CN109906523A - 电池组以及使用电池组的电动机器、电动机器系统 - Google Patents

电池组以及使用电池组的电动机器、电动机器系统 Download PDF

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Abstract

本发明将包含五根电池单元的上侧单元组件2146与下侧单元组件2147的正极端子(2162、2172)隔开而上下并列地配置,且将负极端子(2167、2177)隔开而上下并列地配置。在电动机器本体为额定36V的情况下,使机器侧的端子仅接触上侧的端子2162、2167,并通过短路棒2059使下侧的端子2172、2177短路。在电动机器本体为额定18V的情况下,使上下的端子(2162与2172、2167与2177)同时接触机器侧的端子而形成上侧单元组件2146与下侧单元组件2147的并联连接状态。如此那样可根据电动机器本体侧的终端形状的不同来自动地切换装设有电池组时的输出电压。

Description

电池组以及使用电池组的电动机器、电动机器系统
技术领域
本发明涉及一种具有马达、照明等负载的电动机器、以及对此种电动机器供给电源的电池组等电源装置。
背景技术
电动工具等电动机器逐渐由使用锂离子电池等二次电池的电池组驱动,电动机器的无线(cordless)化逐步发展。例如,在通过马达驱动前端工具的手持式电动工具中,使用收容有多个二次电池单元(cell)的电池组,并通过电池组中存储的电能来驱动马达。电池组构成为相对于电动工具本体可拆装,若因放电而电压降低,则将电池组自电动工具本体拆除,并使用外部充电装置进行充电。
在无线型的电动工具或电动机器中,要求确保规定的工作时间或确保规定的输出,从而伴随二次电池的性能提高而实现了高输出化或高电压化。另外,随着对将电池组作为电源的电动机器的开发,具有各种电压的电池组逐渐商品化。通常,电池组的输出电压为固定的,但在专利文献1中提出了如下的电动机器用电源装置:在收容电池的壳体内设置多个电池组件(battery unit),并可通过连接部件来选择将这些电池组件串联连接来进行输出、抑或将这些电池组件并联连接来进行输出,由此可应对不同电压的机器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2014-17954号公报
发明内容
发明所要解决的问题
对使用者而言,当使用多个电动工具、电动机器时,繁琐的是要准备多种电池组,从而期望实现一种通过切换电压而应对不同电压的电动工具或电动机器的使用便利性良好的电池组。而且,期望通过可容易地装设于电动机器的电池组、而非如专利文献1那样与电动机器本体为分立式的电源装置来实现电压切换方式。
另外,根据关于运输的规定,在使用多个锂离子电池等的电池组中,在彼此连接的锂离子电池等的电力容量的合计超过规定值的情况下,当进行运输时需要采取特别的措施。因此,理想的是实现一种在运输电动机器时可切断电池组中收容的多个锂离子电池等的相互连接的电池组、以及使用所述电池组的电动机器。
本发明是鉴于所述背景而成,本发明的目的在于提供一种可切换输出电压的电池组以及使用所述电池组的电动机器。
本发明的另一目的在于提供一种可在不同电压的电动机器间共用的电池组以及使用所述电池组的电动机器。
本发明的另一目的在于提供一种可容易地进行符合所对应的电动机器的电压设定从而可有效防止电压的设定错误的电池组以及使用所述电池组的电动机器。
本发明的另一目的在于提供一种可以切断收容于电池组中的多个单元组件的相互连接的电池组以及使用所述电池组的电动机器。
解决问题的技术手段
如下所述那样对本申请所公开的发明中的概括发明进行说明。
第1点的概括发明的电池组包括:多个单元组件,至少具有一个单元;壳体,收容所述多个单元组件;正极端子与负极端子;以及电压切换元件,切换将所述多个单元组件彼此并联连接所输出的第1电压或者将所述多个单元组件彼此串联连接所输出的第2电压。
后述的实施例1至实施例13均为对应于第1点的概括发明的实施例。
根据第1点的概括发明,可解决提供一种可切换输出电压的电池组的课题。
第2点的概括发明的电池组为,在第1点的概括发明的电池组中,在所述电池组与以所述第1电压驱动的低电压电动机器本体连接的状态下,所述电压切换元件与所述多个单元组件彼此并联连接,在所述电池组与以所述第2电压驱动的高电压电动机器本体连接的状态下,所述电压切换元件与所述多个单元组件彼此串联连接。
后述的实施例1至实施例13均为对应于第2点的概括发明的实施例。
根据第2点的概括发明,可解决提供一种可在不同电压的电动机器间共用的电池组以及使用所述电池组的电动机器的课题。
第3点的概括发明的电池组为,在第2点的概括发明的所述电池组中,在维持所述多个单元组件彼此串联连接的状态下,所述电压切换元件使所述电池组能够不连接至所述低电压电动机器本体,或者,在维持所述多个单元组件彼此并联连接的状态下,所述电压切换元件使所述电池组能够不连接至所述高电压电动机器本体。
后述的实施例1至实施例13均为对应于第3点的概括发明的实施例。
根据第3点的概括发明,可解决提供一种可容易地进行符合所对应的电动机器的电压设定从而可有效防止电压的设定错误的电池组以及使用所述电池组的电动机器的课题。
第4点的概括发明的电池组包括:多个单元组件,至少具有一个单元;壳体,收容所述多个单元组件,且构成为可在对应于电动机器本体的前后方向上移动而装设;正极端子,与构成所述多个单元组件的一个单元组件的正极连接;负极端子,与构成所述多个单元组件的另一个单元组件的负极连接,且相对于所述正极端子在左右方向上分离地配置;以及多个切换端子,连接所述多个单元组件的每个,其中在所述电池组与所述电动机器本体不连接的情况下,所述多个切换端子彼此不短路,维持所述多个单元组件彼此遮蔽的状态,在所述电池组与所述电动机器本体连接的情况下,通过所述电动机器本体所具有的连接元件使所述多个切换端子彼此短路,从而所述多个单元组件彼此连接。
后述的实施例2与实施例5至实施例13均为对应于第4点的概括发明的实施例。
根据第4点的概括发明,可解决提供一种可切断电池组中收容的多个单元组件的相互连接的电池组的课题。
以上所描述的概括发明中,也能够将以下所描述的一个或多个相对具体的发明任意组合。或者,此等概括发明中,也能够将后述实施例所具备的一个或多个具体的构成任意组合。通过此等组合所组成的发明,在以上所描述的课题中,可解决至少一个课题。并且,以下所描述的发明,也可从以上所描述的概括发明作为独立发明而考虑。此情况下,以下所描述的发明存在解决与以上所描述的课题不同的课题的情况。
第1发明是一种电动机器,包括:
通过规定的电压进行动作的高电压的电动机器本体;以及可连接于所述电动机器本体的电池组,其特征在于,
所述电池组具有:多个单元组件,至少具有一个单元;正极端子群,由从所述多个单元组件的正极各自延伸的多个正极端子以邻接方式配置所构成;负极端子群,由从所述多个单元组件的负极各自延伸的多个负极端子以邻接方式配置所构成;以及壳体,收容所述多个单元组件、正极端子群及负极端子群,
所述高电压的电动机器本体具有:高电压用的正极输入端子,可与所述多个正极端子中的一个正极端子连接;高电压用的负极输入端子,可与所述多个负极端子中的一个负极端子连接;以及短路器,可与所述多个正极端子中的其他正极端子及所述多个负极端子中的其他负极端子两者连接,
当所述电池组连接于所述高电压的电动机器本体时,所述一个正极端子与所述高电压用的正极输入端子嵌合,所述一个负极端子与所述高电压用的负极输入端子嵌合,所述其他正极端子与所述其他负极端子通过所述短路器电性地连接,从而所述多个单元组件彼此串联地连接,
当所述电池组未连接于所述高电压的电动机器本体时,所述多个单元组件彼此被切断。
例如,后述的实施例5、6、13均为对应于第1发明的实施例。
根据第1发明,可解决提供一种可切断电池组中收容的多个单元组件的相互连接的电池组的课题。并且根据第1发明,可达到提供紧凑的电池组与具备此电池组的电动机器的效果。
第2发明是一种电动机器,其特征在于
所述电池组具有输入或输出信息或信号的信号端子,
所述信号端子配置于所述正极端子群与所述负极端子群之间的位置。
例如,后述的实施例5、6、13均为对应于第2发明的实施例。
根据第2发明,可达到提供紧凑的电池组与具备此电池组的电动机器的效果。并且,可达到提供防止无意的端子的短路的电池组与具备此电池组的电动机器的效果。
第3发明是一种电动机器,其特征在于
所述电池组的壳体具有:第1狭槽,设置于与所述正极端子群对应的位置;第2狭槽,设置于与所述负极端子群对应的位置,
当所述电池组连接于所述高电压的电动机器本体时,所述高电压用的正极输入端子插入所述第1狭槽,与所述一个正极端子嵌合,所述高电压用的负极输入端子插入所述第2狭槽,与所述一个负极端子嵌合。
例如,后述的实施例5、实施例6、实施例13均为对应于第3发明的实施例。
根据第3发明,可达到提供紧凑的电池组与具备此电池组的电动机器的效果。并且,可达到提供防止无意的端子的短路的电池组与具备此电池组的电动机器的效果。
第4发明是一种电动机器,其特征在于
所述正极端子群配置在较所述多个单元组件上方的位置,
构成所述正极端子群的一个正极端子通过一个连接构件连接到构成所述多个单元组件的一个单元组件所具有的一个电池单元,
构成所述正极端子群的其他正极端子通过其他连接构件连接到构成所述多个单元组件的其他单元组件所具有的其他电池单元,
所述其他正极端子配置在较所述一个正极端子上方或后方的位置,且所述其他电池单元配置在较所述一个电池单元后方的位置,或者,所述其他正极端子配置在较所述一个正极端子下方或前方的位置,且所述其他电池单元配置在较所述一个电池单元前方的位置。
例如,后述的实施例8为对应于第4发明的实施例。
根据第4发明,可达到提供紧凑的电池组与具备此电池组的电动机器的效果。
第5发明是一种电动机器,其特征在于
所述电池组具有连接所述正极端子群与所述负极端子群的电路基板,
所述一个连接构件具有设置在所述电路基板上的一个配线图案,所述其他连接构件具有设置在所述电路基板上的其他配线图案,所述其他配线图案配置在较所述一个配线图案后方的位置,或者,所述其他配线图案配置在较所述一个配线图案前方的位置。
例如,后述的实施例8为对应于第5发明的实施例。
根据第5发明,可达到提供紧凑的电池组与具备此电池组的电动机器的效果。
第6发明是一种电动机器,其特征在于
在所述电池组连接至所述高电压的电动机器本体的状态下,所述电池组或所述高电压的电动机器本体具有:端子间绝缘构件,由在构成所述正极端子群的一个正极端子与其他正极端子之间延伸的绝缘性构件所构成。
例如,后述的实施例6、实施例8为对应于第6发明的实施例。
根据第6发明,可达到提供防止无意的端子的短路的电池组与具备此电池组的电动机器的效果。
第7发明是一种电动机器系统,其特征在于,
所述低电压的电动机器本体具有:低电压用的正极输入端子,可与构成所述正极端子群的所述多个正极端子连接;以及低电压用的负极输入端子,可与构成所述负极端子群的所述多个负极端子连接,
当所述电池组连接于所述低电压的电动机器本体时,所述多个正极端子与所述低电压用的正极输入端子嵌合,所述多个负极端子与所述低电压用的负极输入端子嵌合,从而所述多个单元组件彼此并联地连接。
例如,后述的实施例5、6、13为对应于第7发明的实施例。
根据第7发明,可解决提供一种可切换输出电压的电池组的课题。并且,可解决提供一种可在不同电压的电动机器间共用的电池组以及使用所述电池组的电动机器的课题。并且,可解决提供一种可容易地进行符合所对应的电动机器的电压设定从而可有效防止电压的设定错误的电池组以及使用所述电池组的电动机器的课题。
第8发明是一种电动机器,其特征在于,
在所述电池组连接至所述低电压的电动机器本体的状态下,所述端子间绝缘构件允许构成所述正极端子群的所述多个正极端子与所述低电压用的正极输入端子嵌合。
例如,后述的实施例6、实施例8为对应于第8发明的实施例。
根据第8发明,可达到提供防止无意的端子的短路的电池组与具备此电池组的电动机器的效果。
第9发明是一种电动机器系统,其具有:通过规定电压进行动作的低电压的电动机器本体;通过较所述规定电压高的电压进行动作的高电压的电动机器本体;以及可与所述低电压的电动机器本体与高电压的电动机器本体连接的电池组,且特征在于,
所述电池组具有:多个单元组件,至少具有一个单元;第1切换端子群,由与所述多个单元组件连接的多个切换端子以彼此邻接的方式配置所构成;以及壳体,收容所述多个单元组件及第1切换端子群,
所述低电压的电动机器本体具有可与所述第1切换端子群嵌合的第1低电压用切换元件,
所述高电压的电动机器本体具有可与所述第1切换端子群嵌合、且以不同于所述第1低电压用切换元件的构造所构成的第1高电压用切换元件,
当所述低电压的电动机器本体连接于所述电池组时,所述第1低电压用切换元件与所述第1切换端子群嵌合,从而所述多个单元组件彼此并联地连接,
当所述高电压的电动机器本体连接于所述电池组时,所述第1高电压用切换元件与所述第1切换端子群嵌合,从而所述多个单元组件彼此串联地连接。
例如,后述的实施例5、实施例6、实施例13为对应于第9发明的实施例。
根据第9发明,可解决提供一种可切换输出电压的电池组的课题。并且,可解决提供一种可在不同电压的电动机器间共用的电池组以及使用所述电池组的电动机器的课题。并且,可解决提供一种可容易地进行符合所对应的电动机器的电压设定从而可有效防止电压的设定错误的电池组以及使用所述电池组的电动机器的课题。
第10发明是一种电动机器系统,其特征在于,
所述电池组具有:第2切换端子群,由与所述多个单元组件连接的多个切换端子以不同于所述第1切换端子群的彼此邻接的方式配置所构成,
所述低电压的电动机器本体具有可与所述第2切换端子群嵌合的第2低电压用切换元件,
所述高电压的电动机器本体具有可与所述第2切换端子群嵌合、且以不同于所述第2低电压用切换元件的构造所构成的第2高电压用切换元件,
当所述电池组连接于所述低电压的电动机器本体时,所述第1切换端子群与所述第1低电压用切换元件嵌合,所述第2切换端子群与所述第2低电压用切换元件嵌合,从而所述多个单元组件彼此并联地连接,
当所述电池组连接于所述高电压的电动机器本体时,所述第1切换端子群与所述第1高电压用切换元件嵌合,所述第2切换端子群与所述第2高电压用切换元件嵌合,从而所述多个单元组件彼此串联地连接。
例如,后述的实施例5、实施例6、实施例13为对应于第10发明的实施例。
根据第10发明,可解决提供一种可切换输出电压的电池组的课题。并且,可解决提供一种可在不同电压的电动机器间共用的电池组以及使用所述电池组的电动机器的课题。并且,可解决提供一种可容易地进行符合所对应的电动机器的电压设定从而可有效防止电压的设定错误的电池组以及使用所述电池组的电动机器的课题。
第11发明是一种电动机器系统,其特征在于
当所述电池组未连接于所述低电压的电动机器本体或者高电压的电动机器本体时,所述多个单元组件彼此不连接。
例如,后述的实施例5、实施例6、实施例13为对应于第11发明的实施例。
根据第11发明,可解决提供一种可切断电池组中收容的多个单元组件的相互连接的电池组的课题。
第12发明是一种电动机器系统,其特征在于
所述低电压的电动机器本体所具有的所述第1低电压用切换元件或者所述第2低电压用切换元件以与构成所述第1切换端子群的所述多个切换端子彼此连接而成为同一电位的方式所构成,
所述高电压的电动机器本体所具有的所述第1高电压用切换元件或者所述第2高电压用切换元件以与构成所述第1切换端子群的所述多个切换端子彼此分离而成为不同电位的方式所构成。
例如,后述的实施例5、实施例6、实施例13为对应于第12发明的实施例。
第13发明是一种电动机器系统,其特征在于,
所述第1切换端子群作为与从所述多个单元组件的正极各自延伸的多个正极端子邻接的方式配置而构成的正极端子群来构成,所述第2切换端子群作为从所述多个单元组件的负极各自延伸的多个负极端子邻接的方式配置而构成的负极端子群来构成,
所述第1低电压用切换元件以可与构成所述正极端子群的多个正极端子彼此连接的方式构成,所述第2低电压用切换元件以可与构成所述负极端子群的多个负极端子彼此连接的方式构成,
所述第1高电压用切换元件具有:正极输入端子,可与所述多个正极端子中的一个正极端子嵌合;以及第1短路器,可与其他正极端子嵌合,所述第2高电压用切换元件具有:负极输入端子,可与所述多个负极端子中的一个负极端子嵌合;以及第2短路器,可与其他负极端子嵌合,所述第1短路器与所述第2短路器彼此连接,
当所述电池组连接于所述低电压的电动机器本体时,所述正极端子群与所述第1低电压用切换元件嵌合,所述多个正极端子彼此连接,所述负极端子群与所述第2低电压用切换元件嵌合,所述多个负极端子彼此连接,从而所述多个单元组件彼此并联地连接,
当所述电池组连接于所述高电压的电动机器本体时,所述一个正极端子与所述正极输入端子嵌合,所述其他正极端子与所述第1短路器嵌合,所述一个负极端子与所述负极输入端子嵌合,所述其他负极端子与所述第2短路器嵌合,从而所述多个单元组件彼此串联地连接。
例如,后述的实施例6、实施例8~实施例13为对应于第13发明的实施例。
第14发明是一种电动机器系统,其特征在于,
所述电池组的壳体具有:一个第1狭槽,设置于与构成所述第1切换端子群的多个切换端子对应的位置,
所述第1狭槽允许所述第1低电压用切换元件及所述第1高电压用切换元件插入至所述第1狭槽,与所述第1切换端子群嵌合。
例如,后述的实施例6、实施例8~实施例13为对应于第14发明的实施例。
根据第14发明,可达到提供紧凑的电池组与具备此电池组的电动机器系统的效果。
第15发明是一种电动机器系统,其特征在于
构成所述第1切换端子群的一个切换端子通过一个连接构件连接到构成所述多个单元组件的一个单元组件所具有的一个电池单元,
构成所述第1切换端子群的其他切换端子通过其他连接构件连接到构成所述多个单元组件的其他单元组件所具有的其他电池单元,
所述其他切换端子配置在较所述一个切换端子上方或后方的位置,且所述其他电池单元配置在较所述一个电池单元后方的位置,或者,所述其他切换端子配置在较所述一个切换端子下方或前方的位置,且所述其他电池单元配置在较所述一个电池单元前方的位置。
例如,后述的实施例8为对应于第15发明的实施例。
根据第15发明,可达到提供紧凑的电池组与具备此电池组的电动机器系统的效果。
第16发明是一种电动机器,其特征在于
所述电池组具有连接所述第1切换端子群的电路基板,
所述一个连接构件具有设置在所述电路基板上的一个配线图案,所述其他连接构件具有设置在所述电路基板上的其他配线图案,所述其他配线图案配置在较所述一个配线图案后方的位置,或者,所述其他配线图案配置在较所述一个配线图案前方的位置。
例如,后述的实施例8为对应于第16发明的实施例。
根据第16发明,可达到提供紧凑的电池组与具备此电池组的电动机器系统的效果。
第17发明是一种电动机器系统,其特征在于
在所述电池组连接至所述高电压的电动机器本体的状态下,所述电池组、所述低电压的电动机器本体或所述高电压的电动机器本体的至少一个具有端子间绝缘构件,其由在构成所述正极端子群的一个正极端子与其他正极端子之间延伸的绝缘性构件所构成。
例如,后述的实施例6、实施例8为对应于第17发明的实施例。
根据第17发明,可提供防止无意的端子的短路的电池组与具备此电池组的电动机器系统。
第18发明是一种电动机器,其特征在于,
在所述电池组连接至所述低电压的电动机器本体或者所述高电压的电动机器本体的状态下,所述端子间绝缘构件允许所述第1切换端子群与所述第1低电压用切换元件或所述第1高电压用切换元件嵌合。
例如,后述的实施例6、实施例8为对应于第18发明的实施例。
第19发明是一种电池组,其具备多个单元组件,并能够切换所述多个单元组件的连接状态,所述电池组的特征在于:
将连接于各单元组件的正极或负极的切换端子群邻接配置于共同的狭槽内,并将电动机器本体的端子插入至所述狭槽内,通过所述电动机器本体的端子使所述切换端子群短路,由此能够切换所述多个单元组件的连接状态。
例如,后述的实施例2、实施例4、实施例5、实施例6、实施例8~实施例13为对应于第19发明的实施例。
根据第19发明,可达到提供紧凑的电池组与具备此电池组的电动机器系统的效果。
第20发明是一种电动机器,其特征在于,
所述电动机器本体具有将所述多个单元组件彼此串联地连接的短路器,
当所述电池组连接于高电压的所述电动机器本体时,构成所述切换端子群的多个端子中的至少一个端子连接于所述短路器,从而所述多个单元组件彼此串联地连接,
当所述电池组未连接于高电压的所述电动机器本体时,构成所述切换端子群的多个端子中的任一端子均不连接于所述短路器,从而所述多个单元组件彼此被切断。
例如,后述的实施例2、实施例5、实施例6、实施例8~实施例13为对应于第20发明的实施例。
根据第20发明,可解决提供一种可切换输出电压的电池组的课题。并且,可解决提供一种可切断电池组中收容的多个单元组件的相互连接的电池组的课题。
第21发明是一种电动机器,其特征在于
所述电动机器本体具有将所述多个单元组件彼此并联地连接的输入端子,
当所述电池组连接于低电压的所述电动机器本体时,构成所述切换端子群的多个端子中的至少两个端子连接于所述输入端子,从而所述多个单元组件彼此并联地连接,
当所述电池组未连接于低电压的所述电动机器本体时,构成所述切换端子群的多个端子中的任一端子均不连接于所述输入端子,从而所述多个单元组件彼此被切断。
例如,后述的实施例2、实施例5、实施例6、实施例8~实施例13为对应于第21发明的实施例。
根据第21发明,可解决提供一种可切换输出电压的电池组的课题。并且,可解决提供一种可切断电池组中收容的多个单元组件的相互连接的电池组的课题。并且,可解决提供一种可在不同电压的电动机器间共用的电池组以及使用所述电池组的电动机器的课题。
第22发明是一种电动机器系统,其具有:第19发明的所述电池组、第20发明的高电压的所述电动机器本体、以及第21发明的低电压的所述电动机器本体。
例如,后述的实施例2、实施例5、实施例6、实施例8~实施例13为对应于第22发明的实施例。
第23发明是一种电池组,其特征在于
所述电池组具有:在所述电池组的左右沿前后方向延伸的一对轨道;以及在所述一对轨道之间在左右方向上并列的第1狭槽及第2狭槽,
所述切换端子群具有:第1切换端子群,将连接于构成所述多个单元组件的各个单元组件的正极的多个正极端子邻接配置于所述第1狭槽内而构成;第2切换端子群,将连接于构成所述多个单元组件的各个单元组件的负极的多个负极端子邻接配置于所述第2狭槽内而构成。
例如,后述的实施例2、实施例5、实施例6、实施例8~实施例13为对应于第23发明的实施例。
根据第23发明,可达到提供紧凑的电池组的效果。
第24发明是一种电动机器,其特征在于
所述电动机器本体具有将所述多个单元组件彼此串联地连接的短路器,
当所述电池组连接于高电压的所述电动机器本体时,构成所述第1切换端子群的多个正极端子中的至少一个正极端子连接于所述短路器,并且构成所述第2切换端子群的多个负极端子中的至少一个负极端子连接于所述短路器,从而所述多个单元组件彼此串联地连接,
当所述电池组未连接于高电压的所述电动机器本体时,构成所述第1切换端子群及所述第2切换端子群的多个端子中的任一端子均不连接于所述短路器,从而所述多个单元组件彼此被切断。
例如,后述的实施例2、实施例5、实施例6、实施例8~实施例13为对应于第24发明的实施例。
第25发明是一种电动机器,其特征在于,
所述电动机器本体具有将所述多个单元组件彼此并联地连接的正极输入端子及负极输入端子,
当所述电池组连接于低电压的所述电动机器本体时,构成所述第1切换端子群的多个正极端子中的至少两个正极端子连接于所述正极输入端子而彼此电性短路,并且构成所述第2切换端子群的多个负极端子中的至少两个负极端子连接于所述负极输入端子而彼此电性短路,从而所述多个单元组件彼此并联地连接,
当所述电池组未连接于低电压的所述电动机器本体时,构成所述第1切换端子群及所述第2切换端子群的多个端子中的任一端子均不连接于所述正极输入端子及所述负极输入端子,从而所述多个单元组件彼此被切断。
例如,后述的实施例2、实施例5、实施例6、实施例8~实施例13为对应于第25发明的实施例。
第26发明是一种电动机器系统,其具有:
第23发明的所述电池组、第6发明的高电压的所述电动机器本体、以及第7发明所述的低电压的所述电动机器本体。
例如,后述的实施例2、实施例5、实施例6、实施例8~实施例13为对应于第26发明的实施例。
第27发明是一种电池组,其特征在于
构成所述第1切换端子群的多个正极端子在所述第1狭槽内,以在与左右方向大致正交的方向上并列的方式配置,并且构成所述第2切换端子群的多个负极端子在所述第2狭槽内,以在与左右方向大致正交的方向上并列的方式配置。
例如,后述的实施例2、实施例5、实施例6、实施例8~实施例13为对应于第27发明的实施例。
根据第27发明,可达到提供紧凑的电池组的效果。
第28发明是一种电动机器,其特征在于,
所述电动机器本体具有将所述多个单元组件彼此串联地连接的短路器,
所述短路器具有沿与左右方向大致正交的方向延伸的第1端子部及第2端子部、以及连接第1端子部与第2端子部的连接部,
当所述电池组连接于高电压的所述电动机器本体时,构成所述第1切换端子群的多个正极端子中的至少一个正极端子连接于所述短路器的第1端子部,并且构成所述第2切换端子群的多个负极端子中的至少一个负极端子连接于所述短路器的第2端子部,从而所述多个单元组件彼此串联地连接,
当所述电池组未连接于高电压的所述电动机器本体时,构成所述第1切换端子群及第2切换端子群的多个端子中的任一端子均不连接于所述短路器,从而所述多个单元组件彼此被切断。
例如,后述的实施例6、实施例8~实施例13为对应于第28发明的实施例。
第29发明是一种电动机器,其特征在于,
所述电动机器本体具有将所述多个单元组件彼此并联地连接的正极输入端子及负极输入端子,
所述正极输入端子及所述负极输入端子以沿与左右方向大致正交的方向延伸的方式构成,
当所述电池组连接于低电压的所述电动机器本体时,构成所述第1切换端子群的多个正极端子中的至少两个正极端子连接于所述正极输入端子而彼此电性短路,并且构成所述第2切换端子群的多个负极端子中的至少两个负极端子连接于所述负极输入端子而彼此电性短路,从而所述多个单元组件彼此并联地连接,
当所述电池组未连接于低电压的所述电动机器本体时,构成所述第1切换端子群及所述第2切换端子群的多个端子中的任一端子均不连接于所述正极输入端子及所述负极输入端子,从而所述多个单元组件彼此被切断。
例如,后述的实施例6、实施例8~实施例13为对应于第29发明的实施例。
第30发明是一种电动机器系统,其具有:
第27发明的所述电池组、第28发明的高电压的所述电动机器本体、以及第29发明的低电压的所述电动机器本体。
例如,后述的实施例6、实施例8~实施例13为对应于第30发明的实施例。
第31发明是一种电池组,其特征在于
连接于所述正极的所述切换端子群为电性独立的上侧端子与下侧端子,
连接于所述负极的所述切换端子群为电性独立的上侧端子与下侧端子,
所述正极的所述上侧端子与所述负极的所述下侧端子连接于第1单元组件,
所述正极的所述下侧端子与所述负极的所述上侧端子连接于第2单元组件。
例如,后述的实施例5、实施例6、实施例13为对应于第31发明的实施例。
第32发明是一种电池组,其特征在于,
构成所述切换端子群的多个端子之间设有绝缘性的分割壁,所述分割壁允许所述电动机器本体的端子与所述切换端子群连接。
例如,后述的实施例8为对应于第32发明的实施例。
第33发明是一种电动机器系统,其特征在于
构成所述切换端子群的一个端子配置在较所述多个单元组件上方的位置,且连接至构成所述多个单元组件的一个单元组件所具有的一个电池单元,
构成所述切换端子群的其他切换端子配置在较所述多个单元组件上方的位置,且连接至构成所述多个单元组件的其他单元组件所具有的其他电池单元,
所述其他切换端子配置在较所述一个切换端子上方或后方的位置,且所述其他电池单元配置在较所述一个电池单元后方的位置。
例如,后述的实施例8为对应于第33发明的实施例。
如以下那样对本申请还公开的其他的发明的特征进行说明。对此等发明的特征,也可任意组合后述的实施例所具备的一个或多个具体结构来构成发明。
根据本发明的一个特征,一种电池组能够切换多个单元组件(cell unit)的连接状态,所述电池组将连接于各单元组件的正极或负极的切换端子群邻接配置于共同的狭槽内,并将电动机器本体的端子插入至狭槽内,通过电动机器本体的端子使切换端子群短路,由此能够切换多个单元组件的连接状态。此构成对应例如实施例2、实施例4~实施例6、实施例8、实施例11、实施例13。另外,电动机器本体具有将多个单元组件彼此串联地连接的短路器,当电池组连接于高电压的电动机器本体时,构成切换端子群的多个端子中的至少任意一个端子连接于短路器,从而多个单元组件彼此串联地连接。此处,所谓短路器为设置于电动机器本体侧的元件,实施例2的连接元件、实施例4的串联并联切换元件683、实施例5的导通端子734、实施例6的短路棒(short bar)1059、实施例7的短路棒1062、实施例13的短路棒2859等相当于所述短路器。当电池组未连接于高电压的电动机器本体时,构成切换端子群的多个端子中的任一端子均未通过短路器连接,从而多个单元组件彼此被切断。进而,电动机器本体具有将多个单元组件彼此并联地连接的输入端子,当电池组连接于低电压的电动机器本体时,构成切换端子群的多个端子(例如实施例5的正极端子712、正极端子713与负极端子715、负极端子716;实施例6的正极端子1162、正极端子1172与负极侧端子1167、负极侧端子1177)中的至少两个端子连接于输入端子,从而多个单元组件彼此并联地连接。当电池组未连接于低电压的电动机器本体时,构成切换端子群的多个端子中的任一端子均不连接于输入端子,从而多个单元组件彼此被切断。通过此种电池组、高电压的电动机器本体、以及低电压的电动机器本体来构成电动机器系统。
根据本发明的另一特征,电池组具有:在电池组的左右沿前后方向延伸的一对轨道;以及在一对轨道之间在左右方向上并列的第1狭槽及第2狭槽,切换端子群具有:第1切换端子群,将连接于构成多个单元组件的各个单元组件的正极的多个正极端子邻接配置于第1狭槽内而构成;第2切换端子群,将连接于构成多个单元组件的各个单元组件的负极的多个负极端子邻接配置于第2狭槽内而构成。构成第1切换端子群的多个正极端子在第1狭槽内,以在与左右方向大致正交的方向上并列的方式配置,并且构成第2切换端子群的多个负极端子在第2狭槽内,以在与左右方向大致正交的方向上并列的方式配置。此构成对应于例如实施例2、实施例5、实施例6、实施例11、实施例13。连接于正极的切换端子群为电性独立的上侧端子与下侧端子,连接于负极的切换端子群为电性独立的上侧端子与下侧端子,正极的上侧端子与负极的下侧端子连接于第1单元组件,正极的下侧端子与负极的上侧端子连接于第2单元组件。
根据本发明的另一特征,一种电池组具备多个单元组件,并能够切换多个单元组件的连接状态,所述电池组将连接于各单元组件的正极或负极的切换端子群邻接配置于共同的狭槽内,并将电动机器本体的端子插入至狭槽内,通过电动机器本体的端子使切换端子群短路,由此能够切换多个单元组件的连接状态。切换端子群具有将连接于各单元组件的正极的端子邻接配置而成的正极侧并联端子群、以及将连接于各单元组件的负极的端子邻接配置而成的负极侧并联端子群,狭槽具有供正极侧并联端子群配置的正极侧狭槽、以及供负极侧并联端子群配置的负极侧狭槽,若将电动机器本体的端子插入至各个正极侧狭槽与负极侧狭槽中且通过电动机器本体的端子使正极侧并联端子群及负极侧并联端子群分别短路,则多个单元组件经并联连接。此构成对应于例如实施例1~实施例6、实施例8、实施例13。
根据本发明的另一特征,电池组的切换端子群具有将连接于一个单元组件的正极的端子与连接于另一个单元组件的负极的端子邻接配置于串联连接用狭槽内而成的串联连接端子群,若将电动机器本体的端子插入至串联连接用狭槽中且通过电动机器本体的端子使串联连接端子群短路,则多个单元组件经串联连接。切换端子群以在朝向电动机器本体的装设方向上并列的方式配置。此构成对应于例如实施例2、实施例4、实施例13。若电动机器本体的正极电源输入端子及负极电源输入端子分别连接于正极侧端子群及负极侧并联端子群,则正极侧端子群及负极侧并联端子群短路。进而,电动机器本体的与正极电源输入端子及负极电源输入端子分开设置的串联连接端子连接于串联端子群。
根据本发明的又一特征,电池组的正极端子对与负极端子对在上下方向上并列配置,以第1电压驱动的电动机器本体的正极受电端子及负极受电端子形成为具有分别与正极端子对和负极端子对的两者接触的宽度的端子板,以第2电压驱动的电动机器本体的正极受电端子将宽度缩小成仅与正极端子对的上侧或下侧接触,负极受电端子将宽度缩小成仅与负极端子对的上侧或下侧接触,未经接触的下侧或上侧的端子分别被配线至串联连接用端子对。此构成对应于例如实施例5~实施例8、实施例10~实施例12。另外,电池组的正极端子对及负极端子对并列配置于电池组的朝向电动机器本体的连接方向上的近前侧与纵深侧,以第1电压驱动的电动机器本体中,正极受电端子形成为与正极端子对的两者接触的长度,以第2电压驱动的电动机器本体中,正极受电端子缩短成仅与正极端子对的近前侧接触,负极受电端子缩短成仅与负极端子对的近前侧接触,未经接触的纵深侧的端子可分别配线至串联连接用端子对。此时,串联连接用端子对的其中一者配置于电池组的朝向电动机器本体的连接方向上的近前侧,另一者以分离的方式配置于纵深侧。另外,串联连接用端子对的其中一者处于与电池组的朝向电动机器本体的连接方向交叉的一侧、另一者处于另一侧而各自分离地配置。
根据本发明的又一特征,具备多个单元组件,且可将多个单元组件切换为并联连接状态与串联连接状态,对连接于各单元组件的正极或负极的切换端子群进行邻接配置,并可根据电动机器本体的端子与切换端子群的连接状态而在并联连接与串联连接之间进行切换。此处的切换端子群例如相当于实施例2的串联端子群与并联端子群、相当于实施例4的并联端子群或串联端子群、相当于实施例5的正极端子群或负极串联端子群、相当于实施例5、实施例8、实施例13的正极端子群与负极端子群。
根据本发明的一个特征,一种电池组具有:两个单元组件,由多根电池单元串联连接而构成;以及多个连接端子,连接于电动工具本体侧的安装部中所形成的机器侧端子,在所述电池组中,连接端子具有电力端子与信号端子,电力端子具有电性独立的上侧端子与下侧端子。当电池组装设于低电压电动工具本体时,上侧端子与下侧端子共同连接于低电压电动工具本体的电力端子,当电池组装设于高电压电动工具本体时,上侧端子与下侧端子的仅其中一者连接于高电压电动工具本体的电力端子,未连接于电力端子的另一者的端子间通过电动工具本体侧所设置的短路部件而被短路。此构成主要对应于例如实施例6、实施例8。
电力端子的上侧端子的正极与下侧端子的负极连接于第1单元组件,电力端子的下侧端子的正极与下侧端子的负极连接于第2单元组件,在电力端子中,以夹着机器侧端子的方式嵌合的嵌合部上下并列地配置。上侧端子的嵌合部与下侧端子的嵌合部配置于自电池组的装设方向观察而不同的位置。另外,电力端子的上侧端子及下侧端子分别具有形成有嵌合部的腕部组,所述电池组设置有包含非导电材料的基板盖构件,所述基板盖构件以介隔于上侧端子的腕部组与下侧端子的腕部组的上下方向上的间隙内的方式延伸,以覆盖下侧端子的两侧侧面与上侧一部分,从而对邻接的连接端子之间进行划分。基板盖构件具有与邻接的端子平行地沿铅垂方向延伸的铅垂壁、以及以介隔于间隙内的方式沿水平方向延伸的水平壁。
根据本发明的另一特征,电力端子的上侧端子及下侧端子分别具有形成有嵌合部的两条腕部,且上侧端子的腕部较下侧端子的腕部长,上侧端子的嵌合部配置于较下侧端子的嵌合部更靠前侧。相反地,也可使上侧端子的腕部较下侧端子的腕部短,使上侧端子的嵌合部配置于较下侧端子的嵌合部更靠后侧。电力端子包括充电用正极端子与放电用正极端子、以及负极端子,且分别具有电性独立的上侧端子与下侧端子。其中,充电用正极端子与放电用正极端子的上侧端子电性连接,充电用正极端子与放电用正极端子的下侧端子电性连接。信号端子具有连接于同一基体部的上侧腕部与下侧腕部,上侧腕部与下侧腕部分别具有与机器侧端子嵌合的嵌合部,上侧腕部的嵌合部与下侧腕部的嵌合部配置于自电池组的装设方向观察而相同的位置。信号端子的上侧腕部与下侧腕部的形状为相同的长度、宽度及厚度,且形成为自基体部起与电池组的装设方向平行地延伸。
根据本发明的又一特征,在装设有电池组的电动工具本体中设置有:电力用受电端子,与上侧端子和下侧端子的仅其中一者连接;以及短路器,用以使上侧端子和下侧端子中未与电力用受电端子连接之侧短路。此时,可将上侧端子的嵌合部配置于较下侧端子的嵌合部更靠前侧,且在板状的电力用受电端子的下边部分设置用以避免与下侧端子的接触的切口部。相反地,也可将上侧端子的嵌合部配置于较下侧端子的嵌合部更靠后侧,且在板状的电力用受电端子的上边部分设置用以避免与上侧端子的接触的切口部。
根据本发明的又一特征,一种电池组具有通过多根电池单元的串联连接而形成的第一单元组件与第二单元组件,且具有连接于电动工具本体侧的安装部中所形成的机器侧端子的多个电力端子与信号端子,在所述电池组中,电力端子分别具有上侧端子与下侧端子,且当装设于低电压的第一电动工具本体时,上侧端子与下侧端子两端子连接于第一电动工具本体的电源端子,当装设于第二电动工具本体时,连接于上侧端子与下侧端子中的仅其中一个端子,并且使上侧端子与下侧端子的另一端子间短路。上侧端子分别具有夹持第一电动工具本体或第二电动工具本体的端子部的腕部组,上侧端子的腕部组与下侧端子的腕部组在上下方向上并列配置。通过设置装设此种电池组的电池组装设部,实现了通过来自电池组的电力使马达驱动以使作业机器工作的电动工具。
根据本发明的又一特征,一种连接有电池组的电动机器,其中,电池组具有多个单元组件、将连接于各单元组件的正极的多个正极端子邻接配置于第1狭槽内而成的正极端子对、以及将连接于各单元组件的负极的多个负极端子邻接配置于与第1狭槽不同的第2狭槽内而成的负极端子对,电动机器本体具有连接有正极端子对的其中一个正极端子的正极输入端子、连接有负极端子对的其中一个负极端子的负极输入端子、以及将正极端子对的另一正极端子与负极端子对的另一负极端子彼此电性连接的短路器,若电池组连接于电动机器本体,则经由短路器使各单元组件彼此串联地连接。另外,电池组具有:第1单元组件及第2单元组件;第1端子,连接于第1单元组件;第2端子,连接于第2单元组件且与第1端子邻接配置;以及单个狭槽,设置于与第1端子及第2端子对应的位置,电动机器本体设置有:第3端子,插入至单个狭槽中而连接于第1端子及第2端子中的仅第1端子;以及第4端子,插入至单个狭槽中而连接于第1端子及第2端子中的仅第2端子。若电池组连接于电动机器本体,则在单个狭槽内,第1端子及第3端子彼此连接而均成为第1电位,第2端子及第4端子彼此连接而均成为与第1电位不同的第2电位。
根据本发明的又一特征,一种电池组具有:两个单元组件,由多个电池单元每复数个串联连接而构成;以及多个连接端子,连接于电动工具本体侧的安装部中所形成的机器侧端子,其中连接端子具有电力端子与信号端子,电力端子具有电性独立的上侧端子与下侧端子,当电池组装设于低电压电动工具本体时,上侧端子与下侧端子共同连接于低电压电动工具本体的电力端子,当电池组装设于高电压电动工具本体时,上侧端子与下侧端子的仅其中一者连接于高电压电动工具本体的电力端子,未连接于电力端子的另一端子间通过高电压电动工具本体的短路器而短路。电力端子的上侧端子的正极与下侧端子的负极连接于第1单元组件,电力端子的下侧端子的正极与上侧端子的负极连接于第2单元组件,在电力端子中,以夹着机器侧端子的方式嵌合的嵌合部上下并列地配置,下侧端子的嵌合部以自电池组的装设方向观察而位于较上侧端子的嵌合部更靠前侧的方式配置。如此那样,分别独立地设置有两组正极端子与负极端子,其中一组正极端子与负极端子中连接有第1单元组件,另一组正极端子与负极端子中连接有第2单元组件。当电池组连接于高电压的电动机器本体时,第1单元组件与第2单元组件成为串联连接状态,当电池组连接于低电压的电动机器本体时,第1单元组件与第2单元组件成为并联连接状态。
根据本发明的又一特征,一种电动机器具有电池组、以及连接有电池组的电动机器本体,在所述电动机器中,电池组具有多个单元组件、将连接于各单元组件的正极的多个正极端子邻接配置于第1狭槽内而成的正极端子对、以及将连接于各单元组件的负极的多个负极端子邻接配置于与第1狭槽不同的第2狭槽内而成的负极端子对,电动机器本体具有连接有正极端子对的其中一个正极端子的正极输入端子、连接有负极端子对的其中一个负极端子的负极输入端子、以及将正极端子对的另一正极端子与负极端子对的另一负极端子彼此电性连接的短路器,若电池组连接于电动机器本体,则经由短路器使各单元组件彼此串联地连接。
根据本发明的又一特征,电池组具有:第1单元组件及第2单元组件;第1端子及第2端子,以分别连接于第1单元组件及第2单元组件且彼此邻接的方式配置;以及单个狭槽,设置于与第1端子及第2端子对应的位置,机器本体具有:第3端子,插入至单个狭槽中而连接于第1端子及第2端子中的仅第1端子;以及第4端子,插入至单个狭槽中而连接于第1端子及第2端子中的仅第2端子。第2端子及第4端子配置于相对于第1端子及第3端子而上下错开的位置,狭槽以沿上下方向延伸的方式构成。另外,设置有使正极用的第2端子与负极用的连接于第2端子的多个第4端子间短路的短路电路,在短路电路中设置有能够通过作业者的操作而连接或切断的开关部件。开关部件可与电动机器的扳机杆(trigger lever)的操作连动地进行接通或断开的控制。另外,开关部件也可在与电动机器的扳机杆的接通操作存在时间差的条件下接通,且在与扳机杆的断开操作存在时间差的条件下断开。进而,在电池组连接于电动机器的状态下,在对扳机杆进行操作之前保持多个单元组件彼此被切断的状态,若对扳机式开关进行操作,则多个单元组件经串联地连接。在电动机器本体侧设置有对电动机器全体的动作进行控制的微计算机,开关部件发挥进行电动机器的微计算机的启动或停止的主开关的功能。
根据本发明的又一特征,一种电池组具有:两个单元组件,由多个电池单元每复数个串联连接而构成;正极端子及负极端子,连接于电动工具本体侧的安装部中所形成的机器侧端子;以及正极端子用的狭槽与负极端子用的狭槽,供机器侧端子贯穿,其中正极端子具有在同一狭槽内以在机器侧端子的插入方向上隔开的方式并列配置的前侧正极端子与后侧正极端子,负极端子具有在同一狭槽内以在机器侧端子的插入方向上隔开的方式并列配置的前侧负极端子与后侧负极端子,前侧正极端子与后侧负极端子连接于第1单元组件,前侧负极端子与后侧正极端子连接于第2单元组件。当电池组装设于低电压电动工具本体时,前侧正极端子与后侧正极端子以及前侧负极端子与后侧负极端子以分别通过低电压电动工具本体的正极输入端子及负极输入端子而短路的方式连接。当电池组装设于高电压电动工具本体时,前侧正极端子与后侧正极端子的仅其中一者连接于高电压电动工具本体的正极输入端子,前侧负极端子与后侧负极端子的仅其中一者连接于高电压电动工具本体的正极输入端子,且另一端子间被短路。此处,前侧正极端子与后侧正极端子的距离及前侧负极端子与后侧负极端子的距离大于使端子间短路的短路器的电极部分的插入方向长度。前侧正极端子与前侧负极端子为允许高电压电动工具本体的短路器、或者低电压电动工具本体的正极输入端子的一部分及负极输入端子的一部分朝向装设方向通过的形状。例如,前侧正极端子与前侧负极端子的剖面形状为倒立的Ω状,且在上方具有在左右方向上扩展的开口部来嵌合板状的正极输入端子及负极输入端子的两侧。前侧正极端子具有自电动工具本体的正极输入端子的两面侧进行夹着的嵌合部,前侧负极端子具有自电动工具本体的负极输入端子的两面侧进行夹着的嵌合部,各个嵌合部的接触区域的长度方向成为与机器侧端子的插入方向平行的方向。
根据本发明的又一特征,前侧正极端子具有自电动工具本体的正极输入端子的两面侧进行夹着的嵌合部,前侧负极端子具有自电动工具本体的负极输入端子的两面侧进行夹着的嵌合部,各个嵌合部的接触区域的长度方向成为与机器侧端子的插入方向大致正交的方向。后侧正极端子与前侧正极端子及后侧负极端子与前侧正极端子由通用零件形成,通用零件相对于电路基板而通过焊接连接。低电压的电动机器本体侧具有:正极输入端子,在插入方向上长而在装设时同时嵌合于前侧正极端子与后侧正极端子;以及负极输入端子,在插入方向上长而在装设时同时嵌合于前侧负极端子与后侧负极端子,且利用第1单元组件与第2单元组件的并联连接的电压来动作。在高电压的电动机器本体中具有:正极输入端子,在装设时与前侧正极端子和后侧正极端子的仅其中一者连接;负极输入端子,在装设时与前侧负极端子和后侧负极端子的仅其中一者连接;以及短路器,用以使前侧正极端子和后侧正极端子的另一端子与前侧负极端子和后侧负极端子的另一端子短路,且利用第1单元组件与第2单元组件的串联连接的电压来动作。短路器为将金属制的薄板弯曲成コ字状而形成的短路棒,且具有沿水平方向延伸的连接部、以及沿铅垂方向延伸而与正极端子和负极端子的任一者嵌合的端子部。
根据本发明的又一特征,具有多个电力端子与多个信号端子,电力端子与信号端子以在横向上邻接配置的方式构成,设置有在所述多个端子之间具有作为绝缘体的分隔件的基板盖。基板盖具有位于在横向上邻接配置的端子的前侧的连结构件、以及以连接于连结构件的后方并延伸至较连结构件的上表面更靠上方的方式形成的多个铅垂壁,邻接于电力端子的多个铅垂壁向上方延伸至在侧视时与电力端子的两侧腕部局部地重合的位置。仅邻接于信号端子的铅垂壁形成为在侧视时与邻接于电力端子的铅垂壁相同或更低的高度。电力端子具有上侧腕部组与下侧腕部组,且邻接于电力端子的铅垂壁的上端位于较下侧腕部组的上端更靠上方的位置。电池组具有由多个电池单元每复数个串联连接而构成的第1单元组件及第2单元组件,电力端子具有电性独立的上侧端子与下侧端子,上侧端子与下侧端子的脚部在前后方向上邻接地配置,电力端子的上侧端子的正极与下侧端子的负极连接于第1单元组件,电力端子的下侧端子的正极与上侧端子的负极连接于第2单元组件,邻接于电力端子的铅垂壁的后端位置位于较下侧端子的脚部更靠后侧。邻接于电力端子的铅垂壁的后端位置位于较上侧端子的脚部更靠后侧。
根据本发明的又一特征,电池组的电力端子与信号端子具有脚部,且通过使脚部贯穿形成于电路基板的贯穿孔后进行焊接而固定,基板盖以基板盖的连结构件位于较多个脚部更靠前侧且铅垂壁位于端子之间的状态固定于电路基板。电力端子的上侧端子及下侧端子分别具有形成有嵌合部的腕部组,在邻接于电力端子的铅垂壁中连接有以介隔于上侧端子的腕部组与下侧端子的腕部组的上下方向上的间隙内的方式延伸的水平壁。基板盖构件为对多个端子间进行划分的包含绝缘材的一体成形零件。
根据本发明的又一特征,一种电动机器具备:电池组,具有多个单元组件;以及工具本体,具有以将多个单元组件串联地连接的方式构成的多个串联端子,在所述电动机器中,将扳机式开关连接于多个串联端子之间,在电池组连接于工具的状态下,在对扳机式开关进行操作之前维持多个单元组件彼此被切断的状态,若对扳机式开关进行操作,则多个单元组件经串联地连接。
根据本发明的另一特征,一种电池组具有:两个单元组件,由多个单元每复数个串联连接而构成;以及多个连接端子,连接于电动机器本体侧的安装部中所形成的机器侧端子,在所述电池组中,连接端子具有电力端子与信号端子,电力端子具有电性独立的上侧端子与下侧端子,电力端子具有独立的上侧端子与下侧端子。此处,使上侧端子的桥接部沿前后方向延伸,并且使下侧端子的桥接部沿上下方向延伸,以使上侧端子的腕部组的长度与下侧端子的腕部组的长度相同。另外,一种电池组具有:两个单元组件,由多个单元每复数个串联连接而构成;以及多个连接端子,连接于电动机器本体侧的安装部中所形成的机器侧端子,其中连接端子具有电力端子与信号端子,电力端子具有电性独立的上侧端子与下侧端子,当电池组装设于低电压电动机器本体时,上侧端子与下侧端子共同连接于低电压电动机器本体的电力端子,当电池组装设于高电压电动机器本体时,上侧端子与下侧端子的仅其中一者连接于高电压电动机器本体的电力端子,将上侧端子的腕部组的长度与下侧端子的腕部组的长度设为相同。
根据本发明的另一特征,将利用上侧端子的腕部组的夹着负荷与利用下侧端子的腕部组的夹着负荷设为相同。多个电力端子与信号端子由电池组中所含的电路基板保持,在电力端子的下侧形成有用以贯穿电路基板中所形成的贯穿孔的脚部,在脚部的贯穿了电路基板之侧接合于电路基板,将上侧端子的脚部与电路基板的接合部配置于自电池组的装设方向观察而较下侧端子的脚部与电路基板的接合部更靠后侧。另外,电力端子的上侧端子的正极与下侧端子的负极连接于第1单元组件,电力端子的下侧端子的正极与下侧端子的负极连接于第2单元组件,在电池组未装设于电动机器本体的状态下,上侧端子及下侧端子处于电性独立状态。进而,上侧端子的腕部组与下侧端子的腕部组具有以夹着机器侧端子的方式嵌合的嵌合部,在未装设于电动机器本体的状态下,使上侧端子的腕部组的嵌合部保持非接触状态,下侧端子的腕部组的嵌合部保持非接触状态。
根据本发明的又一特征,将在未装设于电动机器本体的状态下的、上侧端子的腕部的最小间隔d1与下侧端子的腕部的最小间隔d2设为d1≦d2。电动机器本体的受电端子为板状,且在同时与上侧端子及下侧端子相接的情况下,将上侧端子和受电端子的嵌合压力与下侧端子和受电端子的嵌合压力设为大致相同。此处,上侧端子的连接有腕部组的基体部的形状与下侧端子的对腕部进行保持的基体部的形状不同,使上侧端子的腕部组的前端位置在自电池组的装设方向观察而与下侧端子的腕部组的前端位置相同的位置处并列。另外,上侧端子的基体部与腕部组的连接部分在侧视时为大致L字形,且内角部分具有经倾斜地增强的连接增强部,下侧端子的基体部与腕部组的连接部分在侧视时为大致L字形,且外角部分具有经倾斜地切除的缺口部。进而,设置有对多个端子间进行划分的包含非导电材料的基板盖构件。
根据本发明的又一特征,具有多个电力端子与多个信号端子,电力端子与信号端子具有用于以夹着机器侧端子的方式进行嵌合的上侧腕部组与下侧腕部组,电力端子的上侧腕部组与下侧腕部组为达成电性独立而连接于不同的基体部,两个不同的基体部分离地固定于电路基板中,信号端子的上侧腕部组与下侧腕部组为达成电性相同而连接于共同的基体部,共同的基体部被固定于电路基板。电力端子的基体部在侧视时呈大致L形的形状,且构成为使电力端子的上侧腕部组的嵌合压力与下侧腕部组的嵌合压力相同。电力端子的上侧腕部组与下侧腕部组具有朝向相对的内侧而弯曲成凸状的嵌合部,使各自的嵌合部的内表面的曲率半径R1相等。
根据本发明的又一特征,一种电池组具有:电池单元、与装设对象机器的机器侧端子连接的多个连接端子、以及壳体,所述壳体收容电池单元及连接端子,且形成有相对于装设对象机器能够进行安装及拆除的装设部,所述电池组中,连接端子具备具有弹性的腕部,在腕部的一部分中形成有与机器侧端子接触的连接部,连接部为用于以线状的接触部或细长的面状的接触区域接触机器侧端子的凸状形状,且以连接部的接触部或接触区域的长度方向在机器侧端子的面上相对于机器侧端子的装设方向而倾斜的方式配置。连接端子具有将金属板弯曲成U字状而形成的基体部,且以自基体部的一侧侧面与另一侧侧面各自的一部分起平行地延伸的方式形成有两个腕部。
根据本发明的又一特征,连接部的凸状的外表面形状为半圆柱形。机器侧端子为沿铅垂方向及装设方向延伸的金属的平板,连接部自平板的左右两侧与平板接触,且以接触部或接触区域的长度方向中心线的上侧相对于下侧而倒向后侧或倒向前侧的方式倾斜地形成有嵌合部。
