JP2007012302A - 電動工具用電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電池に対する温度検出用素子の接触状態を確実に維持する。
【解決手段】電動工具用電池パックは、複数の蓄電池によって構成される組電池と、組電池を内部に収納する電池パックケース本体２０と、電池パックケース本体２０と協働して組電池の組付状態を維持するインナーカバー３０と、インナーカバー３０に設置される回路基盤４０と、電池パックケース本体２０と協働して電池パックの外郭を構成する電池パックケースカバーと、を有している。そして、回路基盤４０には素子用リード線４３を介して温度検出用素子４４，４５が設置されており、かかる温度検出用素子４４，４５は、電池パックケース本体２０に形成される規制壁２２と、インナーカバー３０が備える切欠部３４とによって形成される空間３５に嵌め込み設置されることにより、蓄電池に対する接触状態が維持されている。
【選択図】図１Ｄ

Description

本発明は、電動工具用電池パックに係り、特に、蓄電池の温度を検出して安定した充電制御、温度制御などの電池制御を行うようにした電動工具用電池パックの改良に関するものである。

従来から、組電池を構成する複数の蓄電池に対して温度検出用素子を設置することにより、蓄電池の温度を検出して安定した充電制御、温度制御などの電池制御を行うようにした電池パックが知られている。そして、一般的に、蓄電池に対する温度検出用素子の取り付けは、粘着テープなどを用いて簡単に行われていた。しかしながら、電動工具などのように、頻繁に移動や衝撃を受ける環境下で用いられる給電対象製品に対して上記のような従来の電池パックを用いた場合には、温度検出用素子が外れてしまう危険性も存在していた。そこで、蓄電池に対する温度検出用素子の取付方法については、様々な手法が創案されるに至っている。

例えば、下記特許文献１には、外装ケースと温度検出用素子との間に押圧部材を設置し、かかる押圧部材によって温度検出用素子を蓄電池に押しつけるようにした電池パックが開示されている。下記特許文献１によれば、押圧手段には、弾性体から成るスペーサやスプリングを採用することが好適であり、このような押圧手段の採用によって、常に蓄電池表面に温度検出用素子を密着させることができるので、信頼性の高い電池パックを提供することができるとされている。

また、下記特許文献２には、可撓性を有する温度センサを用いた２種類の電池パックが開示されており、外装ケースに設けた位置決め部材で温度センサを押圧することによって、温度センサが温度測定位置にくるようにした電池パック（第１形態）と、電池ケースの温度測定位置に設けた管状の挿入部に温度センサを挿入して位置決めを行うとともに、抜け止め部材で押圧することにより温度センサが抜けないようにした電池パック（第２形態）とが開示されている。そして、下記特許文献２に開示の電池パックによれば、所定の位置での電池温度を検出することができるとともに、迅速かつ容易な組み立てが可能な電池パックを提供することができるとされている。

特開２００２−３１３２９５号公報 特開２００４−３４９１１９号公報

しかしながら、上記特許文献１，２に開示の電池パックには、それぞれ問題が存在している。まず、上記特許文献１に記載の電池パックは、温度検出用素子を押しつける方向が一方向（水平方向）のみであるため、特に、あらゆる方向から衝撃や重力を受け得る電動工具などの給電対象製品に用いることに不向きである。また、繰り返しメンテナンスを行うことによって押圧手段の押圧力が低下し、製品寿命を低下させてしまう虞もある。

一方、上記特許文献２において、第１形態に係る電池パックの場合には、外装ケースを組み立てなければ温度検出用素子を押しつけることができないので、押しつけ状態を目視確認できないという問題がある。また、第１形態に係る電池パックでは、組電池の確実な固定手段が存在していないので組電池が移動してしまう虞があり、温度検出用素子と蓄電池との確実な接触を維持できない可能性が存在している。

また、上記特許文献２の第２形態に係る電池パックは、蓄電池を収納する電池ケースに対して管状の挿入部という特殊形状を形成しなければならないので、製造コストの増加を招いてしまうという問題を有している。さらに、第２形態に係る電池パックは、可撓性を有する温度センサを管状の挿入部の入口で常に押しつけるリブを備えたものなので、外部からの衝撃やメンテナンスによる押圧力の繰り返しによって、温度センサを破損してしまう可能性もある。

