JP4311425B2

JP4311425B2 - 電池パック、充電器、及び電動工具

Info

Publication number: JP4311425B2
Application number: JP2006243358A
Authority: JP
Inventors: 浩之塙; 光聖横山; 圭太齋藤
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2026-09-07
Also published as: US8684106B2; WO2008029958A2; WO2008029958A3; JP2008066141A; EP2339671A1; CN102097607A; EP2388848A1; CN101512794B; EP2062310B1; EP2062310A2; US20110005793A1; US7807293B2; CN101512794A; US20100112435A1

Description

本発明は、電池パック、充電器、及び電動工具に関する。

従来から作業性を良くするために、電池パックを動力として動く電動工具がある。この電池パックは、開口部が形成されたハウジングを有し、ハウジング内には、セル群、基板、及び第１端子が収容されている。端子は、開口部近傍に、電動工具の本体部又は充電器の第２端子と嵌合可能に設けられている。基板は、端子から離間した位置に配置され、リード線により端子と接続されている。

しかし、従来の電池パックでは、基板と端子とが離間した位置にあるため、構造が複雑となり、部品点数が増加していた。このため、電池パックが高価になり、ひいては電池パックを備える電動工具も高価となっていた。

そこで、本発明は、構造を単純にすることができ、安価に製造可能な電池パック、該電池パックを充電するための充電器及び電動工具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、機器本体に着脱自在に装着されて給電可能な電池パックであって、上側ハウジングと下側ハウジングから構成されるハウジングと、該ハウジング内に収容される複数の電池セルと、該電池セルと該上側ハウジングとの間に配置され、端子配置部を有する基板と、該端子配置部に設けられ、該電池パックが該機器本体に装着される際に該機器本体の端子によって押し広げられて該機器本体の端子に電気的に接続される開口端部をそれぞれ有し、該機器本体に給電する正極端子及び負極端子と、該上側ハウジングに形成され、複数のスロットを有すると共に、該基板との間に間隙をおいて配置された端子挿入部と、を有し、該上側ハウジングには、該端子挿入部の該複数のスロットに跨って該正極端子及び該負極端子の開口端部側に開口する開口部が形成され、該基板と該端子挿入部との間の該間隙には、基板覆部を有するカバーが設けられ、該基板覆部は該基板の少なくとも該端子配置部と該開口部との間の領域を覆っており、該カバーには、該正極端子及び該負極端子の間に位置する突起部が設けられ、該突起部の少なくとも一部が該正極端子及び該負極端子の開口端部よりも該開口部側に位置している電池パックを提供する。

また本発明は、着脱自在に装着される電池パックを充電するための充電器であって、該電池パックは、上側ハウジングと下側ハウジングから構成されるハウジングと、該ハウジング内に収容される複数の電池セルと、該電池セルと該上側ハウジングとの間に配置され、端子配置部を有する基板と、該端子配置部に設けられ、該電池パックが該充電器に装着される際に該充電器の端子によって押し広げられて該充電器の端子に電気的に接続される開口端部をそれぞれ有し、該充電器の端子に電気的に接続されて該電池セルを充電する充電用正極端子及び充電用負極端子と、該上側ハウジングに形成され、複数のスロットを有すると共に、該基板との間に間隙をおいて配置される端子挿入部と、を有し、該上側ハウジングには、該端子挿入部の該複数のスロットに跨って該充電用正極端子及び該充電用負極端子の開口端部側に開口する開口部が形成され、該基板と該端子挿入部との間の該間隙には、基板覆部を有するカバーが設けられ、該基板覆部は該基板の少なくとも該端子配置部と該開口部との間の領域を覆っており、該カバーには、該正極端子及び該負極端子の間に位置する突起部が設けられ、該突起部の少なくとも一部が該充電用正極端子及び該充電用負極端子の開口端部よりも該開口部側に位置しており、該充電器は、端子と、該端子を保護するための保護部材とを有し、該電池パックを装着する際に該保護部材は該開口部から該間隙内に挿入される充電器を提供する。

