WO2019017184A1 - 電池パックを用いた電気機器 - Google Patents

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WO2019017184A1
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battery pack
positive electrode
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terminals
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村上 卓宏
西河 智雅
伸二 渡部
淳平 佐藤
光 田村
翔太 菅野
利夫 溝口
恭嗣 中野
浩之 塙
一彦 船橋
政幸 小倉
寺西 卓也
潤一 東海林
翔太 竹内
勇佑 船引
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工機ホールディングス株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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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 battery pack for supplying power to such an electric device.
  • BACKGROUND Electrical devices such as power tools are driven by battery packs using secondary batteries such as lithium ion batteries, and cordless electrical devices are in progress.
  • a battery pack containing a plurality of secondary battery cells is used, and the motor is driven by electric energy stored in the battery pack.
  • the battery pack is configured to be removable from the power tool body, and when the voltage is reduced due to the discharge, the battery pack is removed from the power tool body and charged using an external charging device.
  • 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 between output voltages so as to be shared between electric devices of different voltages and an electric device using the same. It is to do. Another object of the present invention is to provide an electric device using a battery pack which can easily perform voltage setting according to the corresponding electric device and can effectively prevent a voltage setting error. . Still another object of the present invention is to provide an electrical device using a highly functional battery pack. Still another object of the present invention is to provide an electric device using a battery pack having a terminal structure that can be fitted well with the connection terminal on the electric device body side.
  • an electric power tool having a battery pack and a terminal holder (terminal portion) for establishing a connection state electrically with the connection terminal of the battery pack and holding a plurality of device side terminals
  • the battery pack is provided with two parallel projections extending in the front-rear direction, each of the projections being provided with a rail portion engaged with a rail groove on the tool side, and an opening formed between the projections
  • the part was provided with an engaged part to be fitted with the terminal holder.
  • the battery pack has an upper surface between the rail surfaces provided in parallel, a lower surface which descends stepwise from the upper surface, a plurality of slits in the stepped portion between the upper surface and the lower surface, and an opening that connects the slits Have.
  • 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, and a vertical surface and a horizontal surface are formed, and by casting plate-like equipment side terminals so as to be orthogonal to these both surfaces It is fixed.
  • the equipment side terminal has a rectangular shape, one of the long sides is in contact with the horizontal surface, and one of the short sides is in contact with the vertical surface, and projections that project laterally from both left and right ends of the terminal holder Provided.
  • the terminal holder is in common contact with a part of the other long side of the device-side terminal and connected to the vertical surface, and forms a guide surface disposed parallel to the horizontal surface. Engaging portions were formed on both left and right sides.
  • the engaging portion is formed to be flush with the guide surface, and is, for example, 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 the cover member is provided with the engaged portion, and the engaging portion engages with the engaged portion.
  • cushion materials such as self-lubricating rubber which contacts the outer wall surface of a battery pack, in the surface which opposes the battery pack of a guide surface.
  • a battery pack having a positive electrode terminal having two sets of arm units aligned in the vertical direction and a negative electrode terminal having two sets of arm units arranged in the vertical direction
  • a terminal holder fitted with a pack wherein a plate-shaped upper device-side terminal inserted between upper arm sets and a plate-shaped lower terminal inserted between lower arm pairs It is arranged in a separated and non-connected state, and guides the upper arm set and the lower arm set between the equipment side upper terminal and the equipment side lower terminal of the terminal holder by an insulator.
  • the first guide was provided.
  • the terminal holder was provided with a guide portion of an insulating material engaged with the positive electrode terminal and the negative electrode terminal.
  • the upper arm set and the 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 automatically obtain an appropriate output voltage simply by mounting on the electric device body without relying on a mechanical switch mechanism for switching the output voltage, so that electric devices of different voltages can be obtained. It became possible to share the battery pack.
  • the voltage-switchable battery pack can be directly connected to the conventional low-voltage electric device main body, it can be used for the high-voltage electric device main body while maintaining compatibility with the conventional electric device main body. Was able to realize a high battery pack.
  • the terminal structure of the battery pack the occurrence of contact failure with the terminal on the electric device body side is avoided, and the contact resistance between the connection terminal on the electric device body side and the connection terminal on the battery pack side is increased.
  • the method of mounting the battery pack to the electric device body is the same as the conventional method of mounting to the electric device body, so that a battery pack compatible with two power sources having the same ease of use as before and an electric device using the same were realized. .
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the battery pack 100 of FIG. 3;
  • FIG. 5 is an exploded perspective view for illustrating a stacking state of a battery cell using the separator 445 of FIG. 4 and a wiring method.
  • FIG. 5 is a diagram showing a single shape of a positive electrode terminal pair (162 and 172) and a negative electrode terminal pair (167 and 177) used for discharging among the power terminals of FIG.
  • FIG. 4 It is a figure which shows the single-piece shape of the power terminal (161 and 171, 162 and 172, 167 and 177) of FIG. 4, Comprising: (1) is a perspective view of the whole, (2) is a side view of the whole, (3) is a front view of the whole. It is a figure for demonstrating the connection condition of an electric-equipment main body and the power terminal of the battery pack 100, (1) shows the connection circuit of the state connected to the electric tool main body 30 of a present Example, (2) 7 shows a connection circuit connected to the electric power tool main body 1 of FIG.
  • (1) is a perspective view of the terminal portion 50 of the power tool main body 30 of the present embodiment, (2) is a perspective view of the shorting bar 59 alone, (3) is a power terminal of the terminal portion 50 and the battery pack 100 It is a figure which shows the connection method with.
  • (1) is a perspective view of the terminal part 20 of the conventional electric power tool main body 1
  • (2) is a figure which shows the connection condition of the terminal part 20 and the power terminal of the battery pack 100.
  • FIG. It is a figure which shows the single-piece
  • FIG. It is a figure for demonstrating the connection method to the extraction
  • FIG. It is a figure which shows the connection terminal group of FIG. 15, and the board
  • FIG. (1) is a perspective view of the upper case 110 of FIG. 3, (2) is an arrow view of the substrate cover 180 and the terminal portion seen from the arrow B direction of (1). It is a figure for demonstrating the coating method of resin to the circuit board 150.
  • FIG. (1), (2) is a perspective view which shows the terminal part 200 which concerns on the 2nd Example of a present Example.
  • (1) and (3) are perspective views from another angle of the terminal portion 200, and (2) is a front view.
  • (1) is a perspective view of terminal area 50A concerning a 4th example of the present invention
  • (2) and (3) are perspective views of an electric power terminal area.
  • FIG. 28 is a diagram for describing an operation of a short bar connection switch 59 d in FIG. 27 and timings of operations of a trigger switch 34 and a motor.
  • It is a figure which shows the terminal holder 500 for 18V which concerns on the 5th Example of this invention, (1) is a perspective view, (2) is a front view. It is a figure which shows the terminal holder 500 of FIG.
  • FIG. 29 is a partial side view showing a state in which the terminal holder 500 of FIG. 29 is connected to a conventional battery pack 15; It is a figure which shows the shape of the terminal holder 550 for 36V which concerns on the 5th 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 550 of FIG. 32, (1) is a front view, (2) is a bottom view, (3) is a top view. (1) is a side view of the terminal holder 550 of FIG. 32, (2) is a side view in which the side wall portion of the substrate cover 180 is omitted from the view of (1).
  • FIG. 36 is a view showing a terminal portion 650 according to a modification of the fifth embodiment, (1) is a cross-sectional view of a portion corresponding to the DD portion of FIG. 35, (2) is a partially enlarged view of (1)
  • FIG. 37 is a view showing a modified example of fixing the terminal portion 650 of FIG. 36 to the substrate cover 680, (1) is a cross-sectional view of a portion corresponding to the DD portion of FIG. It is a single-piece
  • (1) is a modification of the terminal part 650 of FIG. 36
  • (2) is a left side view of the terminal part 650.
  • FIG. It is a figure showing terminal area 650B concerning the further modification of a 5th example
  • (1) is a front view
  • (2) is a left side view
  • (3) is a connection by the side of battery pack 100.
  • It is a left side view of terminal area 650B in a state of being fitted with a terminal.
  • It is a perspective view for demonstrating the mounting condition of the battery pack 860 of the electrically-driven tool of 6th Example.
  • It is a figure for demonstrating the mounting condition to the electric tool of the battery pack which concerns on a 6th Example.
  • FIG. 20 is a top view showing the terminal arrangement on the battery pack 860 side and the terminal shape and arrangement of the power tool main body 830.
  • an electric tool operating with a battery pack is illustrated as an example of an electric device, and the directions of the front, rear, left, and right of the body of the electric tool are the directions shown in FIG.
  • the front, rear, left, right, up, and down directions when viewed in are described as the directions shown in FIG. 3 with reference to the mounting direction of the battery pack.
  • the mounting direction of the battery pack will be described as a direction based on a situation in which the battery pack side is moved without moving the power tool main body side for convenience of explanation.
  • FIG. 1 is a view for explaining a mounting condition of the battery pack according to the present embodiment to the power tool.
  • the electric power 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 power tool bodies 1 and 30 shown in FIG. 1 are all called impact tools.
  • the electric power tool bodies 1 and 30 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 1 and 30 are provided with housings 2 and 32 which are outer frames which form an outer shape, and handle parts 3 and 33 are formed in the housing 2.
  • a trigger-like operation switch 4, 34 is provided in the vicinity of a portion of the handle portion 3, 33 where the forefinger strikes when the operator holds the battery pack 15 below the handle portion 3, 33.
  • a battery pack mounting portion 10, 40 for mounting 100 is formed.
  • the power tool main body 1 is a conventional electric device using a battery pack 15 with a rated voltage of 18V.
  • the battery pack 15 is a conventional battery pack and can be attached to the battery pack attachment portion 10 of an 18-V-compatible electric device (power tool main body 1) as a combination of arrows a. Only one set of cell units formed by connecting in series 5 cells of a lithium ion battery rated at 3.6 V is accommodated inside battery pack 15, or two sets of such cell units are accommodated to each other. Connected in parallel.
  • the “cell unit” is a plurality of battery cells electrically connected, and as an example of the “cell unit”, a combination of a plurality of battery cells connected in series, or a plurality of battery cells in parallel It includes a connected body connected, and a connected body in which a plurality of battery cells are connected in series and in parallel.
  • the voltage 18 V may be referred to herein as a low voltage in the sense that it is a relatively low voltage.
  • the electric power tool main body 1 or the electric equipment main body with a rated voltage of 18 V may be called a low voltage electric power tool main body or a low voltage electric equipment main body, respectively.
  • a battery pack 15 with a nominal voltage of 18V may be referred to as a low voltage battery pack.
  • the power tool main body 30 is an electric device main body with a rated voltage of 36 V, and the battery pack 100 capable of outputting 36 V is mounted on the battery pack mounting portion 40 as shown by an arrow b1.
  • the voltage 36 V may be referred to herein as a high voltage in the sense that it is a relatively high voltage.
  • the power tool main body 30 or the electrical equipment main body with a rated voltage of 36 V may be called a high voltage power tool main body or a high voltage electrical equipment main body, respectively.
  • Two sets of cell units in which five lithium ion battery cells rated at 3.6V are connected in series are accommodated inside battery pack 100, and 18V output and 36V output are obtained by changing the connection method of the two cell units It is possible to switch between the two.
  • the battery pack 100 is configured to be compatible with two voltages, and outputs of low voltage and high voltage are enabled, so that the battery pack 100 is also mounted on the 18 V-compatible power tool main body 1 as shown by arrow b2. As shown by the arrow b1, it can be attached to the 36 V-compatible power tool main body 30 as well.
  • the battery pack 100 capable of outputting a low voltage and a high voltage may be referred to herein as a voltage variable battery pack.
  • the shapes of the rail portions and terminal portions of the battery pack attachment portions 10 and 40 are substantially the same.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the shape of the battery pack mounting portion 10 of the power tool body 1.
  • the power tool main body 1 shown here is an impact driver, and is provided with a handle portion extending downward from a body portion of the housing 2, and a battery pack mounting portion 10 is formed on the lower side of the handle portion.
  • a trigger switch 4 is provided at the handle portion.
  • An anvil (not shown) serving as an output shaft is provided on the front side of the housing 2, and a tip tool holding portion 8 for attaching a tip tool 9 is provided at the tip of the anvil.
  • a plus driver bit is mounted as the tip tool 9.
  • the battery pack mounting portion 10 corresponding to the shape of the battery pack to be mounted is formed in all the electric devices using the battery pack, not limited to the electric power tool, and the battery pack not conforming to the battery pack mounting portion 10 is mounted Configure as impossible.
  • rail grooves 11a and 11b extending in parallel in the front-rear direction are formed in inner wall portions on both left and right sides, and a terminal portion 20 is provided therebetween.
  • the terminal portion 20 is manufactured by integral molding of a nonconductive material such as a synthetic resin, and a plurality of metal terminals such as the positive electrode input terminal 22, the negative electrode input terminal 27, and the LD terminal (abnormal signal terminal) 28 are cast therein.
  • the terminal portion 20 is formed with a vertical surface 20a which is a butt surface in the mounting direction (front-rear direction) and a horizontal surface 20b, and the horizontal surface 20b is adjacent to the upper surface 115 (described later in FIG. 3) when the battery pack 100 is mounted. , The opposite surface.
  • a curved portion 12 is formed on the front side of the horizontal surface 20b to be in contact with a raised portion 132 (described later in FIG. 3) of the battery pack 100, and a protrusion 14 is formed near the left and right center of the curved portion 12.
  • the protrusion 14 doubles as a screwing boss of the housing of the power tool main body 1 formed in two parts in the left and right direction, and also serves as a stopper for limiting relative movement in the mounting direction of the battery pack 100.
  • FIG. 3 is a perspective view of a battery pack 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the battery pack 100 can be attached to and removed from the battery pack mounting portions 10, 40 (see FIG. 1), and has a low voltage (here, 18 V) depending on the terminal shape on the power tool body 1 or 30 side.
  • the output of high voltage (here, 36 V) is automatically switched.
  • the shape of the mounting portion of the battery pack 100 is the same as that of the conventional battery pack 15.
  • the housing of the battery pack 100 is formed by a lower case 101 and an upper case 110 which can be divided in the vertical direction.
  • the lower case 101 and the upper case 110 are fixed to each other by non-electrically conductive members, for example, synthetic resin and four screws (not shown).
  • the upper case 110 is formed with a mounting mechanism in which two rails 138 a and 138 b are formed for mounting to the battery pack mounting portion 10.
  • the rails 138a and 138b are formed so as to be parallel to the mounting direction of the battery pack 100 and to project from the left and right side surfaces of the upper case 110 in the left-right direction.
  • the forward end of the rails 138a, 138b is an open end, and the rearward end is a closed end connected to the front wall of the ridge 132.
  • Rails 138a, 138b are formed in a shape corresponding to rail grooves 11a, 11b (see FIG.
  • a flat lower surface 111 is formed on the front side of the upper case 110, and an upper surface 115 formed higher than the lower surface 111 is formed in the vicinity of the center.
  • the lower surface 111 and the upper surface 115 are formed in a step-like shape, and their connection portion is a step portion 114 which is a vertical surface.
  • a front portion from the stepped portion 114 to the upper stage surface 115 is a slot group disposition area 120.
  • a plurality of slots 121 to 128 extending rearward from the front step portion 114 are formed.
  • the slots 121 to 128 are notches so as to have a predetermined length in the battery pack mounting direction, and the electric tool main body 1 or 30 or an external charging device (not shown) is provided inside the notches.
  • connection terminals (described later with reference to FIG. 4) that can be fitted to the device-side terminals (not shown) are disposed.
  • the slots 121 to 128 notches are formed on the upper surface and the vertical surface parallel to the mounting direction so that the terminal on the power tool main body side can be inserted from the lower surface 111 side.
  • an opening 113 is formed below the slots 121 to 128 and is continuous with the lower surface 111 in the lateral direction.
  • the left and right sides of the vertically extending rib-shaped vertical wall portion 185a disposed at the center of the opening 113 are formed in a planar shape, and the planar portion is formed by the substrate cover 180.
  • the substrate cover 180 is a component manufactured separately from the upper case 110, and the detailed shape thereof will be described later with reference to FIGS.
  • the slot 121 on the side closer to the right rail 138a of the battery pack 100 is an insertion port of the charging positive terminal (C + terminal), and the slot 122 is an insertion port of the discharging positive terminal (+ terminal). .
  • the slot 127 on the side closer to the left rail 138 b of the battery pack 100 is an insertion port for the negative electrode terminal ( ⁇ terminal).
  • the positive and negative sides of the power terminal for transmitting electric power are disposed sufficiently apart from each other, and the positive electrode is located at a sufficiently separated position on the right as viewed from the vertical virtual plane located at the left and right center.
  • a terminal is provided, and a negative electrode terminal is provided at a position sufficiently separated on the left side.
  • a plurality of signal terminals for signal transmission used to control the battery pack 100 and the power tool body 1, 30 or an external charging device (not shown) are disposed.
  • Four slots 123 to 126 for terminals are provided between the power terminal groups.
  • the slot 123 is a spare terminal insertion port, and no terminal is provided in this embodiment.
  • the slot 124 is an insertion port for a T terminal for outputting a signal serving as identification information of the battery pack 100 to the power tool body or the charging device.
  • the slot 125 is an insertion port for a V terminal for receiving a control signal from an external charging device (not shown).
  • the slot 126 is an insertion port for an LS terminal for outputting temperature information of the battery by a not-shown thermistor (temperature-sensitive element) provided in contact with the cell.
  • a slot 128 for an LD terminal for outputting an abnormal stop signal by a battery protection circuit described later included in the battery pack 100 is further provided.
  • a raised portion 132 formed to be raised is formed on the rear side of the upper stage surface 115.
  • the raised portion 132 is shaped such that its outer shape is raised above the upper stage surface 115, and a recessed stopper portion 131 is formed in the vicinity of the center.
  • the stopper portion 131 serves as an abutment surface of the projection portion 14 (see FIG. 2) when the battery pack 100 is attached to the battery pack attachment portion 10, and the projection portion 14 on the power tool main body 1 side is the stopper portion When it is inserted until it abuts on 131, a plurality of terminals (apparatus side terminals) disposed on the power tool main body 1 and a plurality of connection terminals (described later in FIG.
  • a slit 134 serving as a cooling air inlet communicating with the inside of the battery pack 100 is provided. Further, in a state where the battery pack 100 is attached to the power tool main body 1, the slit 134 is covered so as not to be visible from the outside and is in a closed state.
  • 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 charging device (not shown) to perform charging.
  • the cooling air taken into the inside is discharged to the outside from a slit 104 serving as a ventilating window provided on the front wall of the lower case 101.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the battery pack 100 of FIG.
  • the housing of the battery pack 100 is formed of an upper case 110 and a lower case 101 which can be separated in the vertical direction, and ten battery cells are accommodated in the inner space of the lower case 101.
  • two screw holes 103a and 103b are formed for screwing with the upper case 110, and a screw (not shown) passing through the screw holes 103a and 103b from the bottom upward Passed through.
  • Two screw holes 103 c (not shown) 103 d are also formed in the rear side wall surface of the lower case 101.
  • a plurality of battery cells (not shown) are fixed by a separator 445 made of a nonconductor such as a synthetic resin in a state where five cells are stacked in two stages.
  • the separator 445 holds a plurality of battery cells such that only the left and right sides, which are both ends of the battery cells, are opened.
  • the circuit board 150 is fixed on the upper side of the separator 445.
  • the circuit board 150 fixes a plurality of connection terminals (161, 162, 164 to 168, 171, 172, 177) by soldering, and electrically connects the 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, a light emitting diode and the like are mounted.
  • the material of the circuit board 150 is a so-called printed board in which pattern wiring is printed with a conductor such as copper foil on a board impregnated with a resin having insulating properties to the material, and a single-layer board, double-sided board, multilayer A substrate can be used.
  • a wiring pattern is formed on the upper surface (upper surface of the front surface as viewed in FIG. 4) and lower surface (rear surface) of the circuit board 150 using a double-sided board.
  • a slot group disposition area 160 is provided slightly forward of the center in the front-rear direction of the circuit board 150, and a plurality of connection terminals (161, 162, 164 to 168, 171, 172, 177) are arranged side by side there It is fixed.
  • the positive electrode terminals (161, 162, 171, 172) and the negative electrode terminals (167, 177) are disposed at positions largely separated in the left-right direction, and three signal terminals (T terminal 164, V terminal 165, An LS terminal 166) is provided.
  • a pair of arms extending horizontally is provided on the upper left and right, and one set on the lower left and right in total as a component for the power terminal. Will be described later.
  • the signal terminals (164 to 166, 168) it is also possible to use one signal terminal component in the vertical direction as an arm section as conventionally used.
  • An LD terminal 168 is provided on the left side of the negative electrode terminal pair (167, 177).
  • the LD terminal 168 is also formed to have two sets of upper and lower arms. All the signal terminals (164 to 166, 168) are fixed by soldering on the back surface side, with the respective leg portions penetrating from the front surface to the back surface in the plurality of mounting holes 151 in which the circuit board 150 is formed.
  • the present embodiment is also characterized in the fixing method of the three signal terminals (164 to 166), the details of which will be described later with reference to FIGS. 11 and 12.
  • the board cover 180 described later with reference to FIG. Are solidified with resin and fixed to the separator 445 by screws (not shown). In FIG. 4, the substrate cover 180 is not shown.
  • the lower case 101 has a substantially rectangular parallelepiped shape with an open upper surface, and includes a bottom, a front wall 101a extending in the vertical direction with respect to the bottom, a rear wall 101b, a right side wall 101c, and a left side wall 101d.
  • the inner space of the lower case 101 has a shape suitable for accommodating the separator 445, and a large number of fixing ribs 102 formed on the inner side of the bottom for stably holding the separator 445, and vertical for reinforcing the wall surface
  • a large number of ribs 105 are formed to be continuous in the direction.
  • a slit 104 is provided substantially at the center of the front wall 101a.
  • the slit 134 of the upper case 110 is used as an inlet for allowing the cooling air sent from the charging device side to flow into the internal space of the battery pack 100 when charging is performed by the charging device. Is used as an outlet for cooling air.
  • connection drawing tabs 461a, 466a, 471a, 476a extending in a plate shape in the upward direction.
  • the end portions 494b and 496b to 499b of the lead wires from the intermediate connection point of the battery cells connected in series are arranged to extend upward, and are soldered on the circuit board.
  • middle extension tabs 462 a and 463 a from the middle connection points of the battery cells connected in series are arranged to extend upward to be connected to the circuit board 150.
  • Screw bosses 447 a and 447 b for fixing the circuit board 150 are formed on the upper side of the separator 445.
  • the separator 445 is obtained by stacking five battery cells 146a to 146e and five battery cells 147a to 147e in upper and lower two stages.
  • FIG. 5 shows battery cells 146a to 146e and 147a to 147e being drawn out from separator 445, they are inserted into cylindrical space 446 of separator 445 at the time of assembly, and the exposed terminals on the left and right sides of the separator
  • the connecting plates 462 to 465 and 472 to 475 are connected to one another, and the drawing plates 461, 466, 471 and 476 are connected to the battery cells.
  • the insulating sheets 482 a and 482 b are attached on the connecting plates 462 to 465 and 472 to 475 and the drawing plates 461, 466, 471 and 476 for insulation.
  • the axis lines of the respective battery cells are stacked parallel to one another, and the positive and negative terminals of the adjacent battery cells are arranged so that the directions of the adjacent cells are alternately reversed. It is connected using 465 and 472 to 475. Both side terminals of the battery cell and the connection plates 462 to 465 and 472 to 475 are fixed by spot welding at a plurality of points.
  • five serially connected battery cells provided in the upper stage form an upper cell unit 146 (described later in FIG. 8), and five serially connected battery cells provided in the lower side are provided on the lower side.
  • a cell unit 147 (described later in FIG. 8) is formed.
  • the upper and lower sides of the cell unit mentioned here do not indicate the physical position of the battery cell in the upper case or the lower case in the lower case 101, and two cell units are connected in series.
  • the cell unit located on the ground side is called “lower cell unit”
  • the cell unit located on the higher voltage side when connected in series is called “upper cell unit”
  • the upper cell unit 146 is disposed in the upper stage
  • the lower cell unit 147 is disposed in the lower stage.
  • the arrangement is not limited to this. It may be divided into the front side and the rear side.
  • a lithium ion battery cell (not shown) capable of being charged and discharged multiple times with a diameter of 18 mm and a length of 65 mm called 18650 size is used.
  • 18650 size a lithium ion battery cell (not shown) capable of being charged and discharged multiple times with a diameter of 18 mm and a length of 65 mm called 18650 size.
  • 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 cells to be used are not limited to the 18650 size, and may be so-called 21700 size battery cells or battery cells of other sizes.
  • the shape of the battery cell is not limited to a cylindrical shape, and may be a rectangular solid, a laminate, or any other shape.
  • the type of battery cell is not limited to a lithium ion battery, and any type of secondary battery such as a nickel hydrogen battery cell, a lithium ion polymer battery cell, a nickel cadmium battery cell or the like may be used.
  • Two electrodes are provided at both ends of the battery cell in the longitudinal direction. Of the two electrodes, one is a positive electrode and the other is a negative electrode, but the position at which the electrodes are provided is not limited to only both ends, and any electrode as long as the cell unit can be easily formed in the battery pack Good arrangement.
  • the positive electrode of the upper cell unit 146 is connected to the circuit board 150 using the extraction plate 461 having the extraction tab 461a formed thereon, and the negative electrode of the upper cell unit 146 uses the extraction plate 466 having the extraction tab 466a formed thereon. It is connected to the substrate 150.
  • the positive electrode of the lower cell unit 147 is connected to the circuit board 150 using the drawing plate 471 having the drawing tab 471a formed thereon, and the negative electrode of the lower cell unit 147 has the drawing board formed with the drawing tab 476a It is connected to the circuit board 150 using 476.
  • tab holders 450 to 452, 455 to 457 for holding the tabs of the draw-out plates 461, 466, 471, 476 in the shape of folding a thin metal plate are formed.
  • the tab holders 450 to 452 and 455 to 457 are tab holding portions formed to hold the L-shaped extension tabs 461 a, 462 a, 463 a, 466 a, 471 a, 476 a, and the seat is formed when the separator 445 is formed. It is integrally formed as a recess having a surface, a back surface, and both side surfaces, and drawing tabs 461a, 462a, 463a, 466a, 471a, 476a are respectively fitted into the recesses.
  • the separator 445 Two screw bosses 447 a and 447 b for screwing the circuit board 150 are formed on the separator 445.
  • the right sides of the draw-out plates 461, 471 and connection plates 463, 465, 473, 475 are covered with the insulating sheet 482a, and the left sides of the pull-out plates 466, 476 and the connection plates 462, 464, 472, 474 are covered with the insulation sheet 482b.
  • the insulating sheet 482a is a material that does not transmit electricity, and the inner portion is coated with a sealing material.
  • FIG. 6 is a partial view of the circuit board 150 shown in FIG. 4 and shows the positive terminal pair (upper positive terminal 162 and lower positive terminal 172) fixed to the circuit board 150 and the negative terminal pair (upper negative terminal 167). Only the lower side negative electrode terminal 177) is illustrated.
  • the positive electrode terminals for output are arranged such that the electrically independent upper positive electrode terminal 162 and the lower positive electrode terminal 172 are aligned in the front-rear direction as viewed from the mounting position of the circuit board 150.
  • These are a plurality of terminals (162, 172) arranged close to each other, and function as a group of switching terminals used for voltage switching.
  • the upper positive electrode terminal 162 and the lower positive electrode terminal 172 each have an arm set (arms 162a and 162b, arms 172a and 172b) extending forward.
