JP2012054138A

JP2012054138A - 工具用バッテリ

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Publication number: JP2012054138A
Application number: JP2010196553A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Ogura; 裕紀小倉
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2012-03-15
Also published as: EP2426756A1; CN102386436A; RU2011136507A; US20120058384A1

Abstract

【課題】本発明は、セル端面の電極の部分に水が付着しないようにして、セルの漏電や腐食を防止することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る工具用バッテリは、端面を揃えて複数本のセルＣを並べ、それらのセルＣの両端部をホルダ３０で拘束した状態で、バッテリハウジング内に収納する構成の工具用バッテリであって、ホルダ３０には個々のセルＣの端部がそれぞれ嵌合する複数の凹部３３が形成されており、さらに、ホルダ３０にはセルＣの端面に形成された電極Ｐ，Ｎに電気的に接続されるリード板が凹部３３の底の位置で露出するように、そのホルダ３０に埋め込まれている。
【選択図】図３

Description

本発明は、端面を揃えて複数本のセルを並べ、それらのセルの両端部をホルダで拘束した状態で、バッテリハウジング内に収納する構成の工具用バッテリに関する。

これに関連する工具用バッテリが特許文献１に記載されている。
この工具用バッテリでは、図１０に示すように、複数本（図では10本）の円柱形の蓄電池Ｃ（以下、セルＣという）の電極Ｐ，Ｎがリード板１０１により互いに接続された状態で、内部ケース（図示省略）に収納され、基板等と共にバッテリハウジング（図示省略）内に収納されている。
ここで、リード板１０１とセルCの電極Ｐ，Ｎとはスポット溶接により接続されている。

特開２００２−１２４３０６号公報

しかし、バッテリハウジング内で、例えば、結露等により発生した水滴が内部ケース内に浸入すると、その水がセルＣの外周面を伝って電極Ｐ，Ｎの位置まで到達することがある。特に水がセルＣのプラス電極Ｐとその周囲（マイナス部分）に付着すると漏電が発生したり、腐食が早く進行するようになる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、セル端面の電極の部分に水が付着しないようにして、セルの漏電や腐食を防止することである。

上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、端面を揃えて複数本のセルを並べ、それらのセルの両端部をホルダで拘束した状態で、バッテリハウジング内に収納する構成の工具用バッテリであって、前記ホルダには個々のセルの端部がそれぞれ嵌合する複数の凹部が形成されており、さらに、前記ホルダには前記セルの端面に形成された電極に電気的に接続されるリード板が前記凹部の底の位置で露出するように、そのホルダに埋め込まれていることを特徴とする。

本発明によると、複数本のセルの端部がそれぞれホルダの凹部に嵌合する構成のため、前記セルの端部に設けられた電極はホルダ及びリード板によって覆われるようになる。このため、バッテリハウジング内の結露等でセルに水が付着し、その水がセルの外周面を伝っても、電極部分までは到達しなくなる。
これにより、セルの漏電や電極部分の腐食を回避することができる。

請求項２の発明によると、ホルダが弾性部材で構成されていることを特徴とする。このため、セルの端部がホルダの凹部に嵌合した状態で、そのセルの端部をホルダによりシールできるようになる。

請求項３の発明によると、ホルダには、凹部が形成されている面と反対側の面にリード板を露出させるための開孔が前記凹部と嵌合しているセルの電極と同軸位置に設けられていることを特徴とする。
このため、セルの端部がホルダの凹部に嵌合した状態で、開孔を利用してリード板とセルの電極とを溶接できるようになる。

請求項４の発明によると、開孔の径寸法は、セルのプラス電極の径寸法とほぼ等しい値に設定されていることを特徴とする。
即ち、開孔の径寸法を溶接に必要とされる最小寸法に設定できる。

請求項５の発明によると、リード板がホルダの開孔の位置でセルの電極に溶接された状態で、前記開孔が樹脂によって埋められることを特徴とする。
このため、リード板の溶接部分に水が付着することがなく、この部分の腐食を防止できる。

