(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電可能な二次電池(39)を備える電池パックであって、
充電可能な複数の二次電池(39)を保持する電池ホルダ(70)と、
前記二次電池(39)同士を端面で接続する電池リード板(80)と、
前記二次電池(39)の保護回路を実装したパック基板(74)と、
前記電池ホルダ(70)及びパック基板(74)を収納するケーシング(31)と、
を備え、
前記二次電池(39)の端面が位置する前記電池ホルダ(70)の端面に、
前記二次電池(39)の端面を部分的に覆い、前記電池リード板(80)を接続する前記二次電池(39)の端面の部分を表出させる表出部(71)と、
前記電池ホルダ(70)と前記ケーシング(31)との接触面に、上下方向に延長されたスリット状の複数条の凹凸条(78)を設けて、
前記電池リード板(80)は前記表出部(71)内に配置されると共に、前記表出部(71)内に配置された前記電池リード板(80)と、前記ケーシング(31)の内面との間に隙間を設けてなることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
請求項１に記載の電池パックであって、さらに、
前記電池リード板(80)と前記パック基板(74)とを配線するリード線を備えており、
前記電池ホルダ(70)の上面に、前記リード線を案内するための案内ボス(76)を設けてなることを特徴とする電池パック。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電池パックであって、さらに、
前記二次電池(39)と前記パック基板(74)とを配線する出力リード板(82)と、
前記パック基板(74)に接続された基板リード板と、
を備えており、
前記基板リード板又は出力リード板(82)のいずれか一方のリード板が、部分的に切り込みを形成されており、該切り込み部分で折曲されてＶ字状の隙間を形成し、該隙間に他方のリード板を挟み込んでなり、さらに該挟み込み部分が半田付けされてなることを特徴とするパック電池。
【請求項４】
請求項３に記載の電池パックであって、
前記基板リード板が、該電池パックを充電するための充電器の充電端子と接続するための外部接続端子(33)を兼用してなることを特徴とする電池パック。
【請求項５】
請求項４に記載の電池パックであって、
前記外部接続端子(33)を、前記出力リード板(82)と、出力リード線(83)とで前記二次電池(39)と接続してなることを特徴とする電池パック。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記二次電池(39)が長手方向に延長された円筒形電池であり、
さらに前記複数の円筒形電池が互いに平行に隣接して配置されてなり、
前記電池リード板(80)が、前記リード線を固定するためのリード固定部(81)を形成しており、
前記電池リード板(80)は、隣接する円筒形二次電池(39)同士の間の谷間部分に前記リード固定部(81)が位置する状態で、該二次電池(39)の端面に固定されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一に記載の電池パックであって、さらに、
前記二次電池(39)の温度を検出するための温度検出手段(54)を備えており、
前記温度検出手段(54)が、前記ケーシング(31)内で並べて配置された複数の二次電池(39)の内、中間に位置する二次電池(39)同士の間に配置されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項８】
請求項７に記載の電池パックであって、
前記温度検出手段(54)が、信号リード線(84)を介して前記パック基板(74)と接続されると共に、
前記電池ホルダ(70)は、前記信号リード線(84)を通す温度検出挿入孔(55)を開口しており、
前記電池ホルダ(70)の上面で、前記温度検出挿入孔(55)を開口した位置に、前記パック基板(74)が固定されてなることを特徴とする電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動工具等の電気機器に脱着自在に装着されて電力を供給する電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動工具等の電気機器は、充電できる電池を内蔵している電池パックを脱着自在に装着することで、コードレス方式として建築現場等において便利に使用できる。また、電気機器から電池パックを取り外し式とすることで、取り外した電池パックを充電して繰り返し使用できる。内蔵する電池パックの残容量が少なくなった電池パックは、充電器にセットして充電される。このような電池パックを充電する充電器として、ケースの上面に電池パックを脱着自在に装着する装着部を有し、この装着部に充電端子を表出して設けてなる充電器が実用化されている。この充電器は、装着部に装着される電池パックの外部端子を充電端子に接続し、充電端子から充電電力を出力して電池パックを充電する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８０６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電池パックは、充電可能な二次電池セルをリード板で接続して、絶縁性のケーシングに収納している。電池パックを電気機器に接続して放電させると、リード板に大電流が通電するため、リード板が発熱することがある。一般に電池パックは小型化の要請のため、殆ど二次電池セルの外形に沿った形状となる。この結果、二次電池セルの端面は電池パックのケーシングと面する状態となり、さらに二次電池セルの端面同士をリード板で接続するため、リード板もケーシングと面する姿勢に配置されることとなる。この結果、リード板がケーシングの内面と接触することとなり、リード板の発熱がケーシングに熱伝導され、ケーシングが熱を持つ事態が生じる。このような場合に、ユーザが電池パック交換のため等、電池パックのケーシングに触れることが考えられるため、ケーシングが熱を持つことは好ましくない。
