WO2015079840A1

WO2015079840A1 - 電池パック及び電動工具及び充電器

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Publication number: WO2015079840A1
Application number: PCT/JP2014/078359
Authority: WO
Inventors: 鈴木　利幸; 翔太菅野
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2014-10-24
Publication date: 2015-06-04
Anticipated expiration: 2016-05-26

Abstract

収容ケース内に配置された電池セルの温度が上昇することを抑制できる電池パックを提供する。複数の電池セル１６を保持したセパレータ１７を収容ケース１８内に配置した電池パック１２であって、収容ケース１８は、ケース本体３３及びカバー３４を備え、セパレータ１７に、電池セル１６同士の間に位置する溝が設けられ、放熱部材２４が溝に嵌め込まれており、電池セル１６の熱が、セパレータ１７及び放熱部材２４を経由してケース本体３３の底部３５に伝達される構造。

Description

電池パック及び電動工具及び充電器

本発明は、電池パック及び電動工具及び充電器に関する。

従来、電動工具に用いられる電池パックが知られており、その電池パックの一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された電池パックは、電動工具のハンドルに着脱される。電池パックは、保持部材としてのセパレータにより保持された複数の電池セルと、セパレータ及び電池セルを収容する収容ケースとを有する。収容ケースは、ケース本体と、ケース本体の開口部を塞ぐカバーとを有する。また、収容ケース内に基板が設けられており、基板に電池側端子が取り付けられている。電池側端子は電池セルの電極に接続されている。さらに、カバーに複数の端子挿入孔が設けられており、複数の電池側端子は、端子挿入孔にそれぞれ配置されている。　

一方、電動工具の本体部に電動モータが設けられており、本体部のグリップに機器側端子が設けられている。機器側端子は、制御回路を介して電動モータに接続される。本体部は、先端工具としてのドリルビットを保持しており、電動モータとドリルビットとが動力伝達可能に接続されている。　

そして、電池パックがグリップに装着されると、機器側端子と電池側端子とが接続される。さらに、作業者が、グリップに設けられているトリガを操作すると、電池パックの電力が電動モータに供給され、電動モータのトルクがドリルビットに伝達される。

特開２００９－１３５１１０号公報

ところで、電池セルの電力を電動モータに供給する放電時には、電池セルが発熱する。また、電池パックを充電器に装着し、電池セルに充電を行う際にも、電池セルが発熱する。しかしながら、電池セルを保持するセパレータは、絶縁性の材料である合成樹脂で形成されているため熱伝導性が低く、電池セルの温度が上昇する問題があった。　

本発明の目的は、電池セルの放熱性を向上した電池パック及び電動工具及び充電器を提供することにある。

一実施形態の電池パックは、電池セルを保持した保持部材を収容ケース内に配置した電池パックであって、前記収容ケース内に設けられ、かつ、前記電池セルの熱を前記収容ケースに伝達する放熱体を備えている。　

他の実施形態の電池パックは、電池セルを保持した保持部材を内部に収容した収容ケースを有する電池パックであって、前記電池セルと前記収容ケースとの間に形成され、かつ、前記収容ケース内に進入した空気が流れる通路と、前記通路に配置され、前記電池セルの熱を放熱する放熱体と、を備えている。

他の実施形態の電動工具は、機器本体と、前記機器本体に収容されるモータと、を有し、前記機器本体は、前記電池パックが接続可能である。

他の実施形態の充電器は、前記電池パックを支持することが可能な充電台を備え、かつ、前記充電台に支持された前記電池パックに充電可能である。

本発明の電池パックによれば、電池セルの熱を収容ケースに伝達して、電池セルの放熱性を向上できる。

本発明の電池パックを使用する電動工具の斜視図である。本発明の電池パックの実施の形態１を示す分解斜視図である。図２の電池パックに用いるセパレータ及び電池セルの正面断面図である。図２の電池パックに用いるセパレータ及び電池セルの正面断面図である。図２の電池パックに用いるセパレータ及び電池セルの斜視図である。図２の電池パックに用いるケース本体の側面断面図である。本発明の電池パックの実施の形態２を示す正面断面図である。図７の電池パックに用いるセパレータ及び電池セルの斜視図である。図７の電池パックに用いるケース本体の側面断面図である。図７の電池パックに充電器で充電する状態を示す断面図である。本発明の電池パックの実施の形態３を示す正面断面図である。図１１の電池パックに用いるケース本体の斜視図である。本発明の電池パックの実施の形態４を示す正面断面図である。図１３に示す電池パックの分解斜視図である。図１３の電池パックに用いるケース本体の斜視図である。図１３の電池パックに用いるケース本体の平面図である。本発明の電池パックの実施の形態５を示す正面断面図である。図１７の電池パックに用いるケース本体の斜視図である。本発明の電池パックの実施の形態６を示す正面断面図である。図１９の電池パックに用いるケース本体の斜視図である。本発明の電池パックの実施の形態７を示す正面断面図である。図２１の電池パックに用いるケース本体の平面図である。本発明の電池パックの実施の形態８を示す正面断面図である。図２３の電池パックの側面断面図である。図２３の電池パックに用いるケース本体の斜視図である。