また本発明は、着脱自在に装着される電池パックを有する電動工具であって、該電動工具は、電気が供給される複数の端子を備え、該電池パックは、上側ハウジングと下側ハウジングから構成されるハウジングと、該ハウジング内に収容される複数の電池セルと、該電池セルと該上側ハウジングとの間に配置され、端子配置部を有する基板と、該端子配置部に設けられ、該電池パックが該電動工具に装着される際に該電動工具の該端子によって押し広げられて該電動工具の端子に電気的に接続される開口端部をそれぞれ有する放電用正極端子及び放電用負極端子と、該上側ハウジングに形成され、複数のスロットを有すると共に、該基板との間に間隙をおいて配置される端子挿入部と、を有し、該上側ハウジングには、該端子挿入部の該複数のスロットに跨って該放電用正極端子及び該放電用負極端子の開口端部側に開口する開口部が形成され、該基板と該端子挿入部との間の該間隙には、基板覆部を有するカバーが設けられ、該基板覆部は該基板の少なくとも該端子配置部と該開口部との間の領域を覆っており、該カバーには、該放電用正極端子及び該放電用負極端子の間に位置する突起部が設けられ、該突起部の少なくとも一部が該放電用正極端子及び該放電用負極端子の開口端部よりも該開口部側に位置している電動工具を提供する。

また本発明は、機器本体に着脱自在に装着されて給電可能な電池パックであって、下側ハウジングと、該下側ハウジング内に配置されたセル群と、該セル群の上面に配置され、端子配置部を有する基板と、正極端子と負極端子と信号伝達端子とから構成され、該電池パックの装着方向と略直交する方向に配列され、該端子配置部に立設された端子群と、該端子群のそれぞれの端子が配置される複数のスロットを有し、該基板との間に所定の間隙をおいて配置された櫛状部を有する上側ハウジングと、該櫛状部と該基板との間に配置されたカバーとを有し、該上側ハウジングには、該複数のスロットに跨がると共に該間隙に通じる開口部が形成され、該カバーは、該基板の少なくとも該端子配置部と該開口部との間の領域を覆う基板覆部を有し、該カバーの表面には、該正極端子と該負極端子との間に位置すると共に該装着方向に延在する突起部が設けられ、該突起部の一部が該正極端子及び該負極端子よりも該装着方向上流側に位置している電池パックを提供する。

ここで該カバーは、該複数のスロットのそれぞれの両側に位置して該装着方向に延びる突出部を有し、該突出部の一部は、折り曲げられて立設する立設部を構成していることが好ましい。

また本発明は、モータを有する本体部と、該本体部から延出されたハンドル部と、該ハンドル部に着脱自在に装着される電池パックとを備えた電動工具であって、前記電池パックは、下側ハウジングと、該下側ハウジング内に配置されたセル群と、該セル群の上面に配置され、端子配置部を有する基板と、該端子配置部に立設されて該セル群の電圧を該モータに印加する正極端子及び負極端子と、該端子配置部に立設されて外部機器に信号を伝達する信号伝達端子とから構成され、該電池パックの装着方向と略直交する方向に配列された端子群と、該端子群のそれぞれの端子が配置される複数のスロットを有し、該基板との間に所定の間隙をおいて配置された櫛状部を有する上側ハウジングと、該櫛状部と該基板との間に配置されたカバーとを有し、該上側ハウジングには、該複数のスロットに跨がると共に該間隙に通じる開口部が形成され、該カバーは、該基板の少なくとも該端子配置部と該開口部との間の領域を覆う基板覆部を有し、該カバーの表面には、該正極端子と該負極端子との間に位置すると共に該装着方向に延在する突起部が設けられ、該突起部の一部が該正極端子及び該負極端子よりも該装着方向上流側に位置している電動工具を提供する。