根据本发明的又一特征,设置有用以在横向上并列地固定多个连接端子且形成有多个端子装设孔的电路基板,在连接端子中设置有自基体部的一侧侧面与另一侧侧面各自的下边部朝向下方向延伸的脚部,使脚部贯穿端子装设孔而焊接于电路基板,由此多个连接端子被固定于电路基板。另外,将连接端子在上下方向上邻接配置为两层,这些连接端子的腕部在上下方向上并列地配置。进而,连接端子分别具有自基体部起在上下方向上分离地延伸的两个腕部,在各个腕部中形成有嵌合部。利用上侧的腕部的接触部或接触区域的长度方向中心线的倾斜方向形成为与利用下侧的腕部的倾斜方向相同的方向或不同的方向。
根据本发明的又一特征,腕部形成为包括:收缩部,以随着远离弯曲成U字状的基体部而前端变细的形状弯曲;嵌合部,形成于收缩部的前端,朝相向的腕部突出为凸状;以及引导部,形成于嵌合部的前侧,为了使机器侧端子容易插入而形成为前端变宽的形状。为了能够安装及拆除具有如此那样形成的连接端子的电池组,实现了一种具有电池组装设部、以及对与连接端子连接的多个机器侧端子进行保持的端子固持件的电动机器,从而使用电池组的电力使作业机器动作。
根据本发明的又一特征,一种电动工具具有电池组以及终端固持件(终端部),其确立与电池组的连接端子的电性连接状态,且对多个机器侧端子进行保持,所述电动工具中,在电池组中设置沿前后方向延伸且平行的两个突出部,在这些突出部的各个中设置与工具侧的轨道槽卡合的轨道部,在这些突出部之间所形成的开口部中设置与终端固持件嵌合的被卡合部,以抑制终端固持件与电池组的上下方向上的相对移动。电池组具有平行设置的轨道面之间的上阶面、自上阶面以台阶状下降的下阶面、上阶面与下阶面之间的台阶部分中的多个狭缝、以及连结狭缝间的开口部。另外,于终端固持件中设置有用以与被卡合部卡合的卡合部。
根据本发明的又一特征,终端固持件为合成树脂的成形品,且形成有垂直面与水平面,通过以与所述两面正交的方式熔铸板状的机器侧端子而加以固定。机器侧端子为长方形的金属板,其中一长边与水平面相接,其中一短边与垂直面相接。在终端固持件中,作为卡合部而设置有自左右两端向左右方向突出的突起。另外,在终端固持件中形成引导面,其共同地与机器侧端子的另一长边的一部分相接,并且连接于垂直面,且与水平面平行地配置,在引导面的左右两侧形成有卡合部。卡合部与引导面形成于同一个面,且使卡合部位于例如直接形成于电池组的外壳上的凹部中。进而,在电池组的开口部设置有用以覆盖内部的基板的盖构件,在所述盖构件中设置被卡合部,卡合部与被卡合部卡合。另外,在引导面的与电池组相向的面中,也可设置与电池组的外壁面接触的自润滑性橡胶等缓冲材。进而,在本体侧的终端固持件的板状的机器侧端子的一侧且为左右并列的多个机器侧端子之间设置有绝缘材的分隔件。即,在正极输入端子与负极输入端子之间设置由绝缘体形成的分隔件。在正极输入端子与负极输入端子之间设置有多个板状的信号端子,由绝缘体形成的分隔件可设置于信号端子与正极输入端子之间。分隔件的大小形成为与正极输入端子的上下方向上的大小相等或更大,可与终端固持件的基台以相同的材料、通过一体成形来制造。另外,机器侧端子可由高弹性材来制造。
根据本发明的又一特征,一种电池组具有:正极端子,具有在上下方向上并列的两组腕部组;以及负极端子,具有在上下方向上并列的两组腕部组,一种终端固持件与电池组嵌合,且插入至上侧的腕部组间的板状的机器侧上侧端子与插入至下侧的腕部组间的板状的机器侧下侧端子隔开而以非连接状态配置,在终端固持件的机器侧上侧端子与机器侧下侧端子之间设置有对上侧的腕部组与下侧的腕部组进行引导的由绝缘体形成的第一引导部。另外,在终端固持件中设置有与正极端子以及负极端子卡合的绝缘材的引导部。进而,在终端固持件的上侧端子的上边与下侧端子的下边设置有用以对上侧的腕部组与下侧的腕部组进行引导的由绝缘体形成的第二引导部。
发明的效果
根据本发明,提供一种收容于电池组的多个单元组件可切换于彼此并联连接或者串联连接,因此可切换输出电压,可在不同电压的电动机器之间共用的电池组及使用此电池组的电动机器。
并且,根据本发明,当电池组与电动机器本体连接时,对连接电池组的输出电压的电动机器本体自动切换适当的输出电压,因此可提供一种可容易地进行符合所对应的电动机器的电压设定从而可有效防止电压的设定错误的电池组以及使用所述电池组的电动机器。并且根据本发明,提供一种可抑制电池组的尺寸或重量的变大的状况的电池组。
并且,根据本发明,用于切换电池组的输出电压的电压切换元件配置在电池组的电源端子所配置的端子配置领域上,或者配置在与电池组的电源端子所配置的位置大约同样高度的位置,从而提供一种可紧凑的构成电动机器本体与电池组的两者或者其中一者的电动机器。
并且,根据本发明,用于切换电池组的输出电压的电压切换元件由电池组的端子所构成,从而不需要用于切换低电压用的并联连接电路与高电压用的串联连接电路的机械式的开关机构,可在不同电压的电动机器之间共用电池组,可实现易使用的电池组。并且,与使用机械式的开关机构相比,能够便宜地降低制造成本,且能够提高耐久性。从而可提供一种以简单的结构构成电动机器本体或电池组的两者或者其中一者的电动机器。
另外,根据本发明,输出108V的接点端子较36V输出端子设置于电池组的内侧,因此可确保高电压输出时的远面距离。
另外,根据本发明,电池组的电压切换元件由与多个单元组件连接的电池组侧的端子构成,电动机器本体的切换元件由可连接于所述电池组侧端子的电动机器侧的端子构成,因此当取出电池组时,多个单元组件成为未连接状态,从而在保管时或运输时可成为最适当的状态。由此,可提供一种当运输电动机器时可切断电池组中收容的多个锂离子电池等的相互连接的电池组以及使用所述电池组的电动机器。
附图说明
图1为用以说明本发明的电池组的朝向电动工具的装设状况的图。
图2为表示图1的电动工具本体1的电池组装设部10的形状的立体图。
图3为表示电动工具本体30A的图,(1)为自电源线90供电的状态下的侧视图,(2)为电池组装设部40的仰视图,(3)为表示电源线90与接头(connector)部93的形状的图。
图4为表示马达35的驱动控制系统的构成的方块图。
图5为用以说明电源线90的朝向电动工具本体30的连接状况的图,(1)为图3及图4所示的电动工具本体30A的连接例,(2)及(3)为表示其变形例的连接例的图。
图6(1)为电动工具本体30B的驱动控制系统的电路方块图,(2)为电动工具本体30C的驱动控制系统的电路方块图。
图7为表示第1实施例的电池组100的外观形状的立体图。
图8为表示电池组100的内部所收容的单元组(cell pack)150的图,(1)为立体图,(2)为自单元151的轴线方向观察而得的单元组150的侧视图。
图9(1)为表示将电池组100装设于额定36V的电动工具本体时的终端部20A附近的状态的图,(2)为其连接电路图。
图10(1)为表示将电池组100装设于额定108V的电动工具本体时的终端部80附近的状态的图,(2)为其连接电路图。
图11为表示第2实施例的电池组200以及与其连接的终端部的形状的立体图,(1)表示连接于额定36V的电动机器时的状态,(2)表示连接于额定108V的电动机器时的状态。
图12为图11的电池组200的连接电路图。
图13为表示图12的端子231~端子235的形状的图,(1)为俯视图,(2)为端子群232的侧视图(自(1)的B方向的箭视图)。
图14为表示将电池组200装设于终端部270、终端部280时的状态的图,(1)为36V输出状态,(2)为108V输出状态。
图15为用以说明第2实施例的变形例的108V专用的电池组200A的电路图的图,(1)表示使用与图11及图12相同的终端部280的情况,(2)表示使用变形例的终端部280A的情况。
图16为表示本发明的第3实施例的电池组300、以及其中所装设的终端部370、终端部380的形状的概略立体图。
图17为表示图16的电池组300的内部、尤其是台阶部312的后侧的狭缝321~狭缝324的位置附近所配置的电压切换机构320的构成配件的图。
图18为用以说明使用可动引导构件330、可动引导构件340与端子351~端子354的电压切换机构320的图,(1)为表示电压切换机构320在电池组300内的收容位置的图,(2)为自电压切换机构320的上表面观察而得的展开图,(3)为(1)的C-C部的剖面图。
图19为与额定18V的电动机器连接时的通过电压切换机构320达成的单元组的连接状态的说明图,(1)为表示将终端部370装设于电池组300之前的状态的图,(2)为表示装设后的状态的图。
图20为与额定36V的电动机器连接时的通过电压切换机构320达成的单元组的连接状态的说明图,(1)为表示将终端部380装设于电池组300之前的状态的图,(2)为表示装设后的状态的图。
图21为本发明的第4实施例的电池组600的俯视图。
图22为表示通过将电池组600装设于电动机器本体而使终端部650、终端部680与电池组600连接的状态的图,(1)表示18V输出时的连接状态,(2)表示36V输出时的连接状态。
图23为表示在电池组600未装设于电动机器本体的状态下所装设的电池组盖640的形状的图。
图24为本发明的第6实施例的变形例的电池组600A的俯视图。
图25为表示通过将电池组600A装设于电动机器本体而与终端部650、终端部680A连接的状态的图,(1)表示18V输出时的连接状态,(2)表示36V输出时的连接状态。
图26为表示本发明的第5实施例的电池组700的外观形状的立体图。
图27为表示将电池组700连接于现有的额定18V的电动机器本体(电动工具本体)的状态的图,(1)为连接时的电路图,(2)为正极端子712、正极端子713的俯视图,(3)为终端部720的侧视图,(4)(5)为终端部720的正视图与立体图。
图28为表示将电池组700连接于额定36V的电动机器本体(电动工具本体)的状态的图,(1)为连接时的电路图,(2)为正极端子712、正极端子713的俯视图,(3)为终端部730的侧视图,(4)(5)为终端部730的正视图与立体图。
图29为用以说明第5实施例的变形例1的终端部750的形状的图。
图30为用以说明第5实施例的变形例2的终端部770的形状的图。
图31为用以说明第5实施例的变形例3的终端部790的形状的图。
图32为用以说明第5实施例的变形例4的终端部800的形状的图。
图33为表示第5实施例的改变了电池组侧的正极端子对与负极端子对的形状的变形例5的图。
图34为表示自图33的变形例5仅对36V用的终端部750进行了改变的变形例6的图。
图35为表示自图33的变形例5仅对36V用的终端部770进行了改变的变形例7的图。
图36为用以说明本发明的第6实施例的电池组的朝向电动工具的装设状况的图。
图37为表示图36的电动工具本体1001的电池组装设部1010的形状的立体图。
图38为本发明的第6实施例的电池组1100的立体图。
图39为将图38的电池组1100的上外壳1110拆除后的状态的立体图。
图40为表示图39的电力端子(1161与1171、1162与1172、1167与1177)的单体形状的图,(1)为整体的立体图,(2)为上侧端子零件1200的立体图,(3)为下侧端子零件1220的立体图。
图41为表示电力端子朝向电动工具本体的连接状态的立体图,(1)表示连接于本实施例的电动工具本体1030的状态,(2)表示连接于现有的电动工具本体1001的状态。
图42(1)为第6实施例的电动工具本体1030的终端部1050的立体图,(2)为表示终端部1050与电池组1100的电力端子的连接状况的图。
图43(1)为现有的电动工具本体1001的终端部1020的立体图,(2)为表示终端部1020与电池组1100的电力端子的连接状况的图。
图44为表示图39的信号端子零件1240的单体形状的图,(1)为自左前方观察而得的立体图,(2)为自右下方观察而得的立体图。
图45为表示多个信号端子零件1240的朝向电路基板1150的固定状况的图,(1)为自前方观察而得的图,(2)为自左侧观察信号端子零件1240而得的图,(3)为自(1)的下侧观察而得的仰视图。
图46为表示图39的连接端子群与配置于其周围的基板盖1180的形状的图,(1)为立体图,(2)为正视图,(3)为(2)的基板盖1180的局部放大图。
图47为图38的上外壳1110的立体图。
图48为用以说明向电路基板1150的树脂涂布方法的立体图。
图49为表示第6实施例的第1变形例的图,(1)为上侧端子零件1260与下侧端子零件1280的立体图,(2)为左侧视图,(3)为正视图。
图50为表示第6实施例的第2变形例的图,且为表示上侧端子零件1260与下侧端子零件1280A的立体图。
图51为表示第6实施例的第3变形例的上侧端子零件1200A与下侧端子零件1220的立体图,(1)为表示其连接于电动工具本体1030A的本体侧端子的状态的图,(2)为表示连接于现有的电动工具本体1001的本体侧端子的状态的图。
图52为表示第6实施例的第4变形例的上侧端子零件1200与下侧端子零件1220A的立体图,(1)为表示其连接于电动工具本体1030B的本体侧端子的状态的图,(2)为表示其连接于现有的电动工具本体1001的本体侧端子的状态的图。
图53为表示第6实施例的第5变形例的与电动工具本体的终端部的连接状态的立体图。
图54为表示本发明的第7实施例的电池组1400的分解立体图。
图55为图54的连接端子的局部放大图。
图56为图54的端子零件的放大图,(1)为立体图,(2)为用以说明嵌合部中的接触长度的图。
图57为表示第7实施例的变形例的端子零件1500的立体图。
图58为第8实施例所示的电池组2100的展开立体图。
图59为用以说明使用图58的隔板2445的电池单元的堆叠状况及配线方法的展开立体图。
图60为表示图58的电力端子中用于放电用途的正极端子对(2162与2172)以及负极端子对(2167与2177)的单体形状的图。
图61为用以说明电动机器本体与电池组2100的电力端子的连接状况的图,(1)表示连接于本实施例的电动工具本体1030的状态的连接电路,(2)表示连接于现有的电动工具本体1001的连接电路。
图62(1)为本实施例的电动工具本体1030的终端部2050的立体图,(2)为短路棒2059单体的立体图,(3)为表示终端部2050与电池组2100的电力端子的连接方法的图。
图63(1)为现有的电动工具本体1001的终端部2020的立体图,(2)为表示终端部2020与电池组2100的电力端子的连接状况的图。
图64为图59的组装了零件后的隔板2445的侧视图,(1)为右侧视图,(2)为左侧视图。
图65为表示将电路基板2150固定于隔板2445的状态的立体图(自左前上方观察而得的立体图)。
图66为表示将电路基板2150固定于隔板2445的状态的立体图(自右后上方观察而得的立体图)。
图67为用以说明电池组2100的朝向引出板2461、引出板2466、引出板2471、引出板2476以及正极端子(2162、2172)及负极端子(2167、2177)的连接方法的图。
图68为表示图66的连接端子群与配置于其周围的基板盖2180的图,(1)为自左前上方观察而得的立体图,(2)为自右后上方观察而得的立体图,(3)为正视图。
图69为表示图68的基板盖2180单体的图,(1)为自左前上方观察而得的立体图,(2)为自右前下方观察而得的立体图,(3)为正视图。
图70为表示图66的连接端子群与配置于其周围的基板盖2180的图,(1)为俯视图,(2)为后视图。
图71为表示图66的连接端子群与配置于其周围的基板盖2180的图,(1)为右侧视图,(2)为左侧视图。
图72为用以说明机器侧端子插入至基板盖2180中的状况的图。
图73(1)、(2)为表示本发明的第9实施例的终端部2200的立体图。
图74(1)(3)为终端部2200的自另一角度的立体图,(2)为正视图。
图75(1)为本发明的第10实施例的终端部2050A的立体图,(2)、(3)为电力端子部的立体图。
图76为本发明的第11实施例的电池组与电动机器本体的概略电路图。
图77为用以说明图76中的短路棒连接开关2059d的动作、以及扳机式开关2034与马达的动作的时序的图。
图78为表示本发明的第12实施例的18V用的终端固持件2500的图,(1)为立体图,(2)为正视图。
图79为表示图78的终端固持件2500的图,(1)、(3)为立体图,(2)为正视图。
图80为表示将图78的终端固持件2500连接于现有的电池组1015的状态的局部侧视图。
图81为表示本发明的第12实施例的36V用的终端固持件2550的形状的图,(1)为自下侧观察而得的立体图,(2)为左侧视图。
图82为表示图81的终端固持件2550的图,(1)为正视图,(2)为仰视图,(3)为俯视图。
图83(1)为图81的终端固持件2550的侧视图,(2)为自(1)的图省略了基板盖2180的侧面壁部的图示的侧视图。
图84(1)为表示在电池组2100中装设有终端固持件2550的状态的右侧侧视图,(2)为(1)的C-C部的剖面图。
图85为表示第12实施例的变形例的终端部2650的图,(1)为相当于图84的D-D部的部分的剖面图,(2)为(1)的局部放大图。
图86为表示将图85的终端部2650固定于基板盖2680的变形例的图,(1)为相当于图84的D-D部的部分的剖面图,(2)为(1)的终端部2650的单体图,(3)为终端部2650的左侧视图。
图87(1)为图85的终端部2650的变形例,(2)为终端部2650的左侧视图。
图88为表示第12实施例的又一变形例的终端部2650B的图,(1)为正视图,(2)为左侧视图,(3)为处于与电池组2100侧的连接端子的嵌合状态的终端部2650B的左侧视图。
图89为用以说明第13实施例的电动工具的电池组2860的装设状况的立体图。
图90为用以说明第13实施例的电池组向电动工具的装设状况的图。
图91为表示电力端子的朝向电动工具本体的连接状态的立体图,(1)表示将电池组2860装设于18V用的电动工具本体2801的状态,(2)表示将电池组2860装设于36V用的电动工具本体2830的状态。
图92为用以说明将电池组2860装设于36V规格的电动工具本体2830时的状况的图。
图93为用以说明将电池组2860装设于18V规格的电动工具本体2801时的状况的图。
图94表示电池组2860侧的端子配置、以及电动工具本体2830的端子形状与配置的俯视图。
具体实施方式
实施例1
以下,基于附图对本发明的第1实施例进行说明。再者,在以下的图中,对相同部分附上相同的符号并省略重复的说明。另外,在本说明书中,将电动工具本体的前后方向、上下的方向,或电池组的装设方向,以及以电池组单体来观察时的前后方向、上下的方向设为图中所示的方向来进行说明。进而,所谓电池组的装设方向,为便于说明,以不移动电动工具本体、电动机器本体而移动电池组的状况为基准进行说明。
图1为用以说明本实施例的电池组向电动工具的装设状况的图。作为电动机器的一形态的电动工具为具有电池组并通过钻头(bit)等前端工具对螺栓、螺母、螺丝等进行固定的工具,即被称为冲击(impact)工具者。电动工具本体30为通过对未图示的套筒扳手(socket wrench)等前端工具施加旋转力或轴向上的打击力而进行未图示的螺栓或螺母等的紧固作业的工具。此等电动工具本体1、电动工具本体30具备作为形成外形的外框的壳体2、壳体32,在壳体2、32中形成有握持部3、握持部33。作业者以单手、或者一边以一只手抓持并辅以另一只手一边保持电动工具本体1、电动工具本体30来进行作业。电动工具本体1、电动工具本体30以自电池组15或电池组100供给的直流为电源,对壳体2、壳体32的内部所收容的未图示的马达进行驱动。在作业者抓持时食指所抵接的握持部3、握持部33的一部分附近设置有扳机状的动作开关4、扳机状的动作开关34,在握持部3、握持部33的下方形成有用以装设电池组15、电池组100的电池组装设部10、电池组装设部40。
电动工具本体1为使用额定电压36V的电池组15的电动机器。因此,可如箭头a的组合所示将电池组15装设于对应36V的电动机器(电动工具本体1)的电池组装设部10。另一方面,电动工具本体30需要额定电压108V的与商用电压同程度的高电压,如箭头b1所示,将能够输出108V的电池组100装设于电池组装设部40。在能够输出高电压的电池组100的内部,收容有30根额定3.6V的锂离子电池的单元。如上所述,在电动工具本体1、电动工具本体30中,通常装设对应于额定电压的专用的电池组15、电池组100,但在本实施例中,将电池组100构成为对应多种电压而也可进行低电压下的输出,由此可如箭头b2所示那样也将电池组100装设于对应36V的电动工具本体1。为了能够将电池组100如箭头b1、箭头b2那样装设于不同电压的电动工具本体1、电动工具本体30,重要的是使电池组装设部10、电池组装设部40的形状成为大致相同的形状以及能够切换电池组100的电压。另外,重要的是:在电池组100所设定的电压与所装设的电动机器或电动工具的电压不对应的情况下无法装设电池组100。
图2为表示电动工具本体1的电池组装设部10的形状的立体图。并非仅限于电动工具,在使用电池组的所有电动机器中形成有与所装设的电池组匹配的电池组装设部10,且构成为无法装设不适合的电池组。在电池组装设部10中,在左右两侧的内壁部分形成有沿前后方向平行地延伸的轨道槽11a、轨道槽11b,在其之间设置有终端部20。终端部20通过合成树脂等非导电性材料的一体成形来制造,在其中通过熔铸而牢固地固定有金属制的三片端子,即正极输入端子21、负极输入端子22、激光二极管(laser diode,LD)端子23(异常信号端子)。LD端子23(异常信号端子)作为输入或输出信息或信号的信号端子发挥功能。终端部20不仅形成有成为装设方向(前后方向)上的抵靠面的垂直面20a,而且形成有水平面(自端子21~23观察为上表面)20b,水平面20b在电池组100的装设时成为与上阶面115(通过图3在后叙述)进行滑动的面。在水平面20b的前侧形成有与电池组100的隆起部132抵接的弯曲部12,在弯曲部12的左右中央附近形成有突起部24。突起部24为在左右方向上分割为两部分而形成的电动工具本体1的壳体的螺固用基座,自左右方向通过螺丝26与螺母而固定。进而,突起部24也发挥限制电池组100的朝向装设方向的相对移动的止动件的作用。突起部24的左右方向上的宽度S1为与电池组100侧所形成的止动部(在后叙述)对应的宽度。
图3为表示对应108V的另一电动工具本体30A的图,图3(1)为自电源线90供电的状态下的侧视图,图3(2)为电池组装设部40的仰视图,图3(3)为表示电源线90与接头部93的形状的图。电动工具本体30A所使用的马达为与交流100V同等规格的无刷马达(brushlessmotor),例如为由逆变器(inverter)电路(通过图4在后叙述)驱动的无刷直流(directcurrent,DC)马达。因此,对逆变器电路输入自电池组100输出的直流108V,或者将交流100V(60Hz)那样的商用电源通过后述的整流电路进行整流后输入至逆变器电路。通过如此那样将电池组100的输出电压提高至与商用电压相同的程度,可实现以电池组及商用电压进行动作的、交流(alternating current,AC)/直流(AC/DC)兼用的高输出的电动工具本体30A。电动工具本体30A所装设的电源线90在连接线94的一侧保持两个端子92a、端子92b,且具有用以装设于商用电源的插座的插头部91,在另一侧形成有连接于电动工具本体30A的接头部93。在本实施例中,将连接接头部93的部位配置于拆除电池组100后的电池组装设部40内。即,在将电源线90连接于电动工具本体30A的情况下,需要将电池组100自电动工具本体30A拆除,相反地,在将电池组100装设于电动工具本体30A的情况下,需要将电源线90拆除。
图3(2)为自下方观察电动工具本体30A的电池组装设部40而得的图,且为自图3(1)的A方向的箭视图。此图示出了将电池组100及电源线90两者均拆除后的状态。在电池组装设部40中,使电池组100自后侧向前侧(图中为自右向左)滑动以装设电池组100。因此,在安装面40a中,在装设方向上游侧形成有开口部分,在侧方侧形成有两条轨道槽48a、轨道槽48b。另外,在较开口部分更靠上游侧(后侧部分),形成有以向上方向凹陷的方式形成的凹陷部40b。在安装面40a的由轨道槽48a、轨道槽48b夹着的部分的大致中央附近,设置有与电池组100的正极端子或负极端子连接的终端部41。在本实施例中,在较终端部41稍靠后的部分设置有AC插口49。在AC插口49中,在圆周方向上形成有销(pin)状的第一端子49a、第二端子49b、第三端子49c。
图3(3)为表示电源线90的接头部93的形状的图,左侧为自长度方向外侧观察接头部93而得的图,右侧为表示包含接头部93的电源线90的整体形状的侧视图。在接头本体93a的外周面形成有公螺纹,在所述公螺纹的外周侧,圆筒状的固定用螺丝93b以能够相对旋转且轴向上的移动量受到限制的状态得到保持。接头部93的外形为圆形,在内周部分中,在圆周方向上并列配置有三个母型端子:第一端子95a、第二端子95b、第三端子95c。此处,为了供给商用电源而仅对第一端子49a与第二端子49b两个端子进行接线即可,第三端子49c在电动工具本体30A内可为非配线状态,也可作为接地线来利用。固定用螺丝93b将电源线90保持为不会自电动工具本体30A脱落,固定用螺丝93b的内周侧的母螺纹部与AC插口49的外周面所形成的公螺纹部螺合。如此那样,在将接头本体93a插入至AC插口49后,螺入固定用螺丝93b而使其与AC插口49侧的公螺纹螺合,由此可将电源线90固定为不会自电动工具本体30A脱落。
接着,基于图4对马达35的驱动控制系统的构成与作用进行说明。图4为表示马达35的驱动控制系统的构成的方块图。在本实施例的电动工具中,利用自电池组100供给的直流,使用逆变器电路70生成激励电流,在马达35的规定线圈中一边切换激励电流一边进行流通,由此使无刷方式的马达35旋转。来自电池组100的输入是经由连接于电池组100的正极端子161的正极输入端子81以及连接于电池组100的负极端子162的负极输入端子82而输入。马达35例如可为内转子(inner rotor)型,具有:转子(rotor)35a,包括多组(在本实施例中为两组)包含N极与S极的永磁体(磁铁(magnet))而构成;定子35b,包含经星形接线而成的三相定子绕组U、三相定子绕组V、三相定子绕组W;以及三个旋转位置检测元件(霍耳元件)65,用以检测转子35a的旋转位置,在圆周方向上每隔规定的间隔、例如每隔60°的角度配置。此等输出通过旋转位置检测电路53而转换为脉冲列,并输出至运算部51。转速检测电路54使用旋转位置检测电路53的输出来检测马达35的转速,并输出至运算部51。运算部51使用此等输出来决定朝向定子绕组U、定子绕组V、定子绕组W的通电方向与时间。
控制信号输出电路52基于施加电压设定电路58与旋转位置检测电路53的输出信号,通过运算部51的指示而形成用以对规定的开关元件Q1~开关元件Q6进行开关的驱动信号,并将所述驱动信号输出至逆变器电路70。逆变器电路70包含以三相电桥形式连接的绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)等六个开关元件Q1~开关元件Q6。开关元件Q1~开关元件Q6的各栅极连接于控制信号输出电路52,各发射极或各集极连接于经星形接线的定子绕组U、定子绕组V、定子绕组W。由此,六个开关元件Q1~开关元件Q6通过自控制信号输出电路52输入的开关元件驱动信号(H1~H6等驱动信号)来进行开关动作,将施加至逆变器电路70的电池组100的直流电压以三相(U相、V相及W相)电压VU、电压VV、电压VW的形式施加至定子绕组U、定子绕组V、定子绕组W。
运算部51通过开关操作检测电路57来设定用以操作动作开关56的扳机34A(或图1的动作开关4、动作开关34)的操作的有无,并基于根据操作量(冲程)的大小而变化的来自施加电压设定电路58的信号使脉宽调变(pulse-width modulation,PWM)信号的脉宽(占空比)变化,并经由控制信号输出电路52来驱动六个开关元件Q1~开关元件Q6的各栅极。通过所述驱动控制来调整对马达35的电力供给量,并控制马达35的启动/停止与旋转速度。此处,PWM信号被供给至逆变器电路70的正电源侧开关元件Q1~开关元件Q3或负电源侧开关元件Q4~开关元件Q6中的任一者,并使开关元件Q1~开关元件Q3或开关元件Q4~开关元件Q6快速切换,由此控制自电池组100的直流电压供给至各定子绕组U、定子绕组V、定子绕组W的电量。
虽未图示,但运算部51包含用以基于处理程序与数据来输出驱动信号的微计算机(micro computer)而构成。在运算部51中包含用以存储处理程序或控制数据的唯读存储器(read only memory,ROM)、用以暂时存储数据的随机存取存储器(random access memory,RAM)、计时器等而构成。电容器61的两端电压作为输入电源的电压而由电压检测电路59检测并输出至运算部51。
电动工具本体30A的电源不仅可使用电池组100,也可使用电源线90来供给,电动工具本体30A中所设置的AC输入用的AC插口49的第一端子49a与第二端子49b连接于二极管电桥60的输入侧。二极管电桥60为通过使用四个整流用二极管进行全波整流而使电流流至仅任一者的整流电路,其将交流电压转换为直流电压。二极管电桥60的输出连接于逆变器电路70。二极管电桥60的输出为脉动流,因此也可在二极管电桥60与逆变器电路70之间介隔平滑电路。逆变器电路70中流通的电流的大小可使用分路(shunt)电阻器62并通过电流检测电路55来测定,通过将其值回馈至运算部51来进行调整,以将所设定的驱动电力施加至马达35。
图5为用以说明电源线90的朝向电动工具本体30的连接状况的图,图5(1)为电动工具本体30的连接例,图5(2)及图5(3)为表示其变形例的连接例的图。图5(2)及图5(3)为表示所述本实施例的变形例的电动工具本体30B、电动工具本体30C的图。在图5(1)所示的本实施例的形态中,在电池组装设部40中设置有AC插口49(参照图3),因此当装设有电池组100时无法安装电源线90。另外,当装设电源线90时,需要将电池组100拆除。如此那样在装设电池组100时所无法到达的位置处设置有电源线90用的AC插口49,因此可无误地将来自电池组100的电源供给与来自电源线90的电源供给切实地区分开。另外,在电动工具本体30中搭载有额定输入电压为100V以上的无刷马达,因此可通过商用交流电源来驱动,也可通过电池组100来驱动,可实现一种AC/DC共用的电动工具。
电源线90形成为足以使作业者能够在以单手抓持电动工具本体30A的握持部33的状态下作业的程度的长度即可,但对于电源线90的长度不足的情况下的暂时性作业而言,只要将电源线90拆除而装设电池组100,便可在无需担心电动工具本体30A的输出降低的条件下同等地进行作业。另外,图5(1)所示的形态中的电源线90的朝向电动工具本体30A的连接方法具有以下优点:当以AC电源进行作业时必须将电池组100拆除,因此电动工具本体30A的重量变轻。进而,当自电源线90切换为使用电池组100的运作时,只要不拆除电源线90便无法装设电池组100,因此可切实地防止忘记拆除电源线90。另外,当装设有电池组100时,AC插口49不会露出至外部,因此可大幅降低AC插口49暴露至粉尘或水等之虞,也可省略用以覆盖AC插口49的盖体的设置。
图5(2)为图(1)的电动工具本体30A的变形例的电动工具本体30B,此处,使AC插口49A的位置形成于电动工具本体30B的壳体的下表面中的较电池组100更靠前侧的点。若如此那样配置,则可在安装有电池组100的状态下连接电源线90。在本实施例中,电池组100的输出电压在直流连接时为108V、且商用交流电力为100V~200V,因此可任意使用两者的输出来驱动电动工具本体30B。其中,在可利用两者的电源的情况下,使用自电源线90供给的商用交流电力可防止电池组100的放电,因此优选。因此,在图5(2)的电动工具本体30B中设置有输入自动切换部件,使得在可利用电池组100与商用交流电力两者的情况下使用商用交流电力侧。
图6(1)为图5(2)所示的电动工具本体30B的驱动控制系统的电路方块图。所述图基本上与图4所示的电路相同,但在来自电池组100的正极侧输入线之中介隔有IGBT(绝缘栅双极晶体管)等半导体的开关元件66。开关元件66的栅极信号连接于来自运算部51的控制信号线66a,通过运算部51对开关元件66的源极·漏极端子间的连接或切断进行控制。另外,设置有对电池组100的电压进行监测的电池电压检测电路67、以及对AC电压的有无(或电压)进行监测的商用电源检测电路68,将各别的输出输入至运算部51。运算部51在商用电源99处于可利用状态时将开关元件66的栅极信号断开,由此将来自电池组100的输入电路切断。另一方面。若商用电源99成为不可利用的状态,则运算部51将开关元件66的栅极信号开启,由此使来自电池组100的输入电路成为连接状态。通过设为此种电路构成,在电动工具本体30B中,若连接有电池组100,则供给直流108V(额定),若在所述状态下通过电源线90连接于AC插口,则自动地变为供给AC电源,若将电源线90拆除,则自动地切换成通过电池组100进行驱动,因此可实现使用便利性良好的电动工具本体30B。另外,无需担心电池组100的拆装与电源线90的连接状态、尤其是当连接有一者时忘记拆除另一者,因此电池组100的装设与拆除处理也变得容易。
再回到图5。图5(3)为本实施例的另一变形例的电动工具本体30C。电动工具本体30C在可进行经由直流108V的电池组100与电源线90的AC驱动两者的方面与图5(1)、图5(2)相同,但经由连接转接器75来连接电源线90。此处,连接转接器75为用以将来自电源线90的两根输出线连接于电池组100用的正极输入端子81与负极输入端子82的、所谓的虚设外壳(dummy case)。在连接转接器75的内部不收容电池的单元。在连接转接器75的下表面,设置有与图3(2)所示的AC插口49形状相同的AC插口,AC插口49的第一端子49a通过电力线76a连接于正极输入端子81,第二端子49b通过电力线76b连接于负极输入端子82。另外,所述情况下,在图4所示的方块图中对电池组100的输入路径进行变更,设为在使用电池组100时也经由二极管电桥60连接于逆变器电路70。图6(2)示出了所述电路。
此处,在二极管电桥60的输入端子81、输入端子82中装设连接转接器75的正极端子161与负极端子162。电池组100为直流108V,因此经由二极管电桥60进行连接也无问题。另外,即便装设连接转接器75的正极端子161与负极端子162,也通过二极管电桥60对交流电流进行整流,因此可同样地使逆变器电路70工作来驱动马达35。在本实施例中,设为经由直流108V的直流输入与逆变器电路70来驱动无刷DC马达,但所使用的马达的种类并不仅限于无刷马达,也可为以AC100V~120V左右驱动的其他马达,例如交流整流器马达。通过此构成,也可通过电池组100来驱动使用交流整流器的电动工具,可容易地实现AC/DC共用的电动工具。
接着,使用图7~图9,对能够将输出电路切换为36V与108V的电池组100进行说明。图7为表示电池组100的外观形状的立体图。电池组100的框体包括在上下方向上分割并通过未图示的四根螺丝而固定的下外壳101与上外壳110。上外壳110形成有为了安装于电池组装设部40而形成有两条轨道138a、轨道138b的装设部。轨道138a、轨道138b为与电池组100的装设方向平行的方向,且以平行于上外壳110的左右侧面的方式形成。轨道138a、轨道138b与电动工具本体30的电池组装设部40中所形成的轨道槽48a、轨道槽48b(参照图3(2))对应地形成,通过在轨道138a、轨道138b与轨道槽48a、轨道槽48b嵌合的状态下闩锁(latch)机构动作而将电池组100固定于电动工具本体30。上外壳110的前侧形成有平坦的下阶面111,中央附近形成有较下阶面111形成地更高的上阶面115。下阶面111与上阶面115的连接部成为形成为台阶状的台阶部112,自台阶部112至上阶面115的前侧区域成为狭槽群配置区域120(参照图7(2))。在狭槽群配置区域120中形成有自前方的台阶部112向后侧延伸的多个狭槽(121~124)。此处,在接近左侧的轨道138b之侧配置有正极端子插入口121,在接近右侧的轨道138a之侧形成有负极端子插入口122。在由正极端子插入口121与负极端子插入口122夹着的部分中形成有低电压切换构件插入口123与高电压切换构件插入口124。在正极端子插入口121与负极端子插入口122的内部配置有图中不可见的金属制的正极端子与负极端子。另外,在与低电压切换构件插入口123和高电压切换构件插入口124的位置重叠的部分(上外壳110的内部空间)中配置有后述的电压切换部件。另外,在图7中图示为在狭槽群配置区域120中仅具有四个狭槽(121~124),而未图示除四个以外的狭槽,但也可形成用以收容其他的连接端子的狭槽。另外,如上所述,在狭槽群配置区域120所处的上外壳110的内部空间中配置有端子或电压切换部件(例如切换端子),因此狭槽群配置区域120成为端子配置区域。
在上阶面115的后侧,形成有以隆起的方式形成的隆起部132。隆起部132的外形隆起至较上阶面115更靠上侧,且在其中央附近形成有凹坑状的止动部131。止动部131成为将电池组100装设于电池组装设部10的突起部24(参照图2)时的抵靠面,若进行插入直至电动工具本体1侧的突起部24抵接于止动部131,则配设于电动工具本体1的多个端子21~端子23(参照图2)与配设于电池组100的端子群接触而成为导通状态。于止动部131的内侧,设置有与电池组100的内部相连的作为冷却风导入口的狭缝134。另外,电池组100的闩锁141的卡止部通过弹簧的作用在轨道138a、轨道138b的下部向垂直方向外侧突出,并与电动工具本体30的轨道槽48a、轨道槽48b中所形成的未图示的凹部卡合,由此防止电池组100的脱落。在此电池组100装设于电动工具本体1的状态下,狭缝134以无法自外部视认到的方式被覆盖。狭缝134是用以在将电池组100连结于未图示的充电器来进行充电时强制性地使冷却用的空气流入电池组100的内部的风窗,当装设于电动工具本体30时,冷却风导入口134成为封闭状态。
在图7(1)中,以36V驱动的电动工具本体1侧的终端部20A是将金属制的正极输入端子21与负极输入端子22固定于合成树脂制的端子安装部而成。此处,进而形成有用以将电池组100的输出切换为低电压侧的切换用突起24A。切换用突起24A为与终端部20A的基台部分一体地形成的切换元件,且为合成树脂制。切换用突起24A本身仅为使转动式终端基台171(参照图9)移动者,并不用作传递电力或信号的端子,因此无需由导电材料制作,可与终端部的基台部分通过相同的绝缘材料一体地形成。
图7(2)示出了装设于以108V驱动的电动工具本体30侧的终端部80的状态。终端部80是将金属制的正极输入端子81与负极输入端子82固定于合成树脂制的基台部分而成。此处,进而形成有用以将电池组100的输出切换为高电压侧的切换用突起84。切换用突起84为与终端部80的基台部分一体地形成的构件,且为合成树脂制。根据本实施例,电池组100的外观形状在36V输出下及108V输出下均相同。作业者在完全无需留意电池组100的输出电压的设定的条件下仅通过简单地装设于36V用的电动机器本体或108V用的电动机器本体,便可通过切换用突起24A或切换用突起84来选择(切换)最适合于所装设的电动机器本体的输出电压。
图8为表示单元组150的外观的立体图,单元组150收容于电池组100的内部,且是将多个单元151堆叠而集合为一个组而成。图8(1)为立体图,图8(2)为自单元151的轴线方向观察而得的侧视图。此处是将合计30根被称为14500尺寸的、直径14mm、长度50mm且包含可进行多次充放电的二次电池的单元151堆叠而成。将每10根单元151设为一个组件而形成了三个单元组件156~单元组件158。在各单元组件156~单元组件158内,以各单元151的轴线A1分别平行的方式堆积,且以邻接的单元151的朝向交替地相反的方式配置,通过金属的薄板159将邻接的单元151的正极端子与负极端子连接而形成10根串联连接。经堆叠的单元151的最外侧的圆筒部分由作为绝缘体的合成树脂制的隔板152覆盖,由此单元151被保持为相对于隔板152而不发生移动。在作为单元151而使用锂离子电池(一根的额定输出为3.6V)的情况下,自各单元组件156~单元组件158可获得额定36V的输出,因此通过在将单元组件156~单元组件158的+输出(正输出,正极端子)与-输出(负输出,负极端子)并联地连接的状态下导出来自电池组100的输出,可用作36V的大电容的电源。另一方面,若设为将单元组件156~单元组件158的+输出与-输出串联地连接的状态,则可用作108V的高电压的电源。
若堆叠30根14500尺寸的单元151,则轴向上的长度成为50mm,与轴向正交的宽度方向成为124.8mm,与轴向正交的高度方向成为57.3mm。另外,单元151的单体重量为约23g,因此单元151的合计重量成为690g。关于体积,单元151所占部分的体积为230,907mm3,隔板152所占的体积为67,392mm3,合计体积成为298,299mm3。因此,可将电池组100的整体重量限制为小于800g或21b(磅(pound))。目前,电动工具的电池组中所广泛使用的锂离子电池为所谓的被称为18650的电池。所谓18650尺寸,是指直径为18mm、长度为65mm且体积稍微超过14500尺寸的两倍。重量为14500尺寸的单元的两倍即46g。若为了获得直流108V而堆叠30根18650尺寸的单元,则仅单元的重量变为1380g,导致电池组自身的重量变重,因此在作业者可一边以单手抓持一边进行作业的电动工具中成为无实用性的大小及重量。
根据发明人等人的实验可知,作业者可以单手舒适地进行作业的上限以装设了电池组后的电动工具的总重量计为2kg或51b以内。因此,在使用30根18650尺寸的单元来获得108V的输出的情况下,难以实现能够以单手进行操作的可携式电动工具。在本实施例中,通过堆叠14500尺寸的与所谓的五号干电池为相同尺寸的锂离子电池,可实现在维持可携性的同时电压高的电动工具。根据本实施例的电池组100,可切实地确保与AC电源同等的100V以上的输出电压,并且可将其单元组150的单元重量抑制为0.69kg。可自所述锂离子电池获得15A左右的电流,因此作为电池组的功率重量比(power-to-weight ratio),可重置为100V×15A/0.69kg=2173W/kg以上、100V/0.69kg=144V/kg以上的值。
图9(1)为表示将电池组100装设于额定36V的电动工具本体或电动机器本体时的状态的图。在电池组100中包含用以对将单元组件156~单元组件158的输出并联连接、抑或串联连接进行切换的电压切换机构170而构成。作为用以对电池组100的输出电压进行切换的元件即电压切换元件的电压切换机构170包含通过固定于基板160上的摆动轴172而枢转地受到支撑的转动式终端基台171而构成,其在电池组100的装设方向上设置于配置有电源用的连接端子的端子配置区域。转动式终端基台171为如下构件:通过在自摆动轴172沿两个方向延伸的构件中设置多个方形棒状的连接端子173a~连接端子173d,而用以使位于连接端子173a~连接端子173d的内周侧的多个接点与位于外周侧的接点短路或开放。转动式终端基台171作为操作用于切换电池组100的输出电压的切换开关的操作部发挥功能。转动式终端基台171为合成树脂制,且在摆动轴172的一侧与另一侧空开间隔而各熔铸有两根金属制的连接端子173a~连接端子173d。在靠近负极端子162之侧,连接端子173a与连接端子173b以露出与基板160相向之侧的表面的方式配置,在靠近正极端子161之侧,连接端子173c与173d以露出与基板160相向之侧的表面的方式配置。
基板160用以固定正极端子161与负极端子162,并且用以配置用于确立或变更自所述端子朝向单元组件156~单元组件158的电性连接路径的多个电极(接点)176a~电极(接点)176j。在基板160的上部的与转动式终端基台171的转动区域局部重叠的区域中设置有多个接点176a~接点176j,通过露出至转动式终端基台171的下表面的连接端子173a~连接端子173d与这些接点176a~接点176j中的任一者接触来变更自正极端子161到达负极端子162的电性连接路径。多个接点176a~接点176j及连接端子173a~连接端子173d作为通过用于切换电池组100的输出电压的操作部而操作的切换开关发挥功能。在36V用的电动工具本体1中,在终端部20A中形成有切换用突起24A。切换用突起24A作为与操作部抵接的切换输出电压的切换元件或连接元件发挥功能,且插入至位于供正极输入端子插入的第1狭槽121与供负极输入端子插入的第2狭槽122之间的第3狭槽123或第3狭槽124。若将电池组100装设于电动工具本体,则切换用突起24A在箭头25的位置处推压转动式终端基台171,由此转动式终端基台171在俯视时进行逆时针旋转而到达图9(1)所示的位置。在此状态下,可理解出连接端子173a使电极(接点)176d与电极(接点)176b短路,连接端子173b使电极(接点)176e与电极(接点)176c短路。同样地,可理解出连接端子173c使接点176i与接点176g短路,连接端子173d使接点176j与接点176h短路。
图9(2)示出如图9(1)那样通过切换用突起24A来使转动式终端基台171在俯视时进行逆时针旋转的状态下的连接状况。单元组件156的+侧输出直接连接于正极端子161。单元组件157的+侧输出连接于接点176b,单元组件158的+侧输出连接于接点176g。单元组件156的-侧输出连接于接点176e,单元组件157的-侧输出连接于接点176j,单元组件158的-侧输出直接连接于负极端子162。此状态下,接点176d与接点176b、接点176e与接点176c、接点176i与接点176g、接点176j与接点176h成为连接状态。其结果,单元组件156~单元组件158成为并联连接状态,在正极端子161与负极端子162之间输出额定36V的直流。
图10(1)为表示将电池组100装设于额定108V的电动工具本体或电动机器本体时的状态的图。在额定108V的电动工具中,在终端部80中形成有切换用突起84,在36V机器的终端部20的切换用突起24A的位置处未形成突起。切换用突起84作为与操作部抵接的切换输出电压的切换元件或连接元件发挥功能,且插入至位于供正极输入端子插入的第1狭槽121与供负极输入端子插入的第2狭槽122之间的第3狭槽124。此状态下,若将电池组100装设于电动工具本体或电动机器本体,则正极输入端子81与正极端子161接触,负极输入端子82与负极端子162接触,与此同时,通过切换用突起84如箭头84a所示与转动式终端基台171的一个臂部接触,使转动式终端基台171在俯视时顺时针旋转。通过所述旋转,对转动式终端基台171的连接端子173a~连接端子173d与接点176a~接点176j的连接关系进行切换。图10(2)表示切换后的连接状态。此处,通过转动式终端基台171的位置自图9(2)切换为图10(2),接点176d与接点176a、接点176e与接点176b、接点176i与接点176f、接点176j与接点176g成为连接状态。此结果,单元组件156~单元组件158成为串联连接状态,自正极端子161与负极端子162输出额定108V的直流。另外,也可在作为摆动构件的转动式终端基台171的摆动轴172中设置掣子机构或闩锁机构,以构成为若未由切换用突起24A或切换用突起84对摆动构件施加规定以上的旋转力矩则不进行摆动。另外,接点176a与接点176f为未接线至任一位置的电极,因此也可将此等去除而增大接点176b与接点176c、接点176g与接点176h的电极间隔,由此降低切换时邻接的电极间的短路风险。
根据本实施例,即便在无线的电动工具中,也可自电池组100获得与商用电源驱动的电动工具同等的高电压,从而可实现高输出的可携式电动工具或电动机器。另外,即便为了提高电压而增加了单元的根数,但因使用的是30根14500尺寸的锂单元而非18650尺寸的单元,故在为高输出的同时也为小型轻量的,可增大功率重量比。进而,本实施例的电池组100通过在电池组100的内部配置对并联连接与串联连接进行切换的电压切换元件(电压切换机构170)来对单元组件156~单元组件158的连接进行切换,从而可进行36V与108V的输出切换,因此可使广泛使用的额定36V的电动工具或电动机器动作。另外,在本实施例的电池组100中,作为电压切换元件发挥功能的电压切换机构170配置于与作为电源端子发挥功能的正极端子161及负极端子162所配置的位置为大致相同高度的位置,因此可紧凑地构成电池组100的上下方向上的尺寸。
实施例2
接着,使用图11~图14对本发明的第2实施例进行说明。在第2实施例中,与第1实施例同样地提供一种可将输出电压切换为低电压侧的36V与高电压侧的108V两个等级的电池组200。图11为表示电池组200以及连接于其的终端部的形状的立体图,图11(1)表示连接于额定36V的电动机器时的状态,图11(2)表示连接于额定108V的电动机器时的状态。关于电池组200的外观形状,除一部分(狭槽群的配置区域附近的形状)以外,基本上与图1~图8所示的第1实施例的电池组100的形状相同。
电池组200在通过将下外壳201与上外壳210接合而形成的壳体内收容有30根14500尺寸的包含锂离子电池的单元151。若允许壳体变大,则作为单元可使用18650尺寸,也可使用其他形状或尺寸的单元。在电池组200的上外壳210中形成有用以进行朝向电动工具本体1或电动工具本体30侧的装设的安装机构,且其构成或形状与图7所示的第1实施例的电池组100的形状大致相同。在上外壳210中形成有用以引导电动机器侧的终端部的下阶面211、以及配置于其上侧的上阶面215,在成为下阶面211与上阶面215的边界的台阶部212中,形成有多个端子插入口(狭槽)。在上阶面215的左右两侧缘部中,形成有与电动机器本体侧槽即轨道槽嵌合的轨道部238a、轨道部238b。此处,在左右方向上图示了五个端子插入口,但所配置的端子插入口的数量为任意的,可进一步增加。在上阶面215的上侧形成有隆起部240,在隆起部240的左右两侧设置有闩锁部241。闩锁部241与闩锁爪241a连动。
图11(1)示出连接于36V额定的电动机器本体、电动工具本体1等的情况。设置于电动机器本体1侧的终端部270在左右方向上具有狭小的宽度,电池组200以使正极输入端子271与负极输入端子272插入至靠中央的两个端子插入口222、端子插入口224的方式移动。正极输入端子271与负极输入端子272与后述的电池组200的切换端子连接,作为将电池组200的输出电压切换为低电压的切换元件或连接元件发挥功能,并且也作为将多个单元组件彼此并联连接的低电压用连接元件发挥功能。图11(2)示出连接于108V额定的电动机器本体、电动工具本体30等的情况。电动工具本体30的终端部280相对于终端部270而在左右方向上具有较宽的宽度,其间的区域成为端子配置区域。在端子配置区域中,具有靠近左右两端配置的正极输入端子281与负极输入端子282,且在左右方向上的大致中央处形成有连接元件283。若电池组200装设于电动工具本体30,则正极输入端子281与负极输入端子282插入至端子插入口221与端子插入口225,连接元件283插入至端子插入口223。
