JP2001043839A - 電池パック、電池パック製造方法 - Google Patents

電池パック、電池パック製造方法

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ブラダス ロバート
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 組立が容易な電池パックを提供する。 【解決手段】 電池パックは、頂部側端子および底部側
端子を有する第一電池セルと頂部側端子に配置される第
一支持部と底部側端子に配置される第二支持部とを具備
する。第一支持部および第二支持部のうちの少なくとも
一方が第一電池セルを所定の位置に維持するためのリブ
を具備する。第一支持部が第一突出部を具備していて第
二支持部が第一突出部に係合する第二突出部を具備す
る。頂部側端子および底部側端子のうちの少なくとも一
方に配置されたパッドを具備する。第一支持部と第二支
持部との間に配置される第二電池セルを具備する。第一
電池セルと第二電池セルとを接続するリード用プレート
を具備する。第一支持部および第二支持部のうちの少な
くとも一方が、流体を通過させる穴を有する。第一電池
セルと第一支持部および第二支持部とを支持するハウジ
ングを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電池パック、さらに
特にコードレス動力工具用の電池パックに関する。
【０００２】
【従来の技術】充電式電池を使用するコードレス装置は
作業場と家庭とに広く普及している。充電式電池は多数
の装置、家庭用品から動力工具までにおいて使用されて
いる。通常、ニッケル−カドミウム電池の電池セルもし
くはニッケル−金属ハイブリッド電池の電池セルがこれ
らコードレス装置内で使用されている。これらコードレ
ス装置は複数の電池セルを使用しているので、電池セル
は通常、電池パックとしてパッケージされている。これ
ら電池パックをコードレス装置に結合させて、これらコ
ードレス装置内に固定する。電池パックをコードレス装
置から取り外すことができて、充電器内もしくはコード
レス装置自体内で充電することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】複数の電池セルは典型
的には電池パック内で使用されているので、電池パック
を組み立てることは困難である。それゆえ、本発明の目
的は組立が容易な電池パックを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明には、改良式電池
パックが示されている。電池パックは、頂部側端子およ
び底部側端子を有する第一の電池セルと、前記頂部側端
子に配置される第一の支持部と、前記底部側端子に配置
される第二の支持部とを具備している。前記第一の支持
部および前記第二の支持部のうちの少なくとも一方が、
前記第一の電池セルを所定の位置に維持するためのリブ
をさらに具備している。前記リブが前記第一の電池セル
の長手方向軸線に沿って、および／または前記第一の支
持部および前記第二の支持部のうちの少なくとも一方か
らほぼ垂直に延びている。前記第一の支持部および前記
第二の支持部が一緒に固定される。さらに、前記第一の
支持部が第一の突出部を具備していて、前記第二の支持
部が前記第一の突出部に係合する第二の突出部を具備し
ている。電池パックは、前記頂部側端子および前記底部
側端子のうちの少なくとも一方に配置されたパッドをさ
らに具備している。前記パッドはほぼ円形である。電池
パックは、前記第一の支持部と前記第二の支持部との間
に配置される第二の電池セルをさらに具備している。前
記第二の電池セルが前記第一の電池セルに隣接しておよ
び／または前記第一の電池セルから隔離して配置されて
いる。電池パックは、前記第一の電池セルと前記第二の
電池セルとを接続するリード用プレートをさらに具備し
ている。前記リード用プレートが、前記第一の支持部お
よび前記第二の支持部のうちの一方を介して前記第一の
電池セルを前記第二の電池セルに接続する。前記第一の
支持部および前記第二の支持部のうちの少なくとも一方
が、流体を通過させる穴を有している。電池パックは、
前記第一の電池セルと前記第一の支持部および前記第二
の支持部とを支持するハウジングをさらに有している。
【０００５】本発明のさらなる特徴と利点とが示されて
いて、添付図面と以下の詳細な説明とからさらに明らか
になるであろう。
【０００６】
【発明の実施の形態】添付図面は本発明の原理に基づく
本発明の好ましい実施態様を示している。本発明は、同
様の参照番号が同様の部品を示している添付図面を参照
