(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルが該電池セルの長手方向と直交する列方向に配列されてなる組電池と、該組電池を前記長手方向と前記列方向の両方に直交する方向から挟んで保持するセルケースとを、ハウジング内に収納保持してなる電池パックであって、
前記セルケースの前記長手方向の端面とこれに対向する前記ハウジングの内面との間の距離が、前記電池セルの前記長手方向の端面とこれに対向する前記ハウジングの内面との間の距離に対して短くなるように、前記ハウジングの内面から、これに対向する前記セルケースの前記長手方向の端面に向けてリブを突出させたことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記セルケースの前記長手方向の端面を、前記電池セルの前記長手方向の端面よりも、対向する前記ハウジングの内面に向けて突出させたことを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
前記セルケースの前記長手方向の端面とこれに対向する前記ハウジングの内面との間に緩衝材を配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電池パック。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電池パックを着脱可能に装着することを特徴とする電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パック及び該電池パックを備えた電動工具に関し、詳しくは複数の電池セルをセルケースに保持してハウジング内に収納してなる電池パック及び該電池パックを備えた電動工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、コードレス電動工具等の電源に用いられる電池パックが知られている（例えば、特許文献１参照）。この電池パックは、複数の電池セルが該電池セルの長手方向と交差する列方向に配列されてなる複数の組電池と、一対のセルケースと、仕切板とを有する。一対のセルケースは、各組電池を前記長手方向及び前記列方向と交差する上下方向に積み重ねた状態で上下両側から挟むものである。仕切板は積み重ねられた前記各組電池間に介在されて前記各電池セルをそれぞれ保持するものである。そして、前記各電池セルを前記セルケースと仕切板との間又は隣接する前記仕切板の間にて保持することでセルブロックが構成される。このセルブロックはハウジング内に収容されると共に、セルブロックの前後方向両側には、平板状の緩衝材がそれぞれ固着されている。
【０００３】
図１０に示すように、セルケース６に電池セル５を保持してなるセルブロック２の端面に緩衝材８を固着している。ハウジング３の内面３ａから突出したリブ９０が緩衝材８を介して電池セル５の端面５ｃを押圧している。これによりセルブロック２がリブ９０にて保持され、ハウジング３内でのセルブロック２の位置ずれが規制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５００４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来例では、電池パックに落下などによる衝撃や振動等が加わったときには、衝撃がハウジング３から突出させたリブ９０を介して電池セル５に直接伝わりやすくなり、電池セル５に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、外部から電池セルに加わる衝撃を減衰させることができ、電池セルを保護することができる電池パック及び該電池パックを備えた電動工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するために、本発明は、複数の電池セルが該電池セルの長手方向と直交する列方向に配列されてなる組電池と、該組電池を前記長手方向と前記列方向の両方に直交する方向から挟んで保持するセルケースとを、ハウジング内に収納保持してなる電池パックであって、前記セルケースの前記長手方向の端面とこれに対向する前記ハウジングの内面との間の距離が、前記電池セルの前記長手方向の端面とこれに対向する前記ハウジングの内面との間の距離に対して短くなるように、前記ハウジングの内面から、これに対向する前記セルケースの前記長手方向の端面に向けてリブを突出させたことを特徴としている。
【０００８】
また、前記セルケースの前記長手方向の端面を、前記電池セルの前記長手方向の端面よりも、対向する前記ハウジングの内面に向けて突出させることが好ましい。
【０００９】
また、前記セルケースの前記長手方向の端面とこれに対向する前記ハウジングの内面との間に緩衝材を配置することが好ましい。
【００１０】