图12为电池组200的连接电路图。在电池组200内收容有三个单元组件156~单元组件158。单元组件156~单元组件158以图8所示的单元组150的形式形成并通过隔板152得到保持,且分别串联连接有各10根14500尺寸的锂离子电池的单元151。另外,需注意,在图12中将10根单元集中图示为一个电池。在用以插入终端部270、终端部280侧的输入端子的端子插入口(狭槽)221~端子插入口(狭槽)225中,分别在终端部270、终端部280的插入方向上并列配置有一个连接端子~四个连接端子。此处所配置的连接端子群成为切换电池组200的并联连接与串联连接的电压切换元件。端子插入口222与端子插入口224所构成的组与36V用的终端部270相对应,在此处配置有用以输出低电压的切换端子群(端子群232与端子群234)。正极输入端子271以与端子群232的各端子接触的方式装设,负极输入端子272以与端子群234的各端子接触的方式装设。
端子插入口221与端子插入口225所构成的组与108V用的终端部280相对应,在此处配置有用以输出高电压的切换端子群(端子231与端子235)。正极输入端子281以与端子231接触的方式装设,负极输入端子282以与端子235接触的方式装设。端子231作为正极端子发挥功能,端子235作为负极端子发挥功能。在终端部280的左右中央部,进而设置有用以切换输出电压的连接元件283。作为切换并联连接与串联连接的电压切换元件的连接元件283插入至端子插入口223。连接元件283具有前端侧(图中靠近电池组200之侧)的导通部283a与后端侧的导通部283c,且在此等导通部283a与导通部283c之间配置绝缘体283b,由此导通部283a与导通部283c成为电性非导通状态。导通部283a与导通部283c的目的为使端子群233中的规定的端子间短路的短路器,在电动机器本体侧中,无需自导通部283a与283c进行配线。因此,连接元件283可通过在与终端部280一体成形而成的由非导电体形成的连接元件基台中熔铸形成导通部283a与导通部283c的金属板来制造,或者可通过在由非导电体形成的连接元件基台的外周面贴附金属板或对外周面进行金属镀敷等的导电处理来制造。如此那样在终端部280中附加形成使多个单元组件彼此串联地连接的短路器。连接端子283的导通部283a如后述那样与电池组200的切换端子连接,作为将电池组200的输出电压切换为高电压的切换元件或连接元件发挥功能,并且也作为将多个单元组件156、单元组件157彼此串联连接的一体型的高电压用连接元件发挥功能。同样地,连接元件283的导通部283c也与电池组200的切换端子连接,作为将电池组200的输出电压切换为高电压的切换元件或连接元件发挥功能,并且也作为将多个单元组件157、单元组件158彼此串联连接的一体型的高电压用连接元件发挥功能。
图13为表示端子231~端子235的形状的图,图13(1)为俯视图,图13(2)为端子群232的侧视图(自图13(1)的B方向的箭视图)。端子群232具有端子232a、端子232b、端子232c。这些端子232a、端子232b、端子232c作为连接于低电压的电动机器本体1的连接元件且将电池组200的输出电压切换为低电压的切换端子发挥功能,并且也作为将多个单元组件彼此并联连接的并联端子发挥功能。端子群232由以彼此邻接的方式配置且作为并联端子群的多个并联端子所构成。端子群234具有端子234a、端子234b、端子234c。这些端子234a、端子234b、端子234c作为连接于低电压的电动机器本体1的连接元件且将电池组200的输出电压切换为低电压的切换端子发挥功能,并且也作为将多个单元组件彼此并联连接的并联端子发挥功能。端子群234由以彼此邻接的方式配置且作为并联端子群的多个并联端子所构成。端子群233具有端子233a、端子233b、端子233c、端子233d。这些端子233a、端子233b、端子233c、端子233d作为连接于高电压的电动机器本体30的连接元件且将电池组200的输出电压切换为低电压的切换端子发挥功能,并且也作为将多个单元组件156~单元组件158彼此串联连接的并联端子发挥功能。端子群233由以彼此邻接的方式配置且作为串联端子群的多个串联端子所构成。此处,端子231、端子235以及端子232a、端子233a、端子234a与现有以来所广泛使用的端子为相同的形状,且以如下方式形成:将平板弯曲成U字状,并使开口端部附近的两侧侧面成为向内侧凹成凸状的形状,使因凸状部分而形成的最窄部与终端部侧的板状的端子的两表面接触。端子231、端子235、端子232a、端子233a、端子234a中,所嵌合的终端部侧的金属端子不会贯穿至后侧,因此后侧形成为封闭的形状。另一方面,其他端子群即端子232b、端子232c、端子233b~端子233d、端子234b、端子234c在使所接触的终端部侧的金属端子自前方贯穿至后方的状态下进行嵌合,因此不仅在前侧,也在后侧形成开口部。在图13(2)的侧视图中示出其具体的形状,端子232a的上端的后部附近(箭头236a)封闭,但端子232b、端子232c形成为不仅前侧而且后侧(箭头236b、箭头236c所示附近)也开放的形状。因此,若图中所示的终端部270沿箭头265的方向插入,则正极输入端子271同时接触三个端子232a~端子232c,由此分别成为电性导通状态。此连接状态在负极输入端子272与三个端子234a~端子234c中也同样如此。如此那样,可在一个端子插入口中使多个端子在与装设方向相同的方向(平行方向)上并列,并使用终端部的电极板将电池组200内的单元组件156~单元组件158的连接状态设定为并联连接与串联状态中的任一者。
图14为表示将电池组200装设于终端部270、终端部280时的状态的图,图14(1)为36V输出状态,图14(2)为108V输出状态。图14(1)所示的36V输出时的终端部270具有正极输入端子271与负极输入端子272。正极输入端子271与端子232a、端子232b、端子232c接触,由此此等端子导通。端子232a连接于单元组件156的+端子(正极),端子232b连接于单元组件157的+端子,端子232c连接于单元组件158的+端子。因此,正极输入端子271连接于三个单元组件156~单元组件158的+端子。同样地,负极输入端子272与端子234a、端子234b、端子234c接触,由此此等端子导通。端子234a连接于单元组件156的-端子(负极),端子234b连接于单元组件157的-端子,端子234c连接于单元组件158的-端子。因此,负极输入端子272连接于三个单元组件156~单元组件158的-端子。另外,端子群233未进行任何连接,因此端子233a~端子233d成为开放状态。此结果,单元组件156~单元组件158经并联连接,即对正极输入端子271与负极输入端子272输出额定36V的直流。
图14(2)为表示将电池组200装设于终端部280时的状态的图。108V输出时的终端部280具有正极输入端子281、负极输入端子282以及连接元件283。正极输入端子281仅接触与单元组件156的+端子连接的端子231。同样地,负极输入端子282仅接触与单元组件158的-端子连接的端子235。另外,连接元件283(连接端子)以与四个端子群(串联端子元件233a~串联端子元件233d)接触的方式插入。通过此连接元件283,端子233a与端子233b通过导通部283a(参照图12)而短路,端子233c与端子233d通过导通部283c(参照图12)而短路。此处,端子233b与端子233c之间通过连接元件283中所形成的绝缘体283b(参照图12)而保持为非导电状态。端子233a连接于单元组件156的-端子,端子233b连接于单元组件157的+端子,因此,单元组件156、单元组件157间的串联连接状态得以确立。同样地,端子233c连接于单元组件157的-端子,端子233d连接于单元组件158的+端子,因此,单元组件157、单元组件158间的串联连接状态得以确立。此等导通状态的结果为:单元组件156~单元组件158经串联连接,从而对正极的端子231与负极的端子235输出额定108V的直流。另外,端子群232与端子群234的各端子成为开放状态。
以上,在第2实施例中具备用以切换电压的端子群,切换端子群是将自不同的多个所述单元组件的各个单元组件延伸的端子邻接配置而构成,因此可实现可对应多个电源的电池组200。尤其,在狭槽223内具备串联端子群(串联端子元件233a~串联端子元件233d),所述串联端子群连接于多个单元组件的正极或负极,且用以将多个单元组件串联地连接,因此可实现能够进行36V与108V的切换的电池组200。此时,通过将电动工具本体等电动机器本体侧的终端部270或终端部280设定为如图所示的形状,与供正极输入端子插入的狭槽(221或222)以及供负极输入端子插入的狭槽(224与255)分开地设置有供对输出电压进行切换的切换元件(连接元件283)插入的第3狭槽(223),因此仅通过装设电池组200便可自动地切换来自电池组200侧的输出电压。由此,作业者无需关注电池电压的切换作业,而且也无因设定电压错误使电动机器本体侧破损之虞。进而,当将电池组200拆除时,三个单元组件156~单元组件158成为开放状态(非连接状态),因此可达成最适合于保管时或运输时的状态。在第2实施例的电池组200中,作为电压切换元件发挥功能的端子群232、端子群234及连接元件283、与作为电源端子发挥功能的端子231、端子235、端子群232及端子群234在上下方向上配置于大致相同高度的位置,因此可紧凑地构成电池组200的上下方向上的尺寸。并且,作为串联端子发挥功能的端子233a、端子233b、端子233c、端子233d配置在上下方向中与作为正极端子发挥功能的端子231与作为负极端子发挥功能的端子235大约相同高度的位置,因此电池组200的上下方向的尺寸可紧凑地构成。并且,作为串联端子发挥功能的端子233a、端子233b构成为以彼此邻接的方式配置的串联端子群,导通部283a作为与此等串联端子群连接的一体化的高电压用的连接元件发挥功能,因此电动机器本体可以作为简单的结构。同样地,作为串联端子发挥功能的端子233c、端子233d构成为以彼此邻接的方式配置的串联端子群,导通部283c作为与此等串联端子群连接的一体化的高电压用的连接端子发挥功能,因此电动机器本体可以作为简单的结构。因此多个串联端子群在左右方向与直行方向上并排,且多个一体化的高电压用的连接元件在左右方向与直行方向上并排,因此电池组与电动机器本体的左右方向的尺寸可紧凑的构成。
使用第2实施例的电池组200的结构并非仅限定于电压切换式的电池组,也可有效地应用于电压固定的电池组。图15示出了此种电池组的结构。图15为用以说明108V专用的电池组200A的电路图。此处为与图14(2)的将端子群232、端子群234拆除后的结构相同的结构,且形成于端子群232、端子群234的插入位置的端子插入口222、端子插入口224(均参照图11)封闭。108V用的电动机器本体中使用具有正极输入端子281、负极输入端子282以及连接元件283的终端部280。终端部280的结构与图12所示的结构相同,连接元件283具有前端侧的导通部283a与后端侧的导通部283c,且此等导通部283a与导通部283c之间通过绝缘体283b而以电性上的非导电状态连接。如此那样,当连接终端部280时使用多个端子群来确立单元组件156~单元组件158的串联连接状态,因此当在电动机器中未装设电池组200A时,三个单元组件156~单元组件158成为非连接状态,因此可达成最适合于保管时或运输时的状态。
图15(2)为表示另一变形例的电池组200B的电路图。图15(2)中将图15(1)的连接元件283在左右方向上一分为二而分割为第1连接端子285与第2连接端子286。与此分割并行地将端子233a~端子233d在横向上分开配置。第1连接端子285为用以使连接于单元组件157的+端子侧的端子233b与连接于单元组件156的-端子侧的端子233a短路的金属板。同样地,第2连接端子286为用以使连接于单元组件157的-端子侧的端子233c与连接于单元组件158的+端子侧的端子233d短路的金属板。在此变形例中也可获得与图15(1)同等的效果,而且可减小端子233a与端子233b、端子233c与端子233d的设置空间,因此在安装于现存的电池组的方面有利。另外,在图15(2)的变形例中,若在横向上设置6列端子插入口,则可在图15(2)的构成中配置36V输出用的端子群232、端子群234(参照图13),从而可实现缩短了前后方向上的端子长度的电池组。
实施例3
接着,使用图16~图20对本发明的第3实施例进行说明。在第3实施例的电池组300中,与第1实施例及第2实施例相比,在可将电池组的输出电压切换为低电压侧与高电压侧两个等级方面为共通的。然而,在第3实施例中,并非如36V与108V那样以3倍来切换电压比,而是如18V与36V那样以2倍来切换电压比。图16为表示本发明的第3实施例的电池组300、以及其中所装设的终端部370、终端部380的形状的概略立体图。可装设于电池组300的电动机器为具有终端部370的额定18V机器与具有终端部380的额定36V机器两种。在终端部370中形成有作为第1电源输入端子组(机器侧电源端子)的正极输入端子371与负极输入端子372。在终端部380中形成有作为第2电源输入端子组(机器侧电源端子)的正极输入端子381与负极输入端子382。此等终端部370、终端部380设置于电动机器本体侧的电池组装设部中。正极输入端子371、正极输入端子381与负极输入端子372、负极输入端子382由金属制的板状构件形成,对此等端子进行固定的基台部分由合成树脂等非导电体的成形品形成。正极输入端子371、381与负极输入端子381、382各自作为切换与电池组300的操作部抵接的电池组300的输出电压的切换元件或连接元件发挥功能。
此处所图示的电池组300为概略图,且自下阶面311与上阶面315之间的台阶部312至后侧形成有多个狭缝321~狭缝324。包含此等狭缝321~狭缝324的电池组300的上侧形状形成为与图7所示的电池组100的形状大致相同的形状即可,此处省略对隆起部或闩锁部等的记载。18V用的终端部370以在左右方向上宽度狭小的方式构成,36V用的终端部380以左右方向上的宽度较宽的方式构成。根据此等终端部370、终端部380的宽度的不同,正极输入端子371与负极输入端子372的间隔窄地形成,正极输入端子381与负极输入端子382的间隔宽地形成,低电压用的端子组(371、372)所占的区域以包含于高电压用的端子组(381、382)所占的范围中的方式配置。正极输入端子371与负极输入端子372分别插入至狭缝322与狭缝323中,正极输入端子381与负极输入端子382分别插入至狭缝321与狭缝324中。此等端子与狭缝的位置通过电动工具本体侧的电池组装设部中所形成的轨道槽与电池组300中所形成的轨道部(此处省略图示)而受到适当引导。通过如此那样对供电动机器本体侧的终端部的夹子(正极输入端子371、正极输入端子381与负极输入端子381、负极输入端子382)插入的狭缝设置两种图案来安装终端部的夹子的宽度不同的18V与36V的制品,可进行输出切换。作业者仅通过简单地将电池组300装设于18V用的电动工具等电动机器本体或36V用的电动机器本体,便可自电池组300获得适当的输出电压。
图17为表示电池组300的内部、尤其是台阶部312(参照图16)的后侧的狭缝321~狭缝324的位置附近(端子配置区域)所配置的电压切换机构(电压切换元件)320的构成配件的图。电压切换机构320为切换开关部件,具有熔铸有金属制的端子构件的合成树脂制的两个可动引导构件330、可动引导构件340,此等构件通过弹簧348等施力部件,以在相对于电池组300的朝向电动机器本体的装设方向而交叉的方向上彼此分离的方式被施力。可动引导构件330、可动引导构件340作为与用于切换电池组300的输出电压的电动机器本体的切换元件抵接且操作的操作部发挥功能。在可动引导构件330、可动引导构件340的左右两侧附近与中央附近后侧设置有四个接点端子(351~354)。在可动引导构件330、可动引导构件340中形成有用以插入正极输入端子371与负极输入端子372的端子装设部331、装设部341。图17(1)的左侧的图示出电池组300未装设于电动机器本体时的可动引导构件330、可动引导构件340的位置,在此状态下,可直接将正极输入端子371与负极输入端子372插入至端子装设部331、装设部341。另一方面,如图17(2)的左侧的图所示,当装设终端部380时状况有所不同。若相对于作为终端部380的连接元件的正极输入端子381与负极输入端子382而使电池组300相对移动,则正极输入端子381与可动引导构件330的倾斜部332接触,且负极输入端子382与可动引导构件340的倾斜部342接触。其原因在于,通过弹簧348的作用,可动引导构件330、可动引导构件340的平行面333、平行面343静止于间隔较正极输入端子381与负极输入端子382的间隔更宽的位置。
若一边使正极输入端子381与倾斜部332接触同时使负极输入端子382与倾斜部342接触,一边如箭头349那样推入终端部380,即,使正极输入端子381、负极输入端子382分别插入至狭缝321、狭缝324(参照图16),则可动引导构件330、可动引导构件340一边压缩弹簧348一边向内侧沿箭头336、箭头346的方向(彼此接近的方向)移动。另外,在本实施例的说明中,以使终端部380接近电池组300的方式图示的箭头349的含义仅意指与电池组300侧的距离缩短,只不过为方便起见而示出了方向,其包括使电池组300侧移动至固定的电动机器本体侧的情况、以及使电动机器本体侧移动至电池组300侧的情况两者。在本实施例中,就理解的容易性而言,将此等相对移动说明为终端部380如箭头349那样移动至电池组300侧,但无论使哪侧移动,装设后的状态均相同。
若可动引导构件330、可动引导构件340一边沿箭头336、箭头346的方向移动一边使终端部380进一步插入,则弹簧348进一步被压缩而可动引导构件330、可动引导构件340进一步彼此接近,因此正极输入端子381进入可动引导构件330的外侧(右侧)的平行面333与第1+端子(第1正极端子)351之间,同样地,负极输入端子382进入可动引导构件340的外侧(左侧)的平行面343与第2-端子(第2负极端子)354之间。若在此进入状态下移动至箭头349方向上的规定位置,则电池组300的装设完成。通过此可动引导构件330、可动引导构件340的移动,中间端子335、中间端子345的位置也同时移动,此等最接近点自“非接触”状态变为“接触”状态而导通。进而,可动引导构件330、可动引导构件340与端子351~端子354的接触状态变化,其结果对终端部380输出额定36V的直流。中间端子335、中间端子345及四个接点端子(351~354)作为用于切换电池组300的输出电压而通过操作部操作的切换开关发挥功能。
图18为用以说明使用可动引导构件330、可动引导构件340与端子351~端子354的电压切换机构320的图。图18(1)为表示电压切换机构320在电池组300内的收容位置的图。在图18(1)中,电压切换机构320收容于较通过电池组的下阶面311与上阶面315而形成的台阶部312更靠后侧、且为俯视时与多个狭缝321~狭缝324(参照图16)的配置位置重叠的位置。可动引导构件330、可动引导构件340为在端子基板360(参照图18(3))上沿左右方向移动的可动构件,四个接点端子(351~354)为固定于端子基板360而不进行移动的非可动构件。
图18(2)为自电压切换机构320的上表面观察而得的展开图,且在距离上分离地进行了图示以了解各零件的构成。在图18(2)中,可动引导构件330在俯视时为将四角形的构件与三角形的构件连结而成的基本形状,且基本形状部分由塑料等合成树脂定制造。在合成树脂部分中熔铸有金属制的中间端子335,此等被牢固地固。中间端子335在后侧形成有两个接触件335c与接触件335d,且形成有以在端子装设部331之间延伸的方式向前侧延伸存在并为了与终端部370的正极输入端子371接触而自内侧向外侧弯曲成凸状的接触件335a,在内侧部分(图中为可动引导构件330的左侧)形成有与另一可动引导构件340侧的中间端子345的接触件345b接触的接触件335b。可动引导构件340及熔铸于其的中间端子345与可动引导构件330及中间端子335左右对称地形成。中间端子345在后侧形成有两个接触件345c与接触件345d,且形成有以在端子装设部341之间延伸的方式向前侧延伸存在并为了与终端部370的负极输入端子372接触而自内侧向外侧弯曲成凸状的接触件345a,在内侧部分(图中为可动引导构件340的右侧)形成有与另一中间端子335的接触件335b接触的接触件345b。接触件335与接触件345a为输出低电压的低电压用端子组,且构成第一电源端子。在可动引导构件330、可动引导构件340之间熔铸有弹簧348(图18(2)中省略图示),在成形时间点,可动引导构件330、可动引导构件340经由弹性体而连结。弹簧348为金属制的压缩盘簧。
在中间端子335、中间端子345的后侧配置有四个端子351~端子354。在左右方向上靠中央配置的是连接于第一单元组件的+端子(正极端子)的第2+端子(第2正极端子)352、以及连接于第1单元组件的-端子(负极端子)的第1-端子(第1负极端子)353。在第2+端子352中形成有向前侧弯曲成凸状且在左右方向上并列配置的接触件352a、接触件352b,在第1-端子353中形成有向前侧弯曲成凸状且在左右方向上并列配置的接触件353a、接触件353b。接触件335c选择性地与接触件352a、接触件352b中的任一者接触,接触件345c选择性地与接触件353a、接触件353b中的任一者接触。
在中间端子335的右侧配置有第1+端子(第1正极端子)351,在中间端子345的左侧配置有第2-端子(第2负极端子)354。第1+端子351为在俯视时弯折成大致L字状的构件,在位于前侧的一端部中形成有为了与终端部380的正极输入端子381(参照图17)接触而自外侧向内侧弯曲成凸状的接触件351a,在位于后侧的另一端部中形成有为了与中间端子335的接触件335d接触而向前侧弯曲成凸状的接触件351b。第2-端子354形成为与第1+端子351左右对称的形状,在位于前侧的一端部中形成有为了与终端部380的负极输入端子382(参照图17)接触而弯曲成凸状的接触件354a,在位于后侧的另一端部中形成有为了与中间端子345的接触件345d接触而弯曲成凸状的接触件354b。接触件351a与接触件354a为输出高电压的高电压用端子组,且构成第2电源端子。
图18(3)为图18(1)的C-C部的剖面图。可动引导构件330的上侧由电池组300的上外壳310覆盖,下侧通过端子基板360而可在左右方向上进行滑动地受到保持。在端子基板360的上表面形成有向上侧突出为凸状且在左右方向上以直线状延伸的引导轨道361。另外,在上外壳310的上阶面315的内侧壁,形成有以在左右方向上以直线状延伸的方式设置的引导轨道316。另一方面,在可动引导构件330的上侧面形成有在左右方向上连续地形成的引导槽部334a,在下侧面形成有在左右方向上连续地形成的引导槽部334b。另外,需注意的是,在图18(3)以外的图中未图示可动引导构件330的引导槽部334a以及设置于可动引导构件340侧的引导槽部344a。
如此那样,引导槽部334b由引导轨道361引导,引导槽部334a由引导轨道316引导,由此可动引导构件330可在与电池组300的装设方向交叉的方向上移动。在可动引导构件340侧,也同样地形成有引导槽部与引导轨道,并通过此等受到引导,由此可动引导构件340可在与电池组300的装设方向交叉的方向(左右方向)上顺畅地进行滑动,而在与装设方向相同的方向(前后方向)上不移动。中间端子335固定于可动引导构件330,因此配置为与端子基板360大致不接触。第2+端子352的固定用的销部352c嵌合于端子基板360的内部,且连接用的销贯穿端子基板360而经焊接。再者,也可不将销部352c与销分开而对销部352c进行焊接。
以上,通过第3实施例,电压切换元件(330、340)为在端子基板360的上表面的配置有电源端子(正极端子与负极端子)的端子配置区域中,能够在与电池组300的装设方向交叉的方向上移动的多个可动引导构件,可通过电压切换元件(330、340)对将多个单元组件并联地连接、抑或串联地连接进行切换,因此可实现具有电压的自动切换机构的电池组300。另外,在本实施例中,可动引导构件330的移动方向设为与电池组300的装设方向正交,但未必仅限于90度的交叉角,也可较90度仅增减规定的角度而以倾斜地交叉的方式移动。如此那样,在第3实施例中,将可动引导构件330、可动引导构件340在电池组300的装设方向上配置于端子351~端子354、端子335、端子345的配置区域(配置有狭缝321~狭缝324的区域),因此可在不增大电池组的条件下进行电压的切换。
接着,使用图19对与额定18V的电动机器本体连接时的通过电压切换机构320达成的单元组件的连接状态进行说明。图19(1)示出将终端部370装设于电池组300之前的状态。图19(2)表示装设后的状态,且以电路图的形式示出自四个端子351~端354朝向单元组件356、单元组件357的接线状态。在电池组300内收容有两个单元组件356、单元组件357。单元组件356、单元组件357分别为将五根锂离子电池的单元151串联地连接而成的集合体,其输出为额定18V。单元组件(第1单元组件)356的+输出(正输出)通过引线而配线至第1+端子351,-输出(负输出)通过引线而配线至第1-端子353。同样地,单元组件(第2单元组件)357的+输出通过引线而配线至第2+端子352,-输出通过引线而配线至第2-端子354。
在未装设终端部370的情况下,可动引导构件330、可动引导构件340通过弹簧348而以彼此背离的方式被施力。在此状态下,接触件335b与接触件345b背离而为非接触状态。若自图19(1)的状态起装设终端部370,则如图19(2)所示,终端部370的正极输入端子371经由狭缝322(参照图17)而收容于端子装设部331内,其结果,接触件335b与正极输入端子371接触。同样地,负极输入端子372经由狭缝323(参照图17)而收容于端子装设部341,其结果,接触件345b与负极输入端子372接触。然而,可动引导构件330与可动引导构件340在与箭头349相同的方向及正交的方向(左右方向或上下方向)上均不移动,因此中间端子335、中间端子345与四个端子351~端子354的接触关系未变化。在此状态下,接触件335d与接触件351b接触,接触件335c与接触件352a接触,接触件345c与353a接触,接触件345d与接触件354b接触。此等接触件接触的结果为:自正极输入端子371朝向单元组件356、单元组件357的+输出(正输出、正极端子)的连接路径得以确立,自负极输入端子372朝向单元组件356、单元组件357的-输出(负输出、负极端子)的连接路径得以确立,两个单元组件356、单元组件357经并联连接,从而其输出、即额定18V的直流自电池组300被输出。
图20(1)表示将终端部380装设于电池组300之前的状态,图20(2)表示装设后的状态,且以电路图来示出自四个端子351~端子354朝向单元组件356、单元组件357的接线状态。如图20(1)所示,在未装设终端部380的情况下,可动引导构件330、可动引导构件340通过弹簧348而以彼此背离的方式被施力。在此状态下,接触件335b与接触件345b背离而为非接触状态。若自图20(1)的状态起装设终端部380,则正极输入端子381经由狭缝321(参照图16)而与倾斜部332接触,若在接触状态下推入终端部380(或使电池组300向终端部380侧移动),则倾斜部332以向正极输入端子381的内侧退避的方式移动,因此可动引导构件330在箭头336的方向上一边压缩弹簧348一边移动。同样地,若使负极输入端子382一边经由狭缝324(参照图16)而与倾斜部342接触一边被推入,则倾斜部342以向负极输入端子382的内侧退避的方式移动,因此可动引导构件340在箭头346的方向上一边压缩弹簧348一边移动。若可动引导构件330向内侧移动,则正极输入端子381进入位于较倾斜部332更靠侧部处的平行面333与第1+端子351之间,并通过弹簧348所施加的力而以所述状态(图20(2)所示的状态)受到保持,正极输入端子381与第1+端子351的接触件351a良好地接触。同样地,若可动引导构件340向内侧移动,则负极输入端子382进入位于较倾斜部342更靠侧部处的平行面343与第2-端子354之间,并以所述状态(图20(2)所示的状态)受到保持,负极输入端子382与第2-端子354的接触件354a良好地接触。
若可动引导构件330、可动引导构件340向内侧移动,则其他接触件的接触关系也变化。首先,通过中间端子335的接触件335b与中间端子345的接触件345b接触,中间端子335与中间端子345成为导通状态。另外,与中间端子335的接触件335c接触的接触件自图20(1)所示的接触件352a如图20(2)所示那样切换为接触件352b,中间端子335的接触件335d与第1+端子351的接触件351b的连接状态解除。同样地,与中间端子345的接触件345c接触的接触件自图20(1)所示的接触件353a如图20(2)所示那样切换为接触件353b,中间端子345的接触件345d与第2-端子354的接触件354b的连接状态解除。此等接触件的接触状态切换的结果为:自正极输入端子381朝向单元组件356的+输出(正输出、正极端子)的连接路径得以确立,自单元组件356的-输出(负输出、负极端子)朝向单元组件357的+输出的连接路径得以确立,自单元组件357的-输出朝向负极输入端子382的连接路径得以确立。此连接为两个单元组件356、单元组件357的串联连接,从而自电池组300输出额定36V的直流。另外,电压切换机构320的可动引导构件330、可动引导构件340通过弹簧348而被施力,因此在自图20(2)的状态将终端部380拆除的情况下会回到原来的图20(1)的状态,因此单元组件356与单元组件357的串联连接状态自动解除而回到并联连接状态。
如上所述,通过实现使用可动引导构件330、可动引导构件340的电压切换机构320,作业者仅通过简单地将电池组300装设于额定18V的电动机器本体或额定36V的电动机器本体的任一者,便可获得最适合于电动机器本体的输出电压。另外,只要电压比为2倍,则也可在进行其他电压、例如54V/108V的切换的电池组中实现上述第3实施例。进而,也可通过使用三个可动引导构件来实现切换电压比为3倍的切换机构。在第3实施例的电池组300中,作为电压切换元件发挥功能的电压切换机构320、与作为电源端子发挥功能的接触件335a及接触件345a在上下方向上配置于大致相同高度的位置,因此可紧凑地构成电池组300的上下方向上的尺寸。
实施例4
接着,使用图21及图22对本发明的第4实施例进行说明。图21为第4实施例的电池组600的俯视图。电池组600的外观形状与图7所示的电池组100大致相同,且轨道部的形状、下阶面611或上阶面615的形状相同。在上阶面615中设置有多个狭槽部,狭槽部的配置区域成为端子配置区域。此处,作为狭槽部,除正极端子用狭槽621、负极端子用狭槽622外,也形成有作为第3狭槽的串联并联切换元件用狭槽623。正极端子用狭槽621为用以收容正极输出端子661(正极端子)的狭槽,负极端子用狭槽622为用以收容负极输出端子662(负极端子)的狭槽。在正极端子用狭槽621与负极端子用狭槽622所夹着的部分中配置有串联并联切换元件用狭槽623。此处,将现有的电池组中未分配任何端子的空置的狭槽分配为串联并联切换元件用狭槽623。
在串联并联切换元件用狭槽623的内部,自入口侧(前侧)起配置有包含两个并联连接件663a、并联连接件663b的并联连接件对663、以及串联连接件664。并联连接件663a由包含连接于单元组件356的+输出(正极)的连接件(导电体)与连接于单元组件357的+输出(正极)的连接件(导电体)的连接件对构成。同样地,并联连接件663b由包含连接于单元组件356的-输出(负极)的连接件(导电体)与连接于单元组件357的-输出(负极)的连接件(导电体)的连接件对(导电体对)构成。换言之,并联连接件663a、并联连接件663b包含分别连接于各单元组件的同极(+输出或-输出)且邻接地配置的一对连接件。并联连接件663a、并联连接件663b分别由在左右方向上分离的导电体对构成,在通常状态下,如图所示那样导电体对处于接触状态。连接于构成并联连接件663a的单元组件356的+输出(正极)的连接件(导电体)与连接于构成并联连接件663a的单元组件357的+输出(正极)的连接件(导电体)各自作为用于将电池组600的输出电压切换为低电压的切换端子发挥功能。并且,连接于构成并联连接件663b的单元组件356的-输出(负极)的连接件(导电体)与连接于构成并联连接件663b的单元组件357的-输出(负极)的连接件(导电体)各自作为用于将电池组600的输出电压切换为低电压的切换端子发挥功能。串联连接件664由在左右方向上分离的导电体对构成,在通常状态下,如图所示那样左右的导电体对分隔而处于非接触状态。串联连接件664由包含连接于单元组件356的+输出(正极)的连接件(导电体)与连接于单元组件357的-输出(负极)的连接件(导电体)的连接件对(导电体对)构成。换言之,串联连接件664包含分别连接于各单元组件的异极(+输出及-输出)且邻接地配置的一对接触件。另外,串联连接件664为了争取到经分离的导电体对的端子间的距离,也可为在电池组600的装设方向上存在距离的位置关系。连接于构成串联连接件664的单元组件356的+输出(正极)的连接件(导电体)与连接于构成串联连接件664的单元组件357的-输出(负极)的连接件(导电体)各自作为用于将电池组600的输出电压切换为高电压的切换端子发挥功能,并且作为将多个单元组件356、单元组件357彼此串联连接的串联端子发挥功能。
正极端子用狭槽621与负极端子用狭槽622及其他狭槽的装设方向上的长度为LS,相对于这些的长度,串联并联切换元件用狭槽623的装设方向上的长度LS1较长而形成为两倍左右。其原因在于,在串联并联切换元件用狭槽623的内部,在装设方向上串列地并列配置有并联连接件663a、并联连接件663b与串联连接件664三组导电体对。此处,正极输出端子661及负极输出端子662(将这些统称为电源端子)在相对于装设方向而交叉的方向上隔开配置,在配置有此等电源端子的区域(具体而言为装设方向上自台阶部612至长度LS1或长度LS2(通过图24而在后叙述)的区域,更详细而言为长度LS的区域),配置有作为电压切换元件的并联连接件对663与串联连接件664。换言之,在设置有狭槽部的区域中配置有电压切换元件。
图22为表示当电池组600连接于电动机器本体时的单元组件的连接电路的图,图22(1)为表示连接于低电压(例如18V)用的电动机器本体的状态的图,图22(2)为表示连接于高电压(例如36V)用的电动机器本体的状态的图。在18V用的电动机器本体中,具有与现有以来所使用的形状相同的终端部650的形状。即,具有正极输入端子651与负极输入端子652。在终端部650中,也可设置图示以外的输入端子(例如LD端子),但此处仅对第4实施例的特征性构成中的部分进行说明,且省略其他输入端子的说明。LD端子作为输入或输出信息或信号的信号端子发挥功能。
图22(1)的下侧的电路图为表示通过将电池组600装设于电动机器本体而使终端部650与电池组600的输出端子群连接的状态的图。在电池组600的内部,构成有将五根锂离子电池的单元串联连接而成的单元组件356、单元组件357。在图22(1)的状态下,单元组件356、单元组件357的+输出与-输出以并联地连接的状态连接于正极输出端子661与负极输出端子662。即,五根单元串联连接而成的单元组件357的+端子连接于正极输出端子661,-端子经由并联连接件663b连接于负极输出端子662。另一方面,五根单元串联连接而成的单元组件356的+端子经由并联连接件663a连接于正极输出端子661,-端子连接于负极输出端子662。此处,对单元组件356的+端子与单元组件357的-端子进行连接的串联连接件664为了将多个单元组件356、单元组件357串联地连接而形成包含多个接触端子(图中为右侧的端子与左侧的端子)的串联端子群,左右的接触端子在初始状态(拆除了电池组600的状态)下处于开放状态(非导通状态)。
图22(2)的上侧的图为表示36V用的电动机器本体的终端部680的端子形状的图。此处,除与现有以来所使用的形状相同的正极输入端子681及负极输入端子682外,也形成有串联并联切换端子683。串联并联切换端子683在电池组的装设方向上设置于配置有电源端子(正极输出端子661、负极输出端子662)的端子配置区域,其成为对并联连接与串联连接进行切换的连接元件。串联并联切换端子683设有两个功能,在装设电池组600时最先抵接于电压切换元件(并联连接件对663、串联连接件664)的前端侧部分形成为由导电体形成的导通端子683b,后端侧部分形成为由非导电体形成的切断端子683a。终端部680通过合成树脂的一体成形而形成其基台部分,在所述处熔铸有金属制的板状的正极输入端子681与负极输入端子682。串联并联切换端子683具备切换端子群,切断端子683a与终端部680一体地由非导电材料成形,且在其前端的一部分通过熔铸成形而形成金属制的导通端子683b。此处,切断端子683a的目的在于:通过进入在未装设电池组600时处于接触状态(导通状态)的并联连接件663a、并联连接件663b之间,将并联连接件663a的导通状态切断且将并联连接件663b的导通状态切断。切断端子683a连接由多个切换端子所构成的电池组600的并联连接件663a、并联连接件663b,作为将电池组600的输出电压切换至低电压的切换元件发挥功能。相反地,导通端子683b作为短路器发挥功能,所述短路器为:通过进入在未装设电池组600时处于非接触状态(切断状态)的串联连接件(串联连接元件)664之间而使其各自短路,由此确立串联连接件664的导通状态。导通端子683b作为连接由多个切换端子所构成的电池组600的切换端子即串联连接件(串联连接元件)664,且将电池组600的输出电压切换至高电压的切换元件发挥功能,并且也作为将多个单元组件356、单元组件357彼此串联连接的一体式高电压用连接元件发挥功能。因此,导通端子683b为简单的金属板即可,无需接线至电动工具本体侧的基板等。如此那样,将自不同的多个单元组件的各个单元组件延伸的切换端子邻接配置而构成作为电压切换元件的串联并联切换端子683。
图22(2)的下侧的电路图为表示通过将电池组600装设于电动机器本体而使终端部680与电池组600的输出端子群连接的状态的图。在图22(2)的状态下,确立了单元组件356的+输出与单元组件357的-输出在连接的状态下的朝向正极输出端子661与负极输出端子662的串联连接电路。五根单元串联连接而成的单元组件357的+端子连接于正极输出端子661,-端子经由通过导通端子683b的插入而成为短路状态的串联连接件664的连接而连接于单元组件356的+端子。单元组件356的-端子连接于负极输出端子662。此处,形成并联连接件对663的并联连接件663a、并联连接件663b因在两个接点之间介隔有切断端子683a而成为非导通状态,故如图22(1)所示的单元组件356、单元组件357的并联连接状态解除,另一方面,串联连接状态确立。
如上所述,根据第4实施例,通过改变电动工具本体侧的终端部650、终端部680的形状,并在供正极输入端子681插入的第1狭槽621与供负极输入端子682插入的第2狭槽622之外也使用供切换输出电压的切换元件(串联并联切换端子683)插入的第3狭槽623,可适当地切换电池组600的输出电压。而且,当为现有以来所广泛使用的18V输出时,形成为与现有的电动工具相同的终端部650的形状,因此可将本实施例的电池组600装设于现有以来所市售的18V用的电动工具本体或电动机器本体而同样地加以使用。另一方面,在必需额定36V的电动工具本体或电动机器本体中,若如图22(2)那样构成终端部680的形状,则仅通过装设电池组600便可自电池组600获得额定36V的直流。此时,因不存在复杂的开关机构,故可实现抑制制造成本的上升、耐久性良好的电压自动切换式的电池组。另外,将作为电压切换元件的切换端子群(663a、663b、664)在装设方向上配置于配置有电源端子(正极输出端子661与负极输出端子662)的区域内的第3狭槽623内,因此仅通过将电池组装设于电动机器本体便可容易地切换电压。尤其在与装设方向交叉的方向上将电压切换元件配置于电源端子间,因此不会增大电池组的尺寸,也可装设现存的电动机器本体。在第4实施例中,电压切换元件与电源端子在上下方向上配置于大致相同高度的位置,因此可紧凑地构成电池组的上下方向上的尺寸。另外,连接于构成串联连接件664的单元组件356的+输出(正极)的连接件(导电体)与连接于构成串联连接件664的单元组件357的-输出(负极)的连接件(导电体)各自作为用于将多个单元组件356、单元组件357彼此串联连接的串联端子发挥功能,但此等串联端子在上下方向中配置为相对于正极端子即正极输出端子661与负极端子即负极输出端子662大致相同高度的位置,因此可以紧凑地构成电池组的上下方上的尺寸。
图23为表示在电池组600未装设于电动机器本体时所装设的电池组盖640的形状的图。电池组盖640例如由氯化乙烯树脂或其他塑料材料等非导电性的材料制造而成,且以覆盖电池组600的下阶面611、台阶部612、上阶面615的方式安装。电池组盖640为通过铅垂面642将作为第1平坦部的上阶部643与作为第2平坦部的下阶部641连接而成的、自横向观察的剖面为曲柄(crank)状的形状。以跨越电池组盖640的上阶部643与铅垂面642的方式形成有三个垂直肋部646~垂直肋部648。垂直肋部646~垂直肋部648分别在与正极输入端子651和正极输入端子681、负极输入端子652和负极输入端子682、串联并联切换端子683大致相同的位置形成为相同的尺寸。其中,垂直肋部646~垂直肋部648的前端侧下部部分的板厚形成地稍薄,以便易于进行装设。通过将电池组盖640装设于电池组600,单元组件356、单元组件357成为电性完全独立的状态。例如,当单元组件356、单元组件357分别为电量54Wh(=电压18V×电容3.0Ah)的情况时,在无电池组盖640的状态下,单元组件356、单元组件357并联连接而成为电量108Wh(=电压18V×电容3.0Ah)。通常,在锂离子电池组中,当电量超过100Wh时即成为运输限制对象。然而,通过装设电池组盖640而视作54Wh电池×2个,从而不为运输限制对象,能够以通常的运输形态进行处理,可实现包装材、运输成本的大幅减少。
在电池组盖640的外周侧及长度方向中心线附近,通过一体成型而形成在厚度方向(上下方向)上延伸的棱644与肋部645以提高刚性。当向电池组盖640装设垂直肋部646~垂直肋部648时,垂直肋部646插入至正极端子用狭槽621而与正极输入端子651嵌合,垂直肋部647插入至负极端子用狭槽622而与负极输入端子652嵌合,垂直肋部648插入至串联并联切换元件用狭槽623而嵌合于并联连接件663a、并联连接件663b与串联连接件664。电池组盖640利用正极输入端子651、负极输入端子652、并联连接件663a、并联连接件663b等的弹性而以不会自电池组600脱落的方式受到保持。
以上,在图21~图23所示的电池组600中,将包含两组并联连接件663a、并联连接件633b的并联连接件对663、与包含一组开放状态的接点的串联连接件664在串联并联切换元件用狭槽623的内部在装设方向上并列配置。因此,如图21所示,串联并联切换元件用狭槽623的装设方向上的长度LS1较其他狭槽的长度LS长。若与串联并联切换元件用狭槽623的长度LS1相当的区域变长,则在向电池组600的安装方面有无法确保空间之虞。此种情况下,可不将所有的串联连接件664与并联连接件663a、并联连接件633b均配置于一个狭槽(串联并联切换元件用狭槽623)内,而是分散配置于两个狭槽内。图24及图25为表示电池组600A的构成(实施例4的变形例)的电池组600A的俯视图。
图24为第4实施例的变形例的电池组600A的俯视图。电池组600A的外观形状中发生了更变的是串联并联切换件用的第1狭槽623A与第2狭槽624A。在上阶面615中设置有多个狭槽部,但对所使用的信号传递用的狭槽部分进行了变更以确保作为串联并联切换件用的第二狭槽624A。在第一狭槽623A中,在靠近下阶面611侧的开口之侧(装设方向入口侧)配置并联连接件673a,在纵深侧配置串联连接件674,且使此等邻接端子对串列地排列。另一方面,在第二狭槽624A中,在远离下阶面611的纵深侧部分配置并联连接件673b。串联连接件674、并联连接件673a、并联连接件673b分别由在左右方向上分离的一组导电体对构成,在未装设电池组600A的状态下,并联连接件673a、并联连接件673b的左右的导电体对处于接触状态,串联连接件674的左右的导电体对分隔而处于非接触状态。通过如此那样配置,可将第一狭槽623A与第二狭槽624A的自装设方向观察时的长度设为LS2,因此与图21所示的串联并联切换元件用狭槽623的长度LS1相比可较短地构成,故在安装方面有利。另外,在第二狭槽624A的开口侧,虽未图示,但也可直接配置现有以来所配置的信号连接用的连接件,例如显示电池的输出的V端子等,故不会有损连接18V用的电动工具时的互换性。信号连接用的连接件作为输入或输出信息或信号的信号端子发挥功能。
图25为表示第4实施例的变形例的电池组600A连接于电动机器本体时的单元组件的连接电路的图。图25(1)为表示连接于低电压(例如18V)用的电动机器本体的状态的图,图25(2)为表示连接于高电压(例如36V)用的电动机器本体的状态的图。与图22所示的构成相比,低电压(例如18V)用的电动机器的终端部650的形状相同,但高电压(例如36V)用的电动机器的终端部680A的形状不同。在图22所示的终端部680中,串联并联切换端子683构成为一条,但在变形例的终端部680A中,作为串联并联切换端子,分开配置有第一串联并联切换端子693与第二串联并联切换端子694。第一串联并联切换端子693中,在装设电池组600A时最先抵接于并联连接件673b的前端侧部分形成为由导电体形成的导通端子693b,后端侧部分形成为由非导电体形成的切断端子693a。另一方面,第二串联并联切换端子694全部以作为非导电体的切断端子的形式来制造。此处,终端部680A通过合成树脂的一体成形而形成其基台部分,在所述处熔铸有金属制的板状的正极输入端子681与负极输入端子682。第一串联并联切换端子693的切断端子693a以及第二串联并联切换端子694与基台部分一体地为合成树脂制即可。
图25的下侧的电路图为表示通过将电池组600A装设于电动机器本体而使终端部650、终端部680A与电池组600A的输出端子群连接的状态的图。在图25(2)的状态下,单元组件356的+输出与单元组件357的-输出在串联地连接的状态下连接于正极输出端子661与负极输出端子662。五根单元串联连接而成的单元组件357的+端子连接于正极输出端子661,-端子经由通过导通端子693b的插入而成为短路状态的串联连接件674而连接于单元组件356的+端子。单元组件356的-端子连接于负极输出端子662。此处,形成并联连接件对673的并联连接件673a、并联连接件673b因在各自的两个接点之间介隔有切断端子693a与第二串联并联切换端子(切断端子)694而成为非导通状态,故如图25(1)所示的单元组件356、单元组件357间的并联连接状态解除。此处,并联连接件673a的自装设方向观察时的位置与串联连接件674邻接地设置,而非与并联连接件673b邻接的位置。此是为了能够在并联连接件673a的入口侧配置现有以来所使用的信号传递用的端子。另外,也可在第一串联并联切换端子693侧集中配置并联连接件673a、并联连接件673b,且在第二串联并联切换端子694侧配置串联连接件674。然而,假若第一串联并联切换端子693破损而自终端部680A脱离,通过第二串联并联切换端子694的作用而仅串联连接件674进行连接,则有短路之虞,故如本图所示那样进行配置更为有利。
如以上所说明,图24及图25所示的变形例的优点为可抑制第一串联并联切换端子693的长度方向上的长度,且也可同样地抑制第一狭槽623A的长度。在第二串联并联切换端子694的根部侧,也可通过熔铸金属制的端子来维持现有以来的信号传递用的端子。另外,完全不需要进行对低电压(18V)用的电动机器本体的终端部650的改造,因此可将本发明的电池组直接应用于现有的电动机器本体。另外,在第4实施例中,对作为低电压用与高电压用,通过将五根单元作为一个单元组件且输出18V与36V的电池组的例子进行了说明,但输出电压可任意地设定,只要为2倍的电压差,则也可实现其他的组合,例如将15根单元作为一个单元组件且在54V(低电压侧)与108V(高电压侧)之间进行切换的电池组。
实施例5
接着,使用图26~图28对本发明的第5实施例进行说明。在第5实施例的电池组700中,与第4实施例同样地可根据电动工具本体侧的终端形状自动地切换18V与36V。即,当电池组700装设于电动工具本体或电动机器本体时,自动地切换为与本体侧的额定电压对应的输出电压。图26为表示电池组700的外观形状的立体图。其形状与现有的额定18V用的电池组15(参照图1)具有互换性。电池组700在下阶面111与上阶面115的边界上的以台阶状隆起的部分中形成有多个狭槽部,这些狭槽部的内侧成为端子配置区域而配置有多个输出端子或信号端子。狭槽部不仅在与装设方向平行的方向上而且在上下方向上也形成有切口,以便能够自下阶面111侧插入电动工具本体侧的终端。另外,在狭槽部的下侧且为下阶面111的后方部分形成有在横向上连续地开口的开口部709。上阶面115的前侧的区域中所形成的多个狭槽中,第1狭槽701收容用以传递电池组侧的+输出的端子对,第2狭槽704收容用以传递电池组侧的-输出的端子对,在第3狭槽707中收容串联连接用端子对,所述串联连接用端子对使来自一单元组件的-输出与来自另一单元组件的+输出邻接地且以彼此非接触状态配置,对电池组700的输出电压进行切换。此外,在电池组700中,形成有以下端子等的狭槽:LD端子,用以输出电池组700内所包含的未图示的电池保护电路所形成的过放电保护信号;LS端子,用以输出与单元接触地设置的未图示的感温元件所形成的电池的温度信息;V端子,用以输入来自充电装置的控制信号;T端子,用以将作为电池组700的辨识信息的信号输出至电动工具本体或充电装置;C+端子,作为充电用的+端子,这些狭槽中所配置的端子发挥与现有的电池组15(参照图1)相同的作用。LD端子、LS端子、T端子作为输入或输出信息或信号的信号端子发挥功能。
