JP7665367B2

JP7665367B2 - 電池パック

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Publication number: JP7665367B2
Application number: JP2021048528A
Authority: JP
Inventors: 秀行田賀
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2021-03-23
Publication date: 2025-04-21
Anticipated expiration: 2041-03-23
Also published as: CN115117570A; JP2022147332A; US20220311107A1; DE102022106312A1

Description

本明細書で開示する技術は、電池パックに関する。

特許文献１には、機器側端子を備える電気機器または充電器に着脱可能な電池パックが開示されている。前記電池パックは、電池セルと、前記電池セルに電気的に接続された回路基板と、前記回路基板に電気的に接続されており、前記機器側端子と当接することで前記機器側端子に電気的に接続する電池側端子を備えている。前記電池側端子は、前記電池セルからの放電または前記電池セルへの充電のための正極電源端子および負極電源端子と、前記回路基板に電気的に接続されており、前記回路基板との間の信号通信のための少なくとも１つの信号端子を備えている。

特表２０１７－５１８１９３号公報

上記のような電池パックでは、電池側端子において、短絡や導通不良が発生することを抑制する必要がある。本明細書では、電池パックの電池側端子において、短絡や導通不良が発生することを抑制することが可能な技術を提供する。

本明細書が開示する電池パックは、機器側端子を備える電気機器または充電器に着脱可能であってもよい。前記電池パックは、電池セルと、前記電池セルに電気的に接続された回路基板と、前記回路基板に電気的に接続されており、前記機器側端子と当接することで前記機器側端子に電気的に接続する電池側端子を備えていてもよい。前記電池側端子は、前記電池セルからの放電または前記電池セルへの充電のための正極電源端子および負極電源端子と、前記回路基板に電気的に接続されており、前記回路基板との間の信号通信のための少なくとも１つの信号端子を備えていてもよい。前記正極電源端子において、第１金属のめっきが表面に施されていてもよい。前記少なくとも１つの信号端子のうちの１つにおいて、第２金属のめっきが表面に施されていてもよい。前記第１金属は、Ａｇ以外の純金属またはＡｇを含まない合金であってもよい。前記第２金属は、貴金属に属する純金属または貴金属の合金であってもよい。

水分が多い環境下で電池パックを使用すると、正極電源端子の表面の金属がイオン化して、回路基板上を負極電源端子に向けて移動し、負極電源端子の表面で再び金属として析出する。このような現象をイオンマイグレーションという。負極電源端子で析出した金属が回路基板上で成長すると、回路基板上で短絡を生じるおそれがある。イオンマイグレーションは、Ａｇで最も起こりやすく、次いでＰｂ，Ｃｕで起こりやすい。また、イオンマイグレーションは、大きな電圧が印加される場合に生じやすく、小さな電圧が印加される場合に生じにくいので、正極電源端子や負極電源端子で起こりやすく、信号端子では起こりにくい。このため、上記のように、正極電源端子の表面にＡｇ以外の純金属またはＡｇを含まない合金のめっきを施すことによって、正極電源端子の表面におけるＡｇのイオン化を抑制することができ、イオンマイグレーションにより短絡が生じることを抑制することができる。なお、上記のＡｇ以外の純金属またはＡｇを含まない合金は、Ａｇ，Ｐｂ以外の純金属またはＡｇ，Ｐｂを含まない合金であってもよいし、Ａｇ，Ｐｂ，Ｃｕ以外の純金属またはＡｇ，Ｐｂ，Ｃｕを含まない合金であってもよい。

電池パックが電気機器や充電器に取り付けられた状態では、電池側端子は、電気機器や充電器の機器側端子と当接した状態で維持される。この状態で、微小な振動が電池側端子に繰り返し作用すると、電池側端子の表面において部分的に摩耗が進行していき、電池側端子の表面の金属の摩耗粉が酸化して、電池側端子の表面に堆積していく。このような現象をフレッティングコロージョンという。電池側端子の表面に酸化した摩耗粉が堆積していくと、電池側端子の導通不良を生じるおそれがある。一般に、貴金属は酸化しづらいため、フレッティングコロージョンによる導通不良は生じにくい。逆に、卑金属は酸化しやすいため、フレッティングコロージョンによる導通不良が生じやすい。また、フレッティングコロージョンによる導通不良は、大きな電圧が印加される場合に生じにくく、小さな電圧が印加される場合に生じやすいので、正極電源端子や負極電源端子では起こりにくく、信号端子では起こりやすい。このため、上記のように、少なくとも１つの信号端子のうちの１つの表面に貴金属に属する純金属または貴金属の合金のめっきを施すことによって、フレッティングコロージョンにより導通不良が生じることを抑制することができる。

実施例に係る電池パック２を前方下方右方から見た斜視図である。実施例に係る電池パック２を後方上方左方から見た斜視図である。実施例に係る電池パック２の給気用開口４０および排気用開口４２の近傍を前方左方上方から見た斜視断面図である。実施例に係る電池パック２の電池セルユニット１４を前方下方右方から見た斜視図である。実施例に係る電池パック２の電池セル４８とセルホルダ５０を前方下方右方から見た斜視図である。実施例に係る電池パック２の電池セル４８とセルホルダ５０を後方上方左方から見た斜視図である。実施例に係る電池パック２の電気系統を模式的に示す図である。実施例に係る電池パック２の横断面図である。実施例に係る電池パック２の縦断面図である。

