JP5916514B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本発明は、充放電機器と連結して使用される電池パックに関するものである。

従来より、充放電可能なリチウムイオン電池等の二次電池を備えた電池パックが知られている。この電池パックには、充放電機器と接続される電源端子等の複数の端子が配置されている。

また、電池パックには二次電池の電圧や温度の監視のための保護回路等からなる回路部が備えられ、回路部からの情報を電池パックに配置された信号端子を介して充放電機器へ伝達しているものもある。この回路部は、電池パックの二次電池を電源として作動するように構成されており、このため、充放電機器に連結されていない状態でも回路部へ電源供給が行われ、二次電池に蓄積された電力を消費することになっていた。そこで従来においては、電池パックが充放電機器と連結されていないときには回路部への電源供給を停止する構成が採用されているものもある。

例えば下記特許文献１においては、充放電用のプラス電源端子とマイナス電源端子とを備える電池パックに、さらに二次電池のプラス側から引き出された端子と保護回路から引き出された端子とを設け、充放電機器にこれらの端子を短絡させる端子を設け、電池パックが充放電機器と連結されたときに二次電池のプラス側から引き出された端子と保護回路から引き出された端子が短絡し、保護回路への電源供給が行われるようにする技術が開示されている。

特開平１０−２８３３４号公報

ところが、上述のように、電源端子に加えて、回路部からの信号を伝達するための信号端子や、さらに、特許文献１の構成のように、二次電池のプラス側から引き出された端子と保護回路から引き出された端子を設けるなど、多くの端子を設けた場合、これらの端子を配置するために電池パックが大型化してしまう問題があった。

さらに、充放電機器においても、電池パック側の各端子と接続する端子を設ける必要があるため、装置の大型化を招いていた。

本発明は、上述した課題の存在に鑑みてなされたものであって、その目的は、複数の端子を装置の大型化を招くことなく配置することを可能にした電池パックを提供することである。

本発明に係る電池パックは、電池パックと充放電機器とが前後方向の相対移動により連結され、複数の電池パック側端子と複数の充放電機器側端子とが接続される構成の電池パックであって、前記電池パック側端子は、左右方向に並んで配置されている複数の左右端子を備え、前記複数の左右端子は、前後方向の同位置において上方向に上方端子が並んで配置されている左右端子と、上方向に前記上方端子が並んで配置されていない左右端子とからなることを特徴とする。

本発明に係る電池パックにおいては、前記上方端子の上端高さと前記上方端子が並んで配置されていない前記左右端子の上端高さとを一致させることができる。

また、本発明に係る電池パックにおいては、前記上方端子と前記上方端子が並んで配置されている前記左右端子とは、同じ前記充放電機器側端子と接続することができる。

さらに、本発明に係る電池パックにおいては、前記上方端子上と前記上方端子が並んで配置されている前記左右端子とのいずれか一方の端子は、前記電池パックの二次電池と接続された電源端子であり、いずれか他方の端子は、前記電池パックに装備され、前記二次電池の動作状態を管理する回路部に接続されている連結確認端子とすることができる。

さらにまた、本発明に係る電池パックにおいては、前記回路部は、スリープモードと作動モードに切り替え可能であり、前記連結確認端子からの信号により、前記スリープモードから前記作動モードへ切り替わることとすることができる。