本発明によると、セル端面の電極部分に水が付着することがなく、セルの漏電やセルの電極部分の腐食を回避できる。

本発明の実施形態１に係る工具用バッテリの全体斜視図である。前記工具用バッテリの分解斜視図である。前記工具用バッテリのセルとホルダとを表す分解斜視図である。複数本のセル（セル集合体）を両側からホルダで拘束した状態を表す斜視図である。ホルダの斜視図である。ホルダにリード板を埋め込んだ状態を表す斜視図である。ホルダとリード板との分解斜視図である。図４のVIII-VIII矢視断面図である。図８のIX部拡大図（Ａ図）、リード板の変形例を表す断面図（Ｂ図）である。従来のセルとリード板とを表す斜視図である。

［実施形態１］
以下、図１から図９に基づいて本発明の実施形態１に係る工具用バッテリについて説明する。
なお、図中に記載された前後左右及び上下は、工具用バッテリの前後左右及び上下に対応している。

＜工具用バッテリ１０の概要について＞
工具用バッテリ１０は、図１、図２に示すように、複数本（図２では10本）の円柱形の蓄電池Ｃ（以下、セルＣという）を収納する上部開放型のハウジング本体部１２と、そのハウジング本体部１２の上部開口１２ｈ（図２参照）を塞ぐ蓋部１４とを備えている。ハウジング本体部１２と蓋部１４とは平面略角形に形成されており、そのハウジング本体部１２に対して蓋部１４が周囲８箇所でネジ止め可能に構成されている。即ち、ハウジング本体部１２と蓋部１４とが本発明のバッテリハウジングに相当する。
10本のセルＣは、図２等に示すように、セル集合体２０としてハウジング本体部１２内に収納される。セル集合体２０は、セルＣの軸心を工具用バッテリ１０の左右方向に一致させた状態で、前後方向に並べた5本のセルＣを二段重ねにしたものであり、各々のセルＣの左端部と右端部とがそれぞれホルダ３０によって拘束されている。
前記セル集合体２０の上には、絶縁板部４１を介して基板４０が載せられており、その基板４０に工具用バッテリ１０の正電極４３、負電極４４及びコネクタ４５等が設けられている。

また、ハウジング本体部１２の上部開口１２ｈを塞ぐ蓋部１４には、図１、図２に示すように、その左右両側位置に電動工具本体（図示省略）との連結に使用されるスライドレール１５が前後方向に延びるように形成されている。さらに、蓋部１４の上面中央部には、左右のスライドレール１５の間に、電動工具本体の板状のターミナル（図示省略）がそれぞれ前方から挿入可能に構成された左右一対の案内スリット１６が同じく前後方向に延びるように形成されている。そして、右側の案内スリット１６の内側（蓋部１４の内側）に工具用バッテリ１０の正電極４３、左側の案内スリット１６の内側に同じく負電極４４が配置されている。さらに、蓋部１４の左右の案内スリット１６間にはコネクタ用開口１７が形成されており、そのコネクタ用開口１７から、図１に示すように、基板４０に設けられたコネクタ４５が前方を指向した状態で突出している。
さらに、蓋部１４の上面後部には、図２に示すように、左右の案内スリット１６の後方にスライドロック用のフック４７のロック爪４７ｆ（図１参照）が突出可能に構成された平面略コ字形の爪用開口１８が形成されている。フック４７は、ロック爪４７ｆが爪用開口１８から上方に突出するようなバネ力を受けた状態で、ハウジング本体部１２と蓋部１４（バッテリハウジング）の後端部分に収納されている。

