(57)【要約】【課題】電池パックのセルパックを上下反転させることで出力電圧を切り替え可能とした。【解決手段】セルユニットを２組有するセルパックを収容するためのハウジングは上ケース９１０と下ケース９０１により形成され、セルパック６５０の長手方向側面に各セルユニットからの出力端子９５８ａ、９５９ａを設け、それぞれの出力端子はセルパックの長手方向側面の中心点から異なる距離であって前側と後側に分散して配置される。下ケース９０１には複数の出力端子のいずれかと選択的に接するための複数の受電端子が設けられ、セルパック９５０を上下反転させて下ケース９０１に収容することにより、複数の出力端子と受電端子との接触箇所を替えて、セルユニットの接続形態を並列接続と直列接続とに切り替える。【選択図】図４７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルが直列接続されたセルユニットを複数有するセルパックと、
前記セルパックを収容すると共に電気機器への装着部が形成されたハウジングを有し、
前記セルパックの長手方向側面に各セルユニットからの出力端子を設け、それぞれの前記出力端子は前記セルパックの前記長手方向側面の中心点から異なる距離であって前側と後側に分散して配置され、
前記ハウジングには複数の前記出力端子のいずれかと選択的に接するための複数の受電端子を設け、
前記セルパックの向きを変えて前記ハウジングに収容して、複数の前記出力端子と前記受電端子との接触箇所を変えることで前記セルユニットの接続形態が切り替えられることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記長手方向側面の長手方向及び上下方向の中央に、前記セルパックから外部への信号伝達用の信号端子が設けられることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記信号端子は、同心円状に複数設けられることを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
筒状の前記セルの軸線が、それぞれ平行であって隣接する前記セルと交互に向きが反対になるようにスタックさせることにより前記セルパックを形成し、
前記セルパックの長手方向の両側側面の一方側に複数の正極出力端子を設け、他方側に複数の負極出力端子を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項５】
前記ハウジングは、前記装着部が形成された上ケースと、前記セルパックを収容する下ケースにより形成され、
前記下ケースに対して前記上ケースを開閉可能にする開閉機構を設け、
前記上ケースを前記下ケースに対して開放した際に前記セルパックを前記ハウジングから取り出し可能としたことを特徴とする請求項１か４のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項６】
前記上ケース側に、前記受電端子に接続され前記電気機器の端子に接続されるターミナルを固定するためのターミナル基板を固定し、前記上ケースと前記下ケースは回動軸を中心に回動可能であり、前記回動軸と離れた自由端側をラッチ機構にて前記上ケースと前記下ケースを固定することを特徴とする請求項５に記載の電池パック。
【請求項７】
前記接続形態の切り替えは、複数の前記セルユニットの並列接続による低電圧の出力とするか、あるいは直列接続による高電圧の出力とするかの切り替えであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項８】
前記セルユニットとして第一セルユニットと第二セルユニットの２組を設け、前記高電圧の出力は前記低電圧の出力の２倍としたことを特徴とする請求項７に記載の電池パック。
【請求項９】
前記セルパックに逆接防止用の凹凸部を設け、
前記ハウジングに逆接防止用の凹凸部と対応する凹凸部を設けることにより、前記セルパックの前記ハウジングへの取り付け方向が異なる際には、前記セルパックを前記ハウジング内に装着できないようにしたことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項１０】
前記セルパックには電圧識別用の突起を設け、前記ハウジングには前記突起により可動する可動片が設けられ、高電圧側の出力時において前記可動片が前記装着部に突出することにより、低電圧用の電気機器本体への前記電池パックの装着を阻害するように構成したことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項１１】
前記可動片はスプリングにより付勢された状態で前記ハウジングに保持され、前記セルパックを低電圧出力側に位置させた際には、前記突起と前記可動片の係合状態が解消されて前記ハウジングの前記装着部における前記可動片の突出状態が解消されることを特徴とする請求項１０に記載の電池パック。
【請求項１２】
前記セルパックの対向する面にそれぞれ電圧を示す文字、図形又は色彩の表示をし、
前記ハウジングの一部に窓部を設け、
前記セルパックを装着した際に出力電圧に対応する前記文字又は図形表示が前記窓部を介して外部から視認できるようにしたことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項１３】
複数のセルが直列接続されたセルユニットを複数有するセルパックと、
前記セルパックを収容すると共に電気機器への装着部が形成されたハウジングを有し、
前記セルパックは前記ハウジングの内部で第一の位置と、向きを変えた第二の位置にて収容可能であり、
前記ハウジングの内壁側に、前記第一の位置の際に各セルユニットの出力端子のいくつかと係合する第一端子組と、前記第二の位置の際に各セルユニットの他のいくつかの出力端子と係合する第二端子組を設け、
前記前記セルパックの向きを変えることにより、前記第一端子組を使用するときは前記セルパックの並列出力となり、前記第二端子組を使用するときは前記セルパックの直列出力となるようにしたことを特徴とする電池パック。
【請求項１４】
複数のセルが直列接続されたセルユニットを複数有するセルパックと、
前記セルパックを収容するためのハウジングを有し、
前記ハウジングは、電気機器への装着部が形成された上ケースと、前記セルパックを収容する下ケースにより形成され、
前記セルパックは前記下ケースの内部に収容され、
前記下ケースと前記上ケースを前後方向にお互い逆となる第一の方向と第二の方向にて取り付け可能に構成し、
前記上ケース側から前記セルパックの側壁側に延びて、前記第一の方向の際に各セルユニットの出力端子の一つと係合する第一端子組と、前記第二の方向の際に各ユニットの他の出力端子と係合する第二端子組を設け、
前記上ケースが前記下ケースに対して前記第一の方向で取り付けられる時は前記第一端子組を使用して前記セルパックの並列接続の出力とし、
前記上ケースが前記下ケースに対して前記第二の方向で取り付けられる時は前記第二端子組を使用して前記セルパックの直列接続の出力としたことを特徴とする電池パック。
【請求項１５】
複数のセルが直列接続されたセルユニットを複数有するセルパックと、
前記セルパックを収容すると共に電気機器への装着部が形成されたハウジングを有し、
前記セルの長手方向端部に各セルユニットの出力端子を設け、
前記セルパックと前記ハウジングの内面との間に、前記出力端子に接するための複数の受電端子を設けたことを特徴とする電池パック。
【請求項１６】
前記ハウジングに対する前記セルパックの収容する向きを変更可能とし、
前記セルパックの向きに応じて前記出力端子と前記受電端子との接続形態が変化し、前記セルユニットの接続形態が切り替えられることを特徴とする請求項１５に記載の電池パック。
【請求項１７】
前記ハウジングは、前記装着部が形成された上ケースと、前記セルパックを収容する下ケースにより形成され、
複数の前記受電端子は、前記セルパックと前記下ケースの側面との間に設けられることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の電池パック。
【請求項１８】
前記ハウジングは、前記装着部が形成された上ケースと、前記セルパックを収容する下ケースにより形成され、
前記下ケースに対する前記上ケースの取り付け向きを変更可能とし、
前記上ケースの取り付け向きに応じて前記出力端子と前記受電端子との接続形態が変化し、前記セルユニットの接続形態が切り替えられることを特徴とする請求項１５に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータ、照明等の電源を供給する電池パックに関し、特に二次電池組の接続を変えることにより電池パックの出力電圧を容易に切り替え可能にするものである。また、電圧の切り替えミスによる電気機器の破損を防止することにある。
【背景技術】
【０００２】
商用電源を用いる電動工具や電気機器が、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、電動工具や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、外部充電器を用いて充電される。
【０００３】
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力化が図られてきた。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準備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動機器用の電源装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１７９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ユーザにとって、複数の電動工具、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動工具や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。
【０００６】
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提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願において開示される発明のうち代表的なものの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、複数のセルが直列接続されたセルユニットを複数有するセルパックと、セルパックを収容すると共に電気機器への装着部が形成されたハウジングを有し、セルパックの長手方向側面に各セルユニットからの出力端子を設け、それぞれの出力端子はセルパックの長手方向側面の中心点から異なる距離であって前側と後側に分散して配置される。一方、ハウジングには複数の出力端子のいずれか一部と選択的に接するための複数の受電端子を設け、ハウジングに対するセルパックの向きを変更した状態でハウジングに収容して、複数の出力端子と受電端子との接触箇所を変えることでセルユニットの接続形態が切り替えられるようにした。接続形態の切り替えは、例えば、複数のセルユニットの並列接続による低電圧の出力とするか、あるいは直列接続による高電圧の出力とするかの切り替えである。また、長手方向側面の長手方向及び上下方向の中央領域に、セルパックから外部への信号伝達用の信号端子が設けた。この信号端子は、同心円状に複数設けられるようにすれば、セルパックの向きを変更してハウジングに収容しても信号端子の位置に変化がない。さらに、筒状のセルの軸線が、それぞれ平行であって隣接するセルと交互に向きが反対になるようにスタックさせることによりセルパックを形成し、セルパックの長手方向の両側側面の一方側に複数の正極出力端子（プラス出力端子）を設け、他方側に複数の負極出力端子（マイナス出力端子）を設けた。
【０００８】
本発明の他の特徴によれば、ハウジングを電気機器への装着部が形成された上ケースと、セルパックを収容する下ケースにより形成し、下ケースに対して上ケースを開閉可能にする開閉機構を設け、上ケースを下ケースに対して開放した際にセルパックを電池パックのハウジング内から取り出し可能とした。受電端子に接続され電気機器側の端子に接続されるターミナルを固定するためのターミナル基板は上ケース側に固定され、上ケースと下ケースは回動軸を中心に回動可能とし、回動軸と離れた自由端側をラッチ機構にて上ケースと下ケースを固定するように構成した。接続形態の切り替えは、複数のセルユニットの並列接続による低電圧の出力とするか、あるいは直列接続による高電圧の出力とするかの切り替えであり、セルユニットとして第一セルユニットと第二セルユニットの２組を設け、高電圧の出力は低電圧の出力の２倍とした。
【０００９】
本発明のさらに他の特徴によれば、セルパックに逆接防止用の凹凸部を設け、ハウジングに逆接防止用の凹凸部と対応する凹凸部を設けることにより、セルパックのハウジングへの取り付け方向が異なる際には、セルパックをハウジング内に装着できないようにした。また、セルパックには電圧識別用の突起を設け、ハウジングには突起により可動する可動片が設けられ、高電圧側の出力時において可動片が装着部に突出することにより、低電圧用の電気機器本体への電池パックの装着を阻害するようにした。この可動片はスプリングにより付勢された状態でハウジングに保持され、セルパックを低電圧出力側に位置させた際には、突起と可動片の係合状態が解消されてハウジングの装着部における可動片の突出状態が解消される。
【００１０】
本発明のさらに他の特徴によれば、セルパックの対向する面にそれぞれ電圧を示す文字、図形又は色彩の表示をし、ハウジングの一部に窓部を設けてセルパックを装着した際に出力電圧に対応する文字又は図形表示が窓部を介して外部から視認できるようにした。
【００１１】
本発明のさらに他の特徴によれば、ハウジングを形成する下ケースと上ケースを前後方向にお互い逆となる第一の方向と第二の方向にて取り付け可能に構成し、上ケース側からセルパックの側壁側に延びて、第一の方向の際に各セルユニットの出力端子の一つと係合する第一端子組と、第二の方向の際に各ユニットの他の出力端子と係合する第二端子組を設け、上ケースが下ケースに対して第一の方向で取り付けられる時は第一端子組を使用してセルパックの並列接続の出力とし、上ケースが下ケースに対して第二の方向で取り付けられる時は第二端子組を使用してセルパックの直列接続の出力とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ハウジングに対するセルパックの収容する向きを変更可能とし、セルパックの向きに応じて出力端子と受電端子との接続形態が変化させることで、セルユニットの接続形態が切り替えられるので、低電圧用の並列接続回路と高電圧用の直列接続回路を切り替えが可能となり、異なる電圧の電気機器に適合できる使いやすい電池パックを実現できた。また、下ケースに対する上ケースの取り付け向きを水平方向に反転可能とし、上ケースの取り付け向きに応じて出力端子と受電端子との接続形態を変化させることによりセルユニットの接続形態を切り替えるので、作業者が容易に電圧切り替え設定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】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２】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。
【図３】電動工具本体３０Ａを示す図であって、（１）は電源コード９０から給電される状態での側面図であり、（２）は電池パック装着部４０の底面図であり、（３）は電源コード９０とコネクタ部９３の形状を示す図である。
【図４】モータ３５の駆動制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】電動工具本体３０への電源コード９０の接続状況を説明するための図であって、（１）は図３及び図４にて示した電動工具本体３０Ａでの接続例であり、（２）及び（３）のその変形例に係る接続例を示す図である。
【図６】（１）は電動工具本体３０Ｂの駆動制御系の回路ブロック図であり、（２）は電動工具本体３０Ｃの駆動制御系の回路ブロック図である。
【図７】第１の実施例の電池パック１００の外観形状を示す斜視図である。
【図８】電池パック１００の内部に収容されるセルパック１５０を示す図であり、（１）は斜視図であり、（２）はセル１５１の軸線方向から見たセルパック１５０の側面図である。
【図９】（１）は電池パック１００を定格３６Ｖの電動工具本体に装着した際のターミナル部２０Ａ付近の状態を示す図であり、（２）はその接続回路図である。
【図１０】（１）は電池パック１００を定格１０８Ｖの電動工具本体に装着した際のターミナル部８０付近の状態を示す図であり、（２）はその接続回路図である。
【図１１】第２の実施例に係る電池パック２００とそれに接続されるターミナル部の形状を示す斜視図であり、（１）は定格３６Ｖの電気機器に接続される際の状態を示し、（２）は定格１０８Ｖの電気機器に接続される際の状態を示す。
【図１２】図１１の電池パック２００の接続回路図である。
【図１３】図１２の端子２３１〜２３５の形状を示す図であり、（１）は上面図、（２）は端子群２３２の側面図（（１）のＢ方向からの矢視図）である。
【図１４】電池パック２００をターミナル部２７０、２８０に装着した時の状態を示す図であり、（１）は３６Ｖ出力状態、（２）は１０８Ｖ出力状態である。
【図１５】第２の実施例の変形例に係る１０８Ｖ専用の電池パック２００Ａの回路図を説明するための図であり、（１）は図１１及び図１２と同じターミナル部２８０を用いる場合を示し、（２）は変形例のターミナル部２８０Ａを用いる場合を示す。
【図１６】本発明の第３の実施例に係る電池パック３００と、それに装着されるターミナル部３７０、３８０の形状を示す概略斜視図である。
【図１７】図１６の電池パック３００の内部、特に段差部３１２の後方側であってスリット３２１〜３２４の位置付近に配置される電圧切替機構３２０の構成パーツを示す図である。
【図１８】可動案内部材３３０、３４０と端子３５１〜３５４を用いた電圧切替機構３２０を説明するための図であり、（１）は電圧切替機構３２０の電池パック３００内での収容位置を示す図であり、（２）は電圧切替機構３２０の上面から見た展開図であり、（３）は（１）のＣ−Ｃ部の断面図である。
【図１９】定格１８Ｖの電気機器と接続される時の電圧切替機構３２０によるセルパックの接続状態を説明図であり、（１）がターミナル部３７０を電池パック３００に装着する前の状態で、（２）が装着後の状態を示す図である。
【図２０】定格３６Ｖの電気機器と接続される時の電圧切替機構３２０によるセルパックの接続状態を説明図であり、（１）がターミナル部３８０を電池パック３００に装着する前の状態で、（２）が装着後の状態を示す図である。
【図２１】第４の実施例に係る電池パック４００の斜視図であり、（１）は出力１８Ｖの時の状態を示し、（２）は出力３６Ｖの時の状態を示す図である。
【図２２】定格１８Ｖの電気機器の一例である電動工具本体１Ａの形状を示す斜視図である。
【図２３】定格３６Ｖの電気機器の一例である電動工具本体４８０の形状を示す斜視図である。
【図２４】電池パック４００の上ケース４１０（図２１参照）を取り外した状態の斜視図であり、（１）は操作レバー４５２が第１の位置にある場合であり、（２）は操作レバー４５２が第２の位置にある場合である。
【図２５】第４の実施例に係る電池パック４００の１８Ｖ出力、３６Ｖ出力時の電池パック４００の接続状態を示す回路図である。
【図２６】スイッチ機構４５０の接点端子４６１〜４６５の形状を示す図である。
【図２７】スイッチケース４５１の内部構造を示す斜視図である。
【図２８】図２７の状態から切替素子４５５を移動させて３６Ｖ出力状態とした時のスイッチケース４５１の内部構造を示す斜視図である。
【図２９】第４の実施例の変形例であって、高電圧用の電気機器本体へ低電圧に設定した電池パック４００を装着できないようにした電動工具本体４８０Ａを示す図である。
【図３０】本発明の第５の実施例に係る電池パック５００の１８Ｖ出力時の状態を示す図である。
【図３１】本発明の第５の実施例に係る電池パック５００の３６Ｖ出力時の状態を示す図である。
【図３２】本発明の第６の実施例に係る電池パック６００の上面図である。
【図３３】電池パック６００が電気機器本体に装着されることによってターミナル部６５０、６８０と電池パック６００が接続された状態を示す図であり、（１）が１８Ｖ出力時の接続状態を示し、（２）が３６Ｖ出力時の接続状態を示す。
【図３４】電池パック６００が電気機器本体に装着されていない状態で装着される電池パックカバー６４０の形状を示す図である。
【図３５】本発明の第６の実施例の変形例に係る電池パック６００Ａの上面図である。
【図３６】電池パック６００Ａが電気機器本体に装着されることによってターミナル部６５０、６８０Ａが接続された状態を示す図であり、（１）が１８Ｖ出力時の接続状態を示し、（２）が３６Ｖ出力時の接続状態を示す。
【図３７】本発明の第７の実施例に係る電池パック７００の外観形状を示す斜視図である。
【図３８】電池パック７００を従来の定格１８Ｖの電気機器本体（電動工具本体）に接続した状態を示す図であり、（１）は接続時の回路図であり、（２）は正極端子７１２、７１３の上面図であり、（３）はターミナル部７２０の側面図であり、（４）（５）はターミナル部７２０の正面図と斜視図である。
【図３９】電池パック７００を定格３６Ｖの電気機器本体（電動工具本体）に接続した状態を示す図であり、（１）は接続時の回路図であり、（２）は正極端子７１２、７１３の上面図であり、（３）はターミナル部７３０の側面図であり、（４）（５）はターミナル部７３０の正面図と斜視図である。
【図４０】第７の実施例の変形例１に係るターミナル部７５０の形状を説明するための図である。
【図４１】第７の実施例の変形例２に係るターミナル部７７０の形状を説明するための図である。
【図４２】第７の実施例の変形例３に係るターミナル部７９０の形状を説明するための図である。
【図４３】第７の実施例の変形例４に係るターミナル部８００の形状を説明するための図である。
【図４４】第７の実施例の電池パック側の正極端子対と負極端子対の形状を変えた変形例５を示す図である。
【図４５】図４４の変形例５から３６Ｖ用のターミナル部７５０だけを変えた変形例６を示す図である。
【図４６】図４４の変形例５から３６Ｖ用のターミナル部７７０だけを変えた変形例７を示す図である。
【図４７】本発明の第８の実施例に係る電池パック９００の側面図であり、下ケースの内部と上ケースの一部は断面図にて示している。
【図４８】図４７のセルパック９５０の内部構造を説明するための図である。（３）が上面図であり、（１）と（５）がその右側面図と左側面図であり、（２）と（４）が（１）と（５）から側面保持板を取り外した状態を示す右側面図と左側面図である。
【図４９】図４７の電池パック９００の配線状態を説明する図である。
【図５０】第８の実施例の変形例１に係る電池パック１０００の配線状態を説明する図である。
【図５１】図５０の電池パック１０００に収容されるセルパック１０５０の上面図である。
【図５２】図５０の電池パック１０００の（１）上面図と（２）下ケース１００１内にセルパック１０５０を装着した図である。
【図５３】下ケース１００１内にセルパック１０５０を装着した図であり、（１）は上面図であり、（２）はＧ−Ｇ部の断面図である。
