され、取付部を取付基台に取り付けた際に掛止部がキー溝と嵌合する。掛止部はバッテリの定格電圧に対応させて形状や大きさが決定され、キー溝はモータの定格電圧に対応させて形状や大きさが決定され、モータの定格以上のバッテリ電圧を有するグリップ部ハウジングが、モータを有するモータハウジングに装着できないように構成した。バッテリは１４５００サイズのリチウムイオン電池であり、バッテリの充電は、モータハウジングを取り外して取付基台のコネクタに外部充電器を接続することによって行う
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、モータハウジングとグリップ部ハウジングが着脱可能に形成したので、グリップ部を電池パックとして利用することができ、機構部を含むモータハウジングを交換することで様々な工具として 使用でき、安価にモータハウジング部を供給できる。また、オフスイッチがスイッチの動作を無効にしていない場合にモータハウジングとグリップ部の取り外しを禁止する安全機構を設けたので、モータが停止している状態でのみ取り外し可能となり、作業中の不意な分離を防止できる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、オフスイッチは前記スイッチの動作を機械的に不能にするので、オフスイッチの簡単な操作でモータハウジングとグリップ部ハウジングが着脱時におけるモータの回転を容易に阻止することができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、オフスイッチは正逆切替スイッチであるので、モータの回転を阻止するモードを、モータの回転方向を設定するモードの２つの切替動作を一つのスイッチで実現できる。また専用のオフスイッチを別途設ける必要がなく、既存の正逆切替スイッチを利用することができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、取付部には複数のターミナルが設けられ、取付基台には複数のコネクタが設けられ、取付部を取付基台に取り付けた際にターミナルはコネクタと接続されるので、モータハウジングをグリップ部ハウジングに取り付けるだけでバッテリの接続動作が完了できる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、安全機構は取付基台から延びるように設けられオフスイッチと連動して移動する制御棒と、取付部に設けられ制御棒を収容するラッチ溝により構成されるので、オフスイッチをラッチ部を動作させる操作レバーとして用いることができ、新たなラッチ部の操作レバーを設ける必要がなく、部品点数の増加を抑えることができる。
【００２１】
請求項６の発明によれば、モータの回転方向の切替設定と、モータの回転阻止の２つの機能を一つのスイッチ機構で実現できる。
【００２２】
請求項７の発明によれば、安全機構は略Ｈ形の外縁を有する凹部のラッチ溝外縁の一部に、オフスイッチが正回転又は逆回転位置のまま移動できないようにしたストッパ部であるので、ハウジング形状の簡単な変更だけで安全機構を実現できる。
【００２３】
請求項８の発明によれば、オフスイッチが正回転又は逆回転位置の状態で装着しても、装着完了時には案内部によってオフスイッチがロック位置に自動的に戻るので、装着直後にいきなりモータが動作してしまう誤動作を防止できる。
【００２４】
請求項９の発明によれば、取付基台に形成された掛止部と、取付部に形成されたキー溝が、取付部を取付基台に取り付けた際に嵌合するので、モータハウジングとグリップ部ハウジングを確実に固定することができる。
【００２５】
請求項１０の発明によれば、掛止部及びキー溝はバッテリやモータの定格電圧に対応させて形状や大きさを変更し、これらが電圧識別機能を有するので、モータの定格以上のバッテリ電圧を有するグリップ部ハウジングを、モータハウジングに誤装着することを防止できる。その結果、定格電圧以上のバッテリが装着されることがないためモータの破損を抑制できる。
【００２６】
請求項１１の発明によれば、グリップ部ハウジングに内蔵されるバッテリの充電はモータハウジングを取り外して取付基台のコネクタに外部充電器を接続することによって行うので、バッテリ部分だけを取り外すための構成（バッテリパックハウジング等）を設ける必要がなく、小型で軽量のグリップ部ハウジングを実現できる。さらに、バッテリとして１４５００サイズのリチウムイオン電池を用いれば更なる小型化を実現できる。
【００２７】
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】
【００２８】
【図１】本発明の実施例に係る電動工具の全体構成を示す図であり、モータユニット３０は側面図、グリップユニット１は断面図で示す。
【図２】図１のモータユニット３０の底面図と、グリップユニット１の取付基台１０付近の部分断面図である。
【図３】図１のグリップユニット１の上面図であって取付基台１０の形状を示す図である。
【図４】掛止部１３とキー溝４３のサイズとバッテリ電圧との関係を示す断面図である（図３のＣ−Ｃ部の断面）。
【図５】図２のラッチ溝の形状を示す図である。
【図６】図１のＡ−Ａ部の断面図である。