  • the arm portions 162a and 162b and the arm portions 172a and 172b are vertically separated from each other, and the positions of the fitting portions in the longitudinal direction are substantially the same.
  • These positive electrode terminal pairs (162, 172) are disposed in a single slot 122.
  • the negative electrode terminal pair is also the same as the shape of the positive electrode terminal pair, and is constituted by the upper negative electrode terminal 167 and the lower negative electrode terminal 177, and these negative electrode terminal pairs (167, 177) are arranged inside a single slot 127. Ru.
  • a plurality of terminals (167, 177) arranged close to each other, and function as a group of switching terminals used for voltage switching.
  • an arm set of the upper negative electrode terminal 167 is disposed on the upper side, and an arm set of the lower negative electrode terminal 177 is disposed below the arm set of the upper negative electrode terminal 167.
  • the positive terminal pair for charging (upper positive terminal 161 and lower positive terminal) is located on the right of the positive terminal pair for discharging (upper positive terminal 162 and lower positive terminal 172).
  • 171 See FIG. 4).
  • the shape of the positive electrode terminal pair (161, 171) for charging is the same shape as the upper positive electrode terminal 162 and the lower positive electrode terminal 172.
  • FIG. 7A is a perspective view showing a single component of the upper terminal component 260 and the lower terminal component 280.
  • the upper terminal component 260 is a common component used as the upper positive terminal 161, 162 and the upper negative terminal 167
  • the lower terminal component 280 is a common component used as the lower positive terminal 171, 172 and the lower negative terminal 177. It is.
  • the upper terminal component 260 and the lower terminal component 280 are formed by cutting a flat plate made of a conductive metal by pressing and bending it into a U shape.
  • the upper terminal component 260 is bent so that the U-shaped bottom surface, that is, the bridge portion 262 is on the rear side, and the lower terminal component 280 is bent so that the bridge portion 282 is on the rear side.
  • the upper terminal component 260 is formed with long arms 265 and 266 extending upward of the lower terminal component 280. As viewed in the front-rear direction in which the arm portions 265 and 266 extend, the bridge portion 262 has an orthogonal plane, and the plane is a vertical plane extending in the vertical direction.
  • the upper terminal part 260 has a right side 263 and a left side 264 which are bent in a U-shape and formed parallel to each other, and a bridge portion 262 connecting them and serving as a rear side.
  • arm portions 265 and 266 for sandwiching the device side terminal from the left and right sides respectively are provided.
  • the front side portions of the left side surface 264 it extends in a plane in the vertical direction from the lower side to a position close to the upper end, and arm portions 265 and 266 are formed to extend forward from near the upper end.
  • the shape of the right side 263 is formed in plane symmetry with the left side 264.
  • the arm portion 265 is disposed to extend forward from the upper front side of the right side surface 263, and the arm portion 266 is disposed to extend forward from the upper front side of the left side surface 264.
  • the arm portions 265 and 266 are formed to extend from the upper side portion of the front side portion of the base portion 261 to the front side, that is, in a direction parallel to the mounting direction of the battery pack 100.
  • the arms 265 and 266 are pressed against each other by pressing so that they face each other when viewed in the left-right direction, so that they come close to the minimum spacing portion, that is, the position where the fitting portion fitting with the device connection terminal is almost in contact. It has sex.
  • pressing means plastic working performed using a press machine, pressing a material such as a sheet metal against the mold with high pressure, subjecting it to shearing such as cutting, punching, and drilling, and further necessary. Accordingly, it is sheared and formed into a desired shape by bending and drawing.
  • the upper terminal component 260 and the lower terminal component 280 are formed of, for example, a flat plate having a thickness of 0.8 mm.
  • the upper side positive electrode terminals 161 and 162 and the upper side negative electrode terminal 167 have high mechanical strength, and the fitting pressure at the time of fitting with the device side terminal becomes high. Note that heat treatment, plating, or the like may be performed after pressing.
  • the lower terminal component 280 is also manufactured in the same manner, and includes a base portion 281 including a right side 283 and a left side 284, which are bent in a U-shape and formed parallel to each other, and a bridge 282 connecting them.
  • the arm portions 285 and 286 are formed on the front side from near the elongated upper portions of the right side surface 283 and the left side surface 284, respectively.
  • the arms 285 and 286 are shaped so as to sandwich the device side terminal from the left and right sides inward.
  • the distance S between the upper end position of the upper arm set (265, 266) and the lower end position of the lower arm set (285, 286) 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 (265, 266) and the lower arm set (285, 286) are arranged to be separated by a predetermined distance S1 in the vertical direction.
  • a notch 291 which is largely cut away from the front side is formed below the lower arm set (285, 286).
  • the rear side of the lower terminal component 280 is arranged and fixed in the front-rear direction so as not to contact with the right side 263 and the left side 264 of the upper terminal component 260 with a predetermined gap therebetween.
  • the base portion 261 referred to in the present specification is a portion exposed to the upper side from the surface of the circuit board 150 to be attached, and is a portion excluding the arms 265 and 266.
  • the base portion 261 of the upper terminal component 260 is constituted by the right side surface 263, the left side surface 264 and the bridge portion 262.
  • the legs 267 and 268 are connected below the lower side of the base portion 261.
  • the right side surface 263 and the left side surface 264 are substantially rectangular extending in the vertical direction, and the arm portions 265 and 266 are formed to extend forward on a portion near the upper end.
  • the width (length in the vertical direction) is large near the rear side of the arms 265 and 266, that is, near the dashed line B2, and the width gradually decreases toward the front, and the width is constant on the front side of the imaginary line B1.
  • the fitting portions 265 d and 266 d are bent in a curved shape having a predetermined curvature radius R 1 inside in a top view.
  • the arms 265 and 266 are formed to extend forward from the upper front side of the U-shaped base portion, and the arms 265 and 266 are formed to have elasticity in a non-contact state with each other. Ru.
  • the legs 267 and 268 are inserted into the mounting holes (through holes) of the circuit board 150 to project the legs 267 and 268 from the mounting surface (front surface) of the circuit board 150 to the surface (back surface) opposite to the mounting surface.
  • the legs 267 and 268 are soldered to the circuit board 150 on the back side. Further, by soldering, the arms 265 and 266 are electrically connected to the battery cells and electronic elements mounted on the circuit board 150.
  • the height H1 of the leg portions 267 and 268 is larger than the thickness of the circuit board 150 and smaller than twice.
  • the bridge portion 262 is projected so as to curve rearward, so this protruding portion is the upper terminal component 260 and the lower side. It is used for vertical positioning when attaching the terminal component 280 to the circuit board 150.
  • a bent portion 263a (not shown) in which a horizontally convex portion is formed on the front side of the lower side portion of the right side 263 and the left side 264 and the convex portion is bent inward. , 264a are formed.
  • substantially circular cutouts are formed on the upper and lower sides of the bent portions of the bent portions 263a and 264a.
  • the bent portions 263 a and 264 a and the step portion 262 a are formed in order to position the upper terminal component 260 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 150.
  • the base portion 261 is substantially L-shaped inverted in side view.
  • the rear portions of the arms 265 and 266 are formed with flat portions 265a and 266a in which the right side 263 and the left side 264 extend in the same plane toward the front from near the connection on the rear side.
  • the tip portions of the arms 265 and 266 are formed with fitting portions 265 d and 266 d which are bent so as to extend outward with a large radius of curvature R 1 .
  • the inner sides of the fitting portions 265 d, 266 d are shaped so as to have a slight gap when the battery pack 100 is removed from the power tool main bodies 1, 30.
  • the front sides of the fitting portions 265d, 266d are formed so that the distance sharply increases as they go forward, and guides the terminals on the power tool main body 1, 30 side.
  • the lower terminal part 280 has a right side 283 and a left side 284, which are formed to be parallel to each other by bending in a U-shape, and a bridge portion 282 connecting them, and an elongated upper portion of the right side 283 and the left side 284
  • the arms 285 and 286 are provided to extend forward and obliquely upward.
  • the width of the arms 285 and 286 in the vertical direction is substantially constant in the front and rear direction, and is formed to extend horizontally on the front side with respect to the virtual line B1, but is obliquely disposed on the rear side with respect to the virtual line B1. .
  • the lengths of the arm portions 265 and 266 of the upper terminal component 260 are the lengths of the arm portions 285 and 286 of the lower terminal component 280 ( The length in the front-rear direction is longer than the position of the arrow 291 (on the front side). It is preferable that the fitting pressure at the fitting portion of the upper terminal component 260 be the same as the fitting pressure of the lower terminal component 280 even in such an arm assembly having different lengths in the front-rear direction.
  • the initial gap distance in the non-mounted state of the battery pack is made different. That is, when the battery pack 100 is not attached to the power tool main body 1 or 30 (in a detached state), the minimum distance between the left and right arms 265 and 266 is different from the distance between the arms 285 and 286.
  • the distance between the arm portions 265 and 266 of the upper terminal component 260 is 0.2 mm
  • the minimum distance between the arm portions 285 and 286 of the lower terminal component 280 is 0.5 mm.
  • the shapes of the upper terminal part 260 and the lower terminal part 280 are also devised. That is, as shown in FIG. 7 (2), the upper terminal part 260 should normally form a substantially right angle such as dotted line 264b, but in this case the outline of dotted line 264b is extended in the direction of arrow 264e to It is set as the shape where the reinforcement surface 264c of the isosceles triangle shape is added visually. As a result, the contour of the inner corner portion is slanted as shown by the arrow 264 d, and the attachment rigidity of the arm portions 265 and 266 of the upper terminal component is improved by this shape change.
  • the contour of the outer corner portion is as shown by an arrow 284 d, which reduces the rigidity of the lower terminal component arms 285 and 286.
  • the contour portions shown by the arrow 264 d and the arrow 284 d are determined such that they are spaced apart by a constant distance so as to be substantially parallel to each other in a side view.
  • the length of the bridge portion 282 in the vertical direction becomes short.
  • the strength is sufficiently strong as compared with the upper terminal component 260, so that the shape change can achieve just the strength balance.
  • the shape of the inner corner portion is modified by adding a reinforcing surface 264c to the upper terminal component 260, and the shape of the outer corner portion is modified by adjusting the strength of the lower terminal component 280 by forming the cut-off portion 284c.
  • FIG. 7 (3) is a front view of the upper terminal component 260 and the lower terminal component 280.
  • FIG. 7 (3) is a front view of the upper terminal component 260 and the lower terminal component 280.
  • the minimum distance between the upper and lower arm sets is made different.
  • the distance between the lower arms 285 and 286 in the left-right direction is larger than the distance between the upper arms 265 and 266 in the left-right direction.
  • the relationship is such that the lengths of the arm parts 265 and 266 and the arm parts 285 and 286 arranged in the vertical direction are inversely proportional to the length in the mounting direction (front-rear direction).
  • Long arms 265 and 266 face each other at narrow intervals in the initial state.
  • the short arms 285 and 286 face each other at a wide interval.
  • the power terminal uses the upper terminal component 260 and the lower terminal component 280 having a thickness of 0.8 mm. Since only minute current flows in the signal terminal component, it may be manufactured by using a metal plate with a thickness of about 0.3 mm as in the conventional battery pack 15. In this modification, the rigidity of the power terminal through which a large current flows is further improved, and the fitting state can be favorably maintained not only during work but also over long-term use.
  • the fitting pressure of the upper and lower arm sets substantially the same it is not limited only to the adjustment of the gap of the fitting part and the change of the shape in the vicinity of the mounting source. It can also be achieved by adjustment, selection of the material of the terminal parts, and the like.
  • FIG. 8A is a view showing a state in which the battery pack 100 is attached to the 36V power tool main body 30.
  • the power tool main body 30 operates the drive unit 35 by fitting the upper positive electrode terminal 162 and the upper negative electrode terminal 167.
  • the upper cell unit 146 and the lower cell unit 147 are connected in series. That is, the negative electrode of the upper cell unit 146 is connected to the positive electrode of the lower cell unit 147, the positive electrode of the upper cell unit 146 is connected as the positive output of the battery pack 100, and the negative electrode of the lower cell unit 147 is connected as the negative output. Ru.
  • the series output of the upper cell unit 146 and the lower cell unit 147 that is, the rated 36 V is output.
  • FIG. 8 (2) is a view showing a state in which the battery pack 100 is attached to the 18V power tool main body 1.
  • the 18 V power tool main body 1 is provided with a positive electrode input terminal (described later in FIG. 10) having a size to be fitted simultaneously with the upper positive electrode terminal 162 and the lower positive electrode terminal 172.
  • a negative electrode input terminal (described later in FIG. 10) of a size to be fitted simultaneously with the upper negative electrode terminal 167 and the lower negative electrode terminal 177 is provided. That is, positive electrodes are output when the positive electrodes of the upper cell unit 146 and the lower cell unit 147 are connected to each other, and negative electrodes are output when the negative cells of the lower cell unit 147 are connected to the upper cell unit 146.
  • FIG. 9 is a perspective view of the terminal portion 50 of the power tool main body 30 according to this embodiment (1), (2) is a perspective view of the shorting bar 59 alone, and (3) is the terminal portion 50 and the battery pack 100. It is a figure which shows the connection method with the power terminal of.
  • a terminal portion 52a of the positive electrode input terminal 52 for receiving power and a terminal portion 57a of the negative electrode input terminal 57 are formed on the upper side of the terminal portion 50 of the power tool main body 30 rated at 36V as power input terminals.
  • the terminal portion 52a of the positive electrode input terminal 52 fits only to the upper positive electrode terminal 162, and the terminal portion 57a of the negative electrode input terminal 57 fits only to the upper negative electrode terminal 167.
  • a shorting bar 59 (59a to 59c) for shorting the lower positive electrode terminal 172 and the lower negative electrode terminal 177 is provided at the terminal portion of the power tool main body 30.
  • the shorting bar 59 is a shorting element made of a metal conductive member and is a member bent in a U-shape.
  • the terminal portion 59b is formed on one end side of the connection portion 59a of the shorting bar 59, and is disposed below the terminal portion 52a.
  • the terminal portion 59c is formed on the other end side of the connection portion 59a of the shorting bar 59, and the terminal portion 59c is disposed below the terminal portion 57a.
  • the terminal portion 59 b is engaged with the lower positive electrode terminal 172, and the terminal portion 59 c is engaged with the lower negative electrode terminal 177.
  • the shorting bar 59 is fixed by being cast on a synthetic resin base 51 (described later in FIG. 7) together with other device side terminals such as the positive electrode input terminal 52 and the negative electrode input terminal 57. At this time, the shorting bar 59 does not contact with the other metal terminals (52, 54 to 58). In addition, since the shorting bar 59 is used only to short the lower positive electrode terminal 172 and the lower negative electrode terminal 177, there is no need to wire to the control circuit or the like of the electric power tool main body.
  • the positive electrode input terminal 52 is a portion to be fitted to the upper positive electrode terminal 162, and for soldering a lead wire for connecting the terminal portion 52a formed in a flat plate shape to the circuit board side of the electric tool main body 30 side.
  • the wiring portion 52c is formed by a connection portion (not visible in the figure) which connects between the terminal portion 52a and the wiring portion 52c and is cast in a synthetic resin base 51.
  • the negative electrode input terminal 57 is also similar to the positive electrode input terminal 52, and the height of the terminal portion 57a is approximately half or smaller than that of the other terminal portions (54a to 56a, 58a).
  • the other terminals are terminals for signal transmission, and are connected to the control circuit board on the power tool main body 30 side by lead wires (not shown) through the wiring portions 54c to 56c, 58c. Be done.
  • lead wires not shown
  • concave portions 51b and 51c to be held by the housing are provided.
  • positive electrode input terminal 52 and terminal portion 59 b are in the same slot. It is inserted to the inside through 122 (see FIG. 3), and is fitted to the upper positive terminal 162 and the lower positive terminal 172, respectively.
  • the positive electrode input terminal 52 is press-fit between the arm portions 162a and 162b of the upper positive electrode terminal 162 so as to push and expand the fitting portion of the upper positive electrode terminal 162, and the terminal portion 59b of the shorting bar 59 is the lower positive electrode.
  • the terminal 172 is press-fitted in such a manner as to spread between the arms 172a and 172b.
  • the negative electrode input terminal 57 and the terminal portion 59c are inserted into the inside through the same slot 127 (see FIG. 3), and fitted to the upper negative electrode terminal 167 and the lower negative electrode terminal 177, respectively.
  • the terminal portion 57a of the negative electrode input terminal 57 is press-fit between the arm portions 167a and 167b of the upper negative electrode terminal 167 so as to push up the space between the fitting portions.
  • the terminal portion 59 c of the shorting bar 59 is press-fitted so as to spread between the arm portions 177 a and 177 b of the lower negative electrode terminal 177.
  • the terminal portions 52a, 57a, 59b, 59c is slightly larger than the initial gap (the gap when the battery pack 100 is not attached) of the fitting portion of each arm, the terminal portions 52a, 57a, A predetermined fitting pressure acts on a fitting point between each of 59b and 59c and the upper positive electrode terminal 162, the lower positive electrode terminal 172, the upper negative electrode terminal 167, and the lower negative electrode terminal 177.
  • the device side terminals (terminal portions 52a, 57a, 59b, 59c) of the electric power tool main body 30 and the power terminals of the battery pack contacts well in a state where the electrical contact resistance is reduced.
  • the power tool body 30 is a third terminal inserted into the single slot (122 and connected to only the first terminal (162) of the first and second terminals (162, 172).
  • the first and third terminals (162 and 52a) are connected to each other to be at the first potential, and the second and fourth terminals (172 and 59b) The two terminals are connected to each other to have a second potential different from the first potential, which is also connected on the side of the negative electrode terminal pair (167, 177).
  • Cell unit 146 and lower cell unit 14 The output of the series connection, that is, the nominal 36V is outputted from the battery pack 100.
  • the connection relationship is as shown in FIG.
  • the terminal portion 22a of the positive electrode input terminal 22 is press fitted so as to push and expand both the upper positive terminal 162 and the open end of the lower positive terminal 172.
  • the upper partial region of the terminal portion 22 a of the positive electrode input terminal 22 contacts the upper positive electrode terminal 162, and the lower partial region contacts the lower positive electrode terminal 172.
  • the terminal portion 27 a of the negative electrode input terminal 27 is press-fitted so as to push and expand both the open end portions of the upper negative electrode terminal 167 and the lower negative electrode terminal 177, and the upper side of the terminal portion 27 a of the negative electrode input terminal 27 A partial region is in contact with the upper negative electrode terminal 167, and a lower partial region is in contact with the lower negative electrode terminal 177.
  • the output of the parallel connection of the upper cell unit 146 and the lower cell unit 147, that is, the rated 18 V is output to the electric power tool main body 1.
  • the terminal portion 22a of the positive electrode input terminal 22 and the terminal portion 27a of the negative electrode input terminal 27 are made of a metal plate having a predetermined thickness. Therefore, it is important that the fitting pressure of the upper positive electrode terminal 162 and the upper negative electrode terminal 167 by the arm portion be equal to the fitting pressure of the lower positive electrode terminal 172 and the lower negative electrode terminal 177 by the arm portion.
  • the battery pack 100 of the present embodiment when the battery pack 100 of the present embodiment is mounted on either the 18 V power tool main body 1 or the 36 V power tool main body 30, the outputs of the battery pack 100 are automatically switched, A user-friendly battery pack 100 corresponding to the voltage could be realized.
  • This voltage switching is not performed on the battery pack 100 side, but is automatically performed according to the shape of the terminal portion on the power tool main body 1, 30 side, so there is no risk that a voltage setting error will occur.
  • a dedicated voltage switching mechanism such as a mechanical switch on the battery pack 100 side, the structure is simple, there is less possibility of failure, and a battery pack having a long life can be realized.
  • the shorting bar 59 shorting the lower positive electrode terminal 172 and the lower negative electrode terminal 177 can be mounted in the same space as the existing terminal portion 20 of the 18V battery pack, voltage switching is performed with a size compatible with the conventional case.
  • the battery pack of the formula can be realized. Furthermore, when charging is performed using an external charging device, since it is possible to charge according to the connection method as shown in FIG. 10 (2), a charging device that charges both high voltage and low voltage There is no need to prepare.
  • charging can be performed using the same charging device as a conventional 18V battery pack.
  • the terminal of the charging device in that case has the same shape as that of FIG. 10 (1), but instead of the positive electrode terminals (162, 172) for discharging, the positive electrode terminals for charging (upper positive electrode terminal 161, lower positive electrode terminal 171) will be connected to the positive terminal of the charging device (not shown).
  • the connection state at that time is also substantially the same as the connection relation shown in FIG. 10 (2).
  • charging is performed using the charging device for 18 V in a state in which the upper cell unit 146 and the lower cell unit 147 are connected in parallel, so when charging the battery pack 100 of this embodiment, a new charging device is used. There is an advantage of not having to prepare.
  • the signal terminal component 240 is manufactured by pressing a single metal plate, and is bent so that the bridge portion 242 which becomes a U-shaped bottom portion of a metal thin plate becomes a rear vertical surface.
  • An arm set (arm base portions 245 and 246) extends forward from the base portion 241, and the arm base 245 is formed to be separated into upper and lower arm sets (arms 251 and 253),
  • the arm base 246 is formed to be separated into the upper and lower arm sets (252, 254) by forming the horizontally extending notched groove 246b.
  • the metal plate used for press processing may be a flat plate with a thickness of 0.3 mm, and may be thinner than the plate thickness 0.5 mm of the upper terminal component 260 and the lower terminal component 280 used for the power terminal.
  • the upper and lower arm sets are formed in the same shape, and the length in the front-rear direction, the width in the vertical direction, the plate thickness, and the like are the same.
  • the upper arm set (arms 251 and 252) and the lower arm set (arms 253 and 254) are respectively formed with fitting parts (251 d, 253 d, etc.). For this reason, the curved shape is also the same at the top and the bottom, and the left and right arms are made to be a plane symmetrical shape.
  • the mounting positions of the leg portions 249 and 250 are arranged to be largely shifted in the front-rear direction.
  • the shape of the lower side portion of the base portion 241 is different from right to left, and the shapes of the right side surface 243 and the left side surface 244 are asymmetric.
  • the legs 249 are disposed largely offset to the front as compared with the position of the conventional legs 250, and the legs 249 and 250 are separated by a large distance in the front-rear direction. Since the legs 249 and the legs 250 are not arranged adjacent to each other in the left-right direction in this way, they are arranged to be shifted forward and backward.
  • a leg portion 249 is formed to extend downward from its front end portion.
  • the leg portion 249 and the leg portion 250 respectively penetrate a through hole (not shown) formed in the circuit board 150 from the front surface to the back surface, and the portion protruding to the back surface is soldered to the circuit substrate 150.
  • the upper arm set (arms 251 and 252) and the lower arm set (arms 253 and 254) are electrically connected to the electronic device mounted on the circuit board 150. .
  • a left bent portion 243b is formed to limit the amount of insertion of the circuit board 150 into the mounting hole 151 (see FIG. 4).
  • cutout portions 243c and 249a cut out in a semicircular shape are formed to facilitate bending.
  • step portions 250a and 250b formed on the front side and the rear side of the leg portion 250 are used.
  • the stepped portion 250a is formed by extending the lower side portion of the left side surface 244 to the front side, and the stepped portion 250b is formed using the lower side portion of the bridge portion 242 curved in a U-shape.
  • the mounting position of the leg portion 250 in the vertical direction can be determined.
  • the mounting position of the legs 249 and 250 in the front-rear direction is defined by the position of the mounting hole 151 (see FIG. 4) of the circuit board 150.
  • FIG. 11 (2) is a view of the signal terminal part 240 alone viewed from the lower front side.
  • a notch groove 245b extending in the horizontal direction is formed on the front side of the arm base portion 245, whereby the upper and lower arm sets (arm portions 251 and 253) are separated.
  • the right leg 249 is disposed to be largely displaced forward as compared to the left leg 250. As a result, even if a force is applied to the four arms 251, 252, 253, 254 in the upward or downward direction, the signal terminal component 240 can be firmly held on the circuit board.
  • the external force applied to the arms 251, 252, 253, 254 is applied so as to push the set of arms backward when attaching the battery pack 100 to the power tool body 1, 30, and this force causes the signal terminal component 240 to It is in the direction of falling backwards.
  • this force when removing the battery pack 100 from the power tool main bodies 1 and 30, it is a force that pushes the arm set forward, and this force tends to tilt the signal terminal component 240 forward.
  • the external force applied when attaching and detaching the battery pack 100 can be effectively received by shifting the positions of the leg portions 249 and 250 in the front-rear direction, and the mounting rigidity of the signal terminal component 240 is greatly enhanced. Since the battery pack 100 can be manufactured, the durability of the battery pack 100 can be improved.
  • the arm set is also divided into the upper and lower two stages, even if various vibrations or external forces are received during the operation of the electric power tool, the four contact areas of the arm can be electrically operated. Good contact with the tool body terminal can be maintained.
  • the “contact area” refers to the arm portions 251, 252, 253, 254 of the signal terminal component 240 and the input terminals (for example, the positive electrode input terminal 52 and the negative electrode input terminal) when the battery pack 100 is attached to the power tool body. 57) point to the contacting area.
  • the number of mounting holes of the circuit board 150 and the number of soldering places necessary for manufacturing the signal terminal component 240 are the same as in the prior art, an increase in manufacturing cost can be suppressed.
  • the signal terminal component 240 of this embodiment exhibits not only the rigidity improvement but also other effects.
  • Conventional signal terminal parts (not shown) are provided with two legs that are electrically and mechanically attached by soldering to a circuit board, but the legs are arranged side by side in the left-right direction. The parts between the parts were narrow and the soldered parts were often connected, and it was not possible to route the signal patterns between the left and right legs.
  • one leg 249 of the signal terminal component 240 is disposed on the front side, and the other leg 250 is disposed on the rear side, and both legs are separated.
  • Such a signal terminal component 240 is suitable when it is desired to enhance the function of the battery pack 100 of the present embodiment, that is, the conventional battery pack and to promote miniaturization in terms of voltage ratio.
  • the circuit board 150 is larger than that used conventionally, and the electronic elements are mounted not only on the rear side of the connection terminal group but also on the front side area. At that time, the wiring pattern was arranged also below the signal terminal component 240. The method of the arrangement will be described with reference to FIG.
  • FIG. 12 is a view showing a fixing condition of a plurality of signal terminal parts 240 to the circuit board 150, (1) is a view from the front, and (2) is a view from the left of the signal terminal parts 240. is there.
  • the signal terminal component 240 is a common component, and is arranged and fixed in the lateral direction on the circuit board 150 as the T terminal 164, the V terminal 165, and the LS terminal 166.
  • the signal terminal part 240 is formed with a notch so as to create a space S2 near the center of the arm, so the upper arm set (251, 252) and the lower arm set (253, 254) are vertically It has a shape that exists in two stages.
  • the closest portions (fitting portions) of the upper arm set (251, 252) and the lower arm set (253, 254) have a slight clearance. It is arranged to separate or abut.
  • the respective leg portions 249 and 250 protrude through the mounting holes (see FIG. 4) of the circuit board 150 to the lower side, and are fixed by the solder 256 on the lower side (back side) of the circuit board 150.
  • FIG. 12 (2) is a bottom view of the circuit board 150 of FIG. 12 (1) viewed from the lower side.
  • a through hole is formed at the center to solder the signal terminal component 240, and lands 153a to 155a and 153b on which copper foils for soldering of substantially square shape are arranged around the through holes.
  • lands 153a to 155a and 153b to 155b are formed.
  • the wiring pattern for connection from the lands 153a to 155a and 153b to 155b to the upper cell unit 146 or the lower cell unit 147 is on the surface side of the circuit board 150 and can not be seen in the figure of (3).
