JP5187543B2 - 電動工具用電池パック - Google Patents

Description

本発明は、複数の電池セルを収納して成る電動工具用電池パックに関するものである。

電動工具には、本体に内蔵された電動モータに電力を供給するための電池パックが本体に着脱可能に装着される。この電動工具用電池パックは、例えば上下に２分割された上ケースと下ケースとで構成される電池ケース内に、セパレータによって少なくとも上下２段に重ねて保持された複数の電池セルを横置きに収納可能するとともに、前記上ケース内に、基板ホルダによって保持された回路基板を収納して構成されている。

ところで、斯かる電池パックには種々のサイズの電池セルが使用されるため、使用される電池セルの各サイズに応じて複数の電池ケースが用意されていた。

尚、特許文献１には、複数の電池を使用する懐中電灯等の電気機器において複数種類の電池を収納可能とした電池収納構造が提案されている。
特開２０００−２７７０７３号公報

前述のように電動工具用電池パックは、使用される電池セルの各サイズに応じて複数の電池ケースが用意されていたため、電池セルのサイズを変更したい場合には電池ケースも変更する必要があり、電池セルの価格変動やユーザーのニーズに応じて所望のサイズの電池セルを自由に選択することが容易ではなかった。

従って、本発明の目的とする処は、複数のサイズの電池セルに対して電池ケースを共通化して所望のサイズの電池セルを自由に選択して収納することができる電動工具用電池パックを提供することにある。

又、従来の電動工具用電池パックにおいては、電池ケース内に全ての電池セルが複数段に積み重ねられて規則正しく配列されており、これらの電池セルの上に回路基板が配置されていたため、電池ケースの高さが高くなり、電池パックが大型化するという問題があった。尚、特許文献１において提案されている電池収納構造は、複数サイズの同数の電池（例えば、単一型、単二型、単三型電池）を共通のケースに収納する構成を採用しているため、ケースは最大サイズの電池に合わせて大きく製作する必要があり、ケースの大型化が免れないという問題がある。

従って、本発明の他の目的とする処は、電池ケースの高さを低く抑えて小型コンパクト化を図ることができる電動工具用電池パックを提供することにある。

上記の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、電動工具本体に着脱可能であって、２分割された第１のケースと第２のケースとで構成される電池ケース内に、複数の電池セルを横置きに収納可能とされていると共に、基板ホルダによって保持された回路基板を収納して成る電動工具用電池パックにおいて、前記基板ホルダに、大サイズの電池セルの外周に嵌合する第１の凹凸部と、小サイズの電池セルの外周に嵌合する第２の凹凸部を形成し、大サイズの複数の電池セルよりなる第１のセル群と、小サイズの複数の電池セルよりなる第２のセル群との何れか一方を前記電池ケース内に収納したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記複数の電池セルは、前記電池ケース内に、セパレータによって少なくとも上下２段に重ねて保持されており、前記電池ケース内の前記回路基板の下方に配置された上下２段の大サイズの電池セルの各中心を結ぶ直線と電池ケースの底面とが成す角度を、他の上下２段の大サイズの電池セルの各中心を結ぶ直線と電池ケースの底面とが成す角度よりも小さく設定したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、電動工具本体に着脱可能であって、２分割された第１のケースと第２のケースとで構成される電池ケース内に、セパレータによって少なくとも上下２段に重ねて保持された複数の電池セルを横置きに収納可能で、基板ホルダによって保持された回路基板を前記電池ケース内の上部に収納して成る電動工具用電池パックにおいて、前記電池ケース内の前記回路基板の下方に配置された上下２段の電池セルの各中心を結ぶ直線と電池ケースの底面とが成す角度を、他の上下２段の電池セルの各中心を結ぶ直線と電池ケースの底面とが成す角度よりも小さく設定したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記第１のケース又は第２のケースに、前記セパレータの一部に嵌合する嵌合突起を形成したことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記セパレータに、水平方向に隣接する２つの電池セル間の距離を一定に保つためのリブを形成したことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記リブは、水平方向に隣接する２つの電池セルの各中心を結ぶ直線に対して略平行に延びることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、例えば大サイズの電池セルの外周を基板ホルダの第１の凹凸部に嵌合させ、小サイズの電池セルの外周を基板ホルダの第２の凹凸部に嵌合させることによって、同じ電池ケースに大サイズの電池セルも小サイズの電池セルも収納することができるため、複数のサイズの電池セルに対して電池ケースを基板ホルダも含めて共通化して所望のサイズの電池セルを自由に選択して使用することができる。