【図７】本発明の実施例に係る電動工具の回路構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施例に係るモータユニット５０を示す側面図である。
【図９】本発明の第３の実施例に係るモータユニット７０を示す側面図である。
【図１０】本発明の第４の実施例におけるグリップユニット９１の部分断面図である。
【図１１】従来の電動工具（インパクトドライバ）の全体構成を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２９】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本明細書の説明において上下左右、及び前後の方向は、図中に示した方向として説明する。図１は本発明の実施例に係る電動工具の全体構成を示す図であり、モータユニット３０は側面図、グリップユニット１は断面図で示す。
【００３０】
本実施例では、電動工具のグリップ部（作業者が把持する部分、ハンドル部ともいう）の上側において、工具全体を上下に分割可能に構成したもので、電動工具はモータユニット３０とグリップユニット１から構成される。図１ではモータユニット３０とグリップユニット１が装着されていない状態を示しているが、図示の状態から矢印に示すようにモータユニット３０を下方に移動して後方にスライドさせることにより、モータユニット３０をグリップユニット１に装着することができる。グリップユニット１のハウジング２の内側にはバッテリ３が収容される。本実施例では図１１で示したような着脱可能なバッテリパック１０３をグリップ部に設けるのではなく、バッテリを内蔵式とした。しかしながら別の見方をすれば、グリップユニット１の全体がバッテリパックとして機能するもので、バッテリパック内にトリガスイッチ６とトリガ操作部７を収容した形態ととらえることもできる。
【００３１】
グリップユニット１は、図１１で示した電動工具１０１の胴体部１０２ａの下側部分とほぼ同じ形状である。しかしながら、着脱可能なバッテリパックの形態を採用していないため、バッテリパック１０３のハウジング１０３ａ（図１１参照）を無くすことができ、グリップ部のハウジング２内に直接バッテリ３を搭載できる。そのため、バッテリパックのハウジングとバッテリパックを収容するグリップ部の内壁部分（図１１の外郭部１０２ｃ）を設ける必要がない。バッテリ３は、例えば１８６５０サイズ、又は、１４５００サイズのリチウムイオン電池であって、定格出力電圧３．６Ｖのセルを上下方向（垂直配置）に１本、前後方向（水平配置）に２本並べて、図のように側面視で略Ｌ字状に配置される。水平に配置されたバッテリ３の上側空間には、保護回路基板５が配置される。バッテリ３から保護回路基板５へ、保護回路基板５からトリガスイッチ６へはリード線９によって接続される。保護回路基板５には、電力を供給するバッテリ３の放電状況の監視、異常温度の監視、過放電防止のための電力供給の遮断、その他のバッテリの保護制御を行うための電子回路、モータ制御を行うための電子回路が搭載される。
【００３２】
バッテリ３から供給される電力によって回転するモータ（図示せず）と、モータの回転力を先端工具に伝達する動力伝達機構は、モータユニット３０側に収容される。モータユニット３０は円筒形のハウジング（モータハウジング）３１を有し、ハウジング３１の下側であって、グリップユニット１と当接する部分には、平面状に形成された取付部３２が形成される。ハウジング３１は、例えばプラスチック等の合成樹脂の一体成型により製造でき、左右に２分割可能に構成すると良い。取付部３２の下側には、モータユニット３０をグリップユニット１に装着した際にバッテリ３の電力をモータに伝達するための複数のターミナル４２が設けられる。
【００３３】
グリップユニット１の上端付近であってバッテリ３よりも上方にはトリガスイッチ６が設けられる。トリガスイッチ６のトリガ操作部７がバネ力によって付勢された状態でハウジング２から前方に突出する。トリガスイッチ６は可変抵抗スイッチであり、作業者がトリガ操作部７を後方に押し込むことにより、トリガ押込量（操作量）に比例した量の電力がコネクタ１２を介してモータユニット３０側に伝達される。コネクタ１２は、本実施例では５つ設けられ、それらは取付基台１０と平行に配置されるコネクタ基板１６に固定される。
【００３４】
トリガ操作部７の上側には、トリガ操作部７の動作を無効とすることによってモータユニット３０側に含まれるモータ（図示せず）の回転を阻止するための正逆切替スイッチ８が設けられる。正逆切替スイッチ８は、トリガ操作部７の動作を可能とすると共に、モータの回転方向を正回転方向又は逆回転方向に変更する。作業者は正逆切替スイッチ８を正回転位置（ねじを締める方向）と逆回転位置（ねじを緩める方向）に設定することによって、モータの回転方向を正回転方向又は逆回転方向に指定することができる。正逆切替スイッチ８の移動方向は左右方向であり、左右２箇所の位置間には、トリガ操作部７を引けないように固定するロック位置（ニュートラル又は中立位置）が設けられる。正逆切替スイッチ８の操作レバーには上下方向に延びるように制御棒１４が固定され、制御棒１４は正逆切替スイッチ８の操作レバーの左右移動に連動して移動する。
【００３５】