本発明は、上述した課題の存在に鑑みて成されたものであって、従来の電池パックが有していた問題点を解消することができ、しかも、あらゆる方向から衝撃や重力を受け得る電動工具などの給電対象製品に用いたとしても、蓄電池に対する温度検出用素子の接触状態を維持することが可能な電動工具用電池パックを提供することを目的とするものである。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

本発明に係る電動工具用電池パックは、複数の蓄電池（１１）によって構成される組電池（１０）と、前記組電池（１０）を内部に収納する電池パックケース本体（２０）と、前記電池パックケース本体（２０）と協働して前記組電池（１０）の組付状態を維持するインナーカバー（３０）と、前記インナーカバー（３０）に設置される回路基盤（４０）と、前記電池パックケース本体（２０）に設置されることにより、前記電池パックケース本体（２０）と協働して電池パックの外郭を構成する電池パックケースカバー（５０）と、を有する電動工具用電池パックであって、前記回路基盤（４０）にはリード線（４３）を介して温度検出用素子（４４，４５）が設置されており、かかる温度検出用素子（４４，４５）は、前記電池パックケース本体（２０）に形成される規制壁（２２）と、前記インナーカバー（３０）が備える切欠部（３４）とによって形成される空間（３５）に嵌め込み設置されることにより、前記蓄電池（１１）に対して接触状態とされることを特徴とする。

本発明に係る電動工具用電池パックにおいて、前記温度検出用素子（４４，４５）は、前記空間（３５）に嵌め込み設置されたときの前記蓄電池（１１）との接触状態が目視確認可能であることとすることができる。

また、本発明に係る電動工具用電池パックにおいて、前記電池パックケースカバー（５０）は、前記空間（３５）に嵌め込み設置される前記温度検出用素子（４４，４５）の移動を規制するためのボス（５３）を備えることとすることができる。

さらに、本発明に係る電動工具用電池パックにおいて、前記ボス（５３）は、前記電池パックケースカバー（５０）を前記電池パックケース本体（２０）に設置した状態において下方に伸びる構造体であり、常には前記温度検出用素子（４４，４５）および前記リード線（４３）を押圧せず、前記温度検出用素子（４４，４５）および前記リード線（４３）が前記空間（３５）から抜ける方向に動いたときに、かかる動作を規制するように構成することが好適である。

またさらに、本発明に係る電動工具用電池パックにおいて、前記リード線（４３）は、前記インナーカバー（３０）に形成されるリブ（３３）によって固定案内されることとすることができる。

さらにまた、本発明に係る電動工具用電池パックにおいて、前記電池パックケース本体（２０）には、前記インナーカバー（３０）を所定位置に位置決めするための位置決め壁（２６）が形成されており、前記インナーカバー（３０）には、前記電池パックケース本体（２０）に設置された状態において、前記位置決め壁（２６）と対向接触する当接部（３６）が形成されていることとすることができる。

なお上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。

本発明によれば、従来の電池パックが有していた問題点を解消することができ、しかも、あらゆる方向から衝撃や重力を受け得る電動工具などの給電対象製品に用いたとしても、蓄電池に対する温度検出用素子の接触状態を確実に維持することが可能な電動工具用電池パックを提供することができる。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

まず、図１Ａないし図１Ｅを用いて本実施形態に係る電動工具用電池パックの全体構成を説明する。ここで、図１Ａは、本実施形態に係る電動工具用電池パックの外観上面図である。また、図１Ｂは、本実施形態に係る電動工具用電池パックの外観側面図である。さらに、図１Ｃは、図１ＡにおけるＡ−Ａ断面を示す縦断面側面図であり、図１Ｄは、図１ＢにおけるＢ−Ｂ矢視を示す上面図であり、図１Ｅは、図１ＤにおけるＣ−Ｃ断面を示す縦断面側面図である。なお、図１Ａ，図１Ｂおよび図１Ｃは、本実施形態に係る電動工具用電池パックの全体を示したものであり、一方、図１Ｄおよび図１Ｅは、電池パックケースカバー５０を取り外した状態の電動工具用電池パックを示している。

図１Ａないし図１Ｅにおいて示す通り、本実施形態に係る電動工具用電池パックは、主要な構成として、組電池１０、電池パックケース本体２０、インナーカバー３０、回路基盤４０、電池パックケースカバー５０という部材を備えている。