請求項２及び３記載の発明によれば、電池ケース内の回路基板の下方に配置された少なくとも上下２段の大サイズの電池セルを他の上下２段の大サイズの電池セルよりも水平方向に倒してその高さを低く抑えるようにしたため、電池ケースの高さも低く抑えられて電池パックの小型コンパクト化が図られる。

請求項４記載の発明によれば、第１又は第２のケースに形成された嵌合突起が大サイズの電池セルの外周と小サイズの電池セルを保持するセパレータの双方に嵌合するため、複数のサイズの電池セルに対して第１又は第２のケースも共通化することができる。

請求項５記載の発明によれば、大サイズの電池セルを保持するセパレータの剛性がリブによって高められるため、電動工具本体側からの振動によっても電池セル間の相対移動が確実に防がれ、隣接する電池セル同士を電気的に接続する導電版の破損が防がれる。

請求項６記載の発明によれば、水平方向に隣接する２つの電池セルの各中心を結ぶ直線に対して略平行に延びるリブによって電池セル間の相対移動がより一層確実に防がれる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は電動工具の側面図、図２は本発明に係る電池パックの分解斜視図、図３は同電池パックの平面図、図４は同電池パックの破断正面図（図３の矢視Ａ方向の破断図）、図５は小サイズの電池セルを収納した状態を示す電池パックの側断面図、図６は大サイズの電池セルを収納した状態を示す電池パックの側断面図である。

図１に示す電動工具１は電動ドリルであって、その側面視Ｔ字状を成すハウジング２の本体部２Ａの内部には駆動源としての電動モータ（不図示）が内蔵されており、本体部２Ａの前端にはドリルチャック３が回転可能に設けられている。

又、ハウジング２の本体部２Ａからはハンドル部２Ｂが略直角に延びており、このハンドル部２Ｂの端部には本発明に係る電池パック１０が着脱可能に装着されている。

而して、ハウジング２のハンドル部２Ｂの上端前部に設けられたトリガスイッチ４をＯＮ操作すると、電池パック１０から不図示の電動モータに給電されて該電動モータが駆動され、その回転が不図示の伝動機構を経て前記ドリルチャック３に伝達され、該ドリルチャック３とこれに装着された不図示のドリルが回転駆動されて所要の穴明け作業がなされる。

次に、本発明に係る電池パック１０の構成の詳細を図２〜図６に基づいて説明する。

電池パック１０は、図２に示すように、上下に２分割された樹脂製の上ケース１１Ａと下ケース１１Ｂとで略矩形の密閉容器を構成する電池ケース１１を有している。ここで、下ケース１１Ｂは、上面が開口する矩形ボックス状に成形されており、その左右両側部に形成された各袋状部１１ｂには、図４に示すように、金属製の板バネ１２によって外側方に付勢された係止片１３が取り付けられており、この係止片１３の上端には鍵状のラッチ１３ａが形成されている。

又、上ケース１１Ａは、下ケース１１Ｂの上面開口部を覆うカバーとして機能するものであって、その上面の端部には楕円筒状の装着部１１ａが一体に立設されており、この装着部１１ａ内には、樹脂製の基板ホルダ１４によって垂直に保持された回路基板１５が収納されている。そして、この回路基板１５の上端部には楕円リング状のターミナルホルダ１６が嵌着されており、この基板ホルダ１６に支持された複数のターミナル１７は、上ケース１１Ａの前記装着部１１ａの上部外周の形成された複数の矩形開口部１１ａ−１（図２参照）から露出している（図３参照）。尚、図５及び図６に示すように、回路基板１５にはＦＥＴ等の電子部品１８が配置されている。

而して、電池ケース１１においては、上ケース１１Ａが下ケース１１Ｂに上方から被せられ、該上ケース１１Ａがその四隅をビス１９によって下ケース１１Ｂに取り付けられて固定されることによって、内部に密閉空間が形成され、この密閉空間に、図５に示すように小サイズの１０本の電池セルＣ１が横置きで収納され、或は図６に示すように大サイズの５本の電池セルＣ２が横置きで収納される。尚、上ケース１１Ａの上面と側面には、図３及び図４に示すように、密閉空間内に冷却用の外気を導入するための冷却用風窓１１ｃと密閉空間内の暖まった空気を排出するための冷却用風窓１１ｄが開口している。又、電池セルＣ１又はＣ２は、電池ケース１１内に横置きで収納されるが、ここで「横置き」とは、電池セルＣ１又はＣ２をその軸中心線が電池ケース１１の底面に対して略平行を成す状態で配置することを言う。