本発明の代表的かつ非限定的な具体例について、図面を参照して以下に詳細に説明する。この詳細な説明は、本発明の好ましい例を実施するための詳細を当業者に示すことを単純に意図しており、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。また、開示された追加的な特徴ならびに発明は、さらに改善された電池パックを提供するために、他の特徴や発明とは別に、又は共に用いることができる。

また、以下の詳細な説明で開示される特徴や工程の組み合わせは、最も広い意味において本発明を実施する際に必須のものではなく、特に本発明の代表的な具体例を説明するためにのみ記載されるものである。さらに、以下の代表的な具体例の様々な特徴、ならびに、特許請求の範囲に記載されるものの様々な特徴は、本発明の追加的かつ有用な実施形態を提供するにあたって、ここに記載される具体例のとおりに、あるいは列挙された順番のとおりに組合せなければならないものではない。

本明細書及び／又は特許請求の範囲に記載された全ての特徴は、実施例及び／又は特許請求の範囲に記載された特徴の構成とは別に、出願当初の開示ならびに特許請求の範囲に記載された特定事項に対する限定として、個別に、かつ互いに独立して開示されることを意図するものである。さらに、全ての数値範囲及びグループ又は集団に関する記載は、出願当初の開示ならびに特許請求の範囲に記載された特定事項に対する限定として、それらの中間の構成を開示する意図を持ってなされている。

１つまたはそれ以上の実施形態において、電池パックは、機器側端子を備える電気機器または充電器に着脱可能であってもよい。前記電池パックは、電池セルと、前記電池セルに電気的に接続された回路基板と、前記回路基板に電気的に接続されており、前記機器側端子と当接することで前記機器側端子に電気的に接続する電池側端子を備えていてもよい。前記電池側端子は、前記電池セルからの放電または前記電池セルへの充電のための正極電源端子および負極電源端子と、前記回路基板に電気的に接続されており、前記回路基板との間の信号通信のための少なくとも１つの信号端子を備えていてもよい。前記正極電源端子において、第１金属のめっきが表面に施されていてもよい。前記少なくとも１つの信号端子のうちの１つにおいて、第２金属のめっきが表面に施されていてもよい。前記第１金属は、Ａｇ以外の純金属またはＡｇを含まない合金であってもよい。前記第２金属は、貴金属に属する純金属または貴金属の合金であってもよい。

上記の構成によれば、電池パックの電池側端子において、イオンマイグレーションによる短絡や、フレッティングコロージョンによる導通不良が発生することを抑制することができる。

１つまたはそれ以上の実施形態において、前記負極電源端子において、第３金属のめっきが表面に施されていてもよい。前記第３金属は、Ａｇ以外の純金属またはＡｇを含まない合金であってもよい。

上記の構成によれば、電池パックの電池側端子において、イオンマイグレーションによる短絡が発生することを抑制することができる。

１つまたはそれ以上の実施形態において、前記第３金属は、前記第１金属と同一の金属であってもよい。

上記の構成によれば、正極電源端子と負極電源端子に対して行うめっき処理を共通化することができるので、電池パックの製造をより容易に行うことができる。

１つまたはそれ以上の実施形態において、前記少なくとも１つの信号端子の全てにおいて、前記第２金属のめっきが表面に施されていてもよい。

上記の構成によれば、少なくとも１つの信号端子の全てに対して行うめっき処理を共通化することができるので、電池パックの製造をより容易に行うことができる。

１つまたはそれ以上の実施形態において、前記第１金属は、Ｓｎであってもよい。

上記の構成によれば、電池側端子のうち第１金属のめっきが施されたものが機器側端子に対して摺動する際の摺動性を向上することができる。

１つまたはそれ以上の実施形態において、前記第２金属は、Ａｇであってもよい。

上記の構成によれば、電池側端子のうち第２金属のめっきが施されたものの電気抵抗を低減することができる。

（実施例）
図１、図２に示す電池パック２は、電気機器（図示せず）に着脱可能である。電気機器は、電池パック２から放電される電力を利用して動作することができる。電気機器は、例えば、ドライバやドリル等の、モータを動力源とする電動工具であってもよいし、草刈機やブロワ等の、モータを動力源とする電動作業機であってもよい。あるいは、電気機器は、ライトやラジオ、スピーカ等の、モータを備えていない電気機器であってもよい。また、電池パック２は、充電器（図示せず）に着脱可能である。充電器は、電池パック２を充電することができる。

電池パック２は、本体部４と、右支持部６と、左支持部８と、把持部１０を備えている。本体部４は、略直方体形状を有している。本体部４は、前面４ａと、後面４ｂと、右面４ｃと、左面４ｄと、上面４ｅと、下面４ｆを備えている。本体部４の上下方向の寸法は、本体部４の前後方向の寸法よりも大きい。本体部４の左右方向の寸法は、本体部４の上下方向の寸法よりも大きい。本体部４の上下方向の寸法は、例えば、１５０．０ｍｍ－２５０．０ｍｍの範囲内であって、より具体的には１７１．５ｍｍである。本体部４の前後方向の寸法は、例えば、７０．０ｍｍ－１２０．０ｍｍの範囲内であって、より具体的には９０．０ｍｍである。本体部４の左右方向の寸法は、例えば、１７０．０ｍｍ－２１０．０ｍｍの範囲内であって、より具体的には１９０．０ｍｍである。なお、上記の本体部４の寸法は、あくまでも例示であって、本体部４の寸法はより小さくてもよいし、より大きくてもよい。右支持部６は、本体部４の上面４ｅの右端近傍から上方に向けて突出している。左支持部８は、本体部４の上面４ｅの左端近傍から上方に向けて突出している。把持部１０は、左右方向に延びており、右支持部６の左面の上端近傍と、左支持部８の右面の上端近傍を接続している。ユーザは、把持部１０を把持することによって電池パック２を持ち運ぶことができる。なお、電池パック２は、右支持部６、左支持部８、把持部１０を備えていなくてもよい。電池パック２の重量は、例えば、１．０ｋｇ－４．０ｋｇの範囲内であって、より具体的には２．２ｋｇである。電池パック２の定格電圧は、例えば、３６Ｖ－１０８Ｖの範囲内であって、より具体的には５７．６Ｖである。電池パック２の定格容量は、例えば、３．０Ａｈ－１２．０Ａｈの範囲内であって、より具体的には４．０Ａｈである。なお、上記の電池パック２の重量、定格電圧、定格容量は、あくまでも例示であって、電池パック２の重量、定格電圧、定格容量は、より小さくてもよいし、より大きくてもよい。

