WO2018079723A1 - 電池パック及び電池パックを用いた電気機器、電気機器システム - Google Patents

電池パック及び電池パックを用いた電気機器、電気機器システム Download PDF

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浩之 塙
西河 智雅
翔太 菅野
利夫 溝口
恭嗣 中野
一彦 船橋
寺西 卓也
直人 若田部
伸二 渡部
淳平 佐藤
光 田村
高野 信宏
収 川野辺
勇人 山口
央 松下
大 平野
村上 卓宏
政幸 小倉
勇佑 船引
潤一 東海林
翔太 竹内
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日立工機株式会社
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an electric device having a load such as a motor and lighting, and a power supply device such as a battery pack for supplying power to such an electric device.
  • Electrical devices such as electric tools are driven by a battery pack using a secondary battery such as a lithium ion battery, and the electrical devices are becoming cordless.
  • a battery pack containing a plurality of secondary battery cells is used, and the motor is driven with electric energy stored in the battery pack.
  • the battery pack is configured to be attachable to and detachable from the electric tool body. When the voltage drops due to discharge, the battery pack is removed from the electric tool body and charged using an external charging device.
  • Cordless power tools and electrical devices are required to have a predetermined operating time and a predetermined output, and higher output and higher voltage have been achieved as the performance of the secondary battery is improved.
  • battery packs with various voltages have been commercialized as electric devices using battery packs as power sources have been developed.
  • the output voltage of the battery pack is fixed.
  • a plurality of battery units are provided in a housing that accommodates the battery, and the connection means determines whether to output them as a series connection or a parallel connection.
  • a power supply device for an electric device that can be selected and adapted to devices of different voltages.
  • the present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to provide a battery pack capable of switching an output voltage and an electric device using the battery pack. Another object of the present invention is to provide a battery pack that can be shared between electrical devices having different voltages and an electrical device using the battery pack. Another object of the present invention is to provide a battery pack capable of easily setting a voltage according to a corresponding electric device and effectively preventing a voltage setting error, and an electric device using the battery pack. It is in. Another object of the present invention is to provide a battery pack capable of interrupting mutual connection of a plurality of cell units accommodated in the battery pack, and an electrical device using the battery pack.
  • a first comprehensive invention includes a plurality of cell units having at least one cell, a housing for accommodating the plurality of cell units, a positive terminal and a negative terminal, and the plurality of cell units connected in parallel to each other.
  • the battery pack includes a voltage switching element that switches between outputting the first voltage or switching between outputting the second voltage in series with each other. Examples 1 to 13 to be described later are examples corresponding to the first comprehensive invention. According to the first comprehensive invention, it is possible to solve the problem of providing a battery pack in which the output voltage can be switched.
  • the voltage switching element is connected to a main body of a low-voltage electric device that the battery pack is driven by the first voltage.
  • the plurality of cell units are connected in parallel to each other, and in the state where the battery pack is connected to the high-voltage electric device main body driven by the second voltage, the plurality of cell units are connected in series to each other.
  • the battery pack is configured as described above. Examples 1 to 13 to be described later are examples corresponding to the second comprehensive invention. According to the second comprehensive invention, it is possible to solve the problem of providing a battery pack that can be shared between electric devices having different voltages and an electric device using the battery pack.
  • the voltage switching element is configured so that the plurality of cell units are maintained in a state of being connected to each other in series.
  • the battery pack is configured not to be connected to the low-voltage electrical device body, or the battery pack is connected to the high-voltage electrical device body while maintaining the state where the plurality of cell units are connected in parallel to each other
  • the battery pack is configured so that it cannot be performed. Examples 1 to 13 to be described later are examples corresponding to the third comprehensive invention.
  • a battery pack capable of easily setting a voltage according to the corresponding electric device and effectively preventing a voltage setting error, and an electric device using the same Can solve the problem of providing
  • a fourth comprehensive invention is a plurality of cell units having at least one cell and a housing for accommodating the plurality of cell units, and can be mounted by being moved in the front-rear direction with respect to the electric device body.
  • a configured housing a positive terminal connected to a positive electrode of one cell unit constituting the plurality of cell units, and a negative terminal connected to a negative electrode of another cell unit constituting the plurality of cell units
  • a battery pack comprising: a negative electrode terminal disposed away from the positive electrode terminal in a left-right direction; and a plurality of switching terminals connected to each of the plurality of cell units.
  • the battery pack When not connected to the electrical device body, the plurality of switching terminals are not short-circuited with each other, and the plurality of cell units are maintained in a state of being disconnected from each other.
  • the battery pack When the battery pack is connected to the electric device main body, the battery pack is configured such that the plurality of switching terminals are short-circuited by the connecting element of the electric device main body, and the cell units are connected to each other. It is.
  • Example 2 and Examples 5 to 13 to be described later are examples corresponding to the fourth comprehensive invention. According to the 4th comprehensive invention, the subject of providing the battery pack which can interrupt
  • the comprehensive invention described above can be arbitrarily combined with one or more specific inventions as described below.
  • these comprehensive inventions can be arbitrarily combined with one or more specific configurations included in the embodiments described later.
  • the invention formed by such a combination can solve at least one of the problems described above.
  • the invention described below can also be considered as an invention independent of the comprehensive invention described above. In that case, the invention described below may solve a problem different from the problems described above.
  • the first invention is An electric device having a high-voltage electric device main body that operates at a predetermined voltage, and a battery pack connectable to the electric device main body,
  • the battery pack includes a plurality of cell units having at least one cell, a positive electrode terminal group configured by arranging a plurality of positive terminals extending from the positive electrodes of the plurality of cell units, and the plurality of cells.
  • a negative electrode terminal group configured by arranging a plurality of negative electrode terminals respectively extending from the negative electrode of the unit adjacent to each other, and a housing that houses the plurality of cell units, the positive electrode terminal group, and the negative electrode terminal group,
  • the high-voltage electric device body includes a positive input terminal for high voltage that can be connected to one positive terminal of the plurality of positive terminals, and a high voltage that can be connected to one negative terminal of the plurality of negative terminals.
  • the one positive terminal is mated with the high-voltage positive input terminal
  • the one negative terminal is the high-voltage negative input.
  • the other positive terminal and the other negative terminal are electrically connected via the short circuit
  • the plurality of cell units are connected in series with each other
  • the plurality of cell units are configured to be cut off from each other.
  • Examples 5, 6, and 13 to be described later are all examples corresponding to the first invention.
  • block the mutual connection of the several cell unit accommodated in the battery pack can be solved. Furthermore, according to 1st invention, there exists an effect that an electric equipment provided with the compact battery pack and the battery pack can be provided.
  • the second invention is The battery pack has a signal terminal for inputting or outputting information or signals,
  • the electric device is characterized in that the signal terminal is arranged at a position between the positive electrode terminal group and the negative electrode terminal group.
  • Examples 5, 6, and 13 to be described later are examples corresponding to the second invention.
  • According to the second invention there is an effect that a compact battery pack and an electric device including the battery pack can be provided.
  • the third invention is The battery pack housing has a first slot provided at a position corresponding to the positive electrode terminal group, and a second slot provided at a position corresponding to the negative electrode terminal group,
  • the positive input terminal for high voltage is inserted into the first slot and mated with the one positive terminal
  • the negative electrode input terminal is inserted into the second slot and mated with the one negative electrode terminal.
  • Examples 5, 6, and 13 to be described later are examples corresponding to the third invention.
  • there is an effect that a compact battery pack and an electric device including the battery pack can be provided.
  • the fourth invention is: The positive electrode terminal group is disposed at a position above the plurality of cell units, One positive electrode terminal constituting the positive electrode terminal group is connected to one battery cell included in one cell unit constituting the plurality of cell units via one connection member, The other positive electrode terminal constituting the positive electrode terminal group is connected to another battery cell included in the other cell unit constituting the plurality of cell units via another connection member, The other positive electrode terminal is arranged at a position above or behind the one positive electrode terminal and the other battery cell is arranged at a position behind the one battery cell, or the other positive electrode terminal Is disposed at a position below or in front of the one positive electrode terminal, and the other battery cell is disposed at a position in front of the one battery cell.
  • Example 8 to be described later is an example corresponding to the fourth invention. According to 4th invention, there exists an effect that the electric equipment provided with the compact battery pack and the battery pack can be provided.
  • the fifth invention is:
  • the battery pack has a circuit board to which the positive terminal group and the negative terminal group are connected,
  • the one connection member has one wiring pattern provided on the circuit board, and the other connection member has another wiring pattern provided on the circuit board, and the other wiring pattern
  • the electrical device is arranged behind the one wiring pattern, or the other wiring pattern is arranged ahead of the one wiring pattern.
  • Example 8 to be described later is an example corresponding to the fifth invention. According to 5th invention, there exists an effect that a compact battery pack and an electric equipment provided with the battery pack can be provided.
  • the sixth invention is:
  • the battery pack or the high-voltage electric device main body is between one positive electrode terminal and another positive electrode terminal constituting the positive electrode terminal group in a state where the battery pack is connected to the high-voltage electric device main body.
  • It is an electric device characterized by having an inter-terminal insulating member made of an insulating member extending in the direction.
  • Examples 6 and 8 described later are examples corresponding to the sixth invention. According to 6th invention, there exists an effect that the battery pack which prevented the short circuit of the unintentional terminal and the electric equipment provided with the battery pack can be provided.
  • the low-voltage electric device main body can be connected to a low-voltage positive electrode input terminal connectable to the plurality of positive electrode terminals constituting the positive electrode terminal group and to the plurality of negative electrode terminals constituting the negative electrode terminal group.
  • a negative input terminal for low voltage When the battery pack is connected to the low-voltage electrical device body, the plurality of positive terminals are engaged with the low-voltage positive input terminals, and the plurality of negative terminals are the low-voltage negative inputs.
  • An electrical equipment system comprising: a plurality of cell units connected in parallel to each other, coupled to a terminal. For example, Examples 5, 6, and 13, which will be described later, are examples corresponding to the seventh invention.
  • the seventh aspect it is possible to solve the problem of providing a battery pack in which the output voltage can be switched. In addition, it is possible to solve the problem of providing a battery pack that can be shared between electrical devices having different voltages and an electrical device using the battery pack. In addition, it is possible to easily perform voltage setting according to the corresponding electric device, and it is possible to solve the problem of providing a battery pack that can effectively prevent a voltage setting error and an electric device using the battery pack. .
  • the eighth invention In the inter-terminal insulating member, the plurality of positive terminals constituting the positive terminal group are mated with the low-voltage positive input terminals in a state where the battery pack is connected to the low-voltage electric device body. It is the electric equipment characterized by being configured to allow this. For example, Examples 6 and 8 described later are examples corresponding to the eighth invention. According to the eighth aspect of the invention, there is an effect that it is possible to provide a battery pack that prevents an unintended short circuit of terminals and an electric device including the battery pack.
  • the ninth invention A low-voltage electrical device body that operates at a predetermined voltage; a high-voltage electrical device body that operates at a voltage higher than the predetermined voltage; and a battery pack connectable to the low-voltage and high-voltage electrical device body.
  • the battery pack includes a plurality of cell units having at least one cell, and a first switching terminal group configured by arranging a plurality of switching terminals connected to the plurality of cell units so as to be adjacent to each other;
  • a housing for accommodating the plurality of cell units and the first switching terminal group,
  • the low-voltage electrical device body has a first low-voltage switching element that can be combined with the first switching terminal group,
  • the high-voltage electric device body is a first high-voltage switching element that can be engaged with the first switching terminal group, and has a structure different from that of the first low-voltage switching element.
  • a first switching element for high voltage When the low-voltage electrical device body is connected to the battery pack, the first low-voltage switching element is engaged with the first switching terminal group, and the plurality of cell units are connected in parallel to each other. And When the high-voltage electrical device main body is connected to the battery pack, the first high-voltage switching element is engaged with the first switching terminal group, and the plurality of cell units are connected in series with each other.
  • the tenth invention is The battery pack has a second switching terminal group configured by arranging a plurality of switching terminals connected to the plurality of cell units adjacent to each other separately from the first switching terminal group,
  • the low-voltage electrical device body has a second low-voltage switching element that can be engaged with the second switching terminal group
  • the high-voltage electric device body is a second high-voltage switching element that can be engaged with the second switching terminal group, and has a structure different from that of the second low-voltage switching element.
  • a second switching element for high voltage When the battery pack is connected to the low-voltage electric device main body, the first switching terminal group and the first low-voltage switching element are combined, and the second switching terminal group and the first switching terminal group are combined.
  • 2 switching elements for low voltage are combined, and the plurality of cell units are connected in parallel to each other,
  • the first switching terminal group and the first high-voltage switching element are combined, and the second switching terminal group and the first switching terminal group are combined.
  • 2 is an electrical equipment system characterized in that two high-voltage switching elements are combined and the plurality of cell units are connected in series with each other.
  • Examples 5, 6, and 13 to be described later are examples corresponding to the tenth invention. According to the tenth aspect, it is possible to solve the problem of providing a battery pack in which the output voltage can be switched.
  • the eleventh invention is When the battery pack is not connected to the low-voltage or high-voltage electric device main body, the plurality of cell units are configured not to be connected to each other.
  • Examples 5, 6, and 13 described later are examples corresponding to the eleventh invention. According to the eleventh aspect, it is possible to solve the problem of providing a battery pack capable of blocking the mutual connection of a plurality of cell units accommodated in the battery pack.
  • the twelfth invention The first or second low-voltage switching element included in the low-voltage electrical device main body is configured to connect the plurality of switching terminals constituting the first switching terminal group to have the same potential. And The first or second high-voltage switching element included in the high-voltage electrical device main body is configured such that the plurality of switching elements constituting the first switching terminal group are separated from each other to have different potentials. It is the electric equipment system characterized by the above. For example, Examples 5, 6, and 13 to be described later are examples corresponding to the twelfth invention.
  • the thirteenth invention The first switching terminal group is configured as a positive terminal group configured by arranging a plurality of positive terminals extending from the positive electrodes of the plurality of cell units adjacent to each other, and the second switching terminal group is configured as described above.
  • a plurality of negative electrode terminals each extending from the negative electrodes of the plurality of cell units are configured as a negative electrode terminal group configured to be adjacent to each other,
  • the first low-voltage switching element is configured to be able to connect a plurality of positive terminals constituting the positive terminal group, and the second low-voltage switching element constitutes the negative terminal group.
  • the first high-voltage switching element has a positive input terminal that can be coupled to one positive terminal of the plurality of positive terminals, and a first short circuit that can be coupled to another positive terminal.
  • the second switching element for high voltage includes a negative input terminal that can be coupled to one negative terminal of the plurality of negative terminals, and a second short circuit that can be coupled to another negative terminal.
  • the first and second shorts are connected to each other;
  • the positive electrode terminal group and the first low-voltage switching element are combined, and the plurality of positive terminals are connected to each other, and the negative electrode The terminal group and the second switching element for low voltage are combined, the plurality of negative terminals are connected to each other, the plurality of cell units are connected to each other in parallel,
  • the battery pack is connected to the high-voltage electrical device body, the one positive terminal and the positive input terminal are combined, the other positive terminal and the first short circuit are combined, One negative terminal and the negative input terminal are combined, the other negative terminal and the second short circuit are combined, and the plurality of cell units are connected to each other in series.
  • Examples 6 and 8 to 13, which will be described later, are examples corresponding to the thirteenth invention.
  • the fourteenth invention is The battery pack housing has one first slot provided at a position corresponding to a plurality of switching terminals constituting the first switching terminal group,
  • the first slot allows the first low-voltage switching element and the first high-voltage switching element to be inserted into the first slot and mated with the first switching terminal group.
  • It is the electric equipment system characterized by being comprised.
  • Examples 6 and 8 to 13 described later are examples corresponding to the fourteenth invention. According to the fourteenth aspect, there is an effect that a compact battery pack and an electric device system including the battery pack can be provided.
  • the fifteenth invention One switching terminal constituting the first switching terminal group is connected to one battery cell included in one cell unit constituting the plurality of cell units via one connection member,
  • the other switching terminals constituting the first switching terminal group are connected to other battery cells of other cell units constituting the plurality of cell units via other connection members,
  • the other switching terminal is arranged at a position above or behind the one switching terminal and the other battery cell is arranged at a position behind the one battery cell, or the other switching terminal Is disposed at a position below or in front of the one switching terminal, and the other battery cell is disposed at a position in front of the one battery cell.
  • Example 8 to be described later is an example corresponding to the fifteenth invention. According to the fifteenth aspect, there is an effect that a compact battery pack and an electric device system including the battery pack can be provided.
  • the sixteenth invention is The battery pack has a circuit board to which the first switching terminal group is connected,
  • the one connection member has one wiring pattern provided on the circuit board, and the other connection member has another wiring pattern provided on the circuit board, and the other wiring pattern
  • the electrical device is arranged behind the one wiring pattern, or the other wiring pattern is arranged ahead of the one wiring pattern.
  • Example 8 to be described later is an example corresponding to the sixteenth invention. According to the sixteenth aspect, there is an effect that a compact battery pack and an electric device system including the battery pack can be provided.
  • the seventeenth invention At least one of the battery pack, the low-voltage electric device main body, and the high-voltage electric device main body configures the positive electrode terminal group in a state where the battery pack is connected to the high-voltage electric device main body.
  • An electrical equipment system comprising an inter-terminal insulating member made of an insulating member extending between one positive terminal and another positive terminal.
  • Examples 6 and 8 described later are examples corresponding to the seventeenth invention. According to the seventeenth aspect, it is possible to provide a battery pack that prevents an unintended terminal short-circuit and an electric device system including the battery pack.
  • the eighteenth invention The inter-terminal insulating member is configured such that the first switching terminal group is the first low-voltage or high-voltage switching element in a state where the battery pack is connected to the low-voltage or high-voltage electric device body. It is the electric equipment characterized by allowing to combine with. For example, Examples 6 and 8 described later are examples corresponding to the 18th invention.
  • the nineteenth invention A battery pack comprising a plurality of cell units, the connection state of the plurality of cell units being switchable, A switching terminal group connected to a positive electrode or a negative electrode of each cell unit is disposed adjacent to a common slot, a terminal of the electric device main body is inserted into the slot, and the switching terminal group is short-circuited by the terminal of the electric device main body.
  • the battery pack is characterized in that the connection state of the plurality of cell units can be switched.
  • Examples 2, 4, 5, 6, 8 to 13, which will be described later, are examples corresponding to the nineteenth invention. According to the nineteenth aspect, there is an effect that a compact battery pack and an electric device system including the battery pack can be provided.
  • the twentieth invention is The electric device main body has a short circuit that connects the plurality of cell units in series with each other, When the battery pack is connected to the high-voltage electrical device body, at least one of the plurality of terminals constituting the switching terminal group is connected to the short-circuit, and the plurality of cell units are Connected to each other in series, When the battery pack is not connected to the high-voltage electric device body, none of the plurality of terminals constituting the switching terminal group is connected to the short circuit, and the plurality of cell units are disconnected from each other.
  • the twenty-first invention The electrical equipment body has input terminals for connecting the plurality of cell units in parallel with each other, When the battery pack is connected to the electric device main body having a low voltage, at least two terminals among the plurality of terminals constituting the switching terminal group are connected to the input terminal, and the plurality of cell units are parallel to each other. Connected to When the battery pack is not connected to the electric device main body having a low voltage, none of the terminals constituting the switching terminal group is connected to the input terminal, and the plurality of cell units are disconnected from each other. It is the electric equipment characterized by having been comprised. For example, Example Examples 2, 5, 6, 8 to 13 described later are examples corresponding to the twenty-first aspect of the invention.
  • the problem of providing a battery pack in which the output voltage can be switched can be solved.
  • block the mutual connection of the several cell unit accommodated in the battery pack can be solved.
  • the twenty-second invention relates to An electric equipment system comprising the battery pack according to a nineteenth invention, the high-voltage electric equipment main body according to the twentieth invention, and the low-voltage electric equipment main body according to the twenty-first invention.
  • Examples 2, 5, 6, 8 to 13, which will be described later, are examples corresponding to the twenty-second invention.
  • the twenty-third invention The battery pack has a pair of rails extending in the front-rear direction on the left and right sides of the battery pack, and first and second slots arranged in the left-right direction between the pair of rails,
  • the switching terminal group includes a first switching terminal group configured by arranging a plurality of positive terminals connected to positive electrodes of the cell units constituting the plurality of cell units adjacent to each other in the first slot.
  • a second switching terminal group configured by arranging a plurality of negative terminals connected to the negative electrodes of each cell unit constituting the plurality of cell units adjacent to each other in the second slot.
  • Battery pack For example, Examples 2, 5, 6, 8 to 13 described later are examples corresponding to the 23rd invention. According to the twenty-third aspect, there is an effect that a compact battery pack can be provided.
  • the twenty-fourth invention is The electric device main body has a short circuit that connects the plurality of cell units in series with each other, When the battery pack is connected to the high-voltage electric device body, at least one of the plurality of positive terminals constituting the first switching terminal group is connected to the short circuit, At least one negative terminal of the plurality of negative terminals constituting the second switching terminal group is connected to the short circuit, and the plurality of cell units are connected in series to each other; When the battery pack is not connected to the high-voltage electric device main body, none of the terminals constituting the first and second switching terminal groups is connected to the short circuit, and the plurality The cell units are configured to be cut off from each other. For example, Examples 2, 5, 6, 8 to 13 described later are examples corresponding to the 24th invention.
  • the electrical equipment body has a positive input terminal and a negative input terminal that connect the plurality of cell units in parallel with each other,
  • the battery pack When the battery pack is connected to the low voltage electric device body, at least two positive terminals of the plurality of positive terminals constituting the first switching terminal group are connected to the positive input terminal and electrically connected to each other. And at least two negative terminals among the plurality of negative terminals constituting the second switching terminal group are connected to the negative input terminal and electrically short-circuited, and the plurality of cell units are parallel to each other.
  • any of the plurality of terminals constituting the first and second switching terminal groups is connected to the positive input terminal and the negative input terminal.
  • the electric device is configured such that the plurality of cell units are blocked from each other.
  • Examples 2, 5, 6, 8 to 13, which will be described later, are examples corresponding to the 25th invention.
  • the twenty-sixth invention An electric device system comprising: the battery pack according to a twenty-third invention; the high-voltage electric device main body according to the sixth invention; and the low-voltage electric device main body according to the seventh invention.
  • Examples 2, 5, 6, 8 to 13 described later are examples corresponding to the 26th invention.
  • the twenty-seventh invention The plurality of positive terminals constituting the first switching terminal group are arranged in the first slot so as to be arranged in a direction substantially orthogonal to the left-right direction, and the plurality of negative electrodes constituting the second switching terminal group
  • the battery pack is characterized in that the terminals are arranged in the second slot so as to be aligned in a direction substantially orthogonal to the left-right direction.
  • Examples 2, 5, 6, 8 to 13, which will be described later, are examples corresponding to the twenty-seventh invention. According to the twenty-seventh aspect, there is an effect that a compact battery pack can be provided.
  • the twenty-eighth invention is The electric device main body has a short circuit that connects the plurality of cell units in series with each other,
  • the short circuit has first and second terminal portions that extend in a direction substantially orthogonal to the left-right direction, and a connection portion that connects the first terminal portion and the second terminal portion,
  • at least one of the plurality of positive terminals constituting the first switching terminal group is the first terminal portion of the short circuit.
  • at least one negative terminal of the plurality of negative terminals constituting the second switching terminal group is connected to the second terminal portion of the short circuit, and the plurality of cell units are connected to each other.
  • the electrical equipment body has a positive input terminal and a negative input terminal that connect the plurality of cell units in parallel with each other,
  • the positive input terminal and the negative input terminal are configured to extend in a direction substantially orthogonal to the left-right direction,
  • at least two positive terminals of the plurality of positive terminals constituting the first switching terminal group are connected to the positive input terminal and electrically connected to each other.
  • at least two negative terminals among the plurality of negative terminals constituting the second switching terminal group are connected to the negative input terminal and electrically short-circuited, and the plurality of cell units are parallel to each other.
  • any of the plurality of terminals constituting the first and second switching terminal groups is connected to the positive input terminal and the negative input terminal.
  • the electric device is configured such that the plurality of cell units are blocked from each other.
  • Examples 6 and 8 to 13 described later are examples corresponding to the 29th invention.
  • the thirtieth invention is An electric equipment system comprising: the battery pack according to a twenty-seventh aspect of the invention; the high-voltage electric equipment main body according to the twenty-eighth aspect of the invention; and the low-voltage electric equipment main body according to the twenty-ninth aspect of the invention.
  • Examples 6 and 8 to 13 described later are examples corresponding to the thirtieth invention.
  • the thirty-first invention The switching terminal group connected to the positive electrode is an electrically independent upper terminal and lower terminal,
  • the switching terminal group connected to the negative electrode is an electrically independent upper terminal and lower terminal,
  • the upper terminal of the positive electrode and the lower terminal of the negative electrode are connected to a first cell unit;
  • the battery pack is characterized in that the upper terminal of the negative electrode of the lower terminal of the positive electrode is connected to a second cell unit.
  • Examples 5, 6, and 13 described later are examples corresponding to the thirty-first invention.
  • the thirty-second invention An insulating partition wall is provided between a plurality of terminals constituting the switching terminal group, and the partition wall is configured to allow a terminal of the electric device main body to be connected to the switching terminal group.
  • Battery pack For example, Example 8 to be described later is an example corresponding to the thirty-second invention.
  • the thirty-third invention One terminal constituting the switching terminal group is arranged at a position above the plurality of cell units, and is connected to one battery cell included in one cell unit constituting the plurality of cell units,
  • the other switching terminal that constitutes the switching terminal group is disposed at a position above the plurality of cell units, and is connected to another battery cell included in another cell unit that constitutes the plurality of cell units.
  • the other switching terminal is disposed at a position above or behind the one switching terminal, and the other battery cell is disposed at a position behind the one battery cell. It is.
  • Example 8 to be described later is an example corresponding to the 33rd invention.
  • a battery pack capable of switching a connection state of a plurality of cell units, wherein a switching terminal group connected to a positive electrode or a negative electrode of each cell unit is arranged adjacent to each other in a common slot.
  • the connection state of the plurality of cell units can be switched by inserting the terminal of the electric device body into the slot and short-circuiting the switching terminal group by the terminal of the electric device body.
  • This configuration corresponds to, for example, Embodiments 2, 4 to 6, 8, 11, and 13.
  • the electrical device main body has a short-circuit that connects the plurality of cell units in series with each other, and when the battery pack is connected to the high-voltage electrical device main body, at least of the plurality of terminals constituting the switching terminal group Any one terminal is connected to a short circuit, and a plurality of cell units are connected to each other in series.
  • the short-circuit is provided on the electric device main body side, the connection element of Example 2, the series-parallel switching element 683 of Example 4, the conduction terminal 734 of Example 5, the short bar 1059 of Example 6, This corresponds to the short bar 1062 of Example 7, the short bar 2859 of Example 13, and the like.
  • the electrical device main body has input terminals that connect the plurality of cell units in parallel to each other, and when the battery pack is connected to the low-voltage electrical device main body, a plurality of terminals that constitute a switching terminal group (for example, The positive terminals 712 and 713 and the negative terminals 715 and 716 according to the fifth embodiment; at least two terminals among the positive terminals 1162 and 1172 and the negative terminals 1167 and 1177 according to the sixth embodiment are connected to the input terminals, and the plurality of cells.
  • Such a battery pack, a high-voltage electric device main body, and a low-voltage electric device main body constitute an electric device system.
  • the battery pack includes a pair of rails extending in the front-rear direction on the left and right sides of the battery pack, and first and second slots arranged in the left-right direction between the pair of rails
  • the switching terminal group includes a first switching terminal group configured by arranging a plurality of positive terminals connected to positive electrodes of the cell units constituting the plurality of cell units adjacent to each other in the first slot; A second switching terminal group configured by disposing a plurality of negative electrode terminals connected to the negative electrode of each cell unit constituting the cell unit in the second slot.
  • the plurality of positive terminals constituting the first switching terminal group are arranged in the first slot so as to be aligned in a direction substantially orthogonal to the left-right direction, and the plurality of negative terminals constituting the second switching terminal group are The two slots are arranged in a direction substantially perpendicular to the left-right direction.
  • This configuration corresponds to, for example, Examples 2, 5, 6, 11, and 13.
  • the switching terminal group connected to the positive electrode is an electrically independent upper terminal and lower terminal
  • the switching terminal group connected to the negative electrode is an electrically independent upper terminal and lower terminal.
  • the upper terminal and the lower terminal of the negative electrode are connected to the first cell unit, and the negative upper terminal of the positive terminal is connected to the second cell unit.
  • a battery pack including a plurality of cell units and capable of switching a connection state of the plurality of cell units, the switching terminal group connected to the positive electrode or the negative electrode of each cell unit being shared.
  • the terminals of the electric device main body are inserted into the slots, and the switching terminal group is short-circuited by the terminals of the electric device main body so that the connection state of the plurality of cell units can be switched.
  • the switching terminal group has a positive-side parallel terminal group in which terminals connected to the positive electrode of each cell unit are arranged adjacently, and a negative-electrode side parallel terminal group in which terminals connected to the negative electrode of each cell unit are arranged adjacently.
  • the switching terminal group of the battery pack includes a terminal connected to the positive electrode of one cell unit and a terminal connected to the negative electrode of the other cell unit adjacent to each other in the series connection slot.
  • the positive electrode terminal pair and the negative electrode terminal pair of the battery pack are arranged side by side in the vertical direction, and the positive electrode receiving terminal and the negative electrode receiving terminal of the electric device body driven by the first voltage are the positive electrode
  • the terminal plate has such a width as to be in contact with both the terminal pair and the negative electrode terminal pair, and the positive power receiving terminal of the electric device body driven by the second voltage is in contact with only the upper side or the lower side of the positive terminal pair.
  • the width is narrowed so that the negative electrode power receiving terminal is in contact with only the upper side or the lower side of the negative electrode terminal pair, and the lower or upper terminal that is not in contact is wired to the series connection terminal pair, respectively. I made it.
  • the positive electrode terminal pair and the negative electrode terminal pair of the battery pack are arranged side by side on the front side and the rear side in the connection direction of the battery pack to the electric device body, and the electric device body driven by the first voltage has a positive electrode power receiving terminal.
  • the electrical device body driven by the second voltage is shortened so that the positive electrode receiving terminal contacts only the front side of the positive electrode terminal pair, and the negative electrode receiving terminal is It may be shortened so as to contact only the front side of the negative electrode terminal pair, and the terminals on the back side that are not in contact may be wired to the series connection terminal pairs.
  • one of the series connection terminal pairs is arranged on the front side in the connecting direction of the battery pack to the electric device main body, and the other is arranged on the far side.
  • one of the series connection terminal pairs is one side that intersects the connection direction of the battery pack to the electric device main body, the other is on the other side, and they are arranged apart from each other.
  • the switching device includes a plurality of cell units, and is switchable between a state in which the plurality of cell units are connected in parallel and a state in which the cell units are connected in series, and is connected to the positive electrode or the negative electrode of each cell unit.
  • Terminal groups are arranged adjacent to each other, and the parallel connection and the series connection can be switched according to the state in which the terminals of the electric device main body are connected to the switching terminal group.
  • the switching terminal group corresponds to, for example, the series terminal group and the parallel terminal group of the second embodiment, corresponds to the parallel terminal group and the serial terminal group of the fourth embodiment, and the positive terminal group and the negative terminal group of the fifth embodiment. This corresponds to the positive electrode terminal group and the negative electrode terminal group of Examples 5, 8, and 13.
  • two cell units configured by connecting a plurality of battery cells in series, and a plurality of connections connected to a device-side terminal formed in the mounting portion on the electric power tool main body side.
  • a battery pack having terminals, wherein the connection terminal has a power terminal and a signal terminal, and the power terminal has an electrically independent upper terminal and lower terminal.
  • the upper terminal and the lower terminal is connected to the power terminal of the high-voltage power tool body, and the other terminal not connected to the power terminal is short-circuited by the short-circuit means provided on the power tool body side.
  • This configuration mainly corresponds to the sixth and eighth embodiments, for example.
  • the positive terminal of the upper terminal of the power terminal and the negative terminal of the lower terminal are connected to the first cell unit.
  • the positive terminal of the lower terminal of the power terminal and the negative terminal of the lower terminal are connected to the second cell unit.
  • the fitting portions to be fitted so as to sandwich the side terminal are arranged side by side.
  • the fitting part of the upper terminal and the fitting part of the lower terminal were arranged at different positions as seen in the mounting direction of the battery pack.
  • the upper terminal and the lower terminal of the power terminal each have an arm set in which a fitting portion is formed, and are interposed in the vertical gap between the upper terminal arm set and the lower terminal arm set.
  • a substrate cover member made of a non-conductive material that covers both side surfaces and a part of the upper side of the lower terminal so as to extend between the adjacent connection terminals is provided.
  • the substrate cover member has a vertical wall extending in the vertical direction parallel to the adjacent terminals, and a horizontal wall extending in the horizontal direction so as to be interposed in the gap.
  • the upper terminal and the lower terminal of the power terminal each have two arm portions on which a fitting portion is formed, and the arm portion of the upper terminal is the arm portion of the lower terminal.
  • the fitting part of the upper terminal is arranged in front of the fitting part of the lower terminal.
  • the arm portion of the upper terminal may be shorter than the arm portion of the lower terminal, and the fitting portion of the upper terminal may be arranged on the rear side of the fitting portion of the lower terminal.
  • the power terminal is composed of a positive electrode terminal for charging, a positive electrode terminal for discharging, and a negative electrode terminal, and has an upper terminal and a lower terminal that are electrically independent.
  • the charging positive terminal and the upper terminal of the discharging positive terminal are electrically connected, and the charging positive terminal and the lower terminal of the discharging positive terminal are electrically connected.
  • the signal terminal has an upper arm portion and a lower arm portion that are connected to the same base portion, and the upper arm portion and the lower arm portion each have a fitting portion that engages with the device side terminal, and the upper arm portion.
  • the fitting part of the part and the fitting part of the lower arm part are arranged at the same position when viewed in the mounting direction of the battery pack.
  • the shape of the upper arm portion and the lower arm portion of the signal terminal is the same length, width and thickness, and is formed so as to extend from the base portion in parallel with the mounting direction of the battery pack.
  • the power tool body to which the battery pack is attached includes a power receiving terminal connected to only one of the upper terminal and the lower terminal, and an upper terminal and a lower terminal.
  • a short circuit for short-circuiting the side not connected to the power receiving terminal is provided.
  • the fitting portion of the upper terminal is arranged in front of the fitting portion of the lower terminal, and a notch for avoiding contact with the lower terminal on the lower side portion of the plate-shaped power receiving terminal A part may be provided.
  • the upper terminal fitting portion is arranged behind the lower terminal fitting portion to avoid contact with the upper terminal at the upper side portion of the plate-shaped power receiving terminal. May be provided.
  • the first cell unit and the second cell unit are connected in series with a plurality of battery cells, and the device side terminal formed on the mounting portion on the electric power tool body side is provided.
  • a battery pack having a plurality of power terminals and signal terminals to be connected, the power terminals each having an upper terminal and a lower terminal, and when mounted on a low-voltage first power tool body, Both the terminal and the lower terminal are connected to the power supply terminal of the first power tool body, and when attached to the second power tool body, only one of the upper terminal and the lower terminal is connected. And the other terminal of the upper terminal and the lower terminal is short-circuited.
  • the upper terminal has an arm part set for sandwiching the terminal part of the first or second electric tool body, and the arm part set of the upper terminal and the arm part set of the lower terminal are arranged side by side in the vertical direction.
  • an electrical device to which a battery pack is connected, the battery pack including a plurality of cell units and a plurality of positive terminals connected to the positive electrode of each cell unit as a first.
  • the electrical equipment body includes a positive input terminal to which one positive terminal of the positive terminal pair is connected, a negative input terminal to which one negative terminal of the negative terminal pair is connected, and the other positive terminal and negative terminal of the positive terminal pair
  • a short circuit that electrically connects the other negative terminal of the pair to each other, and when the battery pack is connected to the electrical device body, the cell units are connected to each other in series via the short circuit did.
  • the battery pack includes first and second cell units, a first terminal connected to the first cell unit, and a second terminal connected to the second cell unit and adjacent to the first terminal. And a single slot provided at a position corresponding to the first and second terminals, and the electric device body is inserted into the single slot and is the first of the first and second terminals. A third terminal connected to only one terminal and a fourth terminal inserted into a single slot and connected only to the second terminal among the first and second terminals are provided.
  • the first and third terminals are connected to each other in the single slot to become the first potential, and the second and fourth terminals are connected to each other. Both are second potentials different from the first potential.
  • two cell units each including a plurality of battery cells connected in series are connected to a device-side terminal formed on a mounting portion on the power tool body side.
  • a battery pack having a plurality of connection terminals, the connection terminal having a power terminal and a signal terminal, the power terminal having an electrically independent upper terminal and lower terminal, and the battery pack being a low-voltage electric tool body
  • the upper terminal and the lower terminal are commonly connected to the power terminal of the low-voltage power tool body, and when the battery pack is mounted to the high-voltage power tool body, the upper terminal and the lower terminal Is connected to the power terminal of the high-voltage power tool body, and the other terminal not connected to the power terminal is short-circuited by the short-circuit of the high-voltage power tool body.
  • the positive terminal of the upper terminal of the power terminal and the negative terminal of the lower terminal are connected to the first cell unit, the positive terminal of the lower terminal of the power terminal and the negative terminal of the upper terminal are connected to the second cell unit,
  • the fitting portions to be fitted so as to sandwich the device-side terminal are arranged side by side, and the fitting portion of the lower terminal is located on the front side as seen in the mounting direction of the battery pack from the fitting portion of the upper terminal.
  • two sets of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are provided independently, the first cell unit is connected to one set of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal, and the second cell is connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the other set.
  • Cell units are connected. When the battery pack is connected to the high-voltage electric device body, the first cell unit and the second cell unit are connected in series, and when the battery pack is connected to the low-voltage electric device body, The first cell unit and the second cell unit are connected in parallel.
  • an electric device having a battery pack and an electric device main body to which the battery pack is connected, the battery pack being provided with a plurality of cell units and a positive electrode of each cell unit.
  • a negative terminal pair disposed adjacent to each other, and the electrical equipment body includes a positive input terminal to which one positive terminal of the positive terminal pair is connected, a negative input terminal to which one negative terminal of the negative terminal pair is connected, A shorting element that electrically connects the other positive electrode terminal of the positive electrode terminal pair and the other negative electrode terminal of the negative electrode terminal pair to each other, and when the battery pack is connected to the electric device body, Cell units are connected in series with each other It was so that configuration.
  • the battery pack includes first and second cell units, and first and second cells connected to the first and second cell units, respectively, and arranged adjacent to each other. And a single slot provided at a position corresponding to the first and second terminals, and the device body is inserted into the single slot and is the first of the first and second terminals. A third terminal connected to only one terminal, and a fourth terminal inserted into a single slot and connected only to the second terminal of the first and second terminals. The second and fourth terminals are arranged at positions shifted vertically with respect to the first and third terminals, and the slot is configured to extend in the vertical direction.
  • a short circuit that short-circuits the second terminal for the positive electrode and a plurality of fourth terminals connected to the second terminal for the negative electrode is provided, and the short circuit is connected or disconnected by an operator's operation.
  • the switch means which can be provided.
  • the switch means may be controlled to be turned on or off in conjunction with the operation of the trigger lever of the electrical device. Further, the switch means may be turned on with a time difference in turning on the trigger lever of the electric device, and may be turned off with a time difference in turning off the trigger lever. Furthermore, until the trigger lever is operated while the battery pack is connected to the electrical device, the plurality of cell units remain disconnected from each other, and when the trigger switch is operated, the plurality of cell units are connected in series. .
  • a microcomputer for controlling the operation of the entire electric device is provided on the electric device main body side, and the switch means performs the function of a main switch for starting or stopping the microcomputer of the electric device.
  • two cell units each including a plurality of battery cells connected in series are connected to a device-side terminal formed on a mounting portion on the power tool body side.
  • a battery pack having a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, a positive electrode terminal slot and a negative electrode terminal slot penetrating the device side terminal, wherein the positive electrode terminal is separated in the insertion direction of the device side terminal in the same slot.
  • the front and rear negative terminals are arranged side by side so as to be separated from each other in the insertion direction of the equipment side terminals in the same slot.
  • the front positive terminal and the rear negative terminal are connected to the first cell unit, and the front negative terminal and the rear positive terminal are connected to the second cell unit.
  • the front positive terminal and the rear positive terminal, and the front negative terminal and the rear negative terminal are respectively connected to the positive input terminal and the negative input terminal of the low voltage electric tool body. They are connected so as to be short-circuited.
  • the battery pack is mounted on the high-voltage electric tool body, only one of the front positive terminal and the rear positive terminal is connected to the positive input terminal of the high-voltage electric tool body, and one of the front negative terminal and the rear negative terminal Are connected to the positive input terminal of the high-voltage power tool body, and the other terminals are short-circuited.
  • the distance between the front side positive terminal and the rear side positive terminal and the distance between the front side negative terminal and the rear side negative terminal were made larger than the length in the insertion direction of the electrode part of the short circuit that short-circuits between the terminals.
  • the front-side positive terminal and the front-side negative terminal are shaped to allow passage of a short-circuit element of the high-voltage electric tool body or a part of the positive-electrode input terminal and a part of the negative-voltage input terminal of the low-voltage electric tool body in the mounting direction. is there.
  • the front-side positive terminal and the front-side negative terminal have an inverted ⁇ -like cross-sectional shape, and have an opening that extends in the left-right direction upward, and are fitted on both sides of the plate-like positive input terminal and the negative input terminal.
  • the front positive terminal has a fitting part sandwiched from both sides of the positive electrode input terminal of the electric power tool body
  • the front negative terminal has a fitting part sandwiched from both surface sides of the negative electrode input terminal of the electric tool main body.
  • the longitudinal direction of the contact area of the part was made parallel to the insertion direction of the device side terminal.
  • the front positive terminal has a fitting portion that is sandwiched from both sides of the positive input terminal of the power tool body, and the front negative terminal is sandwiched from both sides of the negative input terminal of the power tool body. It had a fitting part, and it was made for the longitudinal direction of the contact area of each fitting part to become an orthogonal direction with the insertion direction of an apparatus side terminal.
  • the rear positive terminal, the front positive terminal, the rear negative terminal, and the front positive terminal are formed of common components, and the common components are connected to the circuit board by soldering.
  • the low-voltage electrical device body side is simultaneously fitted to the positive input terminal that is long in the insertion direction so as to be fitted to the front positive terminal and the rear positive terminal at the same time when installed, and to the front negative terminal and the rear negative terminal at the time of installation. And a negative input terminal that is long in the insertion direction, and operates with a voltage of a parallel connection of the first cell unit and the second cell unit.
  • the high-voltage electrical equipment body is connected to a positive input terminal connected to only one of the front positive terminal and the rear positive terminal at the time of mounting, and to only one of the front negative terminal and the rear negative terminal at the time of mounting.
  • the short-circuit is a short bar formed by bending a thin metal plate into a U-shape, a terminal extending in the horizontal direction, and a terminal extending in the vertical direction and fitting with either the positive electrode terminal or the negative electrode terminal.
  • the power terminal includes a plurality of power terminals and a plurality of signal terminals, and the power terminal and the signal terminals are arranged adjacent to each other in the lateral direction, and the insulation is provided between the plurality of terminals.
  • a substrate cover having a body partition was provided.
  • the substrate cover has a connecting member positioned on the front side of the terminal adjacently disposed in the lateral direction, and a plurality of vertical walls connected to the rear of the connecting member and formed to extend above the upper surface of the connecting member, The plurality of vertical walls adjacent to the power terminal are extended upward to a position partially overlapping with both side arm portions of the power terminal in a side view.
  • the vertical wall adjacent only to the signal terminal is formed at the same height or lower than the vertical wall adjacent to the power terminal in a side view.
  • the power terminal has an upper arm set and a lower arm set, and the upper end of the vertical wall adjacent to the power terminal is located above the upper end of the lower arm set.
  • the battery pack has first and second cell units configured by connecting a plurality of cells in series, and the power terminal has an upper terminal and a lower terminal that are electrically independent, and the upper terminal And the leg of the lower terminal are arranged adjacent to each other in the front-rear direction, the positive terminal of the upper terminal of the power terminal and the negative terminal of the lower terminal are connected to the first cell unit, and the positive terminal and upper side of the lower terminal of the power terminal
  • the negative electrode of the terminal is connected to the second cell unit, and the rear end position of the vertical wall adjacent to the power terminal is located behind the leg portion of the lower terminal. The rear end position of the vertical wall adjacent to the power terminal is located on the rear side of the leg portion of the upper terminal.
  • the power terminal and the signal terminal of the battery pack have legs, and are fixed by soldering after passing the legs through the through holes formed in the circuit board,
  • the connecting member of the board cover is positioned on the front side of the plurality of legs, and the board cover is fixed to the circuit board with the vertical wall positioned between the terminals.
  • the upper terminal and the lower terminal of the power terminal each have an arm part set in which a fitting portion is formed, and the vertical wall adjacent to the power terminal has an arm part set of the upper terminal and an arm part set of the lower terminal.
  • a horizontal wall extending so as to be interposed in the vertical gap is connected.
  • the substrate cover member is an integrally molded part made of an insulating material that partitions a plurality of terminals.
  • an electrical apparatus including a battery pack having a plurality of cell units and a tool body having a plurality of series terminals configured to connect the plurality of cell units in series
  • the trigger switch When the trigger switch is connected between the series terminals and the battery pack is connected to the tool and the trigger switch is operated, the multiple cell units are kept disconnected from each other.
  • a plurality of cell units were configured to be connected in series.
  • a plurality of cells connected in series to each other, a plurality of cells, and a plurality of devices connected to a device-side terminal formed in the mounting portion on the electric device body side.
  • a battery pack having a connection terminal, the connection terminal having a power terminal and a signal terminal, the power terminal having an electrically independent upper terminal and a lower terminal, and the power terminal being an independent upper terminal and a lower terminal It has a terminal.
  • the bridge portion of the upper terminal is extended in the front-rear direction
  • the bridge portion of the lower terminal is extended in the vertical direction
  • the length of the arm set of the upper terminal and the length of the arm set of the lower terminal are the same. Configured.
  • the battery pack includes two cell units configured by connecting a plurality of cells in series, and a plurality of connection terminals connected to a device-side terminal formed in a mounting portion on the electric device body side.
  • the connection terminal has a power terminal and a signal terminal
  • the power terminal has an electrically independent upper terminal and a lower terminal
  • when the battery pack is attached to the low-voltage electrical device body When the lower terminal is connected in common to the power terminal of the low-voltage electrical device and the battery pack is installed in the main body of the high-voltage electrical device, only one of the upper terminal or the lower terminal is the power terminal of the high-voltage electrical device.
  • the length of the arm set of the upper terminal and the length of the arm set of the lower terminal are the same.
  • the pinching load due to the arm set of the upper terminal and the pinching load due to the arm set of the lower terminal are the same.
  • the plurality of power terminals and the signal terminal are held by a circuit board included in the battery pack, and a leg portion is formed on the lower side of the power terminal to pass through a through hole formed in the circuit board. It is joined to the circuit board on the side where the circuit board of the leg is penetrated, and the battery pack is attached to the joint part between the leg part of the upper terminal and the circuit board rather than the joint part between the leg part of the lower terminal and the circuit board. Arranged on the rear side as seen in the direction.
  • the positive terminal of the upper terminal of the power terminal and the negative terminal of the lower terminal are connected to the first cell unit, the positive terminal of the lower terminal of the power terminal and the negative terminal of the lower terminal are connected to the second cell unit, and the battery pack
  • the upper terminal and the lower terminal are electrically independent.
  • the arm set of the upper terminal and the arm set of the lower terminal have a fitting portion that is fitted so as to sandwich the device-side terminal, and the arm set of the upper terminal in a state where it is not attached to the electric device body.
  • the fitting part was kept in a non-contact state, and the fitting part of the arm set of the lower terminal was kept in a non-contact state.
  • the minimum distance d1 between the arm portions of the upper terminal and the minimum distance d2 between the arm portions of the lower terminal when not attached to the electric device main body is d1 ⁇ d2.
  • the power receiving terminal of the electrical equipment body is plate-shaped, and when the upper terminal and the lower terminal are contacted at the same time, the fitting pressure between the upper terminal and the receiving terminal and the fitting pressure between the lower terminal and the receiving terminal are substantially the same.
  • the shape of the base part to which the arm part set of the upper terminal is connected is different from the shape of the base part holding the arm part of the lower terminal, and the tip position of the arm part set of the upper terminal is attached to the battery pack.
  • connection portion between the base portion of the upper terminal and the arm portion set is substantially L-shaped in a side view, and has a connection reinforcing portion in which the inner corner portion is diagonally reinforced, and the base portion and arm portion set of the lower terminal.
  • the connection portion is substantially L-shaped in a side view, and the outer corner portion has a cut-off portion cut off obliquely.
  • a substrate cover member made of a non-conductive material that partitions a plurality of terminals is provided.
  • the upper arm set and the lower arm have a plurality of power terminals and a plurality of signal terminals, and the power terminals and the signal terminals are fitted so as to sandwich the device side terminal.
  • the upper and lower arm sets of power terminals are connected to different base parts to be electrically independent, and the two separate base parts are fixed apart on the circuit board.
  • the upper and lower arm sets of signal terminals are connected to a common base portion so as to be electrically the same, and the common base portion is fixed to the circuit board.
  • the base portion of the power terminal has a substantially L shape in a side view, and is configured such that the fitting pressure of the upper arm set and the fitting pressure of the lower arm set of the power terminal are the same.
  • the upper arm set and the lower arm set of the power terminal have fitting portions bent in a convex shape toward the inner sides facing each other, and the curvature radii R1 of the inner surfaces of the respective fitting portions are equal. I did it.
  • the battery cell, the plurality of connection terminals connected to the device-side terminal of the mounting partner device, the battery cell and the connection terminal are accommodated and the mounting partner device is accommodated.
  • the connection terminal has an arm portion having a spring property, and a connection portion that contacts the device side terminal is formed in a part of the arm portion.
  • the connecting portion is a convex shape for contacting the device side terminal at a linear contact portion or an elongated planar contact region, and the longitudinal direction of the contact portion or contact region of the connection portion is It arrange
  • the connection terminal has a base portion formed by bending a metal plate into a U shape, and two arm portions are formed so as to extend in parallel from a part of one side surface and the other side surface of the base portion. Is done.
  • the convex outer shape of the connecting portion is a semi-cylindrical shape.
  • the device-side terminal is a metal flat plate extending in the vertical direction and in the mounting direction, and the connecting portion is in contact with the flat plate from the left and right sides of the flat plate, and the upper side of the longitudinal center line of the contact portion or the contact area is the lower side
  • the fitting portion is formed obliquely so as to fall to the rear side or to the front side.
  • a circuit board having a plurality of terminal mounting holes is provided for fixing a plurality of connection terminals side by side, and the connection terminals are provided on one side surface of the base portion. Legs extending downward from the lower side of each of the other side surfaces are provided, and the plurality of connection terminals are fixed to the circuit board by penetrating the leg parts through the terminal mounting holes and soldering to the circuit board.
  • the connection terminals are arranged adjacent to each other in two stages in the vertical direction, and the arm portions of these connection terminals are arranged side by side in the vertical direction.
  • the connection terminal has two arm portions that extend separately from the base portion in the vertical direction, and a fitting portion is formed in each arm portion.
  • the inclination direction of the longitudinal center line of the contact portion or contact region by the upper arm portion is formed to be the same direction as or different from the inclination direction by the lower arm portion.
  • the arm portion includes a throttle portion that is bent into a first throttle shape as it moves away from the base portion that is bent in a U-shape, and an arm portion that is formed at the front end of the throttle portion and that faces the arm portion. And a guide portion that is formed on the front side of the fitting portion and that is formed in a protrusive shape so as to facilitate the insertion of the device-side terminal.
  • the battery pack and the electric motor having a terminal holder (terminal portion) that establishes an electrical connection state with the connection terminal of the battery pack and holds a plurality of device-side terminals.
  • a tool is provided with two parallel projecting portions extending in the front-rear direction on the battery pack, and each of the projecting portions is provided with a rail portion that engages with a rail groove on the tool side, and is formed between the projecting portions.
  • An engaged portion for fitting with the terminal holder was provided in the opening to suppress the relative movement in the vertical direction between the terminal holder and the battery pack.
  • the battery pack includes an upper surface between rail surfaces provided in parallel, a lower surface that is stepped down from the upper surface, a plurality of slits at step portions between the upper surface and the lower surface, and an opening that connects the slits.
  • the terminal holder is provided with an engaging portion for engaging with the engaged portion.
  • the terminal holder is a molded product of synthetic resin, in which a vertical surface and a horizontal surface are formed, and a plate-like device side terminal is cast so as to be orthogonal to both the surfaces. It is fixed by.
  • the device-side terminal is a rectangular metal plate, and one of the long sides is in contact with the horizontal plane, and one of the short sides is in contact with the vertical plane.
  • the terminal holder was provided with a protrusion protruding in the left-right direction from both left and right ends as an engaging portion. Further, the terminal holder is commonly in contact with the other part of the long side of the device-side terminal and is connected to a vertical surface, and forms a guide surface arranged in parallel with the horizontal plane.
  • Engagement portions were formed on the left and right sides.
  • the engaging portion is formed so as to be flush with the guide surface.
  • the engaging portion is a recess directly formed in the case of the battery pack, and the engaging portion is positioned in the recess.
  • a cover member for covering the internal substrate is provided at the opening of the battery pack, and an engaged portion is provided on the cover member, and the engaging portion is engaged with the engaged portion.
  • cushion materials such as a self-lubricating rubber which contacts the outer wall surface of a battery pack, in the surface facing a battery pack of a guide surface.
  • an insulating material partition is provided between a plurality of device side terminals arranged side by side on the side of the plate-like device side terminal of the terminal holder on the main body side.
  • an insulating partition is provided between the positive input terminal and the negative input terminal.
  • a plurality of plate-like signal terminals are provided between the positive electrode input terminal and the negative electrode input terminal, and a partition made of an insulator is preferably provided between the signal terminal and the positive electrode input terminal.
  • the size of the partition is preferably equal to or larger than the size of the positive electrode input terminal in the vertical direction, and may be manufactured by integral molding using the same material as the base of the terminal holder.
  • the device side terminal is manufactured from a highly elastic material.
  • a positive electrode terminal having two sets of arm portions arranged in the vertical direction
  • a battery pack having a negative electrode terminal having two sets of arm portions arranged in the vertical direction
  • a battery A terminal holder that fits into the pack, and includes a plate-shaped device-side upper terminal inserted between the upper arm set and a plate-shaped device-side lower terminal inserted between the lower arm set.
  • a first guide part was provided.
  • the terminal holder is provided with a guide portion of an insulating material that engages with the positive electrode terminal and the negative electrode terminal.
  • an upper arm set and a lower arm set are guided on the upper side of the upper terminal of the terminal holder and the lower side of the lower terminal, and a second guide portion made of an insulator is provided.
  • the present invention it is possible to switch between connecting a plurality of cell units accommodated in a battery pack in parallel to each other or connecting them in series, so that the output voltage can be switched between electric devices having different voltages. It is possible to provide a battery pack that can be used in common and an electric device using the battery pack.
  • the output voltage of the battery pack is automatically switched to the output voltage suitable for the connected electric device main body. It is possible to provide a battery pack that can be easily set and can effectively prevent a voltage setting error, and an electric device using the battery pack. Moreover, according to this invention, the battery pack which suppressed suppressing the dimension and weight of a battery pack can be provided.
  • the voltage switching element for switching the output voltage of the battery pack is arranged in the terminal arrangement area where the power supply terminal of the battery pack is arranged, or the position where the power supply terminal of the battery pack is arranged Since it arrange
  • the voltage switching element for switching the output voltage of the battery pack is constituted by the terminals of the battery pack, the mechanical for switching between the low voltage parallel connection circuit and the high voltage series connection circuit is provided.
  • a simple switch mechanism is not required, and it can be used for electric devices of different voltages, and an easy-to-use battery pack can be realized.
  • the manufacturing cost can be reduced compared to using a mechanical switch mechanism, and the durability can be improved. Therefore, it is possible to provide an electric device in which both or one of the electric device main body and the battery pack are configured with a simple structure.
  • the contact terminal for 108V output is provided on the back side of the battery pack with respect to the 36V output terminal, it is possible to ensure a long distance at the time of high voltage output.
  • the voltage switching element of the battery pack is configured by a battery pack side terminal connected to a plurality of cell units, and the switching element of the electric device body can be connected to the battery pack side terminal. Since the plurality of cell units are not connected when the battery pack is removed, an optimal state can be obtained during transportation and storage. Therefore, when transporting an electric device, it is possible to provide a battery pack capable of blocking the mutual connection of a plurality of lithium ion batteries and the like housed in the battery pack, and an electric device using the battery pack.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a drive control system of a motor 35.
  • (1) is an example of a connection in the electric tool main body 30A shown in FIG.3 and FIG.4, (2) and (3) is a diagram showing a connection example according to the modification.
  • (1) is a circuit block diagram of a drive control system of the electric tool main body 30B
  • (2) is a circuit block diagram of a drive control system of the electric tool main body 30C.
  • It is a perspective view which shows the external appearance shape of the battery pack 100 of a 1st Example.
  • 2A and 2B are views showing a cell pack 150 housed in the battery pack 100, wherein FIG. 1A is a perspective view, and FIG.
  • 2B is a side view of the cell pack 150 viewed from the axial direction of the cell 151;
  • (1) is a figure which shows the state of the terminal part 20A vicinity at the time of mounting the battery pack 100 to the electric tool main body of rating 36V,
  • (2) is the connection circuit diagram.
  • (1) is a figure which shows the state of the terminal part 80 vicinity at the time of mounting the battery pack 100 in the electric tool main body of rated 108V,
  • (2) is the connection circuit diagram.
  • It is a perspective view which shows the shape of the battery pack 200 which concerns on 2nd Example, and the terminal part connected to it, (1) shows the state at the time of connecting to the electrical equipment of rating 36V, (2) is rated The state at the time of connecting to the 108V electric equipment is shown.
  • FIGS. 13A and 13B are diagrams illustrating the shapes of terminals 231 to 235 in FIG. 12, in which (1) is a top view, and (2) is a side view of the terminal group 232 (a view from the direction B in (1)). It is a figure which shows the state when the battery pack 200 is mounted
  • FIG. 17 is a diagram showing the components of the voltage switching mechanism 320 disposed in the battery pack 300 of FIG. 16, particularly on the rear side of the stepped portion 312 and in the vicinity of the positions of the slits 321 to 324.
  • (1) is a figure which shows the accommodation position in the battery pack 300 of the voltage switching mechanism 320
  • (2) is a developed view seen from the upper surface of the voltage switching mechanism 320
  • (3) is a cross-sectional view taken along the line CC of (1). It is explanatory drawing about the connection state of the cell pack by the voltage switching mechanism 320 when connecting with the electrical equipment of rating 18V, (1) is a state before mounting
  • connection state of the cell pack by the voltage switching mechanism 320 when connecting with the electrical equipment of rated 36V (1) is a state before mounting
  • FIG. It is a figure which shows the state in which the terminal parts 650 and 680 and the battery pack 600 were connected by attaching the battery pack 600 to an electric equipment main body, (1) shows the connection state at the time of 18V output, (2) The connection state at the time of 36V output is shown.
  • FIG. 6 It is a figure which shows the shape of the battery pack cover 640 with which the battery pack 600 is mounted
  • (3) is a side view of the terminal portion 730
  • (4) and (5) are a front view and a perspective view of the terminal portion 730.
  • It is a figure for demonstrating the shape of the terminal part 770 which concerns on the modification 2 of a 5th Example.
  • It is a figure for demonstrating the shape of the terminal part 800 which concerns on the modification 4 of a 5th Example.
  • FIG. 10 is a perspective view of a battery pack 1100 according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 40 is a perspective view of the battery pack 1100 of FIG. 38 with the upper case 1110 removed.
  • FIG. 39 is a diagram showing a single shape of the power terminals (1161 and 1171, 1162 and 1172, 1167 and 1177) in FIG. 39, wherein (1) is a perspective view of the whole and (2) is a perspective view of the upper terminal component 1200.
  • FIG. (3) is a perspective view of the lower terminal component 1220. It is a perspective view which shows the connection state to a power tool main body with an electric power terminal, (1) shows the state connected to the power tool main body 1030 of a present Example, (2) shows the state connected to the conventional power tool main body 1001 Indicates.
  • (1) is a perspective view of the terminal part 1050 of the electric power tool main body 1030 of the sixth embodiment, and (2) is a diagram showing a connection state between the terminal part 1050 and the power terminal of the battery pack 1100.
  • (1) is a perspective view of a terminal portion 1020 of a conventional electric power tool main body 1001
  • (2) is a diagram showing a connection state between the terminal portion 1020 and a power terminal of the battery pack 1100. It is a figure which shows the single-piece
  • FIG. 40 is a perspective view of an upper case 1110 in FIG. 38. 5 is a perspective view for explaining a method of applying a resin to a circuit board 1150.
  • FIG. 40 is a perspective view of an upper case 1110 in FIG. 38. 5 is a perspective view for explaining a method of applying a resin to a circuit board 1150.
  • FIG. 55 is a partially enlarged view of the connection terminal of FIG. 54.
  • 54 is an enlarged view of the terminal component of FIG.
  • FIG. 54 wherein (1) is a perspective view and (2) is a diagram for explaining a contact length in a fitting portion.
  • FIG. It is a perspective view which shows the terminal component 1500 which concerns on the modification of a 7th Example. It is an expansion
  • FIG. 59 is an exploded perspective view for explaining a battery cell stack state and a wiring method using the separator 2445 of FIG. 58. It is a figure which shows the single-piece
  • connection circuit of the state connected to the electric tool main body 1030 of a present Example (2) is conventional.
  • the connection circuit connected to the electric tool main body 1001 is shown.
  • (1) is a perspective view of the terminal portion 2050 of the electric power tool main body 1030 of this embodiment
  • (2) is a perspective view of the short bar 2059 alone
  • (3) is a power terminal of the terminal portion 2050 and the battery pack 2100. It is a figure which shows the connection method.
  • (1) is a perspective view of a terminal unit 2020 of a conventional electric power tool main body 1001
  • (2) is a diagram illustrating a connection state between the terminal unit 2020 and a power terminal of a battery pack 2100.
  • 59 is a side view of the separator 2445 after assembling the components of FIG. 59
  • (1) is a right side view
  • (2) is a left side view.
  • It is a perspective view which shows the state which fixed the circuit board 2150 to the separator 2445 (the perspective view seen from the upper left front).
  • It is a perspective view which shows the state which fixed the circuit board 2150 to the separator 2445 (the perspective view seen from the upper right back).
  • FIG. 66 is a diagram showing the connection terminal group of FIG. 66 and a substrate cover 2180 disposed around the connection terminal group, wherein (1) is a perspective view seen from the upper left front and (2) is a perspective view seen from the upper right rear. (3) is a front view.
  • 68 is a diagram of the substrate cover 2180 alone, (1) is a perspective view seen from the upper left front, (2) is a perspective view seen from the lower right front, and (3) is a front view.
  • FIG. 66 is a diagram showing the connection terminal group of FIG.
  • FIG. 73 (1) and 73 (2) are perspective views showing a terminal portion 2200 according to the ninth embodiment of the present invention.
  • (1) (3) is a perspective view from another angle of the terminal part 2200, (2) is a front view.
  • FIG. 1 It is a perspective view of the terminal part 2050A which concerns on the 10th Example of this invention, (2), (3) is a perspective view of a power terminal part. It is a schematic circuit diagram of the battery pack and electric equipment main body which concerns on the 11th Example of this invention. 76 is a diagram for explaining the operation of the short bar connection switch 2059d in FIG. 76 and the operation timing of the trigger switch 2034 and the motor.
  • FIG. It is a figure which shows the terminal holder 2500 for 18V based on the 12th Example of this invention, (1) is a perspective view, (2) is a front view. It is a figure which shows the terminal holder 2500 of FIG. 78, (1), (3) is a perspective view, (2) is a front view.
  • FIG. 79 is a partial side view showing a state in which the terminal holder 2500 of FIG. 78 is connected to a conventional battery pack 1015.
  • FIG. It is a figure which shows the shape of the terminal holder 2550 for 36V based on the 12th Example of this invention, (1) is the perspective view seen from the bottom, (2) is a left view. It is a figure which shows the terminal holder 2550 of FIG. 81, (1) is a front view, (2) is a bottom view, (3) is a top view. (1) is a side view of the terminal holder 2550 of FIG. 81, and (2) is a side view in which the illustration of the side wall portion of the substrate cover 2180 is omitted from the view of (1).
  • FIG. 87 is a view showing a terminal portion 2650 according to a modification of the twelfth embodiment, wherein (1) is a cross-sectional view of a portion corresponding to the DD portion of FIG. 84, and (2) is a partially enlarged view of (1).
  • FIG. 85 is a view showing a modification of fixing the terminal portion 2650 of FIG. 85 to the substrate cover 2680, (1) is a cross-sectional view of a portion corresponding to the DD portion of FIG. 84, and (2) is a view of (1).
  • FIG. 28 It is a perspective view which shows the connection state to the electric tool main body of an electric power terminal, (1) shows the state which attaches the battery pack 2860 to the electric tool main body 2801 for 18V, (2) shows the electric tool main body 2830 for 36V. Shows a state where the battery pack 2860 is mounted. It is a figure for demonstrating the condition at the time of mounting the battery pack 2860 in the electric tool main body 2830 of 36V specification. It is a figure for demonstrating the condition at the time of mounting the battery pack 2860 in the electric tool main body 2801 of 18V specification. It is a top view showing the terminal arrangement on the battery pack 2860 side and the terminal shape and arrangement of the electric power tool main body 2830.
  • FIG. 1 is a view for explaining a mounting state of a battery pack according to the present embodiment to an electric tool.
  • An electric tool that is one form of electric equipment is a tool that has a battery pack and fastens bolts, nuts, screws, and the like with a tip tool such as a bit, and is called a so-called impact tool.
  • the electric power tool main body 30 is a tool that performs tightening work such as bolts and nuts (not shown) by applying rotational force and axial striking force to a tip tool such as a socket wrench (not shown).
  • These electric power tool main bodies 1 and 30 are provided with housings 2 and 32 that are outer frames forming an outer shape, and handle portions 3 and 33 are formed in the housings 2 and 32.
  • the electric power tool main bodies 1 and 30 drive a motor (not shown) housed in the housings 2 and 32 using a direct current supplied from the battery pack 15 or 100 as a power source.
  • Trigger-like operation switches 4 and 34 are provided in the vicinity of the handle portions 3 and 33 where the index finger hits when the operator grips the battery pack 15 and the battery packs 15 and 33 are provided below the handle portions 3 and 33. Battery pack mounting portions 10 and 40 for mounting 100 are formed.
  • the electric tool body 1 is an electric device that uses a battery pack 15 having a rated voltage of 36V. Accordingly, the battery pack 15 can be mounted on the battery pack mounting portion 10 of the 36V-compatible electric device (power tool main body 1) as in the combination of arrows a.
  • the power tool main body 30 requires a high voltage equivalent to a commercial voltage of a rated voltage of 108V, and the battery pack 100 capable of outputting 108V is mounted on the battery pack mounting portion 40 as indicated by an arrow b1.
  • the battery pack 100 capable of outputting a high voltage 30 lithium ion battery cells with a rating of 3.6 V are accommodated.
  • the battery pack 100 is configured to support a plurality of voltages, By enabling output at a low voltage, the battery pack 100 can be attached to the 36V-compatible power tool body 1 as indicated by an arrow b2.
  • the battery pack mounting portions 10 and 40 have substantially the same shape. It is important to be able to switch 100 voltages.
  • the set voltage of the battery pack 100 does not correspond to the voltage of the electric device or power tool to be mounted, it is important that the battery pack 100 cannot be mounted.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the shape of the battery pack mounting portion 10 of the electric power tool body 1. Not only the electric tool but also all electric devices using a battery pack are formed so that a battery pack mounting portion 10 is formed in accordance with the battery pack to be mounted, so that an incompatible battery pack cannot be mounted.
  • the battery pack mounting portion 10 rail grooves 11a and 11b extending in parallel in the front-rear direction are formed in inner wall portions on both the left and right sides, and a terminal portion 20 is provided therebetween.
  • the terminal portion 20 is manufactured by integral molding of a non-conductive material such as synthetic resin, and there are three metal terminals, that is, a positive input terminal 21, a negative input terminal 22, and an LD terminal 23 (abnormal signal terminal). It is firmly fixed by being cast.
  • the LD terminal 23 functions as a signal terminal for inputting or outputting information or signals.
  • the terminal portion 20 includes not only a vertical surface 20a that serves as an abutment surface in the mounting direction (front-rear direction) but also a horizontal surface (upper surface as viewed from the terminals 21 to 23) 20b. This surface slides on the surface 115 (described later in FIG. 3).
  • a curved portion 12 that contacts the raised portion 132 of the battery pack 100 is formed, and a protruding portion 24 is formed near the left and right center of the curved portion 12.
  • the projecting portion 24 is a boss for screwing the housing of the electric power tool main body 1 that is divided into two in the left-right direction, and is fixed by screws 26 and nuts from the left-right direction.
  • the protrusion 24 also serves as a stopper that restricts relative movement of the battery pack 100 in the mounting direction.
  • the width S1 in the left-right direction of the protrusion 24 is a width corresponding to a stopper portion (described later) formed on the battery pack 100 side.
  • FIG. 3A and 3B are views showing another power tool main body 30A compatible with 108V, in which FIG. 3A is a side view in a state where power is supplied from the power cord 90, and FIG. 3B is a bottom view of the battery pack mounting portion 40.
  • (3) is a diagram showing the shapes of the power cord 90 and the connector section 93.
  • the electric tool main body 30A is a brushless motor whose motor is used with a specification equivalent to AC 100V, for example, a brushless DC motor driven by an inverter circuit (described later in FIG. 4).
  • the direct current 108V output from the battery pack 100 is input to the inverter circuit, or a commercial power supply such as an alternating current 100V (60 Hz) is rectified by a rectifier circuit described later and then input to the inverter circuit.
  • a commercial power supply such as an alternating current 100V (60 Hz) is rectified by a rectifier circuit described later and then input to the inverter circuit.
  • the power cord 90 attached to the power tool main body 30A has two terminals 92a and 92b on one side of the connection cord 94, and has a plug portion 91 to be attached to an outlet of a commercial power source.
  • a connector portion 93 connected to the power tool main body 30A is formed.
  • the place where the connector portion 93 is connected is disposed in the battery pack mounting portion 40 after the battery pack 100 is removed. That is, when connecting the power cord 90 to the power tool main body 30A, it is necessary to remove the battery pack 100 from the power tool main body 30A. Conversely, when attaching the battery pack 100 to the power tool main body 30A, the power cord 90 Need to be removed.
  • FIG. 3B is a view of the battery pack mounting portion 40 of the electric power tool main body 30A as viewed from below, and is a view taken in the direction of arrow A in FIG.
  • This figure shows a state in which both the battery pack 100 and the power cord 90 are removed.
  • the battery pack 100 is mounted on the battery pack mounting portion 40 such that the battery pack 100 is slid from the rear side to the front side (right to left in the figure). Therefore, an opening is formed on the mounting surface 40a on the upstream side in the mounting direction, and two rail grooves 48a and 48b are formed on the side. Further, a recessed portion 40b formed so as to be recessed upward is formed on the upstream side (rear side portion) from the opening portion.
  • a terminal portion 41 connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the battery pack 100 is provided near the center of the portion sandwiched between the rail grooves 48a and 48b of the mounting surface 40a.
  • an AC socket 49 is provided at a portion slightly rearward of the terminal portion 41.
  • the AC socket 49 is formed with a pin-shaped first terminal 49a, second terminal 49b, and third terminal 49c in the circumferential direction.
  • FIG. 3 (3) is a diagram showing the shape of the connector portion 93 of the power cord 90.
  • the left side is a view of the connector portion 93 viewed from the outside in the longitudinal direction, and the right side is the entire power cord 90 including the connector portion 93 It is a side view which shows a shape.
  • a male screw is formed on the outer peripheral surface of the connector main body 93a, and a cylindrical fixing screw 93b is relatively rotatable on the outer peripheral side of the male screw and is held in a state where the amount of movement in the axial direction is limited.
  • the outer shape of the connector portion 93 is circular, and three female terminals, a first terminal 95a, a second terminal 95b, and a third terminal 95c are arranged side by side in the circumferential direction on the inner peripheral portion.
  • the third terminal 49c may be in a non-wiring state within the electric power tool main body 30A or grounded. It may be used as a line.
  • the fixing screw 93b holds the power cord 90 so that it does not fall out of the electric power tool body 30A.
  • the power supply cord 90 can be fixed so as not to come off from the electric tool main body 30A by tightening the fixing screw 93b and screwing it with the male screw on the AC socket 49 side. .
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the drive control system of the motor 35.
  • a brushless motor 35 is generated by generating an excitation current from the DC supplied from the battery pack 100 using an inverter circuit 70 and flowing the excitation current to a predetermined coil of the motor 35 while switching the excitation current. Rotate. Input from the battery pack 100 is input via a positive electrode input terminal 81 connected to the positive electrode terminal 161 of the battery pack 100 and a negative electrode input terminal 82 connected to the negative electrode terminal 162 of the battery pack 100.
  • the motor 35 can be, for example, an inner rotor type, and includes a rotor (rotor) 35a including a plurality of sets (two sets in this embodiment) of permanent magnets (magnets) including N poles and S poles.
  • a rotor (rotor) 35a including a plurality of sets (two sets in this embodiment) of permanent magnets (magnets) including N poles and S poles.
  • the stator 35b is arranged at a predetermined interval, for example, every 60 °
  • the three rotational position detecting elements (Hall elements) 65 are provided. These outputs are converted into a pulse train by the rotational position detection circuit 53 and output to the calculation unit 51.
  • the rotation speed detection circuit 54 detects the rotation speed of the motor 35 using the output of the rotation position detection circuit 53 and outputs it to the calculation unit 51.
  • the calculation unit 51 determines the energization direction and time for the stator windings U, V, and W using these outputs.
  • the control signal output circuit 52 forms a drive signal for switching predetermined switching elements Q1 to Q6 in accordance with an instruction from the calculation unit 51 based on the output signals of the applied voltage setting circuit 58 and the rotational position detection circuit 53, and driving the drive signal.
  • the signal is output to the inverter circuit 70.
  • Inverter circuit 70 includes six switching elements Q1-Q6 such as IGBTs connected in a three-phase bridge format. Each gate of the switching elements Q1 to Q6 is connected to the control signal output circuit 52, and each emitter or each collector is connected to the stator windings U, V, and W connected in a star connection.
  • the six switching elements Q1 to Q6 perform a switching operation by the switching element drive signals (drive signals such as H1 to H6) input from the control signal output circuit 52, and are applied to the inverter circuit 70.
  • 100 DC voltages are applied to the stator windings U, V, and W as three-phase (U-phase, V-phase, and W-phase) voltages Vu, Vv, and Vw.
  • the calculation unit 51 sets whether or not the trigger 34A (or the operation switches 4 and 34 in FIG. 1) for operating the operation switch 56 is operated by the switch operation detection circuit 57, and changes depending on the amount of operation (stroke). Based on the signal from the applied voltage setting circuit 58, the pulse width (duty ratio) of the PWM signal is changed, and the gates of the six switching elements Q1 to Q6 are driven via the control signal output circuit 52. By this drive control, the power supply amount to the motor 35 is adjusted, and the start / stop of the motor 35 and the rotation speed are controlled.
  • the PWM signal is supplied to any one of the positive power supply side switching elements Q1 to Q3 or the negative power supply side switching elements Q4 to Q6 of the inverter circuit 70, thereby switching the switching elements Q1 to Q3 or the switching elements Q4 to Q6 at high speed.
  • the amount of power supplied to the stator windings U, V, W from the DC voltage of the battery pack 100 is controlled.
  • the calculation unit 51 is configured to include a microcomputer for outputting a drive signal based on a processing program and data.
  • the calculation unit 51 includes a ROM for storing processing programs and control data, a RAM for temporarily storing data, a timer, and the like.
  • the voltage across the capacitor 61 is detected by the voltage detection circuit 59 as the voltage of the input power supply and output to the calculation unit 51.
  • the power source of the power tool main body 30A can be supplied not only with the battery pack 100 but also with the power cord 90, and the first terminal 49a and the second terminal of the AC socket 49 for AC input provided on the power tool main body 30A.
  • 49 b is connected to the input side of the diode bridge 60.
  • the diode bridge 60 is a rectifier circuit that allows full-wave rectification using four rectifier diodes so that current flows only in one of them, and converts an AC voltage into a DC voltage.
  • the output of the diode bridge 60 is connected to the inverter circuit 70. Since the output of the diode bridge 60 is a pulsating current, a smoothing circuit may be interposed between the diode bridge 60 and the inverter circuit 70.
  • the magnitude of the current flowing through the inverter circuit 70 is measured by the current detection circuit 55 using the shunt resistor 62, and the value is fed back to the calculation unit 51 so that the set drive power is applied to the motor 35. To be adjusted.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the connection status of the power cord 90 to the power tool main body 30.
  • (1) is an example of connection in the power tool main body 30, and (2) and (3) are modifications thereof. It is a figure which shows the example of a connection concerning an example.
  • FIGS. 2 (2) and 3 (3) are views showing electric power tool bodies 30B and 30C according to modifications of the present embodiment.
  • the AC socket 49 see FIG. 3
  • the power cord 90 cannot be mounted when the battery pack 100 is mounted. . Further, the battery pack 100 must be removed when the power cord 90 is attached.
  • the AC socket 49 for the power cord 90 is provided at a position that cannot be accessed when the battery pack 100 is mounted, the power supply from the battery pack 100 and the power supply from the power cord 90 are surely distinguished from each other without error. be able to. Further, since the brushless motor having a rated input voltage of 100 V or more is mounted on the electric tool main body 30, it can be driven by a commercial AC power source or can be driven by the battery pack 100. An electric tool was realized.
  • the power cord 90 may be long enough to allow the operator to work while holding the handle 33 of the power tool main body 30A with one hand. In the temporary work, if the power cord 90 is removed and the battery pack 100 is attached, the work can be performed in the same way without worrying about a decrease in the output of the power tool main body 30A.
  • the power cord 90 is connected to the power tool main body 30A in the form shown in FIG. 5A in order to remove the battery pack 100 when working with an AC power source, so that the weight of the power tool main body 30A is reduced. There is an advantage.
  • the battery pack 100 cannot be attached unless the power cord 90 is removed, so that it is possible to reliably prevent forgetting to remove the power cord 90. Further, since the AC socket 49 is not exposed to the outside when the battery pack 100 is mounted, the risk of the AC socket 49 being exposed to dust, water, or the like can be greatly reduced, and a cover that covers the AC socket 49 can also be installed. Can be omitted.
  • FIG. 5 (2) shows a power tool body 30B according to a modification of the power tool body 30A shown in FIG. 1 (1).
  • the AC socket 49A is positioned on the lower surface of the housing of the power tool body 30B.
  • the battery pack 100 is formed on the front side. If arranged in this way, the power cord 90 can be connected with the battery pack 100 mounted.
  • the output voltage of the battery pack 100 is 108 V when DC is connected and the commercial AC power is 100 V to 120 V
  • the power tool body 30B can be driven using both inputs arbitrarily.
  • both power sources can be used, it is preferable to use commercial AC power supplied from the power cord 90 because the discharge of the battery pack 100 can be prevented. Therefore, in the electric power tool main body 30B according to FIG. 5 (2), when the battery pack 100 and the commercial AC power are both available, an automatic input switching unit is provided that uses the commercial AC power side.
  • FIG. 6 (1) is a circuit block diagram of the drive control system of the electric power tool main body 30B shown in FIG. 5 (2).
  • a semiconductor switching element 66 such as an IGBT (insulated gate bipolar transistor) is interposed in the middle of the positive input line from the battery pack 100.
  • the gate signal of the switching element 66 is connected to the control signal line 66a from the calculation unit 51, and the calculation unit 51 controls connection or disconnection between the source and drain terminals of the switching element 66.
  • a battery voltage detection circuit 67 that monitors the voltage of the battery pack 100 and a commercial power supply detection circuit 68 that monitors the presence or absence (or voltage) of an AC voltage are provided, and their outputs are input to the calculation unit 51.
  • the computing unit 51 shuts off the input circuit from the battery pack 100 by turning off the gate signal of the switching element 66.
  • the calculation unit 51 turns on the gate signal of the switching element 66 to bring the input circuit from the battery pack 100 into a connected state.
  • FIG. 5 (3) shows a power tool main body 30C according to another modification of the present embodiment.
  • the power tool main body 30C is the same as (1) and (2) in the figure in that both the battery pack 100 of DC 108V and AC drive via the power cord 90 are possible.
  • 75 to connect the connection adapter 75 is a so-called dummy case for connecting the two output lines from the power cord 90 to the positive input terminal 81 and the negative input terminal 82 for the battery pack 100.
  • a battery cell is not accommodated in the connection adapter 75.
  • An AC socket having the same shape as the AC socket 49 shown in FIG. 3B is provided on the lower surface of the connection adapter 75.
  • the first terminal 49a of the AC socket 49 is connected to the positive input terminal 81 through the power line 76a.
  • the two terminals 49b are connected to the negative input terminal 82 by the power line 76b.
  • the input path of the battery pack 100 is changed in the block diagram shown in FIG. 4 so that the battery pack 100 is connected to the inverter circuit 70 via the diode bridge 60 even when the battery pack 100 is used. This circuit is shown in FIG.
  • the positive terminal 161 and the negative terminal 162 of the connection adapter 75 are attached to the input terminals 81 and 82 of the diode bridge 60. Since the battery pack 100 has a direct current of 108 V, there is no problem even if it is connected via the diode bridge 60. Further, even if the positive electrode terminal 161 and the negative electrode terminal 162 of the connection adapter 75 are attached, the alternating current is rectified by the diode bridge 60, so that the motor 35 can be driven by operating the inverter circuit 70 in the same manner.
  • the brushless DC motor is driven through the DC input of 108V DC and the inverter circuit 70.
  • the type of the motor to be used is not limited to the brushless motor but is driven at about 100 to 120V AC. Another motor, for example, an AC commutator motor may be used. With this configuration, an electric tool using an AC commutator motor can be driven by the battery pack 100, and an AC / DC shared electric tool can be easily realized.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the external shape of the battery pack 100.
  • the casing of the battery pack 100 is formed by a lower case 101 and an upper case 110 that are divided in the vertical direction and are fixed by four screws (not shown).
  • the upper case 110 is formed with a mounting portion in which two rails 138 a and 138 b are formed to be attached to the battery pack mounting portion 40.
  • the rails 138 a and 138 b are formed to be parallel to the mounting direction of the battery pack 100 and parallel to the left and right side surfaces of the upper case 110.
  • the rails 138a and 138b are formed corresponding to the rail grooves 48a and 48b (see FIG. 3B) formed in the battery pack mounting portion 40 of the electric power tool body 30, and the rails 138a and 138b are formed in the rail grooves 48a and 48b.
  • the battery pack 100 is fixed to the electric power tool body 30 by operating the latch mechanism in the state of being fitted.
  • a flat lower step surface 111 is formed on the front side of the upper case 110, and an upper step surface 115 formed higher than the lower step surface 111 is formed near the center.
  • a connecting portion between the lower step surface 111 and the upper step surface 115 becomes a step portion 112 formed in a step shape, and a region on the front side of the upper step surface 115 from the step portion 112 becomes a slot group arrangement region 120 (see FIG. 7B).
  • a plurality of slots 121 to 124) extending rearward from the front stepped portion 112 are formed.
  • the positive terminal insertion port 121 is disposed on the side closer to the left rail 138b
  • the negative terminal insertion port 122 is formed on the side closer to the right rail 138a.
  • a low voltage switching member insertion port 123 and a high voltage switching member insertion port 124 are formed at a portion sandwiched between the positive terminal insertion port 121 and the negative terminal insertion port 122. Inside the positive electrode terminal insertion port 121 and the negative electrode terminal insertion port 122, a metal positive electrode terminal and a negative electrode terminal which are not visible in the drawing are arranged. In addition, voltage switching means (to be described later) is arranged in a portion overlapping the positions of the low voltage switching member insertion port 123 and the high voltage switching member insertion port 124 (internal space of the upper case 110). In FIG. 7, the slot group arrangement region 120 is shown to have only four slots (121 to 124), and no slots other than four are shown, but other slots are accommodated. A slot may be formed. Further, as described above, since terminals and voltage switching means (for example, switching terminals) are arranged in the internal space of the upper case 110 where the slot group arrangement area 120 is located, the slot group arrangement area 120 becomes a terminal arrangement area.
  • a raised portion 132 formed so as to be raised is formed on the rear side of the upper surface 115.
  • the outer shape of the raised portion 132 is raised above the upper surface 115, and a recessed stopper portion 131 is formed near the center.
  • the stopper portion 131 serves as an abutting surface when the battery pack 100 is mounted on the protruding portion 24 (see FIG. 2) of the battery pack mounting portion 10, and the protruding portion 24 on the power tool main body 1 side is the stopper portion 131.
  • the terminals 21 to 23 (see FIG. 2) disposed on the electric power tool body 1 and the terminal group disposed on the battery pack 100 come into contact with each other and become conductive.
  • a slit 134 serving as a cooling air intake port connected to the inside of the battery pack 100 is provided.
  • the latching portion of the latch 141 of the battery pack 100 protrudes outward in the vertical direction below the rails 138a and 138b by the action of a spring, and engages with recesses (not shown) formed in the rail grooves 48a and 48b of the power tool body 30.
  • the battery pack 100 is prevented from falling off.
  • the slit 134 is covered so that it cannot be seen from the outside.
  • the slit 134 is a wind window used to forcibly flow cooling air into the battery pack 100 when the battery pack 100 is connected to a charger (not shown) to perform charging.
  • a charger not shown
  • the terminal part 20A on the side of the electric power tool main body 1 driven at 36V is obtained by fixing a positive electrode input terminal 21 made of metal and a negative electrode input terminal 22 with a terminal mounting part made of synthetic resin. is there.
  • a switching protrusion 24A for switching the output of the battery pack 100 to the low voltage side is further formed.
  • the switching protrusion 24A is a switching element formed integrally with the base portion of the terminal portion 20A, and is made of synthetic resin.
  • the switching protrusion 24A itself only moves the rotary terminal base 171 (see FIG. 9), and is not used as a terminal for transmitting electric power or signals.
  • the base portion may be integrally formed of the same insulating material.
  • FIG. 7 (2) shows a state in which the terminal 80 is mounted on the power tool main body 30 side driven at 108V.
  • the terminal portion 80 has a metal positive electrode input terminal 81 and a negative electrode input terminal 82 fixed on a base portion made of synthetic resin.
  • a switching projection 84 for switching the output of the battery pack 100 to the high voltage side is further formed.
  • the switching protrusion 84 is a member formed integrally with the base portion of the terminal portion 80 and is made of synthetic resin.
  • the external shape of the battery pack 100 is the same for both 36V output and 108V output. An operator does not care about the setting of the output voltage of the battery pack 100, and simply attaches it to the electrical equipment body for 36V or the electrical equipment body for 108V. The optimum output voltage for the selected electrical device body is selected (switched).
  • FIG. 8 is a perspective view showing an external appearance of a cell pack 150 that is accommodated in the battery pack 100 and in which a plurality of cells 151 are stacked and combined into one pack.
  • FIG. 1A is a perspective view
  • FIG. 2B is a side view of the cell 151 viewed from the axial direction.
  • a total of 30 cells 151 made of secondary batteries called 14500 size and having a diameter of 14 mm and a length of 50 mm that can be charged and discharged a plurality of times were stacked.
  • the cell 151 is composed of 10 cells each as one unit, and three cell units 156 to 158 are formed.
  • the cells 151 are stacked so that the axes A1 of the cells 151 are parallel to each other, and the adjacent cells 151 are arranged so that the directions of the adjacent cells 151 are alternately reversed.
  • a terminal and a negative electrode terminal are connected by a metal thin plate 159 to form 10 serial connections.
  • the outermost cylindrical portion of the stacked cells 151 is covered with a synthetic resin separator 152 serving as an insulator, so that the cells 151 are held so as not to move with respect to the separator 152.
  • each cell unit 156 to 158 can output a rating of 36V, so the + output (plus output) of the cell units 156 to 158 , A positive terminal) and a negative output (negative output, negative terminal) are connected in parallel, and an output from the battery pack 100 can be taken out to be used as a 36 V large-capacity power source.
  • the + outputs and ⁇ outputs of the cell units 156 to 158 are connected in series, they can be used as a high-voltage power supply of 108V.
  • the length in the axial direction is 50 mm
  • the width direction perpendicular to the axial direction is 124.8 mm
  • the height direction perpendicular to the axial direction is 57.3 mm.
  • the unit weight of the cell 151 is about 23 g
  • the total weight of the cell 151 is 690 g.
  • the volume occupied by the cell 151 was 230,907 mm 3
  • the volume occupied by the separator 152 was 67,392 mm 3
  • the total volume was 298,299 mm 3 . Therefore, the entire weight of the battery pack 100 can be kept below 800 g or 2 lb (pound).
  • a lithium ion battery widely used in battery packs for electric tools is a so-called 18650.
  • the 18650 size is 18 mm in diameter and 65 mm in length, and is slightly more than twice as large as a 14500 size cell. In terms of weight, it is 46 g, twice that of a 14500-size cell. If 30 cells of 18650 size are stacked in order to obtain DC 108V, the weight of the cell alone is 1380 g, and the weight of the battery pack itself becomes heavy, so that the operator can work while holding it with one hand. In such a power tool, the size and weight are not practical.
  • the upper limit at which an operator can work comfortably with one hand is within 2 kg or 5 lb in terms of the total weight of the electric tool after the battery pack is mounted. Therefore, when an output of 108 V is obtained using 30 cells of 18650 size, it is difficult to realize a portable electric tool that can be operated with one hand.
  • a high-voltage electric tool could be realized while maintaining portability by stacking lithium ion batteries of the same size as a so-called AA dry battery of 14500 size.
  • an output voltage equal to or higher than 100V equivalent to that of the AC power source can be reliably ensured, and the cell weight of the cell pack 150 can be suppressed to 0.69 kg.
  • FIG. 9 (1) is a diagram showing a state when the battery pack 100 is mounted on a power tool body or an electric device body having a rating of 36V.
  • the battery pack 100 includes a voltage switching mechanism 170 for switching whether the outputs of the cell units 156 to 158 are connected in parallel or connected in series.
  • a voltage switching mechanism 170 serving as a voltage switching element that is an element for switching the output voltage of the battery pack 100 includes a rotary terminal base 171 that is pivotally supported by a swing shaft 172 fixed on the substrate 160. It is comprised and is provided in the terminal arrangement
  • the rotary terminal base 171 is positioned on the inner peripheral side of the connection terminals 173a to 173d by installing a plurality of rectangular bar-shaped connection terminals 173a to 173d on a member extending in two directions from the swing shaft 172. It is a member for short-circuiting or opening a plurality of contacts and contacts located on the outer peripheral side.
  • the rotary terminal base 171 functions as an operation unit that operates a changeover switch for switching the output voltage of the battery pack 100.
  • the rotary terminal base 171 is made of synthetic resin, and is formed by casting two metal connection terminals 173a to 173d at intervals on one side and the other side of the swing shaft 172.
  • connection terminals 173a and 173b are arranged so as to expose one side facing the substrate 160, and on the side close to the positive electrode terminal 161, the connection terminals 173c and 173d face the substrate 160. It arrange
  • the substrate 160 fixes the positive electrode terminal 161 and the negative electrode terminal 162, and a plurality of electrodes (contact points) 176a to 176j used to establish or change an electrical connection path from these terminals to the cell units 156 to 158. Used to place A plurality of contacts 176a to 176j are provided in an upper part of the substrate 160 and partially overlap with a rotation region of the rotary terminal base 171 and are exposed on the lower surface of the rotary terminal base 171. When the connection terminals 173a to 173d are in contact with any one of the contacts 176a to 176j, the electrical connection path from the positive terminal 161 to the negative terminal 162 is changed.
  • the plurality of contacts 176a to 176j and the connection terminals 173a to 173d function as a changeover switch operated by an operation unit for switching the output voltage of the battery pack 100.
  • a switching protrusion 24A is formed on the terminal portion 20A.
  • the switching protrusion 24A functions as a switching element or a connecting element that contacts the operation portion to switch the output voltage.
  • the first slot 121 into which the positive input terminal is inserted and the second slot into which the negative input terminal is inserted. Is inserted into the third slot 123 or 124 between the first slot 122 and the second slot 122.
  • connection terminal 173a short-circuits the electrodes (contacts) 176d and 176b
  • connection terminal 173b short-circuits the electrodes (contacts) 176e and 176c
  • connection terminal 173c shorts contacts 176i and 176g
  • connection terminal 173d shorts contacts 176j and 176h.
  • FIG. 9B shows a connection state in a state where the rotary terminal base 171 is rotated counterclockwise as viewed from above by the switching protrusion 24A as shown in FIG.
  • the + side output of the cell unit 156 is directly connected to the positive terminal 161.
  • the + side output of the cell unit 157 is connected to the contact point 176b, and the + side output of the cell unit 158 is connected to the contact point 176g.
  • the negative output of the cell unit 156 is connected to the contact 176e, the negative output of the cell unit 157 is connected to the contact 176j, and the negative output of the cell unit 158 is directly connected to the negative terminal 162.
  • contacts 176d and 176b, contacts 176e and 176c, contacts 176i and 176g, and contacts 176j and 176h are connected.
  • the cell units 156 to 158 are connected in parallel, and a DC voltage of 36V is output between the positive terminal 161 and the negative terminal 162.
  • FIG. 10A is a diagram illustrating a state when the battery pack 100 is mounted on a power tool body or an electric device body having a rating of 108V.
  • the switching projection 84 is formed on the terminal portion 80, and no projection is formed at the position of the switching projection 24A of the terminal portion 20 of the 36V equipment.
  • the switching protrusion 84 functions as a switching element or a connecting element that contacts the operation portion to switch the output voltage, and includes a first slot 121 into which the positive input terminal is inserted and a second slot into which the negative input terminal is inserted.
  • the third slot 124 is inserted between the first slot 122 and the third slot 122.
  • FIG. 2B shows the connection state after switching.
  • the position of the rotary terminal base 171 is switched from FIG. 9 (2) to FIG.
  • the contacts 176d and 176a, the contacts 176e and 176b, the contacts 176i and 176f, and the contacts 176j and 176g are connected. It becomes a state.
  • the cell units 156 to 158 are connected in series, and a positive current of 108 V is output from the positive terminal 161 and the negative terminal 162.
  • a click mechanism or a latch mechanism is provided on the swing shaft 172 of the rotary terminal base 171 that is the swing member, so that a rotation torque greater than a predetermined value is not applied to the swing member by the switching protrusion 24A or the switching protrusion 84. It is good to be constructed so as not to swing.
  • the contacts 176a and 176f are electrodes that are not connected anywhere, the risk of a short circuit between adjacent electrodes at the time of switching can be increased by eliminating these contacts and increasing the distance between the contacts 176b and 176c and the contacts 176g and 176h. May be reduced.
  • the battery pack 100 is provided with a voltage switching element (voltage switching mechanism 170) for switching between parallel connection and series connection inside the battery pack 100 to switch the connection of the cell units 156 to 158 to 36V.
  • a voltage switching element voltage switching mechanism 170
  • the voltage switching mechanism 170 that functions as a voltage switching element is disposed at a position that is substantially the same height as the position where the positive electrode terminal 161 and the negative electrode terminal 162 that function as power supply terminals are disposed. Therefore, the size of the battery pack 100 in the vertical direction can be configured compactly.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the shape of the battery pack 200 and the terminal portion connected to the battery pack 200.
  • the external shape of the battery pack 200 is basically the same as that of the battery pack 100 of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 8 except for a part (the shape in the vicinity of the slot group arrangement region). .
  • the battery pack 200 accommodates 30 cells 151 of 14500 size lithium ion batteries in a housing formed by joining the lower case 201 and the upper case 210. If the housing is allowed to be large, the 18650 size may be used as the cell, or cells of other shapes and sizes may be used.
  • the upper case 210 of the battery pack 200 is provided with a mounting mechanism for mounting on the power tool main body 1 or the power tool main body 30 side.
  • the configuration and shape of the battery pack 200 of the first embodiment shown in FIG. The shape of the pack 100 is almost the same.
  • the upper case 210 is formed with a lower step surface 211 for guiding the terminal portion on the electric equipment side, and an upper step surface 215 disposed on the upper step surface 215, and at the step portion 212 that is a boundary between the lower step surface 211 and the upper step surface 215 A plurality of terminal insertion slots (slots) are formed. Rail portions 238a and 238b that fit into the electric equipment main body side groove rail grooves are formed on the left and right side edges of the upper surface 215. Here, five terminal insertion openings are illustrated in the left-right direction, but the number of terminal insertion openings arranged is arbitrary and may be further increased.
  • a raised portion 240 is formed on the upper surface 215, and latch portions 241 are provided on the left and right sides of the raised portion 240. The latch portion 241 is interlocked with the latch claw 241a.
  • FIG. 11 (1) shows a case where it is connected to a 36 V rated electric device main body, the electric power tool main body 1 and the like.
  • the terminal portion 270 provided on the electric device main body 1 side has a narrow width in the left-right direction, and the battery pack 200 is inserted into the two terminal insertion ports 222 and 224 where the positive electrode input terminal 271 and the negative electrode input terminal 272 are closer to the center. To be moved.
  • the positive electrode input terminal 271 and the negative electrode input terminal 272 are connected to a switching terminal of the battery pack 200 to be described later, and function as a switching element or a connecting element that switches the output voltage of the battery pack 200 to a low voltage. It also functions as a low-voltage connecting element connected in parallel with each other.
  • FIG. 1 shows a case where it is connected to a 36 V rated electric device main body, the electric power tool main body 1 and the like.
  • the terminal portion 270 provided on the electric device main body 1 side has a narrow width in the left-right direction,
  • the terminal part 280 of the electric power tool main body 30 has a wide width in the left-right direction with respect to the terminal part 270, and a region between these is a terminal arrangement region.
  • the terminal arrangement region has a positive input terminal 281 and a negative input terminal 282 arranged near both left and right ends, and a connection element 283 is formed at substantially the center in the left-right direction.
  • FIG. 12 is a connection circuit diagram of the battery pack 200.
  • the cell units 156 to 158 are accommodated.
  • the cell units 156 to 158 are formed as the cell pack 150 shown in FIG. 8, and are held by the separator 152, and 10 cells 151 of 14500 size lithium ion batteries are connected in series. Note that in FIG. 12, 10 cells are collectively shown as one battery.
  • 10 cells are collectively shown as one battery.
  • 1 to 4 connection terminals are arranged in the insertion direction of the terminal portions 270 and 280, respectively.
  • the connection terminal group disposed here serves as a voltage switching element that switches between parallel connection and series connection of the battery pack 200.
  • a set of the terminal insertion port 222 and the terminal insertion port 224 corresponds to the terminal portion 270 for 36 V, and a switching terminal group (terminal group 232 and terminal group 234) for outputting a low voltage is arranged there.
  • the positive input terminal 271 is mounted so as to be in contact with each of the terminal groups 232, and the negative input terminal 272 is mounted so as to be in contact with each of the terminal groups 234.
  • a set of the terminal insertion port 221 and the terminal insertion port 225 corresponds to the terminal portion 280 for 108V, and a switching terminal group (terminal 231 and terminal 235) for outputting a high voltage is arranged there.
  • the positive input terminal 281 is mounted so as to be in contact with the terminal 231, and the negative input terminal 282 is mounted so as to be in contact with the terminal 235.
  • the terminal 231 functions as a positive terminal and the terminal 235 functions as a negative terminal.
  • a connection element 283 for switching the output voltage is further provided at the left and right center of the terminal unit 280.
