(57)【要約】【課題】正負の充電端子及び放電端子が短絡しないように構成したバッテリーパック及びこのバッテリーパックが用いられる電動工具と充電器を提供する。【解決手段】電池セル１４を収納したバッテリーパック１０において、電動工具１００や充電器２００に取り付けるための左右一対のガイドレール３２，３２が設けられ、ガイドレール３２，３２は挿入側から基部側になるほど間隔が広くなるように傾斜して設けられ、ガイドレール３２，３２の間に一対の放電端子４４，４６が設けられ、また、一対の充電端子３６，３８が設けられ、これらの間にガイド溝５２が設けられている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電池を電池ケースに収納したバッテリーパックにおいて、
前記電池ケースの一つの面に、他の電気機器及び充電器に取り付けるための左右一対のガイドレールが設けられ、
前記左右一対のガイドレールは、挿入側から基部側になるほど間隔が広くなるように傾斜して設けられ、
前記左右一対のガイドレールの間に正負一対の放電端子が設けられ、
前記左右一対のガイドレールの間に正負一対の充電端子が設けられ、
前記正負一対の放電端子の間で、かつ、前記正負一対の充電端子の間に前記他の電気機器のガイド突部が挿入されるガイド溝が設けられている
ことを特徴とするバッテリーパック。
【請求項２】
前記充電池がリチウムイオン電池である
ことを特徴とする請求項１記載のバッテリーパック。
【請求項３】
前記左右一対のガイドレールが約５°傾斜している
ことを特徴とする請求項１記載のバッテリーパック。
【請求項４】
前記ガイド溝の大きさが、前記充電池の電圧によって異なる
ことを特徴とする請求項１記載のバッテリーパック。
【請求項５】
前記正負一対の放電端子の中の負側端子と、前記正負一対の充電端子の中の負側端子とが共通の端子である
ことを特徴とする請求項１記載のバッテリーパック。
【請求項６】
前記電池ケースに充放電回路が内蔵されている
ことを特徴とする請求項１記載のバッテリーパック。
【請求項７】
前記電池ケースに前記充電池の残量をチェックする残量チェック回路が内蔵されている
ことを特徴とする請求項１記載のバッテリーパック。
【請求項８】
請求項１記載のバッテリーパックの左右一対のガイドレールと嵌合する左右一対の固定レールが設けられ、
前記左右一対の固定レールは、挿入側から基部側になるほど間隔が狭くなるように傾斜して設けられ、
前記左右一対の固定レールの間に前記バッテリーパックの正負一対の放電端子と電気的に接続される正負一対の接続端子が設けられ、
前記正負一対の放電端子の間に前記バッテリーパックのガイド溝に挿入されるガイド突部が設けられている
ことを特徴とする電動工具。
【請求項９】
請求項１記載のバッテリーパックの左右一対のガイドレールと嵌合する左右一対の固定レールが設けられ、
前記左右一対の固定レールは、挿入側から基部側になるほど間隔が狭くなるように傾斜して設けられ、
前記左右一対の固定レールの間に前記バッテリーパックの正負一対の充電端子と電気的に接続される正負一対の接続端子が設けられている
ことを特徴とする充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーパックと、このバッテリーパックにより駆動する電動機と、このバッテリーパックを充電するための充電器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりバッテリーパックとして、蓄電池を収納する電池ケースに電動工具へ着脱可能な一対のスライドレールを所定間隔をおいて平行に形成し、これらスライドレール間に正負の充放電用端子をそれぞれスライドレールの内側へ近接するように所定間隔をおいて配置したものが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１４３６７８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記構成のバッテリーパックにおいて、正負の充放電端子がそれぞれスライドレールの内側へ近接するようにして、これら充放電端子が短絡しないように構成されている。しかしながら、このスライドレール間の距離が短い場合には、充放電用端子をスライドレールに近接させても、充放電端子が短絡する恐れがある。
【０００４】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、正負の充電端子及び放電端子が短絡しないように構成したバッテリーパック及びこのバッテリーパックが用いられる電動工具と充電器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、充電池を電池ケースに収納したバッテリーパックにおいて、前記電池ケースの一つの面に、他の電気機器及び充電器に取り付けるための左右一対のガイドレールが設けられ、前記左右一対のガイドレールは、挿入側から基部側になるほど間隔が広くなるように傾斜して設けられ、前記左右一対のガイドレールの間に正負一対の放電端子が設けられ、前記左右一対のガイドレールの間に正負一対の充電端子が設けられ、前記正負一対の放電端子の間で、かつ、前記正負一対の充電端子の間に前記他の電気機器のガイド突部が挿入されるガイド溝が設けられていることを特徴とするバッテリーパックである。
