JP5724227B2 - 電池パック及びそれを用いた電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、コードレス電動工具の動力源となるリチウムイオン電池等の電池パック及びそれを用いた電動工具に関するものである。

電動工具において、コードレス電動工具の動力源となる電池として更なる高容量化、軽量化が要望されている。この要望に対して、出力密度が高いリチウムイオン電池が用いられ始めている。

リチウムイオン電池においては、過充電・過放電・過負荷等を行うと、電池の劣化・故障の可能性があり、一般的には電池パック内において、専用の保護ＩＣや、マイコンを設け、過充電・過放電・過負荷を監視し、電池電圧が所定電圧値以下又は以上の場合、又は所定値以上電流が流れた場合には、前記専用の保護ＩＣやマイコンから信号を出力し、この信号に基づき充放電経路を遮断してしまうといった安全性に対する対策が行われている（例えば特許文献１参照）。

特開平６−１４１４７９号公報

前述したように、一般的にリチウムイオン電池の電池パックにおいて、過充電・過放電・過負荷等を防ぐために、保護回路が設けられている。リチウムイオン電池のセル毎の電圧が４．２５Ｖ／セルを越えないように監視するのが一般的な過充電に対する保護の方法である。一方で、リチウムイオン電池を充電するための一般的な方法である定電流・定電圧制御で充電を行う場合、４．２０Ｖ／セル付近で高精度に電圧を制御する必要があり、前述した４．２５Ｖ／セルとの差が極めて僅少である。このため、過充電と判断する４．２５Ｖ／セルの監視を行う場合、極めて高精度に電圧の検出を行う必要がある。

そこで、リチウムイオン電池の保護回路として、セル電圧が所定の電圧に達したことを高精度に検出することができるようなリチウムイオン電池専用の保護ＩＣが市販されている。このような保護ＩＣを用いれば、複雑な回路等を設けることなく、簡単に高精度に電圧を監視することができる。しかし、このような保護ＩＣにおいては、監視することができるセル数というものがある程度固定されており、多セルで構成された電池パックの電圧を監視するには様々な問題がある。現在、スタンドアローンタイプの保護ＩＣにおいては、４セルまでの電圧監視が主流であり、４セルの電池の監視を行う場合は、４セル用のＩＣを１つ用いればよいが、例えば５セルの電池を監視する場合は、４セル用ＩＣと１セル用ＩＣの２つのＩＣを用いるといった方法で保護を行う。このような方法では、回路構成が根本的に異なるため、４セルと５セルの電池パックのための保護基板を別々に作成する必要がある。このため、開発コスト、生産管理の点で不利である。

そこで、本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、異なる電圧のリチウムイオン電池等の電池パックにおいて、電池セルを保護するための保護基板を共通にすることによって、開発コストの低減を図ることができる電池パック及びそれを用いた電動工具を提供することである。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、上記目的を達成するため、本発明は、電池を過充電及び過放電から保護するための保護ＩＣと、この保護ＩＣを含む回路部品を実装する基板とを有する電池パックに適用され、以下のような特徴を有するものである。

本発明の電池パックにおいて、保護ＩＣは、異なる電圧の電池組を保護対象とするものであり、この異なる電圧の電池組のそれぞれの電池組の電圧を設定するための端子を有する。この電池パックは、保護ＩＣを実装した基板上において、保護ＩＣの端子を異なる電圧の電池組のそれぞれの電池組の電圧に対応して接続するための接続手段を有し、この接続手段を異なる電圧の電池組のそれぞれの電池組の電圧に対応して接続することで、保護ＩＣを実装した基板を共通に用いて異なる電圧の電池組の保護を行えるように構成されていることを特徴とする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

すなわち、本発明によれば、異なる電圧のリチウムイオン電池等の電池パックにおいて、電池セルを保護するための保護基板を共通にすることによって、開発コストの低減を図ることができる電池パック及びそれを用いた電動工具を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態である電池パックにおいて、５セルの電池を保護するための保護基板の一例を示す図である。 本発明の一実施形態である電池パックにおいて、４セルの電池を保護するための保護基板の一例を示す図である。 本発明の一実施形態である電池パックにおいて、３セルの電池を保護するための保護基板の一例を示す図である。 本発明の一実施形態である電池パックにおいて、２セルの電池を保護するための保護基板の一例を示す図である。 本発明の一実施形態である電池パックにおいて、５〜２セルに対応した保護ＩＣの端子接続の一覧を示す図である。 本発明の一実施形態である差込式の電池パックで駆動する電動工具の外観の一例を示す図である。 図６の電動工具を駆動する差込式の電池パックの構成（（ａ）５セル、（ｂ）４セル）の一例を示す図である。 本発明の一実施形態であるスライド式の電池パックで駆動する電動工具の外観（ａ）と電池パックの外観（ｂ）の一例を示す図である。 図８の電動工具を駆動するスライド式の電池パックの構成（（ａ）５セル、（ｂ）４セル）の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