  • a connection element 283 serving as a voltage switching element for switching between parallel connection and series connection is inserted into the terminal insertion port 223.
  • the connecting element 283 has a conducting portion 283a on the front end side (the side close to the battery pack 200 in the figure) and a conducting portion 283c on the rear end side, and an insulator 283b is disposed between the conducting portions 283a and 283c. As a result, the conducting portion 283a and the conducting portion 283c are electrically disconnected.
  • the purpose of the conduction parts 283a and 283c is a short circuit for short-circuiting between predetermined terminals in the terminal group 233, and there is no need to wire from the conduction parts 283a and 283c on the electrical equipment body side.
  • connection element 283 is manufactured by casting a metal plate forming the conductive portions 283a and 283c into a connection element base made of a non-conductor formed integrally with the terminal portion 280, or connected by a non-conductor. It is good to manufacture by sticking a metal plate on the outer peripheral surface of the element base or conducting the conductive treatment on the outer peripheral surface by metal plating or the like. In this way, the terminal portion 280 is formed by adding a short-circuit that connects a plurality of cell units in series with each other.
  • the conduction portion 283a of the connection element 283 is connected to a switching terminal of the battery pack 200, functions as a switching element or a connection element that switches the output voltage of the battery pack 200 to a high voltage, and further includes a plurality of cell units. It also functions as an integrated high-voltage connection element that connects 156 and 157 in series with each other.
  • the conduction portion 283c of the connection element 283 is also connected to the switching terminal of the battery pack 200 and functions as a switching element or a connection element that switches the output voltage of the battery pack 200 to a high voltage, and further includes a plurality of cell units 157, 157, It also functions as an integrated high-voltage connecting element that connects 158 in series with each other.
  • FIG. 13 is a diagram showing the shapes of the terminals 231 to 235, (1) is a top view, and (2) is a side view of the terminal group 232 (viewed from the direction B in (1)).
  • the terminal group 232 includes terminals 232a, 232b, and 232c. These terminals 232a, 232b, and 232c function as switching terminals that are connected to the connection elements of the low-voltage electrical device body 1 to switch the output voltage of the battery pack 200 to a low voltage, and further connect a plurality of cell units in parallel to each other. It also functions as a parallel terminal.
  • the terminal group 232 is configured as a parallel terminal group in which a plurality of parallel terminals are arranged adjacent to each other.
  • the terminal group 234 includes terminals 234a, 234b, and 234c. These terminals 234a, 234b, and 234c are connected to connection elements of the low-voltage electric device body to function as switching terminals for switching the output voltage of the battery pack 200 to a low voltage, and further connect a plurality of cell units in parallel to each other. Also functions as a parallel terminal.
  • the terminal group 234 is configured as a parallel terminal group in which a plurality of parallel terminals are arranged adjacent to each other.
  • the terminal group 233 includes terminals 233a, 233b, 233c, and 233d.
  • terminals 233a, 233b, 233c, and 233d are connected to connection elements of the high-voltage electric device body 30 and function as switching terminals for switching the output voltage of the battery pack 200 to a high voltage, and a plurality of cell units 156 to 158 are further provided. It functions also as a series terminal which connects mutually in series.
  • the terminal group 233 is configured as a series terminal group in which a plurality of series terminals are arranged adjacent to each other.
  • the terminals 231 and 235 and the terminals 232a, 233a, and 234a have the same shape as the terminals that have been widely used in the past, and the flat plate is bent into a U shape, with both side surfaces in the vicinity of the opening end facing inward.
  • the narrowest portion formed by the convex portion is formed so as to be in contact with both surfaces of the plate-like terminal on the terminal portion side.
  • the terminals 231, 235, 232 a, 233 a, and 234 a have a shape in which the rear side is closed because the metal terminal on the terminal portion side to be fitted does not penetrate to the rear side.
  • the other terminal groups that is, the terminals 232b, 232c, 233b to 233d, 234b, and 234c are fitted not only on the front side but also on the terminal portion side with the metal terminals being passed through from the front to the rear. An opening is also formed on the rear side. The specific shape is shown in the side view of (2).
  • the terminal 232a is closed near the rear of the upper end (arrow 236a), but the terminals 232b and 232c are not only the front side but also the rear side (arrow 236b). 236c and the vicinity) are open. For this reason, when the terminal portion 270 as shown in the figure is inserted in the direction of the arrow 265, the positive electrode input terminal 271 contacts the three terminals 232a to 232c at the same time, so that each becomes electrically conductive. This connection state is the same for the negative input terminal 272 and the three terminals 234a to 234c.
  • a plurality of terminals are arranged in the same direction (parallel direction) as the mounting direction, and the connection states of the cell units 156 to 158 in the battery pack 200 are connected in parallel using the electrode plate of the terminal portion. And can be set to either in series.
  • FIG. 14 is a diagram showing a state when the battery pack 200 is mounted on the terminal portions 270 and 280, where (1) is a 36V output state and (2) is a 108V output state.
  • the terminal unit 270 at 36V output shown in (1) has a positive input terminal 271 and a negative input terminal 272.
  • the positive input terminal 271 is brought into conduction by contacting the terminals 232a, 232b, and 232c.
  • the terminal 232a is connected to the positive terminal (positive electrode) of the cell unit 156
  • the terminal 232b is connected to the positive terminal of the cell unit 157
  • the terminal 232c is connected to the positive terminal of the cell unit 158. Therefore, the positive input terminal 271 is connected to the + terminals of the three cell units 156 to 158.
  • the negative input terminal 272 is brought into conduction by contacting the terminals 234a, 234b, and 234c.
  • the terminal 234a is connected to the negative terminal of the cell unit 156
  • the terminal 234b is connected to the negative terminal of the cell unit 157
  • the terminal 234c is connected to the negative terminal of the cell unit 158. Therefore, the negative input terminal 272 is connected to the negative terminals of the three cell units 156 to 158. Since nothing is connected to the terminal group 233, the terminals 233a to 233d are opened.
  • the cell units 156 to 158 are connected in parallel, that is, a DC voltage of 36 V is output to the positive input terminal 271 and the negative input terminal 272.
  • FIG. 14 (2) is a diagram showing a state when the battery pack 200 is attached to the terminal unit 280.
  • the terminal unit 280 at the time of 108V output has a positive input terminal 281, a negative input terminal 282, and a connection element 283.
  • the positive input terminal 281 contacts only with the terminal 231 connected to the + terminal of the cell unit 156.
  • the negative input terminal 282 contacts only the terminal 235 connected to the negative terminal of the cell unit 158.
  • the connection element 283 (connection terminal) is inserted so as to be in contact with the four terminal groups (series terminal elements 233a to 233d). With this connection element 283, the terminals 233a and 233b are short-circuited by the conducting portion 283a (see FIG.
  • the terminals 233c and 233d are short-circuited by the conducting portion 283c (see FIG. 12).
  • the terminal 233b and the terminal 233c are kept in a non-conductive state by an insulator 283b (see FIG. 12) formed in the connection element 283. Since the terminal 233a is connected to the negative terminal of the cell unit 156 and the terminal 233b is connected to the positive terminal of the cell unit 157, a serial connection state between the cell units 156 and 157 is established. Similarly, since the terminal 233c is connected to the minus terminal of the cell unit 157 and the terminal 233d is connected to the plus terminal of the cell unit 158, a series connection state between the cell units 157 and 158 is established.
  • the cell units 156 to 158 are connected in series, and a rated direct current of 108 V is output to the positive terminal 231 and the negative terminal 235. Note that the terminals of the terminal group 232 and the terminal group 234 are opened.
  • the second embodiment includes a terminal group for switching voltages, and the switching terminal group is configured by arranging adjacent terminals extending from each of the plurality of different cell units. 200 was achieved.
  • the slot 223 is connected to the positive or negative electrodes of a plurality of cell units, and is provided with a series terminal group (series terminal elements 233a to 233d) for connecting a plurality of cell units in series.
  • a battery pack 200 that can be switched to 108V.
  • the terminal portion 270 or 280 on the electric device main body side such as the electric power tool main body is set to the shape shown in the figure, the slot (221 or 222) into which the positive input terminal is inserted, and the negative input terminal Since the third slot (223) into which the switching element (connecting element 283) for switching the output voltage is inserted is provided in addition to the slots (224 and 225) into which the battery is inserted, the battery can be obtained simply by mounting the battery pack 200. The output voltage from the pack 200 side is automatically switched. Therefore, the operator need not pay attention to the switching operation of the battery voltage, and there is no possibility of damaging the electric device main body due to a setting voltage error.
  • a terminal group 232, a terminal group 234, and a connection element 283 that function as voltage switching elements, and a terminal 231, a terminal 235, a terminal group 232, and a terminal group 234 that function as power supply terminals are provided. Since the battery pack 200 is disposed at substantially the same height in the vertical direction, the size of the battery pack 200 in the vertical direction can be made compact.
  • the terminals 233a, 233b, 233c, and 233d that function as series terminals, the terminal 231 that functions as a positive terminal, and the terminal 235 that functions as a negative terminal are arranged at substantially the same height in the vertical direction, the battery The size of the pack 200 in the vertical direction can be made compact.
  • the terminals 233a and 233b functioning as series terminals are configured as a series terminal group arranged so as to be adjacent to each other, and the conduction portion 283a functions as an integrated high-voltage connection element connected to the series terminal group. Therefore, the electric device main body can have a simple structure.
  • the terminals 233c and 233d functioning as series terminals are configured as another series terminal group arranged so as to be adjacent to each other, and the conductive portion 283c is an integrated high-voltage connecting element connected to the series terminal group. Therefore, the electric device main body can have a simple structure. Since the plurality of series terminal groups are arranged in a direction orthogonal to the left-right direction, and the plurality of integrated high-voltage connection elements are arranged in a direction orthogonal to the left-right direction, the size of the battery pack and the electric device main body in the left-right direction Can be configured compactly.
  • the structure of the battery pack 200 using the second embodiment is not limited to the voltage switching type battery pack but can be effectively applied to a fixed voltage battery pack.
  • FIG. 15 shows the structure of such a battery pack.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining a circuit diagram of a battery pack 200A dedicated to 108V.
  • the structure is the same as that shown in FIG. 14B with the terminal groups 232 and 234 removed, and the terminal insertion ports 222 and 224 formed at the insertion positions of the terminal groups 232 and 234 (both see FIG. 11) are closed. Is done.
  • the electric device main body for 108 V uses a terminal portion 280 having a positive input terminal 281, a negative input terminal 282, and a connection element 283.
  • the structure of the terminal portion 280 is the same as that shown in FIG. 12, and the connection element 283 has a leading end side conducting portion 283a and a trailing end side conducting portion 283c, and the conducting portions 283a and 283c are insulated from each other.
  • the body 283b is electrically connected in a nonconductive state.
  • FIG. 15B is a circuit diagram showing a battery pack 200B of another modification. (2) is obtained by dividing the connection element 283 of (1) into two in the left-right direction and dividing it into a first connection terminal 285 and a second connection terminal 286. Along with this division, the terminals 233a to 233d are arranged in the horizontal direction.
  • the first connection terminal 285 is a metal plate for short-circuiting the terminal 233 b connected to the + terminal side of the cell unit 157 and the terminal 233 a connected to the ⁇ terminal side of the cell unit 156.
  • the second connection terminal 286 is a metal plate for short-circuiting the terminal 233c connected to the negative terminal side of the cell unit 157 and the terminal 233d connected to the positive terminal side of the cell unit 158.
  • This modification can provide the same effect as (1) and is advantageous in mounting on an existing battery pack because the installation space for the terminals 233a and 233b, 223c and 233d is small.
  • the terminal groups 232 and 234 for 36V output are arranged in the configuration of (2).
  • FIG. 16 is a schematic perspective view showing the shape of the battery pack 300 according to the third embodiment of the present invention and the terminal portions 370 and 380 attached thereto.
  • the terminal portion 370 is formed with a positive input terminal 371 and a negative input terminal 372 as a first power input terminal set (device-side power terminal).
  • the terminal portion 380 is formed with a positive input terminal 381 and a negative input terminal 382 as a second power input terminal set (device-side power terminal).
  • the positive electrode input terminals 371 and 381 and the negative electrode input terminals 372 and 382 are formed of a metal plate-like member, and the base portion for fixing them is formed of a non-conductive molded product such as synthetic resin.
  • the positive electrode input terminals 371 and 381 and the negative electrode input terminals 372 and 382 function as switching elements or connection elements that contact the operation unit of the battery pack 300 and switch the output voltage of the battery pack 300, respectively.
  • the battery pack 300 shown here is a schematic view, and a plurality of slits 321 to 324 are formed from the stepped portion 312 between the lower step surface 311 and the upper step surface 315 to the rear side.
  • the shape of the upper side of the battery pack 300 including the slits 321 to 324 may be substantially the same as the shape of the battery pack 100 shown in FIG. 7, but the description of the raised portion and the latch portion is omitted here. Yes.
  • the terminal portion 370 for 18V is configured to be narrow in the left-right direction
  • the terminal portion 380 for 36V is configured to be wide in the left-right direction.
  • the interval between the positive electrode input terminal 371 and the negative electrode input terminal 372 is formed narrow, and the interval between the positive electrode input terminal 381 and the negative electrode input terminal 382 is formed wide.
  • the region occupied by the terminal set (371, 372) is arranged so as to be included in the range occupied by the high-voltage terminal set (381, 382).
  • the positive input terminal 371 and the negative input terminal 372 are inserted into the slit 322 and the slit 323, respectively.
  • the positive input terminal 381 and the negative input terminal 382 are inserted into the slit 321 and the slit 324, respectively.
  • FIG. 17 shows a voltage switching mechanism (voltage switching element) 320 disposed inside the battery pack 300, particularly behind the step portion 312 (see FIG. 16) and in the vicinity of the positions of the slits 321 to 324 (terminal arrangement region).
  • FIG. The voltage switching mechanism 320 is a changeover switch means, and has two movable guide members 330 and 340 made of synthetic resin in which a metal terminal member is cast. These battery packs are urged by a biasing means such as a spring 348. 300 are urged so as to be separated from each other in a direction crossing the mounting direction of the main body 300 of the electric device.
  • the movable guide members 330 and 340 function as an operation unit that is operated in contact with a switching element of the electric device main body in order to switch the output voltage of the battery pack 300.
  • Four contact terminals (351 to 354) are provided in the vicinity of the left and right sides of the movable guide members 330 and 340 and the rear side near the center.
  • Terminal mounting portions 331 and 341 for inserting the positive electrode input terminal 371 and the negative electrode input terminal 372 are formed in the movable guide members 330 and 340.
  • the left side of FIG. 17A shows the positions of the movable guide members 330 and 340 when the battery pack 300 is not attached to the main body of the electric device. In this state, the positive input terminal 371 and the negative input terminal 372 are connected.
  • the terminal mounting portions 331 and 341 can be inserted as they are.
  • the positive electrode input terminal 381 comes into contact with the inclined portion 332 of the movable guide member 330, and the negative electrode input terminal 382.
  • the terminal portion 380 When the terminal portion 380 is pushed in as indicated by an arrow 349 while the positive electrode input terminal 381 is in contact with the inclined portion 332 and the negative electrode input terminal 382 is in contact with the inclined portion 342, that is, the positive electrode input terminal 381 and the negative electrode input terminal 382 are When inserted into the slits 321 and 324 (see FIG. 16), the movable guide members 330 and 340 move in the directions of arrows 336 and 346 (directions approaching each other) inward while compressing the spring 348.
  • the meaning of the arrow 349 illustrated to bring the terminal unit 380 closer to the battery pack 300 only means that the distance from the battery pack 300 side is reduced, and the direction is set for convenience.
  • the positions of the intermediate terminals 335 and 345 are also moved at the same time, and their closest points are changed from the “non-contact” state to the “contact” state and become conductive. Further, the contact state between the movable guide members 330 and 340 and the terminals 351 to 354 changes, and as a result, a direct current of 36 V is output to the terminal portion 380.
  • the intermediate terminals 335 and 345 and the four contact terminals (351 to 354) function as a changeover switch operated by the operation unit to switch the output voltage of the battery pack 300.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining the voltage switching mechanism 320 using the movable guide members 330 and 340 and the terminals 351 to 354.
  • FIG. 2A is a diagram showing the accommodation position of the voltage switching mechanism 320 in the battery pack 300.
  • the voltage switching mechanism 320 is behind the step portion 312 formed by the lower step surface 311 and the upper step surface 315 of the battery pack, and has a plurality of slits 321 to 324 (see FIG. 16) when viewed from above. ) In the position overlapping with the arrangement position.
  • the movable guide members 330 and 340 are movable members that move in the left-right direction on the terminal board 360 (see FIG. 18 (3)), and the four contact terminals (351 to 354) are fixed to the terminal board 360 and do not move. It is a non-movable member.
  • FIG. 18 (2) is a developed view seen from the upper surface of the voltage switching mechanism 320, and is shown separated from each other so that the configuration of each component can be understood.
  • the movable guide member 330 has a basic shape in which a square member and a triangular member are connected in a top view, and the basic shape portion is made of a synthetic resin such as plastic.
  • a metal intermediate terminal 335 is cast into the synthetic resin portion, and these are firmly fixed.
  • the intermediate terminal 335 is formed with two contacts 335c and 335d on the rear side and extends between the terminal mounting portion 331 and the front side to contact the positive input terminal 371 of the terminal portion 370.
  • a contact 335a that is bent convexly outward is formed, and the inner part (the left side of the movable guide member 330 in the figure) is in contact with the contact 345b of the intermediate terminal 345 on the other movable guide member 340 side.
  • a child 335b is formed.
  • the movable guide member 340 and the intermediate terminal 345 cast therein are formed symmetrically with the movable guide member 330 and the intermediate terminal 335.
  • the intermediate terminal 345 has two contacts 345c and 345d formed on the rear side, and extends between the terminal mounting portion 341 so as to extend forward and contact the negative input terminal 372 of the terminal portion 370.
  • a contact 345a that is bent in a convex shape from the outside to the outside is formed, and a contact 345b that contacts the contact 335b of the other intermediate terminal 335 is formed on the inner part (the right side of the movable guide member 340 in the figure). Is done.
  • the contacts 335a and 345a are low voltage terminal sets that output a low voltage, and constitute a first power supply terminal.
  • a spring 348 (not shown in FIG. 18 (2)) is cast between the movable guide members 330 and 340, and the movable guide members 330 and 340 are connected via an elastic body at the time of molding.
  • the spring 348 is a metal compression coil spring.
  • terminals 351 to 354 are arranged on the rear side of the intermediate terminals 335 and 345. Disposed closer to the center in the left-right direction are a second + terminal (second positive terminal) 352 connected to a positive terminal (positive terminal) of the first cell unit and a negative terminal (negative terminal) of the first cell unit. 1st terminal (first negative electrode terminal) 353 connected to.
  • the second + terminal 352 is formed with contacts 352a and 352b that are bent in a convex shape on the front side and arranged side by side in the left-right direction.
  • the contacts 353a and 353b arranged in the above are formed.
  • the contact 335c selectively contacts either of the contacts 352a and 352b, and the contact 345c alternatively contacts either of the contacts 353a or 353b.
  • a first + terminal (first positive terminal) 351 is disposed on the right side of the intermediate terminal 335, and a second terminal (second negative terminal) 354 is disposed on the left side of the intermediate terminal 345.
  • the first + terminal 351 is a member bent in a substantially L shape when viewed from above, and has one end located on the front side outside to contact the positive input terminal 381 (see FIG. 17) of the terminal portion 380.
  • a contact 351a bent inward from the inner side is formed, and the other end located at the rear is contacted in a convex shape toward the front to contact the contact 335d of the intermediate terminal 335.
  • a child 351b is formed.
  • the second terminal 354 has a symmetrical shape with the first + terminal 351 and has a convex shape at one end located on the front side so as to contact the negative input terminal 382 (see FIG. 17) of the terminal unit 380.
  • a bent contact 354a is formed, and a contact 354b bent in a convex shape is formed at the other end located rearward so as to contact the contact 345d of the intermediate terminal 345.
  • the contacts 351a and 354a are a high voltage terminal set that outputs a high voltage and constitute a second power supply terminal.
  • FIG. 18 (3) is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 18 (1).
  • the upper side of the movable guide member 330 is covered by the upper case 310 of the battery pack 300, and the lower side is held by the terminal board 360 so as to be slidable in the left-right direction.
  • a guide rail 361 is formed on the upper surface of the terminal board 360 so as to protrude upward and linearly extend in the left-right direction.
  • a guide rail 316 is formed on the inner wall of the upper step surface 315 of the upper case 310 so as to extend linearly in the left-right direction.
  • a guide groove portion 334a formed continuously in the left-right direction is formed on the upper side surface of the movable guide member 330, and a guide groove portion 334b formed continuously in the left-right direction is formed on the lower side surface. Note that in the drawings other than FIG. 18 (3), the guide groove portion 334a of the movable guide member 330 and the guide groove portion 344a provided on the movable guide member 340 side are not shown.
  • the guide groove 334 b is guided by the guide rail 361, and the guide groove 334 a is guided by the guide rail 316, so that the movable guide member 330 can move in a direction intersecting with the mounting direction of the battery pack 300.
  • a guide groove portion and a guide rail are formed on the movable guide member 340 side, and the movable guide member 340 is smoothly slid in a direction (left-right direction) intersecting the mounting direction of the battery pack 300 by being guided by them. It will be movable and will not move in the same direction (front-rear direction) as the mounting direction.
  • the intermediate terminal 335 Since the intermediate terminal 335 is fixed to the movable guide member 330, the intermediate terminal 335 is disposed so as not to be in contact with the terminal substrate 360.
  • a fixing pin portion 352 c is fitted into the terminal board 360, and a connecting pin penetrates the terminal board 360 and is soldered. Note that the pin portion 352c may be soldered without separating the pin portion 352c and the pin.
  • the terminal board 360 can move in a direction intersecting with the mounting direction of the battery pack 300. Since the voltage switching elements (330, 340) as the plurality of movable guide members can be switched between a plurality of cell units connected in parallel or in series, a battery pack 300 having an automatic voltage switching mechanism is realized. did it.
  • the moving direction of the movable guide member 330 is set to be orthogonal to the mounting direction of the battery pack 300. However, the moving direction is not necessarily limited to an intersection angle of 90 degrees, and only a predetermined angle from 90 degrees.
  • the movable guide members 330 and 340 are arranged in the arrangement area of the terminals 351 to 354, 335 and 345 (area where the slits 321 to 324 are arranged) in the mounting direction of the battery pack 300. Therefore, the voltage can be switched without increasing the size of the battery pack.
  • FIG. 19 shows a state before (1) attaches the terminal portion 370 to the battery pack 300.
  • FIG. 2B shows a state after mounting, and shows a connection state from the four terminals 351 to 354 to the cell units 356 and 357 as a circuit diagram.
  • Two cell units 356 and 357 are accommodated in the battery pack 300.
  • Each of the cell units 356 and 357 is an assembly in which cells 151 of five lithium ion batteries are connected in series, and the output thereof is rated 18V.
  • the plus output (plus output) of the cell unit (first cell unit) 356 is wired to the first plus terminal 351 by a lead wire, and the minus output (minus output) is wired to the first terminal 353 by a lead wire.
  • the + output of the cell unit (second cell unit) 357 is wired to the 2+ terminal 352 by a lead wire, and the ⁇ output is wired to the second terminal 354 by a lead wire.
  • the movable guide members 330 and 340 are urged away from each other by the spring 348. In this state, the contact 335b and the contact 345b are separated from each other and are in a non-contact state.
  • the positive input terminal 371 of the terminal portion 370 is inserted into the terminal mounting portion 331 through the slit 322 (see FIG. 17) as shown in FIG. As a result, the contact 335b and the positive input terminal 371 come into contact with each other.
  • the negative electrode input terminal 372 is accommodated in the terminal mounting portion 341 via the slit 323 (see FIG.
  • the contact 345b and the negative electrode input terminal 372 come into contact with each other.
  • the movable guide members 330 and 340 do not move in the same direction as the arrow 349 or in a direction orthogonal to the arrow (left or right direction or up and down direction)
  • the contact relationship between the intermediate terminals 335 and 345 and the four terminals 351 to 354 is changed. Absent. In this state, the contacts 335d and 351b are in contact, the contacts 335c and 352a are in contact, the contacts 345c and 353a are in contact, and the contacts 345d and 354b are in contact.
  • FIG. 20 (1) shows a state before the terminal portion 380 is attached to the battery pack 300, and (2) shows a state after the attachment, from four terminals 351 to 354 to the cell units 356 and 357.
  • the connection state is shown in a circuit diagram.
  • FIG. 20A when the terminal portion 380 is not attached, the movable guide members 330 and 340 are urged so as to be separated from each other by the spring 348. In this state, the contact 335b and the contact 345b are separated from each other and are in a non-contact state.
  • the positive electrode input terminal 381 contacts the inclined portion 332 through the slit 321 (see FIG.
  • the terminal portion 380 is pushed in while being in contact (or When the battery pack 300 is moved to the terminal part 380 side), the inclined part 332 moves so as to escape to the inside of the positive electrode input terminal 381, so that the movable guide member 330 compresses the spring 348 in the direction of the arrow 336. Moving. Similarly, when the negative electrode input terminal 382 is pushed in contact with the inclined portion 342 via the slit 324 (see FIG. 16), the inclined portion 342 moves so as to escape inside the negative electrode input terminal 382, so that the movable guide The member 340 moves while compressing the spring 348 in the direction of the arrow 346.
  • the positive electrode input terminal 381 When the movable guide member 330 moves inward, the positive electrode input terminal 381 enters between the parallel surface 333 located on the side of the inclined portion 332 and the first + terminal 351, and the state (FIG. 20) due to the bias of the spring 348. The positive electrode input terminal 381 is in good contact with the contact 351a of the first + terminal 351. Similarly, when the movable guide member 340 moves inward, the negative input terminal 382 enters between the parallel surface 343 located on the side of the inclined portion 342 and the second terminal 354, and the state ((2 The negative input terminal 382 makes good contact with the contact 354a of the second terminal 354.
  • the contact relationship of other contacts also changes.
  • the contact 335b of the intermediate terminal 335 and the contact 345b of the intermediate terminal 345 come into contact with each other, the intermediate terminals 335 and 345 are brought into conduction.
  • the contact with the contact 335c of the intermediate terminal 335 is switched from the contact 352a as shown in FIG. 20A to the contact 352b as shown in FIG. 20B, and the contact 335d of the intermediate terminal 335 is changed.
  • the connection state between the first + terminal 351 and the contact 351b are eliminated.
  • the contact with the contact 345c of the intermediate terminal 345 is switched from the contact 353a as shown in FIG.
  • connection state between the child 345d and the contact 354b of the second terminal 354 is canceled.
  • a connection path from the positive input terminal 381 to the positive output (positive output, positive terminal) of the cell unit 356 is established, and the negative output of the cell unit 356 (negative output, negative terminal).
  • the connection path from the negative output of the cell unit 357 to the negative input terminal 382 is established.
  • This connection is a series connection of two cell units 356 and 357, and a DC voltage of 36V is output from the battery pack 300.
  • the operator simply attaches the battery pack 300 to either the electrical device body rated 18V or the electrical device body rated 36V. By doing so, it is possible to obtain an optimum output voltage for the electric device main body.
  • the third embodiment described above can also be realized in a battery pack that switches other voltages, for example, 54V / 108V, as long as the voltage ratio is double. Furthermore, a switching mechanism in which the switching voltage ratio is tripled by using three movable guide members may be realized.
  • the voltage switching mechanism 320 that functions as a voltage switching element, and the contacts 335a and 345a that function as power supply terminals are arranged at substantially the same height in the vertical direction. Therefore, the vertical size of the battery pack 300 can be configured compactly.
  • FIG. 21 is a top view of the battery pack 600 according to the fourth embodiment.
  • the external shape of the battery pack 600 is almost the same as that of the battery pack 100 shown in FIG. 7, and the shape of the rail portion, the shape of the lower step surface 611 and the upper step surface 615 are the same.
  • the upper surface 615 is provided with a plurality of slot portions, and a region where the slot portions are arranged is a terminal arrangement region.
  • a series-parallel switching element slot 623 serving as a third slot is formed as the slot portion.
  • the positive terminal slot 621 is a slot for accommodating the positive output terminal 661 (positive terminal)
  • the negative terminal slot 622 is a slot for accommodating the negative output terminal 662 (negative terminal).
  • a serial-parallel switching element slot 623 is disposed in a portion sandwiched between the positive terminal slot 621 and the negative terminal slot 622.
  • a slot that has not been assigned any terminal in the conventional battery pack and is vacant is assigned to the slot 623 for the serial switching element.
  • a parallel connector pair 663 including two parallel connectors 663a and 663b and a series connector 664 are arranged in the serial-parallel switching element slot 623 from the entrance side (front side).
  • the parallel connector 663a includes a connector (conductor) connected to the + output (positive electrode) of the cell unit 356 and a connector (conductor) connected to the + output (positive electrode) of the cell unit 357. Consists of child pairs.
  • the parallel connector 663b includes a connector (conductor) connected to the -output (negative electrode) of the cell unit 356, and a connector (conductor) connected to the -output (negative electrode) of the cell unit 357. It is comprised by the connector pair (conductor pair) which consists of.
  • the parallel connectors 663a and 663b are each composed of a pair of connectors connected to the same polarity (+ output or ⁇ output) of each cell unit and arranged adjacent to each other.
  • the parallel connectors 663a and 663b are respectively constituted by conductor pairs separated in the left-right direction, and in a normal state, the conductor pairs are in contact as shown in the figure.
  • Each (conductor) functions as a switching terminal for switching the output voltage of the battery pack 600 to a low voltage.
  • a connector connected to the -output (negative electrode) of the cell unit 356 constituting the parallel connector 663b and a connection connected to the -output (negative electrode) of the cell unit 357 constituting the parallel connector 663b.
  • Each of the children (conductors) functions as a switching terminal for switching the output voltage of the battery pack 600 to a low voltage.
  • the series connector 664 is constituted by a pair of conductors separated in the left-right direction. In a normal state, the pair of conductors on the left and right are separated and in a non-contact state as illustrated.
  • the series connector 664 includes a connector (conductor) connected to the + output (positive electrode) of the cell unit 356 and a connector (conductor) connected to the-output (negative electrode) of the cell unit 357. It is constituted by a child pair (conductor pair).
  • the series connector 664 is composed of a pair of connectors that are connected to the different polarities (+ output and ⁇ output) of each cell unit and arranged adjacent to each other. Note that the series connector 664 may have a positional relationship that takes a distance in the mounting direction of the battery pack 600 in order to increase the distance between the terminals of the separated conductor pair.
  • a connector connected to the + output (positive electrode) of the cell unit 356 constituting the series connector 664 and a connector connected to the-output (negative electrode) of the cell unit 357 constituting the series connector 664.
  • Each (conductor) functions as a switching terminal for switching the output voltage of the battery pack 600 to a high voltage, and also functions as a series terminal that connects the plurality of cell units 356 and 357 in series with each other.
  • the length in the mounting direction of the positive terminal slot 621, the negative terminal slot 622, and the other slots is LS, and the length LS1 in the mounting direction of the serial parallel switching element slot 623 is about twice as long. Is done. This is because three pairs of conductors of parallel connectors 663a and 663b and a series connector 664 are arranged in series in the mounting direction in the serial-parallel switching element slot 623.
  • the positive electrode output terminal 661 and the negative electrode output terminal 662 are arranged apart from each other in a direction intersecting the mounting direction, and a region where these power supply terminals are arranged (specifically, Specifically, a parallel connection pair 663 serving as a voltage switching element is connected in series in a region from the stepped portion 612 to the length LS1 or LS2 (described later in FIG. 24, more specifically, a length LS region) in the mounting direction.
  • a child 664 is arranged.
  • the voltage switching element is arranged in the region where the slot portion is provided.
  • FIG. 22 is a diagram showing a connection circuit of the cell unit when the battery pack 600 is connected to the electric device main body, and (1) shows a state where the battery pack 600 is connected to the electric device main body for low voltage (for example, 18V). (2) is a figure which shows the state connected to the electric equipment main body for high voltages (for example, 36V).
  • the 18V electric device main body has the same shape of the terminal portion 650 as that conventionally used. That is, a positive input terminal 651 and a negative input terminal 652 are provided.
  • the terminal unit 650 may be provided with an input terminal (for example, an LD terminal) other than that shown in the figure, but only the part related to the characteristic configuration of the fourth embodiment will be described here, and the other input terminals will be described. Description of is omitted.
  • the LD terminal functions as a signal terminal for inputting or outputting information or signals.
  • the circuit diagram on the lower side of FIG. 22A is a diagram showing a state in which the terminal portion 650 and the output terminal group of the battery pack 600 are connected to each other when the battery pack 600 is mounted on the electric device main body.
  • the battery pack 600 includes cell units 356 and 357 in which five lithium ion battery cells are connected in series.
  • the positive output and the negative output of the cell units 356 and 357 are connected in parallel and are connected to the positive output terminal 661 and the negative output terminal 662. That is, the positive terminal of the cell unit 357 in which five cells are connected in series is connected to the positive output terminal 661, and the negative terminal is connected to the negative output terminal 662 through the parallel connector 663b.
  • the positive terminal of the cell unit 356 in which five cells are connected in series is connected to the positive output terminal 661 via the parallel connector 663a, and the negative terminal is connected to the negative output terminal 662.
  • the series connector 664 that connects the + terminal of the cell unit 356 and the ⁇ terminal of the cell unit 357 has a plurality of contact terminals (the right terminal in the figure) in order to connect the plurality of cell units 356 and 357 in series.
  • the left and right contact terminals are in an open state (non-conducting state) in an initial state (a state in which the battery pack 600 is removed).
  • FIG. 22 (2) is a diagram showing the terminal shape of the terminal portion 680 of the 36V electric device main body.
  • a series / parallel switching terminal 683 is formed.
  • the series / parallel switching terminal 683 is provided in a terminal arrangement region in which power terminals (positive output terminal 661, negative output terminal 662) are arranged in the battery pack mounting direction, and serves as a connection element that switches between parallel connection and series connection.
  • the series / parallel switching terminal 683 has two functions. When the battery pack 600 is mounted, the tip side portion that first contacts the voltage switching element (parallel connector pair 663, series connector 664) is conductive by the conductor.
  • a terminal 683b is formed, and a rear end side portion is formed as a non-conductive blocking terminal 683a.
  • the terminal portion 680 has a base portion formed by integral molding of synthetic resin, and a metal plate-like positive electrode input terminal 681 and negative electrode input terminal 682 are cast therein.
  • the series / parallel switching terminal 683 includes a group of switching terminals, the cutoff terminal 683a is formed of a non-conductive material integrally with the terminal portion 680, and a metal conductive terminal 683b is formed at a part of the tip by casting.
  • the blocking terminal 683a enters between the parallel connectors 663a and 663b that are in a contact state (conductive state), thereby blocking the conductive state of the parallel connector 663a, and the parallel connector 663b.
  • the purpose is to cut off the conductive state.
  • the cutoff terminal 683a is connected to the parallel connectors 663a and 663b of the battery pack 600 constituted by a plurality of switching terminals, and functions as a switching element that switches the output voltage of the battery pack 600 to a low voltage.
  • the conduction terminal 683b enters between the series connectors (series connection elements) 664 that are in a non-contact state (blocking state), thereby short-circuiting each other, thereby conducting the series connector 664. Acts as a short circuit to establish the state.
  • the conduction terminal 683b is connected to a series connector (series connection element) 664 that is a switching terminal of the battery pack 600 constituted by a plurality of switching terminals, and functions as a switching element that switches the output voltage of the battery pack 600 to a high voltage. In addition, it functions as an integrated high-voltage connection element that connects a plurality of cell units 356 and 357 in series with each other.
  • the conduction terminal 683b may be a simple metal plate and does not need to be connected to the substrate on the power tool main body side.
  • the series-parallel switching terminal 683 serving as a voltage switching element is configured by adjacently arranging switching terminals extending from each of a plurality of different cell units.
  • the circuit diagram on the lower side of FIG. 22B is a diagram showing a state where the terminal unit 680 and the output terminal group of the battery pack 600 are connected by the battery pack 600 being attached to the electric device main body.
  • a series connection circuit to the positive output terminal 661 and the negative output terminal 662 is established with the + output of the cell unit 356 and the ⁇ output of the cell unit 357 connected.
  • the positive terminal of the cell unit 357 in which five cells are connected in series is connected to the positive output terminal 661, and the negative terminal is connected to the cell unit 356 via the connection of the serial connector 664 that is short-circuited by inserting the conduction terminal 683b. Connected to the + terminal of the.
  • the negative terminal of the cell unit 356 is connected to the negative output terminal 662.
  • the parallel connectors 663a and 663b forming the parallel connector pair 663 are brought into a non-conductive state because the blocking terminal 683a is interposed between the two contact points, so that the cell unit as shown in (1) While the parallel connection state of 356 and 357 is eliminated, the serial connection state is established.
  • the shape of the terminal portions 650 and 680 on the power tool main body side is changed, and the first slot 621 into which the positive input terminal 681 is inserted and the negative input terminal 682 are inserted.
  • the output voltage of the battery pack 600 can be appropriately switched by using the third slot 623 in which a switching element (series-parallel switching terminal 683) for switching the output voltage is inserted. became.
  • the battery pack 600 according to the present embodiment is a commercially available 18V electric power tool main body, It can be used in the same manner by being mounted on the electric device body.
  • the battery pack 600 can be rated only by mounting the battery pack 600. A direct current of 36V can be obtained.
  • the switching terminal group (663a, 663b, 664) serving as a voltage switching element is placed in the third slot 623 in the region where the power supply terminals (the positive output terminal 661 and the negative output terminal 662) are arranged in the mounting direction.
  • the voltage switching element is arranged between the power supply terminals in the direction crossing the mounting direction, it is possible to mount the existing electric device body without increasing the size of the battery pack.
  • the voltage switching element and the power supply terminal are arranged at substantially the same height in the vertical direction, the size of the battery pack in the vertical direction can be made compact. Also, a connector (conductor) connected to the + output (positive electrode) of the cell unit 356 constituting the series connector 664 and a connection connected to the-output (negative electrode) of the cell unit 357 constituting the series connector 664.
  • Each child functions as a series terminal for connecting a plurality of cell units 356 and 357 in series with each other. These series terminals are connected to a positive output terminal 661 which is a positive terminal and a negative output which is a negative terminal. Since the terminals 662 are arranged at substantially the same height in the vertical direction, the size of the battery pack in the vertical direction can be made compact.
  • FIG. 23 is a diagram showing the shape of the battery pack cover 640 that is attached when the battery pack 600 is not attached to the electric device main body.
  • the battery pack cover 640 is manufactured from, for example, a non-conductive material such as vinyl chloride resin or other plastic material, and covers the lower step surface 611, the step portion 612, and the upper step surface 615 of the battery pack 600. Attached.
  • the battery pack cover 640 has a crank-like cross section as viewed from the side, in which an upper step portion 643 that is a first flat portion and a lower step portion 641 that is a second flat portion are connected by a vertical surface 642.
  • Three vertical ribs 646 to 648 are formed so as to straddle the upper stage portion 643 and the vertical surface 642 of the battery pack cover 640.
  • the vertical ribs 646 to 648 are formed at substantially the same position and size as the positive input terminals 651 and 681, the negative input terminals 652 and 682, and the series / parallel switching terminal 683, respectively.
  • the plate thickness of the lower part on the front end side of the vertical ribs 646 to 648 is formed slightly thin so that it can be easily mounted.
  • the battery pack cover 640 when the amount of power exceeds 100 Wh in a lithium ion battery pack, it is subject to transportation restrictions.
  • the battery pack cover 640 it is handled as two 54 Wh batteries, and is not subject to transportation regulations, and can be handled in a normal transportation form, and the packaging material and transportation cost can be greatly reduced. it can.
  • an edge 644 and a rib 645 extending in the thickness direction (vertical direction) are formed by integral molding to enhance rigidity.
  • the vertical ribs 646 to 648 are attached to the battery pack cover 640, the vertical ribs 646 are inserted into the positive electrode terminal slots 621 and fitted into the positive electrode input terminals 651, and the vertical ribs 647 are inserted into the negative electrode terminal slots 622.
  • the vertical rib 648 is inserted into the serial-parallel switching element slot 623 and is fitted to the parallel connectors 663a and 663b and the series connector 664.
  • the battery pack cover 640 is held so as not to fall out of the battery pack 600 using spring properties such as the positive electrode input terminal 651, the negative electrode input terminal 652, the parallel connectors 663a and 663b.
  • the parallel connector pair 663 including the two sets of parallel connectors 663a and 663b and the series connector 664 including the set of contacts in the open state are switched in series-parallel.
  • the element slots 623 are arranged side by side in the mounting direction. Accordingly, as shown in FIG. 21, the length LS1 in the mounting direction of the serial-parallel switching element slot 623 is longer than the length LS of the other slots. When the region corresponding to the length LS1 of the series-parallel switching element slot 623 becomes long, there is a possibility that a space cannot be secured for mounting on the battery pack 600.
  • serial connectors 664 and the parallel connectors 663a and 663b are not arranged in one slot (series-parallel switching element slot 623), but may be distributed in two slots.
  • good. 24 and 25 are top views of the battery pack 600A showing the configuration (modified example of the fourth embodiment).
  • FIG. 24 is a top view of a battery pack 600A according to a modification of the fourth embodiment.
  • the first slot 623A and the second slot 624A for the series-parallel switch are changed.
  • the upper surface 615 is provided with a plurality of slot portions.
  • the slot portion for signal transmission used is changed to secure a second slot 624A for a series-parallel switch.
  • a parallel connector 673a is disposed on the side close to the opening on the lower surface 611 side (mounting direction entrance side), a series connector 674 is disposed on the back side, and these contact terminal pairs are connected in series. I arranged them.
  • a parallel connector 673b is arranged on the back side portion away from the lower step surface 611.
  • the series connector 674 and the parallel connectors 673a and 673b are each composed of a pair of conductors separated in the left-right direction.
  • the parallel connectors 673a and 673b The body pair is in contact, and the series connector 674 is in a non-contact state with the left and right conductor pairs separated.
  • a signal connection connector for example, a V terminal indicating the output of the battery, which is not illustrated, can be disposed as it is on the opening side of the second slot 624A. There is no loss of compatibility when power tools are connected.
  • the connector for signal connection functions as a signal terminal for inputting or outputting information or signals.
  • FIG. 25 is a diagram showing a cell unit connection circuit when a battery pack 600A according to a modification of the fourth embodiment is connected to the electric device body.
  • (1) shows a state connected to an electric device main body for low voltage (for example, 18V)
  • (2) shows a state connected to an electric device main body for a high voltage (for example, 36V).
  • the shape of the terminal portion 650 of the electric device for low voltage (18V) is the same, but the shape of the terminal portion 680A of the electric device for high voltage (36V) is different.
  • the series-parallel switching terminal 683 is composed of one, but in the modified terminal unit 680A, the first series-parallel switching terminal 693 and the second series-parallel switching are used as the series-parallel switching terminals.
  • the terminals 694 are arranged separately.
  • the first series / parallel switching terminal 693 is formed such that a leading end side portion that first contacts the parallel connector 673b when the battery pack 600A is mounted is formed as a conductive terminal 693b made of a conductor, and a rear end side portion is a blocking terminal 693a made of a non-conductive body. Formed as.
  • the second series-parallel switching terminal 694 is all manufactured as a non-conductive blocking terminal.
  • the base portion of the terminal portion 680A is formed by integral molding of synthetic resin, and a metal plate-like positive electrode input terminal 681 and negative electrode input terminal 682 are cast therein.
  • the blocking terminal 693a of the first series / parallel switching terminal 693 and the second series / parallel switching terminal 694 may be made of synthetic resin integrally with the base portion.
  • the lower circuit diagram of FIG. 25 is a diagram illustrating a state in which the terminal portions 650 and 680A are connected to the output terminal group of the battery pack 600A by mounting the battery pack 600A on the electric device main body.
  • the positive output of the cell unit 356 and the negative output of the cell unit 357 are connected in series, and are connected to the positive output terminal 661 and the negative output terminal 662.
  • the + terminal of the cell unit 357 in which five cells are connected in series is connected to the positive output terminal 661, and the ⁇ terminal is connected to the + of the cell unit 356 via the series connector 674 that is short-circuited by inserting the conduction terminal 693b. Connected to the terminal.
  • the negative terminal of the cell unit 356 is connected to the negative output terminal 662.
  • the parallel connectors 673a and 673b forming the parallel connector pair 673 are in a non-conducting state because the blocking terminal 693a and the second series-parallel switching terminal (cutting terminal) 694 are interposed between the two contacts.
  • the parallel connection state between the cell units 356 and 357 as shown in (1) is eliminated.
  • the position seen in the mounting direction of the parallel connector 673a is provided adjacent to the series connector 674, and is not adjacent to the parallel connector 673b. This is to make it possible to arrange a signal transmission terminal conventionally used on the inlet side of the parallel connector 673a.
  • the parallel connectors 673a and 673b may be arranged together on the first series-parallel switching terminal 693 side, and the series connector 674 may be arranged on the second series-parallel switching terminal 694 side.
  • the first series / parallel switching terminal 693 is broken and detached from the terminal portion 680A and only the series connector 674 is connected by the action of the second series / parallel switching terminal 694, there is a possibility of short circuit. It is more advantageous to arrange like this.
  • the advantage of the modification shown in FIGS. 24 and 25 is that the length of the first series-parallel switching terminal 693 in the longitudinal direction can be suppressed, and the length of the first slot 623A can be similarly suppressed. It is. It is also possible to maintain a signal transmission terminal conventionally by casting a metal terminal on the base side of the second series-parallel switching terminal 694. Further, since the terminal portion 650 of the electric device main body for low voltage (18V) is not required to be modified, the battery pack according to the present invention can be applied to the conventional electric device main body as it is.
  • FIG. 26 is a perspective view showing the external shape of the battery pack 700. This shape is compatible with a conventional battery pack 15 for a rating of 18V (see FIG. 1).
  • a plurality of slot portions are formed at a stepped portion at the boundary between the lower step surface 111 and the upper step surface 115, and the inside of these slot portions serves as a terminal arrangement region, and a plurality of output terminals and signal terminals are arranged.
  • the slot portion is notched not only in the direction parallel to the mounting direction but also in the vertical direction so that the terminal on the power tool main body side can be inserted from the lower step surface 111 side.
  • an opening 709 that is continuously open in the lateral direction is formed on the lower side of the lower step surface 111 below the slot portion.
  • the first slot 701 accommodates a terminal pair for transmitting + output on the battery pack side
  • the second slot 704 is -output on the battery pack side
  • the third slot 707 arranges a negative output from one cell unit and a positive output from the other cell unit adjacent to each other in a non-contact state, and the battery pack 700 A series connection terminal pair for switching the output voltage is accommodated.
  • the battery pack 700 includes an LD terminal that outputs an overdischarge protection signal by a battery protection circuit (not shown) included in the battery pack 700, and battery temperature information by a temperature sensing element (not shown) provided in contact with the cell.
  • the LD terminal, LS terminal, and T terminal function as signal terminals for inputting or outputting information or signals.
  • FIG. 26 (2) is a circuit diagram in the battery pack 700. Inside the battery pack 700, two sets of cell units 356 and 357 in which five lithium ion battery cells such as 14500 or 18650 are connected in series are accommodated. The + output of the cell unit 356 is connected to the positive terminal 712, and the + output of the cell unit 357 is connected to the positive terminal 713. The positive terminals 712 and 713 that form a parallel positive terminal pair are fixed to the terminal board 711 adjacent to each other and fixed so as to be positioned in the slot 701.
  • the positive terminals 712 and 713 function as positive terminals, further function as switching terminals that switch the output voltage of the battery pack 700 to a low voltage, and also function as parallel terminals that connect a plurality of cell units in parallel with each other. And the some positive electrode terminals 712 and 713 which function as a parallel terminal are arrange
  • the negative terminals 715 and 716 function as negative terminals, further function as switching terminals that switch the output voltage of the battery pack 700 to a low voltage, and also function as parallel terminals that connect a plurality of cell units in parallel with each other.
  • a plurality of positive terminal terminals 715 and 716 functioning as parallel terminals are arranged adjacent to each other and configured as another parallel terminal group.
  • Negative electrode terminals 715 and 716 serving as parallel negative electrode terminal pairs are fixed to the terminal substrate 714 adjacent to each other and fixed so as to be positioned in the slot 704.
  • a series connection terminal 718 connected from the + output of the cell unit 357 and a series connection terminal 719 connected from the ⁇ output of the cell unit 356 are provided in the slot 707 as a series connection terminal pair. Be placed.
  • the series connection terminals 718 and 719 function as switching terminals for switching the output voltage of the battery pack 700 to a high voltage, and also function as series terminals for connecting the plurality of cell units 256 and 357 in series with each other.
  • a plurality of series connection terminals 718 and 719 functioning as series terminals are arranged adjacent to each other and configured as a series terminal group.
  • These positive electrode terminals 712 and 713 and negative electrode terminals 715 and 716 are configured to be adjacent and separated so as to extend from different cell units 356 and 357, respectively, so that the cell units 356 and 357 are connected in parallel and in series. Functions as a voltage switching element for switching between.
  • the positive terminals 712 and 713 are in a non-contact state
  • the negative terminals 715 and 716 are In a non-contact state
  • the series connection terminals 718 and 719 are in a non-contact state.
  • the series connection terminals 718 and 719 are used as a pair, and are fixed to the terminal board 717 adjacent to each other.
  • the terminal boards 711, 714, and 717 may be an integrated board or may be used as a protection circuit board provided with a battery protection circuit.
  • the positive terminals 712 and 713, the negative terminals 715 and 716, and the series connection terminals 718 and 719 constitute a switching terminal group, and the positive terminals 712 and 713 form a positive terminal pair or a parallel positive terminal group (parallel terminal group).
  • the negative terminals 715 and 716 constitute a negative terminal pair or a parallel negative terminal group, and the series connection terminals 718 and 719 constitute a series connection terminal group (series terminal group).
  • FIG. 27 is a view showing a state in which the battery pack 700 is connected to a conventional power tool body having a rated voltage of 18 V, and (1) is a circuit diagram at the time of connection.
  • the positive input terminal 721 on the power tool body side contacts the positive terminals 712 and 713
  • the negative input terminal 722 contacts the negative terminals 715 and 716, thereby forming a parallel connection circuit of the cell units 356 and 357.
  • the positive electrode input terminal 721 and the negative electrode input terminal 722 function as a switching element or a connection element that switches the output voltage of the battery pack 700 to a low voltage, and also as a switching element for low voltage that connects a plurality of cell units in parallel to each other. Function.
  • (3) is a side view of the positive terminals 712, 713 and the shape of the positive input terminal 721 of the terminal portion 720 on the power tool main body side for a rated 18V attached to the positive terminals 712, 713, and (2) is the shape of the positive terminals 712, 713. It is a top view.
  • the positive electrode input terminal 721 of the terminal portion 720 has the same shape as a conventional electric tool, and is a metal plate having a height H.
  • the region where the positive terminals 712 and 713 are in contact with the positive input terminal 721 is formed by an elongated plate-like member whose height in the vertical direction is H / 2 or less.
  • the positive terminal 712 extends upward from the terminal substrate 711 on the side farther from the positive input terminal 721 (opposite the opening of the slot), and on the positive input terminal 721 side (opening of the slot) above the positive terminal 713. Extending towards.
  • the positive terminal 713 has a shape such that the upper part of the conventional positive terminal is cut off and shortened, and the positive terminals 712 and 713 are provided so as not to contact each other.
  • the positive electrode input terminal 721 is formed of a metal plate cast into a synthetic resin terminal portion 720 on the power tool main body side.
  • the positive electrode terminal 712 has a shape in which a flat plate is bent into a U shape, folded back at the opening end, and the folded end contacts to close the opening end.
  • the positive electrode terminal 713 also has a shape in which a flat plate is bent into a U shape, folded at the opening end, and the folded portion contacts to close the opening end.
  • the positive electrode terminal 713 is configured so that the front-rear length thereof is shortened to almost half of the positive electrode terminal 712, but the shape of the front portion L in a top view is the same as the corresponding portion of the positive electrode terminal 712. In this way, a plurality of positive terminals are arranged adjacent to each other in the first slot 701 to form a positive terminal group.
  • the positive electrode input terminal 721 is fitted and press-fitted so as to expand the open ends of the positive electrode terminals 712 and 713, and the positive electrode input terminal 721 is inserted.
  • a partial region on the upper side of the electrode contacts the positive electrode terminal 712, and a partial region on the lower side contacts the positive electrode terminal 713.
  • the positive electrode terminals 712 and 713 are short-circuited by the positive electrode input terminal 721.
  • the terminal structures shown in FIGS. 27 (2) and 27 (3) are the same in the negative terminals 715 and 716.
  • the negative electrode terminal 715 has the same shape as the positive electrode terminal 712
  • the negative electrode terminal 716 has the same shape as the positive electrode terminal 713
  • the negative electrode input terminal 722 has the same shape as the positive electrode input terminal 721.
  • a plurality of negative terminals are arranged adjacent to each other in the second slot 704 to form a negative terminal group. Accordingly, by attaching the battery pack 700 to the terminal portion 720 on the power tool body side, the positive electrode input terminal 721 and the negative electrode input terminal 722 are connected to the positive electrode terminal pair and the negative electrode terminal pair, respectively, so that the cell units 356 and 357 are connected. It will be connected in parallel and its rated output will be 18V.
  • FIG. 27 (4) is a front view showing the shape of the terminal portion 720 on the electric power tool main body side
  • (5) is a perspective view of the terminal portion 720.
  • the terminal portion 720 is manufactured by integral molding of a non-conductive material such as synthetic resin, and is solidified by casting three metal terminals, that is, a positive input terminal 721, a negative input terminal 722, and an LD terminal 723 therein. Fixed to.
  • the LD terminal 723 is configured to be larger than the positive electrode input terminal 721 and the negative electrode input terminal 722, which is for stably holding the battery pack 700 to be mounted.
  • the terminal portion 720 has not only a vertical surface 720b as an abutment surface in the mounting direction but also a horizontal surface (upper surface when viewed from the terminals 721 to 723) 720a. And become a sliding surface.
  • FIG. 28 is a diagram showing a state in which the battery pack 700 is connected to a new power tool main body with a rating of 36 V, and (1) is a circuit diagram at the time of connection.
  • the positive electrode input terminal 731 on the power tool main body side with a rating of 36 V is brought into contact with only the positive electrode terminal 712 and not to the positive electrode terminal 713.
  • the negative input terminal 732 contacts only the negative terminal 715 and does not contact the negative terminal 716.
  • a serial connection arranged in a non-contact state by inserting a metal conductive terminal (short-circuit) 734 provided in addition to the terminal portion 730 between the serial connection terminals 718 and 719.
  • the terminals 718 and 719 for use are short-circuited.
  • the series outputs of the cell units 356 and 357 are connected to the positive input terminal 731 and the negative input terminal 732.
  • the conduction terminal (short-circuiting element) 734 functions as a switching element that switches the output voltage of the battery pack 700 to a high voltage, and also functions as a high-voltage connecting element that connects the plurality of cell units 356 and 357 in series with each other. .
  • the terminal shape on the battery pack 700 side that is, the shape of the positive terminals 712 and 713 and the shape of the negative terminals 715 and 716 of the same type are not changed from the terminal shape shown in FIG. Absent.
  • the terminal shape of the terminal portion 730 has been devised.
  • the metal portion of the positive input terminal 731 of the terminal portion 730 corresponding to the positive terminal 712 is exposed, but is the portion corresponding to the positive terminal 713 replaced with an insulating terminal material?
  • a plate-like insulating terminal 735 is formed by covering a part of the positive electrode terminal 713 with an insulating material.
  • the positive electrode input terminal 731 conducts only to the positive electrode terminal 712, but does not conduct to the positive electrode terminal 713. Therefore, the positive output of the cell unit 356 is connected to the positive electrode input terminal 731 on the electric power tool body side, and the cell unit 357.
  • the + output of is in a non-connected state (in FIG. 28 (1), it is not connected and is indicated by a dotted line).
  • the negative electrode input terminal 732 on the power tool main body side is also of the same terminal shape as the positive electrode input terminal 731 as shown in FIGS.
  • the insulating terminal 736 is provided in the lower part of the negative input terminal 732 so that the negative input terminal 732 and the negative terminal 716 are not electrically connected when the terminal portion 730 is attached to the battery pack 700. Therefore, the negative output of the cell unit 357 is connected to the negative input terminal 732 on the power tool body side, but the negative output of the cell unit 356 is not connected.
  • FIG. 28 (4) is a front view showing the shape of the terminal portion 730 on the power tool main body side
  • (5) is a perspective view of the terminal portion 730.
  • the terminal unit 730 has a vertical direction so that the positive input terminal 731 and the negative input terminal 732 are in contact with only the positive terminal 712 and the negative terminal 715 arranged on the upper side as compared with the terminal unit 720 shown in FIG. It is characterized by a narrow width.
  • an insulating terminal 735 made of synthetic resin is formed in a lower part from the positive electrode input terminal 731
  • an insulating terminal 736 made of synthetic resin is formed in a lower part from the negative electrode input terminal 732.
  • the insulating terminals 735 and 736 can be formed by integral molding with the terminal portion 730, respectively, and the rear end side is connected to the vertical surface 730b.
  • the plate-like insulating terminals 735 and 736 to be thicker than the positive input terminal 731 and the negative input terminal 732, when molding the synthetic resin portion of the terminal portion 730 including the insulating terminals 735 and 736, The lower half of the positive electrode input terminal 731 and the negative electrode input terminal 732 can be made insulative by casting into synthetic resin.
  • a conduction terminal 734 is added to the terminal unit 730.
  • the position where the conduction terminal 734 is provided is arbitrary, but here, the serial connection terminals 718 and 719 are provided by utilizing an empty slot portion (slot 707 in FIG. 26) which is not used in the conventional 18V battery pack. From the relationship, the conduction terminal 734 is located next to the positive electrode input terminal 731.
  • the conduction terminal 734 is a metal plate, and some of the positive electrode input terminal 731, the negative electrode input terminal 732, and the LD terminal 733 have wiring connection portions 731a, 732a, and 733a for wiring in the electric device body. On the other hand, the conduction terminal 734 does not require a wiring connection.
  • the wiring connection portions 731a, 732a, and 733a are arranged so as to be offset inward from the positions of the positive electrode input terminal 731, the negative electrode input terminal 732, and the LD terminal 733 when viewed in FIG. This is because the metal plate forming the positive electrode input terminal 731, the negative electrode input terminal 732, and the LD terminal 733 is bent in a crank shape so as to have a step, and the bent portion is cast with a synthetic resin.
  • the output voltage from the battery pack 700 can be changed by simply changing the shape of the terminal portion on the power tool body side to the shape of FIG. 27 (terminal portion 720) or the shape of FIG. 28 (terminal portion 730). It can be easily changed from 18V to 36V.
  • a movable member such as a switch means is not used in the battery pack 700, a battery pack having a simple structure and high durability can be realized.
  • the positive terminals 712 and 713, the negative terminals 715 and 716, and the series connection terminals 718 and 719 can be mounted in the existing slot portion of the battery pack for 18V, the voltage switching type is compatible with the conventional size.
  • a battery pack can be realized.
  • the structure of the fifth embodiment has been described with reference to FIGS. 27 and 28, various modifications can be made to these structures, particularly the terminal shape.
  • the vertical size of the battery pack can be made compact.
  • the series connection terminals 718 and 719, the positive terminals 712 and 713, and the negative terminals 715 and 716 functioning as series terminals are arranged at substantially the same height in the vertical direction, the vertical direction of the battery pack The size can be made compact.
  • FIG. 29 is a diagram showing a first modification in which only the terminal portion of the 36V electric power tool body is changed.
  • FIG. 29 only the shape of the terminal portion 750 is different, and the blocking terminal as shown in FIG. .
  • the blocking terminal is not provided below the negative input terminal 752.
  • the shapes of the conduction terminal 754 and the LD terminal 753 are the same as those in FIG. Even with the terminal portion 750 as described above, the same effect as in FIG. 28 can be obtained.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating a second modification in which only the terminal portion of the electric tool main body for 36V is changed.
  • the basic configuration is the same as in FIG. 29, and the positive terminals 712 and 713 are arranged side by side so as not to contact in the direction intersecting the insertion direction of the battery pack 700, in this case, the vertical direction.
  • the terminal portion 770 for 36V is formed with a positive electrode input terminal 771 having a vertical width suitable for contacting only the positive electrode terminal 712, and horizontally so as to contact the lower edge of the positive electrode input terminal 771.
  • An insulating plate 775 extending in the direction is formed.
  • the insulating plate 775 enters between the vertical gap 777 between the positive electrode terminal 712 and the positive electrode terminal 713 when the battery pack 700 is mounted. This has the effect of almost completely preventing the risk of the above, and keeps the insulation state between the positive terminal 712 and the positive terminal 713 good.
  • the shape of the negative input terminal 772 is exactly the same as that of the positive input terminal 771, and as shown in (3), the negative input terminal 772 has a predetermined width in the horizontal direction when viewed in a direction parallel to the battery pack insertion direction.
  • An insulating plate 776 is formed. The shapes of the conduction terminal 774 and the LD terminal 773 are not changed.
  • the lower side insulating plates 775 and 776 of the positive electrode input terminal 771 and the negative electrode input terminal 772 are connected to the vertical surface 770b of the terminal portion 770.
  • the width in the left-right direction of the insulating plates 775 and 776 is preferably a width that extends to the vicinity of the boundary with the adjacent slot, but may be smaller than that.
  • the insulating plates 775 and 776 can be manufactured integrally with the terminal portion 770. In this case, the positive input terminal 771 and the negative input terminal 772 are fixed by casting.
  • FIG. 31 is a diagram showing a third modification in which both the terminal shape on the battery pack side for 36V and the terminal portion 790 on the power tool main body side are changed.
  • the positive terminals 782 and 783 are arranged on the terminal board 781 so as to be aligned in the same direction as the insertion direction of the battery pack 700 and keep a non-contact state.
  • the upper portions 782a and 783a of the positive terminals 782 and 783 are arranged separately in the mounting direction as shown in the top view of (1), and the inserted positive input terminal 721 penetrates from the inlet side 787a to the outlet side 787b. It can be shaped.
  • the lower portions 782b and 783b of the positive terminals 782 and 783 can be easily manufactured by pressing a single metal plate by forming the lower portions 782b and 783b in a U shape in which the left and right are connected.
  • the shape of the positive electrode terminal pair (782, 783) and the positive electrode input terminal 721 and the negative electrode input terminal 722 inserted into the negative electrode terminal pair of the same shape is as shown in FIGS. As shown, there is no need to change from the shape shown in FIG. On the other hand, it is necessary to change the shape of the terminal portion 790 in a power tool body with a rating of 36V.
  • the terminal portion 790 was arranged so that the insulating plate 795 and the positive electrode input terminal 791 were aligned in the battery pack insertion direction.
  • the exposed area of the positive electrode input terminal 791 is reduced to about half of that of the positive electrode input terminal 721 as compared with the rated 18V terminal portion 720, so that the positive electrode input terminal 791 contacts only the positive electrode terminal 782 at 36V output.
  • the positive terminal 783 is not electrically connected.
  • the configuration on the negative input terminal 792 side is the same as that on the positive input terminal 791 side, and an insulating plate 796 is formed adjacent to the negative input terminal 792 as shown in (4) and (5).
  • the insulating plates 795 and 796 can be integrally manufactured together with the base portion of the terminal portion 790 by synthetic resin injection molding. As described above, also in the third modification, a voltage-switching type battery pack compatible with the conventional 18V device can be realized.
  • FIG. 32 is a diagram illustrating a fourth modification in which only the terminal portion 800 of the 36V electric power tool main body is changed.
  • the insulating plate 795 in the example shown in FIG. 31 is removed.
  • the length of the positive input terminal 801 in the mounting direction is slightly shorter than half of the positive input terminal 721 for 18V (see FIG. 27).
  • the negative input terminal 802 is slightly shorter than the half of the 18V negative input terminal 722 in the mounting direction.
  • the shape of the terminal portion 800 is the same as that for 18V except for the presence of the conduction terminal 804 when viewed from the rear as shown in FIG. 32 (3), but the positive input terminal 801 and the negative input terminal 802 are the other terminals. It is clear from the perspective view of FIG. 4 (4) that it is shorter in the front-rear direction than (803, 804).
  • FIG. 33 is a diagram illustrating a fifth modification in which the shapes of the positive electrode terminal pair and the negative electrode terminal pair on the battery pack side are changed.
  • the positive terminals 812 and 813 have a shape in which only one side of the positive terminals 712 and 713 shown in FIG. 27 is eliminated, the positive terminal 812 forms only the right half, and the positive terminal 813 forms only the left half. Shape.
  • the positive electrode terminals 812 and 813 come into contact with each other when the positive electrode input terminal 721 or 731 is not inserted.
  • the shape of the negative terminal side and the shape of the series connection terminal pair can be configured in the same manner.
  • the terminal portion 720 for 18V attached to this terminal is the same as the shape shown in FIG. 27, and the shape of the terminal portion 730 for 36V is the same as the shape shown in FIG.
  • the weight of the positive electrode terminal, the negative electrode terminal, and the series connection terminal pair can be reduced, and the battery pack can be reduced in weight.
  • FIG. 34 is a diagram showing a sixth modification in which only the terminal portion 750 for 36V is changed from the fifth modification in FIG.
  • the shape of the terminal portion 750 is the same as that shown in FIG. 29, and the vertical widths of the positive electrode input terminal 751 and the negative electrode input terminal 752 are narrowed.
  • FIG. 35 is a diagram showing a modification 7 in which only the terminal portion 770 for 36V is changed from the modification 5 in FIG. 33.
  • the shape of the terminal portion 770 is the same as the shape shown in FIG. 30, and the width of the positive input terminal 771 in the vertical direction is narrowed and the horizontal direction so as to contact the lower edge of the positive input terminal 771.
  • An insulating plate 775 extending in the direction is formed.
  • the structure on the negative input terminal 772 side is the same as the structure shown in FIG.
  • the positive electrode terminal pair and the negative electrode terminal pair divided into a plurality of parts are provided without depending on the switching mechanism having a plurality of movable members, and two cells are provided. Since a series connection terminal pair for connecting units 356 and 357 in series is provided, a battery pack that can be easily switched in voltage simply by selecting the shape of the terminal portion side of the electric device main body for 18V or 36V realizable. Moreover, since it is not necessary to mount a complicated switch mechanism in the battery pack, the number of parts can be reduced, the assemblability can be improved, and the battery pack can be reduced in size while maintaining compatibility.
  • the voltage is switched between 18V and 36V, but other voltage ratios may be used.
  • FIG. 36 is a view for explaining a mounting state of the battery pack according to the sixth embodiment to the electric tool.
  • An electric tool which is one form of electric equipment has a battery pack, and drives a tip tool and work equipment using a rotational driving force by a motor.
  • the electric tool main bodies 1001 and 1030 shown in FIG. 36 are all called impact tools.
  • the electric power tool main bodies 1001 and 1030 are tools that perform a tightening operation by applying a rotational force or an axial striking force to a tip tool such as a bit or a socket wrench (not shown).
  • These electric power tool main bodies 1001 and 1030 include housings 1002 and 1032 which are outer frames forming an outer shape, and handle portions 1003 and 1033 are formed in the housings 1002 and 1032.
  • Trigger-like operation switches 1004 and 1034 are provided in a portion of the handle portions 1003 and 1033 near the forefinger when the operator grips them, and the battery pack 1015 and the handle portions 1003 and 1033 are provided below the handle portions 1003 and 1033, respectively.
  • Battery pack mounting portions 1010 and 1040 for mounting 1100 are formed.
  • the power tool main body 1001 is a conventional electric device using a battery pack 1015 with a rated voltage of 18V.
  • the battery pack 1015 is a conventional battery pack, and can be mounted on the battery pack mounting portion 1010 of an 18V-compatible electric device (power tool main body 1001) as a combination of arrows a.
  • the battery pack 1015 only one set of cell units formed by connecting in series five lithium ion battery cells with a rated voltage of 3.6 V is accommodated, or two such cell units are accommodated to each other. Connected in parallel.
  • the voltage 18V is sometimes referred to herein as a low voltage in the sense that it is a relatively low voltage.
  • the power tool main body 1001 or the electric device main body with a rated voltage of 18 V may be referred to as a low voltage electric tool main body or a low voltage electric device main body, respectively.
  • the battery pack 1015 having a nominal voltage of 18V may be referred to as a low voltage battery pack.
  • the electric tool main body 1030 is an electric equipment main body with a rated voltage of 36V, and a battery pack 1100 capable of outputting 36V is mounted on the battery pack mounting portion 1040 as indicated by an arrow b1.
  • the voltage 36V is sometimes referred to as a high voltage in the sense that it is a relatively high voltage.
  • the power tool main body 1030 or the electric device main body with a rated voltage of 36 V may be referred to as a high-voltage electric tool main body or a high-voltage electric device main body, respectively.
  • the battery pack 1100 contains two sets of cell units in which five 3.6V lithium-ion battery cells are connected in series. By changing the connection method of the two sets of cell units, 18V output and 36V output It became possible to switch both.
  • the battery pack 1100 is configured to be compatible with two voltages so that low voltage and high voltage can be output, so that the battery pack 1100 can be changed to an 18V-compatible electric tool body 1001 as indicated by an arrow b2. Can be mounted on the power tool main body 1030 for 36V as shown by the arrow b1.
  • the battery pack 1100 capable of outputting a low voltage and a high voltage may be referred to herein as a voltage variable battery pack.
  • the rail parts and terminal parts of the battery pack attachment parts 1010 and 1040 have substantially the same shape.
  • the output voltage of the battery pack 1100 can be switched. At this time, it is important to ensure that the output voltage of the battery pack 1100 corresponds to the rated voltage of the electric device main body or power tool main body to be mounted so that no voltage setting error occurs.
  • FIG. 37 is a perspective view showing the shape of the battery pack mounting portion 1010 of the electric tool main body 1001.
  • the electric power tool main body 1001 shown here is an impact driver, and is provided with a handle portion that extends downward from the body portion of the housing 1002, and a battery pack mounting portion 1010 is formed below the handle portion.
  • a trigger switch 1004 is provided on the handle portion.
  • An anvil (not shown) as an output shaft is provided on the front side of the housing 1002, and a tip tool holding portion 1008 for mounting a tip tool 1009 is provided at the tip of the anvil.
  • a plus driver bit is attached as the tip tool 1009.
  • a battery pack mounting portion 1010 corresponding to the shape of the battery pack to be mounted is formed in all electrical equipment using a battery pack, not limited to the electric tool, and a battery pack that does not conform to the battery pack mounting portion 1010 is mounted. Configure so that it cannot.
  • rail grooves 1011a and 1011b extending in the front-rear direction are formed in inner wall portions on both the left and right sides, and a terminal portion 1020 is provided therebetween.
  • the terminal portion 1020 is manufactured by integral molding of a non-conductive material such as synthetic resin, and a plurality of metal terminals such as a positive electrode input terminal 1022, a negative electrode input terminal 1027, and an LD terminal (abnormal signal terminal) 1028 are cast therein. It is.
  • the LD terminal (abnormal signal terminal) 1028 functions as a signal terminal for inputting or outputting information or a signal.
  • the terminal portion 1020 is formed with a vertical surface 1020a that becomes an abutment surface in the mounting direction (front-rear direction) and a horizontal surface 1020b, and the horizontal surface 1020b is adjacent to the upper step surface 1115 (described later in FIG. 38) when the battery pack 1100 is mounted. , It becomes the opposite surface.
  • a curved portion 1012 that abuts a raised portion 1132 (described later in FIG. 38) of the battery pack 1100 is formed on the front side of the horizontal plane 1020b, and a protruding portion 1014 is formed near the left and right center of the curved portion 1012.
  • the protrusion 1014 also serves as a screw boss for the housing of the electric power tool main body 1001 that is formed in two parts in the left-right direction, and also serves as a stopper that restricts relative movement in the mounting direction of the battery pack 1100
  • FIG. 38 is a perspective view of a battery pack 1100 according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the battery pack 1100 can be attached to and detached from the battery pack mounting portions 1010 and 1040 (see FIG. 36).
  • the battery pack 1100 has a low voltage (here, 18V) depending on the terminal shape on the power tool main body 1001 or 1030 side.
  • the output of the high voltage (here 36V) is switched automatically.
  • the shape of the mounting portion of the battery pack 1100 is the same as the conventional battery pack 1015.
  • the casing of the battery pack 1100 is formed by a lower case 1101 and an upper case 1110 that can be divided in the vertical direction.
  • the lower case 1101 and the upper case 1110 are made of a member that does not conduct electricity, such as synthetic resin, and are fixed to each other by four screws.
  • the upper case 1110 is provided with a mounting mechanism in which two rails 1138a and 1138b are formed to be attached to the battery pack mounting portion 1010.
  • the rails 1138a and 1138b are formed so as to extend in a direction parallel to the mounting direction of the battery pack 1100 and to protrude from the left and right side surfaces of the upper case 1110.
  • the front end portions of the rails 1138a and 1138b are open ends, and the rear end portions are closed ends connected to the front side wall surface of the raised portion 1132.
  • the rails 1138a and 1138b are formed in shapes corresponding to the rail grooves 1011a and 1011b (see FIG. 37) formed in the battery pack mounting portion 1010 of the electric power tool main body 1001, and the rails 1138a and 1138b are fitted with the rail grooves 1011a and 1011b.
  • the battery pack 1100 is fixed to the electric tool main body 1001 by engaging with an engaging portion 1142a (a right-hand engaging portion, which cannot be seen in FIG. 38) and 1422b serving as a latch claw.
  • the latches 1142a and 1142b are moved inward by pushing the latches 1141 on the left and right sides, and the latched state is released. 1100 is moved to the side opposite to the mounting direction.
  • a flat lower step surface 1111 is formed on the front side of the upper case 1110, and an upper step surface 1115 formed higher than the lower step surface 1111 is formed near the center.
  • the lower step surface 1111 and the upper step surface 1115 are formed in a staircase shape, and the connecting portion thereof is a step portion 1114 that becomes a vertical surface.
  • a front side portion of the upper step surface 1115 from the step portion 1114 becomes a slot group arrangement region 1120.
  • a plurality of slots 1121 to 1128 extending rearward from the front stepped portion 1114 are formed.
  • the slots 1121 to 1128 are notched portions having a predetermined length in the battery pack mounting direction, and the inside of the notched portions is a terminal arrangement region, and the electric tool main bodies 1001, 1030 or the outside A plurality of connection terminals (described later in FIG. 39) that can be fitted to the device side terminals of a charging device (not shown) are provided.
  • the slots 1121 to 1128 are notched not only on the upper surface parallel to the mounting direction but also on the vertical surface so that the terminal on the power tool main body side can be inserted from the lower surface 1111 side.
  • an opening 1113 that opens continuously in the horizontal direction is formed below the slots 1121 to 1128 and between the lower step surface 1111.
  • the slot 1121 on the side close to the right rail 1138a of the battery pack 1100 serves as an insertion port for a charging positive terminal (C + terminal), and the slot 1122 serves as an insertion port for a discharging positive terminal (+ terminal).
  • the slot 1127 on the side of the battery pack 1100 near the left rail 1138b serves as an insertion port for the negative electrode terminal (-terminal).
  • the battery pack 1100 is usually arranged so that the positive electrode side and the negative electrode side of the power terminal are sufficiently separated from each other.
  • the positive electrode terminal is provided at the right separated position as viewed from the vertical virtual plane located at the center of the left and right sides.
  • a negative electrode terminal is provided at a position separated from the other.
  • a plurality of signal terminals for signal transmission to the battery pack 1100 and the power tool main bodies 1001, 1030 and an external charging device are arranged.
  • Four slots 1123 to 1126 are provided between the power terminal groups.
  • the slot 1123 is a spare terminal insertion port, and no terminal is provided in the sixth embodiment.
  • the slot 1124 is an insertion port for a T terminal for outputting a signal serving as identification information of the battery pack 1100 to the power tool body or the charging device.
  • the slot 1125 is an insertion port for a V terminal for receiving a control signal from an external charging device (not shown).
  • the slot 1126 is an insertion port for an LS terminal for outputting battery temperature information by a thermistor (temperature sensing element) (not shown) provided in contact with the cell.
  • a slot 1128 for an LD terminal for outputting an abnormal stop signal by a battery protection circuit (described later) included in the battery pack 1100 is further provided.
  • a raised portion 1132 formed so as to rise is formed on the rear side of the upper surface 1115.
  • the raised portion 1132 has a shape in which the outer shape is raised above the upper step surface 1115, and a recessed stopper portion 1131 is formed near the center thereof.
  • the stopper portion 1131 serves as an abutting surface for the protruding portion 1014 (see FIG. 37).
  • the protruding portion 1014 on the power tool main body 1001 side is the stopper portion.
  • a slit 1134 is provided as a cooling air intake port connected to the inside of the battery pack 1100.
  • the slit 1134 is covered and closed so that it cannot be visually recognized from the outside.
  • the slit 1134 is a wind window used to forcibly flow cooling air into the battery pack 1100 when the battery pack 1100 is connected to a charging device (not shown) for charging.
  • the cooling air taken in is discharged to the outside from a slit 1104 which is an exhaust wind window provided on the front wall of the lower case 1101.
  • FIG. 39 is a perspective view of the battery pack 1100 of FIG. 38 with the upper case 1110 removed.
  • Ten battery cells are accommodated in the internal space of the lower case 1101.
  • Two screw holes 1103a and 1103b are formed on the front side wall surface of the lower case 1101 for screwing to the upper case 1110. Passed.
  • two screw holes are also formed in the rear side wall surface of the lower case 1101.
  • a plurality of battery cells (not shown) are fixed by a separator 1145 in a state where five battery cells are stacked in two stages.
  • the separator 1145 is made of synthetic resin and is formed so that only the left and right sides that are both ends of the battery cell are opened.
  • the battery cells are stacked so that the axes of the battery cells are parallel to each other, and the adjacent cells are disposed so that the directions of the adjacent cells are alternately reversed.
  • the five battery cells are connected in series by connecting with a connection tab (not shown).
  • an upper cell unit 1146 (described later in FIG. 41) is formed by five series-connected battery cells installed in the upper stage, and the five series-connected battery cells installed in the lower side are the lower side.
  • a cell unit 1147 (described later in FIG. 41) is formed.
  • the upper side and the lower side of the cell unit do not indicate whether the battery cell is in the upper stage or the lower stage in the lower case 1101, but when the two cell units are connected in series,
  • the cell unit located on the side is called the “lower cell unit”
  • the cell unit located on the high voltage side when connected in series is called the “upper cell unit”.
  • a lithium ion battery cell (not shown) called a 18650 size having a diameter of 18 mm and a length of 65 mm that can be charged and discharged a plurality of times is used.
  • the form of the series connection voltage (high voltage side output) and the parallel connection voltage (low voltage side output) of a plurality of cell units is selected. It is possible. Therefore, according to the idea of the sixth embodiment, the number of cell units is arbitrary as long as the number of cells included in each cell unit is equal. However, the number of cell units is an even number such as two or four.
  • the battery cell to be used is not limited to the 18650 size, but may be a so-called 21700 size battery cell or other size battery cells.
  • the shape of the battery cell is not limited to a cylindrical shape, and may be a rectangular parallelepiped shape, a laminate shape, or other shapes.
  • the type of battery cell is not limited to a lithium ion battery, and any type of secondary battery such as a nickel metal hydride battery cell, a lithium ion polymer battery cell, or a nickel cadmium battery cell may be used.
  • Two electrodes are provided at both ends in the length direction of the battery cell. Of the two electrodes, one is a positive electrode and the other is a negative electrode, but the position where the electrode is provided is not limited to both ends, and any electrode can be used as long as a cell unit can be easily formed in the battery pack. Arrangement is good.
  • a circuit board 1150 is disposed above the separator 1145 that holds the battery cells.
  • the circuit board 1150 fixes a plurality of connection terminals (1161, 1162, 1164 to 1168, 1171, 1172, and 1177) by soldering and electrically connects the circuit pattern and the connection terminals.
  • the circuit board 1150 is further mounted with various electronic elements (not shown here) such as a battery protection IC, a microcomputer, a PTC thermistor, a resistor, a capacitor, a fuse, and a light emitting diode.
  • the circuit board 1150 is fixed so as to extend in the horizontal direction above the nonconductive separator 1145 made of synthetic resin or the like.
  • the material of the circuit board 1150 is called a printed board in which a pattern wiring is printed with a conductor such as copper foil on a board impregnated with an insulating resin.
  • a substrate can be used.
  • a double-sided board is used to have the upper surface (the upper surface, which is the upper surface visible from FIG. 39) and the lower surface (back surface) of the circuit board 1150.
  • a plurality of connection terminals (1161, 1162, 1164 to 1168, 1171, 1172, 1177) are arranged slightly ahead of the center of the circuit board 1150 in the front-rear direction.
  • the plurality of connection terminals are arranged substantially side by side in the horizontal direction.
  • each connection terminal is as shown by marking on the upper surface of the upper case 1110.
  • C + terminals (1161, 1171: positive terminal for charging)
  • + Terminal (1162, 1172: positive terminal for discharging)
  • T terminal 1164 V terminal 1165
  • LS terminal 1166 positive terminal for discharging
  • T terminal 1164 V terminal 1165
  • LS terminal 1166 positive terminal for discharging
  • T terminal 1164 V terminal 1165
  • LS terminal 1166 positive terminal for discharging
  • T terminal 1164 V terminal 1165
  • LD terminal 1168 are arranged side by side.
  • the connection terminal for the power supply line from the battery pack that is, the power terminal is constituted by two separated terminal components.
  • the C + terminal (charging positive terminal) is constituted by the upper positive terminal 1161 and the lower positive terminal 1171, and these positive terminal pairs (1161, 1171) are arranged at locations corresponding to the single slot 1121.
  • the arm set of the upper positive terminal 1161 is arranged above the inner portion of the slot 1121, and the arm set of the lower positive terminal 1171 is arranged below the arm set of the upper positive terminal 1161.
  • a positive terminal (positive terminal for discharge) indicated by marking on the upper case 1110 is constituted by an upper positive terminal 1162 and a lower positive terminal 1172, and these positive terminal pairs (1162, 1172) are single. It is arranged at a location corresponding to the slot 1122.
  • the arm set of the upper positive terminal 1162 is arranged above the slot 1122 portion, and the arm set of the lower positive terminal 1172 is arranged below the arm set of the upper positive terminal 1162.
  • a negative terminal (negative terminal) indicated by marking on the upper case 1110 is composed of an upper negative terminal 1167 and a lower negative terminal 1177, and these negative terminal pairs (1167, 1177) are located at locations corresponding to a single slot 1127. Be placed.
  • the arm set of the upper negative terminal 1167 is arranged above the slot 1127 portion, and the arm set of the lower negative terminal 1177 is arranged below the arm set of the upper negative terminal 1167.
  • Each of the upper positive terminal 1162 and the lower positive terminal 1172 functions as a positive terminal, and further functions as a switching terminal for switching the output voltage of the battery pack 1100 to a low voltage, as will be described later. It also functions as a parallel terminal connected in parallel to each other.
  • the plurality of parallel terminals that is, the upper positive terminal 1162 and the lower positive terminal 1172 are arranged adjacent to each other, and constitute a parallel terminal group.
  • each of the upper negative terminal 1167 and the lower negative terminal 1177 functions as a negative terminal, and further functions as a switching terminal for switching the output voltage of the battery pack 1100 to a low voltage, as will be described later.
  • 1147 also function as a parallel terminal for connecting each other in parallel.
  • the upper negative terminal 1167 and the lower negative terminal 1177 which are a plurality of parallel terminals, are arranged adjacent to each other, and constitute a parallel terminal group.
  • the lower positive terminal 1172 and the lower negative terminal 1177 also function as series terminals that connect the plurality of cell units 1146 and 1147 in series with each other.
  • the upper positive terminal 1162, the lower positive terminal 1172, the upper positive terminal 1162, and the lower positive terminal 1172 function as voltage switching elements that switch the output voltage of the battery pack 1100.
  • connection terminals (1161, 1162, 1164 to 1168) are arranged at positions corresponding to the slots 1121 to 1128 shown in FIG. Therefore, it arrange
  • FIG. a portion between the upper positive terminal 1162 and the T terminal 1164 becomes an empty space that is not used in the battery pack 1100 of the present embodiment, as in the conventional battery pack 1015 (see FIG. 36).
  • the positive electrode terminal pair (1161, 1171) for charging is configured to be offset forward from the positive electrode terminal pair (1162, 1172) arranged adjacent to each other. This is due to space restrictions, and is to avoid a range of movement of a latch mechanism (not shown) immediately behind the positive terminal pair (1161, 1171). Therefore, if there is no space restriction, the positive electrode terminal pair (1161, 1171) is preferably arranged so that the front end position is aligned with the positive electrode terminal pair (1162, 1172) and the negative electrode terminal pair (1167, 1177).
  • the positive electrode terminal (1161, 1162, 1171, 1172) and the negative electrode terminal (1167, 1177) are arranged at positions far apart in the left-right direction, and there are three signal terminals (T terminal 1164, V terminal 1165, LS terminal 1166) is provided.
  • voltage switching elements for switching between parallel connection and series connection are realized by the upper positive terminal 1162 and the upper negative terminal 1167, and the lower positive terminal 1172 and the lower negative terminal 1177.
  • the signal terminal parts there are used two horizontally extending arm portions, one set on the upper left and right and one set on the lower left and right. The detailed shape is shown in FIG. It will be described later.
  • the signal terminals (1164 to 1166, 1168) it is possible to use one signal terminal component as it is in the vertical direction with the arm portion as conventionally used.
  • the arm portion as conventionally used.
  • in this embodiment in order to make the fitting state of the positive terminal (1161, 1162, 1171, 1172) and the device side terminal in the negative terminal (1167, 1177) equal to the upper and lower two on the signal terminal side.
  • a signal terminal component (described later in FIG. 44) having an arm portion is used.
  • a further signal terminal that is, an LD terminal 1168 is provided on the left side of the negative electrode terminal pair (1167, 1177).
  • the LD terminal 1168 is also formed to have two sets of upper and lower arms.
  • the LD terminal 1168 is different in size from the other signal terminals (T terminal 1164, V terminal 1165, LS terminal 1166). This is due to space restrictions. Since a latch mechanism (not shown) arrives immediately behind the LD terminal 1168, it is made smaller than the other signal terminals in order to avoid it. All the signal terminals (1164 to 1166, 1168) are fixed by soldering on the back surface side with their legs penetrating through the mounting holes 1151 formed with the circuit board 1150 from the front surface to the back surface.
  • This embodiment also has a feature in the fixing method of the three signal terminals (1164 to 1166). Details thereof will be described later with reference to FIGS. As described above, after an electronic element (not shown) is mounted on the circuit board 1150 and the plurality of connection terminals are fixed by soldering, the circuit board 1150 is fixed to the separator 1145 by screwing or bonding.
  • LEDs are provided in the vicinity of the rear side of the circuit board 1150, and rectangular prisms 1191 to 1194 elongated in the vertical direction are provided above the LEDs.
  • the prisms 1191 to 1194 are arranged so that the bottom faces the lighting surface of an LED lamp (light emitting diode, not shown) that irradiates upward, and a slit (not shown) whose upper surface that is obliquely cut is formed in the upper case 1110. To be exposed to the outside.
  • the prisms 1191 to 1194 are provided for diffusing light and irradiating the outside of the upper case 1110.
  • Four LEDs are used to display the remaining amount of the battery pack 1100.
  • the An operation lever (not shown) for operating the switch 1190 is provided on an outer surface portion of the upper case 1110 that can be operated by an operator.
  • the lower case 1101 has a substantially rectangular parallelepiped shape with an open top surface, and includes a bottom surface, a front wall 1101a, a rear wall 1101b, a right side wall 1101c, and a left side wall 1101d that extend in a direction perpendicular to the bottom surface.
  • a slit 1104 is provided substantially at the center of the front wall 1101a. The slit 1104 is used as a discharge port for discharging cooling air sent from the charging device side to the internal space of the battery pack 1100 when charging is performed by the charging device.
  • FIG. 40 (1) is a perspective view showing a single component of the upper terminal component 1200 and the lower terminal component 1220.
  • the upper terminal component 1200 is a common component used for the upper positive terminals 1161 and 1162 and the upper negative terminal 1167
  • the lower terminal component 1220 is a common component used for the lower positive terminals 1171 and 1172 and the lower negative terminal 1177. It is.
  • the upper terminal component 1200 and the lower terminal component 1220 are formed by cutting a flat plate made of a conductive metal into a U shape after cutting it out by pressing.
  • the upper terminal component 1200 is bent so that the U-shaped bottom surface, that is, the bridge portion 1202 is on the upper side, and the lower terminal component 1220 is bent so that the bridge portion 1222 is on the rear side.
  • the reason why the bridge portions 1202 and 1222 formed by bending in a U-shape are arranged so as to intersect at a substantially right angle is that the front bridge portion 1222 cannot secure a sufficient area in the front-rear direction. This is because if the bridge portion is disposed on the upper side, the size of the bridge portion is reduced.
  • the bridge portion 1222 is in the vertical plane direction, so that the length in the front-rear direction required for the arrangement can be shortened, and the size of the bridge portion, particularly in the vertical direction. As a result, the rigidity of the lower terminal part 1220 could be increased.
  • the upper terminal component 1200 long arm portions 1205 and 1206 that straddle the lower terminal component 1220 can be formed, and a bridge portion 1202 that is a surface extending in the same direction as the front-rear direction in which the arm portions 1205 and 1206 extend. Therefore, the attachment rigidity of the arm portions 1205 and 1206 could be increased.
  • the upper terminal component 1200 has a right side surface 1203 and a left side surface 1204 formed so as to be bent in parallel with a U shape, and a bridge portion 1202 that connects the right side surface 1203 and the left side surface 1204.
  • arm portions 1205 and 1206 are provided to sandwich the device side terminal from the left and right sides to the inside. It is formed so as to extend linearly in the vertical direction from the lower side to the position close to the upper end of the front side portion of the left side surface 1204 and to extend to the front side by drawing a curve with a large radius of curvature from the vicinity of the arrow 1204d close to the upper end. Is done.
  • the shape of the right side surface 1203 is formed symmetrically with the left side surface 1204.
  • the arm portion 1205 is arranged to extend from the upper front side of the right side surface 1203 to the front side
  • the arm portion 1206 is arranged to extend from the upper front side of the left side surface 1204 to the front side.
  • the arm portions 1205 and 1206 are formed to extend from the upper portion of the front side portion of the base portion 1201 to the front side, that is, in a direction parallel to the mounting direction of the battery pack 1100.
  • the arm portions 1205 and 1206 are spring-processed by pressing them so that they face each other when viewed in the left-right direction and come close to the minimum gap portion, that is, the position where the fitting portion fitting with the device connection terminal is almost in contact.
  • press processing is plastic processing performed using a press machine, pressing a material such as sheet metal against the mold with high pressure, and performing shearing processing such as cutting, punching, drilling, etc. According to the bending process and drawing process, it is sheared and formed into a required shape.
  • the upper terminal component 1200 and the lower terminal component 1220 are formed of flat plates having a thickness of about 0.5 to 0.8 mm, for example.
  • the upper positive terminals 1161, 1162, 1171 and 1172 and the upper negative terminals 1167 and 1177 have high mechanical strength, and the fitting pressure when mating with the equipment side terminals is increased.
  • the lower terminal component 1220 is manufactured in the same manner, and a base body portion 1221 including a right side surface 1223 and a left side surface 1224 formed to be parallel to each other by being bent in a U shape, and a bridge portion 1222 connecting them is provided.
  • Arm portions 1225 and 1226 are formed on the front side from the vicinity of the elongated upper portions of the right side surface 1223 and the left side surface 1224.
  • the arm portions 1225 and 1226 are shaped to sandwich the device-side terminal from the left and right sides toward the inside.
  • the distance S between the upper end position of the upper arm set (1205, 1206) and the lower end position of the lower arm set (1225, 1226) is approximately equal to the width of the power terminal provided in the conventional 18V battery pack. Configure to be equivalent.
  • the upper arm set (1205, 1206) and the lower arm set (1225, 1226) are arranged so as to be separated from each other by a predetermined distance S1 in the vertical direction.
  • a notch portion 1231 that is greatly cut out from the front side is formed.
  • the rear side of the lower terminal component 1220 is fixed side by side in the front-rear direction so as not to contact each other across the right side surface 1203 and the left side surface 1204 of the upper terminal component 1200 and a predetermined gap 1211.
  • the plurality of power terminals (1161, 1162, 1167, 1171, 1172, 1177) are arranged so as to be aligned in the left-right direction at positions above the separator 1145, and the terminal pairs serving as voltage switching elements are In the vertical direction, the power supply terminal is disposed at a position substantially the same as the height at which the conventional power supply terminal is disposed.
  • a part of the lower positive terminal 1172 and the lower negative terminal 1177 that function as series terminals includes a part of the upper positive terminal 1162 that functions as a positive terminal and an upper negative terminal 1167 that functions as a negative terminal in the vertical direction.
  • the series terminals are arranged at the same height as the positive terminal and the negative terminal in the vertical direction, and the size of the battery pack in the vertical direction is compact.
  • FIG. 40 (2) is a perspective view of the upper terminal component 1200 alone, in which the region of the bridge portion 1202 and the portions of the leg portions 1207 and 1208 are hatched so that the range is clear. ing.
  • the base portion 1201 in this specification is a portion exposed upward from the surface of the circuit board 1150 to be attached, and is a portion excluding the arm portions 1205 and 1206.
  • the base portion 1201 of the upper terminal component 1200 includes a right side surface 1203, a left side surface 1204, and a bridge portion 1202. Leg portions 1207 and 1208 are connected below the lower side portion of the base portion 1201.
  • the leg portions 1207 and 1208 are inserted into the mounting holes (through holes) 1151 of the circuit board 1150, and the leg portions 1207 and 1208 protrude from the mounting surface (front surface) of the circuit board 1150 to the surface opposite to the mounting surface (back surface).
  • the leg portions 1207 and 1208 are soldered to the circuit board 1150 on the back surface.
  • the arm portions 1205 and 1206 are electrically connected to the battery cells and electronic elements mounted on the circuit board 1150 by soldering.
  • the height H1 of the legs 1207 and 1208 is formed to be larger than the thickness of the circuit board 1150 and smaller than twice.
  • a convex portion 1204b that protrudes rearward is formed on the lower portion of the rear side of the left side surface 1204.
  • a similar convex portion is also formed on the lower portion of the rear side of the right side surface 1203.
  • bent portions 1203a and 1204a are formed by forming a portion extending in a convex shape in the horizontal direction and bending the convex portion inward.
  • Cutout portions 1203c, 1204c, 1207a, and 1208a are formed above and below the bent portions of the bent portions 1203a and 1204a in order to facilitate the bending process.
  • the bent portions 1203a and 1204a and the convex portions 1203b and 1204b are formed to position the upper terminal component 1200 in the vertical direction so as to be in contact with the upper surface in the vicinity of the mounting hole of the circuit board 1150.
  • the base 1201 has a substantially L shape that is inverted in a side view.
  • the rear portions of the arm portions 1205 and 1206 are formed with flat portions 1205a and 1206a in which the right side surface 1203 and the left side surface 1204 extend in the same plane from the vicinity of the connection portion on the rear side toward the front.
  • the spacing in the left-right direction of the flat portions 1205a and 1206a is constant and parallel.
  • Bending portions 1205b and 1206b that are bent inward when viewed in the left-right direction are formed in front of the flat portions 1205a and 1206a.
  • Flat portions 1205c and 1206c are formed again on the front side of the bent portions 1205b and 1206b.
  • the opposing planar portion 1205c and planar portion 1206c are wide at the rear side and have a shape of a front stop that gradually narrows toward the front side, and each is a surface extending in the vertical direction.
  • Flat portion 1205c, the tip portion of the 1206c is fitting portion 1205d bent so as to spread outward at large radii of curvature R 1, 1206d are formed.
  • the upper curved surface portions 1200 of the fitting portions 1205d and 1206d come into contact with the terminals of the electric power tool main bodies 1001 and 1030, whereby the upper terminal component 1200 is electrically connected to the connection terminals on the electric power tool main bodies 1001 and 1030. Become.
  • the insides of the fitting portions 1205d and 1206d are shaped to have a slight gap 1209 when the battery pack 1100 is removed from the power tool main bodies 1001 and 1030.
  • the front sides of the fitting portions 1205d and 1206d are connected to guide portions 1205e and 1206e formed so that the distance increases rapidly as going forward, and guide the terminals on the power tool main bodies 1001 and 1030 side.
  • the inner surfaces of the guide portions 1205e and 1206e are planar here, but may be curved.
  • the bent portion 1205b to the guide portion 1205e and the bent portion 1206b to the guide portion 1206e are formed so that the height in the vertical direction is constant.
  • the notches 1205f and 1206f in the downward direction are formed so that the heights of the flat portions 1205a and 1206a become lower toward the rear side.
  • the notches 1205f and 1206f are formed because of manufacturing reasons that the arms 1205 and 1206 are easily bent at the time of press working, and a sandwiching load (or fitting pressure) in the pair of fitting portions 1205d and 1206d. ) To adjust.
  • the upper terminal component 1200 having excellent durability and easy to use can be realized.
  • the height direction of the fitting portions 1205d and 1206d out of the arm portions 1205 and 1206 is preferable to make the height direction of the fitting portions 1205d and 1206d out of the arm portions 1205 and 1206 as large as possible, but the bending portions 1205b and 1206b, the plane portions 1205c and 1206c, and the guide portions 1205e and 1206e are high in the vertical direction.
  • the shape does not necessarily have to be constant, and may be formed in a shape that changes in the front-rear direction.
  • FIG. 40 (3) is a perspective view of the lower terminal component 1220 alone. Again, the region of the bridge portion 1222 and the portions of the leg portions 1227 and 1228 are hatched so that the range becomes clear. Show. As can be seen from this figure, the lower terminal component 1220 differs from the upper terminal component 1200 in the direction of bending in a U shape.
  • the base portion 1221 has an approximately L shape that is upright in a side view, and the arm portions 1225 and 1226 are connected to the front side of the upper front side of the right side surface 1223 and the left side surface 1224.
  • the vicinity of the connection portion with the base portion 1221 is formed with flat portions 1225 a and 1226 a that are flush with the right side surface 1223 and the left side surface and are parallel to each other.
  • Bending portions 1225b and 1226b that are bent inward in the left-right direction are formed in front of the flat portions 1225a and 1226a.
  • Plane portions 1225c and 1226c are formed again in front of the bent portions 1225b and 1226b.
  • the opposing planar portion 1225c and planar portion 1226c have a wide-angle interval on the rear side, and have a shape of a first stop that gradually narrows toward the front side.
  • Fitting portions 1225d and 1226d are formed by bending the leading end portions of the flat portions 1225c and 1226c with a larger radius of curvature.
  • the inner curved surfaces of the fitting portions 1225d and 1226d are electrically connected to each other by contacting the terminals of the electric power tool main bodies 1001 and 1030.
  • the insides of the fitting portions 1225d and 1226d are shaped so as to have a slight gap when the battery pack 1100 is removed from the power tool main bodies 1001 and 1030.
  • the front sides of the fitting portions 1225d and 1226d are formed so that the distance increases rapidly toward the front, and guide portions 1225e and 1226e for guiding the terminals on the power tool main bodies 1001 and 1030 are formed.
  • the inner surfaces of the guide portions 1225e and 1226e may be flat or curved.
  • the flat portion 1225a to the guide portion 1225e and the flat portion 1226a to the guide portion 1226e are formed so that the height in the vertical direction is constant.
  • the height in the vertical direction may be changed except for the fitting portions 1225d and 1226d.
  • a notch portion 1231 (see FIG. 40 (1)) cut into a U shape in a side view is formed from the front side to the rear side. Is done.
  • the notch 1231 is formed because a board cover 1180 (described later in FIG. 46) for partitioning the upper terminal component 1200 and the lower terminal component 1220 is provided in this portion.