【図５４】第８の実施例の変形例２に係る電池パックの配線図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、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。また、本明細書においては、電動工具本体の前後左右、上下の方向や、電池パックの装着方向と、電池パック単体で見た前後左右、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。さらに、電池パックの装着方向とは、説明の都合上、電動工具本体、電気機器本体を動かさずに電池パックを移動させる状況を基準として説明する。
【００１５】
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、ビット等の先端工具によりボルトやナット、ねじ等を締結する工具であって、いわゆるインパクト工具と呼ばれるものである。電動工具本体３０は、図示しない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図示しないボルトやナット等の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、作業者が片手で、又は片手で把持して他方の手を添えながら電動工具本体１、３０を保持して作業を行う。電動工具本体１、３０は電池パック１５又は１００から供給される直流を電源として、ハウジング２、３２の内部に収容された図示しないモータを駆動する。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。
【００１６】
電動工具本体１は定格電圧３６Ｖの電池パック１５を用いる電気機器である。従って、矢印ａの組み合わせのように、電池パック１５を３６Ｖ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。一方、電動工具本体３０は、定格電圧１０８Ｖという商用電圧並の高電圧を必要とし、矢印ｂ１に示すように１０８Ｖ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。高電圧を出力可能な電池パック１００の内部には、定格３．６Ｖのリチウムイオン電池のセルが３０本収容される。以上のように、電動工具本体１、３０においては定格電圧に応じた専用の電池パック１５、１００を装着するのが通常であるが、本実施例では電池パック１００を複数電圧対応に構成し、低電圧での出力も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３６Ｖ対応の電動工具本体１にも装着できるようにした。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に装着できるようにするためには、電池パック装着部１０、４０の形状をほぼ同じ形状にすることと、電池パック１００の電圧を切り替え可能にすることが重要である。また、電池パック１００の設定された電圧が、装着される電気機器や電動工具の電圧と対応しない場合には、電池パック１００を装着できないように構成することが重要である。
【００１７】
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。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に合わせた電池パック装着部１０が形成され、適合しない電池パックを装着できないように構成される。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、合成樹脂等の非導電性材料の一体成形により製造され、そこに金属製の３枚の端子、即ち正極入力端子２１、負極入力端子２２、ＬＤ端子２３（異常信号端子）が鋳込まれることにより強固に固定される。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だけでなく、水平面（端子２１〜２３からみて上面）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）と摺動する面となる。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２４が形成される。突起部２４は左右方向に２分割で形成される電動工具本体１Ａのハウジングのネジ止め用のボスであり、左右方向からネジ２６とナットにより固定される。突起部２４は、さらに電池パック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。突起部２４の左右方向の幅Ｓ１は、電池パック１００側に形成されるストッパ部（後述）に対応する幅とされる。
【００１８】
図３は１０８Ｖ対応の別の電動工具本体３０Ａを示す図であって、（１）は電源コード９０から給電される状態での側面図であり、（２）は電池パック装着部４０の底面図であり、（３）は電源コード９０とコネクタ部９３の形状を示す図である。電動工具本体３０Ａは、使用されるモータが交流１００Ｖと同等仕様のブラシレスモータ、例えば、インバータ回路（図３にて後述）によって駆動されるブラシレスＤＣモータである。従って、インバータ回路に電池パック１００から出力される直流１０８Ｖが入力されるか、又は、交流１００Ｖ（６０Ｈｚ）のような商用電源を、後述する整流回路によって整流させた後にインバータ回路に入力する。このように電池パック１００の出力電圧を商用電圧と同程度まで高めることによって電池パックでも商用電圧でも動作する、ＡＣ／ＤＣ兼用の高出力の電動工具本体３０Ａを実現できる。電動工具本体３０Ａに装着される電源コード９０は、接続コード９４の一方側に２つの端子９２ａ、９２ｂを保持し、商用電源のコンセントに装着されるためのプラグ部９１を有し、他方側に電動工具本体３０Ａに接続されるコネクタ部９３が形成される。本実施例では、コネクタ部９３を接続する箇所を、電池パック１００を取り外した後の電池パック装着部４０内に配置した。つまり、電源コード９０を電動工具本体３０Ａに接続する場合は、電池パック１００を電動工具本体３０Ａから取り外す必要があり、逆に、電池パック１００を電動工具本体３０Ａに装着する場合には電源コード９０を取り外す必要がある。
【００１９】
図３（２）は電動工具本体３０Ａの電池パック装着部４０を下から見た図であり、（１）のＡ方向からの矢視図である。この図は電池パック１００及び電源コード９０のいずれもが取り外された状態を示している。電池パック装着部４０には、後方側から前方側（図中右から左）にかけて電池パック１００をスライドさせるようにして、電池パック１００が装着される。そのため取付面４０ａには、装着方向上流側に開口部分が形成され、側方側に２本のレール溝４８ａ、４８ｂが形成される。また、開口部分よりも上流側（後方側部分）には上方向に窪むように形成された窪み部４０ｂが形成される。取付面４０ａのレール溝４８ａ、４８ｂに挟まれた部分のほぼ中央付近には、電池パック１００の正極端子や負極端子と接続されるターミナル部４１が設けられる。本実施例では、ターミナル部４１よりもやや後方部分にＡＣソケット４９を設けた。ＡＣソケット４９には、周方向においてピン状の第一端子４９ａ、第二端子４９ｂ、第三端子４９ｃが形成される。
【００２０】
図３（３）は電源コード９０のコネクタ部９３の形状を示す図であり、左側がコネクタ部９３を長手方向外側から見た図であって、右側がコネクタ部９３を含む電源コード９０の全体形状を示す側面図である。コネクタ本体９３ａの外周面には雄ねじが形成され、その雄ねじの外周側に円筒状の固定用ネジ９３ｂが相対回転可能であって軸方向の移動量を制限された状態で保持される。コネクタ部９３の外形は円形であって、内周部分において３つの雌型の端子、第一端子９５ａ、第二端子９５ｂ、第三端子９５ｃが周方向に並んで配置される。ここでは、商用電源供給のためには第一端子４９ａと第二端子４９ｂの２つだけを結線すれば良く、第三端子４９ｃは、電動工具本体３０Ａ内で非配線状態としても良いし、アース線として利用するようにしても良い。固定用ネジ９３ｂは電源コード９０が電動工具本体３０Ａから抜け落ちないように保持するもので、固定用ネジ９３ｂの内周側の雌ねじ部が、ＡＣソケット４９の外周面に形成された雄ねじ部と螺合する。このように、コネクタ本体９３ａをＡＣソケット４９に挿入した後に、固定用ネジ９３ｂを締めてＡＣソケット４９側の雄ねじと螺合させることによって電源コード９０が電動工具本体３０Ａから抜け落ちないように固定できる。
【００２１】
次に、モータ３５の駆動制御系の構成と作用を図４に基づいて説明する。図４はモータ３５の駆動制御系の構成を示すブロック図である。本実施例の電動工具では、電池パック１００から供給される直流を、インバータ回路７０を用いて励磁電流を生成し、モータ３５の所定のコイルに励磁電流を切り替えながら流すことによりブラシレス方式のモータ３５を回転させる。電池パック１００からの入力は、電池パック１００の正極端子１６１に接続される正極入力端子８１と、電池パック１００の負極端子１６２に接続される負極入力端子８２を介して入力される。モータ３５は、例えばインナーロータ型とすることができ、複数組（本実施例では２組）のＮ極とＳ極を含む永久磁石（マグネット）を含んで構成される回転子（ロータ）３５ａと、スター結線された３相の固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗから成る固定子３５ｂと、回転子３５ａの回転位置を検出するために周方向に所定の間隔毎、例えば角度６０°毎に配置された３つの回転位置検出素子（ホール素子）６５を有する。これらの出力は回転位置検出回路５３によりパルス列に変換され、演算部５１に出力される。回転数検出回路５４は回転位置検出回路５３の出力を用いてモータ３５の回転数を検出して演算部５１に出力する。演算部５１では、これらの出力を用いて固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗへの通電方向と時間を決定する。
【００２２】
制御信号出力回路５２は、印加電圧設定回路５８と回転位置検出回路５３の出力信号に基づいて演算部５１の指示により所定のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をスイッチングするための駆動信号を形成し、その駆動信号をインバータ回路７０に出力する。インバータ回路７０は、３相ブリッジ形式に接続されたＩＧＢＴ等の６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を含む。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートは制御信号出力回路５２に接続され、各エミッタまたは各コレクタはスター結線された固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに接続される。これによって、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、制御信号出力回路５２から入力されたスイッチング素子駆動信号（Ｈ１〜Ｈ６等の駆動信号）によってスイッチング動作を行い、インバータ回路７０に印加される電池パック１００の直流電圧を３相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに印加する。
【００２３】
演算部５１は、動作スイッチ５６を操作するためのトリガ３４Ａ（又は図１の動作スイッチ４、３４）の操作の有無をスイッチ操作検出回路５７により設定し、操作量（ストローク）の大きさによって変化する印加電圧設定回路５８からの信号に基づいてＰＷＭ信号のパルス幅（デューティ比）を変化させ、制御信号出力回路５２を介して６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートを駆動する。この駆動制御によって、モータ３５への電力供給量を調整し、モータ３５の起動／停止と回転速度を制御する。ここでＰＷＭ信号は、インバータ回路７０の正電源側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３または負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の何れか一方に供給され、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３またはスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６を高速スイッチングさせることによって電池パック１００の直流電圧から各固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに供給する電力量を制御する。
【００２４】
演算部５１は、図示していないが、処理プログラムとデータに基づいて駆動信号を出力するためのマイクロコンピュータを含んで構成される。演算部５１には、処理プログラムや制御データを記憶するためのＲＯＭ、データを一時記憶するためのＲＡＭ、タイマ等を含んで構成される。コンデンサ６１の両端電圧は、入力電源の電圧として電圧検出回路５９にて検出され演算部５１に出力される。
【００２５】
電動工具本体３０Ａの電源は、電池パック１００だけでなく電源コード９０を用いた供給も可能であり、電動工具本体３０Ａに設けられたＡＣ入力用のＡＣソケット４９の第一端子４９ａと第二端子４９ｂがダイオードブリッジ６０の入力側に接続される。ダイオードブリッジ６０は、４つの整流用のダイオードを用いて全波整流を行うことで電流をどちらか一方にのみ流れるようにする整流回路であり、交流電圧を直流電圧に変換する。ダイオードブリッジ６０の出力はインバータ回路７０に接続される。ダイオードブリッジ６０の出力は脈流であるので、ダイオードブリッジ６０とインバータ回路７０の間に、平滑回路を介在させても良い。インバータ回路７０に流れる電流の大きさは、シャント抵抗６２を用いて電流検出回路５５によって測定され、その値が演算部５１にフィードバックされることにより、設定された駆動電力がモータ３５に印加されるように調整される。
【００２６】
図５は電動工具本体３０Ａへの電源コード９０の接続状況を説明するための図であって、（１）は電動工具本体３０Ａでの接続例であり、（２）及び（３）のその変形例に係る接続例を示す図である。同図（２）及び（３）はその本実施例の変形例に係る電動工具本体３０Ｂ、３０Ｃを示す図である。同図（１）に示す本実施例の形態では、電池パック装着部４０にＡＣソケット４９（図３参照）が設けられるため、電池パック１００を装着した際には電源コード９０を取り付けることができない。また、電源コード９０を装着する際には電池パック１００を必ず取り外す必要がある。このように電池パック１５の装着時にはアクセスできない位置に、電源コード９０用のＡＣソケット４９を設けたので、電池パック１００からの電源供給と電源コード９０からの電源供給を誤ること無く確実に区別することができる。また、電源工具本体３０に定格入力電圧が１００Ｖ以上のブラシレスモータを搭載しているので、商用交流電源にて駆動させることも、電池パック１００で駆動させることも可能であり、ＡＣ／ＤＣ共用の電動工具を実現できた。
【００２７】
電源コード９０は、作業者が電動工具本体３０Ａのハンドル部３３を片手で把持した状態で作用できる程度に十分な長さとすれば良いが、電源コード９０の長さが届かないような場所での一時的な作業では、電源コード９０を取り外して電池パック１００を装着すれば、電動工具本体３０Ａの出力低下を気にせずに同等に作業を行うことができる。また、図５（１）に示す形態での電動工具本体３０Ａへの電源コード９０の接続の仕方は、ＡＣ電源での作業時に電池パック１００を必ず取り外すために電動工具本体３０Ａの重量が軽くなるという利点がある。さらに、電源コード９０から電池パック１００を用いた運転に切り替える際には、電源コード９０を取り外さない限り電池パック１００を装着できないために、電源コード９０の取り外し忘れを確実に防止できる。また、電池パック１００を装着した際にはＡＣソケット４９が外部に露出しないために、ＡＣソケット４９が粉塵や水等に曝される虞を大幅に低下でき、ＡＣソケット４９を覆うカバーの設置も省略できる。
【００２８】
図５（２）は、同図（１）の電動工具本体３０Ａの変形例に係る電動工具本体３０Ｂであって、ここでは、ＡＣソケット４９Ａの位置を、電動工具本体３０Ａのハウジングの下面であって、電池パック１００よりも前方側に形成した点にある。このように配置すれば、電池パック１００を装着したままで電源コード９０を接続することが可能となる。本実施例では、電池パック１００の出力電圧が直流接続時で１０８Ｖであって、商用交流電力が１００Ｖ〜１２０Ｖであるので、両方の入力を任意に用いて電動工具本体３０Ｂを駆動させることができる。但し、両方の電源の利用が可能な場合は、電源コード９０から供給される商用交流電力を用いる方が、電池パック１００の放電を防止できるので好ましい。そこで、図５（２）による電動工具本体３０Ｂでは、電池パック１００と商用交流電力が双方利用可能である場合に、商用交流電力側を使用するような入力自動切替手段を設けた。
【００２９】
図６（１）は、図５（２）で示す電動工具本体３０Ｂの駆動制御系の回路ブロック図である。基本的には図４で示した回路と同様であるが、電池パック１００からの正極側入力線の途中に、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等の半導体のスイッチング素子６６を介在させている。スイッチング素子６６のゲート信号は、演算部５１からの制御信号線６６ａに接続され、演算部５１によってスイッチング素子６６のソース・ドレイン端子間を接続又は遮断を制御する。また、電池パック１００の電圧を監視する電池電圧検出回路６７と、ＡＣ電圧の有無（又は電圧）を監視する商用電源検出回路６８を設けて、それぞれの出力を演算部５１に入力する。演算部５１は商用電源９９が利用可能な状態にあるときには、スイッチング素子６６のゲート信号をオフにすることにより電池パック１００からの入力回路を遮断する。一方、商用電源９９が利用不能な状態になったら演算部５１はスイッチング素子６６のゲート信号をオフにすることにより電池パック１００からの入力回路を接続状態とする。このような回路構成とすることにより電動工具本体３０Ｂにおいて、電池パック１００が接続されると直流１０８Ｖ（定格）が供給され、その状態で電源コード９０によりＡＣコンセントに接続されると自動的にＡＣ電源が供給されるようになり、電源コード９０が取り外されると自動的に電池パック１００による駆動に切り替わるので、使い勝手の良い電動工具本体３０Ｂを実現できた。また、電池パック１００の着脱と電源コード９０の接続状態、特に一方を接続した際の他方の取り外し忘れを気にする必要が無いので、電池パック１００の装着と取り外しの扱いも容易になる。
【００３０】
再び図５に戻る。図５（３）は本実施例の別の変形例に係る電動工具本体３０Ｃである。電動工具本体３０Ｃは、直流１０８Ｖの電池パック１００と電源コード９０を介したＡＣ駆動の両方が可能である点は同図（１）、（２）と同じであるが、電源コード９０を接続アダプタ７５を介して電源コード９０を接続するようにしたものである。ここでは、接続アダプタ７５は電源コード９０からの２本の出力線を、電池パック１００用の正極入力端子８１と負極入力端子８２に接続させるための、いわゆるダミーケースである。接続アダプタ７５の内部には電池のセルは収容されない。接続アダプタ７５の下面には、図３（２）で示したＡＣソケット４９と同じ形状のＡＣソケットが設けられ、ＡＣソケット４９の第一端子４９ａが電力線７６ａにより正極入力端子８１に接続され、第二端子４９ｂが電力線７６ｂにより負極入力端子８２に接続される。尚、この場合は図４に示したブロック図において電池パック１００の入力経路を変更して、電池パック１００の使用時にもダイオードブリッジ６０を介してインバータ回路７０に接続されるようにした。その回路を示したのが図６（２）である。
【００３１】
ここではダイオードブリッジ６０の入力端子８１、８２に接続アダプタ７５の正極端子１６１と負極端子１６２が装着される。電池パック１００は直流１０８Ｖであるので、ダイオードブリッジ６０を介して接続しても問題はない。また、接続アダプタ７５の正極端子１６１及び負極端子１６２を装着しても、ダイオードブリッジ６０によって交流電流が整流されるので、インバータ回路７０を同様に作動させてモータ３５を駆動することができる。本実施例では、直流１０８Ｖの直流入力とインバータ回路７０を介してブラシレスＤＣモータを駆動するようにしたが、使用するモータの種類はブラシレスモータだけに限られずに、ＡＣ１００〜１２０Ｖ程度で駆動される別のモータ、例えば交流整流子モータであっても良い。この構成により、交流整流子モータを用いた電動工具を電池パック１００にて駆動することも可能となり、ＡＣ／ＤＣ共用の電動工具を容易に実現できる。
【００３２】
次に図７〜図９を用いて出力電圧を３６Ｖと１０８Ｖに切替可能とした電池パック１００について説明する。図７は電池パック１００の外観形状を示す斜視図である。電池パック１００の筐体は、上下方向に分割され、図示しない４本のネジによって固定される下ケース１０１と上ケース１１０により形成される。上ケース１１０は、電池パック装着部４０に取り付けるために２本のレール１３８ａ、１３８ｂが形成された装着部が形成される。レール１３８ａ、１３８ｂは、電池パック１００の装着方向と平行な方向であって、上ケース１１０の左右側面に平行するように形成される。レール１３８ａ、１３８ｂは、電動工具本体３０の電池パック装着部４０に形成されたレール溝４８ａ、４８ｂ（図３(２)参照）と対応して形成され、レール１３８ａ、１３８ｂがレール溝４８ａ、４８ｂと嵌合した状態で、ラッチ機構が動作することにより電池パック１００が電動工具本体３０に固定される。上ケース１１０の前方側は平らな下段面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の接続部は段差状に形成された段差部１１２となり、段差部１１２から上段面１１５の前方側領域がスロット群配置領域１２０（図７（２）参照）になる。スロット群配置領域１２０には、前方の段差部１１２から後方側に延びる複数のスロット（１２１〜１２４）が形成される。ここでは、左側のレール１３８ｂに近い側に正極端子挿入口１２１が配置され、右側のレール１３８ａに近い側に負極端子挿入口１２２が形成される。正極端子挿入口１２１と負極端子挿入口１２２に挟まれる部分には、低電圧切替部材挿入口１２３と高電圧切替部材挿入口１２４が形成される。正極端子挿入口１２１と負極端子挿入口１２２の内部には、図では見えない金属製の正極端子と負極端子が配置される。また、低電圧切替部材挿入口１２３と高電圧切替部材挿入口１２４の位置に重複する部分（上ケース１１０の内部空間）には、後述する電圧切替手段が配置される。尚、図７ではスロット群配置領域１２０には４つのスロット（１２１〜１２４）だけを有するように図示して、４つ以外のスロットを図示していないが、その他の接続端子を収容するためのスロットを形成しても良い。また、上述したようにスロット群配置領域１２０が位置する上ケース１１０の内部空間には端子や電圧切替手段（例えば切替端子）が配置されるため、スロット群配置領域１２０は端子配置領域となる。
【００３３】
