JP2001076696A - Secondary battery pack and power tool using the same - Google Patents
Secondary battery pack and power tool using the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の二次電池を
有する二次電池パック、および、その二次電池パックを
用いた電動工具に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary battery pack having a plurality of secondary batteries and an electric tool using the secondary battery pack.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電動工具に使用される二次電池として
は、一般に、ニッケル−カドミウム二次電池が使用され
ている。しかしながら、近年では、ニッケル−水素二次
電池等が用いられ始めている。電動工具のハイパワー化
に伴なって、その電動工具に用いられる電池パックは、
高電圧と強放電に耐えることが必要となり、したがっ
て、１個の電池パックに用いられる二次電池の数が激増
している。2. Description of the Related Art As a secondary battery used for a power tool, a nickel-cadmium secondary battery is generally used. However, in recent years, nickel-hydrogen secondary batteries and the like have begun to be used. With the increasing power of power tools, battery packs used for power tools are
It is necessary to withstand high voltage and strong discharge, and therefore, the number of secondary batteries used in one battery pack is rapidly increasing.
【０００３】従来、この種の電池パックは、図５に示さ
れるように、複数の円筒型二次電池１を俵積み状態に積
層して、各電池１の電極を端子板で直列もしくは並列に
電気接続されている。Conventionally, as shown in FIG. 5, a battery pack of this type has a structure in which a plurality of cylindrical secondary batteries 1 are stacked in a bale stack, and the electrodes of each battery 1 are connected in series or in parallel with a terminal plate. Electrically connected.
【０００４】密閉型ニッケル−カドミウム二次電池及び
ニッケル−水素二次電池等の二次電池は、充放電時に発
生するジュール熱とガス吸収反応に伴なう反応熱とによ
り、温度が上昇する。従って、従来の電池パックのよう
に、多数の電池が所定の決められたスペースの中に配置
された場合、電池の温度は、８０℃以上になることもあ
る。（発熱温度は電池の充電電流や放熱特性により異な
る）。このように、複数の電池が俵積み状態で積層され
た構成の場合、複数の電池の中心に位置する電池は、そ
の周囲に他の電池が位置するために、放熱性が悪くな
り、その結果、中心部に位置する電池は、他の電池に比
較して、温度上昇が激しい。[0004] Secondary batteries, such as sealed nickel-cadmium secondary batteries and nickel-hydrogen secondary batteries, increase in temperature due to Joule heat generated during charge and discharge and reaction heat accompanying gas absorption reactions. Therefore, when a large number of batteries are arranged in a predetermined space as in a conventional battery pack, the temperature of the batteries may reach 80 ° C. or more. (The heat generation temperature varies depending on the charging current and heat radiation characteristics of the battery). As described above, in the case of a configuration in which a plurality of batteries are stacked in a bale-stacked state, the battery located at the center of the plurality of batteries has poor heat dissipation because other batteries are located around the battery, and as a result, The temperature of the battery located at the center is higher than that of other batteries.
【０００５】また、熱は上方向に伝熱しやすいため、積
層された電池のうちの下部に位置する電池に比較して、
上部に位置する電池の温度が高くなる。このように、電
池の温度が上昇し、また、積層された個々の電池は、互
いに異なる温度を有するようになる。一般に、アルカリ
二次電池においては、高温では、充電特性が低下し、さ
らに、充放電サイクル寿命特性も劣化する。[0005] Further, since heat is easily transmitted upward, compared to the battery located at the bottom of the stacked batteries,
The temperature of the battery located at the top increases. Thus, the temperature of the battery rises, and the individual batteries stacked have different temperatures from each other. In general, in an alkaline secondary battery, at a high temperature, the charging characteristics are deteriorated, and the charge / discharge cycle life characteristics are also deteriorated.
【０００６】電池の温度上昇を防止する方法として、例
えば、特開平７−１４６１６号公報は、電池間に金属板
を設置するとともにその一端から放熱する方法を開示し
ている。[0006] As a method for preventing a rise in battery temperature, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-14616 discloses a method in which a metal plate is provided between batteries and heat is released from one end thereof.
【０００７】また、俵積みされた電池を内蔵する電池パ
ックが電動工具等に使用される場合、その電池パックは
電動工具の機器本体に設けられた放電用装着部に装着さ
れている。この構成において、負荷時に電力が供給され
るとともに、放電後には、充電器の充電用装着部に装着
されて充電される。When a battery pack containing batteries stacked in a bale is used for a power tool or the like, the battery pack is mounted on a discharge mounting portion provided on a device body of the power tool. In this configuration, power is supplied at the time of load, and after discharging, the battery is mounted on the charging mounting portion of the charger and charged.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成において、俵積みされた電池のうちの中央に
位置する電池は、その周囲に他の電池が位置するため、
放熱性が悪くなる。そのため、中央部の電池は、充電時
の発熱により、電池の温度上昇を発生し、その結果、そ
の中央部の電池の充電効率が低下してしまう。また、電
池の放電時には、電動工具のモータを駆動させる為に、
大電流が流れる。この大電流が流れることによって、電
池の温度がさらに上昇してしまう。However, in the above configuration, the battery located at the center of the bale-stacked batteries has another battery located around it,
The heat dissipation becomes worse. Therefore, the temperature of the battery in the central portion increases due to heat generated during charging, and as a result, the charging efficiency of the battery in the central portion decreases. Also, when discharging the battery, to drive the motor of the power tool,
Large current flows. The flow of the large current further increases the temperature of the battery.