【０００５】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、電池パックのケーシングへの熱伝導を低減して安全性を高めた電池パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面に係る電池パックによれば、充電可能な二次電池３９を備える電池パックであって、充電可能な複数の二次電池３９を保持する電池ホルダ７０と、前記二次電池３９同士を端面で接続する電池リード板８０と、前記二次電池３９の保護回路を実装したパック基板７４と、前記電池ホルダ７０及びパック基板７４を収納するケーシング３１とを備え、前記二次電池(39)の端面が位置する前記電池ホルダ７０の端面に、前記二次電池(39)の端面を部分的に覆い、前記電池リード板８０を接続する前記二次電池(39)の端面の部分を表出させる表出部(71)と、前記電池ホルダ７０と前記ケーシング３１との接触面に、上下方向に延長されたスリット状の複数条の凹凸条７８を設けて、前記電池リード板８０は前記表出部７１内に配置されると共に、前記表出部７１内に配置された前記電池リード板８０と、前記ケーシング３１の内面との間に隙間を設けることができる。これにより、スリット状の凹凸条の凹凸によって電池ホルダの外面に表出された電池リード板とケーシングの内面との間を部分的に離間させた空気層を設け、断熱性を高め、さらに、空気の移動によって熱が一箇所に留まる事態を低減して、電池パックの加熱を低減してユーザがケーシングを手で触れやすくできる。特に、二次電池の放電により電池リード板が発熱しても、隙間によってケーシングと直接接触させずリード空気層を介在させることができ、ケーシングの外側が電池リード板の熱で加熱される事態を低減できる。また、表出部の側方から電池リード板をスポット溶接等で接続することも可能となる。
【０００８】
さらに、第２の側面に係る電池パックによれば、さらに前記電池リード板８０と前記パック基板７４とを配線するリード線を備えており、前記電池ホルダ７０の上面に、前記リード線を案内するための案内ボス７６を設けることができる。これにより、リード線を固定するための部材を別途設けることなく、簡単な構造でリード線を所望の姿勢に保持でき、組立後にリード線がケーシング内でフリーになる、いわゆるあばれる事態を回避できる。
【０００９】
さらにまた、第３の側面に係る電池パックによれば、さらに前記二次電池３９と前記パック基板７４とを配線する出力リード板８２と、前記パック基板７４に接続された基板リード板とを備えており、前記基板リード板又は出力リード板８２のいずれか一方のリード板が、部分的に切り込みを形成されており、該切り込み部分で折曲されてＶ字状の隙間を形成し、該隙間に他方のリード板を挟み込んでなり、さらに該挟み込み部分を半田付けすることができる。これにより、従来容易でなかったリード板同士の半田付けによる固定を容易に行えるという優れた利点が得られる。特に、リード板同士を仮固定するための特別な部材や構造も不要にでき、必要最小限のスペースでリード板同士の固定を行うことができる。
【００１０】
さらにまた、第４の側面に係る電池パックによれば、前記基板リード板が、該電池パックを充電するための充電器の充電端子と接続するための外部接続端子３３を兼用することができる。これにより、充電端子と出力リード板との半田付けを容易に行える。
【００１１】
さらにまた、第５の側面に係る電池パックによれば、前記外部接続端子３３を、前記出力リード板８２と、出力リード線８３とで前記二次電池３９と接続することができる。これにより、リード板とリード線との組み合わせにより、ケーシング内で利用可能な限られた空間内で効率よく二次電池との配線を行うことができる。
【００１２】
さらにまた、第６の側面に係る電池パックによれば、前記二次電池３９が長手方向に延長された円筒形電池であり、さらに前記複数の円筒形電池が互いに平行に隣接して配置されてなり、前記電池リード板８０が、前記リード線を固定するためのリード固定部８１を形成しており、前記電池リード板８０は、隣接する円筒形二次電池３９同士の間の谷間部分に前記リード固定部８１が位置する状態で、該二次電池３９の端面に固定することができる。これにより、電池リード板のリード固定部にリード線を挿入する作業が、隣接する円筒形二次電池同士の谷間にリード線を案内することで極めて容易に行え、リード線の組み立て作業を省力化できる利点が得られる。
【００１３】
さらにまた、第７の側面に係る電池パックによれば、さらに、前記二次電池３９の温度を検出するための温度検出手段５４を備えており、前記温度検出手段５４が、前記ケーシング３１内で並べて配置された複数の二次電池３９の内、中間に位置する二次電池３９同士の間に配置することができる。これにより、二次電池を並べた構成において温度が高くなる傾向にある中間部位の温度を検出して、二次電池の保護を図ることができる。
【００１４】
