CN116454509A - 用于与电动工具一起使用的电池组 - Google Patents

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K·J·拉多维什
J·P·埃尔弗林
Z·L·辛顿
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Abstract

一种用于与电动工具一起使用的电池组，所述电池组包括：壳体，其具有内部腔体，一个或多个电池单元支撑在所述内部腔体中，所述壳体具有一组开口；印刷电路板，其支撑在所述壳体内，所述一个或多个电池单元与所述印刷电路板电气通信；电池组触点，其联接到所述印刷电路板并与所述印刷电路板电气通信；端子块，其由所述印刷电路板支撑并封闭所述电池组触点；所述电池组触点位于所述端子块内并且可通过所述壳体的所述一组开口接近；以及垫片，其位于所述端子块的壁和所述壳体之间。

Description

用于与电动工具一起使用的电池组
本申请是申请号为202080017845.5、申请日为2020年2月26日、名称为“电动工具和用于与其一起使用的电池组”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及电气装置(例如，电动工具)和用于与电气装置一起使用的电池。
背景技术
防止水和其他碎屑渗入电动工具和用于与电动工具一起使用的电池组对于电动工具和用于与电动工具一起使用的电池组的健康很重要。水和其它碎屑可能导致电动工具和电池组的内部部件变质。
发明内容
在第一方面，公开了一种电动工具系统。电动工具系统包括电动工具，其包括电动工具壳体，其包括可移除地接收电池组的电池接收部分，以及由电动工具壳体支撑的装置触点。装置触点被配置为与电池组机械连接和电连接。电动工具系统还包括电池组，其包括电池组壳体，其具有内部腔体和一组开口，一个或多个电池单元支撑在内部腔体中。框架构件位于电池组壳体内。印刷电路板由框架构件支撑在电池组壳体内，并且一个或多个电池单元与印刷电路板电气通信。电池组触点联接到印刷电路板并与印刷电路板电气通信，电池组触点中的每一个可通过电池组壳体中的一组开口中的一个接近(accessible)。端子块由印刷电路板支撑并封闭电池组触点。电池组触点可通过端子块的第一壁接近。第一垫片位于端子块的第一壁和电池组壳体之间，并且第一垫片具有邻接第一壁和框架构件的至少一部分的表面。第二垫片位于端子块的第二壁和印刷电路板之间。
可选地，涂层覆盖装置触点中的每一个的至少一部分，涂层是绝缘体。可选地，涂层是喷涂丙烯酸。可选地，第一垫片包括第一组开口并且第二垫片包括第二组开口，第一组开口中的每一个对应于端子块的第一壁中的开口，并且第二组开口中的每一个对应于端子块的第二壁中的开口。可选地，第一垫片和第二垫片防止流体和碎屑进入端子块。
在第二方面，公开了一种用于与电动工具一起使用的电池组。电池组包括壳体，其具有内部腔体和一组开口，一个或多个电池单元支撑在内部腔体中。印刷电路板支撑在壳体内，并且一个或多个电池单元与印刷电路板电气通信。电池组触点联接到印刷电路板并与印刷电路板电气通信，并且电池组触点中的每一个可通过壳体中的一组开口中的一个接近。端子块由印刷电路板支撑并封闭电池组触点。端子块包括具有第一组开口的壁，并且壁中的开口中的每一个对应于壳体中的开口中的一个。垫片位于端子块的壁和壳体之间。垫片包括一组开口，并且开口中的每一个对应于电池组的壳体中的开口中的一个和端子块中的一组开口中的一个。
可选地，垫片防止流体和碎屑进入壳体中的开口和端子块中的开口。可选地，垫片的厚度对应于端子块的壁和壳体之间的距离，垫片被配置为减少壳体和端子块之间的振动。可选地，垫片是第一垫片，并且第二垫片位于印刷电路板和端子块之间，第二垫片防止流体和碎屑进入端子块。可选地，壁为第一壁，第二垫片包括一组开口，第二垫片的一组开口中的每一个对应于端子块的第二壁中的开口。可选地，垫片覆盖并延伸超出端子块的壁的外周。可选地，垫片中的开口中的每一个完全包围端子块中相应的开口。可选地，垫片包括邻接壳体的第一表面的第一表面，以及邻接壳体的第二表面的第二表面。可选地，电池组还包括定位在壳体内并被配置为支撑印刷电路板的框架构件。可选地，垫片包括邻接壳体的第一表面的第一表面和与第一表面相对的第二表面，第二表面邻接端子块的壁和框架构件的一部分。