＜５セルの電池を保護するための保護基板を有する電池パック＞
まず、図１を用いて、本発明の一実施形態である電池パック（５セルの電池を保護するための保護基板を有する電池パック）について説明する。図１は、本発明の一実施形態である電池パックにおいて、５セルの電池を保護するための保護基板の一例を示す図である。

本発明の一実施形態である電池パックは、電池セル組１、保護ＩＣ２、シャント抵抗３、感温素子４、識別抵抗５、サーマルプロテクタ６、電池パック接続用の各端子７〜１３、ジャンパー抵抗１４，１５等から構成される。この電池パックの構成において、保護ＩＣ２、シャント抵抗３、感温素子４、識別抵抗５、サーマルプロテクタ６、ジャンパー抵抗１４，１５の回路部品は、保護基板上に実装されている。

電池セル組１は、電位の高い方から接続順に、５つのリチウムイオン電池の電池ブロック１００，１０１，１０２，１０３，１０４から構成されている。尚、電池ブロック１００〜１０４は、単独及び２つ以上のセルを並列接続した構成となっているものとするが、ここではセルの数と電池ブロックの数は同数として説明する。

保護ＩＣ２は、５セルのリチウムイオン電池用の保護ＩＣであり、５つの電池ブロック１００〜１０４の電圧の監視及び、電池ブロック１０４のマイナス端子と負荷の間に設けられたシャント抵抗３に生じる電圧降下を検出することにより過負荷を検出するものとする。また、監視対象である５つの電池ブロック１００〜１０４の中の少なくとも１つが所定の電圧以上に達した場合は過電圧であると判別し、所定の信号を出力する構成であるものとする。逆に、監視対象である５つの電池ブロック１００〜１０４の中の少なくとも１つが所定の電圧以下に達した場合は過放電であると判別し、所定の信号を出力する構成であるものとする。また、前述した過負荷を検出した場合も所定の信号を出力する構成であるものとする。

また、この５セルのリチウムイオン電池用の保護ＩＣ２には、保護対象のリチウムイオン電池の電圧を設定するための端子、すなわちこの電圧を決定するセル数を設定するための端子ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅが設けられており、端子ａ，ｂが電池電圧の電位に接続され、端子ｃが５セルの中の一番電位の低い電池（この場合電池ブロック１０４）のマイナス電位側に接続され、端子ｄが次に電位の低い電池（この場合電池ブロック１０３）のマイナス電位側に接続され、端子ｅが次に電位の低い電池（この場合電池ブロック１０２）のマイナス電位側に接続されていれば、５セルの電池を保護するための設定になるようなＩＣであるものとする。

シャント抵抗３は、前述したように電池ブロック１０４と負荷の間に設けられた過負荷検出のための抵抗である。

感温素子４は、電池セル組１の近傍に設けられた電池温度を監視するためのサーミスタ等の素子である。

識別抵抗５は、電池種を識別（例えば４セル電池と５セル電池の両方を充電可能な充電器と対応する電池を想定した場合、４セルと５セルの電池を判別する必要がある。また、３セル、２セルの電池を判別する場合も同様である。）するための抵抗である。例えば、異なる電圧の電池パック毎に個別の抵抗値が設定されている。

サーマルプロテクタ６は、充電時の過電流及び異常高温等から電池を保護するための電池セル組１の近傍に設けられたプロテクタである。例えば、何らかの充電器の故障により過電流が電池に流れた場合、電池が高温になるに従いその近傍に設けられたサーマルプロテクタ６も高温になる。そして、ある所定温度に達した場合にはサーマルプロテクタ６がオープン状態になることにより、電流経路を遮断し電池を保護する。