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より上側に隆起しており、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の突起部２４（図２参照）に装着した際の突き当て面となるもので、電動工具本体１側の突起部２４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２１〜２３（図２参照）と電池パック１００に配設された端子群が接触して導通状態となる。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、電池パック１００のラッチ１４１の係止部がばねの作用によりレール１３８ａ、１３８ｂの下部で垂直方向外側に飛び出して、電動工具本体３０のレール溝４８ａ、４８ｂ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。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る。スリット１３４は、電池パック１００を図示せぬ充電器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、電動工具本体３０に装着されている際には冷却風取入口１３４が閉鎖状態とされる。
【００３４】
図７（１）において、３６Ｖで駆動される電動工具本体１側のターミナル部２０Ａは、金属製の正極入力端子２１と負極入力端子２２が合成樹脂製の端子取付部にて固定されたものである。ここではさらに電池パック１００の出力を低電圧側に切り替えるための切替用突起２４Ａが形成される。切替用突起２４Ａはターミナル部２０Ａの基台部分と一体に形成された切替要素であって合成樹脂製とする。切替用突起２４Ａ自体は、回動式ターミナル基台１７１（図９参照）を移動させるだけのものであり、電力または信号を伝達させる端子としては用いないため、導電材料で作る必要は無くターミナル部の基台部分と同様の絶縁材料で一体に形成しても良い。
【００３５】
図７（２）は１０８Ｖにて駆動される電動工具本体３０側のターミナル部８０に装着される状態を示している。ターミナル部８０は、金属製の正極入力端子８１と負極入力端子８２が合成樹脂製の基台部分にて固定されたものである。ここではさらに電池パック１００の出力を高電圧側に切り替えるための切替用突起８４が形成される。切替用突起８４はターミナル部８０の基台部分と一体に形成された部材であって合成樹脂製とする。本実施例によれば、電池パック１００の外観形状は、３６Ｖ出力でも１０８Ｖ出力でも同じである。作業者は電池パック１００の出力電圧の設定を何ら気にすること無く、３６Ｖ用の電気機器本体又は１０８Ｖ用の電気機器本体に単に装着するだけで、切替用突起２４Ａ又は切替用突起８４によって装着された電気機器本体に最適な出力電圧が選択される（切り替えられる）。
【００３６】
図８は、電池パック１００の内部に収容されるものであって、複数のセル１５１をスタックさせて１つのパックにまとめたセルパック１５０の外観を示す斜視図である。同図（１）は斜視図であり、（２）はセル１５１の軸線方向から見た側面図である。ここでは１４５００サイズと呼ばれる、直径１４ｍｍ、長さ５０ｍｍの複数回充放電可能な二次電池によるセル１５１を合計３０本スタックした。セル１５１は、１０本ずつを１つのユニットとし、３つのセルユニット１５６〜１５８を形成した。各セルユニット１５６〜１５８内においては、各セル１５１の軸線Ａ１がそれぞれ平行になるように積み重ねられ、隣接するセル１５１の向きが交互に逆になるように配置して、隣接するセル１５１の正極端子と負極端子を金属の薄板１５９により接続して１０本の直列接続とする。スタックされたセル１５１の最外側の円筒部分は、絶縁体となる合成樹脂製のセパレータ１５２によって覆われることにより、セル１５１がセパレータ１５２に対して動かないように保持される。セル１５１としてリチウムイオン電池（１本の定格出力３．６Ｖ）を用いる場合は、各セルユニット１５６〜１５８からは、定格３６Ｖの出力が得られるので、セルユニット１５６〜１５８の＋出力（プラス出力、正極端子）と−出力（マイナス出力、負極端子）を並列に接続した状態で電池パック１００からの出力を取り出すことによって３６Ｖの大容量の電源として利用できる。一方、セルユニット１５６〜１５８の＋出力と−出力を直列に接続した状態とすると、１０８Ｖの高電圧の電源として利用できる。
【００３７】
１４５００サイズのセル１５１を３０本スタックすると、軸方向の長さが５０ｍｍ、軸方向と直交する幅方向が１２４．８ｍｍ、軸方向と直交する高さ方向が５７．３ｍｍとなる。また、セル１５１の単体重量は約２３ｇであるので、セル１５１の合計重量が６９０ｇになる。体積的には、セル１５１が占める部分の体積が２３０，９０７ｍｍ３であり、セパレータ１５２の占める体積が６７，３９２ｍｍ３であり、合計体積が２９８，２９９ｍｍ３となった。従って、電池パック１００の全体重量を８００ｇ又は２ｌｂ（ポンド）未満に収めることが可能となった。現在、電動工具の電池パックで広く用いられているリチウムイオン電池は、いわゆる１８６５０と呼ばれるものである。１８６５０サイズとは、直径１８ｍｍ、長さ６５ｍｍであって体積的には１４５００セルの２倍をわずかに超える。重量的には、１４５００サイズのセルの２倍の４６ｇである。直流１０８Ｖを得るために、仮に１８６５０サイズのセルを３０本スタックすると、セルの重量だけで１３８０ｇとなり、電池パック自体の重量が重くなってしまうため、作業者が片手で把持しながらの作業を可能とする電動工具においては実用性のない大きさと重さになってしまう。
【００３８】
発明者らの実験によると、作業者が片手で快適に作業を行うことができる上限は、電池パックを装着した後の電動工具の総重量で２ｋｇ又は５ｌｂ以内であることがわかった。従って、１８６５０サイズのセル３０本を用いて１０８Ｖの出力を得る場合には、片手で操作可能な携帯型の電動工具の実現が難しいことになる。本実施例では、１４５００サイズという、いわゆる単三乾電池と同じサイズのリチウムイオン電池をスタックすることにより携帯性を維持しながら高電圧の電動工具を実現することができた。本実施例の電池パック１００では、ＡＣ電源と同等の出力電圧１００Ｖ以上を確実に確保でき、しかもそのセルパック１５０のセル重量を０．６９ｋｇに抑えることできた。このリチウムイオン電池からは１５Ａほどの電流を得ることができるので、電池パックとしてのパワーウェイトレシオは１００Ｖ×１５Ａ／０．６９ｋｇ＝２１７３Ｗ／ｋｇ以上、１００Ｖ／０．６９ｋｇ＝１４４Ｖ／ｋｇ以上の値をクリアすることができた。
【００３９】
図９（１）は、電池パック１００を定格３６Ｖの電動工具本体又は電気機器本体に装着した際の状態を示す図である。電池パック１００には、セルユニット１５６〜１５８の出力を並列接続とするか、又は、直列接続をするかを切り替えるための電圧切替機構１７０を含んで構成される。電圧切替機構１７０は、基板１６０上に固定された揺動軸１７２により軸支される回動式ターミナル基台１７１を含んで構成される。回動式ターミナル基台１７１は、揺動軸１７２から２つの方向に延びる部材に、複数の角棒状の接続端子１７３ａ〜１７３ｄを設置することにより、接続端子１７３ａ〜１７３ｄの内周側に位置する複数の接点と、外周側に位置する接点を短絡又は開放させるための部材である。回動式ターミナル基台１７１は合成樹脂製であって、揺動軸１７２の一方側と他方側に金属製の接続端子１７３ａ〜１７３ｄを間隔を空けて２本ずつ鋳込んだものである。負極端子１６２に近い側には、接続端子１７３ａと１７３ｂが基板１６０に対向する側一面を露出するように配置され、正極端子１６１に近い側には、接続端子１７３ｃと１７３ｄが基板１６０に対向する側一面を露出するように配置される。
【００４０】
基板１６０は、正極端子１６１と負極端子１６２を固定すると共に、これらの端子からセルユニット１５６〜１５８への電気的な接続経路を確立又は変更するために用いられる複数の電極（接点）１７６ａ〜１７６ｊを配置するために用いられる。基板１６０の上部であって回動式ターミナル基台１７１の回動領域と部分的に重複する領域には、複数の接点１７６ａ〜１７６ｊが設けられ、回動式ターミナル基台１７１の下面に露出する接続端子１７３ａ〜１７３ｄがこれら接点１７６ａ〜１７６ｊのいずれかと接触することにより、正極端子１６１から負極端子１６２へと至る電気的な接続経路を変更する。３６Ｖ用の電動工具本体１においては、ターミナル部２０Ａに切替用突起２４Ａが形成されるので、電池パック１００が電動工具本体に装着されると、切替用突起２４Ａが矢印２５の位置で回動式ターミナル基台１７１を押すことにより、回動式ターミナル基台１７１が上面視で反時計回りに回転して図９（１）に示す位置になる。この状態では、接続端子１７３ａは電極（接点）１７６ｄと１７６ｂを短絡し、接続端子１７３ｂは電極（接点）１７６ｅと１７６ｃを短絡することが理解できよう。同様にして、接続端子１７３ｃは接点１７６ｉと１７６ｇを短絡し、接続端子１７３ｄは接点１７６ｊと１７６ｈを短絡することが理解できよう。
【００４１】
図９（２）は、（１）のように切替用突起２４Ａによって回動式ターミナル基台１７１が上面視で反時計回りに回転している状態の接続状況を示している。セルユニット１５６の＋側出力は正極端子１６１に直接接続される。セルユニット１５７の＋側出力は接点１７６ｂに接続され、セルユニット１５８の＋側出力は接点１７６ｇに接続される。セルユニット１５６の−側出力は、接点１７６ｅに接続され、セルユニット１５７の−側出力は接点１７６ｊに接続され、セルユニット１５８の−側出力は負極端子１６２に直接接続される。この状態では、接点１７６ｄと１７６ｂ、接点１７６ｅと１７６ｃ、接点１７６ｉと１７６ｇ、接点１７６ｊと１７６ｈが接続状態となる。この結果、セルユニット１５６〜１５８が並列接続状態となり、正極端子１６１と負極端子１６２の間には、定格３６Ｖの直流が出力される。
【００４２】
図１０（１）は、電池パック１００を定格１０８Ｖの電動工具本体又は電気機器本体に装着した際の状態を示す図である。定格１０８Ｖの電動工具では、ターミナル部８０に切替用突起８４が形成され、３６Ｖ機器のターミナル部２０の切替用突起２４Ａの位置には突起は形成されていない。この状態で電池パック１００を電動工具本体又は電気機器本体に装着すると、正極入力端子８１と正極端子１６１が接触し、負極入力端子８２と負極端子１６２が接触するが、同時に切替用突起８４が回動式ターミナル基台１７１の一方のアームに矢印８４ａのように接触することにより、回動式ターミナル基台１７１を上面視で時計回りに回転させる。この回転によって回動式ターミナル基台１７１の接続端子１７３ａ〜１７３ｄと、接点１７６ａ〜１７６ｊとの接続関係が切り替わる。切り替え後の接続状態を示すのが同図（２）である。ここでは、回動式ターミナル基台１７１の位置が図９（２）から図１０（２）に切り替わることにより、接点１７６ｄと１７６ａ、接点１７６ｅと１７６ｂ、接点１７６ｉと１７６ｆ、接点１７６ｊと１７６ｇが接続状態となる。この結果、セルユニット１５６〜１５８が直列接続状態となり、正極端子１６１と負極端子１６２からは定格１０８Ｖの直流が出力されることになる。尚、揺動部材たる回動式ターミナル基台１７１の揺動軸１７２にクリック機構又はラッチ機構を設けて、切替用突起２４Ａ又は切替用突起８４によって揺動部材に所定以上の回転トルクを加えないと揺動しないように構成すると良い。また、接点１７６ａと１７６ｆはどこにも結線されていない電極であるので、これらを無くして接点１７６ｂと１７６ｃ、接点１７６ｇと１７６ｈの電極間隔を大きくすることで、切り替え時に隣接する電極間の短絡のリスクを低減させても良い。
【００４３】
本実施例によれば、コードレス電動工具においても、商用電源駆動の電動工具と同等の高い電圧を電池パック１００から得ることができ、高出力の携帯型の電動工具や電気機器を実現できる。また、電圧を上げるためにセルの本数を増やしたものであっても、１８６５０サイズのセルでは無くて１４５００サイズのリチウムセルを３０本使用したので、高出力でありながら小型軽量であり、パワーウェイトレシオを大きくすることができる。さらに、本実施例の電池パック１００は、電圧切替機構１７０を用いてセルユニット１５６〜１５８の接続を切り替えることで、３６Ｖと１０８Ｖの出力切替を可能としたので、広く用いられている定格３６Ｖの電動工具や電気機器を動作させることができる。
【実施例２】
【００４４】
次に図１１〜図１４を用いて本発明の第２の実施例を説明する。第２の実施例では、第１の実施例と同様に、出力電圧を低電圧側の３６Ｖと高電圧側の１０８Ｖの２段階に切り替えることができる電池パック２００を提供するものである。図１１は電池パック２００とそれに接続されるターミナル部の形状を示す斜視図であり、（１）は定格３６Ｖの電気機器に接続される際の状態を示し、（２）は定格１０８Ｖの電気機器に接続される際の状態を示す。電池パック２００の外観形状は、基本的には図１〜図８で示した第１の実施例の電池パック１００の形状と一部（スロット群の配置領域付近の形状）を除いて同じである。
【００４５】
電池パック２００は、下ケース２０１と上ケース２１０を接合することによって形成されるハウジング内に、１４５００サイズのリチウムイオン電池によるセル１５１が３０本収容される。ハウジングが大きくなることが許容されるならば、セルとして１８６５０サイズを用いても良いし、その他の形状やサイズのセルを用いても良い。電池パック２００の上ケース２１０には電動工具本体１又は電動工具本体３０側への装着のための取付機構が形成されるが、その構成や形状は図７で示した第１の実施例の電池パック１００の形状とほとんど同じである。上ケース２１０には、電気機器側のターミナル部を案内するための下段面２１１と、その上側に配置される上段面２１５が形成され、下段面２１１と上段面２１５の境界となる段差部２１２において、複数の端子挿入口（スロット）が形成される。上段面２１５の左右両側縁部には、電気機器本体側溝レール溝と嵌合するレール部２３８ａ、２３８ｂが形成される。ここでは、左右方向に５つの端子挿入口が図示されているが、配置される端子挿入口の数は任意であり、さらに増やしても良い。上段面２１５の上側には隆起部２４０が形成され、隆起部２４０の左右両側にはラッチ部２４１が設けられる。ラッチ部２４１はラッチ爪２４１ａに連動している。
【００４６】
図１１（１）は、３６Ｖ定格の電気機器本体、電動工具本体１等に接続される場合を示している。電気機器本体１側に設けられるターミナル部２７０は、左右方向に狭い幅を有し、電池パック２００は、正極入力端子２７１と負極入力端子２７２が中央寄りの２つの端子挿入口２２２、２２４に挿入されるように移動される。図１１（２）は、１０８Ｖ定格の電気機器本体、電動工具本体３０等に接続される場合を示している。電気機器本体１３０側に設けられるターミナル部２８０は、電動工具本体３０のターミナル部２８０は、ターミナル部２７０に対して左右方向に広い幅を有し、左右両端近くに配置された正極入力端子２８１と負極入力端子２８２を有し、左右方向のほぼ中央に接続素子２８３が形成される。電池パック２００が電動工具本体３０に装着されると、正極入力端子２８１と負極入力端子２８２が端子挿入口２２１と２２５に挿入され、接続素子２８３が端子挿入口２２３に挿入されることになる。
【００４７】
図１２は、電池パック２００の接続回路図である。電池パック２００内には３つのセルユニット１５６〜１５８が収容される。セルユニット１５６〜１５８は図８で示したセルパック１５０として形成され、セパレータ１５２によって保持されたものであり、それぞれ１４５００サイズのリチウムイオン電池のセル１５１が１０本ずつ直列接続されている。尚、図１２では１０本分のセルをまとめて１つの電池として図示しているので注意されたい。端子挿入口２２１〜２２５にはそれぞれ１〜４個の接続端子が、ターミナル部２７０、２８０の挿入方向に並べて配置される。端子挿入口２２２と端子挿入口２２４の組は、３６Ｖ用のターミナル部２７０に対応するものあり、正極入力端子２７１は端子群２３２のそれぞれと接触するように装着され、負極入力端子２７２は端子群２３４のそれぞれと接触するように装着される。
【００４８】
端子挿入口２２１と端子挿入口２２５の組は１０８Ｖ用のターミナル部２８０に対応するものあり、正極入力端子２８１は端子２３１と接触するように装着され、負極入力端子２８２は端子２３５と接触するように装着される。ターミナル部２８０の左右中央部には、出力電圧を切り替えるための接続素子２８３がさらに設けられる。接続素子２８３は端子挿入口２２３に挿入される。接続素子２８３は先端側（図中、電池パック２００に近い側）の導通部２８３ａと後端側の導通部２８３ｃを有し、それらの導通部２８３ａと２８３ｃの間に絶縁体２８３ｂを配置することによって、導通部２８３ａと導通部２８３ｃが電気的に非導通状態とされる。導通部２８３ａと２８３ｃの目的は、端子群２３３中の所定の端子間を短絡させるものであって、電気機器本体側では導通部２８３ａと２８３ｃから配線する必要がない。従って、接続素子２８３はターミナル部２８０と一体成形で形成される非導電体による接続素子基台に、導通部２８３ａと２８３ｃを形成する金属板を鋳込むようにして製造するか、又は非導電体による接続素子基台の外周面に金属板を張り付けるか又は外周面を金属メッキ等による導電処理することで製造すると良い。
【００４９】
図１３は端子２３１〜２３５の形状を示す図であり、（１）は上面図であり、（２）は端子群２３２の側面図（（１）のＢ方向からの矢視図）である。ここでは端子２３１、２３５と、端子２３２ａ、２３３ａ、２３４ａは従来から広く用いられている端子と同じ形状であり、平板をＵ字形状に曲げ、開口端部付近の両側側面を内側に向けて凸状にへこませたような形状にし、凸状部分による最狭部がターミナル部側の板状の端子の両面と接触するように形成される。端子２３１、２３５、２３２ａ、２３３ａ、２３４ａは、嵌合するターミナル部側の金属端子が後方側に貫通しないため、後方側が閉鎖された形状とされる。一方、その他の端子群、即ち端子２３２ｂ、２３２ｃ、２３３ｂ〜２３３ｄ、２３４ｂ、２３４ｃは、接触するターミナル部側の金属端子を前方から後方に貫通させた状態で嵌合するため、前方側だけでなく後方側にも開口部が形成される。（２）の側面図においてその具体型な形状を示しており、端子２３２ａは上端の後方付近（矢印２３６ａ）が閉鎖されているが、端子２３２ｂ、２３２ｃは前方側だけで無く後方側（矢印２３６ｂ、２３６ｃで示す付近）が開放されているような形状とされる。このため、図に示すようなターミナル部２７０が矢印２６５の方向に挿入されると、正極入力端子２７１と３つの端子２３２ａ〜２３２ｃに同時に接触することにより、それぞれが電気的に導通状態になる。この接続状態は、負極入力端子２７２と３つの端子２３４ａ〜２３４ｃにおいても同様となる。このように一つの端子挿入口において、複数の端子を装着方向と同方向（平行方向）に並べ、ターミナル部の電極板を用いて電池パック２００内のセルユニット１５６〜１５８の接続状態を並列接続と直列状態のいずれかに設定することができるようにした。
【００５０】
図１４は電池パック２００をターミナル部２７０、２８０に装着した時の状態を示す図であり、（１）は３６Ｖ出力状態、（２）は１０８Ｖ出力状態である。（１）に示す３６Ｖ出力の時のターミナル部２７０は、正極入力端子２７１と負極入力端子２７２を有する。正極入力端子２７１は、端子２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃと接触することによりこれらが導通する。端子２３２ａはセルユニット１５６の＋端子（正極）に接続されており、端子２３２ｂはセルユニット１５７の＋端子に接続されており、端子２３２ｃはセルユニット１５８の＋端子に接続されている。従って、正極入力端子２７１が３つのセルユニット１５６〜１５８の＋端子に接続されたことになる。同様にして負極入力端子２７２は、端子２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃと接触することによりこれらが導通する。端子２３４ａはセルユニット１５６の−端子（負極）に接続されており、端子２３４ｂはセルユニット１５７の−端子に接続されており、端子２３４ｃはセルユニット１５８の−端子に接続されている。従って、負極入力端子２７２が３つのセルユニット１５６〜１５８の−端子に接続されたことになる。尚、端子群２３３には何も接続されないため、端子２３３ａ〜２３３ｄは開放状態にされる。これらの結果、セルユニット１５６〜１５８が並列接続され、即ち定格３６Ｖの直流が正極入力端子２７１と負極入力端子２７２に出力されることになる。
【００５１】
図１４（２）は電池パック２００をターミナル部２８０に装着した時の状態を示す図である。１０８Ｖ出力の時のターミナル部２８０は、正極入力端子２８１と負極入力端子２８２と接続素子２８３を有する。正極入力端子２８１は、セルユニット１５６の＋端子と接続される端子２３１とだけ接触する。同様にして負極入力端子２８２は、セルユニット１５８の−端子と接続される端子２３５とだけ接触する。また接続素子２８３（接続端子）が４つの端子群（直列端子要素２３３ａ〜２３３ｄ）と接触するようにして挿入される。この接続素子２８３により、端子２３３ａと端子２３３ｂが導通部２８３ａ（図１２参照）により短絡し、端子２３３ｃと端子２３３ｄが導通部２８３ｃ（図１２参照）により短絡する。ここで、端子２３３ｂと端子２３３ｃの間は、接続素子２８３に形成された絶縁体２８３ｂ（図１２参照）によって非導電状態で保たれる。端子２３３ａはセルユニット１５６の−端子に接続され、端子２３３ｂはセルユニット１５７の＋端子に接続されるため、セルユニット１５６、１５７間の直列接続状態が確立される。同様にして、端子２３３ｃはセルユニット１５７の−端子に接続され、端子２３３ｄはセルユニット１５８の＋端子に接続されるため、セルユニット１５７、１５８間の直列接続状態が確立される。これらの導通状態の結果、セルユニット１５６〜１５８が直列接続され、定格１０８Ｖの直流が正極の端子２３１と負極の端子２３５出力されることになる。尚、端子群２３２と端子群２３４の各端子は開放状態にされる。
【００５２】
以上、第２の実施例によっても３６Ｖと１０８Ｖの切り替えが可能な電池パック２００を実現できた。この際、電動工具本体等の電気機器本体側のターミナル部２７０又は２８０を図示したような形状に設定しておくことによって、電池パック２００を装着するだけで電池パック２００側からの出力電圧が自動的に切り替わる。よって、作業者は電池電圧の切り替え作業に注意する必要は無い上に、設定電圧ミスによって電気機器本体側を破損する虞もない。さらに、電池パック２００を取り外した際に、３つのセルユニット１５６〜１５７が開放状態（非接続状態）とされるため、保管時や輸送時に最適な状態とすることができる。
【００５３】
第２の実施例を用いた電池パック２００の構造は、電圧切替式の電池パックだけに限られずに、電圧固定の電池パックにおいても有効に適用できる。そのような電池パックの構造を示したのが図１５である。図１５は１０８Ｖ専用の電池パック２００Ａの回路図を説明するための図である。ここでは、図１４（２）の端子群２３２、２３４を取り除いたものと同じ構造であり、端子群２３２、２３４の挿入位置に形成される端子挿入口２２２、２２４（共に図１１参照）は閉鎖される。１０８Ｖ用の電動機器本体は、正極入力端子２８１と負極入力端子２８２と接続素子２８３を有するターミナル部２８０を用いる。ターミナル部２８０の構造は図１２で示した構造と同一であり、接続素子２８３は先端側の導通部２８３ａと後端側の導通部２８３ｃを有し、それらの導通部２８３ａと２８３ｃの間が絶縁体２８３ｂによって電気的に非導電状態で接続されるものである。このように複数の端子群を用いて、ターミナル部２８０が接続されたときにセルユニット１５６〜１５８の直列接続状態を確立させるので、電気機器に電池パック２００Ａが装着されていない際に取り外した際に３つのセルユニット１５６〜１５７が非接続状態とされるため、保管時や輸送時に最適な状態とすることができる。