【０００６】
請求項２に係る発明は、前記充電池がリチウムイオン電池であることを特徴とする請求項１記載のバッテリーパックである。
【０００７】
請求項３に係る発明は、前記左右一対のガイドレールが約５°傾斜していることを特徴とする請求項１記載のバッテリーパックである。
【０００８】
請求項４に係る発明は、前記ガイド溝の大きさが、前記充電池の電圧によって異なることを特徴とする請求項１記載のバッテリーパックである。
【０００９】
請求項５に係る発明は、前記正負一対の放電端子の中の負側端子と、前記正負一対の充電端子の中の負側端子とが共通の端子であることを特徴とする請求項１記載のバッテリーパックである。
【００１０】
請求項６に係る発明は、前記電池ケースに充放電回路が内蔵されていることを特徴とする請求項１記載のバッテリーパックである。
【００１１】
請求項７に係る発明は、前記電池ケースに前記充電池の残量をチェックする残量チェック回路が内蔵されていることを特徴とする請求項１記載のバッテリーパックである。
【００１２】
請求項８に係る発明は、請求項１記載のバッテリーパックの左右一対のガイドレールと嵌合する左右一対の固定レールが設けられ、前記左右一対の固定レールは、挿入側から基部側になるほど間隔が狭くなるように傾斜して設けられ、前記左右一対の固定レールの間に前記バッテリーパックの正負一対の放電端子と電気的に接続される正負一対の接続端子が設けられ、前記正負一対の放電端子の間に前記バッテリーパックのガイド溝に挿入されるガイド突部が設けられていることを特徴とする電動工具である。
【００１３】
請求項９に係る発明は、請求項１記載のバッテリーパックの左右一対のガイドレールと嵌合する左右一対の固定レールが設けられ、前記左右一対の固定レールは、挿入側から基部側になるほど間隔が狭くなるように傾斜して設けられ、前記左右一対の固定レールの間に前記バッテリーパックの正負一対の充電端子と電気的に接続される正負一対の接続端子が設けられていることを特徴とする充電器である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のバッテリーパックであると、正負一対の放電端子及び正負一対の充電端子の間には、ガイド溝が設けられているため短絡することがない。
【００１５】
また、バッテリーパックを電動工具や充電器に取り付ける場合において、左右一対のガイドレールが、挿入側から基部側になるほど間隔が広くなるように傾斜して設けられているため、この傾斜によって電動工具や充電器の左右一対の固定レールが案内され、その間にあるガイド突部も確実にガイド溝に挿入され、バッテリーパックを電動工具や充電器に取り付け易くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態のバッテリーパック１０、電動工具１００、充電器２００の構造についてそれぞれ説明する。
【００１７】
（１）バッテリーパック１０の構造
バッテリーパック１０の構造の構造について、図１〜図３に基づいて説明する。
【００１８】
バッテリーパック１０の本体を構成する電池ケース１２は、合成樹脂製であって、ほぼ立方体をなしている。この電池ケース１２の内部には、円柱形のリチウムイオン電池１０を直列に接続したリチウムイオン電池集合体（以下、電池セルという）１４が収納されている。この電池セル１４の上面には、充放電を司るための充放電回路１６の第１配線基板１８が設けられている。また、電池セル１４の前面には、この電池セル１４の残量を検出するための残量チェック回路２０を有した第２配線基板２２が設けられ、この第２配線基板２２には、残量チェックを行うためのスイッチ２４と残量チェックの結果を表すための３個のＬＥＤ２６が設けられている。そして、このスイッチ２４と３個のＬＥＤ２６は電池ケース１２の前面に露出している。
【００１９】
電池ケース１２の上面は、図１に示すように後部に電動工具１００や充電器２００と接続して固定するための爪部２８が設けられている。この爪部２８は、図２に示すように、コイルバネ３０によって上方に付勢され、上下動自在となっている。また、この爪部２８には、爪部２８の係合を解除する解除部２９が設けられている。
【００２０】
電池ケース１２の上面には、電動工具１００や、充電器２００と接続するための左右一対のガイドレール３２，３２が設けられている。この左右一対のガイドレール３２，３２は、図３に示すように溝によって形成され、挿入側から基部側、即ち図１においては下から上に行くほどその間隔が広くなるように傾斜しており、例えばその傾斜角度は５°である。