  • the lands 153a to 155a for the left leg and the lands 153b to 155b for the right leg are arranged to be displaced forward and backward.
  • a plurality of wiring patterns 157 to 159 can be arranged between the lands 153 a to 155 a and the lands 153 b to 155 b as shown.
  • three wiring patterns 157 to 159 are provided here, one thick wiring may be used, or a combination of other numbers may be used.
  • the wiring pattern is disposed between the legs 249 and 250 which are arranged to be shifted in the front and rear direction, the signal terminals 164 and 165, and the signal terminals 164 and 165 are kept the same as before. It has become possible to provide a plurality of wiring patterns 157 to 159 connecting the rear side and the front side of 164 to 166.
  • a method of providing cutouts 243c as shown by dotted lines in FIG. 12 (2) may be used in combination.
  • a cut-out portion 243c cut upward as shown by a dotted line is formed.
  • a portion shown by the arrow 257 becomes a gap that separates the circuit board 150 from the distance.
  • a circuit pattern can be disposed between the gap and the circuit board 150 in the same manner as the wiring patterns 157 to 159 of FIG. 12 (3).
  • a plurality of wiring patterns connecting the rear side and the front side of the signal terminals 164 to 166 can be disposed not only on the back side 150b of the circuit board but also on the front side 150a. It is possible to improve.
  • the upper cell unit 146 includes battery cells 146a to 146e arranged on the upper side, and includes an extraction tab 461a extending upward from the extraction plate 461 on the positive electrode side and an extraction tab 466a extending upward from the extraction plate 466 on the negative electrode side. It is connected to the circuit board 150.
  • a slit-like through hole (not shown) is opened in the circuit board 150, and the through hole is penetrated from the lower side to the upper side to expose the upper part of the extraction tabs 461a and 466a from the surface of the circuit board 150 to the upper side . By soldering that portion, an electrical connection is made between the circuit board 150 and the lead-out tabs 461a, 466a.
  • the lower cell unit 147 is constituted by the battery cells 147a to 147e disposed on the lower side, and circuits are provided with connecting drawing tabs 471a and 476a extending upward from the drawing plates 471 and 476 provided at both ends. It is connected to the substrate 150.
  • a slit-like through hole (not shown) is opened in the circuit board 150, and the through hole is penetrated from the lower side to the upper side to expose the upper part of the extraction tabs 471a and 476a from the surface of the circuit board 150 to the upper side . By soldering that portion, an electrical connection is made between the circuit board 150 and the lead-out tabs 471a, 476a.
  • connection plate 463 shown in FIG. 13 (1) is provided with an intermediate extension tab 463a extending upward
  • connection plate 462 shown in FIG. 13 (2) is provided with an intermediate extension tab 462a extending upward
  • the middle drawers 462a and 463a extend the plate-like members upward from the connection plates 462 and 463 arranged on the upper side, bend inward along the circuit board 150, and bend again again to the middle extraction tabs 462a and 463a. Is a bent body of a thin metal plate.
  • a slit-like through hole (not shown) is opened in the circuit board 150, and the through hole is penetrated from the lower side to the upper side, and the upper part of the middle extraction tabs 462a and 463a is exposed to the upper side from the surface of the circuit board 150 Do.
  • the middle extension tabs 462 a and 463 a are fixed to the circuit board 150 by soldering.
  • the width (longitudinal distance) of the middle extraction tabs 462a and 463a is smaller than the width (longitudinal length) of the extraction tab 461a of FIG. 13 (1) and the extraction tab 466a of FIG.
  • connection terminals 461a, 466a, 471a, 476a are terminals for the output of power and terminals through which a large current flows, while the middle lead-out tabs 462a, 463a are terminals for measurement of the intermediate potential The reason is that only a small amount of current flows. It is also possible to form an intermediate extraction tab on the other connection plates 464 and connection plates 465 provided on the upper side. However, here, in view of the formation of the wiring pattern, connection terminals 464a and 465a are provided and connected to the circuit board 150 by lead wires (not shown).
  • connection plates 472 to 475 provided on the lower side are difficult to connect to the circuit board 150 by the drawing tabs, so connection terminals 472 a to 475 a are provided and connected to the circuit board 150 by lead wires 496 to 499. I made it.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a state in which the circuit board 150 is fixed to the separator 445, and is seen from the upper left front.
  • the upper portions of the slit-like through holes 152 c and 152 b are exposed to the upper side from the surface of the circuit board 150 in the circuit board 150. By soldering that portion, an electrical connection is made between the circuit board 150 and the lead-out tabs 471a, 476a.
  • the battery cells 146a to 146e of the upper cell unit 146 are connected in series, and the battery cells 147a to 147e of the lower cell unit 147 are connected in series, but the connection plates 462 to 464 and the connection plates 472 to 474 are connected.
  • Leads 496 to 499 for measuring the potential are connected.
  • the ends 494 b, 496 b, 497 b, 498 b, 499 b of the lead wires shown in FIG. 4 are soldered to the circuit board 150.
  • the end portions on the opposite side of the lead portions 494 b, 496 b, 497 b, 498 b, 499 b are connected Solder to the plates 464, 465, 472-475.
  • connection plates 462 and 463 close to the circuit board 150 are not connected to the circuit board 150 using the lead wires, but are bent in an L shape, and the middle plate tab extended upward in the vertical plate portion It is directly connected using 462a and 463a.
  • the extraction tabs 461a and 466a for the output (+ output,-output) of the upper cell unit 146 are shaped to be substantially L-shaped in front view or rear view, and the longitudinal direction of the circuit board 150 is approximately rectangular. It is arranged parallel to the long side.
  • the extension tabs 461 and 466a extend the surface fixed to the terminals of the battery cells of the extension plates 461 and 466 upward and fold it inward, extend the upper surface of the separator a little horizontally inward, and upward at an appropriate point
  • the bent vertical wall portion is a bent body of a thin metal plate, with the drawn tabs 461a and 466a.
  • the side plate 471c is formed by extending the draw-out plate 471 from the terminal surface 471b of the lower cell (see also FIG. 13A) forward and then bending it to the left at right angles. Extend the upper side.
  • the draw-out plate 471 extends the side surface on the short side in the top view of the separator 445 and extends upward, and bends it backward from the front side surface of the separator 445 to form a horizontal surface portion 471 d. It is extended in a tab shape at right angles to the above to form a draw-out plate 471a.
  • the lead-out plate 471a is soldered by penetrating a slit-like through hole 152c formed in the circuit board 150 from the back surface to the front surface.
  • the longitudinal direction of the pullout tabs 471a and 476a is disposed parallel to the short side of the substantially rectangular shape.
  • the drawer plate 476 from the lower negative terminal is also pulled out in the same manner and pulled out to the withdrawal tab 476a.
  • the output from the battery cell disposed in the lower stage is obtained by pulling the separator upward using not only the left and right side surfaces but also the front side surface and the rear side surface, the upper portion of the battery cell in the upper stage, That is, the upper surface portion of the separator can be efficiently extracted.
  • the heat dissipation portion 471h is formed on the drawing plate 471 so as to extend to the left side from the portion shown by the dotted line so that the surface area is enlarged. This is formed in order to cool the battery cell whose temperature has been raised by using the draw-out plate 471 as a thin metal plate.
  • the position where the heat radiating portion 471 h is provided is a position just facing the slit 104 (see FIG. 4) of the lower case 101, it is advantageous in heat radiating surface.
  • the left side portion (the heat radiating portion 471h) of the extraction plate 471 is not necessary to provide the left side portion (the heat radiating portion 471h) of the extraction plate 471 with respect to the dotted line.
  • the lead-out plate 471 a portion where the width of the connection path is narrowed greatly, that is, a fuse portion 471e is formed.
  • the fuse portion 471e forms a cutout portion 471f from the right side of the drawer plate 471, forms a cutout portion 471g from the left side, and narrows the width (width in the left-right direction) of the remaining portion sufficiently.
  • Function as a power fuse When a specified current or more flows through the fuse portion 471e for a predetermined time or more, the fuse portion 471e is first melted to shut off one of the output paths from the battery pack 100 (the output from the lower cell unit).
  • a similar fuse function is similarly provided in the vicinity of the drawing tab 461a of the drawing plate 461 (see FIG. 13A) from the plus terminal of the upper cell unit 146.
  • Oval connection plates 462, 464, 473, 474 for connecting the electrodes of adjacent battery cells are formed of a thin plate of metal such as stainless steel and fixed by spot welding to the battery cells. Be done.
  • the upper cell unit 146 is provided with a drawing tab 461a for positive output and a drawing tab 466a for negative output. Further, the lower cell unit 147 is provided with a drawing tab 471a for positive output and a drawing tab 476a for negative output.
  • the installation positions of the drawer tabs 461a, 466a, 471a, 476a are also devised.
  • the left and right center lines of the circuit board 150 or the center lines of the positive electrode terminal pair (162, 172) and the negative electrode terminal pair (167, 177) are taken as a left and right center line A1 indicated by dotted lines.
  • a dotted line indicates a line connecting two center positions of the center position between the legs of the upper positive electrode terminal 162 and the lower positive electrode terminal 172 and the center position between the legs of the upper negative electrode terminal 167 and the lower negative electrode terminal 177 It is assumed that a virtual line A2 shown.
  • the lead tab 461a of the positive electrode of the upper cell unit 146 exists in the area where the leg of the upper positive terminal 162 is located.
  • the positive lead-out plate 471a of the lower cell unit 147 was made to be present in the area where the 172 legs were present.
  • the lead-out tabs 461a and 471a By arranging the lead-out tabs 461a and 471a in this manner, the lead-out tab 461a and the upper positive terminal 162, and the lead-out plate 471a and the lower positive terminal 172 can be efficiently connected by the wiring pattern arranged on the circuit board 150.
  • the negative electrode extraction tab 476 a of the lower cell unit 147 is present in the region where the leg of the upper negative electrode terminal 167 is present, and the negative electrode of the upper cell unit 146 is present in the region where the leg of the lower negative electrode terminal 177 is present.
  • Pull out tab 466a was present. By arranging the lead-out tabs 476 a and 466 a in this manner, the upper negative electrode terminal 167 and the lower negative electrode terminal 177 can be efficiently connected by the wiring pattern arranged on the circuit board 150.
  • FIG. 15 is a perspective view showing a state in which the circuit board 150 is fixed to the separator 445, and is seen from the upper right.
  • Recesses 150c and 150d for positioning the circuit board 150 with respect to the separator 445 are formed at left and right edges near the center as viewed in the front-rear direction of the circuit board 150, and convex portions 445c and 445d formed on the separator 445 are Engage.
  • a contact portion 445e for holding the front end of the circuit board 150 is formed, and abuts on the front edge of the circuit board 150.
  • a terminal surface 461b extending in parallel with the electrodes of the battery cell and a horizontal surface 461c bent at a right angle to the upper side of the separator 445 from the terminal surface 461b are formed on the drawing plate 461, and the horizontal surface 461c is upward.
  • the tabs were extended at right angles to form a withdrawal tab 461a.
  • the fuse portion 461d has a cutout portion 461e in which a part of the horizontal surface is cut out largely from the front side, thereby reducing the width (the distance in the front-rear direction) of the fuse portion 461d.
  • FIG. 16 is a view for explaining a method of connecting the extraction plates 461, 466, 471, 476, the positive electrode terminals (162, 172) and the negative electrode terminals (167, 177) of the battery pack 100.
  • (1) is a view seen from the front side
  • (2) is a view seen from the rear side.
  • connection terminal groups illustration of connection terminals other than the positive electrode terminal (162, 172) for discharge and the negative electrode terminal (167, 177) is omitted.
  • An extraction tab 461 a serving as a positive output of the upper cell unit 146 is connected to the circuit board 150 at a region circle 2 on the rear side of the upper positive terminal 162.
  • the lead-out tab 461a and the upper positive terminal 162 can be connected linearly at a short distance.
  • the lead-out tab 466 a serving as the ⁇ output of the upper cell unit 146 is connected to the circuit board 150 at a region 3 in front of the lower negative electrode terminal 177. Therefore, as shown by the dotted line, the lead-out tab 466a and the lower negative electrode terminal 177 can be connected at a linearly short distance.
  • the lead-out tab 471 a which is the positive output of the lower cell unit 147, is connected to the circuit board 150 at a region circle 1 on the front side of the lower positive electrode terminal 172.
  • the lead-out tab 471a and the lower positive terminal 172 can be connected at a linearly short distance.
  • the lead-out tab 476 a serving as the ⁇ output of the lower cell unit 147 is connected to the circuit board 150 at a region circle 4 on the rear side of the upper negative electrode terminal 167. Accordingly, as shown by the dotted line, the lead-out tab 476a and the upper negative electrode terminal 167 can be connected linearly at a short distance.
  • the thick wiring patterns do not cross each other. Can be arranged efficiently.
  • FIG. 17 is a view showing the shape of the connection terminal group (161 to 162, 164 to 168) and the substrate cover 180 disposed around it, and (1) is a perspective view seen from the upper left front, (2 ) Is a perspective view seen from above the right rear.
  • a substrate cover 180 is attached around the connection terminals.
  • the substrate cover 180 is manufactured by integral molding of a nonconductor, for example, a synthetic resin, and covers the periphery of the connection terminal, in particular the periphery of the leg, to prevent an electrical short circuit between adjacent connection terminals.
  • the purpose of providing the substrate cover 180 is to separate the connection terminals by an insulator. Accordingly, a plurality of vertically extending partition walls 182 to 189 are disposed, and they are connected by the connecting member 181 on the front side.
  • the flat upper surface 181a of the connecting member 181 is formed to be flush with the lower surface 111 (see FIG. 3) of the upper case 110, and the relative position of the main body side terminal portion from the lower surface 111 to the connecting member 181. It is easy to move.
  • the horizontal wall of the connecting member 181 is held in a floating state from the circuit board 150, and a plurality of legs 181b to 181f are formed so as to create a gap between the lower surface of the horizontal wall of the connecting member 181 and the circuit board 150.
  • fitting ribs 191a (refer to FIG. 17B) and 191b for alignment are formed so as to be fitted so as to sandwich the left and right sides of the circuit board 150.
  • the vertical wall 185a extends to the front side in the vicinity of the left and right center of the connecting member 181 so as to divide the center of the upper surface 181a. The tip of the vertical wall portion 185a is used for alignment at the time of mounting of an external charging device (not shown).
  • the substrate cover 180 also functions as a covering that closes the opening of the unused area (slot 123 in FIG. 3). As shown in FIGS. 17A and 17B, vertical wall portions 184a and 184d and a closing plate 184c connecting them on the rear side are formed in portions corresponding to the slots 123. In this manner, the substrate cover 180 blocks the unused area (slot 123 in FIG. 3) to prevent dust and dirt from entering the case of the battery pack 100 from the empty slot.
  • the rear positions of the plurality of partition walls 182 to 189 are located further to the rear than the rear positions of the respective connection terminals (161 to 168).
  • lower side portions of the respective partition walls 182 to 189 extend to a position in contact with the surface of the circuit board 150.
  • Stepped portions 192a and 192b are formed on the left side of the partition wall 188 (see FIG. 17A) and on the right side portion of the partition wall 182.
  • the step portions 192a and 192b are contact portions with which the protruding portions 516a and 516b of the terminal portion described in FIG. 29 come in contact.
  • the power terminals (161, 162, 167) for transmitting power are formed of a thicker metal plate than signal terminals (164 to 166, 168) only for transmitting signals.
  • the power terminals of this embodiment have electrically independent upper terminals (161, 162, 167) and lower terminals (171, 172, 177: both refer to FIG. 14), and each arm is adjacent in the left-right direction Have a department.
  • the substrate cover 180 protects the power terminal from shorting to a terminal (power terminal or signal terminal) adjacent in the left-right direction, and an arm set of upper terminals (161, 162, 167) adjacent in the vertical direction It prevents the occurrence of a short circuit between the lower terminal (171, 172, 177: both see FIG. 14) and the arm set.
  • the partition walls (182, 183, 184, 187, 188) adjacent to the power terminals in the substrate cover 180 are upwardly raised walls and extend in the horizontal direction as shown in FIG. 17 (1).
  • Horizontal wall portions 182b, 183b, 183c, 184b, 187b and 188b are further formed.
  • FIG. 17C is a front view of the connection terminal groups (161 to 162, 164 to 168) and the substrate cover 180.
  • the partition walls 185 and 186 disposed between the signal terminals in the partition wall section are low wall sections of height H2 from the upper surface 181a, and the upper end position thereof is below the signal terminals (164 to 166) and the LD terminal 168. Position lower than the side arm.
  • the partition walls 182 to 184 and 187 to 189 adjacent to each other for the power terminals become high wall portions with a height H3 from the upper surface 181a, and the upper end positions thereof are lower side positive terminals 171 and 172 and lower side It is located above the upper end position of the negative electrode terminal 177 and located below the arm portions of the upper positive electrode terminals 161 and 162 and the upper negative electrode terminal 167.
  • connection terminal groups as described with reference to FIGS. 6 to 12, the leg portions of the upper positive terminal 161, 162 and the lower positive terminal 171, 172 are aligned in the front-rear direction, and the respective arm sets are vertically It is arranged to be spaced apart in the direction. Similarly, the leg portions of the upper negative electrode terminal 167 and the lower negative electrode terminal 177 are arranged in the front-rear direction, and the respective arm portion groups are arranged to be separated in the vertical direction.
  • the potentials of the arms of the upper positive terminals 161 and 162 and the upper negative terminal 167 and the potentials of the lower positive terminals 171 and 172 and the lower negative terminal 177 Since the upper terminal component and the lower terminal component are in contact with each other, there is no problem.
  • the potentials of the upper positive terminal 161, 162 and the lower positive terminal 171, 172 differ, and the potential of the upper negative terminal 167 and the lower negative terminal 177 Because it is also different, it is important to prevent a short circuit due to contact between the upper and lower arms.
  • the substrate cover 180 of the present embodiment includes partition walls 182 to 184 and 187 adjacent to the power terminals (positive electrode terminal, negative electrode terminal), With regard to 188, the upper end position is formed to be large to the upper side so as to be the height H3, and is also greatly extended to the rear side.
  • horizontal wall portions 182b, 183b, 183c, 184b, 187b, 188b are also formed, which also extend horizontally from the upper end position of the vertical wall portions 182a, 183a, 184a, 187a, 188a of the partition walls 182-184, 187, 188. did.
  • the partition wall 182 has a vertical wall portion 182a and a horizontal wall portion 182b, and its cross-sectional shape is L-shaped.
  • the horizontal wall 182b is shaped to extend horizontally to reach the space between the arms of the adjacent power terminals (upper positive terminal 161 and lower positive terminal 171) from near the upper end of the vertical wall 182a.
  • the partition wall 183 has a T-shaped cross-sectional shape and is formed of a vertical wall portion 183a and horizontal wall portions 183b and 183c extending in both directions from the upper end portion of the vertical wall portion 183a.
  • the horizontal wall portion 183 b extends to the side adjacent to the adjacent horizontal wall portion 182 b, and the tip reaches the space between the arms of the upper positive electrode terminal 161 and the lower positive electrode terminal 171.
  • the horizontal wall portion 183c extends to the side adjacent to the adjacent horizontal wall portion 184b, and the tip reaches the space between the arms of the upper positive electrode terminal 162 and the lower positive electrode terminal 172.
  • the left end position 182 c of the horizontal wall portion 182 b is on the left side of the right side surface position of the upper positive electrode terminal 161 and the lower positive electrode terminal 171, that is, the lower side portion of the arm portion 161 a of the upper positive electrode terminal 161 Extended to the length of At this time, the horizontal wall portion 182 b is positioned above the arm portion 171 a of the lower positive electrode terminal 171.
  • the lengths of the vertical wall portion 182a and the horizontal wall portion 182b are longer than the length of the lower positive electrode terminal 171 in the front-rear direction, as can be seen from FIG. 17 (2).
  • the rear end position is located on the rear side of the rear end position of the lower positive electrode terminal 171.
  • the vertical wall portion 182a covers the entire right side surface and the entire left side surface of the lower positive electrode terminal 171, and covers the upper portion except for the space where the device-side terminal near the left and right center is inserted. .
  • the substrate cover 180 effectively holds the lower positive terminals 171 and 172 even if an external force is applied to bend them. It is possible to significantly reduce the possibility of unintentional short circuit between the lower terminal component for power transmission and the upper terminal component.
  • the negative terminal side (167, 177) also has the same idea as the positive terminal side (161, 162, 171, 172), and large partition walls 187, 188 are provided on the left and right sides of the negative terminal.
  • the partition wall 187 has the same shape as the partition wall 182, is formed of the vertical wall portion 187a and the horizontal wall portion 187b, and has an L-shaped cross section.
  • the horizontal wall portion 187 b is formed to extend from the upper end portion of the vertical wall portion 187 a to the negative electrode terminal side.
  • the partition wall 188 is formed symmetrically with the partition wall 187, and is formed of a vertical wall portion 188a and a horizontal wall portion 188b.
  • the horizontal wall portions 187 b and 188 b are sized to such an extent that the tip portion enters the space between the arm set of the upper negative electrode terminal 167 and the arm set of the lower negative electrode terminal 177. Since the partition walls 187 and 188 are formed so as to cover the periphery of (167 and 177), a strong external pressure is applied to the upper negative electrode terminal 167 or the lower negative electrode terminal 177 to move (curved) back and forth, The presence of wall portions such as the horizontal wall portions 187 b and 188 b can significantly reduce the possibility of the occurrence of the short circuit phenomenon.
  • the partition walls 185, 186 between the signal terminal groups (164 to 166) have only a low height H2 in the upward direction. This is because, since only a small power signal flows through the signal terminal group (164 to 166), the degree of danger at the time of a short circuit is smaller than that on the power terminal side, so the necessity for insulation is low. In addition, since each of the signal terminal groups (164 to 166) is one component, and the upper arm and the lower arm have the same potential, there is a need to worry about a short circuit between the upper and lower arms. Is low.
  • the partition wall 184 includes vertical wall portions 184a and 184d, which are connected by a closing plate 184c and a rear connection plate 184e.
  • the closing plate 184c is a flat plate extending in the vertical and horizontal directions, and functions to close the empty space (the inner space of the empty slot 123 in FIG. 3) between the upper positive electrode terminal 162 and the T terminal 164. Near the upper end of the vertical wall portion 184a, a horizontal wall portion 184b extending to the positive electrode terminal side is formed.
  • the connecting member 181 connects the front side portions of the vertical wall portions 182a, 183a, 184a, 184d, 185, 186, 187a, and 188a located between the connection terminals.
  • the horizontal wall forming the upper surface 181 a of the connecting member 181 is in a more floating state than the circuit board 150.
  • Lower edge portions of the vertical wall portions 182a, 183a, 184d, 185, 186, 187a, 188a, 189 are positioned to be in contact with the circuit board 150 not shown.
  • the lower portion of the connecting member 181 is also hardened after being filled with a liquid curable resin covering the upper surface of the circuit board 150 as described later with reference to FIG.
  • the circuit board 150 is firmly fixed near the lower ends of the plurality of vertical wall portions 182a, 183a, 184a, 184d, 185, 186, 187a, 188a, 189.
  • a plurality of legs 181b to 181f are formed on the front wall surface of the connecting member 181, and the space between the legs 181b to 181f is a notch.
  • the notch portion is formed so that liquid resin is uniformly distributed to the rear portion and the front portion of the circuit board 150. In order to Since the liquid resin has a relatively low viscosity, the resin flows between the legs 181 b to 181 f in the front-rear direction (the details will be described later).
  • FIG. 18 is a view of the substrate cover 180 alone, and (1) is a perspective view of the left front upper side.
  • the length L1 of the horizontal wall portions 182b, 183b, 183c, 184b, 187b and 188b in the front-rear direction is the arm portions 265 and 266 of the upper terminal component 260 and the lower terminal component shown in FIG.
  • the degree corresponds to the length of 280 arms 285 and 286.
  • the front end positions of the horizontal wall portions 183b, 183c, 184b, 187b and 188b are the front end positions of the arm portions 265 and 266 of the upper terminal component 260 and the arm portions 285 and 286 of the lower terminal component 280 shown in FIG.
  • the rear end of the upper terminal component 260 shown in FIG. 7 is positioned farther to the rear than the right side 263 and the left side 264 shown in FIG.
  • a closing plate 184c extending in the vertical direction and a rear connection plate 184e are formed on the rear side.
  • a space 184f is formed between the rear connection plate 184e and the closing plate 184c.
  • FIG. 18 (2) is a perspective view of the substrate cover 180 alone as viewed from the lower right side.
  • the bottom side positions of the partition walls 182 to 189 are the same as the bottom side positions of the legs 181b to 181f, and the board cover 180 is placed such that the bottom side contacts the surface of the circuit board 150. Be done.
  • the leg portions 181b and 181f are further provided with two fitting ribs 191a and 191b protruding downward, and the circuit board 150 is positioned in the space between the opposing fitting ribs 191a and 191b, thereby allowing the board cover 180 to be formed.
  • a bottom plate 184g is provided between the vertical wall portions 184a and 184d to close the lower surface of the unused slot 123 (see FIG. 3).
  • FIG. 18C is a front view of the substrate cover 180 alone.
  • the substrate cover 180 fixes the connection terminal group (161 to 162, 164 to 168, 171 to 172, and 177) to the circuit board 150 after fixing the connection terminal group to the circuit board 150, that is, as shown in FIG. Then, the circuit board 150 is mounted by sliding it from the front side in the direction of the connection terminal group. Therefore, the substrate cover 180 can be mounted without contacting the arm portion, the right side surface, or the left side surface of the connection terminal group, and the arm portion, the right side surface, or the left side surface of the connection terminal group can be mounted normally after mounting. Sometimes it is in a positional relationship so as not to touch.
  • the height H7 of the fitting ribs 191a and 191b is equal to or greater than the thickness of the circuit board 150 (not shown).
  • FIG. 19 is a view showing the connection terminal group and the substrate cover 180 disposed around the connection terminal group, (1) is a top view, and (2) is a rear view.
  • the charging positive terminal pair (161, 171) is disposed slightly offset to the front side of the adjacent positive terminal pair (162, 172). This is due to space limitations and is to avoid the movement range of the latch mechanism (not shown) immediately behind the positive electrode terminal pair (161, 171). Therefore, if there is no space restriction, the positive electrode terminal pair (161, 171) may be arranged such that the front end positions of the positive electrode terminal pair (162, 172) and the negative electrode terminal pair (167, 177) are aligned.
  • the LD terminal 168 is different in size from the other signal terminals (T terminal 164, V terminal 165, LS terminal 166), and is formed slightly smaller. This is also due to space constraints, in order to prevent the latch mechanism (not shown) from reaching immediately behind the LD terminal 168. Because of the relationship in which the LD terminal 168 is configured to be small, the partition wall 189 is also formed to have a smaller length in the front-rear direction.
  • FIG. 20A is a right side view of the connection terminal group and the substrate cover 180 disposed around the connection terminal group.
  • the substrate cover 180 is hatched except for the vertical wall portion 185a near the left and right center so as to be distinguished from the connection terminal portion.
  • the right side of the lower positive electrode terminal 171 is covered almost entirely by the partition wall 182 of the substrate cover 180.
  • the upper positive electrode terminal 161 is also covered at a lower portion than the arm portion set (161a, 161b) except for the rear end portion.
  • FIG. 20 (2) is a left side view.
  • the partition wall 189 is provided on the left side of the LD terminal 168, most of the part is covered.
  • the upper end position of the partition wall 188 reaches the position between the arm portion 167 b of the upper negative electrode terminal 167 and the arm portion 177 b of the lower negative electrode terminal 177.