【００５４】
図１５（２）は別の変形例の電池パック２００Ｂを示す回路図である。（２）は（１）の接続素子２８３を左右方向に２つに分けて、第１接続端子２８５と第２接続端子２８６に分割したものである。この分割に併せて端子２３３ａ〜２３３ｄを横方向に分けて配置した。第１接続端子２８５は、セルユニット１５７の＋端子側と接続される端子２３３ａと、セルユニット１５６の−端子側と接続される端子２３３ｂを短絡させるための金属板である。同様にして、第２接続端子２８６は、セルユニット１５７の＋端子側と接続される端子２３３ａと、セルユニット１５６の−端子側と接続される端子２３３ｂを短絡させるための金属板である。この変形例でも（１）と同等の効果を得ることができる上に、端子２３３ａと２３３ｂ、２２３ｃと２３３ｄの設置スペースが小さくて済むので、既存の電池パックに実装する上では有利である。尚、図１５（２）の変形例において、端子挿入口を横方向に６列設けるようにすれば、（２）の構成に３６Ｖ出力用の端子群２３２、２３４（図１３参照）を配置することができ、前後方向の端子の長さを短くした電池パックを実現できる。
【実施例３】
【００５５】
次に図１６〜図２０を用いて本発明の第３の実施例を説明する。第３の実施例の電池パック３００においては、第１及び第２の実施例に比べて電池パックの出力電圧を、低電圧側と高電圧側の２段階に切り替えることができる点で共通する。しかしながら、第３の実施例では、３６Ｖと１０８Ｖのように電圧比を３倍で切り替えるのではなくて、１８Ｖと３６Ｖのように電圧比を２倍で切り替えるようにしたものである。図１６は本発明の第３の実施例に係る電池パック３００と、それに装着されるターミナル部３７０、３８０の形状を示す概略斜視図である。電池パック３００に装着可能な電気機器は、ターミナル部３７０を有する定格１８Ｖ機器と、ターミナル部３８０を有する定格３６Ｖ機器の２種類である。ターミナル部３７０、３８０にはそれぞれ、正極入力端子３７１、３８１と負極入力端子３７２、３８２の機器側電源端子が形成される。これらターミナル部３７０、３８０は電気機器本体側の電池パック装着部に設けられるものである。正極入力端子３７１、３８１と負極入力端子３７２、３８２は金属製の板状部材で形成され、これらを固定する基台部分は合成樹脂等の非導電体の成形品で形成される。
【００５６】
ここで図示される電池パック３００は、概略図であって下段面３１１と上段面３１５の間の段差部３１２から後方側にかけて、複数のスリット３２１〜３２４が形成される。これらスリット３２１〜３２４を含めた電池パック３００の上側形状は図７で示した電池パック１００の形状とほぼ同等の形状とすれば良いが、ここでは隆起部やラッチ部等の記載は省略している。１８Ｖ用のターミナル部３７０は、左右方向に幅が狭く構成され、３６Ｖ用のターミナル部３８０は左右方向の幅が広く構成される。これらのターミナル部３７０、３８０の幅の違いに応じて正極入力端子３７１と負極入力端子３７２の間隔は狭く形成され、正極入力端子３８１と負極入力端子３８２の間隔は広く形成され、低電圧用の端子組（３７１、３７２）の占める領域は、高電圧用の端子組（３８１、３８２）の占める範囲に含まれるように配置される。正極入力端子３７１と負極入力端子３７２は、スリット３２２とスリット３２３にそれぞれ挿入され、正極入力端子３８１と負極入力端子３８２は、スリット３２１とスリット３２４にそれぞれ挿入される。これらの端子とスリットの位置は、電動工具本体側の電池パック装着部に形成されたレール溝と、電池パック３００に形成されるレール部（ここでは図示を省略している）によって適切に案内される。このように電気機器本体側のターミナル部のクリップ（正極入力端子３７１、３８１と負極入力端子３７２、３８２）が挿入されるスリットを２パターン設け、ターミナル部のクリップの幅が異なる１８Ｖと３６Ｖの製品を取り付けることにより、出力切り替えを可能とした。作業者は電池パック３００を１８Ｖ用の電動工具等の電気機器本体又は３６Ｖ用の電気機器本体に単に装着するだけで、電池パック３００から適切な出力電圧を得ることができる。
【００５７】
図１７は、電池パック３００の内部、特に段差部３１２（図１７参照）の後方側であってスリット３２１〜３２４の位置付近（端子配置領域）に配置される電圧切替機構３２０の構成パーツを示す図である。電圧切替機構３２０は切替スイッチ手段であり、金属製の端子部材が鋳込まれた合成樹脂製の２つの可動案内部材３３０、３４０を有し、これらはスプリング３４８等の付勢手段によって、電池パック３００の電気機器本体への装着方向に対して交差する方向においてお互いが離れるように付勢される。可動案内部材３３０、３４０の左右両側付近と中央付近後方側には、接点端子（３５１〜３５４）が４つ設けられる。可動案内部材３３０、３４０には、正極入力端子３７１と負極入力端子３７２が挿入されるための端子装着部３３１、３４１が形成される。図１７（１）の左側の図は電池パック３００が電気機器本体に装着されていない時の可動案内部材３３０、３４０の位置を示しており、この状態では正極入力端子３７１と負極入力端子３７２を、端子装着部３３１、３４１にそのまま挿入させることができる。一方、図１７（２）の左側の図に示すようにターミナル部３８０を装着するときは状況が異なる。正極入力端子３８１と負極入力端子３８２に対して電池パック３００を相対移動させると、正極入力端子３８１が可動案内部材３３０の傾斜部３３２に接触し、負極入力端子３８２が可動案内部材３４０の傾斜部３４２に接触する。これはスプリング３４８の作用によって可動案内部材３３０、３４０の平行面３３３、３４３が正極入力端子３８１と負極入力端子３８２の間隔よりも広い間隔の位置に静止しているためである。
【００５８】
正極入力端子３８１が傾斜部３３２に接触しながら、負極入力端子３８２が傾斜部３４２に接触しながらターミナル部３８０が矢印３４９のように押し込まれると、すなわち、正極入力端子３８１、負極入力端子３８２がそれぞれ、スリット３２１、３２４（図１７参照）に挿入されていくと、スプリング３４８を圧縮しながら可動案内部材３３０、３４０が内側に向けて矢印３３６、３４６の方向（互いに近づく方向）に移動する。尚、本実施例での説明では、ターミナル部３８０を電池パック３００に近づけるように図示した矢印３４９の意味は、電池パック３００側との距離が縮まることを意味するだけであって、便宜上方向を示したにすぎず、固定した電動機器本体側に電池パック３００側を移動させる場合と、電池パック３００側に電動機器本体側を移動させる場合の双方を含む。本実施例では理解の容易性から、これらの相対移動をターミナル部３８０が矢印３４９のように電池パック３００側に移動するとして説明したが、どちら側を移動させても装着後の状態は同じである。
【００５９】
可動案内部材３３０、３４０が矢印３３６、３４６の方向に移動しながらターミナル部３８０がさらに挿入されると、スプリング３４８がさらに圧縮されて可動案内部材３３０、３４０がさらに互いに接近するので、正極入力端子３８１が可動案内部材３３０の外側（右側）の平行面３３３と第１＋端子（第１正極端子）３５１の間に入り込み、同様にして負極入力端子３８２が可動案内部材３４０の外側（左側）の平行面３４３と第２−端子（第２負極端子）３５４の間に入り込む。この入り込んだ状態で矢印３４９の方向の所定位置まで移動したら、電池パック３００の装着完了である。この可動案内部材３３０、３４０の移動によって、同時に中間端子３３５、３４５の位置も移動して、それらの最接近点が“非接触”状態から“接触”状態に変わって導通することになる。さらに、可動案内部材３３０、３４０と端子３５１〜３５４との接触状態が変わり、この結果ターミナル部３８０には定格３６Ｖの直流が出力されることになる。
【００６０】
図１８は、可動案内部材３３０、３４０と端子３５１〜３５４を用いた電圧切替機構３２０を説明するための図である。同図（１）は電圧切替機構３２０の電池パック３００内での収容位置を示す図である。同図（１）において電圧切替機構３２０は、電池パックの下段面３１１と上段面３１５により形成される段差部３１２よりも後方側であって、上面視では複数のスリット３２１〜３２４（図１７参照）の配置位置と重複する位置に収容される。可動案内部材３３０、３４０は端子基板３６０（図１８（３）参照）上において、左右方向に移動する可動部材であり、４つの接点端子（３５１〜３５４）は端子基板３６０に固定されて動かない非可動部材である。
【００６１】
図１８（２）は電圧切替機構３２０の上面から見た展開図であり、各部品の構成がわかるように距離的に離して図示している。同図（２）において、可動案内部材３３０は、上面視で四角形の部材と三角形の部材を連結したような基本形状であって、基本形状部分はプラスチック等の合成樹脂で製造される。合成樹脂部分には、金属製の中間端子３３５が鋳込まれ、これらは強固に固定される。中間端子３３５は後方側に２つの接触子３３５ｃと３３５ｄが形成され、端子装着部３３１の間に延びるようにして前方側に延在してターミナル部３７０の正極入力端子３７１と接触するために内側から外側に凸状に曲げられた接触子３３５ａが形成され、内側部分（図中、可動案内部材３３０の左側）には他方の可動案内部材３４０側の中間端子３４５の接触子３４５ｂと接触する接触子３３５ｂが形成される。可動案内部材３４０とそれに鋳込まれる中間端子３４５は、可動案内部材３３０と中間端子３３５と左右対称に形成されるものである。中間端子３４５は後方側に２つの接触子３４５ｃと３４５ｄが形成され、端子装着部３４１の間に延びるようにして前方側に延在してターミナル部３７０の負極入力端子３７２と接触するために内側から外側に向けて凸状に曲げられた接触子３４５ａが形成され、内側部分（図中、可動案内部材３４０の右側）には他方の中間端子３３５の接触子３３５ｂと接触する接触子３４５ｂが形成される。接触子３３５ａと３４５ａが低い電圧を出力する低電圧用端子組であって第一電源端子を構成する。可動案内部材３３０、３４０の間にはスプリング３４８（図１８（２）では図示省略）が鋳込まれ、成形時点において可動案内部材３３０、３４０が弾性体を介して連結される。スプリング３４８は金属製の圧縮コイルバネである。
【００６２】
中間端子３３５、３４５の後方側には、４つの端子３５１〜３５４が配置される。左右方向で中央寄りに配置されるのは、第一セルユニットの＋端子（正極端子）に接続される第２＋端子（第２正極端子）３５２と、第１セルユニットの−端子（負極端子）に接続される第１−端子（第１負極端子）３５３である。第２＋端子３５２には、前方側に凸状に曲げられ左右方向に並んで配置した接触子３５２ａ、３５２ｂが形成され、第１−端子３５３には前方側に凸状に曲げられ左右方向に並んで配置した接触子３５３ａ、３５３ｂが形成される。接触子３３５ｃは接触子３５２ａ、３５２ｂのいずれかと択一的に接触し、接触子３４５ｃは接触子３５３ａ、３５３ｂのいずれかと択一的に接触する。
【００６３】
中間端子３３５の右側には第１＋端子（第１正極端子）３５１が配置され、中間端子３４５の左側には第２−端子（第２負極端子）３５４が配置される。第１＋端子３５１は上面視で略Ｌ字状に折り曲げられた部材であり、前側に位置する一方の端部には、ターミナル部３８０の正極入力端子３８１（図１７参照）と接触するために外側から内側に向けて凸状に曲げられた接触子３５１ａが形成され、後方に位置する他方の端部には、中間端子３３５の接触子３３５ｄと接触するために前側に凸状に曲げられた接触子３５１ｂが形成される。第２−端子３５４は接触子３５１ｂと左右対称の形状とされ、前側に位置する一方の端部には、ターミナル部３８０の負極入力端子３８２（図１７参照）と接触するために凸状に曲げられた接触子３５４ａが形成され、後方に位置する他方の端部には、中間端子３４５の接触子３４５ｄと接触するために凸状に曲げられた接触子３５４ｂが形成される。接触子３５１ａと３５４ａが高い電圧を出力する高電圧用端子組であって第２電源端子を構成する。
【００６４】
図１８（３）は、同図（１）のＣ−Ｃ部の断面図である。可動案内部材３３０は上側を電池パック３００の上ケース３１０にて覆われ、下側は端子基板３６０によって左右方向に摺動可能なように保持される。端子基板３６０の上面には、上側に向けて凸状に突出し、左右方向に直線状に延びる案内レール３６１が形成される。また、上ケース３１０の上段面３１５の内側壁には、左右方向に直線状に延びるように設けられた案内レール３１６が形成される。一方、可動案内部材３３０の上側面には左右方向に連続して形成される案内溝部３３４ａが形成され、下側面には左右方向に連続して形成される案内溝部３３４ｂが形成される。尚、図１８（３）以外の図では可動案内部材３３０の案内溝部３３４ａと、可動案内部材３４０側に設けられる案内溝部の図示をしていないので注意されたい。
【００６５】
このように案内溝部３３４ｂが案内レール３６１により案内され、案内溝部３３４ａが案内レール３１６により案内されることによって、可動案内部材３３０は電池パック３００の装着方向と交差する方向に移動可能となる。可動案内部材３４０側も同様にして、案内溝部と案内レールが形成され、それらによって案内されることによって、可動案内部材３４０が電池パック３００の装着方向と交差する方向（左右方向）にスムーズに摺動可能となり、装着方向と同方向（前後方向）には移動しないことになる。中間端子３３５は可動案内部材３３０に固定されるため、端子基板３６０とはほぼ非接触となるように配置される。第２＋端子３５２は固定用のピン部３５２ｃが端子基板３６０の内部に嵌合し、接続用のピンが端子基板３６０を貫通して半田付けされる。なお、ピン部３５２ｃとピンを分けずにピン部３５２ｃを半田付けしても良い。
【００６６】
以上、第３の実施例によれば端子基板３６０の上面において、電池パック３００の装着方向と交差する方向に移動可能な複数の可動案内部材（３３０、３４０）によって、複数のセルユニットを並列に接続するか直列に接続するかを切り替えることができるので、電圧の自動切り替え機構を実現した電池パック３００を実現できた。尚、本実施例では可動案内部材３３０の移動方向は電池パック３００の装着方向と直交するようにしているが、必ずしも９０度の交差角に限られる訳で無く、９０度よりも所定の角度だけ増減させて斜めに交差するように移動させても良い。このように第３の実施例では、可動案内部材３３０、３４０を電池パック３００の装着方向において、端子３５１〜３５４、３３５、３４５の配置領域（スリット３２１〜３２４が配置されている領域）に配置しているので、電池パックを大きくすることなく電圧の切り替えを行うことができる。
【００６７】
次に、図１９を用いて定格１８Ｖの電動機器本体と接続される時の電圧切替機構３２０によるセルユニットの接続状態を説明する。図１９は（１）がターミナル部３７０を電池パック３００に装着する前の状態を示している。同図（２）が装着後の状態を示すもので、４つの端子３５１〜３５４からセルユニット３５６、３５７への結線状態を回路図として示している。電池パック３００には２つのセルユニット３５６、３５７が収容される。セルユニット３５６、３５７はそれぞれ５本のリチウムイオン電池のセル１６１が直列に接続された集合体であって、その出力は定格１８Ｖである。セルユニット（第１セルユニット）３５６の＋出力（プラス出力）は第１＋端子３５１にリード線により配線され、−出力（マイナス出力）は第１−端子３５３にリード線により配線される。同様にして、セルユニット（第２セルユニット）３５７の＋出力は第２＋端子３５２にリード線により配線され、−出力は第２−端子３５４にリード線により配線される。
【００６８】
ターミナル部３７０が装着されていない場合は、可動案内部材３３０、３４０はスプリング３４８によって互いに離反するように付勢される。この状態では接触子３３５ｂと接触子３４５ｂは離反しており非接触状態である。図１９（１）の状態からターミナル部３７０が装着されると、同図（２）に示すようにターミナル部３７０の正極入力端子３７１がスリット３２２（図１７参照）を介して端子装着部３３１内に収容され、その結果、接触子３３５ｂと正極入力端子３７１が接触する。同様にして負極入力端子３７２がスリット３２３（図１７参照）を介して端子装着部３４１に収容され、その結果、接触子３４５ｂと負極入力端子３７２が接触する。しかしながら可動案内部材３３０と３４０は矢印３４９と同方向にも直交する方向（左右方向又は上下方向）にも移動しないため、中間端子３３５、３４５と４つの端子３５１〜３５４との接触関係に変化はない。この状態では接触子３３５ｄと３５１ｂが接触し、接触子３３５ｃと３５２ａが接触し、接触子３４５ｃと３５３ａが接触し、接触子３４５ｄと３５４ｂが接触する。これら接触子の接触の結果、正極入力端子３７１からセルユニット３５６、３５７の＋出力（プラス出力、正極端子）への接続経路が確立され、負極入力端子３７２からセルユニット３５６、３５７の−出力（マイナス出力、負極端子）への接続経路が確立され、２つのセルユニット３５６、３５７は並列接続され、その出力、即ち定格１８Ｖの直流が電池パック３００から出力されることになる。
【００６９】
図２０は（１）がターミナル部３８０を電池パック３００に装着する前の状態を示し、（２）が装着後の状態を示すもので、４つの端子３５１〜３５４からセルユニット３５６、３５７への結線状態を回路図で示している。図２０（１）に示すように、ターミナル部３８０が装着されていない場合は、可動案内部材３３０、３４０はスプリング３４８によって互いに離反するように付勢される。この状態では接触子３３５ｂと接触子３４５ｂは離反しており非接触状態である。同図（１）の状態からターミナル部３８０が装着されると、正極入力端子３８１がスリット３２１（図１７参照）を介して傾斜部３３２に接触するが、接触したままターミナル部３８０を押し込む（又は、電池パック３００をターミナル部３８０側に移動させる）と、傾斜部３３２が正極入力端子３８１の内側に逃げるようにして移動するため、可動案内部材３３０が矢印３３６の方向にスプリング３４８を圧縮しながら移動する。同様にして負極入力端子３８２がスリット３２４（図１７参照）を介して傾斜部３４２に接触しながら押し込まれると、傾斜部３４２が正極入力端子３８１の内側に逃げるようにして移動するため、可動案内部材３４０が矢印３４６の方向にスプリング３４８を圧縮しながら移動する。可動案内部材３３０が内側に移動すると、正極入力端子３８１は傾斜部３３２よりも側方側に位置する平行面３３３と第１＋端子３５１の間に入り込み、スプリング３４８の付勢によってその状態（図２０（２）で示す状態）にて保持され、正極入力端子３８１が第１＋端子３５１の接触子３５１ａと良好に接触する。同様にして可動案内部材３４０が内側に移動すると、負極入力端子３８２は傾斜部３４２よりも側方側に位置する平行面３４３と第２−端子３５４の間に入り込み、その状態（同図（２）で示す状態）にて保持され、負極入力端子３８２が第２−端子３５４の接触子３５４ａと良好に接触する。
【００７０】
可動案内部材３３０、３４０が内側に移動すると他の接触子の接触関係も変化する。まず中間端子３３５の接触子３３５ｂと中間端子３４５の接触子３４５ｂが接触することにより、中間端子３３５と３４５が導通状態になる。また、中間端子３３５の接触子３３５ｃと接触するのが、図２０（１）で示すような接触子３５２ａから同図（２）で示すように接触子３５２ｂに切り替わり、中間端子３３５の接触子３３５ｄと第１＋端子３５１の接触子３５１ｂとの接続状態が解消される。同様にして、中間端子３４５の接触子３４５ｃと接触するのが、同図（１）で示すような接触子３５３ａから同図（２）で示すように接触子３５３ｂに切り替わり、中間端子３４５の接触子３４５ｄと第２−端子３５４の接触子３５４ｂとの接続状態が解消される。これら接触子の接触状態の切り替えの結果、正極入力端子３８１からセルユニット３５６の＋出力（プラス出力、正極端子）への接続経路が確立され、セルユニット３５６の−出力（マイナス出力、負極端子）からセルユニット３５７の＋出力への接続経路が確立され、セルユニット３５７の−出力から負極入力端子３８２への接続経路が確立される。この接続は、２つのセルユニット３５６、３５７の直列接続であって、電池パック３００から定格３６Ｖの直流が出力されることになる。尚、電圧切替機構３２０の可動案内部材３３０、３４０はスプリング３４８によって付勢されているので、図２０（２）の状態からターミナル部３８０を取り外した場合は、元の同図（１）の状態に戻るため、セルユニット３５６と３５７の直列接続状態は自動的に解消され、並列接続状態に戻る。
【００７１】
以上のように、可動案内部材３３０、３４０を用いた電圧切替機構３２０を実現することによって、作業者は電池パック３００を定格１８Ｖの電気機器本体又は定格３６Ｖの電気機器本体のいずれかに単に装着するだけで、電気機器本体に対して最適な出力電圧を得ることができる。尚、上述した第３の実施例は、電圧比が２倍であれば、他の電圧、例えば５４Ｖ／１０８Ｖの切替をおこなう電池パックにおいても実現可能である。さらに、可動案内部材を３つ用いることによって切り替え電圧比が３倍となるような切り替え機構を実現しても良い
【実施例４】
【００７２】
次に、本発明の第４の実施例に係る電池パック４００を図２１〜図２８を用いて説明する。図２１は電池パック４００の斜視図であり、（１）は出力１８Ｖの時の状態を示し、（２）は出力３６Ｖの時の状態を示す。第４の実施例では、１８Ｖと３６Ｖの出力電圧の切り替えを作業者が切替スイッチにより手動で行うようにした。そのため、電池パック４００の上側の一部に、切替スイッチの操作レバー（操作部）４５２を設けた。その他の基本構成は、従来から用いられている１８Ｖ用の電池パックと互換に構成した。電池パック４００の上側には、レール部４３８ａ、４３８ｂと、複数のスロット群と、接続用の接点端子を有する電池パックの装着機構が設けられる。左右両側に配置されるレール部４３８ａ、４３８ｂの上側は上段面４１５になっており、上段面４１５の前方側の下段面４１１との境界は段差部４１２となっており、段差部４１２から後方側に向けて複数のスロットが形成された端子配置領域４２０が設けられる。更に、上段面４１５の後部にはその上面から上方に突出する隆起部４３２が上面視で略コの字状に設けられており、操作レバー４５２を隆起部４３２で囲まれた領域に配置している。端子配置領域４２０では８つのスロットが形成され、＋出力と−出力に加えて様々な信号が出力される。上段面４１５と同一面であって、隆起部４３２の左右ほぼ中央付近にはハウジング内への通風口を配置するための窪み部分とされたストッパ部４３１が形成される。
【００７３】
従来の１８Ｖ用の電動工具で用いられる電池パックに対して、互換性を阻害しない位置に操作レバー４５２が設けられる。操作レバー４５２は、電気機器に装着して通電中には操作できないようにすることが重要であるので、本実施例では、電池パック４００の上段面４１５の後方側であって、レール部４３８ａ、４３８ｂよりも後方側の距離Ｌの範囲内にスイッチ機構の操作レバー４５２が設けられる。操作レバー４５２の設けられる位置は、ストッパ部４３１として利用する空間内であって、ラッチ４４１を有するラッチ機構と前後方向にオーバーラップする領域内である。操作レバー４５２の周囲には、その可動範囲を確保するための切り抜き部４３５が形成され、切り抜き部４３５を避けるようにして窪み部分の左側部分に冷却風取入れ用のスリット４３４が形成される。（１）は１８Ｖ出力時の状態を示し、この状態において操作レバー４５２まで含めた右側部分の幅Ｗ１は、左側部分の幅Ｗ３と同じに設定され、ストッパ部４３１の左右方向の幅Ｓ２は、従来から市販されている１８Ｖ用の電池パックと同じになるようにすると良い。右側部分の幅Ｗ１を実現するために、右側部分の隆起部４３２の幅Ｗ２は、従来よりもわずかに小さく形成される。このように構成した結果、本実施例による電池パック４００を、従来の１８Ｖ用の電気機器にそのまま装着することができる。