電池パック２は、ケーシング１２と、ケーシング１２の内部に収容された電池セルユニット１４（図３参照）を備えている。ケーシング１２は、前ケーシング１２ａと、後ケーシング１２ｂを備えている。前ケーシング１２ａは、本体部４、右支持部６、左支持部８、把持部１０の前半分の外形形状を規定している。後ケーシング１２ｂは、本体部４、右支持部６、左支持部８、把持部１０の後半分の外形形状を規定している。

図２に示すように、本体部４の上面４ｅの前端近傍には、残量表示インジケータ１６と、残量表示ボタン１８が設けられている。残量表示インジケータ１６は、電池パック２の電池残量を表示する。残量表示ボタン１８は、残量表示インジケータ１６による電池残量の表示をユーザがオン操作するためのボタンである。残量表示インジケータ１６は、残量表示ボタン１８にオン操作がなされると点灯し、所定時間が経過すると自動的に消灯する。前後方向に関して、残量表示インジケータ１６と残量表示ボタン１８は、把持部１０よりも前方に配置されている。左右方向に関して、残量表示インジケータ１６と残量表示ボタン１８は、右支持部６よりも左方に配置されており、左支持部８よりも右方に配置されている。図３に示すように、ケーシング１２の内部であって、残量表示インジケータ１６および残量表示ボタン１８の下方には、表示回路基板１７が収容されている。表示回路基板１７は、前ケーシング１２ａに保持されている。表示回路基板１７は、残量表示ボタン１８に対するユーザからの操作を検出する表示スイッチ１７ａ（図７参照）や、残量表示インジケータ１６を点灯／消灯するための複数のＬＥＤ１７ｂ（図７参照）等を備えている。

図１に示すように、本体部４の左右方向の中央近傍の前下部には、端子インターフェース（以下、ＩＦとも表記する）部２０が形成されている。端子ＩＦ部２０は、左右方向に並んで配置された複数の端子収容部２２を備えている。それぞれの端子収容部２２の下面には、端子用開口２４が形成されている。端子用開口２４は、前後方向に長手方向を有するスリット状の貫通孔である。それぞれの端子収容部２２には、電池側端子５４（図４参照）が収容されている。電池パック２を電気機器や充電器に取り付ける際には、電気機器や充電器の機器側端子（図示せず）が端子用開口２４を通過して端子収容部２２に入り込む。これによって、電気機器や充電器の機器側端子が電池側端子５４と機械的に接触して電気的に接続する。

本体部４の右面４ｃには、右面４ｃの下端から上方に延びる第１案内溝２６と第２案内溝２８が形成されている。図２に示すように、本体部４の左面４ｄには、左面４ｄの下端から上方に延びる第１案内溝３０と第２案内溝３２が形成されている。電池パック２が電気機器や充電器に取り付けられる際には、第１案内溝２６，３０および第２案内溝２８，３２に電気機器や充電器に設けられた案内リブ（図示せず）が入り込むことで、電池パック２が電気機器や充電器に対して位置決めされるとともに、電池パック２の電気機器や充電器に対する移動方向が規定される。また、図１に示すように、本体部４の前面４ａには、フック係合溝３４が形成されている。電池パック２が電気機器に取り付けられる際には、電気機器に設けられたフック（図示せず）がフック係合溝３４に係合することで、電池パック２が電気機器に対して固定される。

本体部４の右面４ｃには、複数の給気用開口３６が形成されている。図２に示すように、本体部４の左面４ｄには、複数の給気用開口３８が形成されている。図１に示すように、本体部４の前面４ａには、複数の給気用開口４０が形成されている。図２に示すように、本体部４の後面４ｂには、複数の排気用開口４２が形成されている。

図３に示すように、本体部４の前面４ａの複数の給気用開口４０のそれぞれには、リブ４４が設けられている。リブ４４は、給気用開口４０の下方の縁から後方に向けて突出した後、後方上方に向けて屈曲する底板部４４ａと、給気用開口４０の左右の縁から後方に向けて突出しており、底板部４４ａの左右の端部と接続する側板部４４ｂを備えている。給気用開口４０にリブ４４を設けることで、把持部１０を把持したユーザから給気用開口４０を介して本体部４の内部が視認されることを抑制することができる。また、給気用開口４０にリブ４４を設けることで、給気用開口４０を介して本体部４の外部から内部へ水や異物が侵入することを抑制することができる。