＜セル集合体２０のホルダ３０について＞
セル集合体２０の左右のホルダ３０は、10本のセルＣを二段積みの集合状態に保持するとともに、それらのセルＣを2本づつ並列接続し、さらに並列接続された5組のセルＣを直列接続できるように構成されている。ホルダ３０は、ホルダ本体３２と、そのホルダ本体３２に埋め込まれてセルＣのプラス電極Ｐ、マイナス電極Ｎに接続される端部リード板３６、及び中間リード板３７とから構成されている。
ホルダ本体３２は、略角形に形成された弾性部材、例えば、ゴム製の厚板であり、図５に示すように、そのホルダ本体３２の内側面にセルＣの端部が嵌合可能な円形凹部３３が等間隔で形成されている。即ち、円形凹部３３の内径寸法は、セルＣの外径寸法とほぼ等しく設定されている。さらに、円形凹部３３の深さ寸法は、セルＣの端部（電極Ｐ，Ｎの部分）を完全に覆える寸法に設定されている。
また、ホルダ本体３２の外側面には、図３、図４等に示すように、セルＣのプラス電極Ｐの外径寸法にほぼ等しい内径寸法の開孔３４が円形凹部３３と同軸に設けられている。開孔３４は、図５等に示すように、円形凹部３３の底３３ｂの位置でホルダ本体３２を貫通するように形成されている。

ホルダ本体３２には、図６等に示すように、二枚の中間リード板３７と一枚の端部リード板３６とがそのホルダ本体３２の外側面、内側面に平行に埋め込まれている。中間リード板３７は、上段二本のセルＣと下段二本のセルＣの電極Ｐ，Ｎがその中間リード板３７の四隅の位置に接続可能なように幅広の角板状に構成されている。端部リード板３６は、上段一本のセルＣと下段一本のセルＣの電極Ｐ，Ｎがその端部リード板３６の上部と下部に接続可能なように幅狭の帯板状に構成されている。そして、中間リード板３７の端子部３７ｔと端部リード板３６の端子部３６ｔとがホルダ本体３２の上端面から上方に突出している。中間リード板３７及び端部リード板３６は、図８、図９（Ａ）に示すように、ホルダ本体３２の開孔３４を横断する位置に位置決めされている。これにより、中間リード板３７と端部リード板３６とは、円形凹部３３の底３３ｂの位置で露出するとともに、ホルダ本体３２の外側面において開孔３４の位置で露出するようになる。このため、図９（Ａ）等に示すように、ホルダ本体３２の円形凹部３３に各々のセルＣの端部を嵌合させた状態で、ホルダ本体３２の外側からホルダ本体３２の開孔３４を利用して、中間リード板３７、端部リード板３６とセルＣの電極Ｐ，Ｎとをスポット溶接することが可能になる。
ここで、図９（Ｂ）に示すように、中間リード板３７と端部リード板３６とのスポット溶接部位３６ｚ，３７ｚをセルＣの電極Ｐ，Ｎ側にハット形に突出させることも可能である。これにより、溶接時における中間リード板３７と端部リード板３６との撓みを抑制できる。

ここで、右側のホルダ３０では、図６、図７に示すように、前側に中間リード板３７が二枚配置されており、後端位置に端部リード板３６が配置されている。また、左側のホルダ３０では、図３、図４に示すように、前端位置に端部リード板３６が配置されており、後側に中間リード板３７が二枚配置されている。これにより、10本のセルＣを2本づつ並列に接続した状態で、並列に接続された5組のセルＣを直列に接続することが可能になる。
このように構成されたセル集合体２０の各々の端部リード板３６の端子部３６ｔ、及び各々の中間リード板３７の端子部３７ｔは、リード線（図示省略）等により基板４０の端子に接続される。

ホルダ本体３２は、成形型（図示省略）内にゴムを射出することにより、所定形状に成形される。このとき、端部リード板３６及び中間リード板３７を成形型内の所定位置にセットすることで、前記ホルダ本体３２を成形する際にホルダ本体３２内に端部リード板３６、中間リード板３７を埋め込むことが可能になる。
また、ホルダ本体３２の開孔３４は、中間リード板３７、端部リード板３６とセルＣの電極Ｐ，Ｎとがスポット溶接された後、樹脂系の接着剤により塞がれる。これにより、ホルダ３０の防水性が確保される。