【０００９】本発明は、発熱による電池の温度上昇を低
くすることにより、充電特性の低下と寿命の劣化とを抑
制する円筒型二次電池パックを提供する。また、その電
池パックを使用した電動工具を提供する。The present invention provides a cylindrical secondary battery pack that suppresses a decrease in charging characteristics and a reduction in life by reducing the temperature rise of the battery due to heat generation. Also, an electric tool using the battery pack is provided.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の二次電池パック
は、積層された複数の二次電池と、前記複数の電池を囲
ったケースと、前記複数の電池のうちの中央部に位置す
る電池の近傍に設置された集熱部と、前記ケースの一面
に設置された、前記集熱部に連結された放熱部とを備え
る。According to the present invention, there is provided a secondary battery pack including a plurality of stacked secondary batteries, a case surrounding the plurality of batteries, and a central portion among the plurality of batteries. A heat collecting part installed near the battery; and a heat radiating part installed on one surface of the case and connected to the heat collecting part.
【００１１】特に望ましくは、さらに、前記集熱部と前
記放熱部とを接続して設置された第一の熱伝達部を備え
る。It is particularly preferable that the apparatus further comprises a first heat transfer section connected to the heat collection section and the heat radiating section.
【００１２】特に望ましくは、さらに、前記ケースの他
面に設置された熱伝達板と、前記集熱部と熱伝達板との
間に設置された第二の熱伝達部とを備える。Particularly preferably, the apparatus further comprises a heat transfer plate installed on the other surface of the case, and a second heat transfer unit installed between the heat collecting unit and the heat transfer plate.
【００１３】特に望ましくは、前記複数の二次電池のそ
れぞれの電池は、円筒形状を有する。Particularly preferably, each of the plurality of secondary batteries has a cylindrical shape.
【００１４】特に望ましくは、前記複数の円筒型電池が
俵積み状態に積層されている。Particularly preferably, the plurality of cylindrical batteries are stacked in a bale stack.
【００１５】上記の構成により、電池の充放電による電
池パックの発熱が抑制される。使用中においても、放電
特性の劣化が防止され、優れた放電特性を有する電池パ
ックが得られる。さらに、ハイパワーを持つ二次電池パ
ックが得られる。With the above configuration, heat generation of the battery pack due to charging and discharging of the battery is suppressed. Even during use, deterioration of discharge characteristics is prevented, and a battery pack having excellent discharge characteristics can be obtained. Further, a secondary battery pack having high power can be obtained.
【００１６】本発明の電動工具は、嵌合部を有する筺体
と、前記筺体の中に設置された電動部と、前記嵌合部に
おいて接続された電池パックと、前記嵌合部と前記電池
パックとの双方に接触するとともに、前記嵌合部と前記
電池パックとの間に設置された外集熱板とを備える。A power tool according to the present invention includes a housing having a fitting portion, a power portion installed in the housing, a battery pack connected at the fitting portion, and a battery pack connected to the fitting portion. And an external heat collecting plate provided between the fitting portion and the battery pack.
【００１７】特に望ましくは、さらに、前記筺体に形成
された開口と、前記筺体の中の前記開口の近傍に設置さ
れた外放熱部と前記外集熱板と前記外放熱部との間に設
置された外熱伝達部とを備え、前記電池パックにおいて
発生した熱は、前記外集熱板と前記外熱伝達部と前記外
放熱部とを通って、前記開口から放熱される。It is particularly preferable that an opening formed in the housing, an external heat radiating portion installed near the opening in the housing, and the external heat collecting plate and the external heat radiating portion are further provided. The heat generated in the battery pack is radiated from the opening through the external heat collecting plate, the external heat transmitting portion, and the external heat radiating portion.
【００１８】上記の構成により、使用中における駆動力
の劣化が防止され、所定の駆動力を連続して確保できる
電動工具が得られる。According to the above configuration, it is possible to obtain a power tool which can prevent a driving force from deteriorating during use and can continuously secure a predetermined driving force.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、俵積み状態に積層された複数の円筒型二次電池と、
これらの複数の電池を囲ったケースとを備え、これらの
複数の二次電池は、電気的に直列および／または並列に
接続されて、電池群を構成し、集熱部が、前記電池群の
中央部に設置されていて、放熱部が前記ケースの一面に
設置されており、前記集熱部と放熱部とは、第一の熱伝
達部によって互いに接続されており、熱伝達板が、前記
ケースの放熱板に対向する面に設置されている。前記集
熱部と熱伝達板とは第二の熱伝達部によって接続されて
いる電池パックである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 of the present invention provides a plurality of cylindrical secondary batteries stacked in a bale stack.
And a case surrounding the plurality of batteries. The plurality of secondary batteries are electrically connected in series and / or in parallel to form a battery group, and a heat collecting unit is provided for the battery group. It is installed at the center, the heat radiating part is installed on one surface of the case, the heat collecting part and the heat radiating part are connected to each other by a first heat transfer part, and the heat transfer plate is It is installed on the surface of the case facing the heat sink. The heat collecting portion and the heat transfer plate are a battery pack connected by a second heat transfer portion.
【００２０】特に望ましくは、集熱部の材質としては、
優れた熱伝導性を有する熱伝導高分子、アルミニウム、
又は銅などの内の何れか一つ、または、その組み合わせ
が使用される。Particularly preferably, the material of the heat collecting section is
Thermal conductive polymer with excellent thermal conductivity, aluminum,
Alternatively, any one of copper or the like, or a combination thereof is used.
【００２１】熱伝達部としては、同一断面積の金属と比
較して約１０倍の熱伝達率を有するヒートパイプが使用
される。As the heat transfer section, a heat pipe having a heat transfer coefficient about 10 times that of a metal having the same sectional area is used.
【００２２】放熱板としては、放熱性を向上させるため
にフィン型ヒートシンクが使用される。また、このフィ
ン型ヒートシンクの材質としては、高い熱伝導性を持つ
アルミニウム、銅もしくは熱伝導性高分子が使用され
る。As the heat radiating plate, a fin type heat sink is used in order to improve heat radiation. As a material of the fin type heat sink, aluminum, copper, or a heat conductive polymer having high heat conductivity is used.
