JP2016535922A - 可撓性電池保持器 - Google Patents

Abstract

電池式屋外用電動機器用の電池保持器アセンブリ（１３０）は、電池（１２０）のそれぞれを受け入れ保持するように構成された複数の電池受入れスロット（１４０）と、複数の電池保持構造体（１８０）からなる。電池受入れスロット（１４０）のうちの少なくとも一部が、電池保持構造体（１８０）の対応する構造体によって形成される。電池保持構造体（１８０）の少なくとも１つは、挿入された対応する電池（１２０）の一部の周囲に延びるように構成される。電池保持構造体は、それぞれの間隔部（１８８）によって互いに離れた一連の電池嵌合部（１８４）を備える。少なくとも１つの電池保持構造体（１８０）が可撓性材料から形成される。【選択図】図２

Description

例示的実施形態は、概して、バッテリーパック技術に関し、具体的には、バッテリーパック内の電池を保持する機構に関する。

所有物の保守作業は、一般に、特定の作業に対応する性能に応じて構成された種々の工具及び／又は機械を用いて行われる。木の伐採、植物の刈取り、屑の飛散などの特定の作業は、通常、携帯型の工具又は電動機器によって行われる。携帯型の電動機器は、多くの場合、ガス又は電動モータによって電力が供給され得る。電池式電動工具が出現するまで、所望の又は必要とされる移動性の高いガス式モータが、多くの場合、作業者に好まれた。したがって、多くのウォークビハインド型(walk-behind)又はライドオン型(ride-on)屋外用電動機器、例えば芝刈り機は、通常、比較的大きな範囲にわたって作動する必要があるので、ガスモータによって電力が供給されることが多い。しかしながら、電池技術の継続的な向上とともに、電池式機器のロバスト性も向上しており、かかる機器の人気が高まっている。

場合によっては、携帯型の電動機器に用いられる電池は、所望の出力特性を達成するために、ともに配置された複数の小型電池を取り外し可能な及び／又は再充電可能なアセンブリであることがある。しかしながら、電池の充放電によって、電池の内部抵抗（インピーダンス）に起因する熱が発生する。したがって、これらの電池をともに配置してバッテリーパックを形成する場合、バッテリーパックの熱特性を管理することが重要である。適切な管理をしないと、バッテリーパックの性能の低下、又はバッテリーパックの全体的な故障が発生することがある。さらに、バッテリーパックは、携帯型工具又は屋外用電動機器とともに用いると、劣悪な条件又は比較的制御されていない条件で作動することがある。極端な温度、埃／屑、衝撃、水分及び他の条件への暴露では、バッテリーパックの性能及び／又は完全性を維持するための課題を示すことがある。

したがって、比較的過酷な環境で用いることができるバッテリーパックのロバスト性を高めるために、バッテリーパック構造の改善が必要な可能性がある。

一部の例示的実施形態は、可撓性電池保持構造体を備えたバッテリーパックであって、可撓性電池保持構造体が、バッテリーパック内の空気流を改善し、及び／又はバッテリーパックが衝撃力を受けたときに衝撃を緩和するバッテリーパックを提供し得る。また、一部の例示的実施形態では、種々の大きさの電池を単一の構造内で用いることも可能である。この点において、同一の電池保持構造体は大量生産することができ、それぞれ異なる大きさの電池が用いられたバッテリーパックに用いることができ、その結果、種々のバッテリーパックの定格を１つの構造によって維持することができる。

一例示的実施形態では、バッテリーパックが提供される。バッテリーパックは、複数の電池を保持するように構成された電池ハウジングと、ハウジング内の電池のそれぞれを受け入れ保持するように構成された複数の電池受入れスロットを形成する電池保持器アセンブリを備えてもよい。電池受入れスロットのうちの少なくとも一部が、挿入された対応する電池の一部の周囲に延びるように構成された電池保持構造体によって形成されてもよい。電池保持構造体が、それぞれの間隔部によって互いに離れた一連の電池嵌合部を備えてもよい。電池保持構造体が可撓性材料から形成されてもよい。

他の例示的実施形態では、電池式屋外用電動機器用の電池保持器アセンブリが提供される。電池保持器アセンブリは、電池のそれぞれを受け入れ保持するように構成された複数の電池受入れスロットと、複数の電池保持構造体を備えてもよい。電池受入れスロットのうちの少なくとも一部が、電池保持構造体の対応する構造体によって形成されてもよい。電池保持構造体の少なくとも１つは、挿入された対応する電池の一部の周囲に延びるように構成されてもよい。電池保持構造体が、それぞれの間隔部によって互いに離れた一連の電池嵌合部を備えてもよい。少なくとも１つの電池保持構造体が可撓性材料から形成されてもよい。

一部の例示的実施形態は、電池式機器の性能及び／又は効率を向上させることができる。

このように、一般的な用語により本発明を説明してきたが、ここで、必ずしも一定の縮尺で描かれていない添付図面を参照する。

例示的実施形態に係るバッテリーパックの一部を下方に見下した上面図を示す。

例示的実施形態に係るバッテリーパックの電池保持器アセンブリの一部の平面図を示す。

例示的実施形態に係る図２の電池保持器アセンブリの一部の斜視図を示す。

例示的実施形態に係る、電池が挿入された１つの電池保持器スロットの平面図を示す。

例示的実施形態に係る、電池が取り外された電池保持器スロットの平面図を示す。

例示的実施形態に係る、電池が取り外された電池保持器スロットの代替構造の詳細な上面図を示す。

ここで、添付図面を参照して一部の例示的実施形態を以下に詳細に説明するが、添付図面のうちの一部には、例示的実施形態がすべて示されていない。実際に、本明細書に記載され描写されている例は、本開示の範囲、適用可能性又は構成に限定されるものと解釈されるべきではない。そうではなく、本開示が適用可能な法的要件を満たすように、これらの例示的実施形態が提供される。同一の参照符号は、全体を通して同一の要素を指す。さらに、本明細書に用いられる「又は(or)」という用語は、１つ以上の論理演算対象が真であるときはいつでも真である論理演算子と解釈される。本明細書に用いられる動作可能な連結は、いずれの場合においても、動作可能に互いに連結されている部品の機能的相互連結又は相互作用を可能にする直接的又は間接的な連結に関連すると理解される。