在第三方面，公开了一种用于与电动工具一起使用的电池组。电池组包括壳体，其具有内部腔体和一组开口，一个或多个电池单元支撑在内部腔体中。印刷电路板支撑在壳体内，并且一个或多个电池单元与印刷电路板电气通信。电池组触点联接到印刷电路板并与印刷电路板电气通信。端子块由印刷电路板支撑并封闭电池组触点。电池组触点中的每一个可通过壳体中的一组开口中的一个和端子块接近。第一垫片位于端子块的第一壁和壳体之间。第一垫片包括第一表面、与第一表面相对的第二表面，以及第三表面。第一表面与壳体的第一表面接触，第二表面与端子块的壁接触，并且第三表面与壳体的第二表面接触。第二垫片位于端子块的第二壁和印刷电路板之间。
可选地，第一垫片覆盖并延伸超出端子块的第一壁的外周。可选地，第一垫片中的开口中的每一个完全包围端子块中相应的开口。可选地，第一垫片包括第一组开口并且第二垫片包括第二组开口，第一组开口中的每一个对应于端子块的第一壁中的开口，并且第二组开口中的每一个对应于端子块的第二壁中的开口。可选地，第一垫片和第二垫片中的每一个防止水和碎屑进入端子块。
在第四方面，公开了一种电动工具，包括：壳体，其包括可移除地接收电池组的电池接收部分，以及装置触点，其由壳体支撑，装置触点被配置为与电池组机械连接和电连接；以及涂层，其覆盖装置触点中的每一个的至少一部分，涂层是绝缘体。可选地，涂层是喷涂丙烯酸。
通过考虑详细描述和附图，本发明的其他方面将变得显而易见。
附图说明
图1是联接到具有电池接收部分的电气装置的电池组的侧视图。
图2是包括电气装置端子的图1所示的电池接收部分的透视图。
图3是图2的电气装置端子的透视图。
图4是图2的电气装置端子的另一透视图。
图5是包括壳体的图1所示的电池组的透视图。
图6是图5所示的电池组的透视图，其中移除了壳体的一部分并示出了第一垫片。
图7是图6的第一垫片的前视图。
图8是图6的第一垫片的透视图。
图9是电池组的壳体的一部分和第一垫片的透视图。
图10是图5的电池组的透视图，其中移除了壳体，该电池组包括第一垫片。
图11是图5的电池组的透视图，其中移除了壳体、第一垫片和端子块的一部分。
图12是端子块和第二垫片的透视图。
图13是端子块和第二垫片的另一透视图。
图14是辅助框架构件的透视图。
图15是具有第三垫片的辅助框架构件的透视图。
具体实施方式
在详细解释本发明的任何独立实施例之前，应当理解，本发明的应用不限于在以下描述中阐述或在附图中示出的构造细节和部件布置。本发明能够具有其他独立实施例，并且能够以各种方式实践或实施。另外，应当理解，本文所使用的措词和术语是出于描述的目的，而不应被认为是限制性的。
本文所使用的“包括”和“包含”及其变型的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。本文使用的“由…组成”及其变型的使用旨在仅涵盖其后列出的项目及其等同物。除非另有说明或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变型被广义地使用，并且涵盖直接和间接的安装，连接，支撑和联接。
另外，本文描述为由一个部件执行的功能可由多个部件以分布式方式执行。同样，由多个部件执行的功能可合并并由单个部件执行。类似地，被描述为执行特定功能的部件也可以执行本文未描述的附加功能。例如，以特定方式“配置”的装置或结构至少以这种方式配置，但是也可以未列出的方式配置。
图1示出了被配置为接收电池组54(例如，可再充电锂离子电池组)的电气装置10。在所示的实施例中，电气装置是电钻，但电气装置可以是任何类型的电动工具、户外工具或非机动装置(例如，灯、音频装置等)。
参考图1和图2，电气装置包括壳体40，其具有电池接收部分50，电池接收部分50限定纵向轴线42(即，电池插入轴线)并具有腔体70，腔体70由下表面74、一对侧壁78和端壁82限定。开口端86与端壁82相对。此外，上端壁90在腔体70附近在端壁82上方延伸。装置触点94支撑在端壁82上并且被配置为与电池组54机械连接和电连接，以在它们之间传输电力。
如图3所示，在一个实施例中，装置触点94的至少一部分包括涂层98，涂层98是绝缘体。在所示的实施例中，绝缘体是喷涂丙烯酸，但绝缘体可以具有任何合适的配方。此外，并如图4所示，在另一实施例中，工具垫片100被定位成抵靠端壁82并相邻于和围绕装置触点94。当插入电池组54时，垫片100压缩。