図２及び図５に示すように、小サイズの１０本の電池セルＣ１は、上下２段に重ねられて５列に横方向に配列されており、これらは樹脂製のセパレータ２０によって保持されてパック化されている。又、図６に示すように、大サイズの５本の電池セルＣ２は、上段に３列、下段に２列が配置されおり、これらは樹脂製のセパレータ２１によって保持されてパック化されている。

ここで、図５及び図６に示すように、前記基板ホルダ１４の下端部には、小さな円弧状の凹部１４ａとその両側の２つの大きな円弧状の凹部１４ｂが形成されている。又、図２に示すように、下ケース１１Ｂの内底部には、幅方向に延びる円弧状の２つの凹部１１ｅが長さ方向に適当な間隔で形成されるとともに、これらの凹部１１ｅに隣接する箇所の幅方向両端部には２列のリブ１１ｆがそれぞれ立設されており、各リブ１１ｆには凹部１１ｆ−１が形成されている。

ところで、本実施の形態では、上ケース１１Ａは、図５に示す小サイズの電池セルＣ１用のものと図６に示す大サイズの電池セルＣ２用のものとの２種類用意されており、図５に示す小サイズの電池セルＣ１用のものには、小サイズの電池セルＣ２の外周に嵌合する嵌合突起１１ｇが形成されており、図６に示す大サイズの電池セルＣ２用のものには、大サイズの電池セルＣ２の外周に嵌合する嵌合突起１１ｈが形成されている。尚、小サイズの電池セルＣ１は電圧３．６Ｖ、容量１．５Ａｈのリチウムイオン電池であり、これらは２本ずつが導電板２２によって並列に接続され、並列に接続された２本ずつの電池セルＣ１が直列に接続されることによって１８Ｖ、３．０Ａｈの出力が得られる。又、大サイズの電池セルＣ２は電圧３．６Ｖ、容量３．０Ａｈのリチウムイオン電池であり、これらは導電板２３によって直列に接続されることによって１８Ｖ、３．０Ａｈの出力が得られる。

而して、セパレータ２０によってパック化された小サイズの１０本の電池セルＣ１は、図５に示すように位置決めされて電池ケース１１内に収納され、これと下ケース１１Ｂの内底部との間にはクッション２４が介設されている。この場合、図５の上段の左２本の電池セルＣ１の外周には基板ホルダ１４の大小の凹部１４ａ，１４ｂが嵌合し、上段の右から２本目の電池セルＣ１には上ケース１１Ａの嵌合突起１１ｇが嵌合している。又、下段の右から２本目と左から２本目の電池セルＣ１は、クッション２４を介して下ケース１１Ｂの内底部に形成された凹部１１ｅに嵌合している。尚、図５には図示していないが、下段の両端に位置する２本の電池セルＣ１は、下ケース１１Ｂの内底部に立設されたリブ１１ｆの凹部１１ｆ−１（図２参照）にクッション２４を介して嵌合している。

上述のように、セパレータ２０によってパック化された小サイズの１０本の電池セルＣ１は、基板ホルダ１４の凹部１４ａ，１４ｂと上ケース１１Ａの嵌合突起１１ｇ及び下ケース１１Ｂの凹部１１ｅによって嵌合保持されることによって電池ケース１１内に位置決めされて収納される。

他方、セパレータ２１によってパック化された大サイズの５本の電池セルＣ２は、図６に示すように位置決めされて電池ケース１１内に収納され、これと下ケース１１Ｂの内底部との間にはクッション２５が介設されている。この場合、図６の上段の左２本の電池セルＣ２の外周には基板ホルダ１４の大きい凹部１４ｂが嵌合し、基板ホルダ１４の小さい凹部１４ａにはセパレータ２１の円弧状凸部２１ａが嵌合し、上段の右端の電池セルＣ２には上ケース１１Ａの嵌合突起１１ｈが嵌合している。又、下段の２本の電池セルＣ２は、クッション２５を介して下ケース１１Ｂの内底部に形成された凹部１１ｅに嵌合している。

上述のように、セパレータ２１によってパック化された大サイズの５本の電池セルＣ２は、基板ホルダ１４の凹部１４ａ，１４ｂと上ケース１１Ａの嵌合突起１１ｈ及び下ケース１１Ｂの凹部１１ｅによって嵌合保持されることによって電池ケース１１内に位置決めされて収納される。