＜本実施形態に係る工具用バッテリ１０の長所について＞
本実施形態に係る工具用バッテリ１０によると、複数本（10本）のセルＣの端部がそれぞれホルダ３０（ホルダ本体３２）の円形凹部３３に嵌合する構成のため、セルＣの端部に設けられた電極Ｐ，Ｎはホルダ本体３２及びリード板３６，３７によって覆われるようになる。このため、バッテリハウジング内の結露等でセルＣに水が付着し、その水がセルＣの外周面を伝っても、電極部分までは到達しなくなる。
これにより、セルＣの漏電や電極部分の腐食を回避することができる。
また、ホルダ本体３２がゴム製であるため、セルＣの端部がホルダ本体３２の円形凹部３３に嵌合した状態で、そのセルＣの端部をホルダ本体３２によりシールできるようになる。
また、ホルダ本体３２には、円形凹部３３が形成されている面と反対側の面（外側面）にリード板３６,３７を露出させるための開孔３４が設けられているため、セルＣの端部が円形凹部３３に嵌合した状態でその開孔３４を利用してリード板３６,３７とセルＣの電極Ｐ,Ｎとを溶接できるようになる。
さらに、開孔３４の径寸法は、セルＣのプラス電極Ｐの径寸法と等しい値に設定されているため、開孔３４の径寸法を溶接に必要とされる最小寸法に設定できる。
また、リード板３６，３７がホルダ本体３２の開孔３４の位置でセルＣの電極Ｐ，Ｎに溶接された後、前記開孔３４が樹脂系の接着剤で塞がれるため、リード板３６，３７の溶接部分に水が付着することがなく、この部分の腐食を防止できる。

＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、ホルダ本体３２をゴム製の厚板により構成する例を示したが、例えば、樹脂板によりホルダ本体３２を構成し、そのホルダ本体３２の円形凹部３３の内側にリング状にシール部材等を設ける構成でも可能である。
また、リード板３６，３７をセルＣの電極Ｐ，Ｎに溶接した後、ホルダ本体３２の開孔３４を樹脂系の接着剤で塞ぐ例を示したが、ホルダ本体３２の開孔３４を防水テープ等で塞ぐことも可能である。

１２・・・・ハウジング本体部（バッテリハウジング）
１４・・・・蓋部（バッテリハウジング）
３０・・・・ホルダ
３２・・・・ホルダ本体
３３・・・・円形凹部（凹部）
３３ｂ・・・底
３４・・・・開孔
３６・・・・端部リード板（リード板）
３７・・・・中間リード板（リード板）
Ｃ・・・・・セル
Ｐ・・・・・プラス電極
Ｎ・・・・・マイナス電極

Claims

端面を揃えて複数本のセルを並べ、それらのセルの両端部をホルダで拘束した状態で、バッテリハウジング内に収納する構成の工具用バッテリであって、
前記ホルダには個々のセルの端部がそれぞれ嵌合する複数の凹部が形成されており、
さらに、前記ホルダには前記セルの端面に形成された電極に電気的に接続されるリード板が前記凹部の底の位置で露出するように、そのホルダに埋め込まれていることを特徴とする工具用バッテリ。
請求項１に記載された工具用バッテリであって、
前記ホルダが弾性部材で構成されていることを特徴とする工具用バッテリ。
請求項１又は請求項２のいずれかに記載された工具用バッテリであって、
前記ホルダには、前記凹部が形成されている面と反対側の面に前記リード板を露出させるための開孔が前記凹部と嵌合している前記セルの電極と同軸位置に設けられていることを特徴とする工具用バッテリ。
請求項３に記載された工具用バッテリであって、
前記開孔の径寸法は、前記セルのプラス電極の径寸法とほぼ等しい値に設定されていることを特徴とする工具用バッテリ。
請求項３又は請求項４のいずれかに記載された工具用バッテリであって、
前記リード板が前記ホルダの開孔の位置で前記セルの電極に溶接された状態で、前記開孔が樹脂によって埋められることを特徴とする工具用バッテリ。