グリップユニット１の中央付近には、モータユニット３０とグリップユニット１が安定して保持されるように掛止部１３が設けられ、モータユニット３０側には掛止部１３と係合するキー溝４３が設けられる。キー溝４３は電圧識別機能を果たすものであって、キー溝４３はモータの定格電圧に対応させて形状や大きさが決定される。モータユニット３０とグリップユニット１の接続は、取付部３２に配置したキー溝４３に合わせ、モータユニット３０をグリップユニット１に対して前方より後方へスライドさせることで接続する。この際、モータユニット３０から下方に延びるターミナル４２がコネクタ１２と接続された状態となる。
【００３６】
モータユニット３０は、ハウジング３１内にモータ（図示せず）を収納し、モータの駆動力を伝達する図示しない動力伝達部により、出力軸３４に回転力を与える。モータ１０４は、本実施例ではブラシ機構を含む直流モータを用いるとよい。この場合、ブラシ機構に供給される直流電圧を調整することによりモータの回転速度をグリップユニット側から容易に調整することができる。
【００３７】
出力軸３４の先端側には、図示しない先端工具を着脱可能に保持するためのスリーブ３５が設けられる。スリーブ３５をハウジング３１に対して前方に移動させた状態で出力軸に設けられた取付穴（図示せず）に先端工具を装着又は取り外すことができる。先端工具は、前方に移動させたスリーブ３５を離すことにより固定される。図示しない動力伝達部は、モータの回転数を減速するための遊星歯車方式等の公知の減速機構部と、減速機構部の出力伝達の遮断を行うクラッチ機構部を含んで構成される。クラッチ機構部には、モード切替およびトルク調整のためのダイヤル（クラッチダイヤル）３３が接続され、ダイヤル３３によって作業者がドライバモードまたはドリルモードを設定できるように構成される。
【００３８】
ダイヤル３３がドライバモードを選択している場合、トルク調整用のダイヤル３３を複数段階の所定の回転角度に回転させることによって、減速機構部の出力軸から出力軸３４に伝達される回転トルクを負荷に対応する所望の締付けトルクに調整することができる。このダイヤル３３は、例えば２２段階のトルク設定が可能である。ダイヤル３３をドリルモードに設定する場合は、ダイヤル３３を最大限の回転角度に回転させてクラッチ機構が動作しないようにする。
【００３９】
図２は図１のモータユニット３０の底面図と、グリップユニット１の取付基台１０付近の部分断面図（縦断面図）であって、ターミナル４２とコネクタ１２、キー溝４３と掛止部１３、ラッチ溝４４と制御棒１４の接続関係を示している。ラッチ溝４４と制御棒１４がラッチ部４５を構成し、モータユニット３０とグリップユニット１を稼働状態又は稼働準備状態で取り外すことができないようにする安全機構としての機能を果たす。モータユニット３０のハウジング３１の下部には前後方向に細長い長方形の取付部３２が形成される。取付部３２は、中心線から左右に分割して構成されるハウジング３１の分割面に垂直方向に配置され、グリップユニット１の取付基台１０に密接して固定される。本実施例の取付部３２と取付基台１０は互いに平面状であって、掛止部１３とキー溝４３にて保持するような構成であるが、剛性を高めるために取付部３２と取付基台１０に、前後方向に延びる溝部と溝部に掛止されるレール部を設けて取付剛性を高めるように構成しても良い。
【００４０】
取付部３２の後方には３つのターミナル４２ａ〜４２ｃが取付部３２から突出するように設けられる。ターミナル４２ａはプラス端子であり、ターミナル４２ｂはＬＤ端子（異常信号端子）であって、保護回路基板５に搭載された保護手段（ＩＣ）からの過放電、過電流信号を受信する端子である。ターミナル４２ｃはバッテリ３に接続されるマイナス端子である。尚、取付基台１０側（グリップユニット１側）にはＴ端子（温度信号端子）たるコネクタ１２ｄ（後述）と充電時に電池の温度信号を充電器側に出力するＬＳ端子たるコネクタ１２ｅ（後述）が設けられるが、これらはモータユニット３０を稼働させる際には利用しないので、コネクタ１２ｄ、１２ｅに対応するターミナルは設けられない。但し、ダミーターミナルとして設けるようにしても良い。
【００４１】
取付部３２の中央付近にはキー溝４３が形成される。キー溝４３は鍵状または固定爪として取付基台１０から上部に突出する突起であって、掛止部１３をキー溝４３中に押し込んで、モータユニット３０を前後方向にグリップユニット１と相対移動させることによって掛止部１３の突起部分をキー溝４３に接する取付部３２の内壁面と当接させることができる。この当接によってモータユニット３０がグリップユニット１に固定される。キー溝４３の左右方向の幅Ｗや、左右方向の位置は、モータの定格電圧に対応して決定される。キー溝４３の前側には下から見て（図２のように見て）略Ｈ型のラッチ溝４４が形成される。
【００４２】