して示される。図１から図４を参照すると、本発明の電
池パック１０が動力工具１００、例えばドリル、マイタ
ー鋸、および丸鋸などに接続されている。動力工具１０
０はツール１０３、例えば刃、切削工具またはビット
と、ツール１０３を駆動させるモータ１０１と、モータ
１０１を切り換えるスイッチ１０２とを有しうる。モー
タ１０１を電池パック１０に電気的に接続してもよい。
【０００７】電池パック１０は四つの電池用端子を有し
ているのが好ましい。第一の電池用端子ＰＯＳは電池パ
ック１０用の正の端子である。第二の電池用端子ＮＥＧ
は負の共通端子である。第三の電池用端子ＴＥＭＰは温
度用端子である。第四の電池用端子ＩＤは確認用端子で
ある。電池用端子ＰＯＳとＮＥＧとが、電池パック１０
を充電するための充電器（図示しない）から供給された
充電用電流を受ける。
【０００８】電池セル２１は電池用端子ＰＯＳとＮＥＧ
との間に結合されている。さらに、温度検出装置ＲT 、
例えば負の温度係数（ＮＴＣ）用抵抗器またはサーミス
タなど、が電池用端子ＴＥＭＰとＮＥＧとの間に結合さ
れているのが好ましい。温度検出装置ＲT は電池の温度
を監視するために電池セル２１に物理的に隣接している
のが好ましい。当業者であれば、他の構成要素、例えば
コンデンサなど、または回路を使用して電池の温度を表
す信号を発生させられることを認識するであろう。
【０００９】電池確認装置を端子ＩＤに接続して、電池
確認情報を充電器２１に供給してもよい。電池確認装置
１７は、端子ＩＤと負の端子ＮＥＧとの間に接続された
抵抗器ＲIDである。抵抗器ＲIDの値は、電池パック１０
の形式および容量を表すように選択される。充電時間を
最小限にするためおよび／または過充電を避けるため
に、充電器は抵抗器ＲIDの抵抗によって電池パック１０
の形式および／または容量を認識して、或る充電用パラ
メータおよび／または全ての充電用パラメータ、例えば
充電用電圧、電流、時間などを変更することができる。
当業者であれば、ここでは参照することによってその全
体を記載に代えている、１９９９年４月１５日に出願さ
れて「電池の充電方法と電池用充電器（Ｍｅｔｈｏｄ
ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｃｈａｒｇｉｎ
ｇ Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ）」と称する米国特許出願第０
９／２９２１６４号を参照して、電池パック１０と充電
器による相互作用とに関するさらなる情報を得ることが
できる。
【００１０】図１から図３に示されるように、電池パッ
ク１０は少なくとも一つのパケット２０を具備している
のが好ましい。パケット２０は少なくとも一つ、好まし
くは複数の電池セル２１を具備してもよい。各電池セル
２１は正の端子２１Ｐと負の端子２１Ｎとを有してい
る。頂部用支持部２２Ｔと底部用支持部２２Ｂとによっ
て、電池セル２１をこれら支持部間に保持することがで
きる。支持部２２Ｔ、２２Ｂは略平坦であり、および／
または電池セル２１の長手方向軸線に対してほぼ垂直で
ありうる。支持部２２Ｔ、２２Ｂはリブ２２Ｒを有して
おり、後述するように、これらリブ２２Ｒによって、電
池セル２１を所定の位置に保持し、および／または電池
セル２１を互いに離間させた状態で保持できる。
【００１１】支持部２２Ｔ、２２Ｂは、電池セル２１の
正の端子２１Ｐと負の端子２１Ｎとを露出させるための
プレート穴２７を有しうる。リード用プレート２３をプ
レート穴２７に通して挿入して、溶接作用または他の処
理によって電池セルの端子に接続できる。二つの電池セ
ル間を直列接続することが望まれる場合には、リード用
プレート２３による接続作用を単純にするために、端子
を互い違いに設けること、すなわち第一の電池セルの頂
部側端子を正にして第二の電池セルの頂部側端子を負に
するようにすることが好ましい。反対に、二つの電池セ
ル間を並列接続することが望まれる場合には、これら電
池セルを同一方向に配置し、それにより、第一の電池セ
ルの頂部側端子と第二の電池セルの頂部側端子とが互い
に隣り合うようにするのが好ましい。
【００１２】電池セル２１間における運動がリード用プ
レート２３に対して最小限になるのが好ましい。従っ
て、リブ２２Ｒは、電池セル２１とリブ２２Ｒとの間の
あそびを最小限にする、すなわち電池セル２１の運動を
制限するための詰め込み用リブ２２ＲＲ（ｃｒｕｓｈ
ｒｉｂ）を有しうる。当業者であれば、電池セル２１と
リブ２２Ｒとの間のあそびを最小限にするための他の方
法、例えば摩擦ばめ（ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｆｉｔ）また