プラスの放電端子７は、電池セル組１のプラス端子（電池ブロック１００のプラス端子）と、電動工具のモータ等の負荷とを接続するための放電端子である。

プラスの充電端子８は、電池セル組１のプラス端子（電池ブロック１００のプラス端子）と、充電器のプラス端子とを接続するための充電端子である。なお、放電端子７と充電端子８を共通にして１つのプラス端子としても良い。

放電停止信号伝達端子９は、過放電時及び過負荷時に保護ＩＣ２からの放電停止のための信号を電動工具側に伝達するための放電停止信号用の端子である。尚、電動工具は、放電停止信号を受けて、放電経路を遮断するような構成（例えば、電流経路にＦＥＴ等のスイッチ素子が設けられており、前記放電停止信号を受信することによって前記ＦＥＴ等をオフするような構成）になっているものとする。

充電停止信号伝達端子１０は、過充電時に保護ＩＣ２からの充電停止のための信号を充電器側に伝達するための充電停止信号用の端子である。尚、充電器は、充電停止信号を受けて、充電経路を遮断するような構成（例えば、電流経路にリレー等のスイッチ素子が設けられており、前記充電停止信号を受信することによって前記リレー等をオフするような構成）になっているものとする。

温度検出端子１１は、サーミスタ等の感温素子４に基づく温度情報を充電器に伝達するための温度検出用の端子である。例えば、充電器側は、温度検出端子１１を介して検出される電池温度が所定値以上に達した場合は充電を停止するような構成になっているものとする。

電池種検出端子１２は、識別抵抗５に基づく電池種情報（例えばセル数）を充電器側に伝達するための電池種検出用の端子である。充電器側は、電池種検出端子１２を介して検出される電池種情報に応じて充電の方法を設定するような構成になっているものとする。

マイナス端子１３は、電動工具及び充電器のマイナス端子と接続するための端子である。

ジャンパー抵抗１４，１５は、保護ＩＣ２の端子ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅのうち、端子ａ，ｂを保護対象の電池の電圧を決定するセル数に対応して電池電圧の電位に接続するための接続手段である。

図１に示すような５セルの電池を保護するための保護基板においては、５セルのリチウムイオン電池用の保護ＩＣ２を実装し、この保護ＩＣ２の端子ａはジャンパー抵抗１４を介して電池電圧の電位（電池ブロック１００のプラス電位側）に接続し、端子ｂはジャンパー抵抗１５を介して電池電圧の電位（電池ブロック１００のプラス電位側）に接続し、端子ｃは５セルの中の一番電位の低い電池ブロック１０４のマイナス電位側に接続し、端子ｄは次に電位の低い電池ブロック１０３のマイナス電位側に接続し、端子ｅはさらに次に電位の低い電池ブロック１０２のマイナス電位側に接続する。

＜４セルの電池を保護するための保護基板を有する電池パック＞
次に、図２を用いて、４セルの電池を保護するための保護基板を有する電池パックについて説明する。図２は、本発明の一実施形態である電池パックにおいて、４セルの電池を保護するための保護基板の一例を示す図である。

図２に示す電池パックにおいて、電池セル組１は、電位の高い方から接続順に、４つのリチウムイオン電池の電池ブロック１００，１０１，１０２，１０３から構成されている。

また、図２に示す４セルの電池を保護するための保護基板において、基本的な端子の働きは図１の５セルの電池を保護するための保護基板において説明したとおりである。但し、保護ＩＣ２は、図１の例と同じ５セルのリチウムイオン電池用の保護ＩＣを用いるが、この保護ＩＣ２の端子ｂと端子ｃの設定が異なる。

すなわち、端子ｂは、５セルの設定の場合は、ジャンパー抵抗１５を介して電池電圧の電位に接続されていたが、４セルの設定においては、ジャンパー抵抗１７を介してグランド電位に接続する。また端子ｃは、５セルの設定の場合は、５セルの中の一番電位の低い電池（電池ブロック１０４のマイナス電位側）に接続されていたが、４セルの設定においては、ジャンパー抵抗１８を介してグランド電位に接続する。

図２に示すような４セルの電池を保護するための保護基板においては、５セルのリチウムイオン電池用の保護ＩＣ２を実装し、この保護ＩＣ２の端子ａはジャンパー抵抗１４を介して電池電圧の電位である電池ブロック１００のプラス電位側に接続し、端子ｂはジャンパー抵抗１７を介してグランド電位に接続し、端子ｃはジャンパー抵抗１８を介してグランド電位に接続し、端子ｄは電池ブロック１０３のマイナス電位側に接続し、端子ｅは電池ブロック１０２のマイナス電位側に接続する。