图26(2)为电池组700内的电路图。在电池组700的内部,收容有两组将五根14500或18650等的锂离子电池的单元串联连接而成的单元组件356、单元组件357。单元组件356的+输出连接于正极端子712,单元组件357的+输出连接于正极端子713。形成并联正极端子对的正极端子712、正极端子713彼此邻接地固定于端子基板711,且以位于狭槽701内的方式固定。正极端子712、正极端子713作为正极端子发挥功能,并且也作为将电池组700的输出电压切换为低电压的切换端子发挥功能,并且也作为将多个单元组件彼此并联连接的并联端子发挥功能。此外,作为并联端子发挥功能的多个正极端子712、正极端子713构成为彼此邻接配置以作为并联端子群。同样地,单元组件357的-输出连接于负极端子715,单元组件356的-输出连接于负极端子716。负极端子715、负极端子716作为负极端子发挥功能,并且也作为将电池组700的输出电压切换为低电压的切换端子发挥功能,并且也作为将多个单元组件彼此并联连接的并联端子发挥功能。此外,作为并联端子发挥功能的多个正极端子极端子715、716构成为彼此邻接配置以作为另一并联端子群。形成并联负极端子对的负极端子715、负极端子716彼此邻接地固定于端子基板714,且以位于狭槽704内的方式固定。进而,在本实施例中,自单元组件357的+输出经连接的串联连接用端子718与自单元组件356的-输出经连接的串联连接用端子719作为串联连接用端子对而配置于狭槽707内。串联连接用端子718、串联连接用端子719作为将电池组700的输出电压切换为高电压的切换端子发挥功能,并且也作为将多个单元组件256、单元组件357彼此串联连接的串联端子发挥功能。此外,作为串联端子发挥功能的多个串联连接用端子718、串联连接用端子719构成为彼此邻接配置以作为串联端子群。此等正极端子712、正极端子713与负极端子715、负极端子716以自不同的多个单元组件356与单元组件357的各个单元组件延伸的方式邻接且分离地构成,由此,作为对单元组件356与单元组件357的并联连接与串联连接进行切换的电压切换元件发挥功能。
当电池组700未装设于电动工具本体或充电器中时,如图26(2)的电路图所示,正极端子712与正极端子713处于非接触状态,负极端子715、负极端子716处于非接触状态,串联连接用端子718与串联连接用端子719处于非接触状态。串联连接用端子718与串联连接用端子719成对使用,且彼此邻接地固定于端子基板717。再者,端子基板711、端子基板714、端子基板717可为一体基板,也可兼用作设置有电池保护电路的保护电路基板。正极端子712、正极端子713、负极端子715、负极端子716、以及串联连接用端子718、串联连接用端子719构成切换端子群,且正极端子712、正极端子713构成正极端子对或并联用正极端子群(并联端子群),负极端子715、负极端子716构成负极端子对或并联用负极端子群,串联连接用端子718、串联连接用端子719构成串联连接端子群(串联端子群)。
图27为表示将电池组700连接于现有的额定18V的电动工具本体的状态的图,图27(1)为连接时的电路图。此处,电动工具本体侧的正极输入端子721与正极端子712和正极端子713接触,负极输入端子722与负极端子715和负极端子716接触,由此形成单元组件356、单元组件357的并联连接电路。正极输入端子721与负极输入端子722作为将电池组700的输出电压切换为低电压的切换元件或连接元件发挥功能,并且也作为将多个单元组件彼此并联连接的低电压用切换元件发挥功能。图27(3)为正极端子712、正极端子713的侧视图,且为其中所装设的额定18V用的电动工具本体侧的终端部720的正极输入端子721的形状,图27(2)为正极端子712、正极端子713的俯视图。此处,终端部720的正极输入端子721形成为与现有的电动工具相同的形状,且为高度为H的金属板。正极端子712、正极端子713的与正极输入端子721的接触区域通过上下方向上的高度为H/2以下的细长板状的构件而形成。正极端子712的远离正极输入端子721的一侧(狭槽的开口部的相反侧)自端子基板711向上方延伸,且在正极端子713的上侧向正极输入端子721侧(狭槽的开口部)延伸。另一方面,正极端子713为将现有的正极端子的上侧部分切除而使厚度减小的形状,正极端子712与正极端子713以彼此不接触的方式隔开设置。正极输入端子721通过熔铸于电动工具本体侧的合成树脂制的终端部720的金属板而形成。
正极端子712形成为如下形状:将平板弯曲成U字状并在开口端部附设折回,所述折回部分接触而封堵开口端部。同样地,正极端子713也形成为如下形状:将平板弯曲成U字状并在开口端部附设折回,所述折回部分接触而封堵开口端部。正极端子713的前后长度构成地较短而接近正极端子712的一半,但前侧部分L的俯视时的形状形成为与正极端子712的对应部分相同。如此那样,将多个正极端子邻接配置于第1狭槽701内而形成正极端子群。而且,当电池组700被安装于电动工具本体的电池组装设部时,正极输入端子721以撑开正极端子712、正极端子713的开口端部的方式嵌合压入,正极输入端子721的上侧的一部分区域与正极端子712接触,下侧的区域的一部分与正极端子713接触。其结果,正极端子712与正极端子713通过正极输入端子721而成为短路状态。图27(2)及图27(3)所示的端子结构在负极端子715、负极端子716中也形成为相同的形状。即,负极端子715与正极端子712为相同形状,负极端子716与正极端子713为相同形状,负极输入端子722与正极输入端子721为相同形状。将多个负极端子邻接配置于第2狭槽704内而形成负极端子群。因此,通过在电动工具本体侧的终端部720中装设电池组700,在正极输入端子721与负极输入端子722中分别连接有正极端子对与负极端子对,单元组件356与单元组件357经并联连接,其额定输出成为18V。
图27(4)为表示电动工具本体侧的终端部720的形状的正视图,图27(5)为终端部720的立体图。终端部720通过合成树脂等非导电性材料的一体成形来制造,在其中通过熔铸而牢固地固定有金属制的三片端子,即正极输入端子721、负极输入端子722、LD端子723。如根据图27(5)可知,LD端子723构成为较正极输入端子721及负极输入端子722大,此是为了稳定地保持所装设的电池组700。终端部720不仅形成有成为装设方向上的抵靠面的垂直面720b,而且形成有水平面(自端子721~端子723观察为上表面)720a,水平面720a在电池组700的装设时成为与上阶面115相向地进行滑动的面。
图28为表示将电池组700连接于新颖的额定36V的电动工具本体的状态的图,图28(1)为连接时的电路图。此处,额定36V的电动工具本体侧的正极输入端子731仅与正极端子712接触而不与正极端子713接触。同样地,负极输入端子732也仅与负极端子715接触而不与负极端子716接触。另一方面,通过在串联连接用端子718、串联连接用端子719之间插入终端部730中所追加设置的金属制的导通端子(短路器)734,以非接触状态配置的串联连接用端子718、串联连接用端子719被短路。如此那样使用短路器来连接串联连接用端子718、串联连接用端子719的结果为:使单元组件356的-输出与单元组件357的+输出连接,从而如根据图28(1)的电路图可理解那样,在正极输入端子731与负极输入端子732中连接有单元组件356与单元组件357的串联输出。导通端子(短路器)734作为将电池组700的输出电压切换为高电压的切换元件发挥功能,并且也作为将多个单元组件356、单元组件357彼此串联连接的高电压用连接元件发挥功能。在图28(2)、图28(3)中,电池组700侧的端子形状、即正极端子712、正极端子713的形状、或相同形式的负极端子715、负极端子716的形状与图27所示的端子形状相比未发生任何变更。然而,对终端部730的端子形状进行了设计。在图28(3)的右侧,终端部730的正极输入端子731中,对应于正极端子712的部分的金属部分露出,但对应于正极端子713的部分被替换成绝缘端子材料或通过绝缘材覆盖正极端子713的一部分,由此形成板状的绝缘端子735。其结果,正极输入端子731仅与正极端子712导通,而不与正极端子713导通,因此在电动工具本体侧的正极输入端子731中连接有单元组件356的+输出,且单元组件357的+输出成为未经连接的状态(在图28(1)中,因成为未经连接的状态故以虚线图示)。电动工具本体侧的负极输入端子732也如图28(4)、图28(5)所示那样与正极输入端子731形成为完全相同的端子形状。在负极输入端子732的下侧部分设置有绝缘端子736,从而当终端部730装设于电池组700时,负极输入端子732与负极端子716不导通。由此,在电动工具本体侧的负极输入端子732中连接有单元组件357的-输出,但单元组件356的-输出成为未经连接的状态。
图28(4)为表示电动工具本体侧的终端部730的形状的正视图,图28(5)为终端部730的立体图。与图27所示的终端部720相比,终端部730的特征在于:正极输入端子731与负极输入端子732以仅和配置于各自的上侧的正极端子712与负极端子715接触的方式,将上下方向上的宽度形成得较细。另外,较正极输入端子731靠下侧的部分形成有合成树脂制的绝缘端子735,较负极输入端子732靠下侧的部分形成有合成树脂制的绝缘端子736。绝缘端子735与绝缘端子736可分别通过与终端部730一体成形来构成,后端侧连接于垂直面730b。此处,将板状的绝缘端子735、绝缘端子736的厚度构成为比正极输入端子731及负极输入端子732厚,由此,当进行包括绝缘端子735、绝缘端子736的终端部730的合成树脂部分的成形时,可通过将金属制的正极输入端子731与负极输入端子732的下半部分熔铸于合成树脂而形成为绝缘状态。
在终端部730中进而追加有导通端子734。设置导通端子734的位置为任意的,此处,因利用现有的18V用的电池组中所未使用的空置狭槽部分(图26的狭槽707)来设置串联连接用端子718、串联连接用端子719的关系,导通端子734位于正极输入端子731的旁侧。导通端子734为金属制的板材,正极输入端子731、负极输入端子732、LD端子733的一部分具有用于进行电动机器本体内的配线的配线用连接部731a、配线用连接部732a、配线用连接部733a,相对于此,导通端子734不需要配线用连接部。其原因在于,导通端子734仅用于使串联连接用端子718、配线用连接部719短路。另外,也可构成为使用导通端子734进行信号传递,所述情况下可形成配线用连接部。以图28(4)的图来观察,配线用连接部731a、配线用连接部732a、配线用连接部733a以较正极输入端子731、负极输入端子732、LD端子733的位置向内侧偏移的方式配置。其原因在于是以如下方式构成:在形成正极输入端子731、负极输入端子732、LD端子733的金属板中以具有阶差的方式弯折成曲柄状,通过合成树脂对弯折部分进行熔铸。
在第5实施例中,仅通过将电动工具本体侧的终端部的形状变为图27的形状(终端部720)或图28的形状(终端部730),便可容易地将来自电池组700的输出电压自18V变更为36V。而且,在电池组700内不使用开关部件等可动构件,因此可实现结构简单且耐久性高的电池组。进而,正极端子712、正极端子713、负极端子715、负极端子716、串联连接用端子718、串联连接用端子719可安装于18V用电池组的现存的狭槽部内,因此能够以与现有具有互换性的大小来实现电压切换式的电池组。以上,使用图27及图28对第5实施例的结构进行了说明,但此等结构、尤其是端子形状可进行各种变形。在第5实施例中,电压切换元件与电源端子在上下方向上配置于大致相同高度的位置,因此可紧凑地构成电池组的上下方向上的尺寸。另外,作为串联端子发挥功能的串联连接用端子718、串联连接用端子719配置于在上下方向中与正极端子712、正极端子713与负极端子715、负极端子716大致相同高度的位置,因此可以紧凑地构成电池组的上下方向上的尺寸。
图29为表示仅对36V用的电动工具本体的终端部进行了变更的变形例1的图。在图29中,仅终端部750的形状不同,设为在正极输入端子751的下侧不设置图28那样的切断端子的构成,且在电池组的装设时正极端子713中不进行任何接触。如根据图29(3)、图29(4)可知,在负极输入端子752的下侧也为不设置切断端子的构成。导通端子754与LD端子753的形状为与图28相同的形状。如上所述的终端部750也可获得与图28相同的效果。
图30为表示仅对36V用的电动工具本体的终端部进行了变更的变形例2的图。基本的构成与图29相同,正极端子712、正极端子713以在与电池组700的插入方向交叉的方向、此处为上下方向上不接触的方式并列配置。在36V用的终端部770中形成有正极输入端子771,所述正极输入端子771具有对于仅与正极端子712接触而言适当的上下方向上的宽度,以与正极输入端子771的下侧缘部接触的方式形成有沿水平方向延伸的绝缘板775。绝缘板775在装设电池组700时进入正极端子712与正极端子713的上下方向上的间隙777之间,具有大体上完全防止在电动工具工作时因介隔有尘埃或异物而正极端子712与正极端子713发生短路的可能性的效果,从而良好地保持正极端子712与正极端子713的绝缘状态。负极输入端子772的形状也形成为与正极输入端子771完全相同,如图30(3)所示,在与电池组的插入方向平行的方向上观察,在负极输入端子772中形成有在水平方向上具有规定的宽度的绝缘板776。导通端子774与LD端子773的形状未发生变更。以图30(4)的图来观察,正极输入端子771、负极输入端子772的下侧的绝缘板775、绝缘板776连接于终端部770的垂直面770b。绝缘板775、绝缘板776的左右方向上的宽度理想的是形成为延伸至与邻接的狭缝的边界附近为止的宽度,但也可小于所述宽度。此处,绝缘板775、绝缘板776部分可通过与终端部770一体成形来制造,所述情况下,正极输入端子771与负极输入端子772通过熔铸成形而被固定。
图31为表示对36V用的电池组侧的端子形状、以及电动工具本体侧的终端部790两者进行了变更的变形例3的图。正极端子782、正极端子783以在与电池组700的插入方向相同的方向上并列且保持非接触状态的方式配置于端子基板781。正极端子782与正极端子783的上侧部分782a、上侧部分783a如图31(1)的俯视图所示那样在装设方向上分离地配置,所插入的正极输入端子721形成为能够自入口侧787a贯穿至出口侧787b的形状。正极端子782、正极端子783的下侧部分782b、下侧部分783b形成为左右连结而成的U字状,因此可通过一块金属板的压制加工而容易地制造。
插入至正极端子对(782、783)及相同形状的负极端子对的正极输入端子721及负极输入端子722的形状,在额定18V的电动工具本体中如图31(2)及图31(3)所示,无需相对于图27所示的形状进行变更。另一方面,在额定36V的电动工具本体中,需要对终端部790的形状进行变更。终端部790中,绝缘板795与正极输入端子791以在电池组的插入方向上并列的方式配置。即,与额定18V用终端部720相比,正极输入端子791的露出面积减小至正极输入端子721的约一半左右,由此当进行36V输出时,正极输入端子791仅与正极端子782接触,且正极端子783构成为不导通。负极输入端子792侧的构成也与正极输入端子791侧同样地构成,如图31(4)图31(5)所示,与负极输入端子792邻接地形成有绝缘板796。绝缘板795、绝缘板796可与终端部790的基台部分一同通过合成树脂的射出成形而一体地制造。如上所述,在变形例3中,也可实现与现有的18V机器具有互换性的电压切换式的电池组。
图32为表示仅对36V用的电动工具本体的终端部800进行了变更的变形例4的图。此实施例形成为将图31所示的例子的绝缘板795拆除的形状。正极输入端子801将装设方向上的长度设为稍短于18V用的正极输入端子721(参照图27)的一半的程度。负极输入端子802也同样地将装设方向上的长度设为稍短于18V用的负极输入端子722的一半的程度。当如图32(3)那样自后方观察时,终端部800的形状除具有导通端子804外与18V用的端子相同,但根据图32(4)的立体图而明确,正极输入端子801与负极输入端子802与其他端子(803、804)相比在前后方向上较短。
图33为表示改变了电池组侧的正极端子对与负极端子对的形状的变形例5的图。此正极端子812与正极端子813为去除了图27所示的正极端子712与正极端子713的仅单面的形状,正极端子812为形成有仅右半部分的形状,正极端子813为形成有仅左半部分的形状。当如图33(2)那样以侧视来观察时,由于在上下方向上分离,因此在未插入正极输入端子721或正极输入端子731的状态下,正极端子812与正极端子813无接触之虞。此处虽未图示,但负极端子侧的形状、串联连接用端子对的形状也能够以相同的方式构成。此端子中所装设的18V用的终端部720与图27所示的形状相同,36V用的终端部730的形状与图28所示的形状相同。在此变形例5中,可实现正极端子、负极端子、串联连接用端子对的重量的减轻,从而可实现电池组的轻量化。
图34为表示相对于图33的变形例5仅对36V用的终端部750进行了改变的变形例6的图。此终端部750的形状与图29所示的形状相同,且缩小了正极输入端子751、负极输入端子752的上下方向上的宽度。通过如此那样形成,当接触36V用的终端部750时,可自电池组获得单元组件356与单元组件357的串联输出。
图35为表示相对于图33的变形例5仅对36V用的终端部770进行了改变的变形例7的图。此终端部770的形状与图30所示的形状相同,且缩小了正极输入端子771的上下方向上的宽度,并且以与正极输入端子771的下侧缘部接触的方式形成有沿水平方向延伸的绝缘板775。负极输入端子772侧的构成也与图30所示的结构相同。
以上,在第5实施例中,在能够对输出电压进行切换的电池组中,不借助于具有多个可动构件的切换机构而设置分割为多个的正极端子对及负极端子对,并设置使两个单元组件356与单元组件357成为串联连接状态的串联连接用端子对,因此可实现仅通过选择18V用或36V用的电动机器本体的终端部侧的形状,便可容易地进行电压的切换的电池组。另外,无需在电池组内安装复杂的开关机构,因此可实现零件数量的减少,提高组装性,并可在维持互换性的同时达成电池组的小形化。
所述实施例1~实施例5可进行各种变更。所述实施例应对的是18V与36V的电压切换,但也可为其他电压比。
实施例6
图36为用以说明第6实施例的电池组的朝向电动工具的装设状况的图。作为电动机器的一形态的电动工具具有电池组,并使用由马达所成的旋转驱动力驱动前端工具或作业机器。电动工具已实现了多种种类,但图36所示的电动工具本体1001、电动工具本体1030均为被称为冲击工具者。电动工具本体1001、电动工具本体1030为通过对未图示的钻头或套筒扳手等前端工具施加旋转力或轴向上的打击力而进行紧固作业的工具。此等电动工具本体1001、电动工具本体1030具备作为形成外形的外框的壳体1002、壳体1032,在壳体1002、壳体1032中形成有握持部1003、握持部1033。在握持部1003、握持部1033的、作业者抓持时食指所抵接的一部分附近设置有扳机状的动作开关1004、动作开关1034,在握持部1003、握持部1033的下方形成有用以装设电池组1015、电池组1100的电池组装设部1010、电池组装设部1040。
电动工具本体1001为使用额定电压18V的电池组1015的现有的电动机器。电池组1015为现有的电池组,且可如箭头a的组合所示那样装设于对应18V的电动机器(电动工具本体1001)的电池组装设部1010。在电池组1015的内部,收容有仅一组将五根额定3.6V的锂离子电池的单元串联连接而成的单元组件,或者收容有两组此种单元组件且彼此经并联连接。电压18V是指相对较低的电压,此处称为低电压。同样地,额定电压18V的电动工具本体1001或电动机器本体有时分别称为低电压电动工具本体或低电压电动机器本体。同样地,标称电压18V的电池组1015有时称为低电压电池组。
电动工具本体1030为额定电压36V的电动机器本体,且如箭头b1所示,将能够输出36V的电池组1100装设于电池组装设部1040。电压36V是指相对较高的电压,此处称为高电压。同样地,额定电压36V的电动工具本体1030或电动机器本体有时分别称为高电压电动工具本体或高电压电动机器本体。在电池组1100的内部,收容有两组将五根3.6V的锂离子电池的单元串联连接而成的单元组件,通过变更两组单元组件的连接方法,可在18V输出与36V输出两者之间进行切换。在第6实施例中,将电池组1100构成为对应两种电压而可进行低电压与高电压的输出,由此可将电池组1100如箭头b2所示那样装设于对应18V的电动工具本体1001,也可如箭头b1所示那样装设于对应36V的电动工具本体1030。如此那样能够输出低电压与高电压的电池组1100在此处有时称为电压可变电池组。为了将电池组1100如箭头b1、箭头b2所述那样装设于不同电压的电动工具本体1001、电动工具本体1030,重要的是使电池组装设部1010、电池组装设部1040的轨道部或端子部的形状成为大致相同的形状;以及能够切换电池组1100的输出电压。此时,重要的是使电池组1100的输出电压切实地对应于所装设的电动机器本体或电动工具本体的额定电压,以使得不会产生电压设定错误。
图37为表示电动工具本体1001的电池组装设部1010的形状的立体图。此处所示的电动工具本体1001为冲击式驱动器(impact driver),且设置有自壳体1002的主体部分向下延伸的握持部,在握持部的下侧形成有电池组装设部1010。在握持部中设置有扳机式开关1004。在壳体1002的前侧设置有作为输出轴的砧(anvil)(未图示),在砧的前端设置有用以装设前端工具1009的前端工具保持部1008。此处,作为前端工具1009而装设有四坑道(plus)的击入式钻头(driver bit)。并非仅限于电动工具,在使用电池组的所有电动机器中形成有与所装设的电池组的形状对应的电池组装设部1010,且构成为无法装设不适合电池组装设部1010的电池组。在电池组装设部1010中,在左右两侧的内壁部分形成有沿前后方向平行地延伸的轨道槽1011a、轨道槽1011b,在其间设置有终端部1020。终端部1020通过合成树脂等非导体材料的一体成形来制造,在其中熔铸有金属制的多个端子,例如正极输入端子1022、负极输入端子1027、LD端子(异常信号端子)1028。LD端子(异常信号端子)1028作为输入或输出信息或信号的信号端子发挥功能。终端部1020形成有成为装设方向(前后方向)上的抵靠面的垂直面1020a、以及水平面1020b,水平面1020b在电池组1100的装设时成为与上阶面1115(通过图38在后叙述)邻接、相向的面。在水平面1020b的前侧形成有与电池组1100的隆起部1132(通过图38在后叙述)抵接的弯曲部1012,在弯曲部1012的左右中央附近形成有突起部1014。突起部1014兼用作在左右方向上分割为两部分而形成的电动工具本体1001的壳体的螺固用基座,并且也发挥限制电池组1100向装设方向的相对移动的止动件的作用。
图38为本发明的第6实施例的电池组1100的立体图。电池组1100相对于电池组装设部1010、电池组装设部1040(参照图36)而言可安装及拆除,且根据电动工具本体1001或电动工具本体1030侧的终端形状来自动地切换低电压(此处为18V)与高电压(此处为36V)的输出。因与现有的额定18V用的电池组1015(参照图36)具有安装上的互换性,电池组1100的装设部分的形状形成为与现有的电池组1015相同。电池组1100的框体通过可在上下方向上分割开的下外壳1101与上外壳1110而形成。下外壳1101与上外壳1110为不导电的构件,例如为合成树脂制,且通过四根螺丝而彼此固定。上外壳1110为了安装于电池组装设部1010而形成有由两条轨道1138a、轨道1138b所形成的装设机构。轨道1138a、轨道1138b以沿与电池组1100的装设方向平行的方向延伸的方式,且以突出于上外壳1110的左右侧面的方式形成。轨道1138a、轨道1138b的前侧端部成为开放端,后侧端部成为与隆起部1132的前侧壁面连接的封闭端。轨道1138a、轨道1138b形成为与电动工具本体1001的电池组装设部1010中所形成的轨道槽1011a、轨道槽1011b(参照图37)对应的形状,在轨道1138a、轨道1138b与轨道槽1011a、轨道槽1011b嵌合的状态下,通过作为闩锁的爪的卡止部1142a(为右侧的卡止部,图38中不可见)、卡止部1142b进行卡止,由此电池组1100固定于电动工具本体1030。当将电池组1100自电动工具本体1001拆除时,通过按压位于左右两侧的闩锁1141,卡止部1142a、卡止部1142b向内侧移动,卡止状态被解除,因此在此状态下,可使电池组1100向装设方向的相反侧移动。
在上外壳1110的前侧形成有平坦的下阶面1111,中央附近形成有较下阶面1111形成地更高的上阶面1115。下阶面1111与上阶面1115形成为阶梯状,此等连接部分成为作为铅垂面的台阶部1114。自台阶部1114至上阶面1115的前侧部分成为狭槽群配置区域1120。在狭槽群配置区域1120中形成有自前方的台阶部1114向后侧延伸的多个狭槽1121~狭槽1128。狭槽1121~狭槽1128为以在电池组装设方向上具有规定的长度的方式经切开的部分,所述经切开部分的内部成为端子配置区域,配设有可与电动工具本体1001、电动工具本体1030或外部的充电装置(未图示)的机器侧端子嵌合的多个连接端子(通过图39在后叙述)。为使狭槽1121~狭槽1128能够自下阶面1111侧插入电动工具本体侧的终端,不仅在与装设方向平行的上表面上而且在铅垂面上也形成有切口。另外,在狭槽1121~狭槽1128的下侧且为与下阶面1111之间形成有在横向上连续地开口的开口部1113。
狭槽1121~狭槽1128中,靠近电池组1100的右侧的轨道1138a之侧的狭槽1121成为充电用正极端子(C+端子)的插入口,狭槽1122成为放电用正极端子(+端子)的插入口。另外,靠近电池组1100的左侧的轨道1138b之侧的狭槽1127成为负极端子(-端子)的插入口。在电池组1100中,通常使电力端子的正极侧与负极侧充分分离地配置,自位于左右中心的铅垂假想面来观察,在右侧的充分分离的位置设置正极端子,在左侧的充分分离的位置设置负极端子。在正极端子与负极端子之间配置有用以朝向电池组1100与电动工具本体1001、电动工具本体1030或外部的充电装置(未图示)传递信号的多个信号端子,此处,将信号端子用的四个狭槽1123~狭槽1126设置于电力端子群之间。狭槽1123为备用的端子插入口,在第6实施例中未设置端子。狭槽1124为用以将作为电池组1100的辨识信息的信号输出至电动工具本体或充电装置的T端子用的插入口。狭槽1125为用以输入来自外部的充电装置(未图示)的控制信号的V端子用的插入口。狭槽1126为用以输出与单元接触地设置的未图示的热敏电阻器(感温元件)所形成的电池的温度信息的LS端子用的插入口。在作为负极端子(-端子)的插入口的狭槽1127的左侧,进而设置有输出电池组1100内所包含的后述电池保护电路所形成的异常停止信号的LD端子用的狭槽1128。
在上阶面1115的后侧,形成有以隆起的方式形成的隆起部1132。隆起部1132的外形为隆起至较上阶面1115更上侧的形状,且在其中央附近形成有凹坑状的止动部1131。止动部1131在将电池组1100装设于电池组装设部1010时成为突起部1014(参照图37)的抵靠面,若进行插入直至电动工具本体1001侧的突起部1014抵接于止动部1131,则配设于电动工具本体1001的多个端子(机器侧端子)与配设于电池组1100的多个连接端子(通过图39在后叙述)接触而成为导通状态。另外,电池组1100的闩锁1141的卡止部1142a(为右侧的卡止部,在图38中不可见)、1142b通过弹簧的作用在轨道1138a、轨道1138b的下部向垂直方向外侧突出,并与电动工具本体1030的轨道槽1011a、轨道槽1011b中所形成的未图示的凹部卡合,由此防止电池组1100的脱落。在止动部1131的内侧,设置有与电池组1100的内部相连的作为冷却风导入口的狭缝1134。另外,在此电池组1100装设于电动工具本体1001的状态下,狭缝1134以无法自外部视认到的方式被覆盖而成为封闭状态。狭缝1134是用以在将电池组1100连结于未图示的充电装置来进行充电时强制性地使冷却用的空气流入电池组1100的内部的风窗,导入至电池组1100内的冷却风自设置于下外壳1101的前壁的作为排气用的风窗的狭缝1104排出至外部。
图39为将图38的电池组1100的上外壳1110拆除后的状态的立体图。在下外壳1101的内部空间中收容有10根电池单元。在下外壳1101的前侧壁面形成有用以进行与上外壳1110的螺固的两个螺孔1103a、螺孔1103b,以自下向上贯穿螺孔1103a、螺孔1103b的方式插通有未图示的螺丝。在此图中虽不可见,但在下外壳1101的后侧壁面也形成有两个螺孔。多个电池单元(未图示)以每层五根而堆叠成两层的状态固定于隔板1145。隔板1145为合成树脂制,且以仅成为电池单元的两端部的左右两侧开口的方式形成。在隔板1145内,各电池单元的轴线以分别平行的方式堆积,且以使邻接的单元的朝向交替地相反的方式配置,通过金属的连接突片(tab)将邻接的电池单元的正极端子与负极端子连接,由此使五根电池单元串联连接。此处,通过设置于上层的五根串联连接的电池单元来形成上侧单元组件1146(通过图41在后叙述),且设置于下侧的五根串联连接的电池单元形成下侧单元组件1147(通过图41在后叙述)。另外,此处所述的单元组件的上侧、下侧并非指电池单元处于下外壳1101内的上层或者处于下层,而是将在两个单元组件串联连接时位于接地侧的单元组件称为“下侧单元组件”,将在串联连接时位于高电压侧的单元组件称为“上侧单元组件”。
关于电池单元,使用被称为18650尺寸的直径为18mm、长度为65mm的可进行多次充放电的锂离子电池单元(未图示)。在第6实施例中,为了能够对来自电池组1100的输出电压进行切换,设为可对多个单元组件的串联连接电压(高电压侧输出)与并联连接电压(低电压侧输出)的形态进行选择。因此,依照第6实施例的思想,只要使各单元组件中所含的单元的根数相等即可,单元组件的数量为任意的。但是,将单元组件的数量设为如两个或四个那样的偶数。所使用的电池单元并不仅限定于18650尺寸,也可为所谓的21700尺寸的电池单元、或其他尺寸的电池单元。另外,电池单元的形状并不仅限定于圆筒形,也可为长方体、层叠形状、其他形状。电池单元的种类并不仅限于锂离子电池,也可使用镍氢电池单元、锂离子聚合物电池单元、镍镉电池单元等任意种类的二次电池。在电池单元的长度方向上的两端设置有两个电极。两个电极中的一个为正极,另一个为负极,但设置电极的位置并不仅限于两端侧,只要可在电池组内容易地形成单元组件,则可为任意的电极配置。
在保持电池单元的隔板1145的上侧配置有电路基板1150。电路基板1150通过焊接来固定多个连接端子(1161、1162、1164~1168、1171、1172、1177),并且进行电路图案与连接端子的电性连接。在电路基板1150上进而搭载电池保护集成电路(integrated circuit,IC)或微计算机、正温度系数(Positive Temperature Coefficient,PTC)热敏电阻器、电阻器、电容器、熔丝、发光二极管等各种电子元件(此处未图示)。电路基板1150以在合成树脂等非导体的隔板1145的上侧沿水平方向延伸的方式固定。电路基板1150的材质为被称为印刷基板,所述印刷基板是在含浸有相对于材料具有绝缘性的树脂的基板上,通过铜箔等导电体印刷图案配线而得,可使用单层基板、双面基板、多层基板。在本实施例中使用双面基板,从而具有电路基板1150的上表面(表面,且为自图39观察时的上侧的面)与下表面(背面)。在电路基板1150的前后方向上的较中央稍靠前侧配置多个连接端子(1161、1162、1164~1168、1171、1172、1177)。此处,多个连接端子在横向上大致并列地配置。
各连接端子如图38中所示,在上外壳1110的上阶面以刻印示出,自电路基板1150的右侧至左侧依序并列地配置有C+端子(1161、1171:充电用的正极端子)、+端子(1162、1172:放电用的正极端子)、T端子1164、V端子1165、LS端子1166、-端子(1167、1177:负极端子)、LD端子1168。此处,通过经分离的两个端子零件来构成来自电池组的电力供给线用的连接端子、即电力端子。即,C+端子(充电用的正极端子)包括上侧正极端子1161与下侧正极端子1171,此等正极端子对(1161、1171)配置于与单个的狭槽1121对应的部位。在狭槽1121的内侧部分的上侧配置有上侧正极端子1161的腕部组,在上侧正极端子1161的腕部组的下侧配置有下侧正极端子1171的腕部组。同样地,在上外壳1110中以刻印表示的+端子(放电用的正极端子)包括上侧正极端子1162与下侧正极端子1172,此等正极端子对(1162、1172)配置于与单个的狭槽1122对应的部位。在狭槽1122部分的上侧配置有上侧正极端子1162的腕部组,在上侧正极端子1162的腕部组的下侧配置有下侧正极端子1172的腕部组。在上外壳1110中以刻印表示的-端子(负极端子)包括上侧负极端子1167与下侧负极端子1177,此等负极端子对(1167、1177)配置于与单个的狭槽1127对应的部位。在狭槽1127部分的上侧配置有上侧负极端子1167的腕部组,在上侧负极端子1167的腕部组的下侧配置有下侧负极端子1177的腕部组。上侧正极端子1162与下侧正极端子1172各自作为正极端子发挥功能、并且如后述的方式作为将电池组1100的输出电压切换为低电压的切换端子发挥功能,也作为将多个单元组件1146、单元组件1147彼此并联连接的并联端子发挥功能。多个并联端子即上侧正极端子1162与下侧正极端子1172彼此邻接配置而构成并联端子群。同样地,上侧负极端子1167与下侧负极端子1177各自作为负极端子发挥功能、并且如后述的方式作为将电池组1100的输出电压切换为低电压的切换端子发挥功能,也作为将多个单元组件1146、单元组件1147彼此并联连接的并联端子发挥功能。多个并联端子即上侧负极端子1167与下侧负极端子1177彼此邻接配置而构成并联端子群。并且如后述方式,下侧正极端子1172与下侧负极端子1177也各自作为将多个单元组件1146、单元组件1147彼此串联连接的串联端子发挥功能。从而,上侧正极端子1162、下侧正极端子1172、上侧正极端子1162与下侧正极端子1172作为切换电池组1100的输出电压的电压切换元件发挥功能。
连接端子(1161、1162、1164~1168)配置于与图38所示的狭槽1121~狭槽1128对应的位置。因此,连接端子的嵌合部分以自电路基板1150向上侧及前侧开口的方式配置。但是,上侧正极端子1162与T端子1164之间的部分与现有的电池组1015(参照图36)同样地,在本实施例的电池组1100中成为未被使用的空置空间。
充电用的正极端子对(1161、1171)以较邻接配置的正极端子对(1162、1172)向前侧偏移的方式构成。此是由空间性的制约所致,是为了避开紧随于正极端子对(1161、1171)之后的未图示的闩锁机构的移动范围。因此,若不存在空间性的制约,则正极端子对(1161、1171)以正极端子对(1162、1172)及负极端子对(1167、1177)与前端位置可以并列的方式配置。
正极端子(1161、1162、1171、1172)与负极端子(1167、1177)配置于在左右方向上大幅分离的部位,在其间设置有三个信号端子(T端子1164、V端子1165、LS端子1166)。在本实施例中,通过上侧正极端子1162与上侧负极端子1167、下侧正极端子1172与下侧负极端子1177来实现对并联连接与串联连接进行切换的电压切换元件。另外,作为信号端子用的零件,使用在上侧的左右设置有一组、在下侧的左右设置有一组共计设置有两组沿水平方向延伸的腕部者,其详细形状将通过图44在后叙述。另外,关于信号端子(1164~1166、1168),也可直接使用现有以来所使用的在上下方向上具有一个腕部的信号端子零件。然而,在本实施例中,为了与正极端子(1161、1162、1171、1172)与负极端子(1167、1177)的和机器侧端子的嵌合状态相同,在信号端子侧也使用具有上下两个腕部的信号端子零件(通过图44在后叙述)。
在负极端子对(1167、1177)的左侧设置有另外的信号端子即LD端子1168。LD端子1168也形成为具有上侧与下侧的两组腕部。然而,LD端子1168与其他信号端子(T端子1164、V端子1165、LS端子1166)在尺寸上不同。此是由空间性的制约所致,因未图示的闩锁机构会到达紧随于LD端子1168之后处,故为了避开所述闩锁机构而将LD端子1168形成为小于其他信号端子。所有的信号端子(1164~1166、1168)使其脚部在电路基板1150中所形成的安装孔1151中自表面贯穿至背面,并在背面侧通过焊接而固定。在本实施例中,三个信号端子(1164~1166)的固定方法也具有特征性,其详情将通过图44及图45在后叙述。如上所述,在电路基板1150上搭载未图示的电子元件并通过焊接而固定多个连接端子后,电路基板1150通过螺固或粘着等而固定在隔板1145。
在电路基板1150的后边附近设置有四个发光二极管(light-emitting diode,LED)(未图示),在所述LED的上侧设置有上下方向上细长的长方体状的棱镜1191~棱镜1194。棱镜1191~棱镜1194中,底面以与朝上照射的LED(发光二极管,未图示)的点灯面相向的方式配置,经倾斜地切割的上表面以自上外壳1110中所形成的狭缝(未图示)露出至外部的方式设置。棱镜1191~棱镜1194是为了使光扩散而照射至上外壳1110的外部而设置。未图示的四个LED用以进行电池组1100的余量显示,当作业者按下开关1190时,与电池单元的电压对应的数量的LED仅在一定时间内点灯。用以操作开关1190的操作杆(未图示)设置于可由作业者操作的上外壳1110的外表面部分。下外壳1101为上表面开口的大致长方体的形状,由底面、相对于底面而沿铅垂方向延伸的前表面壁1101a、后表面壁1101b、右侧侧壁1101c、左侧侧壁1101d所构成。在前表面壁1101a的大致中央处设置有狭缝1104。狭缝1104用作排出口,所述排出口在利用充电装置进行充电时,用以将电池组1100的内部空间中自充电装置侧送出的冷却风排出。
接着,使用图40对电力端子中所使用的零件(1200、1220)的形状进行说明。图40(1)为表示上侧端子零件1200与下侧端子零件1220的零件单体的立体图。上侧端子零件1200为用于上侧正极端子1161、上侧正极端子1162及上侧负极端子1167中的通用零件,下侧端子零件1220为用于下侧正极端子1171、下侧正极端子1172及下侧负极端子1177中的通用零件。上侧端子零件1200与下侧端子零件1220是通过对包含导电性金属的平板进行压制加工而加以剪切后弯曲成U字形来形成。上侧端子零件1200以作为U字状的底部的面即桥接部1202成为上侧的方式弯折,在下侧端子零件1220中,以桥接部1222成为后侧的方式弯折。如此那样将以U字状弯折而形成的桥接部1202与桥接部1222配置成以大致直角交叉的原因在于,前侧的桥接部1222无法在前后方向上充分确保侧壁面的面积,因此,若在上侧配置桥接部,则桥接部的大小会变小。在本实施例的下侧端子零件1220中,使桥接部1222成为铅垂面方向,因此可缩短配置所需要的前后方向上的长度,而且可充分确保桥接部的大小、尤其是上下方向上的长度,故可提高下侧端子零件1220的刚性。另一方面,在上侧端子零件1200中,可形成长度跨越下侧端子零件1220的腕部1205、腕部1206,而且形成作为沿与腕部1205、腕部1026延伸的前后方向相同的方向延伸的面的桥接部1202,故可提高腕部1205、腕部1206的安装刚性。
上侧端子零件1200具有以弯折成U字状而平行的方式形成的右侧侧面1203、左侧侧面1204、以及将此等连接的作为上表面的桥接部1202。在右侧侧面1203与左侧侧面1204的前侧,分别设置有自左右两侧向内侧夹入机器侧端子的腕部1205、腕部1206。左侧侧面1204的前边部中形成为:自下侧起沿铅垂方向以直线状延伸至靠近上端的位置处,自靠近上端的箭头1024d附近起以描绘大曲率半径的圆弧的方式向前侧延伸。右侧侧面1203的形状与左侧侧面1204面对称地形成。腕部1205以自右侧侧面1203的上侧前边向前侧延伸的方式配置,腕部1206以自左侧侧面1204的上侧前边向前侧延伸的方式配置。如此那样,腕部1205、腕部1206以自基体部1201的前侧边部的上侧部分起向前侧、即沿与电池组1100的装设方向平行的方向延伸的方式形成。在左右方向上观察,腕部1205、腕部1206彼此相向,且最小间隔部分、即与机器连接端子嵌合的嵌合部以接近几乎发生接触的位置的方式经压制加工,由此具有弹性。此处,所谓压制加工是指使用压制机械进行的塑性加工,以高压力相对于模具来按压金属板等材料,从而实施裁断、冲压、开孔等剪断加工,进而视需要进行弯曲加工或卷压加工,由此剪断、成形为所需要的形状。在本实施例中,上侧端子零件1200与下侧端子零件1220例如由厚度为0.5mm~0.8mm左右的平板形成。由此,上侧正极端子1161、上侧正极端子1162、上侧正极端子1171、上侧正极端子1172及上侧负极端子1167、上侧负极端子1177具备高机械强度,与机器侧端子嵌合时的嵌合压力变高。另外,在压制加工后也可实施热处理或镀敷处理等。
下侧端子零件1220也以相同的方式制造,具有基体部1221,所述基体部1221包括以弯折成U字状而平行的方式形成的右侧侧面1223、左侧侧面1224、以及将这些连接的桥接部1222,自右侧侧面1223与左侧侧面1224的细长的上部附近起向前侧形成有腕部1225、腕部1226。腕部1225、腕部1226形成为自左右两侧向内侧夹入机器侧端子的形状。上侧的腕部组(1205、1026)的上端位置与下侧的腕部组(1225、1226)的下端位置的距离S构成为与现有的18V用的电池组中所设置的电力端子的宽度大致相同。另一方面,上侧的腕部组(1205、1026)与下侧的腕部组(1225、1226)分别以在上下方向上隔开规定的距离S1的方式配置。在下侧的腕部组(1225、1226)的下侧,形成有自前侧被大幅切开的切口部1231。下侧端子零件1220的后侧与上侧端子零件1200的右侧侧面1203、左侧侧面1204以隔开规定的间隙1211而互不接触的方式在前后方向上并列地固定。如此那样,多个电力端子(1161、1162、1167、1171、1172、1177)在隔板1145上方的位置处,以彼此在左右方向上并列的方式配置,并且作为电压切换元件的端子对在上下方向上配置于与现有的电源端子所配置的高度大致相同的高度的位置。此外,作为串联端子发挥功能的下侧正极端子1172与下侧负极端子1177的一部分,作为正极端子发挥功能的上侧正极端子1162的一部分,与作为负极端子发挥功能的上侧负极端子1167的一部分,在上下方向中位于相同高度的位置。从而,串联端子在上下方向中配置于与正极端子与负极端子负极端子大致上相同高度的位置,以紧凑地构成电池组的上下方向的尺寸。
图40(2)为上侧端子零件1200单体的立体图,此处,对桥接部1202的区域与脚部1207、脚部1208的部分附上影线来进行图示,以使其范围明确。本说明书中所述的基体部1201是指自所安装的电路基板1150的表面露出至上侧的部分,且为除腕部1205与腕部1206以外的部分。上侧端子零件1200的基体部1201包括右侧侧面1203、左侧侧面1204以及桥接部1202。在较基体部1201的下边部更靠下方处连接有脚部1207、脚部1208。脚部1207、脚部1208插入至电路基板1150的安装孔(贯穿孔)1151中,使脚部1207、脚部1208自电路基板1150的安装面(表面)突出至安装面的相反侧的面(背面),在背面中,脚部1207、脚部1208焊接于电路基板1150。另外,通过焊接而将腕部1205、腕部1206与电路基板1150中所搭载的电池单元或电子元件等电性连接。此处,脚部1207、脚部1208的高度H1形成为大于电路基板1150的厚度且小于电路基板1150的厚度的两倍的程度。另外,在左侧侧面1204的后边的下侧部分中形成有向后侧突出的凸部1204b。虽在图40中不可见,但在右侧侧面1203的后边的下侧部分也形成有同样的凸部。在右侧侧面1203与左侧侧面1204的下侧部分的前侧形成有沿水平方向以凸状延伸的部分,且形成有将此凸状部分向内侧弯折而成的弯折部1203a、弯折部1204a。在弯折部1203a、弯折部1204a的弯曲部的上侧与下侧,为了易于进行弯折加工而形成有剪除部1203c、剪除部1204c、剪除部1207a、剪除部1208a。弯折部1203a、弯折部1204a与凸部1203b、凸部1204b是为了以与电路基板1150的安装孔附近的上表面相接的方式进行上侧端子零件1200的上下方向上的定位而形成。
基体部1201在侧视时呈倒立的大致L字状。腕部1205、腕部1206的后侧部分形成有自后侧的连接部附近起向前方以与右侧侧面1203、左侧侧面1204为同一面状延伸的平面部1205a、平面部1206a。平面部1205a、平面部1206a的左右方向上的间隔固定且平行。在平面部1205a、平面部1206a的前方,形成有在左右方向上观察而向内侧弯曲的弯曲部1205b、弯曲部1206b。在弯曲部1205b、弯曲部1206b的前侧再次形成有平面部1205c、平面部1206c。相向的平面部1205c与平面部1206c形成为后侧的间隔大且越靠前侧逐渐变得越窄的前端变细形状,且分别为沿铅垂方向延伸的面。平面部1205c、平面部1206c的前端部分形成有以较大的曲率半径R1向外侧扩展地弯曲而成的嵌合部1205d、嵌合部1206d。嵌合部1205d、嵌合部1206d的内侧的曲面部分与电动工具本体1001、电动工具本体1030的端子接触,由此,上侧端子零件1200与电动工具本体1001、电动工具本体1030侧的连接端子电性导通。嵌合部1205d、嵌合部1206d的内侧形成为在电池组1100自电动工具本体1001、电动工具本体1030拆除的状态下具有微小的间隙1209的形状。嵌合部1205d、嵌合部1206d的前侧连接于以越靠前而间隔越急剧变大的方式形成的引导部1205e、引导部1206e,对电动工具本体1001、电动工具本体1030侧的端子进行引导。引导部1205e、引导部1206e的内侧的面在此处形成为平面状,但也可形成为曲面状。自弯曲部1205b至引导部1205e、及自弯曲部1206b至引导部1206e以上下方向上的高度固定的方式形成。另一方面,平面部1205a、平面部1206a以越靠后侧而高度变得越低的方式形成有向下方向的切口部1205f、切口部1206f。形成切口部1205f、切口部1206f的原因在于当进行压制加工时使腕部1205、腕部1206的弯折变得容易这一制造上的理由;以及为了对一组嵌合部1205d、嵌合部1206d中的夹着负荷(或嵌合压)进行调整。通过以所述方式形成,可实现耐久性优异且易于使用的上侧端子零件1200。另外,腕部1205、腕部1206中,优选为尽可能增大嵌合部1205d、嵌合部1206d的高度方向,但弯曲部1205b、弯曲部1206b、平面部1205c、平面部1206c、引导部1205e、引导部1206e的上下方向上的高度未必需为固定的,也可形成为随着靠向前后方向而变化的形状。
图40(3)为下侧端子零件1220单体的立体图,此处,也对桥接部1222的区域与脚部1227、脚部1228的部分附上影线来进行图示,以使其范围明确。根据所述图可知,下侧端子零件1220以U字状弯曲的方向与上侧端子零件1200不同。此处,基体部1221在侧视时形成为正立的大致L字状,在右侧侧面1223与左侧侧面1224的较上方前边更靠前侧连接有腕部1225、腕部1226。腕部1225、腕部1226中与基体部1221的连接部附近形成有平面部1225a、平面部1226a,所述平面部1225a、平面部1226a与右侧侧面1223与左侧侧面为同一个面,且相向的面平行。在平面部1225a、平面部1226a的前方,形成有在左右方向上观察而向内侧弯曲的弯曲部1225b、弯曲部1226b。在弯曲部1225b、弯曲部1226b的前侧再次形成有平面部1225c、平面部1226c。相向的平面部1225c与平面部1226c形成为后侧的间隔大且越靠前侧而逐渐变得越窄的前端变细形状。平面部1225c、平面部1226c的前端部分形成有以较大的曲率半径弯曲而成的嵌合部1225d、嵌合部1226d。嵌合部1225d、嵌合部1226d的内侧的曲面通过与电动工具本体1001、电动工具本体1030的端子接触而电性导通。嵌合部1225d、嵌合部1226d的内侧形成为在电池组1100自电动工具本体1001、电动工具本体1030拆除的状态下具有微小的间隙的形状。嵌合部1225d、嵌合部1226d的前侧形成有引导部1225e、引导部1226e,所述引导部1225e、引导部1226e以越靠前而间隔越急剧变大的方式形成,且用以对电动工具本体1001、电动工具本体1030侧的端子进行引导。引导部1225e、引导部1226e的内侧的面可形成为平面状,也可形成为曲面状。自平面部1225a至引导部1225e、及自平面部1226a至引导部1226e以上下方向上的高度固定的方式形成。然而,也可与上侧端子零件1200的腕部1205、1206同样地形成为除嵌合部1225d、嵌合部1226d以外上下方向上的高度会变化。通过以所述方式形成,在本实施例中,可实现耐久性优异且易于使用的下侧端子零件1220。
在下侧端子零件1220的腕部1225、腕部1226的下侧,自前侧向后侧形成有侧视时以U字状切开的切口部1231(参照图40(1))。形成切口部1231的原因在于,在此部分设置有用以划分上侧端子零件1200与下侧端子零件1220的基板盖1180(通过图46在后叙述)。在基体部1221的下侧连接有脚部1227、脚部1228。脚部1227、脚部1228插入至电路基板1150的安装孔中,使脚部1227、脚部1228自电路基板1150的安装面(表面)突出至相反侧的面(背面),并对突出部分进行焊接。另外,通过焊接而确立自腕部1225、腕部1226朝向电路基板1150中所搭载的电池单元或电子元件等的电性连接状态。此处,脚部1227、脚部1228所构成的组在不与上侧端子零件1200的脚部1207、脚部1208所构成的组发生短路的状态下独立地配线。脚部1227、脚部1228的尺寸或形状与脚部1207、脚部1208大致相同,且在前侧形成有弯折部1223a、弯折部1224a。在弯折部1223a、弯折部1224a的弯曲部的上侧与下侧形成有剪除部1223c、剪除部1224c、剪除部1227a、剪除部1228a,形成剪除部是为了精度良好地进行压制加工时的弯曲加工,因此并非必需剪除部。
接着,使用图41,对将电池组1100装设于电动工具本体1001、电动工具本体1030时的电动工具本体1001、电动工具本体1030侧的终端部1020的形状以及与电池组1100的连接端子的连接状态进行说明。此处,对电池组1100的连接端子中的放电用的正极端子(上侧正极端子1162、下侧正极端子1172)与负极端子(上侧负极端子1167与下侧负极端子1177)进行了图示。在电动工具本体1001、电动工具本体1030的终端部1020、终端部1050中,进而设置有LD端子1028、LD端子1058,但此处未示出。图41(1)为表示将电池组1100装设于36V用的电动工具本体1030的状态的图。如上文所述,在电池组1100的内部收容有10根电池单元,其中的五根构成上侧单元组件1146,其余的五根构成下侧单元组件1147。此处,终端部与现有的电动工具本体1001的终端部1020相比,正极输入端子1052与负极输入端子1057的端子部1052a、端子部1057a较小。即,以仅与配置于上侧的上侧正极端子1162和上侧负极端子1167接触的方式,将上下方向上的宽度形成地较小。上侧单元组件1146的正极侧输出端子连接于上侧正极端子1162,负极侧输出端子连接于下侧负极端子1177。另一方面,下侧单元组件1147的正极侧输出端子连接于下侧正极端子1172,负极侧输出端子连接于上侧负极端子1167。即,分别独立地设置有两组正极端子与负极端子,在左右方向上且上下交叉的一个端子组(上侧正极端子1162与下侧负极端子1177)连接于上侧单元组件1146,另一端子组(下侧正极端子1172与上侧负极端子1167)连接于下侧单元组件1147。上侧正极端子1161与下侧正极端子1172未经电性连接,因此在电池组1100未装设于电动机器本体的状态(拆除了电池组1100的状态)下处于电性独立的状态。同样地,上侧负极端子1167与下侧负极端子1177在电池组1100的内部未经电性连接,因此在电池组1100未装设于电动机器本体的状态(拆除了电池组1100的状态)下处于电性独立的状态。
