JP4999284B2 - Battery pack, power tool and charger - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリーパックと、このバッテリーパックにより駆動する電動機と、このバッテリーパックを充電するための充電器に関するものである。 The present invention relates to a battery pack, an electric motor driven by the battery pack, and a charger for charging the battery pack.
従来よりバッテリーパックとして、蓄電池を収納する電池ケースに電動工具へ着脱可能な一対のスライドレールを所定間隔をおいて平行に形成し、これらスライドレール間に正負の充放電用端子をそれぞれスライドレールの内側へ近接するように所定間隔をおいて配置したものが提案されている(特許文献1参照)。
上記構成のバッテリーパックにおいて、正負の充放電端子がそれぞれスライドレールの内側へ近接するようにして、これら充放電端子が短絡しないように構成されている。しかしながら、このスライドレール間の距離が短い場合には、充放電用端子をスライドレールに近接させても、充放電端子が短絡する恐れがある。 The battery pack having the above configuration is configured so that the positive and negative charge / discharge terminals are close to the inside of the slide rail so that the charge / discharge terminals are not short-circuited. However, when the distance between the slide rails is short, the charge / discharge terminals may be short-circuited even if the charge / discharge terminals are brought close to the slide rails.
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、正負の充電端子及び放電端子が短絡しないように構成したバッテリーパック及びこのバッテリーパックが用いられる電動工具と充電器を提供する。 Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a battery pack configured such that positive and negative charging terminals and discharging terminals are not short-circuited, and an electric tool and a charger using the battery pack.
充電池を電池ケースに収納したバッテリーパックにおいて、前記電池ケースの一つの面に、他の電気機器及び充電器に取り付けるための左右一対のガイドレールが設けられ、前記左右一対のガイドレールは、挿入側から基部側になるほど間隔が広くなるように傾斜して設けられ、前記左右一対のガイドレールの間に正負一対の放電端子が設けられ、前記左右一対のガイドレールの間に正負一対の充電端子が設けられ、前記正負一対の充電端子と前記正負一対の放電端子は、前記左右一対のガイドレールの挿入方向に沿って、互いに平行に設けられ、前記正負一対の放電端子の間で、かつ、前記正負一対の充電端子の間に前記他の電気機器のガイド突部が挿入されるガイド溝が設けられていることを特徴とするバッテリーパック。 In the battery pack in which the rechargeable battery is stored in the battery case, a pair of left and right guide rails are provided on one surface of the battery case to be attached to another electrical device and a charger, and the pair of left and right guide rails are inserted. A pair of positive and negative discharge terminals is provided between the pair of left and right guide rails, and a pair of positive and negative charge terminals is provided between the pair of left and right guide rails. The pair of positive and negative charging terminals and the pair of positive and negative discharge terminals are provided in parallel with each other along the insertion direction of the pair of left and right guide rails , and between the pair of positive and negative discharge terminals, and A battery pack, wherein a guide groove into which a guide protrusion of the other electric device is inserted is provided between the pair of positive and negative charging terminals.
請求項2に係る発明は、前記充電池がリチウムイオン電池であることを特徴とする請求項1記載のバッテリーパックである。 The invention according to claim 2 is the battery pack according to claim 1, wherein the rechargeable battery is a lithium ion battery.
請求項3に係る発明は、前記左右一対のガイドレールが約5°傾斜していることを特徴とする請求項1記載のバッテリーパックである。
The invention according to
請求項4に係る発明は、前記ガイド溝の大きさが、前記充電池の電圧によって異なることを特徴とする請求項1記載のバッテリーパックである。 The invention according to claim 4 is the battery pack according to claim 1, wherein the size of the guide groove differs depending on the voltage of the rechargeable battery.
請求項5に係る発明は、前記正負一対の放電端子の中の負側端子と、前記正負一対の充電端子の中の負側端子とが共通の端子であることを特徴とする請求項1記載のバッテリーパックである。 The invention according to claim 5 is characterized in that the negative terminal in the pair of positive and negative discharge terminals and the negative terminal in the pair of positive and negative charge terminals are a common terminal. This is a battery pack.
請求項6に係る発明は、前記電池ケースに充放電回路が内蔵されていることを特徴とする請求項1記載のバッテリーパックである。 The invention according to claim 6 is the battery pack according to claim 1, wherein a charge / discharge circuit is built in the battery case.