＜３セルの電池を保護するための保護基板を有する電池パック＞
次に、図３を用いて、３セルの電池を保護するための保護基板を有する電池パックについて説明する。図３は、本発明の一実施形態である電池パックにおいて、３セルの電池を保護するための保護基板の一例を示す図である。

図３に示す電池パックにおいて、電池セル組１は、電位の高い方から接続順に、３つのリチウムイオン電池の電池ブロック１００，１０１，１０２から構成されている。

また、図３に示す３セルの電池を保護するための保護基板において、基本的な端子の働きは図１の５セルの電池を保護するための保護基板において説明したとおりである。但し、保護ＩＣ２は、図１の例と同じ５セルのリチウムイオン電池用の保護ＩＣを用いるが、この保護ＩＣ２の端子ａと端子ｃと端子ｄの設定が異なる。

すなわち、端子ａは、５セルの設定の場合は、ジャンパー抵抗１４を介して電池電圧の電位に接続されていたが、３セルの設定においては、ジャンパー抵抗１６を介してグランド電位に接続する。また端子ｃは、５セルの設定の場合は、５セルの中の一番電位の低い電池（電池ブロック１０４のマイナス電位側）に接続されていたが、３セルの設定においては、ジャンパー抵抗１８を介してグランド電位に接続する。また、端子ｄは、５セルの設定の場合は、５セルの中の二番目に電位の低い電池（電池ブロック１０３のマイナス電位側）に接続されていたが、３セルの設定においては、ジャンパー抵抗１９を介してグランド電位に接続する。

図３に示すような３セルの電池を保護するための保護基板においては、５セルのリチウムイオン電池用の保護ＩＣ２を実装し、この保護ＩＣ２の端子ａはジャンパー抵抗１６を介してグランド電位に接続し、端子ｂはジャンパー抵抗１５を介して電池電圧の電位である電池ブロック１００のプラス電位側に接続し、端子ｃはジャンパー抵抗１８を介してグランド電位に接続し、端子ｄはジャンパー抵抗１９を介してグランド電位に接続し、端子ｅは電池ブロック１０２のマイナス電位側に接続する。

＜２セルの電池を保護するための保護基板を有する電池パック＞
次に、図４を用いて、２セルの電池を保護するための保護基板を有する電池パックについて説明する。図４は、本発明の一実施形態である電池パックにおいて、２セルの電池を保護するための保護基板の一例を示す図である。

図４に示す電池パックにおいて、電池セル組１は、電位の高い方から接続順に、２つのリチウムイオン電池の電池ブロック１００，１０１から構成されている。

また、図４に示す２セルの電池を保護するための保護基板において、基本的な端子の働きは図１の５セルの電池を保護するための保護基板において説明したとおりである。但し、保護ＩＣ２は、図１の例と同じ５セルのリチウムイオン電池用の保護ＩＣを用いるが、この保護ＩＣ２の端子ａと端子ｂと端子ｃと端子ｄと端子ｅの設定が異なる。

すなわち、端子ａは、５セルの設定の場合は、ジャンパー抵抗１４を介して電池電圧の電位に接続されていたが、２セルの設定においては、ジャンパー抵抗１６を介してグランド電位に接続する。また端子ｂは、５セルの設定の場合は、ジャンパー抵抗１５を介して電池電圧の電位に接続されていたが、２セルの設定においては、ジャンパー抵抗１７を介してグランド電位に接続する。また端子ｃは、５セルの設定の場合は、５セルの中の一番電位の低い電池（電池ブロック１０４のマイナス電位側）に接続されていたが、２セルの設定においては、ジャンパー抵抗１８を介してグランド電位に接続する。また、端子ｄは、５セルの設定の場合は、５セルの中の二番目に電位の低い電池（電池ブロック１０３のマイナス電位側）に接続されていたが、２セルの設定においては、ジャンパー抵抗１９を介してグランド電位に接続する。また、端子ｅは、５セルの設定の場合は、５セルの中の三番目に電位の低い電池（電池ブロック１０２のマイナス電位側）に接続されていたが、２セルの設定においては、ジャンパー抵抗２０を介してグランド電位に接続する。