また本発明の電動工具は、前記電池パックを着脱可能に装着することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、外部から電池セルに加わる衝撃を減衰させることができ、電池セルを保護することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の電池パックの実施形態の一例であり、（ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿う平面断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ部の拡大図である。
【図２】同上の電池パックの正面図である。
【図３】同上の電池パックの斜視図である。
【図４】同上の電池パックの展開図である。
【図５】同上の電池パックに内装されるセルブロックの展開図である。
【図６】本発明の他の実施形態の説明図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態の説明図である。
【図８】本発明の更に他の実施形態の説明図である。
【図９】同上の電池パックを着脱可能に装着した電動工具の概略図である。
【図１０】従来例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、電池パックの実施の形態の一例を、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図３は本実施形態の電池パック１の斜視図である。電池パック１は、コードレスのインパクトドライバー等のような電動工具５０（図９参照）の電源に用いられると共に、該電動工具５０に対して着脱可能に構成されている。電池パック１は、電動工具５０に取り付けた状態で電動工具５０に電力を供給可能とすると共に、電動工具５０から取り外して充電器（図示略）に接続することで充電可能とされる。
【００１５】
電池パック１のハウジング３は、略直方体状に形成されている。本例のハウジング３は、上ハウジング２１と、中間枠部材２３と、下ハウジング２２とで構成されている。本例では上ハウジング２１と中間枠部材２３とが一体化されている。
【００１６】
図４は電池パック１の展開図である。上ハウジング２１の下端の四隅には、ネジ固着用部２７がそれぞれ下方に向けて突出している。上ハウジング２１の上蓋部２５には、上方に突出した台座部３０が膨出形成されている。この台座部３０には、電動工具５０（図９参照）の接続端子（図示略）が挿入される３本の挿入溝３１と、電動工具５０の係止片（図示略）が挿入されて係止する左右３対のフック３２ａ、３２ｂ、３２ｃとが設けられている。なお、図４中の４５は、電動工具５０の係止片を上ハウジング２１のフック３２ａ〜３２ｃに着脱させるときにスライド操作するロックボタンである。４５ａはロックボタン４５を保持し且つ操作性を出すためのバネである。
【００１７】
一方、下ハウジング２２の下蓋部３４は、略平板状に形成されると共に、その外周縁に沿って上方に延びる壁部３５が立設されている。下蓋部３４の内底面３４ａの四隅には、上ハウジング２１のネジ固着用部２７と対応する位置に下ハウジング側連結部３６が形成されている。下ハウジング側連結部３６には、ネジ挿通孔３７が上ハウジング２１のネジ固着用部２７と同一直線上になるように上下方向に貫通形成されている。
【００１８】
中間枠部材２３（図３参照）は略四角枠状に形成されている。この中間枠部材２３の内周側の四隅には、上下に開放されたネジ挿通孔（図示略）がそれぞれ形成されている。
【００１９】
そして、図４に示すねじ４３を下ハウジング２３のネジ挿通孔３７の下から挿通して中間枠部材２３（図３参照）のネジ挿通孔内を通して上ハウジング２１のネジ固着用部２７に螺入する。これにより、各ハウジング２１〜２３が筐状のハウジング３（図１参照）に組み立てられる。このハウジング３内にはセルブロック２が収容されて保持される。
【００２０】
図５は、セルブロック２の展開図である。本例のセルブロック２は、複数（本実施形態では、上下２段）の組電池４と、組電池４に接続される２つの連絡板６５（一方は図示せず）、正極端子６６及び負極端子６７と、組電池４の充放電等を制御する制御回路６８とを備えている。
【００２１】
先ず、組電池４は、複数（本実施形態では、３本）の電池セル５が該電池セル５の長手方向Ｅと直交する列方向Ｆに隣接して配列されている。各電池セル５は円柱状に形成されると共に、長手方向Ｅの一方の端面に正極５６ａが形成され、他方の端面に負極５６ｂが形成されている。各電池セル５は、隣接する正極５６ａと負極５６ｂとが互い違いになるようにして配列されている。なお、電池セル５には例えばリチウムイオン二次電池等の二次電池が用いられている。
【００２２】