本体部４の後面４ｂの複数の排気用開口４２のそれぞれには、リブ４６が設けられている。リブ４６は、排気用開口４２の下方の縁から前方に向けて突出した後、前方上方に向けて屈曲する底板部４６ａと、排気用開口４２の左右の縁から前方に向けて突出しており、底板部４６ａの左右の端部と接続する側板部４６ｂを備えている。排気用開口４２にリブ４６を設けることで、把持部１０を把持したユーザから排気用開口４２を介して本体部４の内部が視認されることを抑制することができる。また、排気用開口４２にリブ４６を設けることで、排気用開口４２を介して本体部４の外部から内部へ水や異物が侵入することを抑制することができる。

図４に示すように、電池セルユニット１４は、複数の電池セル４８と、複数の電池セル４８を保持する樹脂製のセルホルダ５０と、セルホルダ５０の下方でセルホルダ５０に保持された制御回路基板５２を備えている。制御回路基板５２の下面には、電池側端子５４が設けられている。

複数の電池セル４８のそれぞれは、例えばリチウムイオン電池セルである。複数の電池セル４８のそれぞれは、略円柱形状を有しており、長手方向が前後方向に沿うように配置されている。複数の電池セル４８のそれぞれの形状は、例えば、１８６５０型であって、直径が１８ｍｍ、長手方向の寸法が６５ｍｍである。複数の電池セル４８は、上下方向に４段に配置されている。複数の電池セル４８は、左右方向に８列に配置されている。複数の電池セル４８は、矩形格子状に配置されており、例えば正方格子状に配置されている。上下方向で同じ段に配置された電池セル４８同士は、上下方向の位置が互いに略等しく、左右方向に間隔をあけて配置されている。左右方向で同じ列に配置された電池セル４８同士は、左右方向の位置が互いに略等しく、上下方向に間隔をあけて配置されている。図５、図６に示すように、複数の電池セル４８のそれぞれは、前端および後端の一方に正極４８ａを有しており、前端および後端の他方に負極４８ｂを有している。複数の電池セル４８のそれぞれの正極４８ａと負極４８ｂには、金属製のリード板５６（図４参照）が取り付けられている。図４に示すように、一部のリード板５６は、制御回路基板５２に直接差し込まれることで制御回路基板５２に電気的に接続しており、残りのリード板５６は、リード線５８を介して制御回路基板５２に電気的に接続している。

図５、図６に示すように、セルホルダ５０は、略直方体形状を有している。セルホルダ５０は、前面５０ａと、後面５０ｂと、右面５０ｃと、左面５０ｄと、上面５０ｅと、下面５０ｆを備えている。セルホルダ５０は、前セルホルダ６０と、後セルホルダ６２を備えている。前セルホルダ６０は、複数の電池セル４８の前端を保持している。後セルホルダ６２は、複数の電池セル４８の後端を保持している。

図５に示すように、セルホルダ５０の右面５０ｃには、複数の給気用開口６４が形成されている。本実施例では、セルホルダ５０の右面５０ｃに２つの給気用開口６４が形成されており、１つの給気用開口６４は、セルホルダ５０の内部の上から１段目の電池セル４８と上から２段目の電池セル４８の間の空間に対向して配置されており、もう１つの給気用開口６４は、セルホルダ５０の内部の下から１段目の電池セル４８と下から２段目の電池セル４８の間の空間に対向して配置されている。

図６に示すように、セルホルダ５０の左面５０ｄには、複数の給気用開口６６が形成されている。本実施例では、セルホルダ５０の左面５０ｄに２つの給気用開口６６が形成されており、１つの給気用開口６６は、セルホルダ５０の内部の上から１段目の電池セル４８と上から２段目の電池セル４８の間の空間に対向して配置されており、もう１つの給気用開口６６は、セルホルダ５０の内部の下から１段目の電池セル４８と下から２段目の電池セル４８の間の空間に対向して配置されている。

セルホルダ５０の上面５０ｅには、複数の給気用開口６８が形成されている。本実施例では、セルホルダ５０の上面５０ｅに２つの給気用開口６８が形成されており、１つの給気用開口６８は、セルホルダ５０の内部の右から３列目の電池セル４８と右から４列目の電池セル４８の間の空間に対向して配置されており、もう１つの給気用開口６８は、セルホルダ５０の内部の左から３列目の電池セル４８と左から４列目の電池セル４８の間の空間に対向して配置されている。

図５に示すように、セルホルダ５０の下面５０ｆには、複数の給気用開口７０が形成されている。本実施例では、セルホルダ５０の下面５０ｆに２つの給気用開口７０が形成されており、１つの給気用開口７０は、セルホルダ５０の内部の右から３列目の電池セル４８と右から４列目の電池セル４８の間の空間に対向して配置されており、もう１つの給気用開口７０は、セルホルダ５０の内部の左から３列目の電池セル４８と左から４列目の電池セル４８の間の空間に対向して配置されている。

複数の給気用開口６４，６６，６８，７０のそれぞれは、前セルホルダ６０と、後セルホルダ６２に跨って形成されている。複数の給気用開口６４，６６，６８，７０のそれぞれは、前後方向に長手方向を有する長孔形状を有している。複数の給気用開口６４，６６，６８，７０のそれぞれの前端は、例えば、複数の電池セル４８の前端から、複数の電池セル４８の前後方向の長さの１／４の長さだけ後方の位置に配置されている。複数の給気用開口６４，６６，６８，７０のそれぞれの後端は、例えば、複数の電池セル４８の後端から、複数の電池セル４８の前後方向の長さの１／４の長さだけ前方の位置に配置されている。