図３は、図１のグリップユニット１の上面図であって取付基台１０の形状を示す図である。取付基台１０はグリップユニット１のハウジング２の上壁面であって、左右に２分割して構成されるハウジング２の、右側ハウジング２−１と左側ハウジング２−２の接合面を跨ぐように形成される長方形の平面である。取付基台１０の後方側には、開口部１１ａと１１ｂが設けられ、開口部１１ａの内側部分にはコネクタ１２ａ〜１２ｃが設けられる。コネクタ１２ａはバッテリ３に接続されるプラス端子であり、コネクタ１２ｃはバッテリ３に接続されるマイナス端子である。コネクタ１２ｂはＬＤ端子（異常信号端子）であり、保護回路基板５に搭載された保護手段（ＩＣ）からの過放電、過電流信号を出力する端子である。開口部１１ｂの内側部分にはコネクタ１２ｄ、１２ｅが設けられる。コネクタ１２ｄはＴ端子（温度信号端子）であり、充電時に電池の温度信号を充電器側に出力する端子である。コネクタ１２ｅはＬＳ端子（識別端子）であり、グリップユニット１を図示しない充電器に接続した際に、充電器からグリップユニット１内の収容されるバッテリ３の種類(電圧等)を識別する端子である。尚、コネクタ１２ｄ及び１２ｅは、充電時のみに利用されるが、放電時、つまりモータユニット３０と接続される際には利用しない。尚、設けるコネクタの数や種類はこれだけに限られずに、必要に応じてさらに設けるようにしても良い。例えば、モータユニット３０側のＬＥＤを点灯させるためのプラス端子とマイナス端子用のコネクタをさらに設けても良い。
【００４３】
取付基台１０の中央付近には掛止部１３が形成される。掛止部１３の幅Ｗや、その取付位置はバッテリ３の定格電圧に応じて決定される。掛止部１３の前方には、ラッチ溝４４に収容される制御棒１４が設けられる。ラッチ溝４４と制御棒１４によりラッチ部４５を構成する。制御棒１４は正逆切替スイッチ８の操作レバーに固定されるものであって、正逆切替スイッチ８を正回転位置、逆回転位置に設定することにより取付基台１０に形成された開口部１５の内部を左右方向に移動する。尚、図３の制御棒１４の位置は、正逆切替スイッチ８の操作レバーがロック位置（中立位置）にある状態を示す。モータユニット３０とグリップユニット１の装着は、掛止部１３を電圧識別のキー溝４３に合わせ、モータユニット３０を前方より後方へスライドさせることで接続する。
【００４４】
次に図４を用いて掛止部１３とキー溝４３のサイズと取付位置の関係を説明する。図４は図３のＣ−Ｃ部の断面位置における、グリップ部のハウジング２とモータユニットのハウジング３１の形状を示す図である。それぞれが左右２分割できるように構成されるため、右側ハウジングを“−１”という枝番号で、左側ハウジングを“−２”という枝番号を付けて説明する。また、バッテリ３の定格電圧、又は、モータの動作電圧に応じて３６Ｖ〜３．６Ｖのバリエーションがあるが、それらの場合のハウジング２とハウジング３１の参照番号に、ａ〜ｇの符号を付して区別して説明する。
【００４５】
図１〜図３で示した掛止部１３とキー溝４３は、図４（５）で示すように１０．８Ｖ仕様のものである。図４（５）に示すように、右側ハウジング３１ｅ−１の左端と、左側ハウジング３１ｅ―２の右端がキー溝４３ｅを形成することになり、その幅はｅである。同様にして、右側ハウジング２ｅ−１の左端突起と左側ハウジング２ｅ−２の右端突起が接合されて掛止部１３ｅを形成することになる。ここで、図４（１）〜（７）を見て理解できるように、掛止部１３とキー溝４３の幅Ｗは、電圧に応じてａからｇまで幅が異なるように設定される。この際、低い電圧から高い電圧になるにつれ幅が広くなると共に、その左右位置も低い電圧の掛止部１３の位置を含むような位置に設定される。例えば、３．６Ｖ用の掛止部１３ｇは、７．２Ｖ用のキー溝４３ｆの幅ｆ内に含まれるように配置される。同様にして、例えば１８Ｖ用の掛止部１３ｃは２５．２Ｖ用のキー溝４３ｂの範囲内に含まれるように決定される。このように配置することにより、低い電圧のバッテリ３を有するグリップユニット１を、高い動作電圧のモータユニット３０に装着することができることになる。しかしながら、その逆の関係は成り立たずに、高い電圧のバッテリ３を有するグリップユニット１を、低い動作電圧のモータユニット３０に装着することができないので、誤ってモータに動作電圧以上の高電圧を供給してしまうことによるモータの破損を防止できる。また、各キー溝４３ａ〜４３ｇはハウジング３１ａ〜３１ｇの接合面を挟んで形成されるので、一体成型による製造が容易である。同様に掛止部１３ａ〜１３ｇは、ハウジング２ａ〜２ｇの接合面を挟んで形成されるので、一体成型による製造が容易である。以上説明したように、モータユニット３０とグリップユニット１に電圧を識別するキー溝４３を設けることで、定格電圧の低いモータユニット３０を定格電圧の高いグリップユニット１に使用することを防止できる。
【００４６】
次に図５を用いてラッチ溝４４の詳細形状を説明する。ラッチ溝４４は、Ｈの２つの平行部分（中心線４８ａ、４８ｂに沿った部分であって、左右方向に延びる横方向溝４４ａ、４４ｃ）が左右方向となり、平行部分をつなぐ連結部分（中心線４８ｃに沿った部分であって、前後方向に延びる前後方向溝４４ｂ）が前後方向となるように配置された切り欠き又は溝部であって、その外周縁によって制御棒１４の移動を案内または制限をする。グリップユニット１にモータユニット３０を装着するときには、正逆切替スイッチ８をロック位置にするため制御棒１４は位置４６にあり、モータユニット３０をグリップユニット１に対して後方にスライドさせることにより、制御棒１４は位置４６から位置４７に移動する。モータユニット３０を稼働させて電動工具を使った作業を行う際には、正逆切替スイッチ８を正回転方向又は逆回転方向とするため、それに連動して制御棒１４は位置４７ａ（正転方向）又は位置４７ｂ（逆転方向）に移動する。