JP2003297438A - エネルギ蓄積モジュール及び電気装置 - Google Patents

エネルギ蓄積モジュール及び電気装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 セル内に生じた損失熱を良好に排出すること
ができるようにしたエネルギ蓄積モジュール及び電気装
置を提供すること。 【解決手段】 電気エネルギ蓄積用の少なくとも１つの
セルと、セルの保持用の少なくとも１つのセル坦体とを
有しており、保持の際に、セル坦体はセルと接触接続さ
れている、電気機器の給電用エネルギ蓄積モジュールに
おいて、セル坦体は、少なくとも部分的に伝熱材料製で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気機器、例え
ば、電気工具機器の給電用エネルギ蓄積モジュールであ
って、電気エネルギ蓄積用の少なくとも１つのセルと、
セルの保持用の少なくとも１つのセル坦体とを有してお
り、当該保持の際に、セル坦体はセルと接触接続されて
いるエネルギ蓄積モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の電気工具機器、例えば、ハンドド
リル機器又は充電バッテリ（蓄電池）式ドライバは、充
電バッテリパック(Akku-Pack)によって電流が給電され
ることが屡々であり、その際、充電バッテリパックは、
相互に電気接続されていて、例えば、プラスチック容器
（電槽）によって一緒に保持されている複数のセルから
形成されている。
【０００３】しかし、その種の充電バッテリパックの作
動時に、充電中も放電中もセル内に著しい損失熱が生
じ、その結果、セル温度が上昇し、従って、各セルの経
年変化が早く進んでしまう。
【０００４】更に、そのような充電バッテリパックは、
放電過程後、その際生じる損失熱により、大抵、直ぐに
充電を開始することができない程高い温度に上昇してし
まう。そのために設けられている充電装置は、充電バッ
テリパックの温度が低下する迄待つ必要があり、それに
より、充電過程が遅れてしまう。
【０００５】更に、そのような充電バッテリパックの個
別セルは、作動中著しい温度差がある。つまり、外側の
セルの損失熱は比較的良好に排出され、それに対して、
充電バッテリパックの中側のセルは大抵熱が澱んでしま
うからである。
【０００６】しかも、マキタ社から、充電過程中冷却さ
れる充電バッテリパックが市販されているが、その際、
冷却空気流が充電バッテリパックを通るように吹き付け
られる。その欠点は、一方では、放電中は冷却されない
という点にあり、他方では、この公知の充電バッテリパ
ックの内部が冷却空気流によって汚濁されることがある
点にある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前述
の従来技術の欠点を克服して、セル内に生じた損失熱を
良好に排出することができるようにしたエネルギ蓄積モ
ジュール及び電気装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】課題を解決するため、本
発明は、セル坦体は、少なくとも部分的に熱伝導材料製
であることを提案するものである。
【０００９】本発明は、一般的に、少なくとも１つのセ
ルを有するエネルギ蓄積モジュールに、熱伝導材料製の
セル坦体を設けるという技術思想を有している。
【００１０】
【発明の実施の形態】従属請求項記載の手段によって、
本発明の方法及び本発明の装置の有利な実施例及び改善
が可能である。
【００１１】セル坦体はセルを機械的に固定し、その
際、セルは、例えば、セル坦体内に楔で固定されている
か、又は、セル坦体と接着されており、セル坦体とセル
との接着時に、有利には、セルからセル坦体への良好な
熱の移動を達成するために、熱伝導性接着剤を使用する
とよい。
【００１２】本発明の有利な実施例では、セル坦体は、
熱容量を有しており、その結果、セルからセル坦体に移
動される損失熱により、極めて僅かな温度上昇しか生じ
ない。この実施例は、セルからセル坦体への熱の移動が
大きな温度差によって促進されるので有利である。
【００１３】有利には、そのために、セル坦体は、熱伝
導率及び／又は特定の熱容量が空気、プラスチック、紙
及び／又はセルの材料よりも大きな材料から形成されて