【００７４】
図２１（２）は電池パック４００の出力電圧を３６Ｖに設定した時の状態である。３６Ｖ出力の際には、揺動式の操作レバー４５２を矢印４７１の方向に移動させて第２の位置に位置づける。電圧を１８Ｖに戻すときは（２）の状態から操作レバー４５２を矢印４７１と反対方向に移動させる。この第２の位置は、隆起部４３２の左右中央付近に形成される略長方体の空間内に操作レバー４５２が突出するような状態にある。この操作レバー４５２のストッパ部４３１内への突出現象を利用することで、操作レバー４５２が突出して第２の位置にある状態、即ち３６Ｖ出力に設定されている際にはストッパ部４３１の左右方向の幅がＳ１からＳ２のように小さく限定されるようにした。これは電池パック４００が３６Ｖ設定のままでは、１８Ｖ用の電気機器の電池パック装着部には取り付けができないことを意味する。以上のように、電圧切替用のスイッチの取り付け位置を工夫して、操作レバー４５２を３６Ｖ側に設定した際には、１８Ｖ用の電気機器には装着できないようにした。また、操作レバー４５２の設置位置は、電池パック４００を電気機器本体側に装着している最中には操作できない位置にあるので、電気機器の稼働中に電圧を切り替えてしまう虞を確実に防止できる。
【００７５】
図２２は定格１８Ｖの電気機器の一例である電動工具１Ａの形状を示す斜視図である。電動工具本体１Ａは、インパクトドライバであって略円筒形の胴体部２から下方に延びるハンドル部３を有し、ハンドル部３の下側には電池パック装着部１０Ａが形成される。電池パック装着部１０Ａの一部には、電池パック４００の装着方向への相対移動を阻害するためと、電池パックの装着の位置決め用の突起部４４が形成され、突起部４４がストッパ部４３１に当接するようにして電池パック４００が装着される。ここで突起部４４は、左右方向に２分割で形成される電動工具本体１Ａのハウジングのネジ止め用のボスを兼ねていることもあり、左右方向に所定の幅Ｓ１を有するように構成している。従って、操作レバー４５２を１８Ｖモード側に設定している際には、電池パック４００を電動工具本体１Ａにスムーズに装着することができる。一方、操作レバー４５２を３６Ｖモード側に設定している際には、操作レバー４５２がストッパ部４３１の内側に突出して、ストッパ部４３１の左右方向の幅がＳ２（図２１（２）参照）のように小さくなるため突起部４４と干渉してしまい、電池パック４００を電動工具本体１Ａには装着できない。従って、作業者が対象とする電動工具本体１Ａとは異なる電圧設定をしたままで電池パック４００を装着することを防止できる。
【００７６】
図２３は定格３６Ｖの電気機器の一例である電動工具本体４８０の形状を示す斜視図である。本実施例において１８Ｖと３６Ｖ用の切替式の電池パック４００を実現するにあたり、３６Ｖ用の電動工具本体４８０の電池パック装着部４８１の形状が図２２に示す電池パック装着部４８１とほぼ形状とされる。しかしながら、突起部４８４の幅だけがＳ２（＜Ｓ１）のように小さく形成されており、操作レバー４５２が３６Ｖ側であって、左方向に突出している場合でも電池パック４００を電動工具本体４８０に装着できるようになっている。
【００７７】
図２４は電池パック４００の上ケース４１０（図２１参照）を取り外した状態の斜視図である。スイッチ機構４５０は、セル１５１Ａが５本ずつ直列接続された２組のセルユニットを、並列接続又は直列接続に切り替えるためのスイッチである。セル１５１Ａは、１８６５０サイズのリチウムイオン電池であり、上下２段、前後方向に５本の計１０本が収容される。セル１５１Ａは合成樹脂製のセパレータ１５２Ａに収容された状態で下ケース４０１内に配置される。セパレータ１５２Ａの上側には複数の端子４２１〜４２７を固定するための端子基板４７０が配置され、端子基板４７０の後方側にはスイッチ機構４５０が設けられる。スイッチ機構４５０はスイッチケース４５１の内部から延在し、端子基板４７０に半田付けされる４つの接点（４６１、４６２と図２５で後述する４６４，４６５）を有する。ここではスイッチケース４５１が電池パック４００から見るとインナーケースとなる関係であり、スイッチ機構４５０内の接点部材はインナーケース内に収容されることになる。スイッチケース４５１の長手方向中心線Ｃ１が電池パック４００の装着方向線Ｂ１と所定の角度を有するようにスイッチ機構４５０が斜めに配置されるが、これは上ケース４１０と下ケース４０１の間の限られた範囲内にスイッチ機構４５０を収容するためである。また、スイッチ機構４５０は、左右方向（装着方向と交差する方向）に見て一対のレール部４３８ａ、４３８ｂ（図２１参照）の間に配置され、前後方向（装着方向）に見てレール部４３８ａ、４３８ｂの後方側に配置される。
【００７８】
複数の端子４２１〜４２７のうち端子４２２が＋出力端子（正極端子）となり、端子４２６が−出力端子（負極端子）となる。図２４（２）は作業者が操作レバー４５２を矢印θの方向に揺動させることにより第１の位置から第２の位置に切り替えて、スイッチ機構４５０の回路を並列接続側から直列接続側、即ち、出力１８Ｖ側から出力３６Ｖ側に設定した状態を示す図である。この操作レバー４５２の位置とした際には、収容されたセル１５１Ａが１０本の直列接続状態となり、端子４２２と４２６から定格電圧３６Ｖの直流が出力される。
【００７９】
図２５は、１８Ｖ出力、３６Ｖ出力時の電池パック４００の接続状態を示す回路図である。電池パック４００内には５本のセル１５１Ａが直列接続された第１のセルユニット３５６と第２のセルユニット３５７が収容されており、セルユニット３５６の＋出力（＋端子）は正極端子４２２に接続され、セルユニット３５７の−出力（−端子）は負極端子４２６に接続される。スイッチ機構４５０内は６つの接点４６１ａ、４６２ａ、４６３ａ、４６３ｂ、４６４、４６５が設けられ、操作レバー４５２（図２４参照）によって移動する切替素子４５５によってこれらの接続状態が変化する。切替素子４５５の揺動支点側は、接続端子４６４と４６５に接続される。接続端子４６４はセルユニット３５６の−出力（−端子）に接続され、接続端子４６５はセルユニット３５７＋出力（＋端子）に接続される。さらに、セルユニット３５６の＋出力（＋端子）は接点４６１ａに接続され、セルユニット３５７の−出力（−端子）は接点４６２ａに接続される。さらに短絡用の接続端子４６３（後述する図２６参照）によって接点４６３ａと接点４６３ｂが接続される。（１）に示す１８Ｖ出力状態時には、切替素子４５５によって接続端子４６４と接点４６２ａが接続され、接続端子４６５と接点４６１ａが接続される。これらの接続関係によって、セルユニット３５６、３５７のそれぞれの＋出力（＋端子）が正極端子４２２に接続され、セルユニット３５６、３５７のそれぞれの−出力（−端子）が負極端子４２６に接続されることになり、２組のセルユニット３５６、３５７が並列接続されて電池パック４００から定格１８Ｖが出力される。
【００８０】
図２５（２）のようにスイッチ機構４５０を切り替えて３６Ｖ出力とした際には、切替素子４５５に接続される接点が変更され、接続端子４６４は接点４６３ａに接続され、接続端子４６５は接点４６３ｂに接続される。つまり接点４６３ａと４６３ｂは、接続端子４６３（後述する図２６参照）によって短絡されることになり、この結果、セルユニット３５６の−端子（−出力）はセルユニット３５７の＋端子（＋出力）と接続される。一方、接点４６１ａと４６２ａは共に開放状態とされる。このようにしてセルユニット３５６と３５７が直列接続され、その＋出力が正極端子４２２に接続され、−出力が負極端子４２６に接続される。
【００８１】
図２６は、スイッチケース４５１内における接点端子４６１〜４６５の形状を示す図である。接点端子４６１〜４６５は金属の部材により構成され、スイッチケース４５１の内部に収容され、接続端子４６３を除く接点端子４６１、４６２、４６４、４６５の一部が配線用にスイッチケース４５１の外部に露出する。尚、接点端子４６１〜４６５の形状を示すために、ここでは図２７及び図２８で後述する切替素子４５５の記載を省略していることに注意されたい。スイッチ機構４５０は、スイッチケース４５１の外部に露出する４つの端子が形成された、２回路２接点スイッチである。接点端子４６１、４６２の一部が延在して端子基板４７０（図２４参照）に接続され、接続端子４６４、４６５が電力線によってセルユニット３５６の−出力（−端子）と、セルユニット３５７の＋出力（＋端子）に接続される。スイッチケース４５１の短辺側の一方には、略正方形の平面状の４つの接点４６２ａ、４６３ａ、４６４ａ、４６４ｂが所定の間隔を隔てて配置される。ここでは接点４６２ａ、４６３ａ、４６４ａ、４６４ｂの水平方向の開口側に半円筒状に曲げられたラッチ爪４６２ｂ、４６３ｃ、４６３ｄ、４６４ｃが形成される。ラッチ爪４６２ｂ、４６３ｃ、４６３ｄ、４６４ｃは、後述する接続端子４６３が接点４６２ａと接点４６４ａ側、又は、接点４６３ａと接点４６４ｂ側のいずれか側に位置する際に、金属部材のバネ力によって容易に接触状態が解消されないようにする、いわばラッチ機構として作用する。ここでは接点４６２ａと接点４６４ａ、又は、接点４６３ａと接点４６４ｂのいずれか一方側が短絡されることになる。スイッチケース４５１の短辺側の他方には、平面状に形成された４つの接点４６１ａ、４６３ｂ、４６５ａ、４６５ｂが所定の間隔を隔てて配置される。ここでは接点４６１ａと接点４６５ａ、又は、接点４６３ｂと接点４６５ｂのいずれかが短絡されることになる。
【００８２】
図２７はスイッチケース４５１の内部構造を示す斜視図である。図２６に比べて切替素子４５５も図示した。切替素子４５５は揺動軸４５３を中心に所定範囲で揺動可能に構成され、各接点間を短絡するためのＵ字状の湾曲された金属部材４５６と４５７を保持する。切替素子４５５の揺動軸４５３を隔てた反対側には、操作レバー４５２（図２４参照）を固定するための操作片４５４が形成される。図２７では操作片４５４の形状を平面状に図示しているが、図２４で示すように切り抜き部４３５（図２１参照）の開口を覆うような形状にすると共にその上側に延びるレバー状の操作部（操作レバー４５２）と一体に形成してもよい。操作片４５４、切替素子４５５、操作レバー４５２、揺動軸４５３は、合成樹脂の一体成形により製造できる。切替素子４５５は上下方向に並ぶ接点間の接続をする目的であるため、合成樹脂の成形品に金属部材４５６、４５７を固定又は鋳込んで形成するか、またはスプリング等で付勢して固定させるようにしてもよい。金属部材４５６、４５７は上面視でＵ字状に曲げられた金属の板材であって、Ｕ字状の湾曲部分が接点側に向くように配置される。図２７に示す切替素子４５５は揺動軸４５３を中心に揺動されたことにより、金属部材４５６が接点４６２ａと４６４ｂを短絡し、金属部材４５７が接点４６１ａと接点４６５ａを短絡する。
【００８３】
図２８は切替素子４５５を揺動して３６Ｖ出力状態時のスイッチケース４５１の内部構造を示す斜視図である。図２８に示す切替素子４５５の位置では、揺動軸４５３から見て外側の金属部材４５６が接点４６３ａと接点４６４ｂを短絡し、内側の金属部材４５７が接点４６３ｂと接点４６５ｂを短絡する。この切替素子４５５による切替の結果、図２５（２）の回路図で示したようなセルユニット３５６と３５７の直列出力が得られることになる。第４の実施例ではスイッチ機構４５０を回動式とすることで、切替動作が安定し、粉塵等による接点の動作悪化を抑制することが可能となる。また、高電圧の設定時に低電圧用の電気機器を装着できないように構成することで、電気機器の破損を抑制することが可能となる。さらに出力切替を手動スイッチ式とすることで、切替機構の訴求力向上を図ることが可能となる。さらに切替機構のケースを設けることで、粉塵等の接点部への流入を抑制でき、接点不良を抑制することが可能となる。
【００８４】
以上説明したように、第４の実施例においては、スイッチ機構４５０を用いて手動にて電圧切替えが可能とされた電池パック４００を実現できた。しかも、電気機器本体側の突起部４４（図２参照）又は突起部４８４（図２３参照）の幅を変えることにより、低電圧側の電気機器本体に高電圧側に設定された電池パックを装着してしまうミスを防止することができる。更に、スイッチ機構４５０を、装着方向に見てラッチ収容領域とオーバーラップする範囲、言い換えると、装着方向で見てレール部４３８ａと４３８ｂ（図２１参照）よりも後方側に配置している。そのため、電池パック４００の左右方向の寸法が大きくなることを抑えることができる。更に、スイッチ機構４５０を隆起部４３２で囲まれた領域に配置することで、電池パック４００を電動工具本体に装着した際に、スイッチ機構４５０が外部に露出することがない。尚、３６Ｖ用の電動工具本体に、１８Ｖにセットした電池パック４００を装着しても実害はない。これは定格１８Ｖの直流を３６Ｖ用機器に装着しても、電池パックの使用可能下限電圧（例えば２４Ｖ）以下となって、電動工具が動作しないためである。このような低い電圧では、電動工具のモータを駆動することは難しいが、電動工具の演算部を動作させることは可能である。従って、電動工具本体側にブザーやその他の手段を設けて、高電圧に適合する電気機器本体に切替スイッチが低電圧状態のまま装着しようとした際に電池電圧の設定ミスを知らせる警告音を発するようにしても良い。このアラームは音だけに限られずに、ＬＥＤランプを利用した光の点滅によるアラーム表示を行うようにしても良いし、モータをわずかに駆動させて人為的な振動を発生させて振動により伝達しても良いし、その他の報知手段で合っても良い。
【００８５】
図２９は第４の実施例の変形例であって、高電圧用の電気機器本体４８０Ａへ１８Ｖに設定した電池パック４００を装着できないようにした構成を示す図である。ここでは、３６Ｖ用の電気機器たる電動工具本体４８０Ａ側の電池パック装着部４８１に形成され突起部４８４に隣接して、第２の突起部４８５を設けたものである。第２の突起部４８５の形状は、下側から上方向を見た際に略三角形の形状とされる。突起部４８５の前側頂点の位置は、１８Ｖに設定した際の電池パック４００の操作レバー４５２の位置と一致するように形成され、操作レバー４５２が１８Ｖのままでは電池パック４００が装着できない。このように構成することにより電池パック４００の装着ミスを効果的に防止することができる。上述の誤装着防止機構は、電池パック４００を装着する際に誤りに気がつくようにしたものであるが、本変形例ではさらに電池パック側の一部に出力電圧の切り替え状況がわかる表示窓４９０を設けて、作業者が設定電圧を一目で見てわかるように構成した。表示窓４９０は、切り抜かれた開口又は透明素材による窓であり、内部にスイッチ機構４５０の操作レバー４５２の移動に伴う表示態様が切り替わるようにした。表示窓４９０を形成する位置は、作業者が電池パック４００を装着する時に見やすい位置、例えば、後方側上部で左右に設けられたラッチ４４１の間付近の後壁面に配置すると良い。ここでは電池パック４００Ａを１８Ｖ設定とした際には矢印４９１に示すように赤く表示されるようにし、電池パック４００Ａを３６Ｖ設定とした際には矢印４９２のように別の色で表示されるようにした。しかしながら、表示窓４９０内の表示形態を変えるのは色だけに限定されずに、表示窓４９０の大きさをさらに大きくして、表示窓４９０の内側に“１８Ｖ”又は“３６Ｖ”と文字で表示するように切り替えても良いし、その他の文字、図形又は色彩の組み合わせで表示するようにしても良い。以上のように構成することにより、作業者にとっても電池電圧の状態を一目でわかるように構成できた。
【実施例５】
【００８６】
次に図３０及び図３１を用いて本発明の第５の実施例を説明する。第５の実施例の電池パック５００においては、第４の実施例と同様に１８Ｖと３６Ｖを切替スイッチにより切り替え可能としたが、切替スイッチを作業者が手動でおこなうのではなく、電池パック５００が電気機器本体に装着された際に、自動的に本体側の定格電圧に対応した出力電圧に切り替わるように構成した。ここでは電動工具本体側の突出部（図２の２４、図２３の４４）の幅に対応して、２つのスイッチレバー５７２、５７７が自動的に移動することによって切替スイッチ機構を動作させて電気回路の接続状態を変更するものである。
【００８７】
図３０（１）は本発明の第５の実施例に係る電池パック５００の上面図（一部断面部）であり、（２）は（１）の状態の時の回路図である。電池パック５００の隆起部４３２（図２１参照）には、左右方向に移動するラッチ１４１が形成される。ラッチ１４１は前方側にラッチ爪を有する部材であって、スプリング１４２によって外側に突出するように付勢される。本実施例では２つのラッチ１４１の内側部分に移動式のスイッチレバー５７２と５７７を有するスイッチ機構を設けた。スイッチレバー５７２、５７７はぞれぞれのスイッチハウジング５７１、５７６によって収容されており、電池パック５００の左右方向にスイッチレバー５７２、５７７が移動可能なように保持する。スイッチハウジング５７１とスイッチレバー５７２の間にはスプリング５７３が介在され、スイッチレバー５７２が電池パックの内側に近づくように付勢する。同様にして、スイッチハウジング５７６とスイッチレバー５７７の間には同じ付勢手段、即ちスプリング５７８が介在され、スイッチレバー５７７が電池パックの内側に近づくように付勢する。
【００８８】
図３０（１）に示すスイッチレバー５７２、５７７の位置は、電動工具本体１Ａ側の突起部４４に挿入される際に、突出部４４の左右側面に当接することによって外側に押し込まれた状態である。ここではスイッチレバー５７２、５７７の挿入方向でみて電動工具本体１Ａ側（図２２）の端部に、点線で示す突起部４４の角部が当接することによって装着方向と直交する外側方向にスイッチレバー５７２、５７７が押し出されるようにした。この押し出される方向への移動を容易にするために、スイッチレバー５７２、５７７の接触部付近には前方から後方に掛けて内側に傾斜するような斜面部５７２ａと５７７ａを形成した。電池パック５００を電動工具本体１Ａに対して完全に装着すると、スイッチレバー５７２、５７７の先端位置が隆起部４３２の内側壁面とほぼ同一となるまで移動する。スイッチレバー５７２の前方側には絶縁端子５４１を保持するためのスライダ５７２ｂが形成される。同様にして、スイッチレバー５７７の前方側には絶縁端子５４２と短絡端子５４４を保持するためのスライダ５７７ｂが形成される。絶縁端子５４１、５４２はプラスチック等の合成樹脂の成形品であって、対向する接触端子対５３１、５３２の間に入り込み、それぞれの接触している端子間を離合させて電気的に遮断させる。短絡端子５４４は金属製の薄板であって、スイッチレバー５７７側にだけ固定される。ここでは、絶縁端子５４１、５４２は、合成樹脂の成形によってスイッチレバー５７２、５７７と一体に成形され、短絡端子５４４はその成形の際に金属板が鋳込まれることによりスライダ５７７ｂに強固に固定される。
【００８９】
図３０（２）は、電池パック５００が図２２に示す電動工具本体１Ａに装着された際の接続状態を示す回路図である。接触端子対５３１、５３２はそれぞれが２つの短絡端子から構成され、配線の途中に位置して短絡端子が接触している状態で配線を接続状態にし、２つの短絡端子が離反して非接触状態になったら配線を非接続状態にする。電動工具本体３０が装着されていない状態では、接触端子対５３１、５３２のそれぞれの２つの短絡端子は接触していて接続状態にある。非接触端子対５３４は、２つの離合している金属端子から構成され、セルユニット３５６の−出力（−端子）とセルユニット３５７の＋出力（＋端子）を接続する直列接続用の配線内に位置し、２つの金属端子の間に導通用の金属部材、即ち短絡端子５４４が介在することによって配線が接続状態とされる。図３０の状態では、絶縁端子５４１、５４２が接触端子対５３１、５３２から離れており、短絡端子５４４が非接触端子対５３４から離れているので、結果として２つのセルユニット３５６、３５７の並列回路が形成され、正極出力端子５２１と負極出力端子５２２から定格１８Ｖの直流が出力される。
【００９０】
図３１（１）は、３６Ｖ用の電池パック装着部電動工具本体４８０（図２３）に電池パック５００が装着された時の状態を示す図である。ここでは電動工具本体４８０の電池パック装着部４８１に形成される突起部４８４Ｂの幅を、左右方向に狭く形成してＳ３とした。この幅Ｓ３は、図２２で示した幅Ｓ２や図２３で示した幅Ｓ１よりも狭く形成することによって、電池パック５００を３６Ｖ用の電動工具本体４８０に装着された際に、突起部４８４Ｂはスイッチレバー５７２、５７７に接触しないようにした。つまり、図３１（１）の各端子組の状態は、電池パック５００が３６Ｖ用の電動工具本体４８０に装着された状態を示すと共に、電池パック５００が電気機器等から取り外されている状態を示している。この状態においては、（２）の回路図で示すように、接触端子対５３１、５３２の間に絶縁端子５４１、５４２が入り込んでいる状態にあり電気的導通は解除される、一方、非接触端子対５３４の間には短絡端子５４４が入り込んでいる状態にあって電気的導通は確立される。従って、セルユニット３５６、３５７の並列接続状態が解消されて、直列接続状態となり、正極出力端子５２１と負極出力端子５２２から定格３６Ｖの直流が出力されることになる。第５の実施例においては、切替スイッチ機構を、装着方向に見てラッチ収容領域Ｌ１とオーバーラップする範囲Ｌ２に配置した。この位置は、装着方向で見てレール部５３８ａと５３８ｂ（図３１では図示省略）よりも後方側に配置されることになる。そのため、電池パック５００の左右方向の寸法が大きくなることを抑えることができる。更に、切替スイッチ機構を隆起部４３２で囲まれた領域と部分的に重複するように配置したため、電池パック５００を電動工具本体に装着した際に切替スイッチ機構が外部に露出することがない。
【００９１】
以上、第５の実施例によれば、基本状態を直列回路構成とし、スイッチ機構による切り替え後の出力形態を並列回路構成とすれば、電池パックの出力電圧の切り替えを容易に行うことが可能となる。更に、本構成に用いた電池パックの基本形状は、従来から用いられている１８Ｖ用の電池パック同等の大きさを維持した状態で、本実施例に対応する変更が可能である。本実施例の構成によれば、従来技術に比べ異電圧切替構造は単純化が可能となり、部品点数も少なく、本実施例の構造を採用するに当たりコスト上昇を抑制することができる。更に従来の電池パックと比較しても、サイズ的に大きくならないという利点もあり、課題であった従来の電池パックとの互換性も図れるという効果を得られる。
【実施例６】
【００９２】
次に図３２及び図３３を用いて本発明の第６の実施例を説明する。図３２は本実施例に係る電池パック６００の上面図である。電池パック６００の外観形状は、図７に示した電池パック１００とほぼ同じであり、レール部の形状や下段面６１１や上段面６１５の形状は同じである。上段面６１５には複数のスロット部が設けられる。ここではスロット部として、正極端子用スロット６２１、負極端子用スロット６２２に加えて、第３のスロットとなる直並切替素子用スロット６２３が形成される。正極端子用スロット６２１は正極出力端子６６１（正極端子）を収容するためのスロットであり、負極端子用スロット６２２は負極出力端子６６２（負極端子）を収容するためのスロットである。正極端子用スロット６２１と負極端子用スロット６２２に挟まれる部分には、直並切替素子用スロット６２３が配置される。ここでは従来の電池パックにおいて何も端子が割り当てられずに空いていたスロットを、直並切替素子用スロット６２３に割り当てたものである。
【００９３】