一部の例示的実施形態は、バッテリーパックであって、電池式工具又は電池式屋外用電動機器との接続に有用であり得るバッテリーパックを提供し得る。電池式屋外用電動機器、及び電池式工具には、一般に、複数の個々の電池を含むバッテリーパックが含まれる。十分な電力を達成するために、電池は組織化され、相互連結され（例えば、直列及び／又は並列接続）、所望の特性を達成するように、バッテリーパック内の電池がグループ化される。バッテリーパックは、電力を供給する機器の部品の開口に挿入することができ、その結果、機器（例えば、携帯型、ライドオン型又はウォークビハインド型機器）の対応する部品を移動させることができる。ただし、場合によっては、バッテリーパックを、バックパック、又は機器の操作者が身につけることができる他の携帯用具に挿入してもよい。

バッテリーパックの電池は、再充電可能な円筒状の電池であることが多い。ただし、他の実施形態では、他の形状の電池、更には交換可能な電池を代わりに用いることができる。熱を発生する電気化学反応によって電池がエネルギーを生成することを考慮すると、バッテリーパックは充電又は放電時に加熱する傾向があり得る。特に、バッテリーパックによって作動する機器が厳しい条件で作動している場合、放電率が高い可能性がある。また、高容量電池も、高い内部抵抗を有する傾向がある。したがって、電力は電流の二乗と抵抗の積に等しいので、高い放電率によって高い電力損失を生じ、このため高温になることは明らかである。同様に、バッテリーパックの急速充電も高温になり得る。一般に、規定された温度範囲（例えば、−１０℃〜＋６５℃）内で電池が作動するように構成されていることを考慮すると、温度上昇は比較的低いレベルで維持される必要がある。熱の発生が過剰な場合、温度は、電池の損傷が発生する可能性がある極端なレベルに達し得る。

電池は、電池保持器アセンブリによって所定の位置に保持することができる。電池保持器アセンブリは、複数の電池保持器であって、これらのそれぞれが、対応する電池を嵌合し保持する複数の電池保持器から構成され得る。場合によっては、電池保持器アセンブリ内の電池保持器は、電池が収まる嵌合スロット又は穴を構成することができる。円筒状の電池では、電池の径よりもわずかに大きな径を有する円筒状の保持器は、所定の位置に電池を保持する、ぴったりとした保持機構を備え得る。ただし、硬質の電池保持構造体内に、他の幾何学的形状（例えば、六角形スロット、八角形スロットなど）も用いてもよい。かかる幾何学的形状及び硬質の電池保持器アセンブリ構造の使用によって、電池の冷却に関して幾つかの課題が示されることもあり、衝撃を受けると理想を下回ることもある。

この点において、電池保持器が電池の周囲にすべてぴったりと嵌るように円筒状である場合、電池を効果的に冷却することは困難であり得る。場合によっては、電池の能動的な冷却は、（例えば、ファン又はポンプを用いて）電池保持器アセンブリ内に冷却流体（例えば、空気）を通し、電池から熱を運び去ることにより行ってもよい。場合によっては、電池は、互いに間隔を置いて縦列及び横列又は一部の他の分散配置を形成するパターンにより、配置されてもよい。冷却流体が電池保持器アセンブリの一端部に供されると、電池周囲の流れ又は冷却流体は、電池から熱を奪うことができる。ただし、電池保持器に電池がぴったりと嵌合されている場合、接触面を冷却することは困難であり、そして、電池表面の空気流の低下によって、バッテリーパック全体にわたる電池の一定の冷却を保証することが特に困難になり得る。

さらに、バッテリーパックへの衝撃があり、そして、堅く構成されている一連の電池保持器内で、電池がともに比較的しっかりと保持されている場合、構造に関連した吸収能力がないと考えられるので、衝撃は電池間で更に容易に伝わり得る。したがって、一部の例示的実施形態は、電池保持構造体であって、良好な保持特性を提供し、さらに、バッテリーパックを効果的に冷却しバッテリーパックの衝撃を緩和することが可能な電池保持構造体を提供し得る。この点において、一部の例示的実施形態は、電池保持器を有する電池保持器アセンブリであって、可撓性材料と、電池の周囲に連続的に接触しない形状とによって構成された電池保持器アセンブリを提供し得る。電池周囲への連続的な接触の欠如によって、冷却流体は、より多くの電池表面に接触し効果的に冷却することができる。一方、電池の周囲に連続的に接触しない可撓性材料の組合せによって、衝撃による損傷を緩和し及び／又は電池の冷却を向上させるために、電池保持器スロットを形成する材料を伸張及び／又は収縮させることもできる。