図６に示すように、セルホルダ５０の後面５０ｂには、複数の電極用開口７２と、複数の排気用開口７４が形成されている。複数の電極用開口７２は、複数の電池セル４８の後端に対応して配置されており、複数の電池セル４８の正極４８ａまたは負極４８ｂが露出している。リード板５６（図４参照）は、セルホルダ５０の後面５０ｂの後方に配置されており、電極用開口７２を介して電池セル４８の正極４８ａまたは負極４８ｂに当接している。複数の排気用開口７４は、４つの電極用開口７２に囲まれた位置に配置されている。すなわち、複数の排気用開口７４は、セルホルダ５０の内部の４つの電池セル４８に囲まれた空間に対向して配置されている。なお、右から１列目の電池セル４８と右から２列目の電池セル４８の間では、セルホルダ５０の後面５０ｂに対応する排気用開口７４は形成されていない。また、左から１列目の電池セル４８と左から２列目の電池セル４８の間でも、セルホルダ５０の後面５０ｂに対応する排気用開口７４は形成されていない。さらに、上から２段目の電池セル４８と上から３段目（すなわち下から２段目）の電池セル４８の間では、右から３列目の電池セル４８と右から４列目の電池セル４８の間と、左から３列目の電池セル４８と左から４列目の電池セル４８の間に、対応する排気用開口７４が形成されているものの、それ以外の位置には排気用開口７４は形成されていない。

図５に示すように、セルホルダ５０の前面５０ａには、複数の電極用開口７６が形成されている。複数の電極用開口７６は、複数の電池セル４８の前端に対応して配置されており、複数の電池セル４８の正極４８ａまたは負極４８ｂが露出している。リード板５６（図４参照）は、セルホルダ５０の前面５０ａの前方に配置されており、電極用開口７６を介して電池セル４８の正極４８ａまたは負極４８ｂに当接している。なお、セルホルダ５０の後面５０ｂとは異なり、セルホルダ５０の前面５０ａには、電極用開口７６以外の開口は形成されていない。

図４に示すように、電池側端子５４は、電源端子７８と、信号端子８０を備えている。電源端子７８は、正極電源端子７８ａと、正極電源端子７８ａよりも右方に配置された負極電源端子７８ｂを備えている。信号端子８０は、正極電源端子７８ａと負極電源端子７８ｂの間に配置されている。信号端子８０は、正極電源端子７８ａの右方に隣接して配置された充放電制御端子８０ａと、正極電源端子７８ａの右方に隣接しており、充放電制御端子８０ａの後方に配置された信号受信端子８０ｂと、充放電制御端子８０ａの右方に隣接して配置された過放電出力端子８０ｃと、信号受信端子８０ｂの右方に隣接しており、過放電出力端子８０ｃの後方に配置された信号送信端子８０ｄと、過放電出力端子８０ｃの右方に隣接して配置された接続検出端子８０ｅと、信号送信端子８０ｄの右方に隣接しており、接続検出端子８０ｅの後方に配置された操作入力端子８０ｆを備えている。

正極電源端子７８ａと負極電源端子７８ｂは、母材がＣｕ合金であり、下地めっきとしてＣｕめっきが施されており、その上からＳｎめっきが施されている。なお、Ｓｎめっきの代わりに、Ｎｉなどの卑金属に属する純金属のめっきが施されていてもよいし、ＡｕなどのＡｇ以外の貴金属に属する純金属のめっきが施されていてもよい。あるいは、Ａｇを含まない合金のめっきが施されていてもよい。

水分が多い環境下で電池パック２を使用すると、正極電源端子７８ａの表面の金属がイオン化して、制御回路基板５２上を負極電源端子７８ｂに向けて移動し、負極電源端子７８ｂの表面で再び金属として析出する。このような現象をイオンマイグレーションという。負極電源端子７８ｂで析出した金属が制御回路基板５２上で成長すると、制御回路基板５２上で短絡を生じるおそれがある。イオンマイグレーションは、Ａｇで最も起こりやすい。また、イオンマイグレーションは、大きな電圧が印加される場合に生じやすく、小さな電圧が印加される場合に生じにくいので、電源端子７８で起こりやすく、信号端子８０では起こりにくい。このため、上記のように、正極電源端子７８ａと負極電源端子７８ｂにＡｇ以外の純金属またはＡｇを含まない合金のめっきを施すことによって、イオンマイグレーションにより短絡が生じてしまうことを抑制することができる。特に、正極電源端子７８ａの表面にＡｇ以外の純金属またはＡｇを含まない合金のめっきを施すことによって、正極電源端子７８ａの表面におけるＡｇのイオン化を抑制することができ、イオンマイグレーションにより短絡が生じることを抑制することができる。なお、上記のＡｇ以外の純金属またはＡｇを含まない合金は、Ａｇ，Ｐｂ以外の純金属またはＡｇ，Ｐｂを含まない合金であってもよいし、Ａｇ，Ｐｂ，Ｃｕ以外の純金属またはＡｇ，Ｐｂ，Ｃｕを含まない合金であってもよい。

充放電制御端子８０ａと、信号受信端子８０ｂと、過放電出力端子８０ｃと、信号送信端子８０ｄと、接続検出端子８０ｅと、操作入力端子８０ｆは、母材がＣｕ合金であり、下地めっきとしてＣｕめっきが施されており、その上からＡｇめっきが施されている。なお、Ａｇめっきの代わりに、Ａｕなどの貴金属に属する純金属または貴金属の合金のめっきが施されていてもよい。

