(57)【要約】【課題】  複数の温度検出素子における温度検出値のばらつきを少なくして、高い信頼性でバッテリパックの保護を行なえるようにすることを目的とする。【解決手段】本発明に係るバッテリパックは、円柱形の二次電池である複数本のセルＣ１〜Ｃ５と、セルＣ１〜Ｃ５の軸心が互いに平行になるように、それらのセルＣ１〜Ｃ５を横並び状態で収納できるハウジングとを備えており、電動作業機に連結されることで、その電動作業機に電力を供給できるように構成されたバッテリパックであって、セルＣ３の温度を検出する複数の温度検出素子３３を備えており、複数の温度検出素子３３は、同一サイズに設定されて、セルＣ３の外周面に沿って互いに接近して並んだ状態で配置されている。【選択図】図６
2014164990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱形の二次電池である複数本のセルと、前記セルの軸心が互いに平行になるように、それらのセルを横並び状態で収納できるハウジングとを備えており、電動作業機に連結されることで、その電動作業機に電力を供給できるように構成されたバッテリパックであって、
前記セルの温度を検出する複数の温度検出素子を備えており、
前記複数の温度検出素子は、同一サイズに設定されて、前記セルの外周面に沿って互いに接近して並んだ状態で配置されていることを特徴とするバッテリパック。
【請求項２】
請求項１に記載されたバッテリパックであって、
前記複数の温度検出素子は、前記セルの軸心方向に並べられた状態で配置されていることを特徴とするバッテリパック。
【請求項３】
請求項２に記載されたバッテリパックであって、
前記複数の温度検出素子は、前記セルの並び方向における中央のセルの外周面と、その隣に配置されたセルの外周面とに挟まれた谷状空間の底の位置に配置されていることを特徴とするバッテリパック。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載されたバッテリパックであって、
前記ハウジング内には、前記複数本のセルを上方から覆う位置に電気回路基板が配置されており、その電気回路基板に前記温度検出素子のリード線が上方から電気的に接続される構成であり、前記電気回路基板には、端縁に切欠きが形成されて、その切欠きに前記リード線が通される構成であることを特徴とするバッテリパック。
【請求項５】
請求項３又は請求項４のいずれかに記載されたバッテリパックであって、
前記ハウジング内には、前記複数のセルを位置決めするセルホルダが収納されており、
前記セルホルダには、前記複数の温度検出素子を前記中央のセルの外周面と、その隣のセルの外周面とに挟まれた谷状空間まで導くガイド部と、前記複数の温度検出素子を前記谷状空間の底の位置で下方から支える素子支持部とが設けられていることを特徴とするバッテリパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動作業機に連結されることで、その電動作業機に電力を供給できるように構成されたバッテリパックに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動工具用のバッテリパックに関する技術が特許文献１に記載されている。
前記バッテリパック１００は、図７に示すように、ハウジング１０２内に複数本の円柱形のセル１０５を備えている。セル１０５は、充電が可能な二次電池であり、互いの軸心が平行になるように並べられた状態でハウジング１０２内に収納されている。
また、ハウジング１０２内には、サーミスタ等からなる温度検出素子１０８が６個収納されており、それらの温度検出素子１０８が均等な間隔をおいて各セル１０５間に形成された空間１０６内に配置されている。
このため、ハウジング１０２内の各位置の温度を検出できるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２８７０９１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したバッテリパック１００では、各々の温度検出素子１０８を、図７に示すように、４本のセル１０５に囲まれた空間１０６の中心に配置する構成である。このため、各々の温度検出素子１０８の位置決めが難しく、各温度検出素子１０８の空間１０６内の位置ズレに起因して温度検出値にばらつきが発生する。即ち、空間１０６の中心に配置された温度検出素子１０８と、いずれかのセル１０５に近接した温度検出素子１０８とでは温度検出値が異なるようになる。