本発明の電池パックを用いる電動工具の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１は電動工具１０の概略構成を示す。電動工具１０は、工具本体１１及び電池パック１２を有している。電池パック１２は、工具本体１１に取り付け及び取り外し可能である。工具本体１１内に電動モータ１３が設けられている。工具本体１１に先端工具１４が保持されており、電動モータ１３のトルクを先端工具１４に伝達する動力伝達機構が、工具本体１１内に設けられている。先端工具１４は電動モータ１３の動力で回転する。工具本体１１の装着部１５は、電池パック１２を接続することが可能であり、複数の工具側端子５８が装着部１５に設けられている。制御基板が工具本体１１内に設けられており、複数の工具側端子５８は、制御基板を介して電動モータ１３に接続されている。　

（実施の形態１）　電池パック１２の実施の形態１を、図２～図６を参照して説明する。電池パック１２は、複数の電池セル１６及びセパレータ１７及び収容ケース１８を有する。電池セル１６は、充電及び放電を繰り返し行うことのできる二次電池である。電池セル１６は、リチウムイオン電池セル、ニッケル水素電池セル、リチウムイオンポリマー電池セル、ニッケルカドミウム電池セル等を含む。電池セル１６は外観が円柱形状であり、電池セル１６の長さ方向の両端部に電極がそれぞれ設けられている。２つの電極のうち、一方は正極であり他方は負極である。

セパレータ１７は、複数の電池セル１６を相互に平行に保持する保持部材であり、セパレータ１７は、複数の電池セル１６を覆うインシュレータとしての役割を備えている。セパレータは、絶縁性の材料である合成樹脂により成形されている。ここで用いられる合成樹脂は、熱硬化性樹脂であり、例えば、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂を含む。　

セパレータ１７は、平面視で四角形の基部１９と、平面視で基部１９の平行な２辺に連続された２つの側部２０と、２つの側部２０を接続する２つの接続部２１と、を有する。２つの側部２０は、前壁３６及び後壁３７と平行である。また、側部２０同士の間に、基部１９から接続部２１に向けて４つの仕切り壁２２が設けられている。　

そして、側部２０と仕切り壁２２との間、仕切り壁２２同士の間に、５本の電池セル１６を、その中心線Ａ１が互いに平行となるように並べて１列とし、２列で１０本の電池セル１６を収容している。つまり、１０本の電池セル１６が、５本ずつ２段に並べられている。２つの接続部２１は、電池セル１６の外周面の形状に近する円弧部を、それぞれ５つ連続したものである。接続部２１同士の間に開口部２３が形成されている。２列に並べた１０本の電池セル１６のうち、接続部２１に近い位置に並べた５本の電池セル１６の胴部は、開口部２３にそれぞれ露出している。　

さらに、セパレータ１７は、４つの仕切り壁２２にそれぞれ連続した支持壁４７を有する。支持壁４７は、仕切り壁２２から底部３５に向けて突出している。４つの支持壁４７は、前壁３６及び後壁３７と平行である。仕切り壁２２及び支持壁４７に亘り、放熱部材２４がそれぞれ取り付けられている。仕切り壁２２及び支持壁４７に亘る溝２２ａが設けられており、放熱部材２４は溝２２ａに嵌め込まれている。放熱部材２４は、合成樹脂よりも熱伝導率が高い金属、例えば、鉄、アルミニウムでプレート形状に一体成形されている。電池パック１２を側面視すると、放熱部材２４は四角形である。具体的には、放熱部材２４は、正方形または長方形である。電池パック１２の側面視は、電池パック１２を側部２０側から視ることである。

さらに、２つの接続部２１に衝撃吸収部材２５がそれぞれ取り付けられている。衝撃吸収部材２５は、一方の側部２０から接続部２１を介して他方の側部２０に亘ってそれぞれ設けられている。衝撃吸収部材２５は、弾性変形可能なゴム状弾性体、例えば、エラストマーにより一体成形されている。衝撃吸収部材２５の弾性係数は、セパレータ１７及び収容ケース１８の弾性係数よりも高い。　