  • Leg portions 1227 and 1228 are connected to the lower side of the base portion 1221. The leg portions 1227 and 1228 are inserted into the mounting holes of the circuit board 1150, the leg portions 1227 and 1228 are projected on the opposite surface (back surface) from the mounting surface (front surface) of the circuit board 1150, and the protruding portions are soldered.
  • an electrical connection state from the arms 1225 and 1226 to the battery cells and electronic elements mounted on the circuit board 1150 is established by soldering.
  • the set of legs 1227 and 1228 is wired independently without being short-circuited with the set of legs 1207 and 1208 of the upper terminal component 1200.
  • the dimensions and shape of the legs 1227 and 1228 are substantially the same as the legs 1207 and 1208, and bent parts 1223a and 1224a are formed on the front side. Cutout portions 1223c, 1224c, 1227a, and 1228a are formed above and below the bent portions of the bent portions 1223a and 1224a. The cutout portions are formed in order to improve the bending process during pressing. Therefore, the cutout part is not necessarily required.
  • FIG. 10 a positive electrode terminal for discharge (upper positive electrode terminal 1162, lower positive electrode terminal 1172) and a negative electrode terminal (upper negative electrode terminal 1167 and lower negative electrode terminal 1177) are shown.
  • LD terminals 1028 and 1058 are further provided in the terminal portions 1020 and 1050 of the electric power tool main bodies 1001 and 1030, which are not shown here.
  • 41 (1) is a diagram showing a state in which the battery pack 1100 is mounted on the 36 V electric power tool body 1030. As described above, ten battery cells are accommodated in the battery pack 1100, of which five constitute the upper cell unit 1146 and the remaining five constitute the lower cell unit 1147.
  • the terminal portions of the positive electrode input terminal 1052 and the negative electrode input terminal 1057 are smaller than the terminal portion 1020 of the conventional electric power tool main body 1001. That is, the width in the vertical direction is made small so as to contact only the upper positive terminal 1162 and the upper negative terminal 1167 disposed on the upper side.
  • a positive output terminal of the upper cell unit 1146 is connected to the upper positive terminal 1162, and a negative output terminal is connected to the lower negative terminal 1177.
  • the positive output terminal of the lower cell unit 1147 is connected to the lower positive terminal 1172, and the negative output terminal is connected to the upper negative terminal 1167. That is, two sets of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are provided independently, and one terminal set (upper positive terminal 1162 and lower negative terminal 1177) crossing in the horizontal direction and up and down is connected to the upper cell unit 1146, and the other Terminal set (lower positive terminal 1172 and upper negative terminal 1167) is connected to the lower cell unit 1147. Since the upper positive terminal 1161 and the lower positive terminal 1172 are not electrically connected, the battery pack 1100 is electrically independent when the battery pack 1100 is not attached to the electric device body (the battery pack 1100 is removed). Is in a state. Similarly, since the upper negative terminal 1167 and the lower negative terminal 1177 are not electrically connected inside the battery pack 1100, the battery pack 1100 is not attached to the main body of the electric device (the battery pack 1100 is removed). In the state).
  • a positive electrode input terminal 1052 and a negative electrode input terminal 1057 for receiving power are provided at the terminal portion of the power tool body 1030 rated at 36V.
  • the positive input terminal 1052 is fitted only to the upper positive terminal 1162 and the negative input terminal 1057 is fitted only to the upper negative terminal 1167.
  • a short bar 1059 for connecting the lower positive terminal 1172 and the lower negative terminal 1177 to be short-circuited is further provided at the terminal portion of the electric power tool body 1030.
  • the short bar 1059 is a short-circuit or conductive terminal made of a metal conductive member, and functions as a switching element for switching the output voltage from the battery pack 1100 to a high voltage.
  • the plurality of cell units 1146 and 1147 are connected to each other. It also functions as a connecting element for high voltage connected in series.
  • One end side of the metal member bent into a U-shape of the short bar 1059 becomes a terminal portion 1059b fitted to the lower positive terminal 1172, and the other end side becomes a terminal portion 1059c fitted to the lower negative terminal 1177.
  • the terminal portion 1059b and the terminal portion 1059c are connected by a connection portion 1059a.
  • the short bar 1059 is fixed so as to be cast into a synthetic resin base 1051 (described later in FIG. 42) together with other device side terminals such as the positive electrode input terminal 1052 and the negative electrode input terminal 1057. Since the short bar 1059 is used only for short-circuiting the lower positive terminal 1172 and the lower negative terminal 1177, it is not necessary to wire the control circuit or the like of the power tool body.
  • the positive input terminal 1052 is a portion that fits with the upper positive terminal 1162 and is used to solder a lead wire that connects the terminal portion 1052a formed in a flat plate shape to the circuit board side on the electric power tool body 1030 side.
  • the wiring portion 1052c is connected to the terminal portion 1052a and the wiring portion 1052c, and the connecting portion 1052b is a portion cast into the base 1051 made of synthetic resin.
  • the position of the wiring portion 1052c is arranged so as to be shifted inward relative to the position of the terminal portion 1052a in the left-right direction. This is because the connecting portion 1052b is casted to adjust the interval of the wiring portion 1052c. This is because the table 1051 is stably held.
  • the negative electrode input terminal 1057 can be a common component with the positive electrode input terminal 1052, and can be used as both the negative electrode input terminal 1057 and the positive electrode input terminal 1052 by being arranged in a state of being rotated 180 degrees around the vertical axis. it can. Therefore, the negative input terminal 1057 is also formed by the terminal portion 1057a, the wiring portion 1057c, and the connecting portion 1057b that connects them.
  • the front side corner portion of the terminal portion 1057a (the rear side corner portion when this part is used as the positive electrode input terminal 1052) is also beveled diagonally so that the terminal portion 1057a easily enters between the arm portion 1167a and the arm portion 1167b. I tried to do it.
  • the positive input terminal 1052 and the terminal portion 1059b are in the same slot. It is inserted to the inside through 1122 (first slot, see FIG. 38), and fitted into the upper positive terminal 1162 and the lower positive terminal 1172, respectively. At this time, the positive input terminal 1052 is press-fitted between the arms 1162a and 1162b of the upper positive terminal 1162 so as to spread between the fitting portions of the upper positive terminal 1162. Further, the negative input terminal 1057 and the terminal portion 1059c are inserted into the inside through the same slot 1127 (second slot, see FIG.
  • the negative input terminal 1057 is press-fitted between the arms 1167 a and 1167 b of the upper negative terminal 1167 so as to spread between the fitting parts of the upper negative terminal 1167.
  • the terminal portions 1059b and 1059c of the short bar 1059 are press-fitted so as to spread between the arm portions 1172a and 1172b and between the arm portions 1177a and 1177b of the lower positive electrode terminal 1172 and the lower negative electrode terminal 1177.
  • the front corners of the terminal portions 1052a, 1054a to 1058a, 1059b, and 1059c are obliquely chamfered as indicated by arrows 1052d, 1054d to 1059d, and 1059e, and can be smoothly inserted between the arm portions of the connection terminals on the battery pack 1100 side. I am doing so.
  • the positive terminal (1162) and the positive input terminal 1052 are connected via the first slot (slot 1122), and the negative terminal (1167) and the negative electrode are connected.
  • the input terminal (1057) is connected via the second slot (slot 1127), and these voltage switching elements and switching elements are engaged via the first and second slots.
  • the voltage switching elements such as the positive terminal, the positive input terminal, the negative terminal, and the negative input terminal and the switching element by the short bar 1059 have substantially the same height in the vertical direction. Placed in position.
  • a predetermined fitting pressure acts on a fitting point between each of the terminal portion 1057a, the terminal portions 1059b and 1059c and the upper positive terminal 1162, the lower positive terminal 1172, the upper negative terminal 1167 and the lower negative terminal 1177.
  • the negative electrode terminal 1167 and the lower negative electrode terminal 1177) are in good contact with each other in a state where the electrical contact resistance is small.
  • the power tool body 1030 is inserted into the single slot (1122) and connected to only the first terminal (1162) of the first and second terminals (1162, 1172).
  • the battery pack 1100 includes a terminal (1052a) and a fourth terminal (1059b) inserted into the single slot (1122) and connected only to the second terminal (1172).
  • the first and third terminals (1162 and 1052a) are connected to each other to become the first potential, and the second and fourth terminals (1172 and 1059b) are connected to each other. Are connected to each other to become a second potential different from the first potential. Since the negative terminal pair (1167, 1177) side is similarly connected, the realization of the connection form shown in FIG. The data is output from the battery pack 1100.
  • the connection relationship is as shown in FIG.
  • the positive electrode input terminal 1022 is press-fitted so as to spread both the open ends of the upper positive terminal 1162 and the lower positive terminal 1172, and the positive input terminal Part of the upper region of 1022 is in contact with the upper positive terminal 1162, and part of the lower region is in contact with the lower positive terminal 1172.
  • the positive input terminal 1022 is connected so as to straddle the upper positive terminal 1162 and the lower positive terminal 1172, and is fitted simultaneously with the arms 1162a and 1162b, and is simultaneously fitted with the arms 1172a and 1172b.
  • the negative input terminal 1027 is press-fitted so as to expand both of the open ends of the upper negative terminal 1167 and the lower negative terminal 1177, and a part of the upper side of the negative input terminal 1027 is an upper negative electrode. A part of the lower region is in contact with the lower negative terminal 1177 in contact with the terminal 1167.
  • the negative input terminal 1027 is connected so as to straddle the upper negative terminal 1167 and the lower negative terminal 1177, and is fitted simultaneously with the arms 1167a and 1167b, and is simultaneously fitted with the arms 1177a and 1177b.
  • the positive electrode input terminal 1022 and the negative electrode input terminal 1027 function as a switching element that switches the output voltage of the battery pack 1100 to a low voltage, and as a connection element for low voltage that connects the plurality of cell units 1146 and 1147 in parallel with each other. Also works.
  • the positive electrode input terminal 1022 and the negative electrode input terminal 1027 serving as connection elements are made of a metal plate having a certain thickness.
  • the fitting pressure by the arms of the upper positive terminal 1162 and the upper negative terminal 1167 is equal to the fitting pressure by the arms of the lower positive terminal 1172 and the lower negative terminal 1177.
  • the thickness is assumed to be the same as the thickness of the positive electrode input terminal 1022 and the negative electrode input terminal 1027 of the conventional 18V electric power tool main body 1001.
  • the battery pack 1100 is mounted on the 18V power tool main body 1001 or the 36V power tool main body 1030 so that the output of the battery pack 1100 is automatically switched.
  • a compatible battery pack 1100 that is easy to use was realized.
  • This voltage switching is not performed on the battery pack 1100 side, but is automatically performed depending on the shape of the terminal portions on the power tool main bodies 1001 and 1030 side, so that there is no possibility of causing a voltage setting error.
  • a dedicated voltage switching mechanism such as a mechanical switch on the battery pack 1100 side, the structure is simple, the possibility of failure is low, and a long-life battery pack can be realized.
  • the short bar 1059 for short-circuiting the lower positive terminal 1172 and the lower negative terminal 1177 can be mounted in the same space as the existing terminal portion 1020 of the 18V battery pack.
  • a battery pack of the type can be realized.
  • the charging device performs both high voltage / low voltage charging. There is no need to prepare.
  • the battery pack 1100 with an external charging device (not shown), it can be charged with the same charging device as a conventional 18V battery pack.
  • the terminal of the charging device in that case has the same shape as FIG.
  • the positive terminal for charging (upper positive terminal 1161, lower positive terminal) 1171) will be connected to the positive terminal of the charging device (not shown).
  • the connection status at that time is also almost the same as the connection relationship shown in FIG.
  • the upper cell unit 1146 and the lower cell unit 1147 are connected in parallel and are charged using the 18 V charging device, when charging the battery pack 1100 of this embodiment, a new charging device is used. No need to prepare.
  • FIG. 42A is a perspective view of the terminal portion 1050 of the electric power tool main body 1030 of the sixth embodiment.
  • the terminal portion 1050 has four metal connection terminals 1054 to 1056, 1058 in addition to the positive electrode input terminal 1052, the negative electrode input terminal 1057, and the short bar 1059 shown in FIG. It is manufactured by casting.
  • the shape of the connection terminals 1054 to 1056 is such that the connecting portions 1052b and 1057b of the positive input terminal 1052 and the negative input terminal 1057 in FIG.
  • Terminal portions 1054a to 1056a to be fitted are formed on one side, holes are formed on the other side, and wiring portions 1054c to 1056c for soldering lead wires are formed, and the terminal portion and the wiring portion are connected.
  • connection portions 1054b to 1056b cast into the synthetic resin are formed.
  • the base 1051 firmly holds the terminal portions 1052a, 1054a to 1056a, 1058a by casting the entire upper side portion and the entire rear side portion of the terminal portions 1052a, 1054a to 1058a. Further, the terminal portions 1054a to 1056a and 1058a are cast in a part of the rear side of the lower side portion.
  • the connecting portion 1059a (see FIG. 41) extending in the left-right direction is entirely cast into the base 1051, and the terminal portion 1059b is forward from the base 1051. And the front portion of 1059c is exposed.
  • the lower part of the rear side of the portion exposed to the outside of the terminal portions 1059b and 1059c is cast into the base 1051, so that the terminal portions 1059b and 1059c are firmly held so as not to move in the left-right direction. .
  • a plurality of plate-shaped device-side terminals are arranged side by side on the terminal portion 1050.
  • the terminal portion 1052a and the terminal portion 1059b are arranged so as to have a certain gap 1053a in the vertical direction.
  • the terminal portion 1057a and the terminal portion 1059c are arranged so as to have a certain gap 1053b in the vertical direction.
  • FIG. 42 (2) is a diagram illustrating a connection state between the terminal unit 1050 and the power terminals (1162, 1172, 1167, 1177) of the battery pack 1100.
  • the upper positive terminal 1162 has two arms 1162a and 1162b (corresponding to the arms 1205 and 1206 in FIG. 40A), and the lower positive terminal 1172 of the positive electrode has two arms 1172a and 1172b (FIG. 40 ( 1) arm portions 1225 and 1226).
  • the arm portions 1162a and 1162b of the upper positive terminal 1162 are connected so as to sandwich the terminal portion 1052a formed in a plate shape from the left and right.
  • the arm portions 1162a and 1162b are bent so as to be separated in the left-right direction, whereby a predetermined pinching load (fitting pressure) is applied to the terminal portion 1052a by the restoring force of the spring action.
  • a predetermined pinching load fitting pressure
  • the arm portions 1162a and 1162b and the terminal portion 1052a are in good surface contact or line contact, good conductivity with extremely low contact resistance can be realized.
  • the arm portions 1167a and 1167b of the upper negative terminal 1167 are fitted so as to sandwich the terminal portion 1057a formed in a plate shape from the left and right.
  • the arm portions 1172a and 1172b of the lower positive electrode terminal 1172 are fitted so as to sandwich the terminal portion 1059b formed in a plate shape from the left and right.
  • the arm portions 1172a and 1172b are bent so as to be separated in the left-right direction, whereby a predetermined pinching load (fitting pressure) is applied to the terminal portion 1059b by the restoring force of the spring action.
  • a predetermined pinching load fitting pressure
  • the arm portions 1172a and 1172b and the terminal portion 1059b are in good surface contact or line contact, the contact resistance is eliminated and good conductivity can be realized.
  • the arm portions 1177a and 1177b of the lower negative electrode terminal 1177 are fitted so as to sandwich the terminal portion 1059c formed in a plate shape from the left and right.
  • connection portion between the terminal portion 1052a and the upper positive terminal 1162 and the connection portion between the terminal portion 1059b and the lower positive terminal 1172 are maintained in a non-contact state, and the electrical insulation state is maintained. There is to do. Further, the non-contact state of the connecting portion between the terminal portion 1057a and the upper negative terminal 1167 and the connecting portion between the terminal portion 1059c and the lower negative terminal 1177 is maintained, and the electrical insulating state is maintained.
  • the upper positive terminal 1162 and the lower electrode terminal 1162 are It is possible to prevent a short circuit from occurring with the side positive terminal 1172 and to prevent a short circuit from occurring between the upper negative terminal 1167 and the lower negative terminal 1177.
  • FIG. 42 (2) illustration of the battery pack side connection terminals fitted to the terminal portions 1054a to 1056a, 1058a is omitted, but the positive side power terminals (the upper side positive terminal 1162 and the lower side positive terminal).
  • Terminal 1172) and a power terminal on the negative side are connected to signal terminals (T terminal 1164, V terminal 1165, LS terminal 1166, LD terminal shown in FIG. 39). 1168) is similarly fitted to the terminal portions 1054a to 1056a and 1058a.
  • FIG. 43 (1) is a perspective view of a terminal portion 1020 of a conventional electric power tool main body 1001
  • FIG. 43 (2) is a diagram showing a connection state with power terminals of the battery pack 1100.
  • the terminal portion 1020 is manufactured by casting six metal terminals 1022 and 1024 to 1028 on a base 1021 made of synthetic resin.
  • the shapes of the terminals 1022, 1024 to 1028 are such that the terminal portions 1022a and 1024a to 1028a fitted to the connection terminals on the battery pack 1100 side are as shown in FIG.
  • a wiring part is formed on one side, a hole is formed on the other side, and a lead wire is soldered.
  • the terminal part and the wiring part are connected and cast into a synthetic resin of the base 1021.
  • a connection is formed.
  • the base 1021 firmly holds the terminal portions 1022a, 1024a to 1028a by casting the entire upper side portion, the entire rear side portion, and the rear part of the lower side portion of the terminal portions 1022a, 1024a to 1028a. did.
  • the front corners of the terminal portions 1022a, 1024a to 1028a are beveled obliquely as indicated by arrows 1022d and 1024d to 1028d so that they can be smoothly inserted between the arm portions of the connection terminals on the battery pack 1100 side.
  • a groove portion 1021b extending in the left-right direction is formed on the front side of the base 1021, and a groove portion 1021b extending in the left-right direction is similarly formed on the rear side. These groove parts 1021b and 1021c are clamped in the opening part of the housing in the terminal part 1020.
  • FIG. 43 (2) is a diagram showing a connection state between the terminal unit 1020 and the power terminals (1162, 1172, 1167, 1177) of the battery pack 1100.
  • illustration of signal terminals (T terminal 1164, V terminal 1165, LS terminal 1166, and LD terminal 1168) on the battery pack 1100 side is omitted.
  • the arm portions 1162a and 1162b of the upper positive terminal 1162 are fitted so as to sandwich the upper region of the terminal portion 1022a formed in a plate shape from the left and right.
  • the arm portions 1162a and 1162b are bent so as to be separated in the left-right direction, whereby a predetermined pinching load (fitting pressure) is applied to the terminal portion 1022a by the restoring force of the spring action.
  • the arm portions 1172a and 1172b of the lower positive terminal 1172 are fitted so as to be sandwiched from the left and right of the lower portion of the terminal portion 1022a formed in a plate shape.
  • the arm portions of the upper negative terminal 1167 and the lower negative terminal 1177 of the power terminal are in the same fitting state. In this way, the four arm portions 1162a, 1162b, 1172a, and 1172b are in contact with one terminal portion 1022a.
  • the arm portions 1167a and 1167b of the upper negative electrode terminal 1167 are fitted so as to sandwich the upper region of the terminal portion 1027a formed in a plate shape from the left and right, and the arm portion of the lower negative electrode terminal 1177 is formed.
  • 1177a and 1177b are fitted so as to sandwich the lower portion of the terminal portion 1027a from the left and right.
  • the four arm portions 1162a, 1162b, 1172a, and 1172b are in contact with one terminal portion 1022a, and similarly, the four arm portions 1167a, 1167b, 1177a, and 1177b are in contact with the terminal portion 1027a. Since they are in contact with each other, they can be satisfactorily brought into surface contact or line contact, and good electrical conductivity can be realized without contact resistance.
  • the signal terminal component 1240 is manufactured by pressing a single metal plate, and the thin metal plate is bent so that the bridge portion 1242 serving as a U-shaped bottom portion becomes a vertical surface on the rear side. From the base portion 1241, an arm set (arm bases 1245 and 1246) extends forward, and the arm base 1245 is formed so as to be separated into upper and lower arm sets (arms 1251 and 1253). The arm base 1246 is formed to be separated into upper and lower arm sets (1252, 1254) by a notch groove 1244b extending in the horizontal direction.
  • the metal plate used for the press working is a flat plate having a thickness of 0.3 mm, and may be thinner than the plate thickness of 0.5 mm of the upper terminal component 1200 and the lower terminal component 1220 used for the power terminal.
  • the upper and lower arm sets are formed in the same shape and have the same length in the front-rear direction, width in the vertical direction, plate thickness, and the like.
  • the upper arm set (arms 1251 and 1252) and the lower arm set (arms 1253 and 1254) are formed with fitting parts (1251d, 1253d, etc.), respectively. Therefore, the curved shape is the same in the upper and lower sides, and the left and right arm portions are in a plane-symmetric shape.
  • the attachment positions of the leg portions 1249 and 1250 are arranged so as to be largely shifted in the front-rear direction.
  • the shape of the lower side portion of the base portion 1241 is different between right and left, and the shapes of the right side surface 1243 and the left side surface 1244 are asymmetric.
  • the leg portion 1249 is arranged to be shifted to the front side compared to the position of the conventional leg portion 1250, and the leg portions 1249 and 1250 are separated from each other in the front-rear direction. In this way, the leg 1249 and the leg 1250 are not arranged adjacent to each other in the left-right direction, but are arranged so as to be shifted back and forth.
  • the leg portion 1249 is formed so as to extend downward from the front end portion thereof.
  • the leg portion 1249 and the leg portion 1250 penetrate through through holes (not shown) formed in the circuit board 1150 from the front surface to the back surface side, and the portions protruding to the back surface side are soldered, whereby the circuit substrate 1150 is soldered.
  • the upper arm set (arms 1251 and 1252) and the lower arm set (arms 1253 and 1254) are electrically connected to the electronic elements mounted on the circuit board 1150. .
  • a bent portion 1243b bent to the left is formed to limit the amount of insertion into the mounting hole 1151 (see FIG. 39) of the circuit board 1150.
  • Cutout portions 1243c and 1249a cut out in a semicircular shape are formed on the upper and lower sides of the bent portion of the bent portion 1243b to facilitate the bending process.
  • Steps 1250a and 1250b formed on the front side and the rear side of the leg 1250 are used for positioning the rear leg 1250 on the circuit board 1150.
  • the step portion 1250a is formed by extending the lower side portion of the left side surface 1244 forward, and the step portion 1250b is formed by using the lower side portion of the bridge portion 1242 that is curved in a U shape.
  • the mounting position in the vertical direction of the leg portion 1250 can be determined.
  • the attachment positions of the legs 1249 and 1250 in the front-rear direction are defined by the positions of the attachment holes 1151 (see FIG. 39) of the circuit board 1150.
  • FIG. 44 (2) is a diagram of the signal terminal component 1240 alone viewed from the front lower side.
  • a notch groove 1245b extending in the horizontal direction is formed on the front side of the arm base 1245 so as to be separated into upper and lower arm sets (arms 1251, 1253).
  • the right leg 1249 is arranged so as to be largely displaced forward compared to the left leg 1250.
  • the signal terminal component 1240 can be firmly held on the circuit board even when an upward or downward force is applied to the four arm portions 1251, 1252, 1253, 1254.
  • the external force applied to the arm portions 1251, 1252, 1253, and 1254 is applied so as to push the arm portion set backward when the battery pack 1100 is attached to the electric power tool main bodies 1001 and 1030, and this force causes the signal terminal component 1240 to move.
  • the direction is to tilt backwards.
  • a force that pushes the arm set forward is provided, and this force is in a direction to tilt the signal terminal component 1240 forward.
  • the durability of the battery pack 1100 could be improved. Furthermore, since the arm set is also divided into two stages, upper and lower, even if it receives various vibrations or external forces during the operation of the power tool, it is electrically driven by the four contact areas of the arm. Good contact with the tool body side terminal can be maintained. On the other hand, since the number of mounting holes and the number of soldering portions of the circuit board 1150 necessary for manufacturing the signal terminal component 1240 is the same as the conventional one, an increase in manufacturing cost can be suppressed.
  • the signal terminal component 1240 of this embodiment has not only improved rigidity but also other effects.
  • Conventional signal terminal parts (not shown) are provided with two leg portions that are soldered to a circuit board to be electrically and mechanically attached, but the leg portions are juxtaposed in the left-right direction. In many cases, the soldering part is connected to the narrow part between the parts, and wiring for passing the signal pattern between the left and right leg parts is not possible.
  • one leg 1249 of the signal terminal component 1240 is disposed on the front side, and the other leg 1250 is disposed on the rear side, and both legs are separated.
  • the distance between the leg portions of the signal terminal component 1240 is increased, and it is easy to wire a plurality of wirings or a thick pattern through which a main current flows.
  • a signal terminal component 1240 is suitable when it is desired to enhance the functionality of the battery pack 1100 of the present embodiment, that is, the conventional battery pack, and to promote downsizing in terms of voltage ratio.
  • the number of electronic elements mounted on the circuit board 1150 increases. Therefore, it is necessary to increase the efficiency of the pattern wiring and increase the thickness of the wiring through which the main current flows.
  • a circuit board 1150 having a larger size than that conventionally used is used, and electronic elements are mounted not only on the rear side of the connection terminal group but also on the front side region. At that time, the wiring pattern is also arranged below the signal terminal component 1240. The arrangement method will be described with reference to FIG.
  • FIG. 45 is a diagram showing a state in which a plurality of signal terminal components 1240 are fixed to the circuit board 1150.
  • (1) is a diagram seen from the front, and (2) is a diagram seen from the left of the signal terminal components 1240. is there.
  • the signal terminal component 1240 is a common component and is fixed as a T terminal 1164, a V terminal 1165, and an LS terminal 1166 side by side in the left-right direction on the circuit board 1150. Since the signal terminal component 1240 is formed with a notch portion so as to generate a space S2 near the center of the arm portion, the upper arm portion set (1251, 1252) and the lower arm portion set (1253, 1254) are vertically moved. In such a shape, there are two stages.
  • the closest part (fitting part) of the upper arm set (1251, 1252) and the lower arm set (1253, 1254) has a slight gap. It is arranged to be separated or abutted.
  • Each leg portion 1249, 1250 passes through a mounting hole (see FIG. 39) of the circuit board 1150 and protrudes to the lower side, and is fixed by solder 1256 on the lower side (back surface) of the circuit board 1150.
  • FIG. 45 (3) is a bottom view of the circuit board 1150 of FIG. 45 (1) as viewed from below.
  • a through hole is formed in the center for soldering the signal terminal component 1240, and lands 1153 a to 1155 a, 1153 b, and the like, in which a substantially square copper foil for soldering is disposed around the through hole. 1155b is formed.
  • the wiring pattern for connection from the lands 1153a to 1155a and 1153b to 1155b to the upper cell unit 1146 or the lower cell unit 1147 is on the surface side of the circuit board 1150, and is not visible in the drawing of (3).
  • the left leg lands 1153a to 1155a and the right leg lands 1153b to 1155b are arranged so as to be displaced forward and backward.
  • a plurality of patterns 1157 to 1159 can be arranged between the lands 1153a to 1155a and the lands 1153b to 1155b as shown in the figure.
  • the wiring patterns 1157 to 1159 are illustrated as being provided three by three, but may be one thick wiring or a combination of other numbers. Since the wiring patterns are arranged between the leg portions 1249 and 1250 which are arranged so as to be shifted in the front-rear direction in this way, the signal terminals 1164 and 1165 and 1165 and 1166 are kept at the same intervals as in the prior art. It is possible to provide a plurality of wiring patterns 1157 to 1159 that connect the rear side and the front side of 1164 to 1166.
  • a method of providing a cutout portion 1243c as shown by a dotted line in FIG. 45 (2) may be used in combination.
  • a cutout portion 1243 c that is notched upward as indicated by a dotted line is formed in the vicinity of the lower side of the right side surface 1243 and in contact with the circuit board 1150.
  • a portion indicated by an arrow 1257 becomes a gap separating the circuit board 1150 from the distance.
  • a circuit pattern can be arranged between the gap and the circuit board 1150 in the same manner as the wiring patterns 1157 to 1159 in FIG.
  • connection terminal group 1161-1116, 1164-1168
  • substrate cover 1180 arranged around the connection terminal group (1161-1116, 1164-1168)
  • (1) is a perspective view
  • (2) is a front view. is there.
  • the illustration of the circuit board 1150 is omitted for the understanding of the invention, and in an actual product, a plurality of connection terminal groups (1161 to 1162, 1164 to 1168, 1171, 1172, and 1177) are soldered to the circuit board 1150.
  • the substrate cover 1180 is attached around the connection terminals.
  • the power terminals (1161, 1162, 1167) are formed to be higher than the signal terminals (1164 to 1166, 1168) by a distance H in the upward direction.
  • the substrate cover 1180 is a member made of a non-conductor, for example, a synthetic resin molded product, and is a member that covers the periphery of the leg portion of the adjacent connection terminal, and has a connecting portion 1181 having a flat upper surface 1181a on the front side.
  • a plurality of partition walls 1182, 1183, 1184 to 1189 are connected to the rear side of the connecting portion 1181.
  • the partition walls 1182, 1183, 1184 to 1189 are arranged on the rear side of the plane portion 1181 a, that is, on the left and right portions of the connection terminal group, thereby functioning to prevent an electrical short circuit between the connection terminals.
  • the upper surface 1181a of the connecting portion 1181 is formed so as to be flush with the upper step surface 1115 (see FIG. 38) of the upper case 1110, and relative to the main body side terminal portion extending from the upper step surface 1115 to the connecting portion 1181. Easy to move.
  • the substrate cover 1180 is provided with a cover 1184 that closes the opening of the unused area (slot 1123 in FIG. 38) so that dust and dust are less likely to enter the case of the battery pack 1100 from the slot 1123. .
  • the substrate cover 1180 is mainly formed by a connecting portion 1181 having a horizontal upper surface 1181a and a plurality of partition wall portions extending upward.
  • the partition walls 1185, 1186, and 1189 arranged between the signal terminals are low-height H2 walls, and their upper end positions are located below the signal terminals (1164 to 1166) and the LD terminal 1168. The position is lower than the arm.
  • the partition walls 1182, 1183, 1184, 1187, 1188 adjacent to the power terminal become a wall portion having a height H ⁇ b> 3 from the upper surface 1181 a, and the upper end position thereof is higher than the upper end position of the lower terminal component. It is located on the upper side and is configured to be located on the lower side of the arm portion of the upper terminal part.
  • the power terminals of the connection terminal group are arranged such that the legs of the upper positive terminals 1161 and 1162 and the lower positive terminals 1171 and 1172 are arranged in the front-rear direction, and the respective arm sets are arranged vertically. Arranged side by side. Similarly, the legs of the upper negative terminal 1167 and the lower negative terminal 1177 are arranged in the front-rear direction, and the respective arm sets are arranged in the vertical direction.
  • the battery pack 1100 When the battery pack 1100 is mounted on an electrical equipment body having a rating of 18 V, the potentials of the arms of the upper positive terminals 1161 and 1162 and the upper negative terminal 1167 and the potentials of the lower positive terminals 1171 and 1172 and the lower negative terminal 1177 Therefore, there is no problem even if the upper terminal component and the lower terminal component are in contact with each other.
  • the battery pack 1100 when the battery pack 1100 is attached to an electrical equipment body having a rating of 36 V, the potentials of the upper positive terminals 1161 and 1162 and the upper negative terminal 1167 and the potentials of the lower positive terminals 1171 and 1172 and the lower negative terminal 1177 are Since they are different from each other, it is important not to cause a short-circuit state due to contact between the upper and lower arms.
  • the board cover 1180 has a height H3 with respect to the partition walls 1182, 1183, 1184a, 1187, and 1188 among the partition walls formed to extend upward from the connecting portion 1181.
  • the upper end position was formed large up to the upper side.
  • a horizontal wall portion extending also in the left-right direction from the upper end position of the vertical wall portion was formed.
  • FIG. 46 (3) is a partially enlarged view of the substrate cover 1180 of (2), and is a view excluding the illustration of the connection terminal portion.
  • the partition wall 1182 has a vertical wall portion 1182a and a horizontal wall portion 1182b, and its cross-sectional shape is L-shaped.
  • the horizontal wall portion 1182b extends in the horizontal direction so as to reach the space between the arm portions of the adjacent power terminals (upper positive terminal 1161 and lower positive terminal 1171) from the vicinity of the upper end of the vertical wall portion 1182a.
  • the partition wall 1183 has a T-shaped cross-sectional shape, and is formed by a vertical wall portion 1183a and horizontal wall portions 1183b and 1183c extending in both directions from the upper end portion of the vertical wall portion 1183a.
  • the horizontal wall portion 1183b extends to the side adjacent to the adjacent horizontal wall portion 1182b, and has a length that allows the tip to reach the space between the arm portions of the upper positive terminal 1161 and the lower positive terminal 1171.
  • the horizontal wall portion 1183c extends to the side close to the adjacent horizontal wall portion 1184b, and has a length such that the tip reaches the space between the arm portions of the upper positive terminal 1162 and the lower positive terminal 1172. .
  • the situation where the horizontal wall portions 1182b, 1183b, and 1183c extend into the space between the arm portions will be apparent by looking at the positive electrode terminal group from the front as shown in FIG. 46 (2).
  • the right side surface position of the upper positive terminal 1161 and the right side surface position of the lower positive terminal 1171 are at the same position.
  • the left end position 1182c of the horizontal wall portion 1182b extends to the lower side of the arm portion 1161a of the upper positive terminal 1161 so as to extend to the left side of the right side surface positions of the upper positive terminal 1161 and the lower positive terminal 1171. It becomes the length of.
  • the horizontal wall portion 1182b is positioned above the arm portion 1171a of the lower positive electrode terminal 1171.
  • the lengths of the vertical wall 1182a and the horizontal wall 1182b in the front-rear direction are formed longer than the length of the lower positive electrode terminal 1171 in the front-rear direction, and the front end position thereof is substantially the same as the tip of the arm part of the lower positive electrode terminal 1171.
  • the rear end position is at the rear side of the rear end position of the lower positive terminal 1171.
  • the vertical wall portion 1182a covers the entire right side surface and the entire left side surface of the lower positive electrode terminal 1171, and also covers the upper portion except for the vicinity of the left and right center (portion of the distance S5).
  • the lower positive electrode terminal 1172 also includes the entire right side surface, the entire left side surface, and the upper portion excluding the central portion. Since the partition wall 1184 is provided so as to be covered, even if an external force is applied to the lower positive terminals 1171 and 1172 and a force that bends them is applied, it can be effectively held by the substrate cover 1180. The possibility that the lower terminal component for power transmission and the upper terminal component are unintentionally short-circuited can be greatly reduced.
  • the negative terminal side (1167, 1177) has the same idea as the positive terminal side (1161, 1162, 1171, 1172), and large partition walls 1187, 1188 are provided on the left and right sides of the negative terminal.
  • the partition wall 1187 has the same shape as the partition wall 1182, and is formed by a vertical wall portion 1187 a and a horizontal wall portion 1187 b, and its cross-sectional shape is an L shape.
  • the horizontal wall portion 1187b is formed to extend from the upper end portion of the vertical wall portion 1187a to the negative electrode terminal side.
  • the partition wall 1188 is formed symmetrically with the partition wall 1187 and is formed by a vertical wall portion 1188a and a horizontal wall portion 1188b.
  • the horizontal wall portions 1187b and 1188b are sized so that the tip portion enters the space between the arm set of the upper negative terminal 1167 and the arm set of the lower negative terminal 1177, but has a predetermined interval S5. Therefore, it is ensured that the device side terminals such as the power tool main bodies 1001 and 1030 are not obstructed. Since the partition walls 1187 and 1188 are formed so as to cover the periphery of the negative terminals (1167 and 1177) as the power terminals in this way, a strong external pressure is applied to the upper negative terminal 1167 or the lower negative terminal 1177 and it moves in the front-rear direction. Even if (bent), the possibility of occurrence of a short-circuit phenomenon due to the presence of the wall portions such as the horizontal wall portions 1187b and 1188b can be greatly reduced.
  • the partition walls 1185 and 1186 between the signal terminal groups (1164 to 1166) have only a low height H2 in the upward direction. This is because only a small power signal flows through the signal terminal group (1164 to 1166), and therefore, the degree of danger at the time of a short circuit is significantly smaller than that on the power terminal side. Further, each of the signal terminal groups (1164 to 1166) is a single component, and the upper arm portion and the lower arm portion are at the same potential, so there is less need to worry about a short circuit.
  • the partition wall 1184 includes vertical wall portions 1184a and 1184d, and a space between them is connected to a closing plate 1184c.
  • the closing plate 1184c is a flat plate extending vertically and horizontally, and has an effect of closing an empty space between the upper positive terminal 1162 and the T terminal 1164 (internal space of the empty slot 1123 in FIG. 38). Near the upper end of the vertical wall portion 1184a, a horizontal wall portion 1184b extending to the positive electrode terminal side is formed.
  • the connecting portion 1181 is to fix the vertical wall portions 1182 a, 1183 a, 1184 a, 1184 d, 1185 a, 1186 a, 1187 a, and 1188 a located between the connection terminals so as to be connected.
  • the wall portion of the upper surface 1181 a of the connecting portion 1181 is formed so as to be in a state of being floated with respect to the circuit board 1150.
  • the inner portion of the connecting portion 1181 is formed to have a space, and the vertical wall portions 1184a, 1185a, and 1187a are disposed on the rear side thereof.
  • the vertical wall portions 1182a, 1183a, 1184d, and 1188a are also formed so as to extend downward and come into contact with the circuit board 1150, although they are hidden behind the front wall surface 1181b.
  • the inner portion of the connecting portion 1181 is also solidified after being filled with a liquid curable resin that covers the upper surface of a circuit board 1150 as will be described later with reference to FIG.
  • the curable resin By solidifying the curable resin, the vicinity of the lower ends of the plurality of vertical wall portions 1182a, 1183a, 1184a, 1184d, 1185a, 1186a, 1187a, 1188a and the circuit board 1150 are firmly fixed.
  • Three notches 1181c to 1181e are formed on the front wall surface 1181b of the connecting portion 1181.
  • the notches 1181c to 1181e are formed so that the liquid resin, which will be described later with reference to FIG. Is relatively low, the resin flows in the front-rear direction through the notches 1181c to 1181e
  • FIG. 47 is a view in which only the upper case 1110 in FIG. 38 is extracted, and is a view for explaining the shape of the upper step surface 1115 of the upper case 1110.
  • 47 (1) is a perspective view of the upper case 1110, and (2) is an arrow view seen from the arrow B direction of (1). In (1), the stepped portion is hatched so that the range is clear.
  • the power terminals (1161, 1162, 1167) are formed to be higher than the signal terminals (1164 to 1166, 1168) by a distance H in the upward direction. This is because the power terminal is formed of a plate material thicker than the signal terminal.
  • the upper end portion of the power terminal (1161, 1162, 1167) interferes with the inner wall of the upper surface. Therefore, in the present embodiment, the position of the inner wall surface viewed in the vertical direction of the upper step surface 1115 of the upper case 1110 is partially shifted upward so as to earn the clearance of the upper portion of the power terminals (1161, 1162, 1167). Configured. Although it is conceivable that only the position of the inner wall surface is a recess recessed upward, if the screen shape of the upper step surface 1115 is left as it is, the thickness of a part of the upper step surface 1115 of the upper case 1110 is insufficient, resulting in local However, the strength may be reduced.
  • convex portions 1115a and 1115b that protrude outward are formed on the outer surface of the upper surface 1115 and in the vicinity of where the power terminals (1161, 1162, and 1167) are located.
  • the protrusion height H4 of the outer wall surface of the upper surface 1115 is configured to be smaller than the recess height H5 of the inner wall surface, so that the size of the projections 1115a and 1115b on the upper surface 1115 can be kept small.
  • the power tool body 1001 can be mounted without any trouble.
  • the upper step surface 1115 is not the same surface, but a step is formed so that a partial step portion is formed and the height of the shaded portion is increased, so that compared to a conventional upper case of the same plane. In terms of strength, it could be equivalent or equivalent.
  • FIG. 48 is a perspective view of the circuit board 1150.
  • the upper surface (front surface) of the circuit board 1150 is provided with a main region 1156a and a sub region 1156b for mounting electronic elements.
  • the main region 1156a is located behind the connection terminal group, and a protection management IC (described later) including a microcomputer is mounted there.
  • the sub region 1156b is a region on the front side of the connection terminal group.
  • the entire mounted electronic element is covered with a curable resin.
  • the curable resin is cured from a liquid state, and for example, a urethane resin can be used.
  • an adhesive resin 1155 that serves as a dike to prevent the liquid resin from flowing out is provided on the outer edge portion of the element group first mounted on the circuit board 1150.
  • the adhesive resin 1155 continuously adheres, for example, an adhesive extracted in a columnar shape from the inside of a tube-shaped container through a thin extraction port along the outer edge of a region where the urethane resin is to be filled. At this time, it is important that the adhesive is adhered without any break along the outer edge portion, and one end and the other end are in contact with the substrate cover 1180.
  • the adhesive resin 1155 serving as the outer frame is attached to almost one round of the outer edge portion into which the resin is poured, the urethane resin in a liquid state is poured into the upper surface of the circuit board 1150 thereafter.
  • the amount of the urethane resin to be poured is an amount that sufficiently satisfies the range surrounded by the adhesive resin 1155. At this time, the outer edge of the corresponding portion is surrounded by the adhesive resin 1155a in the portion that is not covered with the resin, and the resin poured into the outside does not reach the range surrounded by the adhesive resin 1155a. I made it. If the position where the urethane resin is poured is in the vicinity of the main region indicated by the arrow 1156a, the resin does not flow into the range surrounded by the adhesive resin 1155a.
  • the substrate cover 1180 is in a state where the wall surface of the connecting portion 1181 forming the upper surface 1181a is floating, the rear side wall surface of the lower portion thereof is in the open state, the front side is the wall surface, and a part thereof is notched.
  • the resin can flow well from the main region 1156a to the sub region 1156b. In this way, the entire element mounting surface of the circuit board 1150 is covered with resin and then cured, so that the surface area of the circuit board 1150 is covered with the resin with a uniform height and without any gaps.
  • the protected electronic device can be protected from the influence of water and dust.
  • the back side may be covered with resin in the same procedure. Also, the resin that is not filled with the adhesive resin 1155, such as the vicinity of the screw hole or the soldered portion of the lead wire, is applied at the process after the screw tightening is completed or at the process after the soldering is completed. You may make it do.
  • FIG. 49 is a diagram showing the shapes of the upper terminal component 1260 and the lower terminal component 1280 according to a first modification of the sixth embodiment. 49 (1) is a perspective view, (2) is a left side view, and (3) is a front view. The upper terminal component 1260 and the lower terminal component 1280 each have two arm sets (1265 and 1266, 1285 and 1286) in the left-right direction, and the two arm sets are aligned in the vertical direction in the sixth embodiment. Same as example.
  • the leg set (1267, 1268) of the upper terminal component 1260 is arranged so as to be aligned in the front-rear direction with the leg set (1287, 1288) of the lower terminal component 1280, as in the sixth embodiment. .
  • the bridge portions 1262 and 1282 protrude to the rear side of the right side surface 1263 and the rear side of the left side surface 1264 so as to curve backward.
  • the portion is used for vertical positioning when the upper terminal component 1260 and the lower terminal component 1280 are attached to the circuit board 1150.
  • bent portions 1263a, 1264a, 1283a, 1284a are formed by bending the protruding portions inward.
  • the shape of is the same as the configuration of the sixth embodiment shown in FIG.
  • the upper terminal component 1260 has a U-shaped bending direction different from the direction shown in FIG.
  • the portion that becomes the bottom when bent into a U-shape, that is, the bridge portion 1262 is formed to be a vertical surface.
  • the bent shape of the lower terminal component 1280 is the same as the lower terminal component 1220 shown in FIG. 40 in the U-shaped bending direction, and the bridge portion 1282 is a vertical surface.
  • the bridge portions 1262 and 1282 are arranged in parallel so as to have a substantially constant spacing in the front-rear direction, and are arranged so as to extend in a direction substantially perpendicular to the surface of the circuit board 1150.
  • the upper terminal component 1260 and the lower terminal component 1280 are similar to the sixth embodiment in that they are manufactured by pressing a metal flat plate, but the thickness of the flat plate is further increased.
  • the right side surface 1263 and the left side surface 1264 are substantially rectangular shapes extending in the vertical direction, and are formed such that the arm portions 1265 and 1266 extend in the front side at a portion near the upper end.
  • the width (length in the vertical direction) is large in the vicinity of the rear side roots of the arms 1265 and 1266, that is, in the vicinity of the chain line B2, the width gradually decreases toward the front, and the width is constant on the front side further than the virtual line B1.
  • Become. Fitting portion 1265D, the 1266D, the point to be bent into a curved shape having a predetermined radius of curvature R 1 inwardly in a top view, is the same as the sixth embodiment shown in FIG. 40.
  • the arm portions 1265 and 1266 are formed so as to extend forward from the upper front side portion of the U-shaped base portion, and the arm portions 1265 and 1266 are formed so as to have a spring property in a non-contact state.
  • the lower terminal component 1280 has a right side surface 1283 and a left side surface 1284 formed so as to be bent in a U-shape and are parallel to each other, and a bridge portion 1282 connecting them, and an elongated upper portion of the right side surface 1283 and the left side surface 1284.
  • the arm portions 1285 and 1286 are provided so as to extend forward and obliquely upward.
  • the vertical widths of the arms 1285 and 1286 are substantially constant in the front-rear direction, and are formed to extend in the horizontal direction on the front side of the virtual line B1, but are arranged obliquely on the rear side of the virtual line B1. .
  • the lengths of the arm portions 1265 and 1266 of the upper terminal component 1260 are the lengths of the arm portions 1285 and 1286 of the lower terminal component 1280 ( It is the length in the front-rear direction and is longer than the position of the arrow 1291 in front.
  • the fitting pressure at the fitting portion of the upper terminal component 1260 is preferably the same as the fitting pressure of the lower terminal component 1280.
  • the initial gap interval in the non-attached state of the battery pack is made different. That is, when the battery pack 1100 is not attached to the power tool main body 1001 or 1030 (removed state), the minimum interval between the left and right arm portions 1265 and 1266 is different from the interval between the arm portions 1285 and 1286.
  • the interval between the arm portions 1265 and 1266 of the upper terminal component 1260 is 0.2 mm
  • the minimum interval between the arm portions 1285 and 1286 of the lower terminal component 1280 is 0.5 mm.
  • the shape of the upper terminal component 1260 and the lower terminal component 1280 was also devised. That is, as shown in FIG. 49 (2), the upper terminal component 1260 should originally form a substantially right-angled interior angle such as a dotted line 1264b.
  • the outline of the dotted line 1264b is extended in the direction of the arrow 1264e, The shape is such that an isosceles triangular reinforcing surface 1264c is added in view.
  • the outline of the inner corner portion is slanted as indicated by an arrow 1264d, and the attachment rigidity of the arm portions 1265 and 1266 of the upper terminal parts is improved by this shape change.
  • the outer corner portion shape of the lower terminal component 1280 is cut off from the dotted line 1284b in the direction of the arrow 1284e, whereby an isosceles triangular cut-out portion 1284c is seen in a side view.
  • the shape is such that As a result, the outline of the outer corner portion is as indicated by an arrow 1284d, and the rigidity of the arm portions 1285 and 1286 of the lower terminal component is reduced.
  • Contour portions indicated by arrows 1264d and 1284d are determined so as to be spaced apart from each other so as to be substantially parallel to each other in a side view.
  • the length of the bridge portion 1282 in the vertical direction is shortened.
  • the lower terminal component 1280 is small, it is sufficiently stronger than the upper terminal component 1260 in strength, so that a balance of strength can be obtained just by changing these shapes.
  • the shape of the inner corner portion where the reinforcing surface 1264c is added to the upper terminal component 1260 is changed, and the shape of the outer corner portion where the strength is adjusted by forming the cut-out portion 1284c is changed to the lower terminal component 1280.
  • the strength of the both was balanced, and the fitting pressure to the main body side terminal by the arm portions 1265 and 1266, and 1285 and 1286 could be made substantially equal.
  • FIG. 49 (3) is a view of the upper terminal component 1260 and the lower terminal component 1280 as viewed from the front.
  • the vertical heights and mounting positions of the arm portions 1265 and 1266, and the vertical heights and mounting positions of the arm portions 1285 and 1286 are the upper terminal component 1200 and lower terminal of the sixth embodiment shown in FIG. It has the same shape and the same positional relationship as the arm part group of the component 1220.
  • the thickness of the metal plate used is different, and is manufactured using a thicker plate than the terminal component of the sixth embodiment shown in FIG.
  • the minimum distance between the upper and lower arm sets is made different.
  • the left and right intervals between the lower arms 1285 and 1286 are larger than the left and right intervals between the upper arms 1265 and 1266.
  • the arm portions 1265 and 1266 and the arm portions 1285 and 1286 arranged side by side are in inverse proportion to the length in the mounting direction (front-rear direction).
  • the long arm portions 1265 and 1266 face each other at a narrow interval in the initial state.
  • the short arm portions 1285 and 1286 are opposed to each other at a wide interval.
  • the upper terminal component 1260 and the lower terminal component 1280 having a thick plate thickness of 0.8 mm are used as the power terminals. Since only a minute current flows with respect to the signal terminal component, it may be manufactured with a metal plate having a thickness of about 0.3 mm as in the conventional battery pack 1015. In this modification, the rigidity of the power terminal through which a large current flows was further improved, and the fitting state could be maintained well over a long period of use as well as during work.
  • FIG. 50 is a perspective view showing an upper terminal component 1260 and a lower terminal component 1280A according to a second modification of the sixth embodiment.
  • the upper terminal component 1260 is the same as the first modified example shown in FIG. 49, but the lower terminal component 1280 has a different plate thickness and initial arm spacing. That is, the thickness of the lower terminal component 1280A is reduced from 0.8 mm to 0.6 mm of the lower terminal component 1280 shown in FIG.
  • the lower terminal part 1280 was narrowed from 0.5 mm to 0.2 mm.
  • the interval between the fitting portions 1265d and 1266d of the upper terminal component 1260 is 0.2 mm as in the first modification.
  • the fitting pressure by the fitting portions 1265d and 1266d of the upper terminal component 1260 can be made substantially equal.
  • the fitting portion 1265D, the shape of 1266d is obtained by a semi-cylindrical surface, the central axis is positioned vertically of the cylindrical surface, the fitting portion 1265D, the inner wall surface of 1266d includes a radius of curvature R 1 It becomes a cylindrical surface.
  • Inner wall surface of the fitting portion 1285d and 1286d of the lower terminal part 1280 is also formed to have a radius of curvature R 1 and becomes a cylindrical surface.
  • the fitting portions 1265d and 1266d, and the cylindrical shapes of the fitting surfaces of the fitting portions 1285d and 1286d have the same radius of curvature R 1 so that the size and shape of the linear or rectangular contact portions are substantially the same. It is good to form with. As described above, it is preferable that the contact portion and the contact area are made uniform in size, so that the sandwiching pressure (fitting pressure) is made substantially equal, and the electrical contact resistance is made almost the same.
  • FIG. 51 is a perspective view showing an upper terminal part 1200A and a lower terminal part 1220 according to a third modification of the sixth embodiment.
  • (1) is a main body side terminal of an electric tool main body 1030A having a rating of 36V. It is a figure which shows the state connected to.
  • the third modification only the shape of the upper terminal component 1200A, particularly the shapes of the arm portions 1205A and 1206A, is different from that of the sixth embodiment, and the configuration of the base portion and the leg portion of the upper terminal component 1200A is the sixth embodiment. Is the same.
  • the upper terminal component 1200A is used as upper positive terminals 1161 and 1162 and an upper negative terminal 1167.
  • the upper terminal component 1200A extends the arms 1205A and 1206A to the front side so that the position of the fitting portion of the upper arms 1205A and 1206A is greater than the position of the fitting portion of the lower arms 1225 and 1226.
  • the shape of the fitting portion facing is a semi-cylindrical surface having a radius of curvature equal R 1
  • arms 1205A, the shape of the fitting portion of the 1206A, the shape of the fitting portion of the arm portion 1225,1226 are identical is there.
  • the positive input terminal 1072A of the 36V side electric power tool body is also made shorter than the conventional one in correspondence with the shape change.
  • the size and thickness of the short bar 1079 as the short-circuit means are the same as those of the short bar 1059 shown in FIG. However, a semicircular cutout 1079d was formed in the upper portion of the terminal portion 1079b of the short bar 1079.
  • the notch 1079d is formed so that when the positive input terminal 1072A and the terminal portion 1079b of the device side terminal are moved relative to each other in an arc shape or in the horizontal direction as indicated by an arrow 1045a for some reason, the terminal portion 1079b becomes the upper arm portion 1205A. This is to prevent contact with 1206A.
  • the notch 1079d is formed in the terminal portion 1079b of the short bar 1079 in this way, when the battery pack 1100 is mounted and the power tool is operating, the difference in the resonance frequency between the power tool main body 1030 and the battery pack 1100 is caused. Even if the resulting relative positional deviation occurs, the risk of a short circuit between the upper terminal component 1200A and the lower terminal component 1220 can be greatly reduced.
  • FIG. 51 (2) is a diagram showing a state in which the power tool main body 1001 is connected to a main body side terminal.
  • the power tool body 1001 having a rating of 18V When the power tool body 1001 having a rating of 18V is mounted, the upper positive terminal 1162 and the lower positive terminal 1172 are connected to the positive input terminal 1022 so that the two arms 1205A and 1206A and the arm 1225 are straddled. , 1226 are fitted.
  • the contact position of the arm portions 1205A and 1206A to the positive input terminal 1022 is shifted more forward than the contact position of the arm portions 1225 and 1226 to the positive input terminal 1022. .
  • the thickness of the positive electrode input terminal 1022 in the vicinity including each contact position is uniform, the size of the contact portion or the contact region is based on the arm portions 1205A and 1206A and the fitting portion of the arm portions 1225 and 1226. If they become uniform, a good conduction state can be realized, so that the movement of the contact position does not cause any problem.
  • FIG. 52 is a perspective view showing an upper terminal part 1200 and a lower terminal part 1220A according to a fourth modification of the sixth embodiment, in which (1) is connected to the main body side terminals of the electric power tool main body 1030B. It is a figure which shows a state.
  • the fourth modification only the shapes of the arm portions 1225A and 1226A of the lower terminal component 1220A are different from those of the sixth embodiment, and other configurations are the same as those of the sixth embodiment.
  • the arm portions 1225A and 1226A are extended to the front side, and the positions of the fitting portions of the lower arm portions 1225A and 1226A are located in front of the positions of the fitting portions of the upper arm portions 1205 and 1206. I tried to do it.
  • the rear end position of the short bar 1079 is also set to the front side than the conventional one.
  • a semicircular cutout 1072d was formed under the positive electrode input terminal 1072B.
  • the notch 1072d is provided with the notch 1072d so that the positive input terminal 1072B contacts the arm portions 1225A and 1226A. This is to greatly reduce the fear.
  • FIG. 52 (2) is a diagram showing a state in which the power tool main body 1001 is connected to a main body side terminal.
  • Two sets of arm portions 1205 and 1206 and arm portions 1225A and 1226A are fitted to the positive electrode input terminal 1022 on the power tool main body 1001 side.
  • the position of the contact part by the arm parts 1205 and 1206 and the position of the contact part by the arm parts 1225A and 1226A are separated by a distance L.
  • the size of the contact portion or contact area is equalized by the arm portions 1205 and 1206 and by the fitting portions of the arm portions 1225A and 1226A, a good conduction state is obtained as in the sixth embodiment. realizable.
  • FIG. 53 is a perspective view showing the shape of the terminal portion on the side of the electric power tool main body 1030A according to a fifth modification of the sixth embodiment.
  • the positions of the positive terminal and the negative terminal of the sixth embodiment and the position of the short bar are turned upside down.
  • the upper positive terminal 1162 and the upper negative terminal 1167 are short-circuited by the short bar 1089.
  • the short bar 1089 can use the same parts as the short bar 1059 of the sixth embodiment (see FIG. 41), and may be cast into a synthetic resin base of the terminal portion of the electric power tool body.
  • the positive input terminal 1082 is similar to the positive input terminal 1052 (see FIG.
  • the sixth embodiment in that it includes a terminal portion 1082a, a connecting portion 1082b, and a wiring terminal portion 1082c. Since the position where the portion 1082c is provided must be on the rear side rather than the upper surface of the terminal portion, the shapes of the connection portion 1082b and the wiring terminal portion 1082c are changed. Similarly, the position of the wiring terminal portion 1087c is also different in the negative input terminal 1087.
  • the connection state between the upper cell unit 1146 and the lower cell unit 1147 is also changed in accordance with the positions of the positive electrode input terminal 1082 and the negative electrode input terminal 1087 being shifted in the terminal portion. That is, the lower positive electrode terminal 1172 and the upper negative electrode terminal 1167 are connected to the upper cell unit 1146, and the upper positive electrode terminal 1162 and the lower negative electrode terminal 1177 are connected to the lower cell unit 1147.
  • the battery pack with the automatic voltage switching mechanism of this embodiment can be realized.
  • the mounting position of the wiring terminal portions 1082c and 1087c can be pulled out to the rear side instead of being pulled out to the upper side of the terminal portion (see FIG. 42). This increases the degree of freedom in designing the terminal part on the side.
  • the function of the short bar 1089 has a terminal portion 1089b and a terminal portion 1089c, and can be achieved by short-circuiting them, so there is no need to connect the connecting portion 1089a with a metal plate, and the conductive member It may be realized by any other method that can form an electrical connection relationship with, for example, connecting with a lead wire or connecting with a fuse element.
  • FIG. 54 is a perspective view showing a battery pack 1400 of the seventh embodiment of the present invention.
  • the battery pack 1400 is provided with a plurality of connection terminals that are engaged with and electrically connected to terminals of the charging device or the tool body.
  • the connection terminal provided here is composed of two connection terminal components that are separated in the vertical direction, and is characterized by the shape of the connection terminal component.
  • the external shape of the battery pack 1400 is substantially the same as that of the battery pack 1100 shown in the sixth embodiment, and the only difference in appearance is a stepped portion (1115a in FIG. 47) partially raised on the upper step surface 1415. 1115b) is not formed, and a recess (see 1111a in FIG. 47) is not formed at the left front corner of the lower surface 1411.
  • a plurality of slots 1420 are arranged at the stepped portion of the connecting portion between the upper step surface 1415 and the lower step surface 1411.
  • the width and size of the slot 1420 are substantially the same as those of the battery pack 1100 of the sixth embodiment.
  • a raised portion 1432 is formed on the rear side of the upper surface, and latches 1441 are provided on the left and right sides of the raised portion 1432.
  • Ten battery cells 1446 are accommodated in the lower case 1401.
  • an upper cell unit and a lower cell unit in which five cells are connected in series are provided, and a rating of 18 V, which is an output of the parallel connection of these cell units, is output.
  • the battery pack 1400 is a fixed voltage type.
  • Each of the connection terminals constitutes one terminal with the upper terminal component and the lower terminal component.
  • the positive electrode terminal for charging is constituted by the upper positive electrode terminal 1461 and the lower positive electrode terminal 1472, which are short-circuited.
  • the positive electrode terminal for discharge is composed of an upper positive terminal 1462 and a lower positive terminal 1472, which are short-circuited.
  • a pair of the upper positive terminal 1461 and the lower positive terminal 1472 and a pair of the upper positive terminal 1462 and the lower positive terminal 1472 are connected by a self-control protector (not shown).
  • the negative terminal is constituted by an upper negative terminal 1467 and a lower negative terminal 1477, which are connected. Since one connection terminal is divided into two connection terminal parts in this way, the number and total area of contact parts with the device-side terminal on the power tool main body 1001 side are increased, and vibration due to operation of the power tool is caused. Problems such as heat generation due to poor contact, which are likely to occur, are unlikely to occur, can be used stably over a long period of time, and the life of the battery pack 1400 can be extended.
  • signal transmission signal terminals that is, a T terminal group (upper T terminal 1464 and lower T terminal 1474), a V terminal group (upper V terminal 1465 and lower V terminal 1475), an LS terminal group (upper side)
  • a T terminal group upper T terminal 1464 and lower T terminal 1474
  • a V terminal group upper V terminal 1465 and lower V terminal 1475
  • an LS terminal group upper side
  • Each of the LS terminal 1466 and the lower LS terminal 1476) and the LD terminal group (the upper LD terminal 1468 and the lower LD terminal 1478) are also composed of two terminals, and the upper and lower terminals are connected to have the same potential.
  • the T terminal group, the V terminal group, and the LD terminal group function as signal terminals for inputting or outputting information or signals.
  • the upper connection terminals (1461-1462, 1464-1468) and the lower connection terminals (1471-1472, 1474-1478) are fixed on the circuit board 1450.
  • the circuit board is equipped with an IC for protecting the battery cell, but is not provided with a microcomputer or a light emitting diode for displaying the remaining battery level.
  • FIG. 55 is a partially enlarged view of the connection terminal of FIG.
  • the upper terminal parts (1465 to 1468) and the lower terminal parts (1476 to 1478) are both substantially L-shaped in a side view, and the upper and lower terminal parts are arranged on the circuit board 1450 so that the legs of the upper and lower terminal parts are aligned in the mounting direction. Fixed.
  • This fixing method is the same as that in the sixth embodiment shown in FIGS. 39 and 40, and the solder is soldered from the back side of the circuit board 1450 with the legs passing through the mounting holes of the circuit board 1450. .
  • Each of the upper terminal parts (1465 to 1468) and the lower terminal parts (1476 to 1478) is formed with a fitting portion bent in a substantially V shape so that a part of the distance between both side arm parts is narrowed.
  • the fitting portion in the conventional battery pack is arranged so that the substantially V-shaped peak portion is orthogonal to the insertion direction of the device-side terminal. That is, in the conventional terminal component, the ridgeline of the substantially V-shaped peak portion (for example, the inner surface side apex portion of the portion indicated by the fitting portion 1478c) extends vertically.
  • the extending direction of the ridgeline is not the vertical direction, but is formed so as to be inclined, so the length of the contact portion between the plate-like main body side terminal and the fitting part of the terminal component is long. Was able to be long.
  • FIG. 56 (1) is a perspective view showing the upper terminal part 1480. However, illustration of the leg portion of the upper terminal component 1480 is omitted, and only the portion located on the upper side of the circuit board 1450 is illustrated.
  • Upper terminal component 1480 is formed by cutting a flat plate made of a conductive metal by pressing and then bending it into a U-shape and forming a predetermined bent shape in the arm portion.
  • a U-shaped bottom surface that is, a bridge portion 1482 is bent so as to be on the rear side, and a right side surface 1483 and a left side surface 1484 are formed on the front side from the left and right sides of the bridge portion 1482 extending in the vertical direction.
  • the right side surface 1483 and the left side surface 1484 are formed so as to be left-right symmetric, and the right side surface 1483 and the left side surface 1484 are parallel surfaces with a constant interval.
  • Left and right arm portions 1485 and 1486 are formed on the front side from the front side of the upper portion of the right side surface 1483 and the left side surface 1484, and the base portions of the arm portions 1485 and 1486, that is, the plane portions 1485a and 1486a 1484 is a parallel plane whose left-right direction is the same position.
  • bent portions 1485b and 1486b that are bent inward are formed on the front side of the flat portions 1485a and 1486a.
  • bent portions 1485b and 1486b that are bent inward are formed.
  • the bent parts 1485b and 1486b are planar, but the bent parts facing outward are arranged so that the ridgelines of the mountain are oblique.
  • Fitting portions 1485c and 1486c are formed in front of the bent portions 1485b and 1486b so as to be folded in a substantially V shape.
  • the fitting portions 1485c and 1486c are portions that are convex toward the inside.
  • the peak portions inside the fitting portions 1485c and 1486c are in contact with the plate-like device-side terminals and slide. Therefore, the top portion (crest portion) be substantially V-shaped is formed by a large radius of curvature R 1 or smaller radius of curvature.
  • FIG. 56 (2) is a diagram for explaining the positional relationship between the contact portions of the fitting portions 1485c and 1486c and the device-side terminals.
  • the arm portion 1486 is constant as the width W in the height direction extends in the front-rear direction, but the contact portion of the fitting portion 1486c is in a position indicated by a bold line.
  • the contact portion indicated by the thick line is a linear contact portion or a narrow rectangular contact region.
  • the contact portion or the contact region of the fitting portion 1486c is arranged so that the longitudinal direction of the contact portion or the contact region is inclined with respect to the mounting direction of the device-side terminal on the contact surface with the device-side terminal.
  • the contact area with the device side terminal on the power tool main body side can be increased.
  • the contact resistance between the device-side terminal and the fitting portion 1486c can be reduced, and the heat generation of the terminal due to the increase in contact resistance can be effectively suppressed.
  • production of the arc between apparatus side terminals can be suppressed, damage and fusing of the arm parts 1485 and 1486 can be prevented.
  • the positive terminals of the upper cell unit 1146 and the lower cell unit 1147 are connected in the same manner as in the sixth embodiment.
  • the present invention may be applied to a battery pack that can be switched between a low voltage side and a high voltage side.
  • the arm portion and the fitting portion of the seventh embodiment are used. The shape may be applied.
  • the signal transmission terminals (upper terminal components 1464 to 1466 and 1468 and lower terminal components 1474 to 1476 in FIG. 54 (2)) are also formed in two upper and lower fitting portions, and these are the same as the same potential. It was configured to flow a signal. However, the upper and lower portions of the signal terminal may be configured to increase the number of transmitted signals by separately forming the device side terminal on the electric power tool main body side as separate potentials. Further, regarding the signal transmission terminal, since it is less necessary to use terminal parts that are completely separated in the vertical direction, they may be formed as terminal parts that are connected in the vertical direction. Next, the shape of the terminal component 1500 connected up and down will be described with reference to FIG.
  • FIG. 57 is a perspective view showing the shape of the terminal component 1500. However, illustration of the leg portions of the terminal component 1500 is omitted, and only the portion located on the upper side of the circuit board 1450 is illustrated.
  • an upper arm piece 1506 and a lower arm piece 1510 are formed by forming a notch groove 1508 that divides the arm portion 1505 into upper and lower portions in approximately half of the front side of the arm portion 1505.
  • an upper arm piece 1507 and a lower arm piece 1511 are formed by forming a notch groove 1512 that divides the arm part 1509 vertically in the front half of the left arm part 1509.
  • the upper arm pieces 1506 and 1507 and the lower arm pieces 1510 and 1511 are divided by the notched grooves 1508 and 1512, so that one terminal component 1500 has a configuration having two arm sets. And a signal terminal capable of maintaining a good fitting state can be realized.
  • the upper terminal set (1507, 1507) and the lower terminal set (1510, 1511) are respectively fitted with fitting parts (1506c, 1507c) and fitting parts for fitting with plate-like main body side connection terminals. (1510c, 1511c) are formed (however, the fitting portion 1510c is not visible in FIG. 57).
  • the upper fitting portions (1506c, 1507c) are arranged so that the longitudinal direction of the contact portion or the contact region is oblique.
  • the longitudinal direction of the contact portion or the contact region is arranged obliquely.
  • the longitudinal direction of the contact part or contact region of the upper and lower fitting parts is arranged in a line.
  • the upper and lower fitting portions are arranged so as to be in the same position when viewed in the front-rear direction, so that the longitudinal direction of the contact portion or contact area of the upper and lower fitting portions is not aligned. It may be arranged. Moreover, you may make it the direction of a reverse direction, without matching the direction of the inclination of the longitudinal direction of an upper part and a lower fitting part.
  • the shape of the upper arm set (1506, 1507) may be changed so that the lower terminal set (1510, 1511) is turned upside down, that is, a shape that is plane-symmetric with respect to the horizontal plane.
  • the length of the fitting portion is longer than that of the conventional example in which the fitting portion is orthogonal to the mounting direction by forming the contact region of the fitting portion in an oblique direction instead of the vertical direction. Since the length can be increased, the contact resistance can be reduced.
  • the shapes (1480, 1500) of the connection terminals used in the voltage-fixed type battery pack have been described. You may comprise so that it may apply to.
  • the arrangement of the fitting portions of the terminal component 1500 shown in FIG. 57 may be adopted in the signal terminal component 1240 shown in FIG.
  • FIG. 58 is a developed perspective view of the battery pack 2100 of the eighth embodiment.
  • the casing of the battery pack 2100 is formed by an upper case 1110 and a lower case 1101 that are separable in the vertical direction.
  • Ten battery cells are accommodated in the internal space of the lower case 1101.
  • Two screw holes 1103a and 1103b are formed on the front side wall surface of the lower case 1101 for screwing to the upper case 1110. Passed.
  • Two screw holes 1103c (not visible in the figure) and 1103d are also formed in the rear side wall surface of the lower case 1101.
  • a plurality of battery cells (not shown) are fixed by a separator 2445 made of a nonconductor such as a synthetic resin in a state where five battery cells are stacked in two stages.
  • the separator 2445 holds the plurality of battery cells so that only the left and right sides that are both ends of the battery cell are opened.
  • a circuit board 2150 is fixed on the upper side of the separator 2445.
  • the circuit board 2150 fixes a plurality of connection terminals (2161, 2162, 2164 to 2168, 2171, 2172, 2177) by soldering and electrically connects these connection terminals to a circuit pattern (not shown).
  • various electronic elements such as a battery protection IC, a microcomputer, a PTC thermistor, a resistor, a capacitor, a fuse, and a light emitting diode are mounted on the circuit board 2150.
  • the material of the circuit board 2150 is called a printed board in which a pattern wiring is printed by a conductor such as copper foil on a board impregnated with an insulating resin. A substrate can be used.
  • a wiring pattern is formed on the upper surface (the upper surface, which is the upper surface as seen from FIG. 58) and the lower surface (the back surface) of the circuit board 2150 using a double-sided substrate.
  • a connection terminal group arrangement region 2160 is provided slightly in front of the center of the circuit board 2150 in the front-rear direction, and a plurality of connection terminals (2161, 2162, 2164 to 2168, 2171, 2172, 2177) are provided in the horizontal direction. Fixed side by side.
  • the positive electrode terminal (2161, 2162, 2171, 2172) and the negative electrode terminal (2167, 2177) are arranged at positions far apart in the left-right direction, and there are three signal terminals (T terminal 2164, V terminal 2165, LS terminal 2166) is provided.
  • the three signal terminals (T terminal 2164, V terminal 2165, and LS terminal 2166) function as signal terminals for inputting or outputting information or signals.
  • power terminal parts two horizontally extending arm portions, one set on the left and right on the upper side and one set on the left and right on the lower side, are used. The structure is the same as that described in.
  • the signal terminals (2164 to 2166, 2168) it is also possible to use one signal terminal component as it is in the vertical direction with the arm portion used conventionally.
  • the signal terminal side in order to make the fitting state of the positive terminal (2161, 2162, 2171, 2172) and the device side terminal in the negative terminal (2167, 2177) equal to two, the signal terminal side has two upper and lower sides. A signal terminal component (see FIG. 44) having an arm portion was used.
  • An LD terminal 2168 is provided on the left side of the negative electrode terminal pair (2167, 2177).
  • the LD terminal 2168 functions as a signal terminal that outputs information or signals related to the battery pack 2100.
  • the LD terminal 2168 is also formed to have two sets of upper and lower arms. All the signal terminals (2164 to 2166, 2168) are fixed by soldering on the back surface side through the respective leg portions from the front surface to the back surface through a plurality of mounting holes 2151 in which the circuit board 2150 is formed.
  • the fixing method of the three signal terminals (2164 to 2166) is as described with reference to FIGS.
  • an electronic element (not shown) is mounted on the circuit board 2150, and after a plurality of connection terminals are fixed by soldering, a board cover 2180 described later with reference to FIG. Is fixed to the separator 2445 with a screw (not shown). In FIG. 58, the substrate cover 2180 is not shown.
  • the lower case 1101 has a substantially rectangular parallelepiped shape with an open top surface, and includes a bottom surface, a front wall 1101a, a rear wall 1101b, a right side wall 1101c, and a left side wall 1101d that extend in a direction perpendicular to the bottom surface.
  • the inner space of the lower case 1101 has a shape suitable for accommodating the separator 2445, and a number of fixing ribs 1102 formed inside the bottom surface to stably hold the separator 2445 and a vertical to reinforce the wall surface.
  • a large number of ribs 1105 formed so as to be continuous in the direction are formed.
  • a slit 1104 is provided substantially at the center of the front wall 1101a.
  • the slit 1134 of the upper case 1110 is used as an inlet for allowing cooling air sent from the charging device side to flow into the internal space of the battery pack 2100 when charging by the charging device, and the slit 1104 of the lower case 1101. Is used as an outlet for cooling air.
  • connection drawing tabs 2461a, 2466a, 2471a, and 2476a that extend upward in a plate shape. Ends 2494b and 2496b to 2499b of the lead wires from the intermediate connection point of the battery cells connected in series are arranged to extend upward and are soldered onto the circuit board. Further, intermediate drawing tabs 2462a and 2463a from the intermediate connection points of the battery cells connected in series are arranged to extend upward so as to be connected to the circuit board 2150. On the upper side of the separator 2445, screw bosses 2447a and 2447b for fixing the circuit board 2150 are formed.
  • the separator 2445 is a stack of 10 battery cells 2146a to 2146e and 2147a to 2147e, each in two upper and lower stages. 59 shows a state in which the battery cells 2146a to 2146e and 2147a to 2147e are pulled out from the separator 2445, but when assembled, the battery cells 2146a to 2146e and 2147a to 2147e are inserted into the cylindrical space 2446 of the separator 2445 and exposed between the left and right terminals of the separator.
  • connection plates 2462 to 2465 and 2472 to 2475 are connected to each other, and the drawer plates 2461, 2466, 2471, and 2476 are connected to the battery cells.
  • insulating sheets 2482a and 2482b are attached on the connection plates 2462 to 2465 and 2472 to 2475 and the drawer plates 2461, 2466, 2471 and 2476 for insulation.
  • each battery cell is stacked so as to be parallel to each other, and the adjacent cells are disposed so that the directions of the adjacent cells are alternately reversed.
  • 2465 and 2472 to 2475 are used for connection.
  • Both terminals of the battery cell and the connection plates 2462 to 2465 and 2472 to 2475 are fixed by spot welding at a plurality of locations.
  • five series-connected battery cells installed in the upper stage form an upper cell unit 2146 (described later in FIG. 61), and five series-connected battery cells installed in the lower side are the lower side.
  • a cell unit 2147 (described later in FIG. 61) is formed.
  • the upper side and the lower side of the cell unit do not indicate the physical position of whether the battery cell is in the upper stage or the lower stage in the lower case 1101, but two cell units are connected in series.
  • the cell unit located on the ground side is called the “lower cell unit”, and the cell unit located on the high voltage side when connected in series is called the “upper cell unit”.
  • the upper cell unit 2146 is arranged in the upper stage and the lower cell unit 2147 is arranged in the lower stage.
  • the arrangement is not limited to this arrangement, and the battery cell arrangement method is not divided into the upper stage and the lower stage. It may be divided into a front side and a rear side.
  • lithium ion battery cells having a diameter of 18 mm and a length of 65 mm, which are called 18650 sizes, can be charged and discharged multiple times.
  • the output voltage from the battery pack 2100 it is possible to select the form of the series connection voltage (high voltage side output) and the parallel connection voltage (low voltage side output) of a plurality of cell units. Is done. Therefore, according to the idea of the present invention, the number of cell units is arbitrary as long as the number of cells connected in series in each cell unit is equal.
  • the battery cell to be used is not limited to the 18650 size, but may be a so-called 14500 or 21700 size battery cell or other size battery cell.
  • the shape of the battery cell is not limited to a cylindrical shape, and may be a rectangular parallelepiped shape, a laminate shape, or other shapes.
  • the type of battery cell is not limited to a lithium ion battery, and any type of secondary battery such as a nickel metal hydride battery cell, a lithium ion polymer battery cell, or a nickel cadmium battery cell may be used.
  • Two electrodes are provided at both ends in the length direction of the battery cell. Of the two electrodes, one is a positive electrode and the other is a negative electrode, but the position where the electrode is provided is not limited to both ends, and any electrode can be used as long as a cell unit can be easily formed in the battery pack. Arrangement is good.
  • the positive electrode of the upper cell unit 2146 is connected to the circuit board 2150 using a drawer plate 2461 in which a drawer tab 2461a is formed, and the negative electrode of the upper cell unit 2146 is connected to the circuit using a drawer plate 2466 in which a drawer tab 2466a is formed. Connected to the substrate 2150.
  • the positive electrode of the lower cell unit 2147 is connected to the circuit board 2150 using a drawer plate 2471 on which a drawer tab 2471a is formed, and the negative electrode of the lower cell unit 2147 is a drawer plate on which a drawer tab 2476a is formed. 2476 is used to connect to the circuit board 2150.
  • Tab holders 2450 to 2452 and 2455 to 2457 for holding tabs of drawer plates 2461, 2466, 2471, and 2476 formed by bending a thin metal plate are formed on the upper surface of the separator 2445.
  • the tab holders 2450 to 2452 and 2455 to 2457 are tab holding portions formed to hold the extraction tabs 2461a, 2462a, 2463a, 2466a, 2471a, and 2476a bent in an L shape, and are seated when the separator 2445 is formed. It is integrally formed as a recess having a surface, a back surface, and both side surfaces, and drawer tabs 2461a, 2462a, 2463a, 2466a, 2471a, 2476a are fitted into the recesses, respectively.
  • the insulating sheet 2482a is a material that does not conduct electricity, and a sealing material is applied to an inner portion thereof.
  • FIG. 60 is a partial view of the circuit board 2150 shown in FIG. 58.
  • the positive terminal pair (upper positive terminal 2162 and lower positive terminal 2172) fixed to the circuit board 2150 and the negative terminal pair (upper negative terminal 2167) Only the lower negative terminal 2177) is shown.
  • the positive terminal for output is electrically independent, and the upper positive terminal 2162 and the lower positive terminal 2172, which are a group of parallel positive terminals, are arranged in the front-rear direction when viewed from the mounting position of the circuit board 2150. Be placed. These are a plurality of terminals (2162, 2172) arranged close to each other, and function as a switching terminal group used for voltage switching.
  • Each of the upper positive terminal 2162 and the lower positive terminal 2172 has an arm set (arms 2162a and 2162b, arms 2172a and 2172b) that extends forward.
  • the arm portions 2162a and 2162b and the arm portions 2172a and 2172b are positioned away from each other in the vertical direction, and the positions of the fitting portions in the front-rear direction are substantially the same.
  • These positive terminal pairs (2162, 2172) are disposed in a single slot 1122.
  • the negative electrode terminal pair has the same shape as the positive electrode terminal pair, and is composed of an upper negative electrode terminal 2167 and a lower negative electrode terminal 2177, which are parallel negative electrode terminals arranged adjacent to each other in the front-rear direction when viewed from the legs.
  • a terminal pair (2167, 2177) is disposed within a single slot 1127. These are a plurality of terminals (2167, 2177) arranged close to each other, and function as a switching terminal group for positive electrodes and a switching terminal group for negative electrodes used for voltage switching. Therefore, the positive electrode terminal pair (upper positive electrode terminal 2162 and lower positive electrode terminal 2172) functions as a parallel positive electrode terminal pair, and further functions as a switching terminal group for positive electrodes.
  • the negative electrode terminal pair (upper negative electrode terminal 2167 and lower negative electrode terminal 2177) functions as a parallel negative electrode terminal pair, and also functions as a switching terminal group for negative electrodes.
  • the positive electrode terminal pair (upper positive terminal 2162 and lower positive terminal 2172) and the negative terminal pair (upper negative terminal 2167 and lower negative terminal 2177) constitute a voltage switching element. Inside the slot 1127, the arm set of the upper negative terminal 2167 is arranged on the upper side, and the arm set of the lower negative terminal 2177 is arranged below the arm set of the upper negative terminal 2167. Although not shown in FIG. 60, on the right side of the positive electrode terminal pair for discharging (upper positive electrode terminal 2162 and lower positive electrode terminal 2172), the positive electrode terminal pair for charging (upper positive electrode terminal 2161 and lower positive electrode terminal). 2171: See FIG. 58). The shape of the positive electrode terminal pair (2161, 2171) for charging is the same as that of the upper positive electrode terminal 2162 and the lower positive electrode terminal 2172.
  • FIG. 61 (1) is a diagram showing a state in which the battery pack 2100 is mounted on the 36 V electric power tool body 1030.
  • an upper positive terminal 2162 and a lower positive terminal 2172 as a positive terminal pair (positive terminal group) are arranged side by side in the mounting direction of the battery pack 2100 as viewed from the attachment part (leg part).
  • the upper negative electrode terminal 2167 and the lower negative electrode terminal 2177 are arranged side by side in the mounting direction of the battery pack 2100 as viewed from the attachment portion (leg portion).
  • ten battery cells are accommodated in the battery pack 2100, of which five constitute the upper cell unit 2146 and the remaining five constitute the lower cell unit 2147.
  • the power tool main body 1030 operates the driving unit 1035 by fitting with the upper positive terminal 2162 and the upper negative terminal 2167.
  • the short bar provided in the electric power tool main body 1030 forms an electrical connection circuit indicated by a dotted line 2059, the upper cell unit 2146 and the lower cell unit 2147 are connected in series.
  • the negative electrode of the upper cell unit 2146 is connected to the positive electrode of the lower cell unit 2147, the positive electrode of the upper cell unit 2146 is connected as the positive output of the battery pack 2100, and the negative electrode of the lower cell unit 2147 is connected as the negative output.
  • a series output of the upper cell unit 2146 and the lower cell unit 2147 that is, a rated voltage of 36V is output.
  • FIG. 61 (2) is a diagram showing a state in which the battery pack 2100 is mounted on the 18V power tool body 1001.
  • FIG. The 18V power tool main body 1001 is provided with a positive electrode input terminal (described later in FIG. 63) having a size to be fitted simultaneously with the upper positive terminal 2162 and the lower positive terminal 2172.
  • a negative electrode input terminal (described later in FIG. 63) having a size to be fitted simultaneously with the upper negative electrode terminal 2167 and the lower negative electrode terminal 2177 is provided.
  • a positive output is obtained when the positive electrodes of the upper cell unit 2146 and the lower cell unit 2147 are connected to each other, and a negative output is output when the upper cell unit 2146 is connected to the negative electrodes of the lower cell unit 2147. It becomes a parallel connection state. As a result, when the power tool body 1001 is connected, a rating of 18 V is automatically output. Thus, by changing the connection relationship with the switching terminal group (2162, 2167, 2172, 2177) for switching the voltage of the battery pack 2100, it becomes possible to switch the output voltage obtained from the battery pack 2100. .
  • 62 (1) is a perspective view of the terminal portion 2050 of the electric power tool main body 1030 of this embodiment, (2) is a perspective view of the short bar 2059 alone, and (3) is the terminal portion 2050 and the battery pack 2100. It is a figure which shows the connection method with other electric power terminals.
  • a terminal portion 2052a of a positive electrode input terminal 2052 for receiving power and a terminal portion 2057a of a negative electrode input terminal 2057 are formed on the upper side as power input terminals. .
  • the terminal portion 2052a of the positive input terminal 2052 is fitted only to the upper positive terminal 2162, and the terminal portion 2057a of the negative input terminal 2057 is fitted only to the upper negative terminal 2167.
  • a short bar 2059 (2059a, 2059b) for short-circuiting the lower positive electrode terminal 2172 and the lower negative electrode terminal 2177 is provided at the terminal portion of the electric power tool main body 1030.
  • the short bar 2059 is a short-circuit formed of a metal conductive member, and is a member bent into a U-shape.
  • a terminal portion 2059b is formed on one end side of the connecting portion 2059a of the short bar 2059, and is disposed below the terminal portion 2052a.
  • a terminal portion 2059c is formed on the other end side of the connecting portion 2059a of the short bar 2059, and the terminal portion 2059c is disposed below the terminal portion 2057a.
  • the terminal portion 2059b is fitted with the lower positive terminal 2172, and the terminal portion 2059c is fitted with the lower negative terminal 2177.
  • the short bar 2059 is fixed so as to be cast into a synthetic resin base 2051 (see FIG. 49) together with other device side terminals such as the positive electrode input terminal 2052 and the negative electrode input terminal 2057.
  • the short bar 2059 does not come into contact with other metal terminals (2052, 2054 to 2058). Further, since the short bar 2059 is used only for short-circuiting the lower positive electrode terminal 2172 and the lower negative electrode terminal 2177, it is not necessary to perform wiring to a control circuit or the like of the power tool body.
  • the positive electrode input terminal 2052 is a portion that fits with the upper negative electrode terminal 2162 and is used to solder a lead wire that connects the flat-shaped terminal portion 2052a and the circuit board side on the power tool body 1030 side.
  • the wiring portion 2052c is connected to the terminal portion 2052a and the wiring portion 2052c, and the connecting portion (not shown in the figure) is cast into the base 2051 made of synthetic resin.
  • the negative input terminal 2057 is similar to the positive input terminal 2052, and the height of the terminal portion 2057a is about half or smaller than the other terminal portions (2054a to 2056a, 2058a).
  • the other terminal portions (2054a to 2056a, 2058a) are terminals for signal transmission, and are connected to the control circuit board on the power tool body 1030 side by lead wires (not shown) via the wiring portions 2054c to 2056c, 2058c. Is done.
  • the synthetic resin base 2051 of the terminal portion 2050 concave portions 2051b and 2051c for being sandwiched by the housing are provided.
  • the positive input terminal 2052 and the terminal portion 2059b are in the same slot. It is inserted to the inside through 1122 (see FIG. 38) and is fitted to the upper positive terminal 2162 and the lower positive terminal 2172, respectively.
  • the positive input terminal 2052 is press-fitted between the arm portions 2162a and 2162b of the upper positive terminal 2162 so as to push the gap between the fitting portions of the upper positive terminal 2162, and the terminal portion 2059b of the short bar 2059 is inserted into the lower positive electrode.
  • the terminal 2172 is press-fitted so as to spread between the arm portions 2172a and 2172b.
  • the negative electrode input terminal 2057 and the terminal portion 2059c are inserted through the same slot 1127 (see FIG. 38) to the inside, and fitted into the upper negative terminal 2167 and the lower negative terminal 2177, respectively.
  • the terminal portion 2057a of the negative input terminal 2057 is press-fitted between the arm portions 2167a and 2167b of the upper negative terminal 2167 so as to push the gap between the fitting portions.
  • the terminal portion 2059c of the short bar 2059 is press-fitted so as to push the space between the arm portions 2177a and 2177b of the lower negative electrode terminal 2177.
  • the positive terminal (2162) and the positive input terminal (2052) are connected via the first slot (slot 1122), and the negative terminal (2167).
  • the negative input terminal (2057) are connected via the second slot (slot (1127)), and the voltage switching element and the short bar 2059 as the switching element are engaged via the first and second slots.
  • the positive electrode terminal, the positive electrode input terminal, the negative electrode terminal, the negative electrode input terminal, the voltage switching element, and the switching element are arranged at substantially the same height in the vertical direction.
  • the plate thickness of the terminal portions 2052a, 2057a, 2059b, and 2059c is slightly larger than the initial gap (gap when the battery pack 2100 is not attached) of the fitting portion of each arm portion, the terminal portions 2052a, 2057a, A predetermined fitting pressure acts on a fitting point between each of 2059b and 2059c and upper positive terminal 2162, lower positive terminal 2172, upper negative terminal 2167, and lower negative terminal 2177.
  • the device side terminals (terminal portions 2052a, 2057a, 2059b, 2059c) of the electric power tool body 1030 and the battery pack power terminals (upper positive terminal 2162, lower positive terminal 2172, upper negative terminal 2167, The lower negative electrode terminal 2177) makes good contact in such a state that the electrical contact resistance becomes small.
  • the power tool main body 1030 is inserted into the single slot (1122) of the battery pack 2100 (see FIG. 58), and the first terminal (2162) of the first and second terminals (2162, 2172).
  • the first and third terminals (2162 and 2052a) are connected to each other in the single slot 1121 and become the first potential, and the second and second terminals
  • the fourth terminals (2172 and 2059b) are connected to each other and become a second potential different from the first potential. Since the negative terminal pair (2167, 2177) is also connected in the same manner, the realization of the connection configuration of FIG. 62 (3) results in the output of the series connection of the upper cell unit 2146 and the lower cell unit 2147, ie, the rated 36V. It is output from the battery pack 2100.
  • the connection relationship is as shown in FIG.
  • the terminal portion 2022a of the positive input terminal 2022 for parallel connection is fitted so as to spread both the upper positive terminal 2162 and the open end of the lower positive terminal 2172.
  • a part of the upper part of the terminal portion 2022 a of the positive input terminal 2022 is in contact with the upper part positive terminal 2162, and a part of the lower part is in contact with the lower part positive terminal 2172.
  • the positive input terminal 2022 is connected so as to straddle the upper positive terminal 2162 and the lower positive terminal 2172, and the terminal portion 2022a is connected to the arm portions 2162a and 2162b of the upper positive terminal 2162 and the arm portion 2172a of the lower positive terminal 2172. , 2172b, the two positive terminals (2162 and 2172) are short-circuited.
  • the negative input terminal 2027 for parallel connection is connected so as to straddle the upper negative terminal 2167 and the lower negative terminal 2177, and the terminal portion 2027a is connected to the open end of the upper negative terminal 2167 and the lower negative terminal 2177.
  • the both sides of the negative input terminal 2027 are in contact with the upper negative terminal 2167 and the lower partial area is in contact with the lower negative terminal 2177. .
  • the power tool body 1001 outputs an output of parallel connection of the upper cell unit 2146 and the lower cell unit 2147, that is, a rating of 18V.
  • the terminal portion 2022a of the positive electrode input terminal 2022 and the terminal portion 2027a of the negative electrode input terminal 2027 are made of a metal plate having a certain thickness. Therefore, it is important that the fitting pressure by the arms of the upper positive terminal 2162 and the upper negative terminal 2167 is equal to the fitting pressure by the arms of the lower positive terminal 2172 and the lower negative terminal 2177.
  • the voltage switching elements for switching between parallel connection and series connection are realized by the upper positive terminal 2162 and the upper negative terminal 2167, and the lower positive terminal 2172 and the lower negative terminal 2177.
  • the battery pack 2100 output can be automatically switched by attaching to either the 18V power tool body 1001 or the 36V power tool body 1030. With this configuration, an easy-to-use battery pack 2100 corresponding to a plurality of voltages can be realized. This voltage switching is not performed on the battery pack 2100 side, but is automatically performed depending on the shape of the terminal portions on the power tool main bodies 1001 and 1030 side, so that there is no possibility of causing a voltage setting error.
  • the structure is simple, the possibility of failure is low, and a long-life battery pack can be realized.
  • the short bar 2059 that short-circuits the lower positive electrode terminal 2172 and the lower negative electrode terminal 2177 can be mounted in the same space as the existing terminal portion 2020 of the 18V battery pack.
  • a battery pack of the type can be realized.
  • the battery pack 2100 When the battery pack 2100 is charged using an external charging device (not shown), it can be charged with the same charging device as a conventional 18V battery pack.
  • the terminal of the charging device in that case has the same shape as FIG. 63 (1), but instead of the positive electrode terminals for discharge (2162, 2172), the positive terminal for charging (upper positive terminal 2161, lower positive terminal) 2171) will be connected to the positive terminal of the charging device (not shown).
  • the connection status at that time is also almost the same as the connection relationship shown in FIG. As described above, since the upper cell unit 2146 and the lower cell unit 2147 are connected in parallel and charged using the 18 V charging device, when charging the battery pack 2100 of this embodiment, a new charging device is used. There is an advantage that it is not necessary to prepare.
  • connection terminal group includes only two sets of positive electrode terminals (2162, 2172) and negative electrode terminals (2167, 2177) for discharge, and other connection terminals (2161, 2164 to 2166, 2168, 2171) are not shown.
  • the upper cell unit 2146 is composed of battery cells 2146a to 2146e arranged on the upper stage side, and includes an extraction tab 2461a extending upward from the extraction plate 2461 on the positive electrode side and an extraction tab 2466a extending upward from the extraction plate 2466 on the negative electrode side. Connected to the circuit board 2150.
  • a slit-like through hole (not shown) is formed in the circuit board 2150.
  • the through hole is penetrated from the lower side to the upper side, and the upper portions of the drawer tabs 2461a and 2466a are exposed from the surface of the circuit board 2150 to the upper side. . By soldering that portion, the circuit board 2150 and the extraction tabs 2461a and 2466a are electrically connected.
  • the lower cell unit 2147 is constituted by battery cells 2147a to 2147e arranged on the lower side, and a circuit is provided by connecting drawer tabs 2471a and 2476a extending upward from drawer plates 2471 and 2476 provided at both ends. Connected to the substrate 2150.
  • a slit-like through hole (not shown) is formed in the circuit board 2150.
  • the through hole is penetrated from the lower side to the upper side, and the upper portions of the drawer tabs 2471a and 2476a are exposed from the surface of the circuit board 2150 to the upper side. . By soldering that portion, the circuit board 2150 and the drawer tabs 2471a and 2476a are electrically connected.
  • connection plate 2463 shown in FIG. 64 (1) is provided with an intermediate drawer tab 2463a extending upward
  • connection plate 2462 shown in FIG. 64 (2) is provided with an intermediate drawer tab 2462a extending upward
  • the intermediate drawer tabs 2462a and 2463a extend from the connecting plates 2462 and 2463 arranged on the upper side to the upper side, bend inward along the circuit board 2150, and bend upward again to be intermediate drawer tabs 2462a, 2463a is a folded metal thin plate.
  • a slit-like through hole (not shown) is formed in the circuit board 2150. The through hole is penetrated from the lower side to the upper side, and the upper portions of the intermediate drawer tabs 2462a and 2463a are exposed from the surface of the circuit board 2150 to the upper side. To do.
  • the intermediate drawer tabs 2462a and 2463a are fixed by soldering to the circuit board 2150.
  • the width (the distance in the front-rear direction) of the intermediate drawer tabs 2462a and 2463a is smaller than the width (the length in the front-rear direction) of the drawer tab 2461a and the drawer tab 2466a. This is because the extraction tabs 2461a, 2466a, 2471a, and 2476a are terminals for outputting electric power and a terminal through which a large current flows, whereas the intermediate extraction tabs 2462a and 2463a are terminals connected for measuring an intermediate potential. This is because only a small current flows.
  • An intermediate drawer tab can also be formed on the other connection plate 2464 and connection plate 2465 provided on the upper stage side.
  • connection terminals 2464a and 2465a are provided and connected to the circuit board 2150 with lead wires (not shown). Since it is difficult to connect the connection plates 2472 to 2475 provided on the lower stage side to the circuit board 2150 by the pull-out tab, connection terminals 2472a to 2475a are provided and connected to the circuit board 2150 by the lead wires 2496 to 2499. I made it.
  • FIG. 65 is a perspective view showing a state in which the circuit board 2150 is fixed to the separator 2445, and shows a state seen from the upper left front.
  • the circuit board 2150 the upper portions of the slit-shaped through holes 2152 c and 2152 b are exposed upward from the surface of the circuit board 2150. By soldering that portion, the circuit board 2150 and the drawer tabs 2471a and 2476a are electrically connected.
  • the battery cells 2146a to 2146e of the upper cell unit 2146 are directly connected and the battery cells 2147a to 2147e of the lower cell unit 2147 are connected in series, but the connection plates 2462 to 2464 and the connection plates 2472 to 2474 are connected.
  • Lead wires 2496 to 2499 for measuring the potential are connected.
  • the lead wire ends 2494b, 2496b, 2497b, 2498b, and 2499b shown in FIG. 58 are soldered to the circuit board 2150.
  • These lead wires are connected to the ends opposite to the end portions 2494b, 2496b, 2497b, 2498b, and 2499b of the lead wires after the circuit board 2150 is fixed to the separator 2445 with soldering on the circuit board side first.
  • the plates 2464, 2465, and 2472 to 2475 are soldered.
  • the connection plates 2462 and 2463 adjacent to the circuit board 2150 are not connected to the circuit board 2150 using lead wires, but are bent into an L shape and the vertical drawer portion extends upward. Direct connection is made using 2462a and 2463a.
  • the output tabs 2461a and 2466a for the output (+ output, ⁇ output) of the upper cell unit 2146 are shaped so as to be substantially L-shaped when viewed from the front or the rear, and the longitudinal direction of the circuit board 2150 is substantially rectangular. Arranged to be parallel to the long side.
  • the drawer tabs 2461a and 2466a are formed by extending the surfaces fixed to the battery cell terminals of the drawer plates 2461 and 2466 upward and bending them inward, and extending the upper surface of the separator slightly inward in the horizontal direction and upward at an appropriate location. It is a bent body of a thin metal plate in which bent vertical wall portions are drawn tabs 2461a and 2466a by being bent into an L shape.
  • the drawer plate 2471 from the terminal surface 2471b (see also FIG. 64 (1)) of the lower cell is extended to the front side and then bent to the left at a right angle to form the side surface portion 2471c. Extend to the top.
  • the drawer plate 2471 is extended upward with the side surface on the short side as viewed from the top of the separator 2445, bent from the front side surface to the rear side of the separator 2445 to form the horizontal surface portion 2471d, and the horizontal surface portion 2471d
  • a drawer tab 2471a was formed by extending in a tab shape at a right angle to each other.
  • the drawer tab 2471a is soldered by penetrating a slit-like through hole 2152c formed in the circuit board 2150 from the back surface to the front surface.
  • the drawer tabs 2471 a and 2476 a are arranged so that the longitudinal direction thereof is parallel to the short side of the substantially rectangular circuit board 2150.
  • the drawer plate 2476 from the lower minus terminal is pulled out in the same manner and pulled out to the drawer tab 2476a.
  • the drawer plate 2471 is further formed with a heat radiating portion 2471h having a surface with an enlarged surface area extending leftward from the portion indicated by the dotted line. This is because the drawer plate 2471 is formed of a thin metal plate and is used to cool the battery cell whose temperature has increased by using this.
  • the position where the heat radiating portion 2471h is provided is just the position facing the slit 1104 (see FIG. 58) of the lower case 1101, it is advantageous in terms of heat dissipation.
  • the temperature rise of a battery cell does not become a problem, it is not necessary to provide the left part (heat radiation part 2471h) rather than the dotted line of the drawer
  • the drawer plate 2471 is further provided with a portion where the width of the connection path is greatly reduced, that is, a fuse portion 2471e.
  • the fuse portion 2471e is formed by forming a cutout portion 2471f from the right side of the drawer plate 2471 and forming a cutout portion 2471g from the left side to sufficiently reduce the width (width in the left-right direction) of the remaining portion.
  • the fuse portion 2471e is blown first, thereby shutting off one of the output paths from the battery pack 2100 (output from the lower cell unit).
  • a similar fuse function is similarly provided in the vicinity of the drawer tab 2461a of the drawer plate 2461 (see FIG. 64 (1)) from the plus terminal of the upper cell unit 2146.
  • Oval connection plates 2462, 2464, 2473, and 2474 for connecting the electrodes of adjacent battery cells are formed of a thin metal plate such as stainless steel and fixed by spot welding to the battery cells. Is done.
  • the upper cell unit 2146 is provided with a drawer tab 2461a for positive output and a drawer tab 2466a for negative output. Further, the lower cell unit 2147 is provided with a pull-out tab 2471a for positive output and a pull-out tab 2476a for negative output. In this embodiment, the installation positions of the drawer tabs 2461a, 2466a, 2471a, and 2476a are also devised.
  • the left and right center line of the circuit board 2150 or the center line of the positive terminal pair (2162, 2172) and the negative terminal pair (2167, 2177) is defined as a left and right center line A1 indicated by a dotted line.
  • a dotted line represents a line connecting two central positions of the center position between the leg portions of the upper positive terminal 2162 and the lower positive terminal 2172 and the center position between the legs of the upper negative terminal 2167 and the lower negative terminal 2177.
  • the virtual line A2 is shown.
  • the upper cell unit 2146 has a positive lead tab 2461a in the region where the leg of the upper positive terminal 2162 exists, and the lower positive terminal
  • the drawer tab 2471a of the positive electrode of the lower cell unit 2147 is present in the region where the legs of 2172 are present.