また、各々の温度検出素子１０８は、ハウジング１０２内で間隔をおいて配置されているため、ハウジング１０２内の温度分布が異なることに起因して各温度検出素子１０８の温度検出値にばらつきが発生する。
このため、所定の温度検出素子１０８ではバッテリパック１００の温度が許容範囲内であっても、別の温度検出素子１０８ではバッテリパック１００の温度が許容範囲外になることがあり、バッテリパック１００の保護の信頼性が低い。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、複数の温度検出素子における温度検出値のばらつきを少なくして、高い信頼性でバッテリパックの保護を行なえるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、円柱形の二次電池である複数本のセルと、前記セルの軸心が互いに平行になるように、それらのセルを横並び状態で収納できるハウジングとを備えており、電動作業機に連結されることで、その電動作業機に電力を供給できるように構成されたバッテリパックであって、前記セルの温度を検出する複数の温度検出素子を備えており、前記複数の温度検出素子は、同一サイズに設定されて、前記セルの外周面に沿って互いに接近して並んだ状態で配置されていることを特徴とする。
ここで、前記電動作業機には、金工用の電動工具、木工用の電動工具、石工用の電動工具の他、園芸用の電動機器、例えば、電動ヘッジトリマ、電動芝刈り機、電動芝生バリカン、電動刈払機等、さらに電動クリーナ等も含むものとする。
【０００７】
本発明によると、複数の温度検出素子は、同一サイズに設定されているため、セルからの熱の伝わり方、及び温度検出素子の放熱状態がほぼ等しくなる。
また、複数の温度検出素子は、セルの外周面に沿って互いに接近して並んだ状態で配置されている。即ち、複数の温度検出素子は、セルの外周面に接するようにまとまった状態で配置されている。このため、各々の温度検出素子と前記セルとの距離がばらつかなくなり、各温度検出素子は同一の条件下でセルの温度を測定できるようになる。したがって、複数の温度検出素子における温度検出値のばらつきが少なくなる。この結果、前記温度検出素子の温度検出値を使用することで、高い信頼性でバッテリパックの保護を行なえるようになる。
【０００８】
請求項２の発明によると、複数の温度検出素子は、セルの軸心方向に並べられた状態で配置されていることを特徴とする。
請求項３の発明によると、複数の温度検出素子は、セルの並び方向における中央のセルの外周面と、その隣に配置されたセルの外周面とに挟まれた谷状空間の底の位置に配置されていることを特徴とする。
一般的に、バッテリパックのハウジング内では、放熱性の関係から中央に配置されたセルが他のセルよりも高温になり易い。このため、温度検出素子を中央のセルの外周面と、その隣に配置されたセルの外周面とに挟まれた谷状空間の底の位置に配置することで、バッテリパック内で最も高温になる部分の温度を測定できるようになる。これにより、バッテリパック内の温度が許容温度を超えないように監視する際に、前記温度監視の信頼性が高くなる。
【０００９】
請求項４の発明によると、ハウジング内には、複数本のセルを上方から覆う位置に電気回路基板が配置されており、その電気回路基板に温度検出素子のリード線が上方から電気的に接続される構成であり、前記電気回路基板には、端縁に切欠きが形成されて、その切欠きに前記リード線が通される構成であることを特徴とする。
このため、電気回路基板の下側でセルの外周面に沿って温度検出素子を設置する際に、リード線を電気回路基板の切欠きに通すことで温度検出素子を設置し易くなる。
【００１０】
請求項５の発明によると、ハウジング内には、複数のセルを位置決めするセルホルダが収納されており、前記セルホルダには、前記複数の温度検出素子を前記中央のセルの外周面と、その隣のセルの外周面とに挟まれた谷状空間まで導くガイド部と、前記複数の温度検出素子を前記谷状空間の底の位置で下方から支える素子支持部とが設けられていることを特徴とする。