セパレータ１７はモールド成形で製造されており、衝撃吸収部材２５が接続部２１の表面に固定されている。衝撃吸収部材２５をセパレータ１７に固定する方法は、衝撃吸収部材２５とセパレータ１７とを２層成形により一体化する方法、衝撃吸収部材２５を接続部２１に対して接着剤、両面テープ等により固定する方法を含む。衝撃吸収部材２５は、接続部２１の表面形状に沿って円弧状に湾曲している。衝撃吸収部材２５は、シート状、またはマット状に成形されており、気泡、孔が無く中実である。　

エラストマーは、熱可塑性エラストマー、熱硬化性の合成ゴムを含む。熱可塑性エラストマーは、スチレン系、オレフィン系、塩ビ系、ウレタン系、アミド系等のエラストマーを含む。熱硬化性の合成ゴムは、クロロプレンゴム、スチレンブタジェンゴム、イソプレンゴム等を含む。　

また、４本の電池セル１６の電極を接続する第１の接続部材２６、４本の電池セル１６の電極を接続する第２の接続部材２７、２本の電池セル１６の電極を接続する第３の接続部材２８が設けられている。さらに、第１の接続部材２６～第３の接続部材２８の反対側に、４本の電池セル１６の電極を接続する第４の接続部材２９、４本の電池セル１６を接続する第５の接続部材３０が設けられている。　

本実施形態において、電池セル１６の電極同士を電気的に接続する第１の接続部材２６～第５の接続部材３０は、導電性を有する金属材料により構成されている。この金属材料は、銅、アルミニウム等の他、圧延鋼板の表面にニッケルメッキが施された材料を含む。

さらに、セパレータ１７の基部１９の外側には基板３１が取り付けられている。基板３１は、非導電性の合成樹脂で平板形状に構成されている。基板３１には、複数の電池側端子３２が取り付けられている。複数の電池側端子３２は導電性の金属材料により構成されている。複数の電池側端子３２は、リード線を介して電池セル１６にそれぞれ接続されている。

収容ケース１８は、複数の電池セル１６を保持したセパレータ１７を収容する要素である。収容ケース１８は、ケース本体３３と、ケース本体３３の開口部を塞ぐカバー３４と、を有する。ケース本体３３及びカバー３４は、共に非導電性の合成樹脂により成形された別体である。ここで用いられる合成樹脂は、熱硬化性樹脂であり、例えば、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂を含む。ケース本体３３及びカバー３４は、モールド成形により別体で製造されている。

前記ケース本体３３は、底部３５と、底部３５の外周縁に連続して形成された前壁３６と、後壁３７と、２枚の側壁３８とを有する。ケース本体３３を平面視すると、底部３５は概ね四角形である。前壁３６及び後壁３７は、底部３５における平行な２辺に接続されている。また、２枚の側壁３８は底部３５における平行な２辺に接続されている。２枚の側壁３８は相互に略平行である。電池セル１６を保持したセパレータ１７が収容ケース１８内に配置された状態で、電池セル１６と底部３５との間に通路５７が形成される。通路５７は、収容ケース１８内に進入した空気が通る。

４枚の放熱部材２４のうち、溝２２ａから露出している１辺は、セパレータ１７が収容ケース１８内に収容された状態で、底部３５の表面に接触する。底部３５は他の前壁３６、後壁３７、側壁３８と比較して面積が大きいため、放熱部材２４と底部３５との接触面積を大きくすることができる。したがって、放熱部材２４を底部３５に接触させる場合の放熱効果は、放熱部材２４を、底部３５以外の前壁３６、後壁３７、側壁３８のいずれかに接触させる場合の放熱効果よりも高い。

さらに、前壁３６には、収容ケース１８の内部と外部とを連通する複数の通気孔３９が設けられている。すなわち、複数の通気孔３９は、前壁３６を厚さ方向に貫通している。複数の通気孔３９は、収容ケース１８の内部の空気を外部に排出する通路である。

一方、カバー３４は基部４０を有しており、基部４０には、電池パック１２を工具本体１１の装着部１５に取り付けるときに用いられるガイドレール４２及びガイド溝４３が、それぞれ設けられている。２つのガイドレール４２は相互に平行に配置されている。カバー３４のマウント部４１には、複数の端子挿入孔が設けられている。ケース本体３３にカバー３４を被せると、複数の電池側端子３２が複数の端子挿入孔内に配置される。さらにまた、マウント部４１には、収容ケース１８の内部と外部とを連通する複数の通気孔が設けられている。さらに、カバー３４にボタン４６が取り付けられている。