図１は、例示的実施形態に係るバッテリーパックの一部を下方に見下した上面図を示している。図２は、例示的実施形態に係るバッテリーパックの電池保持器アセンブリの一部の上面図を示している。図３は、例示的実施形態に係る図２の電池保持器アセンブリの一部の斜視図を示している。図４は、例示的実施形態に係る、電池が挿入された１つの電池保持器スロットの平面図を示している。図５は、例示的実施形態に係る、電池が取り外された電池保持器スロットの平面図を示している。図６は、例示的実施形態に係る、電池が取り外された電池保持器スロットの代替構造の詳細な上面図を示している。

ここで、図１〜６を参照して、バッテリーパック１１０の電池保持器アセンブリの例示的実施形態を説明する。バッテリーパック１１０には、複数の電池（又は電池１２０）を内部に収容することができる、ケーシング１１２又はハウジングが含まれ得る。電池１２０は、電池保持器アセンブリ１３０内に配置され得る。電池保持器アセンブリ１３０には、電池１２０を配置及び保持することができる複数の電池受入れスロット１４０が含まれ得る。電池受入れスロット１４０は、電池１２０の大きさ及び形状に大体適合するように構成され、その結果、電池１２０は、電池保持器アセンブリ１３０内の所定の位置に固定され得る。電池保持器アセンブリ１３０は、電池接続回路及び／又は電極（例えば、導体、ワイヤ及び／又は棒）であって、直列、並列及び／又はこれらの組合せに電池を接続しバッテリーパック１１０に所望の電気特性を達成するのに用いることができる電池接続回路及び／又は電極を更に収容し得る。

電池１２０はそれぞれ、適切な種類の電池であり得る。例えば、電池１２０は、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）、ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）、リチウムイオン（ＬＩＢ）又は他の同様の電池であってもよい。このため、場合によっては、公称電池電圧は、約１Ｖから約４Ｖの範囲であってもよい。接続電池群の定格電圧を増加させるのに複数の電池の直列接続を用いることができ、そして、バッテリーパックの電力容量を増加させるのに複数の電池の並列接続を用いることができる。場合によっては、電池１２０は、標準的な大きさを有していてもよい。ただし、以下の説明から認識されるように、可撓性材料から製造される電池保持構造体によって電池保持スロット１４０が形成され、そして、電池保持構造体が伸縮を提供するように形成されることを考慮すると、電池１２０の大きさのわずかな差は、電池保持スロット１４０によって、容易に調節することができる。したがって、電池保持構造体は、伸張して大きな径の電池を所定の電池径の範囲内に保持することができる。

この例において、電池保持器アセンブリ１３０には上部１３２と底部１３４とが含まれ、これらはそれぞれ、ともに嵌合して電池１２０を保持するように成形され得る。このため、例えば、上部１３２と底部１３４はそれぞれ、底部１３４内に形成されている対応する電池受入れスロットにおいて底部１３４内に電池１２０を配置できるように、別々に成形されてもよい。そして、上部１３２は、電池保持器アセンブリ１３０を組み立てられた形態で形成するために、底部１３４に連結して、スナップで固定され、ねじで固定され、溶接されるか、又は、更に保持され得る。場合によっては、上部及び底部という用語は、ユーザの背中に対するバッテリーパック１１０の部分を指してもよく、ユーザの着用時に、ユーザの背中付近の部分が底部であり、ユーザの背中に対して遠位にある部分が上部である。

図に示されているように、一部の実施形態において、電池保持器アセンブリ１３０の側壁は、電池１２０の長さよりもわずかに大きな高さである。さらに、上壁及び底壁は、電池１２０のそれぞれの端部に少なくとも部分的に覆うことができ、その結果、上部１３２及び底部１３４がともに取り付けられると、電池１２０は電池保持器アセンブリ１３０内に収容及び保持される。

上部１３２及び底部１３４にはそれぞれ、電池１２０の直列及び／又は並列接続を提供する、それぞれの電極が含まれ得る。場合によっては、電池保持器アセンブリ１３０の上部１３２及び底部１３４は、電池１２０の両端に比較的ぴったりと嵌合し、空気又は別の冷却流体が流れ得る自由空間１５０を規定してもよい。自由空間１５０は、隣接する電池１２０間に規定されることができ、上部１３２によって形成された上面、及び、底部１３４によって形成された底面により、境界を形成することができる。したがって、自由空間１５０内を流れる空気（又は他の冷却流体）が電池１２０の端部を介して自由空間１５０から流出することを防止できる。その代わりに、場合によっては、空気は第１の方向に自由空間１５０から流出し、電池１２０のすべてを通過するように押し出され、実質的に第１の方向に維持されてもよい（例えば、図１のページから図１の閲覧者の方向へ移動してもよい。）。電池１２０のすべてを通過した後、空気は、出口空気ガイドを介して、第１の方向又は異なる第２の方向のいずれかに、電池保持器アセンブリ１３０から流出し得る。空気が、どのように、電池１２０が収容された電池保持器アセンブリ１３０の一部に流入するか又はこの一部から流出するかにかかわらず、電池１２０が収容された電池保持器アセンブリ１３０の一部の中の空気は、電池を通過する間に１つの方向のみを実質的に維持し得る。さらに、電池保持器アセンブリ１３０は、入口と、出口と、流体流路であって、上部１３２の上の部分及び底部１３４の下の部分によってそれぞれ構成されている２つの面間に完全に構成された流体流路と、を備え得る。

上部１３２及び底部１３４はそれぞれ、概して、それぞれの上面と底面との間に延び得ることも認識する必要がある。このため、電池１２０は、上部１３２と底部１３４との間に延びる電池受入れスロット１４０に嵌合し、流体流路であって上部１３２の上面と底部１３４の底面との間に境界を形成する、自由空間１５０内の流体流路を形成する。