電池パック２が電気機器や充電器に取り付けられた状態では、電池側端子５４は、電気機器や充電器の機器側端子と当接した状態で維持される。この状態で、微小な振動が電池側端子５４に繰り返し作用すると、電池側端子５４の表面において部分的に摩耗が進行していき、電池側端子５４の表面の金属の摩耗粉が酸化して、電池側端子５４の表面に堆積していく。このような現象をフレッティングコロージョンという。電池側端子５４の表面に酸化した摩耗粉が堆積していくと、電池側端子５４の導通不良を生じるおそれがある。一般に、貴金属は酸化しづらいため、フレッティングコロージョンによる導通不良は生じにくい。逆に、卑金属は酸化しやすいため、フレッティングコロージョンによる導通不良が生じやすい。また、フレッティングコロージョンによる導通不良は、大きな電圧が印加される場合に生じにくく、小さな電圧が印加される場合に生じやすいので、電源端子７８では起こりにくく、信号端子８０では起こりやすい。このため、上記のように、充放電制御端子８０ａと、信号受信端子８０ｂと、過放電出力端子８０ｃと、信号送信端子８０ｄと、接続検出端子８０ｅと、操作入力端子８０ｆに、貴金属に属する純金属または貴金属の合金のめっきを施すことによって、フレッティングコロージョンにより導通不良が生じることを抑制することができる。

制御回路基板５２には、複数の貫通孔８２が形成されている。本実施例では、制御回路基板５２には、４つの貫通孔８２が形成されている。１つの貫通孔８２は、正極電源端子７８ａと充放電制御端子８０ａの間、および正極電源端子７８ａと信号受信端子８０ｂの間を前後方向に延びている。もう１つの貫通孔８２は、充放電制御端子８０ａと過放電出力端子８０ｃの間、および信号受信端子８０ｂと信号送信端子８０ｄの間を前後方向に延びている。さらにもう１つの貫通孔８２は、過放電出力端子８０ｃと接続検出端子８０ｅの間、および信号送信端子８０ｄと操作入力端子８０ｆの間を前後方向に延びている。さらにもう１つの貫通孔８２は、接続検出端子８０ｅと負極電源端子７８ｂの間、および操作入力端子８０ｆと負極電源端子７８ｂの間を前後方向に延びている。制御回路基板５２に複数の貫通孔８２が形成されていることで、制御回路基板５２の表面に水等の導電性物質が付着した場合であっても、電源端子７８の間、信号端子８０の間、および電源端子７８と信号端子８０の間で短絡が生じることを抑制することができる。

図７に示すように、複数の電池セル４８は、正極電源端子７８ａと負極電源端子７８ｂの間に電気的に接続されている。制御回路基板５２は、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）８４と、電源回路８６と、ＡＦＥ（Analog Front End）８８と、温度検出部９０と、電流検出部９２と、充放電制御部９４と、信号通信部９６と、過放電出力部９８と、操作入力部１００と、接続検出部１０２を備えている。ＭＰＵ８４は、電池パック２の動作を制御する。ＭＰＵ８４は、表示回路基板１７の表示スイッチ１７ａおよびＬＥＤ１７ｂに電気的に接続されている。電源回路８６は、複数の電池セル４８からの直流電力を、ＭＰＵ８４の動作に適した電圧まで降圧して、ＭＰＵ８４に供給する。電流検出部９２は、複数の電池セル４８を流れる電流を検出して、ＡＦＥ８８に出力する。ＡＦＥ８８は、複数の電池セル４８のそれぞれの電圧および電流検出部９２で検出された電流を、ＭＰＵ８４で認識可能となるように増幅して、ＭＰＵ８４に出力する。温度検出部９０は、セルホルダ５０に設けられたサーミスタ（図示せず）によって複数の電池セル４８の温度を検出して、ＭＰＵ８４に出力する。充放電制御部９４は、ＭＰＵ８４と充放電制御端子８０ａの間を電気的に接続している。充放電制御部９４は、電池パック２の状態が正常である場合には、充放電制御端子８０ａに充放電許可信号を出力し、電池パック２の状態が異常である場合には、充放電制御端子８０ａに充放電禁止信号を出力する。信号通信部９６は、ＭＰＵ８４と信号受信端子８０ｂの間、およびＭＰＵ８４と信号送信端子８０ｄの間を電気的に接続している。信号通信部９６は、シリアル通信により信号受信端子８０ｂで受信される信号をＭＰＵ８４に入力するとともに、ＭＰＵ８４から出力される信号をシリアル通信による信号送信端子８０ｄで送信する。過放電出力部９８は、ＭＰＵ８４と過放電出力端子８０ｃの間を電気的に接続している。過放電出力部９８は、複数の電池セル４８が過放電となった場合に、過放電であることを通知する信号を過放電出力端子８０ｃに出力する。操作入力部１００は、ＭＰＵ８４と操作入力端子８０ｆの間を電気的に接続している。操作入力部１００は、電池パック２が取り付けられた電気機器において、電気機器の操作スイッチがユーザによりオン操作された時に電気機器から送信される操作入力信号を操作入力端子８０ｆで受信して、ＭＰＵ８４に入力する。接続検出部１０２は、ＭＰＵ８４と接続検出端子８０ｅの間を電気的に接続している。接続検出部１０２は、電池パック２が電気機器または充電器に電気的に接続された場合に、接続検出信号をＭＰＵ８４に入力する。なお、図７に示す構成はあくまでも例示であって、特に、信号端子８０および／または信号端子８０に接続する構成要素は、上記以外の種類のものであってもよく、上記以外の個数であってもよい。