  • FIG. 21 is a view for explaining the situation in which the device-side terminal is inserted into the substrate cover 180, and shows the vicinity of the upper positive electrode terminal 162 and the lower positive electrode terminal 172.
  • Horizontal wall portions 183 c so as to enter between the arm portions 162 a and 162 b of the upper positive electrode terminal 162 and the arm portions 172 a and 172 b of the lower positive electrode terminal 172 in the dividing walls 183 and 184 located on the left and right sides of the upper positive electrode terminal 162.
  • 184b is formed.
  • the distance between the horizontal wall portions 183c and 184b in the left-right direction is L2.
  • the terminal portion 52a of the positive electrode input terminal 52 is inserted between the horizontal wall portions 183c and 184b and between the arm portion pairs 162a and 162b.
  • the thickness of the terminal portion 52a is TH1
  • the relationship of TH1 ⁇ L2 is established, and L2 is set to be about twice the interval of TH1.
  • the terminal portion 52a of the positive electrode input terminal on the electric device main body side Is securely guided between the arms 162a and 162b by the horizontal wall portions 183c and 184b.
  • FIG. 22 is a view extracting only the upper case 110 of FIG. 3, and is a view for explaining the shape of the upper stage surface 115 of the upper case 110.
  • (1) is a perspective view of the upper case 110
  • (2) is a perspective view seen from the arrow B direction of (1).
  • hatching is applied to the step-shaped portion so that the range becomes clear.
  • the power terminals (161, 162, 167) are formed to be higher by a distance H in the upper direction than the signal terminals (164 to 166, 168). This is because the power terminal is formed of a thicker plate material than the signal terminal.
  • the upper end of the power terminal (161, 162, 167) 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 surface 115 of the upper case 110 is partially shifted upward so as to increase the clearance above the power terminals (161, 162, 167). Configured. It is conceivable to use a method in which only the position of the inner wall surface is a recess that is recessed upward, but if the screen shape of the upper surface 115 is kept as it is, the thickness of a part of the upper surface 115 of the upper case 110 is insufficient.
  • convex portions 115 a and 115 b are formed to project outward at the upper side of the upper surface 115 and in the vicinity where the power terminals (161, 162, 167) are located.
  • the accommodation space can be expanded in the inner portion, and a decrease in wall surface strength can also be prevented.
  • the protrusion height H4 of the outer wall surface of the upper surface 115 is smaller than the depression height H5 of the inner wall, the size of the convex portions 115a and 115b on the upper surface 115 can be reduced.
  • the step is formed so that the upper step surface 115 is not the same surface but the partial stepped portion is formed and the height of the hatched portion is increased, as compared with the conventional upper case having the same planar shape. In terms of strength, they could be equal or equal to or greater than.
  • FIG. 23 is a perspective view of the circuit board 150A.
  • the shapes of the connection terminals mounted on the circuit board 150A and the board cover 180A are slightly different from the structure of the circuit board 150 shown in FIG. The method is the same with respect to the coating method.
  • a main area 156a and a sub area 156b for mounting a large number of electronic elements (not shown) are provided on the upper surface (surface) of the circuit board 150A.
  • the main area 156a is on the rear side of the connection terminal group, and a protection management IC (described later) including a microcomputer is mounted thereon.
  • the sub area 156 b is an area on the front side of the connection terminal group.
  • the entire mounted electronic device was covered with a curable resin.
  • the curable resin cures from the liquid state, and for example, a urethane resin can be used.
  • a urethane resin can be used.
  • the outer edge portion of the element group mounted on the circuit board 150A first has an adhesive resin 155 that serves as a dike preventing liquid resin from flowing out Adhere to.
  • the adhesive resin 155 for example, causes the adhesive extracted in a cylindrical shape from inside the tube-like container through a thin extraction port to adhere continuously along the outer edge of the area to be filled with the urethane resin.
  • the adhesive be continuously attached along the outer edge portion, and one end and the other end are formed in contact with the substrate cover 180.
  • the adhesive resin 155 serving as the outer frame is attached to approximately one round of the outer edge portion into which the resin is poured, the urethane resin in a liquid state is then poured into the upper surface inside of the circuit board 150A.
  • the amount of the urethane resin to be poured in is sufficient to satisfy the range enclosed by the adhesive resin 155. Under the present circumstances, in the part which does not want to cover with resin, the outer edge of the corresponding part is surrounded by adhesive resin 155a-155c, and the resin poured into those outer side is in the range enclosed by adhesive resin 155a-155c. Did not reach. If the position at which the urethane resin is poured is in the vicinity of the main area indicated by the arrow 156a, the resin does not flow into the range surrounded by the adhesive resin 155a.
  • the rear side wall surface of the lower side portion is in an open state, and the front side becomes a wall surface, and a notch is formed in part thereof.
  • the resin can be favorably flowed from the main area 156a to the sub area 156b.
  • the entire element mounting surface of the circuit board 150A is covered with resin and then cured, so that the target area is covered with resin without gaps at uniform height on the surface side of the circuit board 150A, and mounting is performed.
  • the back side may be covered with a resin in the same procedure.
  • portions where resin filling is excluded by the adhesive resins 155a to 155c are performed after or after soldering is completed. It is also possible to apply a resin sometimes.
  • FIGS. 24 (1) and 24 (2) are perspective views showing a terminal unit 200 according to a second embodiment of the present invention.
  • the terminal portion 200 is used for an electrical device rated at 36 V, and the arrangement and basic shape of the terminals are the same as the shape shown in FIG. 9, and the same components are denoted by the same reference numerals.
  • the terminal portion 200 can be mounted instead of the terminal portion 50 in the power tool main body 30 for 36V. In that case, the connection terminal shape of the battery pack 100 may be the same.
  • hatched portions are attached to the exposed portions of the metal terminals so that the resin portion and the metal portion can be easily distinguished.
  • the basic shape is the same, and concave portions 201c and 201d parallel to the upper surface 201a are formed on the front side and the rear side in the vicinity of the upper surface 201a with the upper surface 201a, but near the rear end roots of the terminal portions 52a to 58a
  • the resin covering portions 202a, 204a to 206a, 208a are formed in the
  • 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 integrally with the base 201 in the vicinity of the rear end root which does not interfere with the connection terminal of the battery pack 100.
  • Cover portions 202 b and 207 b are similarly formed near the rear end roots of the terminal portions 59 b and 59 c of the short bar 59.
  • a synthetic resin partition 210 is formed at a position corresponding to the vacant slot 123 (see FIG. 3) in which no terminal is provided.
  • the partition 210 is a partition plate made of an insulating material so that the positive electrode input terminal 52 and the terminal portion 59 b of the shorting bar 59 do not easily short circuit with the other terminal portions.
  • the material of the metal terminal portions 52a, 54a to 58a, 59b, 59c is phosphor bronze for spring, which has high strength, resistance to bending, and high wear resistance.
  • the terminal portions 52a, 54a to 58a and the terminal portions 59b and 59c are firmly fixed by casting on a base 201 made of synthetic resin, and in particular, the upper side portion is also cast in the base 201. However, the terminal portions 59b and 59c only extend forward from the rear vertical surface of the terminal portion 200, and the upper side portion and the lower side portion are open.
  • the partition 210 is a wall-like portion formed by molding integrally with the base 201, and the size in the vertical direction of the partition 210 is formed to be larger downward and forward than the adjacent terminal portion (54a).
  • FIG. 25 (1) and 25 (3) are perspective views of the terminal portion 200 from another angle
  • FIG. 25 (2) is a front view.
  • horizontal holding portions 204b, 205b, 206b, 208b extending in the horizontal direction are provided near the lower side roots of the resin covering portions 204a, 205a, 206a, 208a. It is formed.
  • the lower surfaces of the horizontal holding portions 204b, 205b, 206b, 208b are in close proximity to or in contact with the upper surface 181 a of the substrate cover 180 (see FIG. 17) when the battery pack 100 is attached.
  • the connection terminals on the battery pack 100 side are configured to sandwich the terminal portion of the terminal portion 200 in the left and right direction, dust and dirt adhering to the metal terminal portions are pushed backward by the mounting operation of the battery pack 100.
  • the horizontal holding portions 204b, 205b, 206b, and 208b are formed in a so-called tapered shape in which the width in the lateral direction becomes wider from the front to the rear.
  • the horizontal holding portion is not formed on the lower surfaces of the terminal portions 59b and 59c of the shorting bars. This is because the terminal portions 59b and 59c being easily deformed in the downward direction is less likely to contact with the terminal portions 52a and 57a when a strong impact is applied due to the drop of the battery pack 100 or the like.
  • the partition 210 is substantially rectangular in left and right side views, and the upper side 210 a thereof is integrally formed so as to be in contact with the base 201, and the rear side 210 d as a base portion is in contact with the base 201.
  • the lower side 210c is integrally formed with the horizontal holding portion 203b.
  • the partitions 210 can be formed simultaneously with the formation of the base 201.
  • the thickness TH (the width TH in the left-right direction) of the partition 210 is formed to be thicker than the thickness T6 of the terminal portions 52a, 54a to 58a which are metal portions.
  • the height H6 of the partition 210 is the same as the height of the vertical wall 200a of the terminal portion 200, and the longitudinal length L6 (see FIG.
  • the partition 210 is made longer in the forward direction and larger in the lower direction as compared with the terminal portions 52a to 58a, 59b, 59c.
  • the partition 210 is only inserted into the vacant slot 123 (see FIG. 3) when the battery pack 100 is attached to the power tool main body 30, and does not abut on any connection terminal of the battery pack 100.
  • the partition wall 184 of the substrate cover 180 (refer FIG. 17), it is good to shift the position of the closing plate 184c back, and to prevent interference at the time of insertion of the partition 210.
  • Two small positive electrode terminals (52a, 59b) arranged in the vertical direction may be greatly deformed by a large impact such as a drop of the battery pack 100, but the positive electrode terminals (52a, 59b) In the case of), the elastic deformation area is considerably large, but it is deformed but hardly bent.
  • the deformation range can be limited by contacting the partition 210.
  • FIG. 26 shows a third embodiment of the present invention.
  • the terminal portion 50A shown here is a partial modification of the shape of the terminal portion 50 shown in FIG. 9, and the same reference numerals are given to portions using the same components.
  • the terminal 52f of the positive electrode input terminal 52A which is a power terminal, has a length only on the front half as compared with the terminal 52a of FIG. 25, and the terminal 79b of the shorting bar is rear half as compared to the terminal 59b of FIG. Just the length. Since the lengths of the terminal portion 52f and the terminal portion 79b are shortened as described above, the terminal portion 52f and the terminal portion 79b of the shorting bar do not overlap when viewed in the vertical direction and in the longitudinal direction.
  • No metal terminal is provided on the rear side of the terminal portion 52f as indicated by the arrow 50d.
  • No metal terminal is provided on the rear side of the terminal portion 58f as indicated by the arrow 50e.
  • 26 (2) and 26 (3) are perspective views of the upper terminal component 220 and the lower terminal component 230 corresponding to the terminal portion 50A.
  • the arm parts (225, 226) and the arm parts (235, 236) are vertically separated from each other in that the leg parts of the upper terminal part 220 and the lower terminal part 230 are spaced apart in the front-rear direction.
  • the point of being disposed is the same as the upper terminal component 260 and the lower terminal component 280 shown in FIG. 7.
  • the length in the front-rear direction of the upper arm set (225, 226) is short, and the length in the front-rear direction of the lower arm set (235, 236) is long.
  • FIG. 26 (3) shows a state in which the conventional terminal portion 20 (see FIG.
  • FIG. FIG. 27 is a schematic circuit diagram of the battery pack and the electric device main body according to the fourth embodiment.
  • the battery pack 100 has the same configuration as the battery pack of the first embodiment described with reference to FIGS. 3 to 22. Here, only the circuit diagram of the battery pack 100 is shown.
  • the electric apparatus main body is characterized in that a switch circuit, that is, a short bar connection switch 59d is provided in the middle of the short bar 59 in the first embodiment. There is no change in the other configuration.
  • a drive unit such as a motor is controlled by a control unit including a microcomputer.
  • the drive unit is connected to the positive electrode input terminal 52 and the negative electrode input terminal 57, and an operation switch 34 such as a trigger switch is provided in these circuits.
  • the short bar connection switch 59d is an additional changeover switch for establishing or releasing an electrical connection between one terminal portion 59b of the shorting bar 59 and the other terminal portion 59c.
  • the first usage is to configure the short bar connection switch 59d to be turned on or off in conjunction with the trigger switch 34.
  • the trigger switch 34 such as an impact driver
  • the negative electrode of the upper cell unit 146 and the lower cell unit if the trigger switch 34 remains off even if the battery pack 100 is attached to the power tool main body.
  • the positive electrode 147 is not connected, and power is not supplied to the positive electrode input terminal 52 and the negative electrode input terminal 57.
  • the second usage is in the case where the short bar connection switch 59d is used as a main switch of the electric device main body. In the electric apparatus using the battery pack 100, there is a case where only the main switch is used without using the trigger switch.
  • the short bar connection switch 59d may be used as a main switch, or may be configured to operate in conjunction with the main switch.
  • the upper cell unit 146 and the lower cell unit 147 are reliably kept disconnected during storage and transportation, thus improving the safety of the battery pack 100.
  • the on / off control is not performed by the trigger switch 34 alone, the on / off control can be performed even on the short bar 59 side, so the microcomputer on the electric device main body side is the short bar when an emergency stop is required.
  • the connection switch 59d it is possible to cut off the power supply.
  • the trigger switch 34 and the short bar connection switch 59 d may be configured to perform on / off switching of the trigger switch 34 and on / off switching of the short bar connection switch 59 d without delay time as a complete interlocking.
  • on / off interlocking may be realized by a mechanical mechanism, or on / off may be realized at the same timing by an electrical circuit configuration.
  • the on / off switching of the short bar connection switch 59d corresponding to the on / off switching of the trigger switch 34 may be controlled to be slightly shifted using an electrical circuit configuration.
  • FIG. 28 shows a method of slightly shifting the on / off switching of such a short bar connection switch 59d with the on / off switching of the trigger switch 34.
  • FIG. 28A is a diagram showing the timing of the operation of the short bar connection switch 59d (connection operation 196) and the operation of the trigger switch 34 (trigger operation 197). Each horizontal axis shows time (unit: second), and is shown on the same scale.
  • (1) is a diagram showing timings of an operation (connection operation 196) of the short bar connection switch 59d and an operation (trigger operation 197) of the trigger switch 34.
  • FIG. 28 (2) is a trigger switch that is not a trigger switch that requires continuous operation during operation, but is a short bar connection in the case of a power tool having a changeover switch such as a grinder or circular saw only on or off It is a figure which shows control timing of switch 59d, a microcomputer, and a motor.
  • the short bar connection switch 59d can function as the main switch of the power tool in a model such as a grinder or an electric circular saw that does not have the trigger switch 34 that requires the operator to continue the operation. In that case, the main switch at time t 11 (short bar connected switch 59d) 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 the microcomputer 198 is started.
  • the activated microcomputer 198 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 59d).
  • the microcomputer and the motor are stopped. As described above, by providing a slight time lag until the start of the motor with respect to the turning on of the short bar connection switch 59d, it is possible to suppress the concentration of excessive current on the contact portion of the short bar connection switch 59d.
  • the state in which the output of the battery pack 100 is not supplied to the positive electrode input terminal 52 and the negative electrode input terminal 57 can be reliably maintained. This is useful also for improving the safety during transportation since the series connection of the upper cell unit 146 and the lower cell unit 147 is released when the main switch is turned off.
  • the terminal holder 500 has a novel shape that can be attached instead of the terminal portion 20 (see FIG. 10) of the conventional electric device main body, and is for 18V rated.
  • the terminal portion 20 shown in FIG. 10 has a small shape of the synthetic resin base 21 for fixing the terminal, but in the terminal holder 500 of the fifth embodiment, the horizontal wall 501 forming the horizontal surface 501a is front and back. It is formed larger in the left and right direction.
  • the terminal holder 500 is a member for fixing a plurality of terminals (522, 524 to 528) on the side of the electric device main body, and casts a metal part having a flat terminal portion by integral molding of nonconductors such as synthetic resin. It is fixed by inserting.
  • a flat plate-like positive electrode input terminal 522, a T terminal 524, a V terminal 525, an LS terminal 526, a negative electrode input terminal 527, and an LD terminal 528 are disposed in the left-right direction.
  • the battery pack 100 further includes positive terminals for charging (161 and 172 shown in FIG. 14).
  • the terminal holder 500 shown here is used for electric devices dedicated to discharge, the positive terminals for charging The terminals fitted to (161 and 171 in FIG. 4) are not provided.
  • the plurality of terminals (522, 524 to 528) extending forward from the base portion 510 of the terminal holder 500 are firmly fixed so that the rear side portion and a part on the upper side are cast in the horizontal wall 501.
  • curved ribs 503a to 503d for fixing the terminal holder 500 to the housing on the electrical device main body side are formed.
  • Curved ribs 504 a and 504 b that are curved in the direction opposite to the curved ribs 503 a and 503 d are formed at positions facing the curved ribs 503 a and 503 d.
  • a horizontal surface 515 elongated in the left-right direction is formed on the lower side of the plurality of terminals (522, 524 to 528) and near the vertical surface 501b.
  • the horizontal surface 515 is manufactured integrally with the base portion 510, and is a horizontally-long rectangular horizontal plate.
  • a protrusion 516a that protrudes further to the right than the right end of the base 510 is formed.
  • a protruding portion 516b protruding to the left further than the left end of the base portion 510 is formed.
  • FIG. 29 (2) is a left side view of the terminal holder 500.
  • a horizontal surface 515 which is continuous in the lateral direction is formed at lower portions of the plurality of terminals (522, 524 to 528), and protrusions 516a and 516b are formed at both left and right ends of the horizontal surface 515.
  • Connecting portions (522b, 524b, 527b, etc.) for soldering are formed on rear end portions of the plurality of terminals (522, 524 to 528) cast in the rectangular parallelepiped base portion 510.
  • An elongated cylindrical member is inserted into the inside of the curved rib 503d on the lower side of the connection portion (522b, 524b, 527b, etc.) and the curved rib 504b opposed to the curved rib 503d, and the cylindrical member is screwed etc. It can be fixed to the housing of the main body.
  • FIG. 30 is a view showing the terminal holder 500, (1) is a front view, and (2) is a bottom view.
  • a horizontal surface (horizontal wall) 515 is further formed under the bottom portion 510b connecting the lower sides of the terminals (522, 524 to 528).
  • a concave portion 516 cut out in a concave shape is formed.
  • the recess 516 is a notch formed so as not to interfere with the vertical wall portion 185 a (see FIG. 3) of the battery pack 100 when the terminal holder 500 is mounted.
  • the rear side portion and the upper side portion of the terminals (522, 524 to 528) are cast into the base portion 510, and the rear side of the lower side is cast by the horizontal wall 515. ) Is firmly fixed without being shaken in the left and right direction.
  • a plurality of terminals (522, 524 to 528) are cast in the base portion 510 so as to penetrate to the rear side.
  • hollow portions 532 to 538 and 544 to 546 which are not filled with the resin material are formed. These hollow portions are unnecessary portions to cover the terminals (522, 524 to 528) cast inside, and are formed to reduce the weight of the terminal holder 500.
  • FIG. 30 (3) is a top view, which is a portion exposed to the internal space of the housing 3 of the power tool main body 1.
  • FIG. The terminal holder 500 of the fifth embodiment is relatively large, and a stepped surface 506 which is raised upward is formed on the upper surface of the horizontal surface 501a.
  • the outer peripheral side edge portion of the horizontal surface 501 a is fixed to the power tool main body 1 by being held by the opening portion formed in the housing 3 of the power tool main body 1.
  • a sealing member (not shown) made of rubber may be interposed on the outer peripheral surface of the horizontal wall 501 to fill the gap between the terminal holder 500 and the housing 3.
  • FIG. 31 is a partial side view showing a state in which a conventional battery pack 15 is mounted on a power tool main body using a terminal holder 500.
  • the connection terminal 18 is fixed on the circuit board 16 of the battery pack 15.
  • the size of the connection terminal 18 is a size corresponding to the terminal portion of the positive electrode input terminal 522.
  • the connection terminal 18 has left and right arms 18a and 18b (18b can not be seen in the figure) extending toward the front in the mounting direction of the battery pack, and the terminal of the positive electrode input terminal 522 is located between the arms 18a and 18b. In such a way that a good electrical contact is achieved.
  • the horizontal surface 515 is positioned close to the upper surface 115 of the upper case 110 (see FIG. 3), and the vertical surface 501b faces the step portion 114 (see FIG. 3).
  • the arms 18a and 18b of the connection terminal 18 are fitted so as to sandwich the plate-like positive electrode input terminal 522 from the left and right, thereby establishing an electrical connection state.
  • the conventional terminal portion 20 since the horizontal surface 515 is not formed, a gap is generated in the portion indicated by the arrow 517.
  • the gap between the terminal holder 500 and the substrate cover 19 is filled, and the connection terminals of the battery pack 15 face the power tool main body 1 side.
  • the upward movement of the terminal holder 500 relative to the battery pack 15 can also be limited by the protrusions 516a and 516b (see FIG. 29), but the function of the protrusions 516a and 516b will be described later with reference to FIG. .
  • FIG. 32 is a view showing the shape of the terminal holder 550 for 36 V according to the fifth embodiment of the present invention, (1) is a perspective view seen from below, and (2) is a left side view.
  • the difference from the terminal holder 550 for 18V shown in FIG. 29 is slight, and the shape of the resin portion may be said to be identical.
  • the only difference is that the positive electrode input terminal 572 and the negative electrode input terminal 577 have a narrow width in the vertical direction as in the first embodiment, and the lower part of the positive electrode input terminal 572 and the negative electrode input terminal 577 is Terminal portions 588b and 588c of the shorting bars are provided in parallel.
  • the side surface shape in FIG. 32 (2) is also substantially the same, and a horizontal surface 565 is formed on the lower side of the connection terminal group, and protrusions 566a and 566b are formed on the left and right sides thereof.
  • FIG. 33 is a view showing the terminal holder 550 of FIG. 32, (1) is a front view, (2) is a bottom view, and (3) is a top view.
  • the positive electrode input terminal 572 and the negative electrode input terminal 577 are formed to have a smaller width in the vertical direction than the other terminals (574 to 578), and the terminal portion 588b is formed below the positive electrode input terminal 572
  • a terminal portion 588c is formed below the terminal 577.
  • the terminal portions 588 b and 588 c are both end portions of the shorting bar cast in the inside of the base portion 560 of the terminal holder 550, and they are electrically connected.
  • the shape of the bottom portion of FIG. 33 (2) is also substantially the same as that of the terminal holder 550 shown in FIG.
  • FIG. 33 (3) is a top view, which is a portion exposed to the internal space of the housing 32 of the power tool main body 30.
  • a stepped surface 556 is formed on a horizontal surface 551 a which is an upper surface of the terminal holder 550.
  • FIG. 34 is a diagram for describing a connection state between the power tool main body using the terminal holder 550 and the connection terminal of the battery pack 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 34 (1) is a side view
  • (2) is a side view in which the side wall portion of the substrate cover 380 is not shown in (1).
  • the upper positive electrode terminal 162 is fitted only to the positive electrode input terminal 572 and the lower positive electrode terminal 172 is connected to the terminal portion 588b of the shorting bar.
  • the horizontal surface 565 is in contact with or in proximity to the lower surface 111 of the upper case 110 (see FIG. 3) and the upper surface 381 a of the substrate cover 380.
  • the horizontal surface 565 and the protrusions 566a and 566b are formed, the vertical movement of the terminal holder 550 with respect to the battery pack 100 can be restricted.
  • FIGS. 29-34 limits movement of the terminal holder 500, 550 towards the circuit board 16, 150, i.e., downward movement, so that the terminal holder 500, 550 is used.
  • Horizontal planes 515, 565 were formed. However, only by providing the horizontal surfaces 515 and 565, the relative movement of the terminal holders 500 and 550 in the direction away from the circuit boards 16 and 150, that is, the upward movement can not be restricted.
  • the terminal holder 550 is held by the housing 32 of the power tool body 30.
  • the method of fixing the terminal holder 550 differs depending on the type of the electric power tool main body or the electric device main body. Normally, an opening for holding the terminal holder 500 is provided on the divided surface of the split-type housing, and the terminal holder 500 is held in the opening. At this time, in order to improve waterproofness and to prevent vibration transmission, not only the method of firmly fixing the opening and the terminal holder 500 but also by holding a rubber seal member in a slightly movable state may be employed. . In this case, when the power tool is placed in a large vibration generation state during operation, the terminal holder 550 vibrates only slightly in a cycle different from that of the power tool body side housing, that is, within the movable range by the seal member.
  • connection terminal 100 A relative movement occurs between the connection terminal 100 and the plate-like device side terminal.
  • connection terminal and the device side terminal In order to suppress the relative movement of the connection terminal and the device side terminal, it is conceivable to increase the fitting pressure of the connection terminal of the battery pack 100, but in that case, it becomes difficult to attach and remove the battery pack 100. Therefore, in the present embodiment, rightward protruding protrusions 516a and 566a are formed in the vicinity of the left and right ends of the horizontal surfaces 515 and 565, and the leftward protruding protrusions 516b and 566b are formed. The upward movement of the terminal holder 550 is also suppressed.
  • a butting member (engaged portion) for holding the protrusions 516a, 516b, 566a, 566b from above is required.
  • a convex portion is formed as a portion to be engaged in the upper case 110, or a convex portion is formed on the substrate cover 380, and a projection 516a is formed below the convex portion, 516b or the protrusions 566a, 566b are made to abut.
  • FIG. 35 (1) the right side view of the state in which the terminal holder 550 was mounted
  • the horizontal surface 551 a of the terminal holder 550 is opposed to the upper surface 115 of the upper case 110.
  • the battery pack 100 is attached to the power tool main body 30 by a rail mechanism.
  • FIG. 35 (2) is a cross-sectional view taken along the line CC of (1).
  • a plurality of device side terminals (572, 574 to 578, 588b, 588c) formed on the terminal holder 550 are engaged with the connection terminals (see FIG. 4) on the power tool main body 1 side.
  • a horizontal surface 565 is formed on the lower surface of the device-side terminal (572, 574 to 578, 588b, 588c), and the horizontal surface 565 abuts on the upper surface 381a of the substrate cover 380. However, in the vicinity of the arrows 590a and 590b, the side of the terminal holder 550 is not in contact with the upper case 110.
  • FIG. 36 (1) is a view showing a terminal portion 650 according to a modification of the fifth embodiment, (1) is a cross-sectional view of a portion corresponding to the DD portion of FIG. 35, (2) Is a partial enlarged view of (1).
  • the terminal portion 650 is provided with protrusions 666a and 666b in the left-right direction.
  • the upper case 110 is provided with two parallel projecting parts 139a and 139b extending in the front and rear direction, and projects to the left and right sides from the upper end vicinity of each of the upward projecting parts, Rails 138a, 138b are provided which engage with the side rail grooves.
  • ribs 140a and 140b to be engaged with the terminal portion 650 are provided in the openings formed between the projecting portions 139a and 139b, and the terminal portion 650 in the upward direction with respect to the battery pack 100 is formed. Prevent relative movement. The downward relative movement of the terminal portion 650 with respect to the battery pack 100 is restricted by the protruding portions 139a and 139b coming into contact with step portions 386a and 386b formed at the left and right ends of the upper surface 381a of the substrate cover 380.
  • the battery pack In addition to the smooth attachment and detachment of the power tool 100 to the power tool body 30, the vertical swing of the terminal holder 550 can be effectively suppressed.