  • FIG. 66 is a perspective view showing a state in which the circuit board 2150 is fixed to the separator 2445, and shows a state seen from the upper right rear.
  • the soldered portions to the end portions 2497b and 2499b of the lead wires 2497 and 2499 (see FIG. 65) which could not be seen in FIG. 65 will be confirmed.
  • Concave portions 2150c and 2150d for positioning the circuit board 2150 with respect to the separator 2445 are formed on the left and right edges near the center when viewed in the front-rear direction of the circuit board 2150, and convex portions 2445c and 2445d formed on the separator 2445 are formed thereon. Engage.
  • an abutting portion 2445e that holds the front end of the circuit board 2150 is formed on the front side of the separator 2445, and abuts against the front edge portion of the circuit board 2150.
  • the lead plate 2461 is formed with a terminal surface 2461b extending in parallel with the electrode of the battery cell, and a horizontal surface portion 2461c bent from the terminal surface 2461b to the upper side of the separator 2445 in a right angle direction, with the horizontal surface portion 2461c facing upward.
  • the drawer tab 2461a was formed by extending in a tab shape at right angles.
  • the fuse portion 2461d is formed by forming a cutout portion 2461e by cutting out a part of a horizontal plane from the front side, thereby reducing the width (distance in the front-rear direction) of the fuse portion 2461d.
  • the other drawer plates 2466, 2471, and 2476, and the connection plates 2462 to 2465 and 2472 to 2475 are formed by pressing a thin plate such as stainless steel. Therefore, it is not necessary to add separate fuse elements to the upper cell unit 2146 and the lower cell unit 2147.
  • FIG. 67 is a view for explaining a connection method of the battery pack 2100 to the drawer plates 2461, 2466, 2471, 2476, the positive terminals (2162, 2172) and the negative terminals (2167, 2177).
  • (1) is the figure seen from the front side
  • (2) is the figure seen from the back side.
  • connection terminal group connection terminals other than the positive electrode terminals (2162, 2172) and the negative electrode terminals (2167, 2177) for discharge are not shown.
  • a lead-out tab 2461a serving as a + output of the upper cell unit 2146 is connected to the circuit board 2150 at a region circle 2 on the rear side of the upper positive terminal 2162.
  • a lead-out tab 2466a serving as a negative output of the upper cell unit 2146 is connected to the circuit board 2150 at a region circle 3 on the front side of the lower negative electrode terminal 2177. Therefore, as shown by the dotted line, the drawer tab 2466a and the lower negative terminal 2177 can be connected at a short distance.
  • a pull-out tab 2471a serving as a + output of the lower cell unit 2147 is connected to the circuit board 2150 at a region circle 1 on the front side of the lower positive electrode terminal 2172.
  • the drawer tab 2471a and the lower positive terminal 2172 can be connected in a linearly short distance.
  • a pull-out tab 2476a serving as a negative output of the lower cell unit 2147 is connected to the circuit board 2150 at a region circle 4 on the rear side of the upper negative terminal 2167. Therefore, as shown by the dotted line, the drawer tab 2476a and the upper negative terminal 2167 can be connected at a short distance.
  • the thick wiring patterns do not intersect with each other. Can be arranged efficiently.
  • FIG. 68 is a diagram showing the shape of the connection terminal group (2161 to 2162, 2164 to 2168) and the substrate cover 2180 disposed around the connection terminal group (2161 to 2162), and (1) is a perspective view as viewed from the upper left front, ) Is a perspective view seen from the upper right rear.
  • illustration of the circuit board 2150 is omitted here, after the legs of the plurality of connection terminal groups (2161 to 2162, 2164 to 2168, 2171, 2172, and 2177) are fixed to the circuit board 2150 by soldering, A substrate cover 2180 is attached around the connection terminal.
  • the substrate cover 2180 is manufactured by integral molding of a non-conductor, for example, a synthetic resin, and protects the connection terminals, particularly the periphery of the legs, so as not to cause an electrical short circuit between adjacent connection terminals. .
  • the purpose of providing the substrate cover 2180 is to partition the connection terminals with an insulator. Accordingly, a plurality of partition walls 2182 to 2189 extending in the vertical direction are arranged, and these are connected by the connecting member 2181 on the front side.
  • the flat upper surface 2181a of the connecting member 2181 is formed to be flush with the lower step surface 1111 (see FIG. 38) of the upper case 1110. Easy to move.
  • the horizontal wall of the connecting member 2181 is held in a state of floating from the circuit board 2150, and a plurality of legs 2181b to 2181f are formed so that a gap is formed between the lower surface of the horizontal wall of the connecting member 2181 and the circuit board 2150.
  • fitting ribs 2191a (see FIG. 68 (2)) and 2191b for alignment that are fitted so as to sandwich both the left and right sides of the circuit board 2150 are formed at both left and right ends of the connecting member 2181.
  • a vertical wall portion 2185a extends to the front side in the vicinity of the left and right center of the connecting member 2181 so as to partition the center of the upper surface 2181a. The tip of the vertical wall portion 2185a is used for alignment when an external charging device (not shown) is mounted.
  • the substrate cover 2180 also functions as a cover that closes the opening of the unused area (slot 1123 in FIG. 38). As shown in FIGS. 68 (1) and (2), vertical wall portions 2184a and 2184d are formed at portions corresponding to the slots 1123, and a closing plate 2184c for connecting them on the rear side. In this way, the substrate cover 2180 closes the unused area (slot 1123 in FIG. 38) and makes it difficult for dust and dust to enter the case of the battery pack 2100 from the empty slot.
  • the rear positions of the plurality of partition walls 2182 to 2189 are located further rearward than the rear positions of the connection terminals (2161 to 2168).
  • the lower side portions of the partition walls 2182 to 2189 extend to a position where they abut against the surface of the circuit board 2150.
  • Step portions 2192a and 2192b are formed on the left side of the partition wall 2188 (see FIG. 68 (1)) and on the right side of the partition wall 2182.
  • the step portions 2192a and 2192b become contact portions with which the protruding portions 2516a and 2516b of the terminal portion described with reference to FIG. 78 come into contact.
  • the power terminals (2161, 2162, 2167) for transmitting power are formed of a thick metal plate as compared with the signal terminals (2164 to 2166, 2168) that only transmit signals.
  • the power terminals of this embodiment have electrically independent upper terminals (2161, 2162, 2167) and lower terminals (2171, 2172, 2177: see FIG. 65 for both), each of which is adjacent to the left and right. Has a group.
  • the board cover 2180 protects the power terminals from being short-circuited with the terminals (power terminals or signal terminals) adjacent in the left-right direction, and the arm set of the upper terminals (2161, 2162, 2167) adjacent in the vertical direction.
  • the partition walls (2182, 2183, 2184, 2187, 2188) adjacent to the power terminals in the substrate cover 2180 are made high walls upward, and also extend in the horizontal direction as shown in FIG. 68 (1).
  • Horizontal wall portions 2182b, 2183b, 2183c, 2184b, 2187b and 2188b are further formed.
  • FIG. 68 (3) is a front view of the connection terminal group (2161 to 2162, 2164 to 2168) and the substrate cover 2180.
  • the partition walls 2185 and 2186 disposed between the signal terminals are walls having a low height H2 from the upper surface 2181a, and the upper end positions thereof are below the signal terminals (2164 to 2166) and the LD terminal 2168. The position is lower than the side arm.
  • the partition walls 2182 to 2184 and 2187 to 2189 adjacent to the power terminal are high wall portions having a height H3 from the upper surface 2181a, and the upper end positions thereof are the lower positive terminals 2171 and 2172 and the lower negative electrodes. It is located above the upper end position of the terminal 2177 and located below the arms of the upper positive terminals 2161 and 2162 and the upper negative terminal 2167.
  • the power terminals of the connection terminal group are arranged such that the legs of the upper positive terminals 2161, 2162 and the lower positive terminals 2171, 2172 are arranged in the front-rear direction, and the respective arm sets are arranged vertically. It arrange
  • the substrate cover 2180 of this embodiment includes partition walls 2182 to 2184, 2187 adjacent to the power terminals (positive electrode terminal, negative electrode terminal) among the plurality of partition walls 2182 to 2189 formed so as to extend upward.
  • the upper end position was formed large upward so as to be the height H3, and was extended greatly to the rear side.
  • horizontal wall portions 2182b, 2183b, 2183c, 2184b, 2187b and 2188b extending in the horizontal direction from the upper end position of the vertical wall portions 2182a, 2183a, 2184a, 2187a and 2188a of the partition walls 2182 to 2184, 2187 and 2188 are also formed. did.
  • the partition wall 2182 has a vertical wall portion 2182a and a horizontal wall portion 2182b, and its cross-sectional shape is L-shaped.
  • the horizontal wall portion 2182b extends in the horizontal direction so as to reach from the vicinity of the upper end of the vertical wall portion 2182a to the space between the arm portions of the adjacent power terminals (upper positive terminal 2161, lower positive terminal 2171).
  • the partition wall 2183 has a T-shaped cross-sectional shape, and is formed by a vertical wall portion 2183a and horizontal wall portions 2183b and 2183c extending in both directions from the upper end portion of the vertical wall portion 2183a.
  • the horizontal wall portion 2183b extends to the side adjacent to the adjacent horizontal wall portion 2182b, and the tip reaches the space between the arm portions of the upper positive terminal 2161 and the lower positive terminal 2171.
  • the horizontal wall portion 2183c extends to the side adjacent to the adjacent horizontal wall portion 2184b, and the tip reaches the space between the arm portions of the upper positive terminal 2162 and the lower positive terminal 2172.
  • the left end position 2182c of the horizontal wall portion 2182b is located on the left side of the right side surface position of the upper positive electrode terminal 2161 and the lower positive electrode terminal 2171, that is, the lower end portion of the arm portion 2161a of the upper positive electrode terminal 2161 is entered. Is extended to the length of At this time, the horizontal wall portion 2182b is positioned above the arm portion 2171a of the lower positive electrode terminal 2171.
  • the lengths of the vertical wall portion 2182a and the horizontal wall portion 2182b in the front-rear direction are formed longer than the length of the lower positive electrode terminal 2171 in the front-rear direction.
  • the rear end position is at the rear side of the rear end position of the lower positive electrode terminal 2171, at substantially the same position as the front end of the arm portion of the terminal 2171.
  • the vertical wall portion 2182a covers the entire right side surface and the entire left side surface of the lower positive electrode terminal 2171 while covering the upper portion except for the space where the device side terminal near the center of the left and right is inserted. .
  • the lower positive electrode terminal 2172 also includes the entire right side surface, the entire left side surface, and the upper portion excluding the central portion. Since the partition walls 2183 and 2184 are provided so as to be covered, even if an external force is applied to the lower positive terminals 2171 and 2172 and a force that bends them is applied, the substrate cover 2180 can be effectively held. Therefore, it is possible to greatly reduce the possibility that the lower terminal part and the upper terminal part for power transmission are unintentionally short-circuited.
  • the negative electrode terminal side (2167, 2177) has the same idea as the positive electrode terminal side (2161, 2162, 2171, 2172), and large partition walls 2187, 2188 are provided on the left and right sides of the negative electrode terminal.
  • the partition wall 2187 has the same shape as the partition wall 2182 and is formed by the vertical wall portion 2187a and the horizontal wall portion 2187b, and the cross-sectional shape thereof is an L shape.
  • the horizontal wall portion 2187b is formed to extend from the upper end portion of the vertical wall portion 2187a to the negative electrode terminal side.
  • the partition wall 2188 is formed to be bilaterally symmetrical with the partition wall 2187, and is formed by a vertical wall portion 2188a and a horizontal wall portion 2188b.
  • the horizontal wall portions 2187b and 2188b are sized so that the tip portion enters the space between the arm portion set of the upper negative electrode terminal 2167 and the arm portion set of the lower negative electrode terminal 2177, and thus the negative electrode terminal as the power terminal Since the partition walls 2187 and 2188 are formed so as to cover the periphery of (2167 and 2177), even if a strong external pressure is applied to the upper negative electrode terminal 2167 or the lower negative electrode terminal 2177 and moved (bent), The possibility of occurrence of a short circuit phenomenon can be greatly reduced by the presence of the wall portions such as the horizontal wall portions 2187b and 2188b.
  • the partition walls 2185 and 2186 between the signal terminal groups (2164 to 2166) have only a low height H2 in the upward direction. This is because only a low-power signal flows through the signal terminal group (2164 to 2166). This is because the degree of danger at the time of a short circuit is smaller than that on the power terminal side, so that the necessity for insulation is low. Further, since each of the signal terminal groups (2164 to 2166) is one component and the upper arm portion and the lower arm portion have the same potential, it is necessary to worry about a short circuit between the upper and lower arm portions. Is low.
  • the partition wall 2184 includes vertical wall portions 2184a and 2184d, and is connected by a closing plate 2184c and a rear connection plate 2184e.
  • the closing plate 2184c is a flat plate extending vertically and horizontally, and has an effect of closing an empty space between the upper positive terminal 2162 and the T terminal 2164 (an internal space of the empty slot 1123 in FIG. 38). Near the upper end of the vertical wall portion 2184a, a horizontal wall portion 2184b extending to the positive electrode terminal side is formed.
  • the connecting member 2181 connects the front side portions of the vertical wall portions 2182a, 2183a, 2184a, 2184d, 2185a, 2186, 2187a and 2188a located between the connection terminals.
  • the horizontal wall forming the upper surface 2181a of the connecting member 2181 is in a state of being floated above the circuit board 2150.
  • the lower edge portions of the vertical wall portions 2182a, 2183a, 2184d, 2185a, 2186, 2187a, 2188a and 2189 are positioned so as to be in contact with a circuit board 2150 (not shown).
  • the lower portion of the connecting member 2181 is hardened after being filled with a liquid curable resin that covers the upper surface of the circuit board 2150 as described with reference to FIG.
  • the vicinity of the lower ends of the plurality of vertical wall portions 2182a, 2183a, 2184a, 2184d, 2185a, 2186, 2187a, 2188a, and 2189 and the circuit board 2150 are firmly fixed.
  • a plurality of leg portions 2181b to 2181f are formed on the front wall surface of the connecting member 2181, and a notch portion is formed between the leg portions 2181b to 2181f.
  • the leg portions 2181b to 2181f are not wall portions that are continuous in the left-right direction, but the notch portions are formed so that the liquid resin is evenly distributed to the rear portion and the front portion of the circuit board 2150. It is to make it. Since the liquid resin has a relatively low viscosity, the resin flows in the front-rear direction through the legs 2181b to 2181f (details will be described later).
  • FIG. 69 is a diagram of the substrate cover 2180 alone, and (1) is a perspective view seen from the upper left front.
  • the length L1 in the front-rear direction of the horizontal wall portions 2182b, 2183b, 2183c, 2184b, 2187b and 2188b is equal to the arm portions 2265 and 2266 of the upper terminal component 2260 shown in FIG.
  • the length corresponds to the length of the arm portions 2285 and 2286 of 2280.
  • the front ends of the horizontal wall portions 2183b, 2183c, 2184b, 2187b, and 2188b are the front end positions of the arm portions 2265 and 2266 of the upper terminal component 2260 and the arm portions 2285 and 2286 of the lower terminal component 2280 shown in FIG.
  • the rear end of the upper terminal component 2260 shown in FIG. 49 has such a length that it is positioned rearward of the right side surface 2263 and the left side surface 2264.
  • a closing plate 2184c extending in the vertical direction and a rear connection plate 2184e are formed on the rear side.
  • a space 2184f is formed between the rear connection plate 2184e and the closing plate 2184c.
  • FIG. 69 (2) is a perspective view of the substrate cover 2180 alone viewed from the lower right front.
  • the base positions of the partition walls 2182 to 2189 are the same as the base positions of the leg portions 2181b to 2181f, and the board cover 2180 is placed so that the base portions are in contact with the surface of the circuit board 2150. Is done.
  • Two fitting ribs 2191a and 2191b projecting further downward are formed on the legs 2181b and 2181f, and the circuit board 2150 is positioned in the space between the opposing fitting ribs 2191a and 2191b, whereby the substrate cover 2180 is formed.
  • Positioning in the left-right direction is performed.
  • a bottom plate 2184g is provided between the vertical wall portions 2184a and 2184d, and closes the lower surface of the unused slot 1123 (see FIG. 38).
  • FIG. 69 (3) is a front view of the substrate cover 2180 alone.
  • the board cover 2180 secures the connection terminal groups (2161 to 2162, 2164 to 2168, 2171 to 2172, 2177) to the circuit board 2150 after fixing the connection terminal group to the circuit board 2150, that is, as shown in FIG. After that, the circuit board 2150 is mounted by sliding it from the front side toward the connection terminal group. Therefore, the board cover 2180 can be mounted without contacting the arm portion, the right side surface, and the left side surface of the connection terminal group, and the arm portion, the right side surface, and the left side surface of the connection terminal group are usually attached after mounting. It is a positional relationship that sometimes does not contact.
  • the height H7 of the fitting ribs 2191a and 2191b is equal to or greater than the thickness of the circuit board 2150 (not shown).
  • FIGS. 70A and 70B are views showing the connection terminal group and the substrate cover 2180 disposed around the connection terminal group.
  • FIG. 70A is a top view
  • FIG. 70B is a rear view.
  • the positive electrode terminal pair (2161, 2171) for charging is arranged slightly offset forward from the adjacent positive electrode terminal pair (2162, 2172). This is due to space limitations and avoids the range of movement of the latch mechanism (not shown) immediately behind the positive electrode terminal pair (2161, 2171). Therefore, if there is no space restriction, the positive terminal pair (2161, 2171) may be arranged so that the front end position is aligned with the positive terminal pair (2162, 2172) and the negative terminal pair (2167, 2177).
  • the LD terminal 2168 is different from the other signal terminals (T terminal 2164, V terminal 2165, LS terminal 2166) in size and is formed slightly smaller. This is also due to space limitations, and a latch mechanism (not shown) arrives immediately behind the LD terminal 2168 to avoid it. Since the LD terminal 2168 is configured to be small, the partition wall 2189 is also formed with a small length in the front-rear direction.
  • FIG. 71 (1) is a right side view of the connection terminal group and the substrate cover 2180 disposed around the connection terminal group.
  • the substrate cover 2180 portion is hatched except for the vertical wall portion 2185a in the vicinity of the left and right center so as to be distinguished from the connection terminal portion.
  • the right side of the lower positive terminal 2171 is almost entirely covered by the partition wall 2182 of the substrate cover 2180.
  • the upper positive electrode terminal 2161 is also covered with the lower part than the arm set (2161a, 2161b) except for the rear end part. Since the circuit board 2150 is not shown in the figure, the legs of the upper positive terminal 2161 and the legs of the lower positive terminal 2171 can be seen. Will be placed inside.
  • 71 (2) is a left side view. Again, the partition wall 2189 is provided on the left side of the LD terminal 2168, so that most of the portion is covered. Further, it can be understood from the drawing that the upper position of the partition wall 2188 reaches the position between the arm portion 2167b of the upper negative electrode terminal 2167 and the arm portion 2177b of the lower negative electrode terminal 2177.
  • FIG. 72 is a diagram for explaining a situation in which the device side terminals are inserted into the substrate cover 2180, and shows the vicinity of the upper positive terminal 2162 and the lower positive terminal 2172.
  • the horizontal walls 2183c and 2183c, 2184b is formed in the partition walls 2183 and 2184 located on the left and right sides of the upper positive terminal 2162.
  • interval of the horizontal direction of the horizontal wall parts 2183c and 2184b is L2.
  • the terminal portion 2052a of the positive electrode input terminal 2052 is inserted between the arm portions 2162a and 2162b between the horizontal wall portions 2183c and 2184b.
  • the thickness of the terminal portion 2052a is TH1, a relationship of TH1 ⁇ L2 is established, and L2 is about twice as long as TH1.
  • the minimum interval portion of the arm portions 2162a and 2162b and the minimum interval portion of the arm portions 2172a and 2172b are separated by L2 or more in the left-right direction. Can be effectively suppressed.
  • the front end positions of the horizontal wall portions 2183c and 2184b are positioned forward by the distance F1 with respect to the front end positions of the arm portions 2162a and 2162b, the terminal portion 2052a of the positive input terminal on the electric equipment body side is provided.
  • 73 (1) and 73 (2) are perspective views showing a terminal portion 2200 according to the ninth embodiment of the present invention.
  • the terminal portion 2200 is used for a main body of electrical equipment having a rating of 36 V, and the arrangement and basic shape of the terminals are the same as those shown in FIG. 62, and the same components are denoted by the same reference numerals. Yes.
  • the terminal portion 2200 can be mounted in place of the terminal portion 2050 in the 36V electric power tool main body 1030. In that case, the connection terminal shape of the battery pack 2100 may be the same.
  • the portion where the metal terminal is exposed is hatched so that the resin portion and the metal portion can be easily distinguished.
  • the difference here is the shape of the base 2201 made of synthetic resin that holds the metal terminal portions 2052a, 2054a to 2058a and the short bar terminal portions 2059b, 2059c.
  • the basic shape is the same, having an upper surface 2201a, and recessed portions 2201c and 2201d parallel to the upper surface 2201a are formed on the front side and the rear side in the vicinity of the upper surface 2201a.
  • Resin covering portions 2202a, 2204a to 2208a are formed in the vicinity of the base.
  • the cover portion is a portion covered with a synthetic resin so that the metal surface is not exposed to the outside, and is formed by integrally molding with the base 2201 in the vicinity of the rear end base that does not interfere with the connection terminal of the battery pack 2100.
  • Cover portions 2202b and 2207b are similarly formed in the vicinity of the rear end bases of the terminal portions 2059b and 2059c of the short bar 2059.
  • a synthetic resin partition 2210 is further formed at a position corresponding to an empty slot 1123 (see FIG. 38) where no terminal is provided.
  • the partition 2210 is a partition plate made of an insulating material so that the positive input terminal 2052 and the terminal portion 2059b of the short bar 2059 are not easily short-circuited with other terminal portions.
  • the metal terminal portions 2052a, 2054a to 2058a, 2059b, and 2059c are made of a highly elastic material such as spring phosphor bronze, and have high strength, resistance to bending, and high wear resistance.
  • the terminal portions 2052a, 2054a to 2058a, and the terminal portions 2059b, 2059c are firmly fixed by being cast into a base 2201 made of synthetic resin.
  • the upper side portion is also cast into the base 2201.
  • the terminal portions 2059b and 2059c only extend forward from the rear vertical surface of the terminal portion 2200, and the upper side portion and the lower side portion are open.
  • the partition 2210 is a wall-shaped part formed by molding integrally with the base 2201, and the size of the partition 2210 in the vertical direction is larger in the downward direction and in the forward direction than the adjacent terminal portion (2054a).
  • FIG. 74 (1) and 74 (3) are perspective views from another angle of the terminal portion 2200, and FIG. 74 (2) is a front view.
  • horizontal holding portions 2204b, 2205b, 2206b and 2208b extending in the horizontal direction are provided near the lower bases of the resin covering portions 2204a, 2205a, 2206a and 2208a. It is formed.
  • the bottom surfaces of the horizontal holding portions 2204b, 2205b, 2206b, and 2208b are shown in FIG.
  • the lower surfaces thereof are close to or in contact with the upper surface 2181a of the substrate cover 2180 (see FIG. 68).
  • the lower surfaces of the horizontal holding portions 2204b, 2205b, 2206b, and 2208b are brought close to or in contact with the substrate cover 2180 to improve electrical insulation between adjacent metal terminals, and the terminal portion 2200 is provided with the battery pack 2100.
  • the range of relative movement in the vertical direction can be limited. Note that predetermined gaps 2202c to 2207c are opened between the horizontal holding portions 2204b, 2205b, 2206b, and 2208b in the left-right direction, respectively.
  • connection terminal on the battery pack 2100 side sandwiches the terminal portion of the terminal portion 2200 from the left and right directions, dust and dust adhering to the metal terminal portion are pushed out to the rear side by the mounting operation of the battery pack 2100. As a result, dust and dust easily adhere to the vicinity of the rear base of the metal terminal. Therefore, gaps 2202c to 2207c are formed so that the attached dust and dust easily fall downward.
  • the horizontal holding portions 2204b, 2205b, 2206b, and 2208b are formed in a so-called tapered shape in which the lateral width increases from the front to the rear.
  • a horizontal holding portion is not formed on the lower surface of the terminal portions 2059b and 2059c of the short bar. This is because it is difficult for the terminal portions 2059b and 2059c to be deformed downward so that the terminal portions 2052a and 2057a do not come into contact with each other when a strong impact is applied due to dropping of the battery pack 2100 or the like.
  • the partition 2210 has a substantially rectangular shape when viewed from the left and right sides, and its upper side 2210a is integrally formed so as to be in contact with the base 2201, and the rear side 2210d as the base portion is in contact with the base 2201.
  • the lower side 2210c is formed integrally with the horizontal holding portion 2203b. In this manner, the partition 2210 can be formed at the same time as the base 2201 is formed.
  • the partition 2210 has a thickness TH (width TH in the left-right direction) that is thicker than the plate thickness T6 of the terminal portions 2052a and 2054a to 2058a, which are metal portions.
  • the height H6 of the partition 2210 is the same as the height of the vertical wall 2200a of the terminal portion 2200, and the front-rear direction length L6 (see FIG. 73 (1)) is substantially the same as the length of the horizontal wall 2200b of the terminal portion 2200. . Further, the partition 2210 is longer in the front direction and larger in the lower direction than the terminal portions 2052a to 2058a, 2059b, and 2059c. The partition 2210 is only inserted into the empty slot 1123 (see FIG. 38) when the battery pack 2100 is attached to the electric tool body 1030 (see FIG. 36). Does not come into contact. Note that the partition wall 2184 of the substrate cover 2180 (see FIG.
  • the two small positive terminal portions (2052a, 2059b) arranged in the vertical direction may be greatly deformed by a large impact such as dropping of the battery pack 2100, but the positive terminal portions (2052a, 2059b) are related to the material.
  • the deformation range can be limited by contacting the partition 2210.
  • FIG. 75 shows a tenth embodiment of the present invention.
  • the terminal portion 2050A shown here is a partial modification of the shape of the terminal portion 2050 shown in FIG.
  • the terminal portion 2052f of the positive input terminal 2052A which is a power terminal, has a length that is only the front half of the terminal portion 2052a of FIG. 74
  • the terminal portion 2079b of the short bar is the rear half of the terminal portion 2059b of FIG. Just the length. Since the lengths of the terminal portion 2052f and the terminal portion 2079b are shortened in this way, the terminal portion 2052f and the terminal portion 2079b of the short bar are prevented from being overlapped when viewed in the vertical direction and when viewed in the front-rear direction.
  • no metal terminal is provided on the rear side of the terminal portion 2052f.
  • the terminal portion 2058f and the short bar terminal portion 2079c are arranged so as to be displaced in the front-rear direction, and viewed in the vertical direction and the terminal portion 2058f and the terminal portion as viewed in the front-rear direction. 2079c was not overlapped.
  • no metal terminal is provided on the rear side of the terminal portion 2058f.
  • FIG. 75 (2) and 75 (3) are perspective views of the upper terminal component 1220B and the lower terminal component 1230 corresponding to the terminal portion 2050A.
  • the leg portions of the upper terminal component 1220B and the lower terminal component 1230 are spaced apart in the front-rear direction, and the arm set (1225, 1226) and the arm set (1235, 1236) are spaced apart in the vertical direction.
  • the length of the upper arm set (1225, 1226) in the front-rear direction is short, and the length of the lower arm set (1235, 1236) in the front-rear direction is increased.
  • FIG. 75 (3) shows a state where the conventional terminal portion 2020 (see FIG.
  • FIG. 76 is a schematic circuit diagram of the battery pack and the electric device main body according to the eleventh embodiment.
  • the battery pack 2100 has the same configuration as the battery pack of the eighth embodiment described with reference to FIGS. Here, only the circuit diagram of the battery pack 2100 is shown.
  • the electrical device main body is characterized in that a switch circuit, that is, a short bar connection switch 2059d is provided in the middle of the short bar 2059 in the eighth embodiment. There is no change in other configurations.
  • a drive unit such as a motor is controlled by a control unit including a microcomputer.
  • This drive unit is connected to a positive input terminal 2052 and a negative input terminal 2057, and an operation switch 2034 such as a trigger switch is provided in these circuits.
  • the short bar connection switch 2059d is an additional changeover switch for establishing or releasing the electrical connection between one terminal portion 2059b and the other terminal portion 2059c of the short bar 2059.
  • the first usage is to configure the short bar connection switch 2059d to be turned on or off in conjunction with the trigger switch 2034.
  • a trigger switch 2034 such as an impact driver
  • the trigger switch 2034 remains off even when the battery pack 2100 is mounted on the power tool main body, the negative electrode and the lower cell unit of the upper cell unit 2146 The positive electrode 2147 is not connected, and power is not supplied to the positive input terminal 2052 and the negative input terminal 2057.
  • the second usage is when the short bar connection switch 2059d is used as the main switch of the electric device main body. In some cases, the electric device using the battery pack 2100 does not use a trigger switch but only a main switch.
  • the short bar connection switch 2059d may be used as the main switch, or may be configured to operate in conjunction with the main switch. Regardless of whether the first or second method is used, the upper cell unit 2146 and the lower cell unit 2147 are reliably kept in a disconnected state during storage or transportation, so that the safety of the battery pack 2100 is improved. Especially useful for.
  • the on / off control is not performed only by the trigger switch 2034, the on / off control can also be performed on the short bar 2059 side. By controlling the connection switch 2059d, it becomes possible to cut off the power supply.
  • the trigger switch 2034 and the short bar connection switch 2059d may be configured to be fully interlocked so that the trigger switch 2034 is switched on and off and the short bar connection switch 2059d is switched on and off without a delay time.
  • on / off interlock may be realized by a mechanical mechanism, or on / off may be realized at the same timing by an electric circuit configuration.
  • the on / off switching of the short bar connection switch 2059d corresponding to the on / off switching of the trigger switch 2034 may be controlled to be slightly shifted using an electrical circuit configuration.
  • FIG. 77 shows a method of slightly shifting the on / off switching of the short bar connection switch 2059d from the on / off switching of the trigger switch 2034.
  • FIG. 77 (1) is a diagram showing the timing of the operation of the short bar connection switch 2059d (connection operation 2196) and the operation of the trigger switch 2034 (trigger operation 2197). Each horizontal axis represents time (unit: second) and is shown in the same scale.
  • (1) is a diagram showing the timing of the operation of the short bar connection switch 2059d (connection operation 2196) and the operation of the trigger switch 2034 (trigger operation 2197).
  • the main switch (not shown) is turned on, and the short bar connection switch 2059d is turned on in conjunction with the power switch. Thereafter, when the worker turns on the trigger switch 2034 at times t 2 , t 5 , t 6 , and t 8 , the motor rotates.
  • FIG. 77 (2) shows a short bar connection in the case where the power tool is not a trigger switch that requires continuous operation during work, but the power tool has a changeover switch that is only on or off, such as a grinder or a circular saw. It is a figure which shows the control timing of switch 2059d, a microcomputer, and a motor.
  • the short bar connection switch 2059d can function as a main switch of the electric tool. In that case, the main switch at time t 11 (short bar connected switch 2059d) is turned on, the power tool is ready for use.
  • the operating voltage is also supplied to the microcomputer included in the control unit on the power tool main body side, so that the microcomputer 2198 is activated.
  • the activated microcomputer 2198 is to rotate the motor, to start at time t 12 and Okurashi its timing slightly.
  • the operator switched to the off side of the main switch (short bar connected switch 2059d).
  • the microcomputer and the motor are stopped. As described above, by providing a slight time lag until the motor is started with respect to the ON state of the short bar connection switch 2059d, it is possible to suppress overcurrent from being concentrated on the contact portion of the short bar connection switch 2059d.
  • the short bar connection switch 2059d as the main switch, the state where the output of the battery pack 2100 is not supplied to the positive input terminal 2052 and the negative input terminal 2057 can be reliably maintained. If the main switch is turned off, the series connection of the upper cell unit 2146 and the lower cell unit 2147 is in a released state, which is useful for improving safety during transportation.
  • the terminal holder 2500 has a new shape that can be attached in place of the terminal portion 2020 (see FIG. 63) of the conventional electric equipment body, and is for a rating of 18V.
  • 63 has a small synthetic resin base 2021 for fixing the terminal, but in the terminal holder 2500 of the twelfth embodiment, the horizontal wall 2501 forming the horizontal surface 2501a is front and rear. It is formed larger in the left-right direction.
  • the terminal holder 2500 is a member for fixing a plurality of terminals (2522, 2524 to 2528) on the electric device main body side, and casts a metal part having a flat terminal portion by integral molding of a non-conductive material such as synthetic resin. It is fixed by inserting.
  • a flat positive input terminal 2522, a T terminal 2524, a V terminal 2525, an LS terminal 2526, a negative input terminal 2527, and an LD terminal 2528 are arranged in the terminal holder 2500 in the left-right direction.
  • the T terminal 2524, the V terminal 2525, the LS terminal 2526, and the LD terminal 2528 function as signal terminals that input or output signals that output information or signals related to the battery pack 2100.
  • the battery pack 2100 further has a positive electrode terminal for charging (2161, 2171 shown in FIG. 65). Since the terminal holder 2500 shown here is used for electrical equipment dedicated to discharging, the positive electrode terminal for charging is used. The terminal fitted to (2161, 2171 in FIG. 58) is not provided. A plurality of terminals (2522, 2524 to 2528) extending forward from the base portion 2510 of the terminal holder 2500 are firmly fixed so that the rear side portion and a part on the upper side are cast into the horizontal wall 2501. On the rear side of the horizontal wall 2501, curved ribs 2503a to 2503d for fixing the terminal holder 2500 to the housing on the electric device main body side are formed.
  • Curved ribs 2504a and 2504b that are curved in the opposite direction to the curved ribs 2503a and 2503d are formed at positions facing the curved ribs 2503a and 2503d.
  • a horizontal plane 2515 that is elongated in the left-right direction is formed on the lower side of the plurality of terminals (2522, 2524 to 2528) and close to the vertical surface 2501b.
  • the horizontal surface 2515 is manufactured integrally with the base body 2510 and is a rectangular horizontal plate that is long in the lateral direction.
  • a protruding portion 2516 b that protrudes further to the right side than the right end of the base portion 2510 is formed at the right end portion of the horizontal surface 2515.
  • a protruding portion 2516a that protrudes further to the left than the left end of the base portion 2510 is formed.
  • FIG. 78 (2) is a left side view of the terminal holder 2500.
  • the 18V terminal holder is formed with horizontal planes 2515 that are laterally continuous at the lower sides of the plurality of terminals (2522, 2524 to 2528), and protrusions 2516a and 2516b are formed at both left and right ends of the horizontal plane 2515.
  • Connection portions (2522b, 2524b, 2527b, etc.) for soldering are formed at the rear end portions of the plurality of terminals (2522, 2524-2528) cast into the rectangular parallelepiped base portion 2510.
  • An elongated cylindrical member is inserted in the left and right direction into the curved rib 2503d on the lower side of the connecting portion (2522b, 2524b, 2527b, etc.) and the curved rib 2504b facing the curved rib 2503d, and the cylindrical member is connected to the electric device by screws or the like. Can be fixed to the housing of the main body.
  • 79 is a view showing the terminal holder 2500, (1) is a front view, and (2) is a bottom view.
  • a horizontal surface (horizontal wall) 2515 is further formed below the bottom surface portion 2510b connecting the lower sides of the terminals (2522, 2524 to 2528).
  • a concave portion 2516 cut out in a concave shape is formed.
  • the recess 2516 is a notch formed so as not to interfere with the vertical wall portion 2185a (see FIG. 38) of the battery pack 2100 when the terminal holder 2500 is mounted.
  • the terminals (2522, 2524 to 2528). ) Is firmly fixed without shaking in the left-right direction.
  • a plurality of terminals (2522, 2524 to 2528) are cast into the base portion 2510 so as to penetrate to the rear side. At this time, cavities 2532 to 2538 and 2544 to 2546 that are not filled with the resin material are formed in the base portion 2510 on the rear side of the horizontal surface 2515.
  • FIG. 79 (3) is a top view and is a portion exposed to the internal space of the housing 1003 of the electric power tool main body 1001.
  • the terminal holder 2500 of the twelfth embodiment is relatively large, and a stepped surface 2506 that is raised upward is formed on the upper surface of the horizontal surface 2501a.
  • An outer peripheral side edge portion of the horizontal surface 2501a is fixed to the electric tool main body 1001 by being sandwiched by an opening formed in the housing 1003 of the electric power tool main body 1001.
  • a rubber seal member (not shown) may be interposed on the outer peripheral surface of the horizontal wall 2501 to fill a gap between the terminal holder 2500 and the housing 1003.
  • FIG. 80 is a partial side view showing a state where a conventional battery pack 1015 is mounted on a power tool body using the terminal holder 2500.
  • the connection terminal 1018 is fixed on the circuit board 1016 of the battery pack 1015.
  • the size of the connection terminal 1018 is a size corresponding to the terminal portion of the positive electrode input terminal 2522.
  • the connection terminal 1018 has left and right arm portions 1018a and 1018b (1018b is not visible in the figure) extending toward the front side of the battery pack in the mounting direction, and the terminal portion of the positive input terminal 2522 between these arm portions 1018a and 1018b. As a result, a good electrical contact state is achieved.
  • the horizontal surface 2515 is positioned so as to be close to the upper step surface 1115 of the upper case 1110 (see FIG. 38), and the vertical surface 2501b is opposed to the step portion 1114 (see FIG. 38). Come to the position to do.
  • the arm portions 1018a and 1018b of the connection terminal 1018 are fitted so as to sandwich the plate-like positive input terminal 2522 from the left and right, thereby establishing an electrical connection state.
  • the conventional terminal portion 2020 since the horizontal surface 2515 is not formed, a gap is generated in a portion indicated by an arrow 2517.
  • the connection terminal group of the battery pack 1015 is connected to the electric tool body 1001 side.
  • the upward movement of the terminal holder 2500 relative to the battery pack 1015 can also be limited by the protrusions 2516a and 2516b (see FIG. 78).
  • the operation of the protrusions 2516a and 2516b will be described later with reference to FIG. .
  • FIGS. 81A and 81B are views showing the shape of a terminal holder 2550 for 36V according to the twelfth embodiment of the present invention.
  • FIG. 81A is a perspective view seen from below, and FIG. 81B is a left side view.
  • the difference from the 18V terminal holder 2550 shown in FIG. 78 is slight, and it may be said that the shape of the resin portion is the same.
  • the only difference is that the positive input terminal 2572 and the negative input terminal 2577 are narrow in the vertical direction as in the eighth embodiment, and the lower part of the positive input terminal 2572 and the negative input terminal 2577 is used.
  • Short bar terminal portions 2588b and 2588c are provided in parallel.
  • the side shape of FIG. 81 (2) is substantially the same, a horizontal surface 2565 is formed below the connection terminal group, and protrusions 2566a and 2566b are formed on both the left and right sides thereof.
  • FIG. 82 is a view showing the terminal holder 2550 of FIG. 81, (1) is a front view, (2) is a bottom view, and (3) is a top view.
  • the positive electrode input terminal 2572 and the negative electrode input terminal 2577 are formed to have a smaller vertical width than the other terminals (2574 to 2578), and a terminal portion 2588b is formed below the positive electrode input terminal 2572 so that the negative input A terminal portion 2588c is formed below the terminal 2577.
  • Terminal portions 2588b and 2588c are both end portions of a short bar cast into the inside of the base portion 2560 of the terminal holder 2550, and these are electrically connected.
  • the shape of the bottom surface of FIG. 82 (2) is also almost the same as the terminal holder 2550 shown in FIG.
  • the base portion 2560 is cast with a plurality of terminals (2572, 2574 to 2578) and a short bar (not shown).
  • a large number of cavities 2582 to 2588 and 2594 to 2596 are formed on the rear side of the horizontal surface 2565. These hollow portions are portions that are not required to cover the terminals (2522, 2524-2528) to be cast therein, and are formed to reduce the weight of the terminal holder 2550.
  • FIG. 82 (3) is a top view and is a portion exposed to the internal space of the housing 1032 of the power tool main body 1030.
  • a step surface 2556 is formed on a horizontal surface 2551a which is the upper surface of the terminal holder 2550.
  • FIG. 83 is a diagram for explaining a connection state between the power tool body using the terminal holder 2550 and the connection terminals of the battery pack 2100 according to the present embodiment.
  • 83 (1) is a side view
  • (2) is a side view of (1) in which the illustration of the side wall portion of the substrate cover 2380 is omitted.
  • the upper positive terminal 2162 is fitted only to the positive input terminal 2572
  • the lower positive terminal 2172 is connected to the terminal portion 2588b of the short bar.
  • a plurality of power terminals (2162, 2172, etc.), a plurality of device side power terminals (2572, etc.), a voltage switching element and a short bar 2588 as a switching element are arranged at substantially the same height in the vertical direction.
  • the horizontal surface 2565 is positioned so as to be in contact with or close to the lower step surface 1111 of the upper case 1110 (see FIG. 38) and the upper surface 2381a of the substrate cover 2380. Also in the terminal holder 2550, since the horizontal surface 2565 and the protrusions 2566a and 2566b are formed, the vertical movement of the terminal holder 2550 with respect to the battery pack 2100 can be restricted.
  • FIGS. 78 to 83 limits the movement of the terminal holders 2500 and 2550 toward the circuit boards 1016 and 2150, that is, only the downward movement.
  • Horizontal planes 2515 and 2565 were formed.
  • the terminal holder 2550 is held by the housing 1032 of the power tool main body 1030.
  • the fixing method of the terminal holder 2550 differs depending on the type of the electric tool main body or the electric equipment main body.
  • an opening for holding the terminal holder 2500 is provided on the dividing surface of the split housing, and the terminal holder 2500 is inserted into the opening.
  • a rubber seal member may be interposed to hold it in a slight movable state.
  • the terminal holder 2550 vibrates slightly at a different period from the electric tool main body side housing, that is, within a movable range by the seal member, and the battery pack. A relative movement occurs between the connection terminal 2100 and the plate-like device-side terminal.
  • protrusions 2516a and 2566a protruding in the right direction are formed near the left and right ends of the horizontal surfaces 2515 and 2565, and protrusions 2516b and 2566b protruding in the left direction are formed. The upward movement of the terminal holder 2550 is also suppressed.
  • an abutting member that holds the protruding portions 2516a, 2516b, 2566a, and 2566b from above is required.
  • a convex portion is formed on a part of the upper case 1110 as the engaged portion, or a convex portion is formed on the substrate cover 2380, and a protruding portion 2516a is formed below the convex portion. 2516b or protrusions 2566a and 2566b are brought into contact with each other.
  • the positive terminal, the positive input terminal, the negative terminal, the negative input terminal, the voltage switching element, and the switching element are arranged at substantially the same height in the vertical direction. Therefore, a battery pack that is compact in the vertical direction can be realized while mounting the voltage switching element and the switching element.
  • FIG. 84 (1) shows a right side view of the battery pack 2100 with the terminal holder 2550 attached.
  • the horizontal surface 2551a of the terminal holder 2550 faces the upper step surface 1115 of the upper case 1110.
  • the battery pack 2100 is attached to the power tool main body 1030 by a rail mechanism.
  • FIG. 84 (2) is a cross-sectional view taken along the line CC of (1).
  • a plurality of device side terminals (2572, 2574 to 2578, 2588b, 2588c) formed on the terminal holder 2550 are fitted with connection terminals (see FIG. 58) on the electric power tool main body 1001 side.
  • a horizontal surface 2565 is formed on the lower surface of the device side terminals (2572, 2574 to 2578, 2588b, 2588c), and the horizontal surface 2565 contacts the upper surface 2381a of the substrate cover 2380.
  • the lateral side of the terminal holder 2550 is not in contact with the upper case 1110.
  • FIG. 85 is a view showing a terminal portion 2650 according to a modification of the twelfth embodiment, wherein (1) is a cross-sectional view of a portion corresponding to the DD portion of FIG. 84, and (2) is (1).
  • FIG. As can be understood from this figure, the terminal portion 2650 is provided with protrusions 2666a and 2666b in the left-right direction.
  • the upper case 1110 is provided with two parallel projecting portions 1139a and 1139b extending in the front-rear direction, projecting from the vicinity of the upper ends of the projecting portions projecting in the upward direction to the left and right sides. Rails 1138a and 1138b that engage with the side rail grooves were provided.
  • ribs 1140a and 1140b serving as engaged portions to be fitted to the terminal portion 2650 are provided in the opening formed between the protruding portions 1139a and 1139b, and the terminal portion 2650 is directed upward with respect to the battery pack 2100. Prevent relative movement. The downward relative movement of terminal portion 2650 with respect to battery pack 2100 is limited by projecting portions 1139a and 1139b coming into contact with stepped portions 2386a and 2386b formed at the left and right ends of upper surface 2381a of substrate cover 2380.
  • the battery pack The 2100 can be smoothly attached to and detached from the power tool main body 1030, and the vertical swing of the terminal portion 2650 can be effectively suppressed.
  • 86 is a view showing a modification in which the terminal portion 2650 is fixed to the substrate cover 2680, (1) is a cross-sectional view of a portion corresponding to the DD portion of FIG. 84, and (2) is a view of (1). It is a single figure of the terminal part 2650, (3) is a left view of the terminal part 2650.
  • guide rails 2695a and 2695b for fitting with the protruding portions 2666a and 2666b of the terminal portion 2650 are formed on both side ends of the substrate cover 2680.
  • the guide rails 2695a and 2695b are concave second rail grooves extending in the front-rear direction.
  • the guide rails 2695a and 2695b The protruding portions 2666a and 2666b of the terminal portion 2650 are inserted into the terminal portion 2650. That is, in addition to the electric tool main bodies 1001 and 1030 being engaged by the mounting rail mechanism, that is, the rails 1138a and 1138b and the rail grooves 1011a and 1011b, the protrusions 2666a and 2666b of the second rail mechanism are guided and guided. The relative movement between the terminal portion 2650 and the battery pack 2100 was restricted by fitting the rails 2695a and 2695b. As seen from the side view of FIG.
  • the shape of the terminal portion 2650 is smaller than the shape of the terminal holders 2500 and 2550 of the twelfth embodiment shown in FIGS.
  • the sizes of the metal terminal portions (for example, the positive electrode input terminal 2672 and the short bar terminal portion 2688b) constituting the connection terminal are the same.
  • the horizontal holder 2665 is formed below the plurality of metal terminals, and the protrusions 2666a and 2666b are formed on the left and right ends of the horizontal plane 2665.
  • the shape is the same as 2500 and 2550.
  • a cushion material 2690 is interposed on the lower surface 2665a of the horizontal surface 2665 of the terminal portion 2650A of FIG.
  • the cushion material 2690 may be a member that has sufficient elasticity while having good slidability so as not to cause a large resistance when the battery pack 2100 is attached to the electric tool body.
  • the cushion material 2690 is attached to the flat lower surface 2665a of the terminal portion 2650A by an adhesive member such as a double-sided tape.
  • a convex portion 2665b formed to have a predetermined length in the front-rear direction is formed in the vicinity of the left and right center of the lower surface 2665a.
  • the convex portion 2665b is manufactured integrally with the base portion 2660A, and is a stopper that protects the cushion material 2690 from being compressed more than necessary.
  • the cushion material 2690 is on the rear side of the protruding portion 2666b and below the base portion 2660.
  • the total length of the cushion material 2690 in the left-right direction may be about half or less of the left-right direction region of the lower surface 2665a.
  • 88 is a view showing a terminal portion 2650B according to a further modification of the twelfth embodiment, wherein (1) is a front view, (2) is a left side view, and (3) is a battery pack 2100. It is a left view of the terminal part 2650B in a fitting state with the side connection terminal.
  • guide portions 2692a to 2692c made of synthetic resin are interposed between the upper and lower edges of the positive input terminal 2672 and the short bar terminal portion 2688b.
  • guide portions 2697a to 2697c made of synthetic resin were interposed at the upper and lower edges of the negative input terminal 2677 and the terminal portion 2688c of the short bar.
  • the guide portions 2697a to 2697c are made of a non-conductor such as a synthetic resin, and may be formed of a separate member from the base portion 2660, or may be manufactured integrally with the base portion 2660. As shown in the side view of FIG. 88 (2), the guide portions 2692a to 2692c are formed continuously from the front portion of the positive input terminal 2672 until they contact the vertical wall 2661b. The same applies to the guide portions 2697a to 2697c. Therefore, in the metal terminal portion, as shown in FIG. 88 (2), the positive input terminal 2672 is exposed between the guide portions 2692a and 2692b, and the short bar terminal portion 2688b is exposed between the guide portions 2692b and 2692c. It will be.
  • a non-conductor such as a synthetic resin
  • the guide portions 2692a to 2692c and the guide portions 2697a to 2697c are guided upward by the guide portions 2692a to 2692c as shown in FIG. 88 (3).
  • the arm portion 2162a of the positive electrode terminal 2162 is guided, and the arm portion 2172a of the lower positive electrode terminal 2172 is guided between the guide portions 2692b and 2692c.
  • upper terminals (2162, 2167) and lower terminals (2172, 2177) are provided as power terminals (positive and negative terminals), respectively, and the battery pack is mounted on the low-voltage electric tool body.
  • the upper terminal and the lower terminal are commonly connected to the power terminal of the low-voltage electric tool body.
  • the battery pack is mounted on the high-voltage power tool body, only one of the upper and lower terminals is connected to the power terminal of the high-voltage power tool body, and the other terminal not connected to the power terminal is short-circuited. Shorted by bar.
  • the arm portions of the power terminals are not separated in the vertical direction but are separated in the front-rear direction.
  • FIG. 89 is a perspective view for explaining a mounting state of the battery pack 2860 of the power tool of the thirteenth embodiment.
  • the electric tool includes an electric tool main body 2801 and a battery pack 2860 attached to the electric tool main body 2801, and drives a tip tool and a work device using a rotational driving force by a motor.
  • the electric power tool main body 2801 includes a housing 2802 which is an outer frame forming an outer shape, a handle portion 2803 is formed on the housing 2802, and a trigger switch 2804 operated by an operator is provided near the upper end of the handle portion 2803.
  • a battery pack mounting portion 2810 for mounting the battery pack 2860 is formed below the handle portion 2803.
  • the mounting direction 2818 of the battery pack 2860 is described as the direction in which the battery pack 2860 is brought closer to the electric tool body 2801 as in the eighth embodiment. This is simply defined for the sake of convenience. Actually, by holding the battery pack 2860 and moving the power tool main body 2801 forward, relative movement in the same direction as the movement of the arrow 2818 is realized. it can. In the present specification, the front, rear, left and right directions of the battery pack 2860 are determined based on the mounting direction. On the other hand, the power tool main body side defines front, rear, left and right with reference to the direction when the operator grips. Therefore, it should be noted that when the electric device is an electric power tool body such as an impact driver, the directions in the front-rear direction are reversed as shown in FIG.
  • the shape of the battery pack 2860 is different from the battery pack 2100 described in the eighth embodiment in the arrangement of connection terminals and the latch mechanism.
  • Rails 2864a and 2864b (2864b is not visible in the figure) are formed on the left and right sides of battery pack 2860.
  • the latch button 2865 is formed in the upper part of the rear surface of the battery pack 2860, and only one large button is provided at the left and right center.
  • FIG. 90 is a view for explaining a mounting state of the battery pack according to the thirteenth embodiment to the electric tool.
  • the electric tool main bodies 2801 and 2830 are provided with housings 2802 and 2832, handle portions 2803 and 2833, and trigger switches 2804 and 2834, and a battery pack mounting portion 2810 for mounting the battery pack 2860 below the handle portions 2803 and 2833. , 2840 are formed.
  • the power tool body 2801 operates at a rated voltage of 18V
  • the power tool body 2830 operates at a rated voltage of 36V.
  • the battery pack 2860 contains two sets of cell units in which five 3.6V lithium-ion battery cells are connected in series. By changing the connection of the two sets of cell units in series or in parallel, Both voltage (18V) and high voltage (36V) output can be switched. Since the battery pack 2860 is configured to support two voltages, it can be mounted on the 36V-compatible power tool main body 2830 as indicated by the arrow b4, or can be mounted on the power tool main body 2801 as indicated by the arrow b3.
  • rail grooves 2811a and 2811b extending in parallel in the front-rear direction are formed in the left and right inner wall portions, and the terminal portion 2820 is formed in a space surrounded by the left and right rail grooves 2811a and 2811b.
  • the terminal portion 2820 is manufactured by integral molding of a non-conductive material such as a synthetic resin, and has a vertical surface 2820a and a horizontal surface 2820b as an abutting surface in the mounting direction (front-rear direction).
  • the horizontal surface 2820b is mounted on the battery pack 2860. Sometimes the surface is adjacent to or faces the upper surface 2862.
  • the terminal portion 2820 is provided with a plurality of metal connection elements, for example, a positive electrode input terminal 2822, a negative electrode input terminal 2827, and an LD terminal (abnormal signal terminal) 2828.
  • the LD terminal (abnormal signal terminal) 2828 functions as a signal terminal for inputting or outputting information or a signal.
  • the positive electrode input terminal 2822 and the negative electrode input terminal 2827 are formed of a metal flat plate, and the length in the mounting direction is more than twice the length of the terminal portion 2020 (see FIG. 63) of the eighth embodiment.
  • the LD terminal 2828 is arranged on the right side of the negative input terminal 2827.
  • the positive input terminal 2822 and the negative input terminal 2827 function as a switching element for switching the output voltage of the battery pack 2860 to a low voltage, and further connect a plurality of cell units 2146 and 2147 in parallel to each other. It also functions as a connecting element.
  • a flat lower step surface 2861 is formed on the upper side of the battery pack 2860 on the front side, and an upper step surface 2862 formed higher than the lower step surface 2861 is formed near the center.
  • a connection portion between the lower step surface 2861 and the upper step surface 2862 is formed in a step shape, and a slot group for inserting the device side terminal is disposed in the step portion.
  • large slots 2872 and 2877 like long notches in the front-rear direction and a slot 2878 having a length about half of them are formed.
  • the slot 2872 becomes the first slot for the positive terminal
  • the slot 2877 becomes the second slot for the negative terminal
  • the slot 2878 becomes the third slot for the LD terminal.
  • connection terminals 2872 and 2877 Inside the notched slots 2872 and 2877, there are provided a plurality of connection terminals that can be fitted to the device side terminals on the power tool main bodies 2801 and 2830 side. Although only three slots are provided here, it may be configured to further provide slots. Rails 2864a and 2864b are formed on the right side surface and the left side surface of the upper surface 2862, respectively. The rails 2864a and 2864b are convex portions that protrude rightward and leftward. A raised portion 2863 is provided on the rear side of the upper step surface 2862, and a latch button 2865 is provided on the rear side thereof.
  • the power tool main body 2830 operates at a rated voltage of 36V.
  • the electric power tool main body 2830 is provided with two sets of connection terminals inserted in the positive side slot 2872 and the negative side slot 2877 so as to be separated from each other in the front-rear direction based on the same idea as in the eighth embodiment.
  • the connection terminals corresponding to the positive side slot 2872 are one terminal portion 2859b of the short bar 2859 arranged on the front side and the positive input terminal 2852 arranged on the rear side.
  • the connection terminals corresponding to the negative side slot 2877 are the other terminal portion 2859c of the short bar 2859 arranged on the front side and the negative input terminal 2857 arranged on the rear side.
  • the positive electrode input terminal and the short bar and the negative electrode input terminal and the short bar are arranged at a distance in the vertical direction, but in this embodiment, these are arranged in the front-rear direction, that is, the mounting direction of the battery pack 2860. And in a direction parallel to each other at a predetermined distance.
  • the short bar 2859 functions as a short circuit or a conduction terminal.
  • one terminal portion 2859b of the short bar 2859 and the other terminal portion 2859c of the short bar 2859 function as switching elements for switching the output voltage of the battery pack 2860 to a high voltage, and a plurality of cell units 2146, It also functions as a high-voltage connecting element that connects 2147 in series with each other.
  • FIG. 91 is a perspective view showing a connection state of the power terminals to the electric tool body, (1) shows a state in which the battery pack 2860 is attached to the electric tool body 2801 for 18V, and (2) shows a state for 36V. A state where the battery pack 2860 is attached to the electric power tool main body 2830 is shown.
  • the mounting direction of the battery pack 2860 is two arrow directions indicated by dotted lines.
  • a front positive electrode terminal 2882 and a rear positive electrode terminal 2892 as a power switching terminal group (or a parallel positive electrode terminal group) are arranged so as to be separated in the front-rear direction.
  • the front negative terminal 2887 and the rear negative terminal 2897 are arranged in the front-rear direction as a power switching terminal group (or parallel negative terminal group).
  • the battery pack 2860 accommodates an upper cell unit 2146 and a lower cell unit 2147 configured by five lithium ion battery cells.
  • the positive output of the upper cell unit 2146 is connected to the rear positive terminal 2892 and the negative output is connected to the front negative terminal 2887.
  • the positive output of the lower cell unit 2147 is connected to the front positive terminal 2882 and the negative output is connected to the rear negative terminal 2897.
  • the voltage switching element for switching between parallel connection and series connection is realized by the front positive terminal 2882, the rear positive terminal 2892, the front negative terminal 2887, and the rear negative terminal 2897.
  • the front positive terminal 2882 functions as a positive terminal
  • the front negative terminal 2887 functions as a negative terminal.
  • the front-side positive terminal 2882 and the rear-side positive terminal 2892 function as switching terminals for switching the output voltage of the battery pack 2860 to a low voltage, and further connect the plurality of cell units 2146 and 2147 in parallel with each other. Also functions as a terminal.
  • a plurality of parallel terminals, that is, the front positive terminal 2882 and the rear positive terminal 2892 are arranged adjacent to each other to form a parallel terminal group.
  • the front negative terminal 2887 and the rear negative terminal 2897 function as switching terminals for switching the output voltage of the battery pack 2860 to a low voltage, and may also serve as parallel terminals that connect the plurality of cell units 2146 and 2147 in parallel with each other. Function.
  • a plurality of parallel terminals that is, the front negative terminal 2887 and the rear negative terminal 2897 are arranged adjacent to each other to form a parallel terminal group.
  • the rear positive terminal 2892 and the rear negative terminal 2897 also function as switching terminals for switching the output voltage of the battery pack 2860 to a high voltage, and connect the plurality of cell units 2146 and 2147 in series with each other. Also functions as a series terminal.
  • the device side terminal of the electric power tool main body 2801 is constituted by a positive electrode input terminal 2852, a negative electrode input terminal 2857, and a short bar 2859. These functions are basically the same as the configuration of the eighth embodiment, and the terminal group (2852, 2857, 2859b, 2859c) of the electric power tool main body is relatively moved as indicated by an arrow 2855, and a dotted arrow is displayed. As shown, the battery pack 2860 is configured to be attached to the connection terminal group (2882, 2887, 2892, 2897). About the terminal group (2852, 2857, 2859b, 2859c) of the electric power tool body, only the metal terminal portion is shown, not the entire terminal portion 2850 (see FIG. 90).
  • the positive electrode input terminal 2852 is a metal plate bent in a crank shape, and a terminal portion 2852a fitted to the front positive electrode terminal 2882 is formed on one end side, and a terminal portion 2852c for wiring to the motor 2836 side is formed on the other end side. It is formed. Between the terminal portion 2852a and the wiring terminal portion 2852c is a connecting portion 2852b extending in the lateral direction. The entire connecting portion 2852b, a part of the rear side of the terminal portion 2852a and a part of the front side of the wiring terminal portion 2852c are terminals. It will be cast into the synthetic resin portion of the portion 2850 (see FIG. 90).
  • the negative electrode input terminal 2857 has the same shape, and a terminal portion 2857a fitted to the front negative electrode terminal 2887 is formed on one end side, and a wiring terminal portion 2857c to the motor 2836 side is formed on the other end side.
  • the positive electrode input terminal 2852 and the negative electrode input terminal 2857 have a plane symmetrical shape.
  • Between the terminal portion 2857a and the wiring terminal portion 2857c is a connecting portion 2857b extending in the lateral direction, and the entire connecting portion 2857b, the rear side portion of the terminal portion 2857a and the front side portion of the wiring terminal portion 2857c are terminals.
  • the portion 2850 is cast on a synthetic resin base.
  • the horizontal portion of the short bar 2859 is completely cast into the terminal portion 2850 together with the connecting portion 2852b of the positive electrode input terminal 2852 and the connecting portion 2857b of the negative electrode input terminal 2857, so that the terminal portions 2852a, 2857a, 2859b, and 2859c are relatively
  • the position, particularly in the front-rear and left-right directions, does not change.
  • the terminal portion 2859b of the short bar 2859 is fitted to the rear positive terminal 2892 and the rear negative terminal 2897.
  • the positive input terminal 2852 is fitted with the front positive terminal 2882 and the negative input terminal 2857 is fitted with the front negative terminal 2887.
  • a series connection circuit of the upper cell unit 2146 and the lower cell unit 2147 is formed, and a voltage of a rated voltage of 36 V is supplied to the power tool main body 2830 side.
  • the positive terminal (2882) and the positive input terminal (2852) are connected via the first slot (slot 2872), and the negative terminal (2887).
  • the negative input terminal (2857) are connected via the second slot (slot 2877), and these voltage switching elements and switching elements are engaged via the first and second slots.
  • FIG. 91 (2) shows a state where the battery pack 2860 is attached to the low-voltage power tool main body 2801.
  • the positive electrode input terminal 2822 is a metal plate bent in a crank shape, and a terminal portion 2822a that is fitted simultaneously with the front positive electrode terminal 2882 and the rear positive electrode terminal 2892 is formed on one end side, and the motor 2806 side is formed on the other end side.
  • Wiring terminal portion 2822c is formed. Between the terminal portion 2822a and the wiring terminal portion 2822c is a connecting portion 2822b extending in the lateral direction, and the entire connecting portion 2822b, a part of the terminal portion 2822a, and a part of the wiring terminal portion 2822c are combined with the terminal portion 2820. It will be cast into the resin part.
  • the negative input terminal 2827 is also formed in a crank shape, and a terminal portion 2827a, a wiring terminal portion 2827c, and a connection portion 2827b that are fitted simultaneously with the front negative terminal 2887 and the rear negative terminal 2897 are formed.
  • a voltage of rated 18V is supplied to the power tool main body 2801 side.
  • the terminal portion 2822a is formed to have a sufficient length so as to be fitted simultaneously to the front positive terminal 2882 and the rear positive terminal 2892, and the terminal portion 2827a is fitted simultaneously to the front negative terminal 2887 and the rear negative terminal 2897. Such a sufficient length is formed.
  • the rear-side positive terminal 2892 has an ⁇ -shape that is inverted from the device-side terminal insertion direction (the direction indicated by the dotted arrow).
  • a rectangular flat plate portion 2892a for fixing to a circuit board is formed, and two arm portions 2892b and 2892d bent upward from the left and right side portions of the flat plate portion 2892a are formed.
  • the two arm portions 2892b and 2892d are bent so as to approach each other in the upward direction, and contact terminal portions 2892c and 2892e (both see FIG. 94) are formed at the upper end portions of the arm portions 2892b and 2892d.
  • the contact terminal portions 2892c and 2892e are substantially rectangular electrodes arranged at predetermined intervals so as to be parallel to each other.
  • the front and rear sides of the contact terminal portions 2892c and 2892e are bent so as to be away from the opposing contact terminal portions.
  • the terminal is shaped to be easily fitted from the front to the rear.
  • the metal terminal component used as the rear positive terminal 2892 is a common component that is also used in common for the front positive terminal 2882, the front negative terminal 2887, and the rear negative terminal 2897, and is not shown by screws or / and soldered. To a circuit board (not shown).
  • FIG. 92 is a diagram for explaining a situation when the battery pack 2860 is attached to the 36V-specific power tool main body 2830.
  • the terminal portions 2859b and 2859c of the short bar 2859 are first fitted to the front positive terminal 2882 and the front negative terminal 2887. To do.
  • the positive electrode of the upper cell unit 2146 and the negative electrode of the lower cell unit 2147 are not connected, the power of the battery pack 2860 is not transmitted to the electric device main body 2831 side.
  • the short bar 2859 passes through the front positive terminal 2882 and front negative terminal 2887, and the direction of the rear positive terminal 2892 and rear negative terminal 2897. Will approach.
  • the short bar 2859 is not in contact with any of the connection terminals, the positive input terminal 2852 is not in contact with the front positive terminal 2882, and the negative input terminal 2857 is not in contact with the front negative terminal 2887. Accordingly, even at this time, the upper cell unit 2146 and the lower cell unit 2147 are not connected, and thus the power of the battery pack 2860 is not transmitted to the electric device main body 2830.
  • the short bar 2859 is fitted into the rear positive electrode terminal 2892 and the rear negative electrode terminal 2897.
  • the terminal portion 2852a of the positive input terminal 2852 is fitted to the front positive terminal 2882, and the terminal portion 2857a of the negative input terminal 2857 is fitted to the front negative terminal 2887.
  • the upper cell unit 2146 and the lower cell unit 2147 are connected in series, and a DC voltage of 36 V is supplied between the positive electrode input terminal 2852 and the front negative electrode terminal 2887.
  • FIG. 93 is a diagram for explaining a situation when the battery pack 2860 is mounted on the 18V-specific power tool main body 2801.
  • the terminal portions 2822a and 2827a become front positive terminals as shown in FIGS. 93 (1) to (2). 2882 and the front negative terminal 2887 are fitted.
  • the positive electrode of the upper cell unit 2146 and the negative electrode of the lower cell unit 2147 are not connected, the power of the battery pack 2860 is not transmitted to the power tool main body 2801.
  • FIG. 94 is a top view of the terminal arrangement on the battery pack 2860 side and the terminal shape of the electric power tool main body 2830. In order to explain the size and arrangement of the terminals, the scales of the components are shown together. Contact terminal portions 2882c, 2882e, 2892c, 2892e, 2887c, 2887e, 2897c, 2897e facing the front-side positive terminal 2882, the rear-side positive terminal 2892, the front-side negative terminal 2887, and the rear-side negative terminal 2897, respectively, spaced apart in the left-right direction. Is provided.
  • the contact terminal portions 2882c, 2892c, 2887c, 2897c are connected to the right arm portion 2882b, 2892b, 2887b, 2897b, and the contact terminal portions 2882e, 2892e, 2887e, 2897e are connected to the left arm portion 2882d, 2892d, 2887d, 2897d. Is done.
  • the length L7 in the front-rear direction of these contact terminal portions was made sufficiently smaller than the distance L8 between the front positive terminal 2882 and the rear positive terminal 2892.
  • the contact terminal portions 2882c, 2882e, 2892c, 2892e, 2887c, 2887e, 2897c, 2897e have the same length in the front-rear direction.
  • the front negative terminal 2887 and the rear negative terminal 2897 have the same distance L8.
  • the length L9 in the front-rear direction of the terminal portion of the short bar 2859 is configured to be sufficiently smaller than the distance L8 between the front terminals (2882, 2887) and the rear terminals (2892, 2897).
  • the lengths of the terminal portion 2852a of the positive electrode input terminal 2852 and the terminal portion 2857a of the negative electrode input terminal 2857 are preferably at least L9.
  • FIG. 94 (2) is a view showing a state when the battery pack 2860 is attached to the electric tool main body 2830.
  • the horizontal portion 2859a of the short bar 2859 appears to be exposed, but the horizontal portion 2859a is cast inside the resin portion of the terminal portion (not shown) and thus is not exposed to the outside.
  • the battery pack 2860 uses a plurality of power terminals (positive terminal and negative terminal) provided as voltage switching elements for switching between parallel connection and series connection, and agrees with the power terminal (in this specification, “power supply terminal”). ) Are arranged separately in the front-rear direction, so that an appropriate output voltage can be obtained automatically by simply mounting it on the main body of an electric device without relying on a mechanical switch mechanism for switching the output voltage. .
  • the positive electrode terminal, the positive electrode input terminal, the negative electrode terminal, the negative electrode input terminal, the voltage switching element, and the switching element by the short bar 2859 have substantially the same height in the vertical direction. Since it is disposed at the position (range), a battery pack that is compact in the vertical direction can be realized while mounting the voltage switching element and the switching element.
  • the rear positive terminal 2892 and the rear negative terminal 2897 functioning as series terminals are substantially the same height in the vertical direction as the front positive terminal 2882 functioning as the positive terminal and the front negative terminal 2887 functioning as the negative terminal. Because it is placed at a position, a compact battery pack can be realized in the vertical direction.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
  • the voltage switching type battery pack of 18V and 36V has been described.
  • the voltage ratio to be switched is not limited to this, and other voltage ratios to be switched by a combination of series connection and parallel connection. Also good.
  • SYMBOLS 1, 1A, 30A, 30B, 30C Electric tool main body, 2, 32 ... Housing, 3, 33 ... Handle part, 4, 34 ... Operation switch (trigger), 10 ... Battery pack mounting part, 11a ... Rail groove, 12 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Curve part, 15 ... Battery pack, 20, 20A ... Terminal part, 20a ... Vertical surface, 20b ... Horizontal surface, 21 ... Positive electrode input terminal, 22 ... Negative electrode input terminal, 23 ... LD terminal, 24 ... Projection part, 24A ... Switching Projection, 26 ... Screw, 35 ... Motor, 35a ... Rotor, 35b ... Stator, 40 ... Battery pack mounting part, 40a ...
  • Inverter circuit 75 ... Connection adapter 76a, 76b ... Power line 80 ... Terminal part 81 ... Positive input terminal 82 ... Negative input terminal, 84 ... Switching projection, 90 ... Power cord, 91 ... Plug, 92a ... Terminal, 93 ... Connector, 93a ... Connector body, 93b ... Fixing screw, 94 ... Connection cord, 95a ... No. One terminal, 95b ... second terminal, 95c ... third terminal, 100 ... battery pack, 101 ... lower case, 110 ... upper case, 111 ... Step surface, 112 ... Stepped portion, 115 ... Upper step surface, 120 ... Slot group arrangement region, 121 ... Positive terminal insertion port, 122 ...
  • Negative terminal insertion port 123 ... Low voltage switching member insertion port, 124 ... High voltage switching member insertion Mouth, 131 ... Stopper, 132 ... Raised portion, 134 ... Slit (cooling air inlet), 138a, 138b ... Rail, 141 ... Latch, 142 ... Spring, 150 ... Cell pack, 151, 151A ... Cell, 152, 152A ... Separators, 156 to 158 ... Cell unit, 159 ... Thin plate, 160 ... Substrate, 161 ... Positive terminal, 162 ... Negative terminal, 170 ... Voltage switching mechanism, 171 ... Rotary terminal base, 172 ... Oscillating shaft, 173a 173d ...
  • conduction part 300... Battery pack, 310 .. upper case, 311 ... lower step surface, 312 ... step step portion, 315 ... upper step surface, 316. Rail, 320 ... Voltage switching mechanism, 321 to 324 ... Slit, 330, 340 ... Movable guide member, 331, 341 ... Terminal Wearing part, 332, 342 ... inclined part, 333, 343 ... parallel surface, 334a, 334b ... guide groove part, 335, 345 ... intermediate terminal, 335a, 335b, 335c, 335d ... contactor, 345a, 345b, 345c, 345d ... Contact, 348 ... Spring, 351 ...
  • Series-parallel switching element slot 623A ... First slot, 624A ... Second slot, 640 ... Battery pack cover, 641 ... Lower step, 642 ... vertical plane, 643 ... upper step, 644 ... edge, 645 ... rib, 646 to 648 ... vertical rib, 650 ... terminal part, 651 ... positive input terminal, 652 ... negative input terminal, 661 ... positive output terminal, 662 ... negative Output terminal, 663 ... Parallel connector pair, 663a, 663b ... Parallel connector, 664 ... Series connector, 673 ... Parallel connector pair, 673a, 673b ... Parallel connector, 674 ... Series connector, 680, 680A ... Terminal , 681...
  • LD terminal 1030 ... Electric tool body, 1030A, 1030B ... Electric tool body, 1032 ... Housing, 1033 ... Handle part, 1034 ... Operation switch, DESCRIPTION OF SYMBOLS 1035 ... Motor, 1040 ... Battery pack mounting part, 1045 ... Motor, 1050 ... Terminal part, 1051 ... Base, 1052 ... Positive input terminal, 1052a ... Terminal part, 1052b ... Connection part, 1052c ... Wiring part, 1053 ... Input / output Port group, 1053a ... gap, 1053b ... gap, 1054 ... connection terminal, 1054a ... terminal part, 1054b ... connection part, 1054c ... wiring part, 1057 ...
  • Terminal part for wiring DESCRIPTION OF SYMBOLS 1087 ... Negative electrode input terminal, 1087a ... Terminal part, 1087c ... Terminal part for wiring, 1089 ... Short bar, 1089a ... Connection part, 1089b, 1089c ... Terminal part, 1100, 1100A ... Battery pack, 1101 ... Lower case, 1101a ... Front Wall, 1101b ... rear wall, 1101c Right side wall, 1101d ... Left side wall, 1103a, 1103b ... Screw hole, 1104 ... Slit (wind window), 1110 ... Upper case, 1111 ... Lower step surface, 1113 ... Opening portion, 1114 ... Step portion, 1115 ... Upper step surface, 1115a ... Convex 1120 ...
  • notched portion 1182 ... partition wall, 1182a ... vertical wall, 1182b ... horizontal wall, 1182c ... left end position, 118 3 ... partition wall, 1183a ... vertical wall portion, 1183b, 1183c ... horizontal wall portion, 1184 ... partition wall, 1184a, 1184d ... vertical wall portion, 1184b ... horizontal wall portion, 1184c ... closing plate, 1185 ... partition wall, 1187 ... Partition wall, 1187a ... vertical wall portion, 1187b ... horizontal wall portion, 1188 ... partition wall, 1188a ... vertical wall portion, 1188b ... horizontal wall portion, 1190 ... switch, 1191 ... prism, 1200, 1200A ... upper terminal component, 1201 ...
  • 1202 ... Bridge part, 1203 ... Right side surface, 1204 ... Left side surface, 1203a, 1204a ... Bent part, 1203b, 1204b ... Convex part, 1203c, 1204c ... Cut out part, 1205, 1206 ... Arm part, 1205a, 1206a ... Plane part, 1205b, 1206b ... Bending part, 1205c, 206c ... plane part, 1205d, 1206d ... fitting part, 1205e, 1206e ... guide part, 1205f, 1206f ... notch part, 1207, 1208 ... leg part, 1207a, 1208a ... cutout part, 1209, 1211 ... gap, 1220, 1220A ...
  • LD terminal 1471, 1472 ... lower positive terminal, 1474 ... T terminal, 1475 ... V terminal, 1476 ... LS terminal, 1477 ... lower negative terminal, 1478 ... LD terminal, 1480 ... upper terminal component, 1482 ... bridge part, 1483 ... right side, 1484 ... left side surface, 1485 ... arm part, 1485a ... plane part, 1485b ... bent part, 1485c ... Fitting part, 1485d ... guide part, 1485e ... tip part, 1486 ... arm part, 1486c ... fitting part, 1500 ... terminal part, 1505 ... arm part, 1506, 1507 ... arm part piece, 1508 ... notch groove, 1509 ... arm part, 1510, 1511 ...
  • Lead wire 2150, 2150A ... Circuit board, 2150a ... Front side, 2150b ... back side, 150c, 2150d ... recess, 2151 ... mounting hole, 2152a to 2152f ... through-hole, 2153a, 2153b ... land, 2155 ... adhesive resin, 2155a-2155c ... adhesive resin, 2156a ... (resin poured) main region, 2156b ... (resin Sub-region, 2157... Wiring pattern, 2160... Connection terminal group arrangement region, 2161, 2162... Upper positive terminal, 2161a, 2161b, 2162a, 2162b ... Arm, 2164 ... T terminal, 2165 ... V terminal, 2166 ... LS terminal, 2167 ...
  • terminal section 2200a ... vertical wall, 2200b ... horizontal wall, 2201 ... base, 2201a ... upper surface, 2201c ... concave portion, 2202a, 2202b ... covering portion, 2203b ... horizontal holding portion, 2204a-2208a ... covering portion, 2204b ... horizontal holding portion, 2210 ... partition, 2210a ... upper side, 2210c ... lower side, 2210d ... rear side, 2220 ... Upper terminal part, 2230 ... Lower terminal part, 2240 ... Signal terminal part, 2241 ... Base part, 2242 ... Bridge part, 2243 ... Right side, 2243a ... Extension part, 2243b ... Bending part, 2243c ... Cut-out part , 2244 ...