本発明によれば、複数の端子を装置の大型化を招くことなく配置することを可能にした電池パックを提供することができる。

本実施形態に係る電池パックの斜視図である。 本実施形態に係る電池パックの斜視図であり、上ケース等を取り外した状態を示している。 本実施形態に係る電池パックの平面図である。 図３における断面Ａ−Ａを示す図である。 本実施形態に係る電池パックを駆動源とする電動工具であり、電池パックと連結した状態を示している。 本実施形態に係る電池パックを駆動源とする電動工具であり、電池パックと連結していない状態を示している。 本実施形態に係る電池パックの端子と電動工具の端子が接続した状態を示す図であり、一部省略している。 本実施形態に係る電池パックと電動工具との接続状態を示す回路図である。 本実施形態に係る電池パックと充電器との接続状態を示す回路図である。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は本実施形態に係る電池パックの斜視図である。図２は本実施形態に係る電池パックの斜視図であり、上ケース等を取り外した状態を示している。図３は本実施形態に係る電池パックの平面図である。図４は図３における断面Ａ−Ａを示す図である。図５は本実施形態に係る電池パックを駆動源とする電動工具であり、電池パックと連結した状態を示している。図６は本実施形態に係る電池パックを駆動源とする電動工具であり、電池パックと連結していない状態を示している。図７は本実施形態に係る電池パックの端子と電動工具の端子が接続した状態を示す図であり、一部省略している。図８は本実施形態に係る電池パックと電動工具との接続状態を示す回路図である。図９は本実施形態に係る電池パックと充電器との接続状態を示す回路図である。また、本明細書では、本実施形態の電池パックが充放電機器である電動工具と連結する際の移動方向に基づき、「前、後、左、右、上、下」を決定してある。

図１から図４に示すように、本実施形態における電池パック１０は、上ケース２１と下ケース２２とから構成されるケーシング２０を有しており、上ケース２１には、電池パック１０と連結される充放電機器に配置された充放電機器側端子の挿通を許容するための挿通口２３が４箇所に形成されている。また、上ケース２１の上方両側部には、充放電機器のレール部と係合して、充放電機器に対する電池パック１０の前方への移動を案内する案内レール２４が形成されている。さらに、上ケース２１の後方には、電池パック１０と充放電機器との連結状態において、充放電機器の被係止部へ係止して連結状態を維持するための係止部材２５が左右両側面に配置されている。なお、係止部材２５を操作者が操作することにより、係止状態を解除して電池パック１０と充放電機器とを分離することが可能である。

下ケース２２の内側には、二次電池１１が装備されている。本実施形態においては、二次電池１１としてのリチウムイオン電池が４個装備されている。二次電池１１の上方には、端子ホルダ３１が配置されており、端子ホルダ３１には、左右端子である電池パック側プラス電源端子３２と、電池パック側マイナス放電端子３３と、電池パック側マイナス充電端子３４と、電池パック側信号端子３５とが左右方向に並んで配置されており、電池パック側プラス電源端子３２の上方には、上方端子である連結確認端子３６が並んで配置されている。なお、連結確認端子３６の上端の高さは、電池パック側信号端子３５および電池パック側マイナス放電端子３３の上端の高さと略一致するように設定されている。また、図４に示すように、電池パック側プラス電源端子３２の上下方向寸法Ｈは、連結確認端子３６の上下方向寸法ｈと比して大きく設定されている。

次に、電池パック１０と放電機器である電動工具５０とを連結した場合と、電池パック１０と充電機器である充電器６０とを連結した場合の端子の接続状態等について、図８と図９の回路図を参酌して説明する。

図８と図９に示すように、電池パック側プラス電源端子３２は、二次電池１１のプラス側と接続されており、電池パック側マイナス放電端子３３と電池パック側マイナス充電端子３４は、二次電池１１のマイナス側と接続されている。

電池パック１０は、二次電池１１の動作状態を管理する回路部３７を備えている。本実施形態においては、回路部３７は、二次電池１１の電圧と温度を監視するためのものであり、二次電池１１の電圧と温度の情報を、回路部３７に接続される電池パック側信号端子３５を介して、充放電機器（５０，６０）に伝えるようになっている。充放電機器（５０，６０）は、この情報により二次電池１１の電圧と温度がそれぞれ所定の閾値を超えたと判断した場合は、二次電池１１の劣化を防止するために充放電の停止等の処置を行う。