次に、電池パック１２を工具本体１１の装着部１５に取り付ける作業を説明する。図１のように、電池パック１２と工具本体１１とを近づけるとともに、ガイドレール４２に沿って電池パック１２を移動させて、工具本体１１の装着部１５に電池パック１２を取り付ける。電池パック１２を装着部１５に取り付ける途中で、工具側端子５８がカバー３４の端子挿入孔に差し込まれ、工具側端子５８と電池側端子３２とが接続される。　

電池パック１２を装着部１５に取り付けた状態で、トリガ１１ａが操作されて電池パック１２の電力が電動モータ１３に供給されて、電動モータ１３の出力軸が回転すると、その電動モータ１３の動力が先端工具１４に伝達される。電池パック１２が装着部１５に取り付けられている状態で、ボタン４６を作業者が操作して、電池パック１２を装着部１５から取り外すことができる。

電池パック１２は、電池セル１６の電力を電動モータ１３に供給する際に、つまり、放電により電池セル１６が発熱する。また、電池パック１２の電圧が低下すると、充電器を用いて電池セル１６に充電する。このように、電池パック１２に充電を行う際にも、電池セル１６が発熱する。電池セル１６の熱は、セパレータ１７を介して放熱部材２４に伝達され、放熱部材２４の熱はケース本体３３の底部３５に伝達される。ケース本体３３の伝達された熱は、外気に伝達される。したがって、電池セル１６の温度上昇が抑制され、各電池セル１６の温度を均一化することができる。　

近年、電池パックの電池容量は、１．０Ａｈや１．５Ａｈ等から、２．０Ａｈや２．５Ａｈへの高容量化が進み、電池パックへの充電時間が長くなり、放電時間が長くなる傾向にある。このため、電池セルの最高温度が上昇する傾向にある。これに対して、本実施形態の電池パック１２は、電池セル１６の温度上昇を抑制できる。したがって、電池セル１６の内部部材の劣化を抑制でき、電池セル１６電池容量の低下及び寿命の低下を抑制できる。電池セル１６の寿命は、充電放電の回数が少なくなることを意味する。

また、電池セル１６を保持するセパレータ１７が、収容ケース１８に収容されると、衝撃吸収部材２５が、ケース本体３３の内面に接触または密着する。このため、電池パック１２が落下した場合等のように、電池パック１２が物体に接触した際の衝撃を、衝撃吸収部材２５が吸収し、電池セル１６を保護することができる。さらに、衝撃吸収部材２５は、中実であり、気泡、孔等が設けられていない。このため、電池セル１６からセパレータ１７に伝達された熱の一部は、衝撃吸収部材２５を介してセパレータ１７に伝達される。したがって、電池セル１６の放熱性が向上する。　

（実施の形態２）　次に、図１に示す電池パック１２の実施の形態２を、図７～図１０を参照して説明する。図７～図１０に示す要素において、図１～図６に示す要素と同じ要素については、図１～図６と同じ符号を付してある。カバー３４に複数の通気孔４５及び複数の端子挿入孔４４が設けられている。複数の電池側端子３２は、端子挿入孔４４にそれぞれ配置されている。複数の通気孔４５は、収容ケース１８の内部及び外部に通じている。　

また、支持壁４７には切り欠き部４７ａが形成されており、放熱部材２４の端部に切り欠き部２４ａが設けられている。切り欠き部２４ａの形状は、切り欠き部４７ａの形状と近似する。　

一方、工具本体１１から取り外した電池パック１２に充電可能な充電器が、図１０に示されている。充電器４８は、電池パック１２を支持する充電台４９を備え、通気孔５０が充電台４９に設けられている。また、冷却ファン５１が充電器４８内に設けられている。そして、電池パック１２を充電台４９に載せて、電池セル１６に充電することができる。電池パック１２が充電台４９で支持されると、通気孔５０と対向した位置に、収容ケース１８の通気孔４５が位置することになる。そして、充電器４８により電池パック１２に充電する際に冷却ファン５１が回転し、冷却ファン５１により形成された風は、通気孔４５を経由して収容ケース１８内に進入する。　

収容ケース１８内に進入した空気の一部は、側部２０と後壁３７との間、通路５７を通り、通気孔３９から収容ケース１８の外部に排出される。電池パック１２の平面視で、通路５７を通る空気の流れ方向は、基本的には側壁３８と平行な方向である。つまり、通路５７を後壁３７から前壁３６に向けて流れる空気の方向は、中心線Ａ１と交差する。また、収容ケース１８の内部に進入した空気の一部は、基板３１とカバー３４との間、側部２０と前壁３６との間を通り、通気孔３９から収容ケース１８の外部に排出される。したがって、電池パック１２に充電する際に電池セル１６が発熱すると、電池セル１６の熱は空気に伝達され、電池セル１６の温度上昇が抑制される。