はバネなどを使用することを認識するであろう。
【００１３】電池セル２１と支持部２２との間にパッド
２４を配置することが要求される場合がある。パッド２
４は吸収性のある材料から製造されるのが好ましい。パ
ッド２４は電池セル２１の電池セル用端子または通気穴
のうちの、全体でない場合には一部分を被覆できる。従
って、パッド２４を配置することによって、パッド２４
は、電池セル２１から漏れる場合のある電解液を吸収す
ることができる。穴２２Ｈを閉鎖しないようにするため
に、パッド２４は電池セル用端子を越えて広がっていな
い。従って、パッド２４は円形であって、電池セル２１
の半径にほぼ等しいかまたはこれより小さい半径を有し
ているのが好ましい。パッド２４を、正の端子２１Ｐに
隣接しうる通気穴のみに押し当ててまたは正の端子２１
Ｐに押し当てて配置するのが好ましい。
【００１４】支持部２２Ｔ、２２Ｂは、これら支持部か
ら延びている突出部２５、２６を有しうる。突出部２
５、２６は支持部２２に対してほぼ垂直に延びている。
突出部２５、２６は互いに係合する端部２５Ｅ、２６Ｅ
をそれぞれ有しうる。図１に示されるように、端部２５
Ｅは端部２６Ｅ内の穴２６Ｈに係合するフック部２５Ｈ
を有しており、バネ錠式接合部（ｓｎａｐ−ｌｏｃｋ
ｊｕｎｃｔｉｏｎ）を形成する。この接合部が電池セル
２１、パッド２４などをわずかに圧縮または緊密に保持
するのが好ましい。当業者であれば、他の形式の接合
部、例えば雄雌ソケット式接合部、摩擦結合式接合部な
どを使用できることを認識するであろう。
【００１５】従って、パケット２０を組み立てるため
に、支持部、例えば底部用支持部２２Ｂが設けられる。
パッド２４が正の端子および／または負の端子を被覆す
るように設けられている場合には、パッド２４は適切な
方法によって支持部２２Ｂ上に配置される。次いで、電
池セル２１は要求されるパターンをなして支持部２２Ｂ
上に配置される。さらなるパッド２４を電池セル２１上
に配置してもよい。他の支持部、すなわち頂部用支持部
２２Ｔが電池セル２１および／またはパッド２４上に配
置される。支持部２２Ｔ、２２Ｂの両方が互いに向かっ
て押圧され、突出部２５、２６の間にバネ錠式接合部が
得られるのが好ましい。次いで、リード用プレート２３
がプレート穴２７（および必要である場合にはパッド用
穴２４Ｈ）を通って挿入されて、電池セル用端子に接続
される。
【００１６】あるいは、リード用プレート２３を電池セ
ル２１に接続することもできる。次いで、パッド２４が
電池セル２１に配置されうる。次いで、この組立体が、
リード用プレート２３がプレート穴２７を通って延びて
いる支持部２２Ｔ、２２Ｂのうちの一方に設置されう
る。次いで、リード用プレート２３が他の電池セル２１
に接続されうる。次いで、支持部２２Ｔ、２２Ｂのうち
の他方が電池セル２１上に配置される。それゆえ、リー
ド用プレート２３が接続される。
【００１７】図２に示されるように、次いでパケット２
０が電池パック用ハウジング１１内に挿入されうる。ハ
ウジング１１はリブ１１Ｒを有しており、このリブ１１
Ｒは、パケット２０のハウジング１１内への挿入作用を
案内し、および／またはパケット２０を所定の位置に維
持する。当業者であれば、図２は、二つの半型部分を有
していて一方の半型部分が図示されていないクラムシェ
ル式ハウジング１１を示していることを認識するであろ
う。一方の半型部分が図示されていないにもかかわら
ず、当業者であれば、第二の半型部分を設けて、ネジ、
バネ錠式接合部、接着剤などによって両方の半型部分を
固定して一緒に取り付けることを認識するであろう。
【００１８】パケット２０は、ハウジング１１内に配置
された端子ブロック１２に接続されるのが好ましい。端
子ブロック１２は、端子ＰＯＳ、ＮＥＧ、ＩＤおよび／
またはＴＥＭＰに対応できる複数の端子１２Ｔを有しう
る。複数のパケット２０がハウジング１１内に設置され
る場合には、パケット２０を電線、リード用プレート、
圧力式コネクタなどによって互いにおよび／または端子
ブロック１２に電気的に接続する必要がある。
【００１９】図２から図３を参照すると、支持部２２
Ｔ、２２Ｂは、液体または気体である流体、例えば空気
を通過させるための穴２２Ｈも有しうる。前述したよう
に、リブ２２Ｒは、電池セル２１を隔離して維持するの
に使用されるのが好ましい。従って、流体は、電池セル
２１間の穴２２Ｈを通って一方の支持部２２を介してパ
ケット２０内に流入し、次いで、他方の支持部２２の穴
２２Ｈを通ってパケット２０から流出する。当業者であ
れば、ここでは参照することによって記載に代えていて