【００２３】請求項１７に記載の発明は、筺体と外放熱
部と外集熱部と外熱伝達部と電池パックとを備え、筺体
は空気の吸気口と排気口を有する。外放熱部は、空気の
吸気口近傍もしくは排気口近傍に設置され、外放熱部と
外集熱部とは外熱伝達部により互いに接続され、外集熱
部は、電池パックと電動工具本体との嵌合部の本体側に
設置されている電動工具である。The invention according to claim 17 includes a housing, an external heat radiating portion, an external heat collecting portion, an external heat transfer portion, and a battery pack, and the housing has an air inlet and an air outlet. The external heat radiating portion is installed near the air intake port or the air exhaust port, the external heat radiating portion and the external heat collecting portion are connected to each other by an external heat transfer portion, and the external heat collecting portion is connected to the battery pack and the power tool body. Is a power tool installed on the main body side of the fitting portion.
【００２４】この外集熱部の材質としては、高い熱伝導
性を持つアルミニウム、銅および熱伝導性高分子のうち
のいずれか一つ、もしくは、それらの組み合わせが使用
される。As a material of the outer heat collecting portion, any one of aluminum, copper, and a heat conductive polymer having high heat conductivity, or a combination thereof is used.
【００２５】ヒートシンクの材質としては、高い熱伝導
性を持つアルミニウム、銅もしくは熱伝導性高分子が使
用される。As a material of the heat sink, aluminum, copper or a heat conductive polymer having high heat conductivity is used.
【００２６】[0026]
【実施例】以下に、本発明の典型的実施例を詳しく説明
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, typical embodiments of the present invention will be described in detail.
【００２７】本発明の実施例における円筒型二次電池パ
ック３０の中央を切断したときの断面図が図１に示され
る。FIG. 1 is a cross-sectional view of the cylindrical secondary battery pack 30 according to the embodiment of the present invention when the center is cut.
【００２８】図１において、電池ケース２の中に複数の
ニッケル−水素二次電池１が収納されている。放熱部と
してのフィン型のヒートシンク３が電池ケース２の外側
面に設置されている。そのヒートシンク３は電池パック
の充電時に発生する熱を放熱する機能を持つ。集熱部５
が複数の電池のうちの中央部に設置されている。その集
熱部５は電池１に発生した熱を効率よく集熱する機能を
持つ。熱伝達部としての第一のヒートパイプ６が集熱部
５とヒートシンク３とを接続して設置されている。第一
のヒートパイプ６は、集熱部５に伝達された熱をヒート
シンク３に熱を伝える機能を持つ。熱伝達板４は電池ケ
ース２に設置され、その熱伝達板４はヒートシンク３に
対向する側に設置されている。In FIG. 1, a plurality of nickel-hydrogen secondary batteries 1 are stored in a battery case 2. A fin-type heat sink 3 as a heat radiator is provided on the outer surface of the battery case 2. The heat sink 3 has a function of radiating heat generated when the battery pack is charged. Heat collecting part 5
Is installed at the center of the plurality of batteries. The heat collecting section 5 has a function of efficiently collecting heat generated in the battery 1. A first heat pipe 6 as a heat transfer unit is installed connecting the heat collection unit 5 and the heat sink 3. The first heat pipe 6 has a function of transmitting the heat transmitted to the heat collecting unit 5 to the heat sink 3. The heat transfer plate 4 is installed on the battery case 2, and the heat transfer plate 4 is installed on the side facing the heat sink 3.
【００２９】熱伝達板４はケース２の外側又はケース２
の一部に設置されている。熱伝達部としての第二のヒー
トパイプ７が集熱部５と熱伝達板４との間に設置されて
いる。第二のヒートパイプ７は、集熱部５に伝達した熱
を熱伝達板４に熱を伝える機能を有する。The heat transfer plate 4 is located outside the case 2 or the case 2
It is installed in a part of. A second heat pipe 7 as a heat transfer unit is provided between the heat collection unit 5 and the heat transfer plate 4. The second heat pipe 7 has a function of transmitting the heat transmitted to the heat collecting unit 5 to the heat transfer plate 4.
【００３０】本発明の一実施例における前述の電池パッ
ク３０を使用した電動工具４０の断面図が図２に示され
る。FIG. 2 is a cross-sectional view of a power tool 40 using the battery pack 30 according to one embodiment of the present invention.
【００３１】図２において、電動工具４０は、筺体２１
と、モータ１２と、電池パック３０と、格子型の外ヒー
トシンク１０と、外ヒートパイプ９と、外集熱板８とを
備える。空気の吸入口と排気口１１が枠体１４に形成さ
れている。吸入口と排気口１１は、電動工具４０内の空
気の吸入と排気とを行う。電池パック３０は図１に示さ
れる電池パックと同じ構成を有する。In FIG. 2, the power tool 40 is
, A motor 12, a battery pack 30, a grid-type external heat sink 10, an external heat pipe 9, and an external heat collecting plate 8. An air inlet and an air outlet 11 are formed in the frame 14. The intake port and the exhaust port 11 perform intake and exhaust of air in the power tool 40. Battery pack 30 has the same configuration as the battery pack shown in FIG.
【００３２】図１に示された電池パック３０の中央断面
図に直行する面２０ａ−２０ｂ線に沿った断面図が図３
に示される。FIG. 3 is a sectional view taken along a line 20a-20b perpendicular to the central sectional view of the battery pack 30 shown in FIG.