このため、セルホルダのガイド部と素子支持部との働きで温度検出素子を中央のセルの外周面と隣のセルの外周面とに挟まれた谷状空間の底の位置に容易に設置できるようになる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、複数の温度検出素子における温度検出値のばらつきが少なくなるため、高い信頼性でバッテリパックの保護を行なえるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１に係るバッテリパックの外形斜視図である。
【図２】前記バッテリパックの蓋部を外した状態を表す斜視図である。
【図３】図１のIII-III矢視断面図（バッテリパックの端部縦断面図）である。
【図４】図３のIV矢視部拡大図である。
【図５】図３、図４のV-V矢視断面を表す斜視図である。
【図６】変更例に係るバッテリパックの端部縦断面図である。
【図７】従来のバッテリパックにおけるセルと温度検出素子との配置を表す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施形態１）
以下、図１から図６に基づいて、本発明の実施形態１に係るバッテリパック１０の説明を行なう。本実施形態に係るバッテリパック１０は、電動工具用のバッテリパックであり、電動工具に連結されることで、その電動工具に電力を供給できるように構成されている。また、前記バッテリパック１０は、充電器に連結されることで、充電可能なように構成されている。
ここで、図中の前後左右及び上下は、バッテリパック１０の前後左右及び上下に対応している。
【００１４】
＜バッテリパック１０の概要について＞
バッテリパック１０は、図１〜図３に示すように、円柱形の二次電池である５本のセルＣ（Ｃ１〜Ｃ５）を収納する上部開放型のハウジング本体部１２と、そのハウジング本体部１２の上部開口を塞ぐ蓋部１４とを備えている。ハウジング本体部１２と蓋部１４とは平面略角形に形成されており、図２に示すように、そのハウジング本体部１２に対して蓋部１４が周囲４箇所でネジ止め可能に構成されている。即ち、ハウジング本体部１２と蓋部１４とが本発明のバッテリパックのハウジングに相当する。
前記ハウジング本体部１２内には、図３に示すように、前記セルＣがセルホルダ２０に保持された状態で収納されている。セルホルダ２０は、セルＣの軸心をハウジング本体部１２の幅方向（左右方向）と一致させた状態で、それらのセルＣをハウジング本体部１２の前後方向に並べて位置決め保持できるように構成されている。
【００１５】
さらに、セルホルダ２０の上側には、図２、図３に示すように、バッテリパック１０の電気回路基板３０が配置されている。電気回路基板３０は、図２に示すように、電動工具のターミナル（図示省略）、あるいは充電器のターミナル（図示省略）が接続されるバッテリターミナル３５と、充電及び放電を制御するバッテリコントローラ（図示省略）等とを備える基板である。
バッテリターミナル３５は、電気回路基板３０の上側に設けられており、プラスターミナルＰ、マイナスターミナルＮ、サーミスタ信号出力用ターミナルＴＨ、及びオートストップターミナルＡＳ等から構成されている。また、電気回路基板３０には、温度検出素子である二個のサーミスタ３３のリード線３３ｒがそれぞれ上方から接続されており、それらのサーミスタ３３の信号がバッテリコントローラの温度検出部に入力される。
【００１６】
バッテリパック１０の蓋部１４には、図１等に示すように、電動工具の連結部（図示省略）、あるいは充電器の連結部（図示省略）に対して前方にスライドすることで連結可能に構成された左右一対のスライドレール部１４ｃが形成されている。そして、左右のスライドレール部１４ｃ間にスライド過程で電動工具のターミナル（図示省略）、あるいは充電器のターミナル（図示省略）等をバッテリターミナル３５まで導くための複数の案内スリット１４ｓが設けられている。
【００１７】