組電池１０は、複数の蓄電池１１を組み合わせることによって構成されており、本実施形態では、８個の蓄電池１１の集合体として構成されている。蓄電池１１の組み方としては、例えば、蓄電池１１同士をニッケル板で接続して所望の形状に配列し、熱収縮チューブでパックする方法を採用することができる。なお、蓄電池１１の種類としては、ニカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などを採用することが可能であり、その組本数については、給電対象である電動工具の仕様に応じて任意に設定することが可能である。

次に、電池パックケース本体２０の詳細な構造を説明すると、本実施形態に係る電池パックケース本体２０は、図２Ａおよび図２Ｂにおいて示す構造を備えている。ここで、図２Ａは、本実施形態に係る電池パックケース本体の外観上面図であり、図２Ｂは、図２ＡにおけるＤ−Ｄ断面を示す縦断面側面図である。電池パックケース本体２０は、組電池１０を内部に収納可能な部材であり、その収納スペースの底部には、組電池１０の外形に沿った曲面形状２１が形成されている。この曲面形状２１は、組電池１０の安定した収納を実現するものであり、外部から電池パックケース本体２０に衝撃が加わったとしても、組電池１０の移動を規制できるようになっている。なお、電池パックケース本体２０の形状については、組電池１０の形状や大きさに応じて任意に変更することが可能である。

続いて、インナーカバー３０について説明する。ここで、図３Ａは、本実施形態に係るインナーカバーの外観形状を示す外観上面図であり、図３Ｂは、図３ＡにおけるＥ−Ｅ断面を示す縦断面側面図である。インナーカバー３０は、電池パックケース本体２０と協働して組電池１０の組付状態を維持する部材である。より具体的に説明すると、インナーカバー３０は、電池パックケース本体２０に収納された状態の組電池１０の上部に組電池１０を覆うように設置される部材であり、組電池１０と接する部分の形状は、組電池１０の外形に沿った曲面形状３１となっている。したがって、組電池１０は、電池パックケース本体２０が有する曲面形状２１とインナーカバー３０が有する曲面形状３１とによって確実に狭持されることになる。また、インナーカバー３０には、後述する回路基盤４０を設置するためのねじ孔３２と、回路基盤４０に設置されるリード線を固定案内するためのリブ３３が形成されている。

回路基盤４０は、図４に示す形態を有している。図４は、本実施形態に係る回路基盤の外観上面図である。本実施形態に係る回路基盤４０は、組電池１０と接続する給電用リード線４１と、この給電用リード線４１を介して得た組電池１０からの電力を電動工具に給電するための端子４２を備えている。また、回路基盤４０には、別の素子用リード線４３を介して温度検出用素子であるサーミスタ４４とサーモスタット４５が設置されている。

なお、サーミスタ４４は、温度の変化に対して極めて大きな抵抗値変化を示す抵抗器である。本実施形態に係るサーミスタ４４としては、温度の上昇に伴い抵抗値が減少するＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）や、ある温度を超えると抵抗値が急激に大きくなるＰＴＣ(Positive Temperature Coefficient)を採用することができる。一方、サーモスタット４５は、所定の温度を検出すると自動的にスイッチをＯＮとするセンサである。これらサーミスタ４４とサーモスタット４５から成る温度検出用素子を蓄電池１１に接触させることにより、本実施形態に係る電動工具用電池パックは、蓄電池１１の温度を検出して安定した充電制御、温度制御などの電池制御を行うことが可能となる。

また、回路基盤４０には、インナーカバー３０のねじ孔３２に対応したねじ孔４６が形成されており、これらねじ孔３２，４６同士をねじ４７によって螺合することにより、回路基盤４０をインナーカバー３０に固定設置することができる。

電池パックケースカバー５０は、上述した組電池１０、インナーカバー３０、回路基盤４０を覆うように電池パックケース本体２０に対して設置される部材であり、電池パックケース本体２０と協働して電池パックの外郭を構成する部材である（図１Ａ，図１Ｂ，図１Ｃ参照）。電池パックケースカバー５０は、給電対象製品との接続部を構成する部材であり、端子４２と接続する給電対象製品側の端子をスムーズに挿入するための端子挿入口５１や給電対象製品との接続固定手段５２を備えている。

以上、本実施形態に係る電動工具用電池パックの主要な構成部材について説明したが、本実施形態に係る電動工具用電池パックの特徴的な点として、温度検出用素子の設置構造を挙げることができる。