一部の実施形態において、バッテリーパック１１０には、複数の電池１２０であって、互いの電池の長手方向軸に対して平行な、それぞれの電池の長手方向軸を有する共通の面に配置された複数の電池が含まれる。電池は、互いに直列又は並列に接続して設計要件に適合し得る実質的に長方形の構造を形成するように、ほぼ均一な間隔を有する。この点において、所望の電気的接続を用いてもよく、そして、バッテリーパック１１０の電池の数、並びに電池の物理的及び電気的組織の点から、いずれかの構造を用いてもよいことがわかる。また、場合によっては、単一の電池保持器内に複数のバッテリーパックを収容できることもわかる。そして、バッテリーパックは、ヒューズ、スイッチ、又は他の望ましい方法により他のコネクタを介して、接続することができる。さらに、場合によっては、一部のバッテリーパックは、特定の状況下でのみ利用されてもよい。

場合によっては、電池保持器アセンブリ１３０には、少なくとも１つのファンハウジング１６０であって、電池保持器アセンブリ１３０の一端部に配置されたファンハウジングが含まれるか、又は、電池保持器アセンブリ１３０はファンハウジングに近接していてもよい。この実施形態において、ファンハウジング１６０は、電池保持器アセンブリ１３０内に一体的に形成され得る。ただし、代替的に、ファンハウジングは電池保持器アセンブリ１３０に取り付けるか、又は単に動作可能に連通するように電池保持器アセンブリに配置することができる。ファンは、自由空間１５０を通して空気を押し出す（又は抜く）ように、それぞれのファンハウジング１６０に配置することができる。さらに、必須ではないが、場合によっては、自由空間１５０には、流体チャネルが構成され得る。

注目すべきことに、冷却に空気以外の流体が用いられる他の実施形態では、ファンハウジング１６０は、ポンプハウジングであって、電池保持器アセンブリ１３０と一体的に又は隣接して形成されたポンプハウジングに代わりに置き換えることができ、ファンはポンプに置き換えることができる。さらに、バッテリーパック１０の過熱を防止するのに一部の実施形態を用いることができるが、同様に、極寒環境で用いられるバッテリーパックを加熱するのに一部の実施形態を用いることができる。環境から電池保持器アセンブリ１３０に空気を吹き込む代わりに、所定の最小閾値温度よりも高い温度でバッテリーパック１１０を加温するように、加熱された空気を電池保持器アセンブリ内に吹き込むことができる。

図２は、例示的実施形態による電池保持器アセンブリ１３０の内部構造を明らかにするために、バッテリーパック１１０の上部１３２の下からみた図を示している。このため、この図面は、電池セルを電池保持器アセンブリ１３０に挿入するために、電池セルを図面頁に挿入することができる人の視点から、電池保持器アセンブリ１３０を描いている。多くの実施形態は、図２を参照して説明されている構造と同様に構成された底部１３４を用い、そして、底部１３４は、上部１３２とともに実質的に嵌合して完全な電池保持器アセンブリ１３０を構成できることを認識する必要がある。したがって、上部１３２を示す平面図と同様の平面図を示す底部１３４の具体的な例は、必要ないと思われる。

図３は、図２の上部１３２の一部の斜視図を示している。また、図３は、電池保持スロット１４０が互いに隣接して形成されているが、場合よっては、互いに連結し、電池保持スロット１４０を形成する壁を伸張させるように間隙部（gap portion）１４２を更に備えていることも示している。注目すべきことに、図２のバッテリーパック１１０は、例示的実施形態によって任意の電池の数を支持することができるという事実を示すために、縦１列当たり１０個の電池と、横１列当たり９個の電池とを有している。図２に示されている図から認識することができるように、電池の長手方向の長さが、電池保持器アセンブリ１３０を通る空気流の方向に対し実質的に直交して延びるように、電池保持器アセンブリ１３０内に電池を配置することができる。空気流の方向は、図２において矢印１７０により示されている。

図２に示されているように、電池受入れスロット１４０において、電池保持器アセンブリ１３０内に電池を保持することができ、電池受入れスロット１６０は、電池保持構造体１８０と称することができる。電池保持構造体１８０は、可撓性で比較的高い弾性を有する材料から製造することができる。電池保持構造体１８０は電池保持器アセンブリ１３０に一体的に形成することができ、このため、電池保持器アセンブリ１３０と同じ材料から製造することができる。一部の実施形態では、可撓性プラスチック材料を選択することができる。可撓性によって、種々の大きさの電池を収容しバッテリーパック１１０に対して衝撃がある場合に衝撃を緩和するのに必要であるので、電池保持構造体１８０を伸縮させることができる。

図１から認識することができるように、電池保持構造体１８０は、電池保持構造体１８０と電池１２０との接触面積を低減するように、電池１２０の端部のみ嵌合することが可能である。これによって、流体チャネル内で空気流に暴露する電池１２０の大きな表面積が残存し、電池１２０からの熱伝達を向上させることができる。一部の実施形態において、電池保持構造体１８０は、電池１２０の長さの２５％未満にわたって電池１２０を嵌合することができる。