さらに、蓋部１４の上面後部には、前記案内スリット１４ｓの後方に平面略コ字形の爪用開口１４ｋが形成されている。爪用開口１４ｋは、スライドロック用のフック４０のロック爪４２が蓋部１４の内側から上方に突出できるように構成された開口である。ここで、フック４０は、ロック爪４２が前記爪用開口１４ｋから上方に突出するようなバネ力を受けた状態で、ハウジング本体部１２と蓋部１４（ハウジング）の後端部分に収納されている。このため、例えば、電動工具の連結部（図示省略）に対してバッテリパック１０（蓋部１４）の左右のスライドレール部１４ｃを嵌合させて前方にスライドさせると、スライド完了位置でフック４０のロック爪４２がバネ力で電動工具の連結部における爪受け部と係合し、電動工具とバッテリパック１０とが連結される。
また、バッテリパック１０の蓋部１４には、爪用開口１４ｋの後方に下側が開放された切欠き状の操作用開口１４ｘが形成されている。そして、蓋部１４の操作用開口１４ｘの位置に、フック４０のロック爪４２をバネ力に抗して押し下げる際に操作されるロック解除操作部４４が設けられている。このため、フック４０のロック解除操作部４４を押し操作することで、ロック爪４２がバネ力に抗して押し下げられ、前記電動工具とバッテリパック１０との連結を解除できるようになる。
【００１８】
＜サーミスタ３３の配置について＞
サーミスタ３３はセルＣの温度を検出するための温度検出素子であり、上記したように、セルＣの温度信号を前記バッテリコントローラに入力できるように構成されている。前記バッテリコントローラは、セルＣの温度が許容値を超えた場合に、バッテリパック１０の充電、あるいは放電を禁止できるように構成されている。
サーミスタ３３は、充電監視用のサーミスタと、放電監視用のサーミスタとが二台一組で使用される。二台のサーミスタ３３は、同一サイズに設定されており、図３に示すように、前後方向おける中央のセルＣ３の外周面と、その前隣りのセルＣ２の外周面とに挟まれた谷状空間における底の位置に配置されている。さらに、二台のサーミスタ３３は、図５に示すように、バッテリパック１０の左端位置で、セルＣの外周面に沿って軸方向に並んだ状態で互いに接近して配置されている。
ここで、中央のセルＣ３の外周面と、その前隣りのセルＣ２の外周面とに挟まれた谷状空間の底の位置は、他の位置よりも放熱性が低く、バッテリパック１０内では最も高温になる部位である。したがって、前記二台のサーミスタ３３は、バッテリパック１０内で最も高温になる部位に配置される。このため、バッテリパック１０内の温度が許容温度を超えないように監視する際に、前記温度監視の信頼性が高くなる。
【００１９】
＜サーミスタ３３の取付けについて＞
二台のサーミスタ３３は、図４に示すように、セルホルダ２０のサーミスタ収納部２４に収納された状態で中央のセルＣ３の外周面と、その前隣りのセルＣ２の外周面とに挟まれた谷状空間における底の位置に配置される。サーミスタ収納部２４は、セルホルダ２０の上面からセルＣ３の外周面とセルＣ２の外周面とに挟まれた谷状空間までサーミスタ３３を導く角筒状のガイド部２４ｅと、図５に示すように、二台のサーミスタ３３を等しい高さ位置で下方から支える素子支持部２４ｓとから構成されている。そして、サーミスタ収納部２４の前側と後側とには、図４に示すように、ガイド部２４ｅと素子支持部２４ｓとの間に開口部２４ｈが形成されている。これにより、前記サーミスタ収納部２４に収納されたサーミスタ３３は、前側の開口部２４ｈと後側の開口部２４ｈとを介してセルＣ２の外周面とセルＣ３の外周面とに接触可能となる。
【００２０】
また、セルホルダ２０の上側に設けられた電気回路基板３０には、サーミスタ収納部２４のガイド部２４ｅと重なる位置に、図３、図４等に示すように、角形の切欠き３１が形成されている。そして、電気回路基板３０の切欠き３１は、二台のサーミスタ３３と、それらのサーミスタ３３のリード線３３ｒを通せるように構成されている。このため、サーミスタ３３のリード線３３ｒが、図２に示すように、上方から電気回路基板３０に導体（図示省略）に接続された状態で、二台のサーミスタ３３をリード線３３ｒと共に電気回路基板３０の切欠き３１に通し、セルホルダ２０のサーミスタ収納部２４に挿入できるようになる。そして、二台のサーミスタ３３をサーミスタ収納部２４に挿入することで、前記二台のサーミスタ３３がガイド部２４ｅによりセルＣ３の外周面とセルＣ２の外周面とに挟まれた谷状空間まで導かれ、素子支持部２４ｓによって等しい高さ位置で下方から支えられる。即ち、二台のサーミスタ３３は、セルＣ３の外周面とセルＣ２の外周面とに挟まれた谷状空間における底の位置で、セルＣの外周面に沿って互いに接近し、軸方向に並んだ状態で配置される。このため、各々のサーミスタ３３とセルＣとの距離がばらつかなくなり、二台のサーミスタ３３は同一の条件下でセルＣの温度を測定できるようになる。