電動工具による作業が終了して、モータユニット３０をグリップユニット１から取り外す際には、通常、正逆切替スイッチ８をロック位置にする。すると制御棒１４は位置４７の位置になる。この状態でモータユニット３０をグリップユニット１に対して前方にスライドさせることにより、制御棒１４は位置４７から位置４６に移動し、この状態でモータユニット３０をグリップユニット１から取り外すことができる。しかし、作業者が正逆切替スイッチ８を正回転方向又は逆回転方向のままモータユニット３０をグリップユニット１から取り外そうとすると、制御棒１４は位置４７ａ又は４７ｂにあるため、ラッチ溝４４に形成された制御棒１４の外周に沿って中心線４８ｃ及び４８ｂの交点に近づくように突出する突出部４４ｄによって、後方向への移動が阻止される。従って、作業者はモータユニット３０をグリップユニット１から取り外す際には必ず正逆切替スイッチ８をロック位置に戻す必要があるので、取り外し時にモータが回転してしまう恐れを確実に防止できる。
【００４７】
本実施例においては、ラッチ溝４４を略Ｈ形に形成したために装着時の便宜を図ることができる。通常、モータユニット３０をグリップユニット１に装着するときには正逆切替スイッチ８がロック位置にあるはずである。しかしながら、何らかの理由で正逆切替スイッチ８を正回転方向又は逆回転方向にセットされているときにはそのまま装着できない。この場合、正逆切替スイッチ８をロック位置に戻してから再度装着操作をする必要があり、操作が煩わしい。そこで、正逆切替スイッチ８が正回転位置（制御棒１４が位置４６ａにある状態）でも逆回転位置（制御棒１４が位置４６ｂにある状態）でも装着可能とした。制御棒１４が位置４６ａ又は位置４６ｂにある時にモータユニット３０をグリップユニット１に対して後方に移動すると、制御棒１４は傾斜部４４ｅによって自動的に制御棒１４が左右方向の中央に移動させられ、装着動作が完了する際には制御棒１４が位置４７に落ち着く。この結果、正逆切替スイッチ８が正回転位置又は逆回転位置にセットしたままモータユニット３０をグリップユニット１に装着したとしても、装着完了後にいきなりモータが回ってしまうという誤動作を確実に防止できる。
【００４８】
図６は図１のＡ−Ａ部の断面図である。モータユニットのハウジング（モータハウジング）３１の下部には取付部３２が形成され、その下方に横に３列並んでターミナル４２ａ〜４２ｃが設けられる。本図により、ハウジング３１の円筒形状と、円筒形状から下方に突出して平面状の取付部３２が形成されることが理解できよう。
【００４９】
図７は本発明の実施例に係る電動工具の回路構成を示すブロック図である。グリップユニット１の内部には、３本のリチウムイオン電池セルからなるバッテリ３が内蔵され、保護回路基板５を介してトリガスイッチ６、正逆切替スイッチ８を介してコネクタ１２ａ、１２ｃに接続される。一方、モータユニット３０には、モータ３６、遊星歯車減速機構部３７、クラッチ機構部３８が設けられる。モータ３６は、ターミナル４２ａ、４２ｃ、コネクタ１２ａ、１２ｃを介して電力が供給される。また、バッテリ３とモータ３６の電流経路にはＦＥＴ等のスイッチング素子３９が直列に配置される。保護回路基板５に搭載された保護手段（ＩＣ）によってバッテリ３が過放電またはバッテリ３（モータ３６）に流れる電流が過電流であることを検出すると、保護手段（ＩＣ）から過放電または過電流信号（異常信号）が出力され、ＬＤ端子となるターミナル４２ｂ及びコネクタ１２ｂを介してスイッチング素子３９に入力される。するとスイッチング素子３９はオフされて電流経路が遮断されることで、バッテリ３やモータ３６を保護することができる。本実施例の構成においては、バッテリパックの外郭部を無くし、グリップユニット１のハウジング２内に直接バッテリ３を搭載することで、１０．８Ｖ工具の比較時に、１８６５０タイプの電池を使用したバッテリパックを用いる従来例（図１１）の直径Ｄに比べて、握り部の直径Ｄ１（図１参照）で約２ｍｍ細くすることができた。また、グリップユニット１全体をバッテリパックとして機能させることで、機構部を含むモータユニット３０を交換することで様々な工具として使用でき、安価にモータユニット部を供給できる。
【実施例２】
【００５０】
次に図８を用いて本発明の第２の実施例に係るモータユニット５０の形状を説明する。図８においてモータユニット５０はハウジング５１の内部に図示しないモータ、遊星歯車減速機構、打撃機構（インパクト機構）が同軸上に配置され、ハンマケース５２を貫通する出力軸５３に回転力と打撃力を与えることによって図示しない先端工具を回転させる。ハウジング５１の下部には、取付部６０が形成され、後方側からターミナル６２、キー溝６３、ラッチ溝６４が設けられる。尚、取付部６０の大きさや配置は図２で示したターミナル４２、キー溝４３、ラッチ溝４４と同様で良い。以上のように、モータユニット５０をモータユニット３０と替えてグリップユニット１に装着することで、ドライバドリル（図１）とインパクトドライバ（図８）を容易に準備することができる。
【実施例３】
【００５１】