本実施形態では、支持壁４７に切り欠き部４７ａが設けられ、放熱部材２４に切り欠き部２４ａが設けられている。このため、通路５７を通る空気の流れが妨げられることを抑制でき、電池セル１６の冷却性能の低下を防止できる。電池パック１２の実施の形態２において、電池パック１２の実施の形態１と同じ構成については、電池パック１２の実施の形態１と同じ効果を得ることができる。　

（実施の形態３）　電池パック１２の実施の形態３を図１１、図１２を参照して説明する。電池パック１２の実施の形態３において、電池パック１２の実施の形態１または実施の形態２と同じ構成については、電池パック１２の実施の形態１または、電池パック１２の実施の形態２と同じ符号を付してある。図１１の電池パック１２は、セパレータ１７に放熱部材２４が取り付けられている。また、図１１に示す電池パック１２は、電池セル１６と底部３５との間に設けたゲル状体５２を有する。ゲル状体５２は、分散系の一種で、ゾルのような液体分散媒のコロイドであるが、分散質のネットワークにより高い粘性を持ち、かつ、流動性を失い、系全体としては固体状になったものである。ゲル状体５２は、ゴム状弾性体に比べて放熱性が高く、かつ、粘性が強い。ゲル状体５２は気泡、孔が無い。ゲル状体５２としては、例えば、シリコーン系ゲルを用いることができる。　

ゲル状体５２は、複数、具体的には５個設けられており、複数のゲル状体５２は、支持壁４７同士の間、支持壁４７と前壁３６との間、支持壁４７と後壁３７との間に、それぞれ１個ずつ配置されている。また、側壁３８と平行なリブ３５ａが、底部３５に２本設けられており、５個のゲル状体５２は、２本のリブ３５ａの間に間隔をおいて配置されている。つまり、５個のゲル状体５２は、電池セル１６と底部３５と間に形成される通路５７を通る空気の流れ方向に沿って配置されている。そして、ゲル状体５２同士の間に、支持壁４７及び放熱部材２４の一部が配置されている。電池セル１６を保持したセパレータ１７がケース本体３３内に収容された状態で、５個のゲル状体５２は、電池セル１６の表面及びケース本体３３の内面に密着する。　

電池パック１２の実施の形態３において、電池パック１２の実施の形態１、または電池パック１２の実施の形態２と同じ構成部位については、電池パック１２の実施の形態１、または電池パック１２の実施の形態２と同じ効果を得ることができる。また、電池パック１２の実施の形態３においては、電池セル１６の熱がゲル状体５２を経由してケース本体３３に伝達される。したがって、電池セル１６の放熱性が一層向上する。さらに、ゲル状体５２は、電池セル１６に加わる衝撃を吸収または緩和する緩衝部材としても機能する。　

（実施の形態４）　電池パック１２の実施の形態４を図１３～図１６を参照して説明する。電池パック１２の実施の形態４において、電池パック１２の実施の形態１～３と同じ構成については、電池パック１２の実施の形態１～３と同じ符号を付してある。図１３の電池パック１２は、セパレータ１７に衝撃吸収部材２５及び放熱部材２４が取り付けられていない。また、セパレータ１７に支持壁４７は設けられていない。

図１３に示す電池パック１２は、セパレータ１７と、ケース本体３３の底部３５との間に、放熱部材５３が設けられている。つまり、電池セル１６と底部３５との間に形成される通路５７に、放熱部材５３が設けられている。放熱部材５３は、衝撃吸収部材２５と同じ材質で一体成形されており、放熱部材５３は、ケース本体３３に固定されている。放熱部材５３をケース本体３３に固定する方法は、ケース本体３３と放熱部材５３とを、２層成形により一体化する方法、放熱部材５３を、底部３５の表面に接着剤、両面テープ等により固定する方法を含む。　

放熱部材５３は、２つの側壁３８に沿って２列で設けられており、放熱部材５３は底部３５に密着されている。２つの放熱部材５３は、通路５７を流れる空気の流れ方向に対して交差するに間隔をおいて配置されている。また、放熱部材５３は、セパレータ１７の接続部２１に対応する位置に配置されており、放熱部材５３において接続部２１に接触する表面に、円弧状の凹部５３ａが複数形成されている。電池セル１６を保持したセパレータ１７がケース本体３３に収容されると、複数の凹部５３ａは、接続部２１にそれぞれ密着する。なお、電池パック１２の実施の形態４においては、１０本の電池セル１６と側壁３８との間に、絶縁部材５６が設けられている。　