直並切替素子用スロット６２３の内部には、入口側（前方側）から、２つの並列接続子６６３ａ、６６３ｂからなる並列接続子対６６３と、直列接続子６６４が配置される。並列接続子６６３ａは、セルユニット３５６の＋出力（正極）に接続される接続子（導電体）と、セルユニット３５７の＋出力（正極）に接続される接続子（導電体）とからなる接続子対によって構成される。同様に、並列接続子６６３ｂは、セルユニット３５６の−出力（負極）に接続される接続子（導電体）と、セルユニット３５７の−出力（負極）に接続される接続子（導電体）とからなる接続子対（導電体対）によって構成される。言い換えると、並列接続子６６３ａ、６６３ｂは各セルユニットの同極（＋出力又は−出力）にそれぞれ接続され隣接して配置された一対の接続子から構成される。並列接続子６６３ａ、６６３ｂは、左右方向に分離された導電体対によりそれぞれ構成され、通常状態では図示のように導電体対が接触状態にある。直列接続子６６４は、左右方向に分離された導電体対により構成され、通常状態では図示のように左右の導電体対が離合して非接触状態にある。直列接続子６６４は、セルユニット３５６の＋出力（正極）に接続される接続子（導電体）と、セルユニット３５７の−出力（負極）に接続される接続子（導電体）とからなる接続子対（導電体対）によって構成される。言い換えると、直列接続子６６４は各セルユニットの異極（＋出力及び−出力）にそれぞれ接続され隣接して配置された一対の接続子から構成される。尚、直列接続子６６４は、分離された導電体対の端子間の距離を稼ぐべく電池パック１００の装着方向に距離をとった位置関係でも良い。
【００９４】
正極端子用スロット６２１と負極端子用スロット６２２及びその他のスロットの装着方向の長さはＬＳであり、これらに対して直並切替素子用スロット６２３の装着方向の長さＬＳ１は倍程度に長く形成される。これは直並切替素子用スロット６２３の内部には、装着方向に並列接続子６６３ａ、６６３ｂと直列接続子６６４の３組の導電体対が直列に並べて配置されているためである。ここで、正極出力端子６６１及び負極出力端子６６２（これらを総称して電源端子）は装着方向に対して交差する方向に離間して配置されており、これら電源端子が配置されている領域（具体的には装着方向で段差部６１２から長さＬＳ１又はＬＳ２（図３５で後述）までの領域、より詳細には長さＬＳの領域）に、電圧切替要素となる並列接続子対６６３と直列接続子６６４が配置されている。言い換えると、スロット部が設けられている領域に電圧切替要素が配置されている。
【００９５】
図３３は、電池パック６００が電気機器本体に接続されたときのセルユニットの接続回路を示す図であり、（１）が低電圧（例えば１８Ｖ）用の電気機器本体に接続された状態を示し、（２）が高電圧（例えば３６Ｖ）用の電気機器本体に接続された状態を示す図である。１８Ｖ用の電気機器本体においては、従来から用いられている形状と同一のターミナル部６５０の形状を有する。即ち、正極入力端子６５１と負極入力端子６５２を有する。ターミナル部６５０には、図示している以外の入力端子（例えばＬＤ端子）を設けても良いが、ここでは本実施例の特徴的な構成に係る部分だけを説明し、その他の入力端子の説明は省略する。
【００９６】
図３３（１）の下側の回路図は、電池パック６００が電気機器本体に装着されることによってターミナル部６５０と電池パック６００の出力端子群が接続された状態を示す図である。電池パック６００の内部には、リチウムイオン電池のセル５本が直列接続されたセルユニット３５６、３５７が構成される。（１）の状態ではセルユニット３５６、３５７の＋出力と−出力が並列に接続された状態で正極出力端子６６１と負極出力端子６６２に接続される。つまり、５本のセルが直列接続されたセルユニット３５７の＋端子は正極出力端子６６１に接続され、−端子は並列接続子６６３ｂを介して負極出力端子６６２に接続される。一方、５本のセルが直列接続されたセルユニット３５６の＋端子は並列接続子６６３ａを介して正極出力端子６６１に接続され、−端子は負極出力端子６６２に接続される。ここでは、セルユニット３５６の−端子とセルユニット３５７の＋端子を接続する直列接続子６６４は開放状態（非導通状態）にある。
【００９７】
図３３（２）の上側の図は、３６Ｖ用の電気機器本体のターミナル部６８０の端子形状を示す図である。ここでは、従来から用いられている形状と同一の正極入力端子６８１及びと負極入力端子６８２に加えて、直並列切替端子６８３が形成される。直並列切替端子６８３には２つの機能が設けられるもので、電池パック６００の装着時に最初に電圧切替要素（並列接続子対６６３、直列接続子６６４）に当接する先端側部分が導電体による導通端子６８３ｂとして形成され、後端側部分が非導電体による遮断端子６８３ａとして形成される。ターミナル部６８０は合成樹脂の一体成形によってその基台部分が形成され、そこに金属製の板状の正極入力端子６８１と負極入力端子６８２が鋳込まれる。直並列切替端子６８３は、遮断端子部分６８３ａがターミナル部６８０と一体に非導電材料により成形され、その先端の一部に金属製の導通端子６８３ｂが鋳込み成形により形成される。ここで、遮断端子６８３ａは、電池パック６００の非装着時には接触状態（導通状態）にある並列接続子６６３ａ、６６３ｂの間に入り込むことによって並列接続子６６３ａの導通状態を遮断し、並列接続子６６３ｂの導通状態を遮断することを目的とするものである。逆に導通端子６８３ｂは、電池パック６００の非装着時には非接触状態（遮断状態）にある直列接続子６６４の間に入り込むことによってそれぞれを短絡させることによって直列接続子６６４の導通状態を確立することを目的とする。従って導通端子６８３ｂは単なる金属板で良く、電動工具本体側の基板等に結線する必要は無い。
【００９８】
図３３（２）の下側の回路図は、電池パック６００が電気機器本体に装着されることによってターミナル部６８０と電池パック６００の出力端子群が接続された状態を示す図である。（２）の状態ではセルユニット３５６の＋出力とセルユニット３５７の−出力が接続された状態で正極出力端子６６１と負極出力端子６６２への接続回路が確立される。５本のセルが直列接続されたセルユニット３５７の＋端子は正極出力端子６６１に接続され、−端子は導通端子６８３ｂの挿入によって短絡状態にされた直列接続子６６４の接続を介してセルユニット３５６の＋端子に接続される。セルユニット３５６の−端子は負極出力端子６６２に接続される。ここで並列接続子対６６３を形成する並列接続子６６３ａ、６６３ｂは、遮断端子６８３ａが２つの接点の間に介在するために非導通状態にされるので、（１）で示したようなセルユニット３５６、３５７の並列接続状態が解消される一方で、直列接続状態が確立する。
【００９９】
以上のように第６の実施例によれば電動工具本体側のターミナル部６５０、６８０の形状を変えるだけで、電池パック６００の出力電圧を適切に切り替えることが可能となった。しかも、従来から広く用いられる１８Ｖ出力の際には、従来の電動工具と同じターミナル部６５０の形状としたので、本実施例による電池パック６００を従来から市販されている１８Ｖ用の電動工具本体や、電気機器本体に装着して同様に使用することができる。一方において、定格３６Ｖを必要とする電動工具本体や、電気機器本体においてターミナル部６８０の形状を図３３（２）のように構成すれば、電池パック６００を装着するだけで、電池パック６００から定格３６Ｖの直流を得ることができる。この際、複雑なスイッチ機構が存在しないので、製造コストの上昇を抑えて耐久性の良い電圧自動切替式の電池パックを実現できた。また、電圧切替要素を装着方向において電源端子（正極出力端子６６１と負極出力端子６６２）が配置されている領域に配置したため、電気機器本体に電池パックを装着するだけで容易に電圧を切り替えることができた。特に、装着方向と交差する方向において電源端子間に電圧切替要素を配置したので、電池パックの寸法を大きくすることなく、既存の電気機器本体を装着することも可能となった。
【０１００】
図３４は、電池パック６００の電気機器本体への非装着時に装着される電池パックカバー６４０の形状を示す図である。電池パックカバー６４０は、例えば塩化ビニル樹脂や、その他のプラスチック素材などの非導電性の材料から製造されるものであり、電池パック６００の下段面６１１、段差部６１２、上段面６１５を覆うようにして取り付けられる。電池パックカバー６４０は、第１の平坦部たる上段部６４３と、第２の平坦部たる下段部６４１が鉛直面６４２によって接続された、横から見た断面がクランク状の形状である。電池パックカバー６４０の上段部６４３と鉛直面６４２を跨ぐように、３つの垂直リブ６４６〜６４８が形成される。垂直リブ６４６〜６４８は、それぞれ正極入力端子６５１と６８１、負極入力端子６５２と６８２、直並列切替端子６８３とほぼ同位置、同サイズにて形成したものである。但し、垂直リブ６４６〜６４８の先端側下部分の板厚はやや薄めに形成されて、装着がし易いようにしている。電池パック６００に電池パックカバー６４０を装着することにより、セルユニット３５６、セルユニット３５７が電気的に完全に独立した状態となる。例えば、セルユニット３５６、セルユニット３５７各々が電力量５４Ｗｈ（＝電圧１８Ｖ×容量３．０Ａｈ）の場合、電池パックカバー６４０無しの状態では、セルユニット３５６、セルユニット３５７が並列接続となり電力量１０８Ｗｈ（＝電圧１８Ｖ×容量３．０Ａｈ）となる。通常、リチウムイオン電池パックで電力量が１００Ｗｈを超える場合は、輸送規制対象となる。しかしながら、電池パックカバー６４０を装着することにより、５４Ｗｈ電池×２個の扱いとなり、輸送規制対象外となり通常の輸送形態での取り扱いが可能となり、梱包材、輸送コストの大幅な低減を図ることができる。
【０１０１】
電池パックカバー６４０の外周側及び長手方向中心線付近には、厚さ方向（上下方向）に伸びるエッジ６４４とリブ６４５が一体成型にて形成され剛性を高めている。垂直リブ６４６〜６４８は、電池パックカバー６４０への装着時に、垂直リブ６４６が正極端子用スロット６２１に挿入されて正極入力端子６５１と嵌合し、垂直リブ６４７が負極端子用スロット６２２に挿入されて負極入力端子６５２と嵌合し、垂直リブ６４８が直並切替素子用スロット６２３に挿入されて並列接続子６６３ａ、６６３ｂと直列接続子６６４に嵌合する。電池パックカバー６４０は、正極入力端子６５１、負極入力端子６５２、並列接続子６６３ａ、６６３ｂ等のばね性を用いて電池パック６００から抜け落ちないように保持される。
【０１０２】
以上、図３２〜図３４に示す電池パック６００では、２組の並列接続子６６３ａ、６６３ｂからなる並列接続子対６６３と、一組の開放状態の接点からなる直列接続子６６４を、直並切替素子用スロット６２３の内部において装着方向に並べて配置した。従って図３２に示すように、直並切替素子用スロット６２３の装着方向の長さＬＳ１が、その他のスロットの長さＬＳに比べると長くなっていた。直並切替素子用スロット６２３の長さＬＳ１分の領域が長くなると電池パック６００への実装上、スペースを確保できない虞がある。そのような場合は、直列接続子６６４と並列接続子６６３ａ、６６３ｂのすべてを、一つのスロット（直並切替素子用スロット６２３）内に配置するのでは無く、２つのスロットに分散配置しても良い。図３５及び図３６はその構成（実施例６の変形例）を示す電池パック６００Ａの上面図である。
【０１０３】
図３５は第６の実施例の変形例に係る電池パック６００Ａの上面図である。電池パック６００Ａの外観形状のうち変更したのは直並切替子用の第一スロット６２３Ａと第二スロット６２４Ａである。上段面６１５には複数のスロット部が設けられるが、使われている信号伝達用のスロット部分を変更して、直並切替子用としての第二スロット６２４Ａを確保した。第一スロット６２３Ａにおいては下段面６１１側の開口に近い側（装着方向入口側）に並列接続子６７３ａが配置され、奥側に直列接続子６７４を配置して、これらの接端子対を直列に並べるようにした。一方、第二スロット６２４Ａには下段面６１１と離れた奥側部分に並列接続子６７３ｂを配置した。直列接続子６７４、並列接続子６７３ａ、６７３ｂは、それぞれ左右方向に分離された１組の導電体対により構成され、電池パック６００Ａが装着されていない状態では並列接続子６７３ａ、６７３ｂは左右の導電体対が接触状態にあり、直列接続子６７４は左右の導電体対が離合して非接触状態にある。このように配置することによって、第一スロット６２３Ａと第二スロット６２４Ａの装着方向にみた長さをＬＳ２とすることができたので、図３２に示す直並切替素子用スロット６２３の長さＬＳ１分に比べると短く構成できるので実装上有利である。また、第二スロット６２４Ａの開口側には、図示していないが従来から配置される信号接続用の接続子、例えば電池の出力を示すＶ端子等をそのまま配置することも可能なので、１８Ｖ用の電動工具を接続した際の互換性を損なうことがない。
【０１０４】
図３６は、第６の実施例の変形例に係る電池パック６００Ａが電気機器本体に接続されたときのセルユニットの接続回路を示す図である。（１）が低電圧（例えば１８Ｖ）用の電気機器本体に接続された状態を示し、（２）が高電圧（例えば３６Ｖ）用の電気機器本体に接続された状態を示す図である。図３３に示した構成と比べると低電圧（１８Ｖ）用の電気機器のターミナル部６５０の形状は同じであるが、高電圧（３６Ｖ）用の電気機器のターミナル部６８０Ａの形状が異なる。図３３に示したターミナル部６８０では、直並列切替端子６８３が１本で構成されたが、変形例のターミナル部６８０Ａでは直並列切替端子として、第一直並列切替端子６９３と第二直並列切替端子６９４に分けて配置した。第一直並列切替端子６９３は電池パック６００Ａの装着時に最初に並列接続子６７３ｂに当接する先端側部分が、導電体による導通端子６９３ｂとして形成され、後端側部分が非導電体による遮断端子６９３ａとして形成される。一方、第二直並列切替端子６９４はすべてが非導電体の遮断端子として製造される。ここではターミナル部６８０Ａは合成樹脂の一体成形によってその基台部分が形成され、そこに金属製の板状の正極入力端子６８１と負極入力端子６８２が鋳込まれる。第一直並列切替端子６９３の遮断端子６９３ａと、第二直並列切替端子６９４は、基台部分と一体に合成樹脂製とすれば良い。
【０１０５】
図３６の下側の回路図は、電池パック６００Ａが電気機器本体に装着されることによってターミナル部６５０、６８０Ａと電池パック６００Ａの出力端子群が接続された状態を示す図である。（２）の状態ではセルユニット３５６の＋出力とセルユニット３５７の−出力が直列に接続された状態で正極出力端子６６１と負極出力端子６６２に接続される。５本のセルが直列接続されたセルユニット３５７の＋端子は正極出力端子６６１に接続され、−端子は導通端子６９３ｂの挿入によって短絡状態にされた直列接続子６７４を介してセルユニット３５６の＋端子に接続される。セルユニット３５６の−端子は負極出力端子６６２に接続される。ここでは、並列接続子対６７３を形成する並列接続子６７３ａ、６７３ｂは遮断端子６９３ａと第二直並列切替端子（遮断端子）６９４がそれぞれの２つの接点間に介在するために非導通状態とされ、（１）で示したようなセルユニット３５６、３５７間の並列接続状態が解消される。ここで、並列接続子６７３ａの装着方向に見た位置は直列接続子６７４と隣接して設けられ、並列接続子６７３ｂと隣接する位置ではない。これは、並列接続子６７３ａの入口側に従来から用いられる信号伝達用の端子を配置できるようにするためである。尚、第一直並列切替端子６９３側にまとめて並列接続子６７３ａ、６７３ｂを配置して、第二直並列切替端子６９４側に直列接続子６７４を配置するようにしても良い。しかしながら、万一、第一直並列切替端子６９３が破損してターミナル部６８０Ａから離脱して第二直並列切替端子６９４の作用により直列接続子６７４だけが接続すると短絡する虞があるので、本図のように配置したほうが有利である。
【０１０６】
以上説明したように図３５及び図３６に示す変形例の利点は第一直並列切替端子６９３の長手方向の長さを抑えることができ、第一スロット６２３Ａも同様に長さを抑えることができることである。第二直並列切替端子６９４の根元側には、金属製の端子を鋳込むことによって従来から信号伝達用の端子を維持することも可能である。また、低電圧（１８Ｖ）用の電気機器本体のターミナル部６５０の改造は一切不要であるため、従来の電気機器本端に本発明に係る電池パックをそのまま適用できる。尚、本実施例では低電圧用と高電圧用として、セル５本を１つのセルユニットとして、１８Ｖと３６Ｖを出力する電池パックの例で説明したが、出力電圧は任意に設定でき、２倍の電位差であればその他の組み合わせ、例えばセル１５本を１つのセルユニットとして５４Ｖ（低電圧側）と１０８Ｖ（高電圧側）を切り替えるようにした電池パックを実現できる。
【実施例７】
【０１０７】
次に図３７〜図３９を用いて本発明の第７の実施例を説明する。第７の実施例の電池パック７００においては、第５の実施例と同様に１８Ｖと３６Ｖを電動工具本体側のターミナル形状に応じて自動で切り替え可能としたものである。即ち、電池パック７００が電動工具本体又は電気機器本体に装着された際に、自動的に本体側の定格電圧に対応した出力電圧に切り替わる。図３７は電池パック７００の外観形状を示す斜視図である。この形状は従来の定格１８Ｖ用の電池パック１５（図１参照）と互換である。電池パック７００は、下段面１１１と上段面１１５の境界において段差状に隆起した部分に複数のスロット部が形成され、それらスロット部の内側に複数の出力端子や信号端子が配置される。スロット部は下段面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、装着方向と平行方向だけで無く上下方向にも切り欠きが形成される。また、スロット部の下側であって、下段面１１１の後方部分は、横方向に連続して開口する開口部７０９が形成される。上段面１１５の前側の領域に形成された複数のスロットのうち、スロット７０１は電池パック側の＋出力を伝達する端子対が収容され、スロット７０４は電池パック側の−出力を伝達するための端子対が収容され、スロット７０７には一方のセルユニットからの−出力と他方のセルユニットからの＋出力を隣接させて互いに非接触状態で配置した直列接続用端子対が収容される。その他、電池パック７００には、電池パック７００内に含まれる図示しない電池保護回路による過放電保護信号を出力するＬＤ端子、セルに接触して設けられた図示しない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、充電装置からの制御信号が入力されるためのＶ端子、電池パック７００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、充電用の＋端子となるＣ＋端子等のスロットが形成されるが、これらのスロットに配置される端子は、従来の電池パック１５（図１参照）と同じ役目を果たすものである。
【０１０８】
図３７（２）は電池パック７００内の回路図である。電池パック７００の内部には、１４５００又は１８６５０等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３５６、３３７が２組収容される。セルユニット３５６の＋出力は正極端子７１２に接続され、セルユニット３５７の＋出力は正極端子７１３に接続される。正極端子７１２、７１３は互いに隣接して端子基板７１１に固定され、スロット７０１内に位置するように固定される。同様にしてセルユニット３５７の−出力は負極端子７１５に接続され、セルユニット３５６の−出力は負極端子７１６に接続される。負極端子７１５、７１６は互いに隣接して端子基板７１４に固定されスロット７０４内に位置するように固定される。本実施例ではさらに、セルユニット３５７の＋出力から接続された直列接続用端子７１８と、セルユニット３５６の−出力から接続された直列接続用端子７１９が直列接続用端子対としてスロット７０７内に配置される。
【０１０９】
電池パック７００は、電動工具本体や、充電器に装着されていないときは図３７（２）の回路図に示すように、正極端子７１２と７１３は非接触状態にあり、負極端子７１５、７１６は非接触状態にあり、直列接続用端子７１８と７１９は非接触状態にある。直列接続用端子７１８と７１９は、一対で用いられ、互いに隣接して端子基板７１７に固定される。なお、端子基板７１１、７１４、７１７は一体基板でも良く、電池保護回路が設けられている保護回路基板と兼用しても良い。正極端子７１２、７１３、負極端子７１５、７１６、及び、直列接続用端子７１８、７１９が切替端子群を構成し、正極端子７１２、７１３が正極端子対または並列用正極端子群を構成し、負極端子７１５、７１６が負極端子対または並列用負極正極端子群を構成し、直列接続用端子７１８、７１９が直列接続端子群を構成する。
【０１１０】
図３８は電池パック７００を従来の定格１８Ｖの電動工具に接続した状態を示す図であり、（１）は接続時の回路図である。ここでは電動工具本体側の正極入力端子７２１が正極端子７１２と７１３と接触し、負極入力端子７２２が負極端子７１５と７１６と接触することにより、セルユニット３５６、３５７の並列接続回路が形成される。（３）は正極端子７１２、７１３の側面図と、それに装着される定格１８Ｖ用の電動工具側のターミナル部７２０の正極入力端子７２１の形状であり、（２）は正極端子７１２、７１３の上面図である。ここではターミナル部７２０の正極入力端子７２１は、従来の電動工具と同じ形状としており、高さＨの金属板である。正極端子７１２、７１３の正極入力端子７２１との接触する領域は、上下方向の高さがＨ／２以下の細長い板状の部材により形成される。正極端子７１２は正極入力端子７２１よりも離れた側（スロットの開口部と反対側）において端子基板７１１から上方に延びて、正極端子７１３の上側において正極入力端子７２１側（スロットの開口部）に向けて延在する。一方、正極端子７１３は、従来の正極端子の上側部分を切り落として背を低くしたような形状であり、正極端子７１２と７１３はお互いが接触しないように離間して設けられる。正極入力端子７２１は、電動工具本体側の合成樹脂製のターミナル部７２０に鋳込まれた金属板で形成される。
【０１１１】
正極端子７１２は、平板をＵ字形状に曲げ、開口端部に折り返しをつけて、それらの折り返し部分が接触して開口端部を塞ぐような形状をなしている。同様にして、正極端子７１３も、平板をＵ字形状に曲げ、開口端部に折り返しをつけて、それらの折り返し部分が接触して開口端部を塞ぐような形状をなしている。正極端子７１３は、その前後長さが正極端子７１２の半分近くにまで短く構成されるが、前側部分Ｌにおける上面視の形状は、正極端子７１２の該当部分と同じとなるように形成される。そして、電池パック７００が電動工具本体の電池パック装着部に取り付けられるときは、正極入力端子７２１は、正極端子７１２、７１３の開口端部を押し広げるように嵌合圧入されて、正極入力端子７２１の上側の一部の領域が正極端子７１２と接触し、下側の領域の一部が正極端子７１３と接触する。この結果、正極入力端子７２１によって正極端子７１２と７１３が短絡状態となる。図３８（２）及び（３）に示した端子構造は、負極端子７１５、７１６においても同じ形状とされる。つまり、負極端子７１５は正極端子７１２と同形状であり、負極端子７１６は正極端子７１３と同形状であり、負極入力端子７２２は正極入力端子７２１と同形状である。従って、電動工具本体側のターミナル部７２０に電池パック７００が装着されることで、正極入力端子７２１と負極入力端子７２２には正極端子対と負極端子対がそれぞれ接続されてセルユニット３５６と３５７が並列接続されることになり、その定格出力は１８Ｖとなる。
【０１１２】