次に図９を用いて本発明の第３の実施例に係るモータユニット７０の形状を説明する。モータユニット７０はセーバーソーであって、ハウジング７１の内部には図示しないモータと、モータの回転運動をフランジの往復運動に変換する動力伝達機構が含まれる。ハウジング７１の先端部には、ハウジング７１の一部で左右分割ハウジングの固定用ネジの取付部７２と、図示しない先端工具となるブレードの横ブレの動きを規制するブレードホルダ７３が設けられる。また、ブレードホルダ７３は相手材に当接させてブレードによる切断をガイドする役割も備える。ハウジング７１の下部には、取付部８０が形成され、後方側からターミナル８２、キー溝８３、ラッチ溝８４が設けられる。尚、取付部８０の大きさや配置は図２で示したターミナル４２、キー溝４３、ラッチ溝４４と同様で良い。以上のように、モータユニット５０をモータユニット７０と替えてグリップユニット１に装着することで、ドライバドリル（図１）とセーバーソー（図９）を容易に準備することができる。ここで、モータユニットとグリップユニットが一体的に構成されたセーバーソーや丸鋸は、ドライバと異なり、モータの回転方向は常に一方向であるため、正逆切替スイッチを設けていないのが一般的である。そこで、本発明のグリップユニット１にセーバーソーの取付部８０を接続した場合、制御棒が図５の位置４７ａに移動したときにモータを駆動可能とし、４７ｂには移動できないようにラッチ溝８４を形成すればよい。また、セーバーソー用の専用のグリップユニットを準備し、正逆切替スイッチの替わりに、単なるオフスイッチ（トリガスイッチの動作を許容するか、ロックするかを切り替えるスイッチ）を設けても良い。
【実施例４】
【００５２】
次に図１０を用いて本発明の第４の実施例におけるグリップユニット９１の構造を説明する。グリップユニット９１のハウジング９２の内部には、単三電池（一次電池）と同等形状の充電式のバッテリ９３を用いた。バッテリ９３は、例えば１４５００サイズのリチウムイオン電池（二次電池）を用いることができる。１４５００サイズのバッテリ９３を使用した場合には、グリップ部の直径Ｄ２を従来例の直径Ｄ（図１１参照）に比べて約５ｍｍ細くすることができた。尚、図１０から理解できるように、１４５００サイズのバッテリ９３を使用する場合にはハウジング９２の内部空間に余裕ができる。そこで、ハウジングの下端付近を略直方体の大きな形状としないで、さらに絞った形状としても良いし、グリップ部の円筒形部分（作業者が把持する部分）にバッテリ９３の全体を収容するように構成しても良い。
【００５３】
以上、本発明の実施例によれば、グリップユニットを共通化して、モータユニットだけを交換するだけで様々な形態の電動工具を容易に実現することができる。また、正逆切替スイッチをグリップユニットのラッチ機構に利用することで、グリップユニットからモータユニットを取り外す際に、モータが停止している状態でのみ取り外し可能となり、安全に分離することができる。さらに、モータユニットとグリップユニットに電圧を識別するキー溝を設けることで、定格電圧の低いモータユニットを誤って定格電圧の高いグリップユニットに装着して使用することを防止できる。さらに、先端工具取付け部やハンマ機構部などが一番先に寿命が来るインパクトドライバ等においては、トリガスイッチや正逆切替スイッチがバッテリと同じ方についているので、壊れやすいモータユニットの部分だけを替えることができるので、コストメリットが高いという効果がある。
【００５４】
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モータユニットの例として、ドライバドリル、インパクトドライバ、セーバーソーのユニット例で説明したが、これだけに限られずにその他の公知の電動工具を構成するユニットであっても良い。また、上述の実施例ではモータユニット３０側にキー溝４３たる凹部、グリップユニット１側に掛止部１３たる凸部を形成したが、定格電圧の高いグリップユニットが電圧仕様の低いモータユニット側に付けられないように組み合わせれば、凹部と凸部を設ける位置を反対としても良いし、その他、凹凸形状の変更や、案内レール、バックル等の公知の固定手段を用いてモータユニット３０とグリップユニット１を着脱可能に固定しても良い。
【００５５】
また、上述の実施例ではグリップユニット側に正逆切替スイッチ８を設け、モータユニット側にラッチ溝たる凹部、グリップユニット側に制御棒たる凸部を形成したが、正逆切替スイッチ８すなわち制御棒をモータユニット側に設けてもよい。この場合、グリップユニット側にラッチ溝を設ければよい。このようにすれば、正逆切替スイッチがあるドライバ等の電動工具と、トリガスイッチ（トリガ操作部）をオフ状態に維持するオフロックスイッチがある丸鋸等の電動工具で、グリップユニットの共通化を容易に図ることができる。正逆切替スイッチの場合には上述の実施例と同様に動作する。オフロックスイッチの場合にはロック状態にある場合のみモータユニットとグリップユニットとの接続を解除できるようにラッチ溝を形成すればよい。
【符号の説明】
【００５６】
１ グリップユニット ２ ハウジング
２−１ 右側ハウジング ２−２ 左側ハウジング
３ バッテリ ５ 保護回路基板
６ トリガスイッチ ７ トリガ操作部
８ 正逆切替スイッチ ９ リード線
１０ 取付基台 １１ａ、１１ｂ 開口部
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ コネクタ
１３ 掛止部 １４ 制御棒