電池パック２が充電器に取り付けられる際には、複数の電池セル４８への充電の際に、複数の電池セル４８が過剰に高温となることを抑制するために、充電器に設けられた送風装置（図示せず）によって複数の電池セル４８の冷却が行われる。本実施例の電池パック２では、充電器に設けられた送風装置によって、図２に示す本体部４の後面４ｂの排気用開口４２を介して、ケーシング１２の内部から外部へ空気が吸い出される。以下では、このように複数の電池パック２が冷却される際の、ケーシング１２の内部での空気の流れについて説明する。

図８に示すように、本体部４の後面４ｂの排気用開口４２を介して、ケーシング１２の内部から外部に空気が吸い出されると、本体部４の右面４ｃの給気用開口３６と、本体部４の左面４ｄの給気用開口３８と、本体部４の前面４ａの給気用開口４０を介して、ケーシング１２の外部から内部に空気が流入する。また、図９に示すように、端子ＩＦ部２０の端子用開口２４を介しても、僅かではあるが、ケーシング１２の外部から内部へ空気が流入する。

給気用開口３６から流入した空気の大部分は、セルホルダ５０の右面５０ｃの複数の給気用開口６４を介して、セルホルダ５０の内部へ流入する。給気用開口３６から流入した空気の残りは、ケーシング１２とセルホルダ５０の間の空間を流れて、セルホルダ５０の上面５０ｅの複数の給気用開口６８や、セルホルダ５０の下面５０ｆの複数の給気用開口７０を介して、セルホルダ５０の内部へ流入する。

給気用開口３８から流入した空気の大部分は、セルホルダ５０の左面５０ｄの複数の給気用開口６６を介して、セルホルダ５０の内部へ流入する。給気用開口３８から流入した空気の残りは、ケーシング１２とセルホルダ５０の間の空間を流れて、セルホルダ５０の上面５０ｅの複数の給気用開口６８や、セルホルダ５０の下面５０ｆの複数の給気用開口７０を介して、セルホルダ５０の内部へ流入する。

図８に示すように、給気用開口４０から流入した空気は、ケーシング１２とセルホルダ５０の間の空間を流れて、セルホルダ５０の右面５０ｃの複数の給気用開口６４や、セルホルダ５０の左面５０ｄの複数の給気用開口６６や、セルホルダ５０の上面５０ｅの複数の給気用開口６８や、セルホルダ５０の下面５０ｆの複数の給気用開口７０を介して、セルホルダ５０の内部へ流入する。

図９に示すように、端子用開口２４から流入した空気は、制御回路基板５２の貫通孔８２を通過して、セルホルダ５０の下面５０ｆの複数の給気用開口７０を介して、セルホルダ５０の内部へ流入する。

複数の給気用開口６４からセルホルダ５０の内部へ流入した空気は、上下方向に隣接する電池セル４８の間の空間を右方から左方に向けて流れていく。複数の給気用開口６６からセルホルダ５０の内部へ流入した空気は、上下方向に隣接する電池セル４８の間の空間を左方から右方に向けて流れていく。複数の給気用開口６８からセルホルダ５０の内部へ流入した空気は、左右方向に隣接する電池セル４８の間の空間を上方から下方に向けて流れていく。複数の給気用開口７０からセルホルダ５０の内部へ流入した空気は、左右方向に隣接する電池セル４８の間の空間を下方から上方に向けて流れていく。

図８に示すように、セルホルダ５０の後面５０ｂの複数の排気用開口７４が形成されている箇所では、電池セル４８の長手方向に沿って、前方から後方へ向かう空気の流れが生じる。これによって、複数の給気用開口６４，６６，６８，７０からセルホルダ５０の内部へ流入した空気は、複数の電池セル４８の間の空間を左右方向または上下方向に流れた後、前方から後方へ流れて、複数の排気用開口７４を介してセルホルダ５０の外部へ流出する。複数の排気用開口７４を介してセルホルダ５０の外部へ流出した空気は、本体部４の後面４ｂの複数の排気用開口４２を介してケーシング１２の外部へ流出する。上記のような空気の流れによって、複数の電池セル４８が冷却される。

以上のように、１つまたはそれ以上の実施形態において、電池パック２は、機器側端子を備える電気機器または充電器に着脱可能である。電池パック２は、電池セル４８と、電池セル４８に電気的に接続された制御回路基板５２（回路基板の例）と、制御回路基板５２に電気的に接続されており、機器側端子と当接することで機器側端子に電気的に接続する電池側端子５４を備えている。電池側端子５４は、電池セル４８からの放電または電池セル４８への充電のための正極電源端子７８ａおよび負極電源端子７８ｂと、制御回路基板５２に電気的に接続されており、制御回路基板５２との間の信号通信のための少なくとも１つの信号端子８０を備えている。正極電源端子７８ａにおいて、第１金属のめっきが表面に施されている。少なくとも１つの信号端子８０のうちの１つにおいて、第２金属のめっきが表面に施されている。第１金属は、Ａｇ以外の純金属またはＡｇを含まない合金である。第２金属は、貴金属に属する純金属または貴金属の合金である。

上記の構成によれば、電池パック２の電池側端子５４において、イオンマイグレーションによる短絡や、フレッティングコロージョンによる導通不良が発生することを抑制することができる。