図３８（４）は電動工具本体側のターミナル部７２０の形状を示す正面図であり、（５）はターミナル部７２０の斜視図である。ターミナル部７２０は合成樹脂等の非導電性材料の一体成形により製造され、そこに金属製の３枚の端子、即ち正極入力端子７２１、負極入力端子７２２、ＬＤ端子７２３が鋳込まれることにより強固に固定される。（５）からわかるようにＬＤ端子７２３が、正極入力端子７２１及び負極入力端子７２２よりも大きく構成されるが、これは装着される電池パック７００を安定して保持するためである。ターミナル部７２０は、装着方向の突き当て面となる垂直面７２０ｂだけでなく、水平面（端子７２１〜７２３からみて上面）７２０ａが形成され、水平面７２０ａは電池パック７００の装着時に、上段面１１５と対向して摺動する面となる。
【０１１３】
図３９は電池パック７００を新規の定格３６Ｖの電動工具本体に接続した状態を示す図であり、（１）は接続時の回路図である。ここでは定格３６Ｖの電動工具本体側の正極入力端子７３１が、正極端子７１２だけに接触して正極端子７１３には接触しないようにした。同様にして、負極入力端子７３２も負極端子７１５だけに接触して負極端子７１６には接触しないようにした。一方、直列接続用端子７１８、７１９の間に、ターミナル部７３０に追加して設けられた金属製の導通端子７３４が挿入されることによって、非接触状態に配置されている直列接続用端子７１８、７１９が短絡されることになる。この短絡の結果、セルユニット３５６の−出力とセルユニット３５７の＋出力が接続され、同図（１）の回路図から理解できるように正極入力端子７３１と負極入力端子７３２にはセルユニット３５６と３５７の直列出力が接続される。同図（２）、（３）において電池パック７００側の端子形状、即ち正極端子７１２、７１３の形状や、同形式の負極端子７１５、７１６の形状は図３８に示した端子形状から何ら変更はない。しかしながら、ターミナル部７３０の端子形状を工夫した。（３）の右側において、ターミナル部７３０の正極入力端子７３１のうち、正極端子７１２に対応する部分は金属部分が露出しているが、正極端子７１３に対応する部分は絶縁端子素材に置き換えられるか、又は正極端子７１３の一部分を絶縁材で覆うことにより板状の絶縁端子７３５を形成する。この結果、正極入力端子７３１は正極端子７１２にだけ導通するが、正極端子７１３には導通しないので、電動工具本体側の正極入力端子７３１には、セルユニット３５６の＋出力が接続されるが、セルユニット３５７の＋出力は接続されない状態となる（図３９（１）では接続されない状態のため点線で図示）。電動工具本体側の負極入力端子７３２も同図（４）、（５）に示すように正極入力端子７３１と全く同じ端子形状とされる、負極入力端子７３２の下側部分に絶縁端子７３６が設けられるようにして、ターミナル部７３０が電池パック７００に装着された際に負極入力端子７３２と負極端子７１６が導通しない。よって、電動工具本体側の負極入力端子７３２には、セルユニット３５７の−出力が接続されるが、セルユニット３５６の−出力は接続されない状態となる。
【０１１４】
図３９（４）は電動工具本体側のターミナル部７３０の形状を示す正面図であり、（５）はターミナル部７３０の斜視図である。ターミナル部７３０は、図３８で示したターミナル部７２０に比べて正極入力端子７３１と負極入力端子７３２が、それぞれ上側に配置された正極端子７１２と負極端子７１５にだけ接触するように、上下方向の幅が細く形成されることに特徴がある。また、正極入力端子７３１より下側部分は合成樹脂製の絶縁端子７３５が形成され、負極入力端子７３２より下側部分は合成樹脂製の遮断端子７３６が形成される。絶縁端子７３５と７３６は、それぞれターミナル部７３０と一体成形により構成可能であり、後端側が垂直面７３０ｂに接続される。ここでは板状の絶縁端子７３５、７３６の厚みを正極入力端子７３１及び負極入力端子７３２よりも厚く構成することにより、絶縁端子７３５、７３６を含めたターミナル部７３０の合成樹脂部分の成形時に、金属製の正極入力端子７３１と負極入力端子７３２の下半分を合成樹脂に鋳込むことで絶縁状態にすることができる。
【０１１５】
ターミナル部７３０にはさらに導通端子７３４が追加される。導通端子７３４を設ける位置は任意であるが、ここでは従来の１８Ｖ用の電池パックにおいて使用されていない空きスロット部分（図３７のスロット７０７）を利用して直列接続用端子７１８、７１９を設けた関係から導通端子７３４が正極入力端子７３１の隣に位置する。導通端子７３４は金属製の板材であり、正極入力端子７３１、負極入力端子７３２、ＬＤ端子７３３の一部が、電気機器本体内での配線用に配線用接続部７３１ａ、７３２ａ、７３３ａを有するのに対して、導通端子７３４は配線用接続部を必要としない。これは導通端子７３４が直列接続用端子７１８、７１９を短絡させるためだけに用いられるためである。尚、導通端子７３４を用いて信号伝達を行うように構成しても良く、その場合は配線用接続部を形成すると良い。配線用接続部７３１ａ、７３２ａ、７３３ａは、図３９（４）の図で見ると正極入力端子７３１、負極入力端子７３２、ＬＤ端子７３３の位置よりも内側にオフセットしたように配置される。これは正極入力端子７３１、負極入力端子７３２、ＬＤ端子７３３を形成する金属板に段差を有するようにクランク状に折り曲げて、折り曲げ部分を合成樹脂によって鋳込むように構成したためである。
【０１１６】
第７の実施例では、電動工具本体側のターミナル部の形状を、図３８の形状（ターミナル部７２０）又は図３９の形状（ターミナル部７３０）に変えるだけで、電池パック７００からの出力電圧を１８Ｖから３６Ｖに容易に変更できる。しかも、電池パック７００内にはスイッチ手段等の可動部材を用いないために、構造がシンプルで耐久性が高い電池パックを実現できる。さらに、正極端子７１２、７１３、負極端子７１５、７１６、直列接続用端子７１８、７１９は、１８Ｖ用電池パックの既存のスロット部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。以上、第７の実施例の構造を図３８及び図３９を用いて説明したが、これら構造、特に端子形状は種々の変形が可能である。
【０１１７】
図４０は、３６Ｖ用の電動工具本体のターミナル部だけを変更した変形例１を示す図である。図４０ではターミナル部７５０の形状だけが異なり、正極入力端子７５１の下側に図３９のような遮断端子を設けない構成とし、電池パックの装着時に正極端子７１３には何も接触しないようにした。同図（３）、（４）からわかるように負極入力端子７５２の下側にも遮断端子を設けない構成である。導通端子７５４とＬＤ端子７５３の形状は図３９と同じ形状である。以上のようなターミナル部７５０であっても、図３９と同じ効果を得ることができる。
【０１１８】
図４１は、３６Ｖ用の電動工具のターミナル部だけを変更した変形例２を示す図である。基本的な構成は図４０と同様であって、正極端子７１２、７１３は電池パック７００の挿入方向と交差する方向、ここでは上下方向に接触しないように並べて配置する。３６Ｖ用のターミナル部７７０には、正極端子７１２だけに接触するのに適切な上下方向の幅を有する正極入力端子７７１が形成され、正極入力端子７７１の下側縁部に接触するように、水平方向に延在する絶縁板７７５が形成される。絶縁板７７５は電池パック７００の装着時に、正極端子７１２と正極端子７１３の上下方向の隙間７７７の間に入り込むもので、電動工具稼働時に埃や異物の介在による正極端子７１２と正極端子７１３の短絡の虞をほぼ完全に防ぐ効果があり、正極端子７１２と正極端子７１３の絶縁状態を良好に保つ。負極入力端子７７２の形状も正極入力端子７７１と全く同じに形成され、（３）に示すように電池パックの挿入方向と平行方向に見ると、負極入力端子７７２に水平方向に所定の幅を有する絶縁板７７６が形成される。導通端子７７４とＬＤ端子７７３の形状には変更はない。（４）の図で見ると正極入力端子７７１、負極入力端子７７２の下側の絶縁板７７５、７７６はターミナル部７７０の垂直面７７０ｂに接続される。絶縁板７７５、７７６の左右方向の幅は、隣接するスロットとの境界付近まで延びるような幅とするのが望ましいが、それよりも小さくても良い。ここでは、絶縁板７７５、７７６部分はターミナル部７３０と一体成形で製造でき、この場合は正極入力端子７７１と負極入力端子７７２が鋳込み成形により固定されることになる。
【０１１９】
図４２は、３６Ｖ用の電池パック側の端子形状と、電動工具本体側のターミナル部７９０の双方を変更した変形例３を示す図である。正極端子７８２、７８３は電池パック７００の挿入方向と同方向に並べて、かつ非接触状態を保つように端子基板７８１に配置される。正極端子７８２と７８３の上側部分７８２ａ、７８３ａは、（１）の上面図に示すように装着方向に分離して配置され、挿入される正極入力端子７２１が、入口側７８７ａから出口側７８７ｂまで貫通できるような形状とされる。正極端子７８２、７８３の下側部分７８２ｂ、７８３ｂは、左右が連結されたＵ字状に形成することにより１枚の金属板のプレス加工により、容易に製造できる。
【０１２０】
正極端子対（７８２、７８３）、及び同形状の負極端子対に挿入される正極入力端子７２１及び負極入力端子７２２の形状は、定格１８Ｖの電動工具では図４２（２）及び（３）で示すように図３８で示した形状から変更する必要が無い。一方、定格３６Ｖの電動工具ではターミナル部７９０の形状を変更する必要がある。ターミナル部７９０は、絶縁板７９５と正極入力端子７９１が電池パックの挿入方向に並ぶように配置した。つまり、定格１８Ｖ用ターミナル部７２０に比べて、正極入力端子７９１の露出面積が、正極入力端子７２１の約半分程度に小さくすることにより、３６Ｖ出力時には正極入力端子７９１が正極端子７８２にだけ接触して正極端子７８３には導通しないように構成した。負極入力端子７９２側の構成も正極入力端子７９１側と同様に構成され、（４）（５）で示すように負極入力端子７９２に隣接して絶縁板７９６が形成される。絶縁板７９５、７９６はターミナル部７９０の基台部分と共に合成樹脂の射出成形によって一体に製造できる。以上のように、変形例３においても従来の１８Ｖ機器と互換性のある電圧切替式の電池パックを実現できた。
【０１２１】
図４３は、３６Ｖ用の電動工具のターミナル部８００だけを変更した変形例４を示す図である。この実施例は、図４２に示した例の絶縁板７９５を取り除いたような形状としている。正極入力端子８０１は、装着方向の長さが１８Ｖ用の正極入力端子７２１（図３８参照）の半分よりもやや短い程度とされ。負極入力端子８０２も同様に装着方向の長さが１８Ｖ用の負極入力端子７２２の半分よりもやや短い程度とされる。ターミナル部８００の形状は図４３（３）のように後方から見ると導通端子８０４があることを除くと１８Ｖ用の端子と同等であるが、正極入力端子８０１と負極入力端子８０２がその他の端子（８０３、８０４）に比べて前後方向に短いことは、同図（４）の斜視図から明らかであろう。
【０１２２】
図４４は、電池パック側の正極端子対と負極端子対の形状を変えた変形例５を示す図である。この正極端子８１２と８１３は、図３８で示した正極端子７１２と７１３の片面だけを無くした形状であり、正極端子８１２は右側半分だけを形成し、正極端子８１３は左側半分だけを形成したような形状である。（２）のように側面視で見ると上下方向に離れているため、正極入力端子７２１又は７３１が挿入されていない状態では正極端子８１２と８１３が接触する虞はない。ここには図示していないが、負極端子側の形状、直列接続用端子対の形状も同様に構成できる。この端子に装着される１８Ｖ用のターミナル部７２０は図３８で示した形状と同じであり、３６Ｖ用のターミナル部７３０の形状は図３９で示した形状と同じである。この変形例５においては、正極端子、負極端子、直列接続用端子対の重量の軽減を図ることができ、電池パックの軽量化を図ることができる。
【０１２３】
図４５は、図４４の変形例５から３６Ｖ用のターミナル部７５０だけを変えた変形例６を示す図である。このターミナル部７５０の形状は図４０で示した形状と同一であって、正極入力端子７５１、負極入力端子７５２の上下方向の幅を狭くしたものである。このように形成することで、３６Ｖ用のターミナル部７５０を接触した際に、電池パックからセルユニット３５６と３５７の直列出力が得られることになる。
【０１２４】
図４６は、図４４の変形例５から３６Ｖ用のターミナル部７７０だけを変えた変形例７を示す図である。このターミナル部７７０の形状は図４１で示した形状と同一であって、正極入力端子７７１の上下方向の幅を狭くすると共に、正極入力端子７７１の下側縁部に接触するように、水平方向に延在する絶縁板７７５を形成したものである。負極入力端子７７２側の構成も図４１に示す構造と同様である。
【０１２５】
以上、第７の実施例では、出力電圧を切替え可能な電池パックにおいて、複数の可動部材を有する切り替え機構に頼らずに、複数に分割された正極端子対及び負極端子対を設け、２つのセルユニット３５６と３５７を直列接続状態にする直列接続用端子対を設けたので、電気機器本体のターミナル部側の形状を１８Ｖ用か３６Ｖ用を選択するだけで容易に電圧の切り替え可能な電池パックを実現できる。また、複雑なスイッチ機構を電池パック内に実装しなくて済むので、部品点数の削減を図り、組立性を向上し、互換性を維持しつつ電池パックの小形化を達成できた。
【実施例８】
【０１２６】
次に図４７〜図４９を用いて本発明の第８の実施例を説明する。第８の実施例では電池パックの出力電圧を低電圧側の１８Ｖと高電圧側の３６Ｖの２段階に切り替えることができる点では前述の実施例と共通するが、その電圧切替の方法がセルパックのハウジングへの収容方向を変更して、セルパックに形成された複数の出力端子とハウジング側に形成された受電端子との接触箇所を変えることでセルユニットから受電端子への接続形態が切り替えられるようにしたものである。
【０１２７】
図４７は電池パック９００の側面図であり、下ケースの内部と上ケースの一部は断面図にて示す。（１）は上ケース９１０を閉めた状態であり、（２）は上ケース９１０を開けた状態を示している。電池パック９００は、下ケース９０１と上ケース９１０を合わせることによってセルパック９５０を収容するためのハウジングを画定するものである。電池パック９００の上ケース９１０には電動工具本体１又は電動工具本体３０側への装着のための取付機構が形成されるが、その構成や形状は図７で示した第１の実施例の電池パック１００の形状と同じに構成すれば良い。即ち、上ケース９１０には、電気機器本体側のターミナル部を案内するための下段面９１１と、その上側に配置される上段面９１５が形成され、下段面９１１と上段面９１５の境界となる段差部９１２において、複数の端子挿入口が形成される。上段面９１５の後方に隆起部９３２が形成され、隆起部９３２の左右両側面には、ラッチ９４１が設けられる。上ケース９１０の後方短辺には回動軸支持部９１６が設けられる。回動軸支持部９１６は上ケース９１０の後方側において、下ケース９０１の後面よりも後方側に延びるように形成され、回動軸９４２により軸支される部分である。このように回動軸支持部９１６と回動軸９４２による回動機構を設けたので、上ケース９１０は下ケース９０１に対して、後辺部を軸として開閉することができる。
【０１２８】
下ケース９０１は上側に開口９０１ａを有し、その開口９０１ａを上ケース９１０にて閉鎖する。上ケース９１０は回動軸９４２により矢印９４３ｂのように移動することで開閉され、それによって内部に収容されたセルパック９５０を矢印９４４のように下ケース９０１の内部から取り出すことが可能である。上ケース９１０と下ケース９０１の前面の左右中央付近には、上ケース９１０と下ケース９０１の閉鎖状態を固定又は開放するためのラッチ機構が設けられる。ラッチ機構は、上ケース９１０の回動軸９４２と離れた自由端側に設けられるものであって、下ケース９０１に固定される基台部９４８と、基台部９４８に回動軸９４７を介して支持されることにより矢印９４３ａのように移動可能な可動部９４６と、上ケース９１０の前端の中央付近に形成された掛止爪９１０ａにより構成される。
【０１２９】
下ケース９０１の内部には、１８６５０サイズ又は１４５００サイズのリチウムイオン電池によるセル９５１（図４８で後述）が１０本スタックされたセルパック９５０が収容される。セルパック９５０は、合成樹脂製のセパレータ９５２（図４８で後述）によって１０本のセルを固定したもので、セル９５１の長手方向に見て側面（セル端部）の一方側に第一プラス出力端子９５８ａと第二プラス出力端子９５９ａが設けられる。第一プラス出力端子９５８ａと第二プラス出力端子９５９ａはセルパック９５０の長手方向（前後方向）にみて、セルパック９５０の中心からそれぞれが異なる距離に配置された円板状の電極である。セルパック９５０の一方の側面の長手方向中心には、信号伝達用のＬＳ端子（温度信号端子）９６１ａとＬＤ端子（異常信号端子）９６１ｂが同心円状に設けられる。セルパック９５０を収容する下ケース９０１の底部には、剛性を上げるための横方向（セルの長手方向）に延びる３本のリブ９０２ｂ〜９０２ｄと、セルパック９５０に形成された高電圧指示用の突起部９５５ｅが収容される凹部９０５が形成される。
【０１３０】
図４８は、セルパック９５０の内部構造を説明するための図である。（３）が上面図であり、（１）と（５）がその右側面図と左側面図である。また、（２）と（４）は、（１）と（５）から側面保持板９５３、９５４を取り外した状態を示す図である。これらの図は（３）を基準に展開図として図示している関係上、（１）と（２）は右側に矢印にて方向を示すように上下方向を反転して図示していることに注意されたい。セルパック９５０の筐体は、（３）に示すようにセル９５１の円筒面部分の外側部分を覆うセパレータ９５２と、セパレータ９５２の左側開口及び右側開口を塞ぐ合成樹脂製の側面保持板９５３、９５４によって構成される。（２）及び（４）に示すように、セパレータ９５２の内部には、セル９５１が、それぞれの軸線が平行になるように積み重ねられる。また、隣接するセル９５１の向きが交互に逆になるように配置され、正極端子と負極端子を金属の薄板９６６により接続して５本ずつ直列接続をしたセルユニットとする。直列接続された５本のセル９５１の出力の一方は＋Ｖ１として矢印９５６ａとして引き出されて出力端子９５８ａに接続され、出力の他方は−Ｖ１として、矢印９５６ｂとして引き出されて出力端子９５８ｂに接続される。同様にして直列接続されたもう一組の５本のセル９５１の出力の一方は＋Ｖ２として矢印９５７ａとして引き出されて出力端子９５９ａに接続され、出力の他方は−Ｖ２として、矢印９５７ｂとして引き出されて出力端子９５９ｂに接続される。出力端子９５８ａ、９５９ａは左側の側面保持板９５３に固定される。ここで（５）にて示すように中心点（ＬＳ端子９６１ａの中心）から出力端子９５８ａの中心までの水平距離２ｄは、中心点から出力端子９５９ａの中心までの水平距離ｄの２倍になるように配置される。出力端子９５８ｂ、９５９ｂは右側の側面保持板９５４に固定される。ここで、中心点から出力端子９５８ｂの中心までの水平距離２ｄは、中心点から出力端子９５９ｂの中心までの水平距離ｄの２倍になるように配置される。
【０１３１】
（５）に示す左側の側面保持板９５３において、前後方向及び上下方向の中央には、ＬＳ端子（温度信号端子）９６１ａとＬＤ端子（異常信号端子）９６１ｂが設けられる。ＬＳ端子９６１ａは円形の端子であり、ＬＤ端子９６１ｂはＬＳ端子９６１ａと同心であってＬＳ端子９６１ａを囲むような円環状の端子である。（１）に示す右側の側面保持板９５４の前後方向及び上下方向の中央には、Ｃ＋端子（充電用正極端子）９６２ａとＴ端子（セルパック識別用端子）９６２ｂが設けられる。Ｃ＋端子９６２ａは円形の端子であり、Ｔ端子９６２ｂはＣ＋端子９６２ａと同心であって円環状の端子である。ここでは図示していないが、セパレータ９５２の内部又は上ケース９１０の内側には、電子素子やセンサー等を搭載する回路基板が設けられる。ＬＤ端子９６１ｂ、ＬＳ端子９６１ａ、Ｃ＋端子９６２ａ、及び、Ｔ端子９６２ｂはセパレータ９５２の内部（回路基板）と、電気機器本体側又は外部の充電器との信号のやりとりを行うために用いられる信号端子群である。
【０１３２】
このように形成したセルパック９５０は、下ケース９０１の内部に収容されるが、その際に図４７（１）の向きに収容した場合と、（２）の向きに収容した場合で、電池パック９００の正極端子と負極端子から出力される電圧が変わるように構成した。このように本実施例では、セルパック９５０の上下方向の収容向きに応じて出力電圧を変える関係から、セルパック９５０の左右方向に向きを変えて装着できないようにすることが重要である。そのため図４８（３）に示すように、セパレータ９５２の右側端部に近いところの上側及び下側の角部には左右方向の位置が正しくなるように、逆組防止用の突起部９５５ａ〜９５５ｄ（９５５ｂと９５５ｃは図４９で後述）が形成される。本実施例ではさらに３６Ｖ出力設定とされた電池パック９００が、１８Ｖ用に電気機器本体に装着できないようにする誤装着防止機構を働かせるために、（５）にて示す突起部９５５ｅが形成される。突起部９５５ｅは上下方向の一面側にだけ形成され、図４７（１）に示すように３６Ｖ出力時において、突起部９５５ｅが付勢部材となるスプリング９３８の付勢力に抗して高電圧指示棒９３９を隆起部９３２の前方側から上側に突出させる。電池パック９００が１８Ｖ出力設定時には、突起部９５５ｅが下ケース９０１の凹部９０５に入り込む。そのため、高電圧指示棒９３９はスプリング９３８によって下方に付勢され、上ケース９１０の上側に突出しないので１８Ｖ用の電気機器本体に装着できる。尚、３６Ｖ用の電気機器側の電池パック装着部には、突出した高電圧指示棒９３９があっても装着できるように高電圧指示棒９３９を避ける窪み部（図示せず）を形成しておく必要がある。
【０１３３】
図４９は電池パック９００の配線状態を説明する図である。電池パック９００においては、セルパック９５０の左右側面に配置された２組の出力端子群（９５８ａと９５８ｂ、９５９ａと９５９ｂ）と接触させる複数の受電端子を下ケース９０１の内側壁面に設けた。すなわち、複数の受電端子を、セルパック９５０と下ケース９０１との間に配置した。ここでは電池パック９００の正極端子に接続するためのリード線９６３に３つの受電端子９６３ａ〜９６３ｃが下ケース９０１の左側内壁面に配置される。また電池パック９００の負極端子に接続するためのリード線９６４に３つの受電端子９６４ａ〜９６４ｃが下ケース９０１の右側内壁面に配置される。また、直列接続用のリード線９６５が設けられ、その一端側が受電端子９６５ａに接続され、他端側が受電端子９６５ｂに接続される。ここではセルパック９５０の右側側面の前後方向において、距離ｄだけ隔てるように等間隔で５箇所に端子を設けた。この際、正極端子に接続するためのリード線９６３と負極端子に接続するためのリード線９６４に接続する端子群の位置を左右非対称に配置した上で、直列接続用のリード線９６５に接続する受電端子９６５ａ、９６５ｂを左右非対称に配置した。
【０１３４】
セルパック９５０を図４９（１）の向きに配置した際にはリード線９６３に受電端子９６３ａ、９６３ｃを介して＋Ｖ１と＋Ｖ２が接続される。一方、受電端子９６３ｂは出力端子群とは非接触である。同様にして、リード線９６４に受電端子９６４ａ、９６４ｂを介して−Ｖ１と−Ｖ２が接続される。一方、受電端子９６４ｃは出力端子群とは非接触である。直列接続用のリード線９６５の両側の受電端子９６５ａと９６５ｂは共に出力端子群とは非接触である。これらの接続関係の結果、電池パック９００の正極端子と負極端子には、２つのセルユニットの並列接続の電圧、即ち定格１８Ｖが出力される。
【０１３５】