一部の実施形態において、冷却流体又は空気と電池１２０の側面との接触を更に促進するために、電池保持構造体１８０は、円形を有しないように形成することができる。その代わりに、例えば、電池保持構造体１８０は、電池１２０の周囲に電池受入れスロット１４０を形成するように、蛇行して又は曲がりくねって進むリング状の物（図４等）として形成されてもよい。この蛇行した又は曲がりくねった構造は、間隔部（spacing portion）１８８によって互いに離れている電池嵌合部１８４を形成することによって、設けることができる。電池受入れスロット１４０のそれぞれに電池１２０が挿入されると、間隔部１８８は、通常、電池１２０を嵌合することができない。一方、電池受入れスロット１４０のそれぞれに電池１２０が挿入されると、電池嵌合部１８４は電池１２０を嵌合することができる。このように、電池保持構造体１８０は、電池１２０の側面に沿って空気流を改善するとともに、電池１２０が、少なくともある程度の閾値量の力に応じて移動し衝撃力を緩和し、衝撃発生事象の場合に損傷を回避することができるように、電池１２０の周囲も比較的わずかな部分にわたって（例えば、５０％未満）嵌合することができる。衝撃によって１個の電池に加えられる力は、電池保持器アセンブリ１３０の可撓性構造体において、構造体に伝わることなく吸収され得る。したがって、電池保持構造体１８０は、概して、適切な位置において電池１２０の効果的な保持を提供するのに十分に剛性があるように構成されているが、電池保持構造体１８０は、閾値量の力を受けると、ある程度わずかに移動するのに十分に弾力性もある。

電池保持構造体１８０が可撓性材料から製造されることを考慮すると、電池が挿入されない場合、電池保持構造体１８０の径は小さいことを認識する必要がある。ただし、電池が挿入されると、電池は、電池嵌合部１８４を外側へ押し出し、電池保持構造体１８０の径を拡張することができる。電池が挿入されない場合、径は、弛緩状態の径と称することができる。電池が挿入される場合、径は電池の径と実質的に等しくなるように拡張し、拡張状態の径と称することができる。図４は例を示し、破線は、電池保持構造体１８０に挿入された電池１２０を表し、電池保持構造体は電池１２０を収容するように嵌合部１８４を伸張させ、電池保持構造体１８０の径を拡張状態の径（Ｄ１）まで広げる。一方、図５は、弛緩状態の径（Ｄ２）の弛緩状態に収縮した電池保持構造体１８０を示している。電池の周囲は、破線１９２によって示されている。

一部の実施形態において、電池嵌合部１８４と間隔部１８８は同じ幅（width）を有するように設けることができるが、電池保持構造体１８０と電池１２０の側壁との接触面積を減らすように、曲げるか又は湾曲させて所望の蛇行した又は曲がりくねった形状を達成することができる。ただし、他の実施形態において、電池嵌合部と間隔部は、異なる幅を有し得る。例えば、場合によっては、電池嵌合部１８４の厚さ（thickness）は、間隔部１８８の厚さよりも大きくてもよい。図６では、その差は３０％程度であり得る。ただし、いずれかの適切な幅の差を用いてもよい。

電池保持構造体１８０の外形は、場合によっては、円形であるか又は幾分不確定であり得ることに留意する必要がある。その代わりに、電池保持構造体１８０の内面においてのみ、蛇行した又は曲がりくねった形状を実現することができる。また、図６は例を示し、８つの電池嵌合部１８４と、それぞれの電池嵌合部１８４間に挿入された８つの間隔部１８８とがあるが、電池嵌合部及び間隔部のいずれかの数を用いることができることにも留意する必要がある。図４及び５は７つのかかる部分を有する実施形態を示しているが、他の実施形態では、これよりも多い又は少ない部分を用いることができる。材料の弾力性及び構造によって、構造体は偏った力を発生させ、構造体を最小の径に収縮させるようにすることができる。電池が嵌合されると、偏った力によって電池が嵌合し、形成されたある量の柔軟性によって所定の位置に保持され、衝撃が緩和される。

電池保持構造体１８０を製造するのに用いられる材料が可撓性か又は幾分弾性であるという事実と結び付けて、（電池嵌合部１８４及び間隔部１８８に種々の幅があるか若しくはない）蛇行した又は曲がりくねった形状は、電池嵌合部１８４を外側へ押し出し、間隔部１８８によって移動を提供できることを意味する。これによって、電池保持器アセンブリ１３０内で種々の大きさの電池を用いることができるか、又は衝撃を緩和することができる。種々の大きさの電池が用いられる場合、これは、通常、所定の電池保持器アセンブリの電池が同じ大きさの場合であるが、異なるバッテリーパックは、異なる大きさの電池と同じ電池保持器アセンブリを用いることができる。間隔部１８８は、冷却を促進するように、電池表面の隣接した間隙も提供する。

図２及び３に示されているように、電池保持器アセンブリ１３０には、複数のリブ１９０が更に含まれ得る。本明細書に用いられるリブ１９０は、概して、隣接する電池／電池受入れスロット間の空間に空気が流入するのを阻止するように、隣接する電池受入れスロット間（すなわち、隣接する電池間）に配置された物を指す。図に示されている実施形態において、電池保持器アセンブリ３０には、それぞれの縦列の電池において隣接する電池間にリブ１９０が含まれ、リブは、縦列における隣接する電池間を通って空気が流入するのを阻止する。このように、隣接する電池の縦列に対して平行であって縦列の間に、空気流チャネルが形成及び規定されるように、自由空間１５０は区画される。このため、リブ１９０は、同じ縦列において電池間に設けられ（しかしながら、同じ横列において電池間には設けられてない。）、その結果、（縦列間に構成された）一方の空気流チャネルが別の空気流チャネルに流入するのが実質的に防止される。図に示されている実施形態は、縦列において隣接する電池間のリブ１９０と、隣接する縦列間に形成された空気流チャネルを示しているが、その代わりに、他の実施形態は、それぞれの横列において隣接する電池間にリブを有し、リブは、隣接する横列間に空気流チャネルを形成できることが認識される。