さらにまた、第８の側面に係る電池パックによれば、前記温度検出手段５４が、信号リード線８４を介して前記パック基板７４と接続されると共に、前記電池ホルダ７０は、前記信号リード線８４を通す温度検出挿入孔５５を開口しており、前記電池ホルダ７０の上面で、前記温度検出挿入孔５５を開口した位置に、前記パック基板７４を固定することができる。これにより、温度検出手段とパック基板との電気接続を短い距離に抑えると共に、パック基板で温度検出挿入孔を閉塞でき、電池ホルダに開口された温度検出挿入孔から異物が内部に侵入する事態を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電池パック１００を示す斜視図である。
【図２】図１の電池パックを背面から見た斜視図である。
【図３】図１の電池パックの分解斜視図である。
【図４】図３の電池パックを背面から見た分解斜視図である。
【図５】図３の電池ホルダの平面図である。
【図６】図５の電池ホルダの半田付け前の状態を示す斜視図である。
【図７】図６の電池ホルダを背面から見た斜視図である。
【図８】図６の電池ホルダの分解斜視図である。
【図９】図８を下方から見た斜視図である。
【図１０】電池ホルダの水平断面図である。
【図１１】電池リード板を二次電池端面に固定する状態を示す要部拡大分解斜視図である。
【図１２】図６の電池リード板にリード線を挿入する状態を示す拡大斜視図である。
【図１３】外部接続端子を示す斜視図である。
【図１４】図６の基板リード板に出力リード板を固定する状態を示す拡大斜視図である。
【図１５】電池パックを電池パック用充電器に装着した状態を示す斜視図である。
【図１６】図１５の電池パック用充電器から電池パックを外した状態を示す斜視図である。
【図１７】図１５の電池パック用充電器のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線における縦断面図であ
【図１８】図１７の電池パック用充電器から電池パックを外した状態を示す縦断面図である。
【図１９】図１５のＸＩＸ−ＸＩＸ線における横断面図である。
【図２０】本発明の一実施例にかかる充電器に電池パックを接続した状態を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための電池パックを例示するものであって、本発明は電池パックを以下のものに特定しない。なお、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
【００１７】
図１〜図１４に、本発明の一実施の形態に係る電池パックを示す。これらの図において、図１は電池パック３０を示す斜視図、図２は図１の電池パック３０を背面から見た斜視図、図３は図１の電池パック３０の分解斜視図、図４は図３の電池パック３０を背面から見た分解斜視図、図５は図３の電池ホルダ７０の平面図、図６は図５の電池ホルダ７０の半田付け前の状態を示す斜視図、図７は図６の電池ホルダ７０を背面から見た斜視図、図８は図６の電池ホルダ７０の分解斜視図、図９は図８を下方から見た斜視図、図１０は電池ホルダ７０の水平断面図、図１１は電池リード板８０を二次電池３９端面に固定する状態を示す要部拡大分解斜視図、図１２は図６の電池リード板８０にリード線を挿入する状態を示す拡大斜視図、図１３は、外部接続端子３３を示す斜視図、図１４は図６の基板リード板に出力リード板８２を固定する状態を示す拡大斜視図を、それぞれ示している。この例では、電池パック３０を装着する電気機器として、電動工具に適用した例を説明する。これらの図に示す電池パック３０は、充電可能な複数の二次電池３９を保持する電池ホルダ７０と、二次電池３９同士を端面で接続する電池リード板８０と、二次電池３９の保護回路を実装したパック基板７４と、二次電池３９の温度を検出する温度検出手段５４と、電池ホルダ７０及びパック基板７４を収納するケーシング３１とを備える。
（ケーシング３１）
【００１８】
ケーシング３１は、図１及び図２に示すように、外観を箱状に形成されており、隅部を面取りすると共に、表面に電気機器である電動工具や、充電器の接続端子３と接続するための外部電極を表出させている。また電池パック３０を電動工具や充電器に装着する際に、装着状態を保持するための保持凸部３７を備える。このケーシング３１は、絶縁性と強度に優れた樹脂等により成型される。
【００１９】
またケーシング３１は、図３及び図４の分解斜視図に示すように上ケーシング３１Ａと下ケーシング３１Ｂに二分割されている。ケーシング３１の内部には収納空間を構成しており、ここに電池ホルダ７０とパック基板７４、及び保持凸部３７を収納する。
（電池ホルダ７０）
【００２０】
電池ホルダ７０は、図５及び図６、図７に示すように、二次電池３９と、パック基板７４と、電池リード板８０と、各種リード線とを備えている。またこの電池ホルダ７０は、図８の分解斜視図に示すように、下面に二次電池３９を収納する電池収納空間と、上面にパック基板７４を固定する基板固定部７５とを設けている。二次電池３９同士は、電池ホルダ７０の端面に開口された表出部７１から表出する二次電池３９の端面同士を、電池リード板８０で電気接続され、さらに電池ホルダ７０に二次電池を収納した電池コアの出力を出力リード板８２と、第二出力リード板８２Ｂ及び出力リード線８３とでパック基板７４に接続している。また電池リード板８０は、信号リード線８４を介してパック基板７４と接続されている。なお出力リード線８３は高電圧線であるため、高電流に対応した太い導線が使用され、一方信号リード線８４は信号線であるため、これよりも細い導線で足りる。
（充放電端子３４）
【００２１】