【００２１】
この左右一対のガイドレール３２，３２の挿入側には、凹部３４が設けられている。この凹部３４は、電動工具１００や充電器２００のソケット１２４，２０４が挿入される部分である。
【００２２】
また、左右一対のガイドレール３２，３２の間には、正負一対の充電端子３６，３８が設けられている。すなわち、左右一対のガイドレール３２，３２の間に充電用端子３６，３８のための充電溝４０，４２が設けられ、この充電溝４０，４２に金属製の充電端子３６，３８が露出している。正負一対の充電端子３６，３８の間には、正負一対の放電端子４４，４６が設けられている。すなわち、左右一対の充電溝４０，４２の間に左右一対の放電溝４８，５０を設け、この放電溝４８，５０にそれぞれ金属製の放電端子４４，４６が露出している。なお、充電溝４０，４２及び放電溝４８，５０は、左右一対のガイドレール３２，３２の挿入方向に沿って設けられている。
【００２３】
一対の充電端子３６，３８の間で、かつ、一対の放電端子４４，４６の間には、ガイド溝５２が設けられている。このガイド溝５２は、充電器２００のソケット１２４から突出したガイド突部１３０が挿入される。このガイド溝５２の幅、形状は、電池セル１４の電圧によって異なっている。
【００２４】
充電端子３６，３８及び放電端子４４，４６は、それぞれ充放電回路１６を構成する第１配線基板１８に接続されている。
【００２５】
（２）バッテリーパック１０の電気的構成
次に、バッテリーパック１０の電気的構成について、図４のブロック図に基づいて説明する。
【００２６】
リチウムイオン電池の電池セル１４は、従来のニッケル水素電池よりも高い電圧を出力することができる。電池単体としては、ニッケル水素電池は例えば約１．２Ｖであるが、リチウムイオン電池では３．６Ｖである。
【００２７】
電池セル１４は、残量チェック回路２０に接続され、この残量チェック回路２０の出力側が充放電回路１６に接続されている。
【００２８】
残量チェック回路２０は、電池セル１４から出力される電圧値に基づいて、電池セル１４の電池の残量を推定するものであり、電圧が下がれば、残量が少なくなると判断する。そして、その結果を３個のＬＥＤ２６によって表現する。例えば、３個のＬＥＤ２６が全部点灯している場合は、フル充電されており、ＬＥＤ２６の点灯の数が少なくなればなるほど残量が少なくなるようにする。そして、この残量チェック回路２０は、スイッチ２４がＯＮ状態になったときのみ作動するようにする。
【００２９】
充放電回路１６は、充電器２００に接続されたときに電池セル１４に充電をさせる役割と、電動工具１００に接続されたときに電池セル１４から放電をさせる役割をするものである。充放電回路１６は、電池セル１４に対しては、電動工具１００への放電時には、その放電量を制御することなく電池セル１４から直接出力するようにし、充電時において電池セル１４にその充電量を調整するようにする。
【００３０】
（３）電動工具１００の構成
電動工具１００の構造について、図１と図５に基づいて説明する。
【００３１】
電動工具１００は、例えば図５に示すように電動インパクトドライバーであり、ピストル型のハウジング１０２から構成されている。ハウジング１０２は、筒上の本体１０４と、本体１０４の後部から下方へ突出した把持部１０６とから構成されている。本体１０４内部には、ブラシレスＤＣモータ１０８と、この出力軸に連結されたギヤボックス１１０が内蔵され、このギヤボックス１１０の出力軸がチャック１１２に機械的に連結され、チャック１１２の先端部にドライバー１１４が取り付けられている。
【００３２】
ブラシレスＤＣモータ１０８の下面には、駆動回路を内蔵した配線基板１１６が設けられている。また、把持部１０６の上部前面には、メインスイッチを兼ねたトリガスイッチ１１８が設けられている。
【００３３】
把持部１０６の下端には、上記で説明したバッテリーパック１０が取り付けられる。把持部１０６の下端には、左右一対の固定レール１２２が設けられている。左右一対の固定レール１２２は、挿入側から基部に行くほど間隔が狭くなるように傾斜している。
【００３４】
左右一対の固定レール１２２の間には、ソケット１２４が設けられている。ソケット１２４からは、正負の一対の接続端子１２６，１２８が設けられている。さらに、接続端子１２６，１２８の間には、ガイド突部１３０が突出している。このガイド突部１３０の幅や形状は、接続されるバッテリーパック１０の電圧に合致する幅や形状となっている。
【００３５】
一対の接続端子１２６，１２８は、配線基板１１６に電気的に接続されている。
【００３６】
また、把持部１０６の下端前部には、バッテリーパック１０の爪部２８と係合する係合孔１０７が開口している。
【００３７】
（４）バッテリーパック１０と電動工具１００の接続
次に、バッテリーパック１０を電動工具１００に接続する場合について説明する。
【００３８】