  • LD terminal 2532 ... hollow portion, 2550 ... terminal holder, 2551a ... Horizontal plane, 2556 ... Step surface, 25 DESCRIPTION OF SYMBOLS 0 ... Base

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Abstract

5本の電池セルからなる上側セルユニット2146と下側セルユニット2147の正極端子(2162、2172)を離間して上下に並べて配置し、負極端子(2167、2177)を離間して上下に並べて配置する。電気機器本体が定格36Vの場合は、上側の端子2162、2167だけに機器側の端子を接触させ、下側の端子2172、2177をショートバー2059により短絡させる。電気機器本体が定格18Vの場合は、上下の端子(2162と2172、2167と2177)を機器側の端子に対して同時に接触させて上側セルユニット2146と下側セルユニット2147の並列接続状態とする。このように電気機器本体側のターミナル形状の違いにより、電池パックを装着した際の出力電圧を自動的に切り替えることができる。

Description

電池パック及び電池パックを用いた電気機器、電気機器システム
本発明はモータ、照明等の負荷を有する電気機器と、このような電気機器に対して電源を供給する電池パック等の電源装置に関するものである。
電動工具等の電気機器が、リチウムイオン電池等の二次電池を用いた電池パックにて駆動されるようになり、電気機器のコードレス化が進んでいる。例えば、モータにより先端工具を駆動する手持ち式の電動工具においては、複数の二次電池セルを収容した電池パックが用いられ、電池パックに蓄電された電気エネルギーにてモータを駆動する。電池パックは電動工具本体に着脱可能に構成され、放電によって電圧が低下したら電池パックを電動工具本体から取り外して、外部充電装置を用いて充電される。
コードレス型の電動工具や電気機器においては所定の稼働時間の確保や、所定の出力の確保が要求され、二次電池の性能向上に伴い高出力化や高電圧化が図られてきた。また、電池パックを電源とする電気機器が開発されるにつれ、様々な電圧の電池パックが商品化されるようになった。通常、電池パックの出力電圧は固定であるが、特許文献1では電池を収容するハウジング内に複数のバッテリユニットを設け、それらを直列接続として出力するか、並列接続として出力するかを接続手段により選択可能とすることにより、異なる電圧の機器に対応可能とした電気機器用の電源装置が提案されている。
特開2014-17954号公報
ユーザにとって、複数の電動工具、電気機器を使用する際に、複数種類の電池パックを準備するのは煩雑であり、電圧を切り替えることで異なる電圧の電動工具や電気機器に対応する使い勝手の良い電池パックの実現が望まれている。しかも、特許文献1のような電気機器本体とは別体型の電源装置ではなくて、電気機器に容易に装着できる電池パックで電圧切替式を実現することが望まれていた。
また輸送に関する規制によれば、複数のリチウムイオン電池等を用いた電池パックにおいて、互いに接続されたリチウムイオン電池等の電力容量の合計が所定の値を超える場合に、輸送に際して特別な措置を講ずる必要がある。よって電気機器を輸送する際に、電池パックに収容された複数のリチウムイオン電池等の相互の接続を遮断することのできる電池パック及びそれを用いた電気機器を実現することが望ましい。
本発明は上記背景に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、出力電圧を切り替え可能とした電池パック及びそれを用いた電気機器を提供することにある。
本発明の他の目的は、異なる電圧の電気機器間で共用できるようにした電池パック及びそれを用いた電気機器を提供することにある。
本発明の他の目的は、対応する電気機器に合わせた電圧設定を容易に行うことができるようにし、電圧の設定ミスを効果的に防止できる電池パック及びそれを用いた電気機器を提供することにある。
本発明の他の目的は、電池パックに収容された複数のセルユニットの相互の接続を遮断することのできる電池パック及びそれを用いた電気機器を提供することにある。
本願において開示される発明のうち包括的な発明を説明すれば次のとおりである。
1つ目の包括的な発明は、少なくとも一つのセルを有する複数のセルユニットと、前記複数のセルユニットを収容するハウジングと、正極端子及び負極端子と、前記複数のセルユニットを互いに並列に接続して第1の電圧を出力するか、あるいは互いに直列に接続して第2の電圧を出力するかを切り替える電圧切替要素と、を有する電池パックである。
後述する実施例1から13は、いずれも1つ目の包括的な発明に対応する実施例である。
1つ目の包括的な発明によれば、出力電圧を切り替え可能とした電池パックを提供するという課題を解決することができる。
2つ目の包括的な発明は、1つ目の包括的な発明にかかる前記電池パックにおいて、前記電圧切替要素は、前記電池パックが前記第1の電圧で駆動する低電圧電気機器本体に接続された状態では前記複数のセルユニットを互いに並列に接続し、前記電池パックが前記第2の電圧で駆動する高電圧電気機器本体に接続された状態では前記複数のセルユニットを互いに直列に接続するよう構成された電池パックである。
後述する実施例1から13は、いずれも2つ目の包括的な発明に対応する実施例である。
2つ目の包括的な発明によれば、異なる電圧の電気機器間で共用できるようにした電池パック及びそれを用いた電気機器を提供するという課題を解決することができる。
3つ目の包括的な発明は、2つ目の包括的な発明にかかる前記電池パックにおいて、前記電圧切替要素は、前記複数のセルユニットが互いに直列に接続された状態を維持したままでは前記電池パックを前記低電圧電気機器本体に接続できないよう構成されるか、又は、前記複数のセルユニットが互いに並列に接続された状態を維持したままでは前記電池パックを前記高電圧電気機器本体に接続できないよう構成された電池パックである。
後述する実施例1から13は、いずれも3つ目の包括的な発明に対応する実施例である。
3つ目の包括的な発明によれば、対応する電気機器に合わせた電圧設定を容易に行うことができるようにし、電圧の設定ミスを効果的に防止できる電池パック及びそれを用いた電気機器を提供するという課題を解決することができる。
4つ目の包括的な発明は、少なくとも一つのセルを有する複数のセルユニットと、前記複数のセルユニットを収容するハウジングであって、電気機器本体に対して前後方向に移動させて装着できるよう構成されたハウジングと、前記複数のセルユニットを構成する一つのセルユニットの正極に接続された正極端子と、前記複数のセルユニットを構成する他の一つのセルユニットの負極に接続された負極端子であって、前記正極端子に対して左右方向に離れて配置された負極端子と、前記複数のセルユニットのそれぞれに接続された複数の切替端子と、を備えた電池パックにおいて、前記電池パックが前記電気機器本体に接続されない場合は、前記複数の切替端子は互いに短絡せず、前記複数のセルユニットは互いに遮断された状態が維持され、前記電池パックが前記電気機器本体に接続された場合は、前記電気機器本体が有する接続素子によって前記複数の切替端子が互いに短絡し、前記複数のセルユニットが互いに接続されるよう構成された電池パックである。
後述する実施例2と実施例5から13が、4つ目の包括的な発明に対応する実施例である。
4つ目の包括的な発明によれば、電池パックに収容された複数のセルユニットの相互の接続を遮断することのできる電池パックを提供するという課題を解決することができる。
以上で述べた包括的な発明に、以下に述べるような一つ又は複数のより具体的な発明を任意に組み合わせることもできる。あるいは、これら包括的な発明に、後述する実施例が備える一つ又は複数の具体的な構成を任意に組み合わせることもできる。このような組み合わせによって成り立つ発明は、以上で述べた課題のうち、少なくともいずれかの課題を解決することができる。また以下に述べる発明は、以上で述べた包括的な発明から独立した発明として考えることもできる。その場合、以下に述べる発明は、以上で述べた課題とは異なる課題を解決する場合がある。
第1の発明は、
所定の電圧で動作する高電圧の電気機器本体と、前記電気機器本体に接続可能な電池パックと、を有する電気機器であって、
前記電池パックは、少なくとも一つのセルを有する複数のセルユニットと、前記複数のセルユニットの正極からそれぞれ延びる複数の正極端子を隣接するよう配置して構成された正極端子群と、前記複数のセルユニットの負極からそれぞれ延びる複数の負極端子を隣接するよう配置して構成された負極端子群と、前記複数のセルユニット、正極端子群及び負極端子群を収容するハウジングと、を有し、
前記高電圧の電気機器本体は、前記複数の正極端子のうち一の正極端子と接続可能な高電圧用の正極入力端子と、前記複数の負極端子のうち一の負極端子と接続可能な高電圧用の負極入力端子と、前記複数の正極端子のうち他の正極端子と前記複数の負極端子のうち他の負極端子との両方に接続可能な短絡子とを有し、
前記電池パックが前記高電圧の電気機器本体に接続されたときに、前記一の正極端子が前記高電圧用の正極入力端子と篏合し、前記一の負極端子が前記高電圧用の負極入力端子と篏合し、前記他の正極端子及び前記他の負極端子が前記短絡子を介して電気的に接続され、前記複数のセルユニットが互いに直列に接続され、
前記電池パックが前記高電圧の電気機器本体に接続されないときに、前記複数のセルユニットが互いに遮断されるよう構成したことを特徴とする電気機器である。
例えば、後述する実施例5、6,13は、いずれも第1の発明に対応する実施例である。
第1の発明によれば、電池パックに収容された複数のセルユニットの相互の接続を遮断することのできる電池パックを提供するという課題を解決することができる。さらに第1の発明によれば、コンパクトな電池パックとその電池パックを備えた電気機器を提供することができるという効果を奏する。
第2の発明は、
前記電池パックは、情報又は信号を入力または出力する信号端子を有し、
前記信号端子を、前記正極端子群と前記負極端子群の間の位置に配置したことを特徴とする電気機器である。
例えば、後述する実施例5,6,13は、いずれも第2の発明に対応する実施例である。
第2の発明によれば、コンパクトな電池パックとその電池パックを備えた電気機器を提供することができるという効果を奏する。また意図せぬ端子の短絡を防止した電池パック及びその電池パックを備えた電気機器を提供することができるという効果を奏する。
第3の発明は、
前記電池パックのハウジングは、前記正極端子群と対応する位置に設けられた第1スロットと、前記負極端子群と対応する位置に設けられた第2スロットとを有し、
前記電池パックが前記高電圧の電気機器本体に接続されたときに、前記高電圧用の正極入力端子が前記第1のスロットに挿入されて前記一の正極端子と篏合し、前記高電圧用の負極入力端子が前記第2のスロットに挿入されて前記一の負極端子と篏合するよう構成したことを特徴とする電気機器である。
例えば、後述する実施例5、6,13は、いずれも第3の発明に対応する実施例である。
第3の発明によれば、コンパクトな電池パックとその電池パックを備えた電気機器を提供することができるという効果を奏する。また意図せぬ端子の短絡を防止した電池パック及びその電池パックを備えた電気機器を提供することができるという効果を奏する。
第4の発明は、
前記正極端子群は前記複数のセルユニットよりも上方の位置に配置され、
前記正極端子群を構成する一の正極端子は、前記複数のセルユニットを構成する一のセルユニットが有する一の電池セルに対して、一の接続部材を介して接続され、
前記正極端子群を構成する他の正極端子は、前記複数のセルユニットを構成する他のセルユニットが有する他の電池セルに対して、他の接続部材を介して接続され、
前記他の正極端子を前記一の正極端子よりも上方又は後方の位置に配置するとともに前記他の電池セルを前記一の電池セルよりも後方の位置に配置するか、あるいは、前記他の正極端子を前記一の正極端子よりも下方又は前方の位置に配置するとともに前記他の電池セルを前記一の電池セルよりも前方の位置に配置したことを特徴とする電気機器である。
例えば、後述する実施例8は、第4の発明に対応する実施例である。
第4の発明によれば、コンパクトな電池パックとその電池パックを備えた電気機器を提供することができるという効果を奏する。
第5の発明は、
前記電池パックは、前記正極端子群及び負極端子群が接続された回路基板を有し、
前記一の接続部材は、前記回路基板に設けられた一の配線パターンを有し、前記他の接続部材は、前記回路基板に設けられた他の配線パターンを有し、前記他の配線パターンを前記一の配線パターンよりも後方に配置するか、あるいは、前記他の配線パターンを前記一の配線パターンよりも前方に配置したことを特徴とする電気機器である。
例えば、後述の実施例8が、第5の発明に対応する実施例である。
第5の発明によれば、コンパクトな電池パックとその電池パックを備えた電気機器を提供することができるという効果を奏する。
第6の発明は、
前記電池パック又は前記高電圧の電気機器本体は、前記電池パックが前記高電圧の電気機器本体に接続された状態で、前記正極端子群を構成する一の正極端子と他の正極端子との間に延びる絶縁性の部材で構成された端子間絶縁部材を有することを特徴とする電気機器である。
例えば、後述する実施例6,8が、第6の発明に対応する実施例である。
第6の発明によれば、意図せぬ端子の短絡を防止した電池パック及びその電池パックを備えた電気機器を提供することができるという効果を奏する。
第7の発明は、
前記低電圧の電気機器本体は、前記正極端子群を構成する前記複数の正極端子と接続可能な低電圧用の正極入力端子と、前記負極端子群を構成する前記複数の負極端子と接続可能な低電圧用の負極入力端子とを有し、
前記電池パックが前記低電圧の電気機器本体に接続されたときに、前記複数の正極端子が前記低電圧用の正極入力端子と篏合し、前記複数の負極端子が前記低電圧用の負極入力端子と篏合し、前記複数のセルユニットが互いに並列に接続されるよう構成したことを特徴とする電気機器システムである。
例えば、後述する実施例5、6,13が、第7の発明に対応する実施例である。
第7の発明によれば、出力電圧を切り替え可能とした電池パックを提供するという課題を解決することができる。また異なる電圧の電気機器間で共用できるようにした電池パック及びそれを用いた電気機器を提供するという課題を解決することができる。また対応する電気機器に合わせた電圧設定を容易に行うことができるようにし、電圧の設定ミスを効果的に防止できる電池パック及びそれを用いた電気機器を提供するという課題を解決することができる。
第8の発明は、
前記端子間絶縁部材は、前記電池パックが前記低電圧の電気機器本体に接続された状態で、前記正極端子群を構成する前記複数の正極端子が前記低電圧用の正極入力端子と篏合することを許容するよう構成されたことを特徴とする電気機器である。
例えば、後述する実施例6,8が、第8の発明に対応する実施例である。
第8の発明によれば、意図せぬ端子の短絡を防止した電池パック及びその電池パックを備えた電気機器を提供することができるという効果を奏する。
第9の発明は、
所定の電圧で動作する低電圧の電気機器本体と、前記所定の電圧よりも高い電圧で動作する高電圧の電気機器本体と、前記低電圧及び高電圧の電気機器本体に接続可能な電池パックと、を有する電気機器システムであって、
前記電池パックは、少なくとも一つのセルを有する複数のセルユニットと、前記複数のセルユニットに接続された複数の切替端子を互いに隣接するように配置して構成された第1の切替端子群と、前記複数のセルユニット及び第1の切替端子群を収容するハウジングと、を有し、
前記低電圧の電気機器本体は、前記第1の切替端子群と篏合可能な第1の低電圧用の切替素子を有し、
前記高電圧の電気機器本体は、前記第1の切替端子群と篏合可能な第1の高電圧用の切替素子であって、前記第1の低電圧用の切替素子とは異なる構造で構成された第1の高電圧用の切替素子を有し、
前記低電圧の電気機器本体が前記電池パックに接続されたときには、前記第1の低電圧用の切替素子が前記第1の切替端子群と篏合し、前記複数のセルユニットが互いに並列に接続され、
前記高電圧の電気機器本体が前記電池パックに接続されたときには、前記第1の高電圧用の切替素子が前記第1の切替端子群と篏合し、前記複数のセルユニットが互いに直列に接続されるよう構成したことを特徴とする電気機器システムである。
例えば、後述する実施例5,6,13が、第9の発明に対応する実施例である。
第9の発明によれば、出力電圧を切り替え可能とした電池パックを提供するという課題を解決することができる。また異なる電圧の電気機器間で共用できるようにした電池パック及びそれを用いた電気機器を提供するという課題を解決することができる。また対応する電気機器に合わせた電圧設定を容易に行うことができるようにし、電圧の設定ミスを効果的に防止できる電池パック及びそれを用いた電気機器を提供するという課題を解決することができる。
第10の発明は、
前記電池パックは、前記第1の切替端子群とは別に、前記複数のセルユニットに接続された複数の切替端子を隣接するよう配置して構成された第2の切替端子群を有し、
前記低電圧の電気機器本体は、前記第2の切替端子群と篏合可能な第2の低電圧用の切替素子を有し、
前記高電圧の電気機器本体は、前記第2の切替端子群と篏合可能な第2の高電圧用の切替素子であって、前記第2の低電圧用の切替素子とは異なる構造で構成された第2の高電圧用の切替素子を有し、
前記電池パックが前記低電圧の電気機器本体に接続されたときには、前記第1の切替端子群と前記第1の低電圧用の切替素子が篏合し、前記第2の切替端子群と前記第2の低電圧用の切替素子が篏合し、前記複数のセルユニットが互いに並列に接続され、
前記電池パックが前記高電圧の電気機器本体に接続されたときには、前記第1の切替端子群と前記第1の高電圧用の切替素子が篏合し、前記第2の切替端子群と前記第2の高電圧用の切替素子が篏合し、前記複数のセルユニットが互いに直列に接続されるよう構成したことを特徴とする電気機器システムである。
例えば、後述する実施例5、6,13が、第10の発明に対応する実施例である。
第10の発明によれば、出力電圧を切り替え可能とした電池パックを提供するという課題を解決することができる。また異なる電圧の電気機器間で共用できるようにした電池パック及びそれを用いた電気機器を提供するという課題を解決することができる。また対応する電気機器に合わせた電圧設定を容易に行うことができるようにし、電圧の設定ミスを効果的に防止できる電池パック及びそれを用いた電気機器を提供するという課題を解決することができる。
第11の発明は、
前記電池パックが前記低電圧又は高電圧の電気機器本体に接続されていないときには、前記複数のセルユニットが互いに接続されないよう構成したことを特徴とする電気機器システムである。
例えば、後述する実施例5,6,13が、第11の発明に対応する実施例である。
第11の発明によれば、電池パックに収容された複数のセルユニットの相互の接続を遮断することのできる電池パックを提供するという課題を解決することができる。
第12の発明は、
前記低電圧の電気機器本体が有する前記第1又は第2の低電圧用の切替素子は、前記第1の切替端子群を構成する前記複数の切替端子を互いに接続して同じ電位となるよう構成され、
前記高電圧の電気機器本体が有する前記第1又は第2の高電圧用の切替素子は、前記第1の切替端子群を構成する前記複数の切替素子を互いに分離して異なる電位となるよう構成されることを特徴とする電気機器システムである。
例えば、後述する実施例5,6,13が、第12の発明に対応する実施例である。
第13の発明は、
前記第1の切替端子群は、前記複数のセルユニットの正極からそれぞれ延びる複数の正極端子を隣接するよう配置して構成された正極端子群として構成され、前記第2の切替端子群は、前記複数のセルユニットの負極からそれぞれ延びる複数の負極端子を隣接するよう配置して構成された負極端子群として構成され、
前記第1の低電圧用の切替素子は、前記正極端子群を構成する複数の正極端子を互いに接続可能に構成され、前記第2の低電圧用の切替素子は、前記負極端子群を構成する複数の負極端子を互いに接続可能に構成され、
前記第1の高電圧用の切替素子は、前記複数の正極端子のうち一の正極端子に篏合可能な正極入力端子と、他の正極端子に篏合可能な第1の短絡子とを有し、前記第2の高電圧用の切替素子は、前記複数の負極端子のうち一の負極端子に篏合可能な負極入力端子と、他の負極端子に篏合可能な第2の短絡子とを有し、前記第1及び第2の短絡子は互いに接続されており、
前記電池パックが前記低電圧の電気機器本体に接続されたときには、前記正極端子群と前記第1の低電圧用の切替素子が篏合して、前記複数の正極端子が互いに接続され、前記負極端子群と前記第2の低電圧用の切替素子が篏合して、前記複数の負極端子が互いに接続され、前記複数のセルユニットが互いに並列に接続され、
前記電池パックが前記高電圧の電気機器本体に接続されたときには、前記一の正極端子と前記正極入力端子が篏合し、前記他の正極端子と前記第1の短絡子が篏合し、前記一の負極端子と前記負極入力端子が篏合し、前記他の負極端子と前記第2の短絡子が篏合し、前記複数のセルユニットが互いに直列に接続されるよう構成したことを特徴とする電気機器システムである。
例えば、後述の実施例6,8~13が、第13の発明に対応する実施例である。
第14の発明は、
前記電池パックのハウジングは、前記第1の切替端子群を構成する複数の切替端子と対応する位置に設けられた1つの第1スロットを有し、
前記第1スロットは、前記第1の低電圧用の切替素子と前記第1の高電圧用の切替素子が前記第1スロットに挿入されて前記第1の切替端子群と篏合することを許容するよう構成されたことを特徴とする電気機器システムである。
例えば、後述の実施例6,8~13が、第14の発明に対応する実施例である。
第14の発明によれば、コンパクトな電池パックと、その電池パックを備えた電気機器システムを提供できるという効果を奏する。
第15の発明は、
前記第1の切替端子群を構成する一の切替端子は、前記複数のセルユニットを構成する一のセルユニットが有する一の電池セルに対して、一の接続部材を介して接続され、
前記第1の切替端子群を構成する他の切替端子は、前記複数のセルユニットを構成する他のセルユニットが有する他の電池セルに対して、他の接続部材を介して接続され、
前記他の切替端子を前記一の切替端子よりも上方又は後方の位置に配置するとともに前記他の電池セルを前記一の電池セルよりも後方の位置に配置するか、あるいは、前記他の切替端子を前記一の切替端子よりも下方又は前方の位置に配置するとともに前記他の電池セルを前記一の電池セルよりも前方の位置に配置したことを特徴とする電気機器システムである。
例えば、後述の実施例8が、第15の発明に対応する実施例である。
第15の発明によれば、コンパクトな電池パックと、その電池パックを備えた電気機器システムを提供できるという効果を奏する。
第16の発明は、
前記電池パックは、前記第1の切替端子群が接続された回路基板を有し、
前記一の接続部材は、前記回路基板に設けられた一の配線パターンを有し、前記他の接続部材は、前記回路基板に設けられた他の配線パターンを有し、前記他の配線パターンを前記一の配線パターンよりも後方に配置するか、あるいは、前記他の配線パターンを前記一の配線パターンよりも前方に配置したことを特徴とする電気機器である。
例えば、後述の実施例8が、第16の発明に対応する実施例である。
第16の発明によれば、コンパクトな電池パックと、その電池パックを備えた電気機器システムを提供できるという効果を奏する。
第17の発明は、
前記電池パック、前記低電圧の電気機器本体、又は前記高電圧の電気機器本体の少なくともいずれかは、前記電池パックが前記高電圧の電気機器本体に接続された状態で、前記正極端子群を構成する一の正極端子と他の正極端子との間に延びる絶縁性の部材で構成された端子間絶縁部材を有することを特徴とする電気機器システムである。
例えば、後述の実施例6,8が、第17の発明に対応する実施例である。
第17の発明によれば、意図せぬ端子の短絡を防止した電池パックと、その電池パックを備えた電気機器システムを提供することができる。
第18の発明は、
前記端子間絶縁部材は、前記電池パックが前記低電圧又は高電圧の電気機器本体に接続された状態で、前記第1の切替端子群が前記第1の低電圧用又は高電圧用の切替素子と篏合することを許容するよう構成されたことを特徴とする電気機器である。
例えば、後述の実施例6,8が、第18の発明に対応する実施例である。
第19の発明は、
複数のセルユニットを備え、前記複数のセルユニットの接続状態を切替可能な電池パックであって、
各セルユニットの正極又は負極に接続された切替端子群を共通のスロット内に隣接配置し、電気機器本体の端子が前記スロット内に挿入され、前記電気機器本体の端子によって前記切替端子群が短絡されることで前記複数のセルユニットの接続状態を切り替え可能としたことを特徴とする電池パックである。
例えば、後述の実施例2,4,5,6,8~13が、第19の発明に対応する実施例である。
第19の発明によれば、コンパクトな電池パックと、その電池パックを備えた電気機器システムを提供できるという効果を奏する。
第20の発明は、
前記電気機器本体は、前記複数のセルユニットを互いに直列に接続する短絡子を有し、
前記電池パックが高電圧の前記電気機器本体に接続されたときには、前記切替端子群を構成する複数の端子のうち少なくともいずれか一つの端子が前記短絡子に接続されて、前記複数のセルユニットが互いに直列に接続され、
前記電池パックが高電圧の前記電気機器本体に接続されていないときには、前記切替端子群を構成する複数の端子のうちいずれの端子も前記短絡子に接続されず、前記複数のセルユニットが互いに遮断されるように構成したことを特徴とする電気機器である。
例えば、後述の実施例2,5,6,8~13が、第20の発明に対応する実施例である。
第20の発明によれば、出力電圧を切り替え可能とした電池パックを提供するという課題を解決することができる。また電池パックに収容された複数のセルユニットの相互の接続を遮断することのできる電池パックを提供するという課題を解決することができる。
第21の発明は、
前記電気機器本体は、前記複数のセルユニットを互いに並列に接続する入力端子を有し、
前記電池パックが低電圧の前記電気機器本体に接続されたときには、前記切替端子群を構成する複数の端子のうち少なくとも二つの端子が前記入力端子に接続されて、前記複数のセルユニットが互いに並列に接続され、
前記電池パックが低電圧の前記電気機器本体に接続されていないときには、前記切替端子群を構成する複数の端子のうちいずれの端子も前記入力端子に接続されず、前記複数のセルユニットが互いに遮断されるように構成したことを特徴とする電気機器である。
例えば、後述の実施例実施例2,5,6,8~13が、第21の発明に対応する実施例である。
第21の発明によれば、出力電圧を切り替え可能とした電池パックを提供するという課題を解決することができる。また電池パックに収容された複数のセルユニットの相互の接続を遮断することのできる電池パックを提供するという課題を解決することができる。また異なる電圧の電気機器間で共用できるようにした電池パック及びそれを用いた電気機器を提供するという課題を解決することができる。
第22の発明は、
第19の発明にかかる前記電池パックと、第20の発明にかかる高電圧の前記電気機器本体と、第21の発明にかかる低電圧の前記電気機器本体とを有する電気機器システムである。
例えば、後述の実施例2,5,6,8~13が、第22の発明に対応する実施例である。
第23の発明は、
前記電池パックは、前記電池パックの左右において前後方向に延びる一対のレールと、前記一対のレールの間で左右方向に並ぶ第1及び第2のスロットとを有し、
前記切替端子群は、前記複数のセルユニットを構成する各々のセルユニットの正極に接続された複数の正極端子を前記第1のスロット内に隣接配置して構成される第1の切替端子群と、前記複数のセルユニットを構成する各々のセルユニットの負極に接続された複数の負極端子を前記第2のスロット内に隣接配置して構成される第2の切替端子群とを有することを特徴とする電池パックである。
例えば、後述の実施例2,5,6,8~13が、第23の発明に対応する実施例である。
第23の発明によれば、コンパクトな電池パックを提供できるという効果を奏する。
第24の発明は、
前記電気機器本体は、前記複数のセルユニットを互いに直列に接続する短絡子を有し、
前記電池パックが高電圧の前記電気機器本体に接続されたときには、前記第1の切替端子群を構成する複数の正極端子のうち少なくともいずれか一つの正極端子が前記短絡子に接続されるとともに、前記第2の切替端子群を構成する複数の負極端子のうち少なくともいずれか一つの負極端子が前記短絡子に接続され、前記複数のセルユニットが互いに直列に接続され、
前記電池パックが高電圧の前記電気機器本体に接続されていないときには、前記第1及び第2の切替端子群を構成する複数の端子のうちいずれの端子も前記短絡子に接続されず、前記複数のセルユニットが互いに遮断されるように構成したことを特徴とする電気機器である。
例えば、後述の実施例2,5,6,8~13が、第24の発明に対応する実施例である。
第25の発明は、
前記電気機器本体は、前記複数のセルユニットを互いに並列に接続する正極入力端子及び負極入力端子を有し、
前記電池パックが低電圧の前記電気機器本体に接続されたときには、前記第1の切替端子群を構成する複数の正極端子のうち少なくとも二つの正極端子が前記正極入力端子に接続されて互いに電気的に短絡するとともに、前記第2の切替端子群を構成する複数の負極端子のうち少なくとも二つの負極端子が前記負極入力端子に接続されて互いに電気的に短絡し、前記複数のセルユニットが互いに並列に接続され、
前記電池パックが低電圧の前記電気機器本体に接続されていないときには、前記第1及び第2の切替端子群を構成する複数の端子のうちいずれの端子も前記正極入力端子及び負極入力端子に接続されず、前記複数のセルユニットが互いに遮断されるように構成したことを特徴とする電気機器である。
例えば、後述の実施例2,5,6,8~13が、第25の発明に対応する実施例である。
第26の発明は、
第23の発明にかかる前記電池パックと、第6の発明にかかる高電圧の前記電気機器本体と、第7の発明にかかる低電圧の前記電気機器本体とを有する電気機器システムである。
例えば、後述の実施例2,5,6,8~13が、第26の発明に対応する実施例である。
第27の発明は、
前記第1の切替端子群を構成する複数の正極端子は前記第1のスロット内において左右方向と略直交する方向に並ぶよう配置されるとともに、前記第2の切替端子群を構成する複数の負極端子は前記第2のスロット内において左右方向と略直交する方向に並ぶよう配置されることを特徴とする電池パックである。
例えば、後述の実施例2,5,6,8~13が、第27の発明に対応する実施例である。
第27の発明によれば、コンパクトな電池パックを提供できるという効果を奏する。
第28の発明は、
前記電気機器本体は、前記複数のセルユニットを互いに直列に接続する短絡子を有し、
前記短絡子は、左右方向と略直交する方向に延びる第1及び第2の端子部と、第1の端子部と第2の端子部を接続する接続部とを有し、
前記電池パックが高電圧の前記電気機器本体に接続されたときには、前記第1の切替端子群を構成する複数の正極端子のうち少なくともいずれか一つの正極端子が前記短絡子の第1の端子部に接続されるとともに、前記第2の切替端子群を構成する複数の負極端子のうち少なくともいずれか一つの負極端子が前記短絡子の第2の端子部に接続され、前記複数のセルユニットが互いに直列に接続され、
前記電池パックが高電圧の前記電気機器本体に接続されていないときには、前記第1及び第2の切替端子群を構成する複数の端子のうちいずれの端子も前記短絡子に接続されず、前記複数のセルユニットが互いに遮断されるように構成したことを特徴とする電気機器である。
例えば、後述の実施例6,8~13が、第28の発明に対応する実施例である。
第29の発明は、
前記電気機器本体は、前記複数のセルユニットを互いに並列に接続する正極入力端子及び負極入力端子を有し、
前記正極入力端子及び負極入力端子は、左右方向と略直交する方向に延びるよう構成され、
前記電池パックが低電圧の前記電気機器本体に接続されたときには、前記第1の切替端子群を構成する複数の正極端子のうち少なくとも二つの正極端子が前記正極入力端子に接続されて互いに電気的に短絡するとともに、前記第2の切替端子群を構成する複数の負極端子のうち少なくとも二つの負極端子が前記負極入力端子に接続されて互いに電気的に短絡し、前記複数のセルユニットが互いに並列に接続され、
前記電池パックが低電圧の前記電気機器本体に接続されていないときには、前記第1及び第2の切替端子群を構成する複数の端子のうちいずれの端子も前記正極入力端子及び負極入力端子に接続されず、前記複数のセルユニットが互いに遮断されるように構成したことを特徴とする電気機器である。
例えば、後述の実施例6,8~13が、第29の発明に対応する実施例である。
第30の発明は、
第27の発明にかかる前記電池パックと、第28の発明にかかる高電圧の前記電気機器本体と、第29の発明にかかる低電圧の前記電気機器本体とを有する電気機器システムである。
例えば、後述の実施例6,8~13が、第30の発明に対応する実施例である。
第31の発明は、
前記正極に接続された前記切替端子群は電気的に独立した上側端子と下側端子であり、
前記負極に接続された前記切替端子群は電気的に独立した上側端子と下側端子であり、
前記正極の前記上側端子と前記負極の前記下側端子が第1のセルユニットに接続され、
前記正極の前記下側端子の前記負極の前記上側端子が第2のセルユニットに接続されることを特徴とする電池パックである。
例えば、後述の実施例5,6,13が、第31の発明に対応する実施例である。
第32の発明は、
前記切替端子群を構成する複数の端子の間に絶縁性の仕切り壁を設け、前記仕切り壁は、前記電気機器本体の端子が前記切替端子群と接続することを許容するよう構成したことを特徴とする電池パックである。
例えば、後述の実施例8が、第32発明に対応する実施例である。
第33の発明は、
前記切替端子群を構成する一の端子は、前記複数のセルユニットよりも上方の位置に配置されるとともに、前記複数のセルユニットを構成する一のセルユニットが有する一の電池セルに接続され、
前記切替端子群を構成する他の切替端子は、前記複数のセルユニットよりも上方の位置に配置されるとともに、前記複数のセルユニットを構成する他のセルユニットが有する他の電池セルに接続され、
前記他の切替端子を前記一の切替端子よりも上方又は後方の位置に配置するとともに、前記他の電池セルを前記一の電池セルよりも後方の位置に配置したことを特徴とする電気機器システムである。
例えば、後述の実施例8が、第33発明に対応する実施例である。
さらに本願に開示された、他の発明の特徴を説明すると以下の通りである。これら発明の特徴に後述の実施例が備える一つ又は複数の具体的な構成を任意に組み合わせて発明を構成することもできる。
本発明の一つの特徴によれば、複数のセルユニットの接続状態を切替可能な電池パックであって、各セルユニットの正極又は負極に接続された切替端子群を共通のスロット内に隣接配置し、電気機器本体の端子がスロット内に挿入され、電気機器本体の端子によって切替端子群が短絡されることで複数のセルユニットの接続状態を切り替え可能とした。この構成は、例えば実施例2、4~6、8、11、13が対応する。また、電気機器本体は、複数のセルユニットを互いに直列に接続する短絡子を有し、電池パックが高電圧の電気機器本体に接続されたときには、切替端子群を構成する複数の端子のうち少なくともいずれか一つの端子が短絡子に接続されて、複数のセルユニットが互いに直列に接続される。ここで短絡子とは、電気機器本体側に設けられるもので、実施例2の接続素子、実施例4の直並列切替素子683、実施例5の導通端子734、実施例6のショートバー1059、実施例7のショートバー1062、実施例13のショートバー2859等が該当する。電池パックが高電圧の電気機器本体に接続されていないときには、切替端子群を構成する複数の端子のうちいずれの端子も短絡子によって接続されず、複数のセルユニットが互いに遮断される。さらに、電気機器本体は、複数のセルユニットを互いに並列に接続する入力端子を有し、電池パックが低電圧の電気機器本体に接続されたときには、切替端子群を構成する複数の端子(例えば、実施例5の正極端子712、713と負極端子715、716;実施例6の正極端子1162、1172と負極側端子1167、1177)のうち少なくとも二つの端子が入力端子に接続されて、複数のセルユニットが互いに並列に接続される。電池パックが低電圧の電気機器本体に接続されていないときには、切替端子群を構成する複数の端子のうちいずれの端子も入力端子に接続されず、複数のセルユニットが互いに遮断される。このような電池パックと、高電圧の電気機器本体と、低電圧の電気機器本体とによって電気機器システムが構成される。
本発明の他の特徴によれば、電池パックは、電池パックの左右において前後方向に延びる一対のレールと、一対のレールの間で左右方向に並ぶ第1及び第2のスロットとを有し、切替端子群は、複数のセルユニットを構成する各々のセルユニットの正極に接続された複数の正極端子を第1のスロット内に隣接配置して構成される第1の切替端子群と、複数のセルユニットを構成する各々のセルユニットの負極に接続された複数の負極端子を第2のスロット内に隣接配置して構成される第2の切替端子群とを有する。第1の切替端子群を構成する複数の正極端子は第1のスロット内において左右方向と略直交する方向に並ぶよう配置されるとともに、第2の切替端子群を構成する複数の負極端子は第2のスロット内において左右方向と略直交する方向に並ぶよう配置される。この構成は、例えば実施例2、5、6、11、13が対応する。正極に接続された切替端子群は、電気的に独立した上側端子と下側端子であり、負極に接続された切替端子群は、電気的に独立した上側端子と下側端子であり、正極の上側端子と負極の下側端子が第1のセルユニットに接続され、正極の下側端子の負極の上側端子が第2のセルユニットに接続される。
本発明の他の特徴によれば、複数のセルユニットを備え、複数のセルユニットの接続状態を切替可能な電池パックであって、各セルユニットの正極又は負極に接続された切替端子群を共通のスロット内に隣接配置し、電気機器本体の端子がスロット内に挿入され、電気機器本体の端子によって切替端子群が短絡されることで複数のセルユニットの接続状態を切り替え可能とした。切替端子群は、各セルユニットの正極に接続された端子を隣接配置した正極側並列端子群と、各セルユニットの負極に接続された端子を隣接配置した負極側並列端子群を有し、スロットは、正極側並列端子群が配置される正極側スロットと、負極側並列端子群が配置される負極側スロットと、を有し、電気機器本体の端子が正極側スロットと負極側スロットのそれぞれに挿入され、電気機器本体の端子によって正極側並列端子群及び負極側並列端子群がそれぞれ短絡されると複数のセルユニットが並列接続されるようにした。この構成は、例えば実施例1~6、8、13が対応する。
本発明の他の特徴によれば、電池パックの切替端子群は、一のセルユニットの正極に接続された端子と他のセルユニットの負極に接続された端子を直列接続用スロット内に隣接配置した直列接続端子群を有し、電気機器本体の端子が直列接続用スロットに挿入され、電気機器本体の端子によって直列接続端子群が短絡されると複数のセルユニットが直列接続される。切替端子群は電気機器本体への装着方向に並ぶように配置される。この構成は、例えば実施例2、4、13が対応する。電気機器本体の正極電源入力端子及び負極電源入力端子が正極側端子群及び負極側並列端子群にそれぞれ接続されると正極側端子群及び負極側並列端子群が短絡する。さらに、電気機器本体の正極電源入力端子及び負極電源入力端子とは別に設けられた直列接続端子が直列端子群に接続される。
本発明のさらに他の特徴によれば、電池パックの正極端子対と負極端子対は上下方向に並べて配置され、第1の電圧で駆動する電気機器本体の正極受電端子及び負極受電端子は、正極端子対と負極端子対の双方にそれぞれ接触するような幅の端子板とし、第2の電圧で駆動する電気機器本体の正極受電端子は、正極端子対の上側又は下側だけに接触するように幅を狭くし、負極受電端子は負極端子対の上側又は下側だけに接触するように幅を狭くし、接触されなかった下側又は上側の端子がそれぞれ直列接続用端子対に配線されるようにした。この構成は、例えば実施例5~8、10~12が対応する。また、電池パックの正極端子対及び負極端子対は電気機器本体への電池パックの接続方向の手前側と奥側に並べて配置され、第1の電圧で駆動する電気機器本体には、正極受電端子が正極端子対の双方に接触するような長さとし、第2の電圧で駆動する電気機器本体には、正極受電端子が正極端子対の手前側だけに接触するように短くし、負極受電端子が負極端子対の手前側だけに接触するように短くし、接触されなかった奥側の端子がそれぞれ直列接続用端子対に配線しても良い。この際、直列接続用端子対は、一方が電気機器本体への電池パックの接続方向の手前側に配置され、他方が奥側に離れるように配置される。または直列接続用端子対は、一方が電気機器本体への電池パックの接続方向に交差する一方側であり、他方が他方側にあり、それぞれが離れて配置される。
本発明のさらに他の特徴によれば、複数のセルユニットを備え、複数のセルユニットを並列接続した状態と直列接続した状態とで切替可能とし、各セルユニットの正極又は負極に接続された切替端子群を隣接配置し、電気機器本体の端子が切替端子群に接続される状態に応じて並列接続と直列接続とを切り替え可能とした。ここで切替端子群とは、例えば実施例2の直列端子群と並列端子群が相当し、実施例4の並列端子群や直列端子群が相当し、実施例5の正極端子群や負極端子群が相当し、実施例5、8、13の正極端子群と負極端子群が相当する。
本発明の一つの特徴によれば、複数本の電池セルが直列接続されて構成される2つのセルユニットと、電動工具本体側の取付け部に形成された機器側端子に接続される複数の接続端子を有する電池パックであって、接続端子は電力端子と信号端子を有し、電力端子は電気的に独立した上側端子と下側端子を有するように構成した。電池パックが低電圧電動工具本体に装着された際は、上側端子と下側端子が低電圧電動工具本体の電力端子に共通して接続され、電池パックが高電圧電動工具本体に装着された際は、上側端子と下側端子の一方のみが高電圧電動工具本体の電力端子に接続され、電力端子に接続されない他方の端子間は電動工具本体側に設けられた短絡手段により短絡される。この構成は、例えば実施例6、8が主に対応する。
電力端子の上側端子の正極と下側端子の負極は第1セルユニットに接続され、電力端子の下側端子の正極と下側端子の負極は第2セルユニットに接続され、電力端子には機器側端子を挟むようにして嵌合させる嵌合部が上下に並んで配置される。上側端子の嵌合部と下側端子の嵌合部は、電池パックの装着方向に見て異なる位置に配置した。また、電力端子の上側端子及び下側端子は、嵌合部が形成される腕部組をそれぞれ有し、上側端子の腕部組と下側端子の腕部組の上下方向の隙間内に介在するように延びるようにして下側端子の両側側面と上側一部を覆い、隣接する接続端子との間を区画する非導電材料からなる基板カバー部材を設けた。基板カバー部材は、隣接する端子と平行に鉛直方向に延びる鉛直壁と、隙間内に介在するように水平方向に延びる水平壁を有する。
本発明の他の特徴によれば、電力端子の上側端子及び下側端子は、嵌合部が形成される2本の腕部をそれぞれ有し、上側端子の腕部は下側端子の腕部よりも長くなるようにし、上側端子の嵌合部が下側端子の嵌合部よりも前方側に配置されるようにした。逆に、上側端子の腕部は下側端子の腕部よりも短くなるようにし、上側端子の嵌合部が下側端子の嵌合部よりも後方側に配置されるようにしても良い。電力端子は、充電用正極端子と放電用正極端子と、負極端子により構成され、電気的に独立した上側端子と下側端子をそれぞれ有する。このうち充電用正極端子と放電用正極端子の上側端子は電気的に接続され、充電用正極端子と放電用正極端子の下側端子が電気的に接続される。信号端子は、同一の基体部に接続される上側腕部と下側腕部を有し、上側腕部と下側腕部はそれぞれ機器側端子と嵌合する嵌合部を有し、上側腕部の嵌合部と下側腕部の嵌合部は、電池パックの装着方向に見て同じ位置に配置される。信号端子の上側腕部と下側腕部の形状は、同一の長さ、幅及び厚さであって、基体部から電池パックの装着方向と平行に延びるように形成される。
本発明のさらに他の特徴によれば、電池パックが装着される電動工具本体には、上側端子と下側端子の一方のみと接続される電力用受電端子と、上側端子と下側端子のうち電力用受電端子と接続されない側を短絡するための短絡子が設けられる。この際、上側端子の嵌合部を下側端子の嵌合部よりも前方側に配置して、板状の電力用受電端子の下辺部分に下側端子との接触を回避するための切り欠き部を設けるようにしても良い。逆に、上側端子の嵌合部を下側端子の嵌合部よりも後方側に配置して、板状の電力用受電端子の上辺部分に上側端子との接触を回避するための切り欠き部を設けるようにしても良い。
本発明のさらに他の特徴によれば、複数本の電池セルの直列接続による第一のセルユニットと第二のセルユニットを有し、電動工具本体側の取付け部に形成された機器側端子に接続される複数の電力端子と信号端子を有する電池パックであって、電力端子は上側端子と下側端子をそれぞれ有し、低電圧の第一の電動工具本体に装着される際には、上側端子と下側端子の両端子が第一の電動工具本体の電源端子に接続され、第二の電動工具本体に装着される際には、上側端子と下側端子のうち一方の端子だけに接続されると共に上側端子と下側端子の他方の端子間を短絡させるように構成した。上側端子は第一又は第二の電動工具本体の端子部を挟持する腕部組をそれぞれ有し、上側端子の腕部組と下側端子の腕部組は上下方向に並んで配置される。このような電池パックを装着する電池パック装着部を設けることにより、電池パックからの電力によりモータを駆動させて作業機器を稼働させる電動工具を実現した。
本発明のさらに他の特徴によれば、電池パックが接続される電気機器であって、電池パックは、複数のセルユニットと、各セルユニットの正極に接続された複数の正極端子を第1のスロット内に隣接配置した正極端子対と、各セルユニットの負極に接続された複数の負極端子を第1のスロットとは別の第2のスロット内に隣接配置した負極端子対とを有し、電気機器本体は、正極端子対の一方の正極端子が接続される正極入力端子と、負極端子対の一方の負極端子が接続される負極入力端子と、正極端子対の他方の正極端子と負極端子対の他方の負極端子とを互いに電気的に接続する短絡子とを有し、電池パックが電気機器本体に接続されると、短絡子を介して各セルユニットが互いに直列に接続されるよう構成した。また、電池パックは、第1及び第2セルユニットと、第1セルユニットに接続される第1の端子と、第2セルユニットに接続されて第1の端子と隣接するよう配置された第2の端子と、第1及び第2の端子と対応する位置に設けられる単一のスロットとを有し、電気機器本体は、単一のスロットに挿入されて第1及び第2の端子のうち第1の端子のみに接続される第3の端子と、単一のスロットに挿入されて第1及び第2の端子のうち第2の端子のみに接続される第4の端子を設けた。電池パックが電気機器本体に接続されると、単一のスロット内で、第1及び第3の端子が互いに接続されてともに第1の電位となり、第2及び第4の端子が互いに接続されてともに第1の電位とは異なる第2の電位となる。
本発明のさらに他の特徴によれば、複数の電池セルが複数個ずつ直列接続されて構成される2つのセルユニットと、電動工具本体側の取付け部に形成された機器側端子に接続される複数の接続端子を有する電池パックであって、接続端子は電力端子と信号端子を有し、電力端子は電気的に独立した上側端子と下側端子を有し、電池パックが低電圧電動工具本体に装着された際は、上側端子と下側端子が低電圧電動工具本体の電力端子に共通して接続され、電池パックが高電圧電動工具本体に装着された際は、上側端子と下側端子の一方のみが高電圧電動工具本体の電力端子に接続され、電力端子に接続されない他方の端子間は高電圧電動工具本体の短絡子によって短絡される。電力端子の上側端子の正極と下側端子の負極は第1のセルユニットに接続され、電力端子の下側端子の正極と上側端子の負極は第2のセルユニットに接続され、電力端子には機器側端子を挟むようにして嵌合させる嵌合部が上下に並んで配置され、下側端子の嵌合部は上側端子の嵌合部よりも、電池パックの装着方向に見て前方側に位置するように配置した。このように、正極端子と負極端子がそれぞれ独立して2組設けられ、一方の組の正極端子と負極端子に第1のセルユニットが接続され、他方の組の正極端子と負極端子に第2のセルユニットが接続される。電池パックが高電圧の電気機器本体に接続された際には、第1のセルユニットと第2のセルユニットが直列接続状態となり、電池パックが低電圧の電気機器本体に接続された際には、第1のセルユニットと第2のセルユニットが並列接続状態となる。
本発明のさらに他の特徴によれば、電池パックと、電池パックが接続される電気機器本体と、を有する電気機器であって、電池パックは、複数のセルユニットと、各セルユニットの正極に接続された複数の正極端子を第1のスロット内に隣接配置した正極端子対と、各セルユニットの負極に接続された複数の負極端子を第1のスロットとは別の第2のスロット内に隣接配置した負極端子対とを有し、電気機器本体は、正極端子対の一方の正極端子が接続される正極入力端子と、負極端子対の一方の負極端子が接続される負極入力端子と、正極端子対の他方の正極端子と負極端子対の他方の負極端子とを互いに電気的に接続する短絡子とを有し、電池パックが電気機器本体に接続されると、短絡子を介して各セルユニットが互いに直列に接続されるよう構成した。
本発明のさらに他の特徴によれば、電池パックは、第1及び第2のセルユニットと、第1及び第2のセルユニットにそれぞれ接続されて互いに隣接するよう配置された第1及び第2の端子と、第1及び第2の端子と対応する位置に設けられる単一のスロットと、を有し、機器本体は、単一のスロットに挿入されて第1及び第2の端子のうち第1の端子のみに接続される第3の端子と、単一のスロットに挿入されて第1及び第2の端子のうち第2の端子のみに接続される第4の端子を有する。第2及び第4の端子は第1及び第3の端子に対して上下にずれた位置に配置され、スロットは上下方向に延びるように構成される。また、正極用の第2の端子と、負極用の第2の端子に接続される複数の第4の端子間を短絡する短絡回路を設け、短絡回路に作業者の操作によって接続又は遮断することできるスイッチ手段を設けた。スイッチ手段は、電気機器のトリガレバーの操作と連動してオン又はオフの制御が行われると良い。また、スイッチ手段は、電気機器のトリガレバーのオン操作に時間差を持たせてオンになり、トリガレバーのオフ操作に時間差を持たせてオフになるようにしても良い。さらに、電池パックが電気機器に接続された状態で、トリガレバーを操作するまでは、複数のセルユニットが互いに遮断された状態を保ち、トリガスイッチを操作すると複数のセルユニットが直列に接続される。電気機器本体側には、電気機器全体の動作を制御するマイコンを設け、スイッチ手段は電気機器のマイコンの起動又は停止を行うメインスイッチの機能を果たすようにした。
本発明のさらに他の特徴によれば、複数の電池セルが複数個ずつ直列接続されて構成される2つのセルユニットと、電動工具本体側の取付け部に形成された機器側端子に接続される正極端子及び負極端子と、機器側端子を貫通させる正極端子用のスロットと負極端子用のスロットを有する電池パックであって、正極端子は、同一のスロット内において機器側端子の挿入方向に離間するように並べて配置される前側正極端子と後側正極端子を有し、負極端子は、同一のスロット内において機器側端子の挿入方向に離間するように並べて配置される前側負極端子と後側負極端子を有し、前側正極端子と後側負極端子は第1のセルユニットに接続され、前側負極端子と後側正極端子は第2のセルユニットに接続される。電池パックが低電圧電動工具本体に装着された際は、前側正極端子と後側正極端子、及び、前側負極端子と後側負極端子がそれぞれ低電圧電動工具本体の正極入力端子及び負極入力端子によって短絡されるようにして接続される。電池パックが高電圧電動工具本体に装着された際は、前側正極端子と後側正極端子の一方のみが高電圧電動工具本体の正極入力端子に接続され、前側負極端子と後側負極端子の一方のみが高電圧電動工具本体の正極入力端子に接続され、他方の端子間は短絡される。ここで、前側正極端子と後側正極端子の距離、及び、前側負極端子と後側負極端子の距離は、端子間を短絡する短絡子の電極部分の挿入方向長さよりも大きくした。前側正極端子と前側負極端子は、高電圧電動工具本体の短絡子、又は、低電圧電動工具本体の正極入力端子の一部及び負極入力端子の一部の装着方向への通過を許容させる形状である。例えば、前側正極端子と前側負極端子は断面形状が倒立のΩ状であって、上方に左右方向に広がる開口部を有し、板状の正極入力端子及び負極入力端子の両側を嵌合する。前側正極端子は電動工具本体の正極入力端子の両面側から挟む嵌合部を有し、前側負極端子は電動工具本体の負極入力端子の両面側から挟む嵌合部を有し、それぞれの嵌合部の接触領域の長手方向が機器側端子の挿入方向と平行方向になるようにした。
本発明のさらに他の特徴によれば、前側正極端子は電動工具本体の正極入力端子の両面側から挟む嵌合部を有し、前側負極端子は電動工具本体の負極入力端子の両面側から挟む嵌合部を有し、それぞれの嵌合部の接触領域の長手方向が機器側端子の挿入方向と略直交方向になるようにした。後側正極端子と前側正極端子と後側負極端子と前側正極端子は、共通部品にて形成され、共通部品は回路基板に対して半田付けにより接続される。低電圧の電気機器本体側は、装着時に前側正極端子と後側正極端子に同時に嵌合するような挿入方向に長い正極入力端子と、装着時に前側負極端子と後側負極端子に同時に嵌合するような挿入方向に長い負極入力端子と、を有し、第1のセルユニットと第2のセルユニットの並列接続の電圧にて動作する。高電圧の電気機器本体には、装着時に前側正極端子と後側正極端子のうち一方のみと接続される正極入力端子と、装着時に前側負極端子と後側負極端子のうち一方のみと接続される負極入力端子と、前側正極端子と後側正極端子の他方の端子と、前側負極端子と後側負極端子の他方の端子を短絡させるための短絡子を有し、第1のセルユニットと第2のセルユニットの直列接続の電圧にて動作する。短絡子は、金属製の薄板をコの字状に曲げて形成されたショートバーであって、水平方向に延びる接続部と、鉛直方向に延びて正極端子と負極端子のいずれかと嵌合する端子部を有する。
本発明のさらに他の特徴によれば、複数の電力端子と複数の信号端子を有し、電力端子と信号端子は横方向に隣接配置されるよう構成され、これらの複数の端子の間に絶縁体の仕切りを有する基板カバーを設けた。基板カバーは、横方向に隣接配置される端子の前側に位置する連結部材と、連結部材の後方に接続され連結部材の上面よりも上方に延びるように形成される複数の鉛直壁を有し、電力端子に隣接する複数の鉛直壁は、側面視で電力端子の両側腕部と部分的に重なる位置まで上方に延ばされる。信号端子のみに隣接する鉛直壁は、側面視で電力端子に隣接する鉛直壁と同じ高さか、又は、低く形成される。電力端子は上側腕部組と下側腕部組を有し、電力端子に隣接する鉛直壁の上端は、下側腕部組の上端よりも上方に位置する。電池パックは、複数のセルが複数個ずつ直列接続されて構成される第1及び第2のセルユニットを有し、電力端子は電気的に独立した上側端子と下側端子を有し、上側端子と下側端子の脚部は前後方向に隣接して配置され、電力端子の上側端子の正極と下側端子の負極は第1のセルユニットに接続され、電力端子の下側端子の正極と上側端子の負極は第2のセルユニットに接続され、電力端子に隣接する鉛直壁の後端位置は、下側端子の脚部よりも後方側に位置する。電力端子に隣接する鉛直壁の後端位置は、上側端子の脚部よりも後方側に位置する。
本発明のさらに他の特徴によれば、電池パックの電力端子と信号端子は脚部を有し、回路基板に形成された貫通孔に脚部を貫通させた後に半田付けすることにより固定され、基板カバーの連結部材は複数の脚部よりも前側に位置し、鉛直壁が端子の間に位置する状態として、基板カバーが回路基板に固定される。電力端子の上側端子及び下側端子は嵌合部が形成される腕部組をそれぞれ有し、電力端子に隣接する鉛直壁には、上側端子の腕部組と下側端子の腕部組の上下方向の隙間内に介在するように延びる水平壁が接続される。基板カバー部材は複数の端子間を区画する絶縁材からなる一体成形部品である。
本発明のさらに他の特徴によれば、複数のセルユニットを有する電池パックと、複数のセルユニットを直列に接続するよう構成された複数の直列端子を有する工具本体を備えた電気機器において、複数の直列端子の間にトリガスイッチを接続し、電池パックが工具に接続された状態で、トリガスイッチを操作するまでは、複数のセルユニットが互いに遮断された状態が維持され、トリガスイッチを操作すると複数のセルユニットが直列に接続されるように構成した。
本発明の他の特徴によれば、複数のセルが複数個ずつ直列接続されて構成される2つのセルユニットと、電気機器本体側の取付け部に形成された機器側端子に接続される複数の接続端子を有する電池パックであって、接続端子は電力端子と信号端子を有し、電力端子は電気的に独立した上側端子と下側端子を有し、電力端子は独立した上側端子と下側端子を有する。ここで、上側端子のブリッジ部を前後方向に延ばすと共に、下側端子のブリッジ部を上下方向に延ばし、上側端子の腕部組の長さと下側端子の腕部組の長さを同じように構成した。また、複数のセルが複数個ずつ直列接続されて構成される2つのセルユニットと、電気機器本体側の取付け部に形成された機器側端子に接続される複数の接続端子を有する電池パックであって、接続端子は電力端子と信号端子を有し、電力端子は電気的に独立した上側端子と下側端子を有し、電池パックが低電圧電気機器本体に装着された際は、上側端子と下側端子が低電圧電気機器の電力端子に共通して接続され、電池パックが高電圧電気機器本体に装着された際は、上側端子と下側端子の一方のみが高電圧電気機器の電力端子に接続され、上側端子の腕部組の長さと下側端子の腕部組の長さを同じとした。
本発明の他の特徴によれば、上側端子の腕部組による挟み荷重と、下側端子の腕部組による挟み荷重を同じとした。複数の電力端子と信号端子は、電池パックに含まれる回路基板によって保持されるものであり、電力端子の下側には回路基板に形成された貫通孔に貫通させるための脚部が形成され、脚部の回路基板を貫通させた側で回路基板に接合され、上側端子の脚部と回路基板との接合部を、下側端子の脚部と回路基板との接合部よりも電池パックの装着方向に見て後方側に配置した。また、電力端子の上側端子の正極と下側端子の負極は第1セルユニットに接続され、電力端子の下側端子の正極と下側端子の負極は第2セルユニットに接続され、電池パックが電気機器本体に装着されていない状態においては、上側端子及び下側端子は電気的に独立状態にある。さらに、上側端子の腕部組と下側端子の腕部組は、機器側端子を挟むようにして嵌合させる嵌合部を有し、電気機器本体に装着されていない状態において上側端子の腕部組の嵌合部は非接触状態を保ち、下側端子の腕部組の嵌合部は非接触状態を保つようにした。
本発明のさらに他の特徴によれば、電気機器本体に装着されていない状態での上側端子の腕部の最小間隔d1と、下側端子の腕部の最小間隔d2を、d1≦d2とした。電気機器本体の受電端子は板状であって、上側端子及び下側端子と同時に接する場合に、上側端子と受電端子の嵌合圧力と、下側端子と受電端子の嵌合圧力をほぼ同じにした。ここで、上側端子の腕部組が接続される基体部の形状が、下側端子の腕部を保持する基体部の形状と異なり、上側端子の腕部組の先端位置が、電池パックの装着方向にみて下側端子の腕部組の先端位置と同位置に並ぶようにした。また、上側端子の基体部と腕部組の接続部分が側面視で略L字形であって、内角部分が斜めに補強された接続補強部を有し、下側端子の基体部と腕部組の接続部分が側面視で略L字形であって、外角部分が斜めに切り落とされた切落し部を有するようにした。さらに、複数の端子間を区画する非導電材料からなる基板カバー部材を設けた。
本発明のさらに他の特徴によれば、複数の電力端子と複数の信号端子を有し、電力端子と信号端子は、機器側端子を挟むようにして嵌合させるための上側腕部組と下側腕部組を有し、電力端子の上側腕部組と下側腕部組は、電気的に独立させるために別々の基体部に接続され、2つの別々の基体部は回路基板において離して固定され、信号端子の上側腕部組と下側腕部組は、電気的に同じとするために共通の基体部に接続され、共通の基体部が回路基板に固定される。電力端子の基体部は、側面視で略L形の形状とされ、電力端子の上側腕部組の嵌合圧力と下側腕部組の嵌合圧力が同じになるように構成される。電力端子の上側腕部組と下側腕部組は、対面する内側に向けて凸状に曲げた嵌合部を有し、ぞれぞれの嵌合部の内面の曲率半径R1は等しくなるようにした。
本発明のさらに他の特徴によれば、電池セルと、装着相手機器の機器側端子と接続される複数の接続端子と、電池セル及び接続端子を収容するものであって装着相手機器に対して取り付け及び取り外しを可能とする装着部が形成されたハウジングを有する電池パックにおいて、接続端子はバネ性を有する腕部を有し、腕部の一部には機器側端子に接触させる接続部が形成され、接続部は機器側端子に対して線状の接触部又は細長い面状の接触領域にて接触するための凸状の形状であって、接続部の接触部又は接触領域の長手方向が、機器側端子の面上において機器側端子の装着方向に対して斜めになるように配置した。接続端子は、金属板をU字状に曲げて形成される基体部を有し、基体部の一方側側面と他方側側面のそれぞれの一部から平行に伸びるようにして2つの腕部が形成される。
本発明のさらに他の特徴によれば、接続部の凸状の外面形状は半円柱形である。機器側端子は鉛直方向かつ装着方向に延びる金属の平板であり、接続部は平板の左右両側から平板に接触するものであって、接触部又は接触領域の長手方向中心線の上側が、下側に対して後側に倒れか前側に倒れるように嵌合部が斜めに形成される。
本発明のさらに他の特徴によれば、複数の接続端子を横方向に並べて固定するためであって複数の端子装着穴が形成された回路基板を設け、接続端子には基体部の一方側側面と他方側側面のそれぞれの下辺部から下方向に伸びる脚部が設けられ、脚部を端子装着穴に貫通させて回路基板に半田付けすることにより複数の接続端子が回路基板に固定される。また、接続端子を上下方向に2段に隣接して配置し、これらの接続端子の腕部が上下方向に並んで配置される。さらに、接続端子は基体部から上下方向に分離されて延びる2つの腕部をそれぞれ有し、それぞれの腕部に嵌合部が形成される。上側の腕部による接触部又は接触領域の長手方向中心線の傾斜方向は、下側の腕部による傾斜方向と同じ方向又は、違う方向になるように形成する。
本発明のさらに他の特徴によれば、腕部には、U字状に曲げられた基体部から離れるに従って先絞り形状に曲げられた絞り部と、絞り部の先端に形成され対向する腕部に向かって凸状に突出する嵌合部と、嵌合部の前方側に形成され機器側端子の挿入を容易にするために先広がり形状に形成された案内部を含んで形成される。このように形成した接続端子を有する電池パックを取り付け及び取り外し可能とするため、電池パック装着部と接続端子と接続される複数の機器側端子を保持する端子ホルダを有する電気機器を実現し、電池パックの電力を用いて作業機器を動作させるようにした。
本発明のさらに他の特徴によれば、電池パックと、電池パックの接続端子と電気的に接続状態を確立するものであって複数の機器側端子を保持するターミナルホルダ(ターミナル部)を有する電動工具であって、前後方向に延びる平行する2つの突出部を電池パックに設け、これら突出部の各々に工具側のレール溝と係合するレール部を設け、これら突出部の間に形成された開口部に、ターミナルホルダと嵌合させる被係合部を設けてターミナルホルダと電池パックの上下方向の相対移動を抑制した。電池パックは、平行して設けられるレール面の間の上段面と、上段面より段差状に下がる下段面と、上段面と下段面の段差部分に複数のスリットと、スリット間を連結する開口部を有する。また、ターミナルホルダには被係合部と係合するための係合部が設けられる。
本発明のさらに他の特徴によれば、ターミナルホルダは合成樹脂の成形品であって、垂直面と水平面が形成され、これらの両面に直交するようにして板状の機器側端子を鋳込むことにより固定される。機器側端子は長方形状の金属板であって、長辺の一方が水平面と接し、短辺の一方が垂直面と接する。ターミナルホルダには係合部として左右両端から左右方向に突出する突起を設けた。また、ターミナルホルダに、機器側端子の長辺の他方の一部に共通して接すると共に垂直面に接続されるものであって、水平面と平行に配置されるガイド面を形成し、ガイド面の左右両側に係合部を形成した。係合部は、ガイド面と同一面となるように形成されたもので、例えば電池パックのケースに直接形成された凹部であって、凹部に係合部が位置するようにした。さらに、電池パックの開口部に、内部の基板を覆うためのカバー部材を設け、このカバー部材に被係合部を設け、係合部が被係合部と係合する。尚、ガイド面の電池パックと対向する面に、電池パックの外壁面と接触する自己潤滑性ゴム等のクッション材を設けても良い。さらに、本体側のターミナルホルダの板状の機器側端子の側方であって、左右に並んだ複数の機器側端子の間に絶縁材の仕切りを設けた。つまり、正極入力端子と負極入力端子との間に、絶縁体による仕切りを設けるようにした。正極入力端子と負極入力端子との間には複数の板状の信号端子が設けられ、絶縁体による仕切りは信号端子と正極入力端子の間に設けられると良い。仕切りの大きさは、正極入力端子の上下方向の大きさよりも等しいか、又は大きく形成され、ターミナルホルダの基台と同一素材により一体成形にて製造すると良い。また、機器側端子が高弾性材にて製造される。
本発明のさらに他の特徴によれば、上下方向に並んだ2組の腕部組を有する正極端子と、上下方向に並んだ2組の腕部組を有する負極端子を有する電池パックと、電池パックと嵌合するターミナルホルダであって、上側の腕部組間に挿入される板状の機器側上側端子と、下側の腕部組間に挿入される板状の機器側下側端子が離間して非接続状態にて配置され、ターミナルホルダの機器側上側端子と機器側下側端子の間に、上側の腕部組と下側の腕部組を案内するものであって絶縁体による第一のガイド部を設けた。また、ターミナルホルダに正極端子と負極端子と係合する絶縁材のガイド部を設けた。さらに、ターミナルホルダの上側端子の上辺と、下側端子の下辺に、上側の腕部組と下側の腕部組を案内するものであって絶縁体による第二のガイド部を設けた。
本発明によれば、電池パックに収容された複数のセルユニットを互いに並列に接続するか、あるいは直列に接続するかを切り替えることができるから、出力電圧を切り替え可能として、異なる電圧の電気機器間で共用できるようにした電池パック及びそれを用いた電気機器を提供することができる。
また本発明によれば、電池パックを電気機器本体に接続すると、電池パックの出力電圧が接続された電気機器本体に適した出力電圧へと自動的に切り替わるから、対応する電気機器に合わせた電圧設定を容易に行うことができるようにし、電圧の設定ミスを効果的に防止できる電池パック及びそれを用いた電気機器を提供することができる。また本発明によれば、電池パックの寸法や重量を大きくすることを抑えた電池パックを提供することができる。
また本発明によれば、電池パックの出力電圧を切り替えるための電圧切替要素を、電池パックの電源端子が配置された端子配置領域に配置するか、または電池パックの電源端子が配置された位置と略同じ高さの位置に配置するから、電気機器本体と電池パックの両方、あるいは一方を、コンパクトに構成した電気機器を提供することができる。
また本発明によれば、電池パックの出力電圧を切り替えるための電圧切替要素を電池パックの端子で構成するから、低電圧用の並列接続回路と高電圧用の直列接続回路を切り替えるための機械的なスイッチ機構が不要となり、異なる電圧の電気機器に共用することができて、使いやすい電池パックを実現できる。また、機械的なスイッチ機構を用いることに比べて製造原価を安く抑えることができ、耐久性を向上させることができる。よって電気機器本体と電池パックの両方、あるいは一方を、シンプルな構造で構成した電気機器を提供することができる。
さらに本発明によれば、108V出力となる接点端子は、36V出力端子よりも電池パックの奥側に設けたので、高電圧出力時の遠面距離を確保する事が可能となる。
さらに本発明によれば、電池パックの電圧切替要素を複数のセルユニットに接続された電池パック側の端子で構成し、電気機器本体の切替素子を前記電池パック側端子に接続可能な電気機器側の端子で構成するから、電池パックの取り外し時には、複数のセルユニットが接続されない状態とされるので、輸送時や保管時に最適な状態とすることができる。よって電気機器を輸送する際に、電池パックに収容された複数のリチウムイオン電池等の相互の接続を遮断することのできる電池パック及びそれを用いた電気機器をを提供することができる。
本発明に係る電池パックの電動工具への装着状況を説明するための図である。 図1の電動工具本体1の電池パック装着部10の形状を示す斜視図である。 電動工具本体30Aを示す図であって、(1)は電源コード90から給電される状態での側面図であり、(2)は電池パック装着部40の底面図であり、(3)は電源コード90とコネクタ部93の形状を示す図である。 モータ35の駆動制御系の構成を示すブロック図である。 電動工具本体30への電源コード90の接続状況を説明するための図であって、(1)は図3及び図4にて示した電動工具本体30Aでの接続例であり、(2)及び(3)はその変形例に係る接続例を示す図である。 (1)は電動工具本体30Bの駆動制御系の回路ブロック図であり、(2)は電動工具本体30Cの駆動制御系の回路ブロック図である。 第1の実施例の電池パック100の外観形状を示す斜視図である。 電池パック100の内部に収容されるセルパック150を示す図であり、(1)は斜視図であり、(2)はセル151の軸線方向から見たセルパック150の側面図である。 (1)は電池パック100を定格36Vの電動工具本体に装着した際のターミナル部20A付近の状態を示す図であり、(2)はその接続回路図である。 (1)は電池パック100を定格108Vの電動工具本体に装着した際のターミナル部80付近の状態を示す図であり、(2)はその接続回路図である。 第2の実施例に係る電池パック200とそれに接続されるターミナル部の形状を示す斜視図であり、(1)は定格36Vの電気機器に接続される際の状態を示し、(2)は定格108Vの電気機器に接続される際の状態を示す。 図11の電池パック200の接続回路図である。 図12の端子231~235の形状を示す図であり、(1)は上面図、(2)は端子群232の側面図((1)のB方向からの矢視図)である。 電池パック200をターミナル部270、280に装着した時の状態を示す図であり、(1)は36V出力状態、(2)は108V出力状態である。 第2の実施例の変形例に係る108V専用の電池パック200Aの回路図を説明するための図であり、(1)は図11及び図12と同じターミナル部280を用いる場合を示し、(2)は変形例のターミナル部280Aを用いる場合を示す。 本発明の第3の実施例に係る電池パック300と、それに装着されるターミナル部370、380の形状を示す概略斜視図である。 図16の電池パック300の内部、特に段差部312の後方側であってスリット321~324の位置付近に配置される電圧切替機構320の構成パーツを示す図である。 可動案内部材330、340と端子351~354を用いた電圧切替機構320を説明するための図であり、(1)は電圧切替機構320の電池パック300内での収容位置を示す図であり、(2)は電圧切替機構320の上面から見た展開図であり、(3)は(1)のC-C部の断面図である。 定格18Vの電気機器と接続される時の電圧切替機構320によるセルパックの接続状態を説明図であり、(1)がターミナル部370を電池パック300に装着する前の状態で、(2)が装着後の状態を示す図である。 定格36Vの電気機器と接続される時の電圧切替機構320によるセルパックの接続状態を説明図であり、(1)がターミナル部380を電池パック300に装着する前の状態で、(2)が装着後の状態を示す図である。 本発明の第4の実施例に係る電池パック600の上面図である。 電池パック600が電気機器本体に装着されることによってターミナル部650、680と電池パック600が接続された状態を示す図であり、(1)が18V出力時の接続状態を示し、(2)が36V出力時の接続状態を示す。 電池パック600が電気機器本体に装着されていない状態で装着される電池パックカバー640の形状を示す図である。 本発明の第6の実施例の変形例に係る電池パック600Aの上面図である。 電池パック600Aが電気機器本体に装着されることによってターミナル部650、680Aが接続された状態を示す図であり、(1)が18V出力時の接続状態を示し、(2)が36V出力時の接続状態を示す。 本発明の第5の実施例に係る電池パック700の外観形状を示す斜視図である。 電池パック700を従来の定格18Vの電気機器本体(電動工具本体)に接続した状態を示す図であり、(1)は接続時の回路図であり、(2)は正極端子712、713の上面図であり、(3)はターミナル部720の側面図であり、(4)(5)はターミナル部720の正面図と斜視図である。 電池パック700を定格36Vの電気機器本体(電動工具本体)に接続した状態を示す図であり、(1)は接続時の回路図であり、(2)は正極端子712、713の上面図であり、(3)はターミナル部730の側面図であり、(4)(5)はターミナル部730の正面図と斜視図である。 第5の実施例の変形例1に係るターミナル部750の形状を説明するための図である。 第5の実施例の変形例2に係るターミナル部770の形状を説明するための図である。 第5の実施例の変形例3に係るターミナル部790の形状を説明するための図である。 第5の実施例の変形例4に係るターミナル部800の形状を説明するための図である。 第5の実施例の電池パック側の正極端子対と負極端子対の形状を変えた変形例5を示す図である。 図33の変形例5から36V用のターミナル部750だけを変えた変形例6を示す図である。 図33の変形例5から36V用のターミナル部770だけを変えた変形例7を示す図である。 本発明の第6の実施例に係る電池パックの電動工具への装着状況を説明するための図である。 図36の電動工具本体1001の電池パック装着部1010の形状を示す斜視図である。 本発明の第6の実施例に係る電池パック1100の斜視図である。 図38の電池パック1100の上ケース1110を取り外した状態の斜視図である。 図39の電力端子(1161と1171、1162と1172、1167と1177)の単体形状を示す図であって、(1)は全体の斜視図であり、(2)は上側端子部品1200の斜視図であり、(3)は下側端子部品1220の斜視図である。 電力端子を電動工具本体への接続状態を示す斜視図であり、(1)は本実施例の電動工具本体1030に接続した状態を示し、(2)は従来の電動工具本体1001に接続した状態を示す。 (1)は第6の実施例の電動工具本体1030のターミナル部1050の斜視図であり、(2)はターミナル部1050と電池パック1100の電力端子との接続状況を示す図である。 (1)は従来の電動工具本体1001のターミナル部1020の斜視図であり、(2)はターミナル部1020と電池パック1100の電力端子との接続状況を示す図である。 図39の信号端子部品1240の単体形状を示す図であって、(1)は左前方より見た斜視図であり、(2)は右下方から見た斜視図である。 複数の信号端子部品1240の回路基板1150への固定状況を示す図であり、(1)は前方から見た図であり、(2)は信号端子部品1240を左から見た図であり、(3)は(1)の下側から見た底面図である。 図39の接続端子群とその周囲に配置される基板カバー1180の形状を示す図であり、(1)は斜視図であり、(2)は正面図であり、(3)は(2)の基板カバー1180の一部拡大図である。 図38の上ケース1110の斜視図である。 回路基板1150への樹脂の塗布方法を説明するための斜視図である。 第6の実施例の第1の変形例を示す図であり、(1)は上側端子部品1260と下側端子部品1280の斜視図であり、(2)は左側面図であり、(3)は正面図である。 第6の実施例の第2の変形例を示す図であり、上側端子部品1260と下側端子部品1280Aを示す斜視図である。 第6の実施例の第3の変形例に係る上側端子部品1200Aと下側端子部品1220を示す斜視図であり、(1)はこれらが電動工具本体1030Aの本体側端子に接続された状態を示す図であり、(2)は従来の電動工具本体1001の本体側端子に接続された状態を示す図である。 第6の実施例の第4の変形例に係る上側端子部品1200と下側端子部品1220Aを示す斜視図であり、(1)はこれらが電動工具本体1030Bの本体側端子に接続された状態を示す図であり、(2)は従来の電動工具本体1001の本体側端子に接続された状態を示す図である。 第6の実施例の第5の変形例に係る電動工具本体のターミナル部との接続状態を示す斜視図である。 本発明の第7の実施例に係る電池パック1400を示す分解斜視図である。 図54の接続端子の一部拡大図である。 図54の端子部品の拡大図であって、(1)は斜視図であり、(2)は嵌合部における接触長を説明するための図である。 第7の実施例の変形例に係る端子部品1500を示す斜視図である。 第8の実施例の示す電池パック2100の展開斜視図である。 図58のセパレータ2445を用いた電池セルのスタック状況および配線方法を説明するための展開斜視図である。 図58の電力端子のうち放電用に使われる正極端子対(2162と2172)と負極端子対(2167と2177)の単体形状を示す図である。 電気機器本体と電池パック2100の電力端子との接続状況を説明するための図であり、(1)は本実施例の電動工具本体1030に接続した状態の接続回路を示し、(2)は従来の電動工具本体1001に接続した接続回路を示す。 (1)は本実施例の電動工具本体1030のターミナル部2050の斜視図であり、(2)はショートバー2059単体の斜視図であり、(3)はターミナル部2050と電池パック2100の電力端子との接続方法を示す図である。 (1)は従来の電動工具本体1001のターミナル部2020の斜視図であり、(2)はターミナル部2020と電池パック2100の電力端子との接続状況を示す図である。 図59の部品を組み立てた後のセパレータ2445の側面図であり、(1)は右側面図であり、(2)は左側面図である。 セパレータ2445に回路基板2150を固定した状態を示す斜視図である(左前上方より見た斜視図)。 セパレータ2445に回路基板2150を固定した状態を示す斜視図である(右後上方より見た斜視図)。 電池パック2100の引出し板2461、2466、2471、2476と正極端子(2162、2172)及び負極端子(2167、2177)への接続方法を説明するための図である。 図66の接続端子群とその周囲に配置される基板カバー2180を示す図であり、(1)は左前上方から見た斜視図であり、(2)は右後上方から見た斜視図であり、(3)は正面図である。 図68の基板カバー2180単体の図であり、(1)は左前上方から見た斜視図であり、(2)は右前下方から見た斜視図であり、(3)は正面図である。 図66の接続端子群とその周囲に配置される基板カバー2180を示す図であり、(1)は上面図であり、(2)は背面図である。 図66の接続端子群とその周囲に配置される基板カバー2180を示す図であり、(1)は右側面図であり、(2)は左側面図である。 基板カバー2180に機器側端子が挿入される状況を説明するための図である。 図73(1)、(2)は、本発明の第9の実施例に係るターミナル部2200を示す斜視図である。 (1)(3)はターミナル部2200の別の角度からの斜視図であり、(2)は正面図である。 (1)本発明の第10の実施例に係るターミナル部2050Aの斜視図であり、(2)、(3)は電力端子部の斜視図である。 本発明の第11の実施例に係る電池パックと電気機器本体の概略回路図である。 図76におけるショートバー接続スイッチ2059dの動作と、トリガスイッチ2034とモータの動作のタイミングを説明するための図である。 本発明の第12の実施例に係る18V用のターミナルホルダ2500を示す図であり、(1)は斜視図であり、(2)は正面図である。 図78のターミナルホルダ2500を示す図であり、(1)、(3)は斜視図であり、(2)は正面図である。 図78のターミナルホルダ2500を従来の電池パック1015に接続した状態を示す部分側面図である。 本発明の第12の実施例に係る36V用のターミナルホルダ2550の形状を示す図であり、(1)は下から見た斜視図であり、(2)は左側面図である。 図81のターミナルホルダ2550を示す図であり、(1)は正面図、(2)は底面図、(3)は上面図である。 (1)は図81のターミナルホルダ2550の側面図であり、(2)は(1)の図から基板カバー2180の側面壁部の図示を省略した側面図である。 (1)は電池パック2100にターミナルホルダ2550が装着された状態を示す右側側面図であり、(2)は(1)のC-C部の断面図である。 第12の実施例の変形例に係るターミナル部2650を示す図であり、(1)は図84のD-D部に相当する部分の断面図であり、(2)は(1)の部分拡大図である。 図85のターミナル部2650を基板カバー2680に固定する変形例を示す図であり、(1)は図84のD-D部に相当する部分の断面図であり、(2)は(1)のターミナル部2650の単体図であり、(3)はターミナル部2650の左側面図である。 (1)は図85のターミナル部2650の変形例であり、(2)はターミナル部2650の左側面図である。 第12の実施例の更なる変形例に係るターミナル部2650Bを示す図であり、(1)は正面図であり、(2)は左側面図であり、(3)は電池パック2100側の接続端子と嵌合状態にあるターミナル部2650Bの左側面図である。 第13の実施例の電動工具の電池パック2860の装着状況を説明するための斜視図である。 第13の実施例に係る電池パックの電動工具への装着状況を説明するための図である。 電力端子の電動工具本体への接続状態を示す斜視図であり、(1)は18V用の電動工具本体2801に電池パック2860を装着する状態を示し、(2)は36V用の電動工具本体2830に電池パック2860を装着する状態を示す。 電池パック2860を36V仕様の電動工具本体2830に装着する際の状況を説明するための図である。 電池パック2860を18V仕様の電動工具本体2801に装着する際の状況を説明するための図である。 電池パック2860側の端子配置と、電動工具本体2830の端子形状と配置を示す上面図である。
以下、本発明の第1の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、電動工具本体の前後左右、上下の方向や、電池パックの装着方向と、電池パック単体で見た前後左右、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。さらに、電池パックの装着方向とは、説明の都合上、電動工具本体、電気機器本体を動かさずに電池パックを移動させる状況を基準として説明する。
図1は本実施例に係る電池パックの電動工具への装着状況を説明するための図である。電気機器の一形態である電動工具は、電池パックを有し、ビット等の先端工具によりボルトやナット、ねじ等を締結する工具であって、いわゆるインパクト工具と呼ばれるものである。電動工具本体30は、図示しないソケットレンチ等の先端工具に回転力や軸方向の打撃力を加えることにより図示しないボルトやナット等の締め付け作業を行う工具である。これらの電動工具本体1、30は、外形を形成する外枠たるハウジング2、32を備え、ハウジング2、32にはハンドル部3、33が形成される。作業者が片手で、又は片手で把持して他方の手を添えながら電動工具本体1、30を保持して作業を行う。電動工具本体1、30は電池パック15又は100から供給される直流を電源として、ハウジング2、32の内部に収容された図示しないモータを駆動する。ハンドル部3、33の一部であって作業者が把持した際に人差し指があたる付近には、トリガ状の動作スイッチ4、34が設けられ、ハンドル部3、33の下方には電池パック15、100を装着するための電池パック装着部10、40が形成される。
電動工具本体1は定格電圧36Vの電池パック15を用いる電気機器である。従って、矢印aの組み合わせのように、電池パック15を36V対応の電気機器(電動工具本体1)の電池パック装着部10に装着できる。一方、電動工具本体30は、定格電圧108Vという商用電圧並の高電圧を必要とし、矢印b1に示すように108Vの出力が可能な電池パック100を電池パック装着部40に装着する。高電圧を出力可能な電池パック100の内部には、定格3.6Vのリチウムイオン電池のセルが30本収容される。以上のように、電動工具本体1、30においては定格電圧に応じた専用の電池パック15、100を装着するのが通常であるが、本実施例では電池パック100を複数電圧対応に構成し、低電圧での出力も可能とすることにより、矢印b2で示すように電池パック100を36V対応の電動工具本体1にも装着できるようにした。電池パック100を矢印b1、b2のように異なる電圧の電動工具本体1、30に装着できるようにするためには、電池パック装着部10、40の形状をほぼ同じ形状にすることと、電池パック100の電圧を切り替え可能にすることが重要である。また、電池パック100の設定された電圧が、装着される電気機器や電動工具の電圧と対応しない場合には、電池パック100を装着できないように構成することが重要である。
図2は電動工具本体1の電池パック装着部10の形状を示す斜視図である。電動工具だけに限られずに、電池パックを用いた電気機器全般では、装着される電池パックに合わせた電池パック装着部10が形成され、適合しない電池パックを装着できないように構成される。電池パック装着部10には、左右両側の内壁部分に前後方向に平行に延びるレール溝11a、11bが形成され、それらの間にターミナル部20が設けられる。ターミナル部20は、合成樹脂等の非導電性材料の一体成形により製造され、そこに金属製の3枚の端子、即ち正極入力端子21、負極入力端子22、LD端子23(異常信号端子)が鋳込まれることにより強固に固定される。LD端子23(異常信号端子)は、情報又は信号を入力又は出力する信号端子として機能する。ターミナル部20は、装着方向(前後方向)の突き当て面となる垂直面20aだけでなく、水平面(端子21~23からみて上面)20bが形成され、水平面20bは電池パック100の装着時に、上段面115(図3にて後述)と摺動する面となる。水平面20bの前方側には、電池パック100の隆起部132と当接する湾曲部12が形成され、湾曲部12の左右中央付近には突起部24が形成される。突起部24は左右方向に2分割で形成される電動工具本体1のハウジングのネジ止め用のボスであり、左右方向からネジ26とナットにより固定される。突起部24は、さらに電池パック100の装着方向への相対移動を制限するストッパの役目も果たす。突起部24の左右方向の幅S1は、電池パック100側に形成されるストッパ部(後述)に対応する幅とされる。
図3は108V対応の別の電動工具本体30Aを示す図であって、(1)は電源コード90から給電される状態での側面図であり、(2)は電池パック装着部40の底面図であり、(3)は電源コード90とコネクタ部93の形状を示す図である。電動工具本体30Aは、使用されるモータが交流100Vと同等仕様のブラシレスモータ、例えば、インバータ回路(図4にて後述)によって駆動されるブラシレスDCモータである。従って、インバータ回路に電池パック100から出力される直流108Vが入力されるか、又は、交流100V(60Hz)のような商用電源を、後述する整流回路によって整流させた後にインバータ回路に入力する。このように電池パック100の出力電圧を商用電圧と同程度まで高めることによって電池パックでも商用電圧でも動作する、AC/DC兼用の高出力の電動工具本体30Aを実現できる。電動工具本体30Aに装着される電源コード90は、接続コード94の一方側に2つの端子92a、92bを保持し、商用電源のコンセントに装着されるためのプラグ部91を有し、他方側に電動工具本体30Aに接続されるコネクタ部93が形成される。本実施例では、コネクタ部93を接続する箇所を、電池パック100を取り外した後の電池パック装着部40内に配置した。つまり、電源コード90を電動工具本体30Aに接続する場合は、電池パック100を電動工具本体30Aから取り外す必要があり、逆に、電池パック100を電動工具本体30Aに装着する場合には電源コード90を取り外す必要がある。
図3(2)は電動工具本体30Aの電池パック装着部40を下から見た図であり、(1)のA方向からの矢視図である。この図は電池パック100及び電源コード90のいずれもが取り外された状態を示している。電池パック装着部40には、後方側から前方側(図中右から左)にかけて電池パック100をスライドさせるようにして、電池パック100が装着される。そのため取付面40aには、装着方向上流側に開口部分が形成され、側方側に2本のレール溝48a、48bが形成される。また、開口部分よりも上流側(後方側部分)には上方向に窪むように形成された窪み部40bが形成される。取付面40aのレール溝48a、48bに挟まれた部分のほぼ中央付近には、電池パック100の正極端子や負極端子と接続されるターミナル部41が設けられる。本実施例では、ターミナル部41よりもやや後方部分にACソケット49を設けた。ACソケット49には、周方向においてピン状の第一端子49a、第二端子49b、第三端子49cが形成される。
図3(3)は電源コード90のコネクタ部93の形状を示す図であり、左側がコネクタ部93を長手方向外側から見た図であって、右側がコネクタ部93を含む電源コード90の全体形状を示す側面図である。コネクタ本体93aの外周面には雄ねじが形成され、その雄ねじの外周側に円筒状の固定用ネジ93bが相対回転可能であって軸方向の移動量を制限された状態で保持される。コネクタ部93の外形は円形であって、内周部分において3つの雌型の端子、第一端子95a、第二端子95b、第三端子95cが周方向に並んで配置される。ここでは、商用電源供給のためには第一端子49aと第二端子49bの2つだけを結線すれば良く、第三端子49cは、電動工具本体30A内で非配線状態としても良いし、アース線として利用するようにしても良い。固定用ネジ93bは電源コード90が電動工具本体30Aから抜け落ちないように保持するもので、固定用ネジ93bの内周側の雌ねじ部が、ACソケット49の外周面に形成された雄ねじ部と螺合する。このように、コネクタ本体93aをACソケット49に挿入した後に、固定用ネジ93bを締めてACソケット49側の雄ねじと螺合させることによって電源コード90が電動工具本体30Aから抜け落ちないように固定できる。
次に、モータ35の駆動制御系の構成と作用を図4に基づいて説明する。図4はモータ35の駆動制御系の構成を示すブロック図である。本実施例の電動工具では、電池パック100から供給される直流を、インバータ回路70を用いて励磁電流を生成し、モータ35の所定のコイルに励磁電流を切り替えながら流すことによりブラシレス方式のモータ35を回転させる。電池パック100からの入力は、電池パック100の正極端子161に接続される正極入力端子81と、電池パック100の負極端子162に接続される負極入力端子82を介して入力される。モータ35は、例えばインナーロータ型とすることができ、複数組(本実施例では2組)のN極とS極を含む永久磁石(マグネット)を含んで構成される回転子(ロータ)35aと、スター結線された3相の固定子巻線U、V、Wから成る固定子35bと、回転子35aの回転位置を検出するために周方向に所定の間隔毎、例えば角度60°毎に配置された3つの回転位置検出素子(ホール素子)65を有する。これらの出力は回転位置検出回路53によりパルス列に変換され、演算部51に出力される。回転数検出回路54は回転位置検出回路53の出力を用いてモータ35の回転数を検出して演算部51に出力する。演算部51では、これらの出力を用いて固定子巻線U、V、Wへの通電方向と時間を決定する。
制御信号出力回路52は、印加電圧設定回路58と回転位置検出回路53の出力信号に基づいて演算部51の指示により所定のスイッチング素子Q1~Q6をスイッチングするための駆動信号を形成し、その駆動信号をインバータ回路70に出力する。インバータ回路70は、3相ブリッジ形式に接続されたIGBT等の6個のスイッチング素子Q1~Q6を含む。スイッチング素子Q1~Q6の各ゲートは制御信号出力回路52に接続され、各エミッタまたは各コレクタはスター結線された固定子巻線U、V、Wに接続される。これによって、6個のスイッチング素子Q1~Q6は、制御信号出力回路52から入力されたスイッチング素子駆動信号(H1~H6等の駆動信号)によってスイッチング動作を行い、インバータ回路70に印加される電池パック100の直流電圧を3相(U相、V相及びW相)電圧Vu、Vv、Vwとして固定子巻線U、V、Wに印加する。
演算部51は、動作スイッチ56を操作するためのトリガ34A(又は図1の動作スイッチ4、34)の操作の有無をスイッチ操作検出回路57により設定し、操作量(ストローク)の大きさによって変化する印加電圧設定回路58からの信号に基づいてPWM信号のパルス幅(デューティ比)を変化させ、制御信号出力回路52を介して6個のスイッチング素子Q1~Q6の各ゲートを駆動する。この駆動制御によって、モータ35への電力供給量を調整し、モータ35の起動/停止と回転速度を制御する。ここでPWM信号は、インバータ回路70の正電源側スイッチング素子Q1~Q3または負電源側スイッチング素子Q4~Q6の何れか一方に供給され、スイッチング素子Q1~Q3またはスイッチング素子Q4~Q6を高速スイッチングさせることによって電池パック100の直流電圧から各固定子巻線U、V、Wに供給する電力量を制御する。
演算部51は、図示していないが、処理プログラムとデータに基づいて駆動信号を出力するためのマイクロコンピュータを含んで構成される。演算部51には、処理プログラムや制御データを記憶するためのROM、データを一時記憶するためのRAM、タイマ等を含んで構成される。コンデンサ61の両端電圧は、入力電源の電圧として電圧検出回路59にて検出され演算部51に出力される。
電動工具本体30Aの電源は、電池パック100だけでなく電源コード90を用いた供給も可能であり、電動工具本体30Aに設けられたAC入力用のACソケット49の第一端子49aと第二端子49bがダイオードブリッジ60の入力側に接続される。ダイオードブリッジ60は、4つの整流用のダイオードを用いて全波整流を行うことで電流をどちらか一方にのみ流れるようにする整流回路であり、交流電圧を直流電圧に変換する。ダイオードブリッジ60の出力はインバータ回路70に接続される。ダイオードブリッジ60の出力は脈流であるので、ダイオードブリッジ60とインバータ回路70の間に、平滑回路を介在させても良い。インバータ回路70に流れる電流の大きさは、シャント抵抗62を用いて電流検出回路55によって測定され、その値が演算部51にフィードバックされることにより、設定された駆動電力がモータ35に印加されるように調整される。
図5は電動工具本体30への電源コード90の接続状況を説明するための図であって、(1)は電動工具本体30での接続例であり、(2)及び(3)はその変形例に係る接続例を示す図である。同図(2)及び(3)はその本実施例の変形例に係る電動工具本体30B、30Cを示す図である。同図(1)に示す本実施例の形態では、電池パック装着部40にACソケット49(図3参照)が設けられるため、電池パック100を装着した際には電源コード90を取り付けることができない。また、電源コード90を装着する際には電池パック100を必ず取り外す必要がある。このように電池パック100の装着時にはアクセスできない位置に、電源コード90用のACソケット49を設けたので、電池パック100からの電源供給と電源コード90からの電源供給を誤ること無く確実に区別することができる。また、電動工具本体30に定格入力電圧が100V以上のブラシレスモータを搭載しているので、商用交流電源にて駆動させることも、電池パック100で駆動させることも可能であり、AC/DC共用の電動工具を実現できた。
電源コード90は、作業者が電動工具本体30Aのハンドル部33を片手で把持した状態で作業できる程度に十分な長さとすれば良いが、電源コード90の長さが届かないような場所での一時的な作業では、電源コード90を取り外して電池パック100を装着すれば、電動工具本体30Aの出力低下を気にせずに同等に作業を行うことができる。また、図5(1)に示す形態での電動工具本体30Aへの電源コード90の接続の仕方は、AC電源での作業時に電池パック100を必ず取り外すために電動工具本体30Aの重量が軽くなるという利点がある。さらに、電源コード90から電池パック100を用いた運転に切り替える際には、電源コード90を取り外さない限り電池パック100を装着できないために、電源コード90の取り外し忘れを確実に防止できる。また、電池パック100を装着した際にはACソケット49が外部に露出しないために、ACソケット49が粉塵や水等に曝される虞を大幅に低下でき、ACソケット49を覆うカバーの設置も省略できる。
図5(2)は、同図(1)の電動工具本体30Aの変形例に係る電動工具本体30Bであって、ここでは、ACソケット49Aの位置を、電動工具本体30Bのハウジングの下面であって、電池パック100よりも前方側に形成した点にある。このように配置すれば、電池パック100を装着したままで電源コード90を接続することが可能となる。本実施例では、電池パック100の出力電圧が直流接続時で108Vであって、商用交流電力が100V~120Vであるので、両方の入力を任意に用いて電動工具本体30Bを駆動させることができる。但し、両方の電源の利用が可能な場合は、電源コード90から供給される商用交流電力を用いる方が、電池パック100の放電を防止できるので好ましい。そこで、図5(2)による電動工具本体30Bでは、電池パック100と商用交流電力が双方利用可能である場合に、商用交流電力側を使用するような入力自動切替手段を設けた。
図6(1)は、図5(2)で示す電動工具本体30Bの駆動制御系の回路ブロック図である。基本的には図4で示した回路と同様であるが、電池パック100からの正極側入力線の途中に、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)等の半導体のスイッチング素子66を介在させている。スイッチング素子66のゲート信号は、演算部51からの制御信号線66aに接続され、演算部51によってスイッチング素子66のソース・ドレイン端子間を接続又は遮断を制御する。また、電池パック100の電圧を監視する電池電圧検出回路67と、AC電圧の有無(又は電圧)を監視する商用電源検出回路68を設けて、それぞれの出力を演算部51に入力する。演算部51は商用電源99が利用可能な状態にあるときには、スイッチング素子66のゲート信号をオフにすることにより電池パック100からの入力回路を遮断する。一方、商用電源99が利用不能な状態になったら演算部51はスイッチング素子66のゲート信号をオンにすることにより電池パック100からの入力回路を接続状態とする。このような回路構成とすることにより電動工具本体30Bにおいて、電池パック100が接続されると直流108V(定格)が供給され、その状態で電源コード90によりACコンセントに接続されると自動的にAC電源が供給されるようになり、電源コード90が取り外されると自動的に電池パック100による駆動に切り替わるので、使い勝手の良い電動工具本体30Bを実現できた。また、電池パック100の着脱と電源コード90の接続状態、特に一方を接続した際の他方の取り外し忘れを気にする必要が無いので、電池パック100の装着と取り外しの扱いも容易になる。
再び図5に戻る。図5(3)は本実施例の別の変形例に係る電動工具本体30Cである。電動工具本体30Cは、直流108Vの電池パック100と電源コード90を介したAC駆動の両方が可能である点は同図(1)、(2)と同じであるが、電源コード90を接続アダプタ75を介して接続するようにした。ここでは、接続アダプタ75は電源コード90からの2本の出力線を、電池パック100用の正極入力端子81と負極入力端子82に接続させるための、いわゆるダミーケースである。接続アダプタ75の内部には電池のセルは収容されない。接続アダプタ75の下面には、図3(2)で示したACソケット49と同じ形状のACソケットが設けられ、ACソケット49の第一端子49aが電力線76aにより正極入力端子81に接続され、第二端子49bが電力線76bにより負極入力端子82に接続される。尚、この場合は図4に示したブロック図において電池パック100の入力経路を変更して、電池パック100の使用時にもダイオードブリッジ60を介してインバータ回路70に接続されるようにした。その回路を示したのが図6(2)である。
ここではダイオードブリッジ60の入力端子81、82に接続アダプタ75の正極端子161と負極端子162が装着される。電池パック100は直流108Vであるので、ダイオードブリッジ60を介して接続しても問題はない。また、接続アダプタ75の正極端子161及び負極端子162を装着しても、ダイオードブリッジ60によって交流電流が整流されるので、インバータ回路70を同様に作動させてモータ35を駆動することができる。本実施例では、直流108Vの直流入力とインバータ回路70を介してブラシレスDCモータを駆動するようにしたが、使用するモータの種類はブラシレスモータだけに限られずに、AC100~120V程度で駆動される別のモータ、例えば交流整流子モータであっても良い。この構成により、交流整流子モータを用いた電動工具を電池パック100にて駆動することも可能となり、AC/DC共用の電動工具を容易に実現できる。
次に図7~図9を用いて出力電圧を36Vと108Vに切替可能とした電池パック100について説明する。図7は電池パック100の外観形状を示す斜視図である。電池パック100の筐体は、上下方向に分割され、図示しない4本のネジによって固定される下ケース101と上ケース110により形成される。上ケース110は、電池パック装着部40に取り付けるために2本のレール138a、138bが形成された装着部が形成される。レール138a、138bは、電池パック100の装着方向と平行な方向であって、上ケース110の左右側面に平行するように形成される。レール138a、138bは、電動工具本体30の電池パック装着部40に形成されたレール溝48a、48b(図3(2)参照)と対応して形成され、レール138a、138bがレール溝48a、48bと嵌合した状態で、ラッチ機構が動作することにより電池パック100が電動工具本体30に固定される。上ケース110の前方側は平らな下段面111が形成され、中央付近は下段面111よりも高く形成された上段面115が形成される。下段面111と上段面115の接続部は段差状に形成された段差部112となり、段差部112から上段面115の前方側領域がスロット群配置領域120(図7(2)参照)になる。スロット群配置領域120には、前方の段差部112から後方側に延びる複数のスロット(121~124)が形成される。ここでは、左側のレール138bに近い側に正極端子挿入口121が配置され、右側のレール138aに近い側に負極端子挿入口122が形成される。正極端子挿入口121と負極端子挿入口122に挟まれる部分には、低電圧切替部材挿入口123と高電圧切替部材挿入口124が形成される。正極端子挿入口121と負極端子挿入口122の内部には、図では見えない金属製の正極端子と負極端子が配置される。また、低電圧切替部材挿入口123と高電圧切替部材挿入口124の位置に重複する部分(上ケース110の内部空間)には、後述する電圧切替手段が配置される。尚、図7ではスロット群配置領域120には4つのスロット(121~124)だけを有するように図示して、4つ以外のスロットを図示していないが、その他の接続端子を収容するためのスロットを形成しても良い。また、上述したようにスロット群配置領域120が位置する上ケース110の内部空間には端子や電圧切替手段(例えば切替端子)が配置されるため、スロット群配置領域120は端子配置領域となる。
上段面115の後方側には、隆起するように形成された隆起部132が形成される。隆起部132はその外形が上段面115より上側に隆起しており、その中央付近に窪み状のストッパ部131が形成される。ストッパ部131は、電池パック100を、電池パック装着部10の突起部24(図2参照)に装着した際の突き当て面となるもので、電動工具本体1側の突起部24がストッパ部131に当接するまで挿入されると、電動工具本体1に配設された複数の端子21~23(図2参照)と電池パック100に配設された端子群が接触して導通状態となる。ストッパ部131の内側には、電池パック100の内部とつながる冷却風取入口たるスリット134が設けられる。また、電池パック100のラッチ141の係止部がばねの作用によりレール138a、138bの下部で垂直方向外側に飛び出して、電動工具本体30のレール溝48a、48bに形成された図示しない凹部と係合することにより、電池パック100の脱落が防止される。この電池パック100が電動工具本体1に装着された状態では、スリット134が外部から視認できないように覆われる。スリット134は、電池パック100を図示せぬ充電器に連結して充電を行う際に、電池パック100の内部に冷却用の空気を強制的に流すために用いられる風窓であって、電動工具本体30に装着されている際には冷却風取入口134が閉鎖状態とされる。
図7(1)において、36Vで駆動される電動工具本体1側のターミナル部20Aは、金属製の正極入力端子21と負極入力端子22が合成樹脂製の端子取付部にて固定されたものである。ここではさらに電池パック100の出力を低電圧側に切り替えるための切替用突起24Aが形成される。切替用突起24Aはターミナル部20Aの基台部分と一体に形成された切替要素であって合成樹脂製とする。切替用突起24A自体は、回動式ターミナル基台171(図9参照)を移動させるだけのものであり、電力または信号を伝達させる端子としては用いないため、導電材料で作る必要は無くターミナル部の基台部分と同様の絶縁材料で一体に形成しても良い。
図7(2)は108Vにて駆動される電動工具本体30側のターミナル部80に装着される状態を示している。ターミナル部80は、金属製の正極入力端子81と負極入力端子82が合成樹脂製の基台部分にて固定されたものである。ここではさらに電池パック100の出力を高電圧側に切り替えるための切替用突起84が形成される。切替用突起84はターミナル部80の基台部分と一体に形成された部材であって合成樹脂製とする。本実施例によれば、電池パック100の外観形状は、36V出力でも108V出力でも同じである。作業者は電池パック100の出力電圧の設定を何ら気にすること無く、36V用の電気機器本体又は108V用の電気機器本体に単に装着するだけで、切替用突起24A又は切替用突起84によって装着された電気機器本体に最適な出力電圧が選択される(切り替えられる)。
図8は、電池パック100の内部に収容されるものであって、複数のセル151をスタックさせて1つのパックにまとめたセルパック150の外観を示す斜視図である。同図(1)は斜視図であり、(2)はセル151の軸線方向から見た側面図である。ここでは14500サイズと呼ばれる、直径14mm、長さ50mmの複数回充放電可能な二次電池によるセル151を合計30本スタックした。セル151は、10本ずつを1つのユニットとし、3つのセルユニット156~158を形成した。各セルユニット156~158内においては、各セル151の軸線A1がそれぞれ平行になるように積み重ねられ、隣接するセル151の向きが交互に逆になるように配置して、隣接するセル151の正極端子と負極端子を金属の薄板159により接続して10本の直列接続とする。スタックされたセル151の最外側の円筒部分は、絶縁体となる合成樹脂製のセパレータ152によって覆われることにより、セル151がセパレータ152に対して動かないように保持される。セル151としてリチウムイオン電池(1本の定格出力3.6V)を用いる場合は、各セルユニット156~158からは、定格36Vの出力が得られるので、セルユニット156~158の+出力(プラス出力、正極端子)と-出力(マイナス出力、負極端子)を並列に接続した状態で電池パック100からの出力を取り出すことによって36Vの大容量の電源として利用できる。一方、セルユニット156~158の+出力と-出力を直列に接続した状態とすると、108Vの高電圧の電源として利用できる。
14500サイズのセル151を30本スタックすると、軸方向の長さが50mm、軸方向と直交する幅方向が124.8mm、軸方向と直交する高さ方向が57.3mmとなる。また、セル151の単体重量は約23gであるので、セル151の合計重量が690gになる。体積的には、セル151が占める部分の体積が230,907mmであり、セパレータ152の占める体積が67,392mmであり、合計体積が298,299mmとなった。従って、電池パック100の全体重量を800g又は2lb(ポンド)未満に収めることが可能となった。現在、電動工具の電池パックで広く用いられているリチウムイオン電池は、いわゆる18650と呼ばれるものである。18650サイズとは、直径18mm、長さ65mmであって体積的には14500サイズのセルの2倍をわずかに超える。重量的には、14500サイズのセルの2倍の46gである。直流108Vを得るために、仮に18650サイズのセルを30本スタックすると、セルの重量だけで1380gとなり、電池パック自体の重量が重くなってしまうため、作業者が片手で把持しながらの作業を可能とする電動工具においては実用性のない大きさと重さになってしまう。
発明者らの実験によると、作業者が片手で快適に作業を行うことができる上限は、電池パックを装着した後の電動工具の総重量で2kg又は5lb以内であることがわかった。従って、18650サイズのセル30本を用いて108Vの出力を得る場合には、片手で操作可能な携帯型の電動工具の実現が難しいことになる。本実施例では、14500サイズという、いわゆる単三乾電池と同じサイズのリチウムイオン電池をスタックすることにより携帯性を維持しながら高電圧の電動工具を実現することができた。本実施例の電池パック100では、AC電源と同等の出力電圧100V以上を確実に確保でき、しかもそのセルパック150のセル重量を0.69kgに抑えることできた。このリチウムイオン電池からは15Aほどの電流を得ることができるので、電池パックとしてのパワーウェイトレシオは100V×15A/0.69kg=2173W/kg以上、100V/0.69kg=144V/kg以上の値をクリアすることができた。
図9(1)は、電池パック100を定格36Vの電動工具本体又は電気機器本体に装着した際の状態を示す図である。電池パック100には、セルユニット156~158の出力を並列接続とするか、又は、直列接続をするかを切り替えるための電圧切替機構170を含んで構成される。電池パック100の出力電圧を切り替えるための要素である電圧切替要素となる電圧切替機構170は、基板160上に固定された揺動軸172により軸支される回動式ターミナル基台171を含んで構成され、電池パック100の装着方向において電源用の接続端子が配置される端子配置領域に設けられる。回動式ターミナル基台171は、揺動軸172から2つの方向に延びる部材に、複数の角棒状の接続端子173a~173dを設置することにより、接続端子173a~173dの内周側に位置する複数の接点と、外周側に位置する接点を短絡又は開放させるための部材である。回動式ターミナル基台171は、電池パック100の出力電圧を切り替えるための切替スイッチを操作する操作部として機能する。回動式ターミナル基台171は合成樹脂製であって、揺動軸172の一方側と他方側に金属製の接続端子173a~173dを間隔を空けて2本ずつ鋳込んだものである。負極端子162に近い側には、接続端子173aと173bが基板160に対向する側一面を露出するように配置され、正極端子161に近い側には、接続端子173cと173dが基板160に対向する側一面を露出するように配置される。
基板160は、正極端子161と負極端子162を固定すると共に、これらの端子からセルユニット156~158への電気的な接続経路を確立又は変更するために用いられる複数の電極(接点)176a~176jを配置するために用いられる。基板160の上部であって回動式ターミナル基台171の回動領域と部分的に重複する領域には、複数の接点176a~176jが設けられ、回動式ターミナル基台171の下面に露出する接続端子173a~173dがこれら接点176a~176jのいずれかと接触することにより、正極端子161から負極端子162へと至る電気的な接続経路を変更する。複数の接点176a~176j及び接続端子173a~173dが、電池パック100の出力電圧を切り替えるための操作部によって操作される切替スイッチとして機能する。36V用の電動工具本体1においては、ターミナル部20Aに切替用突起24Aが形成される。切替用突起24Aは、操作部と当接して出力電圧を切り替える切替素子又は接続素子としての機能を果たし、正極入力端子が挿入される第1のスロット121と、負極入力端子が挿入される第2のスロット122との間にある第3のスロット123又は124に挿入される。電池パック100が電動工具本体に装着されると、切替用突起24Aが矢印25の位置で回動式ターミナル基台171を押すことにより、回動式ターミナル基台171が上面視で反時計回りに回転して図9(1)に示す位置になる。この状態では、接続端子173aは電極(接点)176dと176bを短絡し、接続端子173bは電極(接点)176eと176cを短絡することが理解できよう。同様にして、接続端子173cは接点176iと176gを短絡し、接続端子173dは接点176jと176hを短絡することが理解できよう。
図9(2)は、(1)のように切替用突起24Aによって回動式ターミナル基台171が上面視で反時計回りに回転している状態の接続状況を示している。セルユニット156の+側出力は正極端子161に直接接続される。セルユニット157の+側出力は接点176bに接続され、セルユニット158の+側出力は接点176gに接続される。セルユニット156の-側出力は、接点176eに接続され、セルユニット157の-側出力は接点176jに接続され、セルユニット158の-側出力は負極端子162に直接接続される。この状態では、接点176dと176b、接点176eと176c、接点176iと176g、接点176jと176hが接続状態となる。この結果、セルユニット156~158が並列接続状態となり、正極端子161と負極端子162の間には、定格36Vの直流が出力される。
図10(1)は、電池パック100を定格108Vの電動工具本体又は電気機器本体に装着した際の状態を示す図である。定格108Vの電動工具では、ターミナル部80に切替用突起84が形成され、36V機器のターミナル部20の切替用突起24Aの位置には突起は形成されていない。切替用突起84は、操作部と当接して出力電圧を切り替える切替素子又は接続素子としての機能を果たし、正極入力端子が挿入される第1のスロット121と、負極入力端子が挿入される第2のスロット122との間にある第3のスロット124に挿入される。この状態で電池パック100を電動工具本体又は電気機器本体に装着すると、正極入力端子81と正極端子161が接触し、負極入力端子82と負極端子162が接触するが、同時に切替用突起84が回動式ターミナル基台171の一方のアームに矢印84aのように接触することにより、回動式ターミナル基台171を上面視で時計回りに回転させる。この回転によって回動式ターミナル基台171の接続端子173a~173dと、接点176a~176jとの接続関係が切り替わる。切り替え後の接続状態を示すのが同図(2)である。ここでは、回動式ターミナル基台171の位置が図9(2)から図10(2)に切り替わることにより、接点176dと176a、接点176eと176b、接点176iと176f、接点176jと176gが接続状態となる。この結果、セルユニット156~158が直列接続状態となり、正極端子161と負極端子162からは定格108Vの直流が出力されることになる。尚、揺動部材たる回動式ターミナル基台171の揺動軸172にクリック機構又はラッチ機構を設けて、切替用突起24A又は切替用突起84によって揺動部材に所定以上の回転トルクを加えないと揺動しないように構成すると良い。また、接点176aと176fはどこにも結線されていない電極であるので、これらを無くして接点176bと176c、接点176gと176hの電極間隔を大きくすることで、切り替え時に隣接する電極間の短絡のリスクを低減させても良い。