パック基板７４には、電池コアの出力を、電動工具や充電器と接続するための充放電端子３４を備えている。この例では、電池コアからの出力は、第二出力リード板８２Ｂ及び出力リード線８３と、出力リード板８２を介して、パック基板７４上の充放電端子３４と接続されている。
（保護回路）
【００２２】
さらにパック基板７４上には、二次電池３９の保護回路が実装されている。保護回路は、各電池リード板８０と信号リード線８４を介して接続されており、例えば各二次電池３９の電池電圧を検出する。また保護回路は、電池温度を検出する温度検出手段５４とも別途信号リード線８４を介して接続されている。
（信号端子３５）
【００２３】
さらにパック基板７４は、外部接続端子３３として、充放電端子３４に加え、保護回路の出力や電池情報等を出力する信号端子３５も備えている。これら充放電端子３４や信号端子３５は、図１等に示すように、ケーシング３１の表面から表出される。このため上ケーシング３１Ａには、図１〜図３に示すように縦溝３８が形成されている。
（二次電池３９）
【００２４】
ケーシング３１は、内部に二次電池３９を内蔵できる形状に形成される。ここでは、二次電池として外装缶を長手方向に延長された円筒状とした円筒形二次電池を使用している。このケーシング３１は、図３〜図８に示すようにケーシング３１内に複数本の二次電池３９を互いにほぼ平行姿勢で、同一平面上に横並びに隣接するように配置している。電池パック３０に内蔵される二次電池３９は、リチウムイオン電池である。ただ、二次電池は、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池、ポリマー電池等の充電できる他の全ての電池とすることもできる。複数の二次電池は、複数本を直列に接続して出力電圧を高くし、また複数本を並列に接続して出力電流を大きくできる。この例では、二次電池３９をリチウムイオン電池とし、４本を直列に接続して出力電圧を１４．４Ｖとしている。電池数を５本にして直列に接続すれば、出力電圧は１８Ｖとなる。ただ電池パックは、内蔵する二次電池の本数や接続状態を特定しない。電池パックは、使用する電気機器の種類や用途に応じて内蔵する二次電池の本数と出力電圧を種々に設計できる。
（電池収納空間）
【００２５】
電池ホルダ７０の電池収納空間は、図８及び図９の斜視図に示すようにスペーサ壁７２で仕切られ、隣接する二次電池３９同士を電気的に隔離して収納する。スペーサ壁７２は、複数枚が下方に向かって突出するように設けられており、下方から二次電池３９をスペーサ壁７２同士の間に収納する。図８〜図１０の例では、３枚のスペーサ壁７２を設けて４本の二次電池３９を収納すると共に、両側は図６〜図９等に示すように、両端に位置する二次電池３９の側面を上部分のみホルダ側壁７３で被覆し、二次電池３９の側面から下側にかけて表出させている。また電池ホルダ７０の上方では、図８及び図９に示すように、円筒形二次電池３９の側面に一致するように、各二次電池３９の収納位置が湾曲されて形成されている。これによって電池収納空間は、断面視逆Ｕ字状に下方を開口しており、二次電池３９を下方に開口された電池収納空間から挿入する。またスペーサ壁７２は、隣接する二次電池３９同士の間から下方に延びるように形成され、電池ホルダ７０の上面側には突出させない。さらに電池ホルダ７０の上面側には、パック基板７４を固定するための基板固定部７５が設けられている。
（スペーサ壁７２）
【００２６】
スペーサ壁７２は、スペーサ壁７２同士の間に二次電池３９を収納した状態でこれを保持できるよう、二次電池３９の直径とほぼ同じか、これよりも若干小さい幅に設けられる。電池ホルダ７０は、絶縁性、断熱性に優れ、かつ可撓性を有するプラスチックなどの樹脂で形成されており、スペーサ壁７２は電池ホルダ７０に一体成型で設けられる。これにより、スペーサ壁７２同士の間に二次電池３９を挿入した状態で弾性変形して二次電池３９の側面が押圧されて、抜け落ちないように保持される。同時に、隣接する二次電池３９同士をスペーサ壁７２で絶縁、断熱でき、例えばいずれかの二次電池が高温になった際でも隣接する二次電池に熱が伝搬する事態を低減できる。
（表出部７１）
【００２７】
さらに電池ホルダ７０の端面には、電池収納空間に収納された二次電池３９の端面を少なくとも部分的に表出させる表出部７１を設けている。表出部７１は、二次電池３９の端面を表出させる一方で、二次電池３９が抜け落ちないように端面よりも小さく形成される。図８〜図９等の例では、二次電池３９端面の上部と側部とを部分的に覆い、かつ下方を開口させたコ字状に形成されている。この電池ホルダ７０は、二次電池３９を電池収納空間に収納した状態で、表出部７１から表出される端面同士を電池リード板８０で接続する。
（電池リード板８０）
【００２８】
電池リード板８０は図８、図１１の斜視図などに示すように、導電性に優れた平板状の金属板であり、表出部７１に収納できる大きさに形成される。この電池リード板８０はスポット溶接のため、溶接スリットを形成しており、電池収納空間に収納された状態で隣接する二次電池３９の端面同士に固定される。
【００２９】
従来、電池コアが組み立て作業中に電池ホルダから外れてしまう事態を防止するため、テープなどで二次電池を電池ホルダに束ねていた。これに対して本実施の形態では、電池リード板８０で二次電池が固定されているため、このようなテープ等を利用した締結を不要にでき、組立時の作業効率を改善できる。また従来は、組立作業中に電池コア同士が接触して短絡する事態を回避するため、電池コアの端面に絶縁板を貼付していた。これに対して本実施の形態では、電池コアを電池ホルダ７０で覆うことにより、組立作業中に隣接する電池コア同士の意図しない短絡を回避できる。