請求項7に係る発明は、前記電池ケースに前記充電池の残量をチェックする残量チェック回路が内蔵されていることを特徴とする請求項1記載のバッテリーパックである。 The invention according to claim 7 is the battery pack according to claim 1, wherein a remaining amount check circuit for checking a remaining amount of the rechargeable battery is built in the battery case.
請求項8に係る発明は、請求項1記載のバッテリーパックの左右一対のガイドレールと嵌合する左右一対の固定レールが設けられ、前記左右一対の固定レールは、挿入側から基部側になるほど間隔が狭くなるように傾斜して設けられ、前記左右一対の固定レールの間に前記バッテリーパックの正負一対の放電端子と電気的に接続される正負一対の接続端子が設けられ、前記正負一対の放電端子の間に前記バッテリーパックのガイド溝に挿入されるガイド突部が設けられていることを特徴とする電動工具である。 The invention according to claim 8 is provided with a pair of left and right fixed rails that fits with the pair of left and right guide rails of the battery pack according to claim 1, and the pair of left and right fixed rails are spaced from the insertion side toward the base side. A pair of positive and negative connection terminals electrically connected to a pair of positive and negative discharge terminals of the battery pack between the pair of left and right fixed rails, and the pair of positive and negative discharges. The power tool is characterized in that a guide protrusion to be inserted into the guide groove of the battery pack is provided between the terminals.
請求項9に係る発明は、請求項1記載のバッテリーパックの左右一対のガイドレールと嵌合する左右一対の固定レールが設けられ、前記左右一対の固定レールは、挿入側から基部側になるほど間隔が狭くなるように傾斜して設けられ、前記左右一対の固定レールの間に前記バッテリーパックの正負一対の充電端子と電気的に接続される正負一対の接続端子が設けられていることを特徴とする充電器である。 The invention according to claim 9 is provided with a pair of left and right fixed rails that fits with the pair of left and right guide rails of the battery pack according to claim 1, and the pair of left and right fixed rails are spaced from the insertion side toward the base side. A pair of positive and negative connection terminals that are electrically connected to a pair of positive and negative charging terminals of the battery pack are provided between the pair of left and right fixed rails. It is a charger.
本発明のバッテリーパックであると、正負一対の放電端子及び正負一対の充電端子の間には、ガイド溝が設けられているため短絡することがない。 In the battery pack of the present invention, there is no short circuit because a guide groove is provided between the pair of positive and negative discharge terminals and the pair of positive and negative charge terminals.
また、バッテリーパックを電動工具や充電器に取り付ける場合において、左右一対のガイドレールが、挿入側から基部側になるほど間隔が広くなるように傾斜して設けられているため、この傾斜によって電動工具や充電器の左右一対の固定レールが案内され、その間にあるガイド突部も確実にガイド溝に挿入され、バッテリーパックを電動工具や充電器に取り付け易くなる。 In addition, when the battery pack is attached to the electric tool or charger, the pair of left and right guide rails are inclined so that the interval increases from the insertion side to the base side. The pair of left and right fixed rails of the charger are guided, and the guide protrusions between them are also securely inserted into the guide grooves, so that the battery pack can be easily attached to the electric tool or the charger.