上記２つの連絡板６５（一方は図示せず）は、セルブロック２の両側に配置され、各組電池４同士を並列に接続すると共に、各組電池４内の電池セル５を互いに直列に接続するものである。上記正極端子６６は各組電池４の最終列の正極５６ａに各々電気的に接続され、上記負極端子６７は各組電池４の最終列の負極５６ｂに各々電気的に接続されている。これら正極端子６６と負極端子６７は、各組電池４から電力を取り出すためのものであり、制御回路６８と電気的に接続されている。
【００２３】
上記連絡板６５、正極端子６６及び負極端子６７はいずれも、板金部品からなり、前述の上セルケース５２（図４参照）側に固定されている。これら連絡板６５、正極端子６６、負極端子６７は、それぞれ溶接により、各電池セル５の正極５６ａ及び負極５６ｂに固着される。また、上記制御回路６８には、電動工具５０（図９参照）の端子（図示略）と接続される複数（本実施形態では、３つ）の接続端子７１が実装されている。各接続端子７１は、上ハウジング２１の挿入溝３１（図４参照）に対応した位置に配置されており、所定の接続端子７１間に各組電池４に基づく所定の電圧が発生するようになっている。
【００２４】
次に、セルブロック２を説明する。図５に示すように、セルブロック２は、上記組電池４を上下２段に積み重ねた状態で各組電池４を上下両側から挟むセルケース６と、積み重ねられた各組電池４間に介在される仕切板５４とを備えている。
【００２５】
セルケース６は、上セルケース５２と下セルケース５３とに分かれている。上セルケース５２は、下方に開口した断面半円形状の凹部５８を複数（本実施形態では、３つ）有する波板状に形成されている。下セルケース５３は、上方に開口した断面半円形状の凹部５９を複数（本実施形態では、３つ）有する波板状に形成されている。各凹部５８，５９は、その内径が電池セル５の外径と略同一となるように形成されている。即ち、凹部５８，５９の深さはそれぞれ電池セル５の半径と等しくなるように形成されている。これにより、各凹部５８，５９には、各電池セル５の外周面の一部が密着されるようになっている。
【００２６】
上セルケース５２と下セルケース５３の間に仕切板５４が配置される。仕切板５４は、平板状の本体部６１と、同本体部６１の上下両面に立設される複数（本実施形態では、４つ）の隔壁（図示略）とを備えている。各隔壁間に電池セル５の一部が密着状態で嵌合可能とされている。そして、上セルケース５２、下セルケース５３及び仕切板５４は、ねじ５５を用いて互いに固定される。これにより、上下の各組電池４は、上セルケース５２と仕切板５４との間、及び仕切板５４と下セルケース５３との間にそれぞれ配置されて保持される。つまり、各電池セル５は、上セルケース５２及び下セルケース５３の各凹部５８，５９と仕切板５４との間にそれぞれ個別に保持される。仕切板５４は、電池セル５相互の相対的な移動を抑えると共に、電池パック１に振動や衝撃が作用しても電池セル５相互間での電気的絶縁を確保する働きをする。
【００２７】
次に、外部より加わる衝撃から上記電池セル５を保護する構造を、図１、図２、図５を参照して説明する。
【００２８】
図１（ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＤ部の拡大図であり、図２はセルブロック２を収納したハウジング３の正面図である。
【００２９】
セルブロック２をハウジング３内に収納保持した状態では、図１（ａ）に示すように、セルケース６の端面６ａと電池セル５の端面５ｃとは、平面から見て略面一状に配置されている。一方、ハウジング３の内面３ａの複数個所（本実施形態では、４箇所）から、セルケース６の端面６ａに向けて４本のリブ７を突出させてある。
【００３０】
４本のリブ７は、ハウジング３の内面３ａの上下方向全長に亘って内方に向けてそれぞれ突出している。つまり、各リブ７は、上ハウジング２１（図２参照）の内面から中間枠部材２３（図３参照）の内面を経て下ハウジング２２の内面に至る上下方向全長に亘って一直線状に延びている。
【００３１】
４本のリブ７は、セルケース６の端面６ａの両端２箇所と中央側２箇所の計４箇所に当接可能に配置されている。本例では、４本のリブ７のうち、両側の２本のリブ７はそれぞれ太く形成され、中央側の２本のリブ７は細く形成されている。両側の太い２本のリブ７は、図５に示す上セルケース５２の両端２箇所の縦長幅広の端面５８ｂと、下セルケース５３の両端２箇所の縦長幅広の端面５９ｂとに、各々当接可能に対向している。中央側の細い２本のリブ７は、図５に示す上セルケース５２の中央側２箇所の幅狭の端面５８ａと、下セルケース５３の中央側２箇所の幅狭の端面５９ａとに、各々当接可能に対向している。以下において、セルケース６の端面６ａというときは、上セルケース５２の４箇所の端面５８ａ,５８ｂと下セルケース５３の４箇所の端面５９ａ,５９ｂとを総称するものとする。
【００３２】
ここで、図１（ｂ）において、各リブ７の先端とセルケース６の端面６ａとの間の距離をＹとし、電池セル５の端面５ｃとハウジング３の内面３ａとの間の距離をＸとしたとき、距離Ｘを距離Ｙよりも短くなるように設定している。つまり、Ｘ＞Ｙの関係が成立するようにセルブロック２がハウジング３内に保持されている。