請求項１、請求項４記載の電池パック、請求項２記載の充電器、及び請求項３記載の電動工具によれば、基板の、端子配置部と開口部との間に位置する部分には、当該部分を覆うカバーが設けられているので、基板上に異物が混入することを抑制することができ、異物による基板の損傷を抑制することができる。また、複数の端子は基板の端子配置部に設けられ、基板の端子配置部と開口部との間に位置する部分を覆うカバーを備える構成なので、電池パックの構造を単純にすることができ、電池パックを安価に製造することができる。カバーの正極端子と負極端子との間であって、充電器若しくは電動工具の端子を挿入する方向の手前側には、突起部が設けられているので、例えば、ハウジングの開口部に釘等が入ってしまった場合でも、釘が正極端子と負極端子とに同時に接触して短絡するのを防止することができる。

また、請求項５に記載の電池パック及び請求項７に記載の電動工具によれば、カバーは、複数の端子の互いに隣合う端子の間に介在する突出部を備えているので、互いに隣合う端子間から基板上に異物が混入するのを抑制することができ、異物による基板の損傷を抑制することができる。

００１７本発明の実施の形態による電池パック及び電池パックを備える電動工具について図１及び図９に基づき説明する。以下の説明において、図１乃至図８に図示される方向を前後方向とする。図１に示すように、電動工具であるドリル１は、本体部２と、ハンドル３と、電池パック１０とを主に備えて構成されている。

本体部２は、図示せぬモータを内蔵しており、先端部分に出力部であってドリルビット４を装着可能な工具保持部２Ａが設けられている。ハンドル３は本体部２の後端部分から延出されており、その延出部分の基端部分には、トリガ３Ａが設けられている。トリガ３Ａは、電池パック１０から図示せぬモータに供給される電気を制御する。また、図２に示すように、ハンドル３の延出方向端部には、後述の複数の第２端子１４と嵌合する板状の複数の第１端子３Ｂが設けられている。

電池パック１０は、ハンドル３の延出方向先端部分にドリル１の前後方向に沿って着脱可能に設けられている。電池パック１０について、図３から図８に基づき詳細に説明する。電池パック１０は、ハウジング１１と、セル群１２と、基板１３と、複数の第２端子１４と、カバー１５とを備えている。ハウジング１１は、上側ハウジング１６と下側ハウジング１７とを備え、セル群１２、基板１３、複数の第２端子１４、及びカバー１５を収容している。上側ハウジング１６は、端子挿入部１６Ａと、開口規定部１６Ｂとを主に備えている。端子挿入部１６Ａと開口規定部１６Ｂとにより、略長方形状の開口部１６ｃが規定されている。開口部１６ｃは、電池パック１０を図示せぬ充電器に連結して充電を行う際に、図示せぬ充電器の端子を保護する板状の保護部材を挿入する挿入部として機能する。また、端子挿入部１６Ａには、後方に向かって開口する複数のスロット１６ｄが形成されている。

図４に示すように、セル群１２は、複数のセルを備え、各セルは、ニッケル水素電池又はリチウムイオン電池等からなり、複数回充放電可能な電池である。基板１３は、セル群１２上に設けられ、セル群１２と電気的に接続されている。図５に示すように、基板１３には、開口部１６ｃの長手方向に沿って延びる端子配置部１３Ａが規定されている。また、基板１３の後方側の端縁１３Ｂは、上側ハウジング１６の開口規定部１６Ｂの前方側の端縁１６Ｅ（図４）に対向するように配置されている。

複数の第２端子１４は、基板１３の端子配置部１３Ａに、開口部１６ｃの長手方向に沿って並ぶように配置され、基板１３と電気的に接続されている。複数の第２端子１４は、電池パック１０が一体に組まれた状態で、それぞれスロット１６ｄ内に位置する（図９参照）。また、図５に示すように、複数の第２端子１４は、それぞれ平板をＵ字形状に曲げ、開口端部を塞ぐように平板の端部付近を接触させた形状をなしている。そして、電池パック１０がハンドル３の先端に取り付けられるときは、第１端子３Ｂは、後方側からスロット１６ｄに挿入され、第２端子１４にその開口端部を押し広げるように嵌合圧入されて、第１端子３Ｂと第２端子１４とは嵌合する。