１５ 開口部 １６ コネクタ基板
３０ モータユニット ３１ ハウジング
３２ 取付部 ３３ ダイヤル
３４ 出力軸 ３５ スリーブ
３６ モータ ３７ 遊星歯車減速機構部
３８ クラッチ機構部 ３９ スイッチング素子
４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ ターミナル
４３ キー溝 ４４ ラッチ溝
４４ａ、４４ｃ 横方向溝 ４４ｂ 前後方向溝
４４ｄ 突出部（ストッパ部） ４４ｅ 傾斜部（案内部）
４５ ラッチ部 ５０ モータユニット
５１ ハウジング ５２ ハンマケース
５３ 出力軸 ６０ 取付部
６２ ターミナル ６３ キー溝
６４ ラッチ溝 ７０ モータユニット
７１ ハウジング ７２ 取付部
７３ ブレードホルダ ８０ 取付部
８２ ターミナル ８３ キー溝
８４ ラッチ溝 ９１ グリップユニット
９２ ハウジング ９３ バッテリ
１０１ 電動工具 １０２ ハウジング
１０２ａ 胴体部 １０２ｂ グリップ部
１０２ｃ 外郭部 １０３ バッテリパック
１０４ モータ １０５ 保護回路基板
１０６ トリガスイッチ １０７ トリガ操作部
１２０ 減速機構 １３０ 打撃機構
１３１ スピンドル １３２ ハンマ
１３３ アンビル １３４ 出力軸
１３５ スリーブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータの駆動力を伝達して先端工具を駆動させる動力伝達部と、
前記モータと前記動力伝達部を収容するモータハウジングと、
前記モータに電力を供給するバッテリと、
前記バッテリから前記モータへの電力供給を調整するスイッチと、
前記スイッチの動作を無効にするオフスイッチと、
前記バッテリ、前記スイッチ、前記オフスイッチを収容すると共にグリップ部が形成されたグリップ部ハウジングを有し、
前記モータハウジングと前記グリップ部ハウジングが着脱可能に形成され、
前記オフスイッチが前記スイッチを動作可能にしている場合に前記モータハウジングと前記グリップ部ハウジングの取り外しを禁止する安全機構を設けたことを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記オフスイッチは、前記スイッチの動作を機械的に不能に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】
前記オフスイッチは、前記モータの回転方向を設定する正逆切替スイッチであることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
【請求項４】
前記グリップ部ハウジングの上部に取付基台が設けられ、
前記モータハウジングの下部に前記取付基台に固定される取付部が形成され、
前記取付部には複数のターミナルが設けられ、
前記取付基台には複数のコネクタが設けられ、
前記取付部を前記取付基台に取り付けた際に前記ターミナルは前記コネクタと接続され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】
前記安全機構は、前記取付基台から延びるように設けられ前記オフスイッチと連動して移動する制御棒と、前記取付部に設けられ前記制御棒を収容するラッチ溝により構成され、
前記取付部を前記取付基台に取り付けた際に前記制御棒が前記ラッチ溝に収容され、
前記オフスイッチにより前記スイッチの動作を無効にしないと前記制御棒が前記ラッチ溝の縁部に接触することによって前記取付部を取り外し方向に移動できないように前記ラッチ溝を構成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】
前記オフスイッチは、前記モータを正方向に回転させる正回転位置、逆方向に回転させる逆回転位置、及び、モータを回転させないロック位置の３つの設定位置を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項７】
前記ラッチ溝は底面から見たときに略Ｈ形の外縁を有する凹部であって、
前記凹部の外縁の一部に、前記オフスイッチが正回転又は逆回転位置のまま前記取付部を移動させたときに前記制御棒の取り外し方向への移動を阻止するストッパ部を設けたことを特徴とする請求項６に記載の電動工具。
【請求項８】
前記オフスイッチが正回転又は逆回転位置の状態で前記取付部を前記取付基台に装着する際に、前記取付部を前記取付基台に対して相対移動させることにより前記制御棒を移動させて前記オフスイッチをロック位置に設定する案内部を前記ラッチ溝に設けたことを特徴とする請求項７に記載の電動工具。
【請求項９】
前記取付基台には前記取付部を保持するための掛止部が設けられ、前記取付部に前記掛止部と嵌合するキー溝が形成され、前記取付部を前記取付基台に取り付けた際に前記掛止部が前記キー溝と嵌合することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項１０】
前記掛止部は前記バッテリの定格電圧に対応させて形状や大きさが決定され、
前記キー溝は前記モータの定格電圧に対応させて形状や大きさが決定され、
前記モータの定格以上のバッテリ電圧を有する前記グリップ部ハウジングが、前記モータを有する前記モータハウジングに装着できないように構成したことを特徴とする請求項９に記載の電動工具。