  • FIG. 37 is a view showing a modified example of fixing the terminal portion 650 to the substrate cover 680.
  • (1) is a cross-sectional view of a portion corresponding to the DD portion of FIG. It is a single-piece
  • (3) is a left view of the terminal part 650.
  • guide rails 695a and 695b for fitting with the protruding portions 666a and 666b of the terminal portion 650 are formed at both side ends of the substrate cover 680.
  • the guiding rails 695a and 695b are concave second rail grooves extending in the front and rear direction, and when the terminal portion 650 is relatively moved to slide from the front side of the battery pack 100, the guiding rails 695a and 695b are inside.
  • the protrusions 666a and 666b of the terminal portion 650 are inserted into the That is, in addition to the power tool body 1, 30 being engaged with the mounting rail mechanism, that is, the rails 138a, 138b and the rail grooves 11a, 11b, the projecting portions 666a, 666b and the guiding of the second rail mechanism
  • the relative movement between the terminal unit 650 and the battery pack 100 is restricted by fitting the support rails 695a and 695b. As seen from the side view of FIG.
  • the shape of the terminal portion 650 is formed small unlike the shape of the terminal holders 500 and 550 of the fifth embodiment shown in FIGS.
  • the size of the metal terminal portion (for example, the positive electrode input terminal 672 and the terminal portion 688 b of the short bar) constituting the connection terminal is the same.
  • the horizontal plane 665 is formed under the plurality of metal terminals, and the protrusions 666a and 666b are formed on the left and right ends of the horizontal plane 665.
  • the terminal holder of the fifth embodiment shown in FIGS. The shape is the same as 500 and 550.
  • a cushioning material 690 is interposed on the lower surface 665a of the horizontal surface 665 of the terminal portion 650A of FIG.
  • the cushion material 690 may be a member having sufficient elasticity while having a good slidability so as not to cause a large resistance when the battery pack 100 is attached to the power tool main body.
  • a cushioning material 690 is attached to the flat lower surface 665a of the terminal portion 650A by an adhesive member such as double-sided tape.
  • a convex portion 665b formed to have a predetermined length in the front-rear direction is formed.
  • the convex portion 665 b is manufactured integrally with the base portion 660 and is a stopper that protects the cushion material 690 from being compressed more than necessary.
  • the cushion material 690 is on the rear side of the protrusion 666 b and on the lower side of the base portion 660.
  • the total length in the left-right direction of the cushion material 690 may be about half or less of the left-right direction area of the lower surface 665a.
  • FIG. 39 is a view showing a terminal portion 650B according to a further modification of the fifth embodiment, (1) is a front view, (2) is a left side view, and (3) is a battery pack 100. It is a left view of terminal area 650B in the state of fitting with the connecting terminal on the side.
  • guide portions 692a to 692c made of synthetic resin are interposed at the upper and lower edge portions of the positive electrode input terminal 672 and the terminal portion 688b of the shorting bar.
  • guide portions 697a to 697c made of synthetic resin are interposed at upper and lower edge portions of the negative electrode input terminal 677 and the terminal portion 688c of the shorting bar.
  • the guide portions 697a to 697c are made of a nonconductive material such as a synthetic resin, and may be formed as a separate member from the base portion 660 or may be manufactured integrally with the base portion 660.
  • the guide portions 692a to 692c and the guide portions 697a to 697c are formed continuously from the front side of the front end of the positive electrode input terminal 672 to the vertical wall 661b as shown in the side view of FIG. 39 (2). Accordingly, as shown in FIG. 39 (2), in the metal terminal portion, the positive electrode input terminal 672 is exposed between the guide portions 692a and 692b, and the terminal portion 688b of the shorting bar is exposed between the guide portions 692b and 692c. It will be.
  • the guide portions 692a to 692c and the guide portions 697a to 697c are formed in this manner, the upper side between the guide portions 692a and 692b is guided so as to be guided by the guide portions 692a to 692c as shown in FIG. 39 (3).
  • the arm portions 162a and 162b of the positive electrode terminal 162 are guided, and the arm portions 172a and 172b of the lower positive electrode terminal 172 are guided between the guide portions 692b and 692c.
  • connection terminal on the battery pack 100 side can be reliably guided to a predetermined position of the terminal portion 650B at the time of mounting, and further, the device side terminal of the terminal portion and the connection terminal on the battery pack side when the power tool operates Can significantly suppress the phenomenon of wear due to sliding.
  • upper terminals (162, 167) and lower terminals (172, 177) are provided as power terminals (positive and negative terminals), and the battery pack is mounted on the low-voltage electric tool main body.
  • the upper terminal and the lower terminal are commonly connected to the power terminal of the low-voltage power tool body.
  • the battery pack is attached to the high voltage electric tool main body, only one of the upper terminal and the lower terminal is connected to the power terminal of the high voltage electric tool main body, and the other terminal not connected to the power terminal is shorted. Shorted by a bar.
  • the sixth embodiment as the arrangement of the arm portions of the power terminals, they are not arranged separately in the vertical direction, but are arranged separately in the front-rear direction.
  • FIG. 40 is a perspective view for explaining the mounting condition of the battery pack 860 of the power tool according to the sixth embodiment.
  • the electric power tool includes an electric power tool main body 801 and a battery pack 860 attached thereto, and drives a tip tool and a working device using a rotational driving force by a motor.
  • the power tool main body 801 includes a housing 802 which is an outer frame forming an outer shape, a handle portion 803 is formed on the housing 802, and a trigger switch 804 operated by an operator is provided near the upper end of the handle portion 803. Below the handle portion 803, a battery pack mounting portion 810 for mounting a battery pack 860 is formed.
  • the mounting direction 818 of the battery pack 860 is described as the direction in which the battery pack 860 is brought closer to the power tool main body 801 as in the first embodiment. This is only defined for convenience of explanation, and in fact, by holding the battery pack 860 and moving the power tool main body 801 forward, relative movement in the same direction as movement of the arrow 818 is realized it can.
  • the front, rear, left, and right directions of the battery pack 860 are determined based on the mounting direction.
  • the front, rear, left and right are defined on the basis of the direction when the operator grips. Therefore, when the electric device is an electric power tool main body such as an impact driver, it should be noted that the front and back directions of the electric devices are reversed as shown in FIG.
  • the shape of the battery pack 860 differs from the battery packs 15 and 100 described in the first embodiment in the arrangement of connection terminals and the latch mechanism.
  • Rails 864 a and 864 b (in the figure, 864 b can not be seen) are formed on the left and right sides of battery pack 860.
  • the latch button 865 is formed on the upper rear surface of the battery pack 860, and only one large button is provided at the left and right center.
  • FIG. 41 is a view for explaining the mounting condition of the battery pack according to the sixth embodiment to the power tool.
  • the power tool main bodies 801 and 830 are provided with housings 802 and 832, handle portions 803 and 833, trigger switches 804 and 834, and a battery pack attachment portion 810 for attaching a battery pack 860 below the handle portions 803 and 833. , 840 are formed.
  • the power tool body 801 operates at a rated voltage of 18 V
  • the power tool body 830 operates at a rated voltage of 36 V.
  • the battery pack 860 two sets of cell units in which five cells of a lithium ion battery rated at 3.6 V are connected in series are accommodated, and connection of the two sets of cell units is changed in series or in parallel. Both low voltage (18 V) and high voltage (36 V) outputs can be switched. Since the battery pack 860 is configured to be compatible with two voltages, it can be mounted on the 36V-compatible power tool main body 830 as indicated by the arrow b4, and can also be mounted on the 18V-compatible power tool main body 801 as indicated by the arrow b3.
  • rail grooves 811a and 811b extending in parallel in the front-rear direction are formed in the inner wall portions on both left and right sides, and a terminal portion 820 is formed in a space portion surrounded by the left and right rail grooves 811a and 811b.
  • the terminal portion 820 is manufactured by integral molding of a nonconductive material such as a synthetic resin, and is formed with a vertical surface 820a serving as a butt surface in the mounting direction (front-rear direction) and a horizontal surface 820b. Sometimes, it becomes an adjacent and opposite surface to the upper surface 862 of the battery pack 860.
  • the terminal portion 820 is provided with a plurality of metal terminals, such as a positive electrode input terminal 822, a negative electrode input terminal 827, and an LD terminal (abnormal signal terminal) 828.
  • the positive electrode input terminal 822 and the negative electrode input terminal 827 are formed of a flat metal plate, and have a length in the mounting direction twice or more that of the terminal portion 20 (see FIG. 2) of the first embodiment.
  • the LD terminal 828 is disposed on the right side of the negative electrode input terminal 827.
  • a flat lower surface 861 is formed on the front side, and in the vicinity of the center, an upper surface 862 formed higher than the lower surface 861 is formed.
  • the connection portion between the lower surface 861 and the upper surface 862 is formed in a step-like shape, and a slot group for inserting an apparatus-side terminal is disposed in the step-like portion.
  • the slot group is formed with large slots 872 and 877 such as long notches in the front-rear direction and slots 878 about half the length of them.
  • the slot 872 is a first slot for the positive electrode terminal
  • the slot 877 is a second slot for the negative electrode terminal
  • the slot 878 is a third slot for the LD terminal.
  • connection terminals that can be fitted to the device-side terminals on the power tool main bodies 801 and 830 side.
  • Rails 864 a and 864 b are formed on the right side and the left side of the upper surface 862.
  • the rails 864a and 864b are convex portions that project in the right and left directions.
  • a raised portion 863 is provided on the rear side of the upper stage surface 862, and a latch button 865 is provided on the rear side thereof.
  • the power tool body 830 operates at a rated voltage of 36V.
  • two sets of connection terminals inserted in the positive electrode side slot 872 and the negative electrode side slot 877 are provided to be separated in the front-rear direction according to the concept similar to the first embodiment.
  • the connection terminals corresponding to the positive electrode side slot 872 are one terminal portion 859b of the shorting bar disposed on the front side, and the positive electrode input terminal 852 disposed on the rear side.
  • the connection terminals corresponding to the negative electrode side slot 877 are one terminal portion 859c of the shorting bar disposed on the front side and the negative electrode input terminal 857 disposed on the rear side.
  • the positive electrode input terminal and the shorting bar, and the negative electrode input terminal and the shorting bar are arranged at a distance in the vertical direction, but in the present embodiment, they are arranged in the front and rear direction. And parallel to each other at a predetermined distance.
  • FIG. 42 is a perspective view showing the connection state of the power terminal to the power tool main body, (1) shows a state where the battery pack 860 is attached to the power tool main body 830 for 36V, and (2) is for 18V A state in which the battery pack 860 is attached to the power tool main body 801 is shown.
  • the mounting direction of the battery pack 860 is the two arrow directions shown by dotted lines.
  • a front positive electrode terminal 882 and a rear positive electrode terminal 892 are disposed as a power switching terminal group so as to be separated in the front-rear direction.
  • a front negative electrode terminal 887 and a rear negative electrode terminal 897 are arranged as a power switching terminal group so as to be separated in the front-rear direction.
  • An upper cell unit 146 and a lower cell unit 147 configured of five lithium ion battery cells are accommodated in the battery pack 860.
  • the positive output of the upper cell unit 146 is connected to the rear positive terminal 892, and the negative output is connected to the front negative terminal 887.
  • the positive output of the lower cell unit 147 is connected to the front positive terminal 882, and the negative output is connected to the rear negative terminal 897.
  • the device-side terminal of the power tool main body 830 is configured of a positive electrode input terminal 852, a negative electrode input terminal 857, and a short bar 859. These functions are basically the same as the configuration of the first embodiment, and the terminal groups (852, 857, 859b, 859c) of the power tool main body are relatively moved as shown by arrow 855 to become dotted arrows. As shown, it is configured to be attached to the connection terminals (882, 887, 892, 897) of the battery pack 860.
  • the terminal group (852, 857, 859b, 859c) of the electric power tool main body is not the entire terminal portion 850 (see FIG. 41) but only the metal terminal portion.
  • the positive electrode input terminal 852 is a metal plate material bent in a crank shape, and a terminal portion 852a fitted to the front positive electrode terminal 882 is formed on one end side, and a terminal portion 852c for wiring to the motor 836 side is on the other end side. It is formed. Between the terminal portion 852a and the wiring terminal portion 852c is a connecting portion 852b extending in the lateral direction, and the whole of the connecting portion 852b, the rear side portion of the terminal portion 852a and the front side portion of the wiring terminal portion 852c are terminals. It will be cast in the synthetic resin part of the part 850 (see FIG. 41).
  • the negative electrode input terminal 857 has a similar shape, and a terminal portion 857a fitted to the front negative electrode terminal 887 is formed on one end side, and a wiring terminal portion 857c to the motor 836 side is formed on the other end side.
  • the positive electrode input terminal 852 and the negative electrode input terminal 857 have a shape of plane symmetry.
  • Between the terminal portion 857a and the wiring terminal portion 857c is a connecting portion 857b extending in the lateral direction, and the entire connecting portion 857b, a part of the rear side of the terminal portion 857a and a front side portion of the wiring terminal portion 857c are terminals. It will be cast in the synthetic resin base of the part 850.
  • the terminal portion 859b of the short bar 859 is fitted to the rear positive electrode terminal 892, and the terminal portion 859c is fitted to the rear negative electrode terminal 897.
  • the positive electrode input terminal 852 is fitted with the front positive electrode terminal 882, and the negative electrode input terminal 857 is fitted with the front negative electrode terminal 887.
  • a series connection circuit of the upper cell unit 146 and the lower cell unit 147 is formed, and a voltage of 36V rated is supplied to the power tool main body 830 side.
  • FIG. 42 (2) shows a state where the battery pack 860 is attached to the low voltage electric power tool main body 801.
  • the positive electrode input terminal 822 is a metal plate material bent in a crank shape, and a terminal portion 822a to be fitted simultaneously with the front positive electrode terminal 882 and the rear positive electrode terminal 892 is formed on one end side, and the other end side to the motor 806 side
  • the wiring terminal portion 822c is formed. Between the terminal portion 822a and the wiring terminal portion 822c is a connecting portion 822b extending in the lateral direction, and the entire connecting portion 822b, a part of the terminal portion 822a and a portion of the wiring terminal portion 822c are composites of the terminal portion 820 It will be cast in the resin part.
  • the negative electrode input terminal 827 is also formed in a crank shape, and a terminal portion 827a, a wiring terminal portion 827c, and a connection portion 827b which are simultaneously fitted with the front negative electrode terminal 887 and the rear negative electrode terminal 897 are formed.
  • a voltage of 18V rated is supplied to the power tool main body 801 side.
  • the terminal portion 822a is formed to a sufficient length to be simultaneously fitted to the front positive terminal 882 and the rear positive terminal 892, and the terminal portion 827a is simultaneously fitted to the front negative terminal 887 and the rear negative terminal 897. Is formed to such a sufficient length.
  • the rear positive electrode terminal 892 is in the form of an inverted ⁇ when viewed from the device-side terminal insertion direction (the direction indicated by the dotted arrow).
  • a rectangular flat plate portion 892a for fixing to a circuit board is formed, and two arm portions 892b and 892d bent upward from the left and right side portions of the flat plate portion 892a are formed.
  • the two arms 892b, 892d are bent so as to approach each other as going upward, and contact terminal parts 892c, 892e (both shown in FIG. 45) are formed on the upper end parts of the arms 892b, 892d.
  • the contact terminal portions 892c and 892e are substantially rectangular electrodes arranged at predetermined intervals so as to be parallel, and the front and rear sides thereof are bent away from the opposing contact terminal portions.
  • the terminal is shaped so as to be easily fitted in the front to back direction.
  • the metal terminal parts used as the rear side positive electrode terminal 892 are common parts used commonly for the front side positive electrode terminal 882, the front side negative electrode terminal 887, and the rear side negative electrode terminal 897, and are not shown. Are fixed to the circuit board (not shown).
  • FIG. 43 is a diagram for describing a state when battery pack 860 is attached to power tool main body 830 of 36V specification.
  • the terminal portions 859b and 859c of the shorting bar 859 first engage with the front positive terminal 882 and the front negative terminal 887 Do.
  • the positive electrode of the upper cell unit 146 and the negative electrode of the lower cell unit 147 are not connected, the power of the battery pack 860 is not transmitted to the electric device main body 831 side.
  • the shorting bar 859 passes through the front positive terminal 882 and the front negative terminal 887, and the direction of the rear positive terminal 892 and the rear negative terminal 897 Will be approaching.
  • the shorting bar 859 is not in contact with any connection terminal
  • the positive electrode input terminal 852 is not in contact with the front positive electrode terminal 882
  • the negative electrode input terminal 857 is not in contact with the front negative electrode terminal 887. Therefore, since the upper cell unit 146 and the lower cell unit 147 are not connected even at this time, the power of the battery pack 860 is not transmitted to the electric device main body 831.
  • the short bar 859 is fitted to the rear positive terminal 892 and the rear negative terminal 897.
  • the terminal portion 852a of the positive electrode input terminal 852 is fitted to the front positive electrode terminal 882, and the terminal portion 857a of the negative electrode input terminal 857 is fitted to the front negative electrode terminal 887.
  • a series connection state of the upper cell unit 146 and the lower cell unit 147 is realized, and a direct current with a rating of 36 V is supplied between the positive electrode input terminal 852 and the front negative electrode terminal 887.
  • FIG. 44 is a view for explaining the situation when the battery pack 860 is attached to the 18V power tool main body 801.
  • the terminal portions 822a and 827a are front positive terminals as shown in FIGS. 44 (1) and (2). 882 and the front negative electrode terminal 887 are fitted.
  • the positive electrode of the upper cell unit 146 and the negative electrode of the lower cell unit 147 are not connected, the power of the battery pack 860 is not transmitted to the power tool main body 801.
  • the terminal portions 822a and 827a abut the rear positive electrode terminal 892 and the rear negative electrode terminal 897.
  • the terminal portions 822a and 827a are also fitted to the front positive electrode terminal 882 and the front negative electrode terminal 887, a parallel connection circuit of the upper cell unit 146 and the lower cell unit 147 is established.
  • a direct current of 18 V rated is supplied between the 822 and the negative electrode input terminal 827.
  • FIG. 45 is a top view of the terminal arrangement on the battery pack 860 side and the terminal shape of the power tool main body 830. In order to explain the size and arrangement of each terminal, the scale of each component is shown together.
  • Contact terminal portions 882c, 882e, 892c, 892e, 887c, 887e, 897c, 897e which face the front positive terminal 882, the rear positive terminal 892, the front negative terminal 887, and the rear negative terminal 897 with a distance in the left-right direction. Is provided.
  • the contact terminals 882c, 892c, 887c, 897c are connected to the right arms 882b, 892b, 887b, 897b, and the contact terminals 882e, 892e, 887e, 897e are connected to the left arms 882d, 892d, 887d, 897d. Be done.
  • the length L 7 in the front-rear direction of these contact terminal portions is made sufficiently smaller than the distance L 8 between the front positive electrode terminal 882 and the rear positive electrode terminal 892.
  • the longitudinal length of the contact terminals 882c, 882e, 892c, 892e, 887c, 887e, 897c, 897e is the same as L7. .
  • the front negative electrode terminal 887 and the rear negative electrode terminal 897 also have the same distance L8.
  • the length L9 of the terminal portion of the shorting bar 859 in the front-rear direction is sufficiently smaller than the distance L8 between the front terminals (882, 887) and the rear terminals (892, 897).
  • the lengths of the terminal portion 852a of the positive electrode input terminal 852 and the terminal portion 857a of the negative electrode input terminal 857 are preferably at least L9 or more.
  • FIG. 45 (2) is a diagram showing a state in which the battery pack 860 is attached to the power tool main body 830.
  • the horizontal portion 859a of the short bar 859 appears to be exposed, but since the horizontal portion 859a is cast inside the resin portion of the terminal portion (not shown), it is not exposed to the outside.
  • the power terminals positive terminal and negative terminal
  • the power terminals are separately arranged in the front-rear direction, they are mounted on the main body of the electric device without relying on a mechanical switch mechanism for switching the output voltage. You can get to the appropriate output voltage automatically.
  • SYMBOLS 1 Electric tool main body, 2 ... Housing, 3 ... Handle part, 4 ... Trigger switch (motion switch), 5 ... Motor (drive part), 8 ... Tip tool holding part, 9 ... Tip tool, 10 ...
  • battery pack mounting portion 45 motor 50, 50A terminal portion 51 base 51b recess 52 52A positive electrode input terminal 52a 52b terminal portion 52c wiring portion 52f terminal portion , 54 ... T terminal, 54a ... terminal section, 54c ... wiring section, 55 ... V terminal, 55a ... terminal section, 56 ... LS terminal, 56a ... terminal section, 56c ... wiring section, 57, 57A ... negative electrode input terminal, 57a ... terminal part, 58 ... LD terminal, 58a ... terminal part, 58c ... wiring part, 58f ... terminal part, 59 ... short bar, 59a ... connection part, 59b, 59c ... terminal part, 59d ...
  • short bar connection switch, 79b, 79c ... (short bar) terminal portion, 100 ... battery pack, 101 ... lower case, 101a ... front wall, 101b ... rear wall, 101c ... right side wall, 101d ... left side wall, 102 ...
  • Substrate cover 181 ... Coupling member, 181a ... Top surface, 181b to 181f ... Leg part, 182 ... Cut wall, 182a: Vertical wall, 182b: Horizontal wall, 182c: Left end position, 183: Partition wall, 183a: Vertical wall, 183b, 183c ... Horizontal wall, 184: Partition wall, 184a, 184d ...
  • curved rib 506 ... Stepped surface, 510 ... base portion, 510 b ... bottom portion, 515 ... horizontal surface (horizontal wall), 516: Recess, 516a, 516b: Projection, 522: Positive electrode input terminal, 524: T terminal, 525: V terminal, 526: LS terminal, 527: Negative electrode input terminal, 528: LD terminal, 532: Cavity, 550: ...
  • Terminal holder 551a horizontal surface 556: stepped surface 560: base portion 565: horizontal surface (guide surface) 572: positive electrode input terminal 577: negative electrode input terminal 582: hollow portion 588b, 588c: terminal portion 650 , 650A, 650B: terminal portion, 660, 660A: base portion, 661b: vertical wall, 665: horizontal surface, 665a, lower surface (of horizontal surface), 665b: convex portion, 666a, 666b: projecting portion (engagement portion), 672 ... Positive electrode input terminal, 677 ... Negative electrode input terminal, 680 ... Substrate cover, 688b, 688c ... Terminal portion, 690 ... Cushion material, 692 , 692c ...