（信号リード線８４と電池リード板８０の固定構造）
【００３０】
さらに電池リード板８０は、信号リード線８４を固定するためのリード固定部８１を形成している。図１１及び図１２の例では、リード固定部８１は電池リード板８０上部のほぼ中央から突出して形成された孔である。この孔に信号リード線８４を挿通して半田付けにより固定され、この信号リード線８４を介して電池リード板８０をパック基板７４に接続している。特にこの例では、各二次電池３９の電池電圧を検出して、パック基板７４に送出している。
【００３１】
このような孔は一般に小さいため、孔に信号リード線を通す作業は簡単でなく、手間がかかる。そこで本実施の形態では、図１２に示すように、円筒形の二次電池３９同士を隣接させた際に、二次電池３９の側面同士が接する部分に生じる谷間に、リード固定部８１である孔が位置するように配置している。この構成によって、信号リード線８４を二次電池同士の谷間に置いた状態で、電池リード板８０側に進めることによって、必然的に信号リード線８４の先端が二次電池同士の谷間に案内され、そのままリード固定部８１の孔に挿入でき、従来面倒であった信号リード線８４の孔通し作業を大幅に省力化でき、組み立て作業効率の改善が図られる。
（基板固定部７５）
【００３２】
電池ホルダ７０の上面には、パック基板７４を固定するための基板固定部７５が設けられる。基板固定部７５は、図８の分解斜視図などに示すように、二次電池３９を並べたほぼ中央に形成され、パック基板７４を螺合するためのねじ穴を形成している。パック基板７４は、パック基板７４を貫通するねじ穴を中央に開口しており、ねじによって電池ホルダ７０の上面に固定される。
（案内ボス７６、案内リブ７７）
【００３３】
さらに電池ホルダ７０の上面には、図５等に示すように、リード線を案内するための案内部材として、案内ボス７６と案内リブ７７を設けている。従来の組立方法では、リード線を使用する場合は半田付けの作業し易さ等を考慮して、リード線を本来必要な最短距離の長さよりも長めに用意していた。しかしながらこの場合、リード線を半田付けなどにより固定した後は、リード線が必要な長さ以上に余ることから完全に固定されず、動きやすくなる結果、組立後にケーシング内でリード線がフリーな、いわゆる暴れる状態となって、他の部材に当たったり、接触や擦れによって断線や短絡を生じる可能性があった。またこのような問題を回避するために、例えば結束バンドでリード線を締結する等、リード線を固定するための部材や構成を別途用意することも行われているが、手間もコストも余分にかかる。そこで本実施の形態では、リード線を案内するための案内部材として、案内ボス７６と案内リブ７７を設けている。案内ボス７６は、円柱状に複数箇所に設けられて、この案内ボス７６でリード線を折曲したり、巻き付けたり、間を通すなどして、リード線を規定する。また案内リブ７７は、平行板を設けてこの間にリード板を挿入して案内する。また平行板同士の間には、必要に応じて開口部分を狭くする方向に突出させた突起を設けており、突起でリード線を押圧して、案内リブ７７の間からリード線が抜け落ちないように保持する。これら案内ボス７６や案内リブ７７は、電池ホルダ７０の上面に一体成型により形成できる。このように、複数の案内ボス７６と案内リブ７７を使ってリード線を所定の姿勢に保持することができ、従来のようにリード線を結束したりする手間を省いて、簡単な構造によりリード線を安定的に保持することができ、移動に起因する擦れや断線のおそれを低減して信頼性を高めることができる。
（温度検出手段５４）
【００３４】
さらに電池ホルダ７０は、二次電池３９の温度を検出するための温度検出手段５４を固定している。温度検出手段５４には、サーミスタなど、温度情報を電気信号として検出可能な温度センサが使用できる。この温度検出手段５４は、図８などに示すように、複数の二次電池３９の内、中間に位置する二次電池同士の間に固定されている。一般には温度検出手段は隅部の二次電池に固定されることが多いが、複数の二次電池を並べてケーシング内に収納する構成においては、内部ほど熱が籠もる傾向があるため、内部の方が隅部よりも温度が高くなると考えられる。そこで、少ない数の温度検出手段で二次電池の温度を効果的に検出するため、この例では中間の二次電池同士の間に温度検出手段を配置することで、最も高い二次電池の温度を検出でき、パック基板側に最も高い電池温度情報を送出することで、安全性を高めることができる。
（温度検出挿入孔５５）
【００３５】
図８の例では、電池ホルダ７０の上面に温度検出挿入孔５５が開口されており、温度検出挿入孔５５の裏側で、二次電池３９同士の間で、隣接する両方の二次電池と接するように温度検出手段５４を配置すると共に、この温度検出手段５４と接続された信号リード線８４Ｂを温度検出挿入孔５５から引き出して、パック基板７４に送出する。またこの例では、温度検出挿入孔５５を閉塞する位置にパック基板７４を固定している。これによって開口部分をパック基板７４で閉塞でき、温度検出挿入孔５５を介して電池ホルダ７０内部に埃などの異物や水が浸入する可能性を低減できる利点が得られる。また、温度検出手段５４とパック基板７４との電気接続距離を短くできるという効果も得られる。
（リード板同士の半田付け構造）
【００３６】
パック基板７４上には、基板リード板も固定される。図６、図７などの例では、基板リード板は電池パック３０を充電する充電器の充電端子と接続するための外部接続端子３３である。この外部接続端子３３は、第二出力リード板８２Ｂに接続された出力リード線８３と、出力リード板８２とにより、電池コアと接続されている。すなわち、４本の二次電池３９を直列接続した電池コアの、端面に位置する各電池リード板８０がそれぞれ正極、負極の出力となり、これの一方を第二出力リード板８２Ｂを介して出力リード線８３と、他方を出力リード板８２と、それぞれ接続する。