重新参考图2，电池接收部分50包括在开口端86和端壁82之间(例如，如图2所示，从开口端86到端壁82)延伸的阶梯式凹槽104。阶梯式凹槽104由设置在侧壁78上的轨道108限定。轨道108从侧壁78突出，以限定面向下表面74的凹槽104的上部范围。
在所示的实施例中，电池接收部分50还包括闩锁机构114，其在开口端86附近从下表面74突出。闩锁机构联接到致动器118。闩锁机构114具有第一位置和第二位置。闩锁机构114被偏压(即，由弹簧或凸轮构件等)到第一位置。在第一位置，闩锁机构114被配置为接合电池组54，以保持在电池接收部分50内的电池组54与电气装置10之间的接合。然而，在其他实施例(未示出)中，闩锁机构114可以设置在各种位置(例如，在侧壁78、端壁82、上端壁90等上)，以使得闩锁机构114接合电池组54上的相应结构，以保持电池组54和电气装置10之间的接合，并将电池组54保持在电池接收部分50内。在第二位置，闩锁机构114定位在壳体40内，使得电池组54可在不与闩锁机构114接合的情况下插入腔体70以及从腔体70移除。致动器118可移动以将闩锁机构114从第一位置移动到第二位置。
进一步参考图2，弹出器138支撑在端壁90上。弹出器138包括弹出构件142，其由偏压构件(例如，一个或多个弹簧(未示出))偏压，以突出穿过端壁90。当电池组54附接到壳体40的电池接收部分50时，弹出构件142被推入端壁90以压缩偏压构件。从这个位置，弹出器138被配置为在电池组54上施加力F，以将电池组54推出电池接收部分50(例如，在释放闩锁机构114时)。
图5、图6和图10示出了用于与上述电池接收部分50一起使用的电池组54。电池组54包括限定内部腔体的壳体150，一个或多个电池单元152支撑在内部腔体中。每个电池单元152可具有在约3V和约5V之间的标称电压，并且可具有在约2Ah和约6Ah之间(在一些情况下，在约3Ah和约5Ah之间)的标称容量。电池单元152可以是任何可再充电电池单元化学类型，例如锂(Li)、锂离子(Li-ion)、其他锂基化学物质、镍-镉(NiCd)、镍-金属氢化物(NiMH)等。
电池单元152可串联连接、并联连接或串并联组合连接，以提供期望的电池组54的电气特性(例如，额定电压、电流输出、电流容量、功率容量等)。电池单元152电联接到电池组触点154(图11)，其支撑在壳体150上或内，并被配置为电接合并机械接合装置触点94，以促进装置10和电池组54之间的电力传输。
进一步参考图5，壳体150包括突出部158，其在前端160支撑电池组触点154(图11)。具体地，前端160包括一组开口162。开口162中的每一个对应于电池组触点154中的一个。在每个横向侧上，轨道166横向地向外延伸以限定凹槽170。在后端174附近，顶表面178限定狭槽或凹部182，其尺寸和形状被设计成以与闩锁机构114配合。
通过将电池组54的轨道166与电池接收部分50的凹槽58对准，然后沿着电池插入轴线42滑动电池组54直到装置触点94接合电池组触点154，电池组54被联接到电池接收部分50。
应当理解，如果电池接收部分50的尺寸和形状被改变，则电池组54的尺寸和形状可以做出相应的变化。例如，轨道108、166的几何构造将一致地变化以便保持电池组54和电池接收部分50之间的配合接合。应当理解，在其他构造(未示出)中，轨道108、166的定向可以相反，其中轨道108指向外而轨道166指向内。
如图6和图10所示，位于壳体150内的是电池单元保持件200、辅助框架构件204、第一印刷电路板(PCB)208、第二印刷电路板210和端子块212(图12和图13)。如图10所示，电池单元保持件200保持电池单元152。辅助框架构件204位于壳体150内的电池单元保持件200的一侧上。电池单元152与第一PCB 208电气通信。第一PCB 208具有第一表面208a和与第一表面208a相对的第二表面208b(图11)，并且第一PCB 208由辅助框架构件204支撑。电池组触点154联接到第一PCB 208，从第一PCB 208延伸，并与第一PCB 208通信。端子块212由第一PCB 208支撑并封闭电池组触点154。