如图41(1)所示,在额定36V的电动工具本体1030的终端部中,设置有受电用的正极输入端子1052与负极输入端子1057。在装设时,成为如下位置关系:正极输入端子1052仅嵌合于上侧正极端子1162,负极输入端子1057仅嵌合于上侧负极端子1167。另一方面,在电动工具本体1030的终端部中进而设置有使下侧正极端子1172与下侧负极端子1177短路的方式进行连接的短路棒1059。短路棒1059为包含金属制的导电构件的短路器或导通端子,且作为用以将来自电池组1100的输出电压切换为高电压的切换元件发挥功能,并且也作为将多个单元组件1146、单元组件1147彼此串联连接的高电压用连接元件发挥功能。短路棒1059的弯曲成コ字形的金属构件的一端侧成为与下侧正极端子1172嵌合的端子部1059b,另一端侧成为与下侧负极端子1177嵌合的端子部1059c。端子部1059b与端子部1059c由连接部1059a连接。短路棒1059以与正极输入端子1052或负极输入端子1057等其他机器侧端子一同熔铸于合成树脂制的基台1051(通过图42在后叙述)的方式受到固定。短路棒1059仅用以使下侧正极端子1172与下侧负极端子1177短路,因此无需进行朝向电动工具本体的控制电路等的配线。
正极输入端子1052包括:端子部1052a,为与上侧正极端子1162嵌合的部分,且形成为平板状;配线部1052c,用以焊接进行与电动工具本体1030侧的电路基板侧的接线的引线;以及连结部1052b,对端子部1052a与配线部1052之间进行连接,并且成为熔铸于合成树脂制的基台1051的部分。此处,配线部1052c的位置以与端子部1052a的左右方向位置相比偏向内侧的方式配置,此是为了调整配线部1052c的间隔,且是为了使连结部1052b通过熔铸而稳定地保持于基台1051。进而,端子部1052a的前侧的左右角部倾斜地进行了倒角加工,从而端子部1052a以容易进入腕部1162a与腕部1162b之间的方式构成。负极输入端子1057可形成为与正极输入端子1052通用的零件,且通过以铅垂轴为中心而旋转了180度的状态进行配置,既可用作负极输入端子1057,也可用作正极输入端子1052。因此,负极输入端子1057也包括端子部1057a、配线部1057c以及将此等连接的连结部1057b。端子部1057a的前侧角部(将此零件用作正极输入端子1052的情况下为后侧的角部)中也倾斜地进行倒角加工,从而使得端子部1057a容易进入腕部1167a与腕部1167b之间。
在图41(1)中,当装设电池组1100时,若使电池组1100相对于电动工具本体1030而沿插入方向进行相对移动,则正极输入端子1052与端子部1059b经由同一狭槽1122(第1狭槽,参照图38)插入至内部,并分别嵌合于上侧正极端子1162与下侧正极端子1172。此时,正极输入端子1052以撑开上侧正极端子1162的嵌合部间的方式被压入上侧正极端子1162的腕部1162a与腕部1162b之间。另外,负极输入端子1057与端子部1059c经由同一狭槽1127(第2狭槽,参照图38)插入至内部,并分别嵌合于上侧负极端子1167与下侧负极端子1177。此时,负极输入端子1057以撑开上侧负极端子1167的嵌合部间的方式被压入上侧负极端子1167的腕部1167a与腕部1167b之间。进而,短路棒1059的端子部1059b、端子部1059c以撑开下侧正极端子1172的腕部1172a与端子部1172b之间、下侧负极端子1177的腕部1177a与1177b之间的方式被压入。端子部1052a、端子部1054a~端子部1058a、端子部1059b、端子部1059c的前侧角部如箭头1052d、箭头1054d~箭头1059d、箭头1059e所示那样倾斜地进行了倒角加工,从而能够顺畅地插入至电池组1100侧的连接端子的腕部之间。在如此那样将电池组1100连接于电动工具本体1030的状态下,正极端子(1162)与正极输入端子1052经由第1狭槽(狭槽1122)而连接,负极端子(1167)与负极输入端子(1057)经由第2狭槽(狭槽1127)而连接,此等电压切换元件、切换元件经由第1狭槽及第2狭槽而卡合。另外,在电池组连接于电动机器本体的状态下,正极端子、正极输入端子、负极端子、负极输入端子等电压切换元件与短路棒1059所形成的切换元件在上下方向上配置于大致相同高度的位置。
端子部1052a、端子部1057a、端子部1059b、端子部1059c的板厚大于各腕部的嵌合部的初始间隙(未装设电池组1100时的间隙),因此,有既定的嵌合压力作用于端子部1052a、端子部1057a、端子部1059b、端子部1059c与上侧正极端子1162、下侧正极端子1172、上侧负极端子1167、下侧负极端子1177的各个嵌合点。此种连接的结果为:电动工具本体1030的机器侧端子(端子部1052a、端子部1057a、端子部1059b、端子部1059c)与电池组的电力端子(上侧正极端子1162、下侧正极端子1172、上侧负极端子1167、下侧负极端子1177)以电性接触电阻变小的状态良好地进行接触。如此那样,电动工具本体1030具有插入至单个的狭槽(1122)而与第1端子及第2端子(1162、1172)中的仅第1端子(1162)连接的第3端子(1052a)、以及插入至单个的狭槽(1122)而仅与第2端子(1172)连接的第4端子(1059b),若电池组1100连接于电动工具本体1030,则在单个的狭槽1121内,第1端子及第3端子(1162与1052a)彼此连接而均成为第1电位,第2端子及第4端子(1172与1059b)彼此连接而均成为与第1电位不同的第2电位。在负极端子对(1167、1177)侧也同样地成为连接状态,因此,通过实现图41(1)的连接形态,上侧单元组件1146与下侧单元组件1147的串联连接的输出、即额定36V自电池组1100输出。
另一方面,当将电池组1100装设于现有的18V用的电动工具本体1001时,成为如图41(2)的连接关系。当电池组1100被安装于电动工具本体1001时,正极输入端子1022以撑开上侧正极端子1162与下侧正极端子1172的开口端部两者的方式嵌合压入,正极输入端子1022的上侧的一部分区域与上侧正极端子1162接触,下侧的区域的一部分与下侧正极端子1172接触。如此那样,正极输入端子1022以跨越上侧正极端子1162与下侧正极端子1172的方式连接,从而同时嵌合于腕部1162a、腕部1162b,且同时嵌合于腕部1172a、腕部1172b。同样地,负极输入端子1027以撑开上侧负极端子1167与下侧负极端子1177的开口端部两者的方式嵌合压入,负极输入端子1027的上侧的一部分区域与上侧负极端子1167接触,下侧的区域的一部分与下侧负极端子1177接触。如此那样,负极输入端子1027以跨越上侧负极端子1167与下侧负极端子1177的方式连接,从而同时嵌合于腕部1167a、腕部1167b,且同时嵌合于腕部1177a、腕部1177b。其结果,上侧正极端子1162与下侧正极端子1172成为短路状态,上侧负极端子1167与下侧负极端子1177成为短路状态,对电动工具本体1001输出上侧单元组件1146与下侧单元组件1147的并联连接的输出、即额定18V。从而,正极输入端子1022与负极输入端子1027作为将电池组1100的输出电压切换为低电压的切换元件发挥功能,并且也作为将多个单元组件1146、单元组件1147彼此并联连接的低电压用连接元件发挥功能。作为连接元件的正极输入端子1022与负极输入端子1027包含具有一定厚度的金属板。因此,重要的是使由上侧正极端子1162、上侧负极端子1167的腕部所形成的嵌合压与由下侧正极端子1172、下侧负极端子1177的腕部所形成的嵌合压相同。另外,为了使此等的嵌合压固定,将图41(1)所示的36V用的电动工具本体1030的正极输入端子1052、负极输入端子1057、短路棒1059的端子部1059b、端子部1059c的厚度设为与现有的18V用的电动工具本体1001的正极输入端子1022和负极输入端子1027的厚度相同。
如上所述那样,本实施例的电池组1100通过装设于18V用的电动工具本体1001或36V用的电动工具本体1030中,可自动地切换电池组1100的输出,故可实现对应于多种电压的使用便利性良好的电池组1100。因此电压切换并非在电池组1100侧进行,而是根据电动工具本体1001、电动工具本体1030侧的终端部的形状自动地进行,故完全不存在产生电压设定错误之虞。另外,在电池组1100侧无需设置如机械式的开关那样的专用的电压切换机构,因此可实现结构简单、发生故障的可能性低、寿命长的电池组。所述使下侧正极端子1172与下侧负极端子1177短路的短路棒1059可与18V用电池组的现存的终端部1020安装于同一空间内,因此能够以与现有具有互换性的大小来实现电压切换式的电池组。进而,当使用外部的充电装置进行充电时,可通过图41(2)那样的连接方法进行充电,故无需准备进行高电压/低电压两者的充电的充电装置。另外,在通过外部充电装置(未图示)对电池组1100进行充电的情况下,可通过与现有的18V用电池组相同的充电装置进行充电。此情况下的充电装置的终端部为与图41(2)相同的形状,但代替放电用的正极端子(1162、1172)而使充电用的正极端子(上侧正极端子1161、下侧正极端子1171)连接于充电装置(未图示)的正极端子。此时的连接状况也与图41(2)所示的连接关系大致相同。如此那样,以将上侧单元组件1146与下侧单元组件1147并联连接的状态使用18V用的充电装置进行充电,因此,当对本实施例的电池组1100进行充电时,可不必准备新的充电装置。
图42(1)为第6实施例的电动工具本体1030的终端部1050的立体图。终端部1050是除了图41(1)所示的正极输入端子1052、负极输入端子1057、短路棒1059外也将四个金属制的连接端子1054~连接端子1056、连接端子1058熔铸于合成树脂制的基台1051来制造。连接端子1054~连接端子1056的形状为将图41(1)的正极输入端子1052、负极输入端子1057的连结部1052b、连结部1057b的部分形成为直线状者,在一侧形成有嵌合于电池组1100侧的连接端子的端子部1054a~端子部1056a,在另一侧形成有为了焊接引线而形成有孔的配线部1054c~配线部1056c,且形成有将端子部与配线部之间连接并熔铸于合成树脂内的连接部1054b~连接部1056b。基台1051对端子部1052a、端子部1054a~端子部1058a的所有上侧边部及所有后侧边部进行熔铸,从而牢固地保持端子部1052a、端子部1054a~端子部1056a、端子部1058a。另外,关于端子部1054a~端子部1056a、端子部1058a,熔铸下侧边部的后侧的一部分。在通过图41(1)示出了其形状的短路棒1059中,沿左右方向延伸的连接部1059a(参照图41)全部熔铸于基台1051内,且端子部1059b与端子部1059c的前方部分自基台1051露出至前侧。另外,端子部1059b、端子部1059c的露出至外部的部分的后侧的下部熔铸于基台1051内,由此端子部1059b、端子部1059c以不会在左右方向上移动的方式牢固地受到保持。如此那样,多个板形的机器侧端子在终端部1050中并列配置。此处,端子部1052a与端子部1059b以在上下方向上隔开一定的间隙1053a的方式配置。同样地,端子部1057a与端子部1059c以在上下方向上隔开一定的间隙1053b的方式配置。
图42(2)为表示终端部1050与电池组1100的电力端子(1162、1172、1167、1177)的连接状况的图。上侧正极端子1162具有两个腕部1162a、腕部1162b(相当于图40(1)的腕部1205、腕部1206),正极的下侧正极端子1172具有两个腕部1172a、腕部1172b(相当于图40(1)的腕部1225、腕部1226)。上侧正极端子1162的腕部1162a、腕部1162b以自左右夹入形成为板状的端子部1052a的方式连接。当进行所述接合时,腕部1162a、腕部1162b通过以在左右方向上分离的方式弯曲,利用弹簧作用的恢复力对端子部1052a赋予既定的夹着负荷(嵌合压)。此结果,腕部1162a、腕部1162b与端子部1052a良好地进行面接触或线接触,因此可实现接触电阻极小的良好的导电性。同样地,上侧负极端子1167的腕部1167a、腕部1167b以自左右夹入形成为板状的端子部1057a的方式嵌合。
下侧正极端子1172的腕部1172a、腕部1172b以自左右夹入形成为板状的端子部1059b的方式嵌合。当进行所述嵌合时,腕部1172a、腕部1172b通过以在左右方向上分离的方式弯曲,利用弹簧作用的恢复力对端子部1059b赋予既定的夹着负荷(嵌合压)。此结果,腕部1172a、腕部1172b与端子部1059a良好地进行面接触或线接触,因此可消除接触电阻而实现良好的导电性。同样地,下侧负极端子1177的腕部1177a、腕部1177b以自左右夹入形成为板状的端子部1059c的方式嵌合。
本实施例中重要的是,保持端子部1052a和上侧正极端子1162的连接部分与端子部1059b和下侧正极端子1172的连接部分的非接触状态,从而维持电性的绝缘状态。另外,重要的是保持端子部1057a和上侧负极端子1167的连接部分与端子部1059c和下侧负极端子1177的连接部分的非接触状态,从而维持电性的绝缘状态。若如此那样构成,则即便在因使用电动工具时的各种振动或冲击而电池组1100与电动工具本体1030以不同的共振频率振动的情况下,也可阻止上侧正极端子1162与下侧正极端子1172发生短路,且可阻止上侧负极端子1167与下侧负极端子1177发生短路。另外,在图42(2)中,省略了嵌合于端子部1054a~端子部1056a、端子部1058a的电池组侧的连接端子的图示,但当连接有正极侧的电力端子(上侧正极端子1162与下侧正极端子1172)、负极侧的电力端子(上侧负极端子1167与下侧负极端子1177)时,信号端子(图39所示的T端子1164、V端子1165、LS端子1166、LD端子1168)也同样地嵌合于端子部1054a~端子部1056a、端子部1058a。
图43(1)为现有的电动工具本体1001的终端部1020的立体图,图43(2)为表示与电池组1100的电力端子的连接状况的图。终端部1020是将六个金属制的端子1022、端子1024~端子1028熔铸于合成树脂制的基台1021来制造。端子1022、端子1024~端子1028的形状如图41中熔铸前的端子1022、端子1027的一部分所示,在一侧形成有嵌合于电池组1100侧的连接端子的端子部1022a、端子部1024a~端子部1028a,在另一侧形成有为了焊接引线而形成有孔的配线部,且形成有将端子部与配线部之间连接并熔铸于基台1021的合成树脂内的连接部。基台1021对端子部1022a、端子部1024a~端子部1028a的所有上侧边部、所有后侧边部以及下侧边部的后侧的一部分进行熔铸,从而牢固地保持端子部1022a、端子部1024a~端子部1028a。端子部1022a、端子部1024a~端子部1028a的前侧角部如箭头1022d、箭头1024d~箭头1028d所示那样倾斜地进行了倒角加工,从而能够顺畅地插入至电池组1100侧的连接端子的腕部之间。终端部1020的形状为在基台1021的前侧形成有沿左右方向延伸的槽部1021b,在后侧也同样地形成有沿左右方向延伸的槽部1021b。此等槽部1021b、槽部1021c由终端部1020中的壳体的开口部分夹持。
图43(2)为表示终端部1020与电池组1100的电力端子(1162、1172、1167、1177)的连接状况的图。此处,省略电池组1100侧的信号端子(T端子1164、V端子1165、LS端子1166、LD端子1168)的图示。上侧正极端子1162的腕部1162a、腕部1162b以自左右夹入形成为板状的端子部1022a的上侧区域的方式嵌合。当进行此嵌合时,腕部1162a、腕部1162b通过以在左右方向上分离的方式弯曲,利用弹簧作用的恢复力对端子部1022a赋予既定的夹着负荷(嵌合压)。另外,下侧正极端子1172的腕部1172a、腕部1172b以自左右夹入形成为板状的端子部1022a的下侧部分的方式嵌合。电力端子的上侧负极端子1167与下侧负极端子1177的各腕部成为同样的嵌合状态。如此那样,相对于一片端子部1022a,四个腕部1162a、腕部1162b、腕部1172a、腕部1172b进行接触。同样地,在负极侧,上侧负极端子1167的腕部1167a、腕部1167b以自左右夹入形成为板状的端子部1027a的上侧区域的方式嵌合,下侧负极端子1177的腕部1177a、腕部1177b以自左右夹入端子部1027a的下侧部分的方式嵌合。如此那样,相对于一片端子部1022a,四个腕部1162a、腕部1162b、腕部1172a、腕部1172b进行接触,同样地,相对于端子部1027a,四个腕部1167a、腕部1167b、腕部1177a、腕部1177b进行接触,因此,此等可良好地进行面接触或线接触,可消除接触电阻而实现良好的导电性。
接着,使用图44对三个端子(1164~1166)中所使用的零件即信号端子零件1240的形状进行说明。信号端子零件1240通过一块金属板的压制加工制造而成,且自基体部1241向前侧延伸存在有腕部组(腕部基部1245、腕部基部1246),所述基体部1241是将金属的薄板以作为U字状的底部部分的桥接部1242成为后侧的铅垂面的方式弯折而成,腕部基部1245以分离成上下的腕部组(腕部1251、腕部1253)的方式形成,腕部基部1246通过沿水平方向延伸的切口槽1244b分离成上下的腕部组(1252、1254)的方式形成。用于压制加工的金属板可为厚度0.3mm的平板而较电力端子中使用的上侧端子零件1200、下侧端子零件1220的板厚0.5mm薄。上侧及下侧的腕部组形成为同一形状,前后方向上的长度、上下方向上的宽度、板厚等相同。在上侧的腕部组(腕部1251与腕部1252)及下侧的腕部组(腕部1253与腕部1254)中分别形成有嵌合部(1251d、1253d等),因是嵌合部,故弯曲的形状也上下相同,左右的腕部呈面对称的形状。另一方面,脚部1249、脚部1250的安装位置以在前后方向上大幅错开的方式配置。基体部1241的下边部分的形状左右不同,右侧侧面1243与左侧侧面1244的形状不对称。脚部1249与现有的脚部1250的位置相比向前侧大幅错开地配置,从而脚部1249与脚部1250在前后方向上隔开较大的距离。如此那样,脚部1249与脚部1250以并非在左右方向上邻接地并列而是前后错开的方式配置,因此在右侧侧面1243的下边附近形成有向前方大幅延伸的延伸部1243a,且以自其前端部分向下方向延伸的方式形成有脚部1249。脚部1249与脚部1250分别在电路基板1150中所形成的贯穿孔(未图示)中自表面贯穿至背面侧,且突出至背面侧的部分通过焊接而固定于电路基板1150,从而使上侧的腕部组(腕部1251与腕部1252)和下侧的腕部组(腕部1253与腕部1254)与电路基板1150中所搭载的电子元件电性连接。
在脚部1249的上方形成有用以限制朝向电路基板1150的安装孔1151(参照图39)的插入量的、向左方向弯折的弯折部1243b。在弯折部1243b的弯曲部分的上侧与下侧,为了易于进行弯折加工而形成有剪切成半圆形的剪除部1243c、剪除部1249a。在后侧的脚部1250朝向电路基板1150的定位中,使用形成于脚部1250的前侧与后侧的台阶部1250a、台阶部1250b。台阶部1250a通过使左侧侧面1244的下边部分向前侧延伸而形成,台阶部1250b利用以U字状弯曲的桥接部1242的下侧边部而形成。如此那样,通过台阶部1250a、台阶部1250b抵接于电路基板1150的表面,可决定脚部1250的上下方向上的安装位置。脚部1249与脚部1250的前后方向的安装位置通过电路基板1150的安装孔1151(参照图39)的位置来规定。
图44(2)为自前方下侧观察信号端子零件1240单体而得的图。如根据此图可知,在腕部基部1245的前侧,通过形成沿水平方向延伸的切口槽1245b而分离成上下的腕部组(腕部1251、腕部1253)。另外,右侧的脚部1249与左侧的脚部1250相比,以向前侧大幅错开的方式配置。此结果,即便对四个腕部1251、腕部1252、腕部1253、腕部1254施加相对于上方向或下方向的力,也可将信号端子零件1240稳固地保持于电路基板。对腕部1251、腕部1252、腕部1253、腕部1254施加的外力以在将电池组1100装设于电动工具本体1001、电动工具本体1030时将腕部组推向后侧的方式施加,此力成为使信号端子零件1240倒向后方的方向。相反地,所述外力在将电池组1100自电动工具本体1001、电动工具本体1030拆除时成为将腕部组推向前侧的力,此力成为使信号端子零件1240倒向前方的方向。如此那样,可通过使脚部1249、脚部1250的位置在前后方向上错开来有效地应对电池组1100的装设时与拆除时施加的外力,可大幅强化信号端子零件1240的安装刚性,因此可提高电池组1100的耐久性。进而,腕部组也分开形成为上侧与下侧两层,因此即便在电动工具的动作过程中受到各种振动或者外力,也可通过腕部的四个接触区域来维持与电动工具本体侧端子的良好的接触状态。另一方面,在制造此信号端子零件1240时所必需的电路基板1150的安装孔的数量或焊接部位的数量与现有相同,因此可抑制制造成本的上升。
本实施例的信号端子零件1240不仅会提高刚性,而且也起到其他效果。现有的信号端子零件(未图示)设置有两处进行焊接以电性·机械地安装于电路基板的脚部,此脚部在左右方向上并列设置,从而大多情况下脚部之间狭窄且焊接部分相连,无法进行如使信号用的图案通过左右的脚部之间的配线。在本实施例的电池组1100中,将信号端子零件1240的一个脚部1249配置于前侧、使另一个脚部1250位于后侧而将两个脚部分离地配置。由此,信号端子零件1240的各脚部的距离变宽,从而容易地对多条配线、或流通主电流的粗大图案进行配线。此种信号端子零件1240相对于本实施例的电池组1100、即现有的电池组而实现了高功能化,在欲促进就电压比而言的小型化的情况下优选。尤其,若在提高电压的基础上实现电压切换功能,则电路基板1150所搭载的电子元件会增加。因此,需要实现图案配线的效率化并且加粗流通主电流的配线。在本实施例中,使用较现有所使用的电路基板更大型的电路基板1150,不仅在连接端子群的后侧而且在前侧区域也搭载电子元件。此时,在信号端子零件1240的下侧也配置配线图案。使用图45对其配置方式进行说明。
图45为表示多个信号端子零件1240朝向电路基板1150的固定状况的图,图45(1)为自前方观察而得的图,图45(2)为自左侧观察信号端子零件1240而得的图。信号端子零件1240为通用零件,作为T端子1164、V端子1165、LS端子1166在电路基板1150中在左右方向上并列地固定。信号端子零件1240以在腕部的中央附近产生间隔S2的方式形成有切口部,因此成为存在上下两层的上侧的腕部组(1251、1252)与下侧的腕部组(1253、1254)的形状。在未装设机器侧端子的状态下,上侧的腕部组(1251、1252)与下侧的腕部组(1253、1254)的最接近的部分(嵌合部)以隔开微小的间隙或者抵接的方式配置。各脚部1249、脚部1250贯穿电路基板1150的安装孔(参照图39)而突出至下侧,且在电路基板1150的下侧(背面)通过焊料1256而固定。
在图45(2)的侧视图中,位于前方的脚部1249与位于后方的脚部1250之间以仅隔开距离S3的方式构成。距离S3可形成为大于脚部1249与脚部1250的间隔(左右方向上的距离)。通过如此那样形成箭头1257那样的间隙,在所述间隙部分对电路图案进行配线变得容易。图45(3)为自下侧观察图45(1)的电路基板1150而得的仰视图。在电路基板1150的背面,为了对信号端子零件1240进行焊接而在中央形成有贯穿孔,在贯穿孔的周围形成有配置大致四方形的焊接用铜箔而成的焊盘1153a~焊盘1155a、焊盘1153b~焊盘1155b。自焊盘1153a~焊盘1155a、焊盘1153b~焊盘1155b朝向上侧单元组件1146或下侧单元组件1147的连接用的配线图案位于电路基板1150的表面侧,在图45(3)的图中不可见。左侧的脚部用的焊盘1153a~焊盘1155a与右侧的脚部用的焊盘1153b~焊盘1155b以前后错开的方式配置。此结果,在焊盘1153a~焊盘1155a与焊盘1153b~焊盘1155b之间,可如图所示那样配置多个图案1157~图案1159。此处,配线图案1157~配线图案1159分别图示为各设置有三根,但也可设为一根粗的配线或其他根数的组合。如此那样于在前后方向上错开配置的脚部1249、脚部1250之间配置配线图案,因此在将邻接的信号端子1164与信号端子1165、信号端子1165与信号端子1166的间隔保持为与以前相同的状态下,可设置将信号端子1164~信号端子1166的后侧与前侧连接的多个配线图案1157~配线图案1159。另外,作为增加将信号端子1164~信号端子1166的后侧与前侧连接的配线图案数量的另一方法,也可并用设置如图45(2)中以虚线表示的剪除部1243c的方法。在右侧侧面1243的下边附近的与电路基板1150相接的部分中,形成如以虚线表示的向上切开的剪除部1243c。如此,箭头1257所示的部分成为用以与电路基板1150隔开距离的间隙。在此间隙与电路基板1150之间,可与图45(3)的配线图案1157~配线图案1159同样地配置电路图案。如此那样,不仅在电路基板的背面侧1150b而且也可在表面侧1150a配置将信号端子1164~信号端子1166的后侧与前侧连接的多个配线图案,故可提高电路基板1150的运行效率。
图46为表示连接端子群(1161~1162、1164~1168)与配置于其周围的基板盖1180的形状的图,图46(1)为立体图,图46(2)为正视图。此处,为便于理解发明而将电路基板1150的图示省略,在实际的制品中,在通过焊接将多个连接端子群(1161~1162、1164~1168、1171、1172、1177)固定于电路基板1150之后,将基板盖1180安装于连接端子的周围。电力端子(1161、1162、1167)以较信号端子(1164~1166、1168)在上方向上仅高出距离H的方式形成。基板盖1180为通过非导体、例如合成树脂的成形品来制造,以覆盖邻接的连接端子的脚部的周围的构件,在前侧具有连结部1181,其具有平面状的上表面1181a,在连结部1181的后侧连接有多个分隔壁1182、分隔壁1183、分隔壁1184~分隔壁1189。分隔壁1182、分隔壁1183、分隔壁1184~分隔壁1189通过配置于较平面部1181a更靠后侧、即连接端子群的左右部分中,而发挥使得难以引起连接端子间的电性短路的功能。另外,连结部1181的上表面1181a与上外壳1110的上阶面1115(参照图38)形成为同一个面,从而使本体侧终端部容易进行自上阶面1115至连结部1118的相对移动。另外,在基板盖1180中,设置有将未使用的区域(图38的狭槽1123)的开口封堵的覆盖部1184,从而使得污物或粉尘难以自狭槽1123进入电池组1100的外壳内部。
基板盖1180主要由在横向上具有水平的上表面1181a的连结部1181、以及在其上方延伸的多个分隔壁部所形成。分隔壁部中,配置于信号端子间的分隔壁1185、分隔壁1186、分隔壁1189形成为高度为H2的低壁部,其上端位置成为较信号端子(1164~1166)、或LD端子1168的下侧的腕部低的位置。相对于此,邻接于电力端子的分隔壁1182、分隔壁1183、分隔壁1184、分隔壁1187、分隔壁1188成为自上表面1181a起的高度为H3的高壁部,其上端位置以位于较下侧端子零件的上端位置更靠上侧且位于上侧端子零件的腕部的下侧的方式构成。
连接端子群中,电力端子如图40~图43中所说明那样,上侧正极端子1161、上侧正极端子1162与下侧正极端子1171、下侧正极端子1172的脚部在前后方向上并列地配置,且各自的腕部组在上下方向上并列地配置。同样地,上侧负极端子1167与下侧负极端子1177的脚部在前后方向上并列地配置,且各自的腕部组在上下方向上并列地配置。当将电池组1100装设于额定18V的电动机器本体时,上侧正极端子1161、上侧正极端子1162、上侧负极端子1167的腕部的电位与下侧正极端子1171、下侧正极端子1172、下侧负极端子1177的电位变得相同,因此上侧端子零件与下侧端子零件进行接触也无问题。然而,当将电池组1100装设于额定36V的电动机器本体时,上侧正极端子1161、上侧正极端子1162、上侧负极端子1167的电位与下侧正极端子1171、下侧正极端子1172、下侧负极端子1177的电位各不相同,因此重要的是不产生由上下的腕部间的接触造成的短路状态。另外,可形成为使得难以引起由异物的插入所造成的短路的形状。因此,本实施例的基板盖1180的以自连结部1181向上方向延伸的方式形成的分隔壁部中,关于分隔壁1182、分隔壁1183、分隔壁1184a、分隔壁1187、分隔壁1188,以成为高度H3的方式将上端位置大幅形成至上方。另外,不仅形成向上方沿铅垂方向延伸的壁部,而且也形成自铅垂壁部的上端位置也沿左右方向延伸的水平壁部。
图46(3)为图46(2)的基板盖1180的局部放大图,且为去除了连接端子部分的图示的图。分隔壁1182具有铅垂壁部1182a与水平壁部1182b,其剖面形状成为L字形。水平壁部1182b形成为自铅垂壁部1182a的上端附近起沿水平方向延伸到达邻接的电力端子(上侧正极端子1161、下侧正极端子分1171)的腕部之间的空间内的形状。另外,分隔壁1183具有T字形的剖面形状,由铅垂壁部1183a、以及自铅垂壁部1183a的上端部沿两个方向延伸的水平壁部1183b、水平壁部1183c形成。水平壁部1183b向接近邻接的水平壁部1182b之侧延伸,且形成为前端到达上侧正极端子1161与下侧正极端子1171的腕部之间的空间内的长度。同样地,水平壁部1183c向接近邻接的水平壁部1184b之侧延伸,且形成为前端到达上侧正极端子1162与下侧正极端子1172的腕部之间的空间内的长度。水平壁部1182b、水平壁部1183b、水平壁部1183c延伸至此腕部之间的空间内的状况通过如图46(2)那样自前方观察正极端子群而显而易见。例如,上侧正极端子1161的右侧侧面位置与下侧正极端子1171的右侧侧面位置处于同一位置。然而,水平壁部1182b的左端位置1182c以延伸至较上侧正极端子1161与下侧正极端子1171的右侧侧面位置更靠左侧的方式形成为进入至上侧正极端子1161的腕部1161a的下侧部分为止的程度的长度。另外,水平壁部1182b位于下侧正极端子1171的腕部1171a的上侧。
铅垂壁部1182a与水平壁部1182b的前后方向上的长度形成为较下侧正极端子1171的前后方向上的长度长,其前端位置与下侧正极端子1171的腕部的前端大致处于同一位置,后端位置位于较下侧正极端子1171的后端位置更靠后侧。如此那样,铅垂壁部1182a在覆盖下侧正极端子1171的右侧侧面全体与左侧侧面全体的同时,也覆盖上侧部分的除左右中央附近(距离S5的部分)以外的部分。此处,仅提及了下侧正极端子1171部分的铅垂壁部1182a与水平壁部1182b的形状,但关于下侧正极端子1172,也设置有覆盖右侧侧面全体与左侧侧面全体、以及除中央部分以外的上侧部分的分隔壁1184,因此即便对下侧正极端子1171、下侧正极端子1172施加外力而施加使此等弯曲的力,也可通过基板盖1180有效地加以保持,可大幅降低送电用的下侧的端子零件与上侧的端子零件未预期地发生短路的可能性。
关于负极端子侧(1167、1177),也为与正极端子侧(1161、1162、1171、1172)相同的考虑,在负极端子的左右两侧设置大的分隔壁1187、分隔壁1188。分隔壁1187为与分隔壁1182相同的形状,由铅垂壁部1187a与水平壁部1187b形成,其剖面形状呈L字状。水平壁部1187b以自铅垂壁部1187a的上端部分向负极端子侧延伸的方式形成。分隔壁1188为与分隔壁1187左右对称地形成,因此包括铅垂壁部1188a与水平壁部1188b。水平壁部1187b与水平壁部1188b虽形成为前端部分进入至上侧负极端子1167的腕部组与下侧负极端子1177的腕部组之间的空间中的程度的大小,但具有规定的间隔S5而不会阻碍电动工具本体1001、电动工具本体1030等的机器侧端子进入。如此那样以覆盖作为电力端子的负极端子(1167、1177)的周围的方式形成有分隔壁1187、分隔壁1188,因此即便对上侧负极端子1167或下侧负极端子1177施加强外部压力而在前后方向上移动(弯曲),也可通过水平壁部1187b与水平壁部1188b等壁部的存在而大幅削减短路现象发生的可能性。
信号端子群(1164~1166)之间的分隔壁1185、分隔壁1186在上方向上仅具有较低的高度H2。此为,在信号端子群(1164~1166)中仅流通小电力的信号,因此短路时的危险度大幅小于电力端子侧。另外,信号端子群(1164~1166)各为一个零件,且上侧的腕部与下侧的腕部为相同电位,因此对短路的担心的必要性低。分隔壁1184包括铅垂壁部1184a、铅垂壁部1184d,在此等之间连接有封堵板1184c。封堵板1184c为沿铅垂方向及左右方向延伸的平板,且起到封闭上侧正极端子1162与T端子1164之间的空置空间(图38的空置狭槽1123的内部空间)的作用。在铅垂壁部1184a的上端附近,形成有向正极端子侧延伸的水平壁部1184b。
连结部1181以连接于位于连接端子之间的铅垂壁部1182a、铅垂壁部1183a、铅垂壁部1184a、铅垂壁部1184d、铅垂壁部1185a、铅垂壁部1186a、铅垂壁部1187a、铅垂壁部1188a的前表面的方式对这些壁部进行固定。连结部1181的上表面1181a的壁部形成为自电路基板1150悬架的状态。连结部1181的内侧部分以具有空间的方式形成,在其后侧配置有铅垂壁部1184a、铅垂壁部1185a、铅垂壁部1187a。此处,虽然由前壁面1181b遮挡而不可见,但铅垂壁部1182a、铅垂壁部1183a、铅垂壁部1184d、铅垂壁部1188a也同样地以延伸至下侧而与电路基板1150接触的方式形成。此连结部1181的内侧部分中也在填满如通过图48在后叙述那样的、覆盖电路基板1150的上表面的液体状硬化性树脂后经加固。通过硬化性树脂的固化,多个铅垂壁部1182a、铅垂壁部1183a、铅垂壁部1184a、铅垂壁部1184d、铅垂壁部1185a、铅垂壁部1186a、铅垂壁部1187a、铅垂壁部1188a的下端附近与电路基板1150被牢固地固定。在连结部1181的前壁面1181b中形成有三个切口部1181c~切口部1181e。切口部1181c~切口部1181e是为了使通过图48在后叙述的液体状树脂均等地遍及电路基板1150的后方部分与前方部分而形成,液体状树脂的粘度相对较低,因此树脂经由切口部1181c~切口部1181e在前后方向上流动(详情在后叙述)。
图47为仅抽取出图38的上外壳1110的图,且为用以说明上外壳1110的上阶面1115的形状的图。图47(1)为上外壳1110的立体图,图47(2)为自图47(1)的箭头B方向观察而得的箭视图。在图47(1)中,对呈台阶状的部分附注影线进行附图,以使其范围明确。如通过图46所说明那样,电力端子(1161、1162、1167)以较信号端子(1164~1166、1168)在上方向上仅高出距离H的方式形成。此为,电力端子由较信号端子厚的板材形成。因此,在现有的上外壳的上阶面的形状下,电力端子(1161、1162、1167)的上端部会干涉上阶面的内壁。因此,在本实施例中,为了争取到电力端子(1161、1162、1167)的上部的空隙,将上外壳1110的上阶面1115的在上下方向上观察时的内侧壁面的位置以局部地挪向上侧的方式构成。也考虑形成仅使内侧壁面的位置向上方向凹陷的凹部的方法,但若照原样形成上阶面1115的画面形状,则上外壳1110的上阶面1115的一部分的厚度不足,有局部地强度降低之虞。因此,在本实施例中形成有凸部1115a、凸部1115b,所述凸部1115a、凸部1115b是使上阶面1115的外侧面中的、电力端子(1161、1162、1167)所处位置附近的上部向外侧突出而成。如此那样以将上阶面1115的壁面的一部分挪向上侧的方式构成,因此可在内侧部分中扩大收容空间,也可防止壁面强度的降低。在本实施例中,以上阶面1115的外壁面的突出高度H4小于内壁面的凹陷高度H5的方式构成,因此在上阶面1115中,可将凸部1115a、凸部1115b的尺寸抑制地较小而限制为能够无障碍地装设于现有的电动工具本体1001中的范围内。另外,通过上阶面1115并非同一面而是形成有局部的台阶部且以影线部的高度变高的方式形成台阶,可在强度上与现有的同一面状的上外壳同等或为同等以上。
接着,使用图48来说明朝向电路基板1150的树脂涂布方法。图48为电路基板1150的立体图,此处虽省略了图示,但在电路基板1150的上表面(表面)设置有用以搭载电子元件的主区域1156a与副区域1156b。主区域1156a位于较连接端子群更靠后侧,在其中搭载包含微计算机的保护管理IC(在后叙述)。副区域1156b为较连接端子群更靠前侧的区域。此处,以硬化性树脂来覆盖所搭载的全部电子元件。硬化性树脂为自液体状态进行硬化者,例如可使用氨甲酸酯树脂。为了在电路基板1150的上表面均等地填满液体的氨甲酸酯树脂,最初在电路基板1150所搭载的元件群的外缘部分附着充当防止液体状的树脂流出的堤防的粘着树脂1155。粘着树脂1155是使例如自管状的容器内经由细小的抽出口而以圆柱状抽出的粘着剂,沿欲填满氨甲酸酯树脂的区域的外缘连续地进行附着。此时,重要的是使粘着剂无接缝地沿外缘部分附着,且形成为一个端部和另一端部与基板盖1180相接。如此那样使作为外框的粘着树脂1155附着于供树脂流入的外缘部分的大致一圈,然后使处于液体状态的氨甲酸酯树脂流入电路基板1150的上表面内侧中。
所流入的氨甲酸酯树脂的量设为足以填满由粘着树脂1155所包围的范围的量。此时,对于不欲由树脂覆盖的部位,利用粘着树脂1155a包围所述部位的外缘,从而使得流入至这些的外侧的树脂不会到达由粘着树脂1155a所包围的范围内。另外,若将氨甲酸酯树脂所要流入的位置设为由主区域的箭头1156a表示的附近,则树脂不会流入由粘着树脂1155a所包围的范围内。另外,基板盖1180在形成上表面1181a的连结部1181的壁面悬架的状态下,其下侧部分的后侧壁面处于开口状态,前侧成为壁面,通过在所述壁面的一部分中形成切口部1181c~切口部1181e,树脂可良好地自主区域1156a流入至副区域1156b。如此那样,在通过树脂将电路基板1150的全体元件搭载区域覆盖后使所述树脂硬化,由此在电路基板1150的表面侧,以均一的高度且无间隙地利用树脂覆盖对象范围内,从而可保护所搭载的电子元件免受水或尘埃的影响。另外,在使用双面基板作为电路基板1150的情况下,在背面侧也可以同样的顺序通过树脂进行覆盖。另外,通过粘着树脂1155进行树脂填充以外的部分、例如螺孔附近或引线的焊接部也可在螺固完成后的后续步骤时、焊接完成后的后续步骤时进行树脂涂布。
以上,使用图36~图48对本发明的第6实施例进行了说明,但由第6实施例表示的电池组1100可进行各种变形。图49为表示第6实施例的第1变形例的上侧端子零件1260与下侧端子零件1280的形状的图。图49(1)为立体图,图49(2)为左侧视图,图49(3)为正视图。上侧端子零件1260与下侧端子零件1280分别在左右方向上具有两个腕部组(1265与1266、1285与1286),且两个腕部组在上下方向上排齐,此点与第6实施例相同。上侧端子零件1260的脚部组(1267、1268)以与下侧端子零件1280的脚部组(1287、1288)在前后方向上并列的方式配置的情况与第6实施例相同。在右侧侧面1263与左侧侧面1264的后边的下侧部分,如图49(2)中作为箭头1262a、箭头1282a而示出那样,桥接部1262、桥接部1282以向后侧弯曲的方式突出,因此此突出部分用于上侧端子零件1260与下侧端子零件1280向电路基板1150安装时的上下方向定位用途。在脚部1267与1268的前边上部,形成有将以凸状延伸的部分向内侧弯折而成的弯折部1263a、弯折部1264a、弯折部1283a、弯折部1284a(其中,1263a在图49中不可见),此等的形状与图40所示的第6实施例的构成相同。
上侧端子零件1260的U字状的弯折方向与图40中所示的方向不同。此处,以U字状弯折时成为底部的部分、即桥接部1262以成为铅垂面的方式形成。下侧端子零件1280的弯折形状与图40所示的下侧端子零件1220的U字状的弯折方向相同,桥接部1282成为铅垂面。桥接部1262与桥接部1282在前后方向上以具有大致一定的间隔的方式平行地配置,且此等以相对于电路基板1150的表面而沿大致垂直方向延伸的方式配置。上侧端子零件1260与下侧端子零件1280是对金属的平板进行压制加工来制造,此点与第6实施例相同,但进一步加厚了所述平板的厚度。
右侧侧面1263与左侧侧面1264为沿铅垂方向延伸的大致长方形,在靠近上端的部分,以向前侧延伸的方式形成有腕部1265、腕部1266。腕部1265、腕部1266的后侧根部附近、即划线B2附近的宽度(上下方向上的长度)大,且越靠前而其宽度逐渐变得越小,在较虚拟线B1更靠前侧,宽度固定。嵌合部1265d、嵌合部1266d在俯视时向内侧弯曲成具有规定的曲率半径R1的曲面状,此点与图40所示的第6实施例相同。如此那样以自U字形的基体部的上方前边部向前方延伸的方式形成有腕部1265、腕部1266,腕部1265、腕部1266以在彼此非接触状态下具有弹性的方式形成。
下侧端子零件1280具有以弯折成U字状而平行的方式形成的右侧侧面1283、左侧侧面1284、以及将此等连接的桥接部1282,且以自右侧侧面1283与左侧侧面1284的细长的上部起向前方斜上侧的延伸的方式设置有腕部1285、腕部1286。腕部1285、腕部1286的上下方向上的宽度在前后方向上大致固定,且在较虚拟线B1更靠前侧以沿水平方向延伸的方式形成,较虚拟线B1更靠后侧倾斜地配置。在下侧端子零件1280的腕部组(1285、1286)的下侧,形成有自前侧被大幅切开的切口部1291。以所述方式形成的结果为:上侧端子零件1260的腕部1265、腕部1266的长度(为前后方向长度且为B2的前侧)较下侧端子零件1280的腕部1285、腕部1286的长度(为前后方向长度且为箭头1291位置的前侧)长。即便为此种前后方向上的长度不同的腕部组,也优选为上侧端子零件1260的嵌合部中的嵌合压与下侧端子零件1280的嵌合压相同。其原因在于:若未使嵌合压均等,则有与电动工具本体1001、电动工具本体1030侧的平板状的机器侧端子的接触电阻变化而产生轻微的发热差异,或者因长期使用而造成的磨损状况不同之虞。在本变形例中,为了取得利用上侧端子零件1260与下侧端子零件1280的嵌合压的平衡,设为电池组的非装设状态下的初始间隙间隔不同。即,在电池组1100未装设于电动工具本体1001或电动工具本体1030的状态(拆除状态)下,左右的腕部1265、腕部1266的最小间隔与腕部1285、腕部1286的间隔不同。此处,上侧端子零件1260的腕部1265与腕部1266的间隔为0.2mm,相对于此,将下侧端子零件1280的腕部1285与腕部1286的最小间隔设为0.5mm。
为了使嵌合压均匀,也对上侧端子零件1260与下侧端子零件1280的形状施以设计。即,如图49(2)所示,对于原本在上侧端子零件1260中应形成如虚线1264b那样的大致直角的内角之处,在此处使虚线1264b的轮廓向箭头1264e的方向延伸而形成为追加有侧视时为等腰三角形形状的增强面1264c的形状。此结果,此内角部分的轮廓如箭头1264d所示那样倾斜,通过此形状变更,上侧端子零件的腕部1265、腕部1266的安装刚性提高。配合上侧端子零件1260的内角部分的形状变更,对下侧端子零件1280的外角部分的形状自虚线1284b的部分沿箭头1284e的方向进行切除,由此形成为设置有侧视时为等腰三角形形状的缺口部1284c的形状。此结果,此外角部分的轮廓成为箭头1284d所示,使下侧端子零件的腕部1285、腕部1286的刚性降低。关于箭头1264d与箭头1284d所示的轮廓部分,以侧视时彼此大致平行且隔开一定的间隔的方式决定这些轮廓。另外,若形成缺口部1284c,则桥接部1282的上下方向上的长度变短。然而,因下侧端子零件1280小,故与上侧端子零件1260相比在强度上也足够强,因此通过这些的形状变更恰好可取得强度的平衡。如此那样,对上侧端子零件1260追加增强面1264c而变更内角部分的形状,且对下侧端子零件1280通过形成缺口部1284c来进行强度调整而变更外角部分的形状,由此可取得两者的强度的平衡,从而可使利用腕部1265与腕部1266、腕部1285与腕部1286的对本体侧端子的嵌合压大致相同。
图49(3)为自正面观察上侧端子零件1260与下侧端子零件1280而得的图。腕部1265与腕部1266的上下方向上的高度或安装位置、及腕部1285与腕部1286的上下方向上的高度或安装位置成为与图40所示的第6实施例的上侧端子零件1200和下侧端子零件1220的腕部群相同的形状、相同的位置关系。但是,本变形例中使用的金属板材的厚度不同,使用较图40所示的第6实施例的端子零件更厚的板材来制造。进而,在电池组1100的非装设时的状态下,使上下的腕部组的最小间隔不同。即,以与上侧的腕部1265与腕部1266的左右方向上的间隔相比,下侧的腕部1285与腕部1286的左右方向上的间隔更大的方式构成。此为与上下并列地配置的腕部1265和腕部1266、腕部1285和腕部1286的装设方向(前后方向)上的长度成反比例的关系。较长的腕部1265与腕部1266在初始状态下以狭小的间隔相向。相反地,较短的腕部1285与腕部1286以大的间隔相向。
如上所述,在第1变形例中,将板厚为0.8mm厚度的上侧端子零件1260与下侧端子零件1280用作电力端子。关于信号端子零件,因仅流通微小电流,故与现有的电池组1015同样地通过0.3mm左右的厚度的金属板来制造即可。在本变形例中,流通大电流的电力端子的刚性进一步提高,从而不仅在作业过程中,而且在长期的使用中也可良好地维持嵌合状况。另外,对于将上下的腕部组的嵌合压设为大致相同而言,并不仅限于进行嵌合部的间隙的调整以及安装根部附近的形状的变更,也可通过其他变更、尤其是通过板厚的调整、端子零件的材料的选择等来达成。
图50为表示第6实施例的第2变形例的上侧端子零件1260与下侧端子零件1280A的立体图。在第2变形例中,相对于图49所示的第1变形例,上侧端子零件1260相同,但下侧端子零件1280的板厚与腕部的初始间隔不同。即,将下侧端子零件1280A的板厚自图49所示的下侧端子零件1280的0.8mm减薄为0.6mm,且将嵌合部1285d与嵌合部1286d的间隔自图49所示的下侧端子零件1280的0.5mm缩窄为0.2mm。上侧端子零件1260的嵌合部1265d、嵌合部1266d的间隔与第1变形例同样地为0.2mm。通过如此那样调整具有弹性的腕部1285、腕部1286的板厚与间隔,可使得与由上侧端子零件1260的嵌合部1265d、嵌合部1266d所形成的嵌合压大致相同。此处,嵌合部1265d、嵌合部1266d的形状形成为半圆筒面,且圆筒面的中心轴位于铅垂方向上,嵌合部1265d、嵌合部1266d的内侧的壁面成为曲率半径为R1的圆筒面。下侧端子零件1280的嵌合部1285d与嵌合部1286d的内侧的壁面也形成为曲率半径为R1的圆筒面。此等嵌合部1265d与嵌合部1266d、及嵌合部1285d与嵌合部1286d的嵌合面的圆筒形状可以相等的曲率半径R1形成,以使线状或矩形形状的接触部分的大小或形状大致相同。如此那样也使接触部分或接触区域的大小均一,由此使得夹入压力(嵌合压)大致同等,也使电性的接触电阻大致相同,从而优选。
图51为表示第6实施例的第3变形例的上侧端子零件1200A与下侧端子零件1220的立体图,图51(1)为表示所述端子零件连接于额定36V的电动工具本体1030A的本体侧端子的状态的图。在第3变形例中,仅上侧端子零件1200A的形状、尤其是腕部1205A、腕部1206A的形状与第6实施例不同,上侧端子零件1200A的基体部与脚部的构成与第6实施例相同。上侧端子零件1200A用作上侧正极端子1161、上侧正极端子1162、上侧负极端子1167。上侧端子零件1200A中,使腕部1205A、腕部1206A向前侧大幅延伸,从而使上侧的腕部1205A、腕部1206A的嵌合部的位置位于较下侧的腕部1225、腕部1226的嵌合部的位置更靠前侧。相向的嵌合部的形状为具有相等的曲率半径R1的半圆筒面,腕部1205A、腕部1206A的嵌合部的形状与腕部1225、腕部1226的嵌合部的形状相同。在将腕部1205A、腕部1206A延长的情况下,对应于所述形状变更而也使36V侧电动工具本体的正极输入端子1072A较现有变短。作为短路部件的短路棒1079的大小或板厚与图41所示的短路棒1059相同。然而,在短路棒1079的端子部1079b的上部形成有半圆形的切口1079d。在机器侧端子的正极输入端子1072A与端子部1079b因某种理由而如箭头1045a那样以圆弧状或在水平方向上进行相对移动的情况下,切口1079d用以防止端子部1079b与上部的腕部1205A、腕部1206A接触。如此那样在短路棒1079的端子部1079b形成有切口1079d,因此当装设电池组1100而电动工具动作时,即便产生由电动工具本体1030与电池组1100的共振频率的不同所引起的相对的位置偏差,也可大幅降低发生上侧端子零件1200A与下侧端子零件1220的短路的可能性。
图51(2)为表示连接于现有的电动工具本体1001的本体侧端子的状态的图。当装设于额定18V的电动工具本体1001侧时,跨越上侧正极端子1162与下侧正极端子1172而连接有正极输入端子1022,两组腕部1205A、腕部1206A及腕部1225、腕部1226嵌合。此时,腕部1205A、腕部1206A的利用嵌合部的朝向正极输入端子1022的接触位置较腕部1225、腕部1226的利用嵌合部的朝向正极输入端子1022的接触位置偏向前侧。然而,包含各个接触位置的附近的正极输入端子1022的厚度均一,因此若使接触部或接触区域的大小在腕部1205A、腕部1206A中与在腕部1225、腕部1226的嵌合部中均等,则可实现良好的导通状态,因此接触位置的移动不会产生任何问题。