電池パック１２の実施の形態４は、電池セル１６の熱が、セパレータ１７及び放熱部材５３を経由してケース本体３３に伝達されるため、電池セル１６の放熱性が向上する。また、組み立てられた電池パック１２を図１０のように充電器４８の充電台４９に載せ、電池パック１２に充電すると、冷却ファン５１により生じた空気が通気孔４５を介して収容ケース１８内に進入する。すると、電池セル１６とケース本体３３の底部３５との間の通路５７を空気が流れて、電池セル１６の熱が空気に伝達され、電池セル１６の温度上昇が抑制される。　

さらに、電池パック１２が物体に衝突すると、その衝撃が放熱部材５３により吸収され、電池セル１６を保護できる。さらに、電池パック１２の実施の形態４において、電池パック１２の実施の形態１～３と同じ構成については、電池パック１２の実施の形態１～３と同じ効果を得られる。　

（実施の形態５）　電池パック１２の実施の形態５を、図１７及び１８を参照して説明する。電池パック１２の実施の形態５は、ケース本体３３に放熱部材５４を取り付けた点が、電池パック１２の実施の形態４のケース本体３３と相違する。具体的に説明すると、ケース本体３３は、２個の放熱部材５３の間に、放熱部材５４が設けられている。つまり、放熱部材５３と放熱部材５４とが、通路５７を流れる空気の流れ方向に対して交差する方向に間隔をおいて配置されている。放熱部材５４は放熱部材５３と同じ材質であり、放熱部材５４は、放熱部材５３と同様に底部３５に固定されている。放熱部材５４は、長さ方向に間隔をおいて複数の凹部５４ａを備えている。複数の凹部５４ａは、電池セル１６の外周形状と同じ曲率の円弧面である。複数の放熱部材５４は、ケース本体３３を平面視すると放熱部材５３と平行に配置されている。放熱部材５４厚さは、放熱部材５３の厚さよりも大きい。

電池パック１２の実施の形態５においては、電池セル１６を保持したセパレータ１７がケース本体３３に収容されると、放熱部材５３はセパレータ１７の接続部２１に接触し、放熱部材５４は電池セル１６の表面に接触する。このため、電池セル１６の熱は、セパレータ１７及び放熱部材５３を介してケース本体３３に伝達され、かつ、電池セル１６の熱は、放熱部材５４を介してケース本体３３に伝達される。　

つまり、電池セル１６の熱をケース本体３３に伝達する経路が、並列に２系統設けられており、電池セル１６の放熱性が向上する。また、電池パック１２を図１０のように充電器４８の充電台４９に載せ、電池パック１２に充電すると、冷却ファン５１により生じた空気が通気孔４５を介して収容ケース１８内に進入する。すると、電池セル１６と底部３５との間に形成される通路５７を空気が流れて、電池セル１６の熱が空気に伝達され、電池セル１６の温度上昇が抑制される。　

なお、電池パック１２の実施の形態５における他の構成は、電池パック１２の実施の形態４における他の構成と同じであり、電池パック１２の実施の形態５における他の効果は、電池パック１２の実施の形態４における他の効果と同じである。　

（実施の形態６）　電池パック１２の実施の形態６を、図１９及び２０を参照して説明する。電池パック１２の実施の形態６は、ケース本体３３に取り付けられた放熱部材５３が、側壁３８の長手方向に沿って複数設けられている点が、電池パック１２の実施の形態４のケース本体３３と相違する。一方の側壁３８に沿って４個の放熱部材５３が間隔をおいて配置され、他方の側壁３８に沿って４個の放熱部材５３が間隔をおいて配置されている。つまり、複数の放熱部材５３は、通路５７を流れる空気の流れ方向に沿って間隔をおいて配置されている。また、２個の放熱部材５３は、通路５７を通る空気の流れ方向に交差する方向に、間隔をおいて配置されている。全ての放熱部材５３は、凹部５３ａを２つ有する。電池セル１６を保持したセパレータ１７がケース本体３３に収容されると、放熱部材５３は接続部２１に接触する。　