図４に示すような２セルの電池を保護するための保護基板においては、５セルのリチウムイオン電池用の保護ＩＣ２を実装し、この保護ＩＣ２の端子ａはジャンパー抵抗１６を介してグランド電位に接続し、端子ｂはジャンパー抵抗１７を介してグランド電位に接続し、端子ｃはジャンパー抵抗１８を介してグランド電位に接続し、端子ｄはジャンパー抵抗１９を介してグランド電位に接続し、端子ｅはジャンパー抵抗２０を介してグランド電位に接続する。

＜５〜２セルに対応した保護ＩＣの端子接続の一覧＞
以上、図１〜図４を用いて説明した５〜２セルに対応した保護ＩＣの端子接続を纏めると図５のようになる。図５は、本発明の一実施形態である電池パックにおいて、５〜２セルに対応した保護ＩＣの端子接続の一覧を示す図である。

図５において、「Ｈ」は保護ＩＣの対応する端子がジャンパー抵抗を介して電池電圧の電位（電池ブロック１００のプラス電位側）に接続されることを示し、「Ｌ」は保護ＩＣの対応する端子がジャンパー抵抗を介してグランド電位に接続されることを示す。「電池」は保護ＩＣの対応する端子がジャンパー抵抗を介することなく、対応する各電池ブロックのマイナス電位側に接続されることを示す。

以上のように、５セル、４セル、３セル、２セルの各電池を保護対象とする場合に、いずれも５セルのリチウムイオン電池用の保護ＩＣ２を実装し、そして、この保護ＩＣ２の端子ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅをセル数に対応してジャンパー抵抗１４〜２０を介して電池電圧の電位またはグランド電位に接続することによって、電圧の異なる５〜２セルの電池のための保護基板を共通にすることができる。例えば、電池パックの電圧は、１セル当たり４．２Ｖの場合に、５セルでは２１Ｖに、４セルでは１６．８Ｖに、３セルでは１２．６Ｖに、２セルでは８．４Ｖに、それぞれ設定される。また、図１〜図４では５セル〜２セルの電池パックについて説明したが、もちろん、１セルからなる電池パックについても適用可能である。この場合、例えば、端子ａをジャンパー抵抗１４を介して電池ブロック１００のプラス電位側に接続し、残りの端子ｂ〜ｅをそれぞれジャンパー抵抗を介してグランド電位に接続するように構成すれば良い。

以上説明したように、本発明は、電池パックに配置されるセル数に関係なく保護基板を共通化するために、基板上に、異なるセル数に対応した回路パターン２１を設けている。すなわち、セル数に応じて、回路パターン２１の接続パターンを変えることで、１つの保護基板で、１セル〜５セルに対応できるように構成されている。具体的な接続パターンは上記した通りである。従って、基板上に予め１セル〜５セルまでの電池セル組に対応できるように回路パターン２１を設けておき、セル数に応じて回路パターン２１の接続を変えるだけで異なるセル数に対応した保護基板を構成することができ、生産性を向上することができる。

以下において、図１〜図４に示したような保護基板を用いた電池パックを装着した電動工具について説明する。なお、以下においては、図１を用いて説明した５セルと、図２を用いて説明した４セルとを例に説明するが、図３を用いて説明した３セル、図４を用いて説明した２セルにも同様に適用可能であることは言うまでもない。

＜差込式電池パックで駆動する電動工具＞
次に、図６及び図７を用いて、図１及び図２に示したような保護基板を用いた差込式の電池パックの電動工具への装着方法について説明する。図６は、差込式の電池パックで駆動する電動工具の外観の一例を示す図である。図７は、図６の電動工具を駆動する差込式の電池パックの構成（（ａ）５セル、（ｂ）４セル）の一例を示す図である。図７（ａ），（ｂ）は、図６に示す電池パックの内部を矢印方向から見た概略図である。

一般的な電動工具２００は、図６に示すような外観となっている。この電動工具２００の握り手部分に電池パック２０１（２０１ａ，２０１ｂ）が差込式で装着される。この電池パック２０１は、５セルの場合は図７（ａ）に示すような構成の電池パック２０１ａ、４セルの場合は図７（ｂ）に示すような構成の電池パック２０１ｂとなっている。