  • LD terminals 830 ... electric tool main body, 836 ... Motor, 850: terminal portion, 852: positive electrode input terminal, 852a: terminal portion, 852c: wiring terminal portion, 857: Polar input terminal 857a terminal portion 857b connection portion 857c wiring terminal portion 859 short bar 859a horizontal portion 859b 859c terminal portion 860 battery pack 861 lower surface 862 Upper surface, 863: ridged portion, 864a, 864b: rail, 865: latch button, 872: positive electrode side slot, 877: negative electrode side slot, 878: slot, 882: front positive electrode terminal, 882b, 882d, arm portion, 882c, 882e: contact terminal portion (fitting portion), 887: front negative electrode terminal, 892: rear positive electrode terminal, 892a: flat plate portion, 892b: arm portion, 892d: contact terminal portion, 897: rear negative electrode terminal terminal

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Abstract

電池パックの出力電圧を切替え可能として、異なる電圧の電気機器に共用する。5本の電池セルからなる上側セルユニット146と下側セルユニット147の直列接続状態と並列接続状態を、電気機器本体側のターミナル形状の違いにより自動的に切り替えることができる電気機器であって、複数の機器側端子(572~578)を保持するターミナルホルダ550の形状を改良した。ターミナルホルダ550には、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、前後方向に延びる平行する2つの突出部566a、566bをターミナルホルダ550に設け、これら突出部566a、566bと嵌合する第2のレール溝を電気機器側に設けた。これらの嵌合により、ターミナルホルダ550と電池パックの上下方向の相対移動を抑制することができ、機器側端子(572~578)の摩耗を大幅に抑制できる。

Description

電池パックを用いた電気機器
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。
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を用いた電気機器を提供することにある。本発明のさらに他の目的は、高機能な電池パックを用いた電気機器を提供することにある。本発明のさらに他の目的は、電気機器本体側の接続端子と良好に嵌合できる端子構造を有する電池パック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代表的な特徴を説明すれば次のとおりである。本発明の一つの特徴によれば、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ものであって、係合部としてターミナルホルダの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。
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、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ので、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。また、電圧切替式の電池パックを従来の低電圧の電気機器本体にもそのまま接続できるので、従来の電気機器本体用と互換性と保ちつつ、高電圧の電気機器本体にも使用できる、汎用性の高い電池パックを実現することができた。さらに、電池パックの端子構造を工夫したことにより、電気機器本体側の端子との接触不良の発生を回避して、電気機器本体側の接続端子と電池パック側の接続端子との接触抵抗の増大を防止し、大電流が流れるときの端子部分に生ずる発熱を抑制でき、接続端子の損傷や溶断を効果的に防止できる。さらに電池パックの電気機器本体への装着方法は、従来の電気機器本体に対する装着と同様であるので、従来と同じ使い勝手を有する2電源対応の電池パック、及びそれを用いた電気機器を実現できた。
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。 本発明の実施例に係る電池パック100の斜視図である。 図3の電池パック100の展開斜視図である。 図4のセパレータ445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4の電力端子のうち放電用に使われる正極端子対(162と172)と負極端子対(167と177)の単体形状を示す図である。 図4の電力端子(161と171、162と172、167と177)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)は全体の側面図であり、(3)は全体の正面図である。 電気機器本体と電池パック100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30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1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30のターミナル部50の斜視図であり、(2)はショートバー59単体の斜視図であり、(3)はターミナル部50と電池パック100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1のターミナル部20の斜視図であり、(2)はターミナル部20と電池パック100の電力端子との接続状況を示す図である。 本実施例の信号端子部品240の単体形状を示す図であって、(1)は左前上方より見た斜視図であり、(2)は右前下方から見た斜視図である。 複数の信号端子部品240の回路基板150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240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5の部品を組み立てた後のセパレータ445の側面図であり、(1)は右側面であり、(2)は左側面図である。 セパレータ445に回路基板150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445に回路基板150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100の引出し板461、466、471、476と正極端子(162、172)及び負極端子(167、177)への接続方法を説明するための図である。 図15の接続端子群とその周囲に配置される基板カバー180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17の基板カバー180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15の接続端子群とその周囲に配置される基板カバー180を示す図であり、(1)は上面図であり、(2)は背面図である。 図15の接続端子群とその周囲に配置される基板カバー180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180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。 (1)は図3の上ケース110の斜視図であり、(2)は(1)の矢印B方向から見た基板カバー180と端子部の矢視図である。 回路基板150への樹脂の塗布方法を説明するための図である。 (1)、(2)は、本実施例の第2の実施例に係るターミナル部200を示す斜視図である。 (1)、(3)はターミナル部200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4の実施例に係るターミナル部50A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4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27におけるショートバー接続スイッチ59dの動作と、トリガスイッチ34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5の実施例に係る18V用のターミナルホルダ500を示す図であり、(1)は斜視図であり、(2)は正面図である。 図29のターミナルホルダ500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29のターミナルホルダ500を従来の電池パック15に接続した状態を示す部分側面図である。 本発明の第5の実施例に係る36V用のターミナルホルダ550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32のターミナルホルダ550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32のターミナルホルダ550の側面図であり、(2)は(1)の図から基板カバー180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100にターミナルホルダ550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5の実施例の変形例に係るターミナル部650を示す図であり、(1)は図35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36のターミナル部650を基板カバー680に固定する変形例を示す図であり、(1)は図35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650の単体図であり、(3)はターミナル部650の左側面図である。 (1)は図36のターミナル部650の変形例であり、(2)はターミナル部650の左側面図である。 第5の実施例の更なる変形例に係るターミナル部650B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100側の接続端子と嵌合状態にあるターミナル部650Bの左側面図である。 第6の実施例の電動工具の電池パック860の装着状況を説明するための斜視図である。 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801に電池パック860を装着する状態を示し、(2)は36V用の電動工具本体830に電池パック860を装着する状態を示す。 電池パック860を36V仕様の電動工具本体830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860を18V仕様の電動工具本体801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860側の端子配置と、電動工具本体830の端子形状と配置を示す上面図である。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。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。本明細書においては、電気機器の一例として電池パックにて動作する電動工具を例示して説明するものとし、電動工具の本体側の前後左右の方向は図2に示す方向とし、電池パックの単体で見た際の前後左右、上下の方向は、電池パックの装着方向を基準として図3に示す方向であるとして説明する。尚、電池パックの装着方向は、説明の都合上、電動工具本体側を動かさずに電池パック側を移動させる状況を基準とした方向として説明する。
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、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1で示す電動工具本体1、30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1、30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にはハンドル部3、33が形成される。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18Vの電池パック15を用いる従来の電気機器である。電池パック15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1)の電池パック装着部10に装着できる。電池パック15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。ここで「セルユニット」とは、複数の電池セルを電気的に接続したものであり、「セルユニット」の例として、電池セルを複数本直列接続させた連結体や、電池セルを複数本並列接続させた連結体や、複数の電池セルを直列かつ並列に接続させた連結体が含まれる。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1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15は、低電圧電池パックと呼ぶことがある。
電動工具本体30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100を電池パック装着部40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30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100の内部には、定格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。本実施例では電池パック100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100を18V対応の電動工具本体1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30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100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に装着するためには、電池パック装着部10、40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100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100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。ここで示す電動工具本体1はインパクトドライバであって、ハウジング2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10が形成される。ハンドル部にはトリガスイッチ4が設けられる。ハウジング2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9を装着するための先端工具保持部8が設けられる。ここでは先端工具9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10が形成され、電池パック装着部10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22、負極入力端子27、LD端子(異常信号端子)28が鋳込まれる。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と、水平面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)と隣接、対向する面となる。水平面20bの前方側には、電池パック100の隆起部132(図3にて後述)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14が形成される。突起部14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を兼ねると共に、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。
図3は本発明の実施例に係る電池パック100の斜視図である。電池パック100は電池パック装着部10、40(図1参照)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1又は30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。また、従来の定格18V用の電池パック15(図1参照)と取り付け上の互換性を持たせるために、電池パック100の装着部分の形状は従来の電池パック15と同じとしている。電池パック100の筐体は、上下方向に分割可能な下ケース101と上ケース110により形成される。下ケース101と上ケース110は電気を通さない部材、例えば合成樹脂製であって4本の図示しないネジによってお互いが固定される。上ケース110は、電池パック装着部10に取り付けるために2本のレール138a、138bが形成された装着機構が形成される。レール138a、138bは、長手方向が電池パック100の装着方向と平行になるように、且つ、上ケース110の左右側面から左右方向に突出するように形成される。レール138a、138bの前方側端部は開放端となり、後方側端部は隆起部132の前側壁面と接続された閉鎖端となる。レール138a、138bは、電動工具本体1の電池パック装着部10に形成されたレール溝11a、11b(図2参照)と対応した形状に形成され、レール138a、138bがレール溝11a、11bと嵌合した状態で、ラッチの爪となる係止部142a(右側の係止部であり図3では見えない)、142bにて係止することにより電池パック100が電動工具本体1、30に固定される。電池パック100を電動工具本体1、30から取り外すときは、左右両側にあるラッチ141を押すことにより、係止部142a、142b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100を装着方向と反対側に移動させる。
上ケース110の前方側には平らな下段面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114となっている。段差部114から上段面115の前方側部分がスロット群配置領域120になる。スロット群配置領域120には、前方の段差部114から後方側に延びる複数のスロット121~128が形成される。スロット121~128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には、電動工具本体1、30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4で後述)が配設される。スロット121~128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、装着方向と平行な上面と鉛直面にそれぞれ切り欠きが形成されたものである。また、スロット121~128の下側であって、下段面111との間は、横方向に連続して開口する開口部113が形成される。開口部113は、中央に配置された鉛直方向に延びるリブ状の鉛直壁部185aの左右両側が、平面状に形成されるもので、平面状の部分は基板カバー180によって形成される。基板カバー180は上ケース110と別体に製造される部品であるが、その詳細形状は図17~図21にて後述する。
スロット121~128は、電池パック100の右側のレール138aに近い側のスロット121が充電用正極端子(C+端子)の挿入口となり、スロット122が放電用正極端子(+端子)の挿入口となる。また、電池パック100の左側のレール138bに近い側のスロット127が負極端子(-端子)の挿入口となる。電池パック100では通常、電力を伝達するための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100と電動工具本体1、30や外部の充電装置(図示せず)への制御に用いる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123~126が電力端子群の間に設けられる。スロット123は予備の端子挿入口であり、本実施例では端子は設けられない。スロット124は電池パック100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125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126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127の左側には、さらに電池パック100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128が設けられる。
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より上側に隆起する形状である、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に装着した際に、突起部14(図2参照)の突き当て面となるもので、電動工具本体1側の突起部14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(機器側端子)と電池パック100に配設された複数の接続端子(図4にて後述)が接触して導通状態となる。また、電池パック100のラッチ141の係止部142a(右側の係止部であり図3では見えない)、142bがばねの作用によりレール138a、138bの下部で左右方向に飛び出して、電動工具本体1のレール溝11a、11b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。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、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て閉鎖状態になる。スリット134は、電池パック100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、電池パック100内に取り込まれた冷却風は下ケース101の前方壁に設けられた排気用の風窓たるスリット104から外部に排出される。
図4は図3の電池パック100の展開斜視図である。電池パック100の筐体は、上下方向に分離可能な上ケース110と下ケース101によって形成され、下ケース101の内部空間には、10本の電池セルが収容される。下ケース101の前方側壁面には、上ケース110とのネジ止め用に2つのネジ穴103a、103bが形成され、下から上方向にネジ穴103a、103b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101の後方側壁面にも2つのネジ穴103c(図では見えない)、103d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445にて固定される。セパレータ445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445の上側には、回路基板150が固定される。回路基板150は複数の接続端子(161、162、164~168、171、172、177)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150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150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150の上面(表面であって図4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150の前後方向の中央よりもやや前側には、スロット群配置領域160が設けられ、そこに複数の接続端子(161、162、164~168、171、172、177)が横方向に並べて固定される。
正極端子(161、162、171、172)と負極端子(167、177)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164、V端子165、LS端子166)が設けられる。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11にて後述する。尚、信号端子(164~166、168)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(161、162、171、172)と負極端子(167、177)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11にて後述)を用いるようにした。
負極端子対(167、177)の左側にはLD端子168が設けられる。LD端子168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(164~166、168)は、回路基板150の形成された複数の取付孔151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(164~166)の固定方法にも特徴を有するが、その詳細は図11及び図12にて後述する。以上のように、回路基板150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17にて後述する基板カバー180が設けられ、回路基板150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445に固定される。尚、図4では基板カバー180の図示を省略している。
下ケース101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101a、後面壁101b、右側側壁101c、左側側壁101dにより構成される。下ケース101の内部空間はセパレータ445を収容するのに好適な形状とされ、セパレータ445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102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105が形成される。前面壁101aのほぼ中央には、スリット104が設けられる。上ケース110のスリット134は、充電装置にて充電を行う際に電池パック100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101のスリット104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150との接続は、上方向に板状に延びる接続用の引出しタブ461a、466a、471a、476a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494b、496b~499b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462a、463aが回路基板150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445の上側には、回路基板150を固定する為のネジボス447a、447bが形成される。
次に図5の展開斜視図を用いてセパレータ445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445は10本の電池セル146a~146e、147a~147eを5本ずつ、上下2段にスタックしたものである。図5では電池セル146a~146e、147a~147eがセパレータ445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445の円筒状の空間446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462~465、472~475にて相互に接続され、引出し板461、466、471、476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482a、482bが接続板462~465、472~475や引出し板461、466、471、476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462~465、472~475を用いて接続される。電池セルの両側端子と接続板462~465、472~475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146(図8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147(図8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101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146が上段に配置され、下側セルユニット147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146a~146e、147a~147e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。本実施例では電池パック100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146の正極は、引出しタブ461aが形成された引出し板461を用いて回路基板150に接続され、上側セルユニット146の負極は、引出しタブ466aが形成された引出し板466を用いて回路基板150に接続される。同様にして下側セルユニット147の正極は、引出しタブ471aが形成された引出し板471を用いて回路基板150に接続され、下側セルユニット147の負極は、引出しタブ476aが形成された引出し板476を用いて回路基板150に接続される。セパレータ445の上面には、金属の薄板を折り曲げた形状の引出し板461、466、471、476のタブを保持するためのタブホルダ450~452、455~457が形成される。タブホルダ450~452、455~457は、L字状に折り曲げられた引出しタブ461a、462a、463a、466a、471a、476a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445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461a、462a、463a、466a、471a、476aがそれぞれ嵌め込まれる。セパレータ445の上部には回路基板150をネジ止めするための2つのネジボス447a、447bが形成される。引出し板461、471と接続板463、465、473、475の右側は絶縁シート482aにて覆われ、引出し板466、476と接続板462、464、472、474の左側は絶縁シート482bにて覆われる。絶縁シート482a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6を用いて、2組の電力端子の形状を説明する。図6は図4に示した回路基板150の部分図であり、回路基板150に固定された正極端子対(上側正極端子162と下側正極端子172)と、負極端子対(上側負極端子167と下側負極端子177)だけを図示したものである。出力用の正極端子は、電気的に独立した上側正極端子162と下側正極端子172が、回路基板150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(162、172)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162と下側正極端子172は、それぞれが前方側に延在する腕部組(腕部162aと162b、腕部172aと172b)を有する。ここでは腕部162a、162bと腕部172a、172b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(162、172)は、単一のスロット122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、上側負極端子167と下側負極端子177により構成され、これら負極端子対(167、177)が単一のスロット127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(167、177)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。スロット127の内部では、上側に上側負極端子167の腕部組が配置され、上側負極端子167の腕部組の下側に下側負極端子177の腕部組が配置される。尚、図6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162と下側正極端子172)の右側には、充電用の正極端子対(上側正極端子161と下側正極端子171:図4参照)が配置される。充電用の正極端子対(161、171)の形状は、上側正極端子162と下側正極端子172と同形状である。
図7(1)は、上側端子部品260と下側端子部品280の部品単体を示す斜視図である。上側端子部品260は上側正極端子161、162、及び上側負極端子167として用いられる共通部品であり、下側端子部品280は下側正極端子171、172、及び下側負極端子177として用いられる共通部品である。上側端子部品260と下側端子部品280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260は、U字状の底部となる面、即ちブリッジ部262が後側になるように折り曲げられ、下側端子部品280においては、ブリッジ部282が後側になるように折り曲げられる。上側端子部品260には、下側端子部品280の上側に延びるような長い腕部265、266が形成される。腕部265、266の延びる前後方向から見て、ブリッジ部262は直交する面を有し、その面は鉛直方向に延びる鉛直面となる。
上側端子部品260は、U字状に折り曲げて平行になるように形成された右側側面263、左側側面264と、それらを接続するものであって後面となるブリッジ部262を有する。右側側面263と左側側面264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265、266がそれぞれ設けられる。左側側面264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平面状に延び、上端に近い付近から腕部265、266が前方側に延びるように形成される。右側側面263の形状は、左側側面264と面対称に形成される。腕部265は右側側面263の上側前方辺から前側に延びるように配置され、腕部266は左側側面264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265、266は、基体部261の前側辺部の上側部分から前方側、即ち電池パック100の装着方向と平行方向に延びるように形成される。腕部265、266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260と下側端子部品280は、例えば厚み0.8mmの平板にて形成される。これにより、上側正極端子161、162及び上側負極端子167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280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283、左側側面284と、それらを接続するブリッジ部282からなる基体部281を有し、右側側面283と左側側面284の細長い上部付近から前方側に、腕部285、286が形成される。腕部285、286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(265、266)の上端位置と、下側の腕部組(285、286)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(265、266)と、下側の腕部組(285、286)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(285、286)の下方には、前方側から大きく切り欠かれた切欠き部291が形成される。下側端子部品280の後方側は、上側端子部品260の右側側面263、左側側面264と所定の隙間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。
図7(2)では脚部267、268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261とは、取り付けられる回路基板150の表面から上側に露出する部分であって、腕部265と266を除いた部分である。上側端子部品260の基体部261は右側側面263と左側側面264とブリッジ部262により構成される。基体部261の下辺部より下方には、脚部267、268が接続される。右側側面263と左側側面264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265、266が延びるように形成される。腕部265、266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265d、266d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。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265、266が形成され、腕部265、266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。
脚部267、268は回路基板150の取付孔(貫通孔)に挿入して、回路基板150の取付面(表面)から取付面と反対側の面(裏面)まで脚部267、268を突出させ、裏面において脚部267、268が回路基板150に半田付けされる。また、半田付けによって腕部265、266と回路基板150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267、268の高さH1は、回路基板150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。右側側面263と左側側面264の後辺の下側部分には、矢印262aで示すように、ブリッジ部262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260と下側端子部品280の回路基板150への取り付け時の上下方向位置決め用に用いられる。右側側面263と左側側面264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263a(図では見えない)、264aが形成される。折曲部263a、264a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略円形の切抜部が形成される。折曲部263a、264aと段差部262aは、回路基板150の取付孔近傍の上面に接するようにして、上側端子部品260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261は側面視で倒立させた略L字状とされる。腕部265、266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263、左側側面264が同一面状に延びた平面部265a、266aが形成される。腕部265、266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265d、266dが形成される。嵌合部265d、266dの内側の曲面部分が、電動工具本体1、30の端子と接触することにより、上側端子部品260が電動工具本体1、30側の接続端子と電気的に導通することになる。嵌合部265d、266dの内側は、電池パック100が電動工具本体1、30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265d、266d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1、30側の端子を案内する。
下側端子部品280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283、左側側面284と、それらを接続するブリッジ部282を有し、右側側面283と左側側面284の細長い上部から、前方かつ斜め上側に向けて腕部285、286が延びるように設けられる。腕部285、286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280の腕部組(285、286)の下方には、前方側から大きく切り欠かれた切欠き部291が形成される。このように形成した結果、上側端子部品260の腕部265、266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280の腕部285、286の長さ(前後方向長さであって、矢印291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260の嵌合部における嵌合圧が、下側端子部品280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1、30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260と下側端子部品280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100が電動工具本体1又は30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265、266の最小間隔が、腕部285、286の間隔と異なる。ここでは上側端子部品260の腕部265と266の間隔が0.2mmであるのに対して、下側端子部品280の腕部285と286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260と下側端子部品280の形状にも工夫を施した。即ち、図7(2)に示すように、本来なら上側端子部品260では点線264b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264bの輪郭を矢印264eの方向に延ばして、側面視で二等辺三角形状の補強面264c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264d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265、266の取り付け剛性が向上する。上側端子部品260の内角部分の形状変更に合わせて、下側端子部品280の外角部分の形状を点線284bの部分から矢印284e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284c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284dのようになり、下側端子部品の腕部285、286の剛性を低下させた。矢印264dと矢印284d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284cを形成するとブリッジ部282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280は小さいため、上側端子部品260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260には補強面264c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280には切り落とし部284c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265と266、285と286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7(3)は上側端子部品260と下側端子部品280を正面から見た図である。電池パック100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265と266の左右方向の間隔に比べて、下側の腕部285と286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265と266、腕部285と286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265と266は初期状態において狭い間隔で対向する。逆に短い腕部285と286は広い間隔で対向する。
以上のように電力端子は、0.8mmの厚めの板厚の上側端子部品260と下側端子部品280を用いるようにした。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15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。
次に図8を用いて電池パック100を電動工具本体1、30に装着した際の、電動工具本体1、30側のターミナル部20の形状と、電池パック100の接続端子との接続状態を説明する。図8(1)は、電池パック100を36V用の電動工具本体30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100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146を構成し、残りの5本が下側セルユニット147を構成する。電動工具本体30は上側正極端子162と上側負極端子167と嵌合することによって駆動部35を動作させる。この際、電動工具本体30に設けられているショートバーが、点線59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146と下側セルユニット147は直列接続状態となる。つまり、上側セルユニット146の負極が下側セルユニット147の正極と接続され、電池パック100の正極出力として上側セルユニット146の正極が接続され、負極出力として下側セルユニット147の負極が接続される。このようにして、上側セルユニット146と下側セルユニット147の直列出力、即ち定格36Vが出力されることになる。
図8(2)は、電池パック100を18V用の電動工具本体1に装着した状態を示す図である。18V用の電動工具本体1には、上側正極端子162と下側正極端子172と同時に嵌合させる大きさの正極入力端子(図10にて後述)が設けられる。同様にして、上側負極端子167と下側負極端子177と同時に嵌合させる大きさの負極入力端子(図10にて後述)が設けられる。つまり、上側セルユニット146と下側セルユニット147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146とが下側セルユニット147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1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100の電圧の切替をおこなう切替端子群(162、167、172、174)との接続関係を変更することにより、電池パック100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9は(1)は本実施例の電動工具本体30のターミナル部50の斜視図であり、(2)はショートバー59単体の斜視図であり、(3)はターミナル部50と電池パック100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30のターミナル部50には、電力用の入力端子として、受電用の正極入力端子52の端子部52aと、負極入力端子57の端子部57a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52の端子部52aは上側正極端子162だけに嵌合し、負極入力端子57の端子部57aは上側負極端子167だけに嵌合する。一方、電動工具本体30のターミナル部には、下側正極端子172と下側負極端子177を短絡させるショートバー59(59a~59c)が設けられる。図9(2)に図示されるように、ショートバー59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59の接続部59aの一端側に端子部59bが形成され、端子部52aの下側に配置される。ショートバー59の接続部59aの他端側に端子部59cが形成され、端子部59cは端子部57aの下側に配置される。端子部59bは下側正極端子172と嵌合し、端子部59cは下側負極端子177と嵌合する。ショートバー59は、正極入力端子52や負極入力端子57等の他の機器側端子と共に合成樹脂製の基台51(図7にて後述)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59は他の金属端子(52、54~58)とは接触しない。また、ショートバー59は、下側正極端子172と下側負極端子177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52は、上側正極端子162と嵌合する部分であって平板状に形成された端子部52aと、電動工具本体30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52cと、端子部52aと配線部52cとの間を接続すると共に合成樹脂製の基台51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57も正極入力端子52と同様であって、端子部57aの高さが、他の端子部(54a~56a、58a)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(54a~56a、58a)は信号伝達用の端子であって、配線部54c~56c、58cを介してリード線(図示せず)により電動工具本体30側の制御回路基板に接続される。ターミナル部50の合成樹脂製の基台51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51bと51cが設けられる。
図9(3)において、電池パック100を装着する際には、電池パック100を電動工具本体30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52と端子部59bが同一のスロット122(図3参照)を通って内部まで挿入され、上側正極端子162と下側正極端子172にそれぞれ嵌合される。このとき、正極入力端子52が上側正極端子162の嵌合部間を押し広げるようにして上側正極端子162の腕部162aと162bの間に圧入され、ショートバー59の端子部59bが下側正極端子172の腕部172aと172b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57と端子部59cが同一のスロット127(図3参照)を通って内部まで挿入され、それぞれ上側負極端子167と下側負極端子177に嵌合される。この際、負極入力端子57の端子部57aが嵌合部間を押し広げるようにして上側負極端子167の腕部167aと167bの間に圧入される。さらに、ショートバー59の端子部59cが下側負極端子177の腕部177aと177bの間を押し広げるようにして圧入される。
端子部52a、57a、59b、59cの板厚は、各腕部の嵌合部の初期隙間(電池パック100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52a、57a、59b、59cの各々と上側正極端子162、下側正極端子172、上側負極端子167、下側負極端子177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30の機器側端子(端子部52a、57a、59b、59c)と、電池パックの電力端子(上側正極端子162、下側正極端子172、上側負極端子167、下側負極端子177)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30は、単一のスロット(122に挿入されて第1及び第2の端子(162、172)のうち第1の端子(162)のみに接続される第3の端子(52a)と、単一のスロット(122)に挿入されて第2の端子(172)のみに接続される第4の端子(59b)と、を有し、電池パック100が電動工具本体30に接続されると、単一のスロット121内で、第1及び第3の端子(162と52a)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(172と59b)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(167、177)側でも同様に接続状態となるため、図9(3)の接続形態の実現によって、上側セルユニット146と下側セルユニット147の直列接続の出力、即ち定格36Vが電池パック100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1に電池パック100が装着された際には、図10のような接続関係となる。電池パック100が電動工具本体1に取り付けられるときは、正極入力端子22の端子部22aは、上側正極端子162と下側正極端子172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22の端子部22aの上側一部の領域が上側正極端子162と接触し、下側一部の領域が下側正極端子172と接触する。このように端子部22aを上側正極端子162の腕部162a、162bと下側正極端子172の腕部172a、172bに同時に嵌合させることによって、2つの正極端子(162と172)が短絡状態となる。同様にして負極入力端子27の端子部27aは、上側負極端子167と下側負極端子177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27の端子部27aの上側一部の領域が上側負極端子167と接触し、下側一部の領域が下側負極端子177と接触する。このように端子部27aを上側負極端子167の腕部167a、167bと下側負極端子177の腕部177a、177bに同時に嵌合させることによって、2つの負極端子(167と177)が短絡状態となり、電動工具本体1には上側セルユニット146と下側セルユニット147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22の端子部22aと負極入力端子27の端子部27a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162、上側負極端子167の腕部による嵌合圧と、下側正極端子172、下側負極端子177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100は、18V用の電動工具本体1か36V用の電動工具本体30のいずれかに装着することにより、電池パック100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100を実現できた。この電圧切り替えは電池パック100側にておこなうのではなくて、電動工具本体1、30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100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172と下側負極端子177を短絡させるショートバー59は、18V用電池パックの既存のターミナル部20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10(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100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10(1)と同等の形状となるが、放電用の正極端子(162、172)の代わりに、充電用の正極端子(上側正極端子161、下側正極端子171)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10(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146と下側セルユニット147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100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。