Is shown in
【００３３】図３において、電池パック３０は、嵌合部
１３と、端子１４を有する。嵌合部１３は、電池パック
３０と電動工具４０とを勘合する機能を持つ。端子１４
は、電動工具４０本体または充電器１５と電気的な接続
をする機能を有する。Referring to FIG. 3, the battery pack 30 has a fitting portion 13 and terminals 14. The fitting portion 13 has a function of fitting the battery pack 30 and the power tool 40 together. Terminal 14
Has a function of making an electrical connection with the power tool 40 main body or the charger 15.
【００３４】電池パック３０を充電器１５にセットした
場合の側面図が図４に示される。図４において、充電器
１５に接続されたコード１７は、ＡＣ電源（図示なし）
に接続される。FIG. 4 is a side view when the battery pack 30 is set in the charger 15. In FIG. 4, a cord 17 connected to a charger 15 is connected to an AC power source (not shown).
Connected to.
【００３５】本典型的実施例を、図面を用いて更に詳し
く説明する。The present exemplary embodiment will be described in more detail with reference to the drawings.
【００３６】図１に示されるように、複数の円筒型ニッ
ケル−水素二次電池１は、俵積み状態に積層され、電池
ケース２の中に収納されている。これらの複数の電池１
は互いに直列又は並列に電気的に接続されている。俵積
み状態は、複数の電池のうちのそれぞれの電池が、互い
に隣り合って設置された電池の間の上部又は下部に設置
された状態を意味する。As shown in FIG. 1, a plurality of cylindrical nickel-hydrogen secondary batteries 1 are stacked in a bale-stacked state and housed in a battery case 2. These multiple batteries 1
Are electrically connected to each other in series or in parallel. The bale-stacked state means a state in which each of the plurality of batteries is installed at an upper portion or a lower portion between batteries installed adjacent to each other.
【００３７】図３に示されるように、中央部に位置する
電池１ａは、他の電池１ｂにより囲まれている。その中
央の電池１ａは、集熱部５により覆われている。集熱部
５としては、高い熱伝導性を持つアルミニウムや銅、も
しくは、熱伝導性高分子が使用される。第一の熱伝達部
としての第一のヒートパイプ６と、第二の熱伝達部とし
ての第二のヒートパイプ７とが、集熱部５に接するよう
に設置されている。As shown in FIG. 3, the battery 1a located at the center is surrounded by another battery 1b. The battery 1a at the center is covered by the heat collecting section 5. As the heat collecting section 5, aluminum, copper, or a heat conductive polymer having high heat conductivity is used. A first heat pipe 6 as a first heat transfer section and a second heat pipe 7 as a second heat transfer section are provided so as to be in contact with the heat collecting section 5.
【００３８】第一のヒートパイプ６の一端は集熱部５に
接続され、第一のヒートパイプ６の他端が、放熱部とし
てのフィン型ヒートシンク３に接続されている。フィン
型ヒートシンク３は電池ケース２の外側に設置されてい
る。ヒートシンク３としては、多数のフィンを持つ構造
が望ましい。One end of the first heat pipe 6 is connected to the heat collecting section 5, and the other end of the first heat pipe 6 is connected to the fin type heat sink 3 as a heat radiating section. The fin type heat sink 3 is provided outside the battery case 2. As the heat sink 3, a structure having a large number of fins is desirable.
【００３９】この多数のフィンにより、表面積が増加
し、そのために、放熱性が著しく向上する。ヒートシン
ク３の材質としては、アルミニウム、銅、もしくは熱伝
導性高分子が望ましい。The large number of fins increases the surface area, thereby significantly improving heat dissipation. The material of the heat sink 3 is preferably aluminum, copper, or a heat conductive polymer.
【００４０】第二のヒートパイプ７の一端が集熱部５に
接続され、第二のヒートパイプ７の他端が熱伝達板４に
接続されている。One end of the second heat pipe 7 is connected to the heat collector 5, and the other end of the second heat pipe 7 is connected to the heat transfer plate 4.
【００４１】図２において、電動工具４０の筺体２１と
電池パック３０とが互いに接触する面に、外集熱板８が
設置されている。また、電動工具４０の内部には、電動
工具４０の中の熱を外部に放出するための吸気口と排気
口とを有する開口１１が形成されている。開口１１の近
傍に、外放熱部としての外ヒートシンク１０が設置され
ている。外ヒートシンク１０は格子型形状を有する。外
集熱板８と外ヒートシンク１０は、外熱伝達部としての
外ヒートパイプ９によって接続されている。外ヒートパ
イプ９は、金属の１００倍以上の熱伝達率を有する。In FIG. 2, an outer heat collecting plate 8 is provided on a surface of the power tool 40 where the housing 21 and the battery pack 30 are in contact with each other. An opening 11 having an intake port and an exhaust port for releasing heat in the power tool 40 to the outside is formed inside the power tool 40. An external heat sink 10 as an external heat radiating part is provided near the opening 11. The outer heat sink 10 has a lattice shape. The external heat collecting plate 8 and the external heat sink 10 are connected by an external heat pipe 9 as an external heat transfer unit. The outer heat pipe 9 has a heat transfer coefficient 100 times or more that of metal.
【００４２】図１〜３を用いて、電池の放電時（すなわ
ち、電動工具４０が動作している時）における電動工具
の動作を以下に詳しく説明する。なお、電動工具として
は、電動ドリル、電動かんな、電動グライダー、電動や
すりなどの電池により駆動する工具が使用できる。The operation of the power tool when the battery is discharged (ie, when the power tool 40 is operating) will be described in detail below with reference to FIGS. As the electric tool, a tool driven by a battery, such as an electric drill, an electric plane, an electric glider, and an electric file, can be used.