また、電池パック１２を図１０の充電器４８の充電台４９に載せ、電池パック１２に充電すると、冷却ファン５１により生じた空気が通気孔４５を介して収容ケース１８内に進入する。すると、電池セル１６とケース本体３３の底部３５との間を空気が流れて、電池セル１６の熱が空気に伝達され、電池セル１６の温度上昇が抑制される。さらに、電池セル１６と底部３５との間を通る空気の一部は、ケース本体３３の平面視で後壁３７と平行に流れ、放熱部材５３同士の間に進入する。したがって、接続部２１に伝達された熱が空気に伝達され、電池セル１６の放熱性が向上する。

なお、電池パック１２の実施の形態６における他の構成は、電池パック１２の実施の形態４における他の構成と同じであり、電池パック１２の実施の形態６の効果は、電池パック１２の実施の形態４の効果と同じである。　

（実施の形態７）　電池パック１２の実施の形態７を、図２１及び２２を参照して説明する。電池パック１２の実施の形態７は、ケース本体３３に取り付けられた放熱部材５５が、放熱部材５３同士の間に設けられている点が、電池パック１２の実施の形態６のケース本体３３と相違する。放熱部材５５は、前壁３６と後壁３７との間に複数、具体的には４個設けられている。放熱部材５３，５５は、通路５７を流れる空気の流れ方向に対して交差する方向に、間隔をおいて配置されている。つまり、放熱部材５３，５５は、全部で３列配置されている。４個の放熱部材５５は、通路５７を流れる空気の流れ方向に沿って間隔をおいて配置されている。　

放熱部材５５は、放熱部材５３と同じ材質であり、放熱部材５５は、放熱部材５３と同様にケース本体３３の底部３５に固定されている。４個の放熱部材５５が間隔をおいて配置されており、全ての放熱部材５５は、円弧状の凹部５５ａを２つ有する。電池セル１６を保持したセパレータ１７がケース本体３３に収容されると、放熱部材５５は電池セル１６の外周面に接触する。したがって、電池セル１６からセパレータ１７に伝達された熱は、放熱部材５３を介してケース本体３３に伝達される。また、電池セル１６の熱は、放熱部材５５を介してケース本体３３に伝達される。したがって、電池セル１６の放熱性が向上する。　

また、電池パック１２を図１０のように充電器４８の充電台４９に載せ、電池パック１２に充電すると、冷却ファン５１により生じた空気が通気孔４５を介して収容ケース１８内に進入する。すると、通路５７を空気が流れて電池セル１６の熱が空気に伝達され、電池セル１６の温度上昇が抑制される。さらに、通路５７を通る空気の一部は、ケース本体３３の平面視で後壁３７と平行に流れ、放熱部材５３同士の間に進入し、かつ、放熱部材５５同士の間に進入する。したがって、接続部２１に伝達された熱が空気に伝達され、かつ、電池セル１６の熱が直接空気に伝達され、電池セル１６の放熱性が向上する。　

なお、電池パック１２の実施の形態７における他の構成は、電池パック１２の実施の形態６における他の構成と同じであり、電池パック１２の実施の形態７の効果は、電池パック１２の実施の形態６の効果と同じである。

（実施の形態８）　電池パック１２の実施の形態８を図２３～図２５を参照して説明する。電池パック１２の実施の形態８において、電池パック１２の実施の形態１、２と同じ構成については、電池パック１２の実施の形態１、２と同じ符号を付してある。電池パック１２は、電池セル１６と底部３５との間に形成される通路５７に、ゲル状体５２が１個設けられている。底部３５に２本のリブ３５ａが設けられており、２本のリブ３５ａは側壁３８と平行である。ゲル状体５２は２本のリブ３５ａの間に配置されている。ゲル状体５２は、通路５７を流れる空気の流れ方向に沿って長尺状に配置されている。　

ゲル状体５２は、電池セル１６の表面に接触し、かつ、底部３５の内面に接触している。ゲル状体５２は、電池セル１６が接触していなければ、図２５のように表面が平坦であり、電池セル１６が接触すると表面が円弧状となり、ゲル状体５２が電池セル１６に密着する。なお、電池パック１２は、セパレータ１７に、支持壁４７及び放熱部材２４は取り付けられていない。　

電池パック１２の実施の形態４においては、電池セル１６の熱がゲル状体５２を介してケース本体３３に伝達されるため、放熱性が向上する。なお、電池パック１２の実施の形態８において、電池パック１２の実施の形態１、２と同じ構成については、電池パック１２の実施の形態１、２と同じ効果を得られる。　