图52为表示第6实施例的第4变形例的上侧端子零件1200与下侧端子零件1220A的立体图,图52(1)为表示所述端子零件连接于电动工具本体1030B的本体侧端子的状态的图。在第4变形例中,仅下侧端子零件1220A的腕部1225A、腕部1226A的形状与第6实施例不同,其他构成与第6实施例相同。此处,使腕部1225A、腕部1226A向前侧延伸,从而使下侧的腕部1225A、腕部1226A的嵌合部的位置位于较上侧的腕部1205、腕部1206的嵌合部的位置更靠前侧。与此对应地,短路棒1079的后端位置也较现有更靠前侧。进而,在正极输入端子1072B的下部形成有半圆形的切口1072d。关于此切口1072d,在机器侧端子的正极端子1072B与端子部1079b因某种理由而如箭头1045b那样移动的情况下,通过设置切口部1072d来用以大幅降低正极输入端子1072B与腕部1225A、腕部1226A接触的可能性。
图52(2)为表示连接于现有的电动工具本体1001的本体侧端子的状态的图。两组腕部1205、腕部1206与腕部1225A、腕部1226A嵌合于电动工具本体1001侧的正极输入端子1022。此处,利用腕部1205、腕部1206的接触部位的位置与利用腕部1225A、腕部1226A的接触部位的位置在前后方向上仅隔开距离L。然而,接触部或接触区域的大小在腕部1205、腕部1206中与在腕部1225A、腕部1226A的嵌合部中均等,因此与第6实施例同样地可实现良好的导通状态。
图53为表示第6实施例的第5变形例的电动工具本体1030A侧的终端部的形状的立体图。在第5变形例中,将第6实施例的正极端子与负极端子的位置、以及短路棒的位置上下颠倒。此处,使上侧正极端子1162与上侧负极端子1167通过短路棒1089而短路。短路棒1089可使用与第6实施例的短路棒1059(参照图41)相同的零件,以熔铸于电动工具本体的终端部的合成树脂制的基台的方式形成即可。正极输入端子1082包括端子部1082a、连接部1082b、以及配线用端子部1082c,此点与第6实施例的正极输入端子1052(参照图41)相同,但因设置配线用端子部1082c的位置必须为终端部的后表面侧而非上表面,故对连接部1082b与配线用端子部1082c的形状进行了变更。同样地,负极输入端子1087的配线用端子部1087c的位置也不同。与使终端部中的正极输入端子1082与负极输入端子1087的位置错开的情况相应地,上侧单元组件1146与下侧单元组件1147的连接状态也被变更。即,下侧正极端子1172与上侧负极端子1167连接于上侧单元组件1146,上侧正极端子1162与下侧负极端子1177连接于下侧单元组件1147。
即便如上所述那样改变设置短路棒1089的位置,也可实现本实施例的带电压自动切换机构的电池组。通过应用于此构成,可将配线用端子部1082c、配线用端子部1087c的安装位置引出至终端部的后侧而非上侧(参照图42),因此电动工具本体侧的终端部的设计自由度增加。另外,关于短路棒1089的功能,只要具有端子部1089b与端子部1089c且使此等短路便可达成,因此无需以金属板来连结连接部1089a的部分,也可通过能够以导电性构件来形成电性的连接关系之类的方法,例如以引线连接、通过熔丝元件进行连接等其他任意的方法来实现。
实施例7
图54为表示本发明的第7实施例的电池组1400的立体图。在电池组1400中设置有与充电装置或工具本体的终端卡合而进行电性导通的多个连接端子。此处所设置的连接端子分别通过在上下方向上分离的两个连接端子零件构成,且连接端子零件的形状具有特征性。电池组1400的外观形状与第6实施例所示的电池组1100大致相同,外观上的唯一不同仅在于:在上阶面1415中未形成局部地隆起的台阶部(参照图47的1115a、1115b);以及在下阶面1141的左前侧的角部未形成凹陷部(参照图47的1111a)。在上阶面1415与下阶面1411的连接部分的台阶部中配置有多个狭槽1420,且狭槽1420的宽度或尺寸与第6实施例的电池组1100大致同等。在上阶面的后侧形成有隆起部1432,在隆起部1432的左右两侧设置有闩锁1441。
在下外壳1401的内部中收容有10根电池单元1446。此处,设置有将五根串联连接而成的上侧单元组件与下侧单元组件,并输出作为此等单元组件的并联连接的输出的额定18V。即,电池组1400为电压固定式。各个连接端子是由上侧的端子零件与下侧的端子零件两个端子零件来构成一个端子。即,充电用的正极端子由上侧正极端子1461与下侧正极端子1472构成,且此等被短路。放电用的正极端子由上侧正极端子1462与下侧正极端子1472构成,且此等被短路。另外,上侧正极端子1461和下侧正极端子1472所构成的组与上侧正极端子1462和下侧正极端子1472所构成的组之间通过自控制保护器(self-controlprotector)(未图示)而连接。
负极端子包括上侧负极端子1467与下侧负极端子1477,且此等经连接。如此那样将一个连接端子分成两个连接端子零件来构成,因此与电动工具本体1001侧的机器侧端子的接触部分的数量及合计面积变大,难以引起因电动工具工作时的振动而容易产生的接触不良所造成的发热等问题,可在长期内稳定地使用,从而可实现电池组1400的长寿命化。
连接端子中,信号传递用的信号端子、即T端子组(上侧T端子1464与下侧T端子1474)、V端子组(上侧V端子1465与下侧V端子1475)、LS端子群(上侧LS端子1466与下侧LS端子1476)、LD端子群(上侧LD端子1468与下侧LD端子1478)也分别由两个端子构成,且上下的端子间经连接而成为相同电位。T端子组、V端子组与LD端子群作为输入或输出信息或信号的信号端子发挥功能。上侧连接端子(1461~1462、1464~1468)与下侧连接端子(1471~1472、1474~1478)固定于电路基板1450。在此电路基板中搭载有电池单元的保护用IC,但未设置微计算机或电池余量显示用的发光二极管。
图55为图54的连接端子的局部放大图。上侧端子零件(1465~1468)与下侧端子零件(1476~1478)均在侧视时为大致L字状,上下的端子零件的脚部以在装设方向上并列地方式固定于电路基板1450。此固定方法为与图39、图40中所示的第6实施例相同的方法,使脚部贯穿电路基板1450的安装孔而自电路基板1450的背侧进行焊接。在上侧端子零件(1465~1468)与下侧端子零件(1476~1478)中,分别形成有以两侧腕部的一部分间隔变窄的方式弯折成大致V字状的嵌合部。现有的电池组中的嵌合部以大致V字状的山部与机器侧端子的插入方向正交的方式配置。即,在现有的端子零件中,大致V字状的山部(例如嵌合部1478c所示部分的内表面侧顶点部分)的棱线以上下延伸的方式构成。然而,在第7实施例中,并非以上下方向而是以倾斜的方式形成所述棱线的延伸方向,因此可延长板状的本体侧终端与端子零件的、即与嵌合部的接触部位的长度。
图56(1)为表示上侧端子零件1480的立体图。但是,省略上侧端子零件1480的脚部的附图而仅对位于电路基板1450的上侧的部分进行了附图。上侧端子零件1480是通过对包含导电性金属的平板进行压制加工而加以剪切后弯曲成U字状,并在腕部中形成规定的弯曲形状而成。此处,以成为U字状的底部的面、即桥接部1482成为后侧的方式弯折,且自沿铅垂方向延伸的桥接部1482的左右两侧向前侧形成有右侧侧面1483与左侧侧面1484。右侧侧面1483与左侧侧面1484以呈左右面对称的方式形成,且右侧侧面1483与左侧侧面1484为具有一定的间隔的平行面。自右侧侧面1483与左侧侧面1484的上部的前边向前侧形成有左右的腕部1485与腕部1486,腕部1485与腕部1486的根基部分、即平面部1485a、平面部1486a为左右方向与右侧侧面1483和左侧侧面1484处于同一位置的平行面。在平面部1485a、平面部1486a的前侧,形成有向内侧弯曲的弯曲部1485b、弯曲部1486b。弯曲部1485b、弯曲部1486b为平面状,但朝向外侧的大的弯折部以此山的棱线倾斜的方式配置。
在弯曲部1485b、弯曲部1486b的前侧,形成有以大致V字状经凸折的嵌合部1485c、嵌合部1486c。嵌合部1485c、嵌合部1486c为向内侧呈凸状的部分。当进行电池组1100的装设时,嵌合部1485c、嵌合部1486c的内侧的山顶部分为与板状的机器侧端子接触并进行滑动的部分。因此,即便为大致V字状,此顶端部分(山顶部分)也以大的曲率半径R1或较小的曲率半径构成。此为当进行滑动时,减小机器侧端子与嵌合部1485c、嵌合部1486c的滑动阻力,当不进行滑动且接触时,增大与嵌合部1485c、嵌合部1486c的接触面积以减小电性的接触电阻。在嵌合部1485c、嵌合部1486c的前侧连接有引导部1485d、引导部1486d,所述引导部1485d、引导部1486d用以进行引导以将板状的机器侧端子插入至嵌合部1485c、嵌合部1486c间。引导部1485d、引导部1486d为大致平面状,且形成为越靠前侧而在左右方向上越宽的形状。因此,腕部1485、腕部1486的前端部1485e、前端部1486e形成为位于腕部1485、腕部1486的下方的形状。前端部1485e、前端部1486e以描绘小曲率半径的方式圆滑地形成角部。
图56(2)为用以说明嵌合部1485c、嵌合部1486c中的与机器侧端子的接触部位的位置关系的图。此处仅示出了左侧的腕部1486部分,但右侧的腕部1485仅成为面对称而形状也为相同的。腕部1486的高度方向上的宽度W随着朝向前后方向而为固定的,但嵌合部1486c的接触部位成为粗线所示的位置。此粗线所示的接触部位成为线状的接触部、或宽度小的矩形形状的接触区域。相对于在铅垂线上形成嵌合部1486c的情况下的长度(=W),粗线所示的接触部位的接触长度成为W/cosθ倍。如此那样,嵌合部1486c的接触部或接触区域的长度方向以在与机器侧端子的接触面中相对于机器侧端子的装设方向而倾斜的方式配置,因此可增大接触部或接触区域,从而可增加与电动工具本体侧的机器侧端子的接触面积。此结果,可减小机器侧端子与嵌合部1486c的接触电阻,从而可有效地抑制由接触电阻的增大引起的端子的发热。另外,可抑制与机器侧端子之间的电弧的产生,因此可防止腕部1485、腕部1486的损伤或熔断。另外,关于作为电力端子的上侧正极端子1461、上侧正极端子1462、下侧正极端子1471、下侧正极端子1472,也可设为与第6实施例同样地分别连接上侧单元组件1146与下侧单元组件1147的正极端子,从而也可适用于能够与第6实施例同样地在低电压侧与高电压侧之间进行切换的电池组。此情况下,在第6实施例所说明的上侧端子零件1200(参照图40)与下侧端子零件1220(参照图40)的嵌合部中应用第7实施例的腕部及嵌合部的形状即可。
关于信号传递用的端子(图54(2)的上侧端子零件1464~上侧端子零件1466、上侧端子零件1468与下侧端子零件1474~下侧端子零件1476),也由上下两层的嵌合部形成,此等形成为相同电位且构成为流通相同的信号。然而,也可以如下方式构成:信号端子的上下部分形成为不同电位,电动工具本体侧的机器侧端子也同样地分离地形成,由此增加所传递的信号的数量。另外,关于信号传递用的端子,使用上下完全分离的端子零件的必要性小,因此也可形成为经上下连结的端子零件。接着,通过图57对经上下连结的端子零件1500的形状进行说明。
图57为表示端子零件1500的形状的立体图。但是,省略端子零件1500的脚部的附图而仅对位于电路基板1450的上侧的部分进行了附图。端子零件1500在腕部1505的前侧约一半的部分中形成有将腕部1505上下分割的切口槽1508,由此形成有上侧的腕部片1506与下侧的腕部片1510。同样地,在左侧的腕部1509的前侧约一半的部分中形成有将腕部1509上下分割的切口槽1512,由此形成有上侧的腕部片1507与下侧的腕部片1511。如此那样通过切口槽1508、切口槽1512将上侧的腕部片1506、上侧的腕部片1507与下侧的腕部片1510、下侧的腕部片1511分开,因此可实现在一个端子零件1500中具有两组腕部组的构成,可实现能够保持良好的嵌合状态的信号端子。在上侧的端子组(1507、1507)与下侧的端子组(1510、1511)中,分别形成有用以与板状的本体侧连接端子嵌合的嵌合部(1506c、1507c)与嵌合部(1510c、1511c)(但在图57中嵌合部1510c不可见)。上侧的嵌合部(1506c、1507c)的接触部或接触区域的长度方向倾斜地配置。同样地,下侧的嵌合部(1510c、1511c)的接触部或接触区域的长度方向倾斜地配置。上侧与下侧的嵌合部的接触部或接触区域的长度方向以排成一列的方式配置。另外,也可配置成使上侧与下侧的嵌合部位于自前后方向观察时相同的位置,从而使上侧与下侧的嵌合部的接触部或接触区域的长度方向以不排成一列的方式配置。另外,也可使上侧与下侧的嵌合部的长度方向的倾斜朝向不一致而为反向的朝向。例如,也可变更上侧的腕部组(1506、1507)的形状而形成为使下侧的端子组(1510、1511)上下反转后的形状,即相对于水平面而面对称的形状。通过如上所述那样将嵌合部的接触区域的长度方向形成为倾斜的方向而非铅垂方向,与使嵌合部与装设方向正交的现有例相比,可延长嵌合部的长度,因此可降低接触电阻。
以上,在第7实施例中对电压固定式的电池组中所使用的连接端子的形状(1480、1500)进行了说明,但也可构成为将此等端子形状应用于如第6实施例那样的电压切换式的电池组中。例如,图57所示的端子零件1500的嵌合部的配置也可应用于图44所示的信号端子零件1240中。
实施例8
图58为实施例8的电池组2100的展开立体图。电池组2100的框体通过可在上下方向上分离的上外壳1110与下外壳1101而形成,在下外壳1101的内部空间中收容有10根电池单元。在下外壳1101的前侧壁面形成有用以进行与上外壳1110的螺固的两个螺孔1103a、螺孔1103b,以自下向上贯穿螺孔1103a、螺孔1103b的方式插通有未图示的螺丝。在下外壳1101的后侧壁面也形成有两个螺孔1103c(在图中不可见)、螺孔1103d。多个电池单元(未图示)以每层五根而堆叠成两层的状态固定于由合成树脂等非导体构成的隔板2445。隔板2445以仅成为电池单元的两端部的左右两侧开口的方式对多个电池单元进行保持。
在隔板2445的上侧固定有电路基板2150。电路基板2150通过焊接来固定多个连接端子(2161、2162、2164~2168、2171、2172、2177),并且进行这些连接端子与未图示的电路图案的电性连接。在电路基板2150上进而搭载电池保护IC或微计算机、PTC热敏电阻器、电阻器、电容器、熔丝、发光二极管等各种电子元件(此处未图示)。电路基板2150的材质为被称为印刷基板者,所述印刷基板是在含浸有相对于材料具有绝缘性的树脂的基板上,通过铜箔等导电体印刷图案配线而得,可使用单层基板、双面基板、多层基板。在本实施例中使用双面基板,且在电路基板2150的上表面(表面,且为自图58观察时的上侧的面)与下表面(背面)形成有配线图案。在电路基板2150的前后方向上的较中央稍靠前侧设置有连接端子群配置区域2160,在其中,在横向上并列地固定有多个连接端子(2161、2162、2164~2168、2171、2172、2177)。
正极端子(2161、2162、2171、2172)与负极端子(2167、2177)配置于在左右方向上大幅分离的部位,在此等之间设置有三个信号端子(T端子2164、V端子2165、LS端子2166)。三个信号端子(T端子2164、V端子2165、LS端子2166)作为输入或输出信息或信号的信号端子发挥功能。在本实施例中,作为电力端子用的零件,使用在上侧的左右设置有一组、在下侧的左右设置有一组共计设置有两组沿水平方向延伸的腕部者,此详细形状与图49所说明的结构相同。另外,关于信号端子(2164~2166、2168),也可直接使用现有以来所使用的在上下方向上具有一个腕部的信号端子零件。然而,在本实施例中,为了与正极端子(2161、2162、2171、2172)与负极端子(2167、2177)的和机器侧端子的嵌合状态相同,在信号端子侧也使用具有上下两个腕部的信号端子零件(参照图44)。
在负极端子对(2167、2177)的左侧设置有LD端子2168。LD端子2168作为输出关于电池组2100的信息或信号的信号端子发挥功能。LD端子2168也形成为具有上侧与下侧的两组腕部。所有的信号端子(2164~2166、2168)使各自的脚部在电路基板2150中所形成的多个安装孔2151中自表面贯穿至背面,并在背面侧通过焊接而固定。在本实施例中,三个信号端子(2164~2166)的固定方法如图44及图45所说明。如上所述,在电路基板2150上搭载未图示的电子元件并通过焊接而固定多个连接端子后,设置将通过图68在后叙述的基板盖2180,利用树脂对电路基板2150的表面进行加固后,通过未图示的螺丝而固定于隔板2445。另外,在图58中省略基板盖2180的图示。
下外壳1101为上表面开口的大致长方体的形状,由底面、相对于底面而沿铅垂方向延伸的前表面壁1101a、后表面壁1101b、右侧侧壁1101c、左侧侧壁1101d所构成。下外壳1101的内部空间形成为适于收容隔板2445的形状,为了稳定地保持隔板2445而形成有在底面内侧形成的大量固定用肋部1102,或为了增强壁面而形成有以沿铅垂方向连续的方式形成的大量肋部1105。在前表面壁1101a的大致中央处设置有狭缝1104。上外壳1110的狭缝1134用作流入口,所述流入口在利用充电装置进行充电时,用以使自充电装置侧送出的冷却风流入电池组2100的内部空间中,下外壳1101的狭缝1104用作冷却风的排出口。
来自电池单元侧的输出的与电路基板2150的连接是经由向上方向以板状延伸的连接用的引出突片2461a、引出突片2466a、引出突片2471a、引出突片2476a来进行。另外,自经串联连接的电池单元的中间连接点起的引线的端部2494b、端部2496b~端部2499b以向上方向延伸的方式配置,并焊接于电路基板上。进而,自经串联连接的电池单元的中间连接点起的中间引出突片2462a、中间引出突片2463a为了连接于电路基板2150而以向上方向延伸的方式配置。在隔板2445的上侧形成有用以固定电路基板2150的螺丝基座2447a、螺丝基座2447b。
接着,使用图59的展开立体图来说明使用隔板2445的电池单元的堆叠状况及配线方法。隔板2445将10根电池单元2146a~电池单元2146e、电池单元2147a~电池单元2147e以每层五根的方式堆叠成上下两层。在图59中,示出了电池单元2146a~电池单元2146e、电池单元2147a~电池单元2147e自隔板2445中拉出的状态,但在组装时被插入至隔板2445的圆筒状的空间2446内,且露出至隔板的左右两侧的端子间通过连接板2462~连接板2465、连接板2472~连接板2475而彼此连接,引出板2461、引出板2466、引出板2471、引出板2476连接于电池单元。其后,将用于绝缘的绝缘片2482a、绝缘片2482b贴附于连接板2462~连接板2465、连接板2472~连接板2475或引出板2461、引出板2466、引出板2471、引出板2476上。
各电池单元的轴线以分别平行的方式堆积,且以使邻接的单元的朝向交替地相反的方式配置,使用金属制的连接板2462~连接板2465、连接板2472~连接板2475将邻接的电池单元的正极端子与负极端子连接。电池单元的两侧端子与连接板2462~连接板2465、连接板2472~连接板2475通过多部位的点焊接而被固定。此处,设置于上层的五根串联连接的电池单元形成上侧单元组件2146(通过图61在后叙述),设置于下侧的五根串联连接的电池单元形成下侧单元组件2147(通过图61在后叙述)。另外,此处所述的单元组件的上侧、下侧并非指电池单元处于下外壳1101内的上层或者处于下层这一物理上的位置,而是将在两个单元组件串联连接时位于接地侧的单元组件称为“下侧单元组件”,将在串联连接时位于高电压侧的单元组件称为“上侧单元组件”,即以电性上的电位为基准。在本实施例的电池组中,上侧单元组件2146配置于上层,下侧单元组件2147配置于下层,但并不限定于此配置,电池单元的配置方法也可不分成上层与下层而分成前侧与后侧。
关于电池单元2146a~电池单元2146e、电池单元2147a~电池单元2147e,使用被称为18650尺寸的直径为18mm、长度为65mm的可进行多次充放电的锂离子电池单元。在本实施例中,为了能够对来自电池组2100的输出电压进行切换,设为可对多个单元组件的串联连接电压(高电压侧输出)与并联连接电压(低电压侧输出)的形态进行选择。因此,依照本发明的思想,只要使各单元组件中经串联地连接的单元的根数相等即可,单元组件的数量为任意的。所使用的电池单元并不仅限定于18650尺寸,也可为所谓的14500尺寸、21700尺寸的电池单元、或其他尺寸的电池单元。另外,电池单元的形状并不仅限定于圆筒形,也可为长方体、层叠形状、其他形状。电池单元的种类并不仅限于锂离子电池,也可使用镍氢电池单元、锂离子聚合物电池单元、镍镉电池单元等任意种类的二次电池。在电池单元的长度方向上的两端设置有两个电极。两个电极中的一个为正极,另一个为负极,但设置电极的位置并不仅限于两端侧,只要可在电池组内容易地形成单元组件,则可为任意的电极配置。
上侧单元组件2146的正极使用形成有引出突片2461a的引出板2461而连接于电路基板2150,上侧单元组件2146的负极使用形成有引出突片2466a的引出板2466而连接于电路基板2150。同样地,下侧单元组件2147的正极使用形成有引出突片2471a的引出板2471而连接于电路基板2150,下侧单元组件2147的负极使用形成有引出突片2476a的引出板2476而连接于电路基板2150。在隔板2445的上表面形成有突片固持件2450~突片固持件2452、突片固持件2455~突片固持件2457,所述突片固持件用以保持具有将金属薄板弯折而成的形状的引出板2461、引出板2466、引出板2471、引出板2476的突片。突片固持件2450~突片固持件2452、突片固持件2455~突片固持件2457为用以保持弯折成L字状的引出突片2461a、引出突片2462a、引出突片2463a、引出突片2466a、引出突片2471a、引出突片2476a而形成的突片保持部,在隔板2445的成形时作为具有基底面、背面、两侧侧面的凹部而经一体形成,在此凹部分别嵌入有引出突片2461a、引出突片2462a、引出突片2463a、引出突片2466a、引出突片2471a、引出突片2476a。在隔板2445的上部形成有用以螺固电路基板2150的两个螺丝基座2447a、螺丝基座2447b。引出板2461、引出板2471与连接板2463、连接板2465、连接板2473、连接板2475的右侧由绝缘片2482a覆盖,引出板2466、引出板2476与连接板2462、连接板2464、连接板2472、连接板2474的左侧由绝缘片2482b覆盖。绝缘片2482a为不导电的材质,其内侧部分涂布有密封材。
接着,使用图60对两组电力端子的形状进行说明。图60为图58所示的电路基板2150的局部图,仅图示了固定于电路基板2150的正极端子对(上侧正极端子2162与下侧正极端子2172)与负极端子对(上侧负极端子2167与下侧负极端子2177)。输出用的正极端子为电性独立的端子,且以如下方式配置:作为并联正极端子群的上侧正极端子2162与下侧正极端子2172以电路基板2150的安装位置来观察而在前后方向上并列。此等为彼此接近地配置的多个端子(2162、2172),且作为用于电压的切换用途的切换端子群发挥功能。上侧正极端子2162与下侧正极端子2172分别具有向前侧延伸的腕部组(腕部2162a与腕部2162b、腕部2172a与腕部2172b)。此处,腕部2162a与腕部2162b、腕部2172a与腕部2172b处于在上下方向上分离的位置,且形成为其嵌合部的前后方向位置大致相同的形状。此等正极端子对(2162、2172)配置于单个的狭槽1122内。负极端子对与正极端子对的形状相同,也由以脚部来观察而在前后方向上邻接地配置的作为并联负极端子群的上侧负极端子2167与下侧负极端子2177构成,此等负极端子对(2167、2177)配置于单个的狭槽1127的内部。此等为彼此接近地配置的多个端子(2167、2177),且作为用于电压的切换用途的正极用的切换端子群与负极用的切换端子群发挥功能。从而,正极端子对(上侧正极端子2162与下侧正极端子2172)作为并联正极端子对发挥功能,并且也作为正极用的切换端子群发挥功能。负极端子对(上侧负极端子2167与下侧负极端子2177)作为并联负极端子对发挥功能,并且也作为负极用的切换端子群发挥功能。此外,通过正极端子对(上侧正极端子2162与下侧正极端子2172)与负极端子对(上侧负极端子2167与下侧负极端子2177)构成电压切换元件。在狭槽1127的内部,在上侧配置有上侧负极端子2167的腕部组,在上侧负极端子2167的腕部组的下侧配置有下侧负极端子2177的腕部组。另外,在图60中虽未图示,但在放电用的正极端子对(上侧正极端子2162与下侧正极端子2172)的右侧配置有充电用的正极端子对(上侧正极端子2161与下侧正极端子2171:参照图58)。充电用的正极端子对(2161、2171)的形状为与上侧正极端子2162和下侧正极端子2172相同的形状。
接着,使用图61,对将电池组2100装设于图36所示的电动工具本体1001、电动工具本体1030时的电动工具本体1001、电动工具本体1030侧的终端部2020的形状、以及与电池组2100的连接端子的连接状态进行说明。图61(1)为表示将电池组2100装设于36V用的电动工具本体1030的状态的图。在电路基板2150中,作为正极端子对(正极端子群)的上侧正极端子2162与下侧正极端子2172以安装部分(脚部)来观察而在电池组2100的装设方向上并列地配置。同样地,上侧负极端子2167与下侧负极端子2177以安装部分(脚部)来观察而在电池组2100的装设方向上并列地配置。如上文所述,在电池组2100的内部收容有10根电池单元,其中的五根构成上侧单元组件2146,其余的五根构成下侧单元组件2147。电动工具本体1030通过与上侧正极端子2162和上侧负极端子2167嵌合而使驱动部1035动作。此时,设置于电动工具本体1030的短路棒形成由虚线2059表示的电性连接电路,因此上侧单元组件2146与下侧单元组件2147成为串联连接状态。即,上侧单元组件2146的负极与下侧单元组件2147的正极连接,作为电池组2100的正极输出而连接有上侧单元组件2146的正极,作为负极输出而连接有下侧单元组件2147的负极。如此那样,输出上侧单元组件2146与下侧单元组件2147的串联输出、即额定36V。
图61(2)为表示将电池组2100装设于18V用的电动工具本体1001的状态的图。在18V用的电动工具本体1001中,设置有使上侧正极端子2162与下侧正极端子2172同时地嵌合的大小的正极输入端子(通过图63在后叙述)。同样地,设置有使上侧负极端子2167与下侧负极端子2177同时地嵌合的大小的负极输入端子(通过图63在后叙述)。即,成为如下的并联连接状态:在上侧单元组件2146与下侧单元组件2147的正极彼此连接的状态下成为正极输出,在上侧单元组件2146与下侧单元组件2147的负极彼此连接的状态下成为负极输出。此结果,若连接于电动工具本体1001,则自动地输出额定18V。通过如此那样变更与电池组2100的用以进行电压切换的切换端子群(2162、2167、2172、2177)的连接关系,可对自电池组2100获得的输出电压进行切换。
图62(1)为本实施例的电动工具本体1030的终端部2050的立体图,图62(2)为短路棒2059单体的立体图,图62(3)为表示终端部2050与电池组2100的电力端子的连接方法的图。在额定36V的电动工具本体1030的终端部中,作为电力用的输入端子而较小地形成有受电用的正极输入端子2052的端子部2052a与负极输入端子2057的端子部2057a且设置于上侧。在装设时,正极输入端子2052的端子部2052a仅嵌合于上侧正极端子2162,负极输入端子2057的端子部2057a仅嵌合于上侧负极端子2167。另一方面,在电动工具本体1030的终端部中,设置有使下侧正极端子2172与下侧负极端子2177短路的短路棒2059(2059a、2059b)。如图62(2)所示,短路棒2059为包含金属制的导电构件的短路器,且为弯曲成コ字形的构件。在短路棒2059的连接部2059a的一端侧形成有端子部2059b,其配置于端子部2052a的下侧。在短路棒2059的连接部2059a的另一端侧形成有端子部2059c,端子部2059c配置于端子部2057a的下侧。端子部2059b与下侧正极端子2172嵌合,端子部2059c与下侧负极端子2177嵌合。短路棒2059以与正极输入端子2052或负极输入端子2057等其他机器侧端子一同熔铸于合成树脂制的基台2051(参照图49)的方式受到固定。此时,短路棒2059不与其他金属端子(2052、2054~2058)接触。另外,短路棒2059仅用以使下侧正极端子2172与下侧负极端子2177短路,因此无需进行向电动工具本体的控制电路等的配线。
正极输入端子2052包括:端子部2052a,为与上侧负极端子2162嵌合的部分,且形成为平板状;配线部2052c,用以焊接进行与电动工具本体1030侧的电路基板侧的接线的引线;以及连结部(图中不可见),对端子部2052a与配线部2052c之间进行连接,并且熔铸于合成树脂制的基台2051。与正极输入端子2052同样地,负极输入端子2057的端子部2057a的高度也设为其他端子部(2054a~2056a、2058a)的一半左右或为小于一半左右的大小。其他端子部(2054a~2056a、2058a)为信号传递用的端子,且经由配线部2054c~配线部2056c、配线部2058c、通过引线(未图示)而连接于电动工具本体1030侧的控制电路基板。在终端部2050的合成树脂制的基台2051的前侧与后侧,设置有用以被壳体夹持的凹部2051b与凹部2051c。
在图62(3)中,当装设电池组2100时,若使电池组2100相对于电动工具本体1030而沿插入方向进行相对移动,则正极输入端子2052与端子部2059b经由同一狭槽1122(参照图38)插入至内部,并分别嵌合于上侧正极端子2162与下侧正极端子2172。此时,正极输入端子2052以撑开上侧正极端子2162的嵌合部间的方式被压入上侧正极端子2162的腕部2162a与腕部2162b之间,短路棒2059的端子部2059b以撑开下侧正极端子2172的腕部2172a与腕部2172b之间的方式被压入所述腕部之间。同样地,负极输入端子2057与端子部2059c经由同一狭槽1127(参照图38)插入至内部,并分别嵌合于上侧负极端子2167与下侧负极端子2177。此时,负极输入端子2057的端子部2057a以撑开嵌合部间的方式被压入上侧负极端子2167的腕部2167a与腕部2167b之间。进而,短路棒2059的端子部2059c以撑开下侧负极端子2177的腕部2177a与腕部2177b之间的方式被压入所述腕部之间。在如此那样将电池组2100装设于电动工具本体1030的状态下,正极端子(2162)与正极输入端子(2052)经由第1狭槽(狭槽1122)而连接,负极端子(2167)与负极输入端子(2057)经由第2狭槽(狭槽2127)而连接,此等电压切换元件与作为切换元件的短路棒2059经由第1狭槽及第2狭槽而卡合。另外,在电池组连接于电动机器本体的状态下,正极端子、正极输入端子、负极端子、负极输入端子、电压切换元件及切换元件在上下方向上配置于大致相同高度的位置。
端子部2052a、端子部2057a、端子部2059b、端子部2059c的板厚稍大于各腕部的嵌合部的初始间隙(未装设电池组2100时的间隙),因此有既定的嵌合压力作用于端子部2052a、端子部2057a、端子部2059b、端子部2059c与上侧正极端子2162、下侧正极端子2172、上侧负极端子2167、下侧负极端子2177的各个嵌合点。此种连接的结果为:电动工具本体1030的机器侧端子(端子部2052a、端子部2057a、端子部2059b、端子部2059c)与电池组的电力端子(上侧正极端子2162、下侧正极端子2172、上侧负极端子2167、下侧负极端子2177)以电性接触电阻变小的状态良好地进行接触。如此那样,电动工具本体1030具有插入至电池组2100(参照图58)的单个的狭槽(1122)而与第1端子及第2端子(2162、2172)中的仅第1端子(2162)连接的第3端子(2052a)、以及插入至单个的狭槽(1122)而仅与第2端子(2172)连接的第4端子(2059b),若电池组2100连接于电动工具本体1030,则在单个的狭槽1121内,第1端子及第3端子(2162与2052a)彼此连接而均成为第1电位,第2端子及第4端子(2172与2059b)彼此连接而均成为与第1电位不同的第2电位。在负极端子对(2167、2177)侧也同样地成为连接状态,因此通过实现图62(3)的连接形态,自电池组2100输出上侧单元组件2146与下侧单元组件2147的串联连接的输出、即额定36V。
另一方面,当将电池组2100装设于现有的18V用的电动工具本体1001时,成为如图63的连接关系。当电池组2100被安装于电动工具本体1001时,并联连接用的正极输入端子2022的端子部2022a以撑开上侧正极端子2162与下侧正极端子2172的开口端部两者的方式嵌合压入,正极输入端子2022的端子部2022a的上侧一部分区域与上侧正极端子2162接触,下侧一部分区域与下侧正极端子2172接触。如此那样,正极输入端子2022以跨越上侧正极端子2162与下侧正极端子2172的方式连接,使端子部2022a同时嵌合于上侧正极端子2162的腕部2162a、腕部2162b与下侧正极端子2172的腕部2172a、腕部2172b,由此两个正极端子(2162与2172)成为短路状态。同样地,并联连接用的负极输入端子2027以跨越上侧负极端子2167与下侧负极端子2177的方式连接,端子部2027a以撑开上侧负极端子2167与下侧负极端子2177的开口端部两者的方式嵌合压入,负极输入端子2027的端子部2027a的上侧一部分区域与上侧负极端子2167接触,下侧一部分区域与下侧负极端子2177接触。如此那样,通过使端子部2027a同时嵌合于上侧负极端子2167的腕部2167a、腕部2167b与下侧负极端子2177的腕部2177a、腕部2177b,两个负极端子(2167与2177)成为短路状态,对电动工具本体1001输出上侧单元组件2146与下侧单元组件2147的并联连接的输出、即额定18V。正极输入端子2022的端子部2022a与负极输入端子2027的端子部2027a包含具有一定厚度的金属板。因此,重要的是使由上侧正极端子2162、上侧负极端子2167的腕部所形成的嵌合压与由下侧正极端子2172、下侧负极端子2177的腕部所形成的嵌合压相同。
如上所述那样,本实施例的电池组2100通过上侧正极端子2162与上侧负极端子2167、下侧正极端子2172与下侧负极端子2177来实现对并联连接与串联连接进行切换的电压切换元件,因此通过装设于18V用的电动工具本体1001或36V用的电动工具本体1030的任一者中,可构成为自动地切换电池组2100的输出。通过此构成,可实现对应于多种电压的使用便利性良好的电池组2100。由于此电压切换并非在电池组2100侧进行,而是根据电动工具本体1001、电动工具本体1030侧的终端部的形状自动地进行,故完全不存在产生电压设定错误之虞。另外,在电池组2100侧无需设置如机械式的开关那样的专用的电压切换机构,因此可实现结构简单、发生故障的可能性低、寿命长的电池组。所述使下侧正极端子2172与下侧负极端子2177短路的短路棒2059可与18V用电池组的现存的终端部2020安装于同一空间内,因此能够以与现有具有互换性的大小来实现电压切换式的电池组。进而,当使用外部的充电装置进行充电时,可通过图63(2)那样的连接方法进行充电,故无需准备进行高电压/低电压两者的充电的充电装置。
在使用外部充电装置(未图示)对电池组2100进行充电的情况下,可通过与现有的18V用电池组相同的充电装置进行充电。此情况下的充电装置的终端部为与图63(1)相同的形状,但代替放电用的正极端子(2162、2172)而使充电用的正极端子(上侧正极端子2161、下侧正极端子2171)连接于充电装置(未图示)的正极端子。此时的连接状况也与图63(2)所示的连接关系大致相同。如此那样,以将上侧单元组件2146与下侧单元组件2147并联连接的状态使用18V用的充电装置进行充电,因此具有当对本实施例的电池组2100进行充电时可不必准备新的充电装置的优点。
图64为图59所示的组装了零件后的隔板2445的侧视图,图64(1)为右侧视图,图64(2)为左侧视图。此处,为了容易进行说明,连接端子群仅图示了放电用的正极端子(2162、2172)与负极端子(2167、2177)两组,省略了其他连接端子(2161、2164~2166、2168、2171)的图示。上侧单元组件2146包括配置于上层侧的电池单元2146a~电池单元2146e,通过自正极侧的引出板2461向上延伸的引出突片2461a与自负极侧的引出板2466向上延伸的引出突片2466a而连接于电路基板2150。在电路基板2150中开设有狭缝状的贯穿孔(未图示),使此贯穿孔自下侧贯穿至上侧,从而引出突片2461a、引出突片2466a的上部自电路基板2150的表面露出至上侧。通过对此部分进行焊接来进行电路基板2150与引出突片2461a、引出突片2466a的电性连接。同样地,下侧单元组件2147包括配置于下层侧的电池单元2147a~电池单元2147e,通过自设置于两端的引出板2471、引出板2476向上延伸的连接用的引出突片2471a、引出突片2476a而连接于电路基板2150。在电路基板2150中开设有狭缝状的贯穿孔(未图示),使所述贯穿孔自下侧贯穿至上侧,从而引出突片2471a、引出突片2476a的上部自电路基板2150的表面露出至上侧。通过对此部分进行焊接来进行电路基板2150与引出突片2471a、引出突片2476a的电性连接。
在图64(1)中示出的连接板2463中设置有向上延伸的中间引出突片2463a,在图64(2)中示出的连接板2462中设置有向上延伸的中间引出突片2462a。中间引出突片2462a、引出突片2463a为金属薄板的弯折体,其使板状构件自配置于上层侧的连接板2462、连接板2463向上侧延伸,沿电路基板2150向内侧弯折并再次向上侧弯折,由此形成中间引出突片2462a、引出突片2463a。在电路基板2150中开设有狭缝状的贯穿孔(未图示),使此贯穿孔自下侧贯穿至上侧,从而中间引出突片2462a、中间引出突片2463a的上部自电路基板2150的表面露出至上侧。中间引出突片2462a、中间引出突片2463a通过焊接而固定于电路基板2150。中间引出突片2462a、中间引出突片2463a的宽度(前后方向上的距离)形成为小于引出突片2461a或引出突片2466a的宽度(前后方向长度)。此为,引出突片2461a、引出突片2466a、引出突片2471a、引出突片2476a为电力输出用的端子,即为流通大电流的端子,相对于此,中间引出突片2462a、中间引出突片2463a为连接于中间电位的测定用途的端子,仅流通微小的电流。也可在设置于上层侧的其他连接板2464与连接板2465中形成中间引出突片。然而,因此处形成配线图案的关系,故设置连接端子2464a、连接端子2465a并通过未图示的引线来与电路基板2150连接。关于设置于下层侧的连接板2472~连接板2475,因难以通过引出突片进行与电路基板2150的连接,因此设置连接端子2472a~连接端子2475a并通过引线2496~引线2499来与电路基板2150连接。
图65为表示将电路基板2150固定于隔板2445的状态的立体图,且表示自左前上方观察的状态。在电路基板2150中,狭缝状的贯穿孔2152c、贯穿孔2152b的上部自电路基板2150的表面露出至上侧。通过对此部分进行焊接来进行电路基板2150与引出突片2471a、引出突片2476a的电性连接。如上所述那样,上侧单元组件2146的电池单元2146a~电池单元2146e被直接连接,下侧单元组件2147的电池单元2147a~电池单元2147e虽为串联连接,但连接有用以测定连接板2462~连接板2464及连接板2472~连接板2474的电位的引线2496~引线2499(但在图65中2497、2499不可见)。图58所示的引线的端部2494b、端部2496b、端部2497b、端部2498b、端部2499b焊接于电路基板2150。此等引线首先进行电路基板侧的焊接,并在将电路基板2150固定于隔板2445后,将引线的与端部2494b、端部2496b、端部2497b、端部2498b、端部2499b为相反侧的端部焊接于连接板2464、连接板2465、连接板2472~连接板2475。另一方面,接近电路基板2150的连接板2462、连接板2463并非使用引线连接于电路基板2150,而是使用以L字状弯折而使垂直板部分向上延伸的中间引出突片2462a、中间引出突片2463a来直接连接。
上侧单元组件2146的输出(+输出、-输出)用的引出突片2461a、引出突片2466a形成为在前视或后视时呈大致L形的形状,其长度方向以与大致长方形的电路基板2150的长边平行的方式配置。引出突片2461a、引出突片2466a为金属薄板的弯折体,所述金属薄板使引出板2461、引出板2466的固定于电池单元的端子的面向上侧延伸并向内侧弯折,在隔板的上表面中向水平方向内侧稍微延伸并在适当的部位向上方向弯折成L字状,由此将弯折而成的铅垂壁部分作为引出突片2461a、引出突片2466a。然而,对于配置于下层的电池单元而言,因在上层存在电池单元用的电极,故无法采用相同的引出方法。采用相同的引出方法也未尝不可,但要将引出板重叠于上侧单元部分的电极中所配置的连接突片之上,需要确保充分的绝缘性。因此,在本实施例中,使自下侧单元的端子面2471b(也参照图64(1))的引出板2471向前侧延伸后向左侧以直角弯折而形成侧面部2471c,并使侧面部2471c向上侧延伸。即,使引出板2471沿着隔板2445的俯视时为短边侧的侧面向上方向延伸,并自隔板2445的前侧侧面向后侧弯折而形成水平面部2471d,使水平面部2471d向上侧以直角且以突片状延伸,从而形成引出突片2471a。引出突片2471a在电路基板2150中所形成的狭缝状的贯穿孔2152c中自背面贯穿至表面并被焊接。引出突片2471a、引出突片2476a的长度方向以与大致长方形的电路基板2150的短边平行的方式配置。通过以所述方式形成,可不对上层侧的电池单元的引出板产生干涉地配置自下层侧的电池单元起的引出板2471。
自下层的负端子起的引出板2476也通过相同的方法被引出,且引出至引出突片2476a为止。如此那样,在隔板中不仅利用左右两侧侧面而且也利用前侧侧面及后侧侧面来进行向上方向的引出,由此可将来自配置于下层的电池单元的输出效率良好地引出至上层的电池单元的上侧部分即隔板的上表面部。在本实施例中,在引出板2471中进而形成有散热部2471h,所述散热部2471h形成为以自虚线所示的部分向左侧延伸的方式扩大了表面积的面。此为,引出板2471由金属薄板形成,因此利用其来对温度上升的电池单元进行冷却。散热部2471h所设置的位置恰好为与下外壳1101的狭缝1104(参照图58)相向的位置,因此就散热面而言有利。另外,在电池单元的温度上升不会引起问题的情况下,无需设置引出板2471的虚线左侧部分(散热部2471h)。在引出板2471中进而形成有使连接路径的宽度大幅收缩的部分、即熔丝部2471e。熔丝部2471e自引出板2471的右侧形成缺口部2471f且自左侧形成缺口部2471g以充分缩小剩余部分的宽度(左右方向宽度),通过此部分而使引出板2471具有作为电力熔丝的功能。在熔丝部2471e中流通了规定时间以上的规定电流以上的情况下,熔丝部2471e最先熔断,由此将自电池组2100起的输出路径的一者(自下层的单元组件的输出)切断。对自上侧单元组件2146的正端子的引出板2461(参照图64(1))的引出突片2461a的附近,也以相同的方式设置相同的熔丝功能。用以连接邻接的电池单元的电极间的长圆状的连接板2462、连接板2464、连接板2473、连接板2474由不锈钢等金属薄板形成,通过相对于电池单元进行点焊接而固定。
上侧单元组件2146中设置有引出突片2461a作为正输出用,且设置有引出突片2466a作为负输出用。另外,下侧单元组件2147中设置有引出突片2471a作为正输出用,且设置有引出突片2476a作为负输出用。在本实施例中,也对引出突片2461a、引出突片2466a、引出突片2471a、引出突片2476a的设置位置进行了设计。将电路基板2150的左右中心线或正极端子对(2162、2172)与负极端子对(2167、2177)的中心线设为以虚线所示的左右中心线A1。另外,将连结上侧正极端子2162和下侧正极端子2172的脚部间的中心位置与上侧负极端子2167和下侧负极端子2177的脚部间的中心位置两个中心位置的线设为由虚线所示的虚拟线A2。当划出所述左右中心线A1与前后方向的脚部中心线A2时,在具有上侧正极端子2162的脚部的区域内存在上侧单元组件2146的正极的引出突片2461a,且在具有下侧正极端子2172的脚部的区域内存在下侧单元组件2147的正极的引出突片2471a。通过如此那样配置引出突片2461a、引出突片2471a,可通过配置于电路基板2150上的配线图案效率良好地将引出突片2461a与上侧正极端子2162、引出突片2471a与下侧正极端子2172连接。同样地,在具有上侧负极端子2167的脚部的区域内存在下侧单元组件2147的负极的引出突片2476a,且在具有下侧负极端子2177的脚部的区域内存在上侧单元组件2146的负极的引出突片2466a。通过如此那样配置引出突片2476a、引出突片2466a,可通过配置于电路基板2150上的配线图案效率良好地与上侧负极端子2167、下侧负极端子2177连接。
图66为表示将电路基板2150固定于隔板2445的状态的立体图,且表示自右后上方观察的状态。此处,也可确认到朝向图65中不可见的引线2497、引线2499(参照图65)的端部2497b、端部2499b的焊接部位。在电路基板2150的前后方向上观察,在中央附近的左右缘部形成有用以进行电路基板2150相对于隔板2445的定位的凹部2150c、凹部2150d,此等凹部与形成于隔板2445中的凸部2445c、凸部2445d卡合。另外,在隔板2445的前侧,形成有对电路基板2150的前端进行保持的抵靠部2445e,其抵接于电路基板2150的前缘部。另外,在引出板2461中形成有与电池单元的电极平行地延伸的端子面2461b、以及自端子面2461b向隔板2445的上侧沿直角方向弯折而成的水平面部2461c,且使水平面部2461c向上侧以直角且以突片状延伸而形成有引出突片2461a。熔丝部2461d是通过形成自前侧将水平面的一部分大幅切除而成的缺口部2461e来缩小熔丝部2461d的宽度(前后方向上的距离)。不仅引出板2461,其他引出板2466、引出板2471、引出板2476、或连接板2462~连接板2465、连接板2472~连接板2475也通过对不锈钢等薄板进行压制加工而形成。因此,无需对上侧单元组件2146与下侧单元组件2147附加分体式的熔丝元件。
图67为用以说明电池组2100朝向引出板2461、引出板2466、引出板2471、引出板2476以及正极端子(2162、2172)及负极端子(2167、2177)的连接方法的图。图67(1)为自前侧观察而得的图,图67(2)为自后侧观察而得的图。连接端子群中,省略了放电用的正极端子(2162、2172)与负极端子(2167、2177)以外的连接端子的图示。成为上侧单元组件2146的+输出的引出突片2461a在上侧正极端子2162的后侧的区域②中连接于电路基板2150。因此,如虚线所示那样,引出突片2461a与上侧正极端子2162可呈直线地以短距离连接。成为上侧单元组件2146的-输出的引出突片2466a在下侧负极端子2177的前侧的区域③中连接于电路基板2150。因此,如虚线所示那样,引出突片2466a与下侧负极端子2177可呈直线地以短距离连接。成为下侧单元组件2147的+输出的引出突片2471a在下侧正极端子2172的前侧的区域①中连接于电路基板2150。因此,如虚线所示那样,引出突片2471a与下侧正极端子2172可呈直线地以短距离连接。成为下侧单元组件2147的-输出的引出突片2476a在上侧负极端子2167的后侧的区域④中连接于电路基板2150。因此,如虚线所示那样,引出突片2476a与上侧负极端子2167可呈直线地以短距离连接。如上所述那样,可如电路基板2150上所示的虚线那样呈直线地连接于电力用的连接端子(2162、2167、2172、2177),因此可不使此等配线图案交叉地、效率良好地配置粗大的配线图案。
图68为表示连接端子群(2161~2162、2164~2168)与配置于其周围的基板盖2180的形状的图,图68(1)为自左前上方观察而得的立体图,图68(2)为自右后上方观察而得的立体图。此处,省略了电路基板2150的图示,但在多个连接端子群(2161~2162、2164~2168、2171、2172、2177)的脚部通过焊接而固定于电路基板2150之后,将基板盖2180安装于连接端子的周围。基板盖2180通过非导体、例如合成树脂的一体成形而制造,覆盖连接端子的周围尤其是脚部的周围而以在邻接的连接端子间不会引起电性短路的方式加以保护。设置基板盖2180的目的在于利用绝缘体对连接端子间进行分隔。因此,配置有多个沿铅垂方向延伸的分隔壁2182~分隔壁2189,此等在前侧通过连结构件2181而连结。连结构件2181的平坦的上表面2181a与上外壳1110的下阶面1111(参照图38)形成为同一个面,从而使本体侧终端部容易进行自下阶面1111至连结构件2181的相对移动。连结构件2181的水平壁以自电路基板2150悬架的状态受到保持,且以在连结构件2181的水平壁下表面与电路基板2150间产生间隙的方式形成有多个脚部2181b~脚部2181f。另外,在连结构件2181的左右两端,形成有以夹着电路基板2150的左右两边的方式嵌合的对位用的嵌合肋部2191a(参照图68(2))、嵌合肋部2191b。另外,在连结构件2181的左右中央附近,铅垂壁部2185a以延伸至前侧的方式对上表面2181a的中央进行分隔。此铅垂壁部2185a的前端用于装设未图示的外部充电装置时的对位用途。
基板盖2180也作为将未使用的区域(图38的狭槽1123)的开口封堵的覆盖部发挥功能。如68(1)、图68(2)所示,在对应于狭槽1123的部分中形成有铅垂壁部2184a、铅垂壁部2184d、以及在后侧将这些连结的封堵板2184c。如此那样,基板盖2180将未使用的区域(图38的狭槽1123)部分封堵,从而使得污物或粉尘难以自空置狭槽进入电池组2100的外壳内部。