ここで、図６に示すように、電池ケース１１内の回路基板１５の下方に配置された上下２段の大サイズの電池セルＣ２の各中心を結ぶ直線と電池ケース１１の底面とが成す角度θ１
は、他の上下２段の大サイズの電池セルＣ２の各中心を結ぶ直線と電池ケース１１の底面とが成す角度θ２
よりも小さく設定されている（θ１ ＜θ２ ）。つまり、電池ケース１１内の回路基板１５の下方に配置された上下２段の大サイズの電池セルＣ２は、他の上下２段の大サイズの電池セルＣ２よりも水平方向に倒された状態で収納されてその高さが低く抑えられている。この結果、電池ケース１１の高さも低く抑えられ、これによって電池パック１０の小型コンパクト化が図られる。

又、図６に示すように、大サイズの電池セルＣ２を保持するセパレータ２１には、水平方向に隣接する２つの電池セルＣ２間の距離を一定に保つためのリブ２１ｂが形成されており、このリブ２１ｂは、水平方向に隣接する２つの電池セルＣ２の各中心を結ぶ直線に対して略平行に延設されている。

而して、以上のようにして小サイズの１０本の電池セルＣ１又は大サイズの５本の電池セルＣ２が収納された電池パック１０は、その装着部１１ａを図１に示す電動工具１のハンドル部２Ｂに形成された不図示の凹部に嵌め込めば、左右の係止片１３のラッチ１３ａがハンドル部２Ｂの凹部に形成された不図示の溝に係止されることによってハンドル部２Ｂに装着さ，れ、当該電池パック１０から電動工具１に内蔵された不図示の電動モータへの給電が可能となる。尚、図５及び図６において、２６はサーミスタ、２７はサーマルプロテクタである。

以上のように、本実施の形態では、同じ電池ケース１１に小サイズの電池セルＣ１も大サイズの電池セルＣ２も収納することができるため、大小のサイズの電池セルＣ１，Ｃ２に対して電池ケース１１を基板ホルダ１４も含めて共通化して所望のサイズの電池セルＣ１又はＣ２を自由に選択して使用することができる。

又、電池ケース１１内の回路基板１５の下方に配置された上下２段の大サイズの電池セルＣ２を、他の上下２段の大サイズの電池セルＣ２よりも水平方向に倒して配置したため、その高さが低く抑えられ、電池ケース１１の高さも低く抑えられ、これによって電池パック１０の小型コンパクト化が図られる。

更に、小サイズの電池セルＣ１も大サイズ電池セルＣ２も基板ホルダ１４の凹部１４ａ，１４ｂと上ケース１１Ａの嵌合突起１１ｇ，１１ｈ及び下ケース１１Ｂの凹部１１ｅによって嵌合保持されることによって電池ケース１１内に位置決めされて収納されるため、電動工具１の本体側からの振動によって電池セルＣ１，Ｃ２が電池ケース１１内で移動することがない。特に、本実施の形態では、大サイズの電池セルＣ２を保持するセパレータ２１の剛性がリブ２１ｂによって高められ、電動工具１の本体側からの振動によっても電池セルＣ２間の相対移動が確実に防がれ、隣接する電池セルＣ２同士を電気的に接続する導電板２３の破損が防がれる。そして、リブ２１ｂは水平方向に隣接する２つの電池セルＣ２の各中心を結ぶ直線に対して略平行に延びるため、電池セルＣ２間の相対移動がより一層確実に防がれる。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図７及び図８に基づいて説明する。

図７は小サイズの電池セルを収納した状態を示す電池パックの部分側断面図、図８は大サイズの電池セルを収納した状態を示す電池パックの部分側断面図であり、これらの図においては図５及び図６に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての説明は省略する。

本実施の形態では、上ケース１１Ａに、図７に示すように小サイズの電池セルＣ１を保持するセパレータ２０の半円形凸部２０ａと図８に示すように大サイズの電池セルＣ２の外周の双方に嵌合する嵌合突起１１ｉを形成したことを特徴としており、他の構成は前記実施の形態１のそれと同じである。

従って、本実施の形態によれば、上ケース１１Ａに形成された嵌合突起１１ｉが大サイズの電池セルＣ２の外周と小サイズの電池セルＣ１を保持するセパレータ２０の双方に嵌合するため、小サイズの電池セルＣ１と大サイズの電池セルＣ２に対して上ケース１１Ａも共通化することができ、部品の共通化によるコストダウンを図ることができる。