【請求項１１】
前記バッテリは１４５００サイズのリチウムイオン電池であり、前記バッテリの充電は、前記モータハウジングを取り外して前記取付基台のコネクタに外部充電器を接続することによって行うことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項１】
モータと、
前記モータの駆動力を伝達して先端工具を駆動させる動力伝達部と、
前記モータと前記動力伝達部を収容するモータハウジングと、
前記モータに電力を供給するバッテリと、
前記バッテリから前記モータへの電力供給を調整するスイッチと、
前記スイッチの動作を無効にするオフスイッチと、
前記バッテリ、前記スイッチ、前記オフスイッチを収容すると共にグリップ部が形成されたグリップ部ハウジングを有し、
前記モータハウジングと前記グリップ部ハウジングが着脱可能に形成され、
前記オフスイッチが前記スイッチを動作可能にしている場合に前記モータハウジングと前記グリップ部ハウジングの取り外しを禁止する安全機構を設けたことを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記オフスイッチは、前記スイッチの動作を機械的に不能に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】
前記オフスイッチは、前記モータの回転方向を設定する正逆切替スイッチであることを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
【請求項４】
前記グリップ部ハウジングの上部に取付基台が設けられ、
前記モータハウジングの下部に前記取付基台に固定される取付部が形成され、
前記取付部には複数のターミナルが設けられ、
前記取付基台には複数のコネクタが設けられ、
前記取付部を前記取付基台に取り付けた際に前記ターミナルは前記コネクタと接続され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】
前記安全機構は、前記取付基台から延びるように設けられ前記オフスイッチと連動して移動する制御棒と、前記取付部に設けられ前記制御棒を収容するラッチ溝により構成され、
前記取付部を前記取付基台に取り付けた際に前記制御棒が前記ラッチ溝に収容され、
前記オフスイッチにより前記スイッチの動作を無効にしないと前記制御棒が前記ラッチ溝の縁部に接触することによって前記取付部を取り外し方向に移動できないように前記ラッチ溝を構成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】
前記オフスイッチは、前記モータを正方向に回転させる正回転位置、逆方向に回転させる逆回転位置、及び、モータを回転させないロック位置の３つの設定位置を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項７】
前記ラッチ溝は底面から見たときに略Ｈ形の外縁を有する凹部であって、
前記凹部の外縁の一部に、前記オフスイッチが正回転又は逆回転位置のまま前記取付部を移動させたときに前記制御棒の取り外し方向への移動を阻止するストッパ部を設けたことを特徴とする請求項６に記載の電動工具。
【請求項８】
前記オフスイッチが正回転又は逆回転位置の状態で前記取付部を前記取付基台に装着する際に、前記取付部を前記取付基台に対して相対移動させることにより前記制御棒を移動させて前記オフスイッチをロック位置に設定する案内部を前記ラッチ溝に設けたことを特徴とする請求項７に記載の電動工具。
【請求項９】
前記取付基台には前記取付部を保持するための掛止部が設けられ、前記取付部に前記掛止部と嵌合するキー溝が形成され、前記取付部を前記取付基台に取り付けた際に前記掛止部が前記キー溝と嵌合することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項１０】
前記掛止部は前記バッテリの定格電圧に対応させて形状や大きさが決定され、
前記キー溝は前記モータの定格電圧に対応させて形状や大きさが決定され、
前記モータの定格以上のバッテリ電圧を有する前記グリップ部ハウジングが、前記モータを有する前記モータハウジングに装着できないように構成したことを特徴とする請求項９に記載の電動工具。
【請求項１１】
前記バッテリは１４５００サイズのリチウムイオン電池であり、前記バッテリの充電は、前記モータハウジングを取り外して前記取付基台のコネクタに外部充電器を接続することによって行うことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の電動工具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−８６２２８（Ｐ２０１３−８６２２８Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３０６７７（Ｐ２０１１−２３０６７７）
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
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