一部の実施形態において、リブ１９０は、縦列（又は横列）のそれぞれの電池の実質的に反対側に（例えば、それぞれの列に隣接するスロットを有した電池受入れスロット１４０の周囲に対して約１８０°離れて）配置されてもよく、これによって、それぞれの縦列（又は横列）の電池受入れスロット１４０は、連続的な壁であって、空気が入口に残存する場所から、バッテリーパック１１０の出口に空気が流入する場所に延びる連続的な壁を構成する。

換言すると、電池保持器アセンブリ１３０の電池ハウジング１１２は、電池受入れスロット１４０の周囲に対して互いに１８０°離れて位置するリブ１９０を配置することにより、隣接する電池（例えば、互いに直列接続された同じ縦列の電池）間に形成された壁を備え得る。これらの壁は互いに実質的に平行であり、電池ハウジング１１２の入口から出口に延び得る。これらのリブ１９０は、電池受入れスロット１４０の側壁、又は配置された電池１２０の側壁と連結し、電池ハウジング１１２内部の自由空間１５０の平行な流体流路（例えば、空気流チャネル）を構成する連続的な壁を形成し得る。電池保持構造体１８０が通常電池１２０の長さの２５％未満を嵌合することを考慮すると、（例えば、リブの一部が上部１３２に設けられ、リブの一部が底部１３４に設けられる場合）リブ１９０は延びるか又は連結して延び、電池１２０の長さの他の部分を覆い得ることを認識する必要がある。したがって、例えば、全リブにはそれぞれ、上部１３２及び底部１３４のそれぞれによって設けられた半リブ部が含まれていてもよい。ただし、リブ１９０の全体は、上部１３２又は底部１３４のうちの１つのみに設けられてもよい。あるいは、リブは用いられていなくてもよいし、又は、リブは、望ましいパターンの流れを達成するように戦略的に配置されてもよい。

バッテリーパック１１０がバックパックに設けられている例示的実施形態において、バッテリーパック１１０は、ファンがバックパックの下端に近接するとともに、出口が上になるように、方向を合わせることができる。ただし、代わりに、逆方向又はクロスフロー構造を実行することができる。

上述の例示的実施形態から認識することができるように、一部の実施形態はバッテリーパックを提供することができ、バッテリーパックには、複数の電池を保持するように構成された電池ハウジングと、複数の電池受入れスロットを形成する電池保持器アセンブリであって、電池ハウジング内の電池のそれぞれを受け入れ保持するように電池受入れスロットが構成された電池保持器アセンブリと、が含まれ得る。電池受入れスロットのうちの少なくとも一部は、挿入された対応する電池の一部の周囲に延びるように構成された電池保持構造体によって、形成することができる。電池保持構造体には、それぞれの間隔部によって互いに離れた一連の電池嵌合部が含まれ得る。電池保持構造体は、可撓性材料から形成することができる。

場合によっては、上述した説明への選択肢の変更又は増加物（augmentations）として、変更又は拡充（amplifications）を更に用いてもよい。これらの変更又は増加物は、互いに排他的に又は互いとの組合せにより行うことができる。
場合によっては、かかる変更又は拡充には（１）が含まれていてもよく、電池保持構造体は、電池が挿入されない場合に弛緩状態の径と、対応する電池の挿入に応じて弛緩状態の径よりも大きな拡張状態の径とを構成するように構成されてもよい。
例示的実施形態（２）において、電池嵌合部及び間隔部は、対応する電池の一部の周囲に連続的な蛇行ループを形成する。
ケース（３）によっては、電池保持構造体は、電池保持構造体への対応する電池の挿入に応じて、対応する電池の長さの２５％未満にわたって対応する電池を嵌合する。
例示的実施形態（４）において、電池保持構造体は、電池保持構造体への対応する電池の挿入に応じて、対応する電池の周囲の５０％未満にわたって対応する電池を嵌合する。
例示的実施形態（５）において、電池保持構造体の幅は、電池嵌合部及び間隔部において同じであり得る。
ケース（６）によっては、電池保持構造体の幅は、電池嵌合部と間隔部とで異なっていてもよい。
例示的実施形態（７）において、電池受入れスロットは、電池ハウジング内を実質的に第１の方向に延びる少なくとも１つの流体流路を構成するように、電池保持器アセンブリ内に配置され、流体流路は、少なくとも２つの隣接する電池受入れスロット間の第１の方向以外の方向における流体のクロスフローを阻止するように、少なくとも２つの隣接する電池受入れスロット間を延びるリブによって、少なくとも部分的に構成され得る。
例示的実施形態（８）において、流体流路は、流体が、電池の長手方向軸に対して実質的に直交する流体流路を通って移動するように、構成され得る。
ケース（９）によっては、電池受入れスロットは、電池の長手方向軸に対して実質的に直交して配置している、２つの平行な面間で規定されてもよく、リブは、２つの平行な面間に規定される空間から離れている２つの平行な面に対して、実質的に垂直に延びていてもよい（the ribs may extend substantially perpendicular to the two parallel planes away from a space defined between the two parallel planes.）。