【００４３】電動工具４０の中のモーター１２が動作し
たとき、電池パック３０のニッケル−水素二次電池１が
放電する。この放電により、約１０〜７０Ａの電流
「Ｉ」が流れる。複数の電池１が直列あるいは並列に接
続された場合、それぞれの電池１の内部抵抗、および、
それぞれの電池１間を電気的に接続する接続リードの抵
抗などの抵抗「Ｒ」により、ジュール熱が発生する。ジ
ュール熱「Ｑ」は、Ｑ＝Ｉ 2Ｒで示される。したがっ
て、流れる伝理由の２乗に相当するジュール熱が発生す
る。したがって、電動工具４０の駆動力がハイパワー化
するにしたがって、発熱量が増大する。The motor 12 in the power tool 40 operates.
When the nickel-hydrogen secondary battery 1 of the battery pack 30 is
Discharge. This discharge produces a current of about 10-70 A
"I" flows. A plurality of batteries 1 are connected in series or in parallel.
If continued, the internal resistance of each battery 1 and
The connection lead resistance for electrically connecting the batteries 1
Joule heat is generated by resistance "R" such as resistance. The
Q = I TwoIndicated by R. Accordingly
As a result, Joule heat equivalent to the square of the flowing transmission
You. Therefore, the driving force of the electric tool 40 is increased.
As the temperature increases, the amount of heat generated increases.
【００４４】電池の放電により電池１から発生した熱
は、集熱部５において効率的に集熱される。その集熱さ
れた熱は、優れた熱伝達率を持つヒートパイプ９によっ
て、熱伝達板４に伝わる。The heat generated from the battery 1 due to the discharge of the battery is efficiently collected in the heat collecting section 5. The collected heat is transmitted to the heat transfer plate 4 by the heat pipe 9 having an excellent heat transfer coefficient.
【００４５】電池パック３０が電動工具４０に嵌合され
ている状態においては、熱伝達板４に伝わる。電池パッ
ク３０が電動工具４０に嵌合されている状態において
は、熱伝達板４と外集熱板８とが互いに密着するように
設置される。When the battery pack 30 is fitted to the power tool 40, the heat is transmitted to the heat transfer plate 4. When the battery pack 30 is fitted to the electric tool 40, the heat transfer plate 4 and the external heat collecting plate 8 are installed so as to be in close contact with each other.
【００４６】そのため、集熱部５に集熱された熱は容易
に、熱伝達板４を経て外集熱板８に伝わり、さらに、外
ヒートパイプ９を経て、外ヒートシンク１０へ伝わる。
このようにして、電池パック３０において発熱した熱
は、外ヒートシンク１０から工具の外に放熱される。Therefore, the heat collected by the heat collecting section 5 is easily transmitted to the external heat collecting plate 8 via the heat transfer plate 4 and further transmitted to the external heat sink 10 via the external heat pipe 9.
Thus, the heat generated in the battery pack 30 is radiated from the outer heat sink 10 to the outside of the tool.
【００４７】本実施例の電動工具４０は、モーター１２
の発熱を電動工具４０の筺体２１の中から外へ放出する
ために吸気口と排気口１１とを有する。さらに、外ヒー
トシンク１０は、その排気口１１の近傍に位置するよう
に設置され、外ヒートシンク１０はモーター１２から発
生する風を受けるような位置に位置する。The power tool 40 according to the present embodiment
The power tool 40 has an intake port and an exhaust port 11 for releasing heat generated from inside the housing 21 of the power tool 40 to the outside. Further, the outer heat sink 10 is installed so as to be located near the exhaust port 11, and the outer heat sink 10 is located at a position where it receives wind generated from the motor 12.
【００４８】このようにして、外ヒートシンク１０は、
強制的に空冷される。外ヒートシンク１０が強制的に空
冷される場合の放熱効率は、自然空冷に比較して、約１
０倍以上の放熱効率を有する。そのために、本実施例の
構成における外ヒートシンク１０の表面積は、著しく小
さくすることが可能である。In this way, the outer heat sink 10
Air-cooled forcibly. When the external heat sink 10 is forcibly cooled by air, the heat radiation efficiency is about 1 compared to natural air cooling.
It has a heat dissipation efficiency of 0 times or more. Therefore, the surface area of the outer heat sink 10 in the configuration of the present embodiment can be significantly reduced.
【００４９】すなわち、外ヒートシンク１０を小型化す
ることが可能であるとともに、十分な放熱効果が確保で
きる。That is, the size of the outer heat sink 10 can be reduced, and a sufficient heat radiation effect can be ensured.
【００５０】なお、上記実施例に用いた外ヒートシンク
１０の冷却能力は、約１０〜１２Ｗの冷却能力である。
その結果、上記実施例の構造にしたことにより、電池１
の放電時において、少なくとも約１０℃の温度上昇が抑
制することが出来た。The cooling capacity of the outer heat sink 10 used in the above embodiment is about 10 to 12 W.
As a result, by adopting the structure of the above embodiment, the battery 1
During the discharge, the temperature rise of at least about 10 ° C. could be suppressed.
【００５１】次に、電池パック３０を充電する際の放熱
作用について、図面を用いて説明する。Next, the heat radiation effect when charging the battery pack 30 will be described with reference to the drawings.
【００５２】図４は、充電器１５に電池パック３０を嵌
合させたときの断面図である。電池パック３０が充電器
１５にセットされる場合、電池パック３０の中に設置さ
れているヒートシンク３は上方に向くことになる。熱は
上方に伝わりやすく、第一のヒートパイプ６も熱を上方
に伝えやすい。FIG. 4 is a sectional view when the battery pack 30 is fitted to the charger 15. When the battery pack 30 is set on the charger 15, the heat sink 3 installed in the battery pack 30 faces upward. The heat is easily transferred upward, and the first heat pipe 6 is also easily transferred heat upward.