次に図11を用いて3つの端子(164~166)に用いられる部品、即ち信号端子部品240の形状を説明する。信号端子部品240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242が後側の鉛直面となるように曲げられた基体部241から、腕部組(腕部基部245、246)が前方側に延在し、腕部基部245は上下の腕部組(腕部251、253)に分離するように形成され、腕部基部246は水平方向に延びる切欠き溝246bが形成されることにより上下の腕部組(252、254)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260、下側端子部品280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251と252)、及び、下側の腕部組(腕部253と254)にはそれぞれ嵌合部(251d、253d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249、250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241の下辺部分の形状は左右で異なり、右側側面243と左側側面244の形状が非対称となる。脚部249は、従前の脚部250の位置に比べて前側に大きくずらして配置され、脚部249と250は前後方向に大きく距離を隔てる。このように脚部249と脚部250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243の下辺付近には前方に大きく延ばされた延在部243aが形成され、その前端部分から下方向に脚部249が延びるように形成される。脚部249と脚部250はそれぞれ回路基板150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150に固定され、上側の腕部組(腕部251と252)と下側の腕部組(腕部253と254)が回路基板150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249の上方には、回路基板150の取付孔151(図4参照)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243bが形成される。折曲部243b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243c、249aが形成される。後方側の脚部250の回路基板150への位置決めには、脚部250の前方側と後方側に形成された段差部250a、250bを用いるようにした。段差部250aは左側側面244の下辺部分を前方側に延ばすことで形成し、段差部250bはU字状に湾曲するブリッジ部242の下側辺部を利用して形成される。このように段差部250a、250bが回路基板150の表面に当接することにより脚部250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249と250の前後方向の取り付け位置は、回路基板150の取付孔151(図4参照)の位置によって規定される。
図11(2)は信号端子部品240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245の前方側には水平方向に延びる切欠き溝245bが形成されることにより上下の腕部組(腕部251、253)に分離される。また、右側の脚部249は左側の脚部250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251、252、253、254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240を回路基板にしっかりと保持することができる。腕部251、252、253、254に対して加わる外力は、電動工具本体1、30に電池パック100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240を後方に倒す方向となる。逆に、電動工具本体1、30から電池パック100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240を前方に倒す方向となる。このように電池パック100の装着時と取り外し時に加わる外力を、脚部249、250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240の取り付け剛性を大幅に強化できるので、電池パック100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。ここで「接触領域」とは、電池パック100を電動工具本体に装着した際に、信号端子部品240の腕部251、252、253、254と、入力端子(例えば正極入力端子52と負極入力端子57)の接触する領域を指している。一方、この信号端子部品240を製造する際に必要な、回路基板150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240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100では、信号端子部品240の一方の脚部249を前側に配置し、他方の脚部250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240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240は、本実施例の電池パック100、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150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150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240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12を用いて説明する。
図12は複数の信号端子部品240の回路基板150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240を左から見た図である。信号端子部品240は共通部品であって、T端子164、V端子165、LS端子166として回路基板150において左右方向に並べて固定される。信号端子部品240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(251、252)と下側の腕部組(253、254)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(251、252)と下側の腕部組(253、254)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249、250は、回路基板150の取付孔(図4参照)を貫通して下側まで突出し、回路基板150の下側(裏面)にて半田256により固定される。
図12(2)の側面図において、前方に位置する脚部249と後方に位置する脚部250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249と250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257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12(3)は、図12(1)の回路基板150を下側から見た底面図である。回路基板150の裏面150bには、信号端子部品240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153a~155a、153b~155bが形成される。ランド153a~155a、153b~155bから上側セルユニット146又は下側セルユニット147への接続用の配線パターンは、回路基板150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153a~155aと右側の脚部用のランド153b~155bは前後にずれるように配置される。この結果、ランド153a~155aとランド153b~155bの間に、図のように複数の配線パターン157~159を配置することが可能となる。配線パターン157~159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249、250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164と165、165と166の間隔を従来と同じに保ったままで、信号端子164~166の後方側と前方側を接続する複数の配線パターン157~159を設けることが可能となった。尚、信号端子164~166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12(2)において点線で示すような切抜部243cを設ける方法を併用しても良い。右側側面243の下辺付近であって回路基板150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243cを形成する。すると、矢印257に示す部分が回路基板150と距離を隔てる隙間となる。この隙間と回路基板150の間に、図12(3)の配線パターン157~159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150bだけでなく表面側150aにも信号端子164~166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150の実行効率を向上させることが可能となる。
図13は図5に示した部品を組み立てた後のセパレータ445の側面図であり、(1)は右側面であり、(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(162、172)と、負極端子(167、177)の2組だけを図示し、その他の接続端子(161、164~166,168、171)の図示を省略している。上側セルユニット146は上段側に配置された電池セル146a~146eにより構成され、正極側の引出し板461から上方に延びる引出しタブ461aと、負極側の引出し板466から上方に延びる引出しタブ466aにて回路基板150に接続される。回路基板150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461a、466aの上部が回路基板150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150と引出しタブ461a、466a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147は下段側に配置された電池セル147a~147eにより構成され、両端に設けられた引出し板471、476から上方に延びる接続用の引出しタブ471a、476aにて回路基板150に接続される。回路基板150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471a、476aの上部が回路基板150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150と引出しタブ471a、476aとの電気的な接続が行われる。
図13(1)に示す接続板463には上方に延びる中間引出しタブ463aが設けられ、図13(2)に示す接続板462には上方に延びる中間引出しタブ462aが設けられる。中間引出し462a、463aは、上段側に配置される接続板462、463から上側に板状部材を延ばして、回路基板150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462a、463aを形成した金属の薄板の折曲体である。回路基板150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462a、463aの上部が回路基板150の表面から上側に露出する。中間引出しタブ462a、463aは回路基板150に半田付けすることにより固定される。中間引出しタブ462a、463aの幅(前後方向の距離)は、図13(1)の引出しタブ461aや図13の引出しタブ466a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461a、466a、471a、476a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462a、463a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464と接続板465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464a、465aを設けて図示しないリード線にて回路基板150と接続することにした。下段側に設けられる接続板472~475については、引出しタブによる回路基板150との接続が困難であるため、接続端子472a~475aを設けてリード線496~499にて回路基板150と接続するようにした。
図14はセパレータ445に回路基板150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150にはスリット状の貫通孔152c、152bの上部が回路基板150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150と引出しタブ471a、476a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146の電池セル146a~146eは直列接続され、下側セルユニット147の電池セル147a~147eは直列接続されるが、接続板462~464及び接続板472~474の電位を測定するためのリード線496~499(但し図14では497、499は見えない)が接続される。図4に示したリード線の端部494b、496b、497b、498b、499bは回路基板150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150をセパレータ445に固定した後にリード線の端部494b、496b、497b、498b、499bとは反対側の端部を、接続板464、465、472~475に半田付けをする。一方、回路基板150に近接している接続板462、463は、リード線を用いて回路基板150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462a、463aを用いて直接接続される。
上側セルユニット146の出力(+出力、-出力)用の引出しタブ461a、466a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150の長辺と平行になるように配置される。引出しタブ461a、466aは、引出し板461、466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461a、466a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471b(図13(1)も参照)からの引出し板471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471cを形成し、側面部471cを上側に延ばす。つまり、引出し板471をセパレータ445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445の前側側面から後方側に折り曲げて水平面部471dを形成し、水平面部471dを上側に直角にタブ状に延ばして引出し板471aを形成した。引出し板471aは回路基板150に形成されたスリット状の貫通孔152c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471a、476aの長手方向は略長方形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471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476も同様の方法で引き出され、引出しタブ476a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471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471hがさらに形成される。これは、引出し板471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471hの設けられる位置は、ちょうど下ケース101のスリット104(図4参照)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471の点線よりも左側部分(放熱部471h)を設ける必要はない。引出し板471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471eを形成した。ヒューズ部471eは、引出し板471の右側から切り抜き部471fを形成し、左側から切り抜き部471g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471に電力ヒューズとしての機能を持たせた。ヒューズ部471e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471eが最初に溶断することにより電池パック100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146のプラス端子からの引出し板461(図13(1)参照)の引出しタブ461a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462、464、473、474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146は、プラス出力用として引出しタブ461aが設けられ、マイナス出力用として引出しタブ466aが設けられる。また、下側セルユニット147は、プラス出力用として引出しタブ471aが設けられ、マイナス出力用として引出しタブ476aが設けられる。本実施例では引出しタブ461a、466a、471a、476aの設置位置も工夫した。回路基板150の左右中心線又は正極端子対(162、172)と負極端子対(167、177)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162と下側正極端子172の脚部間の中心位置と、上側負極端子167と下側負極端子177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162の脚部がある領域内に上側セルユニット146の正極の引出しタブ461aが存在し、下側正極端子172の脚部がある領域内に下側セルユニット147の正極の引出し板471aが存在するようにした。このように引出しタブ461a、471aを配置することによって引出しタブ461aと上側正極端子162、引出し板471aと下側正極端子172を回路基板150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167の脚部がある領域内に下側セルユニット147の負極の引出しタブ476aが存在し、下側負極端子177の脚部がある領域内に上側セルユニット146の負極の引出しタブ466aが存在するようにした。このように引出しタブ476a、466aを配置することによって上側負極端子167、下側負極端子177と回路基板150上に配置する配線パターンにて効率良く接続できる。
図15は、セパレータ445に回路基板150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14では見えなかったリード線497、498(図14参照)の端部497b、498bへの半田付け箇所をも確認できるであろう。回路基板150の前後方向にみて中央付近の左右縁部には、回路基板150のセパレータ445に対する位置決めのための凹部150c、150dが形成され、それらにセパレータ445に形成された凸部445c、445dが係合する。また、セパレータ445の前方側には、回路基板150の前端を保持する突当て部445eが形成され、回路基板150の前縁部に当接する。尚、引出し板461には電池セルの電極と平行に延在する端子面461bと、端子面461bからセパレータ445の上側に直角方向に折り曲げられた水平面部461cが形成され、水平面部461cを上側に直角にタブ状に延ばして引出しタブ461aを形成した。ヒューズ部461d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461eを形成することによって、ヒューズ部461dの幅(前後方向の距離)を小さくしたものである。引出し板461だけでなく、その他の引出し板466、471、476や、接続板462~465、472~475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146と下側セルユニット147に別体式のヒューズ素子を付加する必要が無い。回路基板150にはセパレータ445のネジボス447a、447bに連通するネジ孔445a、445b(図示なし)が形成されており、ネジ145によって回路基板150がセパレータ445に固定される。
図16は電池パック100の 引出し板461、466、471、476と正極端子(162、172)及び負極端子(167、177)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(162、172)と負極端子(167、177)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146の+出力となる引出しタブ461aは上側正極端子162の後方側の領域丸2にて回路基板150に接続される。従って点線で示すように引出しタブ461aと上側正極端子162は直線的に短い距離にて接続できる。上側セルユニット146の-出力となる引出しタブ466aは下側負極端子177の前方側の領域丸3にて回路基板150に接続される。従って点線で示すように引出しタブ466aと下側負極端子177は直線的に短い距離にて接続できる。下側セルユニット147の+出力となる引出しタブ471aは下側正極端子172の前方側の領域丸1にて回路基板150に接続される。従って点線で示すように引出しタブ471aと下側正極端子172は直線的に短い距離にて接続できる。下側セルユニット147の-出力となる引出しタブ476aは上側負極端子167の後方側の領域丸4にて回路基板150に接続される。従って点線で示すように引出しタブ476aと上側負極端子167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150上に示した点線のように電力用の接続端子(162、167、172、177)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17は、接続端子群(161~162、164~168)とその周囲に配置される基板カバー180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150の図示を省略しているが、複数の接続端子群(161~162、164~168、171、172、177)の脚部が回路基板150に半田付けにより固定された後に、基板カバー180が接続端子の周囲に取り付けられる。基板カバー180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180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182~189が配置され、それらが前方側にて連結部材181によって連結される。連結部材181の平坦な上面181aは、上ケース110の下段面111(図3参照)と同一面になるように形成されており、下段面111から連結部材181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181の水平壁は回路基板150から浮いた状態にて保持され、連結部材181の水平壁下面と回路基板150と間に隙間が生じるように複数の脚部181b~181fが形成される。また、連結部材181の左右両端には、回路基板150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191a(図17(2)参照)、191bが形成される。また、連結部材181の左右中央付近には鉛直壁部185aが前方側にまで伸びるようにして、上面181aの中央を仕切るようにしている。この鉛直壁部185a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180は、使われていない領域(図3のスロット123)の開口を塞ぐような覆い部としての機能も果たす。図17(1)、(2)にて示すように、スロット123に対応する部分には鉛直壁部184a、184dと、後方側にてそれらを連結する塞ぎ板184cが形成される。このようにして基板カバー180は、使われていない領域(図3のスロット123)部分を塞ぎ、空きスロットから電池パック100のケース内部にゴミや粉塵が入りにくくしている。
図17(2)にて理解できるように、複数の仕切り壁182~189の後方位置は、それぞれの接続端子(161~168)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150の図示を省略しているが、それぞれの仕切り壁182~189の下辺部分は、回路基板150の表面に当接する位置まで延びる。仕切り壁188の左側(図17(1)参照)と、仕切り壁182の右側部分には、段差部192a、192bが形成される。段差部192a、192bは図29にて説明するターミナル部の突出部516a、516b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(161、162、167)は、信号を伝達するだけの信号端子(164~166、168)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(161、162、167)と下側端子(171、172、177:ともに図14参照)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180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(161、162、167)の腕部組と下側端子(171、172、177:ともに図14参照)の腕部組との短絡発生を防止する。従って、基板カバー180のうち、電力端子に隣接する仕切り壁(182,183,184、187,188)は上方向に高い壁とするとともに、図17(1)に示すように水平方向にも延びる水平壁部182b、183b、183c、184b、187b、188bがさらに形成される。
図17(3)は、接続端子群(161~162、164~168)と基板カバー180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185、186は上面181a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(164~166)や、LD端子168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用に隣接する仕切り壁182~184、187~189は、上面181a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171、172や下側負極端子177の上端位置よりも上側に位置し、上側正極端子161、162や上側負極端子167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6~図12で説明したように、上側正極端子161、162と下側正極端子171、172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167と下側負極端子177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100を装着した際には、上側正極端子161、162、上側負極端子167の腕部の電位と、下側正極端子171、172、下側負極端子177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100を装着した際には、上側正極端子161、162と下側正極端子171、172の電位は異なり、上側負極端子167と下側負極端子177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180は、上方向に延びるように形成される複数の仕切り壁182~189のうち、電力端子(正極端子、負極端子)に隣接する仕切り壁182~184、187、188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182~184、187、188の鉛直壁部182a、183a、184a、187a、188aの上端位置から左右水平方向にも延びる水平壁部182b、183b、183c、184b、187b、188bも形成した。
仕切り壁182は鉛直壁部182aと水平壁部182bを有するもので、その断面形状がL字形となる。水平壁部182bは鉛直壁部182aの上端付近から隣接する電力端子(上側正極端子161、下側正極端子171)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183はT字形の断面形状を有し、鉛直壁部183aと、鉛直壁部183aの上端部から両方向に延びる水平壁部183b、183cにより形成される。水平壁部183bは隣接する水平壁部182bと近接する側に延びて、上側正極端子161と下側正極端子171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183cは、隣接する水平壁部184bと近接する側に延びて、上側正極端子162と下側正極端子172の腕部の間の空間内に先端が到達する。図17(3)のように前方から正極端子群を見ると、上側正極端子161の右側側面位置と、下側正極端子171の右側側面位置は同一位置にある。水平壁部182bの左端位置182cは、上側正極端子161と下側正極端子171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161の腕部161a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182bは下側正極端子171の腕部171aの上側に位置することになる。
鉛直壁部182aと水平壁部182bの前後方向の長さは、図17(2)からわかるように、下側正極端子171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171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171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182aは下側正極端子171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171部分の鉛直壁部182aと水平壁部182bの形状だけに言及したが、下側正極端子172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183、184が設けられるので、下側正極端子171、172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180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(167、177)についても、正極端子側(161、162、171、172)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187、188を設けた。仕切り壁187は、仕切り壁182と同様の形状であって、鉛直壁部187aと水平壁部187b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187bは鉛直壁部187a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188は、仕切り壁187と左右対称に形成されたもので、鉛直壁部188aと水平壁部188bにより形成される。水平壁部187bと188bは、上側負極端子167の腕部組と下側負極端子177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(167、177)の周囲を覆うように仕切り壁187、188を形成したので、上側負極端子167又は下側負極端子177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187bと188b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(164~166)の間の仕切り壁185、186は上方向に低い高さH2しか有しない。これは、信号端子群(164~166)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(164~166)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184は、鉛直壁部184a、184dを含み、これらの間を塞ぎ板184cと後方接続板184eにて接続したものである。塞ぎ板184c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162とT端子164との間の空きスペース(図3の空きスロット123の内部空間)を閉鎖する作用を奏する。鉛直壁部184aの上端付近には、正極端子側に延びる水平壁部184bが形成される。
連結部材181は、接続端子間に位置する鉛直壁部182a、183a、184a、184d、185、186、187a、188aの前辺部分を接続する。連結部材181の上面181aを形成する水平壁は、回路基板150よりも浮いた状態になる。鉛直壁部182a、183a、184d、185、186、187a、188a、189の下側縁部は図示しない回路基板150に接触するように位置づけられる。この連結部材181の下側部分にも図23にて後述するような回路基板150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182a、183a、184a、184d、185、186、187a、188a、189の下端付近と回路基板150が強固に固定される。連結部材181の前方壁面には複数の脚部181b~181fが形成され、それら脚部181b~181fの間が切欠き部となる。このように脚部181b~181f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150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181b~181f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18は、基板カバー180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182b、183b、183c、184b、187b、188bの前後方向の長さL1は、図7にて示した上側端子部品260の腕部265、266と、下側端子部品280の腕部285、286の長さに対応した程度とされる。ここでは水平壁部183b、183c、184b、187b、188bの前端が、図7にて示した上側端子部品260の腕部265、266と、下側端子部品280の腕部285、286の前端位置よりも前方に位置するようにして、後端が図7にて示した上側端子部品260の右側側面263と左側側面264よりも後方側に位置する程度の長さとする。仕切り壁184には鉛直方向に延びる塞ぎ板184cとその後側にも後方接続板184eが形成される。後方接続板184eと塞ぎ板184cの間には空間184fが形成される。
図18(2)は、基板カバー180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182~189の底辺位置は脚部181b~181fの底辺位置と同じとされ、これらは底辺部分が回路基板150の表面に接触するように基板カバー180が載置される。脚部181b及び181fにはさらに下方向に突出する2つの嵌合リブ191a、191bが形成され、対向する嵌合リブ191a、191bの間の空間内に回路基板150が位置することにより基板カバー180の左右方向の位置決めがなされる。鉛直壁部184a、184dの間には底板184gが設けられ、使われていないスロット123(図3参照)の下面を閉鎖している。
図18(3)は、基板カバー180単体の正面図である。基板カバー180は、回路基板150に接続端子群を固定したあとに、即ち図14にて示すように回路基板150に接続端子群(161~162、164~168、171~172、177)を固定したあとに、回路基板150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180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191a、191bの高さH7は、図示しない回路基板150の板厚と同等かそれ以上とする。
図19は、接続端子群とその周囲に配置される基板カバー180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(161、171)は、隣接して配置された正極端子対(162、172)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(161、171)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(161、171)は、正極端子対(162、172)及び負極端子対(167、177)の前端位置が並ぶように配置すれば良い。また、LD端子168はその他の信号端子(T端子164、V端子165、LS端子166)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168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168を小さく構成した関係から、仕切り壁189も前後方向の長さが小さめに形成される。
図20(1)は、接続端子群とその周囲に配置される基板カバー180の右側面図である。ここで、基板カバー180部分には、左右中央付近の鉛直壁部185a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。この図からわかりように、下側正極端子171の右側は、ほぼ全体が基板カバー180の仕切り壁182によって覆われることになる。また、上側正極端子161も後端部分を除いて、腕部組(161a、161b)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150の図示を省略しているので、上側正極端子161の脚部と下側正極端子171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20(2)は、左側面図である。ここでもLD端子168の左側に仕切り壁189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188の上端位置が上側負極端子167の腕部167bと下側負極端子177の腕部177b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21は、基板カバー180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162と下側正極端子172の付近を示している。上側正極端子162の左右両側に位置する仕切り壁183と184において、上側正極端子162の腕部162a、162bと下側正極端子172の腕部172a、172bの間に入り込むように水平壁部183c、184bが形成される。水平壁部183c、184b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52の端子部52aは水平壁部183c、184bの間において腕部組162a、162b間に挿入される。ここで端子部52a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52a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162a、162bの最小間隔部分及び腕部172a、172b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162a、162bとの前端位置に対して水平壁部183c、184b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52aが挿入される際に、水平壁部183c、184bによって腕部162a、162bの間に確実に案内される。このように水平壁部183c、184bの間隔や前端位置を構成することにより腕部162a、162bと腕部172a、172bの損傷を防止し、上側正極端子162と下側正極端子172の嵌合状況を長期に渡り良好に保つことができる。
図22は図3の上ケース110だけを抜き出した図であり、上ケース110の上段面115の形状を説明するための図である。図22(1)は上ケース110の斜視図であり、(2)は(1)の矢印B方向から見た透視図である。(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17(3)にて説明したように、電力端子(161、162、167)は信号端子(164~166、168)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(161、162、167)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(161、162、167)の上部のクリアランスを稼ぐように、上ケース110の上段面115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115の画面形状をそのままとすると、上ケース110の上段面115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115の外側面であって、電力端子(161、162、167)が位置する付近の上部を、外側に向けて突出する凸部115a、115bを形成した。このように上段面115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115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115に凸部115a、115b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1に支障なく装着できる範囲内に収まった。また、上段面115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23を用いて回路基板150Aへの樹脂の塗布方法を説明する。図23は回路基板150Aの斜視図であり、ここでは回路基板150Aに搭載される接続端子群と基板カバー180Aの形状が、図4にて示した回路基板150の構造とやや違うが、樹脂の塗布方法に関してはその方法は同一である。回路基板150Aの上面(表面)には、図示しない多数の電子素子を搭載するための主領域156aと副領域156bが設けられる。主領域156a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156b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150A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150A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155を付着する。接着樹脂155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を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180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155を付着させたら、その後に回路基板150A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155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155a~155c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155a~155c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156aにて示す付近とすれば、接着樹脂155a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180Aは上面の水平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形成されることにより、主領域156aから副領域156b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150A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150A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150A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155a~155c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は、ねじ締めが完了した後の工程時や、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。
図24(1)、(2)は、本実施例の第2の実施例に係るターミナル部200を示す斜視図である。ターミナル部200は、定格36Vの電気機器に用いられるものあって、端子の配置や基本的な形状は図9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200は、36V用の電動工具本体30においてターミナル部50に替えて装着できる。その際には、電池パック100の接続端子形状は同じで良い。図24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52a、54a~58aとショートバーの端子部59b、59cを保持する合成樹脂製の基台201の形状である。基本的な形状は同等であり、上面201aを有し、上面201a近傍の前側と後側には上面201aと平行な凹部201c、201dが形成されるが、端子部52a~58aの後端根元付近には、樹脂の覆い部202a、204a~206a、208a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100の接続端子と干渉しない後端根元付近において、基台201と一体に成形することにより形成される。ショートバー59の端子部59b、59cの後端根元付近においても同様に覆い部202b、207bが形成される。
第2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123(図3参照)に相当する位置に、合成樹脂製の仕切り210を形成した。仕切り210は、正極入力端子52とショートバー59の端子部59b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52a、54a~58a、59b、59cの材質はばね用リン青銅であって、高強度で、曲げに強く、耐摩耗性が高い。端子部52a、54a~58a、端子部59b、59cは合成樹脂製の基台201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201内に鋳込まれる。しかし、端子部59b、59cについてはターミナル部200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210は基台201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210の上下方向の大きさは隣接する端子部(54a)より下方向と前方向に大きく形成する。
図25(1)、(3)はターミナル部200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204a、205a、206a、208aの下側根元付近には水平方向に延びる水平保持部204b、205b、206b、208bが形成される。水平保持部204b、205b、206b、208b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100の装着時にこれらの下面は基板カバー180(図17参照)の上面181a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204b、205b、206b、208bの下面を基板カバー180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200が電池パック100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204b、205b、206b、208bの左右方向の間にはそれぞれ所定の隙間202c~207cが開いている。電池パック100側の接続端子がターミナル部200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100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202c~207cを形成したものである。図25(2)の正面図から確認できるように、水平保持部204b、205b、206b、208b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59b、59cの下面には水平保持部が形成されない。これは端子部59b、59cが下方向に変形しやすいようにすることが、電池パック100の落下等による強い衝撃が加わった際に端子部52a、57aと接触しにくくなるからである。
仕切り210は左右側面視で略長方形であって、その上辺210aは基台201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210dは基台201に接する。下辺210cは水平保持部203bと一体に形成されている。このように仕切り210は基台201の成形時に同時に形成することができる。仕切り210の厚さTH(左右方向の幅TH)は、金属部分である端子部52a、54a~58aの板厚T6に比べて厚く形成される。仕切り210の高さH6は、ターミナル部200の垂直壁200aの高さと同じであり、前後方向長さL6(図25(1)参照)はターミナル部200の水平壁200bの長さとほぼ同じである。また、仕切り210は、端子部52a~58a、59b、59c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210は、電池パック100の電動工具本体30への装着時には、空きスロット123(図3参照)の内部に挿入されるだけであり、電池パック100のいずれの接続端子とは当接しない。尚、基板カバー180(図17参照)の仕切り壁184については、塞ぎ板184cの位置を後方にずらして、仕切り210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(52a、59b)は、電池パック100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(52a、59b)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(52a、59b)が内側(端子部54a側)に変形した際には、仕切り210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26は本発明の第3の実施例である。ここで示すターミナル部50Aは、図9に示したターミナル部50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52Aの端子部52fを、図25の端子部52a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79bを図25の端子部59bに比べて後側半分だけの長さとした。このように端子部52fと端子部79bの長さを短くしたので、端子部52fとショートバーの端子部79b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50dのように端子部52fの後方側には金属端子は設けられない。負極入力端子57A側も同様であり、端子部58fとショートバーの端子部79c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58fと端子部79cが重ならないようにした。矢印50eのように端子部58fの後方側には金属端子は設けられない。