また、回路部３７は、二次電池１１と接続されており、二次電池１１を電源として作動するようになっている。このため、電池パック１０が充放電機器（５０，６０）に連結されていない状態においても、回路部３７は二次電池１１に蓄積された電力を消費することになるが、本実施形態においては、電池パック１０が、充放電機器（５０，６０）に連結されていない状態においては、回路部３７の作動状態をスリープモードにすることで、作動モードの時と比較して５％程度の消費電力に抑制する機能を備えている。作動モードとスリープモードとの切り替えは、連結確認端子３６からの信号の有無により行っている。具体的には、連結確認端子３６からの信号が有る場合は作動モードとなり、連結確認端子３６からの信号が無い場合はスリープモードとなる。

充放電機器（５０，６０）は、電池パック１０との連結により接続される複数の端子を備えている。具体的には、図８に示すように、電動工具５０は、電池パック側プラス電源端子３２および連結確認端子３６と同時に接続されるプラス電源端子５１と、電池パック側信号端子３５と接続される信号端子５２と、電池パック側マイナス放電端子３３と接続されるマイナス電源端子５３とを備えている。また、図９に示すように、充電器６０は、電池パック側プラス電源端子３２および連結確認端子３６と同時に接続されるプラス電源端子６１と、電池パック側信号端子３５と接続される信号端子６２と、電池パック側マイナス充電端子３４と接続されるマイナス電源端子６３とを備えている。

上述のように、充放電機器（５０，６０）と電池パック１０との連結により、電池パック側プラス電源端子３２と連結確認端子３６がプラス電源端子５１，６１を介して接続され、回路部３７へ信号とし電圧が負荷されるため、回路部３７の作動状態はスリープモードから作動モードへ切り替わることになる。また、非連結時は、連結確認端子３６から回路部３７へ信号は無いため、回路部３７はスリープモードとなり、二次電池１１に蓄積された電力の消費が抑制される。

次に、電池パック１０と放電機器である電動工具５０とを連結および分離した状態について、図５および図６を参酌して説明する。本実施形態においては、電動工具５０としてインパクトドライバを例に説明する。なお、電池パック１０と充電機器である充電器６０とを連結および分離した状態については説明を省略する。

電動工具５０は、モータおよび駆動伝達部等を内包する本体部５５と、本体部５５から下方に延びるハンドル部５６と、ハンドル部５６の下端に配置される電池パック連結部５７とを備えている。電池パック連結部５７には、電池パック１０の案内レール２４と係合するレール部５８が左右両側で前後方向に延びて形成されており、レール部５８には、電池パック１０の係止部材２５と係止する被係止部５９が形成されている。左右のレール部５８の間には、端子部５４が配置されており、端子部５４には後方に向かって突出する板形状の端子が複数備えられている。具体的には、プラス電源端子５１と信号端子５２とマイナス電源端子５３とが左右方向に並んで配置されている。

電池パック１０と電動工具５０とを連結する場合は、電池パック１０の案内レール２４と電動工具５０レール部５８とを係合させ、電池パック１０を電動工具５０に対して接近する方向である前方に移動させる。これにより、電池パック１０と電動工具５０は連結されるとともに、電池パック１０の端子と電動工具５０の端子が接続される。また、電池パック１０と電動工具５０の連結状態は電池パック１０の係止部材２５と電動工具５０の被係止部５９とが係止することで維持される。

次に、図７を参酌して、電池パック１０の端子と電動工具５０の端子の接続状態について説明する。なお、図７においては、説明を容易にするための、電池パック１０の上ケース２１等は省略されている。また、電動工具１０は端子部５４のみが描かれている。図７に示すように、電池パック１０の連結確認端子３６は、電池パック側プラス電源端子３２の上方に並んで配置されており、接続状態において、プラス電源端子５１は電池パック側プラス電源端子３２と接続されるとともに連結確認端子３６とも接続されている。また、信号端子５２は電池パック側信号端子３５と接続されており、マイナス電源端子５３は電池パック側マイナス放電端子３３と接続されている。