以下、本発明の一実施形態のバッテリーパック10、電動工具100、充電器200の構造についてそれぞれ説明する。
Hereinafter, the structure of the
(1)バッテリーパック10の構造
バッテリーパック10の構造の構造について、図1〜図3に基づいて説明する。
(1) Structure of
バッテリーパック10の本体を構成する電池ケース12は、合成樹脂製であって、ほぼ立方体をなしている。この電池ケース12の内部には、円柱形のリチウムイオン電池10を直列に接続したリチウムイオン電池集合体(以下、電池セルという)14が収納されている。この電池セル14の上面には、充放電を司るための充放電回路16の第1配線基板18が設けられている。また、電池セル14の前面には、この電池セル14の残量を検出するための残量チェック回路20を有した第2配線基板22が設けられ、この第2配線基板22には、残量チェックを行うためのスイッチ24と残量チェックの結果を表すための3個のLED26が設けられている。そして、このスイッチ24と3個のLED26は電池ケース12の前面に露出している。
The
電池ケース12の上面は、図1に示すように後部に電動工具100や充電器200と接続して固定するための爪部28が設けられている。この爪部28は、図2に示すように、コイルバネ30によって上方に付勢され、上下動自在となっている。また、この爪部28には、爪部28の係合を解除する解除部29が設けられている。
As shown in FIG. 1, the upper surface of the
電池ケース12の上面には、電動工具100や、充電器200と接続するための左右一対のガイドレール32,32が設けられている。この左右一対のガイドレール32,32は、図3に示すように溝によって形成され、挿入側から基部側、即ち図1においては下から上に行くほどその間隔が広くなるように傾斜しており、例えばその傾斜角度は5°である。
On the upper surface of the
この左右一対のガイドレール32,32の挿入側には、凹部34が設けられている。この凹部34は、電動工具100や充電器200のソケット124,204が挿入される部分である。
A
また、左右一対のガイドレール32,32の間には、正負一対の充電端子36,38が設けられている。すなわち、左右一対のガイドレール32,32の間に充電用端子36,38のための充電溝40,42が設けられ、この充電溝40,42に金属製の充電端子36,38が露出している。正負一対の充電端子36,38の間には、正負一対の放電端子44,46が設けられている。すなわち、左右一対の充電溝40,42の間に左右一対の放電溝48,50を設け、この放電溝48,50にそれぞれ金属製の放電端子44,46が露出している。なお、充電溝40,42及び放電溝48,50は、左右一対のガイドレール32,32の挿入方向に沿って設けられている。
A pair of positive and
一対の充電端子36,38の間で、かつ、一対の放電端子44,46の間には、ガイド溝52が設けられている。このガイド溝52は、充電器200のソケット124から突出したガイド突部130が挿入される。このガイド溝52の幅、形状は、電池セル14の電圧によって異なっている。
A
充電端子36,38及び放電端子44,46は、それぞれ充放電回路16を構成する第1配線基板18に接続されている。
The
(2)バッテリーパック10の電気的構成
次に、バッテリーパック10の電気的構成について、図4のブロック図に基づいて説明する。
(2) Electrical Configuration of
リチウムイオン電池の電池セル14は、従来のニッケル水素電池よりも高い電圧を出力することができる。電池単体としては、ニッケル水素電池は例えば約1.2Vであるが、リチウムイオン電池では3.6Vである。
The
電池セル14は、残量チェック回路20に接続され、この残量チェック回路20の出力側が充放電回路16に接続されている。
The
残量チェック回路20は、電池セル14から出力される電圧値に基づいて、電池セル14の電池の残量を推定するものであり、電圧が下がれば、残量が少なくなると判断する。そして、その結果を3個のLED26によって表現する。例えば、3個のLED26が全部点灯している場合は、フル充電されており、LED26の点灯の数が少なくなればなるほど残量が少なくなるようにする。そして、この残量チェック回路20は、スイッチ24がON状態になったときのみ作動するようにする。
The remaining
充放電回路16は、充電器200に接続されたときに電池セル14に充電をさせる役割と、電動工具100に接続されたときに電池セル14から放電をさせる役割をするものである。充放電回路16は、電池セル14に対しては、電動工具100への放電時には、その放電量を制御することなく電池セル14から直接出力するようにし、充電時において電池セル14にその充電量を調整するようにする。
The charging /
(3)電動工具100の構成
電動工具100の構造について、図1と図5に基づいて説明する。
(3) Configuration of
電動工具100は、例えば図5に示すように電動インパクトドライバーであり、ピストル型のハウジング102から構成されている。ハウジング102は、筒上の本体104と、本体104の後部から下方へ突出した把持部106とから構成されている。本体104内部には、ブラシレスDCモータ108と、この出力軸に連結されたギヤボックス110が内蔵され、このギヤボックス110の出力軸がチャック112に機械的に連結され、チャック112の先端部にドライバー114が取り付けられている。
The
ブラシレスDCモータ108の下面には、駆動回路を内蔵した配線基板116が設けられている。また、把持部106の上部前面には、メインスイッチを兼ねたトリガスイッチ118が設けられている。
On the lower surface of the
把持部106の下端には、上記で説明したバッテリーパック10が取り付けられる。把持部106の下端には、左右一対の固定レール122が設けられている。左右一対の固定レール122は、挿入側から基部に行くほど間隔が狭くなるように傾斜している。
The
左右一対の固定レール122の間には、ソケット124が設けられている。ソケット124からは、正負の一対の接続端子126,128が設けられている。さらに、接続端子126,128の間には、ガイド突部130が突出している。このガイド突部130の幅や形状は、接続されるバッテリーパック10の電圧に合致する幅や形状となっている。
A
一対の接続端子126,128は、配線基板116に電気的に接続されている。
The pair of
また、把持部106の下端前部には、バッテリーパック10の爪部28と係合する係合孔107が開口している。
Further, an
(4)バッテリーパック10と電動工具100の接続
次に、バッテリーパック10を電動工具100に接続する場合について説明する。
(4) Connection of