如根据图68(2)可理解那样,多个分隔壁2182~分隔壁2189的后方位置位于较各个连接端子(2161~2168)的后方位置更靠后侧。此处,省略了电路基板2150的图示,但各个分隔壁2182~分隔壁2189的下边部分延伸至抵接于电路基板2150的表面的位置。在分隔壁2188的左侧(参照图68(1))与分隔壁2182的右侧部分,形成有台阶部2192a、台阶部2192b。台阶部2192a、台阶部2192b成为与通过图78而说明的终端部的突出部2516a、突出部2516b接触的抵接部。用以传送电力的电力端子(2161、2162、2167)通过较仅传递信号的信号端子(2164~2166、2168)厚的金属板而形成。本实施例的电力端子具有电性独立的上侧端子(2161、2162、2167)与下侧端子(2171、2172、2177:均参照图65),且分别具有在左右方向上邻接的腕部组。基板盖2180以不使电力端子与在左右方向上邻接的端子(电力端子或信号端子)短路的方式加以保护,并且防止在上下方向上邻接的上侧端子(2161、2162、2167)的腕部组与下侧端子(2171、2172、2177:均参照图65)的腕部组发生短路。因此,基板盖2180中,邻接于电力端子的分隔壁(2182、2183、2184、2187、2188)形成为在上方向上高的壁,并且进而形成有如图68(1)所示那样也沿水平方向延伸的水平壁部2182b、水平壁部2183b、水平壁部2183c、水平壁部2184b、水平壁部2187b、水平壁部2188b。
图68(3)为连接端子群(2161~2162、2164~2168)与基板盖2180的正视图。分隔壁部中,配置于信号端子间的分隔壁2185、分隔壁2186形成为自上表面2181a起的高度为H2的低壁部,其上端位置成为较信号端子(2164~2166)、或LD端子2168的下侧的腕部低的位置。相对于此,邻接于电力端子的分隔壁2182~分隔壁2184、分隔壁2187~分隔壁2189成为自上表面2181a起的高度为H3的高壁部,其上端位置位于较下侧正极端子2171、下侧正极端子2172或下侧负极端子2177的上端位置更靠上侧的位置,且位于较上侧正极端子2161、上侧正极端子2162或上侧负极端子2167的腕部更靠下侧的位置。
连接端子群中,电力端子如图60~图63所说明那样,上侧正极端子2161、上侧正极端子2162与下侧正极端子2171、下侧正极端子2172的脚部在前后方向上并列,且各自的腕部组以在上下方向上隔开的方式配置。同样地,上侧负极端子2167与下侧负极端子2177的脚部在前后方向上并列,且各自的腕部组以在上下方向上隔开的方式配置。当将电池组2100装设于额定18V的电动机器本体时,上侧正极端子2161、上侧正极端子2162、上侧负极端子2167的腕部的电位与下侧正极端子2171、下侧正极端子2172、下侧负极端子2177的电位变得相同,因此上侧端子零件与下侧端子零件进行接触也无问题。然而,当将电池组2100装设于额定36V的电动机器本体时,上侧正极端子2161、上侧正极端子2162与下侧正极端子2171、下侧正极端子2172的电位不同,上侧负极端子2167与下侧负极端子2177的电位也不同,因此重要的是防止由上下的腕部间的接触造成的短路。另外,也重要的是形成为难以引起由异物的插入所造成的短路的形状。因此,本实施例的基板盖2180的以向上方向延伸的方式形成的多个分隔壁2182~分隔壁2189中,关于邻接于电力端子(正极端子、负极端子)的分隔壁2182~分隔壁2184、分隔壁2187、分隔壁2188,以成为高度H3的方式将上端位置大幅形成至上方,且在后侧也大幅延伸。进而,也形成有自分隔壁2182~分隔壁2184、分隔壁2187、分隔壁2188的铅垂壁部2182a、铅垂壁部2183a、铅垂壁部2184a、铅垂壁部2187a、铅垂壁部2188a的上端位置起也沿左右水平方向延伸的水平壁部2182b、水平壁部2183b、水平壁部2183c、水平壁部2184b、水平壁部2187b、水平壁部2188b。
分隔壁2182具有铅垂壁部2182a与水平壁部2182b,其剖面形状成为L字形。水平壁部2182b形成为以自铅垂壁部2182a的上端附近起到达邻接的电力端子(上侧正极端子2161、下侧正极端子2171)的腕部之间的空间内的方式沿水平方向延伸的形状。另外,分隔壁2183具有T字形的剖面形状,包括铅垂壁部2183a、以及自铅垂壁部2183a的上端部起沿两个方向延伸的水平壁部2183b、水平壁部2183c。水平壁部2183b向接近邻接的水平壁部2182b之侧延伸,且前端到达上侧正极端子2161与下侧正极端子2171的腕部之间的空间内。同样地,水平壁部2183c向接近邻接的水平壁部2184b之侧延伸,且前端到达上侧正极端子2162与下侧正极端子2172的腕部之间的空间内。如图68(3)所示,若自前方观察正极端子群,则上侧正极端子2161的右侧侧面位置与下侧正极端子2171的右侧侧面位置处于同一位置。水平壁部2182b的左端位置2182c以成为较上侧正极端子2161与下侧正极端子2171的右侧侧面位置更靠左侧的方式、即以进入上侧正极端子2161的腕部2161a的下侧部分为止的程度的长度延伸。此时,水平壁部2182b位于下侧正极端子2171的腕部2171a的上侧。
如根据图68(2)可知,铅垂壁部2182a与水平壁部2182b的前后方向上的长度形成为较下侧正极端子2171的前后方向上的长度长,其前端位置与下侧正极端子2171的腕部的前端大致处于同一位置,后端位置位于较下侧正极端子2171的后端位置更靠后侧。如此那样,铅垂壁部2182a在覆盖下侧正极端子2171的右侧侧面全体与左侧侧面全体的同时,也覆盖上侧部分的除左右中央附近的供机器侧端子插入的空间以外的部分。此处,仅提及了下侧正极端子2171部分的铅垂壁部2182a与水平壁部2182b的形状,但关于下侧正极端子2172,也设置有覆盖右侧侧面全体与左侧侧面全体、以及除中央部分以外的上侧部分的分隔壁2183、分隔壁2184,因此即便对下侧正极端子2171、下侧正极端子2172施加外力而施加使此等弯曲的力,也可通过基板盖2180有效地加以保持,可大幅降低送电用的下侧的端子零件与上侧的端子零件未预期地发生短路的可能性。
关于负极端子侧(2167、2177),也为与正极端子侧(2161、2162、2171、2172)相同的考虑,在负极端子的左右两侧设置大的分隔壁2187、分隔壁2188。分隔壁2187为与分隔壁2182相同的形状,包括铅垂壁部2187a与水平壁部2187b,其剖面形状呈L字状。水平壁部2187b以自铅垂壁部2187a的上端部分向负极端子侧延伸的方式形成。分隔壁2188与分隔壁2187左右对称地形成,且包括铅垂壁部2188a与水平壁部2188b。水平壁部2187b与水平壁部2188b形成为前端部分进入至上侧负极端子2167的腕部组与下侧负极端子2177的腕部组之间的空间中的程度的大小,如此那样以覆盖作为电力端子的负极端子(2167、2177)的周围的方式形成有分隔壁2187、分隔壁2188,因此即便对上侧负极端子2167或下侧负极端子2177施加强外部压力而在前后方向上移动(弯曲),也可通过水平壁部2187b与水平壁部2188b等壁部的存在而大幅降低短路现象发生的可能性。
信号端子群(2164~2166)之间的分隔壁2185、分隔壁2186在上方向上仅具有较低的高度H2。此为,在信号端子群(2164~2166)中仅流通小电力的信号,因此短路时的危险度较电力端子侧小,故绝缘的必要性低。另外,原因在于:信号端子群(2164~2166)各为一个零件,且上侧的腕部与下侧的腕部为相同电位,因此对上下腕部间的短路的担心的必要性低。分隔壁2184包括铅垂壁部2184a、铅垂壁部2184d,通过封堵板2184c与后连接板2184e对此等之间进行连接。封堵板2184c为沿铅垂方向及左右方向延伸的平板,且起到封闭上侧正极端子2162与T端子2164之间的空置空间(图38的空置狭槽1123的内部空间)的作用。在铅垂壁部2184a的上端附近,形成有向正极端子侧延伸的水平壁部2184b。
连结构件2181对位于连接端子间的铅垂壁部2182a、铅垂壁部2183a、铅垂壁部2184a、铅垂壁部2184d、铅垂壁部2185a、铅垂壁部2186、铅垂壁部2187a、铅垂壁部2188a的前边部分进行连接。连结构件2181的形成上表面2181a的水平壁成为自电路基板2150悬架的状态。铅垂壁部2182a、铅垂壁部2183a、铅垂壁部2184d、铅垂壁部2185a、铅垂壁部2186、铅垂壁部2187a、铅垂壁部2188a、铅垂壁部2189的下侧缘部被定位成与未图示的电路基板2150接触。此连结构件2181的下侧部分中也在填满如通过图48所说明那样的、覆盖电路基板2150的上表面的液体状硬化性树脂后经加固。通过硬化性树脂的固化,多个铅垂壁部2182a、铅垂壁部2183a、铅垂壁部2184a、铅垂壁部2184d、铅垂壁部2185a、铅垂壁部2186、铅垂壁部2187a、铅垂壁部2188a、铅垂壁部2189的下端附近与电路基板2150被牢固地固定。在连结构件2181的前壁面形成有多个脚部2181b~脚部2181f,此等脚部2181b~脚部2181f之间成为切口部。如此那样,并非将脚部2181b~脚部2181f形成为在左右方向上连续的壁部而形成切口部的原因在于:为了使液体状树脂均等地遍及电路基板2150的后方部分与前方部分。液体状树脂的粘度相对较低,因此,树脂经由脚部2181b~脚部2181f之间而在前后方向上流动(详情将后述)。
图69为基板盖2180单体的图,图69(1)为自左前上方观察而得的立体图。在图69(1)中,水平壁部2182b、水平壁部2183b、水平壁部2183c、水平壁部2184b、水平壁部2187b、水平壁部2188b的前后方向上的长度L1形成为与图49所示的上侧端子零件2260的腕部2265、腕部2266及下侧端子零件2280的腕部2285、腕部2286的长度对应的程度。此处,形成为如下程度的长度:水平壁部2183b、水平壁部2183c、水平壁部2184b、水平壁部2187b、水平壁部2188b的前端位于较图49所示的上侧端子零件2260的腕部2265、腕部2266及下侧端子零件2280的腕部2285、腕部2286的前端位置更靠前的位置,后端位于较图49所示的上侧端子零件2260的右侧侧面2263与左侧侧面2264更靠后侧的位置。在分隔壁2184中形成有沿铅垂方向延伸的封堵板2184c,且也在其后侧形成有后连接板2184e。在后连接板2184e与封堵板2184c之间形成有空间2184f。
图69(2)为自右前下方观察基板盖2180单体而得的立体图。如根据此图可知,分隔壁2182~分隔壁2189的底边位置形成为与脚部2181b~脚部2181f的底边位置相同,此等以底边部分与电路基板2150的表面接触的方式来载置基板盖2180。在脚部2181b及脚部2181f中形成有进而向下方向突出的两个嵌合肋部2191a、嵌合肋部2191b,电路基板2150位于相向的嵌合肋部2191a、嵌合肋部2191b之间的空间内,由此进行基板盖2180的左右方向上的定位。在铅垂壁部2184a、铅垂壁部2184d之间设置有底板2184g来封闭未使用的狭槽1123(参照图38)的下表面。
图69(3)为基板盖2180单体的正视图。在将连接端子群固定于电路基板2150后,即如图65所示那样将连接端子群(2161~2162、2164~2168、2171~2172、2177)固定于电路基板2150后,基板盖2180通过使电路基板2150自前侧向连接端子群的方向滑动来进行装设。因此,基板盖2180可不与连接端子群的腕部或右侧侧面、左侧侧面接触地进行装设,而且在装设后也成为在通常情况下不与连接端子群的腕部或右侧侧面、左侧侧面接触的位置关系。嵌合肋部2191a、嵌合肋部2191b的高度H7形成为与未图示的电路基板2150的板厚相同或为其以上。
图70为表示连接端子群与配置于其周围的基板盖2180的图,图70(1)为俯视图,图70(2)为后视图。充电用的正极端子对(2161、2171)以较邻接配置的正极端子对(2162、2172)稍向前侧偏移的方式配置。此是由空间性的制约所致,是为了避开紧随于正极端子对(2161、2171)之后的闩锁机构(未图示)的移动范围。因此,若不存在空间性的制约,则正极端子对(2161、2171)以正极端子对(2162、2172)及负极端子对(2167、2177)与前端位置并列的方式配置即可。另外,LD端子2168与其他信号端子(T端子2164、V端子2165、LS端子2166)在尺寸上不同而形成为稍小型的。此也是由空间性的制约所致,因未图示的闩锁机构会到达紧随于LD端子2168之后处,故其目的在于避开所述闩锁机构。因较小地构成LD端子2168的关系,分隔壁2189的前后方向上的长度也形成地较小。
图71(1)为连接端子群与配置于其周围的基板盖2180的右侧视图。此处,在基板盖2180部分中,除左右中央附近的铅垂壁部2185a以外附注影线进行图示,以与连接端子部区分开。如根据此图可知,下侧正极端子2171的右侧的大致全体由基板盖2180的分隔壁2182覆盖。另外,上侧正极端子2161中,除后端部分以外,腕部组(2161a、2161b)的下侧部分也经覆盖。另外,图中省略了电路基板2150的图示,因此可见上侧正极端子2161的脚部与下侧正极端子2171的脚部,但实际上此等脚部配置于电路基板的贯穿孔的内部。图71(2)为左侧视图。此处,也在LD端子2168的左侧设置有分隔壁2189,因此绝大部分经覆盖。另外,根据图可理解,分隔壁2188的上端位置到达上侧负极端子2167的腕部2167b与下侧负极端子2177的腕部2177b之间的上方位置为止。
图72为用以说明机器侧端子插入至基板盖2180中的状况的图,且示出上侧正极端子2162与下侧正极端子2172的附近。在位于上侧正极端子2162的左右两侧的分隔壁2183与分隔壁2184中,以进入上侧正极端子2162的腕部2162a、腕部2162b与下侧正极端子2172的腕部2172a、腕部2172b之间的方式形成有水平壁部2183c、水平壁部2184b。水平壁部2183c、水平壁部2184b的左右方向上的间隔为L2。如虚线所示,正极输入端子2052的端子部2052a在水平壁部2183c、水平壁部2184b之间插入至腕部组2162a、腕部组2162b间。此处,端子部2052a的厚度为TH1,因此为TH1<L2的关系,L2为TH1的2倍左右的间隔。此结果,即便粗暴地插入端子部2052a、或者插入了某些异物,也可有效地抑制腕部2162a、腕部2162b的最小间隔部分及腕部2172a、腕部2172b的最小间隔部分在左右方向上分离L2以上的现象。另外,以水平壁部2183c、水平壁部2184b的前端位置相对于与腕部2162a、腕部2162b的前端位置向前了仅距离F1的方式构成,因此当插入电动机器本体侧的正极输入端子的端子部2052a时,可通过水平壁部2183c、水平壁部2184b而切实地被引导至腕部2162a、腕部2162b之间。通过如此那样构成水平壁部2183c、水平壁部2184b的间隔或前端位置,可防止腕部2162a、腕部2162b与腕部2172a、腕部2172b的损伤,并且可长期良好地保持上侧正极端子2162与下侧正极端子2172的嵌合状况。
实施例9
图73(1)、图73(2)为表示本发明的第9实施例的终端部2200的立体图。终端部2200用于额定36V的电动机器本体中,端子的配置或基本的形状与图62所示的形状相同,对相同的零件附上相同的符号编号。在36V用的电动工具本体1030中,可代替终端部2050而装设终端部2200。此时,电池组2100的连接端子形状可相同。在图73中,对金属端子露出的部分附上影线进行图示,以易于区分树脂部分与金属部分。此处不同的是,对金属制的端子部2052a、端子部2054a~端子部2058a以及短路棒的端子部2059b、端子部2059c进行保持的合成树脂制的基台2201的形状。基本的形状相同,具有上表面2201a,且在上表面2201a附近的前侧与后侧形成有与上表面2201a平行的凹部2201c、凹部2201d,但在端子部2052a、端子部2054a~端子部2058a的后端根部附近形成有树脂的覆盖部2022a、覆盖部2204a~覆盖部2208a。覆盖部为通过合成树脂以金属表面不露出至外部的方式进行覆盖的部分,在与电池组2100的连接端子不发生干涉的后端根部附近,通过与基台2201一体地成形而形成。在短路棒2059的端子部2059b、端子部2059c的后端根部附近,也同样地形成有覆盖部2202b、覆盖部2207b。
在第9实施例中,进而在相当于未设置端子的空置狭槽1123(参照图38)的位置形成合成树脂制的分隔件2210。分隔件2210为用于使正极输入端子2052与短路棒2059的端子部2059b难以和其他端子部发生短路的、由绝缘材料形成的分隔板。金属的端子部2052a、端子部2054a~端子部2058a、端子部2059b、端子部2059c的材质为弹簧用磷青铜等高弹性材,强度高、耐弯曲、耐磨损性高。端子部2052a、端子部2054a~端子部2058a、端子部2059b、端子部2059c通过熔铸于合成树脂制的基台2201而被牢固地固定,尤其是上边部分也熔铸于基台2201内。但是,关于端子部2059b、端子部2059c,仅自终端部2200的后垂直面向前延伸,上边部分或下边部分为开放的状态。分隔件2210为通过与基台2201一体地成形而形成的壁状的部分,分隔件2210的上下方向上的大小形成为在下方向与前方向上较邻接的端子部(2054a)大。
图74(1)、图74(3)为终端部2200的自另一角度的立体图,图74(2)为正视图。如根据图74(1)及图74(3)的图可知,此处,在树脂制的覆盖部2204a、覆盖部2205a、覆盖部2206a、覆盖部2208a的下侧根部附近形成有沿水平方向延伸的水平保持部2204b、水平保持部2205b、水平保持部2206b、水平保持部2208b。如根据图74(2)的正视图可知,水平保持部2204b、水平保持部2205b、水平保持部2206b、水平保持部2208b的下表面以在高度方向上观察时成为同一个面的方式齐整地形成,当装设电池组2100时,此等的下表面处于与基板盖2180(参照图68)的上表面2181a接近或抵接的位置。通过如此那样使水平保持部2204b、水平保持部2205b、水平保持部2206b、水平保持部2208b的下表面接近或抵接于基板盖2180,可提高邻接的金属端子间的电性绝缘性,并且可限制终端部2200相对于电池组2100在上下方向上进行相对移动的范围。另外,在水平保持部2204b、水平保持部2205b、水平保持部2206b、水平保持部2208b的左右方向之间分别隔开有规定的间隙2202c~间隙2207c。电池组2100侧的连接端子为自左右方向夹着终端部2200的端子部的形状,因此由于电池组2100的装设操作,附着于金属端子部分的污物或尘埃被推出至后侧,从而容易在金属端子的后根部附近附着污物或尘埃。因此,形成间隙2202c~间隙2207c以使此等所附着的污物或尘埃容易向下方向掉落。如根据图73(2)的正视图可确认到,水平保持部2204b、水平保持部2205b、水平保持部2206b、水平保持部2208b的左右方向宽度形成为自前向后而变宽的所谓锥状。另一方面,在短路棒的端子部2059b、端子部2059c的下表面未形成水平保持部。此是为了使端子部2059b、端子部2059c容易向下方向变形,从而当施加由电池组2100的掉落等形成的强冲击时,难以与端子部2052a、端子部2057a接触。
分隔件2210以左右侧视观察而为大致长方形,其上边2210a以与基台2201相接的方式经一体成形,作为根基部分的后边2210d与基台2201相接。下边2210c与水平保持部2203b一体地形成。如此那样,可在基台2201的成形时同时形成分隔件2210。分隔件2210的厚度TH(左右方向上的宽度TH)较作为金属部分的端子部2052a、端子部2054a~端子部2058a的板厚T6形成地厚。分隔件2210的高度H6与终端部2200的垂直壁2200a的高度相同,前后方向长度L6(参照图73(1))与终端部2200的水平壁2200b的长度大致相同。另外,分隔件2210与端子部2052a~端子部2058a、端子部2059b、端子部2059c相比,在前方向上也较长,在下方向上也较大。另外,在电池组2100的朝向电动工具本体1030(参照图36)装设时,分隔件2210仅插入至空置狭槽1123(参照图38)的内部,并不与电池组2100的任一连接端子抵接。另外,关于基板盖2180(参照图68)的分隔壁2184,可将封堵板2184c的位置挪向后方,以便在插入分隔件2210时不会产生干涉。在上下方向上配置有两个的小型的正极端子部(2052a、2059b)有时会因电池组2100的掉落等大的冲击而大幅变形,但因材质的关系,正极端子部(2052a、2059b)的弹性变形区域相当大,从而会变形但难以发生弯折。在本实施例中,当正极端子部(2052a、2059b)向内侧(端子部2054a侧)变形时,可以抵接于分隔件2210的方式来限制其变形范围。
实施例10
图75为本发明的第10实施例。此处所示的终端部2050A是对图62所示的终端部2050的形状进行局部变形而成,对使用相同构成零件的部位附上相同的符号编号。此处,将作为电力端子的正极输入端子2052A的端子部2052f设为与图74的端子部2052a相比仅为前侧一半的长度,将短路棒的端子部2079b设为与图74的端子部2059b相比仅为后侧一半的长度。如此那样缩短了端子部2052f与端子部2079b的长度,因此在上下方向上观察及在前后方向上观察时端子部2052f与短路棒的端子部2079b不会重合。如箭头2050d所示,在端子部2052f的后侧未设置金属端子。在负极输入端子2057A侧也同样如此,端子部2058f与短路棒的端子部2079c以在前后方向上错开的方式配置,从而在上下方向上观察及在前后方向上观察时端子部2058f与端子部2079c不会重合。如箭头2050e所示,在端子部2058f的后侧未设置金属端子。
图75(2)、图75(3)为与终端部2050A对应的上侧端子零件1220B与下侧端子零件1230的立体图。此处,上侧端子零件1220B与下侧端子零件1230的脚部在前后方向上隔开配置,且腕部组(1225、1226)与腕部组(1235、1236)在上下方向上隔开配置,就所述方面而言,与图40所示的上侧端子零件1200与下侧端子零件1220相同。然而,以上侧的腕部组(1225、1226)的前后方向上的长度变短、下侧的腕部组(1235、1236)的前后方向上的长度变长的方式构成。图75(3)示出了使现有的终端部2020(参照图63)嵌合于图75(2)所示的上侧端子零件1220B与下侧端子零件1230的状态。此处,若插入正极输入端子1022的端子部1022a,则上侧端子零件1220B的嵌合区域与下侧端子零件1230的嵌合区域的前后方向上的位置成为分开仅距离L7的位置,但只要使腕部组(1225、1226)的嵌合压与腕部组(1235、1236)相等,便可实现与图40所示的上侧端子零件1200与下侧端子零件1220相同的功能。
实施例11
接着,使用图76及图77对本发明的第11实施例进行说明。图76为第11实施例的电池组与电动机器本体的概略电路图。电池组2100与图58~图72所说明的第8实施例的电池组为相同的构成。此处,仅示出电池组2100的电路图。相对于第8实施例,电动机器本体的特征在于:在短路棒2059之中设置了开关电路、即短路棒连接开关2059d。除此以外的构成无变更。马达等驱动部通过包括微计算机的控制部来控制。此驱动部连接于正极输入端子2052与负极输入端子2057,在此等的电路中设置有扳机式开关等动作开关2034。短路棒连接开关2059d为用以确立或解除短路棒2059的一个端子部2059b与另一个端子部2059c的电性连接的追加切换开关。通过如此那样在短路棒2059中设置切换开关,可实现各种使用方法。
第一种使用方法为:短路棒连接开关2059d以与扳机式开关2034连动地接通或断开的方式构成。例如,在电动机器本体为冲击式驱动器那样的具有扳机式开关2034的情况下,即便将电池组2100装设于电动工具本体中,若扳机式开关2034为断开状态,则上侧单元组件2146的负极与下侧单元组件2147的正极也处于未连接的状态,对正极输入端子2052与负极输入端子2057不供给电力。第二个使用方法为将短路棒连接开关2059d用作电动机器本体的主开关的情况。在使用电池组2100的电动机器中,存在不使用扳机式开关而仅具有主开关的情况。此情况下,可将短路棒连接开关2059d用作主开关,也可构成为使短路棒连接开关2059d与主开关连动地动作。在第一种使用方法及第二种使用方法的任一种中,在保管时或运输时,上侧单元组件2146与下侧单元组件2147均切实地保持为非连接的状态,因此特别有助于用来提高电池组2100的安全性。另外,因并非仅通过扳机式开关2034来进行接通或断开的控制,也能够在短路棒2059侧进行接通或断开的控制,故在需要紧急停止的情况下,电动机器本体侧的微计算机可通过控制短路棒连接开关2059d来切断电力供给。扳机式开关2034与短路棒连接开关2059d也可构成为完全连动,无延迟时间(delay time)地进行扳机式开关2034的通断切换与短路棒连接开关2059d的通断切换。此情况下,可通过机械式的机构来实现通断连动,也可通过电性的电路构成而以同一时序实现通断。进而,也可使用电性的电路构成,以使与扳机式开关2034的通断切换对应的短路棒连接开关2059d的通断切换稍许错开的方式进行控制。图77表示此种使短路棒连接开关2059d的通断切换与扳机式开关2034的通断切换稍许错开的方法。
图77(1)为表示短路棒连接开关2059d的动作(连接动作2196)与扳机式开关2034的动作(扳动动作2197)的时序的图。各横轴表示时间(单位:秒),以相同的刻度一并进行图示。图77(1)为表示短路棒连接开关2059d的动作(连接动作2196)与扳机式开关2034的动作(扳动动作2197)的时序的图。当使用电动工具时,通过接通未图示的主开关而与此连动地接通短路棒连接开关2059d。其后,通过在时刻t2、时刻t5、时刻t6、时刻t8处作业者接通扳机式开关2034,使马达旋转。若在时刻t3、时刻t4、时刻t7、时刻t9处作业者将扳机式开关断开,则马达停止旋转。若作业者在时刻t10处接通未图示的主开关,则与此连动地短路棒连接开关2059d也接通,因此电池组2100的上侧单元组件2146与下侧单元组件2147成为非连接状态。由此,即便在将电池组2100插入至电动工具本体中的状态下,若将主开关断开,则上侧单元组件2146与下侧单元组件2147的串联连接也成为解除状态。
图77(2)是表示电动工具为如研磨机或圆锯那样的具有仅接通或断开的切换开关而非作业过程中需要连续操作的扳机式开关的电动工具的情况下的短路棒连接开关2059d、微计算机、马达的控制时序的图。在电动机器本体如研磨机或电动圆锯那样不具有需要作业者的持续操作的扳机式开关2034的机种中,可使短路棒连接开关2059d作为电动工具的主开关发挥功能。此情况下,在时刻t11处主开关(短路棒连接开关2059d)接通,电动工具成为可使用的状态。如此,也对电动工具本体侧的控制部中所含的微计算机供给动作电压,因此微计算机2198启动。启动后的微计算机2198使马达旋转,但将此时序稍许推迟而在时刻t12处启动。在时刻t20处作业结束后,作业者将主开关(短路棒连接开关2059d)切换至断开侧。如此,切断向微计算机的电力供给,因此微计算机与马达停止。如上所述那样,相对于短路棒连接开关2059d的接通而在马达的启动之前设置少许的时滞,由此可抑制过大的电流集中于短路棒连接开关2059d的接点部分。另外,通过使作为主开关的短路棒连接开关2059d断开,可切实地保持电池组2100的输出未被供给至正极输入端子2052与负极输入端子2057的状态。若使主开关断开,则上侧单元组件2146与下侧单元组件2147的串联连接处于解除状态,因此此也有助于提高运输时的安全性。
实施例12
接着,使用图78~图88对电动机器本体侧的终端固持件(2500、2550)的形状进行说明。在图78(1)中,终端固持件2500为可代替现有的电动机器本体的终端部2020(参照图63)而安装的新颖的形状,且为额定18V用。图63所示的终端部2020中,固定端子的合成树脂制的基台2021为小的形状,但第12实施例的终端部2500中,形成水平面2501a的水平壁2501在前后左右方向上形成地较大。终端固持件2500为用以固定电动机器本体侧的多个端子(2522、2524~2528)的构件,通过合成树脂等非导体的一体成形来熔铸具有平板状的端子部的金属零件,由此加以固定。在终端固持件2500中,平板状的正极输入端子2522、T端子2524、V端子2525、LS端子2526、负极输入端子2527、LD端子2528配置于左右方向上。T端子2524、V端子2525、LS端子2526与LD端子2528作为输入或输出关于电池组2100的信息或信号的信号端子发挥功能。在电池组2100中进而存在有充电用的正极端子(图65中所示的2161、2171),但此处所示的终端固持件2500用于放电专用的电动机器中,因此未设置与充电用的正极端子(图58的2161、2171)嵌合的端子。自终端固持件2500的基体部2510向前方延伸的多个端子(2522、2524~2528)以后边部分与上边侧的一部分熔铸于水平壁2501的方式被牢固地固定。在水平壁2501的后侧,形成有用以将终端固持件2500固定于电动机器本体侧的壳体的弯曲肋部2503a~弯曲肋部2503d。在与弯曲肋部2503a、弯曲肋部2503d相向的位置,形成有与弯曲肋部2503a、弯曲肋部2503d反向地弯曲的弯曲肋部2504a、弯曲肋部2504b。通过在多个弯曲肋部2503a~弯曲肋部2503d、弯曲肋部2504a、弯曲肋部2504b之间嵌合插入圆柱状的构件,终端固持件2500的后侧被固定于电动机器本体侧的壳体。此时,终端固持件2500的前侧通过挂卡爪2502而挂卡于电动机器本体侧的壳体。在多个端子(2522、2524~2528)的下边侧的接近垂直面2501b的部分,形成有在左右方向上细长的水平面2515。水平面2515通过与基体部2510一体成形而制造,且为在横向上长的矩形形状的水平板。在水平面2515的右侧端部,形成有突出至较基体部2510的右端更靠右侧的突出部2516b。同样地,形成有突出至较基体部2510的左端更靠左侧的突出部2516a。
图78(2)为终端固持件2500的左侧视图。在18V用的终端固持件中,在多个端子(2522、2524~2528)的下边部分形成有在横向上连续的水平面2515,在水平面2515的左右两端形成有突出部2516a、2516b。在熔铸于长方体状的基体部2510的多个端子(2522、2524~2528)的后端部分,形成有用以焊接的连接部(2522b、2524b、2527b等)。可在连接部(2522b、2524b、2527b等)的下侧的弯曲肋部2503d、与和弯曲肋部2503d相向的弯曲肋部2504b的内部,插入左右方向上细长的圆筒构件,并将圆筒构件通过弹簧等固定于电动机器本体的壳体。
图79为表示终端固持件2500的图,图79(1)为正视图,图79(2)为仰视图。终端固持件2500在对端子(2522、2524~2528)的下边进行连接的底面部2510b之下进而形成有水平面(水平壁)2515。在水平面2515的左右方向中央附近形成有以凹状进行切除而成的凹部2516。凹部2516是以当装设终端固持件2500时不与电池组2100的铅垂壁部2185a(参照图38)发生干涉的方式形成的切口。端子(2522、2524~2528)的后边部分与上边部分的一部分熔铸于基体部2510中,且下边后侧的一部分通过水平壁2515而熔铸,因此端子(2522、2524~2528)被牢固地固定而不会在左右方向上晃动。在基体部2510中,多个端子(2522、2524~2528)以贯穿至后侧的方式进行熔铸。此时,在水平面2515的后侧的基体部2510中,形成有未经树脂材料填满的空洞部2532~空洞部2538、空洞部2544~空洞部2546。此等空洞部是对于覆盖内部所熔铸的端子(2522、2524~2528)而言不必要的部分,且是为了终端固持件2500的轻量化而形成。图79(3)为俯视图,且为露出至电动工具本体1001的壳体1003的内部空间中的部分。第12实施例的终端固持件2500为相对较大型的,且在水平面2501a的上表面形成有向上侧增高的台阶面2506。水平面2501a的外周侧缘部通过被电动工具本体1001的壳体1003中所形成的开口部分夹持而固定于电动工具本体1001。此时,也可在水平壁2501的外周面介隔由橡胶形成的密封构件(未图示),以填埋终端固持件2500与壳体1003之间的间隙。
图80为表示将现有的电池组1015装设于使用终端固持件2500的电动工具本体的状态的局部侧视图。在现有的电池组1015中,在电池组1015的电路基板1016上固定有连接端子1018。连接端子1018的大小为与正极输入端子2522的端子部对应的大小。连接端子1018具有向电池组的装设方向前侧延伸的左右两侧的腕部1018a、腕部1018b(图中1018b不可见),且以在此等腕部1018a、腕部1018b之间夹着正极输入端子2522的端子部的方式达成电性上良好的接触状态。若将现有的电池组1015装设于电动机器本体,则水平面2515位于接近上外壳1110(参照图38)的上阶面1115的位置,垂直面2501b位于与台阶部1114(参照图38)相向的位置。此时,连接端子1018的腕部1018a、腕部1018b以自左右夹入板状的正极输入端子2522的方式进行嵌合,由此确立电性的连接状态。在现有的终端部2020(参照图63)中未形成水平面2515,因此在箭头2517所示的部分产生间隙。然而,在本实施例中,水平面2515接触或接近基板盖1019,因此成为终端固持件2500与基板盖1019的间隙经填埋的状态,从而对电池组1015的连接端子群相对于电动工具本体1001侧可进行相对移动的范围进行限制。由此,电动工具工作时的腕部1018a、腕部1018b的嵌合部分与端子部2027a的相对移动量也受到大幅限制,可抑制腕部1018a、腕部1018b与连接端子1018的嵌合部位发生摩擦,从而在电性上稳定,可延长电池组1015或电动工具本体1001的寿命。另外,终端固持件2500相对于电池组1015的向上方向的移动也可通过突出部2516a、突出部2516b(参照图78)受到限制,关于突出部2516a、突出部2516b的作用,将通过图85而在后叙述。
图81为表示本发明的第12实施例的36V用的终端固持件2550的形状的图,图81(1)为自下侧观察而得的立体图,图81(2)为左侧视图。图81与图78所示的18V用的终端固持件2550的差异微小,可谓树脂部分的形状相同。唯一的差异在于:正极输入端子2572及负极输入端子2577与第8实施例同样地使用上下方向上的宽度狭小者;以及在正极输入端子2572与负极输入端子2577的下侧部分,以平行的方式设置有短路棒的端子部2588b、端子部2588c。图81(2)的侧面形状也大致相同,在连接端子群的下侧形成有水平面2565,在水平面2565的左右两侧形成有突出部2566a、突出部2566b。
图82为表示图81的终端固持件2550的图,图82(1)为正视图,图82(2)为仰视图,图82(3)为俯视图。此处,正极输入端子2572与负极输入端子2577的上下方向上的宽度形成地较其他端子(2574~2578)小,在正极输入端子2572的下侧形成有端子部2588b,在负极输入端子2577的下侧形成有端子部2588c。端子部2588b与端子部2588c为熔铸于终端固持件2550的基体部2560的内部的短路棒的两侧端部,且此等经电性连接。图82(2)的底面部的形状也与图79所示的终端固持件2550大致相同。基体部2560中熔铸有多个端子(2572、2574~2578)及未图示的短路棒。在水平面2565的后侧形成有大量的空洞部2582~空洞部2588、空洞部2594~空洞部2596。此等空洞部是对于覆盖内部所熔铸的端子(2522、2524~2528)而言不必要的部分,且是为了终端固持件2550的轻量化而形成。图82(3)为俯视图,且为露出至电动工具本体1030的壳体1032的内部空间中的部分。在作为终端固持件2550的上表面的水平面2551a中形成有台阶面2556。
图83为用以说明使用终端固持件2550的电动工具本体与利用本实施例的电池组2100的连接端子的连接状态的图。图83(1)为侧视图,图83(2)为在图83(1)中省略了基板盖2380的侧面壁部的图示的侧视图。此处,上侧正极端子2162仅嵌合于正极输入端子2572,下侧正极端子2172连接于短路棒的端子部2588b。此处,多个电源端子(2162、2172等)、多个机器侧电源端子(2572等)、作为电压切换元件及切换元件的短路棒2588在上下方向上配置于大致相同高度的位置。水平面2565位于接触或接近上外壳1110(参照图38)的下阶面1111及基板盖2380的上表面2381a的位置。在终端固持件2550中,也形成有水平面2565与突出部2566a、突出部2566b,因此可限制终端固持件2550相对于电池组2100的在上下方向上的移动。
接着,使用图84,对限制终端固持件2550相对于电池组的相对移动量的另一方法进行说明。图78~图83的方法仅对终端固持件2500、终端固持件2550在接近电路基板1016、电路基板2150的方向上的移动、即向下方向的移动进行限制,为此在终端固持件2500、终端固持件2550中形成了水平面2515、水平面2565。然而,若仅设置水平面2515、水平面2565,则无法对终端固持件2500、终端固持件2550向远离电路基板1016、电路基板2150的方向的相对移动、即朝向上方向的移动进行限制。终端固持件2550通过电动工具本体1030的壳体1032受到保持。此时,终端固持件2550的固定方法根据电动工具本体或电动机器本体的种类而不同。通常,在分割式的壳体的分割面设置用以夹持终端固持件2500的开口部,在所述开口部中夹入终端固持件2500。此时,为了提高防水性或防止振动传递,不仅有将开口部与终端固持件2500牢固地固定的方法,有时也介隔橡胶制的密封构件而以轻微的可动状态进行保持。此情况下,当电动工具被置于在作业时产生大的振动的状态下时,终端固持件2550以与电动工具本体侧壳体不同的周期极轻微地、即在由密封构件所形成的可动范围内振动,从而产生电池组2100的连接端子与板状的机器侧端子之间的相对移动。为了抑制此连接端子与机器侧端子的相对移动,考虑提高电池组2100的连接端子的嵌合压,但此情况下变得难以进行电池组2100的安装及拆除。因此,在本实施例中,在水平面2515、水平面2565的左右两端附近形成向右方向突出的突出部2516a、突出部2566a,且形成向左方向突出的突出部2516b、突出部2566b,由此也可抑制终端固持件2550相对于电池组2100的朝向上方向的移动。对于限制终端固持件2500、终端固持件2550的朝向上方向的移动而言,需要对突出部2516a、突出部2516b、突出部2566a、突出部2566b自上侧进行保持的抵靠构件(被卡合部)。此处,作为被卡合部,在本实施例,在上外壳1110的一部分中形成凸部或在基板盖2380中形成凸部,并使突出部2516a、突出部2516b或突出部2566a、突出部2566b抵接于所述凸部的下侧。如此那样,在电池组连接于电动机器本体的状态下,正极端子、正极输入端子、负极端子、负极输入端子、电压切换元件及切换元件在上下方向上配置于大致相同高度的位置,因此可实现在搭载电压切换元件及切换元件的同时上下方向上也紧凑的电池组。
图84(1)为表示在电池组2100中装设有终端固持件2550的状态的右侧侧视图。此处,终端固持件2550的水平面2551a与上外壳1110的上阶面1115相向。电池组2100通过轨道机构而装设于电动工具本体1030。图84(2)为图84(1)的C-C部的剖面图。此处,形成于终端固持件2550的多个机器侧端子(2572、2574~2578、2588b、2588c)与电动工具本体1001侧的连接端子(参照图58)嵌合。在机器侧端子(2572、2574~2578、2588b、2588c)的下表面形成有水平面2565,水平面2565抵接于基板盖2380的上表面2381a。然而,在箭头2590a、箭头2590b附近,终端固持件2550的横向侧与上外壳1110处于非接触状态。
图85为表示第12实施例的变形例的终端部2650的图,图85(1)为相当于图84的D-D部的部分的剖面图,图85(2)为图85(1)的局部放大图。如根据此图可理解那样,在终端部2650中在左右方向上设置有突出部2666a、突出部2666b。在上外壳1110中,设置有沿前后方向延伸且平行的两个突出部1139a、突出部1139b,且设置有自此等朝向上方向突出的突出部各自的上端附近向左右两侧突出的、与电动工具侧的轨道槽卡合的轨道1138a、轨道1138b。另外,在突出部1139a、突出部1139b之间所形成的开口部中,设置有作为与终端部2650嵌合的被卡合部的肋部1140a、肋部1140b,以防止终端部2650相对于电池组2100的朝向上方向的相对移动。终端部2650相对于电池组2100的向下方向的相对移动是通过突出部1139a、突出部1139b抵接于基板盖2380的上表面2381a的左右端部中形成的台阶部2386a、台阶部2386b而受到限制。此处,若将形成台阶部分的肋部1140a、肋部1140b的下表面与突出部1139a、突出部1139b的上表面的间隔设为3.0mm,将突出部2666a、突出部2666b的高度设为2.5mm左右,则能够顺畅地进行电池组2100向电动工具本体1030的装设及脱除,并且可有效地抑制终端部2650的上下方向上的晃动。
图86为表示将终端部2650固定于基板盖2680的变形例的图,图86(1)为相当于图84的D-D部的部分的剖面图,图86(2)为图86(1)的终端部2650的单体图,图86(3)为终端部2650的左侧视图。此处,在基板盖2680的两侧端部,形成用以与终端部2650的突出部2666a、突出部2666b嵌合的导向用轨道2695a、导向用轨道2695b。导向用轨道2695a、导向用轨道2695b为沿前后方向延伸的凹状的第2轨道槽,若终端部2650自电池组2100的前侧起以滑动的方式进行相对移动,则成为终端部2650的突出部2666a、突出部2666b进入至导向用轨道2695a、导向用轨道2695b内的形态。即,电动工具本体1001、电动工具本体1030通过轨道槽1011a、轨道槽1011b而与装设用的轨道机构、即轨道1138a、轨道1138b卡合,此外,使第2轨道机构的突出部2666a、突出部2666b与导向用轨道2695a、导向用轨道2695b嵌合,由此对终端部2650与电池组2100的相对移动进行限制。以图86(3)的侧视图来观察,终端部2650的形状与图78~图83所示的第12实施例的终端固持件2500、终端固持件2550的形状不同而形成为小型的。然而,构成连接端子的金属制的端子部(例如正极输入端子2672与短路棒的端子部2688b)的大小相同。另外,也与图78~图83所示的第12实施例的终端固持件2500、终端固持件2550的形状相同的是:在多个金属端子的下侧形成有水平面2665,进而在水平面2665的左右两端形成突出部2666a、突出部2666b。通过如此那样形成,可有效地抑制所装设的终端部2650相对于电动工具本体或装设电池组的电动机器本体的向上下方向的相对移动范围。
图87为在图86的终端部2650A的水平面2665的下表面2665a中介隔有缓冲材2690者。缓冲材2690只要为具有良好的滑动性,以便在朝向电动工具本体装设电池组2100时不会产生大的阻力,同时具有充分的弹性的构件即可。此处,在终端部2650A的平坦的下表面2665a,通过双面胶带等粘接构件贴附缓冲材2690。另外,在下表面2665a的左右中央附近形成有凸部2665b,其形成为在前后方向上具有规定的长度。凸部2665b为在基体部2660A中一体地制造而成者,且为保护缓冲材2690不被压缩至必要程度以上的止动件。若以图87(2)的侧视图来观察,则缓冲材2690为较突出部2666b更靠后侧,且处于基体部2660的下侧。然而,缓冲材2690的左右方向上的合计长度宜为下表面2665a的左右方向区域的一半以下左右。
图88为表示第12实施例的又一变形例的终端部2650B的图,图88(1)为正视图,图88(2)为左侧视图,图88(3)为处于与电池组2100侧的连接端子的嵌合状态的终端部2650B的左侧视图。此处,在正极输入端子2672与短路棒的端子部2688b的上下缘部介隔有合成树脂制的引导部2692a~引导部2692c。同样地,在负极输入端子2677与短路棒的端子部2688c的上下缘部介隔有合成树脂制的引导部2697a~引导部2697c。引导部2697a~引导部2697c由合成树脂等非导体制造,可由与基体部2660不同的构件构成,也可通过与基体部2660一体成形来制造。引导部2692a~引导部2692c如图88(2)的侧视图所示,自较正极输入端子2672的前端更靠前侧的部分起连续形成至与垂直壁2661b相接为止。引导部2697a~2697c也同样。因此,金属端子部分如图88(2)所示,正极输入端子2672在引导部2692a与引导部2692b之间露出,短路棒的端子部2688b在引导部2692b与引导部2692c之间露出。通过如此那样形成引导部2692a~引导部2692c与引导部2697a~引导部2697c,如88(3)所示那样,以被引导部2692a~引导部2692c引导的方式,上侧正极端子2162的腕部2162a在引导部2692a、引导部2692b之间受到引导,下侧正极端子2172的腕部2172a在引导部2692b与引导部2692c之间受到引导。通过此构成,在进行装设时,可切实地将电池组2100侧的连接端子引导至终端部2650B的规定位置,进而,可大幅抑制在电动工具工作时终端部的机器侧端子与电池组侧的连接端子因进行滑动而磨损的现象。
实施例13
接着,使用图89~图94对本发明的第13实施例进行说明。在第8实施例中,作为电力端子(正极端子与负极端子),分别设置有上侧端子(2162、2167)与下侧端子(2172、2177),当电池组被装设于低电压电动工具本体时,上侧端子与下侧端子共同地连接于低电压电动工具本体的电力端子。另外,当电池组被装设于高电压电动工具本体时,上侧端子与下侧端子仅其中一者连接于高电压电动工具本体的电力端子,未连接于电力端子的另一端子间通过短路棒而短路。相对于此,在第13实施例中,作为电力端子的腕部的配置,并非在上下方向上分离地配置,而是在前后方向上分离地配置。
图89为用以说明第13实施例的电动工具的电池组2860的装设状况的立体图。电动工具包括电动工具本体2801与其中所装设的电池组2860,使用由马达所产生的旋转驱动力来驱动前端工具或作业机器。电动工具本体2801具备作为形成外形的外框的壳体2802,在壳体2802中形成有握持部2803,在握持部2083的上端附近设置有供作业者进行操作的扳机式开关2804,在握持部2803的下方形成有用以装设电池组2860的电池组装设部2810。
此处,与第8实施例同样地,将电池组2860的装设方向2818设为使电池组2860靠近电动工具本体2801的方向来进行说明。仅为了便于说明而如此那样定义,实际上可通过保持电池组2860而使电动工具本体2801向前移动来实现与箭头2818的移动为相同方向的相对移动。另外,本说明书中,以装设方向为基准来决定电池组2860的前后左右方向。另一方面,关于电动工具本体侧,以作业者抓持时的方向为基准来定义前后左右。因此,须注意,在电动机器为冲击式驱动器等电动工具本体的情况下,如图89所示那样前后方向的朝向变为彼此相反的。
电池组2860的形状与第8实施例所说明的电池组2100相比在连接端子的配置与闩锁机构方面不同。在电池组2860的左右两侧形成有轨道2864a、轨道2864b(图中2864b不可见)。闩锁按钮2865形成于电池组2860的后表面上部,在左右中央设置有仅一个大的按钮。当电池组2860装设于电动工具本体2830时,通过在按下闩锁按钮2865后使电池组2860向箭头2818的反方向移动(或使电动工具本体2830以远离电池组2860的方式移动),可将电池组2860拆除。
图90为用以说明第13实施例的电池组的朝向电动工具的装设状况的图。电动工具本体2801、电动工具本体2830设置有壳体2802、壳体2832、握持部2803、握持部2833、扳机式开关2804、扳机式开关2834,在握持部2803、握持部2833的下方形成有用以装设电池组2860的电池组装设部2810、电池组装设部2840。
电动工具本体2801以额定电压18V动作,电动工具本体2830以额定电压36V动作。在电池组2860的内部,收容有两组将五根3.6V的锂离子电池的单元串联连接而成的单元组件,通过将两组单元组件的连接变更为串联或并联,可对低电压(18V)输出与高电压(36V)输出两者进行切换。电池组2860构成为对应两种电压,因此可如箭头b4所示那样装设于对应36V的电动工具本体2830,也可如箭头b3所示那样装设于电动工具本体2801。在电动工具本体2801的电池组装设部2810中,在左右两侧的内壁部分形成有沿前后方向平行地延伸的轨道槽2811a、轨道槽2811b,在左右的轨道槽2811a、轨道槽2811b所包围的空间部分中设置有终端部2820。终端部2820通过合成树脂等非导体材料的一体成形来制造,形成有成为装设方向(前后方向)上的抵靠面的垂直面2820a、以及水平面2820b,水平面2820b在电池组2860的装设时成为与上阶面2862邻接、相向的面。在终端部2820中设置有金属制的多个连接元件,例如正极输入端子2822、负极输入端子2827、LD端子(异常信号端子)2828。LD端子(异常信号端子)2828作为输入或输出信息或信号的信号端子发挥功能。正极输入端子2822、负极输入端子2827由金属的平板形成,具有装设方向上的长度为第8实施例的终端部2020(参照图63)的2倍以上的长度。LD端子2828配置于负极输入端子2827的右侧。正极输入端子2822与负极输入端子2827,如后述的方式,作为将电池组2860的输出电压切换为低电压的切换元件发挥作用,并且也作为将多个单元组件2146、单元组件2147彼此并联连接的低电压用连接元件发挥功能。
电池组2860的上侧中,在前侧形成有平坦的下阶面2861,中央附近形成有较下阶面2861形成地更高的上阶面2862。下阶面2861与上阶面2862的连接部分形成为台阶状,在台阶状部分配置有用以插入机器侧端子的狭槽群。狭槽群形成有如在前后方向上长的切口那样的大的狭槽2872、狭槽2877,以及长度为此等的一半左右的狭槽2878。狭槽2872成为正极端子用的第1狭槽,狭槽2877成为负极端子用的第2狭槽,狭槽2878成为LD端子用的第3狭槽。在此经切开的狭槽2872、狭槽2877的内部,设置有可与电动工具本体2801、电动工具本体2830侧的机器侧端子嵌合的多个连接端子。另外,此处仅设置有3个狭槽,但也可构成为设有更多的狭槽。在上阶面2862的右侧侧面与左侧侧面形成有轨道2864a、轨道2864b。轨道2864a、轨道2864b为向右方向及左方向突出的凸部。在上阶面2862的后侧设置有隆起部2863,在此隆起部2863的后侧设置有闩锁按钮2865。
电动工具本体2830以额定电压36V动作。基于与第8实施例相同的思想,电动工具本体2830在前后方向上隔开地设置有插入至正极侧狭槽2872与负极侧狭槽2877的两组连接端子。与正极侧狭槽2872对应的连接端子为配置于前侧的短路棒2859的其中一个端子部2859b、以及配置于后侧的正极输入端子2852。同样地,与负极侧狭槽2877对应的连接端子为配置于前侧的短路棒2859的另一个端子部2859c、以及配置于后侧的负极输入端子2857。在第8实施例中,使正极输入端子与短路棒、负极输入端子与短路棒在上下方向上隔开距离地配置,在本实施例中,将此等配置在前后方向上,即以在与电池组2860的装设方向平行的方向上隔开规定的距离的方式配置。短路棒2859作为短路器或导通端子发挥作用。短路棒2859的其中一个端子部2859b与短路棒2859的另一个端子部2859c,如后述那样,作为将电池组2860的输出电压切换为高电压的切换元件发挥作用,并且也作为将多个单元组件2146、单元组件2147彼此串联连接的高电压用连接元件发挥功能。