再度、図１Ａないし図４を参照して、かかる特徴点を説明すると、本実施形態に係る温度検出用素子であるサーミスタ４４とサーモスタット４５は、電池パックケース本体２０に形成される規制壁２２と、インナーカバー３０が備える切欠部３４とによって形成される空間３５に嵌め込み設置されることにより、蓄電池１０に対して接触状態とされている。このように、サーミスタ４４とサーモスタット４５を規制壁２２と切欠部３４とによって形成される空間３５に嵌め込み設置することによって、設置状態を目視確認することができ、温度検出用素子の蓄電池１１に対する確実な接触状態を実現することが可能となる。

また、電池パックケースカバー５０には、空間３５に嵌め込み設置される温度検出用素子の移動を規制するためのボス５３が設置されている。このボス５３は、電池パックケースカバー５０を電池パックケース本体２０に設置した状態において下方に伸びる構造体であり、常には温度検出用素子（サーミスタ４４、サーモスタット４５）および素子用リード線４３を押圧せず、温度検出用素子（サーミスタ４４、サーモスタット４５）および素子用リード線４３が空間３５から抜ける方向に動いたときに、かかる動作を規制する機能を発揮する部材である。したがって、このボス５３は、温度検出用素子（サーミスタ４４、サーモスタット４５）および素子用リード線４３を損傷させることがなく、しかも、温度検出用素子（サーミスタ４４、サーモスタット４５）と蓄電池１１との接触状態を確実に維持させることができるので、従来技術では実現できなかった製品品質の向上と長寿命化を図ることができる。

さらに、図５Ａおよび図５Ｂを用いて本実施形態に係る電動工具用電池パックのさらなる特徴点を説明する。ここで、図５Ａおよび図５Ｂは、本実施形態に係る組電池１０、インナーカバー３０および回路基盤４０の接続状態を示す図であり、図５Ａは外観上面図、図５Ｂは外観正面図である。図５Ａおよび図５Ｂにおいてより詳細に示されるように、回路基盤４０に設置される給電用リード線４１と素子用リード線４３は、インナーカバー３０に形成されるリブ３３によって固定案内されており、外部からの衝撃などが加わったとしても、これら給電用リード線４１と素子用リード線４３は容易に移動できないようになっている。したがって、素子用リード線４３が乱れることによって温度検出用素子（サーミスタ４４、サーモスタット４５）の蓄電池１１に対する接触状態を悪化させることがない。また、リブ３３の設置によって、素子用リード線４３は最適且つ最短の経路で配線されることになるので、温度検出用素子（サーミスタ４４、サーモスタット４５）と蓄電池１１との接触状態が、さらに安定化することになる。

本実施形態に係る電動工具用電池パックは、以上説明したような種々の好適な形態を有するものであるが、さらに、本実施形態に係る電動工具用電池パックは、温度検出用素子（サーミスタ４４、サーモスタット４５）と蓄電池１１との接触状態を維持するための形態を有している。この形態は、図１Ｄに示されるように、電池パックケース本体２０に形成される位置決め壁２６と、インナーカバー３０に形成される当接部３６とによって構成されるものであり、位置決め壁２６は、インナーカバー３０を所定位置に位置決めするための部材形状であり、当接部３６は、インナーカバー３０が電池パックケース本体２０に設置された状態において、位置決め壁２６と対向接触する部材形状である。位置決め壁２６と当接部３６とが互いに対向接触して電池パックケース本体２０とインナーカバー３０とを確実に固定することにより、全ての部材で安定した設置状態が保たれることになる。したがって、温度検出用素子（サーミスタ４４、サーモスタット４５）の蓄電池１１に対する接触状態をさらに安定化することが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。

例えば、上述した本実施形態に係る電動工具用電池パックは、温度検出用素子であるサーミスタ４４とサーモスタット４５を、電池パックケース本体２０に形成される規制壁２２と、インナーカバー３０が備える切欠部３４とによって形成される空間３５に嵌め込み設置するという構成を採用したものであった。しかしながら、図６Ａおよび図６Ｂにおいて示すように、インナーカバー６０単体で規制壁６２と切欠部６４を構成するようにし、これら規制壁６２と切欠部６４とで形成される空間６５に対して温度検出用素子（サーミスタ４４、サーモスタット４５）を嵌め込み設置することも可能である。