参考图12和图13，端子块212具有第一壁212a、第二壁212b、第三壁212c、第四壁212d、第五壁212e和第六壁212f。六个壁212a-212f限定内部隔间220，电池组触点154位于内部隔间220中。第一或前壁212a具有延伸穿过其中的第一组开口228。开口228中的每一个对应于电池组触点154中的一个。因此，第一开口228中的每一个的尺寸和形状被设计为接收相应的配合装置触点94。第二或底壁212b具有延伸穿过其中的第二组开口236。底壁212b(并且因此第二开口236)定位成面向第一PCB 208，使得电池组触点154从第一PCB 208延伸穿过第二多个开口236并进入端子块212的内部隔间220。端子块212的第三或顶壁212c、第四壁212d(例如第一侧壁)、第五壁212d(例如第二侧壁)和第六或后壁212f是封闭的(即，没有开口)。四个封闭壁212c-212f帮助防止流体和其它碎屑进入端子块212。
参考图6至图9，第一垫片250位于端子块212的前壁212a附近。也就是说，第一垫片250位于端子块212和壳体150之间并与端子块212和壳体150接触。第一垫片250包括开口254，开口254中的每一个对应于电池组的壳体150中的开口162中的一个和端子块212中的第一开口228中的一个。此外，开口254中的每一个对应于电池组触点154中的一个。因此，开口254中的每一个的尺寸和形状被设计成接收相应的配合装置接触94。第一垫片250中的开口254中的每一个完全包围端子块212中的相应开口228。在所示的实施例中，第一垫片250覆盖并延伸超出端子块212的第一壁212a的外周。也就是说，第一垫片250具有比端子块212的宽度262(图12)大的宽度258和比端子块212的高度272(图12)大的高度266。更具体地，第一垫片250包括第一宽度258a、大于第一宽度258a的第二宽度258b和大于第二宽度258c的第三宽度258c。宽度258a-258c中的每一个都比端子块212的宽度262大。在其它或附加的实施例中，第一垫片250可以具有比端子块212的宽度262小的宽度258和比端子块212的高度272小的高度266，只要第一垫片250具有足以完全包围端子块212中的开口228的宽度和高度。
另外，并且参考图7，第一垫片250包括邻接壳体150的表面的第一或前表面276、与前表面276相对的第二或后表面280，以及邻接壳体150的另一表面的第三或顶表面284。第一宽度258a对应于顶表面284。第一垫片250的后表面280邻接端子块212的前壁212a和辅助框架构件204的至少一部分。第一垫片的厚度288限定在前表面276和后表面280之间。厚度288对应于并填充端子块212和壳体150之间的间隙(未示出)。间隙由端子块212的前壁212a和壳体150之间的距离限定。第一垫片250在壳体150中的开口162和端子块212中的开口228之间的产生密封。因此，第一垫片250防止流体和其他碎屑通过开口162进入壳体150，并且还防止可能在壳体中的任何流体和碎屑进入端子块212。此外，第一垫片250通过占据端子块212和壳体150之间的间隙而用作抗振机构。也就是说，第一垫片被配置为减少壳体和端子块之间的振动。
如图6和图11至图15所示，第二垫片300(图11至图13)位于第一PCB 208的第一表面208a附近，并且第三垫片304(图14至图15)位于第一PCB 208的第二表面208b附近。具体地，第二垫片300位于端子块212与第一PCB 208的第一表面208a之间，而第三垫片304位于PCB 208的第二表面208b与辅助框架构件204之间。
如图11至图13所示，第二垫片300包括具有开口312的主体308。第二垫片300中的开口312中的每一个对应于端子块212的底壁212b中的第二开口236中的一个。第二垫片300用作为密封件，其防止可能进入端子块212的流体或碎屑到达第一PCB 208，并且防止可能在壳体中的流体和碎屑进入端子块212。
如图14至图15所示，第三垫片304的尺寸和形状被设计成与辅助框架构件204的唇缘320相符。在图14至图15的实施例中，第三垫片304包括第一支腿部分304a和第二支腿部分304b，其从中心部分304c的相对侧延伸。此外，辅助框架构件的唇缘320包括凹槽324，该凹槽324的尺寸和形状被设计为接收第三垫片304。因此，凹槽324也包括第一支腿部分324a和第二支腿部分324b，其从中心部分324c的相对侧延伸。第三垫片304将灌封材料(未示出)保持在辅助框架构件204内。第三垫片304也可用作为附加的密封件，其防止可能进入端子块212的流体或碎屑到达第一PCB 208，并且防止可能在壳体中的流体和碎屑进入端子块212。