以上のように、本実施形態の電池パック１０においては、電池パック側プラス電源端子３２の上方に連結確認端子３６を並んで配置したことで、連結確認端子３６を他の端子と同様に左右方向に並んで配置した場合と比べて、端子を配置するために必要な左右方向のスペースが小さくなり、電池パック１０の左右方向の大型化を回避することが可能となる。また、これにより電池パック１０と連結される充放電機器（５０，６０）についても左右方向の大型化を回避することが可能となる。

また、連結確認端子３６の上端の高さを、電池パック側信号端子３５および電池パック側マイナス放電端子３３の上端の高さと略一致するように設定したことで、連結確認端子３６を電池パック側プラス電源端子３２の上方に配置したことによる電池パック１０の上下方向の大型化を回避することが可能となる。さらに、この構成により、充放電機器（５０，６０）に設置される各端子を同一形状とすることができるため、部品の兼用化による製造コストの低減が可能となるとともに、端子の組間違いによる不良品の発生を防止できる。

さらに、電池パック側プラス電源端子３２の上下方向寸法Ｈを、連結確認端子３６の上下方向寸法ｈと比して大きく設定したことで（図４参照）、電池パック側プラス電源端子３２は連結確認端子３６と比してより大きな電流の伝達を可能とし、電動工具５０の高出力化に対応できる。

さらにまた、電池パック１０と充放電機器（５０，６０）とが連結していない時は、連結確認端子３６から回路部３７への信号の伝達は無いため、回路部３７はスリープモードとなり、二次電池１１に蓄積された電力の消費が抑制される。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の技術的範囲に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り種々なる形態に変更することが可能である。

たとえば、本実施形態においては、上下に並んで配置された電池パック側プラス電源端子３２と連結確認端子３６はともにプラス電源端子５１と接続する構成としたが、電池パック側プラス電源端子３２と連結確認端子３６とは、別々の機能を有する充放電機器側端子とそれぞれ接続するようにしてもよい。

１０ 電池パック、１１ 二次電池、２０ ケーシング、２１ 上ケース、２２ 下ケース、２３ 挿通口、２４ 案内レール、２５ 係止部材、３１ 端子ホルダ、３２ 電池パック側プラス電源端子、３３ 電池パック側マイナス放電端子、３４ 電池パック側マイナス充電端子、３５ 電池パック側信号端子、３６ 連結確認端子、５０ 電動工具、５１ プラス電源端子、５２ 信号端子、５３ マイナス電源端子、５４ 端子部、５５ 本体部、５６ ハンドル部、５７ 電池パック連結部、５８ レール部、５９ 被係止部、６０ 充電器、６１ プラス電源端子、６２ 信号端子、６３ マイナス電源端子

Claims (5)

1. 電池パックと充放電機器とが前後方向の相対移動により連結され、複数の電池パック側端子と複数の充放電機器側端子とが接続される構成の電池パックであって、
   前記電池パック側端子は、左右方向に並んで配置されている複数の左右端子を備え、
   前記複数の左右端子は、前後方向の同位置において上方向に上方端子が並んで配置されている左右端子と、上方向に前記上方端子が並んで配置されていない左右端子とからなることを特徴とする電池パック。
2. 前記上方端子の上端高さと前記上方端子が並んで配置されていない前記左右端子の上端高さとを一致させていることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
3. 前記上方端子と前記上方端子が並んで配置されている前記左右端子とは、同じ前記充放電機器側端子と接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の電池パック。
4. 前記上方端子と前記上方端子が並んで配置されている前記左右端子とのいずれか一方の端子は、前記電池パックの二次電池と接続された電源端子であり、いずれか他方の端子は、前記電池パックに装備され、前記二次電池の動作状態を管理する回路部に接続されている連結確認端子であることを特徴とする請求項３に記載の電池パック。
5. 前記回路部は、スリープモードと作動モードに切り替え可能であり、前記連結確認端子からの信号により、前記スリープモードから前記作動モードへ切り替わることを特徴とする請求項４に記載の電池パック。
   

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