この構成は、インナーカバー６０の温度検出用素子嵌め込み位置に開口部６８を形成するとともに、この開口部６８を挟んでインナーカバー６０の先端側に延びる規制壁６２と、開口部６８の内側に位置する切欠部６４とによって実現することができる。このように、規制壁６２と切欠部６４とで形成される空間６５に嵌め込み設置される温度検出用素子（サーミスタ４４、サーモスタット４５）は、設置状態を目視確認することができ、しかも蓄電池１１に対する確実な接触状態を常に維持することができるので、図６Ａおよび図６Ｂで示した形態の電動工具用電池パックであっても、図１Ａないし図５Ｂで説明した実施形態に係る電動工具用電池パックと同様の作用効果を発揮することが可能である。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本実施形態に係る電動工具用電池パックの外観上面図である。 本実施形態に係る電動工具用電池パックの外観側面図である。 図１ＡにおけるＡ−Ａ断面を示す縦断面側面図である。 図１ＢにおけるＢ−Ｂ矢視を示す上面図である。 図１ＤにおけるＣ−Ｃ断面を示す縦断面側面図である。 本実施形態に係る電池パックケース本体の外観上面図である。 図２ＡにおけるＤ−Ｄ断面を示す縦断面側面図である。 本実施形態に係るインナーカバーの外観形状を示す外観上面図である。 図３ＡにおけるＥ−Ｅ断面を示す縦断面側面図である。 本実施形態に係る回路基盤の外観上面図である。 本実施形態に係る組電池、インナーカバーおよび回路基盤の接続状態を示す外観上面図である。 本実施形態に係る組電池、インナーカバーおよび回路基盤の接続状態を示す外観正面図である。 別の実施形態に係る電動工具用電池パックの構造を例示する上面図である。 図６ＡにおけるＦ−Ｆ断面を示す縦断面側面図である。

符号の説明

１０ 組電池、１１ 蓄電池、２０ 電池パックケース本体、２１ 曲面形状、２２ 規制壁、２６ 位置決め壁、３０ インナーカバー、３１ 曲面形状、３２ ねじ孔、３３ リブ、３４ 切欠部、３５ 空間、３６ 当接部、４０ 回路基盤、４１ 給電用リード線、４２ 端子、４３ 素子用リード線、４４ サーミスタ、４５ サーモスタット、４６ ねじ孔、４７ ねじ、５０ 電池パックケースカバー、５１ 端子挿入口、５２ 接続固定手段、５３ ボス、６０ インナーカバー、６２ 規制壁、６４ 切欠部、６５ 空間、６８ 開口部。

Claims (6)

1. 複数の蓄電池によって構成される組電池と、
   前記組電池を内部に収納する電池パックケース本体と、
   前記電池パックケース本体と協働して前記組電池の組付状態を維持するインナーカバーと、
   前記インナーカバーに設置される回路基盤と、
   前記電池パックケース本体に設置されることにより、前記電池パックケース本体と協働して電池パックの外郭を構成する電池パックケースカバーと、
   を有する電動工具用電池パックにおいて、
   前記回路基盤にはリード線を介して温度検出用素子が設置されており、
   かかる温度検出用素子は、前記電池パックケース本体に形成される規制壁と、前記インナーカバーが備える切欠部とによって形成される空間に嵌め込み設置されることにより、前記蓄電池に対して接触状態とされることを特徴とする電動工具用電池パック。
2. 請求項１に記載の電動工具用電池パックにおいて、
   前記温度検出用素子は、前記空間に嵌め込み設置されたときの前記蓄電池との接触状態が目視確認可能であることを特徴とする電動工具用電池パック。
3. 請求項１又は２に記載の電動工具用電池パックにおいて、
   前記電池パックケースカバーは、前記空間に嵌め込み設置される前記温度検出用素子の移動を規制するためのボスを備えることを特徴とする電動工具用電池パック。
4. 請求項３に記載の電動工具用電池パックにおいて、
   前記ボスは、前記電池パックケースカバーを前記電池パックケース本体に設置した状態において下方に伸びる構造体であり、
   常には前記温度検出用素子および前記リード線を押圧せず、
   前記温度検出用素子および前記リード線が前記空間から抜ける方向に動いたときに、かかる動作を規制することを特徴とする電動工具用電池パック。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動工具用電池パックにおいて、
   前記リード線は、前記インナーカバーに形成されるリブによって固定案内されることを特徴とする電動工具用電池パック。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動工具用電池パックにおいて、
   前記電池パックケース本体には、前記インナーカバーを所定位置に位置決めするための位置決め壁が形成されており、
   前記インナーカバーには、前記電池パックケース本体に設置された状態において、前記位置決め壁と対向接触する当接部が形成されていることを特徴とする電動工具用電池パック。

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