いる。
【００１４】本発明の有利な実施例では、エネルギ蓄積
モジュールは電気エネルギの蓄積のために複数のセルを
有しており、その際、セル坦体の熱伝導率及び／又は熱
容量は、充電作動中及び／又は放電作動中の個別セル間
の温度差が、周囲環境に対する各セルの温度差よりも著
しく小さいように大きい。
【００１５】その際、有利には、各個別セル間の温度差
が、充電作動中及び／又は放電作動中５，１０，１５，
２０，３０，４０又は５０ケルビンよりも小さくなるよ
うに、セル坦体の熱伝導率及び／又は熱容量は大きくさ
れる。
【００１６】有利には、本発明のエネルギ蓄積モジュー
ルのセル坦体は全てのセルと接触接続されており、従っ
て、セル坦体は全てのセルから損失熱を排出することが
できる。セル坦体と個別セルとの結合部は、有利には、
できる限り小さな伝熱抵抗を達成するために扁平であ
る。
【００１７】本発明の変形実施例では、セル坦体は複数
部分からなり、その結果、殊に大きな、多数のセルを有
する充電バッテリパックの場合有利である。この際、セ
ル坦体の個別部分は、各々少なくとも１つの伝熱面を有
しており、この伝熱面に、セル坦体の部分が扁平に相互
に結合されている。セル坦体の各個別部分の、この扁平
結合により、有利には、良好な伝熱が達成される。
【００１８】熱排出を更に改善するために、本発明の有
利な実施例では、少なくとも１つの冷却体が設けられて
おり、この冷却体は、熱を受動的に排出するか、又は、
能動的にベンチレーターによって吹き飛ばす。
【００１９】有利には、冷却体は、この際、ケーシング
開口内に設けられているか、又は、ケーシング開口を通
ってエネルギ蓄積モジュールから外側に設けられてい
る。このようにして、有利には、エネルギ蓄積モジュー
ルの内部から外側に向かって直接熱の橋絡部が形成さ
れ、その結果、エネルギ蓄積モジュールの内部で生じた
損失熱が効率的に外側に排出される。冷却体は、そのた
めに、エネルギ蓄積モジュールの内部でセル坦体又は直
接セルと結合されていて、優位にエネルギ蓄積モジュー
ルの、温度に対して臨界的な内部を冷却することができ
る。
【００２０】更に、ケーシング開口内に有利には電気端
子コンタクトも設けられており、この電気端子コンタク
トを介してエネルギ蓄積モジュールを電気装置又は充電
装置と接続することができる。端子コンタクトと冷却体
とをケーシング開口内に一緒に設けると、有利に、電気
装置乃至充電装置で簡単に電気的及び熱的に接触接続す
ることができる。
【００２１】更に、エネルギ蓄積モジュールは、有利に
は、機械的なガイドを有しており、このガイドによっ
て、エネルギ蓄積モジュールを電気装置乃至充電装置内
に機械的に固定することができる。ガイドは、例えば、
両側がケーシング開口に設けられたガイドバーから形成
することができ、その結果、エネルギ蓄積モジュール
を、電気装置乃至充電装置の収容空間内に挿入すること
ができる。
【００２２】本発明の範囲内で使用されるエネルギ蓄積
モジュールの概念は、充電バッテリパックに限定されな
い。本発明は、例えば、再充電不可能な充電バッテリパ
ックを用いても構成することができ、並びに、作動中損
失熱を生じる他のタイプのエネルギ蓄積器を用いてもよ
い。
【００２３】更に、本発明は、本発明のエネルギ蓄積モ
ジュールを有する電気装置を含んでおり、その際、電気
装置は、例えば、充電バッテリ作動の電気工具機器又は
充電装置にするとよい。
【００２４】この際、本発明のエネルギ蓄積モジュール
の冷却は、ベンチレーターによって支援することができ
る。
【００２５】その他の利点は、以下の図示の実施例の説
明から分かる。図面、実施例の説明及び請求項は、多数
の特徴要件を組み合わせて有している。当業者は、この
各特徴要件を目的に適うように、個別に考察してもいい
し、有意義な別の組み合わせと一緒にしてもいい。
【００２６】
【実施例】以下、図示の実施例を用いて、本発明につい
て詳細に説明する。
【００２７】部分的に展開して示した図１には、電気工
具機器、例えば、ハンドドリル機器又は充電バッテリ式
ドライバ用の充電バッテリパックが示されている。
【００２８】電気エネルギの蓄積のために、充電バッテ
リパックは、全部で３０個のほぼ円筒形の充電バッテリ
セル１０を有している。この際、充電バッテリパック内
には各々３個のセルが上下に重ねられ、５個のセルが並