【００５３】そのために、集熱部５に設置された第一の
ヒートパイプ６によって、電池１の充電時に発熱した熱
は良い効率でもってヒートシンク３に伝えられ、その熱
はヒートシンク３から放熱される。このようにして、電
池パック３０の温度上昇が抑制される。For this purpose, the heat generated during charging of the battery 1 is transmitted to the heat sink 3 with good efficiency by the first heat pipe 6 installed in the heat collecting section 5, and the heat is radiated from the heat sink 3. . Thus, the temperature rise of the battery pack 30 is suppressed.
【００５４】なお、上記実施例の電池パック３０に用い
られたヒートシンク３の冷却能力は、約６〜約８Ｗであ
り、電池温度の上昇を１０℃抑制することができた。The cooling capacity of the heat sink 3 used in the battery pack 30 of the above embodiment was about 6 to about 8 W, and a rise in battery temperature could be suppressed by 10 ° C.
【００５５】また、上記実施例の電池パック３０は、ヒ
ートシンク３としてフィン型の放熱部を使用し、電動工
具４０の外ヒートシンク１０として格子型の放熱部を使
用したが、これに限定されることなく、これらと同等の
冷却能力を発揮する形状の放熱部を使用することができ
る。Further, in the battery pack 30 of the above embodiment, the fin-type heat radiating part is used as the heat sink 3 and the lattice type heat radiating part is used as the outer heat sink 10 of the electric tool 40. However, the present invention is not limited to this. Instead, it is possible to use a heat radiating portion having a shape exhibiting a cooling capacity equivalent to these.
【００５６】さらに、上記実施例で用いたヒートシンク
３、熱伝達板４、集熱部５、外集熱板８および外ヒート
シンク１０の材質としては、アルミニウム、銅あるいは
熱伝導性高分子のいずれか、もしくは、それらを組み合
わせ材質が使用できる。Further, the material of the heat sink 3, the heat transfer plate 4, the heat collecting portion 5, the external heat collecting plate 8, and the external heat sink 10 used in the above embodiment may be any of aluminum, copper, or a heat conductive polymer. Alternatively, a material combining them can be used.
【００５７】熱伝導性高分子としては、優れた熱伝導性
を持つアルミナや窒化ホウ素等を、シリコンゴムや樹脂
等の高分子に混合した複合高分子材料が使用できる。As the heat conductive polymer, a composite polymer material in which alumina, boron nitride, or the like having excellent heat conductivity is mixed with a polymer such as silicon rubber or resin can be used.
【００５８】[0058]
【発明の効果】本発明の電池パックおよび電動工具に放
熱機能を備えることにより、充電中の二次電池の温度上
昇が抑制されるとともに、その放電中の温度上昇も抑制
される。By providing the battery pack and the power tool of the present invention with a heat radiation function, the temperature rise of the secondary battery during charging is suppressed, and the temperature rise during the discharging is also suppressed.
【００５９】その結果、使用中においても、放電特性の
劣化が防止され、優れた放電特性を有する電池パックが
得られる。As a result, even during use, deterioration of the discharge characteristics is prevented, and a battery pack having excellent discharge characteristics can be obtained.
【００６０】さらに、ハイパワーを持つ二次電池パック
が得られる。二次電池の充放電特性を十分に確保して発
揮できる。さらに、充放電サイクル寿命が著しく向上す
る。Further, a secondary battery pack having high power can be obtained. The charge and discharge characteristics of the secondary battery can be sufficiently ensured and exhibited. Further, the charge / discharge cycle life is significantly improved.
【００６１】さらに、使用中においても、駆動力の劣化
が防止され、優れた駆動力を連続して確保できる電動工
具が得られる。Further, even during use, deterioration of the driving force is prevented, and an electric power tool capable of continuously securing excellent driving force can be obtained.
【図１】本発明の実施例における電池パックＡの中央断
面図FIG. 1 is a central sectional view of a battery pack A according to an embodiment of the present invention.
【図２】同電池パックＡを有する電動工具Ｂの断面図FIG. 2 is a cross-sectional view of a power tool B having the battery pack A.
【図３】同電池パックＡの２０ａ−２０ｂ線における断
面図FIG. 3 is a sectional view of the battery pack A taken along line 20a-20b.
【図４】同電池パックＡを充電器に設置したときの側面
図FIG. 4 is a side view when the battery pack A is installed in a charger.
【図５】従来の二次電池パックに使用される複数の円筒
型二次電池の斜視図FIG. 5 is a perspective view of a plurality of cylindrical secondary batteries used in a conventional secondary battery pack.
１ ニッケル−水素二次電池 ２ 電池ケース ３ 放熱部（ヒートシンク） ４ 熱伝達板 ５ 集熱部 ６ 第一の熱伝達部（第一のヒートパイプ） ７ 第二の熱伝達部（第二のヒートパイプ） ８ 外集熱板 ９ 外熱伝達部（外ヒートパイプ） １０ 外放熱部（外ヒートシンク） １１ 開口部（吸気口と排気口） １２ モータ １３ 嵌合部 １４ 端子 １５ 充電器 １６ 接続コード １７ コード ２１ 筺体 ３０ 電池パック ４０ 電動工具 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nickel-hydrogen secondary battery 2 Battery case 3 Heat radiating part (heat sink) 4 Heat transfer plate 5 Heat collector 6 First heat transfer part (first heat pipe) 7 Second heat transfer part (second heat) 8 External heat collecting plate 9 (External heat pipe) 10 External heat radiating unit (External heat sink) 11 Opening (Inlet and exhaust port) 12 Motor 13 Fitting unit 14 Terminal 15 Charger 16 Connection cord 17 Code 21 Housing 30 Battery pack 40 Power tool
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横尾 定顕 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 廣田 道雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H020 AA01 AS06 AS16 EE01 KK13 5H031 AA02 AA09 EE01 KK01 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Sadaaki Yokoo 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F term (reference) 5H020 AA01 AS06 AS16 EE01 KK13 5H031 AA02 AA09 EE01 KK01
Claims (27)
電池を囲ったケースと、前記複数の電池のうちの中央部
に位置する電池の近傍に設置された集熱部と、前記ケー
スの一面に設置され、前記集熱部に連結された放熱部
と、前記ケースの他面に設置された熱伝達板と、前記集
熱部と前記放熱部との間に設置された第一の熱伝達部
と、前記集熱部と前記熱伝達板との間に設置された第二
の熱伝達部とを備えた二次電池パック。A plurality of stacked secondary batteries; a case surrounding the plurality of batteries; a heat collection unit installed near a battery located at a central portion of the plurality of batteries; A heat dissipating unit installed on one surface of the case and connected to the heat collecting unit, a heat transfer plate installed on the other surface of the case, and a first heat dispersing unit installed between the heat collecting unit and the heat dissipating unit. And a second heat transfer unit provided between the heat collection unit and the heat transfer plate.