また、複数の第２端子１４は、充電用正極端子１４Ａ１、放電用正極端子１４Ａ２と、充放電用負極端子１４Ｂ、信号伝達用端子１４Ｃ１、１４Ｃ２とを有している。正極端子１４Ａ１、１４Ａ２と負極端子１４Ｂとは、端子配置部１３Ａの両端付近にそれぞれ配置され、信号伝達用端子１４Ｃ１は、それらの間に位置している。正極端子１４Ａ１、１４Ａ２と、負極端子１４Ｂとは、釘等がそれらに同時に接触すると短絡するが、信号伝達端子１４Ｃ１、１４Ｃ２は、釘等がそれらに同時に接触しても短絡しないように構成されている。セル群１２に蓄えられた電気は、基板１３及び第２端子１４を介して、本体部２へ供給される。また、図示せぬ充電器から基板１３及び第２端子１４を介して、セル群１２へ電気が供給され、セル群１２へ充電される。

カバー１５について、図６から図９に基づき説明する。図７は、図５に示した基板１３及び第２端子１４に、カバー１５を装着した状態を示している。カバー１５は、基板覆部１５Ａ、一対の被挟持部１５Ｂと、突起部１５Ｃと、複数の突出部１５Ｄと、複数の立設部１５Ｅとを有している。基板覆部１５Ａは、板状をなし、開口部１６ｃの長手方向と略同幅に構成されている。また、基板覆部１５Ａは、基板１３の端子配置部１３Ａと開口部１６ｃとの間に位置する部分を覆っている。

一対の被挟持部１５Ｂは、基板覆部１５Ａの左右方向の両端にそれぞれ設けられている。図９に示すように、被挟持部１５Ｂは、上側ハウジング１６と基板１３とに挟持されている。これにより、カバー１５は、ハウジング１１内において、固定・位置決めされる。また、図７及び図８に示すように、突起部１５Ｃは、基板覆部１５Ａの正極端子１４Ａ１、１４Ａ２と負極端子１４Ｂとの間であって、基板覆部１５Ａの後方側から前方側へ延びるように設けられている。

図６及び図７に示すように、複数の突出部１５Ｄは、それぞれ基板覆部１５Ａの前方側端縁から複数の第２端子１４の前方側端部付近まで延び、複数の第２端子１４の互いに隣合う端子の間に介在している。図６、図８、及び図９に示すように、複数の立設部１５Ｅは、それぞれ各突出部１５Ｄの前方側端部から基板１３に直交する方向に延び、上側ハウジング１６の端子挿入部１６Ａまで延びている。

以上のように、本実施の形態の電池パック１０によれば、カバー１５が基板１３上に設けられ、基板覆部１５Ａが、基板１３の端子配置部１３Ａと開口部１６ｃとの間に位置する部分を覆っている。よって、開口部１６ｃから基板１３上に釘等の異物が混入することを抑制することができ、異物による基板１３の損傷を抑制することができる。また、カバー１５は、一対の被挟持部１５Ｂにより、上側ハウジング１６と基板１３とに挟持されている。これにより、カバー１５は、ハウジング内において、固定・位置決めされるので、位置決め用の部材を設けることなくカバー１５の位置決めをすることができる。

また、突起部１５Ｃは、基板覆部１５Ａの正極端子１４Ａ１、１４Ａ２と負極端子１４Ｂとの間に設けられているので、例えば、ハウジング１１の開口部１６ｃに釘等が入ってしまった場合でも、釘が正極端子１４Ａ１、１４Ａ２と負極端子１４Ｂとに同時に接触して短絡するのを防止することができる。また、複数の突出部１５Ｄは、複数の第２端子１４の互いに隣合う端子の間に介在しているので、互いに隣合う端子間から基板１３上に異物が混入するのを抑制することができ、異物による基板１３の損傷を抑制することができる。更に、複数の立設部１５Ｅは、それぞれ各突出部１５Ｄの前方側端部から上側ハウジング１６の端子挿入部１６Ａまで延びているので、互いに隣合う端子間を介して、第２端子１４の後方側から前方側へ異物が侵入するのを抑制することができる。