（狭持片８６）
【００３７】
外部接続端子３３の背面には、図７に示すように端子接続部３３ａを設けており、出力リード線８３は端子接続部３３ａに開口された接続孔３３ｂに挿入され、半田付けされる。一方、出力リード板８２は、外部接続端子３３と半田付けされる。具体的には、図１３に示すように外部接続端子３３の側面に、Ｕ字状の切り込みを形成し、かつ切り込みにより形成された狭持片８６を、外側に折曲して逆Ｖ字状の隙間を形成する。この隙間に、図１４に示すように出力リード板８２の上端を挿入し、狭持片８６で出力リード板８２の一部を挟み込んで仮固定する。この状態で図３に示すように半田８７で半田付けすることで、隙間部分に半田が流れ込み易くなり、金属板同士の半田付けを容易に行える。
【００３８】
これにより、従来容易でなかったリード板同士の半田付けによる固定を容易に行えるという優れた利点が得られる。すなわち、従来リード板同士を半田付けしようとすれば、面同士の接触となるため、リード板同士を所定の姿勢に仮固定する必要が生じ、またこの状態で半田付けしようとしても、半田を思うように定在させることが容易でなく、またリード板自体の熱伝導が良いことも相俟って、半田の馴染みや濡れが悪く、十分な強度を得ることが難しかった。これに対して上記構成によれば、リード板に切り込みを設けて、隙間に他のリード板を挟み込むという極めて簡単な構造によって、リード板同士を仮固定でき、さらに接触面の隙間に半田が流れ込み易くして、極めて簡単でありながら効果的な金属板同士の半田付けが実現できる。また、リード板同士を仮固定するための特別な部材や構造も不要にでき、必要最小限のスペースでリード板同士の固定を行うことができる。特に、リード板から横方向への突出量も最低限に抑えることができるので、固定部分が大きくなることも回避できる。さらに端子一部品でリード板やリード線の半田付けに対応できるため、部品点数の低減にも寄与できる。
【００３９】
なお上記の例では、外部接続端子３３に狭持片８６を形成して、ここで形成される隙間に出力リード板８２を挟み込む構成としたが、この構成に限られず、例えば出力リード板側に狭持片を形成して、外部接続端子を隙間に挟み込む構成とすることも可能であることはいうまでもない。また上記の例では、外部接続端子を出力リード線と出力リード板の組み合わせにより電池コアと接続することで、ケーシング内で利用可能な限られた空間内で効率よく二次電池との配線を行っているが、例えば利用可能な空間や信号リード線との交差状態などに応じて、両方を第二出力リード板と出力リード線で接続したり、あるいは両方をリード線を使用することなく出力リード板のみで接続することも可能である。
（シート部材５６）
【００４０】
以上の電池ホルダ７０は、図３の分解斜視図に示すように、ケーシング３１内に収納される。電池ホルダ７０と下ケーシング３１Ｂとの間には、好ましくはシート部材５６を介在させる。このシート部材５６は、絶縁性と断熱性に優れた材質（例えばシリコーンなど）で形成される。またシート部材５６にクッション性を持たせることで、外部からの衝撃を吸収、緩和できる効果も得られる。また電池ホルダとケーシング底面とのクリアランスの削減にも寄与できる。
（凹凸条７８）
【００４１】
さらに、電池ホルダ７０の外面とケーシング３１の内面との接触面には、複数条の凹凸条７８を設けている。この凹凸条７８は、図６、図７の斜視図に示すように、電池ホルダ７０の端面で電池リード板８０を表出させる表出部７１以外の領域に、上下方向に延長されたスリット状に形成されている。この凹凸条７８によって、図１０の水平断面図に示すように、電池ホルダ７０の表面は凹凸状にケーシング３１内面と接触するため、凹部で空気層が形成される。この結果、電池ホルダ７０とケーシング３１との接触面積を減らすと共に、空気層の断熱効果によって、電池ホルダ７０からケーシング３１への熱伝導が抑制され、ケーシング３１が熱くなる事態を低減できる。特に、図１０に示すように凹凸条７８を鉛直方向に延びるスリット状とすることで、ケーシング３１内部の空気が熱により自然対流する効果が得られ、空気の移動によって熱が一箇所に留まる事態を低減して、断熱効果のみならず、ケーシング３１内部での熱伝導効果も得られる。
（リード空気層）
【００４２】
また、表出部７１に電池リード板８０を配置すると共に、表出部７１内に配置された電池リード板８０と、ケーシング３１の内面との間に隙間を設けてリード空気層としている。ここでは、表出部７１を構成する電池ホルダ７０側面の厚さよりも、電池リード板８０の厚さを薄くしている。これにより、二次電池３９の放電により電池リード板８０が発熱しても、リード空気層を介在させることで直接接触させず、断熱効果を高めてケーシング３１の外側が電池リード板８０の熱で加熱される事態を低減できる。
【００４３】
このようにして、電池パックの放電時あるいは充電時の発熱によって、必要以上にケーシングが加熱されて熱くなる事態を回避し、ユーザが電池パックに手などで触れることを容易にする。さらに、ケーシングの内部で固定される電池ホルダとケーシングとの接触面積を、凹凸条と表出部によって低減し、いわば面よりも複数の点で保持する構造として、電池ホルダを浮かせた状態で保持し、例えば外部からの衝撃に対しても、電池ホルダに直接的な応力が伝導することを低減して二次電池への衝撃や圧力を緩和し、保護効果も得られる。