図26(2)、(3)はターミナル部50Aに対応する上側端子部品220と下側端子部品230の斜視図である。ここでは上側端子部品220と下側端子部品230の脚部が前後方向に離間して配置される点、腕部組(225、226)と腕部組(235、236)が上下方向に離間して配置される点は図7で示す上側端子部品260と下側端子部品280と同様である。しかしながら上側の腕部組(225、226)の前後方向の長さが短く、下側の腕部組(235、236)の前後方向の長さが長くなるように構成した。図26(3)は、(2)に示した上側端子部品220と下側端子部品230に従来のターミナル部20(図10参照)を嵌合させた状態を示している。ここでは正極入力端子22の端子部22aが挿入されると、上側端子部品220の嵌合領域と下側端子部品230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(225、226)の嵌合圧と腕部組(235、236)を等しくすれば、第1の実施例の上側端子部品260と下側端子部品280と同様の機能を実現することができる。
次に図27及び図28を用いて本発明の第4の実施例を説明する。図27は第4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100は、図3~図22で説明した第1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100の回路図だけを示している。電気機器本体は、第1の実施例に対してショートバー59の途中にスイッチ回路、即ちショートバー接続スイッチ59d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52と負極入力端子57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34が設けられる。ショートバー接続スイッチ59dは、ショートバー59の一方の端子部59bと他方の端子部59c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59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34に連動してショートバー接続スイッチ59d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34を有する場合、電池パック100を電動工具本体に装着しても、トリガスイッチ34がオフのままなら、上側セルユニット146の負極と下側セルユニット147の正極が接続されていない状態になり、正極入力端子52と負極入力端子57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59d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100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59d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146と下側セルユニット147が確実に非接続の状態に保たれるので、電池パック100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34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59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59d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34とショートバー接続スイッチ59d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34のオンオフ切り替えとショートバー接続スイッチ59d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34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59d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59dのオンオフ切り替えをトリガスイッチ34のオンオフ切り替えと若干ずらす方法を示すのが図28である。
図28(1)はショートバー接続スイッチ59dの動作(接続動作196)と、トリガスイッチ34の動作(トリガ動作197)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59dの動作(接続動作196)と、トリガスイッチ34の動作(トリガ動作197)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59d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34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59dもオフになるので電池パック100の上側セルユニット146と下側セルユニット147は非接続状態になる。よって、電池パック100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146と下側セルユニット147の直列接続が解除状態になる。
図28(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59d、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34を持たない機種では、ショートバー接続スイッチ59d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59d)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198が起動する。起動したマイコン198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59d)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59d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59d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59dをオフにすることにより、電池パック100の出力が正極入力端子52と負極入力端子57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146と下側セルユニット147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29~図39を用いて電気機器本体側のターミナルホルダ(500、550)の形状を説明する。図29(1)において、ターミナルホルダ500は従来の電気機器本体のターミナル部20(図10参照)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10にて示したターミナル部20は、端子を固定する合成樹脂製の基台21が小さい形状であるが、第5の実施例のターミナルホルダ500では、水平面501aを形成する水平壁501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500は、電気機器本体側の複数の端子(522、524~528)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500には、平板状の正極入力端子522、T端子524、V端子525、LS端子526、負極入力端子527、LD端子528が左右方向に配置される。電池パック100には更に、充電用の正極端子(図14にて示す161、172)が存在するが、ここで示すターミナルホルダ500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4の161、171)に嵌合する端子は設けられない。ターミナルホルダ500の基体部510から前方に延びる複数の端子(522、524~528)は、後辺部分と、上辺側の一部が水平壁501に鋳込まれるように強固に固定される。水平壁501の後方側に、ターミナルホルダ500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503a~503dが形成される。湾曲リブ503a、503dに対向する位置には、湾曲リブ503a、503dと反対向きに湾曲する湾曲リブ504a、504bが形成される。複数の湾曲リブ503a~503d、504a、504b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500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500の前方側は掛止爪502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(522、524~528)の下辺側であって、垂直面501bに近い部分には、左右方向に細長い水平面515が形成される。水平面515は基体部510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515の右側端部には、基体部510の右端よりも更に右側に突出する突出部516aが形成される。同様にして基体部510の左端よりも更に左側に突出する突出部516bが形成される
図29(2)はターミナルホルダ500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(522、524~528)の下辺部分にて横方向に連続する水平面515が形成され、水平面515の左右両端には突出部516a、516bが形成される。直方体状の基体部510に鋳込まれる複数の端子(522、524~528)の後端部分には半田付けのための接続部(522b、524b、527b等)が形成される。接続部(522b、524b、527b等)の下側の湾曲リブ503dと、湾曲リブ503dと対向する湾曲リブ504b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30はターミナルホルダ500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500は、端子(522、524~528)の下辺を接続する底面部510bの下にさらに水平面(水平壁)515が形成される。水平面515の左右方向中央付近には、凹状に切り抜かれた凹部516が形成される。凹部516は、ターミナルホルダ500が装着された際に、電池パック100の鉛直壁部185a(図3参照)と干渉しないように形成される切り欠きである。端子(522、524~528)の後辺部分と上辺部分の一部は基体部510に鋳込まれ、下辺後方側の一部は水平壁515によって鋳込まれるので、端子(522、524~528)は左右方向にぶれることなく強固に固定される。基体部510には複数の端子(522、524~528)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515の後方側の基体部510には、樹脂材料で満たされない空洞部532~538、544~546が形成される。これら空洞部は、内部に鋳込まれる端子(522、524~528)を覆うのに不要な部分であり、ターミナルホルダ500の軽量化のために形成される。図30(3)は上面図であり、電動工具本体1のハウジング3の内部空間に露出する部分である。第5の実施例のターミナルホルダ500は比較的大型であって、水平面501aの上面には、上側に高くなる段差面506が形成される。水平面501aの外周側縁部は、電動工具本体1のハウジング3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1に固定される。この際、水平壁501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500とハウジング3との間の隙間を埋めるようにしても良い。
図31はターミナルホルダ500を用いた電動工具本体に、従来の電池パック15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15においては、電池パック15の回路基板16上に接続端子18が固定される。接続端子18の大きさは正極入力端子522の端子部に対応する大きさであり。接続端子18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18a、18b(図では18bは見えない)を有し、これら腕部18a、18bの間に正極入力端子522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15を電気機器本体に装着すると、水平面515が上ケース110(図3参照)の上段面115と近接するように位置し、垂直面501bが段差部114(図3参照)と対向する位置にくる。この際、接続端子18の腕部18a、18bが板状の正極入力端子522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20(図10参照)においては、水平面515が形成されないため、矢印517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515が基板カバー19に接触するか近接するので、ターミナルホルダ500と基板カバー19の隙間が埋められる状態となり、電池パック15の接続端子群が電動工具本体1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18a、18bの嵌合部分と正極入力端子522の端子部との相対移動量も大きく制限され、腕部18a、18bと正極入力端子522の端子部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15や電動工具本体1の寿命を延ばすことが可能となる。尚、電池パック15に対するターミナルホルダ500の上方向への移動も、突出部516a、516b(図29参照)によって制限することができるが、突出部516a、516bの作用については図36にて後述する。
図32は本発明の第5の実施例に係る36V用のターミナルホルダ550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29で示した18V用のターミナルホルダ550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572と負極入力端子577が第1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572と負極入力端子577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588b、588cが設けられることである。図32(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565が形成され、その左右両側には突出部566a、566bが形成される。
図33は図32のターミナルホルダ550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572と負極入力端子577が他の端子(574~578)に比べて上下方向の幅が小さく形成され、正極入力端子572の下側には端子部588bが形成され、負極入力端子577の下側には端子部588cが形成される。端子部588bと588cは、ターミナルホルダ550の基体部560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33(2)の底面部の形状も、図30で示したターミナルホルダ550とほぼ同じである。基体部560は複数の端子(572、574~578)と図示しないショートバーが鋳込まれている。水平面565の後方側には、多数の空洞部582~588、594~596が形成される。これら空洞部は、内部に鋳込まれる端子(522、524~528)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500の軽量化のために形成されるものである。図33(3)は上面図であり、電動工具本体30のハウジング32の内部空間に露出する部分である。ターミナルホルダ550の上面たる水平面551aには段差面556が形成される。
図34は、ターミナルホルダ550を用いた電動工具本体と、本実施例による電池パック100の接続端子との接続状態を説明するための図である。図34(1)は側面図であり、(2)は(1)のうち、基板カバー380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162は正極入力端子572にだけ嵌合し、下側正極端子172はショートバーの端子部588bに接続される。水平面565が上ケース110(図3参照)の下段面111及び基板カバー380の上面381aと接触又は近接するように位置する。ターミナルホルダ550においても、水平面565と突出部566a、566bを形成したので、電池パック100に対するターミナルホルダ550の上下方向の移動を制限できる。
次に図35を用いて、電池パックに対するターミナルホルダ550の相対移動量の制限の別方法を説明する。図29~図34の方法はターミナルホルダ500、550が回路基板16、150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500、550に水平面515、565を形成した。しかしながら、水平面515、565を設けるだけではターミナルホルダ500、550が回路基板16、150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550は電動工具本体30のハウジング32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550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500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500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500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550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100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100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100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515、565の左右両端付近に、右方向に突出する突出部516a、566aを形成し、左方向に突出する突出部516b、566bを形成することにより、電池パック100に対するターミナルホルダ550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500、550の上方向への移動を制限するには、突出部516a、516b、566a、566b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110の一部に凸部を形成するか、又は、基板カバー380に凸部を形成するようにし、この凸部の下側に突出部516a、516b又は突出部566a、566bを当接させるようにした。
図35(1)では電池パック100にターミナルホルダ550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550の水平面551aが上ケース110の上段面115に対向している。電池パック100はレール機構によって電動工具本体30に装着される。図35(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550に形成された複数の機器側端子(572、574~578、588b、588c)が、電動工具本体1側の接続端子(図4参照)と嵌合している。機器側端子(572、574~578、588b、588c)の下面には水平面565が形成され、水平面565は基板カバー380の上面381aに当接する。しかしながら、矢印590a、590b付近では、ターミナルホルダ550の横側は上ケース110とは非接触状態にある。
図36(1)は、第5の実施例の変形例に係るターミナル部650を示す図であり、(1)は図35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650には左右方向に突出部666a、666bを設けた。上ケース110には、前後方向に延びる平行する2つの突出部139a、139b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138a、138bを設けた。また、突出部139a、139bの間に形成された開口部には、ターミナル部650と嵌合させる被係合部となるリブ140a、140bを設け、ターミナル部650の電池パック100に対する上方向への相対移動を防止する。ターミナル部650の電池パック100に対する下方向への相対移動は、突出部139a、139bが、基板カバー380の上面381aの左右端部に形成された段差部386a、386b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140a、140bの下面と突出部139a、139bの上面との間隔を3.0mmとし、突出部666a、666bの高さを2.5mm程度とすれば、電池パック100の電動工具本体30への装着及び脱着がスムーズにできる上に、ターミナルホルダ550の上下方向の揺れを効果的に抑制できる。
図37はターミナル部650を基板カバー680に固定する変形例を示す図であり、(1)は図35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650の単体図であり、(3)はターミナル部650の左側面図である。ここでは基板カバー680の両側端部に、ターミナル部650の突出部666a、666bと嵌合させるための誘導用レール695a、695bを形成した。誘導用レール695a、695b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650が電池パック100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695a、695b内にターミナル部650の突出部666a、666bが入り込む形となる。つまり、電動工具本体1、30が装着用のレール機構、即ちレール138a、138bとレール溝11a、11bにて係合されるのに加えて、第2のレール機構の突出部666a、666bと誘導用レール695a、695bを嵌合させることによってターミナル部650と電池パック100との相対移動を制限した。図37(3)の側面図でみるとターミナル部650の形状は図29~図34で示した第5の実施例のターミナルホルダ500、550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672と、ショートバーの端子部688b)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665が形成され、さらには水平面665の左右両端に突出部666a、666bを形成することも図29~図34で示した第5の実施例のターミナルホルダ500、550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650の上下方向への相対移動範囲を効果的に抑制できる。
図38は図37のターミナル部650Aの水平面665の下面665aに、クッション材690を介在させたものである。クッション材690は、電池パック100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650Aの平坦な下面665aに、両面テープ等の粘着部材によってクッション材690を貼り付けた。また下面665a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665bを形成した。凸部665bは基体部660に一体に製造されるもので、クッション材690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38(2)の側面図で見ると、クッション材690は突出部666bよりも後方側であって、基体部660の下側にある。しかしながら、クッション材690の左右方向の合計長さは、下面665aの左右方向領域の半分以下程度で良い。
図39は第5の実施例の更なる変形例に係るターミナル部650B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100側の接続端子と嵌合状態にあるターミナル部650Bの左側面図である。ここでは正極入力端子672とショートバーの端子部688bの上下縁部に合成樹脂製のガイド部692a~692cを介在させたものである。同様に、負極入力端子677とショートバーの端子部688cの上下縁部に合成樹脂製のガイド部697a~697cを介在させた。ガイド部697a~697cは合成樹脂等の不導体にて製造され、基体部660とは別部材で構成しても良いし、基体部660と一体成形にて製造しても良い。ガイド部692a~692cとガイド部697a~697cは、図39(2)の側面図に示すように正極入力端子672の前端よりも前側部分から垂直壁661bに接するまで連続して形成される。従って、金属端子部分は、図39(2)で示すように、ガイド部692aと692bの間に正極入力端子672が露出し、ガイド部692bと692cの間にショートバーの端子部688bが露出することになる。このようにガイド部692a~692cとガイド部697a~697cを形成したことにより、図39(3)に示すようにガイド部692a~692cに案内されるように、ガイド部692a、692bの間を上側正極端子162の腕部162a、162bが案内され、ガイド部692bと692cの間を下側正極端子172の腕部172a、172bが案内される。この構成により、装着時に電池パック100側の接続端子をターミナル部650B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40~図45を用いて本発明の第6の実施例を説明する。第1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(162、167)と下側端子(172、177)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6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40は第6の実施例の電動工具の電池パック860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801とそれに装着される電池パック860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801は、外形を形成する外枠たるハウジング802を備え、ハウジング802にはハンドル部803が形成され、ハンドル部803の上端付近には、作業者が操作するトリガスイッチ804が設けられ、ハンドル部803の下方には電池パック860を装着するための電池パック装着部810が形成される。
ここでは電池パック860の装着方向818を、第1の実施例と同様に電池パック860を電動工具本体801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860を保持して、電動工具本体801を前方に移動させることで、矢印818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860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40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860の形状は第一の実施例で説明した電池パック15、100とは接続端子の配置と、ラッチ機構が異なる。電池パック860の左右両側にはレール864a、864b(図では864bは見えない)が形成される。ラッチボタン865は電池パック860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860が電動工具本体830に装着されている際に、ラッチボタン865を押してから電池パック860を矢印818と反対方向に移動させる(又は、電動工具本体830を電池パック860から離れるように移動させる)ことで、電池パック860を取り外すことができる。
図41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。電動工具本体801、830は、ハウジング802、832、ハンドル部803、833、トリガスイッチ804、834が設けられ、ハンドル部803、833の下方には電池パック860を装着するための電池パック装着部810、840が形成される。
電動工具本体801は定格電圧18Vで動作し、電動工具本体830は定格電圧36Vで動作する。電池パック860の内部には、定格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860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830にも装着できるし、矢印b3で示すように18V対応の電動工具本体801にも装着できる。電動工具本体801の電池パック装着部810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811a、811bが形成され、左右のレール溝811a、811bに囲まれる空間部分にターミナル部820が設けられる。ターミナル部820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820aと、水平面820bが形成され、水平面820bは電池パック860の装着時に、電池パック860の上段面862と隣接、対向する面となる。ターミナル部820には金属製の複数の端子、例えば正極入力端子822、負極入力端子827、LD端子(異常信号端子)828が設けられる。正極入力端子822、負極入力端子827は金属の平板にて形成され、装着方向の長さが第一の実施例のターミナル部20(図2参照)の2倍以上の長さを有する。LD端子828は負極入力端子827の右側に配置される。
電池パック860の上側は、前方側に平らな下段面861が形成され、中央付近は下段面861よりも高く形成された上段面862が形成される。下段面861と上段面862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872、877と、それらの半分程度の長さのスロット878が形成される。スロット872が正極端子用の第1のスロットになり、スロット877が負極端子用の第2のスロットになり、スロット878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872、877の内部には、電動工具本体801、830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862の右側側面と左側側面には、レール864a、864bが形成される。レール864a、864bは右方向及び左方向に突出する凸部である。上段面862の後方側には隆起部863が設けられ、その後方側にはラッチボタン865が設けられる。
電動工具本体830は定格電圧36Vで動作する。電動工具本体830は第1の実施例と同様の思想により、正極側スロット872と負極側スロット877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872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の一方の端子部859bと、後方側に配置される正極入力端子852である。同様にして、負極側スロット877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の一方の端子部859cと、後方側に配置される負極入力端子857である。第一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860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。
図42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36V用の電動工具本体830に電池パック860を装着する状態を示し、(2)は18V用の電動工具本体801に電池パック860を装着する状態を示す。ここでは電池パック860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860の正極側スロット872の内部には、電力の切替端子群として前側正極端子882と後側正極端子892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877の内部には、電力の切替端子群として前側負極端子887と後側負極端子897が前後方向に離れるように配置される。電池パック860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146と下側セルユニット147が収容される。上側セルユニット146の正極出力は後側正極端子892に接続され、負極出力は前側負極端子887に接続される。下側セルユニット147の正極出力は前側正極端子882に接続され、負極出力は後側負極端子897に接続される。
電動工具本体830の機器側端子は、正極入力端子852と、負極入力端子857と、ショートバー859によって構成される。これらの機能は第1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(852、857、859b、859c)が矢印855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860の接続端子群(882、887、892、897)に装着されるように構成される。電動工具本体の端子群(852、857、859b、859c)については、ターミナル部850(図41参照)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852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882と嵌合する端子部852aが一端側に形成され、他端側にモータ836側への配線用端子部852cが形成される。端子部852aと配線用端子部852cの間は横方向に延びる接続部852bであって、接続部852b全体と、端子部852aの後方側一部と配線用端子部852cの前方側一部がターミナル部850(図41参照)の合成樹脂部分に鋳込まれることになる。負極入力端子857も同様の形状であって、前側負極端子887と嵌合する端子部857aが一端側に形成され、他端側にモータ836側への配線用端子部857cが形成される。正極入力端子852と負極入力端子857は面対称の形状とされる。端子部857aと配線用端子部857cの間は横方向に延びる接続部857bであって、接続部857b全体と、端子部857aの後方側一部と配線用端子部857cの前方側一部がターミナル部850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859の水平部分は、正極入力端子852の接続部852bと負極入力端子857の接続部857bと共にターミナル部850中に完全に鋳込まれるので、端子部852a、857a、859b、859c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860の装着時には、ショートバー859の端子部859bは後側正極端子892に嵌合され、端子部859cは後側負極端子897に嵌合される。また、正極入力端子852は前側正極端子882と嵌合し、負極入力端子857は前側負極端子887と嵌合する。この結果、上側セルユニット146と下側セルユニット147との直列接続回路が形成され、電動工具本体830側には定格36Vの電圧が供給されることになる。
図42(2)は、低電圧の電動工具本体801に電池パック860が装着される状況を示している。正極入力端子822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882及び後側正極端子892と同時に嵌合する端子部822aが一端側に形成され、他端側にモータ806側への配線用端子部822cが形成される。端子部822aと配線用端子部822cの間は横方向に延びる接続部822bであって、接続部822b全体と、端子部822aの一部と配線用端子部822cの一部がターミナル部820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827もクランク状に形成され、前側負極端子887及び後側負極端子897と同時に嵌合する端子部827aと配線用端子部827cと接続部827bが形成される。この結果、電動工具本体801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822aは前側正極端子882と後側正極端子892に同時に嵌合するような十分な長さに形成され、端子部827aは前側負極端子887と後側負極端子897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892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892aが形成され、平板部892a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892b、892dが形成される。2つの腕部892b、892d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892b、892dの上端部分には接触端子部892c、892e(共に図45参照)が形成される。接触端子部892c、892e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892として用いられる金属端子部品は、前側正極端子882、前側負極端子887、後側負極端子897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43は、電池パック860を36V仕様の電動工具本体830に装着する際の状況を説明するための図である。図42(1)の状態からさらに電動工具本体830が電池パック860に近づくように相対移動させると、最初にショートバー859の端子部859b、859cが前側正極端子882と前側負極端子887と嵌合する。この時点では上側セルユニット146の正極と下側セルユニット147の負極が非接続の状態なので、電池パック860の電力は電気機器本体831側には伝達されない。
電動工具本体830と電池パック860が矢印855の方向にさらに相対移動されるとショートバー859は前側正極端子882と前側負極端子887を通り抜けて、後側正極端子892と後側負極端子897の方向に接近することになる。この際、ショートバー859はいずれの接続端子とも接触しておらず、正極入力端子852は前側正極端子882に当接しておらず、負極入力端子857は前側負極端子887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146と下側セルユニット147が非接続の状態なので、電池パック860の電力は電気機器本体831には伝達されない。
電動工具本体830と電池パック860が矢印855の方向にさらに相対移動されると、ショートバー859は後側正極端子892と後側負極端子897に嵌合することになる。同時に、正極入力端子852の端子部852aは前側正極端子882に嵌合し、負極入力端子857の端子部857aは前側負極端子887に嵌合する。この結果、上側セルユニット146と下側セルユニット147の直列接続状態が実現され、正極入力端子852と前側負極端子887間には定格36Vの直流が供給されることになる。
図44は、電池パック860を18V仕様の電動工具本体801に装着する際の状況を説明するための図である。図42(2)にて示した状態からさらに電動工具本体801が電池パック860に近づくように相対移動させると、図44(1)から(2)のように端子部822a、827aが前側正極端子882と前側負極端子887と嵌合する。この時点では上側セルユニット146の正極と下側セルユニット147の負極が非接続の状態なので、電池パック860の電力は電動工具本体801には伝達されない。
図44(2)において、電動工具本体801と電池パック860が矢印825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822a、827aは前側正極端子882と前側負極端子887に接触しながら、後側正極端子892と後側負極端子897の方向に接近することになる。図44(2)の状態では、端子部822a、827aが後側正極端子892と後側負極端子897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146の正極と下側セルユニット147の負極が非接続の状態なので、電池パック860の電力は電動工具本体801には伝達されない。
電動工具本体801と電池パック860が矢印825の方向にさらに相対移動されると、端子部822a、827aが後側正極端子892と後側負極端子897に当接する。この際、端子部822a、827aは前側正極端子882と前側負極端子887とも嵌合している状態であるので、上側セルユニット146と下側セルユニット147の並列接続回路が確立され、正極入力端子822と負極入力端子827間には定格18Vの直流が供給されることになる。
図45は、電池パック860側の端子配置と、電動工具本体830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882、後側正極端子892、前側負極端子887、後側負極端子897にはそれぞれ左右方向に離間して対向する接触端子部882c、882e、892c、892e、887c、887e、897c、897eが設けられる。接触端子部882c、892c、887c、897cは右側の腕部882b、892b、887b、897bに接続され、接触端子部882e、892e、887e、897eは左側の腕部882d、892d、887d、897d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882と後側正極端子892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(882、892、887、897)は共通であるため、接触端子部882c、882e、892c、892e、887c、887e、897c、897eの前後方向長さはL7で同じである。前側負極端子887と後側負極端子897も同じ間隔L8である。ショートバー859の端子部の前後方向の長さL9は、前側端子(882、887)と後側端子(892、897)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860の装着時にショートバー859によって、前側端子(882、887)と後側端子(892、897)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852の端子部852aと、負極入力端子857の端子部857aの長さは、少なくともL9以上とすると良い。
図45(2)は電池パック860が電動工具本体830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859の水平部分859aがむき出しになっているように見えるが、水平部分859a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、電力端子(正極端子と負極端子)として、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。
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、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…電動工具本体、2…ハウジング、3…ハンドル部、4…トリガスイッチ(動作スイッチ)、5…モータ(駆動部)、8…先端工具保持部、9…先端工具、10…電池パック装着部、11a,11b…レール溝、12…湾曲部、14…突起部、15…電池パック、16…回路基板、18…接続端子、19…基板カバー、20…ターミナル部、20a…垂直面、20b…水平面、21…基台、22…正極入力端子、22a…端子部、24…T端子、24a…端子部、25…V端子、25a…端子部、26…LS端子、26a…端子部、27…負極入力端子、27a…端子部、28…LD端子、28a…端子部、30…電動工具本体、32…ハウジング、33…ハンドル部、34…トリガスイッチ(動作スイッチ)、35…モータ(駆動部)、40…電池パック装着部、45…モータ、50,50A…ターミナル部、51…基台、51b…凹部、52,52A…正極入力端子、52a,52b…端子部、52c…配線部、52f…端子部、54…T端子、54a…端子部、54c…配線部、55…V端子、55a…端子部、56…LS端子、56a…端子部、56c…配線部、57,57A…負極入力端子、57a…端子部、58…LD端子、58a…端子部、58c…配線部、58f…端子部、59…ショートバー、59a…接続部、59b,59c…端子部、59d…ショートバー接続スイッチ、79b,79c…(ショートバーの)端子部、100…電池パック、101…下ケース、101a…前面壁、101b…後面壁、101c…右側側壁、101d…左側側壁、102…固定用リブ、103a~103d…ネジ穴、104…スリット(風窓)、105…リブ、110…上ケース、111…下段面、113…開口部、114…段差部、115…上段面、115a,115b…凸部、120…スロット群配置領域、121~128…スロット、131…ストッパ部、132…隆起部、134…スリット(風窓)、138a,138b…レール、139a…突出部、140a,140b…リブ(被係合部)、141…ラッチ、142a,142b…係止部、146…上側セルユニット、146a~146e…電池セル、147…下側セルユニット、147a~147e…電池セル、496~499…リード線、150,150A…回路基板、150a…表面側、150b…裏面側、150c,150d…凹部、151…取付孔、152a~152f…貫通孔、153a,153b…ランド、155…接着樹脂、155a~155c…接着樹脂、156a…(樹脂を流し込む)主領域、156b…(樹脂を流し込む)副領域、157…配線パターン、160…スロット群配置領域、161…上側正極端子、161a,161b…腕部、162…上側正極端子、162a,162b…腕部、164…T端子、165…V端子、166…LS端子、167…上側負極端子、167a,167b…腕部、168…LD端子、171,172…下側正極端子、171a,171b,172a,172b…腕部、177…下側負極端子、177a,177b…腕部、180,180A…基板カバー、181…連結部材、181a…上面、181b~181f…脚部、182…仕切り壁、182a…鉛直壁部、182b…水平壁部、182c…左端位置、183…仕切り壁、183a…鉛直壁部、183b,183c…水平壁部、184…仕切り壁、184a,184d…鉛直壁部、184b…水平壁部、184c…塞ぎ板、184e…後方接続板、184f…空間、184g…底板、185,186…仕切り壁、185a…鉛直壁部、187…仕切り壁、187a…鉛直壁部、187b…水平壁部、188…仕切り壁、188a…鉛直壁部、188b…水平壁部、191a,191b…嵌合リブ、192a,192b…段差部、196…(ショートバー接続スイッチ59の)接続動作、197…トリガ動作、198…マイコン(の動作)、199…モータ(の動作)、200…ターミナル部、200a…垂直壁、200b…水平壁、201…基台、201a…上面、201c…凹部、202a,202b…覆い部、203b…水平保持部、204a~208a…覆い部、204b…水平保持部、210…仕切り、210a…上辺、210c…下辺、210d…後辺、220…上側端子部品、230…下側端子部品、240…信号端子部品、241…基体部、242…ブリッジ部、243…右側側面、243a…延在部、243b…折曲部、243c…切抜部、244…左側側面、245…腕部基部、245b…切欠き溝、246…腕部基部、246b…切欠き溝、249,250…脚部、250a,250b…段差部、251~254…腕部、256…半田、260…上側端子部品、261…基体部、262…ブリッジ部、262a…段差部、263…右側側面、263a…折曲部、264…左側側面、264c…補強面、265…腕部、265a…平面部、265d…嵌合部、266…腕部、267…脚部、280…下側端子部品、281…基体部、282…ブリッジ部、283…右側側面、284…左側側面、284c…切り落とし部、285,286…腕部、291…切欠き部、380…基板カバー、381a…上面、386a…段差部、445…セパレータ、445a…ネジ孔、445c,445d…凸部、445e…板部、446…空間、447a,447b…ネジボス、450…タブホルダ、461,466…引出し板、461a,466a…引出しタブ、461b…端子面、461c…水平面部、461d…ヒューズ部、461e…切り抜き部、462,463,464,465…接続板、462a,463a…中間引出しタブ、464a,465a…接続端子、471,476…引出し板、471a,476a…引出しタブ、471b…端子面、471c…側面部、471d…水平面部、471e…ヒューズ部、471f,471g…切り抜き部、471h…放熱部、472,473,474,475…接続板、472a~475a…接続端子、482a,482b…絶縁シート、496~499…リード線、494b,496b~498b…(リード線の)端部、500…ターミナルホルダ、501…水平壁、501a…水平面、501b…垂直面、502…掛止爪、503a~503d…湾曲リブ、504a,504b…湾曲リブ、506…段差面、510…基体部、510b…底面部、515…水平面(水平壁)、516…凹部、516a,516b…突出部、522…正極入力端子、524…T端子、525…V端子、526…LS端子、527…負極入力端子、528…LD端子、532…空洞部、550…ターミナルホルダ、551a…水平面、556…段差面、560…基体部、565…水平面(ガイド面)、572…正極入力端子、577…負極入力端子、582…空洞部、588b,588c…端子部、650,650A,650B…ターミナル部、660,660A…基体部、661b…垂直壁、665…水平面、665a…(水平面の)下面、665b…凸部、666a,666b…突出部(係合部)、672…正極入力端子、677…負極入力端子、680…基板カバー、688b,688c…端子部、690…クッション材、692a,692c…(第2の)ガイド部、692b…(第1の)ガイド部、695a,695b…誘導用レール、697a,697b…ガイド部、801…電動工具本体、802…ハウジング、803…ハンドル部、804…トリガスイッチ、806…モータ、810…電池パック装着部、811a…レール溝、818…装着方向、820…ターミナル部、820a…垂直面、820b…水平面、822…正極入力端子、822a…端子部、822b…接続部、822c…配線用端子部、827…負極入力端子、827a…端子部、827b…接続部、827c…配線用端子部、828…LD端子、830…電動工具本体、836…モータ、850…ターミナル部、852…正極入力端子、852a…端子部、852c…配線用端子部、857…負極入力端子、857a…端子部、857b…接続部、857c…配線用端子部、859…ショートバー、859a…水平部分、859b,859c…端子部、860…電池パック、861…下段面、862…上段面、863…隆起部、864a,864b…レール、865…ラッチボタン、872…正極側スロット、877…負極側スロット、878…スロット、882…前側正極端子、882b,882d…腕部、882c,882e…接触端子部(嵌合部)、887…前側負極端子、892…後側正極端子、892a…平板部、892b…腕部、892d…接触端子部、897…後側負極端子

Claims (13)

  1. 電池パックと、
    前記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つの突出部を前記電池パックに設け、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、前記ターミナルホルダと嵌合させる被係合部を設けたことを特徴とする電気機器。
  2. 前記電池パックは、平行して設けられるレール面の間の上段面と、前記上段面より段差状に下がる下段面と、前記上段面と前記下段面の段差部分に複数のスリットと、前記スリット間を連結する前記開口部を有することを特徴とする請求項1に記載の電気機器。
  3. 前記ターミナルホルダに、前記被係合部と係合する係合部を設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載の電気機器。
  4. 前記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前記機器側端子を鋳込むことにより固定され、
    前記機器側端子は長方形状であって、長辺の一方が前記水平面と接し、短辺の一方が前記垂直面と接するものであって、
    前記係合部として前記ターミナルホルダの左右両端から左右方向に突出する突起を設けたことを特徴とする請求項3に記載の電気機器。
  5. 前記ターミナルホルダに、前記機器側端子の前記長辺の他方の一部に共通して接すると共に前記垂直面に接続されるものであって、前記水平面と平行に配置されるガイド面を形成し、
    前記ガイド面の左右両側に前記係合部を形成したことを特徴とする請求項4に記載の電気機器。
  6. 前記係合部は、前記ガイド面と同一面となるように形成されることを特徴とする請求項5に記載の電気機器。
  7. 前記被係合部は、前記電池パックのケースに直接形成された凹部であって、
    前記凹部に前記係合部が位置することを特徴とする請求項5又は6に記載の電気機器。
  8. 前記電池パックの前記開口部に、内部の基板を覆うためのカバー部材を設け、このカバー部材に前記被係合部を設け、前記係合部が前記被係合部と係合することを特徴とする請求項4又は5に記載の電気機器。
  9. 前記ガイド面の前記電池パックと対向する面に、前記電池パックの外壁面と接触するクッション材を設けたことを特徴とする請求項5に記載の電気機器。
  10. 前記クッション材は、自己潤滑性ゴムであることを特徴とする請求項9に記載の電気機器。
  11. それぞれ腕部組を有する正極端子及び負極端子を有する電池パックと、
    前記電池パックと嵌合する板状の機器側端子を保持するターミナルホルダを有し、
    前記ターミナルホルダに前記正極端子と前記負極端子と係合する絶縁材のガイド部を設けたことを特徴とする電気機器。
  12. 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、
    前記電池パックと嵌合するターミナルホルダであって、上側の前記腕部組間に挿入される板状の機器側上側端子と、下側の前記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、
    前記ターミナルホルダの前記機器側上側端子と前記機器側下側端子の間に、上側の前記腕部組と下側の前記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ことを特徴とする電気機器。
  13. 前記ターミナルホルダの前記上側端子の上辺と、前記下側端子の下辺に、上側の前記腕部組と下側の前記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ことを特徴とする請求項12に記載の電気機器。 
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