べられ、２個のセルが順次連続して設けられており、そ
うすることによって、充電バッテリパックのコンパクト
な構造形式が達成される。
【００２９】この際、個別充電バッテリセル１０は、機
械的な固定のために蜂の巣乃至格子状のセル坦体１２内
に設けられており、接着剤によってセル坦体１２と接着
されている。
【００３０】充電バッテリセル１０の機械的な固定の他
に、セル坦体１２は、本発明の範囲内で、充電バッテリ
セル１０の冷却用にも使用される。
【００３１】そのために、個別充電バッテリセル１０と
セル坦体１２とは、熱伝導性接着剤によって接着され、
従って、充電バッテリセル１０とセル坦体１２との伝熱
抵抗をできる限り小さくすることができる。
【００３２】更に、セル坦体１２は、アルミニウム製で
あり、つまり、アルミニウムは、材料として大きな熱伝
導率と大きな特定の熱容量を有している。
【００３３】セル坦体１２の良好な熱伝導率により得ら
れる利点は、内部の充電バッテリセル１０によって生じ
る損失熱が良好に外側に排出され、それによって、充電
バッテリパックが内部で加熱するのが阻止される点にあ
る。
【００３４】セル坦体１２の大きな熱容量は、付加的な
利点である。つまり、セル坦体１２は、そうすることに
よって、あまり加熱せずに、充電バッテリセル１０の比
較的大きな量の損失熱を吸収することができるからであ
る。その結果、セル坦体１２による熱の吸収により、充
電バッテリセル１０の温度が低下する。
【００３５】セル坦体１２の上側には、多数の冷却体１
４が成形されており、多数の冷却体は、同様にアルミニ
ウム製であり、大きな表面を有していて、充電バッテリ
セル１０によって吸収された損失熱を効率的に周囲環境
空気に排出することができる。電気装置での充電バッテ
リパックの放電時、並びに、充電装置での充電時に、冷
却体１４に、送風機によって周囲環境空気を流し込むこ
とができ、対流により熱排出を改善することができる。
【００３６】この際、セル坦体１２は、２つの部分１
２．１，１２．２から構成されており、２つの部分は、
充電バッテリセル１０の長手方向に順次並べて設けられ
ており、その際、セル坦体１２の各部分１２．１乃至１
２．２は、各々１５個の充電バッテリセル１０を収容し
ている。その端面側には、セル坦体１２の両部分１２．
１，１２．２が、各々平坦な端面を有しており、この端
面は、取り付けた状態で平坦に相互に当接し、ねじによ
って相互に結合され、そうすることによって、セル坦体
１２の両部分１２．１，１２．２間の良好な伝熱を達成
することができる。
【００３７】更に、充電バッテリパックは、プラスチッ
ク製ケーシング１６を利用することができ、その際、ケ
ーシング１６の表面には、ケーシング開口が設けられて
おり、このケーシング開口を通して冷却体１４は外側に
突出している。こうすることによって得られる利点は、
冷却体１４を充電バッテリパックの外側に容易に近づけ
ることができ、良好に冷却することができる点にある。
【００３８】更に、充電バッテリパックはプレート１８
を有しており、プレート１８は、ケーシング１６内のセ
ル坦体１２の表面に取り付けられており、このプレート
１８には、発光ダイオード２０、スイッチ２２並びに電
気端子コンタクト２４が取り付けられている。発光ダイ
オード２０、スイッチ２２及び電気端子コンタクト２４
は、この際、ケーシング開口の内部に設けられており、
そのために、同様に外側から容易に近付くことができ
る。
【００３９】更に、ケーシング１６の外側には、ケーシ
ング開口の両側に２つのガイドレール２６が設けられて
おり、このガイドレールを介して、充電バッテリパック
は電気装置乃至充電装置の収容空間内に挿入することが
でき、その際、充電バッテリパックのガイドレール２６
は、ガイドレールが相応に適合されて収容空間内に填め
込まれている。その際、挿入された状態で、充電バッテ
リパックはスナップフック２８によって電気装置乃至充
電装置の収容空間内に固定されている。
【００４０】
【発明の効果】本発明によると、一方では、セル坦体の
良好な熱伝導率により、エネルギ蓄積モジュールの内部
に生じた損失熱を排出することができ、その結果、この
損失熱をエネルギ蓄積モジュールの外側に放出すること
ができるという顕著な効果を奏することができる。
【００４１】他方では、セル坦体はセルを機械的に固定