【００２１】
＜本実施形態に係るバッテリパック１０の長所について＞
本実施形態に係るバッテリパック１０によると、二台のサーミスタ３３（温度検出素子）は、同一サイズに設定されているため、セルＣからの熱の伝わり方、及びサーミスタ３３の放熱状態がほぼ等しくなる。
また、二台のサーミスタ３３は、セルＣの外周面に沿って互いに接近して並んだ状態で配置されている。即ち、二台のサーミスタ３３は、セルＣの外周面に接するようにまとまった状態で配置されている。このため、各々のサーミスタ３３とセルＣとの距離がばらつかなくなり、各サーミスタ３３は同一の条件下でセルＣの温度を測定できるようになる。したがって、二台のサーミスタ３３における温度検出値のばらつきが少なくなる。この結果、前記サーミスタ３３の温度検出値を使用することで、高い信頼性でバッテリパック１０の保護を行なえるようになる。
【００２２】
また、二台のサーミスタ３３をバッテリパック１０内で最も高温になる部位に配置できるため、バッテリパック１０内の温度が許容温度を超えないように監視する際に、前記温度監視の信頼性が高くなる。
また、電気回路基板３０の端縁に切欠き３１が形成されて、その切欠き３１に二台のサーミスタ３３のリード線３３ｒが通される構成であるため、電気回路基板３０の下側にサーミスタ３３を設置する際に、サーミスタ３３の設置が容易になる。
また、セルホルダ２０のサーミスタ収納部２４には、二台のサーミスタ３３をセルＣ３の外周面とセルＣ２の外周面とに挟まれた谷状空間まで導くガイド部２４ｅと、二台のサーミスタ３３を前記空間の底の位置で下方から支える素子支持部２４ｓとが設けられている。このため、サーミスタ収納部２４の働きで容易にサーミスタ３３をセルＣ３の外周面とセルＣ２の外周面とに挟まれた谷状空間の底の位置に設置できるようになる。
【００２３】
＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、二台のサーミスタ３３をセルＣの外周面に沿って軸方向に並んだ状態で配置する例を示した。しかし、図６に示すように、セルＣの外周面に沿って円周方向に並んだ状態で配置することも可能である。
また、本実施形態では、二台のサーミスタ３３を、図５に示すように、セルＣの左端部に配置する例を示したが、前記セルＣの軸方向における中央に配置することも可能である。
また、本実施形態では、二台の温度検出素子を同じ種類の素子（サーミスタ）により構成する例を示したが、一方の温度検出素子と他方の温度検出素子とを同サイズで異なる種類とすることも可能である。
また、本実施形態では、二台の温度検出素子を備えるバッテリパック１０を例示したが、温度検出素子を三台以上設けるようにすることも可能である。
また、本実施形態では、５本のセルＣを備えるバッテリパック１０を例示したが、セルＣの本数は適宜変更可能である。
また、本実施形態では、電動工具用のバッテリパック１０について例示したが、電動工具以外のバッテリパック、即ち、園芸用の電動機器、例えば、電動ヘッジトリマ、電動芝刈り機、電動芝生バリカン、電動刈払機等、さらに電動クリーナ等のバッテリパックに本発明を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１０・・・・・・・・バッテリパック
１２・・・・・・・・ハウジング本体部（ハウジング）
１４・・・・・・・・蓋部（ハウジング）
２０・・・・・・・・セルホルダ
２４ｅ・・・・・・・ガイド部
２４ｓ・・・・・・・素子支持部
３０・・・・・・・・電気回路基板
３３・・・・・・・・サーミスタ（温度検出素子）
３３ｒ・・・・・・・リード線
Ｃ（Ｃ１〜Ｃ５）・・セル
【図１】
2014164990.tif 000003
【図２】
2014164990.tif 000004
【図３】
2014164990.tif 000005
【図４】
2014164990.tif 000006
【図５】
2014164990.tif 000007
【図６】
2014164990.tif 000008
【図７】
2014164990.tif 000009