例示的実施形態において、変更／拡充（１）〜（９）のいずれか又はすべてを用いることはできず、バッテリーパックには、流体流路内に空気を通すように作動するファンが更に含まれ得る。場合によっては、変更／拡充（１）〜（９）のいずれか又はすべてを用いることはできず、電池保持器アセンブリには、電池保持器アセンブリの上半分を実質的に形成する上部と、電池保持器アセンブリの下半分を実質的に形成する底部と、が含まれ得る。上部と底部とを組み合わせて、電池保持器アセンブリを形成することができる。かかる例において、上部の電池保持構造体は、底部の電池保持構造体に接しない。あるいは又はさらに、上部の電池保持構造体に近接して形成されたリブは、底部の電池保持構造体に近接して形成されたリブに接するように延び得る。例示的実施形態において、変更／拡充（１）〜（９）のどれも用いないか、いずれか又はすべてを用いることができ、バッテリーパックは、電池式屋外用電動機器のバックパックに設けることができる。

例示的実施形態は、電池保持アセンブリであって、保持された電池の表面積による障害が比較的小さく、効果的な冷却を達成できる電池保持アセンブリを提供し得る。ただし、電池保持アセンブリは、容易に衝撃力を吸収して、電池間に衝撃力が伝わらない（又は衝撃力が伝わるのを最小にする）ことができることによって、衝撃による損傷を緩和する可撓性も提供する。さらに、種々の大きさの電池を、同じ電池保持アセンブリに収容することができる。この点において、例えば、単一の電池保持器アセンブリ構造は、可撓性、弾性及び／又は弾力性のある成形プラスチック（例えば、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）などの材料）から大量生産することができる。そして、単一の電池保持器アセンブリ構造は、種々のバッテリーパックであって、選択された範囲内の径の種々の大きさであり、単一の電池保持器アセンブリ構造に収容されるように定格される電池を含む種々のバッテリーパックに用いることができる。

本明細書に記載されている発明の多くの変更及び他の実施形態は、当業者であって、前述の説明及び関連する図面に示されている教示内容の利益を有するとともに、これらの発明が属する技術分野の当業者が想到する。したがって、本発明は開示されている特定の実施形態に限定されず、そして、変更及び他の実施形態は、添付の特許請求の範囲内に含まれるものとすることを理解する必要がある。さらに、前述の説明及び関連する図面は、要素及び／又は機能の特定の例示的な組合せに関連して例示的実施形態を説明するが、要素及び／又は機能の種々の組合せは、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、別の実施形態によって提供され得ることを認識する必要がある。この点において、例えば、上に明示されているもの以外の要素及び／又は機能の種々の組合せも、添付の特許請求の範囲の一部に規定され得ることが考慮される。利点、利益、又は問題に対する解決策が本明細書に記載されている場合には、かかる利点、利益及び／又は解決策は一部の例示的実施形態に該当し得るが、すべての例示的実施形態に必ずしも該当し得ないことを認識する必要がある。したがって、本明細書に記載されている利点、利益又は解決策は、すべての実施形態、又は特許請求の範囲に記載されているものに重要であるか、必要であるか、又は不可欠であると考えるべきではない。特定の用語が本明細書に用いられているが、これらは限定目的だけではなく、一般的かつ記述的な意味で用いられている。

Claims (27)