電池パック２０１ａ，２０１ｂには、図７（ａ），（ｂ）に示すように、電動工具２００の握り手部分に差し込まれる差込部Ｂを有し、この差込部Ｂの空間には、保護ＩＣ２を含む回路部品を実装した保護基板Ａが配置されている。この差込部Ｂの形状及び空間の形状は、図７（ａ）に示す５セルの場合と図７（ｂ）に示す４セルの場合とで同じ形状になっており、よって保護基板Ａも共通のものを用いることが可能である。この保護基板Ａから、前述した図１及び図２に示した、プラスの放電端子７、プラスの充電端子８、放電停止信号伝達端子９、充電停止信号伝達端子１０、温度検出端子１１、電池種検出端子１２、マイナス端子１３に対応する各端子に接続されている。この各端子は、差込部Ｂの上部に設置されている（図示せず）。電動工具２００には、プラスの放電端子７、放電停止信号伝達端子９、マイナス端子１３に対応する端子が設けられており、電池パック２０１の各端子と接続される。

差込部Ｂの外側には、前述した図１及び図２に示したリチウムイオン電池の電池ブロック１００〜１０４，１００〜１０３に対応する電池セルＣが配置されている。５セルの場合の電池パック２０１ａは、図７（ａ）に示すように５つの電池セルＣが配置され、差込部Ｂの空間に配置された保護基板Ａから検出線であるワイヤーＤが個々の電池セルＣに接続されており、セル電圧を監視することができるような構成になっている。４セルの場合の電池パック２０１ｂも同様に、図７（ｂ）に示すように４つの電池セルＣが配置され、差込部Ｂの空間に配置された保護基板Ａから検出線であるワイヤーＤが個々の電池セルＣに接続されており、セル電圧を監視することができるような構成になっている。

このような構成にすることにより、電動工具２００に差込式で装着される電池パック２０１（２０１ａ，２０１ｂ）において、保護基板Ａを５セルと４セルとで共通にすることができる。もちろん、この保護基板Ａは、３セル、２セルでも共通にすることができる。

＜スライド式電池パックで駆動する電動工具＞
次に、図８及び図９を用いて、図１及び図２に示したような保護基板を用いたスライド式の電池パックの電動工具への装着方法について説明する。図８は、スライド式の電池パックで駆動する電動工具の外観（ａ）と電池パックの外観（ｂ）の一例を示す図である。図９は、図８の電動工具を駆動するスライド式の電池パックの構成（（ａ）５セル、（ｂ）４セル）の一例を示す図である。図９（ａ），（ｂ）は、図８（ｂ）に示す電池パックの内部を矢印方向から見た概略図である。

図６に示した電動工具２００とは形状が異なるタイプの電動工具３００は、図８（ａ）に示すような外観となっている。この電動工具３００の握り手部分に、図８（ｂ）に示すような外観の電池パック３０１（３０１ａ，３０１ｂ）がスライド式で装着される。この電池パック３０１は、５セルの場合は図９（ａ）に示すような構成の電池パック３０１ａ、４セルの場合は図９（ｂ）に示すような構成の電池パック３０１ｂとなっている。

電池パック３０１ａ，３０１ｂは、図９（ａ），（ｂ）に示すように、この電池パック３０１ａ，３０１ｂの内部の空間に、保護ＩＣ２を含む回路部品を実装した保護基板Ｅが配置されている。この空間の形状は、図９（ａ）に示す５セルの場合と図９（ｂ）に示す４セルの場合とで同じ形状になっており、よって保護基板Ｅも共通のものを用いることが可能である。保護基板Ｅには、前述した図１及び図２に示した、プラスの放電端子７、プラスの充電端子８、放電停止信号伝達端子９、充電停止信号伝達端子１０、温度検出端子１１、電池種検出端子１２、マイナス端子１３に対応する各端子Ｆが設置されている。電動工具３００には、プラスの放電端子７、放電停止信号伝達端子９、マイナス端子１３に対応する端子が設けられており、電池パック３０１の各端子と接続される。

電池パック３０１ａ，３０１ｂの内部の空間の外側には、前述した図１及び図２に示したリチウムイオン電池の電池ブロック１００〜１０４，１００〜１０３に対応する電池セルＧが配置されている。５セルの場合の電池パック３０１ａは、図９（ａ）に示すように５つの電池セルＧが配置され、内部の空間に配置された保護基板Ｅに接続された検出端子Ｈが個々の電池セルＧに設置されており、セル電圧を監視することができるような構成になっている。４セルの場合の電池パック３０１ｂも同様に、図９（ｂ）に示すように４つの電池セルＧが配置され、内部の空間に配置された保護基板Ｅに接続された検出端子Ｈが個々の電池セルＧに設置されており、セル電圧を監視することができるような構成になっている。