１９９８年５月５日に出願された「電池冷却装置（Ｂａ
ｔｔｅｒｙ Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）」と称す
る米国特許出願第０９／０３５５８６号を参照できる。
【００２０】冷却用流体として空気を使用するのが好ま
しい。従って、図３に示されるように、ハウジング１１
には、前述したようにパケット２０を通って流れる空気
（空気流ＡＩＮ）をハウジング１１内に流入させると共
にハウジング１１から空気（空気流ＡＯＵＴ）を流出さ
せるための穴１３が設けられるのが好ましい。あるい
は、空気は電池パック１０の頂部を通って進入して穴１
３を通って流出する場合がある。
【００２１】当業者であれば、ここに開示した手段とは
別の手段を認識できる。しかしながら、これら付加物お
よび／または代替物の全ては本発明の等価物であると考
えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】パケットの分解斜視図である。
【図２】電池パックの部分分解斜視図である。
【図３】電池パックの断面図である。
【図４】電池パックの略図である。
【符号の説明】
１０…電池パック １１…ハウジング １２…端子ブロック １３…穴 １７…電池確認装置 ２０…パケット ２１…電池セル ２１Ｎ…負の端子 ２１Ｐ…正の端子 ２２Ｂ…底部用支持部 ２２Ｒ…リブ ２２Ｔ…頂部用支持部 ２３…リード用プレート ２４…パッド ２７…プレート穴 １００…動力工具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル エー．ゼムロック アメリカ合衆国，メリーランド 21286, タウソン，アコーン サークル 66，アパ ートメント ナンバー101 (72)発明者 ケビン エス．アガン アメリカ合衆国，メリーランド 21047, フォールストン，ブリックハウス レイン 2000 (72)発明者 ロバート ブラダス アメリカ合衆国，メリーランド 21015, ベル エア，クライマー コート 904 (72)発明者 ホルスト グロスマン ドイツ連邦共和国，65597 ホイエンフェ ルデン−キルベルク，フリーダルベーク 10

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 頂部側端子および底部側端子を有する第
    一の電池セルと、 前記頂部側端子に配置される第一の支持部と、 前記底部側端子に配置される第二の支持部とを具備する
    電池パック。
  2. 【請求項２】 前記第一の支持部および前記第二の支持
    部のうちの少なくとも一方が、前記第一の電池セルを所
    定の位置に維持するためのリブをさらに具備する請求項
    １に記載の電池パック。
  3. 【請求項３】 前記リブが前記第一の電池セルの長手方
    向軸線に沿って延びている請求項２に記載の電池パッ
    ク。
  4. 【請求項４】 前記リブが、前記第一の支持部および前
    記第二の支持部のうちの少なくとも一方からほぼ垂直に
    延びている請求項２に記載の電池パック。
  5. 【請求項５】 前記第一の電池セルの長手方向軸線が、
    前記第一の支持部および前記第二の支持部のうちの少な
    くとも一方に対してほぼ垂直であるようにした請求項１
    に記載の電池パック。
  6. 【請求項６】 前記第一の支持部および前記第二の支持
    部が一緒に固定される請求項１に記載の電池パック。
  7. 【請求項７】 前記第一の支持部が第一の突出部を具備
    していて、前記第二の支持部が前記第一の突出部に係合
    する第二の突出部を具備する請求項１に記載の電池パッ
    ク。
  8. 【請求項８】 前記頂部側端子および前記底部側端子の
    うちの少なくとも一方に配置されたパッドをさらに具備
    する請求項１に記載の電池パック。
  9. 【請求項９】 前記パッドがほぼ円形であるようにした
    請求項８に記載の電池パック。
  10. 【請求項１０】 前記パッドの半径が前記第一の電池セ
    ルの半径にほぼ等しいかまたはこれより小さいようにし
    た請求項８に記載の電池パック。
  11. 【請求項１１】 前記第一の支持部と前記第二の支持部
    との間に配置される第二の電池セルをさらに具備する請
    求項１に記載の電池パック。
  12. 【請求項１２】 前記第二の電池セルが前記第一の電池
    セルに隣接して配置される請求項１１に記載の電池パッ
    ク。
  13. 【請求項１３】 前記第二の電池セルが前記第一の電池
    セルから隔離されている請求項１１に記載の電池パッ