し、その際、セルは、例えば、セル坦体内に楔で固定さ
れているか、又は、セル坦体と接着されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気工具機器用の本発明の充電バッテリパック
を示す図
【符号の説明】
１０ 充電バッテリセル １２ セル坦体 １２．１ セル坦体の部分 １２．２ セル坦体の部分 １４ 冷却体 １６ ケーシング １８ プレート ２０ 発光ダイオード ２２ スイッチ ２４ 端子コンタクト ２６ ガイドレール ２８ スナップフック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュテファン レープケ ドイツ連邦共和国 ラインフェルデン バ ーンホフシュトラーセ 29 (72)発明者 ライナー グラウニング ドイツ連邦共和国 アイヒタール−グレッ ツィンゲン フローシェゲルト 11 Ｆターム(参考） 5H031 AA09 CC01 EE01 KK01

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気機器、例えば、電気工具機器の給電
    用エネルギ蓄積モジュールであって、電気エネルギ蓄積
    用の少なくとも１つのセル（１０）と、前記セル（１
    ０）の保持用の少なくとも１つのセル坦体（１２）とを
    有しており、当該保持の際に、前記セル坦体（１２）は
    前記セル（１０）と接触接続されているエネルギ蓄積モ
    ジュールにおいて、 セル坦体（１２）は、少なくとも部分的に伝熱材料製で
    あることを特徴とするエネルギ蓄積モジュール。
  2. 【請求項２】 セル坦体（１２）は、空気、プラスチッ
    ク、紙及び／又はセル（１０）の材料よりも大きな熱伝
    導率及び／又は特殊な熱容量を有している請求項１記載
    のエネルギ蓄積モジュール。
  3. 【請求項３】 電気エネルギ蓄積用の複数のセル（１
    ０）が設けられており、前記各個別セル（１０）間の温
    度差が充電作動中及び／又は放電作動中、周囲環境に対
    する前記各セルの温度差よりも著しく小さくなるように
    セル坦体（１２）の熱伝導率及び／又は熱容量は大きい
    請求項１又は２記載のエネルギ蓄積モジュール。
  4. 【請求項４】 各個別セル（１０）間の温度差が充電作
    動及び／又は放電作動中、５，１０，１５，２０，３
    ０，４０又は５０ケルビンよりも小さくなるように、セ
    ル坦体（１２）の熱伝導率及び／又は熱容量は大きい請
    求項３記載のエネルギ蓄積モジュール。
  5. 【請求項５】 セル坦体（１２）は、各々少なくとも１
    つの伝熱面を有する複数部分（１２．１，１２．２）か
    らなり、前記セル坦体（１２）の前記部分（１２．１，
    １２．２）は、前記伝熱面に相互に扁平に結合されてい
    る請求項１から４迄の何れか１記載のエネルギ蓄積モジ
    ュール。
  6. 【請求項６】 セル坦体（１２）には、少なくとも１つ
    の冷却体（１４）が取付又は成形されている請求項１か
    ら５迄の何れか１記載のエネルギ蓄積モジュール。
  7. 【請求項７】 ケーシング開口を有するケーシング（１
    ６）が設けられており、冷却体（１４）及び／又は電気
    端子コンタクト（２４）は、前記ケーシング開口内に設
    けられており、又は、当該ケーシング開口を通って外側
    に突出している請求項６記載のエネルギ蓄積モジュー
    ル。
  8. 【請求項８】 両側がケーシング開口に並んで設けられ
    ている機械的なガイド（２６）が設けられている請求項
    ７記載のエネルギ蓄積モジュール。
  9. 【請求項９】 セル（１０）は、熱伝導性接着剤によっ
    てセル坦体（１２）と接着されている請求項１から８迄
    の何れか１記載のエネルギ蓄積モジュール。
  10. 【請求項１０】 請求項１から９迄の何れか少なくとも
    １記載のエネルギ蓄積モジュールを有する電気装置。
  11. 【請求項１１】 冷却体（１４）に風を吹き付けるため
    に通風機が設けられている請求項１記載の電気装置。
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