本発明における放熱材は、放熱部材２４，５３，５４，５５、ゲル状体５２、衝撃吸収部材２５を含み、工具本体１１が、本発明の機器本体に相当する。　

本発明の電池パックは、上記実施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。例えば、本発明の電池パックは、電池セルを１０本未満収容する構造、または電池セルを１１本以上収容する構造を含む。さらに、電池パックは、電池セルが３段以上積まれてセパレータに保持されているものを含む。この場合、実施の形態１で説明した放熱部材は、３段に積まれた電池セル同士の間に配置される。

さらに、セパレータは、一体型及び複数個に分割されている構造を含む。本発明における放熱体の構造は、スポンジの構造とは異なる。スポンジは、多孔質体であり、スポンジには空気や空気の層が存在する。これに対して、放熱体は、気泡、孔等の無い中実体であるため、空気や空気の層が存在しない。つまり、本発明における放熱体の熱伝導率は、スポンジの熱伝導率よりも高い。　

また、各実施の形態で説明したゲル状体の表面形状は、電池セルが接触していない状態でまたは平坦面、円弧面のいずれでもよい。すなわち、ゲル状体は、電池セルが接触した状態で、電池セルの表面に密着すればよい。さらに、本発明の電池パックは、熱伝達材がケース本体またはセパレータに固定されているもの、熱伝達材がケース本体及びセパレータの何れにも固定されていないものを含む。本発明の電池パックは、収容ケースが機器本体に対して着脱できるもの、収容ケースがで機器本体に固定され、かつ、着脱できないもの、を含む。　

本発明の電池パックが用いられる電動工具は、グラインダ、サンダ、釘打ち機、ねじ打ち機、タッカ、集塵機、送風機、ポンプ、高圧洗浄機、チェンソー、園芸工具、耕耘機等を含む。すなわち、本発明の電動工具は、電池パックの電力で電動モータを回転させ、その回転運動を動作部材の往復運動または回転運動の少なくとも一方に変換する機器を含む。

１１…工具本体、１２…電池パック、１６…電池セル、１７…セパレータ、１８…収容ケース、２２ａ…溝、２４，５２，５３，５４…放熱部材、２５…衝撃吸収部材、４８…充電器、４９…充電台、５０…通気孔、５７…通路、Ａ１…中心線。

Claims

電池セルを保持した保持部材を収容ケース内に配置した電池パックであって、前記収容ケース内に設けられ、かつ、前記電池セルの熱を前記収容ケースに伝達する放熱体を備えている、電池パック。
前記収容ケース内に進入した空気が流れる通路が、前記電池セルと前記収容ケースとの間に設けられており、前記放熱体は、前記通路に配置されている、請求項１に記載の電池パック。
前記電池セルは円柱形状であり、複数の前記電池セルは、その中心線が互いに平行になるように並べて前記保持部材に保持され、前記通路を流れる空気の流れ方向は、前記中心線と交差する、請求項２に記載の電池パック。
前記放熱体は、前記保持部材に固定されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池パック。
前記放熱体は、前記収容ケースに固定されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池パック。
前記放熱体は、金属である、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池パック。
前記放熱体は、ゴム状弾性体である、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池パック。
前記放熱体は、ゲル状体である、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池パック。
前記保持部材は、前記電池セル同士の間に設けた溝を有し、前記放熱体は、前記溝に嵌め込まれている、請求項６に記載の電池パック。
前記放熱体は、前記保持部材及び前記収容ケースに接触している、請求項７に記載の電池パック。
前記放熱体は、前記電池セル及び前記収容ケースに接触している、請求項７または８に記載の電池パック。
複数の前記放熱体は、前記電池セルの中心線に沿った方向に間隔をおいて配置されている、請求項３に記載の電池パック。
複数の前記放熱体は、前記通路を流れる空気の流れ方向に間隔をおいて配置されている、請求項３に記載の電池パック。
前記放熱体は、前記収容ケースの底部に接触している、請求項１～４、６のいずれか１項に記載の電池パック。
電池セルを保持した保持部材を内部に収容した収容ケースを有する電池パックであって、前記電池セルと前記収容ケースとの間に形成され、かつ、前記収容ケース内に進入した空気が流れる通路と、前記通路に配置され、前記電池セルの熱を放熱する放熱体と、を備えている、電池パック。
機器本体と、前記機器本体に収容されるモータと、を有し、前記機器本体は、請求項１～１５のいずれか１項に記載の電池パックを接続することが可能である、電動工具。
請求項１～１５のいずれか１項に記載の電池パックを支持することが可能な充電台を備え、かつ、前記充電台に支持された前記電池パックに充電可能である、充電器。
前記充電台に装着された前記電池パックの通気孔と対向する通気孔と、前記通気孔を介して前記電池パック内に空気を送るファンと、が設けられている、請求項１７に記載の充電器。