電動工具100の把持部106の下端にバッテリーパック10を取り付ける(図5参照)。
The
バッテリーパック10の左右一対のガイドレール32,32と電動工具100の左右一対の固定レール122,122の位置を合致させ、図1に示すように挿入する。この場合に、左右一対のガイドレール32が、挿入側から基部に行くほど広がるように傾斜し、また、左右一対の固定レール122,122も同様に傾斜しているため、左右一対のガイドレール32,32を左右一対の固定レール122,122に挿入し易い。また、その場合に傾斜により位置決めをすることができ、電動工具100のガイド突部130がバッテリーパック10のガイド溝52に挿入され易くなる。そして、接続端子126,128がバッテリーパック10の放電溝48,50に挿入され、放電端子44,46と電気的に接続される。
The pair of left and right guide rails 32, 32 of the
バッテリーパック10を、左右一対の固定レール122,122の間に完全に差し込むと、バッテリーパック10の爪部28が、把持部106の下端に設けられた係合孔107に係合され、完全に固定される。
When the
これによって、バッテリーパック10の電池セル14から電動工具100の配線基板116に直流電源を供給することができる。
Thereby, DC power can be supplied from the
この場合に、一対の放電端子44,46の間にはガイド溝52が設けられているため、電気的に短絡することがない。また、電動工具100においても、一対の接続端子126,128の間にはガイド突部130が突出しているため、接続端子126,128の間が短絡することがない。
In this case, since the
ガイド突部130の幅、形状、または、2〜3mmのオフセットの位置が電圧によって異なるため、異なる電圧を出力するバッテリーパック10と接続されることがなく、電動工具100が異常動作を起こすことがない。
Since the width, shape, or offset position of 2 to 3 mm of the
(5)充電器200の構造
充電器200の構造について、図6に基づいて説明する。
(5) Structure of
充電器200の本体202の上面に、バッテリーパック10を装着するものであり、この場合にバッテリーパック10の上下を逆にし、充電端子36,38側が下面になるようにする。
The
本体202の上面にはソケット204が突出し、このソケット204からは、左右一対の接続端子206,208が突出している。また、本体202からは、商用電源100Vに接続するための電源コード120が延びている。
A
ソケット204の両側には、電動工具100と同様に図1に示すような傾斜した左右一対の固定レールが設けられている。
On both sides of the
(6)バッテリーパック10と充電器200の接続
バッテリーパック10を充電器200に接続する場合には、バッテリーパック10の上下を逆にし、電動工具100のときと同様に、傾斜した左右一対のガイドレール32,32に傾斜した左右一対の固定レールを合致し挿入する。すると、充電器200の一対の接続端子206,208が充電溝40,42に挿入され、充電端子36,38と電気的に接続される。これによって、充電器200から所定の電圧が供給され、電池セル14が充電される。
(6) Connection of
この場合に、左右一対のガイドレール32,32と左右一対の固定レールが傾斜しているため、挿入し易く容易にバッテリーパック10を充電器200に取り付けることができる。
In this case, since the pair of left and right guide rails 32 and 32 and the pair of left and right fixed rails are inclined, the
(7)変更例
上記実施形態では、充電端子36,38と放電端子44,46をそれぞれ別に設けたが、接地側の負側端子である充電端子38と放電端子46を共通にし、合計で3本の端子を設けるようにしてもよい。
(7) Modified Example In the above embodiment, the charging
また、上記実施形態では電動工具100として、電動インパクトドライバーで説明したが、これ以外にも電動グラインダーなどの他の電動工具であってもよい。
Moreover, although the electric impact driver demonstrated as the
10 バッテリーパック
12 電池ケース
14 電池セル
16 放電回路
20 残量チェック回路
32 ガイドレール
36 充電端子
38 充電端子
44 放電端子
46 放電端子
52 ガイド溝
100 電動工具
122 固定レール
126 接続端子
128 接続端子
130 ガイド突部
200 充電器
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記電池ケースの一つの面に、他の電気機器及び充電器に取り付けるための左右一対のガイドレールが設けられ、
前記左右一対のガイドレールは、挿入側から基部側になるほど間隔が広くなるように傾斜して設けられ、
前記左右一対のガイドレールの間に正負一対の放電端子が設けられ、
前記左右一対のガイドレールの間に正負一対の充電端子が設けられ、
前記正負一対の充電端子と前記正負一対の放電端子は前記左右一対のガイドレールの挿入方向に沿って、互いに平行に設けられ、
前記正負一対の放電端子の間で、かつ、前記正負一対の充電端子の間に前記他の電気機器のガイド突部が挿入されるガイド溝が設けられている
ことを特徴とするバッテリーパック。 In battery packs that store rechargeable batteries in battery cases,
One surface of the battery case is provided with a pair of left and right guide rails for attaching to other electrical equipment and a charger,
The pair of left and right guide rails are provided so as to be inclined so that the interval increases from the insertion side to the base side,
A pair of positive and negative discharge terminals is provided between the pair of left and right guide rails,
A pair of positive and negative charging terminals is provided between the pair of left and right guide rails,