また、本実施の形態の電池パック１０によれば、複数の第２端子１４は、基板１３の端子配置部１３Ａに設けられ、基板１３の端子配置部１３Ａと開口部１６ｃとの間に位置する部分を覆うカバー１５を備える構成なので、電池パック１０の構造を単純にすることができ、電池パック１０を安価に製造することができる。また、本実施の形態の電動工具１によれば、安価な電池パック１０を備えるので、安価な電動工具１を提供することができる。

尚、本発明の電池パック及び電池パックを備えた電動工具は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

本発明の実施の形態における電池パックを備える電動工具の斜視図。図１の電動工具の本体部を上下反転させた斜視図。本発明の実施の形態における電池パックの斜視図。本発明の実施の形態における電池パックの分解斜視図。本発明の実施の形態における電池パックのセル群、基板、及び第２端子の平面図。本発明の実施の形態における電池パックのカバーの斜視図。図５に示したセル群、基板、及び第２端子に、カバーを装着した状態を示した図。本発明の実施の形態における電池パックのセル群、基板、第２端子、及びカバーの斜視図。図３のIX−IX線に沿った断面図。

１電動工具、１０電池パック、１１ハウジング、１３基板、１３Ａ端子配置部、１４第２端子、１４Ａ１充電用正極端子、１４Ａ２放電用正極端子、１４Ｂ充放電用負極端子、１５カバー、１５Ａ基板覆部、１５Ｂ被挟持部、１５Ｃ突起部、１５Ｄ突出部、１５Ｅ立設部、１６上側ハウジング、１６ｃ開口部、１７下側ハウジング