（ｉ）他の箇所に伝達する熱伝達板の機能及び、（ｉ
ｉ）外側に放熱する放熱板の機能のうちの少なくとも一
つの機能を有する請求項１記載の二次電池パック。2. The heat radiating section is configured to transfer heat collected by the heat collecting section.
(I) the function of the heat transfer plate transmitting to other places, and (i)
2. The secondary battery pack according to claim 1, wherein the secondary battery pack has at least one of the following functions:
を有する請求項１記載の二次電池パック。3. The secondary battery pack according to claim 1, wherein each battery of the plurality of batteries has a cylindrical shape.
筒形状を有し、複数の電池が俵積み状態で積層されてい
る請求項１記載の二次電池パック。4. The secondary battery pack according to claim 1, wherein each of the plurality of batteries has a cylindrical shape, and the plurality of batteries are stacked in a bale stack.
列及び直列のうちの少なくとも一つにより接続されてい
る請求項１記載の二次電池パック。5. The secondary battery pack according to claim 1, wherein each of the plurality of batteries is connected by at least one of parallel and series.
導性高分子からなる群から選ばれる少なくとも一つの材
料から作られている請求項１記載の二次電池パック。6. The secondary battery pack according to claim 1, wherein the heat collecting portion is made of at least one material selected from the group consisting of aluminum, copper, and a heat conductive polymer.
１記載の二次電池パック。7. The secondary battery pack according to claim 1, wherein the heat transfer section has a heat pipe.
記載の二次電池パック。8. The heat radiating section has a heat sink.
The secondary battery pack as described.
ウム、銅、および熱伝導性高分子からなる群から選ばれ
る少なくとも一つの材料により作られたヒートシンクを
有する請求項１記載の二次電池パック。9. The secondary battery pack according to claim 1, wherein the heat radiating portion has a heat sink made of at least one material selected from the group consisting of aluminum, copper, and a heat conductive polymer.
円筒形状を有し、前記複数の電池は、互いに隣り合って
設置されたそれぞれの電池の中間の上及び下のうちの少
なくとも一つの位置に設置されている請求項１記載の二
次電池パック。10. A battery according to claim 1, wherein:
2. The secondary battery pack according to claim 1, having a cylindrical shape, wherein the plurality of batteries are installed in at least one of a middle upper and lower position of each of the batteries installed adjacent to each other.
た複数段を有し、集熱部は、前記複数段のうちの内側に
位置する第一電池の周囲に設置された請求項１記載の二
次電池パック。11. The battery according to claim 1, wherein the plurality of batteries have a plurality of stacked three or more stages, and the heat collecting portion is provided around a first battery located inside the plurality of stages. The secondary battery pack as described.
１記載の二次電池パック。12. The secondary battery pack according to claim 1, wherein the heat radiating portion has a fin shape.
１記載の二次電池パック。13. The secondary battery pack according to claim 1, which is used as a power source for a power tool.
１に記載の二次電池パックであって、前記電動工具は、
嵌合部を有する筺体と、前記筺体に設置された電動部と
を備え、前記電池パックは前記嵌合部に接続され、前記
放熱部は前記電動工具の外方向に露出している二次電池
パック。14. The secondary battery pack according to claim 1, which is used as a power source for a power tool, wherein the power tool is:
A secondary battery comprising: a housing having a fitting portion; and a motorized portion provided in the housing, wherein the battery pack is connected to the fitting portion, and the heat radiating portion is exposed to the outside of the power tool. pack.
１に記載の二次電池パックであって、前記電動工具は、
嵌合部を有する筺体と、前記筺体に設置された電動部
と、嵌合部に設置された外集熱板とを備え、前記電池パ
ックの前記放熱部は、熱伝達板を有し、前記電池パック
は前記嵌合部に接続され、前記熱伝達板は前記外集熱板
に接続している二次電池パック。15. The secondary battery pack according to claim 1, wherein the power tool is used as a power source for a power tool.
A housing having a fitting portion, a motorized portion installed in the housing, and an external heat collecting plate installed in the fitting portion, wherein the heat radiating portion of the battery pack has a heat transfer plate, A secondary battery pack in which a battery pack is connected to the fitting portion and the heat transfer plate is connected to the external heat collecting plate.
１に記載の二次電池パックであって、前記電動工具は、
嵌合部を有する筺体と、前記筺体に設置された電動部
と、嵌合部に設置された外集熱板とを備え、前記電池パ
ックは、さらに、前記ケースの他面に設置された熱伝達
板を備え、前記電池パックは前記嵌合部に接続され、前
記熱伝達板は前記外集熱板に接触し、前記放熱部は前記
電動工具の外方向に露出している二次電池パック。16. The secondary battery pack according to claim 1, wherein the power tool is used as a power source of the power tool.