图91为表示电力端子向电动工具本体的连接状态的立体图,图91(1)表示将电池组2860装设于18V用的电动工具本体2801的状态,图91(2)表示将电池组2860装设于36V用的电动工具本体2830的状态。此处,电池组2860的装设方向为虚线所示的两条箭头的方向。在电池组2860的正极侧狭槽2872的内部,以在前后方向上分离的方式配置有作为电力的切换端子群(或并联正极端子群)的前侧正极端子2882与后侧正极端子2892。同样地,在负极侧狭槽2877的内部,以在前后方向上分离的方式配置有作为电力的切换端子群(或并联负极端子群)的前侧负极端子2887与后侧负极端子2897。在电池组2860的内部,收容有包括五根锂离子电池单元的上侧单元组件2146与下侧单元组件2147。上侧单元组件2146的正极输出连接于后侧正极端子2892,负极输出连接于前侧负极端子2887。下侧单元组件2147的正极输出连接于前侧正极端子2882,负极输出连接于后侧负极端子2897。在本实施例中,通过前侧正极端子2882、后侧正极端子2892、前侧负极端子2887及后侧负极端子2897来实现对并联连接与串联连接进行切换的电压切换元件。前侧正极端子2882作为正极端子发挥功能,前侧负极端子2887作为负极端子发挥功能。此外,如后述那样,前侧正极端子2882与后侧正极端子2892作为将电池组2860的输出电压切换为低电压的切换端子发挥作用,并且也作为将多个单元组件2146、单元组件2147彼此并联连接的并联端子发挥功能。多个并联端子即前侧正极端子2882与后侧正极端子2892以彼此邻接的方式配置,并构成并列端子群。同样地,前侧负极端子2887与后侧负极端子2897作为将电池组2860的输出电压切换为低电压的切换端子发挥作用,并且也作为将多个单元组件2146、单元组件2147彼此并联连接的并联端子发挥功能。多个并联端子即前侧负极端子2887与后侧负极端子2897以彼此邻接的方式配置,并构成并列端子群。并且如后述那样,后侧正极端子2892与后侧负极端子2897也作为将电池组2860的输出电压切换为高电压的切换端子发挥作用,并且也作为将多个单元组件2146、单元组件2147彼此串联连接的串联端子发挥功能。
电动工具本体2801的机器侧端子包括正极输入端子2852、负极输入端子2857以及短路棒2859。此等的功能与第8实施例的构成基本上相同,且以如下方式构成:使电动工具本体的端子群(2852、2857、2859b、2859c)如箭头2855那样相对地移动,从而如虚线箭头所示那样装设于电池组2860的连接端子群(2882、2887、2892、2897)。关于电动工具本体的端子群(2852、2857、2859b、2859c),并非终端部2850(参照图90)全体的图示,而是仅图示了金属端子部分。正极输入端子2852为弯折成曲柄状的金属板材,在一端侧形成有与前侧正极端子2882嵌合的端子部2852a,在另一端侧形成有向马达2836侧的配线用端子部2852c。端子部2852a与配线用端子部2852c之间为沿横向延伸的连接部2852b,连接部2852b全体、端子部2852a的后侧一部分以及配线用端子部2852c的前侧一部分熔铸于终端部2850(参照图90)的合成树脂部分。负极输入端子2857也为同样的形状,在一端侧形成有与前侧负极端子2887嵌合的端子部2857a,在另一端侧形成有向马达2836侧的配线用端子部2857c。正极输入端子2852与负极输入端子2857为面对称的形状。端子部2857a与配线用端子部2857c之间为沿横向延伸的连接部2857b,连接部2857b全体、端子部2857a的后侧一部分以及配线用端子部2857c的前侧一部分熔铸于终端部2850的合成树脂制的基台。短路棒2859的水平部分与正极输入端子2852的连接部2852b以及负极输入端子2857的连接部2857b一同完全熔铸于终端部2850中,因此端子部2852a、端子部2857a、端子部5859b、端子部2859c的相对位置、尤其是前后及左右方向上的位置不会发生变化。
当装设电池组2860时,短路棒2859的端子部2859b嵌合于后侧正极端子2892与后侧负极端子2897。另外,正极输入端子2852与前侧正极端子2882嵌合,负极输入端子2857与前侧负极端子2887嵌合。此结果,形成上侧单元组件2146与下侧单元组件2147的串联连接电路,从而对电动工具本体2830侧供给额定36V的电压。在如此那样将电池组2860连接于电动机器本体2801的状态下,正极端子(2882)与正极输入端子(2852)经由第1狭槽(狭槽2872)而连接,负极端子(2887)与负极输入端子(2857)经由第2狭槽(狭槽2877)而连接,此等电压切换元件、切换元件经由第1狭槽及第2狭槽而卡合。
图91(2)示出将电池组2860装设于低电压的电动工具本体2801的状况。正极输入端子2822为弯折成曲柄状的金属板材,在一端侧形成有与前侧正极端子2882及后侧正极端子2892同时嵌合的端子部2822a,在另一端侧形成有朝向马达2806侧的配线用端子部2822c。端子部2822a与配线用端子部2822c之间为沿横向延伸的连接部2822b,连接部2822b全体、端子部2822a的一部分以及配线用端子部2822c的一部分熔铸于终端部2820的合成树脂部分。同样地,负极输入端子2827也形成为曲柄状,且形成有与前侧负极端子2887及后侧负极端子2897同时嵌合的端子部2827a、配线用端子部2827c、及连接部2827b。此结果,对电动工具本体2801侧供给额定18V的电压。此处,端子部2822a形成为足以同时嵌合于前侧正极端子2882与后侧正极端子2892的长度,端子部2827a形成为足以同时嵌合于前侧负极端子2887与后侧负极端子2897的长度。
后侧正极端子2892的自机器侧端子插入方向(虚线箭头所示的方向)来观察的形状形成为倒立的Ω形形状。此处,形成有用以固定于电路基板的长方形的平板部2892a,且形成有自平板部2892a的左右两侧边部向上方向弯折的两个腕部2982b、腕部2892d。两个腕部2982b、腕部2892d以越靠向上方向彼此越接近的方式弯曲,在腕部2892b、腕部2892d的上端部分形成有接触端子部2892c、接触端子部2892e(均参照图94)。接触端子部2892c、接触端子部2892e为以平行的方式隔开规定的间隔而配置的大致长方形的电极,且形成为如下形状:其前侧及后侧以远离相向的接触端子部的方式弯曲,从而使机器侧端子容易以自前向后的方向嵌合。用作后侧正极端子2892的金属端子零件为在前侧正极端子2882、前侧负极端子2887、后侧负极端子2897中均通用的通用零件,且通过未图示的螺丝或/及焊接而固定于电路基板(未图示)。
图92为用以说明将电池组2860装设于36V规格的电动工具本体2830时的状况的图。若自图91(1)的状态起,进而使电动工具本体2830以靠近电池组2860的方式相对移动,则首先短路棒2859的端子部2859b、端子部2859c与前侧正极端子2882及前侧负极端子2887嵌合。在此时间点,上侧单元组件2146的正极与下侧单元组件2147的负极为非连接的状态,因此电池组2860的电力未传递至电动机器本体2830侧。
若电动工具本体2830与电池组2860进一步向箭头2855的方向相对移动,则短路棒2859穿过前侧正极端子2882与前侧负极端子2887而向后侧正极端子2892与后侧负极端子2897的方向靠近。此时,短路棒2859不与任一连接端子接触,正极输入端子2852未抵接于前侧正极端子2882,负极输入端子2857未抵接于前侧负极端子2887。因此,在此时间点,上侧单元组件2146与下侧单元组件2147也为非连接的状态,因此电池组2860的电力未传递至电动机器本体2831。
若电动工具本体2830与电池组2860进一步向箭头2855的方向相对移动,则短路棒2859嵌合于后侧正极端子2892与后侧负极端子2897。同时,正极输入端子2852的端子部2852a嵌合于前侧正极端子2882,负极输入端子2857的端子部2857a嵌合于前侧负极端子2887。此结果,实现上侧单元组件2146与下侧单元组件2147的串联连接状态,从而对正极输入端子2852与前侧负极端子2887之间供给额定36V的直流。
图93为用以说明将电池组2860装设于18V规格的电动工具本体2801时的状况的图。若自图91(2)所示的状态起,进而使电动工具本体2801以靠近电池组2860的方式相对移动,则自图93(1)起如图93(2)那样端子部2822a、端子部2827a与前侧正极端子2882及前侧负极端子2887嵌合。在此时间点,上侧单元组件2146的正极与下侧单元组件2147的负极为非连接的状态,因此电池组2860的电力未传递至电动工具本体2801。
在图93(2)中,若电动工具本体2801与电池组2860进一步向箭头2825的方向相对移动,则前后方向上长的端子部2822a、端子部2827a一边与前侧正极端子2882和前侧负极端子2887接触,一边向后侧正极端子2892与后侧负极端子2897的方向靠近。在图93(2)的状态下,端子部2822a、端子部2827a未抵接于后侧正极端子2892与后侧负极端子2897。因此,在此时间点,上侧单元组件2146的正极与下侧单元组件2147的负极也为非连接的状态,因此电池组2860的电力未传递至电动工具本体2801。
若电动工具本体2801与电池组2860进一步向箭头2825的方向相对移动,则端子部2822a、端子部2827a抵接于后侧正极端子2892与后侧负极端子2897。此时,端子部2822a、端子部2827a为也与前侧正极端子2882和前侧负极端子2887嵌合的状态,因此确立上侧单元组件2146与下侧单元组件2147的并联连接电路,从而对正极输入端子2822与负极输入端子2827之间供给额定18V的直流。
图94为电池组2860侧的端子配置、以及电动工具本体2830的端子形状的俯视图。为了说明各端子的大小或配置,使各零件的缩小比例一致而进行图示。在前侧正极端子2882、后侧正极端子2892、前侧负极端子2887、后侧负极端子2897中,分别设置有在左右方向上隔开相向的接触端子部2882c、接触端子部2882e、接触端子部2892c、接触端子部2892e、接触端子部2887c、接触端子部2887e、接触端子部2897c、接触端子部2897e。接触端子部2882c、接触端子部2892c、接触端子部2887c、接触端子部2897c连接于右侧的腕部2882b、腕部2892b、腕部2887b、腕部2897b,接触端子部2882e、接触端子部2892e、接触端子部2887e、接触端子部2897e连接于左侧的腕部2882d、腕部2892d、腕部2887d、腕部2897d。使此等接触端子部的前后方向上的长度L7充分小于前侧正极端子2882与后侧正极端子2892的间隔L8。另外,所有的端子零件(2882、2892、2887、2897)为通用的,因此接触端子部2882c、接触端子部2882e、接触端子部2892c、接触端子部2892e、接触端子部2887c、接触端子部2887e、接触端子部2897c、接触端子部2897e的前后方向长度同为L7。前侧负极端子2887与后侧负极端子2897也为相同的间隔L8。短路棒2859的端子部的前后方向上的长度L9以充分小于前侧端子(2882、2887)与后侧端子(2892、2897)的间隔L8的方式构成。若如此那样形成,则当装设电池组2860时,可有效地防止因短路棒2859而使前侧端子(2882、2887)与后侧端子(2892、2897)之间短路的可能性。正极输入端子2852的端子部2852a与负极输入端子2857的端子部2857a的长度可至少为L9以上。
图94(2)为表示将电池组2860装设于电动工具本体2830时的状态的图。此处,使短路棒2859的水平部分2859a裸露而可见,但水平部分2859a熔铸于未图示的终端部的树脂部的内部,因此不会露出至外部。如上所述,电池组2860使用设置有多个的电力端子(正极端子与负极端子)来作为对并联连接与串联连接进行切换的电压切换元件,并在前后方向上分开地配置电力端子(在本说明书中与“电源端子”同义),因此无需借助用以切换输出电压的机械式的开关机构,仅装设于电动机器本体中便可自动地获得适当的输出电压。另外,可在不同电压的电动机器间共用电池组。进而,在电池组连接于电动机器本体的状态下,正极端子、正极输入端子、负极端子、负极输入端子与由电压切换元件与短路棒2859所形成的切换元件在上下方向上配置于大致相同高度的位置(范围),因此可实现在搭载电压切换元件及切换元件的同时上下方向上也紧凑的电池组。另外,作为串联端子发挥功能的后侧正极端子2892与后侧负极端子2897在上下方向中配置于与作为正极端子发挥功能的前侧正极端子2882与作为负极端子发挥功能的前侧负极端子2887大致上相同高度的位置,因此可实现在上下方向中紧凑的电池组。
以上对本发明的实施例1~实施例13进行了说明,但本发明并不限定于所述实施例,可在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。例如,在所述实施例中,对18V与36V的电压切换式的电池组进行了说明,但所切换的电压比并非仅限于此,也可为通过串联连接与并联连接的组合而切换的其他电压比。
符号的说明
1、1A、30A、30B、30C:电动工具本体
2、32:壳体
3、33:握持部
4、34:动作开关(扳机)
10:电池组装设部
11a:轨道槽
12:弯曲部
15:电池组
20、20A:终端部
20a:垂直面
20b:水平面
21:正极输入端子
22:负极输入端子
23:LD端子
24:突起部
24A:切换用突起
26:螺丝
35:马达
35a:转子
35b:定子
40:电池组装设部
40a:安装面
40b:凹陷部
41:终端部
48a、48b:轨道槽
49、49A:AC插口
49a:第一端子
49b:第二端子
49c:第三端子
51:运算部
52:控制信号输出电路
53:旋转位置检测电路
54:转速检测电路
55:电流检测电路
56:动作开关
57:开关操作检测电路
58:施加电压设定电路
59:电压检测电路
60:二极管电桥
61:电容器
62:分路电阻器
66a:控制信号线
66:开关元件
67:电池电压检测电路
68:商用电源检测电路
70:逆变器电路
75:连接转接器
76a、76b:电力线
80:终端部
81:正极输入端子
82:负极输入端子
84:切换用突起
90:电源线
91:插头部
92a:端子
93:接头部
93a:接头本体
93b:固定用螺丝
94:连接线
95a:第一端子
95b:第二端子
95c:第三端子
100:电池组
101:下外壳
110:上外壳
111:下阶面
112:台阶部
115:上阶面
120:狭槽群配置区域
121:正极端子插入口
122:负极端子插入口
123:低电压切换构件插入口
124:高电压切换构件插入口
131:止动部
132:隆起部
134:狭缝(冷却风导入口)
138a、138b:轨道
141:闩锁
142:弹簧
150:单元组
151、151A:单元
152、152A:隔板
156~158:单元组件
159:薄板
160:基板
161:正极端子
162:负极端子
170:电压切换机构
171:转动式终端基台
172:摆动轴
173a~173d:连接端子
176a~176j:接点
200、200A、200B:电池组
201:下外壳
210:上外壳
211:下阶面
212:台阶部
215:上阶面
221~225:端子插入口
231、235:端子
232、233、234:端子群
232a~232c、
233a~233d:端子
234a~234c:端子
238a、238b:轨道部
240:隆起部
241:闩锁部
241a:闩锁爪
270、280、280A:终端部
271、281:正极输入端子
272、282:负极输入端子
283:连接元件
283a:导通部
283b:绝缘体
283c:导通部
285:第1连接端子
286:第2连接端子
300:电池组
310:上外壳
311:下阶面
312:台阶部
315:上阶面
316:引导轨道
320:电压切换机构
321~324:狭缝
330、340:可动引导构件
331、341:端子装设部
332、342:倾斜部
333、343:平行面
334a、334b:引导槽部
335、345:中间端子
335a、335b、335c、335d:接触件
345a、345b、345c、345d:接触件
348:弹簧
351:第1+端子
351a、351b:接触件
352:第2+端子
352a、352b:接触件
352c:销部
353:第1-端子
353a、353b:接触件
354:第2-端子
354a、354b:接触件
356、357:单元组件
360:端子基板
361:引导轨道
370、380:终端部
371、381:正极输入端子
372、382:负极输入端子
600、600A:电池组
611:下阶面
612:台阶部
615:上阶面
621:正极端子用狭槽
622:负极端子用狭槽
623:串联并联切换元件用狭槽
623A:第一狭槽
624A:第二狭槽
640:电池组盖
641:下阶部
642:铅垂面
643:上阶部
644:棱
645:肋部
646~648:垂直肋部
650:终端部
651:正极输入端子
652:负极输入端子
661:正极输出端子
662:负极输出端子
663:并联连接件対
663a、663b:并联连接件
664:串联连接件
673:并联连接件対
673a、673b:并联连接件
674:串联连接件
680、680A:终端部
681:正极输入端子
682:负极输入端子
683:串联并联切换端子
683a:切断端子
683b:导通端子
693:第一串联并联切换端子
693a:切断端子
693b:导通端子
694:第二串联并联切换端子
700:电池组
701、704、707:狭槽
709:开口部
711、714、717:端子基板
712、713:正极端子
715、716:负极端子
718、719:串联连接用端子
720:终端部
720a:水平面
720b:垂直面
721:正极输入端子
722:负极输入端子
723:LD端子
730:终端部
730b:垂直面
731:正极输入端子
731a:配线用连接部
732:负极输入端子
733:LD端子
734:导通端子
735、736:绝缘端子
750、770、790、800:终端部
751、771、791、801:正极输入端子
752、772、792、802:负极输入端子
753、773:LD端子
754、774、804:导通端子
795、796、775、776:绝缘板
812、813:正极端子
770b:垂直面
777:间隙
781:端子基板
782:正极端子
782a:上侧部分
782b:下侧部分
783:正极端子
787a:入口侧
787b:出口侧
1001、1001A:电动工具本体
1002:壳体
1003:握持部
1004:扳机式开关(动作开关)
1005:马达
1010:电池组装设部
1011a、1011b:轨道槽
1012:弯曲部
1014:突起部
1015:电池组
1020:终端部
1020a:垂直面
1020b:水平面
1021:基台
1022:正极输入端子
1022a:端子部
1027:负极输入端子
1028:LD端子
1030:电动工具本体
1030A、1030B:电动工具本体
1032:壳体
1033:握持部
1034:动作开关
1035:马达
1040:电池组装设部
1045:马达
1050:终端部
1051:基台
1052:正极输入端子
1052a:端子部
1052b:连结部
1052c:配线部
1053:输入输出埠群
1053a:间隙
1053b:间隙
1054:连接端子
1054a:端子部
1054c:配线部
1057:负极输入端子
1057a:端子部
1057b:连结部
1057c:配线部
1058:LD端子
1059:短路棒
1059a:连接部
1059b、1059c:端子部
1060:控制部
1061:电源电路
1062:电池电压检测电路
1063:开关状态检测电路
1064:电流检测电路
1065:输入线
1072A、1072B:正极输入端子
1072d:切口
1079:短路棒
1079b:端子部
1079d:切口
1082:正极输入端子
1082a:端子部
1082b:连接部
1082c:配线用端子部
1087:负极输入端子
1087a:端子部
1087c:配线用端子部
1089:短路棒
1089a:连接部
1089b、1089c:端子部
1100、1100A:电池组
1101:下外壳
1101a:前表面壁
1101b:后表面壁
1101c:右侧侧壁
1101d:左侧侧壁
1103a、1103b:螺孔
1104:狭缝(风窗)
1110:上外壳
1111:下阶面
1113:开口部
1114:台阶部
1115:上阶面
1115a:凸部
1120:狭槽群配置区域
1121~1128:狭槽
1131:止动部
1132:隆起部
1134:狭缝(风窗)
1138a、1138b:轨道
1139a、1139b:突出部
1141:闩锁
1142a:卡止部
1142b:卡止部
1145:隔板
1146:上侧单元组件
1147:下侧单元组件
1147a:电池单元
1148:单元组件
1149:上侧单元组件
1150:电路基板
1150a:表面侧
1150b:背面侧
1151:安装孔
1153a、1153b:焊盘
1155、1155a:粘着树脂
1156a:(流入树脂的)主区域
1156b:(流入树脂的)副区域
1157~1159:配线图案
1161、1162:上侧正极端子
1162a、1162b:腕部
1164:T端子
1165:V端子
1166:LS端子
1167:上侧负极端子
1167a、1167b:腕部
1168:LD端子
1171:下侧正极端子
1172:下侧正极端子
1172a:腕部
1177:下侧负极端子
1177a、1177b:腕部
1180:基板盖
1181:连结部
1181a:上表面
1181b:前壁面
1181c:切口部
1182:分隔壁
1182a:铅垂壁部
1182b:水平壁部
1182c:左端位置
1183:分隔壁
1183a:铅垂壁部
1183b、1183c:水平壁部
1184:分隔壁
1184a、1184d:铅垂壁部
1184b:水平壁部
1184c:封堵板
1185:分隔壁
1187:分隔壁
1187a:铅垂壁部
1187b:水平壁部
1188:分隔壁
1188a:铅垂壁部
1188b:水平壁部
1189:分隔壁
1190:开关
1200、1200A:上侧端子零件
1201:基体部
1202:桥接部
1203:右侧侧面
1204:左侧侧面
1203a、1204a:弯折部
1203b、1204b:凸部
1203c、1204c:剪除部
1205、1206:腕部
1205a、1206a:平面部
1205b、1206b:弯曲部
1205c、1206c:平面部
1205d、1206d:嵌合部
1205e、1206e:引导部
1205f、1206f:切口部
1207、1208:脚部
1207a、1208a:剪除部
1209、1211:间隙
1220、1220A:下侧端子零件
1221:基体部
1222:桥接部
1223:右侧侧面
1223a:弯折部
1223c:剪除部
1224:左侧侧面
1225、1225A、1226:腕部
1225a、1226a:平面部
1225b、1226b:弯曲部
1225c、1226c:平面部
1225d、1226d:嵌合部
1225e、1226e:引导部
1225f、1226f:切口部
1227、1228:脚部
1227a、1228a:剪除部
1231:切口部
1235、1236:腕部
1240:信号端子零件
1241:基体部
1242:桥接部
1243:右侧侧面
1243a:延伸部
1243b:弯折部
1243c:剪除部
1244:左侧侧面
1245、1246:腕部基部
1249、1250:脚部
1249a:剪除部
1250a、1250b:台阶部
1251~1254:腕部
1256:焊料
1260:上侧端子零件
1262:桥接部
1263:右侧侧面
1263a:弯折部
1264:左侧侧面
1264b:虚线
1264c:增强面
1265、1266:腕部
1265d:嵌合部
1267、1268:脚部
1280、1280A:下侧端子零件
1282:桥接部
1283:右侧侧面
1284:左侧侧面
1284a:弯折部
1284b:虚线
1284c:缺口部
1285、1286:腕部
1285d:嵌合部
1291:切口部
1400:电池组
1401:下外壳
1411:下阶面
1415:上阶面
1420:狭槽
1432:隆起部
1441:闩锁
1446:电池单元
1450:电路基板
1461、1462:上侧正极端子
1464:T端子
1465:V端子
1466:LS端子
1467:上侧负极端子
1468:LD端子
1471、1472:下侧正极端子
1474:T端子
1475:V端子
1476:LS端子
1477:下侧负极端子
1478:LD端子
1480:上侧端子零件
1482:桥接部
1483:右侧侧面
1484:左侧侧面
1485:腕部
1485a:平面部
1485b:弯曲部
1485c:嵌合部
1485d:引导部
1485e:前端部
1486:腕部
1486c:嵌合部
1500:端子零件
1505:腕部
1506、1507:腕部片
1506c、1507c:嵌合部
1508:切口槽
1509:腕部
1510、1511:腕部片
1512:切口槽
2020:终端部
2021:基台
2022:正极输入端子
2027:负极输入端子
2027a:端子部
2028:LD端子
2028a:端子部
2034:扳机式开关(动作开关)
2035:马达(驱动部)
2050、2050A:终端部
2050d、2050e:箭头
2051:基台
2051b:凹部
2052、2052A:正极输入端子
2052a、2052b:端子部
2052c:配线部
2052f:端子部
2054:T端子
2054a:端子部
2054c:配线部
2055:V端子
2055a:端子部
2056:LS端子
2056a:端子部
2056c:配线部
2057、2057A:负极输入端子
2057a:端子部
2058:LD端子
2058a:端子部
2058c:配线部
2058f:端子部
2059:短路棒
2059a:连接部
2059b、2059c:端子部
2059d:短路棒连接开关
2079b、2079c:(短路棒的)端子部
2100:电池组
2146:上侧单元组件
2146a~2146e:电池单元
2147:下侧单元组件
2147a~2147e:电池单元
2496~2499:引线
2150、2150A:电路基板
2150a:表面侧
2150b:背面侧
2150c、2150d:凹部
2151:安装孔
2152a~2152f:贯穿孔
2153a、2153b:焊盘
2155:粘着树脂
2155a~2155c:粘着树脂
2156a:(流入树脂的)主区域
2156b:(流入树脂的)副区域
2157:配线图案
2160:连接端子群配置区域
2161、2162:上侧正极端子
2161a、2161b、2162a、2162b:腕部
2164:T端子
2165:V端子
2166:LS端子
2167:上侧负极端子
2167a、2167b:腕部
2168:LD端子
2171、2172:下侧正极端子
2171a、2171b、2172a、2172b:腕部
2177:下侧负极端子
2177a、2177b:腕部
2180:基板盖
2181:连结构件
2181a:上表面
2181b~2181f:脚部
2182:分隔壁
2182a:铅垂壁部
2182b:水平壁部
2182c:左端位置
2183:分隔壁
2183a:铅垂壁部
2183b、2183c:水平壁部
2184:分隔壁
2184a、2184d:铅垂壁部
2184b:水平壁部
2184c:封堵板
2184e:后连接板
2184f:空间
2184g:底板
2185、2186:分隔壁
2185a:铅垂壁部
2187:分隔壁
2187a:铅垂壁部
2187b:水平壁部
2188:分隔壁
2188a:铅垂壁部
2188b:水平壁部
2191a、2191b:嵌合肋部
2192a、2192b:台阶部
2196:(短路棒连接开关2059的)连接动作
2197:扳动动作
2198:微计算机(的动作)
2199:马达(的动作)
2200:终端部
2200a:垂直壁
2200b:水平壁
2201:基台
2201a:上表面
2201c:凹部
2202a、2202b:覆盖部
2203b:水平保持部
2204a~2208a:覆盖部
2204b:水平保持部
2210:分隔件
2210a:上边
2210c:下边
2210d:后边
2220:上侧端子零件
2230:下侧端子零件
2240:信号端子零件
2241:基体部
2242:桥接部
2243:右侧侧面
2243a:延伸部
2243b:弯折部
2243c:剪除部
2244:左侧侧面
2245:腕部基部
2245b:切口槽
2246:腕部基部
2246b:切口槽
2249、2250:脚部
2250a、2250b:台阶部
2251~2254:腕部
2256:焊料
2260:上侧端子零件
2261:基体部
2262:桥接部
2262a:台阶部
2263:右侧侧面
2263a:弯折部
2264:左侧侧面
2264c:增强面
2265:腕部
2265a:平面部
2265d:嵌合部
2266:腕部
2267:脚部
2280:下侧端子零件
2281:基体部
2282:桥接部
2283:右侧侧面
2284:左侧侧面
2284c:缺口部
2285、2286:腕部
2291:切口部
2380:基板盖
2381a:上表面
2386a:台阶部
2445:隔板
2445a:螺孔
2445c、2445d:凸部
2445e:板部
2446:空间
2447a、2447b:螺丝基座
2450:突片固持件
2461、2466:引出板
2461a、2466a:引出突片
2461b:端子面
2461c:水平面部
2461d:熔丝部
2461e:缺口部
2462、2463、2464、2465:连接板
2462a、2463a:中间引出突片
2464a、2465a:连接端子
2471、2476:引出板
2471a、2476a:引出突片
2471b:端子面
2471c:侧面部
2471d:水平面部
2471e:熔丝部
2471f、2471g:缺口部
2471h:散热部
2472、2473、2474、2475:连接板
2472a~2475a:连接端子
2482a、2482b:绝缘片
2496~2499:引线
2494b、2496b~2499b:(引线的)端部
2500:终端固持件
2501:水平壁
2501a:水平面
2501b:垂直面
2502:挂卡爪
2503a~2503d:弯曲肋部
2504a、2504b:弯曲肋部
2506:台阶面
2510:基体部
2510b:底面部
2515:水平面(水平壁)
2516:凹部
2516a、2516b:突出部
2522:正极输入端子
2524:T端子
2525:V端子
2526:LS端子
2527:负极输入端子
2528:LD端子
2532:空洞部
2550:终端固持件
2551a:水平面
2556:台阶面
2560:基体部
2565:水平面(引导面)
2572:正极输入端子
2577:负极输入端子
2582:空洞部
2588b、2588c:端子部
2650、2650A、2650B:终端部
2660、2660A:基体部
2661b:垂直壁
2665:水平面
2665a:(水平面的)下面
2665b:凸部
2666a、2666b:突出部(卡合部)
2672:正极输入端子
2677:负极输入端子
2680:基板盖
2688b、2688c:端子部
2690:缓冲材
2692a、2692c:(第2)引导部
2692b:(第1)引导部
2695a、2695b:导向用轨道
2697a、2697b:引导部
2801:电动工具本体
2802:壳体
2803:握持部
2804:扳机式开关
2806:马达
2810:电池组装设部
2811a:轨道槽
2818:装设方向
2820:终端部
2820a:垂直面
2820b:水平面
2822:正极输入端子
2822a:端子部
2822b:连接部
2822c:配线用端子部
2827:负极输入端子
2827a:端子部
2827b:连接部
2827c:配线用端子部
2828:LD端子
2830:电动工具本体
2836:马达
2850:终端部
2852:正极输入端子
2852a:端子部
2852c:配线用端子部
2857:负极输入端子
2857a:端子部
2857b:连接部
2857c:配线用端子部
2859:短路棒
2859a:水平部分
2859b、2859c:端子部
2860:电池组
2861:下阶面
2862:上阶面
2863:隆起部
2864a、2864b:轨道
2865:闩锁按钮
2872:正极侧狭槽
2877:负极侧狭槽
2878:狭槽
2882:前侧正极端子
2882b、2882d:腕部
2882c、2882e:接触端子部(嵌合部)
2887:前侧负极端子
2892:后侧正极端子
2892a:平板部
2892b:腕部
2892c:接触端子部
2897:后侧负极端子

Claims (33)

1.一种电动机器,包括:
通过特定的电压进行动作的高电压的电动机器本体;以及可连接于所述电动机器本体的电池组,其特征在于,
所述电池组具有:多个单元组件,至少具有一个单元;正极端子群,由从所述多个单元组件的正极各自延伸的多个正极端子以邻接方式配置所构成;负极端子群,由从所述多个单元组件的负极各自延伸的多个负极端子以邻接方式配置所构成;以及壳体,收容所述多个单元组件、正极端子群及负极端子群,
高电压的所述电动机器本体具有:高电压用的正极输入端子,可与所述多个正极端子中的一个正极端子连接;高电压用的负极输入端子,可与所述多个负极端子中的一个负极端子连接;以及短路器,可与所述多个正极端子中的其他正极端子及所述多个负极端子中的其他负极端子两者连接,
当所述电池组连接于高电压的所述电动机器本体时,所述一个正极端子与所述高电压用的正极输入端子嵌合,所述一个负极端子与所述高电压用的负极输入端子嵌合,所述其他正极端子与所述其他负极端子通过所述短路器电性地连接,从而所述多个单元组件彼此串联地连接,
当所述电池组未连接于高电压的所述电动机器本体时,所述多个单元组件彼此被切断。
2.根据权利要求1所述的电动机器,其特征在于,
所述电池组具有输入或输出信息或信号的信号端子,
所述信号端子配置于所述正极端子群与所述负极端子群之间的位置。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的电动机器,其特征在于,
所述电池组的壳体具有:第1狭槽,设置于与所述正极端子群对应的位置;第2狭槽,设置于与所述负极端子群对应的位置,
当所述电池组连接于高电压的所述电动机器本体时,所述高电压用的正极输入端子插入所述第1狭槽,与所述一个正极端子嵌合,所述高电压用的负极输入端子插入所述第2狭槽,与所述一个负极端子嵌合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机器,其特征在于,
所述正极端子群配置在较所述多个单元组件上方的位置,
构成所述正极端子群的一个正极端子通过一个连接构件连接到构成所述多个单元组件的一个单元组件所具有的一个电池单元,
构成所述正极端子群的其他正极端子通过其他连接构件连接到构成所述多个单元组件的其他单元组件所具有的其他电池单元,
所述其他正极端子配置在较所述一个正极端子上方或后方的位置,且所述其他电池单元配置在较所述一个电池单元后方的位置,或者,所述其他正极端子配置在较所述一个正极端子下方或前方的位置,且所述其他电池单元配置在较所述一个电池单元前方的位置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动机器,其特征在于
所述电池组具有连接所述正极端子群与所述负极端子群的电路基板,
所述一个连接构件具有设置在所述电路基板上的一个配线图案,所述其他连接构件具有设置在所述电路基板上的其他配线图案,所述其他配线图案配置在较所述一个配线图案后方的位置,或者,所述其他配线图案配置在较所述一个配线图案前方的位置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动机器,其特征在于
在所述电池组连接至高电压的所述电动机器本体的状态下,所述电池组或高电压的所述电动机器本体具有:端子间绝缘构件,由在构成所述正极端子群的一个正极端子与其他正极端子之间延伸的绝缘性构件所构成。
7.一种电动机器系统,其具有:根据权利要求1至6中任一项所述的电动机器;以及通过较所述规定电压低的电压进行动作的低电压的电动机器本体,其特征在于,
低电压的所述电动机器本体具有:低电压用的正极输入端子,可与构成所述正极端子群的所述多个正极端子连接;以及低电压用的负极输入端子,可与构成所述负极端子群的所述多个负极端子连接,
当所述电池组连接于低电压的所述电动机器本体时,所述多个正极端子与所述低电压用的正极输入端子嵌合,所述多个负极端子与所述低电压用的负极输入端子嵌合,从而所述多个单元组件彼此并联地连接。
8.根据权利要求7所述的电动机器系统,其特征在于,
在所述电池组连接至低电压的所述电动机器本体的状态下,所述端子间绝缘构件允许构成所述正极端子群的所述多个正极端子与所述低电压用的正极输入端子嵌合。
9.一种电动机器系统,其具有:通过规定电压进行动作的低电压的电动机器本体;通过较所述规定电压高的电压进行动作的高电压的电动机器本体;以及可与低电压的所述电动机器本体与高电压的所述电动机器本体连接的电池组,其特征在于,
所述电池组具有:多个单元组件,至少具有一个单元;第1切换端子群,由与所述多个单元组件连接的多个切换端子以彼此邻接的方式配置所构成;以及壳体,收容所述多个单元组件及所述第1切换端子群,
低电压的所述电动机器本体具有可与所述第1切换端子群嵌合的第1低电压用切换元件,
高电压的所述电动机器本体具有可与所述第1切换端子群嵌合、且以不同于所述第1低电压用切换元件的构造所构成的第1高电压用切换元件,
当低电压的所述电动机器本体连接于所述电池组时,所述第1低电压用切换元件与所述第1切换端子群嵌合,从而所述多个单元组件彼此并联地连接,
当高电压的所述电动机器本体连接于所述电池组时,所述第1高电压用切换元件与所述第1切换端子群嵌合,从而所述多个单元组件彼此串联地连接。
10.根据权利要求9所述的电动机器系统,其特征在于,
所述电池组具有:第2切换端子群,由与所述多个单元组件连接的多个切换端子以不同于所述第1切换端子群的彼此邻接的方式配置所构成,
低电压的所述电动机器本体具有可与所述第2切换端子群嵌合的第2低电压用切换元件,
高电压的所述电动机器本体具有可与所述第2切换端子群嵌合、且以不同于所述第2低电压用切换元件的构造所构成的第2高电压用切换元件,
当所述电池组连接于低电压的所述电动机器本体时,所述第1切换端子群与所述第1低电压用切换元件嵌合,所述第2切换端子群与所述第2低电压用切换元件嵌合,从而所述多个单元组件彼此并联地连接,
当所述电池组连接于高电压的所述电动机器本体时,所述第1切换端子群与所述第1高电压用切换元件嵌合,所述第2切换端子群与所述第2高电压用切换元件嵌合,从而所述多个单元组件彼此串联地连接。
11.根据权利要求9或10中任一项所述的电动机器系统,其特征在于,
当所述电池组未连接于低电压的所述电动机器本体或者高电压的所述电动机器本体时,所述多个单元组件彼此不连接。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的电动机器系统,其特征在于,
低电压的所述电动机器本体所具有的所述第1低电压用切换元件或者所述第2低电压用切换元件以与构成所述第1切换端子群的所述多个切换端子彼此连接而成为同一电位的方式所构成,
高电压的所述电动机器本体所具有的所述第1高电压用切换元件或者所述第2高电压用切换元件以与构成所述第1切换端子群的所述多个切换端子彼此分离而成为不同电位的方式所构成。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的电动机器系统,其特征在于,
所述第1切换端子群作为与从所述多个单元组件的正极各自延伸的多个正极端子邻接的方式配置而构成的正极端子群来构成,所述第2切换端子群作为与从所述多个单元组件的负极各自延伸的多个负极端子邻接的方式配置而构成的负极端子群来构成,
所述第1低电压用切换元件以可与构成所述正极端子群的多个正极端子彼此连接的方式构成,所述第2低电压用切换元件以可与构成所述负极端子群的多个负极端子彼此连接的方式构成,
所述第1高电压用切换元件具有:正极输入端子,可与所述多个正极端子中的一个正极端子嵌合;以及第1短路器,可与其他正极端子嵌合,所述第2高电压用切换元件具有:负极输入端子,可与所述多个负极端子中的一个负极端子嵌合;以及第2短路器,可与其他负极端子嵌合,所述第1短路器与所述第2短路器彼此连接,
当所述电池组连接于低电压的所述电动机器本体时,所述正极端子群与所述第1低电压用切换元件嵌合,所述多个正极端子彼此连接,所述负极端子群与所述第2低电压用切换元件嵌合,所述多个负极端子彼此连接,从而所述多个单元组件彼此并联地连接,
当所述电池组连接于高电压的所述电动机器本体时,所述一个正极端子与所述正极输入端子嵌合,所述其他正极端子与所述第1短路器嵌合,所述一个负极端子与所述负极输入端子嵌合,所述其他负极端子与所述第2短路器嵌合,从而所述多个单元组件彼此串联地连接。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的电动机器系统,其特征在于,
所述电池组的壳体具有:一个第1狭槽,设置于与构成所述第1切换端子群的多个切换端子对应的位置,
所述第1狭槽允许所述第1低电压用切换元件及所述第1高电压用切换元件插入至所述第1狭槽,与所述第1切换端子群嵌合。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的电动机器系统,其特征在于,
构成所述第1切换端子群的一个切换端子通过一个连接构件连接到构成所述多个单元组件的一个单元组件所具有的一个电池单元,
构成所述第1切换端子群的其他切换端子通过其他连接构件连接到构成所述多个单元组件的其他单元组件所具有的其他电池单元,
所述其他切换端子配置在较所述一个切换端子上方或后方的位置,且所述其他电池单元配置在较所述一个电池单元后方的位置,或者,所述其他切换端子配置在较所述一个切换端子下方或前方的位置,且所述其他电池单元配置在较所述一个电池单元前方的位置。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的电动机器系统,其特征在于,
所述电池组具有连接所述第1切换端子群的电路基板,
所述一个连接元件具有设置在所述电路基板上的一个配线图案,所述其他连接元件具有设置在所述电路基板上的其他配线图案,所述其他配线图案配置在较所述一个配线图案后方的位置,或者,所述其他配线图案配置在较所述一个配线图案前方的位置。
17.根据权利要求9至16中任一项所述的电动机器系统,其特征在于,
在所述电池组连接至高电压的所述电动机器本体的状态下,所述电池组、低电压的所述电动机器本体或高电压的所述电动机器本体的至少一个具有端子间绝缘构件,其由在构成所述正极端子群的一个正极端子与其他正极端子之间延伸的绝缘性构件所构成。
18.根据权利要求17所述的电动机器系统,其特征在于,
在所述电池组连接至低电压的所述电动机器本体或者高电压的所述电动机器本体的状态下,所述端子间绝缘构件允许所述第1切换端子群与所述第1低电压用切换元件或所述第1高电压用切换元件嵌合。
19.一种电池组,其具备多个单元组件,并能够切换所述多个单元组件的连接状态,所述电池组的特征在于:
将连接于各单元组件的正极或负极的切换端子群邻接配置于共同的狭槽内,并将电动机器本体的端子插入至所述狭槽内,通过所述电动机器本体的端子使所述切换端子群短路,由此能够切换所述多个单元组件的连接状态。
20.一种电动机器,其具有根据权利要求19所述的所述电池组、以及能够连接于所述电池组的高电压的所述电动机器本体,所述电动机器的特征在于,
所述电动机器本体具有将所述多个单元组件彼此串联地连接的短路器,
当所述电池组连接于高电压的所述电动机器本体时,构成所述切换端子群的多个端子中的至少一个端子连接于所述短路器,从而所述多个单元组件彼此串联地连接,
当所述电池组未连接于高电压的所述电动机器本体时,构成所述切换端子群的多个端子中的任一端子均不连接于所述短路器,从而所述多个单元组件彼此被切断。
21.一种电动机器,其具有根据权利要求19所述的所述电池组、以及能够连接于所述电池组的低电压的所述电动机器本体,所述电动机器的特征在于,
所述电动机器本体具有将所述多个单元组件彼此并联地连接的输入端子,
当所述电池组连接于低电压的所述电动机器本体时,构成所述切换端子群的多个端子中的至少两个端子连接于所述输入端子,从而所述多个单元组件彼此并联地连接,
当所述电池组未连接于低电压的所述电动机器本体时,构成所述切换端子群的多个端子中的任一端子均不连接于所述输入端子,从而所述多个单元组件彼此被切断。
22.一种电动机器系统,其具有:根据权利要求19所述的所述电池组、根据权利要求20所述的高电压的所述电动机器本体、以及根据权利要求21项所述的低电压的所述电动机器本体。
23.根据权利要求19所述的所述电池组,其特征在于
所述电池组具有:在所述电池组的左右沿前后方向延伸的一对轨道;以及在所述一对轨道之间在左右方向上并列的第1狭槽及第2狭槽,
所述切换端子群具有:第1切换端子群,将连接于构成所述多个单元组件的各个单元组件的正极的多个正极端子邻接配置于所述第1狭槽内而构成;第2切换端子群,将连接于构成所述多个单元组件的各个单元组件的负极的多个负极端子邻接配置于所述第2狭槽内而构成。
24.一种电动机器,其具有根据权利要求23所述的所述电池组、以及能够连接于所述电池组的高电压的所述电动机器本体,所述电动机器的特征在于,
所述电动机器本体具有将所述多个单元组件彼此串联地连接的短路器,
当所述电池组连接于高电压的所述电动机器本体时,构成所述第1切换端子群的多个正极端子中的至少一个正极端子连接于所述短路器,并且构成所述第2切换端子群的多个负极端子中的至少一个负极端子连接于所述短路器,从而所述多个单元组件彼此串联地连接,
当所述电池组未连接于高电压的所述电动机器本体时,构成所述第1切换端子群及所述第2切换端子群的多个端子中的任一端子均不连接于所述短路器,从而所述多个单元组件彼此被切断。
25.一种电动机器,其具有根据权利要求23所述的所述电池组、以及能够连接于所述电池组的低电压的所述电动机器本体,所述电动机器的特征在于,
所述电动机器本体具有将所述多个单元组件彼此并联地连接的正极输入端子及负极输入端子,
当所述电池组连接于低电压的所述电动机器本体时,构成所述第1切换端子群的多个正极端子中的至少两个正极端子连接于所述正极输入端子而彼此电性短路,并且构成所述第2切换端子群的多个负极端子中的至少两个负极端子连接于所述负极输入端子而彼此电性短路,从而所述多个单元组件彼此并联地连接,
当所述电池组未连接于低电压的所述电动机器本体时,构成所述第1切换端子群及所述第2切换端子群的多个端子中的任一端子均不连接于所述正极输入端子及所述负极输入端子,从而所述多个单元组件彼此被切断。
26.一种电动机器系统,其具有:根据权利要求23所述的所述电池组、根据权利要求6所述的高电压的所述电动机器本体、以及根据权利要求7所述的低电压的所述电动机器本体。
27.根据权利要求23所述的所述电池组,其特征在于
构成所述第1切换端子群的多个正极端子在所述第1狭槽内,以在与左右方向大致正交的方向上并列的方式配置,并且构成所述第2切换端子群的多个负极端子在所述第2狭槽内,以在与左右方向大致正交的方向上并列的方式配置。
28.一种电动机器,其具有根据权利要求27所述的所述电池组、以及能够连接于所述电池组的高电压的所述电动机器本体,所述电动机器的特征在于,
所述电动机器本体具有将所述多个单元组件彼此串联地连接的短路器,
所述短路器具有沿与左右方向大致正交的方向延伸的第1端子部及第2端子部、以及连接第1端子部与第2端子部的连接部,
当所述电池组连接于高电压的所述电动机器本体时,构成所述第1切换端子群的多个正极端子中的至少一个正极端子连接于所述短路器的第1端子部,并且构成所述第2切换端子群的多个负极端子中的至少一个负极端子连接于所述短路器的第2端子部,从而所述多个单元组件彼此串联地连接,
当所述电池组未连接于高电压的所述电动机器本体时,构成所述第1切换端子群及所述第2切换端子群的多个端子中的任一端子均不连接于所述短路器,从而所述多个单元组件彼此被切断。
29.一种电动机器,其具有根据权利要求27所述的所述电池组、以及能够连接于所述电池组的低电压的所述电动机器本体,所述电动机器的特征在于,
所述电动机器本体具有将所述多个单元组件彼此并联地连接的正极输入端子及负极输入端子,
所述正极输入端子及所述负极输入端子以沿与左右方向大致正交的方向延伸的方式构成,
当所述电池组连接于低电压的所述电动机器本体时,构成所述第1切换端子群的多个正极端子中的至少两个端子连接于所述正极输入端子而彼此电性短路,并且构成所述第2切换端子群的多个负极端子中的至少两个负极端子连接于所述负极输入端子而彼此电性短路,从而所述多个单元组件彼此并联地连接,
当所述电池组未连接于低电压的所述电动机器本体时,构成所述第1切换端子群及所述第2切换端子群的多个端子中的任一端子均不连接于所述正极输入端子及负极输入端子,从而所述多个单元组件彼此被切断。
30.一种电动机器系统,其具有:根据权利要求27所述的所述电池组、根据权利要求28所述的高电压的所述电动机器本体、以及根据权利要求29所述的低电压的所述电动机器本体。
31.根据权利要求19所述的电池组,其特征在于,连接于所述正极的所述切换端子群为电性独立的上侧端子与下侧端子,
连接于所述负极的所述切换端子群为电性独立的上侧端子与下侧端子,
所述正极的所述上侧端子与所述负极的所述下侧端子连接于第1单元组件,
所述正极的所述下侧端子与所述负极的所述上侧端子连接于第2单元组件。
32.根据权利要求19、23、27或31中任一项所述的电池组,其特征在于,
构成所述切换端子群的多个端子之间设有绝缘性的分割壁,所述分割壁允许所述电动机器本体的端子与所述切换端子群连接。
33.一种电动机器系统,其特征在于具有:根据权利要求19至32中任一项所述的电池组,
构成所述切换端子群的一个端子配置在较所述多个单元组件上方的位置,且连接至构成所述多个单元组件的一个单元组件所具有的一个电池单元,
构成所述切换端子群的其他切换端子配置在较所述多个单元组件上方的位置,且连接至构成所述多个单元组件的其他单元组件所具有的其他电池单元,
所述其他切换端子配置在较所述一个切换端子上方或后方的位置,且所述其他电池单元配置在较所述一个电池单元后方的位置。
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