【００４４】
なお、上記の例では凹凸条としてスリット状に形成したが、この例に限られず、電池ホルダの外面とケーシングの内面との間に空間を形成できる形状が適宜利用できる。例えば、円形や多角形などのドット状に凹凸条を形成してもよい。
（保持凸部３７）
【００４５】
保持凸部３７は、図１〜図４に示すように部分的にケーシング３１から表出させるようにして、ケーシング３１内に可動自在に収納される。保持凸部３７は、上面に操作部を有すると共に、下面に電池パック３０の装着時の進行方向に面して傾斜させた傾斜面と、傾斜面から連続して形成された垂直面とを有する係止フック３７ｂを設けている。この係止フック３７ｂは操作部と一体成型されている。また装着部２には、この係止フック３７ｂと対応する位置に保持凹部１７を形成している。この保持凹部１７も、傾斜面と一致する凹部傾斜面と、水直面と一致する凹部垂直面とを有している。
【００４６】
この電池パック３０を専用の充電器に装着する様子を、図１５〜図１９に示す。これらの図において、図１５は電池パック３０を電池パック用充電器１００に装着した状態を示す斜視図、図１６は図１５の電池パック用充電器１００から電池パック３０を外した状態を示す斜視図、図１７は図１５の電池パック用充電器１００のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線における縦断面図、図１８は図１７の電池パック用充電器１００から電池パック３０を外した状態を示す縦断面図、図１９は図１５のＸＩＸ−ＸＩＸ線における横断面図を、それぞれ示している。これらの図に示すように、係止フック３７ｂはコイルスプリング等の弾性部材５７で下方に突出するよう付勢されている。この電池パック３０は、装着部２に装着する際は、電池パック３０をスライドさせる進行方向に沿って傾斜部が押圧されて収縮され、電池パック３０の進行を許容する。電池パック３０が所定位置まで進行されると、この位置に対応して形成された保持凹部１７に係止フック３７ｂが収納され、かつ弾性部材５７で係止フック３７ｂが押圧されて、垂直面が凹部垂直面と当接し係止状態となる。この状態では、電池パック３０を装着部２から引き抜く方向に力が働いても、垂直面が凹部垂直面と当接することによって係止状態が維持され、電池パック３０のスライドが妨げられる。そしてユーザが電池パック３０を電池パック用充電器１００から取り外す際には、保持凸部３７の操作部を手で押し上げるように操作することで、係止フック３７ｂと保持凹部１７との係止状態が解除されて、電池パック３０のスライドが許容され、取り外し可能な状態となる。電池パック３０は、側面に設けたパックガイド６０に装着ガイド５０を挿入してスライドさせ、装着部２の奥まで押し込んだ状態で、電池パック３０の外部接続端子３３が電池パック用充電器１００の接続端子３と接触され、さらに保持凸部３７を保持凹部１７に係止させて、電池パック用充電器１００に装着される。
（装着ガイド５０）
【００４７】
電池パック３０を装着部２の底面２Ａに沿って正しい姿勢でスライドさせるために、ケース１の対向する側壁６には、装着ガイド５０として、内面から突出するガイド凸部を突出させている。また、電池パック３０のケーシング３１の両側面には、パックガイド６０として、このガイド凸部を案内するガイド溝を設けている。ガイド溝は、図１９の横断面図に示すように、ガイド凸部を挿入できる凹状に形成される。ガイド凸部は、電池パック３０を装着部２に装着するときに、電池パック３０の両側面に設けたガイド溝に案内して、電池パック３０を正しい姿勢で装着部２に案内できる。ガイド凸部は、電池パック３０が挿入される側に位置して、側壁６に一体成形して設けることができる。ガイド凸部は、電池パック３０の装着方向に延長して設けて、装着部２に装着される電池パック３０をガイド凸部に沿ってスライドさせて、電池パック３０の外部接続端子３３を装着部２の接続端子３に正しい姿勢で接触できる。
【００４８】
なお上述の例では、装着部２側にガイド凸部を設け、電池パック３０側にガイド溝を設けた例を説明したが、この構成に限られるものでなく、例えば電池パック側にガイド凸部を、装着部側にガイド溝を、それぞれ設けてもよい。
（外部接続端子３３）
【００４９】
電池パック３０は、上述の通り電気機器や充電器と接続するための外部接続端子３３を複数備えている。例えば電池パック３０を電池パック用充電器１００に装着する場合、電池パック用充電器１００の装着部２に配置される複数の接続端子３と、外部接続端子３３とがそれぞれ接続される。複数の外部接続端子３３は、電池パック３０を電池パック用充電器１００の装着部２に装着する状態で、装着部２の底面２Ａと対向する底面であるセット面３２に配置している。図の電池パック３０は、ケーシング３１の底面に段差凹部３６を設けており、電池パック用充電器１００の装着部２に突出する固定凸部９をこの段差凹部３６に案内して装着部２の定位置にセットされるようにしている。
【００５０】
さらに、図１〜図３の電池パック３０は、セット面３２に複数列の縦溝３８を平行に設けると共に、この縦溝３８の内側に弾性接点である外部接続端子３３を設けている。弾性接点である外部接続端子３３は、縦溝３８に挿入される板状の接続端子３を両側から弾性的に押圧する状態で挟着して電気接続する。図の外部接続端子３３は、両側に配置される充放電端子３４と、これらの充放電端子３４の間に配置される信号端子３５とを備えている。両側の充放電端子３４は、電池パック用充電器１００の充電端子４に接続され、中間の信号端子３５は、電池パック用充電器１００の信号端子である非充電端子５に接続される。複数の信号端子３５は、電池パック３０に内蔵される複数の二次電池３９の情報を外部に伝達するための端子である。この信号端子３５は、例えば電池パック３０に内蔵される二次電池３９の異常信号や温度信号、識別信号等を出力する識別信号端子とできる。なおこの例では、充放電端子３４と信号端子３５とを共通化して、４つの外部接続端子３３の製造の簡素化を図っている。