The battery pack further includes a housing having a fitting portion, a motorized portion installed in the housing, and an external heat collecting plate installed in the fitting portion. The battery pack further includes a heat sink installed on the other surface of the case. A secondary battery pack including a transmission plate, wherein the battery pack is connected to the fitting portion, the heat transmission plate is in contact with the external heat collecting plate, and the heat radiating portion is exposed to the outside of the power tool. .
された電動部と、前記嵌合部に接続された電池パック
と、前記嵌合部と前記電池パックとの間に設置された外
集熱板とを備えた電動工具。17. A housing having a fitting portion, a motorized portion installed in the housing, a battery pack connected to the fitting portion, and a battery pack installed between the fitting portion and the battery pack. An electric tool including an external heat collecting plate.
の近傍には外放熱部が設置され、前記外放熱部の熱が前
記開口を通って放熱される請求項１７記載の電動工具。18. The power tool according to claim 17, wherein an opening is formed in the housing, an external heat radiating portion is provided near the opening, and heat of the external heat radiating portion is radiated through the opening.
の近傍には外放熱部が設置され、前記外集熱板と前記外
放熱部との間には外熱伝達部が設置され、前記電池パッ
クにおいて発生した熱は、前記外集熱板と前記外熱伝達
部と前記外放熱部とを通って、前記開口から放熱される
請求項１７記載の電動工具。19. An opening is formed in the housing, an external heat radiator is provided near the opening, and an external heat transfer unit is provided between the external heat collecting plate and the external heat radiator. The power tool according to claim 17, wherein heat generated in the battery pack passes through the external heat collecting plate, the external heat transfer unit, and the external heat radiating unit and is radiated from the opening.
記熱伝達板が前記外集熱板に接触し、前記電池パックに
おいて発生した熱が、前記熱伝達板と前記外集熱板を通
って放熱される請求項１７記載の電動工具。20. The battery pack having a heat transfer plate, wherein the heat transfer plate comes into contact with the external heat collecting plate, and heat generated in the battery pack is generated by the heat transfer plate and the external heat collecting plate. The power tool according to claim 17, wherein heat is radiated through the power tool.
電池パックにおいて発生した熱が、前記放熱部を通って
放熱される請求項１７記載の電動工具。21. The electric tool according to claim 17, wherein the battery pack has a heat radiating portion, and heat generated in the battery pack is radiated through the heat radiating portion.
を有し、前記熱伝達板が前記外集熱板に接触し、前記電
池パックにおいて発生した熱が、前記外集熱板と前記放
熱部とから放熱される請求項１７記載の電動工具。22. The battery pack has a heat transfer plate and a heat radiating portion, wherein the heat transfer plate contacts the external heat collecting plate, and heat generated in the battery pack is transmitted to the external heat collecting plate. The electric tool according to claim 17, wherein the heat is radiated from the radiator.
よび、熱伝導性高分子からなる群から選ばれる少なくと
も一つの材料により作られている請求項１７記載の電動
工具。23. The power tool according to claim 17, wherein the outer heat collecting plate is made of at least one material selected from the group consisting of aluminum, copper, and a heat conductive polymer.
請求項１７記載の電動工具。24. The power tool according to claim 17, wherein the external heat radiating portion has a heat sink.
よび熱伝導性高分子からなる群から選ばれる少なくとも
一つの材料により作られたヒートシンクを有する請求項
１７記載の電動工具。25. The power tool according to claim 17, wherein the external heat radiating portion has a heat sink made of at least one material selected from the group consisting of aluminum, copper, and a heat conductive polymer.
次電池と、前記複数の電池を囲ったケースと、前記複数
の電池のうちの中央部に位置する電池の近傍に設置され
集熱部と、前記集熱部に連結され、前記ケースの一面に
設置された熱伝達板とを備え、前記外集熱板は前記熱伝
達板に接触し、前記複数の電池において発生した熱は、
前記集熱部と前記熱伝達板と前記外集熱板とを通って放
熱される請求項１７記載の電動工具。26. The battery pack, comprising: a plurality of stacked secondary batteries; a case surrounding the plurality of batteries; and a heat collection unit installed near a battery located at a central portion of the plurality of batteries. And a heat transfer plate connected to the heat collecting unit and installed on one surface of the case, wherein the outer heat collecting plate is in contact with the heat transfer plate, and heat generated in the plurality of batteries is:
The power tool according to claim 17, wherein heat is radiated through the heat collecting portion, the heat transfer plate, and the outer heat collecting plate.
次電池と、前記複数の電池を囲ったケースと、前記複数
の電池のうちの中央部に位置する電池の近傍に設置され
集熱部と、前記集熱部に連結され、前記ケースの一面に
設置された熱伝達板と、前記集熱部に連結され、前記ケ
ースの他面に設置された放熱部とを備え、前記外集熱板
が前記熱伝達板に接触し、前記複数の二次電池において
発生した熱は前記集熱部に集められ、前記集熱部に集め
られた熱は、前記外集熱板と前記放熱部とから放熱され
る請求項１７記載の電動工具。27. The battery pack, comprising: a plurality of stacked secondary batteries; a case surrounding the plurality of batteries; and a heat collector installed near a battery located at the center of the plurality of batteries. A heat transfer plate connected to the heat collecting unit and installed on one surface of the case; and a heat radiating unit connected to the heat collecting unit and installed on the other surface of the case. A heat plate contacts the heat transfer plate, heat generated in the plurality of secondary batteries is collected in the heat collecting portion, and heat collected in the heat collecting portion is the external heat collecting plate and the heat radiating portion. 18. The power tool according to claim 17, wherein heat is radiated from the power tool.
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