１つまたはそれ以上の実施形態において、負極電源端子７８ｂにおいて、第３金属のめっきが表面に施されている。第３金属は、Ａｇ以外の純金属またはＡｇを含まない合金である。

上記の構成によれば、電池パック２の電池側端子５４において、イオンマイグレーションによる短絡が発生することを抑制することができる。

１つまたはそれ以上の実施形態において、第３金属は、第１金属と同一の金属である。

上記の構成によれば、正極電源端子７８ａと負極電源端子７８ｂに対して行うめっき処理を共通化することができるので、電池パック２の製造をより容易に行うことができる。

１つまたはそれ以上の実施形態において、少なくとも１つの信号端子８０の全てにおいて、第２金属のめっきが表面に施されている。

上記の構成によれば、少なくとも１つの信号端子８０の全てに対して行うめっき処理を共通化することができるので、電池パック２の製造をより容易に行うことができる。

１つまたはそれ以上の実施形態において、第１金属は、Ｓｎである。

上記の構成によれば、電池側端子５４のうち第１金属のめっきが施されたもの（例えば正極電源端子７８ａ、負極電源端子７８ｂ）が機器側端子に対して摺動する際の摺動性を向上することができる。

１つまたはそれ以上の実施形態において、第２金属は、Ａｇである。

上記の構成によれば、電池側端子５４のうち第２金属のめっきが施されたもの（例えば信号端子８０）の電気抵抗を低減することができる。

２：電池パック
４：本体部
４ａ：前面
４ｂ：後面
４ｃ：右面
４ｄ：左面
４ｅ：上面
４ｆ：下面
６：右支持部
８：左支持部
１０：把持部
１２：ケーシング
１２ａ：前ケーシング
１２ｂ：後ケーシング
１４：電池セルユニット
１６：残量表示インジケータ
１７：表示回路基板
１７ａ：表示スイッチ
１７ｂ：ＬＥＤ
１８：残量表示ボタン
２０：端子ＩＦ部
２２：端子収容部
２４：端子用開口
２６：第１案内溝
２８：第２案内溝
３０：第１案内溝
３２：第２案内溝
３４：フック係合溝
３６：給気用開口
３８：給気用開口
４０：給気用開口
４２：排気用開口
４４：リブ
４４ａ：底板部
４４ｂ：側板部
４６：リブ
４６ａ：底板部
４６ｂ：側板部
４８：電池セル
４８ａ：正極
４８ｂ：負極
５０：セルホルダ
５０ａ：前面
５０ｂ：後面
５０ｃ：右面
５０ｄ：左面
５０ｅ：上面
５０ｆ：下面
５２：制御回路基板
５４：電池側端子
５６：リード板
５８：リード線
６０：前セルホルダ
６２：後セルホルダ
６４：給気用開口
６６：給気用開口
６８：給気用開口
７０：給気用開口
７２：電極用開口
７４：排気用開口
７６：電極用開口
７８：電源端子
７８ａ：正極電源端子
７８ｂ：負極電源端子
８０：信号端子
８０ａ：充放電制御端子
８０ｂ：信号受信端子
８０ｃ：過放電出力端子
８０ｄ：信号送信端子
８０ｅ：接続検出端子
８０ｆ：操作入力端子
８２：貫通孔
８４：ＭＰＵ
８６：電源回路
９０：温度検出部
９２：電流検出部
９４：充放電制御部
９６：信号通信部
９８：過放電出力部
１００：操作入力部
１０２：接続検出部

Claims

機器側端子を備える電気機器または充電器に着脱可能な電池パックであって、
電池セルと、
前記電池セルに電気的に接続された回路基板と、
前記回路基板に電気的に接続されており、前記機器側端子と当接することで前記機器側端子に電気的に接続する電池側端子を備えており、
前記電池側端子が、
前記電池セルからの放電または前記電池セルへの充電のための正極電源端子および負極電源端子と、
前記回路基板に電気的に接続されており、前記回路基板との間の信号通信のための少なくとも１つの信号端子を備えており、
前記正極電源端子において、第１金属のめっきが表面に施されており、
前記少なくとも１つの信号端子のうちの全てにおいて、第２金属のめっきが表面に施されており、
前記第１金属が、Ｓｎであり、
前記第２金属が、貴金属に属する純金属または貴金属の合金である、電池パック。
前記第２金属が、Ａｇである、請求項１の電池パック。
機器側端子を備える電気機器または充電器に着脱可能な電池パックであって、
電池セルと、
前記電池セルに電気的に接続された回路基板と、
前記回路基板に電気的に接続されており、前記機器側端子と当接することで前記機器側端子に電気的に接続する電池側端子を備えており、
前記電池側端子が、
前記電池セルからの放電または前記電池セルへの充電のための正極電源端子および負極電源端子と、
前記回路基板に電気的に接続されており、前記回路基板との間の信号通信のための少なくとも１つの信号端子を備えており、
前記正極電源端子において、第１金属のめっきが表面に施されており、
前記少なくとも１つの信号端子のうちの全てにおいて、第２金属のめっきが表面に施されており、
前記第１金属が、Ａｇ以外の純金属またはＡｇを含まない合金であり、
前記第２金属が、Ａｇである、電池パック。
前記負極電源端子において、第３金属のめっきが表面に施されており、
前記第３金属が、Ａｇ以外の純金属またはＡｇを含まない合金である、請求項１から３の何れか一項の電池パック。
前記第３金属が、前記第１金属と同一の金属である、請求項４の電池パック。