The pair of positive and negative charging terminals and the pair of positive and negative discharge terminals are provided in parallel to each other along the insertion direction of the pair of left and right guide rails,
A battery pack is provided between the pair of positive and negative discharge terminals and between the pair of positive and negative charge terminals, into which a guide protrusion of the other electric device is inserted.
ことを特徴とする請求項1記載のバッテリーパック。 The battery pack according to claim 1, wherein the rechargeable battery is a lithium ion battery.
ことを特徴とする請求項1記載のバッテリーパック。 The battery pack according to claim 1, wherein the pair of left and right guide rails are inclined by about 5 °.
ことを特徴とする請求項1記載のバッテリーパック。 The battery pack according to claim 1, wherein the size of the guide groove varies depending on the voltage of the rechargeable battery.
ことを特徴とする請求項1記載のバッテリーパック。 The battery pack according to claim 1, wherein a negative terminal in the pair of positive and negative discharge terminals and a negative terminal in the pair of positive and negative charging terminals are common terminals.
ことを特徴とする請求項1記載のバッテリーパック。 The battery pack according to claim 1, wherein a charge / discharge circuit is built in the battery case.
ことを特徴とする請求項1記載のバッテリーパック。 The battery pack according to claim 1, wherein a remaining amount check circuit for checking a remaining amount of the rechargeable battery is built in the battery case.
前記左右一対の固定レールは、挿入側から基部側になるほど間隔が狭くなるように傾斜して設けられ、
前記左右一対の固定レールの間に前記バッテリーパックの正負一対の放電端子と電気的に接続される正負一対の接続端子が設けられ、
前記正負一対の放電端子の間に前記バッテリーパックのガイド溝に挿入されるガイド突部が設けられている
ことを特徴とする電動工具。 A pair of left and right fixed rails that are fitted to the pair of left and right guide rails of the battery pack according to claim 1 are provided,
The pair of left and right fixed rails are provided so as to be inclined so that the interval becomes narrower from the insertion side to the base side,
A pair of positive and negative connection terminals that are electrically connected to a pair of positive and negative discharge terminals of the battery pack are provided between the pair of left and right fixed rails,
An electric tool characterized in that a guide protrusion is provided between the positive and negative discharge terminals and is inserted into a guide groove of the battery pack.
前記左右一対の固定レールは、挿入側から基部側になるほど間隔が狭くなるように傾斜して設けられ、
前記左右一対の固定レールの間に前記バッテリーパックの正負一対の充電端子と電気的に接続される正負一対の接続端子が設けられている
ことを特徴とする充電器。 A pair of left and right fixed rails that are fitted to the pair of left and right guide rails of the battery pack according to claim 1 are provided,
The pair of left and right fixed rails are provided so as to be inclined so that the interval becomes narrower from the insertion side to the base side,
A pair of positive and negative connection terminals that are electrically connected to a pair of positive and negative charging terminals of the battery pack are provided between the pair of left and right fixed rails.
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