（充電回路２０）
【００５１】
電池パック用充電器１００は、装着部２に装着された電池パック３０を充電するための充電回路２０を内蔵している。電池パック用充電器１００の両側に配置される正負の充電端子４は、装着部２にセットされる電池パック３０の正負の充放電端子３４に接続されて、電池パック３０に充電電力を供給する。正極側の充電端子４は、図２０の回路図に示すように、充電回路２０に接続されており、電池パック３０に電力を供給して内蔵される二次電池３９を充電する。図の電池パック用充電器１００は、商用電源（図示せず）から供給される交流電源を整流回路２２で直流に変換し、この直流の電圧を充電回路２０で充電用の電圧に変換して充電端子４から出力する。この充電回路２０は、例えば、整流回路２２の出力側と正極側の充電端子４との間に接続しているスイッチング素子（図示せず）をＯＮ／ＯＦＦに制御するデューティを変化させて、電池パック３０の充電に最適な充電電圧と充電電流に調整する。
【００５２】
一対の充電端子４の間に配置される非充電端子５は、信号端子である。図に示す接続端子３は２個の信号端子を備えている。これらの信号端子は、電池パック３０に内蔵される二次電池３９の異常信号が入力される異常信号端子と、電池パック３０に内蔵される二次電池３９の温度信号が入力される温度信号端子と、電池パック３０に内蔵される二次電池３９の識別信号が入力される識別信号端子としている。ただ、信号端子は、これら以外の信号、例えば、電池の充電状態や、電池の種々の情報を伝達する信号端子とすることもできる。
【００５３】
制御回路２１は、異常信号端子に異常信号が入力されると、電池パック３０の異常と判定して、充電回路２０をオフに切り換えて充電を停止する。さらに、制御回路２１は、温度信号端子に入力される温度信号から、電池パック３０に内蔵される二次電池３９の温度を検出する。この制御回路２１は、電池温度が最高温度よりも高くなると、充電電流を遮断して充電を中断し、あるいは充電電流を少なくして、電池温度を低下させる。電池温度が設定温度よりも低くなると、正常な充電電流で充電する。
【００５４】
さらに、制御回路２１は、識別信号端子から入力される電池の識別信号から電池パック３０を充電する最適な電圧と電流値を判別して充電端子４から出力する充電電圧と充電電流を変更する。この電池パック用充電器１００は、電池パック３０が装着されると、電池パック３０の制御部４０から出力される電池の識別信号を制御回路２１で受信し、制御回路２１が、入力された電池の識別信号から電池パック３０のタイプを判別して、この電池パック３０を充電するのに最適な電圧と電流値となるように充電回路２０を制御する。この電池パック用充電器１００は、電池パック３０を充電する充電電圧と充電電流を、電池パック３０から入力される電池の識別信号から判別して最適な電圧に切り換えて充電するので、一つの電池パック用充電器で出力電圧の異なる複数種の電池パックを充電できる。ただ、電池パック用充電器は、必ずしも出力電圧を切り換える必要はなく、一定の出力電圧で電池パックを充電することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る電池パックは、電動工具用電池パックや、アシスト自転車、電動バイク、携帯電話等の携帯機器用の電池パックとして好適に利用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１…ケース
２…装着部；２Ａ…底面
３…接続端子
４…充電端子
５…非充電端子
６…側壁
９…固定凸部
１７…保持凹部
２０…充電回路
２１…制御回路
２２…整流回路
３０…電池パック
３１…ケーシング；３１Ａ…上ケーシング；３１Ｂ…下ケーシング
３２…セット面
３３…外部接続端子；３３ａ…端子接続部；３３ｂ…接続孔
３４…充放電端子
３５…信号端子
３６…段差凹部
３７…保持凸部；３７ｂ…係止フック
３８…縦溝
３９…二次電池
４０…制御部
４１…充放電スイッチ
４２…温度センサ
４３…電流検出抵抗
５０…装着ガイド
５４…温度検出手段
５５…温度検出挿入孔
５６…シート部材
５７…弾性部材
６０…パックガイド
７０…電池ホルダ
７１…表出部
７２…スペーサ壁
７３…ホルダ側壁
７４…パック基板
７５…基板固定部
７６…案内ボス
７７…案内リブ
７８…凹凸条
８０…電池リード板
８１…リード固定部
８２…出力リード板；８２Ｂ…第二出力リード板
８３…出力リード線
８４、８４Ｂ…信号リード線
８６…狭持片
８７…半田
１００…電池パック用充電器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
0005646202.tif 000015
【図１５】
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【図１６】
0005646202.tif 000017
【図１７】
0005646202.tif 000018
【図１８】
0005646202.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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