本実施例によれば、コードレス電動工具においても、商用電源駆動の電動工具と同等の高い電圧を電池パック100から得ることができ、高出力の携帯型の電動工具や電気機器を実現できる。また、電圧を上げるためにセルの本数を増やしたものであっても、18650サイズのセルでは無くて14500サイズのリチウムセルを30本使用したので、高出力でありながら小型軽量であり、パワーウェイトレシオを大きくすることができる。さらに、本実施例の電池パック100は、電池パック100の内部に並列接続と直列接続を切り替える電圧切替要素(電圧切替機構170)を配置してセルユニット156~158の接続を切り替えることで、36Vと108Vの出力切替を可能としたので、広く用いられている定格36Vの電動工具や電気機器を動作させることができる。また本実施例の電池パック100においては、電圧切替要素として機能する電圧切替機構170が、電源端子として機能する正極端子161及び負極端子162が配置された位置と略同じ高さの位置に配置されているから、電池パック100の上下方向のサイズをコンパクトに構成することができる。
次に図11~図14を用いて本発明の第2の実施例を説明する。第2の実施例では、第1の実施例と同様に、出力電圧を低電圧側の36Vと高電圧側の108Vの2段階に切り替えることができる電池パック200を提供するものである。図11は電池パック200とそれに接続されるターミナル部の形状を示す斜視図であり、(1)は定格36Vの電気機器に接続される際の状態を示し、(2)は定格108Vの電気機器に接続される際の状態を示す。電池パック200の外観形状は、基本的には図1~図8で示した第1の実施例の電池パック100の形状と一部(スロット群の配置領域付近の形状)を除いて同じである。
電池パック200は、下ケース201と上ケース210を接合することによって形成されるハウジング内に、14500サイズのリチウムイオン電池によるセル151が30本収容される。ハウジングが大きくなることが許容されるならば、セルとして18650サイズを用いても良いし、その他の形状やサイズのセルを用いても良い。電池パック200の上ケース210には電動工具本体1又は電動工具本体30側への装着のための取付機構が形成されるが、その構成や形状は図7で示した第1の実施例の電池パック100の形状とほとんど同じである。上ケース210には、電気機器側のターミナル部を案内するための下段面211と、その上側に配置される上段面215が形成され、下段面211と上段面215の境界となる段差部212において、複数の端子挿入口(スロット)が形成される。上段面215の左右両側縁部には、電気機器本体側溝レール溝と嵌合するレール部238a、238bが形成される。ここでは、左右方向に5つの端子挿入口が図示されているが、配置される端子挿入口の数は任意であり、さらに増やしても良い。上段面215の上側には隆起部240が形成され、隆起部240の左右両側にはラッチ部241が設けられる。ラッチ部241はラッチ爪241aに連動している。
図11(1)は、36V定格の電気機器本体、電動工具本体1等に接続される場合を示している。電気機器本体1側に設けられるターミナル部270は、左右方向に狭い幅を有し、電池パック200は、正極入力端子271と負極入力端子272が中央寄りの2つの端子挿入口222、224に挿入されるように移動される。正極入力端子271と負極入力端子272は、後述する電池パック200の切替端子と接続されて、電池パック200の出力電圧を低電圧に切り替える切替素子又は接続素子として機能し、さらに複数のセルユニットを互いに並列に接続する低電圧用の接続素子としても機能する。図11(2)は、108V定格の電気機器本体、電動工具本体30等に接続される場合を示している。電動工具本体30のターミナル部280は、ターミナル部270に対して左右方向に広い幅を有し、この間の領域が端子配置領域となる。端子配置領域では左右両端近くに配置された正極入力端子281と負極入力端子282を有し、左右方向のほぼ中央に接続素子283が形成される。電池パック200が電動工具本体30に装着されると、正極入力端子281と負極入力端子282が端子挿入口221と225に挿入され、接続素子283が端子挿入口223に挿入されることになる。
図12は、電池パック200の接続回路図である。電池パック200内には3つのセルユニット156~158が収容される。セルユニット156~158は図8で示したセルパック150として形成され、セパレータ152によって保持されたものであり、それぞれ14500サイズのリチウムイオン電池のセル151が10本ずつ直列接続されている。尚、図12では10本分のセルをまとめて1つの電池として図示しているので注意されたい。ターミナル部270、280側の入力端子を挿入するための端子挿入口(スロット)221~225にはそれぞれ1~4個の接続端子が、ターミナル部270、280の挿入方向に並べて配置される。ここに配置される接続端子群は、電池パック200の並列接続と直列接続を切り替える電圧切替要素となるものである。端子挿入口222と端子挿入口224の組は、36V用のターミナル部270に対応するものあり、そこには低電圧を出力するための切替端子群(端子群232と端子群234)が配置される。正極入力端子271は端子群232のそれぞれと接触するように装着され、負極入力端子272は端子群234のそれぞれと接触するように装着される。
端子挿入口221と端子挿入口225の組は108V用のターミナル部280に対応するものであり、そこには高電圧を出力するための切替端子群(端子231と端子235)が配置される。正極入力端子281は端子231と接触するように装着され、負極入力端子282は端子235と接触するように装着される。端子231は正極端子として機能し、端子235は負極端子として機能する。ターミナル部280の左右中央部には、出力電圧を切り替えるための接続素子283がさらに設けられる。並列接続と直列接続を切り替える電圧切替要素となる接続素子283は端子挿入口223に挿入される。接続素子283は先端側(図中、電池パック200に近い側)の導通部283aと後端側の導通部283cを有し、それらの導通部283aと283cの間に絶縁体283bを配置することによって、導通部283aと導通部283cが電気的に非導通状態とされる。導通部283aと283cの目的は、端子群233中の所定の端子間を短絡させる短絡子であって、電気機器本体側では導通部283aと283cから配線する必要がない。従って、接続素子283はターミナル部280と一体成形で形成される非導電体による接続素子基台に、導通部283aと283cを形成する金属板を鋳込むようにして製造するか、又は非導電体による接続素子基台の外周面に金属板を張り付けるか又は外周面を金属メッキ等による導電処理することで製造すると良い。このようにターミナル部280には複数のセルユニットを互いに直列に接続する短絡子を付加して形成した。接続素子283の導通部283aは、後述するように、電池パック200の切替端子と接続されて、電池パック200の出力電圧を高電圧に切り替える切替素子又は接続素子として機能し、さらに複数のセルユニット156,157を互いに直列に接続する一体型の高電圧用の接続素子としても機能する。同様に、接続素子283の導通部283cも、電池パック200の切替端子と接続されて、電池パック200の出力電圧を高電圧に切り替える切替素子又は接続素子として機能し、さらに複数のセルユニット157,158を互いに直列に接続する一体型の高電圧用の接続素子としても機能する。
図13は端子231~235の形状を示す図であり、(1)は上面図であり、(2)は端子群232の側面図((1)のB方向からの矢視図)である。端子群232は、端子232a、232b、232cを有している。これら端子232a、232b、232cは、低電圧の電気機器本体1の接続素子に接続されて電池パック200の出力電圧を低電圧に切り替える切替端子として機能し、さらに複数のセルユニットを互いに並列に接続する並列端子としても機能する。端子群232は、複数の並列端子を互いに隣接するよう配置した並列端子群として構成されている。端子群234は、端子234a、234b、234cを有している。これら端子234a、234b、234cは、低電圧の電気機器本体の接続素子に接続されて電池パック200の出力電圧を低電圧に切り替える切替端子として機能し、さらに複数のセルユニットを互いに並列に接続する並列端子としても機能する。端子群234は、複数の並列端子を互いに隣接するよう配置した並列端子群として構成されている。端子群233は、端子233a、233b、233c、233dを有している。これら端子233a、233b、233c、233dは、高電圧の電気機器本体30の接続素子に接続されて電池パック200の出力電圧を高電圧に切り替える切替端子として機能し、さらに複数のセルユニット156~158を互いに直列に接続する直列端子としても機能する。端子群233は、複数の直列端子を互いに隣接するよう配置した直列端子群として構成されている。ここでは端子231、235と、端子232a、233a、234aは従来から広く用いられている端子と同じ形状であり、平板をU字形状に曲げ、開口端部付近の両側側面を内側に向けて凸状にへこませたような形状にし、凸状部分による最狭部がターミナル部側の板状の端子の両面と接触するように形成される。端子231、235、232a、233a、234aは、嵌合するターミナル部側の金属端子が後方側に貫通しないため、後方側が閉鎖された形状とされる。一方、その他の端子群、即ち端子232b、232c、233b~233d、234b、234cは、接触するターミナル部側の金属端子を前方から後方に貫通させた状態で嵌合するため、前方側だけでなく後方側にも開口部が形成される。(2)の側面図においてその具体型な形状を示しており、端子232aは上端の後方付近(矢印236a)が閉鎖されているが、端子232b、232cは前方側だけで無く後方側(矢印236b、236cで示す付近)が開放されているような形状とされる。このため、図に示すようなターミナル部270が矢印265の方向に挿入されると、正極入力端子271が3つの端子232a~232cに同時に接触することにより、それぞれが電気的に導通状態になる。この接続状態は、負極入力端子272と3つの端子234a~234cにおいても同様となる。このように一つの端子挿入口において、複数の端子を装着方向と同方向(平行方向)に並べ、ターミナル部の電極板を用いて電池パック200内のセルユニット156~158の接続状態を並列接続と直列状態のいずれかに設定することができるようにした。
図14は電池パック200をターミナル部270、280に装着した時の状態を示す図であり、(1)は36V出力状態、(2)は108V出力状態である。(1)に示す36V出力の時のターミナル部270は、正極入力端子271と負極入力端子272を有する。正極入力端子271は、端子232a、232b、232cと接触することによりこれらが導通する。端子232aはセルユニット156の+端子(正極)に接続されており、端子232bはセルユニット157の+端子に接続されており、端子232cはセルユニット158の+端子に接続されている。従って、正極入力端子271が3つのセルユニット156~158の+端子に接続されたことになる。同様にして負極入力端子272は、端子234a、234b、234cと接触することによりこれらが導通する。端子234aはセルユニット156の-端子(負極)に接続されており、端子234bはセルユニット157の-端子に接続されており、端子234cはセルユニット158の-端子に接続されている。従って、負極入力端子272が3つのセルユニット156~158の-端子に接続されたことになる。尚、端子群233には何も接続されないため、端子233a~233dは開放状態にされる。これらの結果、セルユニット156~158が並列接続され、即ち定格36Vの直流が正極入力端子271と負極入力端子272に出力されることになる。
図14(2)は電池パック200をターミナル部280に装着した時の状態を示す図である。108V出力の時のターミナル部280は、正極入力端子281と負極入力端子282と接続素子283を有する。正極入力端子281は、セルユニット156の+端子と接続される端子231とだけ接触する。同様にして負極入力端子282は、セルユニット158の-端子と接続される端子235とだけ接触する。また接続素子283(接続端子)が4つの端子群(直列端子要素233a~233d)と接触するようにして挿入される。この接続素子283により、端子233aと端子233bが導通部283a(図12参照)により短絡し、端子233cと端子233dが導通部283c(図12参照)により短絡する。ここで、端子233bと端子233cの間は、接続素子283に形成された絶縁体283b(図12参照)によって非導電状態で保たれる。端子233aはセルユニット156の-端子に接続され、端子233bはセルユニット157の+端子に接続されるため、セルユニット156、157間の直列接続状態が確立される。同様にして、端子233cはセルユニット157の-端子に接続され、端子233dはセルユニット158の+端子に接続されるため、セルユニット157、158間の直列接続状態が確立される。これらの導通状態の結果、セルユニット156~158が直列接続され、定格108Vの直流が正極の端子231と負極の端子235に出力されることになる。尚、端子群232と端子群234の各端子は開放状態にされる。
以上、第2の実施例では電圧を切替えるための端子群を備えて、切替端子群は異なる複数の前記セルユニットのそれぞれから延びる端子を隣接配置して構成したので、複数電源に対応できる電池パック200を実現できた。特に、スロット223内に複数のセルユニットの正極又は負極に接続されたものであって、複数のセルユニットを直列に接続するための直列端子群(直列端子要素233a~233d)を備えたので36Vと108Vの切り替えが可能な電池パック200を実現できた。この際、電動工具本体等の電気機器本体側のターミナル部270又は280を図示したような形状に設定しておくことによって、正極入力端子が挿入されるスロット(221又は222)と、負極入力端子が挿入されるスロット(224と225)とは別に、出力電圧を切り替える切替素子(接続素子283)が挿入される第3のスロット(223)を設けたので、電池パック200を装着するだけで電池パック200側からの出力電圧が自動的に切り替わる。よって、作業者は電池電圧の切り替え作業に注意する必要は無い上に、設定電圧ミスによって電気機器本体側を破損する虞もない。さらに、電池パック200を取り外した際に、3つのセルユニット156~158が開放状態(非接続状態)とされるため、保管時や輸送時に最適な状態とすることができる。第2の実施例の電池パック200においては、電圧切替要素として機能する端子群232、端子群234及び接続素子283と、電源端子として機能する端子231、端子235、端子群232及び端子群234が、上下方向において略同じ高さの位置に配置されているから、電池パック200の上下方向のサイズをコンパクトに構成することができる。また、直列端子として機能する端子233a、233b、233c、233dと、正極端子として機能する端子231と、負極端子として機能する端子235を、上下方向において略同じ高さの位置に配置するから、電池パック200の上下方向のサイズをコンパクトに構成することができる。さらに、直列端子として機能する端子233a、233bは互いに隣接するよう配置された直列端子群として構成され、導通部283aはこの直列端子群に接続される一体型の高電圧用の接続素子として機能するから、電気機器本体をシンプルな構造とすることができる。同様に、直列端子として機能する端子233c、233dは互いに隣接するよう配置された別の直列端子群として構成され、導通部283cはこの直列端子群に接続される一体型の高電圧用の接続素子として機能するから、電気機器本体をシンプルな構造とすることができる。そして複数の直列端子群を左右方向と直行する方向に並べるとともに、複数の一体型の高電圧用の接続素子を左右方向と直行する方向に並べるから、電池パック及び電気機器本体の左右方向のサイズをコンパクトに構成することができる。
第2の実施例を用いた電池パック200の構造は、電圧切替式の電池パックだけに限られずに、電圧固定の電池パックにおいても有効に適用できる。そのような電池パックの構造を示したのが図15である。図15は108V専用の電池パック200Aの回路図を説明するための図である。ここでは、図14(2)の端子群232、234を取り除いたものと同じ構造であり、端子群232、234の挿入位置に形成される端子挿入口222、224(共に図11参照)は閉鎖される。108V用の電動機器本体は、正極入力端子281と負極入力端子282と接続素子283を有するターミナル部280を用いる。ターミナル部280の構造は図12で示した構造と同一であり、接続素子283は先端側の導通部283aと後端側の導通部283cを有し、それらの導通部283aと283cの間が絶縁体283bによって電気的に非導電状態で接続されるものである。このように複数の端子群を用いて、ターミナル部280が接続されたときにセルユニット156~158の直列接続状態を確立させるので、電気機器に電池パック200Aが装着されていない際に3つのセルユニット156~158が非接続状態とされるため、保管時や輸送時に最適な状態とすることができる。
図15(2)は別の変形例の電池パック200Bを示す回路図である。(2)は(1)の接続素子283を左右方向に2つに分けて、第1接続端子285と第2接続端子286に分割したものである。この分割に併せて端子233a~233dを横方向に分けて配置した。第1接続端子285は、セルユニット157の+端子側と接続される端子233bと、セルユニット156の-端子側と接続される端子233aを短絡させるための金属板である。同様にして、第2接続端子286は、セルユニット157の-端子側と接続される端子233cと、セルユニット158の+端子側と接続される端子233dを短絡させるための金属板である。この変形例でも(1)と同等の効果を得ることができる上に、端子233aと233b、223cと233dの設置スペースが小さくて済むので、既存の電池パックに実装する上では有利である。尚、図15(2)の変形例において、端子挿入口を横方向に6列設けるようにすれば、(2)の構成に36V出力用の端子群232、234(図13参照)を配置することができ、前後方向の端子の長さを短くした電池パックを実現できる。
次に図16~図20を用いて本発明の第3の実施例を説明する。第3の実施例の電池パック300においては、第1及び第2の実施例に比べて電池パックの出力電圧を、低電圧側と高電圧側の2段階に切り替えることができる点で共通する。しかしながら、第3の実施例では、36Vと108Vのように電圧比を3倍で切り替えるのではなくて、18Vと36Vのように電圧比を2倍で切り替えるようにしたものである。図16は本発明の第3の実施例に係る電池パック300と、それに装着されるターミナル部370、380の形状を示す概略斜視図である。電池パック300に装着可能な電気機器は、ターミナル部370を有する定格18V機器と、ターミナル部380を有する定格36V機器の2種類である。ターミナル部370には第1の電源入力端子組(機器側電源端子)たる正極入力端子371と負極入力端子372が形成される。ターミナル部380には第2の電源入力端子組(機器側電源端子)たる正極入力端子381と負極入力端子382が形成される。これらターミナル部370、380は電気機器本体側の電池パック装着部に設けられるものである。正極入力端子371、381と負極入力端子372、382は金属製の板状部材で形成され、これらを固定する基台部分は合成樹脂等の非導電体の成形品で形成される。正極入力端子371、381と負極入力端子372、382は、それぞれが電池パック300の操作部と当接して電池パック300の出力電圧を切り替える切替素子又は接続素子として機能する。
ここで図示される電池パック300は、概略図であって下段面311と上段面315の間の段差部312から後方側にかけて、複数のスリット321~324が形成される。これらスリット321~324を含めた電池パック300の上側形状は図7で示した電池パック100の形状とほぼ同等の形状とすれば良いが、ここでは隆起部やラッチ部等の記載は省略している。18V用のターミナル部370は、左右方向に幅が狭く構成され、36V用のターミナル部380は左右方向の幅が広く構成される。これらのターミナル部370、380の幅の違いに応じて正極入力端子371と負極入力端子372の間隔は狭く形成され、正極入力端子381と負極入力端子382の間隔は広く形成され、低電圧用の端子組(371、372)の占める領域は、高電圧用の端子組(381、382)の占める範囲に含まれるように配置される。正極入力端子371と負極入力端子372は、スリット322とスリット323にそれぞれ挿入され、正極入力端子381と負極入力端子382は、スリット321とスリット324にそれぞれ挿入される。これらの端子とスリットの位置は、電動工具本体側の電池パック装着部に形成されたレール溝と、電池パック300に形成されるレール部(ここでは図示を省略している)によって適切に案内される。このように電気機器本体側のターミナル部のクリップ(正極入力端子371、381と負極入力端子372、382)が挿入されるスリットを2パターン設け、ターミナル部のクリップの幅が異なる18Vと36Vの製品を取り付けることにより、出力切り替えを可能とした。作業者は電池パック300を18V用の電動工具等の電気機器本体又は36V用の電気機器本体に単に装着するだけで、電池パック300から適切な出力電圧を得ることができる。
図17は、電池パック300の内部、特に段差部312(図16参照)の後方側であってスリット321~324の位置付近(端子配置領域)に配置される電圧切替機構(電圧切替要素)320の構成パーツを示す図である。電圧切替機構320は切替スイッチ手段であり、金属製の端子部材が鋳込まれた合成樹脂製の2つの可動案内部材330、340を有し、これらはスプリング348等の付勢手段によって、電池パック300の電気機器本体への装着方向に対して交差する方向においてお互いが離れるように付勢される。可動案内部材330、340は、電池パック300の出力電圧を切り替えるために電気機器本体の切替素子と当接して操作される操作部として機能する。可動案内部材330、340の左右両側付近と中央付近後方側には、接点端子(351~354)が4つ設けられる。可動案内部材330、340には、正極入力端子371と負極入力端子372が挿入されるための端子装着部331、341が形成される。図17(1)の左側の図は電池パック300が電気機器本体に装着されていない時の可動案内部材330、340の位置を示しており、この状態では正極入力端子371と負極入力端子372を、端子装着部331、341にそのまま挿入させることができる。一方、図17(2)の左側の図に示すようにターミナル部380を装着するときは状況が異なる。ターミナル部380の接続素子である正極入力端子381と負極入力端子382に対して電池パック300を相対移動させると、正極入力端子381が可動案内部材330の傾斜部332に接触し、負極入力端子382が可動案内部材340の傾斜部342に接触する。これはスプリング348の作用によって可動案内部材330、340の平行面333、343が正極入力端子381と負極入力端子382の間隔よりも広い間隔の位置に静止しているためである。
正極入力端子381が傾斜部332に接触しながら、負極入力端子382が傾斜部342に接触しながらターミナル部380が矢印349のように押し込まれると、すなわち、正極入力端子381、負極入力端子382がそれぞれ、スリット321、324(図16参照)に挿入されていくと、スプリング348を圧縮しながら可動案内部材330、340が内側に向けて矢印336、346の方向(互いに近づく方向)に移動する。尚、本実施例での説明では、ターミナル部380を電池パック300に近づけるように図示した矢印349の意味は、電池パック300側との距離が縮まることを意味するだけであって、便宜上方向を示したにすぎず、固定した電気機器本体側に電池パック300側を移動させる場合と、電池パック300側に電気機器本体側を移動させる場合の双方を含む。本実施例では理解の容易性から、これらの相対移動をターミナル部380が矢印349のように電池パック300側に移動するとして説明したが、どちら側を移動させても装着後の状態は同じである。
可動案内部材330、340が矢印336、346の方向に移動しながらターミナル部380がさらに挿入されると、スプリング348がさらに圧縮されて可動案内部材330、340がさらに互いに接近するので、正極入力端子381が可動案内部材330の外側(右側)の平行面333と第1+端子(第1正極端子)351の間に入り込み、同様にして負極入力端子382が可動案内部材340の外側(左側)の平行面343と第2-端子(第2負極端子)354の間に入り込む。この入り込んだ状態で矢印349の方向の所定位置まで移動したら、電池パック300の装着完了である。この可動案内部材330、340の移動によって、同時に中間端子335、345の位置も移動して、それらの最接近点が“非接触”状態から“接触”状態に変わって導通することになる。さらに、可動案内部材330、340と端子351~354との接触状態が変わり、この結果ターミナル部380には定格36Vの直流が出力されることになる。中間端子335、345及び4つの接点端子(351~354)は、電池パック300の出力電圧を切り替えるために操作部によって操作される切替スイッチとして機能する。
図18は、可動案内部材330、340と端子351~354を用いた電圧切替機構320を説明するための図である。同図(1)は電圧切替機構320の電池パック300内での収容位置を示す図である。同図(1)において電圧切替機構320は、電池パックの下段面311と上段面315により形成される段差部312よりも後方側であって、上面視では複数のスリット321~324(図16参照)の配置位置と重複する位置に収容される。可動案内部材330、340は端子基板360(図18(3)参照)上において、左右方向に移動する可動部材であり、4つの接点端子(351~354)は端子基板360に固定されて動かない非可動部材である。
図18(2)は電圧切替機構320の上面から見た展開図であり、各部品の構成がわかるように距離的に離して図示している。同図(2)において、可動案内部材330は、上面視で四角形の部材と三角形の部材を連結したような基本形状であって、基本形状部分はプラスチック等の合成樹脂で製造される。合成樹脂部分には、金属製の中間端子335が鋳込まれ、これらは強固に固定される。中間端子335は後方側に2つの接触子335cと335dが形成され、端子装着部331の間に延びるようにして前方側に延在してターミナル部370の正極入力端子371と接触するために内側から外側に凸状に曲げられた接触子335aが形成され、内側部分(図中、可動案内部材330の左側)には他方の可動案内部材340側の中間端子345の接触子345bと接触する接触子335bが形成される。可動案内部材340とそれに鋳込まれる中間端子345は、可動案内部材330と中間端子335と左右対称に形成されるものである。中間端子345は後方側に2つの接触子345cと345dが形成され、端子装着部341の間に延びるようにして前方側に延在してターミナル部370の負極入力端子372と接触するために内側から外側に向けて凸状に曲げられた接触子345aが形成され、内側部分(図中、可動案内部材340の右側)には他方の中間端子335の接触子335bと接触する接触子345bが形成される。接触子335aと345aが低い電圧を出力する低電圧用端子組であって第一電源端子を構成する。可動案内部材330、340の間にはスプリング348(図18(2)では図示省略)が鋳込まれ、成形時点において可動案内部材330、340が弾性体を介して連結される。スプリング348は金属製の圧縮コイルバネである。
中間端子335、345の後方側には、4つの端子351~354が配置される。左右方向で中央寄りに配置されるのは、第一セルユニットの+端子(正極端子)に接続される第2+端子(第2正極端子)352と、第1セルユニットの-端子(負極端子)に接続される第1-端子(第1負極端子)353である。第2+端子352には、前方側に凸状に曲げられ左右方向に並んで配置した接触子352a、352bが形成され、第1-端子353には前方側に凸状に曲げられ左右方向に並んで配置した接触子353a、353bが形成される。接触子335cは接触子352a、352bのいずれかと択一的に接触し、接触子345cは接触子353a、353bのいずれかと択一的に接触する。
中間端子335の右側には第1+端子(第1正極端子)351が配置され、中間端子345の左側には第2-端子(第2負極端子)354が配置される。第1+端子351は上面視で略L字状に折り曲げられた部材であり、前側に位置する一方の端部には、ターミナル部380の正極入力端子381(図17参照)と接触するために外側から内側に向けて凸状に曲げられた接触子351aが形成され、後方に位置する他方の端部には、中間端子335の接触子335dと接触するために前側に凸状に曲げられた接触子351bが形成される。第2-端子354は第1+端子351と左右対称の形状とされ、前側に位置する一方の端部には、ターミナル部380の負極入力端子382(図17参照)と接触するために凸状に曲げられた接触子354aが形成され、後方に位置する他方の端部には、中間端子345の接触子345dと接触するために凸状に曲げられた接触子354bが形成される。接触子351aと354aが高い電圧を出力する高電圧用端子組であって第2電源端子を構成する。
図18(3)は、同図(1)のC-C部の断面図である。可動案内部材330は上側を電池パック300の上ケース310にて覆われ、下側は端子基板360によって左右方向に摺動可能なように保持される。端子基板360の上面には、上側に向けて凸状に突出し、左右方向に直線状に延びる案内レール361が形成される。また、上ケース310の上段面315の内側壁には、左右方向に直線状に延びるように設けられた案内レール316が形成される。一方、可動案内部材330の上側面には左右方向に連続して形成される案内溝部334aが形成され、下側面には左右方向に連続して形成される案内溝部334bが形成される。尚、図18(3)以外の図では可動案内部材330の案内溝部334aと、可動案内部材340側に設けられる案内溝部344aの図示をしていないので注意されたい。
このように案内溝部334bが案内レール361により案内され、案内溝部334aが案内レール316により案内されることによって、可動案内部材330は電池パック300の装着方向と交差する方向に移動可能となる。可動案内部材340側も同様にして、案内溝部と案内レールが形成され、それらによって案内されることによって、可動案内部材340が電池パック300の装着方向と交差する方向(左右方向)にスムーズに摺動可能となり、装着方向と同方向(前後方向)には移動しないことになる。中間端子335は可動案内部材330に固定されるため、端子基板360とはほぼ非接触となるように配置される。第2+端子352は固定用のピン部352cが端子基板360の内部に嵌合し、接続用のピンが端子基板360を貫通して半田付けされる。なお、ピン部352cとピンを分けずにピン部352cを半田付けしても良い。
以上、第3の実施例によれば端子基板360の上面であって電源端子(正極端子と負極端子)が配置される端子配置領域において、電池パック300の装着方向と交差する方向に移動可能な複数の可動案内部材たる電圧切替要素(330、340)によって、複数のセルユニットを並列に接続するか直列に接続するかを切り替えることができるので、電圧の自動切り替え機構を有する電池パック300を実現できた。尚、本実施例では可動案内部材330の移動方向は電池パック300の装着方向と直交するようにしているが、必ずしも90度の交差角に限られる訳で無く、90度よりも所定の角度だけ増減させて斜めに交差するように移動させても良い。このように第3の実施例では、可動案内部材330、340を電池パック300の装着方向において、端子351~354、335、345の配置領域(スリット321~324が配置されている領域)に配置しているので、電池パックを大きくすることなく電圧の切り替えを行うことができる。
次に、図19を用いて定格18Vの電気機器本体と接続される時の電圧切替機構320によるセルユニットの接続状態を説明する。図19は(1)がターミナル部370を電池パック300に装着する前の状態を示している。同図(2)が装着後の状態を示すもので、4つの端子351~354からセルユニット356、357への結線状態を回路図として示している。電池パック300には2つのセルユニット356、357が収容される。セルユニット356、357はそれぞれ5本のリチウムイオン電池のセル151が直列に接続された集合体であって、その出力は定格18Vである。セルユニット(第1セルユニット)356の+出力(プラス出力)は第1+端子351にリード線により配線され、-出力(マイナス出力)は第1-端子353にリード線により配線される。同様にして、セルユニット(第2セルユニット)357の+出力は第2+端子352にリード線により配線され、-出力は第2-端子354にリード線により配線される。
ターミナル部370が装着されていない場合は、可動案内部材330、340はスプリング348によって互いに離反するように付勢される。この状態では接触子335bと接触子345bは離反しており非接触状態である。図19(1)の状態からターミナル部370が装着されると、同図(2)に示すようにターミナル部370の正極入力端子371がスリット322(図17参照)を介して端子装着部331内に収容され、その結果、接触子335bと正極入力端子371が接触する。同様にして負極入力端子372がスリット323(図17参照)を介して端子装着部341に収容され、その結果、接触子345bと負極入力端子372が接触する。しかしながら可動案内部材330と340は矢印349と同方向にも直交する方向(左右方向又は上下方向)にも移動しないため、中間端子335、345と4つの端子351~354との接触関係に変化はない。この状態では接触子335dと351bが接触し、接触子335cと352aが接触し、接触子345cと353aが接触し、接触子345dと354bが接触する。これら接触子の接触の結果、正極入力端子371からセルユニット356、357の+出力(プラス出力、正極端子)への接続経路が確立され、負極入力端子372からセルユニット356、357の-出力(マイナス出力、負極端子)への接続経路が確立され、2つのセルユニット356、357は並列接続され、その出力、即ち定格18Vの直流が電池パック300から出力されることになる。
図20は(1)がターミナル部380を電池パック300に装着する前の状態を示し、(2)が装着後の状態を示すもので、4つの端子351~354からセルユニット356、357への結線状態を回路図で示している。図20(1)に示すように、ターミナル部380が装着されていない場合は、可動案内部材330、340はスプリング348によって互いに離反するように付勢される。この状態では接触子335bと接触子345bは離反しており非接触状態である。同図(1)の状態からターミナル部380が装着されると、正極入力端子381がスリット321(図16参照)を介して傾斜部332に接触するが、接触したままターミナル部380を押し込む(又は、電池パック300をターミナル部380側に移動させる)と、傾斜部332が正極入力端子381の内側に逃げるようにして移動するため、可動案内部材330が矢印336の方向にスプリング348を圧縮しながら移動する。同様にして負極入力端子382がスリット324(図16参照)を介して傾斜部342に接触しながら押し込まれると、傾斜部342が負極入力端子382の内側に逃げるようにして移動するため、可動案内部材340が矢印346の方向にスプリング348を圧縮しながら移動する。可動案内部材330が内側に移動すると、正極入力端子381は傾斜部332よりも側方側に位置する平行面333と第1+端子351の間に入り込み、スプリング348の付勢によってその状態(図20(2)で示す状態)にて保持され、正極入力端子381が第1+端子351の接触子351aと良好に接触する。同様にして可動案内部材340が内側に移動すると、負極入力端子382は傾斜部342よりも側方側に位置する平行面343と第2-端子354の間に入り込み、その状態(同図(2)で示す状態)にて保持され、負極入力端子382が第2-端子354の接触子354aと良好に接触する。
可動案内部材330、340が内側に移動すると他の接触子の接触関係も変化する。まず中間端子335の接触子335bと中間端子345の接触子345bが接触することにより、中間端子335と345が導通状態になる。また、中間端子335の接触子335cと接触するのが、図20(1)で示すような接触子352aから同図(2)で示すように接触子352bに切り替わり、中間端子335の接触子335dと第1+端子351の接触子351bとの接続状態が解消される。同様にして、中間端子345の接触子345cと接触するのが、同図(1)で示すような接触子353aから同図(2)で示すように接触子353bに切り替わり、中間端子345の接触子345dと第2-端子354の接触子354bとの接続状態が解消される。これら接触子の接触状態の切り替えの結果、正極入力端子381からセルユニット356の+出力(プラス出力、正極端子)への接続経路が確立され、セルユニット356の-出力(マイナス出力、負極端子)からセルユニット357の+出力への接続経路が確立され、セルユニット357の-出力から負極入力端子382への接続経路が確立される。この接続は、2つのセルユニット356、357の直列接続であって、電池パック300から定格36Vの直流が出力されることになる。尚、電圧切替機構320の可動案内部材330、340はスプリング348によって付勢されているので、図20(2)の状態からターミナル部380を取り外した場合は、元の同図(1)の状態に戻るため、セルユニット356と357の直列接続状態は自動的に解消され、並列接続状態に戻る。
以上のように、可動案内部材330、340を用いた電圧切替機構320を実現することによって、作業者は電池パック300を定格18Vの電気機器本体又は定格36Vの電気機器本体のいずれかに単に装着するだけで、電気機器本体に対して最適な出力電圧を得ることができる。尚、上述した第3の実施例は、電圧比が2倍であれば、他の電圧、例えば54V/108Vの切替をおこなう電池パックにおいても実現可能である。さらに、可動案内部材を3つ用いることによって切り替え電圧比が3倍となるような切り替え機構を実現しても良い。第3の実施例の電池パック300においては、電圧切替要素として機能する電圧切替機構320と、電源端子として機能する接触子335a及び接触子345aが、上下方向において略同じ高さの位置に配置されているから、電池パック300の上下方向のサイズをコンパクトに構成することができる。
次に図21及び図22を用いて本発明の第4の実施例を説明する。図21は第4の実施例に係る電池パック600の上面図である。電池パック600の外観形状は、図7に示した電池パック100とほぼ同じであり、レール部の形状や下段面611や上段面615の形状は同じである。上段面615には複数のスロット部が設けられ、スロット部の配置された領域が端子配置領域となる。ここではスロット部として、正極端子用スロット621、負極端子用スロット622に加えて、第3のスロットとなる直並切替素子用スロット623が形成される。正極端子用スロット621は正極出力端子661(正極端子)を収容するためのスロットであり、負極端子用スロット622は負極出力端子662(負極端子)を収容するためのスロットである。正極端子用スロット621と負極端子用スロット622に挟まれる部分には、直並切替素子用スロット623が配置される。ここでは従来の電池パックにおいて何も端子が割り当てられずに空いていたスロットを、直並切替素子用スロット623に割り当てたものである。
直並切替素子用スロット623の内部には、入口側(前方側)から、2つの並列接続子663a、663bからなる並列接続子対663と、直列接続子664が配置される。並列接続子663aは、セルユニット356の+出力(正極)に接続される接続子(導電体)と、セルユニット357の+出力(正極)に接続される接続子(導電体)とからなる接続子対によって構成される。同様に、並列接続子663bは、セルユニット356の-出力(負極)に接続される接続子(導電体)と、セルユニット357の-出力(負極)に接続される接続子(導電体)とからなる接続子対(導電体対)によって構成される。言い換えると、並列接続子663a、663bは各セルユニットの同極(+出力又は-出力)にそれぞれ接続され隣接して配置された一対の接続子から構成される。並列接続子663a、663bは、左右方向に分離された導電体対によりそれぞれ構成され、通常状態では図示のように導電体対が接触状態にある。並列接続子663aを構成するセルユニット356の+出力(正極)に接続される接続子(導電体)と、並列接続子663aを構成するセルユニット357の+出力(正極)に接続される接続子(導電体)は、それぞれが電池パック600の出力電圧を低電圧に切り替えるための切替端子として機能する。また並列接続子663bを構成するセルユニット356の-出力(負極)に接続される接続子(導電体)と、並列接続子663bを構成するセルユニット357の-出力(負極)に接続される接続子(導電体)は、それぞれが電池パック600の出力電圧を低電圧に切り替えるための切替端子として機能する。直列接続子664は、左右方向に分離された導電体対により構成され、通常状態では図示のように左右の導電体対が離合して非接触状態にある。直列接続子664は、セルユニット356の+出力(正極)に接続される接続子(導電体)と、セルユニット357の-出力(負極)に接続される接続子(導電体)とからなる接続子対(導電体対)によって構成される。言い換えると、直列接続子664は各セルユニットの異極(+出力及び-出力)にそれぞれ接続され隣接して配置された一対の接続子から構成される。尚、直列接続子664は、分離された導電体対の端子間の距離を稼ぐべく電池パック600の装着方向に距離をとった位置関係でも良い。直列接続子664を構成するセルユニット356の+出力(正極)に接続される接続子(導電体)と、直列接続子664を構成するセルユニット357の-出力(負極)に接続される接続子(導電体)は、それぞれが電池パック600の出力電圧を高電圧に切り替えるための切替端子として機能し、さらに複数のセルユニット356、357を互いに直列に接続する直列端子としても機能する。
正極端子用スロット621と負極端子用スロット622及びその他のスロットの装着方向の長さはLSであり、これらに対して直並切替素子用スロット623の装着方向の長さLS1は倍程度に長く形成される。これは直並切替素子用スロット623の内部には、装着方向に並列接続子663a、663bと直列接続子664の3組の導電体対が直列に並べて配置されているためである。ここで、正極出力端子661及び負極出力端子662(これらを総称して電源端子)は装着方向に対して交差する方向に離間して配置されており、これら電源端子が配置されている領域(具体的には装着方向で段差部612から長さLS1又はLS2(図24で後述)までの領域、より詳細には長さLSの領域)に、電圧切替要素となる並列接続子対663と直列接続子664が配置されている。言い換えると、スロット部が設けられている領域に電圧切替要素が配置されている。
図22は、電池パック600が電気機器本体に接続されたときのセルユニットの接続回路を示す図であり、(1)が低電圧(例えば18V)用の電気機器本体に接続された状態を示し、(2)が高電圧(例えば36V)用の電気機器本体に接続された状態を示す図である。18V用の電気機器本体においては、従来から用いられている形状と同一のターミナル部650の形状を有する。即ち、正極入力端子651と負極入力端子652を有する。ターミナル部650には、図示している以外の入力端子(例えばLD端子)を設けても良いが、ここでは第4の実施例の特徴的な構成に係る部分だけを説明し、その他の入力端子の説明は省略する。LD端子は、情報又は信号を入力又は出力する信号端子として機能する。
図22(1)の下側の回路図は、電池パック600が電気機器本体に装着されることによってターミナル部650と電池パック600の出力端子群が接続された状態を示す図である。電池パック600の内部には、リチウムイオン電池のセル5本が直列接続されたセルユニット356、357が構成される。(1)の状態ではセルユニット356、357の+出力と-出力が並列に接続された状態で正極出力端子661と負極出力端子662に接続される。つまり、5本のセルが直列接続されたセルユニット357の+端子は正極出力端子661に接続され、-端子は並列接続子663bを介して負極出力端子662に接続される。一方、5本のセルが直列接続されたセルユニット356の+端子は並列接続子663aを介して正極出力端子661に接続され、-端子は負極出力端子662に接続される。ここでは、セルユニット356の+端子とセルユニット357の-端子を接続する直列接続子664は、複数のセルユニット356、357を直列に接続するために複数の接触端子(図中で右側の端子と左側の端子)からなる直列端子群を形成し、左右の接触端子は初期状態(電池パック600が取り外されている状態)では開放状態(非導通状態)にある。
図22(2)の上側の図は、36V用の電気機器本体のターミナル部680の端子形状を示す図である。ここでは、従来から用いられている形状と同一の正極入力端子681及び負極入力端子682に加えて、直並列切替端子683が形成される。直並列切替端子683は、電池パックの装着方向において電源端子(正極出力端子661、負極出力端子662)が配置される端子配置領域に設けられ、並列接続と直列接続を切り替える接続素子となる。直並列切替端子683には2つの機能が設けられるもので、電池パック600の装着時に最初に電圧切替要素(並列接続子対663、直列接続子664)に当接する先端側部分が導電体による導通端子683bとして形成され、後端側部分が非導電体による遮断端子683aとして形成される。ターミナル部680は合成樹脂の一体成形によってその基台部分が形成され、そこに金属製の板状の正極入力端子681と負極入力端子682が鋳込まれる。直並列切替端子683は切替端子群を備え、遮断端子683aがターミナル部680と一体に非導電材料により成形され、その先端の一部に金属製の導通端子683bが鋳込み成形により形成される。ここで、遮断端子683aは、電池パック600の非装着時には接触状態(導通状態)にある並列接続子663a、663bの間に入り込むことによって並列接続子663aの導通状態を遮断し、並列接続子663bの導通状態を遮断することを目的とするものである。遮断端子683aは、複数の切替端子によって構成された電池パック600の並列接続子663a、663bに接続されて、電池パック600の出力電圧を低電圧に切り替える切替素子として機能する。逆に導通端子683bは、電池パック600の非装着時には非接触状態(遮断状態)にある直列接続子(直列接続要素)664の間に入り込むことによってそれぞれを短絡させることによって直列接続子664の導通状態を確立する短絡子として機能する。導通端子683bは、複数の切替端子によって構成された電池パック600の切替端子である直列接続子(直列接続要素)664に接続されて、電池パック600の出力電圧を高電圧に切り替える切替素子として機能し、さらに複数のセルユニット356、357を互いに直列に接続する一体型の高電圧用の接続素子としても機能する。従って導通端子683bは単なる金属板で良く、電動工具本体側の基板等に結線する必要は無い。このようにして電圧切替要素たる直並列切替端子683を、異なる複数のセルユニットのそれぞれから延びる切替端子を隣接配置して構成した。
図22(2)の下側の回路図は、電池パック600が電気機器本体に装着されることによってターミナル部680と電池パック600の出力端子群が接続された状態を示す図である。(2)の状態ではセルユニット356の+出力とセルユニット357の-出力が接続された状態で正極出力端子661と負極出力端子662への直列接続回路が確立される。5本のセルが直列接続されたセルユニット357の+端子は正極出力端子661に接続され、-端子は導通端子683bの挿入によって短絡状態にされた直列接続子664の接続を介してセルユニット356の+端子に接続される。セルユニット356の-端子は負極出力端子662に接続される。ここで並列接続子対663を形成する並列接続子663a、663bは、遮断端子683aが2つの接点の間に介在するために非導通状態にされるので、(1)で示したようなセルユニット356、357の並列接続状態が解消される一方で、直列接続状態が確立する。
以上のように第4の実施例によれば電動工具本体側のターミナル部650、680の形状を変えて、正極入力端子681が挿入される第1のスロット621と、負極入力端子682が挿入される第2のスロット622に加えて、出力電圧を切り替える切替素子(直並列切替端子683)が挿入される第3のスロット623を用いることで電池パック600の出力電圧を適切に切り替えることが可能となった。しかも、従来から広く用いられる18V出力の際には、従来の電動工具と同じターミナル部650の形状としたので、本実施例による電池パック600を従来から市販されている18V用の電動工具本体や、電気機器本体に装着して同様に使用することができる。一方において、定格36Vを必要とする電動工具本体や、電気機器本体においてターミナル部680の形状を図22(2)のように構成すれば、電池パック600を装着するだけで、電池パック600から定格36Vの直流を得ることができる。この際、複雑なスイッチ機構が存在しないので、製造コストの上昇を抑えて耐久性の良い電圧自動切替式の電池パックを実現できた。また、電圧切替要素となる切替端子群(663a、663b、664)を装着方向において電源端子(正極出力端子661と負極出力端子662)が配置されている領域内の、第3のスロット623内に配置したため、電気機器本体に電池パックを装着するだけで容易に電圧を切り替えることができた。特に、装着方向と交差する方向において電源端子間に電圧切替要素を配置したので、電池パックの寸法を大きくすることなく、既存の電気機器本体を装着することも可能となった。第4の実施例においては、電圧切替要素と電源端子が上下方向において略同じ高さの位置に配置されているから、電池パックの上下方向のサイズをコンパクトに構成することができる。また直列接続子664を構成するセルユニット356の+出力(正極)に接続される接続子(導電体)と、直列接続子664を構成するセルユニット357の-出力(負極)に接続される接続子(導電体)は、それぞれが複数のセルユニット356、357を互いに直列に接続する直列端子として機能するが、これら直列端子を、正極端子である正極出力端子661と、負極端子である負極出力端子662に対して、上下方向において略同じ高さの位置に配置したから、電池パックの上下方向のサイズをコンパクトに構成することができる。
図23は、電池パック600の電気機器本体への非装着時に装着される電池パックカバー640の形状を示す図である。電池パックカバー640は、例えば塩化ビニル樹脂や、その他のプラスチック素材などの非導電性の材料から製造されるものであり、電池パック600の下段面611、段差部612、上段面615を覆うようにして取り付けられる。電池パックカバー640は、第1の平坦部たる上段部643と、第2の平坦部たる下段部641が鉛直面642によって接続された、横から見た断面がクランク状の形状である。電池パックカバー640の上段部643と鉛直面642を跨ぐように、3つの垂直リブ646~648が形成される。垂直リブ646~648は、それぞれ正極入力端子651と681、負極入力端子652と682、直並列切替端子683とほぼ同位置、同サイズにて形成したものである。但し、垂直リブ646~648の先端側下部分の板厚はやや薄めに形成されて、装着がし易いようにしている。電池パック600に電池パックカバー640を装着することにより、セルユニット356、セルユニット357が電気的に完全に独立した状態となる。例えば、セルユニット356、セルユニット357各々が電力量54Wh(=電圧18V×容量3.0Ah)の場合、電池パックカバー640無しの状態では、セルユニット356、セルユニット357が並列接続となり電力量108Wh(=電圧18V×容量3.0Ah)となる。通常、リチウムイオン電池パックで電力量が100Whを超える場合は、輸送規制対象となる。しかしながら、電池パックカバー640を装着することにより、54Wh電池×2個の扱いとなり、輸送規制対象外となり通常の輸送形態での取り扱いが可能となり、梱包材、輸送コストの大幅な低減を図ることができる。
電池パックカバー640の外周側及び長手方向中心線付近には、厚さ方向(上下方向)に伸びるエッジ644とリブ645が一体成型にて形成され剛性を高めている。垂直リブ646~648は、電池パックカバー640への装着時に、垂直リブ646が正極端子用スロット621に挿入されて正極入力端子651と嵌合し、垂直リブ647が負極端子用スロット622に挿入されて負極入力端子652と嵌合し、垂直リブ648が直並切替素子用スロット623に挿入されて並列接続子663a、663bと直列接続子664に嵌合する。電池パックカバー640は、正極入力端子651、負極入力端子652、並列接続子663a、663b等のばね性を用いて電池パック600から抜け落ちないように保持される。
以上、図21~図23に示す電池パック600では、2組の並列接続子663a、663bからなる並列接続子対663と、一組の開放状態の接点からなる直列接続子664を、直並切替素子用スロット623の内部において装着方向に並べて配置した。従って図21に示すように、直並切替素子用スロット623の装着方向の長さLS1が、その他のスロットの長さLSに比べると長くなっていた。直並切替素子用スロット623の長さLS1分の領域が長くなると電池パック600への実装上、スペースを確保できない虞がある。そのような場合は、直列接続子664と並列接続子663a、663bのすべてを、一つのスロット(直並切替素子用スロット623)内に配置するのでは無く、2つのスロットに分散配置しても良い。図24及び図25はその構成(実施例4の変形例)を示す電池パック600Aの上面図である。
図24は第4の実施例の変形例に係る電池パック600Aの上面図である。電池パック600Aの外観形状のうち変更したのは直並切替子用の第一スロット623Aと第二スロット624Aである。上段面615には複数のスロット部が設けられるが、使われている信号伝達用のスロット部分を変更して、直並切替子用としての第二スロット624Aを確保した。第一スロット623Aにおいては下段面611側の開口に近い側(装着方向入口側)に並列接続子673aが配置され、奥側に直列接続子674を配置して、これらの接端子対を直列に並べるようにした。一方、第二スロット624Aには下段面611と離れた奥側部分に並列接続子673bを配置した。直列接続子674、並列接続子673a、673bは、それぞれ左右方向に分離された1組の導電体対により構成され、電池パック600Aが装着されていない状態では並列接続子673a、673bは左右の導電体対が接触状態にあり、直列接続子674は左右の導電体対が離合して非接触状態にある。このように配置することによって、第一スロット623Aと第二スロット624Aの装着方向にみた長さをLS2とすることができたので、図21に示す直並切替素子用スロット623の長さLS1分に比べると短く構成できるので実装上有利である。また、第二スロット624Aの開口側には、図示していないが従来から配置される信号接続用の接続子、例えば電池の出力を示すV端子等をそのまま配置することも可能なので、18V用の電動工具を接続した際の互換性を損なうことがない。信号接続用の接続子は、情報又は信号を入力又は出力する信号端子として機能する。
図25は、第4の実施例の変形例に係る電池パック600Aが電気機器本体に接続されたときのセルユニットの接続回路を示す図である。(1)が低電圧(例えば18V)用の電気機器本体に接続された状態を示し、(2)が高電圧(例えば36V)用の電気機器本体に接続された状態を示す図である。図22に示した構成と比べると低電圧(18V)用の電気機器のターミナル部650の形状は同じであるが、高電圧(36V)用の電気機器のターミナル部680Aの形状が異なる。図22に示したターミナル部680では、直並列切替端子683が1本で構成されたが、変形例のターミナル部680Aでは直並列切替端子として、第一直並列切替端子693と第二直並列切替端子694に分けて配置した。第一直並列切替端子693は電池パック600Aの装着時に最初に並列接続子673bに当接する先端側部分が、導電体による導通端子693bとして形成され、後端側部分が非導電体による遮断端子693aとして形成される。一方、第二直並列切替端子694はすべてが非導電体の遮断端子として製造される。ここではターミナル部680Aは合成樹脂の一体成形によってその基台部分が形成され、そこに金属製の板状の正極入力端子681と負極入力端子682が鋳込まれる。第一直並列切替端子693の遮断端子693aと、第二直並列切替端子694は、基台部分と一体に合成樹脂製とすれば良い。
図25の下側の回路図は、電池パック600Aが電気機器本体に装着されることによってターミナル部650、680Aと電池パック600Aの出力端子群が接続された状態を示す図である。(2)の状態ではセルユニット356の+出力とセルユニット357の-出力が直列に接続された状態で正極出力端子661と負極出力端子662に接続される。5本のセルが直列接続されたセルユニット357の+端子は正極出力端子661に接続され、-端子は導通端子693bの挿入によって短絡状態にされた直列接続子674を介してセルユニット356の+端子に接続される。セルユニット356の-端子は負極出力端子662に接続される。ここでは、並列接続子対673を形成する並列接続子673a、673bは遮断端子693aと第二直並列切替端子(遮断端子)694がそれぞれの2つの接点間に介在するために非導通状態とされ、(1)で示したようなセルユニット356、357間の並列接続状態が解消される。ここで、並列接続子673aの装着方向に見た位置は直列接続子674と隣接して設けられ、並列接続子673bと隣接する位置ではない。これは、並列接続子673aの入口側に従来から用いられる信号伝達用の端子を配置できるようにするためである。尚、第一直並列切替端子693側にまとめて並列接続子673a、673bを配置して、第二直並列切替端子694側に直列接続子674を配置するようにしても良い。しかしながら、万一、第一直並列切替端子693が破損してターミナル部680Aから離脱して第二直並列切替端子694の作用により直列接続子674だけが接続すると短絡する虞があるので、本図のように配置したほうが有利である。
以上説明したように図24及び図25に示す変形例の利点は第一直並列切替端子693の長手方向の長さを抑えることができ、第一スロット623Aも同様に長さを抑えることができることである。第二直並列切替端子694の根元側には、金属製の端子を鋳込むことによって従来から信号伝達用の端子を維持することも可能である。また、低電圧(18V)用の電気機器本体のターミナル部650の改造は一切不要であるため、従来の電気機器本端に本発明に係る電池パックをそのまま適用できる。尚、第4の実施例では低電圧用と高電圧用として、セル5本を1つのセルユニットとして、18Vと36Vを出力する電池パックの例で説明したが、出力電圧は任意に設定でき、2倍の電位差であればその他の組み合わせ、例えばセル15本を1つのセルユニットとして54V(低電圧側)と108V(高電圧側)を切り替えるようにした電池パックを実現できる。
次に図26~図28を用いて本発明の第5の実施例を説明する。第5の実施例の電池パック700においては、第4の実施例と同様に18Vと36Vを電動工具本体側のターミナル形状に応じて自動で切り替え可能としたものである。即ち、電池パック700が電動工具本体又は電気機器本体に装着された際に、自動的に本体側の定格電圧に対応した出力電圧に切り替わる。図26は電池パック700の外観形状を示す斜視図である。この形状は従来の定格18V用の電池パック15(図1参照)と互換である。電池パック700は、下段面111と上段面115の境界において段差状に隆起した部分に複数のスロット部が形成され、それらスロット部の内側が端子配置領域となり複数の出力端子や信号端子が配置される。スロット部は下段面111側から電動工具本体側のターミナルを挿入可能なように、装着方向と平行方向だけで無く上下方向にも切り欠きが形成される。また、スロット部の下側であって、下段面111の後方部分は、横方向に連続して開口する開口部709が形成される。上段面115の前側の領域に形成された複数のスロットのうち、第1のスロット701は電池パック側の+出力を伝達する端子対が収容され、第2のスロット704は電池パック側の-出力を伝達するための端子対が収容され、第3のスロット707には一方のセルユニットからの-出力と他方のセルユニットからの+出力を隣接させて互いに非接触状態で配置し、電池パック700の出力電圧を切り替える直列接続用端子対が収容される。その他、電池パック700には、電池パック700内に含まれる図示しない電池保護回路による過放電保護信号を出力するLD端子、セルに接触して設けられた図示しない感温素子による電池の温度情報を出力するためのLS端子、充電装置からの制御信号が入力されるためのV端子、電池パック700の識別情報となる信号を電動工具本体又は充電装置に出力するためのT端子、充電用の+端子となるC+端子等のスロットが形成されるが、これらのスロットに配置される端子は、従来の電池パック15(図1参照)と同じ役目を果たすものである。LD端子、LS端子、T端子は、情報又は信号を入力又は出力する信号端子として機能する。
図26(2)は電池パック700内の回路図である。電池パック700の内部には、14500又は18650等のリチウムイオン電池のセルが5本直列接続されたセルユニット356、357が2組収容される。セルユニット356の+出力は正極端子712に接続され、セルユニット357の+出力は正極端子713に接続される。並列正極端子対となる正極端子712、713は互いに隣接して端子基板711に固定され、スロット701内に位置するように固定される。正極端子712,713は、正極端子として機能し、さらに電池パック700の出力電圧を低電圧に切り替える切替端子としても機能し、さらに複数のセルユニットを互いに並列に接続する並列端子としても機能する。そして並列端子として機能する複数の正極端子712,713は、互いに隣接するよう配置され、並列端子群として構成される。同様にしてセルユニット357の-出力は負極端子715に接続され、セルユニット356の-出力は負極端子716に接続される。負極端子715,716は、負極端子として機能し、さらに電池パック700の出力電圧を低電圧に切り替える切替端子としても機能し、さらに複数のセルユニットを互いに並列に接続する並列端子としても機能する。そして並列端子として機能する複数の正極端子極端子715,716は、互いに隣接するよう配置され、別の並列端子群として構成される。並列負極端子対となる負極端子715、716は互いに隣接して端子基板714に固定されスロット704内に位置するように固定される。本実施例ではさらに、セルユニット357の+出力から接続された直列接続用端子718と、セルユニット356の-出力から接続された直列接続用端子719が、直列接続用端子対としてスロット707内に配置される。直列接続用端子718、719は、電池パック700の出力電圧を高電圧に切り替える切替端子として機能し、さらに複数のセルユニット256、357を互いに直列に接続する直列端子としても機能する。そして直列端子として機能する複数の直列接続用端子718、719は、互いに隣接するよう配置され、直列端子群として構成される。これら正極端子712、713と負極端子715、716が異なる複数のセルユニット356と357のそれぞれから延びるように隣接、かつ分離して構成されることにより、セルユニット356と357の並列接続と直列接続を切り替える電圧切替要素として機能する。
電池パック700は、電動工具本体や、充電器に装着されていないときは図26(2)の回路図に示すように、正極端子712と713は非接触状態にあり、負極端子715、716は非接触状態にあり、直列接続用端子718と719は非接触状態にある。直列接続用端子718と719は、一対で用いられ、互いに隣接して端子基板717に固定される。なお、端子基板711、714、717は一体基板でも良く、電池保護回路が設けられている保護回路基板と兼用しても良い。正極端子712、713、負極端子715、716、及び、直列接続用端子718、719が切替端子群を構成し、正極端子712、713が正極端子対または並列用正極端子群(並列端子群)を構成し、負極端子715、716が負極端子対または並列用負極端子群を構成し、直列接続用端子718、719が直列接続端子群(直列端子群)を構成する。
図27は電池パック700を従来の定格18Vの電動工具本体に接続した状態を示す図であり、(1)は接続時の回路図である。ここでは電動工具本体側の正極入力端子721が正極端子712と713と接触し、負極入力端子722が負極端子715と716と接触することにより、セルユニット356、357の並列接続回路が形成される。正極入力端子721と負極入力端子722は、電池パック700の出力電圧を低電圧に切り替える切替素子又は接続素子として機能し、さらに複数のセルユニットを互いに並列に接続する低電圧用の切替素子としても機能する。(3)は正極端子712、713の側面図と、それに装着される定格18V用の電動工具本体側のターミナル部720の正極入力端子721の形状であり、(2)は正極端子712、713の上面図である。ここではターミナル部720の正極入力端子721は、従来の電動工具と同じ形状としており、高さHの金属板である。正極端子712、713の正極入力端子721との接触する領域は、上下方向の高さがH/2以下の細長い板状の部材により形成される。正極端子712は正極入力端子721よりも離れた側(スロットの開口部と反対側)において端子基板711から上方に延びて、正極端子713の上側において正極入力端子721側(スロットの開口部)に向けて延在する。一方、正極端子713は、従来の正極端子の上側部分を切り落として背を低くしたような形状であり、正極端子712と713はお互いが接触しないように離間して設けられる。正極入力端子721は、電動工具本体側の合成樹脂製のターミナル部720に鋳込まれた金属板で形成される。
正極端子712は、平板をU字形状に曲げ、開口端部に折り返しをつけて、それらの折り返し部分が接触して開口端部を塞ぐような形状をなしている。同様にして、正極端子713も、平板をU字形状に曲げ、開口端部に折り返しをつけて、それらの折り返し部分が接触して開口端部を塞ぐような形状をなしている。正極端子713は、その前後長さが正極端子712の半分近くにまで短く構成されるが、前側部分Lにおける上面視の形状は、正極端子712の該当部分と同じとなるように形成される。このように複数の正極端子をを第1のスロット701内にて隣接配置して正極端子群とした。そして、電池パック700が電動工具本体の電池パック装着部に取り付けられるときは、正極入力端子721は、正極端子712、713の開口端部を押し広げるように嵌合圧入されて、正極入力端子721の上側の一部の領域が正極端子712と接触し、下側の領域の一部が正極端子713と接触する。この結果、正極入力端子721によって正極端子712と713が短絡状態となる。図27(2)及び(3)に示した端子構造は、負極端子715、716においても同じ形状とされる。つまり、負極端子715は正極端子712と同形状であり、負極端子716は正極端子713と同形状であり、負極入力端子722は正極入力端子721と同形状である。複数の負極端子を第2のスロット704内にて隣接配置して負極端子群とした。従って、電動工具本体側のターミナル部720に電池パック700が装着されることで、正極入力端子721と負極入力端子722には正極端子対と負極端子対がそれぞれ接続されてセルユニット356と357が並列接続されることになり、その定格出力は18Vとなる。
図27(4)は電動工具本体側のターミナル部720の形状を示す正面図であり、(5)はターミナル部720の斜視図である。ターミナル部720は合成樹脂等の非導電性材料の一体成形により製造され、そこに金属製の3枚の端子、即ち正極入力端子721、負極入力端子722、LD端子723が鋳込まれることにより強固に固定される。(5)からわかるようにLD端子723が、正極入力端子721及び負極入力端子722よりも大きく構成されるが、これは装着される電池パック700を安定して保持するためである。ターミナル部720は、装着方向の突き当て面となる垂直面720bだけでなく、水平面(端子721~723からみて上面)720aが形成され、水平面720aは電池パック700の装着時に、上段面115と対向して摺動する面となる。
図28は電池パック700を新規の定格36Vの電動工具本体に接続した状態を示す図であり、(1)は接続時の回路図である。ここでは定格36Vの電動工具本体側の正極入力端子731が、正極端子712だけに接触して正極端子713には接触しないようにした。同様にして、負極入力端子732も負極端子715だけに接触して負極端子716には接触しないようにした。一方、直列接続用端子718、719の間に、ターミナル部730に追加して設けられた金属製の導通端子(短絡子)734が挿入されることによって、非接触状態に配置されている直列接続用端子718、719が短絡されることになる。このように短絡子を用いて直列接続用端子718、719を接続した結果、セルユニット356の-出力とセルユニット357の+出力が接続され、同図(1)の回路図から理解できるように正極入力端子731と負極入力端子732にはセルユニット356と357の直列出力が接続される。導通端子(短絡子)734は、電池パック700の出力電圧を高電圧に切り替える切替素子として機能し、さらに複数のセルユニット356、357を互いに直列に接続する高電圧用の接続素子としても機能する。同図(2)、(3)において電池パック700側の端子形状、即ち正極端子712、713の形状や、同形式の負極端子715、716の形状は図27に示した端子形状から何ら変更はない。しかしながら、ターミナル部730の端子形状を工夫した。(3)の右側において、ターミナル部730の正極入力端子731のうち、正極端子712に対応する部分は金属部分が露出しているが、正極端子713に対応する部分は絶縁端子素材に置き換えられるか、又は正極端子713の一部分を絶縁材で覆うことにより板状の絶縁端子735を形成する。この結果、正極入力端子731は正極端子712にだけ導通するが、正極端子713には導通しないので、電動工具本体側の正極入力端子731にはセルユニット356の+出力が接続され、セルユニット357の+出力は接続されない状態となる(図28(1)では接続されない状態のため点線で図示)。電動工具本体側の負極入力端子732も同図(4)、(5)に示すように正極入力端子731と全く同じ端子形状とされる。負極入力端子732の下側部分に絶縁端子736が設けられるようにして、ターミナル部730が電池パック700に装着された際に負極入力端子732と負極端子716が導通しない。よって、電動工具本体側の負極入力端子732には、セルユニット357の-出力が接続されるが、セルユニット356の-出力は接続されない状態となる。
図28(4)は電動工具本体側のターミナル部730の形状を示す正面図であり、(5)はターミナル部730の斜視図である。ターミナル部730は、図27で示したターミナル部720に比べて正極入力端子731と負極入力端子732が、それぞれ上側に配置された正極端子712と負極端子715にだけ接触するように、上下方向の幅が細く形成されることに特徴がある。また、正極入力端子731より下側部分は合成樹脂製の絶縁端子735が形成され、負極入力端子732より下側部分は合成樹脂製の絶縁端子736が形成される。絶縁端子735と736は、それぞれターミナル部730と一体成形により構成可能であり、後端側が垂直面730bに接続される。ここでは板状の絶縁端子735、736の厚みを正極入力端子731及び負極入力端子732よりも厚く構成することにより、絶縁端子735、736を含めたターミナル部730の合成樹脂部分の成形時に、金属製の正極入力端子731と負極入力端子732の下半分を合成樹脂に鋳込むことで絶縁状態にすることができる。
ターミナル部730にはさらに導通端子734が追加される。導通端子734を設ける位置は任意であるが、ここでは従来の18V用の電池パックにおいて使用されていない空きスロット部分(図26のスロット707)を利用して直列接続用端子718、719を設けた関係から導通端子734が正極入力端子731の隣に位置する。導通端子734は金属製の板材であり、正極入力端子731、負極入力端子732、LD端子733の一部が、電気機器本体内での配線用に配線用接続部731a、732a、733aを有するのに対して、導通端子734は配線用接続部を必要としない。これは導通端子734が直列接続用端子718、719を短絡させるためだけに用いられるためである。尚、導通端子734を用いて信号伝達を行うように構成しても良く、その場合は配線用接続部を形成すると良い。配線用接続部731a、732a、733aは、図28(4)の図で見ると正極入力端子731、負極入力端子732、LD端子733の位置よりも内側にオフセットしたように配置される。これは正極入力端子731、負極入力端子732、LD端子733を形成する金属板に段差を有するようにクランク状に折り曲げて、折り曲げ部分を合成樹脂によって鋳込むように構成したためである。
第5の実施例では、電動工具本体側のターミナル部の形状を、図27の形状(ターミナル部720)又は図28の形状(ターミナル部730)に変えるだけで、電池パック700からの出力電圧を18Vから36Vに容易に変更できる。しかも、電池パック700内にはスイッチ手段等の可動部材を用いないために、構造がシンプルで耐久性が高い電池パックを実現できる。さらに、正極端子712、713、負極端子715、716、直列接続用端子718、719は、18V用電池パックの既存のスロット部内に実装できるため、従来と互換性のある大きさで電圧切替式の電池パックが実現できる。以上、第5の実施例の構造を図27及び図28を用いて説明したが、これら構造、特に端子形状は種々の変形が可能である。第5の実施例においては、電圧切替要素と電源端子が上下方向において略同じ高さの位置に配置されているから、電池パックの上下方向のサイズをコンパクトに構成することができる。また直列端子として機能する直列接続用端子718、719と、正極端子712,713と、負極端子715、716が、上下方向において略同じ高さの位置に配置されているから、電池パックの上下方向のサイズをコンパクトに構成することができる。
図29は、36V用の電動工具本体のターミナル部だけを変更した変形例1を示す図である。図29ではターミナル部750の形状だけが異なり、正極入力端子751の下側に図28のような遮断端子を設けない構成とし、電池パックの装着時に正極端子713には何も接触しないようにした。同図(3)、(4)からわかるように負極入力端子752の下側にも遮断端子を設けない構成である。導通端子754とLD端子753の形状は図28と同じ形状である。以上のようなターミナル部750であっても、図28と同じ効果を得ることができる。
図30は、36V用の電動工具本体のターミナル部だけを変更した変形例2を示す図である。基本的な構成は図29と同様であって、正極端子712、713は電池パック700の挿入方向と交差する方向、ここでは上下方向に接触しないように並べて配置する。36V用のターミナル部770には、正極端子712だけに接触するのに適切な上下方向の幅を有する正極入力端子771が形成され、正極入力端子771の下側縁部に接触するように、水平方向に延在する絶縁板775が形成される。絶縁板775は電池パック700の装着時に、正極端子712と正極端子713の上下方向の隙間777の間に入り込むもので、電動工具稼働時に埃や異物の介在による正極端子712と正極端子713の短絡の虞をほぼ完全に防ぐ効果があり、正極端子712と正極端子713の絶縁状態を良好に保つ。負極入力端子772の形状も正極入力端子771と全く同じに形成され、(3)に示すように電池パックの挿入方向と平行方向に見ると、負極入力端子772に水平方向に所定の幅を有する絶縁板776が形成される。導通端子774とLD端子773の形状には変更はない。(4)の図で見ると正極入力端子771、負極入力端子772の下側の絶縁板775、776はターミナル部770の垂直面770bに接続される。絶縁板775、776の左右方向の幅は、隣接するスロットとの境界付近まで延びるような幅とするのが望ましいが、それよりも小さくても良い。ここでは、絶縁板775、776部分はターミナル部770と一体成形で製造でき、この場合は正極入力端子771と負極入力端子772が鋳込み成形により固定されることになる。
図31は、36V用の電池パック側の端子形状と、電動工具本体側のターミナル部790の双方を変更した変形例3を示す図である。正極端子782、783は電池パック700の挿入方向と同方向に並べて、かつ非接触状態を保つように端子基板781に配置される。正極端子782と783の上側部分782a、783aは、(1)の上面図に示すように装着方向に分離して配置され、挿入される正極入力端子721が、入口側787aから出口側787bまで貫通できるような形状とされる。正極端子782、783の下側部分782b、783bは、左右が連結されたU字状に形成することにより1枚の金属板のプレス加工により、容易に製造できる。
正極端子対(782、783)、及び同形状の負極端子対に挿入される正極入力端子721及び負極入力端子722の形状は、定格18Vの電動工具本体では図31(2)及び(3)で示すように図27で示した形状から変更する必要が無い。一方、定格36Vの電動工具本体ではターミナル部790の形状を変更する必要がある。ターミナル部790は、絶縁板795と正極入力端子791が電池パックの挿入方向に並ぶように配置した。つまり、定格18V用ターミナル部720に比べて、正極入力端子791の露出面積が、正極入力端子721の約半分程度に小さくすることにより、36V出力時には正極入力端子791が正極端子782にだけ接触して正極端子783には導通しないように構成した。負極入力端子792側の構成も正極入力端子791側と同様に構成され、(4)(5)で示すように負極入力端子792に隣接して絶縁板796が形成される。絶縁板795、796はターミナル部790の基台部分と共に合成樹脂の射出成形によって一体に製造できる。以上のように、変形例3においても従来の18V機器と互換性のある電圧切替式の電池パックを実現できた。
図32は、36V用の電動工具本体のターミナル部800だけを変更した変形例4を示す図である。この実施例は、図31に示した例の絶縁板795を取り除いたような形状としている。正極入力端子801は、装着方向の長さが18V用の正極入力端子721(図27参照)の半分よりもやや短い程度とされ。負極入力端子802も同様に装着方向の長さが18V用の負極入力端子722の半分よりもやや短い程度とされる。ターミナル部800の形状は図32(3)のように後方から見ると導通端子804があることを除くと18V用の端子と同等であるが、正極入力端子801と負極入力端子802がその他の端子(803、804)に比べて前後方向に短いことは、同図(4)の斜視図から明らかであろう。
図33は、電池パック側の正極端子対と負極端子対の形状を変えた変形例5を示す図である。この正極端子812と813は、図27で示した正極端子712と713の片面だけを無くした形状であり、正極端子812は右側半分だけを形成し、正極端子813は左側半分だけを形成したような形状である。(2)のように側面視で見ると上下方向に離れているため、正極入力端子721又は731が挿入されていない状態では正極端子812と813が接触する虞はない。ここには図示していないが、負極端子側の形状、直列接続用端子対の形状も同様に構成できる。この端子に装着される18V用のターミナル部720は図27で示した形状と同じであり、36V用のターミナル部730の形状は図28で示した形状と同じである。この変形例5においては、正極端子、負極端子、直列接続用端子対の重量の軽減を図ることができ、電池パックの軽量化を図ることができる。
図34は、図33の変形例5から36V用のターミナル部750だけを変えた変形例6を示す図である。このターミナル部750の形状は図29で示した形状と同一であって、正極入力端子751、負極入力端子752の上下方向の幅を狭くしたものである。このように形成することで、36V用のターミナル部750を接触した際に、電池パックからセルユニット356と357の直列出力が得られることになる。
図35は、図33の変形例5から36V用のターミナル部770だけを変えた変形例7を示す図である。このターミナル部770の形状は図30で示した形状と同一であって、正極入力端子771の上下方向の幅を狭くすると共に、正極入力端子771の下側縁部に接触するように、水平方向に延在する絶縁板775を形成したものである。負極入力端子772側の構成も図30に示す構造と同様である。
以上、第5の実施例では、出力電圧を切替え可能な電池パックにおいて、複数の可動部材を有する切り替え機構に頼らずに、複数に分割された正極端子対及び負極端子対を設け、2つのセルユニット356と357を直列接続状態にする直列接続用端子対を設けたので、電気機器本体のターミナル部側の形状を18V用か36V用を選択するだけで容易に電圧の切り替え可能な電池パックを実現できる。また、複雑なスイッチ機構を電池パック内に実装しなくて済むので、部品点数の削減を図り、組立性を向上し、互換性を維持しつつ電池パックの小形化を達成できた。
上述の実施例1~5は種々の変更が可能である。上述の実施例では18Vと36Vの電圧切り替えに対応させたが、その他の電圧比としても良い。
図36は第6の実施例に係る電池パックの電動工具への装着状況を説明するための図である。電気機器の一形態である電動工具は、電池パックを有し、モータによる回転駆動力を用いて先端工具や作業機器を駆動する。電動工具は種々の種類が実現されているが、図36で示す電動工具本体1001、1030はいずれもインパクト工具と呼ばれるものである。電動工具本体1001、1030は、図示しないビットやソケットレンチ等の先端工具に回転力や軸方向の打撃力を加えることにより締め付け作業を行う工具である。これらの電動工具本体1001、1030は、外形を形成する外枠たるハウジング1002、1032を備え、ハウジング1002、1032にはハンドル部1003、1033が形成される。ハンドル部1003、1033の一部であって作業者が把持した際に人差し指があたる付近には、トリガ状の動作スイッチ1004、1034が設けられ、ハンドル部1003、1033の下方には電池パック1015、1100を装着するための電池パック装着部1010、1040が形成される。
電動工具本体1001は定格電圧18Vの電池パック1015を用いる従来の電気機器である。電池パック1015は従来の電池パックであり、矢印aの組み合わせのように18V対応の電気機器(電動工具本体1001)の電池パック装着部1010に装着できる。電池パック1015の内部には、定格3.6Vのリチウムイオン電池のセル5本を直列接続してなるセルユニットが1組だけ収容されるか、又はこのようなセルユニットが2組収容されて互いに並列接続される。電圧18Vは、比較的低い電圧であるという意味で、ここでは低電圧と呼ぶことがある。同様に、定格電圧18Vの電動工具本体1001または電気機器本体は、それぞれ低電圧電動工具本体または低電圧電気機器本体と呼ぶことがある。同様に、公称電圧18Vの電池パック1015は、低電圧電池パックと呼ぶことがある。
電動工具本体1030は、定格電圧36Vの電気機器本体であり、矢印b1に示すように36Vの出力が可能な電池パック1100を電池パック装着部1040に装着する。電圧36Vは、比較的高い電圧であるという意味で、ここでは高電圧と呼ぶことがある。同様に、定格電圧36Vの電動工具本体1030または電気機器本体は、それぞれ高電圧電動工具本体または高電圧電気機器本体と呼ぶことがある。電池パック1100の内部には、3.6Vのリチウムイオン電池のセルが5本直列接続されたセルユニットが2組収容され、2組のセルユニットの接続方法の変更により、18V出力と36V出力の双方を切り換えることができるようにした。第6の実施例では電池パック1100を2電圧対応に構成して、低電圧と高電圧の出力を可能とすることにより、矢印b2で示すように電池パック1100を18V対応の電動工具本体1001にも装着できるし、矢印b1のように36V対応の電動工具本体1030にも装着できるようにした。このように、低電圧と高電圧の出力を可能とした電池パック1100は、ここでは電圧可変電池パックと呼ぶことがある。電池パック1100を矢印b1、b2のように異なる電圧の電動工具本体1001、1030に装着するためには、電池パック装着部1010、1040のレール部や端子部の形状をほぼ同じ形状にすることと、電池パック1100の出力電圧を切り替え可能にすることが重要である。この際、電池パック1100の出力電圧が、装着される電気機器本体や電動工具本体の定格電圧と確実に対応させて、電圧設定ミスが生じないようにすることが重要である。
図37は電動工具本体1001の電池パック装着部1010の形状を示す斜視図である。ここで示す電動工具本体1001はインパクトドライバであって、ハウジング1002の胴体部分から下方に延びるハンドル部が設けられ、ハンドル部の下側に電池パック装着部1010が形成される。ハンドル部にはトリガスイッチ1004が設けられる。ハウジング1002の前方側には出力軸たるアンビル(図示せず)が設けられ、アンビルの先端には先端工具1009を装着するための先端工具保持部1008が設けられる。ここでは先端工具1009としてプラスのドライバービットが装着されている。電動工具だけに限られずに、電池パックを用いた電気機器全般では、装着される電池パックの形状に対応させた電池パック装着部1010が形成され、電池パック装着部1010に適合しない電池パックを装着できないように構成する。電池パック装着部1010には、左右両側の内壁部分に前後方向に平行に延びるレール溝1011a、1011bが形成され、それらの間にターミナル部1020が設けられる。ターミナル部1020は、合成樹脂等の不導体材料の一体成形により製造され、そこに金属製の複数の端子、例えば正極入力端子1022、負極入力端子1027、LD端子(異常信号端子)1028が鋳込まれる。LD端子(異常信号端子)1028は、情報又は信号を入力又は出力する信号端子として機能する。ターミナル部1020は、装着方向(前後方向)の突き当て面となる垂直面1020aと、水平面1020bが形成され、水平面1020bは電池パック1100の装着時に、上段面1115(図38にて後述)と隣接、対向する面となる。水平面1020bの前方側には、電池パック1100の隆起部1132(図38にて後述)と当接する湾曲部1012が形成され、湾曲部1012の左右中央付近には突起部1014が形成される。突起部1014は左右方向に2分割で形成される電動工具本体1001のハウジングのネジ止め用のボスを兼ねると共に、電池パック1100の装着方向への相対移動を制限するストッパの役目も果たす。
図38は本発明の第6の実施例に係る電池パック1100の斜視図である。電池パック1100は電池パック装着部1010、1040(図36参照)に対して取り付け及び取り外しが可能であって、電動工具本体1001又は1030側のターミナル形状に応じて、低電圧(ここでは18V)と高電圧(ここでは36V)の出力が自動で切り替わるようにしたものである。従来の定格18V用の電池パック1015(図36参照)と取り付け上の互換性を持たせるために、電池パック1100の装着部分の形状は従来の電池パック1015と同じとしている。電池パック1100の筐体は、上下方向に分割可能な下ケース1101と上ケース1110により形成される。下ケース1101と上ケース1110は電気を通さない部材、例えば合成樹脂製であって4本のネジによってお互いが固定される。上ケース1110は、電池パック装着部1010に取り付けるために2本のレール1138a、1138bが形成された装着機構が形成される。レール1138a、1138bは、電池パック1100の装着方向と平行な方向に延びるように、且つ、上ケース1110の左右側面に突出するように形成される。レール1138a、1138bの前方側端部は開放端となり、後方側端部は隆起部1132の前側壁面と接続された閉鎖端となる。レール1138a、1138bは、電動工具本体1001の電池パック装着部1010に形成されたレール溝1011a、1011b(図37参照)と対応した形状に形成され、レール1138a、1138bがレール溝1011a、1011bと嵌合した状態で、ラッチの爪となる係止部1142a(右側の係止部であり図38では見えない)、1142bにて係止することにより電池パック1100が電動工具本体1001に固定される。電池パック1100を電動工具本体1001から取り外すときは、左右両側にあるラッチ1141を押すことにより、係止部1142a、1142bが内側に移動して係止状態が解除されるので、その状態で電池パック1100を装着方向と反対側に移動させる。
上ケース1110の前方側には平らな下段面1111が形成され、中央付近は下段面1111よりも高く形成された上段面1115が形成される。下段面1111と上段面1115は階段状に形成され、それらの接続部分は鉛直面となる段差部1114となっている。段差部1114から上段面1115の前方側部分がスロット群配置領域1120になる。スロット群配置領域1120には、前方の段差部1114から後方側に延びる複数のスロット1121~1128が形成される。スロット1121~1128は電池パック装着方向に所定の長さを有するように切り欠かれた部分であって、この切り欠かれた部分の内部が端子配置領域となり、電動工具本体1001、1030又は外部の充電装置(図示せず)の機器側端子と嵌合可能な複数の接続端子(図39で後述)が配設される。スロット1121~1128は下段面1111側から電動工具本体側のターミナルを挿入可能なように、装着方向と平行な上面だけで無く鉛直面にも切り欠きが形成される。また、スロット1121~1128の下側であって、下段面1111との間は、横方向に連続して開口する開口部1113が形成される。
スロット1121~1128は、電池パック1100の右側のレール1138aに近い側のスロット1121が充電用正極端子(C+端子)の挿入口となり、スロット1122が放電用正極端子(+端子)の挿入口となる。また、電池パック1100の左側のレール1138bに近い側のスロット1127が負極端子(-端子)の挿入口となる。電池パック1100では通常、電力端子の正極側と負極側を十分離すようにして配置するもので、左右中心に位置する鉛直仮想面からみて、右側の十分離した位置に正極端子を設けて、左側の十分離した位置に負極端子を設けている。正極端子と負極端子の間には、電池パック1100と電動工具本体1001、1030や外部の充電装置(図示せず)への信号伝達用の複数の信号端子が配置され、ここでは信号端子用の4つのスロット1123~1126が電力端子群の間に設けられる。スロット1123は予備の端子挿入口であり、第6の実施例では端子は設けられない。スロット1124は電池パック1100の識別情報となる信号を電動工具本体又は充電装置に出力するためのT端子用の挿入口である。スロット1125は外部の充電装置(図示せず)からの制御信号が入力されるためのV端子用の挿入口である。スロット1126はセルに接触して設けられた図示しないサーミスタ(感温素子)による電池の温度情報を出力するためのLS端子用の挿入口である。負極端子(-端子)の挿入口となるスロット1127の左側には、さらに電池パック1100内に含まれる後述する電池保護回路による異常停止信号を出力するLD端子用のスロット1128が設けられる。
上段面1115の後方側には、隆起するように形成された隆起部1132が形成される。隆起部1132はその外形が上段面1115より上側に隆起する形状であり、その中央付近に窪み状のストッパ部1131が形成される。ストッパ部1131は、電池パック1100を、電池パック装着部1010に装着した際に、突起部1014(図37参照)の突き当て面となるもので、電動工具本体1001側の突起部1014がストッパ部1131に当接するまで挿入されると、電動工具本体1001に配設された複数の端子(機器側端子)と電池パック1100に配設された複数の接続端子(図39にて後述)が接触して導通状態となる。また、電池パック1100のラッチ1141の係止部1142a(右側の係止部であり図38では見えない)、1142bがばねの作用によりレール1138a、1138bの下部で垂直方向外側に飛び出して、電動工具本体1030のレール溝1011a、1011bに形成された図示しない凹部と係合することにより、電池パック1100の脱落が防止される。ストッパ部1131の内側には、電池パック1100の内部とつながる冷却風取入口たるスリット1134が設けられる。また、この電池パック1100が電動工具本体1001に装着された状態では、スリット1134が外部から視認できないように覆われて閉鎖状態になる。スリット1134は、電池パック1100を図示せぬ充電装置に連結して充電を行う際に、電池パック1100の内部に冷却用の空気を強制的に流すために用いられる風窓であって、電池パック1100内に取り込まれた冷却風は下ケース1101の前方壁に設けられた排気用の風窓たるスリット1104から外部に排出される。
図39は図38の電池パック1100の上ケース1110を取り外した状態の斜視図である。下ケース1101の内部空間には、10本の電池セルが収容される。下ケース1101の前方側壁面には、上ケース1110とのネジ止め用に2つのネジ穴1103a、1103bが形成され、下から上方向にネジ穴1103a、1103bを貫通するようにして図示しないネジが通される。この図では見えないが、下ケース1101の後方側壁面にも2つのネジ穴が形成される。複数の電池セル(図示せず)は、5本ずつ2段にスタックさせた状態でセパレータ1145にて固定される。セパレータ1145は合成樹脂製であって、電池セルの両端部となる左右両側だけが開口するように形成される。セパレータ1145内においては、各電池セルの軸線がそれぞれ平行になるように積み重ねられ、隣接するセルの向きを交互に逆になるように配置して、隣接する電池セルの正極端子と負極端子を金属の接続タブ(図示せず)により接続することにより電池セル5本を直列接続とする。ここでは上段に設置された5本の直列接続された電池セルによる上側セルユニット1146(図41にて後述)を形成し、下側に設置された5本の直列接続された電池セルが下側セルユニット1147(図41にて後述)を形成する。尚、ここでいうセルユニットの上側、下側とは、電池セルが下ケース1101内の上段にあるか下段にあるかを指すのでは無くて、2つのセルユニットを直列接続した際に、グランド側に位置する方のセルユニットを“下側セルユニット”呼び、直列接続した際に高い電圧側に位置する方のセルユニットを“上側セルユニット”と呼ぶものとする。
電池セルは、18650サイズと呼ばれる直径18mm、長さ65mmの複数回充放電可能なリチウムイオン電池セル(図示せず)が用いられる。第6の実施例では電池パック1100からの出力電圧を切り替え可能とするために、複数のセルユニットの直列接続電圧(高電圧側出力)と、並列接続電圧(低電圧側出力)の形態が選択可能とされる。従って、第6の実施例の思想に従えば、各セルユニットに含まれるセルの本数を等しくすれば、セルユニットの数は任意である。但しセルユニットの数は2つ又は4つのように偶数とする。使用する電池セルは18650サイズだけに限られずに、いわゆる21700サイズの電池セルや、その他のサイズの電池セルであっても良い。また電池セルの形状は円筒形だけに限られずに、直方体のもの、ラミネート形状のもの、その他の形状であっても良い。電池セルの種類はリチウムイオン電池だけに限られずに、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の任意の種類の二次電池を用いても良い。電池セルの長さ方向の両端には2つの電極が設けられている。2つの電極のうち、一方は正極であり他方は負極であるが、電極を設ける位置は両端側だけに限定されるもので無く、電池パック内で容易にセルユニットが形成できるならば任意の電極配置で良い。
電池セルを保持するセパレータ1145の上側には、回路基板1150が配置される。回路基板1150は複数の接続端子(1161、1162、1164~1168、1171、1172、1177)を半田付けによって固定すると共に、回路パターンと接続端子との電気的な接続を行う。回路基板1150にはさらに、電池保護ICやマイクロコンピュータ、PTCサーミスタ、抵抗、コンデンサ、ヒューズ、発光ダイオード等の様々な電子素子(ここでは図示していない)を搭載する。回路基板1150は、合成樹脂等の不導体のセパレータ1145の上側にて水平方向に延在するように固定される。回路基板1150の材質は、素材に対して絶縁性のある樹脂を含浸した基板上に、銅箔など導電体によってパターン配線を印刷したプリント基板と呼ばれるものであり、単層基板、両面基板、多層基板を用いることができる。本実施例では、両面基板を用いて回路基板1150の上面(表面であって図39から見える上側の面)と下面(裏面)を有する。回路基板1150の前後方向の中央よりもやや前側には、複数の接続端子(1161、1162、1164~1168、1171、1172、1177)を配置する。ここでは複数の接続端子は横方向にほぼ並べて配置される。
各接続端子は、図38で示すように上ケース1110の上段面に刻印にて示されるとおりであり、回路基板1150の右側から左側にかけて、順にC+端子(1161、1171:充電用の正極端子)、+端子(1162、1172:放電用の正極端子)、T端子1164、V端子1165、LS端子1166、-端子(1167、1177:負極端子)、LD端子1168が並んで配置される。ここでは、電池パックからの電力供給ライン用の接続端子、即ち電力端子を、分離させた2つの端子部品にて構成した。即ち、C+端子(充電用の正極端子)は上側正極端子1161と下側正極端子1171により構成され、これら正極端子対(1161、1171)が単一のスロット1121に対応する箇所に配置される。スロット1121の内側部分の上側に上側正極端子1161の腕部組が配置され、上側正極端子1161の腕部組の下側に下側正極端子1171の腕部組が配置される。同様にして、上ケース1110に刻印で示される+端子(放電用の正極端子)は、上側正極端子1162と下側正極端子1172により構成され、これら正極端子対(1162、1172)が単一のスロット1122に対応する箇所に配置される。スロット1122部分の上側に上側正極端子1162の腕部組が配置され、上側正極端子1162の腕部組の下側に下側正極端子1172の腕部組が配置される。上ケース1110に刻印で示される-端子(負極端子)は、上側負極端子1167と下側負極端子1177により構成され、これら負極端子対(1167、1177)が単一のスロット1127に対応する箇所に配置される。スロット1127部分の上側に上側負極端子1167の腕部組が配置され、上側負極端子1167の腕部組の下側に下側負極端子1177の腕部組が配置される。上側正極端子1162と下側正極端子1172はそれぞれ、正極端子として機能し、さらに後述するように、電池パック1100の出力電圧を低電圧に切り替える切替端子として機能し、複数のセルユニット1146、1147を互いに並列に接続する並列端子としても機能する。複数の並列端子である上側正極端子1162と下側正極端子1172は、互いに隣接するよう配置されており、並列端子群を構成している。同様に、上側負極端子1167と下側負極端子1177はそれぞれ、負極端子として機能し、さらに後述するように、電池パック1100の出力電圧を低電圧に切り替える切替端子として機能し、複数のセルユニット1146、1147を互いに並列に接続する並列端子としても機能する。複数の並列端子である上側負極端子1167と下側負極端子1177は、互いに隣接するよう配置されており、並列端子群を構成している。また後述するように、下側正極端子1172と下側負極端子1177はそれぞれ、複数のセルユニット1146、1147を互いに直列に接続する直列端子としても機能する。よって上側正極端子1162、下側正極端子1172、上側正極端子1162及び下側正極端子1172は、電池パック1100の出力電圧を切り替える電圧切替要素として機能する。
接続端子(1161、1162、1164~1168)は、図38で示したスロット1121~1128に対応する位置に配置される。そのため、回路基板1150から上方及び前方側に向けて接続端子の嵌合部分が開口するように配置される。但し、上側正極端子1162とT端子1164との間の部分は、従来の電池パック1015(図36参照)と同様に本実施例の電池パック1100では使われない空きスペースになる。
充電用の正極端子対(1161、1171)は、隣接して配置された正極端子対(1162、1172)よりも前方側にオフセットされて構成される。これはスペース的な制約によるものであって、正極端子対(1161、1171)のすぐ後方の図示しないラッチ機構の移動範囲を回避するためである。従って、スペース的な制約がないならば正極端子対(1161、1171)は、正極端子対(1162、1172)及び負極端子対(1167、1177)と前端位置が並ぶように配置すると良い。
正極端子(1161、1162、1171、1172)と負極端子(1167、1177)は、左右方向に大きく離れた箇所に配置され、それらの間には3つの信号端子(T端子1164、V端子1165、LS端子1166)が設けられる。本実施例では並列接続と直列接続を切り替える電圧切替要素を上側正極端子1162と上側負極端子1167、下側正極端子1172と下側負極端子1177にて実現される。また、信号端子用の部品として、水平方向に延びる腕部が上側の左右に1組、下側の左右に1組の合計2組設けられたものを用いるが、その詳細形状は図44にて後述する。尚、信号端子(1164~1166、1168)に関しては、従来から用いられるような腕部が上下方向に1つの信号端子部品をそのまま用いることも可能である。しかしながら、本実施例では正極端子(1161、1162、1171、1172)と負極端子(1167、1177)における機器側端子との嵌合状態と同等にするために、信号端子側においても上下に2つの腕部を有する信号端子部品(図44にて後述)を用いるようにした。
負極端子対(1167、1177)の左側には更なる信号端子、即ち、LD端子1168が設けられる。LD端子1168も上側と下側の2組の腕部を有するように形成される。しかしながら、LD端子1168はその他の信号端子(T端子1164、V端子1165、LS端子1166)とはサイズ的に異なる。これはスペース的な制約によるものであって、LD端子1168のすぐ後方に、図示しないラッチ機構が到達するために、それを回避するために他の信号端子よりも小さく形成した。すべての信号端子(1164~1166、1168)は、回路基板1150の形成された取付孔1151にその脚部を表面から裏面にまで貫通させて、裏面側で半田付けにより固定される。本実施例では3つの信号端子(1164~1166)の固定方法にも特徴を有するが、その詳細は図44及び図45にて後述する。以上のように、回路基板1150上に図示しない電子素子が搭載され、複数の接続端子が半田付けにより固定されたあとに、回路基板1150はネジ止めまたは接着等によってセパレータ1145に固定される。
回路基板1150の後辺付近には4つのLED(図示せず)が設けられ、そのLEDの上側には、上下方向に細長い直方体状のプリズム1191~1194が設けられる。プリズム1191~1194は、底面が上向きに照射するLED (発光ダイオード、図示せず)の点灯面に対向するように配置され、斜めにカットされた上面が上ケース1110に形成されたスリット(図示せず)から外部に露出するように設けられる。プリズム1191~1194は、光を拡散させて上ケース1110の外部に照射させるために設けられる。図示しない4つのLEDは、電池パック1100の残量表示を行うために用いられるもので、作業者がスイッチ1190を押したときに、電池セルの電圧に応じた数のLEDが一定時間だけ点灯される。スイッチ1190を操作するための操作レバー(図示せず)は、作業者によって操作可能な上ケース1110の外面部分に設けられる。下ケース1101は、上面が開口された略直方体の形状であって、底面と、底面に対して鉛直方向に延びる前面壁1101a、後面壁1101b、右側側壁1101c、左側側壁1101dにより構成される。前面壁1101aのほぼ中央には、スリット1104が設けられる。スリット1104は、充電装置にて充電を行う際に、電池パック1100の内部空間に充電装置側から送出される冷却風を排出するための排出口として用いられる。
次に図40を用いて電力端子に用いられる部品(1200、1220)の形状を説明する。図40(1)は、上側端子部品1200と下側端子部品1220の部品単体を示す斜視図である。上側端子部品1200は上側正極端子1161、1162、及び上側負極端子1167に用いられる共通部品であり、下側端子部品1220は下側正極端子1171、1172、及び下側負極端子1177に用いられる共通部品である。上側端子部品1200と下側端子部品1220は、導電性の金属からなる平板をプレス加工によって切り抜いたのちに、U字形に曲げて形成したものである。上側端子部品1200は、U字状の底部となる面、即ちブリッジ部1202が上側になるように折り曲げられ、下側端子部品1220においては、ブリッジ部1222が後側になるように折り曲げられる。このように、U字状に折り曲げて形成されたブリッジ部1202と1222がほぼ直角に交差するように配置したのは、前方側のブリッジ部1222は側壁面の面積が前後方向に十分確保できないため、上側にブリッジ部を配置するとブリッジ部の大きさが小さくなってしまうためである。本実施例の下側端子部品1220ではブリッジ部1222が鉛直面方向になるようにしたので、配置に要する前後方向の長さを短くすることができるうえに、ブリッジ部の大きさ、特に上下方向の長さを十分確保できるので、下側端子部品1220の剛性を高めることができた。一方、上側端子部品1200においては、下側端子部品1220を跨ぐような長い腕部1205、1206を形成できる上に、腕部1205、1206の延びる前後方向と同じ方向に延びる面となるブリッジ部1202としたので、腕部1205、1206の取り付け剛性を高めることができた。
上側端子部品1200は、U字状に折り曲げて平行なるように形成された右側側面1203、左側側面1204と、それらを接続するものであって上面となるブリッジ部1202を有する。右側側面1203と左側側面1204の前方側には、左右両側から内側に向けて機器側端子を挟み込む腕部1205、1206がそれぞれ設けられる。左側側面1204の前方辺部のうち下側から上端に近い位置までは鉛直方向に直線状に延び、上端に近い矢印1204d付近から大きな曲率半径のカーブを描くようにして前方側に延びるように形成される。右側側面1203の形状は、左側側面1204と面対称に形成される。腕部1205は右側側面1203の上側前方辺から前側に延びるように配置され、腕部1206は左側側面1204の上側前方辺から前側に延びるように配置される。このように腕部1205、1206は、基体部1201の前側辺部の上側部分から前方側、即ち電池パック1100の装着方向と平行方向に延びるように形成される。腕部1205、1206は、左右方向にみるとお互いが対向して、最小間隔部分、即ち機器接続端子と嵌合する嵌合部がほとんど接触する位置まで近接するようにプレス加工されることによりバネ性を持たせている。ここでプレス加工とは、プレス機械を用いて行う塑性加工のことであり、板金などの素材を型に対して高い圧力で押しつけて、切断、打抜き、穴あけなどの剪断加工を施し、さらに必要に応じて曲げ加工や絞り加工を行うことにより、所要の形状に剪断、成形する。本実施例において、上側端子部品1200と下側端子部品1220は、例えば厚み0.5~0.8mm程度の平板にて形成される。これにより、上側正極端子1161、1162、1171、1172及び上側負極端子1167、1177は高い機械強度を備え、機器側端子と嵌合する際の嵌合圧力が高くなる。尚、プレス加工の後に熱処理やメッキ処理等を施すようにしても良い。
下側端子部品1220も同様にして製造されるもので、U字状に折り曲げて平行なるように形成された右側側面1223、左側側面1224と、それらを接続するブリッジ部1222からなる基体部1221を有し、右側側面1223と左側側面1224の細長い上部付近から前方側に、腕部1225、1226が形成される。腕部1225、1226は、左右両側から内側に向けて機器側端子を挟み込むような形状とされる。上側の腕部組(1205、1206)の上端位置と、下側の腕部組(1225、1226)の下端位置の距離Sは、従来の18V用の電池パックに設けられる電力端子の幅とほぼ同等になるように構成する。一方、上側の腕部組(1205、1206)と、下側の腕部組(1225、1226)はそれぞれ上下方向に所定の距離S1を隔てるように配置される。下側の腕部組(1225、1226)の下方には、前方側から大きく切り欠かれた切欠き部1231が形成される。下側端子部品1220の後方側は、上側端子部品1200の右側側面1203、左側側面1204と所定の隙間1211を隔てて互いに接触しないように前後方向に並べて固定される。このように複数の電力端子(1161、1162、1167、1171、1172、1177)は、セパレータ1145の上方の位置において、互いに左右方向に並ぶように配置されるとともに、電圧切替要素となる端子対は、上下方向において従来の電源端子が配置された高さと略同じ高さの位置に配置される。また直列端子として機能する下側正極端子1172と下側負極端子1177の一部は、上下方向において、正極端子として機能する上側正極端子1162の一部と、負極端子として機能する上側負極端子1167の一部と、同じ高さの位置にある。よって直列端子は、上下方向において、正極端子及び負極端子負極端子と略同じ高さの位置に配置されており、電池パックの上下方向のサイズがコンパクトに構成されている。
図40(2)は上側端子部品1200単体の斜視図であり、ここではブリッジ部1202の領域と、脚部1207、1208の部分にハッチングを付して、その範囲が明確になるように図示している。本明細書でいう基体部1201とは、取り付けられる回路基板1150の表面から上側に露出する部分であって、腕部1205と1206を除いた部分である。上側端子部品1200の基体部1201は右側側面1203と左側側面1204とブリッジ部1202により構成される。基体部1201の下辺部より下方には、脚部1207、1208が接続される。脚部1207、1208は回路基板1150の取付孔(貫通孔)1151に挿入して、回路基板1150の取付面(表面)から取付面と反対側の面(裏面)まで脚部1207、1208を突出させ、裏面において脚部1207、1208が回路基板1150に半田付けされる。また、半田付けによって腕部1205、1206と回路基板1150に搭載される電池セルや電子素子等と電気的に接続される。ここで脚部1207、1208の高さH1は、回路基板1150の厚さよりも大きく、2倍よりも小さい程度に形成される。また、左側側面1204の後辺の下側部分には、後方側に突出する凸部1204bが形成される。図40では見えないが右側側面1203の後辺の下側部分にも同様の凸部が形成される。右側側面1203と左側側面1204の下側部分の前方側には、水平方向に凸状に延ばした部分を形成して、その凸状部分を内側に折り曲げた折曲部1203a、1204aが形成される。折曲部1203a、1204aの曲げ部の上側と下側には、折り曲げ加工を容易にするために切抜部1203c、1204c、1207a、1208aが形成される。折曲部1203a、1204aと凸部1203b、1204bは、回路基板1150の取付孔近傍の上面に接するようにして、上側端子部品1200の上下方向の位置決めをするために形成されるものである。
基体部1201は側面視で倒立させた略L字状とされる。腕部1205、1206の後方部分は、後方側の接続部付近から前方に向けて右側側面1203、左側側面1204が同一面状に延びた平面部1205a、1206aが形成される。平面部1205a、1206aの左右方向の間隔は一定であり平行である。平面部1205a、1206aの前方には左右方向にみて内側に曲げられる曲げ部1205b、1206bが形成される。曲げ部1205b、1206bの前方側には再び平面部1205c、1206cが形成される。対向する平面部1205cと平面部1206cは後方側の間隔が広くて、前方側にいくにつれて徐々に狭まる先絞りの形状とされ、それぞれが鉛直方向に延在する面である。平面部1205c、1206cの先端部分は大きめの曲率半径Rにて外側に広がるように曲げられた嵌合部1205d、1206dが形成される。嵌合部1205d、1206dの内側の曲面部分が、電動工具本体1001、1030の端子と接触することにより、上側端子部品1200が電動工具本体1001、1030側の接続端子と電気的に導通することになる。嵌合部1205d、1206dの内側は、電池パック1100が電動工具本体1001、1030から取り外された状態ではわずかな隙間1209を有するような形状とされる。嵌合部1205d、1206dの前方側は前方に行くにつれて間隔が急激に広がるように形成された案内部1205e、1206eに接続され、電動工具本体1001、1030側の端子を案内する。案内部1205e、1206eの内側の面は、ここでは平面状としているが、曲面状としても良い。曲げ部1205bから案内部1205eまで、及び、曲げ部1206bから案内部1206eまでは上下方向の高さが一定であるように形成される。一方、平面部1205a、1206aは後方側に行くにつれて高さが低くなるように下方向への切欠き部1205f、1206fが形成される。切欠き部1205f、1206fを形成したのは、プレス加工時に腕部1205、1206の折り曲げを容易にするという製造上の理由と、一組の嵌合部1205d、1206dにおける挟み荷重(又は嵌合圧)を調整するためである。以上のように形成することにより、耐久性に優れて使いやすい上側端子部品1200を実現できた。尚、腕部1205、1206のうち嵌合部1205d、1206dの高さ方向はなるべく大きくする方が好ましいが、曲げ部1205b、1206b、平面部1205c、1206c、案内部1205e、1206eの上下方向の高さは、必ずしも一定である必要は無く前後方向にいくにつれて変化するような形状に形成しても良い。