Claims

機器本体に着脱自在に装着されて給電可能な電池パックであって、
上側ハウジングと下側ハウジングから構成されるハウジングと、
該ハウジング内に収容される複数の電池セルと、
該電池セルと該上側ハウジングとの間に配置され、端子配置部を有する基板と、
該端子配置部に設けられ、該電池パックが該機器本体に装着される際に該機器本体の端子によって押し広げられて該機器本体の端子に電気的に接続される開口端部をそれぞれ有し、該機器本体に給電する正極端子及び負極端子と、
該上側ハウジングに形成され、複数のスロットを有すると共に、該基板との間に間隙をおいて配置された端子挿入部と、を有し、
該上側ハウジングには、該端子挿入部の該複数のスロットに跨って該正極端子及び該負極端子の開口端部側に開口する開口部が形成され、
該基板と該端子挿入部との間の該間隙には、基板覆部を有するカバーが設けられ、該基板覆部は該基板の少なくとも該端子配置部と該開口部との間の領域を覆っており、
該カバーには、該正極端子及び該負極端子の間に位置する突起部が設けられ、該突起部の少なくとも一部が該正極端子及び該負極端子の開口端部よりも該開口部側に位置していることを特徴とする電池パック。
着脱自在に装着される電池パックを充電するための充電器であって、
該電池パックは、上側ハウジングと下側ハウジングから構成されるハウジングと、
該ハウジング内に収容される複数の電池セルと、
該電池セルと該上側ハウジングとの間に配置され、端子配置部を有する基板と、
該端子配置部に設けられ、該電池パックが該充電器に装着される際に該充電器の端子によって押し広げられて該充電器の端子に電気的に接続される開口端部をそれぞれ有し、該充電器の端子に電気的に接続されて該電池セルを充電する充電用正極端子及び充電用負極端子と、
該上側ハウジングに形成され、複数のスロットを有すると共に、該基板との間に間隙をおいて配置される端子挿入部と、を有し、
該上側ハウジングには、該端子挿入部の該複数のスロットに跨って該充電用正極端子及び該充電用負極端子の開口端部側に開口する開口部が形成され、
該基板と該端子挿入部との間の該間隙には、基板覆部を有するカバーが設けられ、該基板覆部は該基板の少なくとも該端子配置部と該開口部との間の領域を覆っており、
該カバーには、該正極端子及び該負極端子の間に位置する突起部が設けられ、該突起部の少なくとも一部が該充電用正極端子及び該充電用負極端子の開口端部よりも該開口部側に位置しており、
該充電器は、端子と、該端子を保護するための保護部材とを有し、該電池パックを装着する際に該保護部材は該開口部から該間隙内に挿入されることを特徴とする充電器。
着脱自在に装着される電池パックを有する電動工具であって、
該電動工具は、電気が供給される複数の端子を備え、
該電池パックは、
上側ハウジングと下側ハウジングから構成されるハウジングと、
該ハウジング内に収容される複数の電池セルと、
該電池セルと該上側ハウジングとの間に配置され、端子配置部を有する基板と、
該端子配置部に設けられ、該電池パックが該電動工具に装着される際に該電動工具の該端子によって押し広げられて該電動工具の端子に電気的に接続される開口端部をそれぞれ有する放電用正極端子及び放電用負極端子と、
該上側ハウジングに形成され、複数のスロットを有すると共に、該基板との間に間隙をおいて配置される端子挿入部と、を有し、
該上側ハウジングには、該端子挿入部の該複数のスロットに跨って該放電用正極端子及び該放電用負極端子の開口端部側に開口する開口部が形成され、
該基板と該端子挿入部との間の該間隙には、基板覆部を有するカバーが設けられ、該基板覆部は該基板の少なくとも該端子配置部と該開口部との間の領域を覆っており、
該カバーには、該放電用正極端子及び該放電用負極端子の間に位置する突起部が設けられ、該突起部の少なくとも一部が該放電用正極端子及び該放電用負極端子の開口端部よりも該開口部側に位置していることを特徴とする電動工具。
機器本体に着脱自在に装着されて給電可能な電池パックであって、
下側ハウジングと、
該下側ハウジング内に配置されたセル群と、
該セル群の上面に配置され、端子配置部を有する基板と、
正極端子と負極端子と信号伝達端子とから構成され、該電池パックの装着方向と略直交する方向に配列され、該端子配置部に立設された端子群と、
該端子群のそれぞれの端子が配置される複数のスロットを有し、該基板との間に所定の間隙をおいて配置された櫛状部を有する上側ハウジングと、
該櫛状部と該基板との間に配置されたカバーとを有し、
該上側ハウジングには、該複数のスロットに跨がると共に該間隙に通じる開口部が形成され、
該カバーは、該基板の少なくとも該端子配置部と該開口部との間の領域を覆う基板覆部を有し、
該カバーの表面には、該正極端子と該負極端子との間に位置すると共に該装着方向に延在する突起部が設けられ、該突起部の一部が該正極端子及び該負極端子よりも該装着方向上流側に位置していることを特徴とする電池パック。
該カバーは、該複数のスロットのそれぞれの両側に位置して該装着方向に延びる突出部を有し、該突出部の一部は、折り曲げられて立設する立設部を構成していることを特徴とする請求項４に記載の電池パック。
モータを有する本体部と、
該本体部から延出されたハンドル部と、
該ハンドル部に着脱自在に装着される電池パックとを備えた電動工具であって、
前記電池パックは、
下側ハウジングと、
該下側ハウジング内に配置されたセル群と、
該セル群の上面に配置され、端子配置部を有する基板と、
該端子配置部に立設されて該セル群の電圧を該モータに印加する正極端子及び負極端子と、該端子配置部に立設されて外部機器に信号を伝達する信号伝達端子とから構成され、該電池パックの装着方向と略直交する方向に配列された端子群と、
該端子群のそれぞれの端子が配置される複数のスロットを有し、該基板との間に所定の間隙をおいて配置された櫛状部を有する上側ハウジングと、
該櫛状部と該基板との間に配置されたカバーとを有し、
該上側ハウジングには、該複数のスロットに跨がると共に該間隙に通じる開口部が形成され、
該カバーは、該基板の少なくとも該端子配置部と該開口部との間の領域を覆う基板覆部を有し、
該カバーの表面には、該正極端子と該負極端子との間に位置すると共に該装着方向に延在する突起部が設けられ、該突起部の一部が該正極端子及び該負極端子よりも該装着方向上流側に位置していることを特徴とする電動工具。
該カバーは、該複数のスロットのそれぞれの両側に位置して該装着方向に延びる突出部を有し、該突出部の一部は、折り曲げられて立設する立設部を構成していることを特徴とする請求項６に記載の電動工具。