このような構成にすることにより、電動工具３００にスライド式で装着される電池パック３０１（３０１ａ，３０１ｂ）において、保護基板Ｅを５セルと４セルとで共通にすることができる。もちろん、この保護基板Ｅは、３セル、２セル、１セルでも共通にすることができる。

＜本発明の一実施形態の効果＞
本発明の一実施形態である電池パック及びそれを用いた電動工具によれば、５セル、４セル、３セル、２セルのように異なる電圧のリチウムイオン電池を保護対象とする電池パックにおいて、従来はセル数に対応して保護基板を別々に作成していたものを、本実施形態においてはセル数に関わらずに保護基板を共通にすることによって、開発コストの低減を図ることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、本実施形態ではリチウムイオン電池について説明したが、ニッケルカドミウム電池や、ニッケル水素電池であっても良い。

本発明の電池パックは、コードレス電動工具の動力源となるリチウムイオン電池等の電池パック及びそれを用いた電動工具に利用可能である。

１…電池セル組、１００〜１０４…電池ブロック、２…保護ＩＣ、３…シャント抵抗、４…感温素子、５…識別抵抗、６…サーマルプロテクタ、７…プラスの放電端子、８…プラスの充電端子、９…放電停止信号伝達端子、１０…充電停止信号伝達端子、１１…温度検出端子、１２…電池種検出端子、１３…マイナス端子、１４〜２０…ジャンパー抵抗、２１…回路パターン、
２００…電動工具、２０１，２０１ａ，２０１ｂ…差込式電池パック、
３００…電動工具、３０１，３０１ａ，３０１ｂ…スライド式電池パック、
Ａ…保護基板、Ｂ…差込部、Ｃ…電池セル、Ｄ…ワイヤー、Ｅ…保護基板、Ｆ…端子、Ｇ…電池セル、Ｈ…検出端子。

Claims (7)

1. 単数又は複数の電池からなる電池組と、
   前記電池を過充電及び過放電から保護するための保護ＩＣと、
   前記保護ＩＣを含む回路部品を実装する基板と、を有し、
   前記保護ＩＣは、前記電池組の電池数にかかわらず前記電池組を保護対象とするものであり、保護対象となる前記電池数を設定するための複数の端子を有し、
   前記基板には、前記保護ＩＣの前記複数の端子と接続され、前記電池組の電池数に対応する複数の回路パターンが形成され、
   前記保護ＩＣを実装した前記基板上において、前記電池数に対応して前記複数の回路パターンの接続パターンを変える接続手段を有することを特徴とする電池パック。
2. 請求項１記載の電池パックにおいて、
   前記接続手段は、ジャンパー抵抗であり、
   前記保護ＩＣを実装した前記基板上において、前記ジャンパー抵抗によって前記保護ＩＣの前記複数の端子の少なくとも１つと電池電圧の電位またはグランド電位との間を接続するように構成したことを特徴とする電池パック。
3. 請求項２記載の電池パックにおいて、
   さらに、電動工具に装着するための差込部を有し、
   前記差込部は、前記電池組のセルを配置せず、前記保護ＩＣを含む回路部品を実装した前記基板を配置するための空間を有し、
   前記差込部の形状及び前記空間の形状は、前記電池数が異なる電池組において同じであることを特徴とする電池パック。
4. 請求項３記載の電池パックにおいて、
   前記保護ＩＣを含む回路部品を実装した前記基板は、前記電池組の各セルの電圧を監視する機能を有し、
   前記セルの電圧を監視するための検出線は、前記セルと前記電池数が異なる電池組で共通に用いる前記基板との間に接続されることを特徴とする電池パック。
5. 請求項２記載の電池パックにおいて、
   前記保護ＩＣを含む回路部品を実装した前記基板は、前記電池組の各セルの電圧を監視する機能を有し、
   前記セルの電圧を監視するための検出端子は、前記セルに設置され、
   前記セルに設置された前記セルの電圧を監視するための検出端子は、前記電池数が異なる電池組で共通に用いる前記基板の基板内に接続されることを特徴とする電池パック。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の電池パックにおいて、
   前記電池は、リチウムイオン電池であることを特徴とする電池パック。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の電池パックを用いたことを特徴とする電動工具。

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