図40(3)は下側端子部品1220単体の斜視図であり、ここでもブリッジ部1222の領域と、脚部1227、1228の部分にハッチングを付して、その範囲が明確になるように図示している。この図にてわかるように下側端子部品1220はU字状に曲げる方向が、上側端子部品1200と異なる。ここでは基体部1221は側面視で正立させた略L字状とされ、右側側面1223と左側側面1224の上方前辺よりも前側に腕部1225、1226が接続される。腕部1225、1226のうち基体部1221との接続部付近は、右側側面1223と左側側面と同一面であって、対向する面が平行となる平面部1225a、1226aが形成される。平面部1225a、1226aの前方には左右方向にみて内側に曲げられる曲げ部1225b、1226bが形成される。曲げ部1225b、1226bの前方側には再び平面部1225c、1226cが形成される。対向する平面部1225cと平面部1226cは後方側の間隔が広くて、前方側にいくにつれて徐々に狭まる先絞りの形状とされる。平面部1225c、1226cの先端部分は大きめの曲率半径にて曲げられた嵌合部1225d、1226dが形成される。嵌合部1225d、1226dの内側の曲面が、電動工具本体1001、1030の端子と接触することにより、電気的に導通することになる。嵌合部1225d、1226dの内側は、電池パック1100が電動工具本体1001、1030から取り外された状態ではわずかな隙間を有するような形状とされる。嵌合部1225d、1226dの前方側は前方に行くにつれて間隔が急激に広がるように形成され、電動工具本体1001、1030側の端子を案内するための案内部1225e、1226eが形成される。案内部1225e、1226eの内側の面は、平面状としても良いし、曲面状としても良い。平面部1225aから案内部1225eまで、及び、平面部1226aから案内部1226eまでは上下方向の高さが一定であるように形成される。しかしながら、上側端子部品1200の腕部1205、1206と同様に、嵌合部1225d、1226dを除いて上下方向の高さが変化するように形成しても良い。以上のように形成することにより、本実施例では耐久性に優れて使いやすい下側端子部品1220を実現できた。
下側端子部品1220の腕部1225、1226の下側には、前方側から後方側に向けて、側面視でU字状に切りかかれた切欠き部1231(図40(1)参照)が形成される。切欠き部1231を形成したのは、この部分に上側端子部品1200と下側端子部品1220を区画するための基板カバー1180(図46にて後述)が設けられるためである。基体部1221の下側には、脚部1227、1228が接続される。脚部1227、1228は、回路基板1150の取付孔に挿入され、回路基板1150の取付面(表面)から反対側の面(裏面)において脚部1227、1228を突出させ、突出部分を半田付けする。また、半田付けによって腕部1225、1226から回路基板1150に搭載される電池セルや電子素子等への電気的な接続状態が確立される。ここで脚部1227、1228の組は、上側端子部品1200の脚部1207、1208の組とは短絡しない状態で独立して配線される。脚部1227、1228の寸法や形状は脚部1207、1208とほぼ同じであり、前側には折曲部1223a、1224aが形成される。折曲部1223a、1224aの曲げ部の上側と下側には、切抜部1223c、1224c、1227a、1228aが形成されるが、切抜部を形成するのはプレス加工時の曲げ加工を精度良くするためであるので、必ずしも切抜部が必要なわけではない。
次に図41を用いて電池パック1100を電動工具本体1001、1030に装着した際の、電動工具本体1001、1030側のターミナル部1020の形状と、電池パック1100の接続端子との接続状態を説明する。ここでは電池パック1100の接続端子のうち、放電用の正極端子(上側正極端子1162、下側正極端子1172)と負極端子(上側負極端子1167と下側負極端子1177)を図示している。電動工具本体1001、1030のターミナル部1020、1050には、さらにLD端子1028、1058が設けられるが、ここでは図示していない。図41(1)は、電池パック1100を36V用の電動工具本体1030に装着した状態を示す図である。前述したように電池パック1100の内部には10本の電池セルが収容され、そのうちの5本が上側セルユニット1146を構成し、残りの5本が下側セルユニット1147を構成する。ここでターミナル部は、従来の電動工具本体1001のターミナル部1020に比べて正極入力端子1052と負極入力端子1057の端子部1052a、1057aが小さい。つまり、上側に配置された上側正極端子1162と上側負極端子1167にだけ接触するように、上下方向の幅が小さく形成される。上側セルユニット1146の正極側出力端子は上側正極端子1162に接続され、負極側出力端子は下側負極端子1177に接続される。一方、下側セルユニット1147の正極側出力端子は下側正極端子1172に接続され、負極側出力端子は上側負極端子1167に接続される。つまり、正極端子と負極端子がそれぞれ独立して2組設けられ、左右方向且つ上下にクロスする一方の端子組(上側正極端子1162と下側負極端子1177)が上側セルユニット1146に接続され、他方の端子組(下側正極端子1172と上側負極端子1167)が下側セルユニット1147に接続される。上側正極端子1161と下側正極端子1172は電気的に接続されていないため、電池パック1100が電気機器本体に装着されていない状態(電池パック1100の取り外された状態)では、電気的に独立した状態にある。同様に、上側負極端子1167と下側負極端子1177は、電池パック1100の内部では電気的に接続されていないため、電池パック1100が電気機器本体に装着されていない状態(電池パック1100の取り外された状態)では、電気的に独立した状態にある。
図41(1)に示すように、定格36Vの電動工具本体1030のターミナル部には、受電用の正極入力端子1052と負極入力端子1057が設けられる。装着時において、正極入力端子1052は上側正極端子1162だけに嵌合し、負極入力端子1057は上側負極端子1167だけに嵌合するような位置関係とされる。一方、電動工具本体1030のターミナル部には、下側正極端子1172と下側負極端子1177を短絡させるように接続するショートバー1059がさらに設けられる。ショートバー1059は金属製の導電部材からなる短絡子又は導通端子であって、電池パック1100からの出力電圧を高電圧に切り替えるための切替素子として機能し、さらに複数のセルユニット1146、1147を互いに直列に接続する高電圧用の接続素子としても機能する。ショートバー1059のコの字形状に曲げられた金属部材の一端側が下側正極端子1172と嵌合する端子部1059bとなり、他端側が下側負極端子1177と嵌合する端子部1059cとなる。端子部1059bと端子部1059cは接続部1059aにて接続される。ショートバー1059は、正極入力端子1052や負極入力端子1057等の他の機器側端子と共に合成樹脂製の基台1051(図42にて後述)に鋳込まれるようにして固定される。ショートバー1059は、下側正極端子1172と下側負極端子1177を短絡させるためだけに用いられるため、電動工具本体の制御回路等への配線をする必要はない。
正極入力端子1052は、上側正極端子1162と嵌合する部分であって平板状に形成された端子部1052aと、電動工具本体1030側の回路基板側との結線を行うリード線を半田付けするための配線部1052cと、端子部1052aと配線部1052cとの間を接続すると共に合成樹脂製の基台1051に鋳込まれる部分となる連結部1052bにより形成される。ここで配線部1052cの位置は、端子部1052aの左右方向位置に比べて内側にずれるように配置されるが、これは、配線部1052cの間隔を調整するためと、連結部1052bが鋳込みにより基台1051に安定して保持されるようにするためである。さらに端子部1052aの前方側の左右角部は斜めに面取りされ、端子部1052aが腕部1162aと腕部1162bの間に入り込みやすいように構成した。負極入力端子1057は正極入力端子1052と共通部品とすることができ、鉛直軸を中心に180度回転させた状態で配置することにより、負極入力端子1057としても正極入力端子1052としても用いることができる。従って、負極入力端子1057も、端子部1057aと配線部1057cと、これらを接続する連結部1057bにより形成される。端子部1057aの前方側角部(この部品を正極入力端子1052として使う場合は後方側の角部)にも斜めに面取りして、端子部1057aが腕部1167aと腕部1167bの間に入り込みやすくするようにした。
図41(1)において、電池パック1100を装着する際には、電池パック1100を電動工具本体1030に対して差し込み方向に沿って相対移動させると、正極入力端子1052と端子部1059bが同一のスロット1122(第1のスロット、図38参照)を通って内部まで挿入され、それぞれ上側正極端子1162と下側正極端子1172に嵌合される。このとき、正極入力端子1052が上側正極端子1162の嵌合部間を押し広げるようにして上側正極端子1162の腕部1162aと1162bの間に圧入される。また、負極入力端子1057と端子部1059cが同一のスロット1127(第2のスロット、図38参照)を通って内部まで挿入され、それぞれ上側負極端子1167と下側負極端子1177に嵌合される。この際、負極入力端子1057が上側負極端子1167の嵌合部間を押し広げるようにして上側負極端子1167の腕部1167aと1167bの間に圧入される。さらに、ショートバー1059の端子部1059b、1059cが下側正極端子1172と下側負極端子1177の腕部1172aと1172bの間、腕部1177aと1177bの間を押し広げるようにして圧入される。端子部1052a、1054a~1058a、1059b、1059cの前側角部は、矢印1052d、1054d~1059d、1059eのように斜めに面取りされ、電池パック1100側の接続端子の腕部の間にスムーズに挿入できるようにしている。このようにして電池パック1100が電動工具本体1030に接続された状態において、正極端子(1162)と正極入力端子1052が第1スロット(スロット1122)を介して接続され、負極端子(1167)と負極入力端子(1057)が第2スロット(スロット1127)を介して接続され、これらの電圧切替要素、切替素子が第1及び第2スロットを介して係合する。また電池パックが電気機器本体に接続された状態において、正極端子、正極入力端子、負極端子、負極入力端子等の電圧切替要素と、ショートバー1059による切替素子が、上下方向において略同じ高さの位置に配置される。
端子部1052a、端子部1057a、端子部1059b、1059cの板厚は、各腕部の嵌合部の初期隙間(電池パック1100が装着されていない時の隙間)よりも大きいので、端子部1052a、端子部1057a、端子部1059b、1059cの各々と上側正極端子1162、下側正極端子1172、上側負極端子1167、下側負極端子1177との嵌合点に所定の嵌合圧力が作用する。このような接続の結果、電動工具本体1030の機器側端子(端子部1052a、端子部1057a、端子部1059b、1059c)と、電池パックの電力端子(上側正極端子1162、下側正極端子1172、上側負極端子1167、下側負極端子1177)は電気的な接触抵抗が小さくなるような状態にて良好に接触する。このようにして電動工具本体1030は、単一のスロット(1122)に挿入されて第1及び第2の端子(1162、1172)のうち第1の端子(1162)のみに接続される第3の端子(1052a)と、単一のスロット(1122)に挿入されて第2の端子(1172)のみに接続される第4の端子(1059b)と、を有し、電池パック1100が電動工具本体1030に接続されると、単一のスロット1121内で、第1及び第3の端子(1162と1052a)が互いに接続されてともに第1の電位となり、第2及び第4の端子(1172と1059b)が互いに接続されてともに第1の電位とは異なる第2の電位となる。負極端子対(1167、1177)側でも同様に接続状態となるため、図41(1)の接続形態の実現によって、上側セルユニット1146と下側セルユニット1147の直列接続の出力、即ち定格36Vが電池パック1100から出力されることになる。
一方、従来の18V用の電動工具本体1001に電池パック1100が装着された際には、図41(2)のような接続関係となる。電池パック1100が電動工具本体1001に取り付けられるときは、正極入力端子1022は、上側正極端子1162と下側正極端子1172の開口端部の双方を押し広げるように嵌合圧入されて、正極入力端子1022の上側の一部の領域が上側正極端子1162と接触し、下側の領域の一部が下側正極端子1172と接触する。このように正極入力端子1022が上側正極端子1162と下側正極端子1172を跨ぐようにして接続され、腕部1162a、1162bと同時に嵌合し、腕部1172a、1172bに同時に嵌合する。同様に、負極入力端子1027は、上側負極端子1167と下側負極端子1177の開口端部の双方を押し広げるように嵌合圧入されて、負極入力端子1027の上側の一部の領域が上側負極端子1167と接触し、下側の領域の一部が下側負極端子1177と接触する。このように負極入力端子1027が上側負極端子1167と下側負極端子1177を跨ぐようにして接続され、腕部1167a、1167bと同時に嵌合し、腕部1177a、1177bに同時に嵌合する。この結果、上側正極端子1162と下側正極端子1172が短絡状態となり、上側負極端子1167と下側負極端子1177が短絡状態となり、電動工具本体1001には上側セルユニット1146と下側セルユニット1147の並列接続の出力、即ち定格18Vが出力されることになる。よって正極入力端子1022と負極入力端子1027は、電池パック1100の出力電圧を低電圧に切り替える切替素子として機能し、さらに複数のセルユニット1146、1147を互いに並列に接続する低電圧用の接続素子としても機能する。接続素子となる正極入力端子1022と負極入力端子1027は一定の厚みを有する金属板からなる。従って、上側正極端子1162、上側負極端子1167の腕部による嵌合圧と、下側正極端子1172、下側負極端子1177の腕部による嵌合圧は同等とすることが重要である。また、これらの嵌合圧を一定とするために、図41(1)に示した36V用の電動工具本体1030の正極入力端子1052、負極入力端子1057、ショートバー1059の端子部1059b、1059cの厚さを、従来の18V用の電動工具本体1001の正極入力端子1022と負極入力端子1027の厚さと同じとする。
以上のように本実施例の電池パック1100は、18V用の電動工具本体1001か、36V用の電動工具本体1030に装着することにより、電池パック1100の出力が自動的に切り替わるので、複数電圧に対応した使い勝手の良い電池パック1100を実現できた。この電圧切り替えは電池パック1100側にて行うのではなくて、電動工具本体1001、1030側のターミナル部の形状によって自動的に行われるので、電圧設定ミスが生ずる虞が全くない。また、電池パック1100側には、機械的なスイッチのような専用の電圧切替機構を設ける必要が無いので、構造が単純で故障の虞が低く、長寿命の電池パックを実現できる。この下側正極端子1172と下側負極端子1177を短絡させるショートバー1059は、18V用電池パックの既存のターミナル部1020と同スペース内に実装できるため、従来と互換性のある大きさで電圧切替式の電池パックが実現できる。さらに、外部の充電装置を用いて充電を行う際には、図41(2)のような接続方法にて充電することが可能なので、高電圧/低電圧の双方の充電を行うような充電装置を準備する必要が無い。尚、電池パック1100を外部充電装置(図示せず)で充電する場合は、従来の18V用電池パックと同じ充電装置にて充電が可能である。その場合の充電装置のターミナルは図41(2)と同等の形状となるが、放電用の正極端子(1162、1172)の代わりに、充電用の正極端子(上側正極端子1161、下側正極端子1171)が充電装置(図示せず)の正極端子に接続されることになる。その際の接続状況も図41(2)に示す接続関係とほぼ同等である。このように、上側セルユニット1146と下側セルユニット1147を並列接続させた状態として18V用の充電装置を用いて充電を行うので、本実施例の電池パック1100を充電するにあたって、新しい充電装置を準備しなくて済む。
図42(1)は第6の実施例の電動工具本体1030のターミナル部1050の斜視図である。ターミナル部1050は、図41(1)で示した正極入力端子1052、負極入力端子1057、ショートバー1059に加えて、4つの金属製の接続端子1054~1056、1058が合成樹脂製の基台1051に鋳込まれて製造されるものである。接続端子1054~1056の形状は、図41(1)の正極入力端子1052、負極入力端子1057の連結部1052b、1057bの部分を直線状に形成したものであり、電池パック1100側の接続端子に嵌合される端子部1054a~1056aが一方側に形成され、他方側に穴が形成されリード線が半田付けされるための配線部1054c~1056cが形成され、端子部と配線部の間を接続するもので合成樹脂内に鋳込まれる接続部1054b~1056bが形成される。基台1051は端子部1052a、1054a~1058aの上側辺部全体と、後側辺部全体を鋳込むようにして、端子部1052a、1054a~1056a、1058aを強固に保持した。また、端子部1054a~1056a、1058aについては下側辺部の後方の一部を鋳込むようにした。図41(1)にてその形状を示したショートバー1059は、左右方向に延びる接続部1059a(図41参照)が基台1051内にすべて鋳込まれ、基台1051から前方側に端子部1059bと1059cの前方部分が露出する。また、端子部1059b、1059cの外部に露出している部分の後方側の下方が基台1051内に鋳込まれることにより、端子部1059b、1059cが左右方向に動かないように強固に保持される。このようにして複数の板形状の機器側端子がターミナル部1050に並べて配置される。ここで、端子部1052aと端子部1059bは、上下方向に一定の隙間1053aを隔てるように配置される。同様にして端子部1057aと端子部1059cは、上下方向に一定の隙間1053bを隔てるように配置される。
図42(2)は、ターミナル部1050と電池パック1100の電力端子(1162、1172、1167、1177)との接続状況を示す図である。上側正極端子1162は2つの腕部1162a、1162b(図40(1)の腕部1205、1206に相当)を有し、正極の下側正極端子1172は2つの腕部1172a、1172b(図40(1)の腕部1225、1226に相当)を有する。上側正極端子1162の腕部1162a、1162bは板状に形成された端子部1052aを左右から挟み込むように接続される。この接合の際には、腕部1162a、1162bが左右方向に離れるように曲げられることによりバネ作用の復元力によって所定の挟み荷重(嵌合圧)を端子部1052aに付与することになる。この結果、腕部1162a、1162bと端子部1052aが良好に面接触又は線接触することになるので、接触抵抗がきわめて小さい良好な導電性を実現できた。同様にして、上側負極端子1167の腕部1167a、1167bは板状に形成された端子部1057aを左右から挟み込むようにして嵌合する。
下側正極端子1172の腕部1172a、1172bは板状に形成された端子部1059bを左右から挟み込むようにして嵌合する。この嵌合の際には、腕部1172a、1172bが左右方向に離れるように曲げられることによりバネ作用の復元力によって所定の挟み荷重(嵌合圧)を端子部1059bに付与することになる。この結果、腕部1172a、1172bと端子部1059bが良好に面接触又は線接触することになるので、接触抵抗をなくして良好な導電性を実現できた。同様にして、下側負極端子1177の腕部1177a、1177bは板状に形成された端子部1059cを左右から挟み込むようにして嵌合する。
本実施例で重要なことは、端子部1052aと上側正極端子1162の接続部分と、端子部1059bと下側正極端子1172の接続部分の非接触状態が保たれて、電気的な絶縁状態を維持することにある。また、端子部1057aと上側負極端子1167の接続部分と、端子部1059cと下側負極端子1177の接続部分の非接触状態が保たれて、電気的な絶縁状態を維持することにある。このように構成すれば、電動工具の使用時における様々な振動や衝撃によって、電池パック1100が電動工具本体1030とは異なる共振周波数で振動したような場合であっても、上側正極端子1162と下側正極端子1172との短絡が起こることを阻止でき、上側負極端子1167と下側負極端子1177との短絡が起こること阻止できる。尚、図42(2)では、端子部1054a~1056a、1058aに嵌合される電池パック側の接続端子の図示を省略しているが、正極側の電力端子(上側正極端子1162と下側正極端子1172)、負極側の電力端子(上側負極端子1167と下側負極端子1177)が接続された際には、信号端子(図39で示すT端子1164、V端子1165、LS端子1166、LD端子1168)も端子部1054a~1056a、1058aに同様に嵌合されるものである。
図43(1)は従来の電動工具本体1001のターミナル部1020の斜視図であり、(2)は電池パック1100の電力端子との接続状況を示す図である。ターミナル部1020は6つの金属製の端子1022、1024~1028が合成樹脂製の基台1021に鋳込まれて製造されるものである。端子1022、1024~1028の形状は、図41にて鋳込み前の端子1022、1027の一部を示したように、電池パック1100側の接続端子に嵌合される端子部1022a、1024a~1028aが一方側に形成され、他方側に穴が形成されリード線が半田付けされるための配線部が形成され、端子部と配線部の間を接続すると共に基台1021の合成樹脂内に鋳込まれる接続部が形成される。基台1021は端子部1022a、1024a~1028aの上側辺部全体と、後側辺部全体と、下側辺部の後方の一部を鋳込むようにして、端子部1022a、1024a~1028aを強固に保持した。端子部1022a、1024a~1028aの前側角部は、矢印1022d、1024d~1028dのように斜めに面取りされ、電池パック1100側の接続端子の腕部の間にスムーズに挿入できるようにしている。ターミナル部1020の形状は、基台1021の前側に左右方向に延びる溝部1021bが形成され、後側にも同様に左右方向に延びる溝部1021bが形成される。これら溝部1021b、1021cはターミナル部1020におけるハウジングの開口部分にて挟持される。
図43(2)は ターミナル部1020と電池パック1100の電力端子(1162、1172、1167、1177)との接続状況を示す図である。ここでは電池パック1100側の信号端子(T端子1164、V端子1165、LS端子1166、LD端子1168)の図示を省略している。上側正極端子1162の腕部1162a、1162bは板状に形成された端子部1022aの上側領域を左右から挟み込むようにして嵌合する。この嵌合の際には、腕部1162a、1162bが左右方向に離れるように曲げられることによりバネ作用の復元力によって所定の挟み荷重(嵌合圧)を端子部1022aに付与することになる。また、下側正極端子1172の腕部1172a、1172bは板状に形成された端子部1022aの下側部分左右から挟み込むようにして嵌合する。電力端子の上側負極端子1167と下側負極端子1177の各腕部は同様の嵌合状態となる。このようにして、1枚の端子部1022aに対して4つの腕部1162a、1162b、1172a、1172bが接触する。同様にして負極側においても、上側負極端子1167の腕部1167a、1167bは板状に形成された端子部1027aの上側領域を左右から挟み込むようにして嵌合し、下側負極端子1177の腕部1177a、1177bは端子部1027aの下側部分を左右から挟み込むようにして嵌合する。このようにして、1枚の端子部1022aに対して4つの腕部1162a、1162b、1172a、1172bが接触し、同様にして端子部1027aに対して4つの腕部1167a、1167b、1177a、1177bと接触するので、これらが良好に面接触又は線接触することができ、接触抵抗をなくして良好な導電性を実現できた。
次に図44を用いて3つの端子(1164~1166)に用いられる部品、即ち信号端子部品1240の形状を説明する。信号端子部品1240は、1枚の金属板のプレス加工に製造されるものであって、金属の薄板をU字状の底部分となるブリッジ部1242が後側の鉛直面となるように曲げられた基体部1241から、腕部組(腕部基部1245、1246)が前方側に延在し、腕部基部1245は上下の腕部組(腕部1251、1253)に分離するように形成され、腕部基部1246は水平方向に延びる切欠き溝1244bによって上下の腕部組(1252、1254)に分離するように形成される。プレス加工に用いる金属板は、厚み0.3mmの平板であって、電力端子に用いられる上側端子部品1200、下側端子部品1220の板厚0.5mmに比べて薄くて良い。上側及び下側の腕部組は、同一形状に形成され、前後方向の長さ、上下方向の幅、板厚等が同じである。上側の腕部組(腕部1251と1252)、及び、下側の腕部組(腕部1253と1254)にはそれぞれ嵌合部(1251d、1253d等)が形成されるが、嵌合部のために湾曲させた形状も上下で同一であり、左右の腕部が面対称の形状とされる。一方、脚部1249、1250の取り付け位置が前後方向に大きくずらすように配置される。基体部1241の下辺部分の形状は左右で異なり、右側側面1243と左側側面1244の形状が非対称となる。脚部1249は、従前の脚部1250の位置に比べて前側に大きくずらして配置され、脚部1249と1250は前後方向に大きく距離を隔てる。このように脚部1249と脚部1250が左右方向に隣接して並ぶのでは無く、前後にずらすように配置したため、右側側面1243の下辺付近には前方に大きく延ばされた延在部1243aが形成され、その前端部分から下方向に脚部1249が延びるように形成される。脚部1249と脚部1250はそれぞれ回路基板1150に形成された貫通孔(図示せず)を、表面から裏面側まで貫通させて、裏面側に突出した部分が半田付けされることにより回路基板1150に固定され、上側の腕部組(腕部1251と1252)と下側の腕部組(腕部1253と1254)が回路基板1150に搭載される電子素子と電気的に接続されることになる。
脚部1249の上方には、回路基板1150の取付孔1151(図39参照)への挿入量を制限するための、左方向に折り曲げた折曲部1243bが形成される。折曲部1243bの曲げた部分の上側と下側には、折り曲げ加工を容易にするために半円形に切り抜いた切抜部1243c、1249aが形成される。後方側の脚部1250の回路基板1150への位置決めには、脚部1250の前方側と後方側に形成された段差部1250a、1250bを用いるようにした。段差部1250aは左側側面1244の下辺部分を前方側に延ばすことで形成し、段差部1250bはU字状に湾曲するブリッジ部1242の下側辺部を利用して形成される。このように段差部1250a、1250bが回路基板1150の表面に当接することにより脚部1250の上下方向の取り付け位置を決定することができる。脚部1249と1250の前後方向の取り付け位置は、回路基板1150の取付孔1151(図39参照)の位置によって規定される。
図44(2)は信号端子部品1240単体を前方下側から見た図である。この図からわかるように腕部基部1245の前方側には水平方向に延びる切欠き溝1245bが形成されることにより上下の腕部組(腕部1251、1253)に分離される。また、右側の脚部1249は左側の脚部1250に比べて大きく前方側にずれるように配置される。この結果、4つの腕部1251、1252、1253、1254に対して上方向又は下方向に対する力が加わったとしても信号端子部品1240を回路基板にしっかりと保持することができる。腕部1251、1252、1253、1254に対して加わる外力は、電動工具本体1001、1030に電池パック1100を装着する時に腕部組を後方側に押すように加わり、この力は信号端子部品1240を後方に倒す方向となる。逆に、電動工具本体1001、1030から電池パック1100を取り外す時には、腕部組を前方側に押すような力となり、この力は信号端子部品1240を前方に倒す方向となる。このように電池パック1100の装着時と取り外し時に加わる外力を、脚部1249、1250の位置を前後方向にずらしたことにより効果的に受け止めることができ、信号端子部品1240の取り付け剛性を大幅に強化できるので、電池パック1100の耐久性を高めることができた。さらには、腕部組も上側と下側の2段に分けて形成したので、電動工具の動作中に様々な振動を受けたり外力を受けたりしても、腕部の4つの接触領域によって電動工具本体側端子との良好な接触状態を維持できる。一方、この信号端子部品1240を製造する際に必要な、回路基板1150の取付孔の数や半田付け箇所の数は従来と同じであるため、製造コストの上昇は抑制できる。
本実施例の信号端子部品1240は剛性向上だけでなく別の効果も奏する。従来の信号端子部品(図示せず)は、回路基板に半田付して電気的・機械的に取付ける脚部を2箇所設けているが、その脚部は左右方向に並設しており、脚部の間が狭い上に半田付け部分がつながっていることが多く、左右の脚部の間に信号用のパターンを通すような配線ができなかった。本実施例の電池パック1100では、信号端子部品1240の一方の脚部1249を前側に配置し、他方の脚部1250を後側にして両方の脚部を離して配置した。これにより、信号端子部品1240の各脚部の距離が広くなり複数の配線、又は、主電流を流す太いパターンを配線することが容易になる。このような信号端子部品1240は、本実施例の電池パック1100、即ち、従来の電池パックに対して高機能化を図り、電圧比でみた小型化を促進したい場合には好適である。特に、電圧を高めた上に電圧切り替え機能を実現すると、回路基板1150に搭載される電子素子が増加する。そこで、パターン配線の効率化を図ると共に、主電流を流す配線を太くする必要が生じた。本実施例では回路基板1150を従来用いられるものよりも大型のものを用い、接続端子群の後側だけでなく前側領域にも電子素子を搭載するようになった。その際、信号端子部品1240の下側にも配線パターンを配置するようにした。その配置の仕方を図45を用いて説明する。
図45は複数の信号端子部品1240の回路基板1150への固定状況を示す図であり、(1)は前方から見た図であり、(2)は信号端子部品1240を左から見た図である。信号端子部品1240は共通部品であって、T端子1164、V端子1165、LS端子1166として回路基板1150において左右方向に並べて固定される。信号端子部品1240は腕部の中央付近に間隔S2を生ずるように切り欠き部が形成されるため、上側の腕部組(1251、1252)と下側の腕部組(1253、1254)が上下に2段存在するような形状となる。機器側端子が装着されていない状態においては、上側の腕部組(1251、1252)と下側の腕部組(1253、1254)の最も接近する部分(嵌合部)は、わずかに隙間を隔てるか、又は当接するように配置される。それぞれの脚部1249、1250は、回路基板1150の取付孔(図39参照)を貫通して下側まで突出し、回路基板1150の下側(裏面)にて半田1256により固定される。
図45(2)の側面図において、前方に位置する脚部1249と後方に位置する脚部1250の間は距離S3だけ隔てるように構成される。距離S3は、脚部1249と1250との間隔(左右方向の距離)よりも大きくなるようにすると良い。このように矢印1257のような隙間を形成することによって、この隙間部分に回路パターンを配線することが容易となる。図45(3)は、図45(1)の回路基板1150を下側から見た底面図である。回路基板1150の裏面には、信号端子部品1240を半田付けするために中央に貫通孔が形成され、貫通孔の周囲に略四角形の半田付け用の銅箔を配置したランド1153a~1155a、1153b~1155bが形成される。ランド1153a~1155a、1153b~1155bから上側セルユニット1146又は下側セルユニット1147への接続用の配線パターンは、回路基板1150の表面側にあり、(3)の図では見えない。左側の脚部用のランド1153a~1155aと右側の脚部用のランド1153b~1155bは前後にずれるように配置される。この結果、ランド1153a~1155aとランド1153b~1155bの間に、図のように複数のパターン1157~1159を配置することが可能となる。配線パターン1157~1159はここでは、各3本ずつ設けるように図示しているが、1本の太い配線としたり、その他の本数の組み合わせとしても良い。このように前後方向にずらして配置した脚部1249、1250の間に配線パターンを配置させたので、隣接する信号端子1164と1165、1165と1166の間隔を従来と同じに保ったままで、信号端子1164~1166の後方側と前方側を接続する複数の配線パターン1157~1159を設けることが可能となった。尚、信号端子1164~1166の後方側と前方側を接続する配線パターン数を増やす別の方法として、図45(2)において点線で示すような切抜部1243cを設ける方法を併用しても良い。右側側面1243の下辺付近であって回路基板1150と接する部分に、点線で示すような上向きに切り欠いた切抜部1243cを形成する。すると、矢印1257に示す部分が回路基板1150と距離を隔てる隙間となる。この隙間と回路基板1150の間に、図45(3)の配線パターン1157~1159と同様に回路パターンを配置することが可能となる。このように回路基板の裏面側1150bだけでなく表面側1150aにも信号端子1164~1166の後方側と前方側を接続する複数の配線パターンを配置することができるので、回路基板1150の実行効率を向上させることが可能となる。
図46は、接続端子群(1161~1162、1164~1168)とその周囲に配置される基板カバー1180の形状を示す図であり、(1)は斜視図であり、(2)は正面図である。ここでは発明の理解のために回路基板1150の図示を省略したものであり、実際の製品では回路基板1150に複数の接続端子群(1161~1162、1164~1168、1171、1172、1177)が半田付けにより固定された後に、基板カバー1180が接続端子の周囲に取り付けられる。電力端子(1161、1162、1167)は信号端子(1164~1166、1168)よりも上方向に距離Hだけ高くなるように形成される。基板カバー1180は、不導体、例えば合成樹脂の成形品によって製造され、隣接する接続端子の脚部の周囲を覆うようにした部材であって、前方側に平面状の上面1181aを有する連結部1181を有し、連結部1181の後方側に複数の仕切り壁1182、1183、1184~1189が接続される。仕切り壁1182、1183、1184~1189は平面部1181aよりも後方側、即ち接続端子群の左右部分に配置されることにより接続端子間の電気的な短絡を起こりにくくする機能を果たす。また、連結部1181の上面1181aは、上ケース1110の上段面1115(図38参照)と同一面になるように形成されており、上段面1115から連結部1181までに至る本体側ターミナル部の相対移動を容易としている。また、基板カバー1180には、使われていない領域(図38のスロット1123)の開口を塞ぐような覆い部1184を設けて、スロット1123から電池パック1100のケース内部にゴミや粉塵が入りにくくする。
基板カバー1180には横方向に水平な上面1181aを有する連結部1181と、その上方に延びる複数の仕切り壁部によって、主に形成される。仕切り壁部のうち信号端子間に配置される仕切り壁1185、1186、1189は高さH2の低い壁部とされ、その上端位置は信号端子(1164~1166)や、LD端子1168の下側の腕部より低い位置になる。これに対して電力端子に隣接する仕切り壁1182、1183、1184、1187、1188は、上面1181aからの高さがH3の高い壁部となり、その上端位置は、下側端子部品の上端位置よりも上側に位置し、上側端子部品の腕部の下側に位置するように構成される。
接続端子群のうち電力端子は、図40~図43で説明したように、上側正極端子1161、1162と下側正極端子1171、1172の脚部が前後方向に並び、それぞれの腕部組が上下方向に並べて配置される。同様にして上側負極端子1167と下側負極端子1177の脚部が前後方向に並び、それぞれの腕部組が上下方向に並べて配置される。定格18Vの電気機器本体に電池パック1100を装着した際には、上側正極端子1161、1162、上側負極端子1167の腕部の電位と、下側正極端子1171、1172、下側負極端子1177の電位は同じとなるため、上側端子部品と下側端子部品が接触しても問題ない。しかしながら、定格36Vの電気機器本体に電池パック1100を装着した際には、上側正極端子1161、1162、上側負極端子1167の電位と、下側正極端子1171、1172、下側負極端子1177の電位がそれぞれ異なるため、上下の腕部間の接触による短絡状態が発生しないようにすることが重要である。また、異物の挿入による短絡が起こりにくいような形状とすると良い。そこで、本実施例の基板カバー1180は、連結部1181から上方向に延びるように形成される仕切り壁部のうち、仕切り壁1182、1183、1184a、1187、1188に関しては、高さH3となるように上端位置を上方にまで大きく形成した。また、上方に向けて鉛直方向に延びる壁部だけでなく、鉛直壁部の上端位置から左右方向にも延びる水平壁部も形成した。
図46(3)は、(2)の基板カバー1180の一部拡大図であり、接続端子部分の図示を除いた図である。仕切り壁1182は鉛直壁部1182aと水平壁部1182bを有するもので、その断面形状がL字形となる。水平壁部1182bは鉛直壁部1182aの上端付近から隣接する電力端子(上側正極端子1161、下側正極端子1171)の腕部の間の空間内にまで到達するように水平方向に延びる形状とされる。また、仕切り壁1183はT字形の断面形状を有し、鉛直壁部1183aと、鉛直壁部1183aの上端部から両方向に延びる水平壁部1183b、1183cにより形成される。水平壁部1183bは隣接する水平壁部1182bと近接する側に延びて、上側正極端子1161と下側正極端子1171の腕部の間の空間内に先端が到達する長さとされる。同様にして水平壁部1183cは、隣接する水平壁部1184bと近接する側に延びて、上側正極端子1162と下側正極端子1172の腕部の間の空間内に先端が到達する長さとされる。この腕部の間の空間内にまで水平壁部1182b、1183b、1183cが延びる状況は、図46(2)のように前方から正極端子群を見ることにより明らかであろう。たとえば、上側正極端子1161の右側側面位置と、下側正極端子1171の右側側面位置は同一位置にある。しかしながら、水平壁部1182bの左端位置1182cは、上側正極端子1161と下側正極端子1171の右側側面位置よりも左側にのびるように、上側正極端子1161の腕部1161aの下側部分にまで入り込む程度の長さになる。尚、水平壁部1182bは、下側正極端子1171の腕部1171aの上側に位置することになる。
鉛直壁部1182aと水平壁部1182bの前後方向の長さは、下側正極端子1171の前後方向の長さよりも長く形成され、その前端位置は下側正極端子1171の腕部の先端とほぼ同じ位置にあり、後端位置は下側正極端子1171の後端位置よりも後方側にある。このようにして、鉛直壁部1182aは下側正極端子1171の右側側面全体と、左側側面全体を覆いつつ、上側部分も左右中央付近(距離S5の部分)を除いて覆うようにした。ここでは、下側正極端子1171部分の鉛直壁部1182aと水平壁部1182bの形状だけに言及したが、下側正極端子1172についても、右側側面全体と左側側面全体と、中央部分を除く上側部分が覆われるような仕切り壁1184が設けられるので、下側正極端子1171、1172に外力が加わって、これらを曲げるような力が加わったとしても、基板カバー1180によって効果的に保持させることができ、送電用の下側の端子部品と上側の端子部品が意図せずに短絡してしまう虞を大幅に低減させることができる。
負極端子側(1167、1177)についても、正極端子側(1161、1162、1171、1172)と同様の考えであって、負極端子の左右両側には大きな仕切り壁1187、1188を設けた。仕切り壁1187は、仕切り壁1182と同様の形状であって、鉛直壁部1187aと水平壁部1187bにより形成され、その断面形状がL字状とされる。水平壁部1187bは鉛直壁部1187aの上端部分から負極端子側に延びるように形成される。仕切り壁1188は、仕切り壁1187と左右対称に形成されたもので、鉛直壁部1188aと水平壁部1188bにより形成される。水平壁部1187bと1188bは、上側負極端子1167の腕部組と下側負極端子1177の腕部組の間の空間に先端部分が入り込む程度の大きさとされるが、所定の間隔S5を有して電動工具本体1001、1030等の機器側端子が入り込むことを阻害しないようにする。このように電力端子たる負極端子(1167、1177)の周囲を覆うように仕切り壁1187、1188を形成したので、上側負極端子1167又は下側負極端子1177に強い外圧がかかって前後方向に動いた(曲げられた)としても、水平壁部1187bと1188b等の壁部の存在によって短絡現象の発生する可能性を大幅に削減することができる。
信号端子群(1164~1166)の間の仕切り壁1185、1186は上方向に低い高さH2しか有しない。これは、信号端子群(1164~1166)には、小電力の信号が流れるだけであるので、短絡時の危険度合いが電力端子側に比べて大幅に小さい為である。また、信号端子群(1164~1166)はそれぞれが1部品であって、上側の腕部と下側の腕部が同電位であるので、短絡の心配をする必要性が低い為である。仕切り壁1184は、鉛直壁部1184a、1184dを含み、これらの間を塞ぎ板1184cに接続したものである。塞ぎ板1184cは鉛直及び左右方向に延在する平板であって、上側正極端子1162とT端子1164との間の空きスペース(図38の空きスロット1123の内部空間)を閉鎖する作用を奏する。鉛直壁部1184aの上端付近には、正極端子側に延びる水平壁部1184bが形成される。
連結部1181は、接続端子間に位置する鉛直壁部1182a、1183a、1184a、1184d、1185a、1186a、1187a、1188aの前面に接続するようにしてこれらを固定するものである。連結部1181の上面1181aの壁部は、回路基板1150よりも浮いた状態になるように形成される。連結部1181の内側部分には、空間を有するように形成され、その後方側に鉛直壁部1184a、1185a、1187aが配置される。ここでは前方壁面1181bに隠れて見えないが、鉛直壁部1182a、1183a、1184d、1188aも同様に下側まで延びて回路基板1150に接触するように形成される。この連結部1181の内側部分にも図48にて後述するような回路基板1150の上面を覆う液体状の硬化性樹脂が満たされた後に固められる。硬化性樹脂の固化によって、複数の鉛直壁部1182a、1183a、1184a、1184d、1185a、1186a、1187a、1188aの下端付近と回路基板1150が強固に固定される。連結部1181の前方壁面1181bには3つの切欠き部1181c~1181eが形成される。切欠き部1181c~1181eは、図48にて後述する液体状の樹脂が回路基板1150の後方部分と前方部分に均等に行き渡るようにするために形成されるものであり、液体状の樹脂は粘度が比較的低いため、切欠き部1181c~1181eを通って樹脂が前後方向に流れる(詳細は後述する)。
図47は図38の上ケース1110だけを抜き出した図であり、上ケース1110の上段面1115の形状を説明するための図である。図47(1)は上ケース1110の斜視図であり、(2)は(1)の矢印B方向から見た矢視図である。(1)においては段差状になっている部分に、ハッチングを付して、その範囲が明確になるように図示している。図46にて説明したように、電力端子(1161、1162、1167)は信号端子(1164~1166、1168)よりも上方向に距離Hだけ高くなるように形成される。これは信号端子より電力端子が厚い板材で形成されるからである。従って従来の上ケースの上段面の形状では、電力端子(1161、1162、1167)の上端部が上段面の内壁に干渉してしまう。そこで、本実施例では電力端子(1161、1162、1167)の上部のクリアランスを稼ぐように、上ケース1110の上段面1115の上下方向にみた内側壁面の位置を、部分的に上側にずらすように構成した。内側壁面の位置だけを上方向に窪む凹部とする方法も考えられるが、上段面1115の画面形状をそのままとすると、上ケース1110の上段面1115の一部分の厚さが不足して、局所的に強度が低下する虞がある。そこで、本実施例では上段面1115の外側面であって、電力端子(1161、1162、1167)が位置する付近の上部を、外側に向けて突出する凸部1115a、1115bを形成した。このように上段面1115の壁面の一部を上側にずらすように構成したので、内側部分には収容スペースを拡大させることができ、壁面強度の低下も防ぐことができる。本実施例では、上段面1115の外壁面の突出高さH4が、内壁面の窪み高さH5よりも小さくなるように構成したので、上段面1115に凸部1115a、1115bのサイズを小さく抑えることができ、従来の電動工具本体1001に支障なく装着できる範囲内に収まった。また、上段面1115が同一面ではなくて、部分的な段差部が形成されて網掛け部の高さが高くなるように段差が形成されることにより、従来の同一平面状の上ケースに比べて強度的には同等又は同等以上とすることができた。
次に、図48を用いて回路基板1150への樹脂の塗布方法を説明する。図48は回路基板1150の斜視図であり、ここでは図示を省略しているが、回路基板1150の上面(表面)には、電子素子を搭載するための主領域1156aと副領域1156bが設けられる。主領域1156aは、接続端子群よりも後方側にあって、そこにはマイコンを含む保護管理IC(後述)が搭載される。副領域1156bは接続端子群よりも前方側の領域である。ここでは、搭載される電子素子の全体を硬化性樹脂にて覆うようにした。硬化性樹脂は、液体状態から硬化するもので、例えばウレタン樹脂を用いることができる。回路基板1150の上面に均等に液体のウレタン樹脂を満たすために、最初に回路基板1150に搭載される素子群の外縁部分に、液体状の樹脂の流出を防ぐ堤防の役割をする接着樹脂1155を付着する。接着樹脂1155は、例えばチューブ状の容器内から細い抽出口を通して円柱状に抽出された接着剤を、ウレタン樹脂を満たしたい領域の外縁に沿って連続的に付着させる。この際、外縁部分にそって接着剤が切れ目無く付着されることが重要であり、一方の端部と他方の端部が基板カバー1180に接するように形成する。このように樹脂を流し込む外縁部分のほぼ一周分に、外枠となる接着樹脂1155を付着させたら、その後に回路基板1150の上面内側に液体状態にあるウレタン樹脂を流し込む。
流し込むウレタン樹脂の量は接着樹脂1155にて囲まれた範囲を十分満たす量とする。この際、樹脂にて覆いたくない箇所には、該当箇所の外縁を接着樹脂1155aで囲むようにし、それらの外側に流し込まれた樹脂が、接着樹脂1155aで囲まれた範囲内には届かないようにした。尚、ウレタン樹脂を流し込む位置は主領域の矢印1156aにて示す付近とすれば、接着樹脂1155aで囲まれた範囲内には樹脂が流れ込まない。また、基板カバー1180は上面1181aを形成する連結部1181の壁面が浮いている状態で、その下側部分の後方側壁面が開口状態にあり、前方側が壁面となって、その一部に切欠き部1181c~1181eが形成されることにより、主領域1156aから副領域1156bに良好に樹脂が流れ込むことが可能となる。このようにして、回路基板1150の素子搭載面全体を樹脂にて覆ったのちに硬化させることにより、回路基板1150の表面側に均一の高さで、対象範囲内を隙間無く樹脂で覆い、搭載された電子素子を水や埃の影響から守ることができる。尚、回路基板1150として両面基板を用いる場合には、裏面側にも同様の手順で樹脂にて覆うようにしても良い。また、接着樹脂1155にて樹脂の充填を除外させた部分、例えばネジ穴付近や、リード線の半田付け部も、ねじ締めが完了した後工程時、半田付けが完了した後工程時に樹脂を塗布するようにしても良い。
以上、図36~図48を用いて本発明の第6の実施例を説明したが、第6の実施例にて示した電池パック1100は種々の変形が可能である。図49は、第6の実施例の第1の変形例に係る上側端子部品1260と下側端子部品1280の形状を示す図である。図49(1)は斜視図であり、(2)は左側面図であり、(3)は正面図である。上側端子部品1260と下側端子部品1280がそれぞれ左右方向に2つの腕部組(1265と1266、1285と1286)を有し、2つの腕部組が上下方向に整列する点は第6の実施例と同じである。上側端子部品1260の脚部組(1267、1268)が、下側端子部品1280の脚部組(1287、1288)と前後方向に並ぶように配置されることは第6の実施例と同じである。右側側面1263と左側側面1264の後辺の下側部分には、(2)にて矢印1262a、1282aとして示すように、ブリッジ部1262、1282が後方側に湾曲するように突出するので、この突出部分が上側端子部品1260と下側端子部品1280の回路基板1150への取り付け時の上下方向位置決め用に用いられる。脚部1267と1268の前辺上部には、凸状に延ばした部分を内側に折り曲げた折曲部1263a、1264a、1283a、1284a(但し1263aは図49では見えない)が形成されるが、これらの形状は図40で示した第6の実施例の構成と同様である。
上側端子部品1260はU字状の折り曲げる方向が図40で示した方向と異なる。ここでは、U字状に折り曲げた際に底部となる部分、即ちブリッジ部1262が鉛直面となるように形成される。下側端子部品1280の折り曲げ形状は図40で示した下側端子部品1220とU字状の折り曲げる方向が同じであり、ブリッジ部1282が鉛直面となる。ブリッジ部1262と1282は前後方向にほぼ一定の間隔を有するように平行に配置され、これらは回路基板1150の表面に対してほぼ垂直方向に延びるように配置される。上側端子部品1260と下側端子部品1280は金属の平板をプレス加工して製造する点は第6の実施例と同様であるが、その平板の厚さをさらに厚くしたものである。
右側側面1263と左側側面1264は鉛直方向に延びる略長方形であって、上端に近い部分で前方側に腕部1265、1266が延びるように形成される。腕部1265、1266の後方側根元付近、即ち鎖線B2付近では幅(上下方向の長さ)が大きく、前方に行くに従ってその幅が徐々に小さくなり、仮想線B1よりさらに前方側では幅が一定なる。嵌合部1265d、1266dでは、上面視で内側に所定の曲率半径Rを有する曲面状に曲げられる点は、図40で示す第6の実施例と同様である。このようにU字形の基体部の上方前辺部から前方に延びるようにして腕部1265、1266が形成され、腕部1265、1266が互いに非接触状態にてバネ性を持たせるように形成される。
下側端子部品1280は、U字状に折り曲げて平行なるように形成された右側側面1283、左側側面1284と、それらを接続するブリッジ部1282を有し、右側側面1283と左側側面1284の細長い上部から、前方かつ斜め上側に向けて腕部1285、1286が延びるように設けられる。腕部1285、1286の上下方向の幅は前後方向においてほぼ一定であり、仮想線B1よりも前方側では水平方向に延びるように形成されるが、仮想線B1より後方側は斜めに配置される。下側端子部品1280の腕部組(1285、1286)の下方には、前方側から大きく切り欠かれた切欠き部1291が形成される。このように形成した結果、上側端子部品1260の腕部1265、1266の長さ(前後方向長さであってB2よりも前方)は、下側端子部品1280の腕部1285、1286の長さ(前後方向長さであって、矢印1291位置よりも前方側)よりも長くなる。このような前後方向の長さが異なる腕部組であっても、上側端子部品1260の嵌合部における嵌合圧が、下側端子部品1280の嵌合圧と同一になることが好ましい。嵌合圧を均等にしないと電動工具本体1001、1030側の平板状の機器側端子との接触抵抗が変わって、わずかな発熱の違いが発生したり、長期にわたる使用による摩耗状況が異なる虞があるからである。本変形例では、上側端子部品1260と下側端子部品1280による嵌合圧のバランスをとるために、電池パックの非装着状態における初期隙間間隔が異なるようにした。即ち、電池パック1100が電動工具本体1001又は1030に装着されていない状態(取り外し状態)において、左右の腕部1265、1266の最小間隔が、腕部1285、1286の間隔と異なる。ここでは上側端子部品1260の腕部1265と1266の間隔が0.2mmであるのに対して、下側端子部品1280の腕部1285と1286の最小間隔が0.5mmとなるようにした。
嵌合圧を均一にするために、上側端子部品1260と下側端子部品1280の形状にも工夫を施した。即ち、図49(2)に示すように、本来なら上側端子部品1260では点線1264bのようなほぼ直角の内角を形成すべきところ、ここでは点線1264bの輪郭を矢印1264eの方向に延ばして、側面視で二等辺三角形状の補強面1264cが追加されるような形状とした。この結果、この内角部分の輪郭は矢印1264dのように斜めになり、この形状変更によって上側端子部品の腕部1265、1266の取り付け剛性が向上する。上側端子部品1260の内角部分の形状変更に合わせて、下側端子部品1280の外角部分の形状を点線1284bの部分から矢印1284eの方向に切り落とすことにより、側面視で二等辺三角形状の切り落とし部1284cを設けたような形状とした。この結果、この外角部分の輪郭は矢印1284dのようになり、下側端子部品の腕部1285、1286の剛性を低下させた。矢印1264dと矢印1284dに示す輪郭部分は、側面視で互いにほぼ平行となるように一定の間隔を離すようにそれら輪郭が決定される。尚、切り落とし部1284cを形成するとブリッジ部1282の上下方向の長さが短くなってしまう。しかしながら、下側端子部品1280は小さいため、上側端子部品1260に比べて強度的にも十分強いので、これらの形状変更でちょうど強度的なバランスがとれる。このように上側端子部品1260には補強面1264cの追加をするという内角部分の形状を変更し、下側端子部品1280には切り落とし部1284cの形成による強度調整をするという外角部分の形状を変更することで、両者の強度のバランスをとり、腕部1265と1266、1285と1286による本体側端子への嵌合圧をほぼ同等にすることができた。
図49(3)は上側端子部品1260と下側端子部品1280を正面から見た図である。腕部1265と1266の上下方向の高さや取り付け位置、及び、腕部1285と1286の上下方向の高さや取り付け位置は、図40に示した第6の実施例の上側端子部品1200と下側端子部品1220の腕部群と同じ形状、同じ位置関係となる。但し、本変形例では使用する金属板材の厚さが異なり、図40で示す第6の実施例の端子部品よりも厚板を用いて製造される。さらには、電池パック1100の非装着時の状態では、上下の腕部組の最小間隔が異なるようにした。つまり上側の腕部1265と1266の左右方向の間隔に比べて、下側の腕部1285と1286の左右方向の間隔が大きいように構成した。これは上下に並べて配置される腕部1265と1266、腕部1285と1286の、装着方向(前後方向)の長さとは逆比例させたような関係としたものである。長い腕部1265と1266は初期状態において狭い間隔で対向する。逆に短い腕部1285と1286は広い間隔で対向する。
以上のように、第1の変形例では、0.8mmの厚めの板厚の上側端子部品1260と下側端子部品1280を電力端子として用いるようにした。信号端子部品に関しては微小電流しか流れないので、従来の電池パック1015と同様に0.3mm程度の厚さの金属板にて製造すれば良い。本変形例では大電流が流れる電力端子の剛性が一層向上し、作業中だけでなく長期の使用にわたって嵌合状況を良好に維持することができた。尚、上下の腕部組の嵌合圧をほぼ同じとするには、嵌合部の隙間の調整と、取り付け根元付近の形状の変更だけに限定されずに、その他の変更、特に板厚の調整、端子部品の材料の選択等によっても達成可能である。
図50は第6の実施例の第2の変形例の上側端子部品1260と下側端子部品1280Aを示す斜視図である。第2の変形例では、図49で示した第1の変形例に対して上側端子部品1260は同一であるが、下側端子部品1280は板厚と腕部の初期間隔が異なる。即ち、下側端子部品1280Aの板厚を、図49で示した下側端子部品1280の0.8mmから0.6mmと薄くした上で、嵌合部1285dと1286dの間隔を図49で示した下側端子部品1280の0.5mmから0.2mmと狭くした。上側端子部品1260の嵌合部1265d、1266dの間隔は第1の変形例と同様に0.2mmである。このように、バネ性を有する腕部1285、1286の板厚と間隔を調整することによって、上側端子部品1260の嵌合部1265d、1266dによる嵌合圧とほぼ同等にすることができる。ここでは、嵌合部1265d、1266dの形状は、半円筒面としたもので、円筒面の中心軸が鉛直方向に位置し、嵌合部1265d、1266dの内側の壁面は、曲率半径Rとなる円筒面となる。下側端子部品1280の嵌合部1285dと1286dの内側の壁面も、曲率半径Rとなる円筒面となるように形成される。これら嵌合部1265dと1266d、及び、嵌合部1285dと1286dの嵌合面の円筒形状は、線状又は矩形状の接触部分の大きさや形状がほぼ同じとなるように、等しい曲率半径Rにて形成すると良い。このように接触部分や接触領域の大きさをも均一にしたことにより、挟み込む圧力(嵌合圧)をほぼ同等にするようにして、電気的な接触抵抗もほぼ同一とすると好ましい。
図51は第6の実施例の第3の変形例に係る上側端子部品1200Aと下側端子部品1220を示す斜視図であり、(1)はこれらが定格36Vの電動工具本体1030Aの本体側端子に接続された状態を示す図である。第3の変形例では、上側端子部品1200Aの形状、特に腕部1205A、1206Aの形状だけが第6の実施例と異なり、上側端子部品1200Aの基体部と脚部の構成は第6の実施例と同一である。上側端子部品1200Aは、上側正極端子1161、1162、上側負極端子1167として用いられる。上側端子部品1200Aは腕部1205A、1206Aを前方側に大きく延ばすようにして、上側の腕部1205A、1206Aの嵌合部の位置が、下側の腕部1225、1226の嵌合部の位置よりも前側に位置するようにした。対向する嵌合部の形状は、等しい曲率半径Rを有する半円筒面であって、腕部1205A、1206Aの嵌合部の形状と、腕部1225、1226の嵌合部の形状は同じである。腕部1205A、1206Aを延ばす場合は、この形状変更に対応させて36V側電動工具本体の正極入力端子1072Aも従来よりも短めにする。短絡手段としてのショートバー1079の大きさや板厚は、図41で示したショートバー1059と同じである。しかしながら、ショートバー1079の端子部1079bの上部に半円形の切り欠き1079dを形成した。この切り欠き1079dは、何らかの理由で機器側端子の正極入力端子1072Aと端子部1079bが矢印1045aのように円弧状に、又は水平方向に相対移動した場合に、端子部1079bが上側の腕部1205A、1206Aに接触することを防止する為である。このようにショートバー1079の端子部1079bに切り欠き1079dを形成したので、電池パック1100が装着されて電動工具が動作している際に、電動工具本体1030と電池パック1100の共振周波数の違いに起因する相対的な位置ずれが生じたとしても、上側端子部品1200Aと下側端子部品1220の短絡が起こる虞を大幅に減らすことができる。
図51(2)は従来の電動工具本体1001の本体側端子に接続された状態を示す図である。定格18Vの電動工具本体1001側に装着する際には、正極入力端子1022に上側正極端子1162と下側正極端子1172が跨ぐようにして接続され、2組の腕部1205A、1206Aと腕部1225、1226が嵌合する。この際、腕部1205A、1206Aの嵌合部による正極入力端子1022への接触位置が、腕部1225、1226の嵌合部による正極入力端子1022への接触位置よりも前方側にずれるようになる。しかしながらそれぞれの接触位置を含む近傍の正極入力端子1022の厚さは均一であるので、接触部または接触領域の大きさが腕部1205A、1206Aによるものと、腕部1225、1226の嵌合部によるもので均等になるならば、良好な導通状態を実現できるので、接触位置の移動は何ら問題を生じないものである。
図52は第6の実施例の第4の変形例の上側端子部品1200と下側端子部品1220Aを示す斜視図であり、(1)はこれらが電動工具本体1030Bの本体側端子に接続された状態を示す図である。第4の変形例では、下側端子部品1220Aの腕部1225A、1226Aの形状だけが第6の実施例と異なり、その他の構成は第6の実施例と同じである。ここでは腕部1225A、1226Aを前方側に延ばすようにして、下側の腕部1225A、1226Aの嵌合部の位置が、上側の腕部1205、1206の嵌合部の位置よりも前方に位置するようにした。これに対応させてショートバー1079の後端位置も従来よりも前方側にした。さらに、正極入力端子1072Bの下部に半円形の切り欠き1072dを形成した。この切り欠き1072dは、何らかの理由で機器側端子の正極端子1072Bと端子部1079bが矢印1045bに移動した場合に、切り欠き1072dを設けたことによって正極入力端子1072Bが腕部1225A、1226Aに接触する虞を大幅に減らすためである。
図52(2)は従来の電動工具本体1001の本体側端子に接続された状態を示す図である。電動工具本体1001側の正極入力端子1022に2組の腕部1205、1206と腕部1225A、1226Aが嵌合する。ここでは腕部1205、1206による接触部位の位置と、腕部1225A、1226Aによる接触部位の位置の前後方向に距離Lだけ隔てることになる。しかしながら、接触部または接触領域の大きさが腕部1205、1206によるものと、腕部1225A、1226Aの嵌合部によるもので均等にしたので、第6の実施例と同様に良好な導通状態を実現できる。
図53は第6の実施例の第5の変形例に係る電動工具本体1030A側のターミナル部の形状を示す斜視図である。第5の変形例では第6の実施例の正極端子及び負極端子の位置と、ショートバーの位置を上下逆にしたものである。ここでは、上側正極端子1162と上側負極端子1167がショートバー1089によって短絡されるようにした。ショートバー1089は、第6の実施例のショートバー1059(図41参照)と同一部品を用いることができ、電動工具本体のターミナル部の合成樹脂製の基台に鋳込まれるようにすれば良い。正極入力端子1082は、端子部1082aと、接続部1082bと、配線用端子部1082cからなる点では、第6の実施例の正極入力端子1052(図41参照)と同様であるが、配線用端子部1082cを設ける位置が、ターミナル部の上面でなく後面側にせざるを得ないので、接続部1082bと、配線用端子部1082cの形状が変更されている。同様にして、負極入力端子1087も配線用端子部1087cの位置が異なる。ターミナル部における正極入力端子1082と負極入力端子1087の位置をずらしたことに合わせて、上側セルユニット1146と下側セルユニット1147との接続状態も変更される。即ち、下側正極端子1172と上側負極端子1167に上側セルユニット1146に接続され、上側正極端子1162と下側負極端子1177に下側セルユニット1147に接続される。
以上のようにショートバー1089を設ける位置を変えても、本実施例の電圧自動切り替え機構付きの電池パックを実現できる。この構成に採用することにより、配線用端子部1082c、1087cの取り付け位置を、ターミナル部の上側に引き出す(図42参照)のではなくて、後側に引き出すことが可能となるので、電動工具本体側のターミナル部の設計の自由度が増すことになる。尚、ショートバー1089の機能は、端子部1089bと端子部1089cを有し、これらを短絡させれば達成できるので、接続部1089aの部分を金属の板で連結する必要性は無く、導電性部材にて電気的な接続関係を形成できるような方法、例えばリード線で接続する、ヒューズ素子によって接続する等の他の任意の方法で実現しても良い。
図54は本発明の第7の実施例の電池パック1400を示す斜視図である。電池パック1400には充電装置もしくは工具本体のターミナルと係合して電気的に導通する複数の接続端子が設けられる。ここで設けられる接続端子は、それぞれが上下方向に分離した2つの接続端子部品により構成されるものであり、接続端子部品の形状に特徴がある。電池パック1400の外観形状は、第6の実施例で示した電池パック1100とほぼ同じであり、外観上の唯一の違いは、上段面1415において部分的に隆起させた段差部(図47の1115a、1115b参照)が形成されない点と、下段面1411の左前側の角部に窪み部(図47の1111a参照)が形成されない点だけである。上段面1415と下段面1411の接続部分の段差部に、複数のスロット1420が配置されるが、スロット1420の幅やサイズは第6の実施例の電池パック1100とほぼ同等である。上段面の後方側には隆起部1432が形成され、隆起部1432の左右両側にはラッチ1441が設けられる。
下ケース1401の内部には10本の電池セル1446が収容される。ここでは5本を直列接続した上側セルユニットと下側セルユニットが設けられ、それらのセルユニットの並列接続の出力たる定格18Vが出力される。即ち、電池パック1400は電圧固定式である。それぞれの接続端子は、上側の端子部品と下側の端子部品の2つで1つの端子を構成している。つまり、充電用の正極端子は上側正極端子1461と下側正極端子1472により構成され、これらは短絡される。放電用の正極端子は上側正極端子1462と下側正極端子1472により構成され、これらは短絡される。尚、上側正極端子1461と下側正極端子1472の組と、上側正極端子1462と下側正極端子1472の組の間は、セルフコントロールプロテクタ(図示せず)によって接続される。
負極端子は上側負極端子1467と下側負極端子1477により構成され、これらは接続される。このように1つの接続端子を2つの接続端子部品に分けて構成したので、電動工具本体1001側の機器側端子との接触部分の個数と合計面積が大きくなり、電動工具の稼働時の振動によって生じやすい接触不良による発熱等の問題が起きにくく、長期にわたり安定して使用でき電池パック1400の長寿命化を実現できた。
接続端子のうち、信号伝達用の信号端子、即ちT端子組(上側T端子1464と下側T端子1474)、V端子組(上側V端子1465と下側V端子1475)、LS端子群(上側LS端子1466と下側LS端子1476)、LD端子群(上側LD端子1468と下側LD端子1478)もそれぞれが2つの端子にて構成され、上下の端子間は接続されて同電位とされる。T端子組、V端子組及びLD端子群は、情報又は信号を入力又は出力する信号端子として機能する。上側接続端子(1461~1462、1464~1468)と下側接続端子(1471~1472、1474~1478)は回路基板1450にて固定される。この回路基板には、電池セルの保護用のICが搭載されるが、マイコンや電池残量表示用の発光ダイオードは設けられない。
図55は、図54の接続端子の一部拡大図である。上側端子部品(1465~1468)と下側端子部品(1476~1478)は共に側面視で略L字状であって、上下の端子部品の脚部が装着方向に並ぶようにして回路基板1450に固定される。この固定方法は、図39、図40で示した第6の実施例と同様の方法であって、脚部を回路基板1450の取付孔に貫通させて、回路基板1450の裏側から半田付けを行う。上側端子部品(1465~1468)と下側端子部品(1476~1478)のそれぞれには、両側腕部の一部の間隔が狭くなるように略V字状に曲げられた嵌合部が形成される。従来の電池パックにおける嵌合部は、略V字状の山部分が、機器側端子の挿入方向と直交するように配置されている。つまり、従来の端子部品では略V字状の山部分(例えば嵌合部1478cで示す部分の内面側頂点部分)の稜線が、上下に延びるように構成されている。しかしながら第7の実施例では、その稜線の延びる方向を上下方向で無くて、斜めになるように形成したので、板状の本体側端末と端子部品との嵌合部との接触部位の長さを長くできた。
図56(1)は、上側端子部品1480を示す斜視図である。但し、上側端子部品1480の脚部の図示は省略しており、回路基板1450の上側に位置する部分だけを図示している。上側端子部品1480は導電性の金属からなる平板をプレス加工によって切り抜いたのちに、U字形に曲げるとともに腕部に所定の曲げ形状を形成したものである。ここでは、U字状の底部となる面、即ちブリッジ部1482が後方側になるように折り曲げられ、鉛直方向に延びるブリッジ部1482の左右両側から前方側に右側側面1483と左側側面1484が形成される。右側側面1483と左側側面1484は左右面対称となるように形成され、右側側面1483と左側側面1484は一定の間隔の平行な面となる。右側側面1483と左側側面1484の上部の前辺から前方側には左右の腕部1485と1486が形成され、腕部1485と1486の付け根部分、即ち平面部1485a、1486aは右側側面1483と左側側面1484と左右方向が同一位置となる平行面である。平面部1485a、1486aの前方側では、内側に向けて曲げられた曲げ部1485b、1486bが形成される。曲げ部1485b、1486bは平面状であるが、大きな外側に向いた折り曲げ部は、その山の稜線が斜めになるように配置される。
曲げ部1485b、1486bの前方には、略V字状に山折りするようにした嵌合部1485c、1486cが形成される。嵌合部1485c、1486cは内側に向けて凸状になる部分である。電池パック1100の装着時には、嵌合部1485c、1486cの内側の山頂部分が板状の機器側端子と接触し、摺動する部分である。従って、略V字状であってもその頂き部分(山頂部分)は大きな曲率半径R又は小さめの曲率半径によって構成する。これは摺動時には機器側端子と嵌合部1485c、1486cの摺動抵抗が小さく、非摺動かつ接触時には、嵌合部1485c、1486cとの接触面積が大きめとして電気的な接触抵抗を小さくするためである。嵌合部1485c、1486cの前方側には、板状の機器側端子を嵌合部1485c、1486c間に挿入するのを案内するための案内部1485d、1486dが接続される。案内部1485d、1486dは略平面状であって前方側に行くにつれて左右方向に広がるような形状とされる。このため腕部1485、1486の先端部1485e、1486eは腕部1485、1486の下方に位置するような形状とされる。先端部1485e、1486eは、小さな曲率半径を描くように角部を丸く形成した。
図56(2)は、嵌合部1485c、1486cにおける機器側端子との接触部位の位置関係を説明するための図である。ここでは左側の腕部1486部分だけを示しているが、右側の腕部1485も面対称になるだけで形状は同様である。腕部1486は高さ方向の幅Wが前後方向に向かうについて一定であるが、嵌合部1486cの接触部位は太線で示す位置になる。この太線で示す接触部位は、線状の接触部、又は幅の細い矩形状の接触領域となる。太線で示す接触部位は鉛直線上に嵌合部1486cを形成する場合の長さ(=W)に対して、接触長はW/cosθ倍となる。このように嵌合部1486cの接触部又は接触領域の長手方向が、機器側端子との接触面において機器側端子の装着方向に対して斜めになるように配置したので、接触部又は接触領域を大きくすることができ、電動工具本体側の機器側端子との接触面積を広くすることができる。この結果、機器側端子と嵌合部1486cの接触抵抗を小さくすることができ、接触抵抗の増大に起因した端子の発熱を効果的に抑制できる。また、機器側端子との間のアークの発生を抑制できるので、腕部1485、1486の損傷や溶断を防止することができる。尚、電力端子となる上側正極端子1461、1462、下側正極端子1471、1472に関しては、第6の実施例と同様にして上側セルユニット1146と下側セルユニット1147の正極端子をそれぞれ接続するようにして、第6の実施例と同様に低電圧側と高電圧側を切り替えることができるようにした電池パックに適用しても良い。その場合は、第6の実施例で説明した上側端子部品1200(図40参照)と下側端子部品1220(図40参照)の嵌合部において、第7の実施例の腕部及び嵌合部の形状を適用すれば良い。
信号伝達用の端子(図54(2)の上側端子部品1464~1466、1468と下側端子部品1474~1476)に関しても上下に2段の嵌合部にて形成し、これらは同電位として同じ信号を流すように構成した。しかしながら、信号端子の上下部分は、別電位として電動工具本体側の機器側端子も同様に分離して形成することにより、伝達される信号の数を増やすように構成しても良い。また、信号伝達用の端子に関しては、上下に完全分離された端子部品を使う必要性は小さいので、上下に連結された端子部品として形成しても良い。次に上下に連結された端子部品1500の形状を図57にて説明する。
図57は、端子部品1500の形状を示す斜視図である。但し、端子部品1500の脚部の図示は省略しており、回路基板1450の上側に位置する部分だけを図示している。端子部品1500は、腕部1505の前方側約半分において、腕部1505を上下に分割する切欠き溝1508を形成したことにより上側の腕部片1506と下側の腕部片1510を形成した。同様に、左側の腕部1509の前方側約半分において、腕部1509を上下に分割する切欠き溝1512を形成したことにより上側の腕部片1507と下側の腕部片1511を形成した。このように切欠き溝1508、1512により上側の腕部片1506、1507と下側の腕部片1510、1511に分けたので、1つの端子部品1500において2組の腕部組を有する構成が実現でき、良好な嵌合状態を保つことができる信号端子を実現できる。上側の端子組(1507、1507)と、下側の端子組(1510、1511)にはそれぞれ、板状の本体側接続端子と嵌合するための嵌合部(1506c、1507c)と嵌合部(1510c、1511c)が形成される(但し図57では嵌合部1510cは見えない)。上側の嵌合部(1506c、1507c)は接触部又は接触領域の長手方向が斜めに配置される。同様にして下側の嵌合部(1510c、1511c)は接触部又は接触領域の長手方向が斜めに配置される。上側と下側の嵌合部の接触部又は接触領域の長手方向は、一列に並ぶように配置される。尚、上側と下側の嵌合部を前後方向にみて同位置になるように配置させて、上側と下側の嵌合部の接触部又は接触領域の長手方向は、一列に並ばないように配置しても良い。また、上側と下側の嵌合部の長手方向の傾きの向きを合わせないで、逆方向の向きにしても良い。例えば、上側の腕部組(1506、1507)の形状を変更して、下側の端子組(1510、1511)を上下反転させたような形状、つまり水平面に対して面対称の形状としても良い。以上のように嵌合部の接触領域の長手方向を鉛直方向でなくて斜めの方向になるように形成することにより、嵌合部を装着方向と直交させる従来例に比べて嵌合部の長さを長くすることができるので、接触抵抗を低減させることができる。
以上、第7の実施例では電圧固定式の電池パックに用いられる接続端子の形状(1480、1500)を説明したが、これらの端子形状を第6の実施例のような電圧切替式の電池パックに適用するように構成しても良い。例えば図57に示す端子部品1500の嵌合部の配置は、図44で示した信号端子部品1240に採用しても良い。
図58は実施例8の電池パック2100の展開斜視図である。電池パック2100の筐体は、上下方向に分離可能な上ケース1110と下ケース1101によって形成され、下ケース1101の内部空間には、10本の電池セルが収容される。下ケース1101の前方側壁面には、上ケース1110とのネジ止め用に2つのネジ穴1103a、1103bが形成され、下から上方向にネジ穴1103a、1103bを貫通するようにして図示しないネジが通される。下ケース1101の後方側壁面にも2つのネジ穴1103c(図では見えない)、1103dが形成される。複数の電池セル(図示せず)は、5本ずつ2段にスタックさせた状態で、合成樹脂等の不導体で構成されたセパレータ2445にて固定される。セパレータ2445は電池セルの両端部となる左右両側だけが開口するようにして複数の電池セルを保持する。
セパレータ2445の上側には、回路基板2150が固定される。回路基板2150は複数の接続端子(2161、2162、2164~2168、2171、2172、2177)を半田付けによって固定すると共に、これら接続端子と図示しない回路パターンとの電気的な接続を行う。回路基板2150にはさらに、電池保護ICやマイクロコンピュータ、PTCサーミスタ、抵抗、コンデンサ、ヒューズ、発光ダイオード等の様々な電子素子(ここでは図示していない)を搭載する。回路基板2150の材質は、素材に対して絶縁性のある樹脂を含浸した基板上に、銅箔など導電体によってパターン配線を印刷したプリント基板と呼ばれるものであり、単層基板、両面基板、多層基板を用いることができる。本実施例では、両面基板を用いて回路基板2150の上面(表面であって図58から見える上側の面)と下面(裏面)に配線パターンが形成される。回路基板2150の前後方向の中央よりもやや前側には、接続端子群配置領域2160が設けられ、そこに複数の接続端子(2161、2162、2164~2168、2171、2172、2177)が横方向に並べて固定される。
正極端子(2161、2162、2171、2172)と負極端子(2167、2177)は、左右方向に大きく離れた箇所に配置され、それらの間には3つの信号端子(T端子2164、V端子2165、LS端子2166)が設けられる。3つの信号端子(T端子2164、V端子2165、LS端子2166)は、情報又は信号を入力又は出力する信号端子として機能する。本実施例では電力端子用の部品として、水平方向に延びる腕部が上側の左右に1組、下側の左右に1組の合計2組設けられたものを用いるが、その詳細形状は図49で説明した構造と同一である。尚、信号端子(2164~2166、2168)に関しては、従来から用いられるような腕部が上下方向に1つの信号端子部品をそのまま用いることも可能である。しかしながら、本実施例では正極端子(2161、2162、2171、2172)と負極端子(2167、2177)における機器側端子との嵌合状態と同等にするために、信号端子側においても上下に2つの腕部を有する信号端子部品(図44参照)を用いるようにした。
負極端子対(2167、2177)の左側にはLD端子2168が設けられる。LD端子2168は、電池パック2100に関する情報又は信号を出力する信号端子として機能する。LD端子2168も上側と下側の2組の腕部を有するように形成される。すべての信号端子(2164~2166、2168)は、回路基板2150の形成された複数の取付孔2151にそれぞれの脚部を表面から裏面にまで貫通させて、裏面側で半田付けにより固定される。本実施例では3つの信号端子(2164~2166)の固定方法は図44及び図45で説明した通りである。以上のように、回路基板2150上に図示しない電子素子が搭載され、複数の接続端子が半田付けにより固定されたあとに、図68にて後述する基板カバー2180が設けられ、回路基板2150の表面を樹脂にて固めた後に図示しないネジによってセパレータ2445に固定される。尚、図58では基板カバー2180の図示を省略している。
下ケース1101は、上面が開口された略直方体の形状であって、底面と、底面に対して鉛直方向に延びる前面壁1101a、後面壁1101b、右側側壁1101c、左側側壁1101dにより構成される。下ケース1101の内部空間はセパレータ2445を収容するのに好適な形状とされ、セパレータ2445を安定して保持するために底面内側に形成される多数の固定用リブ1102や、壁面を補強ために鉛直方向に連続するように形成される多数のリブ1105が形成される。前面壁1101aのほぼ中央には、スリット1104が設けられる。上ケース1110のスリット1134は、充電装置にて充電を行う際に電池パック2100の内部空間に充電装置側から送出される冷却風を流入させるための流入口として用いられ、下ケース1101のスリット1104は冷却風の排出口として用いられる。
電池セル側からの出力の回路基板2150との接続は、上方向に板状に延びる接続用の引出しタブ2461a、2466a、2471a、2476aを介して行われる。また直列接続された電池セルの中間接続点からのリード線の端部2494b、2496b~2499bが上方向に延びるように配置され、回路基板上に半田付けされる。さらに、直列接続された電池セルの中間接続点からの中間引出しタブ2462a、2463aが回路基板2150に接続されるべく、上方向に延びるように配置される。セパレータ2445の上側には、回路基板2150を固定する為のネジボス2447a、2447bが形成される。
次に図59の展開斜視図を用いてセパレータ2445を用いた電池セルのスタック状況および配線方法を説明する。セパレータ2445は10本の電池セル2146a~2146e、2147a~2147eを5本ずつ、上下2段にスタックしたものである。図59では電池セル2146a~2146e、2147a~2147eがセパレータ2445から引き出された状態を示しているが、組立時にはセパレータ2445の円筒状の空間2446内に挿入され、セパレータの左右両側に露出した端子間に、接続板2462~2465、2472~2475にて相互に接続され、引出し板2461、2466、2471、2476が電池セルに接続される。その後に、絶縁のために絶縁シート2482a、2482bが接続板2462~2465、2472~2475や引出し板2461、2466、2471、2476の上に貼り付けられる。
各電池セルの軸線はそれぞれ平行になるように積み重ねられ、隣接するセルの向きを交互に逆になるように配置して、隣接する電池セルの正極端子と負極端子を金属製の接続板2462~2465、2472~2475を用いて接続される。電池セルの両側端子と接続板2462~2465、2472~2475は、複数箇所のスポット溶接によって固定される。ここでは上段に設置された5本の直列接続された電池セルが上側セルユニット2146(図61にて後述)を形成し、下側に設置された5本の直列接続された電池セルが下側セルユニット2147(図61にて後述)を形成する。尚、ここでいうセルユニットの上側、下側とは、電池セルが下ケース1101内の上段にあるか下段にあるかという物理的な位置を指すのでは無くて、2つのセルユニットを直列接続した際に、グランド側に位置する方のセルユニットを“下側セルユニット”と呼び、直列接続した際に高い電圧側に位置する方のセルユニットを“上側セルユニット”と呼ぶものであり、電気的な電位を基準としている。本実施例の電池パックでは上側セルユニット2146が上段に配置され、下側セルユニット2147が下段に配置されているが、この配置に限られず、電池セルの配置方法は上段と下段に分けずに前側と後側に分けるようにしても良い。
電池セル2146a~2146e、2147a~2147eは、18650サイズと呼ばれる直径18mm、長さ65mmの複数回充放電可能なリチウムイオン電池セルが用いられる。本実施例では電池パック2100からの出力電圧を切り替え可能とするために、複数のセルユニットの直列接続電圧(高電圧側出力)と、並列接続電圧(低電圧側出力)の形態が選択可能とされる。従って、本発明の思想に従えば、各セルユニットにおいて直列に接続されるセルの本数を等しくすれば、セルユニットの数は任意である。使用する電池セルは18650サイズだけに限られずに、いわゆる14500、21700サイズの電池セルや、その他のサイズの電池セルであっても良い。また電池セルの形状は円筒形だけに限られずに、直方体のもの、ラミネート形状のもの、その他の形状であっても良い。電池セルの種類はリチウムイオン電池だけに限られずに、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の任意の種類の二次電池を用いても良い。電池セルの長さ方向の両端には2つの電極が設けられている。2つの電極のうち、一方は正極であり他方は負極であるが、電極を設ける位置は両端側だけに限定されるもので無く、電池パック内で容易にセルユニットが形成できるならば任意の電極配置で良い。
上側セルユニット2146の正極は、引出しタブ2461aが形成された引出し板2461を用いて回路基板2150に接続され、上側セルユニット2146の負極は、引出しタブ2466aが形成された引出し板2466を用いて回路基板2150に接続される。同様にして下側セルユニット2147の正極は、引出しタブ2471aが形成された引出し板2471を用いて回路基板2150に接続され、下側セルユニット2147の負極は、引出しタブ2476aが形成された引出し板2476を用いて回路基板2150に接続される。セパレータ2445の上面には、金属の薄板を折り曲げた形状の引出し板2461、2466、2471、2476のタブを保持するためのタブホルダ2450~2452、2455~2457が形成される。タブホルダ2450~2452、2455~2457は、L字状に折り曲げられた引出しタブ2461a、2462a、2463a、2466a、2471a、2476aを保持するために形成されるタブ保持部であり、セパレータ2445の成形時に座面、背面、両側側面を有する凹部として一体成形され、この凹部に引出しタブ2461a、2462a、2463a、2466a、2471a、2476aがそれぞれ嵌め込まれる。セパレータ2445の上部には回路基板2150をネジ止めするための2つのネジボス2447a、2447bが形成される。引出し板2461、2471と接続板2463、2465、2473、2475の右側は絶縁シート2482aにて覆われ、引出し板2466、2476と接続板2462、2464、2472、2474の左側は絶縁シート2482bにて覆われる。絶縁シート2482aは電気を通さない材質であって、その内側部分はシール材が塗布されている。
次に図60を用いて、2組の電力端子の形状を説明する。図60は図58に示した回路基板2150の部分図であり、回路基板2150に固定された正極端子対(上側正極端子2162と下側正極端子2172)と、負極端子対(上側負極端子2167と下側負極端子2177)だけを図示したものである。出力用の正極端子は、電気的に独立したものであって、並列正極端子群となる上側正極端子2162と下側正極端子2172が、回路基板2150の取り付け位置で見て前後方向に並ぶように配置される。これらは互いに近接して配置される複数の端子(2162、2172)であって、電圧の切替え用に使用される切替端子群として機能する。上側正極端子2162と下側正極端子2172は、それぞれが前方側に延在する腕部組(腕部2162aと2162b、腕部2172aと2172b)を有する。ここでは腕部2162a、2162bと腕部2172a、2172bが上下方向に離れた位置であって、その嵌合部の前後方向位置がほぼ同一となるような形状とされる。これら正極端子対(2162、2172)は、単一のスロット1122内に配置される。負極端子対も、正極端子対の形状と同じであって、脚部でみて前後方向に隣接して配置された並列負極端子群たる上側負極端子2167と下側負極端子2177により構成され、これら負極端子対(2167、2177)が単一のスロット1127の内部に配置される。これらは互いに近接して配置される複数の端子(2167、2177)であって、電圧の切替え用に使用される正極用の切替端子群と負極用の切替端子群として機能する。よって正極端子対(上側正極端子2162と下側正極端子2172)は、並列正極端子対として機能し、さらに正極用の切替端子群としても機能する。負極端子対(上側負極端子2167と下側負極端子2177)は、並列負極端子対として機能し、さらに負極用の切替端子群としても機能しする。そして正極端子対(上側正極端子2162と下側正極端子2172)と負極端子対(上側負極端子2167と下側負極端子2177)により、電圧切替要素が構成される。スロット1127の内部では、上側に上側負極端子2167の腕部組が配置され、上側負極端子2167の腕部組の下側に下側負極端子2177の腕部組が配置される。尚、図60では図示していないが、放電用の正極端子対(上側正極端子2162と下側正極端子2172)の右側には、充電用の正極端子対(上側正極端子2161と下側正極端子2171:図58参照)が配置される。充電用の正極端子対(2161、2171)の形状は、上側正極端子2162と下側正極端子2172と同形状である。
次に図61を用いて電池パック2100を図36に示した電動工具本体1001、1030に装着した際の、電動工具本体1001、1030側のターミナル部2020の形状と、電池パック2100の接続端子との接続状態を説明する。図61(1)は、電池パック2100を36V用の電動工具本体1030に装着した状態を示す図である。回路基板2150には正極端子対(正極端子群)としての上側正極端子2162と下側正極端子2172が、取付け部分(脚部)でみて電池パック2100の装着方向に並べて配置される。同様にして、上側負極端子2167と下側負極端子2177が、取付け部分(脚部)でみて電池パック2100の装着方向に並べて配置される。前述したように電池パック2100の内部には10本の電池セルが収容され、そのうちの5本が上側セルユニット2146を構成し、残りの5本が下側セルユニット2147を構成する。電動工具本体1030は上側正極端子2162と上側負極端子2167と嵌合することによって駆動部1035を動作させる。この際、電動工具本体1030に設けられているショートバーが、点線2059で示す電気的接続回路を形成するので、上側セルユニット2146と下側セルユニット2147は直列接続状態となる。つまり、上側セルユニット2146の負極が下側セルユニット2147の正極と接続され、電池パック2100の正極出力として上側セルユニット2146の正極が接続され、負極出力として下側セルユニット2147の負極が接続される。このようにして、上側セルユニット2146と下側セルユニット2147の直列出力、即ち定格36Vが出力されることになる。
図61(2)は、電池パック2100を18V用の電動工具本体1001に装着した状態を示す図である。18V用の電動工具本体1001には、上側正極端子2162と下側正極端子2172と同時に嵌合させる大きさの正極入力端子(図63にて後述)が設けられる。同様にして、上側負極端子2167と下側負極端子2177と同時に嵌合させる大きさの負極入力端子(図63にて後述)が設けられる。つまり、上側セルユニット2146と下側セルユニット2147の正極同士が接続された状態にて正極出力とされ、上側セルユニット2146とが下側セルユニット2147の負極同士が接続された状態にて負極出力とされる並列接続状態となる。この結果、電動工具本体1001に接続されると自動的に定格18Vが出力されることになる。このように電池パック2100の電圧の切替をおこなう切替端子群(2162、2167、2172、2177)との接続関係を変更することにより、電池パック2100から得られる出力電圧を切り替えることが可能となった。
図62は(1)は本実施例の電動工具本体1030のターミナル部2050の斜視図であり、(2)はショートバー2059単体の斜視図であり、(3)はターミナル部2050と電池パック2100の電力端子との接続方法を示す図である。定格36Vの電動工具本体1030のターミナル部には、電力用の入力端子として、受電用の正極入力端子2052の端子部2052aと、負極入力端子2057の端子部2057aが小さく形成されて上側に設けられる。装着時において、正極入力端子2052の端子部2052aは上側正極端子2162だけに嵌合し、負極入力端子2057の端子部2057aは上側負極端子2167だけに嵌合する。一方、電動工具本体1030のターミナル部には、下側正極端子2172と下側負極端子2177を短絡させるショートバー2059(2059a、2059b)が設けられる。図62(2)に図示されるように、ショートバー2059は金属製の導電部材からなる短絡子であって、コの字形状に曲げられた部材である。ショートバー2059の接続部2059aの一端側に端子部2059bが形成され、端子部2052aの下側に配置される。ショートバー2059の接続部2059aの他端側に端子部2059cが形成され、端子部2059cは端子部2057aの下側に配置される。端子部2059bは下側正極端子2172と嵌合し、端子部2059cは下側負極端子2177と嵌合する。ショートバー2059は、正極入力端子2052や負極入力端子2057等の他の機器側端子と共に合成樹脂製の基台2051(図49参照)に鋳込まれるようにして固定される。この際、ショートバー2059は他の金属端子(2052、2054~2058)とは接触しない。また、ショートバー2059は、下側正極端子2172と下側負極端子2177を短絡させるためだけに用いられるため、電動工具本体の制御回路等への配線をする必要はない。
正極入力端子2052は、上側負極端子2162と嵌合する部分であって平板状に形成された端子部2052aと、電動工具本体1030側の回路基板側との結線を行うリード線を半田付けするための配線部2052cと、端子部2052aと配線部2052cとの間を接続すると共に合成樹脂製の基台2051に鋳込まれる連結部(図では見えない)により形成される。負極入力端子2057も正極入力端子2052と同様であって、端子部2057aの高さが、他の端子部(2054a~2056a、2058a)に比べて半分程度又は半分より小さい程度の大きさとされる。他の端子部(2054a~2056a、2058a)は信号伝達用の端子であって、配線部2054c~2056c、2058cを介してリード線(図示せず)により電動工具本体1030側の制御回路基板に接続される。ターミナル部2050の合成樹脂製の基台2051の前側と後側には、ハウジングによって挟持されるための凹部2051bと2051cが設けられる。
図62(3)において、電池パック2100を装着する際には、電池パック2100を電動工具本体1030に対して差し込み方向に沿って相対移動させると、正極入力端子2052と端子部2059bが同一のスロット1122(図38参照)を通って内部まで挿入され、上側正極端子2162と下側正極端子2172にそれぞれ嵌合される。このとき、正極入力端子2052が上側正極端子2162の嵌合部間を押し広げるようにして上側正極端子2162の腕部2162aと2162bの間に圧入され、ショートバー2059の端子部2059bが下側正極端子2172の腕部2172aと2172bの間を押し広げるようにして圧入される。同様にして、負極入力端子2057と端子部2059cが同一のスロット1127(図38参照)を通って内部まで挿入され、それぞれ上側負極端子2167と下側負極端子2177に嵌合される。この際、負極入力端子2057の端子部2057aが嵌合部間を押し広げるようにして上側負極端子2167の腕部2167aと2167bの間に圧入される。さらに、ショートバー2059の端子部2059cが下側負極端子2177の腕部2177aと2177bの間を押し広げるようにして圧入される。このようにして電池パック2100が電動工具本体1030に接続された状態において、正極端子(2162)と正極入力端子(2052)が第1スロット(スロット1122)を介して接続され、負極端子(2167)と負極入力端子(2057)が第2スロット(スロット(1127)を介して接続され、これらの電圧切替要素と、切替素子たるショートバー2059が第1及び第2スロットを介して係合する。また電池パックが電気機器本体に接続された状態において、正極端子、正極入力端子、負極端子、負極入力端子、電圧切替要素及び切替素子が、上下方向において略同じ高さの位置に配置される。
端子部2052a、2057a、2059b、2059cの板厚は、各腕部の嵌合部の初期隙間(電池パック2100が装着されていない時の隙間)よりもわずかに大きいので、端子部2052a、2057a、2059b、2059cの各々と上側正極端子2162、下側正極端子2172、上側負極端子2167、下側負極端子2177との嵌合点に所定の嵌合圧力が作用する。このような接続の結果、電動工具本体1030の機器側端子(端子部2052a、2057a、2059b、2059c)と、電池パックの電力端子(上側正極端子2162、下側正極端子2172、上側負極端子2167、下側負極端子2177)は電気的な接触抵抗が小さくなるような状態にて良好に接触する。このようにして電動工具本体1030は、電池パック2100(図58参照)の単一のスロット(1122)に挿入されて第1及び第2の端子(2162、2172)のうち第1の端子(2162)のみに接続される第3の端子(2052a)と、単一のスロット(1122)に挿入されて第2の端子(2172)のみに接続される第4の端子(2059b)と、を有し、電池パック2100が電動工具本体1030に接続されると、単一のスロット1121内で、第1及び第3の端子(2162と2052a)が互いに接続されてともに第1の電位となり、第2及び第4の端子(2172と2059b)が互いに接続されてともに第1の電位とは異なる第2の電位となる。負極端子対(2167、2177)側でも同様に接続状態となるため、図62(3)の接続形態の実現によって、上側セルユニット2146と下側セルユニット2147の直列接続の出力、即ち定格36Vが電池パック2100から出力されることになる。
一方、従来の18V用の電動工具本体1001に電池パック2100が装着された際には、図63のような接続関係となる。電池パック2100が電動工具本体1001に取り付けられるときは、並列接続用の正極入力端子2022の端子部2022aは、上側正極端子2162と下側正極端子2172の開口端部の双方を押し広げるように嵌合圧入されて、正極入力端子2022の端子部2022aの上側一部の領域が上側正極端子2162と接触し、下側一部の領域が下側正極端子2172と接触する。このように正極入力端子2022が上側正極端子2162と下側正極端子2172を跨ぐようにして接続され、端子部2022aを上側正極端子2162の腕部2162a、2162bと下側正極端子2172の腕部2172a、2172bに同時に嵌合させることによって、2つの正極端子(2162と2172)が短絡状態となる。同様にして並列接続用の負極入力端子2027が上側負極端子2167と下側負極端子2177を跨ぐようにして接続され、端子部2027aは、上側負極端子2167と下側負極端子2177の開口端部の双方を押し広げるように嵌合圧入されて、負極入力端子2027の端子部2027aの上側一部の領域が上側負極端子2167と接触し、下側一部の領域が下側負極端子2177と接触する。このように端子部2027aを上側負極端子2167の腕部2167a、2167bと下側負極端子2177の腕部2177a、2177bに同時に嵌合させることによって、2つの負極端子(2167と2177)が短絡状態となり、電動工具本体1001には上側セルユニット2146と下側セルユニット2147の並列接続の出力、即ち定格18Vが出力される。正極入力端子2022の端子部2022aと負極入力端子2027の端子部2027aは一定の厚みを有する金属板からなる。従って、上側正極端子2162、上側負極端子2167の腕部による嵌合圧と、下側正極端子2172、下側負極端子2177の腕部による嵌合圧を同等とすることが重要である。
以上のように本実施例の電池パック2100は、並列接続と直列接続を切り替える電圧切替要素を上側正極端子2162と上側負極端子2167、下側正極端子2172と下側負極端子2177にて実現したので、18V用の電動工具本体1001か36V用の電動工具本体1030のいずれかに装着することにより、電池パック2100の出力が自動的に切り替わるように構成できた。この構成により複数電圧に対応した使い勝手の良い電池パック2100を実現できた。この電圧切り替えは電池パック2100側にて行うのではなくて、電動工具本体1001、1030側のターミナル部の形状によって自動的に行われるので、電圧設定ミスが生ずる虞が全くない。また、電池パック2100側には、機械的なスイッチのような専用の電圧切替機構を設ける必要が無いので、構造が単純で故障の虞が低く、長寿命の電池パックを実現できる。この下側正極端子2172と下側負極端子2177を短絡させるショートバー2059は、18V用電池パックの既存のターミナル部2020と同スペース内に実装できるため、従来と互換性のある大きさで電圧切替式の電池パックが実現できる。さらに、外部の充電装置を用いて充電を行う際には、図63(2)のような接続方法にて充電することが可能なので、高電圧/低電圧の双方の充電をおこなうような充電装置を準備する必要が無い。
電池パック2100を外部充電装置(図示せず)を用いて充電する場合は、従来の18V用電池パックと同じ充電装置にて充電が可能である。その場合の充電装置のターミナルは図63(1)と同等の形状となるが、放電用の正極端子(2162、2172)の代わりに、充電用の正極端子(上側正極端子2161、下側正極端子2171)が充電装置(図示せず)の正極端子に接続されることになる。その際の接続状況も図63(2)に示す接続関係とほぼ同等である。このように、上側セルユニット2146と下側セルユニット2147を並列接続させた状態として18V用の充電装置を用いて充電を行うので、本実施例の電池パック2100を充電するにあたって、新しい充電装置を準備しなくて済むという利点がある。
図64は図59に示した部品を組み立てた後のセパレータ2445の側面図であり、(1)は右側面図であり、(2)は左側面図である。ここでは説明上の容易さから、接続端子群は、放電用の正極端子(2162、2172)と、負極端子(2167、2177)の2組だけを図示し、その他の接続端子(2161、2164~2166,2168、2171)の図示を省略している。上側セルユニット2146は上段側に配置された電池セル2146a~2146eにより構成され、正極側の引出し板2461から上方に延びる引出しタブ2461aと、負極側の引出し板2466から上方に延びる引出しタブ2466aにて回路基板2150に接続される。回路基板2150にはスリット状の貫通孔(図示せず)が開けられ、その貫通孔を下側から上側まで貫通させて、引出しタブ2461a、2466aの上部が回路基板2150の表面から上側に露出する。その部分を半田付けすることにより、回路基板2150と引出しタブ2461a、2466aとの電気的な接続が行われる。同様にして、下側セルユニット2147は下段側に配置された電池セル2147a~2147eにより構成され、両端に設けられた引出し板2471、2476から上方に延びる接続用の引出しタブ2471a、2476aにて回路基板2150に接続される。回路基板2150にはスリット状の貫通孔(図示せず)が開けられ、その貫通孔を下側から上側まで貫通させて、引出しタブ2471a、2476aの上部が回路基板2150の表面から上側に露出する。その部分を半田付けすることにより、回路基板2150と引出しタブ2471a、2476aとの電気的な接続が行われる。
図64(1)に示す接続板2463には上方に延びる中間引出しタブ2463aが設けられ、図64(2)に示す接続板2462には上方に延びる中間引出しタブ2462aが設けられる。中間引出しタブ2462a、2463aは、上段側に配置される接続板2462、2463から上側に板状部材を延ばして、回路基板2150に沿って内側に折り曲げ、再度上側に折り曲げることによって中間引出しタブ2462a、2463aを形成した金属の薄板の折曲体である。回路基板2150にはスリット状の貫通孔(図示せず)が開けられ、その貫通孔を下側から上側まで貫通させて、中間引出しタブ2462a、2463aの上部が回路基板2150の表面から上側に露出する。中間引出しタブ2462a、2463aは回路基板2150に半田付けすることにより固定される。中間引出しタブ2462a、2463aの幅(前後方向の距離)は、引出しタブ2461aや引出しタブ2466aの幅(前後方向長さ)よりも小さく形成される。これは引出しタブ2461a、2466a、2471a、2476aは電力の出力用の端子であって大電流が流れる端子であるのに対して、中間引出しタブ2462a、2463aは中間電位の測定用に接続される端子であり、わずかな電流しか流れないためである。上段側に設けられるその他の接続板2464と接続板2465にも中間引出しタブを形成することも可能である。しかしながら、ここでは配線パターンの形成の関係から、接続端子2464a、2465aを設けて図示しないリード線にて回路基板2150と接続することにした。下段側に設けられる接続板2472~2475については、引出しタブによる回路基板2150との接続が困難であるため、接続端子2472a~2475aを設けてリード線2496~2499にて回路基板2150と接続するようにした。
図65はセパレータ2445に回路基板2150を固定した状態を示す斜視図であって、左前上方より見た状態を示す。回路基板2150にはスリット状の貫通孔2152c、2152bの上部が回路基板2150の表面から上側に露出する。その部分を半田付けすることにより、回路基板2150と引出しタブ2471a、2476aとの電気的な接続が行われる。以上のようにして上側セルユニット2146の電池セル2146a~2146eは直接接続され、下側セルユニット2147の電池セル2147a~2147eは直列接続されるが、接続板2462~2464及び接続板2472~2474の電位を測定するためのリード線2496~2499(但し図65では2497、2499は見えない)が接続される。図58に示したリード線の端部2494b、2496b、2497b、2498b、2499bは回路基板2150に半田付けされる。これらリード線は、回路基板側の半田付けを先にして、回路基板2150をセパレータ2445に固定した後にリード線の端部2494b、2496b、2497b、2498b、2499bとは反対側の端部を、接続板2464、2465、2472~2475に半田付けをする。一方、回路基板2150に近接している接続板2462、2463は、リード線を用いて回路基板2150に接続するのでは無くて、L字状に折り曲げられ、垂直板部分が上方に延びる中間引出しタブ2462a、2463aを用いて直接接続される。
上側セルユニット2146の出力(+出力、-出力)用の引出しタブ2461a、2466aは正面視又は後面視で略L形形状となるような形状とされ、その長手方向は略長方形の回路基板2150の長辺と平行になるように配置される。引出しタブ2461a、2466aは、引出し板2461、2466の電池セルの端子に固定された面を上側に延ばして内側に折り曲げ、セパレータの上面を水平方向内側に少し延ばして、適当な箇所で上方向にL字状に折り曲げることにより、折り曲げた鉛直壁部分を引出しタブ2461a、2466aとした、金属の薄板の折曲体である。しかしながら、下段に配置した電池セルからは、上段に電池セル用の電極が位置するため、同様の引き出し方法は採用できない。採用することも不可能ではないが、上側セル部分の電極に配置される接続タブの上に引出板を重ねることになり、十分な絶縁性を確保する必要があるからである。そこで、本実施例では下側セルの端子面2471b(図64(1)も参照)からの引出し板2471を前方側に延ばしてから左側に直角に折り曲げて側面部2471cを形成し、側面部2471cを上側に延ばす。つまり、引出し板2471をセパレータ2445の上面視で短辺側となる側面を這わせて上方向に延ばし、セパレータ2445の前側側面から後方側に折り曲げて水平面部2471dを形成し、水平面部2471dを上側に直角にタブ状に延ばして引出しタブ2471aを形成した。引出しタブ2471aは回路基板2150に形成されたスリット状の貫通孔2152cを裏面から表面まで貫通させ、半田付けされる。引出しタブ2471a、2476aの長手方向は略長方形の回路基板2150の短辺と平行になるように配置される。このように形成することによって、下段側の電池セルからの引出し板2471を、上段側の電池セルの引出し板に干渉することなく配置することができる。
下段のマイナス端子からの引出し板2476も同様の方法で引き出され、引出しタブ2476aまで引き出される。このように、セパレータを左右両側側面だけでなく、前側側面及び後側側面を利用して上方向に引き出すことによって、下段に配置された電池セルからの出力を、上段の電池セルの上側部分、即ちセパレータの上面部にまで効率良く引き出すことができる。本実施例では引出し板2471には、点線にて示す部分から左側に延びるようにして表面積を拡大した面とした放熱部2471hがさらに形成される。これは、引出し板2471が金属の薄板にて形成されるため、これを利用して温度上昇した電池セルを冷やすために形成したものである。放熱部2471hの設けられる位置は、ちょうど下ケース1101のスリット1104(図58参照)に対向する位置であるので放熱面では有利である。尚、電池セルの温度上昇が問題にならない場合は、引出し板2471の点線よりも左側部分(放熱部2471h)を設ける必要はない。引出し板2471にはさらに、接続経路の幅を大きく絞った部分、即ちヒューズ部2471eを形成した。ヒューズ部2471eは、引出し板2471の右側から切り抜き部2471fを形成し、左側から切り抜き部2471gを形成して残りの部分の幅(左右方向幅)を十分狭くしたもので、この部分によって引出し板2471に電力ヒューズとしての機能を持たせた。ヒューズ部2471eに規定電流以上が所定時間以上流れた場合は、ヒューズ部2471eが最初に溶断することにより電池パック2100からの出力経路の一方(下段のセルユニットからの出力)を遮断する。同様のヒューズ機能は、上側セルユニット2146のプラス端子からの引出し板2461(図64(1)参照)の引出しタブ2461aの近傍にも同様に設けられる。隣接する電池セルの電極間を接続するための長円状の接続板2462、2464、2473、2474は、ステンレス等の金属の薄板にて形成され、電池セルに対してスポット溶接をすることで固定される。
上側セルユニット2146は、プラス出力用として引出しタブ2461aが設けられ、マイナス出力用として引出しタブ2466aが設けられる。また、下側セルユニット2147は、プラス出力用として引出しタブ2471aが設けられ、マイナス出力用として引出しタブ2476aが設けられる。本実施例では引出しタブ2461a、2466a、2471a、2476aの設置位置も工夫した。回路基板2150の左右中心線又は正極端子対(2162、2172)と負極端子対(2167、2177)の中心線を点線で示す左右中心線A1とする。また、上側正極端子2162と下側正極端子2172の脚部間の中心位置と、上側負極端子2167と下側負極端子2177の脚部間の中心位置の2つの中心位置を結んだ線を点線で示す仮想線A2とする。これら左右中心線A1と前後方向の脚部中心線A2を引いた際に、上側正極端子2162の脚部がある領域内に上側セルユニット2146の正極の引出しタブ2461aが存在し、下側正極端子2172の脚部がある領域内に下側セルユニット2147の正極の引出しタブ2471aが存在するようにした。このように引出しタブ2461a、2471aを配置することによって引出しタブ2461aと上側正極端子2162、引出しタブ2471aと下側正極端子2172を回路基板2150上に配置する配線パターンにて効率良く接続できる。同様にして、上側負極端子2167の脚部がある領域内に下側セルユニット2147の負極の引出しタブ2476aが存在し、下側負極端子2177の脚部がある領域内に上側セルユニット2146の負極の引出しタブ2466aが存在するようにした。このように引出しタブ2476a、2466aを配置することによって上側負極端子2167、下側負極端子2177と回路基板2150上に配置する配線パターンにて効率良く接続できる。
図66は、セパレータ2445に回路基板2150を固定した状態を示す斜視図であって、右後上方より見た状態を示す。ここでは、図65では見えなかったリード線2497、2499(図65参照)の端部2497b、2499bへの半田付け箇所をも確認できるであろう。回路基板2150の前後方向にみて中央付近の左右縁部には、回路基板2150のセパレータ2445に対する位置決めのための凹部2150c、2150dが形成され、それらにセパレータ2445に形成された凸部2445c、2445dが係合する。また、セパレータ2445の前方側には、回路基板2150の前端を保持する突当て部2445eが形成され、回路基板2150の前縁部に当接する。尚、引出し板2461には電池セルの電極と平行に延在する端子面2461bと、端子面2461bからセパレータ2445の上側に直角方向に折り曲げられた水平面部2461cが形成され、水平面部2461cを上側に直角にタブ状に延ばして引出しタブ2461aを形成した。ヒューズ部2461dは水平面の一部を前方側から大きく切り抜いた切り抜き部2461eを形成することによって、ヒューズ部2461dの幅(前後方向の距離)を小さくしたものである。引出し板2461だけでなく、その他の引出し板2466、2471、2476や、接続板2462~2465、2472~2475はステンレス等の薄板をプレス加工することにより形成される。従って、上側セルユニット2146と下側セルユニット2147に別体式のヒューズ素子を付加する必要が無い。
図67は電池パック2100の 引出し板2461、2466、2471、2476と正極端子(2162、2172)及び負極端子(2167、2177)への接続方法を説明するための図である。(1)が前方側から見た図であり、(2)が後方側から見た図である。接続端子群のうち、放電用の正極端子(2162、2172)と負極端子(2167、2177)以外の接続端子の図示は省略している。上側セルユニット2146の+出力となる引出しタブ2461aは上側正極端子2162の後方側の領域丸2にて回路基板2150に接続される。従って点線で示すように引出しタブ2461aと上側正極端子2162は直線的に短い距離にて接続できる。上側セルユニット2146の-出力となる引出しタブ2466aは下側負極端子2177の前方側の領域丸3にて回路基板2150に接続される。従って点線で示すように引出しタブ2466aと下側負極端子2177は直線的に短い距離にて接続できる。下側セルユニット2147の+出力となる引出しタブ2471aは下側正極端子2172の前方側の領域丸1にて回路基板2150に接続される。従って点線で示すように引出しタブ2471aと下側正極端子2172は直線的に短い距離にて接続できる。下側セルユニット2147の-出力となる引出しタブ2476aは上側負極端子2167の後方側の領域丸4にて回路基板2150に接続される。従って点線で示すように引出しタブ2476aと上側負極端子2167は直線的に短い距離にて接続できる。以上のように、回路基板2150上に示した点線のように電力用の接続端子(2162、2167、2172、2177)へ直線的に接続できるので、それらの配線パターンが交差すること無く太い配線パターンを効率良く配置できる。
図68は、接続端子群(2161~2162、2164~2168)とその周囲に配置される基板カバー2180の形状を示す図であり、(1)は左前上方から見た斜視図であり、(2)は右後上方から見た斜視図である。ここでは回路基板2150の図示を省略しているが、複数の接続端子群(2161~2162、2164~2168、2171、2172、2177)の脚部が回路基板2150に半田付けにより固定された後に、基板カバー2180が接続端子の周囲に取り付けられる。基板カバー2180は、不導体、例えば合成樹脂の一体成形によって製造され、接続端子の周囲、特に脚部の周囲を覆うようにして隣接する接続端子間で電気的な短絡を起こさないように保護する。基板カバー2180を設ける目的は、接続端子間を絶縁体にて仕切るためである。従って、複数の鉛直方向に延びる仕切り壁2182~2189が配置され、それらが前方側にて連結部材2181によって連結される。連結部材2181の平坦な上面2181aは、上ケース1110の下段面1111(図38参照)と同一面になるように形成されており、下段面1111から連結部材2181までに至る本体側ターミナル部の相対移動を容易としている。連結部材2181の水平壁は回路基板2150から浮いた状態にて保持され、連結部材2181の水平壁下面と回路基板2150と間に隙間が生じるように複数の脚部2181b~2181fが形成される。また、連結部材2181の左右両端には、回路基板2150の左右両辺を挟むように嵌合させる位置合わせ用の嵌合リブ2191a(図68(2)参照)、2191bが形成される。また、連結部材2181の左右中央付近には鉛直壁部2185aが前方側にまで伸びるようにして、上面2181aの中央を仕切るようにしている。この鉛直壁部2185aの先端は、図示しない外部充電装置の装着時の位置合わせ用に使用される。