    ク。
  14. 【請求項１４】 前記第一の電池セルと前記第二の電池
    セルとを接続するリード用プレートをさらに具備する請
    求項１１に記載の電池パック。
  15. 【請求項１５】 前記リード用プレートが、前記第一の
    支持部および前記第二の支持部のうちの一方を介して前
    記第一の電池セルと前記第二の電池セルとを接続する請
    求項１４に記載の電池パック。
  16. 【請求項１６】 前記第一の支持部および前記第二の支
    持部のうちの少なくとも一方が、流体を通過させる穴を
    有している請求項１に記載の電池パック。
  17. 【請求項１７】 前記流体が空気である請求項１６に記
    載の電池パック。
  18. 【請求項１８】 前記第一の電池セルと前記第一の支持
    部および前記第二の支持部とを支持するハウジングをさ
    らに有する請求項１に記載の電池パック。
  19. 【請求項１９】 頂部側端子と底部側端子とを有する第
    二の電池セルと、 前記第二の電池セルの前記頂部側端子に配置される第三
    の支持部と、 前記第二の電池セルの前記底部側端子に配置される第四
    の支持部とを具備していて、 前記第二の電池セルと前記第三の支持部および前記第四
    の支持部とが前記ハウジング内に配置されている請求項
    １８に記載の電池パック。
  20. 【請求項２０】 前記第一の電池セルに接続された第一
    の電池用端子と第二の電池用端子をさらに具備する請求
    項１８に記載の電池パック。
  21. 【請求項２１】 前記ハウジングが、流体を通過させる
    ための少なくとも一つの穴を具備している請求項１８に
    記載の電池パック。
  22. 【請求項２２】 前記流体が空気である請求項２１に記
    載の電池パック。
  23. 【請求項２３】 電池パックを製造する電池パック製造
    方法において、 第一の支持部および第二の支持部と第一の電池セルおよ
    び第二の電池セルとを設け、前記第一の電池セルと第二
    の電池セルとが頂部側端子と底部側端子とを有してお
    り、 さらに、 前記第一の電池セルと前記第二の電池セルとを前記第一
    の支持部と前記第二の支持部との間に配置し、前記第一
    の電池セルと前記第二の電池セルとの頂部側端子と底部
    側端子とのそれぞれが前記第一の支持部および前記第二
    の支持部の一方に接触する、電池パック製造方法。
  24. 【請求項２４】 前記第一の電池セルと前記第二の電池
    セルとをリード用プレートによって接続させることをさ
    らに含む請求項２３に記載の電池パック製造方法。
  25. 【請求項２５】 前記リード用プレートが前記第一の電
    池セルと前記第二の電池セルとを、前記第一の支持部お
    よび前記第二の支持部のうちの一方を介して接続する請
    求項２４に記載の電池パック製造方法。
  26. 【請求項２６】 前記第一の電池セルの前記頂部側端子
    および前記底部側端子の一方と、前記第一および第二の
    支持部のうちの一方との間にパッドを設けることをさら
    に含む請求項２３に記載の電池パック製造方法。
  27. 【請求項２７】 前記第一の支持部と前記第二の支持部
    とを一緒に固定することをさらに含む請求項２３に記載
    の電池パック製造方法。
  28. 【請求項２８】 前記第一および第二の支持部と第一お
    よび第二の電池セルとをハウジング内に挿入することを
    さらに含む請求項２３に記載の電池パック製造方法。
  29. 【請求項２９】 第三および第四の支持部と第三および
    第四の電池セルとを設け、前記第三および第四の電池セ
    ルが頂部側端子と底部側端子とを有しており、 さらに、 前記第三および第四の電池セルを前記第三および第四の
    支持部間に配置し、前記第三および第四の電池セルの頂
    部側端子と底部側端子とのそれぞれが、前記第三および
    第四の支持部の一方に接触しており、 さらに、 前記第三および第四の電池セルと前記第三および第四の
    支持部とを前記ハウジング内に配置する、ことをさらに
    含む請求項２８に記載の電池パック製造方法。
  30. 【請求項３０】 第一および第二の電池用端子を設け、 前記第一および第二の電池用端子を前記第一および第二
    の電池セルに電気的に接続することをさらに含む請求項
    ２８に記載の電池パック製造方法。
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