在所示的实施例中，垫片250、300、304中的每一个由泡沫构成。在其它实施例中，垫片250、300、304中的每一个可由任何合适的材料构成，并且每个垫片250、300、304的材料不必是相同的。
在所示的实施例中，垫片250、300、304一起消除容纳在电池组54中的各种结构之间的空间。也就是说，垫片250、300防止流体和碎屑流入壳体150。另外，垫片250、300还防止能够进入壳体150的流体和碎屑到达第一PCB 208和容纳在电池组54的壳体150内的其他电气部件。类似地，第一垫片250和第二垫片300还防止可能在壳体中的任何流体和碎屑进入端子块212。如上所述，第三垫片304有助于将灌封化合物保持在电池组54内。
尽管已经参考了某些优选实施例详细描述了本发明，但是在所描述的本发明的一个或多个独立方面的范围和精神内存在变化和修改。

Claims (15)

1.一种用于与电动工具一起使用的电池组，所述电池组包括：
壳体，其具有内部腔体，一个或多个电池单元支撑在所述内部腔体中，所述壳体具有一组开口；
印刷电路板，其支撑在所述壳体内，所述一个或多个电池单元与所述印刷电路板电气通信；
电池组触点，其联接到所述印刷电路板并与所述印刷电路板电气通信；
端子块，其由所述印刷电路板支撑并封闭所述电池组触点；所述电池组触点位于所述端子块内并且可通过所述壳体的所述一组开口接近；以及
垫片，其位于所述端子块的壁和所述壳体之间。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中所述垫片防止流体和碎屑进入所述壳体和所述端子块。
3.根据权利要求1所述的电池组，其中所述垫片的厚度对应于所述端子块的所述壁和所述壳体之间的距离，所述垫片被配置为减少所述壳体和所述端子块之间的振动。
4.根据权利要求1所述的电池组，其中所述垫片是第一垫片，并且其中，第二垫片位于所述印刷电路板和所述端子块之间，所述第二垫片防止流体和碎屑进入所述端子块。
5.根据权利要求1所述的电池组，其中所述垫片覆盖并延伸超出所述端子块的所述壁的外周。
6.根据权利要求1所述的电池组，其中所述垫片包括邻接所述壳体的第一表面的第一表面，以及邻接所述壳体的第二表面的第二表面。
7.根据权利要求1所述的电池组，还包括定位在所述壳体内并被配置为支撑所述印刷电路板的框架构件。
8.根据权利要求7所述的电池组，其中，所述垫片包括邻接所述壳体的第一表面的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面邻接所述端子块的所述壁和所述框架构件的一部分。
9.一种用于与电动工具一起使用的电池组，所述电池组包括：
壳体，其具有内部腔体，一个或多个电池单元支撑在所述内部腔体中，所述壳体具有一组开口；
印刷电路板，其支撑在所述壳体内，所述一个或多个电池单元与所述印刷电路板电气通信；
电池组触点，其联接到所述印刷电路板并与所述印刷电路板电气通信；
端子块，其由所述印刷电路板支撑并封闭所述电池组触点；所述电池组触点中的每一个可通过所述壳体中的所述一组开口中的一个接近；以及
垫片，其位于所述端子块的壁和所述印刷电路板之间。
10.根据权利要求9所述的电池组，其中所述垫片防止流体和碎屑进入所述端子块。
11.根据权利要求9所述的电池组，其中所述垫片是第一垫片，并且所述端子块的所述壁是第一壁；所述电池组还包括位于所述端子块的第二壁和所述壳体之间的第二垫片。
12.根据权利要求11所述的电池组，其中第二垫圈包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述第一表面邻接所述壳体的第一表面，而所述第二表面邻接所述端子块的所述第一壁。
13.根据权利要求11所述的电池组，其中第二垫片覆盖并延伸超出所述端子块的所述第一壁的外周。
14.根据权利要求11所述的电池组，其中第二垫片防止流体和碎屑进入所述壳体和所述端子块。
15.根据权利要求11所述的电池组，其中所述第二垫片的厚度对应于所述端子块的所述壁和所述壳体之间的距离，所述第二垫片被配置为减少所述壳体和所述端子块之间的振动。
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