基板カバー2180は、使われていない領域(図38のスロット1123)の開口を塞ぐような覆い部としての機能も果たす。図68(1)、(2)にて示すように、スロット1123に対応する部分には鉛直壁部2184a、2184dと、後方側にてそれらを連結する塞ぎ板2184cが形成される。このようにして基板カバー2180は、使われていない領域(図38のスロット1123)部分を塞ぎ、空きスロットから電池パック2100のケース内部にゴミや粉塵が入りにくくしている。
図68(2)にて理解できるように、複数の仕切り壁2182~2189の後方位置は、それぞれの接続端子(2161~2168)の後方位置よりもさらに後側に位置する。ここでは回路基板2150の図示を省略しているが、それぞれの仕切り壁2182~2189の下辺部分は、回路基板2150の表面に当接する位置まで延びる。仕切り壁2188の左側(図68(1)参照)と、仕切り壁2182の右側部分には、段差部2192a、2192bが形成される。段差部2192a、2192bは図78にて説明するターミナル部の突出部2516a、2516bが接触する当接部になる。電力を送電するための電力端子(2161、2162、2167)は、信号を伝達するだけの信号端子(2164~2166、2168)に比べて厚い金属板にて形成される。本実施例の電力端子は、電気的に独立した上側端子(2161、2162、2167)と下側端子(2171、2172、2177:ともに図65参照)を有し、それぞれが左右方向に隣接する腕部組を有する。基板カバー2180は、電力端子が、左右方向に隣接する端子(電力端子又は信号端子)と短絡しないように保護する共に、上下方向に隣接する上側端子(2161、2162、2167)の腕部組と下側端子(2171、2172、2177:ともに図65参照)の腕部組との短絡発生を防止する。従って、基板カバー2180のうち、電力端子に隣接する仕切り壁(2182,2183,2184、2187,2188)は上方向に高い壁とするとともに、図68(1)に示すように水平方向にも延びる水平壁部2182b、2183b、2183c、2184b、2187b、2188bがさらに形成される。
図68(3)は、接続端子群(2161~2162、2164~2168)と基板カバー2180の正面図である。仕切り壁部のうち信号端子間に配置される仕切り壁2185、2186は上面2181aからの高さH2の低い壁部とされ、その上端位置は信号端子(2164~2166)や、LD端子2168の下側の腕部よりも低い位置になる。これに対して電力端子に隣接する仕切り壁2182~2184、2187~2189は、上面2181aからの高さがH3の高い壁部となり、その上端位置は、下側正極端子2171、2172や下側負極端子2177の上端位置よりも上側に位置し、上側正極端子2161、2162や上側負極端子2167の腕部よりも下側に位置する。
接続端子群のうち電力端子は、図60~図63で説明したように、上側正極端子2161、2162と下側正極端子2171、2172の脚部が前後方向に並び、それぞれの腕部組が上下方向に離間するように配置される。同様にして上側負極端子2167と下側負極端子2177の脚部が前後方向に並び、それぞれの腕部組が上下方向に離間するように配置される。定格18Vの電気機器本体に電池パック2100を装着した際には、上側正極端子2161、2162、上側負極端子2167の腕部の電位と、下側正極端子2171、2172、下側負極端子2177の電位は同じとなるため、上側端子部品と下側端子部品が接触しても問題ない。しかしながら、定格36Vの電気機器本体に電池パック2100を装着した際には、上側正極端子2161、2162と下側正極端子2171、2172の電位は異なり、上側負極端子2167と下側負極端子2177の電位も異なるため、上下の腕部間の接触による短絡を防ぐことが重要である。また、異物の挿入による短絡が起こりにくいような形状とすることも重要である。そこで、本実施例の基板カバー2180は、上方向に延びるように形成される複数の仕切り壁2182~2189のうち、電力端子(正極端子、負極端子)に隣接する仕切り壁2182~2184、2187、2188に関しては、高さH3となるように上端位置を上方にまで大きく形成し、後方側にも大きく延在させた。さらに、仕切り壁2182~2184、2187、2188の鉛直壁部2182a、2183a、2184a、2187a、2188aの上端位置から左右水平方向にも延びる水平壁部2182b、2183b、2183c、2184b、2187b、2188bも形成した。
仕切り壁2182は鉛直壁部2182aと水平壁部2182bを有するもので、その断面形状がL字形となる。水平壁部2182bは鉛直壁部2182aの上端付近から隣接する電力端子(上側正極端子2161、下側正極端子2171)の腕部の間の空間内にまで到達するように水平方向に延びる形状とされる。また、仕切り壁2183はT字形の断面形状を有し、鉛直壁部2183aと、鉛直壁部2183aの上端部から両方向に延びる水平壁部2183b、2183cにより形成される。水平壁部2183bは隣接する水平壁部2182bと近接する側に延びて、上側正極端子2161と下側正極端子2171の腕部の間の空間内に先端が到達する。同様にして水平壁部2183cは、隣接する水平壁部2184bと近接する側に延びて、上側正極端子2162と下側正極端子2172の腕部の間の空間内に先端が到達する。図68(3)のように前方から正極端子群を見ると、上側正極端子2161の右側側面位置と、下側正極端子2171の右側側面位置は同一位置にある。水平壁部2182bの左端位置2182cは、上側正極端子2161と下側正極端子2171の右側側面位置よりも左側になるように、即ち、上側正極端子2161の腕部2161aの下側部分にまで入り込む程度の長さまで延ばされる。この際、水平壁部2182bは下側正極端子2171の腕部2171aの上側に位置することになる。
鉛直壁部2182aと水平壁部2182bの前後方向の長さは、図68(2)からわかるように、下側正極端子2171の前後方向の長さよりも長く形成され、その前端位置は下側正極端子2171の腕部の先端とほぼ同じ位置にあり、後端位置は下側正極端子2171の後端位置よりも後方側にある。このようにして、鉛直壁部2182aは下側正極端子2171の右側側面全体と、左側側面全体を覆いつつ、上側部分も左右中央付近の機器側端子が挿入される空間を除いて覆うようにした。ここでは、下側正極端子2171部分の鉛直壁部2182aと水平壁部2182bの形状だけに言及したが、下側正極端子2172についても、右側側面全体と左側側面全体と、中央部分を除く上側部分が覆われるような仕切り壁2183、2184が設けられるので、下側正極端子2171、2172に外力が加わって、これらを曲げるような力が加わったとしても、基板カバー2180によって効果的に保持させることができ、送電用の下側の端子部品と上側の端子部品が意図せずに短絡してしまう虞を大幅に低減できる。
負極端子側(2167、2177)についても、正極端子側(2161、2162、2171、2172)と同様の考えであって、負極端子の左右両側には大きな仕切り壁2187、2188を設けた。仕切り壁2187は、仕切り壁2182と同様の形状であって、鉛直壁部2187aと水平壁部2187bにより形成され、その断面形状がL字状とされる。水平壁部2187bは鉛直壁部2187aの上端部分から負極端子側に延びるように形成される。仕切り壁2188は、仕切り壁2187と左右対称に形成されたもので、鉛直壁部2188aと水平壁部2188bにより形成される。水平壁部2187bと2188bは、上側負極端子2167の腕部組と下側負極端子2177の腕部組の間の空間に先端部分が入り込む程度の大きさとされる、このように電力端子たる負極端子(2167、2177)の周囲を覆うように仕切り壁2187、2188を形成したので、上側負極端子2167又は下側負極端子2177に強い外圧がかかって前後方向に動いた(曲げられた)としても、水平壁部2187bと2188b等の壁部の存在によって短絡現象の発生する可能性を大幅に低減できる。
信号端子群(2164~2166)の間の仕切り壁2185、2186は上方向に低い高さH2しか有しない、これは、信号端子群(2164~2166)には、小電力の信号が流れるだけであるので、短絡時の危険度合いが電力端子側に比べて小さいため、絶縁の必要性が低いためである。また、信号端子群(2164~2166)はそれぞれが1部品であって、上側の腕部と下側の腕部が同電位であるので、上下の腕部間での短絡の心配をする必要性が低いためである。仕切り壁2184は、鉛直壁部2184a、2184dを含み、これらの間を塞ぎ板2184cと後方接続板2184eにて接続したものである。塞ぎ板2184cは鉛直及び左右方向に延在する平板であって、上側正極端子2162とT端子2164との間の空きスペース(図38の空きスロット1123の内部空間)を閉鎖する作用を奏する。鉛直壁部2184aの上端付近には、正極端子側に延びる水平壁部2184bが形成される。
連結部材2181は、接続端子間に位置する鉛直壁部2182a、2183a、2184a、2184d、2185a、2186、2187a、2188aの前辺部分を接続する。連結部材2181の上面2181aを形成する水平壁は、回路基板2150よりも浮いた状態になる。鉛直壁部2182a、2183a、2184d、2185a、2186、2187a、2188a、2189の下側縁部は図示しない回路基板2150に接触するように位置づけられる。この連結部材2181の下側部分にも図48にて説明したような回路基板2150の上面を覆う液体状の硬化性樹脂が満たされた後に固められる。硬化性樹脂の固化によって、複数の鉛直壁部2182a、2183a、2184a、2184d、2185a、2186、2187a、2188a、2189の下端付近と回路基板2150が強固に固定される。連結部材2181の前方壁面には複数の脚部2181b~2181fが形成され、それら脚部2181b~2181fの間が切欠き部となる。このように脚部2181b~2181fを左右方向に連続する壁部とするのではなくて、切欠き部が形成するのは液体状の樹脂が回路基板2150の後方部分と前方部分に均等に行き渡るようにするためである。液体状の樹脂は粘度が比較的低いため、脚部2181b~2181fの間を通って樹脂が前後方向に流れる(詳細は後述する)。
図69は、基板カバー2180単体の図であり、(1)は左前上方から見た斜視図である。(1)において、水平壁部2182b、2183b、2183c、2184b、2187b、2188bの前後方向の長さL1は、図49にて示した上側端子部品2260の腕部2265、2266と、下側端子部品2280の腕部2285、2286の長さに対応した程度とされる。ここでは水平壁部2183b、2183c、2184b、2187b、2188bの前端が、図49にて示した上側端子部品2260の腕部2265、2266と、下側端子部品2280の腕部2285、2286の前端位置よりも前方に位置するようにして、後端が図49にて示した上側端子部品2260の右側側面2263と左側側面2264よりも後方側に位置する程度の長さとする。仕切り壁2184には鉛直方向に延びる塞ぎ板2184cとその後側にも後方接続板2184eが形成される。後方接続板2184eと塞ぎ板2184cの間には空間2184fが形成される。
図69(2)は、基板カバー2180単体を右前下方から見た斜視図である。この図からわかるように、仕切り壁2182~2189の底辺位置は脚部2181b~2181fの底辺位置と同じとされ、これらは底辺部分が回路基板2150の表面に接触するように基板カバー2180が載置される。脚部2181b及び2181fにはさらに下方向に突出する2つの嵌合リブ2191a、2191bが形成され、対向する嵌合リブ2191a、2191bの間の空間内に回路基板2150が位置することにより基板カバー2180の左右方向の位置決めがなされる。鉛直壁部2184a、2184dの間には底板2184gが設けられ、使われていないスロット1123(図38参照)の下面を閉鎖している。
図69(3)は、基板カバー2180単体の正面図である。基板カバー2180は、回路基板2150に接続端子群を固定したあとに、即ち図65にて示すように回路基板2150に接続端子群(2161~2162、2164~2168、2171~2172、2177)を固定したあとに、回路基板2150を前側から接続端子群の方向にスライドさせることによって装着する。従って、基板カバー2180は接続端子群の腕部や右側側面、左側側面には接触せずに装着が可能であるうえに、装着後も接続端子群の腕部や右側側面、左側側面には通常時には接触しないような位置関係とされる。嵌合リブ2191a、2191bの高さH7は、図示しない回路基板2150の板厚と同等かそれ以上とする。
図70は、接続端子群とその周囲に配置される基板カバー2180を示す図であり、(1)は上面図であり、(2)は背面図である。充電用の正極端子対(2161、2171)は、隣接して配置された正極端子対(2162、2172)よりも前方側にわずかにオフセットされて配置される。これはスペース的な制約によるものであって、正極端子対(2161、2171)のすぐ後方のラッチ機構(図示せず)の移動範囲を回避するためである。従って、スペース的な制約がないならば正極端子対(2161、2171)は、正極端子対(2162、2172)及び負極端子対(2167、2177)と前端位置が並ぶように配置すれば良い。また、LD端子2168はその他の信号端子(T端子2164、V端子2165、LS端子2166)とはサイズ的に異なり若干小型に形成される。これもスペース的な制約によるものであって、LD端子2168のすぐ後方に、図示しないラッチ機構が到達するために、それを回避するためである。LD端子2168を小さく構成した関係から、仕切り壁2189も前後方向の長さが小さめに形成される。
図71(1)は、接続端子群とその周囲に配置される基板カバー2180の右側面図である。ここで、基板カバー2180部分には、左右中央付近の鉛直壁部2185aを除いてハッチングを付して接続端子部と区別がつくように図示している。この図からわかるように、下側正極端子2171の右側は、ほぼ全体が基板カバー2180の仕切り壁2182によって覆われることになる。また、上側正極端子2161も後端部分を除いて、腕部組(2161a、2161b)よりも下側部分が覆われることになる。尚、図では回路基板2150の図示を省略しているので、上側正極端子2161の脚部と下側正極端子2171の脚部が見えているが、実際にはこれら脚部は回路基板の貫通孔の内部に配置されることになる。図71(2)は、左側面図である。ここでもLD端子2168の左側に仕切り壁2189が設けられるので、ほとんどの部分が覆われることになる。また、図より仕切り壁2188の上端位置が上側負極端子2167の腕部2167bと下側負極端子2177の腕部2177bの間まで上方位置が到達していることが理解できよう。
図72は、基板カバー2180に機器側端子が挿入される状況を説明するための図であって、上側正極端子2162と下側正極端子2172の付近を示している。上側正極端子2162の左右両側に位置する仕切り壁2183と2184において、上側正極端子2162の腕部2162a、2162bと下側正極端子2172の腕部2172a、2172bの間に入り込むように水平壁部2183c、2184bが形成される。水平壁部2183c、2184bの左右方向の間隔はL2である。点線で示すように正極入力端子2052の端子部2052aは水平壁部2183c、2184bの間において腕部組2162a、2162b間に挿入される。ここで端子部2052aの厚さはTH1であるので、TH1<L2の関係となり、L2はTH1の2倍程度の間隔としている。この結果、端子部2052aを乱暴に挿入したり、何らかの異物の挿入があったりしても腕部2162a、2162bの最小間隔部分及び腕部2172a、2172bの最小間隔部分が左右方向にL2以上離れる現象を効果的に抑制できる。また、腕部2162a、2162bの前端位置に対して水平壁部2183c、2184bの前端位置が距離F1だけ前方に位置するように構成されるので、電気機器本体側の正極入力端子の端子部2052aが挿入される際に、水平壁部2183c、2184bによって腕部2162a、2162bの間に確実に案内される。このように水平壁部2183c、2184bの間隔や前端位置を構成することにより腕部2162a、2162bと腕部2172a、2172bの損傷を防止し、上側正極端子2162と下側正極端子2172の嵌合状況を長期にわたり良好に保つことができる。
図73(1)、(2)は、本発明の第9の実施例に係るターミナル部2200を示す斜視図である。ターミナル部2200は、定格36Vの電気機器本体に用いられるものであって、端子の配置や基本的な形状は図62で示した形状と同じであり、同じ部品には同じ符号番号を付している。ターミナル部2200は、36V用の電動工具本体1030においてターミナル部2050に替えて装着できる。その際には、電池パック2100の接続端子形状は同じで良い。図73では金属端子が露出している部分にハッチングを付して、樹脂部分と金属部分の区別がつきやすいように図示している。ここで異なるのは、金属製の端子部2052a、2054a~2058aとショートバーの端子部2059b、2059cを保持する合成樹脂製の基台2201の形状である。基本的な形状は同等であり、上面2201aを有し、上面2201a近傍の前側と後側には上面2201aと平行な凹部2201c、2201dが形成されるが、端子部2052a、2054a~2058aの後端根元付近には、樹脂の覆い部2202a、2204a~2208aが形成される。覆い部は合成樹脂によって金属表面が外部に露出しないように覆った部分であり、電池パック2100の接続端子と干渉しない後端根元付近において、基台2201と一体に成形することにより形成される。ショートバー2059の端子部2059b、2059cの後端根元付近においても同様に覆い部2202b、2207bが形成される。
第9の実施例においては更に、端子が設けられていない空きスロット1123(図38参照)に相当する位置に、合成樹脂製の仕切り2210を形成した。仕切り2210は、正極入力端子2052とショートバー2059の端子部2059bが、その他の端子部と短絡しにくいようにするための絶縁素材による仕切り板である。金属の端子部2052a、2054a~2058a、2059b、2059cの材質はばね用リン青銅等の高弾性材であって、高強度で、曲げに強く、耐摩耗性が高い。端子部2052a、2054a~2058a、端子部2059b、2059cは合成樹脂製の基台2201に鋳込むことにより強固に固定され、特に上辺部分も基台2201内に鋳込まれる。しかし、端子部2059b、2059cについてはターミナル部2200の後方垂直面から前方に延びるだけで、上辺部分や下辺部分は開放された状態である。仕切り2210は基台2201と一体に成形することにより形成した壁状の部分であり、仕切り2210の上下方向の大きさは隣接する端子部(2054a)より下方向と前方向に大きく形成する。
図74(1)、(3)はターミナル部2200の別の角度からの斜視図であり、(2)は正面図である。(1)及び(3)の図からわかるように、ここで樹脂製の覆い部2204a、2205a、2206a、2208aの下側根元付近には水平方向に延びる水平保持部2204b、2205b、2206b、2208bが形成される。水平保持部2204b、2205b、2206b、2208bの下面は、(2)の正面図からわかるように.高さ方向にみて同一面となるように揃えて形成され、電池パック2100の装着時にこれらの下面は基板カバー2180(図68参照)の上面2181aと近接する又は当接する位置にある。このように水平保持部2204b、2205b、2206b、2208bの下面を基板カバー2180に近接又は当接させることにより隣接する金属端子間の電気的な絶縁性を向上させると共に、ターミナル部2200が電池パック2100に対して上下方向に相対移動する範囲を制限することが可能となる。尚、水平保持部2204b、2205b、2206b、2208bの左右方向の間にはそれぞれ所定の隙間2202c~2207cが開いている。電池パック2100側の接続端子がターミナル部2200の端子部を左右方向から挟むようにする形状であるため、電池パック2100の装着操作によって金属端子部分に付着しているゴミや塵埃が後方側に押し出されることになり、金属端子の後方根本付近にゴミや塵埃が付着しやすくなる。そこで、それら付着したゴミや塵埃が下方向に容易に落下するように隙間2202c~2207cを形成したものである。図73(2)の正面図から確認できるように、水平保持部2204b、2205b、2206b、2208bの左右方向幅が前方から後方にかけて広くなる、いわゆるテーパー状に形成される。一方、ショートバーの端子部2059b、2059cの下面には水平保持部が形成されない。これは端子部2059b、2059cが下方向に変形しやすいようにすることが、電池パック2100の落下等による強い衝撃が加わった際に端子部2052a、2057aと接触しにくくなるからである。
仕切り2210は左右側面視で略長方形であって、その上辺2210aは基台2201に接するように一体成形されており、付け根部分たる後辺2210dは基台2201に接する。下辺2210cは水平保持部2203bと一体に形成されている。このように仕切り2210は基台2201の成形時に同時に形成することができる。仕切り2210の厚さTH(左右方向の幅TH)は、金属部分である端子部2052a、2054a~2058aの板厚T6に比べて厚く形成される。仕切り2210の高さH6は、ターミナル部2200の垂直壁2200aの高さと同じであり、前後方向長さL6(図73(1)参照)はターミナル部2200の水平壁2200bの長さとほぼ同じである。また、仕切り2210は、端子部2052a~2058a、2059b、2059cに比べて、前方向にも長くし、下方向にも大きくした。尚、仕切り2210は、電池パック2100の電動工具本体1030(図36参照)への装着時には、空きスロット1123(図38参照)の内部に挿入されるだけであり、電池パック2100のいずれの接続端子とは当接しない。尚、基板カバー2180(図68参照)の仕切り壁2184については、塞ぎ板2184cの位置を後方にずらして、仕切り2210の挿入時に干渉しないようにすると良い。上下方向に2つ配置されている小型の正極端子部(2052a、2059b)は、電池パック2100の落下等の大きな衝撃によって大きく変形することがあるが、材質の関係から正極端子部(2052a、2059b)は弾性変形域が相当大きく、変形するが折れ曲がりにくい。本実施例では、正極端子部(2052a、2059b)が内側(端子部2054a側)に変形した際には、仕切り2210に当接するようにして、その変形範囲を制限することができる。
図75は本発明の第10の実施例である。ここで示すターミナル部2050Aは、図62に示したターミナル部2050の形状を一部変形したものであり、同じ構成部品を使う箇所には同じ符号番号を付している。ここでは電力端子たる正極入力端子2052Aの端子部2052fを、図74の端子部2052aに比べて前側半分だけの長さとし、ショートバーの端子部2079bを図74の端子部2059bに比べて後側半分だけの長さとした。このように端子部2052fと端子部2079bの長さを短くしたので、端子部2052fとショートバーの端子部2079bが、上下方向に見て、及び、前後方向に見て重ならないようにした。矢印2050dのように端子部2052fの後方側には金属端子は設けられない。負極入力端子2057A側も同様であり、端子部2058fとショートバーの端子部2079cが前後方向にずれるように配置して、上下方向に見て、及び、前後方向に見て端子部2058fと端子部2079cが重ならないようにした。矢印2050eのように端子部2058fの後方側には金属端子は設けられない。
図75(2)、(3)はターミナル部2050Aに対応する上側端子部品1220Bと下側端子部品1230の斜視図である。ここでは上側端子部品1220Bと下側端子部品1230の脚部が前後方向に離間して配置される点、腕部組(1225、1226)と腕部組(1235、1236)が上下方向に離間して配置される点は図40で示す上側端子部品1200と下側端子部品1220と同様である。しかしながら上側の腕部組(1225、1226)の前後方向の長さが短く、下側の腕部組(1235、1236)の前後方向の長さが長くなるように構成した。図75(3)は、(2)に示した上側端子部品1220Bと下側端子部品1230に従来のターミナル部2020(図63参照)を嵌合させた状態を示している。ここでは正極入力端子1022の端子部1022aが挿入されると、上側端子部品1220Bの嵌合領域と下側端子部品1230の嵌合領域の前後方向の位置が距離L7だけ離れた位置になるが、腕部組(1225、1226)の嵌合圧と腕部組(1235、1236)を等しくすれば、図40で示した上側端子部品1200と下側端子部品1220と同様の機能を実現することができる。
次に図76及び図77を用いて本発明の第11の実施例を説明する。図76は第11の実施例に係る電池パックと電気機器本体の概略回路図である。電池パック2100は、図58~図72で説明した第8の実施例の電池パックと同じ構成である。ここでは電池パック2100の回路図だけを示している。電気機器本体は、第8の実施例に対してショートバー2059の途中にスイッチ回路、即ちショートバー接続スイッチ2059dを設けたことに特徴がある。それ以外の構成に変更は無い。モータ等の駆動部は、マイコンを含んだ制御部によって制御される。この駆動部には正極入力端子2052と負極入力端子2057に接続され、それらの回路中にはトリガスイッチ等の動作スイッチ2034が設けられる。ショートバー接続スイッチ2059dは、ショートバー2059の一方の端子部2059bと他方の端子部2059cの電気的接続を確立又は解除するための追加的な切替スイッチである。このようにショートバー2059に切替スイッチを設けることによって、様々な使用方法が実現できる。
最初の使い方は、トリガスイッチ2034に連動してショートバー接続スイッチ2059dがオン又はオフになるように構成することである。例えば電気機器本体がインパクトドライバのようなトリガスイッチ2034を有する場合、電池パック2100を電動工具本体に装着しても、トリガスイッチ2034がオフのままなら、上側セルユニット2146の負極と下側セルユニット2147の正極が接続されていない状態になり、正極入力端子2052と負極入力端子2057には電力は供給されないことになる。2つめの使い方は、ショートバー接続スイッチ2059dを電気機器本体のメインスイッチとして使用する場合である。電池パック2100を用いる電気機器には、トリガスイッチを用いることが無くてメインスイッチだけの場合がある。その場合、ショートバー接続スイッチ2059dをメインスイッチとして用いても良いし、メインスイッチと連動して動作するように構成しても良い。1つめ及び2つめの使い方のいずれであっても、保管時や輸送時には、上側セルユニット2146と下側セルユニット2147が確実に非接続の状態に保たれるので、電池パック2100の安全性向上のために特に役に立つ。また、トリガスイッチ2034だけでオン又はオフの制御を行うのでは無く、ショートバー2059側でもオン又はオフの制御が可能となるので、非常停止が必要な場合に電気機器本体側のマイコンはショートバー接続スイッチ2059dを制御することによって電力供給を遮断することが可能となる。トリガスイッチ2034とショートバー接続スイッチ2059dは完全連動として、ディレイタイム無しにトリガスイッチ2034のオンオフ切り替えとショートバー接続スイッチ2059dのオンオフ切り替えを行うように構成してもよい。この場合は機械的な機構によってオンオフ連動を実現しても良いし、電気的な回路構成によってオンオフを同一タイミングで実現しても良い。さらに、電気的な回路構成を用いてトリガスイッチ2034のオンオフ切り替えに対応するショートバー接続スイッチ2059dのオンオフ切り替えを若干ずらすように制御しても良い。そのようなショートバー接続スイッチ2059dのオンオフ切り替えをトリガスイッチ2034のオンオフ切り替えと若干ずらす方法を示すのが図77である。
図77(1)はショートバー接続スイッチ2059dの動作(接続動作2196)と、トリガスイッチ2034の動作(トリガ動作2197)のタイミングを示す図である。それぞれの横軸は時間(単位:秒)を示しており、同じスケールで合わせて図示している。(1)はショートバー接続スイッチ2059dの動作(接続動作2196)と、トリガスイッチ2034の動作(トリガ動作2197)のタイミングを示す図である。電動工具を使用する際には、図示しないメインスイッチをオンにすることにより、それに連動させてショートバー接続スイッチ2059dをオンにする。その後、時刻t、t、t、tにて作業者がトリガスイッチ2034をオンにすることにより、モータが回転する。時刻t、t、t、tにて作業者がトリガスイッチをオフにするとモータの回転が停止する。作業者が時刻t10において図示しないメインスイッチをオフにすると、それに連動させてショートバー接続スイッチ2059dもオフになるので電池パック2100の上側セルユニット2146と下側セルユニット2147は非接続状態になる。よって、電池パック2100を電動工具本体に差した状態のままでも、メインスイッチをオフにしておけば、上側セルユニット2146と下側セルユニット2147の直列接続が解除状態になる。
図77(2)は、作業中に連続操作が必要とされるトリガスイッチでなくて、電動工具がグラインダや丸鋸のようなオン又はオフだけの切替スイッチを有する電動工具の場合のショートバー接続スイッチ2059d、マイコン、モータの制御タイミングを示す図である。電気機器本体がグラインダや電動丸鋸のように作業者の継続操作が必要なトリガスイッチ2034を持たない機種では、ショートバー接続スイッチ2059dを電動工具のメインスイッチとして機能させることができる。その場合、時刻t11にてメインスイッチ(ショートバー接続スイッチ2059d)がオンになって、電動工具が使用可能な状態になる。すると電動工具本体側の制御部に含まれるマイコンにも動作電圧が供給されるので、マイコン2198が起動する。起動したマイコン2198は、モータを回転させるが、そのタイミングを若干遅らして時刻t12にて起動する。時刻t20にて作業が終了したら、作業者はメインスイッチ(ショートバー接続スイッチ2059d)をオフ側に切り替える。するとマイコンへの電力供給が遮断するのでマイコンとモータが停止する。以上のように、ショートバー接続スイッチ2059dのオンに対して、モータの起動まで若干のタイムラグを設けたことにより、ショートバー接続スイッチ2059dの接点部分に過大電流が集中することを抑制できる。また、メインスイッチとしてのショートバー接続スイッチ2059dをオフにすることにより、電池パック2100の出力が正極入力端子2052と負極入力端子2057に供給されていない状態を確実に保つことができる。これはメインスイッチをオフにしておけば、上側セルユニット2146と下側セルユニット2147の直列接続が解除状態にあることなので、輸送時の安全性を向上させることにも役にたつものである。
次に図78~図88を用いて電気機器本体側のターミナルホルダ(2500、2550)の形状を説明する。図78(1)において、ターミナルホルダ2500は従来の電気機器本体のターミナル部2020(図63参照)に替えて取り付け可能な新規な形状であり、定格18V用である。図63にて示したターミナル部2020は、端子を固定する合成樹脂製の基台2021が小さい形状であるが、第12の実施例のターミナルホルダ2500では、水平面2501aを形成する水平壁2501が前後左右方向に大きめに形成される。ターミナルホルダ2500は、電気機器本体側の複数の端子(2522、2524~2528)を固定するための部材で有り、合成樹脂等の不導体の一体成形によって平板状の端子部を有する金属部品を鋳込むことにより固定したものである。ターミナルホルダ2500には、平板状の正極入力端子2522、T端子2524、V端子2525、LS端子2526、負極入力端子2527、LD端子2528が左右方向に配置される。T端子2524、V端子2525、LS端子2526及びLD端子2528は、電池パック2100に関する情報又は信号を出力する信号を入力又は出力する信号端子として機能する。電池パック2100には更に、充電用の正極端子(図65にて示す2161、2171)が存在するが、ここで示すターミナルホルダ2500は放電専用の電気機器に用いられるものなので、充電用の正極端子(図58の2161、2171)に嵌合する端子は設けられない。ターミナルホルダ2500の基体部2510から前方に延びる複数の端子(2522、2524~2528)は、後辺部分と、上辺側の一部が水平壁2501に鋳込まれるように強固に固定される。水平壁2501の後方側に、ターミナルホルダ2500を電気機器本体側のハウジングに固定するための湾曲リブ2503a~2503dが形成される。湾曲リブ2503a、2503dに対向する位置には、湾曲リブ2503a、2503dと反対向きに湾曲する湾曲リブ2504a、2504bが形成される。複数の湾曲リブ2503a~2503d、2504a、2504bの間には、円柱状の部材を嵌挿させることによってターミナルホルダ2500の後方側が電気機器本体側のハウジングに固定される。この際、ターミナルホルダ2500の前方側は掛止爪2502によって電気機器本体側のハウジングにて掛止される。複数の端子(2522、2524~2528)の下辺側であって、垂直面2501bに近い部分には、左右方向に細長い水平面2515が形成される。水平面2515は基体部2510と一体成形で製造されるもので、横方向に長い矩形状の水平板である。水平面2515の右側端部には、基体部2510の右端よりも更に右側に突出する突出部2516bが形成される。同様にして基体部2510の左端よりも更に左側に突出する突出部2516aが形成される。
図78(2)はターミナルホルダ2500の左側面図である。18V用のターミナルホルダには複数の端子(2522、2524~2528)の下辺部分にて横方向に連続する水平面2515が形成され、水平面2515の左右両端には突出部2516a、2516bが形成される。直方体状の基体部2510に鋳込まれる複数の端子(2522、2524~2528)の後端部分には半田付けのための接続部(2522b、2524b、2527b等)が形成される。接続部(2522b、2524b、2527b等)の下側の湾曲リブ2503dと、湾曲リブ2503dと対向する湾曲リブ2504bの内部に、左右方向に細長い円筒部材を挿入させて円筒部材をネジ等によって電気機器本体のハウジングに固定できる。
図79はターミナルホルダ2500を示す図であり、(1)は正面図であり、(2)は底面図である。ターミナルホルダ2500は、端子(2522、2524~2528)の下辺を接続する底面部2510bの下にさらに水平面(水平壁)2515が形成される。水平面2515の左右方向中央付近には、凹状に切り抜かれた凹部2516が形成される。凹部2516は、ターミナルホルダ2500が装着された際に、電池パック2100の鉛直壁部2185a(図38参照)と干渉しないように形成される切り欠きである。端子(2522、2524~2528)の後辺部分と上辺部分の一部は基体部2510に鋳込まれ、下辺後方側の一部は水平壁2515によって鋳込まれるので、端子(2522、2524~2528)は左右方向にぶれることなく強固に固定される。基体部2510には複数の端子(2522、2524~2528)が後方側に貫通するように鋳込むようにしている。その際、水平面2515の後方側の基体部2510には、樹脂材料で満たされない空洞部2532~2538、2544~2546が形成される。これら空洞部は、内部に鋳込まれる端子(2522、2524~2528)を覆うのに不要な部分であり、ターミナルホルダ2500の軽量化のために形成される。図79(3)は上面図であり、電動工具本体1001のハウジング1003の内部空間に露出する部分である。第12の実施例のターミナルホルダ2500は比較的大型であって、水平面2501aの上面には、上側に高くなる段差面2506が形成される。水平面2501aの外周側縁部は、電動工具本体1001のハウジング1003に形成された開口部分に挟持されることにより電動工具本体1001に固定される。この際、水平壁2501の外周面にゴムによるシール部材(図示せず)を介在させて、ターミナルホルダ2500とハウジング1003との間の隙間を埋めるようにしても良い。
図80はターミナルホルダ2500を用いた電動工具本体に、従来の電池パック1015を装着した状態を示す部分側面図である。従来の電池パック1015においては、電池パック1015の回路基板1016上に接続端子1018が固定される。接続端子1018の大きさは正極入力端子2522の端子部に対応する大きさである。接続端子1018は電池パックの装着方向前側に向けて延びる左右両側の腕部1018a、1018b(図では1018bは見えない)を有し、これら腕部1018a、1018bの間に正極入力端子2522の端子部が挟まれるようにして電気的に良好な接触状態が達成される。従来の電池パック1015を電気機器本体に装着すると、水平面2515が上ケース1110(図38参照)の上段面1115と近接するように位置し、垂直面2501bが段差部1114(図38参照)と対向する位置にくる。この際、接続端子1018の腕部1018a、1018bが板状の正極入力端子2522を左右から挟み込むように嵌合することで、電気的な接続状態を確立する。従来のターミナル部2020(図63参照)においては、水平面2515が形成されないため、矢印2517で示す部分に隙間が生じてしまう。しかしながら本実施例では水平面2515が基板カバー1019に接触するか近接するので、ターミナルホルダ2500と基板カバー1019の隙間が埋められる状態となり、電池パック1015の接続端子群が電動工具本体1001側に対して相対移動できる範囲を制限する。よって、電動工具稼働時の腕部1018a、1018bの嵌合部分と端子部2027aとの相対移動量も大きく制限され、腕部1018a、1018bと接続端子1018との嵌合部位の擦れの発生を抑制でき、電気的に安定させて電池パック1015や電動工具本体1001の寿命を延ばすことが可能となる。尚、電池パック1015に対するターミナルホルダ2500の上方向への移動も、突出部2516a、2516b(図78参照)によって制限することができるが、突出部2516a、2516bの作用については図85にて後述する。
図81は本発明の第12の実施例に係る36V用のターミナルホルダ2550の形状を示す図であり、(1)は下から見た斜視図であり、(2)は左側面図である。図78で示した18V用のターミナルホルダ2550との違いはわずかであり、樹脂部分の形状は同一と言っても良い。唯一の違いは正極入力端子2572と負極入力端子2577が第8の実施例と同様に上下方向の幅の狭いものが用いられることと、正極入力端子2572と負極入力端子2577の下側部分に、平行するようにしてショートバーの端子部2588b、2588cが設けられる。図81(2)の側面形状もほぼ同様であり、接続端子群の下側には水平面2565が形成され、その左右両側には突出部2566a、2566bが形成される。
図82は図81のターミナルホルダ2550を示す図であり、(1)は正面図、(2)は底面図、(3)は上面図である。ここでは正極入力端子2572と負極入力端子2577が他の端子(2574~2578)に比べて上下方向の幅が小さく形成され、正極入力端子2572の下側には端子部2588bが形成され、負極入力端子2577の下側には端子部2588cが形成される。端子部2588bと2588cは、ターミナルホルダ2550の基体部2560の内部に鋳込まれているショートバーの両側端部であって、これらは電気的に接続されている。図82(2)の底面部の形状も、図79で示したターミナルホルダ2550とほぼ同じである。基体部2560は複数の端子(2572、2574~2578)と図示しないショートバーが鋳込まれている。水平面2565の後方側には、多数の空洞部2582~2588、2594~2596が形成される。これら空洞部は、内部に鋳込まれる端子(2522、2524~2528)を覆うのに必要とされない部分であって、ターミナルホルダ2550の軽量化のために形成されるものである。図82(3)は上面図であり、電動工具本体1030のハウジング1032の内部空間に露出する部分である。ターミナルホルダ2550の上面たる水平面2551aには段差面2556が形成される。
図83は、ターミナルホルダ2550を用いた電動工具本体と、本実施例による電池パック2100の接続端子との接続状態を説明するための図である。図83(1)は側面図であり、(2)は(1)のうち、基板カバー2380の側面壁部の図示を省略した側面図である。ここでは上側正極端子2162は正極入力端子2572にだけ嵌合し、下側正極端子2172はショートバーの端子部2588bに接続される。ここでは複数の電源端子(2162、2172等)、複数の機器側電源端子(2572等)、電圧切替要素及び切替素子たるショートバー2588が、上下方向において略同じ高さの位置に配置される。水平面2565が上ケース1110(図38参照)の下段面1111及び基板カバー2380の上面2381aと接触又は近接するように位置する。ターミナルホルダ2550においても、水平面2565と突出部2566a、2566bを形成したので、電池パック2100に対するターミナルホルダ2550の上下方向の移動を制限できる。
次に図84を用いて、電池パックに対するターミナルホルダ2550の相対移動量の制限の別方法を説明する。図78~図83の方法はターミナルホルダ2500、2550が回路基板1016、2150に対して接近する方向の移動、即ち下方向への移動のみを制限するものであり、そのためにターミナルホルダ2500、2550に水平面2515、2565を形成した。しかしながら、水平面2515、2565を設けるだけではターミナルホルダ2500、2550が回路基板1016、2150から離れる方向への相対移動、即ち上方向への移動を制限することができない。ターミナルホルダ2550は電動工具本体1030のハウジング1032によって保持される。この際、電動工具本体や電気機器本体の種類によってターミナルホルダ2550の固定方法が異なる。通常は分割式のハウジングの分割面に、ターミナルホルダ2500を挟持するための開口部を設けて、その開口部にターミナルホルダ2500を挟み込む。この際、防水性の向上や振動伝達防止のために、開口部とターミナルホルダ2500を強固に固定する方法だけでなく、ゴム製のシール部材を介在させてわずかな可動状態で保持することがある。この場合、電動工具が作業時の大きな振動発生状態に置かれた場合、ターミナルホルダ2550は電動工具本体側ハウジングと異なる周期でほんのわずかに、即ち、シール部材による可動範囲内で振動し、電池パック2100の接続端子と板状の機器側端子との間の相対移動が発生する。この接続端子と機器側端子の相対移動を抑制するために、電池パック2100の接続端子の嵌合圧を高めることが考えられるが、その場合電池パック2100の取り付け及び取り外しがしにくくなる。そこで、本実施例では水平面2515、2565の左右両端付近に、右方向に突出する突出部2516a、2566aを形成し、左方向に突出する突出部2516b、2566bを形成することにより、電池パック2100に対するターミナルホルダ2550の上方向への移動も抑制するようにした。ターミナルホルダ2500、2550の上方向への移動を制限するには、突出部2516a、2516b、2566a、2566bを上側から保持する突き当て部材(被係合部)が必要となる。ここでは被係合部として本実施例では上ケース1110の一部に凸部を形成するか、又は、基板カバー2380に凸部を形成するようにし、この凸部の下側に突出部2516a、2516b又は突出部2566a、2566bを当接させるようにした。このように電池パックが電気機器本体に接続された状態において、正極端子、正極入力端子、負極端子、負極入力端子、電圧切替要素及び切替素子が、上下方向において略同じ高さの位置に配置されるので、電圧切替要素及び切替素子を搭載しつつも上下方向にコンパクトな電池パックを実現できた。
図84(1)では電池パック2100にターミナルホルダ2550が装着された状態の右側側面図を示している。ここではターミナルホルダ2550の水平面2551aが上ケース1110の上段面1115に対向している。電池パック2100はレール機構によって電動工具本体1030に装着される。図84(2)は(1)のC-C部の断面図である。ここではターミナルホルダ2550に形成された複数の機器側端子(2572、2574~2578、2588b、2588c)が、電動工具本体1001側の接続端子(図58参照)と嵌合している。機器側端子(2572、2574~2578、2588b、2588c)の下面には水平面2565が形成され、水平面2565は基板カバー2380の上面2381aに当接する。しかしながら、矢印2590a、2590b付近では、ターミナルホルダ2550の横側は上ケース1110とは非接触状態にある。
図85は、第12の実施例の変形例に係るターミナル部2650を示す図であり、(1)は図84のD-D部に相当する部分の断面図であり、(2)は(1)の部分拡大図である。この図にて理解できるようにターミナル部2650には左右方向に突出部2666a、2666bを設けた。上ケース1110には、前後方向に延びる平行する2つの突出部1139a、1139bが設けられ、これらの上方向に突出する突出部の各々の上端付近から左右両側に突出するものであって、電動工具側のレール溝と係合するレール1138a、1138bを設けた。また、突出部1139a、1139bの間に形成された開口部には、ターミナル部2650と嵌合させる被係合部となるリブ1140a、1140bを設け、ターミナル部2650の電池パック2100に対する上方向への相対移動を防止する。ターミナル部2650の電池パック2100に対する下方向への相対移動は、突出部1139a、1139bが、基板カバー2380の上面2381aの左右端部に形成された段差部2386a、2386bに当接することにより制限する。ここで、段差部分を形成するリブ1140a、1140bの下面と突出部1139a、1139bの上面との間隔を3.0mmとし、突出部2666a、2666bの高さを2.5mm程度とすれば、電池パック2100の電動工具本体1030への装着及び脱着がスムーズにできる上に、ターミナル部2650の上下方向の揺れを効果的に抑制できる。
図86はターミナル部2650を基板カバー2680に固定する変形例を示す図であり、(1)は図84のD-D部に相当する部分の断面図であり、(2)は(1)のターミナル部2650の単体図であり、(3)はターミナル部2650の左側面図である。ここでは基板カバー2680の両側端部に、ターミナル部2650の突出部2666a、2666bと嵌合させるための誘導用レール2695a、2695bを形成した。誘導用レール2695a、2695bは、前後方向に延びる凹状の第2のレール溝であって、ターミナル部2650が電池パック2100の前側からスライドさせるように相対移動されると、誘導用レール2695a、2695b内にターミナル部2650の突出部2666a、2666bが入り込む形となる。つまり、電動工具本体1001、1030が装着用のレール機構、即ちレール1138a、1138bとレール溝1011a、1011bにて係合されるのに加えて、第2のレール機構の突出部2666a、2666bと誘導用レール2695a、2695bを嵌合させることによってターミナル部2650と電池パック2100との相対移動を制限した。図86(3)の側面図でみるとターミナル部2650の形状は図78~図83で示した第12の実施例のターミナルホルダ2500、2550の形状とは異なり小型に形成される。しかしながら、接続端子を構成する金属製の端子部(例えば、正極入力端子2672と、ショートバーの端子部2688b)の大きさは同じである。また、複数の金属端子の下側に水平面2665が形成され、さらには水平面2665の左右両端に突出部2666a、2666bを形成することも図78~図83で示した第12の実施例のターミナルホルダ2500、2550の形状と同じである。このように形成することによって、電動工具本体、又は、電池パックを装着する電気機器本体に対して装着されるターミナル部2650の上下方向への相対移動範囲を効果的に抑制できる。
図87は図86のターミナル部2650Aの水平面2665の下面2665aに、クッション材2690を介在させたものである。クッション材2690は、電池パック2100の電動工具本体への装着時に大きな抵抗とならないように良好な摺動性を持ちつつ、十分な弾性を有する部材であれば良い。ここではターミナル部2650Aの平坦な下面2665aに、両面テープ等の粘着部材によってクッション材2690を貼り付けた。また下面2665aの左右中央付近には、前後方向に所定の長さを有して形成される凸部2665bを形成した。凸部2665bは基体部2660Aに一体に製造されるもので、クッション材2690が必要以上に圧縮されないように保護するストッパである。図87(2)の側面図で見ると、クッション材2690は突出部2666bよりも後方側であって、基体部2660の下側にある。しかしながら、クッション材2690の左右方向の合計長さは、下面2665aの左右方向領域の半分以下程度で良い。
図88は第12の実施例の更なる変形例に係るターミナル部2650Bを示す図であり、(1)は正面図であり、(2)は左側面図であり、(3)は電池パック2100側の接続端子と嵌合状態にあるターミナル部2650Bの左側面図である。ここでは正極入力端子2672とショートバーの端子部2688bの上下縁部に合成樹脂製のガイド部2692a~2692cを介在させたものである。同様に、負極入力端子2677とショートバーの端子部2688cの上下縁部に合成樹脂製のガイド部2697a~2697cを介在させた。ガイド部2697a~2697cは合成樹脂等の不導体にて製造され、基体部2660とは別部材で構成しても良いし、基体部2660と一体成形にて製造しても良い。ガイド部2692a~2692cは、図88(2)の側面図に示すように正極入力端子2672の前端よりも前側部分から垂直壁2661bに接するまで連続して形成される。ガイド部2697a~2697cも同様である。従って、金属端子部分は、図88(2)で示すように、ガイド部2692aと2692bの間に正極入力端子2672が露出し、ガイド部2692bと2692cの間にショートバーの端子部2688bが露出することになる。このようにガイド部2692a~2692cとガイド部2697a~2697cを形成したことにより、図88(3)に示すようにガイド部2692a~2692cに案内されるように、ガイド部2692a、2692bの間を上側正極端子2162の腕部2162aが案内され、ガイド部2692bと2692cの間を下側正極端子2172の腕部2172aが案内される。この構成により、装着時に電池パック2100側の接続端子をターミナル部2650Bの所定位置に確実に案内することができ、更には、電動工具の稼働時にターミナル部の機器側端子と電池パック側の接続端子が摺動によって摩耗する現象を大幅に抑制できる。
次に図89~図94を用いて本発明の第13の実施例を説明する。第8の実施例においては 電力端子(正極端子と負極端子)として、それぞれ上側端子(2162、2167)と下側端子(2172、2177)を設けて、電池パックが低電圧電動工具本体に装着された際は、上側端子と下側端子が低電圧電動工具本体の電力端子に共通して接続される。また、電池パックが高電圧電動工具本体に装着された際は、上側端子と下側端子の一方のみが高電圧電動工具本体の電力端子に接続され、電力端子に接続されない他方の端子間はショートバーによって短絡される。これに対して第13の実施例では、電力端子の腕部の配置として上下方向に分離して配置するのではなく、前後方向に分離して配置するようにした。
図89は第13の実施例の電動工具の電池パック2860の装着状況を説明するための斜視図である。電動工具は、電動工具本体2801とそれに装着される電池パック2860によって構成され、モータによる回転駆動力を用いて先端工具や作業機器を駆動する。電動工具本体2801は、外形を形成する外枠たるハウジング2802を備え、ハウジング2802にはハンドル部2803が形成され、ハンドル部2803の上端付近には、作業者が操作するトリガスイッチ2804が設けられ、ハンドル部2803の下方には電池パック2860を装着するための電池パック装着部2810が形成される。
ここでは電池パック2860の装着方向2818を、第8の実施例と同様に電池パック2860を電動工具本体2801に近づける方向として説明している。これは説明の便宜上、そう定義しているだけで有り、実際には電池パック2860を保持して、電動工具本体2801を前方に移動させることで、矢印2818の移動と同じ方向の相対移動が実現できる。尚、本明細書では電池パック2860の前後左右方向は装着方向を基準に決定されている。一方、電動工具本体側は、作業者が把持した際の方向を基準に前後左右を定義している。従って、電気機器がインパクトドライバ等の電動工具本体の場合は、図89のようにお互いの前後方向の向きが、逆になることに注意されたい。
電池パック2860の形状は第8の実施例で説明した電池パック2100とは接続端子の配置と、ラッチ機構が異なる。電池パック2860の左右両側にはレール2864a、2864b(図では2864bは見えない)が形成される。ラッチボタン2865は電池パック2860の後面上部に形成され、1つの大きなボタンが左右中央に一つだけ設けられる。電池パック2860が電動工具本体2830に装着されている際に、ラッチボタン2865を押してから電池パック2860を矢印2818と反対方向に移動させる(又は、電動工具本体2830を電池パック2860から離れるように移動させる)ことで、電池パック2860を取り外すことができる。
図90は第13の実施例に係る電池パックの電動工具への装着状況を説明するための図である。電動工具本体2801、2830は、ハウジング2802、2832、ハンドル部2803、2833、トリガスイッチ2804、2834が設けられ、ハンドル部2803、2833の下方には電池パック2860を装着するための電池パック装着部2810、2840が形成される。
電動工具本体2801は定格電圧18Vで動作し、電動工具本体2830は定格電圧36Vで動作する。電池パック2860の内部には、3.6Vのリチウムイオン電池のセルが5本直列接続されたセルユニットが2組収容され、2組のセルユニットの接続を直列又は並列に変更することにより、低電圧(18V)と高電圧(36V)の出力の双方を切り換えることができる。電池パック2860は2電圧対応に構成されることから、矢印b4のように36V対応の電動工具本体2830にも装着できるし、矢印b3で示すように電動工具本体2801にも装着できる。電動工具本体2801の電池パック装着部2810には、左右両側の内壁部分に前後方向に平行に延びるレール溝2811a、2811bが形成され、左右のレール溝2811a、2811bに囲まれる空間部分にターミナル部2820が設けられる。ターミナル部2820は、合成樹脂等の不導体材料の一体成形により製造され、装着方向(前後方向)の突き当て面となる垂直面2820aと、水平面2820bが形成され、水平面2820bは電池パック2860の装着時に、上段面2862と隣接、対向する面となる。ターミナル部2820には金属製の複数の接続素子、例えば正極入力端子2822、負極入力端子2827、LD端子(異常信号端子)2828が設けられる。LD端子(異常信号端子)2828は、情報又は信号を入力又は出力する信号端子として機能する。正極入力端子2822、負極入力端子2827は金属の平板にて形成され、装着方向の長さが第8の実施例のターミナル部2020(図63参照)の2倍以上の長さを有する。LD端子2828は負極入力端子2827の右側に配置される。正極入力端子2822と負極入力端子2827は、後述のように、電池パック2860の出力電圧を低電圧に切り替える切替素子として機能し、さらに複数のセルユニット2146、2147を互いに並列に接続する低電圧用の接続素子としても機能する。
電池パック2860の上側は、前方側に平らな下段面2861が形成され、中央付近は下段面2861よりも高く形成された上段面2862が形成される。下段面2861と上段面2862の接続部分は段差状に形成され、段差状部分に機器側端子を挿入するためのスロット群が配置される。スロット群は、前後方向に長い切り欠きのような大きなスロット2872、2877と、それらの半分程度の長さのスロット2878が形成される。スロット2872が正極端子用の第1のスロットになり、スロット2877が負極端子用の第2のスロットになり、スロット2878がLD端子用の第3のスロットになる。この切り欠かれたスロット2872、2877の内部には、電動工具本体2801、2830側の機器側端子と嵌合可能な複数の接続端子が設けられる。尚、ここではスロットが3つだけ設けられているが、さらにスロットを設けるように構成しても良い。上段面2862の右側側面と左側側面には、レール2864a、2864bが形成される。レール2864a、2864bは右方向及び左方向に突出する凸部である。上段面2862の後方側には隆起部2863が設けられ、その後方側にはラッチボタン2865が設けられる。
電動工具本体2830は定格電圧36Vで動作する。電動工具本体2830は第8の実施例と同様の思想により、正極側スロット2872と負極側スロット2877に挿入される2組の接続端子が、前後方向に離間させて設けられる。正極側スロット2872に対応する接続端子は、前方側に配置されるショートバー2859の一方の端子部2859bと、後方側に配置される正極入力端子2852である。同様にして、負極側スロット2877に対応する接続端子は、前方側に配置されるショートバー2859の他方の端子部2859cと、後方側に配置される負極入力端子2857である。第8の実施例では正極入力端子とショートバー、負極入力端子とショートバーを上下方向に距離を隔てて配置したが、本実施例においてはこれらを前後方向に配置、即ち電池パック2860の装着方向と平行方向に、所定の距離を隔てるようにして配置した。ショートバー2859は短絡子又は導通端子として機能するものである。ショートバー2859の一方の端子部2859bとショートバー2859の他方の端子部2859cは、後述するように、電池パック2860の出力電圧を高電圧に切り替える切替素子として機能し、さらに複数のセルユニット2146、2147を互いに直列に接続する高電圧用の接続素子としても機能する。
図91は、電力端子の電動工具本体への接続状態を示す斜視図であり、(1)は18V用の電動工具本体2801に電池パック2860を装着する状態を示し、(2)は36V用の電動工具本体2830に電池パック2860を装着する状態を示す。ここでは電池パック2860の装着方向は、点線で示す2本の矢印方向である。電池パック2860の正極側スロット2872の内部には、電力の切替端子群(又は並列正極端子群)としての前側正極端子2882と後側正極端子2892が前後方向に離れるように配置される。同様にして負極側スロット2877の内部には、電力の切替端子群(又は並列負極端子群)として前側負極端子2887と後側負極端子2897が前後方向に離れるように配置される。電池パック2860の内部には5本のリチウムイオン電池セルにより構成された上側セルユニット2146と下側セルユニット2147が収容される。上側セルユニット2146の正極出力は後側正極端子2892に接続され、負極出力は前側負極端子2887に接続される。下側セルユニット2147の正極出力は前側正極端子2882に接続され、負極出力は後側負極端子2897に接続される。本実施例では、並列接続と直列接続を切り替える電圧切替要素が、前側正極端子2882、後側正極端子2892、前側負極端子2887及び後側負極端子2897にて実現される。前側正極端子2882は正極端子として機能し、前側負極端子2887は負極端子として機能する。そして後述するように、前側正極端子2882と後側正極端子2892は、電池パック2860の出力電圧を低電圧に切り替える切替端子として機能し、さらに複数のセルユニット2146、2147を互いに並列に接続する並列端子としても機能する。複数の並列端子である前側正極端子2882と後側正極端子2892は、互いに隣接するよう配置されており、並列端子群を構成している。同様に、前側負極端子2887と後側負極端子2897は、電池パック2860の出力電圧を低電圧に切り替える切替端子として機能し、さらに複数のセルユニット2146、2147を互いに並列に接続する並列端子としても機能する。複数の並列端子である前側負極端子2887と後側負極端子2897は、互いに隣接するよう配置されており、並列端子群を構成している。さらに後述のように、後側正極端子2892と後側負極端子2897は、電池パック2860の出力電圧を高電圧に切り替える切替端子としても機能し、複数のセルユニット2146、2147を互いに直列に接続する直列端子としても機能する。
電動工具本体2801の機器側端子は、正極入力端子2852と、負極入力端子2857と、ショートバー2859によって構成される。これらの機能は第8の実施例の構成と基本的に同じであり、電動工具本体の端子群(2852、2857、2859b、2859c)が矢印2855のように相対的に移動されて、点線矢印に示すように電池パック2860の接続端子群(2882、2887、2892、2897)に装着されるように構成される。電動工具本体の端子群(2852、2857、2859b、2859c)については、ターミナル部2850(図90参照)全体の図示では無くて金属端子部分だけの図示としている。正極入力端子2852は、クランク状に折り曲げられた金属板材であり、前側正極端子2882と嵌合する端子部2852aが一端側に形成され、他端側にモータ2836側への配線用端子部2852cが形成される。端子部2852aと配線用端子部2852cの間は横方向に延びる接続部2852bであって、接続部2852b全体と、端子部2852aの後方側一部と配線用端子部2852cの前方側一部がターミナル部2850(図90参照)の合成樹脂部分に鋳込まれることになる。負極入力端子2857も同様の形状であって、前側負極端子2887と嵌合する端子部2857aが一端側に形成され、他端側にモータ2836側への配線用端子部2857cが形成される。正極入力端子2852と負極入力端子2857は面対称の形状とされる。端子部2857aと配線用端子部2857cの間は横方向に延びる接続部2857bであって、接続部2857b全体と、端子部2857aの後方側一部と配線用端子部2857cの前方側一部がターミナル部2850の合成樹脂製の基台に鋳込まれることになる。ショートバー2859の水平部分は、正極入力端子2852の接続部2852bと負極入力端子2857の接続部2857bと共にターミナル部2850中に完全に鋳込まれるので、端子部2852a、2857a、2859b、2859cの相対的な位置、特に前後及び左右方向の位置は変わらない。
電池パック2860の装着時には、ショートバー2859の端子部2859bは後側正極端子2892と後側負極端子2897に嵌合される。また、正極入力端子2852は前側正極端子2882と嵌合し、負極入力端子2857は前側負極端子2887と嵌合する。この結果、上側セルユニット2146と下側セルユニット2147との直列接続回路が形成され、電動工具本体2830側には定格36Vの電圧が供給されることになる。このようにして電池パック2860が電気機器本体2801に接続された状態において、正極端子(2882)と正極入力端子(2852)が第1スロット(スロット2872)を介して接続され、負極端子(2887)と負極入力端子(2857)が第2スロット(スロット2877)を介して接続され、これらの電圧切替要素、切替素子が第1及び第2スロットを介して係合する。
図91(2)は、低電圧の電動工具本体2801に電池パック2860が装着される状況を示している。正極入力端子2822は、クランク状に折り曲げられた金属板材であり、前側正極端子2882及び後側正極端子2892と同時に嵌合する端子部2822aが一端側に形成され、他端側にモータ2806側への配線用端子部2822cが形成される。端子部2822aと配線用端子部2822cの間は横方向に延びる接続部2822bであって、接続部2822b全体と、端子部2822aの一部と配線用端子部2822cの一部がターミナル部2820の合成樹脂部分に鋳込まれることになる。同様にして、負極入力端子2827もクランク状に形成され、前側負極端子2887及び後側負極端子2897と同時に嵌合する端子部2827aと配線用端子部2827cと接続部2827bが形成される。この結果、電動工具本体2801側には定格18Vの電圧が供給されることになる。ここでは端子部2822aは前側正極端子2882と後側正極端子2892に同時に嵌合するような十分な長さに形成され、端子部2827aは前側負極端子2887と後側負極端子2897に同時に嵌合するような十分な長さに形成される。
後側正極端子2892は機器側端子挿入方向(点線矢印で示す方向)から見た形状が倒立したΩ形の形状とされる。ここでは回路基板に固定するための長方形の平板部2892aが形成され、平板部2892aの左右両側辺部から上方向に折り曲げられた2つの腕部2892b、2892dが形成される。2つの腕部2892b、2892dは上方向に行くにつれてお互いが接近するように曲げられて、腕部2892b、2892dの上端部分には接触端子部2892c、2892e(共に図94参照)が形成される。接触端子部2892c、2892eは平行になるように所定の間隔を隔てて配置される略長方形の電極であって、その前側及び後側が対向する接触端子部から離れるように曲げられており、機器側端子が前から後ろ方向に嵌合されやすいような形状とされる。後側正極端子2892として用いられる金属端子部品は、前側正極端子2882、前側負極端子2887、後側負極端子2897にも共通して用いられる共通部品であり、図示しないネジ、又は/及び、半田付けによって回路基板(図示せず)に固定される。
図92は、電池パック2860を36V仕様の電動工具本体2830に装着する際の状況を説明するための図である。図91(1)の状態からさらに電動工具本体2830が電池パック2860に近づくように相対移動させると、最初にショートバー2859の端子部2859b、2859cが前側正極端子2882と前側負極端子2887と嵌合する。この時点では上側セルユニット2146の正極と下側セルユニット2147の負極が非接続の状態なので、電池パック2860の電力は電気機器本体2831側には伝達されない。
電動工具本体2830と電池パック2860が矢印2855の方向にさらに相対移動されるとショートバー2859は前側正極端子2882と前側負極端子2887を通り抜けて、後側正極端子2892と後側負極端子2897の方向に接近することになる。この際、ショートバー2859はいずれの接続端子とも接触しておらず、正極入力端子2852は前側正極端子2882に当接しておらず、負極入力端子2857は前側負極端子2887に当接していない。従って、この時点でも上側セルユニット2146と下側セルユニット2147が非接続の状態なので、電池パック2860の電力は電気機器本体2830には伝達されない。
電動工具本体2830と電池パック2860が矢印2855の方向にさらに相対移動されると、ショートバー2859は後側正極端子2892と後側負極端子2897に嵌合することになる。同時に、正極入力端子2852の端子部2852aは前側正極端子2882に嵌合し、負極入力端子2857の端子部2857aは前側負極端子2887に嵌合する。この結果、上側セルユニット2146と下側セルユニット2147の直列接続状態が実現され、正極入力端子2852と前側負極端子2887間には定格36Vの直流が供給されることになる。
図93は、電池パック2860を18V仕様の電動工具本体2801に装着する際の状況を説明するための図である。図91(2)にて示した状態からさらに電動工具本体2801が電池パック2860に近づくように相対移動させると、図93(1)から(2)のように端子部2822a、2827aが前側正極端子2882と前側負極端子2887と嵌合する。この時点では上側セルユニット2146の正極と下側セルユニット2147の負極が非接続の状態なので、電池パック2860の電力は電動工具本体2801には伝達されない。
図93(2)において、電動工具本体2801と電池パック2860が矢印2825の方向にさらに相対移動されると前後方向に長い端子部2822a、2827aは前側正極端子2882と前側負極端子2887に接触しながら、後側正極端子2892と後側負極端子2897の方向に接近することになる。図93(2)の状態では、端子部2822a、2827aが後側正極端子2892と後側負極端子2897に当接していない。従って、この時点でも上側セルユニット2146の正極と下側セルユニット2147の負極が非接続の状態なので、電池パック2860の電力は電動工具本体2801には伝達されない。
電動工具本体2801と電池パック2860が矢印2825の方向にさらに相対移動されると、端子部2822a、2827aが後側正極端子2892と後側負極端子2897に当接する。この際、端子部2822a、2827aは前側正極端子2882と前側負極端子2887とも嵌合している状態であるので、上側セルユニット2146と下側セルユニット2147の並列接続回路が確立され、正極入力端子2822と負極入力端子2827間には定格18Vの直流が供給されることになる。
図94は、電池パック2860側の端子配置と、電動工具本体2830の端子形状の上面図である。各端子の大きさや配置を説明するために、各部品の縮尺率を合わせて図示している。前側正極端子2882、後側正極端子2892、前側負極端子2887、後側負極端子2897にはそれぞれ左右方向に離間して対向する接触端子部2882c、2882e、2892c、2892e、2887c、2887e、2897c、2897eが設けられる。接触端子部2882c、2892c、2887c、2897cは右側の腕部2882b、2892b、2887b、2897bに接続され、接触端子部2882e、2892e、2887e、2897eは左側の腕部2882d、2892d、2887d、2897dに接続される。これらの接触端子部の前後方向の長さL7は、前側正極端子2882と後側正極端子2892との間隔L8よりも十分小さくなるようにした。尚、すべての端子部品(2882、2892、2887、2897)は共通であるため、接触端子部2882c、2882e、2892c、2892e、2887c、2887e、2897c、2897eの前後方向長さはL7で同じである。前側負極端子2887と後側負極端子2897も同じ間隔L8である。ショートバー2859の端子部の前後方向の長さL9は、前側端子(2882、2887)と後側端子(2892、2897)の間隔L8よりも十分小さくなるように構成される。このように形成すれば、電池パック2860の装着時にショートバー2859によって、前側端子(2882、2887)と後側端子(2892、2897)間を短絡させてしまう虞を効果的に防止できる。正極入力端子2852の端子部2852aと、負極入力端子2857の端子部2857aの長さは、少なくともL9以上とすると良い。
図94(2)は電池パック2860が電動工具本体2830に装着された時の状態を示す図である。ここではショートバー2859の水平部分2859aがむき出しになっているように見えるが、水平部分2859aは図示しないターミナル部の樹脂部の内部に鋳込まれているので、外部には露出していない。以上のように、電池パック2860は、並列接続と直列接続を切り替える電圧切替要素として複数設けられた電力端子(正極端子と負極端子)を用い、電力端子(本明細書では「電源端子」と同意)を前後方向に分けて配置するようにしたので、出力電圧を切り替えるための機械的なスイッチ機構に頼ること無く、電気機器本体に装着するだけで適切な出力電圧に自動的に得ることができる。また、異なる電圧の電気機器間で電池パックを共用することが可能となった。さらに、電池パックが電気機器本体に接続された状態において、正極端子、正極入力端子、負極端子、負極入力端子及び電圧切替要素と、ショートバー2859による切替素子が、上下方向において略同じ高さの位置(範囲)に配置されるので、電圧切替要素及び切替素子を搭載しつつも上下方向にコンパクトな電池パックを実現できた。また、直列端子として機能する後側正極端子2892と後側負極端子2897は、正極端子として機能する前側正極端子2882と、負極端子として機能する前側負極端子2887と、上下方向において略同じ高さの位置に配置されるので、上下方向にコンパクトな電池パックを実現できた。
以上、本発明の実施例1~13を説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施例では18Vと36Vの電圧切替式の電池パックで説明したが、切り替えられる電圧比はこれだけに限られずに、直列接続と並列接続の組み合わせにより切り替えられるその他の電圧比であっても良い。
1、1A、30A、30B、30C…電動工具本体,2、32…ハウジング,3、33…ハンドル部,4、34…動作スイッチ(トリガ),10…電池パック装着部,11a…レール溝,12…湾曲部,15…電池パック,20、20A…ターミナル部,20a…垂直面,20b…水平面,21…正極入力端子,22…負極入力端子,23…LD端子,24…突起部,24A…切替用突起,26…ネジ,35…モータ,35a…回転子,35b…固定子,40…電池パック装着部,40a…取付面,40b…窪み部,41…ターミナル部,48a、48b…レール溝,49、49A…ACソケット,49a…第一端子,49b…第二端子,49c…第三端子,51…演算部,52…制御信号出力回路,53…回転位置検出回路,54…回転数検出回路,55…電流検出回路,56…動作スイッチ,57…スイッチ操作検出回路,58…印加電圧設定回路,59…電圧検出回路,60…ダイオードブリッジ,61…コンデンサ,62…シャント抵抗,66a…制御信号線,66…スイッチング素子,67…電池電圧検出回路,68…商用電源検出回路,70…インバータ回路,75…接続アダプタ,76a、76b…電力線,80…ターミナル部,81…正極入力端子,82…負極入力端子,84…切替用突起,90…電源コード,91…プラグ部,92a…端子,93…コネクタ部,93a…コネクタ本体,93b…固定用ネジ,94…接続コード,95a…第一端子,95b…第二端子,95c…第三端子,100…電池パック,101…下ケース,110…上ケース,111…下段面,112…段差部,115…上段面,120…スロット群配置領域,121…正極端子挿入口,122…負極端子挿入口,123…低電圧切替部材挿入口,124…高電圧切替部材挿入口,131…ストッパ部,132…隆起部,134…スリット(冷却風取入口),138a、138b…レール,141…ラッチ,142…スプリング,150…セルパック,151、151A…セル,152、152A…セパレータ,156~158…セルユニット,159…薄板,160…基板,161…正極端子,162…負極端子,170…電圧切替機構,171…回動式ターミナル基台,172…揺動軸,173a~173d…接続端子,176a~176j…接点,200、200A、200B…電池パック,201…下ケース,210…上ケース,211…下段面,212…段差部,215…上段面,221~225…端子挿入口,231、235…端子,232、233、234…端子群,232a~232c、233a~233d、234a~234c…端子,238a、238b…レール部,240…隆起部,241…ラッチ部,241a…ラッチ爪,270、280、280A…ターミナル部,271、281…正極入力端子,272、282…負極入力端子,283…接続素子,283a…導通部,283b…絶縁体,283c…導通部,300…電池パック,310…上ケース,311…下段面,312…段差部,315…上段面,316…案内レール,320…電圧切替機構,321~324…スリット,330、340…可動案内部材,331、341…端子装着部,332、342…傾斜部,333、343…平行面,334a、334b…案内溝部,335、345…中間端子,335a、335b、335c、335d…接触子,345a、345b、345c、345d…接触子,348…スプリング,351…第1+端子,351a、351b…接触子,352…第2+端子,352a、352b…接触子,352c…ピン部,353…第1-端子,353a、353b…接触子,354…第2-端子,354a、354b…接触子,356、357…セルユニット,360…端子基板,361…案内レール,370、380…ターミナル部,371、381…正極入力端子,372、382…負極入力端子,600、600A…電池パック,611…下段面,612…段差部,615…上段面,621…正極端子用スロット,622…負極端子用スロット,623…直並切替素子用スロット,623A…第一スロット,624A…第二スロット,640…電池パックカバー,641…下段部,642…鉛直面,643…上段部,644…エッジ,645…リブ,646~648…垂直リブ,650…ターミナル部,651…正極入力端子,652…負極入力端子,661…正極出力端子,662…負極出力端子,663…並列接続子対,663a、663b…並列接続子,664…直列接続子,673…並列接続子対,673a、673b…並列接続子,674…直列接続子,680、680A…ターミナル部,681…正極入力端子,682…負極入力端子,683…直並列切替端子,683a…遮断端子,683b…導通端子,693…第一直並列切替端子,693a…遮断端子,693b…導通端子,694…第二直並列切替端子,700…電池パック,701、704、707…スロット,709…開口部,711、714、717…端子基板,712、713…正極端子,715、716…負極端子,718、719…直列接続用端子,720…ターミナル部,720a…水平面,720b…垂直面,721…正極入力端子,722…負極入力端子,723…LD端子,730…ターミナル部,730b…垂直面,731…正極入力端子,731a…配線用接続部,732…負極入力端子,733…LD端子,734…導通端子,735、736…絶縁端子,750、770、790、800…ターミナル部,751、771、791、801…正極入力端子,752、772、792、802…負極入力端子,753、773…LD端子,754、774、804…導通端子,795、796、775、776…絶縁板,812、813…正極端子,770b…垂直面,777…隙間,781…端子基板,782…正極端子,782a…上側部分,782b…下側部分,783…正極端子,787a…入口側,787b…出口側,1001、1001A…電動工具本体,1002…ハウジング,1003…ハンドル部,1004…トリガスイッチ(動作スイッチ),1005…モータ,1010…電池パック装着部,1011a…レール溝,1012…湾曲部,1014…突起部,1015…電池パック,1020…ターミナル部,1020a…垂直面,1020b…水平面,1021…基台,1022…正極入力端子,1022a…端子部,1027…負極入力端子,1028…LD端子,1030…電動工具本体,1030A、1030B…電動工具本体,1032…ハウジング,1033…ハンドル部,1034…動作スイッチ,1035…モータ,1040…電池パック装着部,1045…モータ,1050…ターミナル部,1051…基台,1052…正極入力端子,1052a…端子部,1052b…連結部,1052c…配線部,1053…入出力ポート群,1053a…隙間,1053b…隙間,1054…接続端子,1054a…端子部,1054b…接続部,1054c…配線部,1057…負極入力端子,1057a…端子部,1057b…連結部,1057c…配線部,1058…LD端子,1059…ショートバー,1059a…接続部,1059b、1059c…端子部,1060…制御部,1061…電源回路,1062…電池電圧検出回路,1063…スイッチ状態検出回路,1064…電流検出回路,1065…入力線,1072A、1072B…正極入力端子,1072d…切り欠き,1079…ショートバー,1079b…端子部,1079d…切り欠き,1082…正極入力端子,1082a…端子部,1082b…接続部,1082c…配線用端子部,1087…負極入力端子,1087a…端子部,1087c…配線用端子部,1089…ショートバー,1089a…接続部,1089b、1089c…端子部,1100、1100A…電池パック,1101…下ケース,1101a…前面壁,1101b…後面壁,1101c…右側側壁,1101d…左側側壁,1103a、1103b…ネジ穴,1104…スリット(風窓),1110…上ケース,1111…下段面,1113…開口部,1114…段差部,1115…上段面,1115a…凸部,1120…スロット群配置領域,1121~1128…スロット,1131…ストッパ部,1132…隆起部,1134…スリット(風窓),1138a、1138b…レール,1141…ラッチ,1142a…係止部,1142b…係止部,1145…セパレータ,1146…上側セルユニット,1147…下側セルユニット,1147a…電池セル,1148…セルユニット,1149…上側セルユニット,1150…回路基板,1150a…表面側,1150b…裏面側,1151…取付孔,1153a、1153b…ランド,1155、1155a…接着樹脂,1156a…(樹脂を流し込む)主領域,1156b…(樹脂を流し込む)副領域,1157~1159…配線パターン,1161、1162…上側正極端子,1162a、1162b…腕部,1164…T端子,1165…V端子,1166…LS端子,1167…上側負極端子,1167a、1167b…腕部,1168…LD端子,1171…下側正極端子,1172…下側正極端子,1172a…腕部,1177…下側負極端子,1177a、1177b…腕部,1180…基板カバー,1181…連結部,1181a…上面,1181b…前方壁面,1181c…切欠き部,1182…仕切り壁,1182a…鉛直壁部,1182b…水平壁部,1182c…左端位置,1183…仕切り壁,1183a…鉛直壁部,1183b、1183c…水平壁部,1184…仕切り壁,1184a、1184d…鉛直壁部,1184b…水平壁部,1184c…塞ぎ板,1185…仕切り壁,1187…仕切り壁,1187a…鉛直壁部,1187b…水平壁部,1188…仕切り壁,1188a…鉛直壁部,1188b…水平壁部,1190…スイッチ,1191…プリズム,1200、1200A…上側端子部品,1201…基体部,1202…ブリッジ部,1203…右側側面,1204…左側側面,1203a、1204a…折曲部,1203b、1204b…凸部,1203c、1204c…切抜部,1205、1206…腕部,1205a、1206a…平面部,1205b、1206b…曲げ部,1205c、1206c…平面部,1205d、1206d…嵌合部,1205e、1206e…案内部,1205f、1206f…切欠き部,1207、1208…脚部,1207a、1208a…切抜部,1209、1211…隙間,1220、1220A…下側端子部品,1221…基体部,1222…ブリッジ部,1223…右側側面,1223a…折曲部,1223c…切抜部,1224…左側側面,1225、1225A、1226…腕部,1225a、1226a…平面部,1225b、1226b…曲げ部,1225c、1226c…平面部,1225d、1226d…嵌合部,1225e、1226e…案内部,1225f、1226f…切欠き部,1227、1228…脚部,1227a、1228a…切抜部,1231…切欠き部,1240…信号端子部品,1241…基体部,1242…ブリッジ部,1243…右側側面,1243a…延在部,1243b…折曲部,1243c…切抜部,1244…左側側面,1245、1246…腕部基部,1249、1250…脚部,1249a…切抜部,1250a、1250b…段差部,1251~254…腕部,1256…半田,1260…上側端子部品,1262…ブリッジ部,1263…右側側面,1263a…折曲部,1264…左側側面,1264b…点線,1264c…補強面, 1265、1266…腕部,1265d…嵌合部,1267、1268…脚部,1280、1280A…下側端子部品,1282…ブリッジ部,1283…右側側面,1284…左側側面,1284b…点線,1284c…切り落とし部,1285、1286…腕部,1285d…嵌合部,1291…切欠き部,1400…電池パック,1401…下ケース,1411…下段面,1415…上段面,1420…スロット,1432…隆起部,1441…ラッチ,1446…電池セル,1450…回路基
板,1461、1462…上側正極端子,1464…T端子,1465…V端子,1466…LS端子,1467…上側負極端子,1468…LD端子,1471、1472…下側正極端子,1474…T端子,1475…V端子,1476…LS端子,1477…下側負極端子,1478…LD端子,1480…上側端子部品,1482…ブリッジ部,1483…右側側面,1484…左側側面,1485…腕部,1485a…平面部,1485b…曲げ部,1485c…嵌合部,1485d…案内部,1485e…先端部,1486…腕部,1486c…嵌合部,1500…端子部品,1505…腕部,1506、1507…腕部片,1508…切欠き溝,1509…腕部,1510、1511…腕部片,1512…切欠き溝,2020…ターミナル部,2021…基台,2022…正極入力端子,2027…負極入力端子,2027a…端子部,2028…LD端子,2028a…端子部,2034…トリガスイッチ(動作スイッチ),2035…モータ(駆動部),2050、2050A…ターミナル部,2051…基台,2051b…凹部,2052、2052A…正極入力端子,2052a、2052b…端子部,2052c…配線部,2052f…端子部,2054…T端子,2054a…端子部,2054c…配線部,2055…V端子,2055a…端子部,2056…LS端子,2056a…端子部,2056c…配線部,2057、2057A…負極入力端子,2057a…端子部,2058…LD端子,2058a…端子部,2058c…配線部,2058f…端子部,2059…ショートバー,2059a…接続部,2059b、2059c…端子部,2059d…ショートバー接続スイッチ,2079b、2079c…(ショートバーの)端子部,2100…電池パック,2146…上側セルユニット,2146a~2146e…電池セル,2147…下側セルユニット,2147a~2147e…電池セル,2496~2499…リード線,2150、2150A…回路基板,2150a…表面側,2150b…裏面側,2150c、2150d…凹部,2151…取付孔,2152a~2152f…貫通孔,2153a、2153b…ランド,2155…接着樹脂,2155a~2155c…接着樹脂,2156a…(樹脂を流し込む)主領域,2156b…(樹脂を流し込む)副領域,2157…配線パターン,2160…接続端子群配置領域,2161、2162…上側正極端子,2161a、2161b、2162a、2162b…腕部,2164…T端子,2165…V端子,2166…LS端子,2167…上側負極端子,2167a、2167b…腕部,2168…LD端子,2171、2172…下側正極端子,2171a、2171b、2172a、2172b…腕部,2177…下側負極端子,2177a、2177b…腕部,2180…基板カバー,2181…連結部材,2181a…上面,2181b~2181f…脚部,2182…仕切り壁,2182a…鉛直壁部,2182b…水平壁部,2182c…左端位置,2183…仕切り壁,2183a…鉛直壁部,2183b、2183c…水平壁部,2184…仕切り壁,2184a、2184d…鉛直壁部,2184b…水平壁部,2184c…塞ぎ板,2184e…後方接続板,2184f…空間,2184g…底板,2185、2186…仕切り壁,2185a…鉛直壁部,2187…仕切り壁,2187a…鉛直壁部,2187b…水平壁部,2188…仕切り壁,2188a…鉛直壁部,2188b…水平壁部,2191a、2191b…嵌合リブ,2192a、2192b…段差部,2196…(ショートバー接続スイッチ2059の)接続動作,2197…トリガ動作,2198…マイコン(の動作),2199…モータ(の動作),2200…ターミナル部,2200a…垂直壁,2200b…水平壁,2201…基台,2201a…上面,2201c…凹部,2202a、2202b…覆い部,2203b…水平保持部,2204a~2208a…覆い部,2204b…水平保持部,2210…仕切り,2210a…上辺,2210c…下辺,2210d…後辺,2220…上側端子部品,2230…下側端子部品,2240…信号端子部品,2241…基体部,2242…ブリッジ部,2243…右側側面,2243a…延在部,2243b…折曲部,2243c…切抜部,2244…左側側面,2245…腕部基部,2245b…切欠き溝,2246…腕部基部,2246b…切欠き溝,2249、2250…脚部,2250a、2250b…段差部,2251~2254…腕部,2256…半田,2260…上側端子部品,2261…基体部,2262…ブリッジ部,2262a…段差部,2263…右側側面,2263a…折曲部,2264…左側側面,2264c…補強面,2265…腕部,2265a…平面部,2265d…嵌合部,2266…腕部,2267…脚部,2280…下側端子部品,2281…基体部,2282…ブリッジ部,2283…右側側面,2284…左側側面,2284c…切り落とし部,2285、2286…腕部,2291…切欠き部,2380…基板カバー,2381a…上面,2386a…段差部,2445…セパレータ,2445a…ネジ孔,2445c、2445d…凸部,2445e…板部,2446…空間,2447a、2447b…ネジボス,2450…タブホルダ,2461、2466…引出し板,2461a、2466a…引出しタブ,2461b…端子面,2461c…水平面部,2461d…ヒューズ部,2461e…切り抜き部,2462、2463、2464、2465…接続板,2462a、2463a…中間引出しタブ,2464a、2465a…接続端子,2471、2476…引出し板,2471a、2476a…引出しタブ,2471b…端子面,2471c…側面部,2471d…水平面部,2471e…ヒューズ部,2471f、2471g…切り抜き部,2471h…放熱部,2472、2473、2474、2475…接続板,2472a~2475a…接続端子,2482a、2482b…絶縁シート,2496~2499…リード線,2494b、2496b~2498b…(リード線の)端部,2500…ターミナルホルダ,2501…水平壁,2501a…水平面,2501b…垂直面,2502…掛止爪,2503a~2503d…湾曲リブ,2504a、2504b…湾曲リブ,2506…段差面,2510…基体部,2510b…底面部,2515…水平面(水平壁),2516…凹部,2516a、2516b…突出部,2522…正極入力端子,2524…T端子,2525…V端子,2526…LS端子,2527…負極入力端子,2528…LD端子,2532…空洞部,2550…ターミナルホルダ,2551a…水平面,2556…段差面,2560…基体部,2565…水平面(ガイド面),2572…正極入力端子,2577…負極入力端子,2582…空洞部,2588b、2588c…端子部,2650、2650A、2650B…ターミナル部,2660、2660A…基体部,2661b…垂直壁,2665…水平面,2665a…(水平面の)下面,2665b…凸部,2666a、2666b…突出部(係合部),2672…正極入力端子,2677…負極入力端子,2680…基板カバー,2688b、2688c…端子部,2690…クッション材,2692a、2692c…(第2の)ガイド部,2692b…(第1の)ガイド部,2695a、2695b…誘導用レール,2697a、2697b…ガイド部,2801…電動工具本体,2802…ハウジング,2803…ハンドル部,2804…トリガスイッチ,2806…モータ,2810…電池パック装着部,2811a…レール溝,2818…装着方向,2820…ターミナル部,2820a…垂直面,2820b…水平面,2822…正極入力端子,2822a…端子部,2822b…接続部,2822c…配線用端子部,2827…負極入力端子,2827a…端子部,2827b…接続部,2827c…配線用端子部,2828…LD端子,2830…電動工具本体,2836…モータ,2850…ターミナル部,2852…正極入力端子,2852a…端子部,2852c…配線用端子部,2857…負極入力端子,2857a…端子部,2857b…接続部,2857c…配線用端子部,2859…ショートバー,2859a…水平部分,2859b、2859c…端子部,2860…電池パック,2861…下段面,2862…上段面,2863…隆起部,2864a、2864b…レール,2865…ラッチボタン,2872…正極側スロット,2877…負極側スロット,2878…スロット,2882…前側正極端子,2882b、2882d…腕部,2882c、2882e…接触端子部(嵌合部),2887…前側負極端子,2892…後側正極端子,2892a…平板部,2892b…腕部,2892c…接触端子部,2897…後側負極端子

Claims (33)

  1. 所定の電圧で動作する高電圧の電気機器本体と、前記電気機器本体に接続可能な電池パックと、を有する電気機器であって、
    前記電池パックは、少なくとも一つのセルを有する複数のセルユニットと、前記複数のセルユニットの正極からそれぞれ延びる複数の正極端子を隣接するよう配置して構成された正極端子群と、前記複数のセルユニットの負極からそれぞれ延びる複数の負極端子を隣接するよう配置して構成された負極端子群と、前記複数のセルユニット、正極端子群及び負極端子群を収容するハウジングと、を有し、
    前記高電圧の電気機器本体は、前記複数の正極端子のうち一の正極端子と接続可能な高電圧用の正極入力端子と、前記複数の負極端子のうち一の負極端子と接続可能な高電圧用の負極入力端子と、前記複数の正極端子のうち他の正極端子と前記複数の負極端子のうち他の負極端子との両方に接続可能な短絡子とを有し、
    前記電池パックが前記高電圧の電気機器本体に接続されたときに、前記一の正極端子が前記高電圧用の正極入力端子と篏合し、前記一の負極端子が前記高電圧用の負極入力端子と篏合し、前記他の正極端子及び前記他の負極端子が前記短絡子を介して電気的に接続され、前記複数のセルユニットが互いに直列に接続され、
    前記電池パックが前記高電圧の電気機器本体に接続されないときに、前記複数のセルユニットが互いに遮断されるよう構成したことを特徴とする電気機器。
  2. 請求項1に記載された電気機器において、
    前記電池パックは、情報又は信号を入力または出力する信号端子を有し、
    前記信号端子を、前記正極端子群と前記負極端子群の間の位置に配置したことを特徴とする電気機器。
  3. 請求項1又は請求項2のいずれか一に記載された電気機器において、
    前記電池パックのハウジングは、前記正極端子群と対応する位置に設けられた第1スロットと、前記負極端子群と対応する位置に設けられた第2スロットとを有し、
    前記電池パックが前記高電圧の電気機器本体に接続されたときに、前記高電圧用の正極入力端子が前記第1のスロットに挿入されて前記一の正極端子と篏合し、前記高電圧用の負極入力端子が前記第2のスロットに挿入されて前記一の負極端子と篏合するよう構成したことを特徴とする電気機器。
  4. 請求項1から請求項3のいずれか一に記載された電気機器において、
    前記正極端子群は前記複数のセルユニットよりも上方の位置に配置され、
    前記正極端子群を構成する一の正極端子は、前記複数のセルユニットを構成する一のセルユニットが有する一の電池セルに対して、一の接続部材を介して接続され、
    前記正極端子群を構成する他の正極端子は、前記複数のセルユニットを構成する他のセルユニットが有する他の電池セルに対して、他の接続部材を介して接続され、
    前記他の正極端子を前記一の正極端子よりも上方又は後方の位置に配置するとともに前記他の電池セルを前記一の電池セルよりも後方の位置に配置するか、あるいは、前記他の正極端子を前記一の正極端子よりも下方又は前方の位置に配置するとともに前記他の電池セルを前記一の電池セルよりも前方の位置に配置したことを特徴とする電気機器。
  5. 請求項1から請求項4のいずれか一に記載された電気機器において、
    前記電池パックは、前記正極端子群及び負極端子群が接続された回路基板を有し、
    前記一の接続部材は、前記回路基板に設けられた一の配線パターンを有し、前記他の接続部材は、前記回路基板に設けられた他の配線パターンを有し、前記他の配線パターンを前記一の配線パターンよりも後方に配置するか、あるいは、前記他の配線パターンを前記一の配線パターンよりも前方に配置したことを特徴とする電気機器。
  6. 請求項1から請求項5のいずれか一に記載された電気機器において、
    前記電池パック又は前記高電圧の電気機器本体は、前記電池パックが前記高電圧の電気機器本体に接続された状態で、前記正極端子群を構成する一の正極端子と他の正極端子との間に延びる絶縁性の部材で構成された端子間絶縁部材を有することを特徴とする電気機器。
  7. 請求項1から請求項6のいずれか一に記載された電気機器と、前記所定の電圧よりも低い電圧で動作する低電圧の電気機器本体と、を有する電気機器システムであって、
    前記低電圧の電気機器本体は、前記正極端子群を構成する前記複数の正極端子と接続可能な低電圧用の正極入力端子と、前記負極端子群を構成する前記複数の負極端子と接続可能な低電圧用の負極入力端子とを有し、
    前記電池パックが前記低電圧の電気機器本体に接続されたときに、前記複数の正極端子が前記低電圧用の正極入力端子と篏合し、前記複数の負極端子が前記低電圧用の負極入力端子と篏合し、前記複数のセルユニットが互いに並列に接続されるよう構成したことを特徴とする電気機器システム。
  8. 請求項7に記載された電気機器システムにおいて、
    前記端子間絶縁部材は、前記電池パックが前記低電圧の電気機器本体に接続された状態で、前記正極端子群を構成する前記複数の正極端子が前記低電圧用の正極入力端子と篏合することを許容するよう構成されたことを特徴とする電気機器。
  9. 所定の電圧で動作する低電圧の電気機器本体と、前記所定の電圧よりも高い電圧で動作する高電圧の電気機器本体と、前記低電圧及び高電圧の電気機器本体に接続可能な電池パックと、を有する電気機器システムであって、
    前記電池パックは、少なくとも一つのセルを有する複数のセルユニットと、前記複数のセルユニットに接続された複数の切替端子を互いに隣接するように配置して構成された第1の切替端子群と、前記複数のセルユニット及び第1の切替端子群を収容するハウジングと、を有し、
    前記低電圧の電気機器本体は、前記第1の切替端子群と篏合可能な第1の低電圧用の切替素子を有し、
    前記高電圧の電気機器本体は、前記第1の切替端子群と篏合可能な第1の高電圧用の切替素子であって、前記第1の低電圧用の切替素子とは異なる構造で構成された第1の高電圧用の切替素子を有し、
    前記低電圧の電気機器本体が前記電池パックに接続されたときには、前記第1の低電圧用の切替素子が前記第1の切替端子群と篏合し、前記複数のセルユニットが互いに並列に接続され、
    前記高電圧の電気機器本体が前記電池パックに接続されたときには、前記第1の高電圧用の切替素子が前記第1の切替端子群と篏合し、前記複数のセルユニットが互いに直列に接続されるよう構成したことを特徴とする電気機器システム。
  10. 請求項9に記載された電気機器システムにおいて、
    前記電池パックは、前記第1の切替端子群とは別に、前記複数のセルユニットに接続された複数の切替端子を隣接するよう配置して構成された第2の切替端子群を有し、
    前記低電圧の電気機器本体は、前記第2の切替端子群と篏合可能な第2の低電圧用の切替素子を有し、
    前記高電圧の電気機器本体は、前記第2の切替端子群と篏合可能な第2の高電圧用の切替素子であって、前記第2の低電圧用の切替素子とは異なる構造で構成された第2の高電圧用の切替素子を有し、
    前記電池パックが前記低電圧の電気機器本体に接続されたときには、前記第1の切替端子群と前記第1の低電圧用の切替素子が篏合し、前記第2の切替端子群と前記第2の低電圧用の切替素子が篏合し、前記複数のセルユニットが互いに並列に接続され、
    前記電池パックが前記高電圧の電気機器本体に接続されたときには、前記第1の切替端子群と前記第1の高電圧用の切替素子が篏合し、前記第2の切替端子群と前記第2の高電圧用の切替素子が篏合し、前記複数のセルユニットが互いに直列に接続されるよう構成したことを特徴とする電気機器システム。
  11. 請求項9又は請求項10のいずれか一に記載された電気機器システムにおいて、
    前記電池パックが前記低電圧又は高電圧の電気機器本体に接続されていないときには、前記複数のセルユニットが互いに接続されないよう構成したことを特徴とする電気機器システム。
  12. 請求項9から請求項11のいずれか一に記載された電気機器システムにおいて、
    前記低電圧の電気機器本体が有する前記第1又は第2の低電圧用の切替素子は、前記第1の切替端子群を構成する前記複数の切替端子を互いに接続して同じ電位となるよう構成され、
    前記高電圧の電気機器本体が有する前記第1又は第2の高電圧用の切替素子は、前記第1の切替端子群を構成する前記複数の切替素子を互いに分離して異なる電位となるよう構成されることを特徴とする電気機器システム。
  13. 請求項10から請求項12のいずれか一に記載された電気機器システムにおいて、
    前記第1の切替端子群は、前記複数のセルユニットの正極からそれぞれ延びる複数の正極端子を隣接するよう配置して構成された正極端子群として構成され、前記第2の切替端子群は、前記複数のセルユニットの負極からそれぞれ延びる複数の負極端子を隣接するよう配置して構成された負極端子群として構成され、
    前記第1の低電圧用の切替素子は、前記正極端子群を構成する複数の正極端子を互いに接続可能に構成され、前記第2の低電圧用の切替素子は、前記負極端子群を構成する複数の負極端子を互いに接続可能に構成され、
    前記第1の高電圧用の切替素子は、前記複数の正極端子のうち一の正極端子に篏合可能な正極入力端子と、他の正極端子に篏合可能な第1の短絡子とを有し、前記第2の高電圧用の切替素子は、前記複数の負極端子のうち一の負極端子に篏合可能な負極入力端子と、他の負極端子に篏合可能な第2の短絡子とを有し、前記第1及び第2の短絡子は互いに接続されており、
    前記電池パックが前記低電圧の電気機器本体に接続されたときには、前記正極端子群と前記第1の低電圧用の切替素子が篏合して、前記複数の正極端子が互いに接続され、前記負極端子群と前記第2の低電圧用の切替素子が篏合して、前記複数の負極端子が互いに接続され、前記複数のセルユニットが互いに並列に接続され、
    前記電池パックが前記高電圧の電気機器本体に接続されたときには、前記一の正極端子と前記正極入力端子が篏合し、前記他の正極端子と前記第1の短絡子が篏合し、前記一の負極端子と前記負極入力端子が篏合し、前記他の負極端子と前記第2の短絡子が篏合し、前記複数のセルユニットが互いに直列に接続されるよう構成したことを特徴とする電気機器システム。
  14. 請求項9から請求項13のいずれか一に記載された電気機器システムにおいて、
    前記電池パックのハウジングは、前記第1の切替端子群を構成する複数の切替端子と対応する位置に設けられた1つの第1スロットを有し、
    前記第1スロットは、前記第1の低電圧用の切替素子と前記第1の高電圧用の切替素子が前記第1スロットに挿入されて前記第1の切替端子群と篏合することを許容するよう構成されたことを特徴とする電気機器システム。
  15. 請求項9から請求項14のいずれか一に記載された電気機器システムであって、
    前記第1の切替端子群を構成する一の切替端子は、前記複数のセルユニットを構成する一のセルユニットが有する一の電池セルに対して、一の接続部材を介して接続され、
    前記第1の切替端子群を構成する他の切替端子は、前記複数のセルユニットを構成する他のセルユニットが有する他の電池セルに対して、他の接続部材を介して接続され、
    前記他の切替端子を前記一の切替端子よりも上方又は後方の位置に配置するとともに前記他の電池セルを前記一の電池セルよりも後方の位置に配置するか、あるいは、前記他の切替端子を前記一の切替端子よりも下方又は前方の位置に配置するとともに前記他の電池セルを前記一の電池セルよりも前方の位置に配置したことを特徴とする電気機器システム。
  16. 請求項9から請求項15のいずれか一に記載された電気機器システムにおいて、
    前記電池パックは、前記第1の切替端子群が接続された回路基板を有し、
    前記一の接続部材は、前記回路基板に設けられた一の配線パターンを有し、前記他の接続部材は、前記回路基板に設けられた他の配線パターンを有し、前記他の配線パターンを前記一の配線パターンよりも後方に配置するか、あるいは、前記他の配線パターンを前記一の配線パターンよりも前方に配置したことを特徴とする電気機器。
  17. 請求項9から請求項16のいずれか一に記載された電気機器システムにおいて、
    前記電池パック、前記低電圧の電気機器本体、又は前記高電圧の電気機器本体の少なくともいずれかは、前記電池パックが前記高電圧の電気機器本体に接続された状態で、前記正極端子群を構成する一の正極端子と他の正極端子との間に延びる絶縁性の部材で構成された端子間絶縁部材を有することを特徴とする電気機器システム。
  18. 請求項17に記載された電気機器システムであって、
    前記端子間絶縁部材は、前記電池パックが前記低電圧又は高電圧の電気機器本体に接続された状態で、前記第1の切替端子群が前記第1の低電圧用又は高電圧用の切替素子と篏合することを許容するよう構成されたことを特徴とする電気機器。
  19. 複数のセルユニットを備え、前記複数のセルユニットの接続状態を切替可能な電池パックであって、
    各セルユニットの正極又は負極に接続された切替端子群を共通のスロット内に隣接配置し、電気機器本体の端子が前記スロット内に挿入され、前記電気機器本体の端子によって前記切替端子群が短絡されることで前記複数のセルユニットの接続状態を切り替え可能としたことを特徴とする電池パック。
  20. 請求項19に記載された前記電池パックと、前記電池パックに接続可能な高電圧の前記電気機器本体とを有する電気機器であって、
    前記電気機器本体は、前記複数のセルユニットを互いに直列に接続する短絡子を有し、
    前記電池パックが高電圧の前記電気機器本体に接続されたときには、前記切替端子群を構成する複数の端子のうち少なくともいずれか一つの端子が前記短絡子に接続されて、前記複数のセルユニットが互いに直列に接続され、
    前記電池パックが高電圧の前記電気機器本体に接続されていないときには、前記切替端子群を構成する複数の端子のうちいずれの端子も前記短絡子に接続されず、前記複数のセルユニットが互いに遮断されるように構成したことを特徴とする電気機器。
  21. 請求項19に記載された前記電池パックと、前記電池パックに接続可能な低電圧の前記電気機器本体とを有する電気機器であって、
    前記電気機器本体は、前記複数のセルユニットを互いに並列に接続する入力端子を有し、
    前記電池パックが低電圧の前記電気機器本体に接続されたときには、前記切替端子群を構成する複数の端子のうち少なくとも二つの端子が前記入力端子に接続されて、前記複数のセルユニットが互いに並列に接続され、
    前記電池パックが低電圧の前記電気機器本体に接続されていないときには、前記切替端子群を構成する複数の端子のうちいずれの端子も前記入力端子に接続されず、前記複数のセルユニットが互いに遮断されるように構成したことを特徴とする電気機器。
  22. 請求項19に記載された前記電池パックと、請求項20に記載された高電圧の前記電気機器本体と、請求項21に記載された低電圧の前記電気機器本体とを有する電気機器システム。
  23. 請求項19に記載された前記電池パックであって、
    前記電池パックは、前記電池パックの左右において前後方向に延びる一対のレールと、前記一対のレールの間で左右方向に並ぶ第1及び第2のスロットとを有し、
    前記切替端子群は、前記複数のセルユニットを構成する各々のセルユニットの正極に接続された複数の正極端子を前記第1のスロット内に隣接配置して構成される第1の切替端子群と、前記複数のセルユニットを構成する各々のセルユニットの負極に接続された複数の負極端子を前記第2のスロット内に隣接配置して構成される第2の切替端子群とを有することを特徴とする電池パック。
  24. 請求項23に記載された前記電池パックと、前記電池パックに接続可能な高電圧の前記電気機器本体とを有する電気機器であって、
    前記電気機器本体は、前記複数のセルユニットを互いに直列に接続する短絡子を有し、
    前記電池パックが高電圧の前記電気機器本体に接続されたときには、前記第1の切替端子群を構成する複数の正極端子のうち少なくともいずれか一つの正極端子が前記短絡子に接続されるとともに、前記第2の切替端子群を構成する複数の負極端子のうち少なくともいずれか一つの負極端子が前記短絡子に接続され、前記複数のセルユニットが互いに直列に接続され、
    前記電池パックが高電圧の前記電気機器本体に接続されていないときには、前記第1及び第2の切替端子群を構成する複数の端子のうちいずれの端子も前記短絡子に接続されず、前記複数のセルユニットが互いに遮断されるように構成したことを特徴とする電気機器。
  25. 請求項23に記載された前記電池パックと、前記電池パックに接続可能な低電圧の前記電気機器本体とを有する電気機器であって、
    前記電気機器本体は、前記複数のセルユニットを互いに並列に接続する正極入力端子及び負極入力端子を有し、
    前記電池パックが低電圧の前記電気機器本体に接続されたときには、前記第1の切替端子群を構成する複数の正極端子のうち少なくとも二つの正極端子が前記正極入力端子に接続されて互いに電気的に短絡するとともに、前記第2の切替端子群を構成する複数の負極端子のうち少なくとも二つの負極端子が前記負極入力端子に接続されて互いに電気的に短絡し、前記複数のセルユニットが互いに並列に接続され、
    前記電池パックが低電圧の前記電気機器本体に接続されていないときには、前記第1及び第2の切替端子群を構成する複数の端子のうちいずれの端子も前記正極入力端子及び負極入力端子に接続されず、前記複数のセルユニットが互いに遮断されるように構成したことを特徴とする電気機器。
  26. 請求項23に記載された前記電池パックと、請求項6に記載された高電圧の前記電気機器本体と、請求項7に記載された低電圧の前記電気機器本体とを有する電気機器システム。
  27. 請求項23に記載された前記電池パックであって、
    前記第1の切替端子群を構成する複数の正極端子は前記第1のスロット内において左右方向と略直交する方向に並ぶよう配置されるとともに、前記第2の切替端子群を構成する複数の負極端子は前記第2のスロット内において左右方向と略直交する方向に並ぶよう配置されることを特徴とする電池パック。
  28. 請求項27に記載された前記電池パックと、前記電池パックに接続可能な高電圧の前記電気機器本体とを有する電気機器であって、
    前記電気機器本体は、前記複数のセルユニットを互いに直列に接続する短絡子を有し、
    前記短絡子は、左右方向と略直交する方向に延びる第1及び第2の端子部と、第1の端子部と第2の端子部を接続する接続部とを有し、
    前記電池パックが高電圧の前記電気機器本体に接続されたときには、前記第1の切替端子群を構成する複数の正極端子のうち少なくともいずれか一つの正極端子が前記短絡子の第1の端子部に接続されるとともに、前記第2の切替端子群を構成する複数の負極端子のうち少なくともいずれか一つの負極端子が前記短絡子の第2の端子部に接続され、前記複数のセルユニットが互いに直列に接続され、
    前記電池パックが高電圧の前記電気機器本体に接続されていないときには、前記第1及び第2の切替端子群を構成する複数の端子のうちいずれの端子も前記短絡子に接続されず、前記複数のセルユニットが互いに遮断されるように構成したことを特徴とする電気機器。
  29. 請求項27に記載された前記電池パックと、前記電池パックに接続可能な低電圧の前記電気機器本体とを有する電気機器であって、
    前記電気機器本体は、前記複数のセルユニットを互いに並列に接続する正極入力端子及び負極入力端子を有し、
    前記正極入力端子及び負極入力端子は、左右方向と略直交する方向に延びるよう構成され、
    前記電池パックが低電圧の前記電気機器本体に接続されたときには、前記第1の切替端子群を構成する複数の正極端子のうち少なくとも二つの正極端子が前記正極入力端子に接続されて互いに電気的に短絡するとともに、前記第2の切替端子群を構成する複数の負極端子のうち少なくとも二つの負極端子が前記負極入力端子に接続されて互いに電気的に短絡し、前記複数のセルユニットが互いに並列に接続され、
    前記電池パックが低電圧の前記電気機器本体に接続されていないときには、前記第1及び第2の切替端子群を構成する複数の端子のうちいずれの端子も前記正極入力端子及び負極入力端子に接続されず、前記複数のセルユニットが互いに遮断されるように構成したことを特徴とする電気機器。
  30. 請求項27に記載された前記電池パックと、請求項28に記載された高電圧の前記電気機器本体と、請求項29に記載された低電圧の前記電気機器本体とを有する電気機器システム。
  31. 前記正極に接続された前記切替端子群は電気的に独立した上側端子と下側端子であり、
    前記負極に接続された前記切替端子群は電気的に独立した上側端子と下側端子であり、
    前記正極の前記上側端子と前記負極の前記下側端子が第1のセルユニットに接続され、
    前記正極の前記下側端子の前記負極の前記上側端子が第2のセルユニットに接続されることを特徴とする請求項19に記載の電池パック。
  32. 請求項19、請求項23、請求項27又は請求項31のいずれか一に記載された電池パックにおいて、
    前記切替端子群を構成する複数の端子の間に絶縁性の仕切り壁を設け、前記仕切り壁は、前記電気機器本体の端子が前記切替端子群と接続することを許容するよう構成したことを特徴とする電池パック。
  33. 請求項19から請求項32のいずれか一に記載された電池パックであって、
    前記切替端子群を構成する一の端子は、前記複数のセルユニットよりも上方の位置に配置されるとともに、前記複数のセルユニットを構成する一のセルユニットが有する一の電池セルに接続され、
    前記切替端子群を構成する他の切替端子は、前記複数のセルユニットよりも上方の位置に配置されるとともに、前記複数のセルユニットを構成する他のセルユニットが有する他の電池セルに接続され、
    前記他の切替端子を前記一の切替端子よりも上方又は後方の位置に配置するとともに、前記他の電池セルを前記一の電池セルよりも後方の位置に配置したことを特徴とする電気機器システム。
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