尚、以上の実施の形態では、電池ケースを上下に２分割された上ケースと下ケースとで構成したが、電池ケースは左右に２分割されたものであっても良い。又、以上の実施の形態では、基板ホルダに電池セルに嵌合する第１及び第２の凹部を形成したが、凹部に代えて凸部を形成しても良い。

電動工具の側面図である。 本発明の実施の形態１に係る電池パックの分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る電池パックの平面図である。 本発明の実施の形態１に係る電池パックの破断正面図（図３の矢視Ａ方向の破断図）である。 本発明の実施の形態１に係る電池パックに小サイズの電池セルを収納した状態を示す側断面図である。 本発明の実施の形態１に係る電池パックに大サイズの電池セルを収納した状態を示す側断面図である。 本発明の実施の形態２に係る電池パックに小サイズの電池セルを収納した状態を示す部分側断面図である。 本発明の実施の形態２に係る電池パックに大サイズの電池セルを収納した状態を示す部分側断面図である。

符号の説明

１ 電動工具
２ ハウジング
２Ａ ハウジングの本体部
２Ｂ ハウジングのハンドル部
３ ドリルチャック
４ トリガスイッチ
１０ 電動工具用電池パック
１１ 電池ケース
１１Ａ 上ケース（第１のケース）
１１Ｂ 下ケース（第２のケース）
１１ａ 装着部
１１ａ−１ 開口部
１１ｂ 袋状部
１１ｃ，１１ｄ 冷却用風窓
１１ｅ 凹部（第３の凹部）
１１ｆ リブ
１１ｆ−１ リブの凹部
１１ｇ，１１ｈ 嵌合突起
１１ｉ 嵌合突起
１２ 板バネ
１３ 係止片
１３ａ ラッチ
１４ 基板ホルダ
１４ａ 凹部（第２の凹部）
１４ｂ 凹部（第１の凹部）
１５ 回路基板
１６ ターミナルホルダ
１７ ターミナル
１８ 電子部品
１９ ビス
２０ セパレータ
２０ａ セパレータの半円状凸部
２１ セパレータ
２１ａ セパレータの円弧状凸部
２１ｂ セパレータのリブ
２２，２３ 導電板
２４，２５ クッション
２６ サーミスタ
２７ サーマルプロテクタ
Ｃ１ 小サイズの電池セル
Ｃ２ 大サイズの電池セル

Claims (6)

1. 電動工具本体に着脱可能であって、２分割された第１のケースと第２のケースとで構成される電池ケース内に、複数の電池セルを横置きに収納可能とされていると共に、
   基板ホルダによって保持された回路基板を収納して成る電動工具用電池パックにおいて、前記基板ホルダに、大サイズの電池セルの外周に嵌合する第１の凹凸部と、小サイズの電池セルの外周に嵌合する第２の凹凸部を形成し、
   大サイズの複数の電池セルよりなる第１のセル群と、小サイズの複数の電池セルよりなる第２のセル群との何れか一方を前記電池ケース内に収納したことを特徴とする電動工具用電池パック。
2. 前記複数の電池セルは、前記電池ケース内に、セパレータによって少なくとも上下２段に重ねて保持されており、
   前記電池ケース内の前記回路基板の下方に配置された上下２段の大サイズの電池セルの各中心を結ぶ直線と電池ケースの底面とが成す角度を、他の上下２段の大サイズの電池セルの各中心を結ぶ直線と電池ケースの底面とが成す角度よりも小さく設定したことを特徴とする請求項１記載の電動工具用電池パック。
3. 電動工具本体に着脱可能であって、２分割された第１のケースと第２のケースとで構成される電池ケース内に、上下２段に重ねて保持された複数の電池セルを横置きに収納可能とされているとともに、基板ホルダによって保持された回路基板を収納して成る電動工具用電池パックにおいて、
   前記電池ケース内の前記回路基板の下方に配置された上下２段の電池セルの各中心を結ぶ直線と電池ケースの底面とが成す角度を、他の上下２段の電池セルの各中心を結ぶ直線と電池ケースの底面とが成す角度よりも小さく設定したことを特徴とする電動工具用電池パック。
4. 前記第１のケース又は第２のケースに、前記セパレータの一部に嵌合する嵌合突起を形成したことを特徴とする請求項２に記載の電動工具用電池パック。
5. 前記セパレータに、水平方向に隣接する２つの電池セル間の距離を一定に保つためのリブを形成したことを特徴とする請求項２に記載の電動工具用電池パック。
6. 前記リブは、水平方向に隣接する２つの電池セルの各中心を結ぶ直線に対して略平行に延びることを特徴とする請求項５記載の電動工具用電池パック。

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