1. バッテリーパックであって、
   複数の電池を保持するように構成されたハウジングと、
   前記ハウジング内の電池のそれぞれを受け入れ保持するように構成された複数の電池受入れスロットを形成し、前記電池受入れスロットのうちの少なくとも一部が、挿入された対応する電池の一部の周囲に延びるように構成された電池保持構造体によって形成され、前記電池保持構造体が、それぞれの間隔部によって互いに離れた一連の電池嵌合部を備える前記電池保持器アセンブリと、を備え、
   前記電池保持構造体が可撓性材料から形成される前記バッテリーパック。
2. 前記電池保持構造体が、電池が挿入されない場合に弛緩状態の径と、対応する電池の挿入に応じて弛緩状態の径よりも大きな拡張状態の径とを構成するように構成される、請求項１に記載のバッテリーパック。
3. 前記電池嵌合部及び前記間隔部が、対応する電池の一部の周囲に連続的な蛇行ループを形成する、請求項１に記載のバッテリーパック。
4. 前記電池保持構造体が、前記電池保持構造体への対応する電池の挿入に応じて、対応する電池の長さの２５％未満にわたって対応する電池を嵌合する、請求項１に記載のバッテリーパック。
5. 前記電池保持構造体が、前記電池保持構造体への対応する電池の挿入に応じて、対応する電池の周囲の５０％未満にわたって対応する電池を嵌合する、請求項１に記載のバッテリーパック。
6. 前記電池保持構造体の幅が、前記電池嵌合部及び前記間隔部において同じである、請求項１に記載のバッテリーパック。
7. 前記電池保持構造体の幅が、前記電池嵌合部と前記間隔部とで異なる、請求項１に記載のバッテリーパック。
8. 前記電池受入れスロットが、前記ハウジング内を実質的に第１の方向に延びる少なくとも１つの流体流路を構成するように、前記電池保持器アセンブリ内に配置され、前記流体流路が、少なくとも２つの隣接する電池受入れスロット間の前記第１の方向以外の方向における流体のクロスフローを阻止するように、少なくとも部分的に、前記少なくとも２つの隣接する電池受入れスロット間を延びるリブによって構成される、請求項１に記載のバッテリーパック。
9. 前記流体流路は、流体が、電池の長手方向軸に対して実質的に直交する流体流路を通って移動するように構成される、請求項８に記載のバッテリーパック。
10. 前記電池受入れスロットが、電池の長手方向軸に対して実質的に直交して配置している、２つの平行な面間で規定され、前記リブが、前記２つの平行な面間に規定される空間から離れている前記２つの平行な面に対して、実質的に垂直に延びる、請求項１に記載のバッテリーパック。
11. 前記流体流路内に空気を通すように作動するファンを更に備える、請求項１〜１０のうちのいずれか１項に記載のバッテリーパック。
12. 前記電池保持器アセンブリには、
    前記電池保持器アセンブリの上半分を実質的に形成する上部と、
    前記電池保持器アセンブリの下半分を実質的に形成する底部と、が含まれ、前記上部と前記底部とを組み合わせて、前記電池保持器アセンブリを形成し、
    前記上部の電池保持構造体が、前記底部の電池保持構造体に接しない、請求項１〜１０のうちのいずれか１項に記載のバッテリーパック。
13. 前記電池保持器アセンブリには、
    前記電池保持器アセンブリの上半分を実質的に形成する上部と、
    前記電池保持器アセンブリの下半分を実質的に形成する底部と、が含まれ、前記上部と前記底部とを組み合わせて、前記電池保持器アセンブリを形成し、
    前記上部の電池保持構造体が、前記底部の電池保持構造体に接しなく、前記上部の電池保持構造体に近接して形成されたリブが、前記底部の電池保持構造体に近接して形成されたリブに接するように延びる、請求項１〜１０のうちのいずれか１項に記載のバッテリーパック。
14. 前記バッテリーパックが、電池式屋外用電動機器のバックパックに設けられる、請求項１〜１０のうちのいずれか１項に記載のバッテリーパック。
15. 電池式屋外用電動機器用の電池保持器アセンブリであって、
    電池のそれぞれを受け入れ保持するように構成された複数の電池受入れスロットと、
    複数の電池保持構造体であって、前記電池受入れスロットのうちの少なくとも一部が、電池保持構造体の対応する構造体によって形成され、電池保持構造体の少なくとも１つは、挿入された対応する電池の一部の周囲に延びるように構成され、前記少なくとも１つの電池保持構造体が、それぞれの間隔部によって互いに離れた一連の電池嵌合部を備える前記電池保持構造体と、
    を備え、
    前記少なくとも１つの電池保持構造体が可撓性材料から形成される前記電池保持器アセンブリ。
16. 前記少なくとも１つの電池保持構造体が、電池が挿入されない場合に弛緩状態の径と、対応する電池の挿入に応じて弛緩状態の径よりも大きな拡張状態の径とを構成するように構成される、請求項１５に記載の電池保持器アセンブリ。
17. 前記電池嵌合部及び前記間隔部が、対応する電池の一部の周囲に連続的な蛇行ループを形成する、請求項１５に記載の電池保持器アセンブリ。
18. 前記少なくとも１つの電池保持構造体が、前記少なくとも１つの電池保持構造体への対応する電池の挿入に応じて、対応する電池の長さの２５％未満にわたって対応する電池を嵌合する、請求項１５に記載の電池保持器アセンブリ。
19. 前記少なくとも１つの電池保持構造体が、前記少なくとも１つの電池保持構造体への対応する電池の挿入に応じて、対応する電池の周囲の５０％未満にわたって対応する電池を嵌合する、請求項１５に記載の電池保持器アセンブリ。
20. 前記少なくとも１つの電池保持構造体の幅が、前記電池嵌合部及び前記間隔部において同じである、請求項１５に記載の電池保持器アセンブリ。
21. 前記少なくとも１つの電池保持構造体の幅が、前記電池嵌合部と前記間隔部とで異なる、請求項１５に記載の電池保持器アセンブリ。
22. 前記電池受入れスロットが、電池を収容するハウジング内を実質的に第１の方向に延びる少なくとも１つの流体流路を構成するように、前記電池保持器アセンブリ内に配置され、前記流体流路が、少なくとも２つの隣接する電池受入れスロット間の前記第１の方向以外の方向における流体のクロスフローを阻止するように、少なくとも部分的に、前記少なくとも２つの隣接する電池受入れスロット間を延びるリブによって、構成される、請求項１５に記載の電池保持器アセンブリ。
23. 前記流体流路は、流体が、電池の長手方向軸に対して実質的に直交する流体流路を通って移動するように構成される、請求項２２に記載の電池保持器アセンブリ。
24. 前記電池受入れスロットが、電池の長手方向軸に対して実質的に直交して配置している、２つの平行な面間で規定され、前記リブが、前記２つの平行な面間に規定される空間から離れている前記２つの平行な面に対して、実質的に垂直に延びる、請求項１５に記載の電池保持器アセンブリ。
25. 前記電池保持器アセンブリには、
    前記電池保持器アセンブリの上半分を実質的に形成する上部と、
    前記電池保持器アセンブリの下半分を実質的に形成する底部と、が含まれ、前記上部と前記底部とを組み合わせて、前記電池保持器アセンブリを形成し、
    前記上部の電池保持構造体が、前記底部の電池保持構造体に接しない、請求項１５〜２４のうちのいずれか１項に記載の電池保持器アセンブリ。
26. 前記電池保持器アセンブリには、
    前記電池保持器アセンブリの上半分を実質的に形成する上部と、
    前記電池保持器アセンブリの下半分を実質的に形成する底部と、が含まれ、前記上部と前記底部とを組み合わせて、前記電池保持器アセンブリを形成し、
    前記上部の電池保持構造体が、前記底部の電池保持構造体に接しなく、前記上部の電池保持構造体に近接して形成されたリブが、前記底部の電池保持構造体に近接して形成されたリブに接するように延びる、請求項１５〜２４のうちのいずれか１項に記載の電池保持器アセンブリ。
27. 前記電池保持器アセンブリが、電池式屋外用電動機器のバックパックに設けられたバッテリーパック内に設けられる、請求項１５〜２４のうちのいずれか１項に記載の電池保持器アセンブリ。

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