【００３３】
しかして、上記構成によれば、電池パック１に落下等の衝撃が加わったときは、電池セル５の端面５ｃがハウジング３の内面３ａに当たるよりも先に、セルケース６の端面６ａがハウジング３から突出したリブ７に当たるようになる。これにより、電池セル５がハウジング３の内面３ａに接触することが避けられる。この結果、電池セル５に加わる衝撃を低減させることが可能となり、電池セル５が破壊する可能性を低減できる利点がある。
【００３４】
また本例では、ハウジング３のリブ７は４本設けられ、セルケース６の端面６ａの両端２箇所と中央側２箇所の計４箇所に各々分散して当たるようにしている。そのうえ、セルケース６の縦長幅広の端面５８ｂ、５９ｂに当たるリブ７を太く形成し、セルケース６の幅狭の端面５８ａ、５９ａに当たるリブ７を細く形成している。これにより、外部からの衝撃がリブ７を介してセルケース６の端面６ａにて受け止められやすくなると同時に、衝撃がセルケース６の４箇所に分散されるようになる。これにより、セルケース６の１箇所に衝撃が集中しにくくなる。結果、電池セル５の保護に加えて、セルケース６の保護も同時に図ることができる。
【００３５】
なお、リブ７の数は４本に限らず、セルケース６の端面６ａと当接可能な位置であれば良く、またリブ７をハウジング３の内面３ａの上下方向全長に亘って連続して形成したが、必ずしもこれに限らず、リブ７の本数や形状は適宜に設計変更自在である。
【００３６】
図６は、他の実施形態であり、セルケース６の端面６ａを電池セル５の端面５ｃよりもハウジング３の内面３ａ側に向けて突出させている。他の構成は図１の実施形態と同様であり、対応する部分には同一符号を付しておく。本例では、セルケース６の端面６ａとハウジング３の内面３ａとの距離をＲ、電池セル５の端面５ｃとハウジング３の内面３ａとの距離をＸとする。Ｒ＞Ｙの関係が成立するようにセルブロック２がハウジング３内に保持されている。従って、外部から衝撃が加わったときは、電池セル５よりも先に、セルケース６の端面６ａがハウジング３の内面３ａに当たるようになる。これにより、電池セル５に加わる衝撃を低減させることが可能となる。また本例ではハウジング３の内面３ａからリブ７（図１参照）を突出させる必要がなく、ハウジング３の設計の自由度が拡大する。
【００３７】
図７及び図８は、セルブロック２の両側に緩衝材８をそれぞれ配置した場合の一例を示している。図７は図１（ｂ）の実施形態と対応しており、図８は図６の実施形態と対応しており、対応する部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３８】
図７においては、ハウジング３の内面３ａから突出するリブ７が緩衝材８を介してセルケース６の端面６ａに当接可能に対向配置されている。これにより衝撃が加わったときは電池セル５よりも先にリブ７が緩衝材８を介してセルケース６の端面６ａに当たり、これと同時に緩衝材８により衝撃が緩和される。結果、電池セル５に加わる振動や衝撃を、一層減衰できるようになる。
【００３９】
図８においては、セルケース６の端面６ａが電池セル５よりもハウジング３の内面３ａに突出した構造において、該セルケース６の端面６ａが緩衝材８を介してハウジング３の内面３ａに当接可能に対向配置されている。これにより衝撃が加わったときは電池セル５よりも先にセルケース６の端面６ａが緩衝材８を介してハウジング３の内面３ａに当たり、これと同時に緩衝材８により衝撃が緩和される。結果、電池セル５に加わる振動や衝撃を、一層減衰できるようになる。
【００４０】
前記実施形態では、上ハウジング２１と下ハウジング２２との間に中間枠部材２３を介在させてハウジング３を構成した場合を説明したが、これに限らず、セルブロック２の大きさに応じて、上ハウジング２１及び下ハウジング２２の形状を変更したり、中間枠部材２３を省略することが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  電池パック
２  セルブロック
３  ハウジング
３ａ  ハウジング内面
４  組電池
５  電池セル
６  セルケース
６ａ  セルケース端面
７  リブ
８  緩衝材
５０  電動工具
Ｘ  ハウジング内面と電池セル端面間の距離
Ｙ  リブ先端とセルケース端面間の距離
【図１】
0005555113.tif 000002
【図２】
0005555113.tif 000003
【図３】
0005555113.tif 000004
【図４】
0005555113.tif 000005
【図５】
0005555113.tif 000006
【図６】
0005555113.tif 000007
【図７】
0005555113.tif 000008
【図８】
0005555113.tif 000009
【図９】
0005555113.tif 000010
【図１０】
0005555113.tif 000011