電動工具１００の把持部１０６の下端にバッテリーパック１０を取り付ける（図５参照）。
【００３９】
バッテリーパック１０の左右一対のガイドレール３２，３２と電動工具１００の左右一対の固定レール１２２，１２２の位置を合致させ、図１に示すように挿入する。この場合に、左右一対のガイドレール３２が、挿入側から基部に行くほど広がるように傾斜し、また、左右一対の固定レール１２２，１２２も同様に傾斜しているため、左右一対のガイドレール３２，３２を左右一対の固定レール１２２，１２２に挿入し易い。また、その場合に傾斜により位置決めをすることができ、電動工具１００のガイド突部１３０がバッテリーパック１０のガイド溝５２に挿入され易くなる。そして、接続端子１２６，１２８がバッテリーパック１０の放電溝４８，５０に挿入され、放電端子４４，４６と電気的に接続される。
【００４０】
バッテリーパック１０を、左右一対の固定レール１２２，１２２の間に完全に差し込むと、バッテリーパック１０の爪部２８が、把持部１０６の下端に設けられた係合孔１０７に係合され、完全に固定される。
【００４１】
これによって、バッテリーパック１０の電池セル１４から電動工具１００の配線基板１１６に直流電源を供給することができる。
【００４２】
この場合に、一対の放電端子４４，４６の間にはガイド溝５２が設けられているため、電気的に短絡することがない。また、電動工具１００においても、一対の接続端子１２６，１２８の間にはガイド突部１３０が突出しているため、接続端子１２６，１２８の間が短絡することがない。
【００４３】
ガイド突部１３０の幅、形状、または、２〜３ｍｍのオフセットの位置が電圧によって異なるため、異なる電圧を出力するバッテリーパック１０と接続されることがなく、電動工具１００が異常動作を起こすことがない。
【００４４】
（５）充電器２００の構造
充電器２００の構造について、図６に基づいて説明する。
【００４５】
充電器２００の本体２０２の上面に、バッテリーパック１０を装着するものであり、この場合にバッテリーパック１０の上下を逆にし、充電端子３６，３８側が下面になるようにする。
【００４６】
本体２０２の上面にはソケット２０４が突出し、このソケット２０４からは、左右一対の接続端子２０６，２０８が突出している。また、本体２０２からは、商用電源１００Ｖに接続するための電源コード１２０が延びている。
【００４７】
ソケット２０４の両側には、電動工具１００と同様に図１に示すような傾斜した左右一対の固定レールが設けられている。
【００４８】
（６）バッテリーパック１０と充電器２００の接続
バッテリーパック１０を充電器２００に接続する場合には、バッテリーパック１０の上下を逆にし、電動工具１００のときと同様に、傾斜した左右一対のガイドレール３２，３２に傾斜した左右一対の固定レールを合致し挿入する。すると、充電器２００の一対の接続端子２０６，２０８が充電溝４０，４２に挿入され、充電端子３６，３８と電気的に接続される。これによって、充電器２００から所定の電圧が供給され、電池セル１４が充電される。
【００４９】
この場合に、左右一対のガイドレール３２，３２と左右一対の固定レールが傾斜しているため、挿入し易く容易にバッテリーパック１０を充電器２００に取り付けることができる。
【００５０】
（７）変更例
上記実施形態では、充電端子３６，３８と放電端子４４，４６をそれぞれ別に設けたが、接地側の負側端子である充電端子３８と放電端子４６を共通にし、合計で３本の端子を設けるようにしてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態では電動工具１００として、電動インパクトドライバーで説明したが、これ以外にも電動グラインダーなどの他の電動工具であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態を示すバッテリーパックと電動工具におけるソケットと固定レールの下面図である。
【図２】バッテリーパックの一部欠裁側面図である。
【図３】バッテリーパックの正面図である。
【図４】バッテリーパックのブロック図である。
【図５】バッテリーパックを電動工具に取り付けようとする図である。
【図６】充電器にバッテリーパックを取り付けた状態の側面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  バッテリーパック
１２  電池ケース
１４  電池セル
１６  放電回路
２０  残量チェック回路
３２  ガイドレール
３６  充電端子
３８  充電端子
４４  放電溝
４６  放電溝
５２  ガイド溝
１００  電動工具
１２２  固定レール
１２６  接続端子
１２８  接続端子
１３０  ガイド突部
２００  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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