セルパック９５０を図４９（２）の向きに上下反転させた際には出力端子９５８ａと９５９ａの前後位置が反転し、出力端子９５８ｂと９５９ｂの前後位置が反転するため、リード線と受電端子間の接触関係が変化する。即ち、リード線９６３に受電端子９６３ｂを介して＋Ｖ２が接続される。ここで受電端子９６３ａと９６３ｃは出力端子群とは非接触である。同様にして、リード線９６４に受電端子９６４ｃを介して−Ｖ１が接続される。一方、受電端子９６４ａと９６４ｂは出力端子群とは非接触である。直列接続用のリード線９６５の受電端子９６５ａは出力端子９５８ａを介して＋Ｖ１に接続され、受電端子９６５ｂは出力端子９５９ｂを介して−Ｖ２に接続される。これらの接続関係の結果、電池パック９００の正極端子と負極端子には、２つのセルユニットの直列接続の電圧、即ち定格３６Ｖが出力されることになる。尚、セルパック９５０を図４９（１）から（２）のように反転させても信号端子群の接続関係は変わらない。即ち、ＬＳ端子９６１ａはＬＳ受信端子９６８ａと接触し、ＬＤ端子９６１ｂはＬＤ受信端子９６８ｂと接触し、Ｃ＋端子９６２ａはＣ＋受信端子９６９ａと接触し、Ｔ端子９６２ｂはＴ受信端子９６９ｂと接触する。
【０１３６】
以上のように本実施例によれば、セルパック９５０を複数本のセルを直列接続にした複数のセルユニットで構成し、前後方向（セルパック９５０の長手方向）に非対称になるようにそれぞれのセルユニットの＋出力端子と−出力端子をセルパック９５０の側面に設けた。そして下ケースの内側（側面）に受電端子を配置し、受電端子の位置関係を工夫することにより下ケースに対するセルパックの収容向きを変更（上下反転）させた際に出力端子と受電端子との接続状況が変わるようにして、２つのセルユニットの並列出力か直列接続かを使い分けることができる。この電池電圧の選択は、電気機器本体側が必要とする電圧をパワー素子等の電子回路による切り替え操作無しに切り替え可能であるので、低電圧用の電気機器と高電圧用の電気機器において完全に電池パックの互換性を実現することができる。また、電池パックのハウジングからセルパック９５０を取り出した際には、２つのセルユニット間での接続状態は解消されるため、輸送規制に対応させることも容易である。なお、本実施例では下ケースに対してセルパックを上下反転させるように構成したが、左右反転（前後反転）させるようにしてセルユニットの接続状態を変更するように構成ししても良い。セルパックの外周と下ケースの内周との間に出力端子と受電端子とを配置することにより、セルパックの向きを変えるだけで容易に互換性を実現することができる。
【０１３７】
次に図５０〜図５３を用いて第８の実施例の変形例を説明する。この変形例ではセルパックからの出力端子と下ケース側の受電端子の形状を改良して接触不良の虞をほぼ無くすことができるようにしたものである。図４７〜図４９の例では出力端子群（９５８ａと９５８ｂ、９５９ａと９５９ｂ）は円板状であり、受電端子群（９６３ａ〜９６３ｄ、９６４ａ〜９６４ｄ、９６５ａ、９６５ｂ）もそれに対応した板状（円柱状）の接触端子である。これらは面圧によってお互いの接触状態が保持されるように構成している。しかしながら、電動工具では稼働時の振動によって電池パックにも大きな振動が伝達されるため、下ケース９０１とセルパック９５０との相対位置関係がずれることにより接触不良による出力の瞬断現象が起こる虞がある。そこで、変形例１では出力端子群と受電端子群を嵌合させるように構成して接触不良の虞を大幅に低減させた。
【０１３８】
図５０は変形例１に係る電池パック１０００の配線状態を説明する図である。ここで複数の受電端子を下ケース１００１の右側内壁と左側内壁の長手方向（前後方向）において間隔ｄで等間隔に配置する点では同じである。同図（１）において図示していないが結線状態は図４９（１）と同様であり、電池パック１０００の正極端子に受電端子１０６３ａ〜１０６３ｃが接続され、負極端子に受電端子１０６４ａ〜１０６４ｃが接続される。また、直列接続用のリード線（図示せず）によって受電端子１０６５ａと受電端子１０６５ｂが接続される。
【０１３９】
図５０（２）は電池パック１０００の側面図であり、下ケース１００１は縦断面図にて示している。この図では受電端子群は下ケース１００１の右側内壁に配置されるものを示している。なお、セルパック１０５０（図５１）の図示は省略している。前後方向に等間隔で配置される５つの受電端子１０６４ｃ、１０６４ｂ、１０６９ａ、１０６５ｂ、１０６４ａは、平板をＵ字形状に曲げ、開口端部に折り返しをつけて、それらの折り返し部分が接触して開口端部を塞ぐような形状をなしている。また開口は上側を向くように配置される。前後方向で中央に配置される１０６９ａに隣接して配置される受電端子１０６９ｂは、開口が上側に配置される側面視でコの字状の金属製の平板である。下ケース１００１の内側底面には、左右方向に延びる補強用の５本のリブ１００２ａ〜１００２ｅが形成される。受電端子群から上ケースの電気機器本体に接続される端子（図示せず）までは複数のリード線１０７０によって配線される。
【０１４０】
図５０（３）は（１）のＥ−Ｅ部の断面位置から前側を見た図である。補強用リブ１００２は、中央がセルパック１０５０を安定して保持させるための凹状に形成される。補強リブのうち最も前のリブ１００２ａには凸部１００３ａが形成される。凸部１００３ａは後述するセルパック１０５０の角部に形成された凹部と嵌合するものである。
【０１４１】
図５１は変形例１に係るセルパック１０５０の上面図である。ここではセパレータ１０５２の形状を変えてセルパック１０５０を略直方体状に形成した。セルパック１０５０の左右両側面にはそれぞれ２つずつの出力用の電極と、信号伝達用の電極が設けられる。図５１（１）において電極１０５８ａ、１０５８ｂは第一のセルユニットの＋出力端子と−出力端子であり、電極１０５９ａ、１０５９ｂは第二のセルユニットユニットの＋出力端子と−出力端子である。セルパック１０５０の左側側面の長手方向（前後方向）の中心には、平板状の金属の端子であってＬＳ端子１０６１ａが設けられ、前後方向でその一方側（ここでは後ろ側）には隣接してＬＤ端子１０６１ｂが設けられる。同様にしてセルパック１０５０の右側側面の長手方向（前後方向）の中心には、平板状の金属の端子であってＣ＋端子１０６２ａが設けられ、前後方向でその一方側（ここでは後ろ側）には隣接してＴ端子１０６２ｂが設けられる。これらの電極群の側面方向を覆うために、上面視でコの字型に折り曲げられたカバー部材１０５５、１０５６が設けられる。
【０１４２】
カバー部材１０５５、１０５６は合成樹脂製であって、作業者がセルパック１０５０を下ケース１００１の内部から取り出す際に、電極群が外部のものに衝突したり、電極間の短絡を防止するために設けられる保護部材である。カバー部材１０５５は、前後方向に延びるセルパック１０５０の側面と平行に延びる側面板１０５５ａと、その前側部分でセルパック１０５０の側面と垂直に延びる面となる前側連結部１０５５ｂと、後側部分でセルパック１０５０の側面と垂直に延びる面となる後側連結部１０５５ｃにより構成される。セルパック１０５０の右側側面に設けられるカバー部材１０５６も、カバー部材１０５５と同じ形状である。これらのカバー部材１０５５、１０５６の内側部分は上下方向に開口しているので、図５１（１）からわかるように上側又は下側からみると電極群が見える。
【０１４３】
図５１（２）はセルパック１０５０の左側側面図である。左側から見るとカバー部材１０５５によって電極群は見えないが、ここでは各電極の位置がわかるように点線で示している。尚、左側側面のセパレータ１０５２の四隅には、逆組防止用の窪み部１０５２ａ〜１０５２ｄが形成される。これら窪み部１０５２ａ〜１０５２ｄは、図５０で示した凸部１００３ａ、１００３ｅと嵌合するため、セルパック１０５０を左右反転させた状態、つまりセルユニットの＋出力端子（左側に配置）と−出力端子（右側に配置）を逆にした左右反転状態では下ケース１００１内には収容できない。図５１（３）はセルパック１０５０を後方側から見た背面図である。端子群のうちセルユニットからの出力端子とＬＳ端子１０６１ａとＣ＋端子１０６２ａは、左右方向に突出したものであって、鉛直方向に広がる面を有する平板状の電極である。一方、ＬＤ端子１０６１ｂとＴ端子１０６２ｂは、左右方向に突出する略直方体状の金属部材である。
【０１４４】
図５２（１）は変形例１における電池パック１０００の上面図である。電池パック１０００の外形は、第２の実施例で示した図１１の電池パック２００と類似である。下段面１０１１の上段面１０１５の段差部分に端子配置領域（スリット配置領域）１１２０を配置している。本実施例では下段面１０１１のほぼ中央に透過性の窓１０１４を設けることにより、セルパック１０５０の電圧表示１０７２が視認できるようにした。このため作業者は電池パック１０００の設定電圧が低電圧側（１８Ｖ）か高電圧側（３６Ｖ）かを一目で判断することができる。尚、図５０〜図５１の変形例１には、図４７で示したような３６Ｖ出力時に上方に突出するように設けられる高電圧指示棒９３９を図示していないが、３６Ｖに設定した電池パック１０００を１８Ｖ用の電気機器本体へ誤装着できないように制限する機構を装備すると良い。
【０１４５】
図５２（２）は下ケース１００１内にセルパック１０５０を装着した図であり、ここでは図５１の状態から上下に反転させて、電池パック１０００から出力１８Ｖが出力されるように装着した状態を示している。図５１の状態から上下反転させたことにより、下ケース１００１の受電端子群と接触するのは、左側側面では電極１０５８ａ（第一のセルユニットの＋出力端子）と電極１０５９ａ（第二のセルユニットの＋出力端子）である。同様にして右側側面では１０５８ｂ（第一のセルユニットの−出力端子）と１０５９ｂ（第二のセルユニットの−出力端子）である。ここでは、電極１０５８ａと１０５９ａは受電端子１０６３ｃと１０６３ａと接触し、電極１０５８ｂと１０５９ｂは受電端子１０６４ｂと１０６４ａと接触することにより、第一及び第二のセルユニット間の接続回路が形成され、電池パック１０００から定格１８Ｖの直流が出力されることになる。信号電圧経路の接触状況には変化が無く、ＬＤ端子１０６１ｂとＴ端子１０６２ｂの接触位置が、ＬＳ端子１０６１ａとＣ＋端子１０６２ａに対して後側から前側に移動しただけで、信号伝達経路的には何ら変更がない。
【０１４６】
図５３は下ケース１００１内にセルパック１０５０を装着した図であり、ここでは図５２の状態からセルパック１０５０を上下にさらに反転させて、電池パック１０００から出力３６Ｖが出力されるように装着した状態を示している。図５２の状態から上下反転させたことにより、下ケース１００１の受電端子群と接触する電極のうち、左側側面では電極１０５８ａ（第一のセルユニットの＋出力端子）と電極１０５９ａ（第二のセルユニットの＋出力端子）の接触位置が受電端子１０６３ｂと１０６５ａになり、右側側面では電極１０５８ｂ（第一のセルユニットの−出力端子）と電極１０５９ｂ（第二のセルユニットの−出力端子）の接触位置が受電端子１０６５ｂと１０６４ｃになる。この結果、受電端子１０６３ｂ→第一のセルユニット→受電端子１０６５ａ→直列接続用のリード線→受電端子１０６５ｂ→第二のセルユニット→受電端子１０６４ｃの経路が確立されて、第一のセルユニットと第二のセルユニットが直列接続され、直列出力の電圧３６Ｖが出力される。尚、信号電圧経路の接触状況には変化は無い。
【０１４７】
図５３（２）は、（１）のＧ−Ｇ部の断面図である。本図からセルパック１０５０の左右方向がカバー部材１０５５、１０５６によって左右方向に移動しないように保持される点と、左右方向に逆向きに装着することを防ぐための凸部１００３ａと窪み部１０５２ｃが嵌合している点が理解できるであろう。なお、受電端子１０６３ａ〜１０６３ｃ、１０６４ａ〜１０６４ｃの根元側（下側）部分だけが下ケースの壁面に固定されて、Ｕ字状の開口部を形成する上側部分は壁面と隙間を隔てるように形成されるため、カバー部材１０５５、１０５６が受電端子１０６３ａ〜１０６３ｃ、１０６４ａ〜１０６４ｃの上側部分と下ケース１００１の壁面との間に介在することができる。
【０１４８】
以上のように、セルパックはハウジングの内部で第一の位置と、向きを変えた第二の位置にて収容可能であり、ハウジングの内壁側に第一の位置の際に各セルユニットの出力端子のいくつかと係合する第一端子組と、第二の位置の際に各セルユニットの他のいくつかの出力端子と係合する第二端子組を設け、セルパックの向きを変えることにより、第一端子組を使用するときはセルパックの並列出力となり、第二端子組を使用するときはセルパックの直列出力となるようにしたので、電池パックの出力電圧の切替機構を実現することができる。
【０１４９】
図５４は第８の実施例の変形例２に係る電池パックの配線図である。図４７〜図４９に示す電池パック９００は、上ケース９１０を下ケース９０１から開いて内部のセルパック９５０を上下反転させることにより第一のセルユニットと第二のセルユニットを直列接続にするか、並列接続にするかを切り替えていた。変形例２ではセルパック１１５０を反転させるのでは無く、受電端子が形成された上ケースを下ケース１１０１に対して取り外し可能に構成し、上ケースを水平面上で前後反転させて下ケース１１０１に取り付けることによって第一及び第二のセルユニットの直列接続と並列接続を切り替えるものである。この接続を実現するに当たってセルパック１１５０の左側側面１１５３と右側側面１１５４に形成される出力端子の配置と、上側ケース側に設けられる受電端子の位置を変更した。セルパック１１５０の筐体は図４８で示したセルパック９５０に比べて出力端子と信号端子の形状を除いて同一である。また、セルパック１１５０は下ケース１１０１から着脱可能であるので、セルパック１１５０が寿命に到達した場合、セルパック１１５０だけを交換することが容易である。
【０１５０】
セルパック１１５０の左側側面１１５３と右側側面１１５４には、２つの＋Ｖ１として出力端子１１５８ａと２つの＋Ｖ２として出力端子１１５９ａが配置される。２つの出力端子１１５８ａ間は図示しないリード線によって導通され、２つの出力端子１１５９ａ間は図示しないリード線によって導通されている。同様にして１つの−Ｖ１として出力端子１１５８ｂと２つの−Ｖ２として出力端子１１５９ｂが配置される。２つの出力端子１１５９ｂ間は図示しないリード線によって導通される。受電端子側としては、正極端子に接続されるリード線１１６３に２つの受電端子１１６３ａと１１６３ｂがセルパック１１５０の左側に配置される。また、負極端子に接続されるリード線１１６４に２つの受電端子１１６４ａと１１６４ｂがセルパック１１５０の右側に配置される。さらに直列接続用のリード線１１６５が設けられ、一方の端部に受電端子１１６５ａが接続され、他方の端部に受電端子１１６５ｂが設けられる。尚、上記の受電端子１１６３ａ〜１１６３ｂ、１１６４ａ〜１１６４ｂ、１１６５ａ〜１１６５ｂは、それぞれ上ケース側に形成された基台から下方向に延びるように配置する。また、変形例２ではセルパック１１５０を上下反転させる必要が無いため、これらの受電端子をセルパック１１５０の側面の上端付近、又はセルパック１１５０上面に配置するように構成しても良い。また、上ケース側に形成された基台には過放電や過電流を保護するための保護回路を搭載した保護回路基板が配置され、受電端子からの信号や電圧が保護回路に入力される。
【０１５１】
以上のように構成したセルパック９５０を収容した下ケース１１０１に対して、上ケースを一方向きに取り付けると図５４（１）のような配線経路となって、２つのセルユニットの並列出力が出力される。一方、下ケース１１０１に対して、上ケース水平面で１８０度相対回転させて他方向きに取り付けると図５４（２）のような配線経路となって、２つのセルユニットの並列出力が出力される。このように変形例２では下ケースに１１０１対して上ケースの取り付け方向を切り替えることによって出力電圧を切り替えるようにしたので、上ケースと下ケースの取り付け方向を切り替えられるような構造にすることによって、複雑な回路を使用すること無く複数電圧に対応可能な電池パックを実現できた。
【０１５２】
上述の実施例は種々の変更が可能である。上述の実施例では１８Ｖと３６Ｖの電圧切り変えに対応させたが、その他の電圧比としても良い。また、上ケールと下ケースの接合方法は揺動式でラッチを用いて固定する構造だけに限られずに、その他の公知の固定方法によっても良い。下ケースに対してセルパックを上下方向に反転させる構成に限らず、左右方向（前後方向）に反転させる構成でも良い。
【符号の説明】
【０１５３】
１、１Ａ、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ  電動工具本体      ２、３２  ハウジング
３、３３  ハンドル部      ４、３４  動作スイッチ（トリガ）
１０  電池パック装着部      １１ａ  レール溝      １２  湾曲部
１５  電池パック      ２０、２０Ａ  ターミナル部      ２０ａ  垂直面
２０ｂ  水平面      ２１  正極入力端子      ２２  負極入力端子
２３  ＬＤ端子      ２４  突起部      ２４Ａ  切替用突起      ２６  ネジ
３５  モータ      ３５ａ  回転子      ３５ｂ  固定子
４０  電池パック装着部      ４０ａ  取付面      ４０ｂ  窪み部
４１  ターミナル部      ４８ａ、４８ｂ  レール溝
４９、４９Ａ  ＡＣソケット      ４９ａ  第一端子      ４９ｂ  第二端子
４９ｃ  第三端子      ５１  演算部      ５２  制御信号出力回路
５３  回転位置検出回路      ５４  回転数検出回路      ５５  電流検出回路
５６  動作スイッチ      ５７  スイッチ操作検出回路      ５８  印加電圧設定回路
５９  電圧検出回路      ６０  ダイオードブリッジ      ６１  コンデンサ
６２  シャント抵抗      ６６ａ  制御信号線      ６６  スイッチング素子
６７  電池電圧検出回路      ６８  商用電源検出回路      ７０  インバータ回路
７５  接続アダプタ      ７６ａ、７６ｂ  電力線      ８０  ターミナル部
８１  正極入力端子      ８２  負極入力端子      ８４  切替用突起
９０  電源コード      ９１  プラグ部      ９２ａ  端子
９３  コネクタ部      ９３ａ  コネクタ本体      ９３ｂ  固定用ネジ
９４  接続コード      ９５ａ  第一端子      ９５ｂ  第二端子
９５ｃ  第三端子      １００  電池パック      １０１  下ケース
１１０  上ケース      １１１  下段面      １１２  段差部      １１５  上段面
１２０  スロット群配置領域      １２１  正極端子挿入口
１２２  負極端子挿入口      １２３  低電圧切替部材挿入口
１２４  高電圧切替部材挿入口      １３１  ストッパ部      １３２  隆起部
１３４  スリット（冷却風取入口）    １３８ａ、１３８ｂ  レール
１４１  ラッチ      １４２  スプリング      １５０  セルパック
１５１、１５１Ａ  セル      １５２、１５２Ａ  セパレータ
１５６〜１５８  セルユニット      １５９  薄板      １６０  基板
１６１  正極端子      １６２  負極端子      １７０  電圧切替機構
１７１  回動式ターミナル基台      １７２  揺動軸
１７３ａ〜１７３ｄ  接続端子      １７６ａ〜１７６ｊ  接点
２００、２００Ａ、２００Ｂ  電池パック      ２０１  下ケース
２１０  上ケース      ２１１  下段面      ２１２  段差部
２１５  上段面      ２２１〜２２５  端子挿入口
２３１、２３５  端子      ２３２、２３３、２３４  端子群
２３２ａ〜２３２ｃ、２３３ａ〜２３３ｄ、２３４ａ〜２３４ｃ  端子
２３８ａ、２３８ｂ  レール部      ２４０  隆起部      ２４１  ラッチ部
２４１ａ  ラッチ爪      ２７０、２８０、２８０Ａ  ターミナル部
２７１、２８１  正極入力端子      ２７２、２８２  負極入力端子
２８３  接続素子      ２８３ａ  導通部      ２８３ｂ  絶縁体
２８３ｃ  導通部
３００  電池パック      ３１０  上ケース      ３１１  下段面
３１２  段差部      ３１５  上段面      ３１６  案内レール
３２０  電圧切替機構      ３２１〜３２４  スリット
３３０、３４０  可動案内部材      ３３１、３４１  端子装着部
３３２、３４２  傾斜部      ３３３、３４３  平行面
３３４ａ、３３４ｂ  案内溝部      ３３５、３４５  中間端子
３３５ａ、３３５ｂ、３３５ｃ、３３５ｄ  接触子
３４５ａ、３４５ｂ、３４５ｃ、３４５ｄ  接触子
３４８  スプリング      ３５１  第１＋端子      ３５１ａ、３５１ｂ  接触子
３５２  第２＋端子      ３５２ａ、３５２ｂ、  接触子      ３５２ｃ  ピン部
３５３  第１−端子    ３５３ａ、３５３ｂ  接触子      ３５４  第２−端子
３５４ａ、３５４ｂ  接触子      ３５６、３５７  セルユニット
３６０  端子基板      ３６１  案内レール      ３７０、３８０  ターミナル部
３７１、３８１  正極入力端子      ３７２、３８２  負極入力端子
４００、４００Ａ  電池パック      ４０１  下ケース      ４１０  上ケース
４１１  下段面      ４１２  段差部      ４１５  上段面
４２０  端子配置領域      ４２１  端子      ４２２  正極端子
４２６  負極端子      ４３１  ストッパ部      ４３２  隆起部
４３４  スリット      ４３５  切り抜き部      ４３８ａ、４３８ｂ  レール部
４４１  ラッチ        ４５０  スイッチ機構      ４５１  スイッチケース
４５２  操作レバー      ４５３  揺動軸      ４５４  操作片
４５５  切替素子      ４５６、４５７  金属部材
４６１〜４６５  接点端子
４６１ａ、４６２b、４６３ａ、４６３ｂ、４６４ａ、４６４ｂ    接点
４６２ｂ、４６３ｃ、４６３ｄ、４６４ｃ  ラッチ爪
４６３、４６４、４６５  接続端子      ４６５ａ、４６５ｂ  接点
４７０  端子基板      ４８０、４８０Ａ  電動工具本体
４８１  電池パック装着部      ４８４、４８４Ｂ、４８５  突起部
４９０  表示窓
５００  電池パック      ５２１  正極出力端子      ５２２  負極出力端子
５３１  接触端子対      ５３４  非接触端子対      ５３８ａ、５３８ｂ  レール部
５４１、５４２  絶縁端子      ５４４  短絡端子
５７１、５７６  スイッチハウジング      ５７２、５７７  スイッチレバー
５７２ａ、５７７ａ  斜面部      ５７２ｂ、５７７ｂ  スライダ
５７３、５７８  スプリング
６００、６００Ａ  電池パック      ６１１  下段面      ６１２  段差部
６１５  上段面      ６２１  正極端子用スロット      ６２２  負極端子用スロット
６２３  直並切替素子用スロット      ６２３Ａ  第一スロット
６２４Ａ  第二スロット      ６４０  電池パックカバー    ６４１  下段部
６４２  鉛直面      ６４３  上段部      ６４４  エッジ      ６４５  リブ
６４６〜６４８  垂直リブ      ６５０  ターミナル部      ６５１  正極入力端子
６５２  負極入力端子    ６６１  正極出力端子      ６６２  負極出力端子
６６３  並列接続子対      ６６３ａ、６６３ｂ  並列接続子
６６４  直列接続子      ６７３  並列接続子対
６７３ａ、６７３ｂ  並列接続子      ６７４  直列接続子
６８０、６８０Ａ  ターミナル部      ６８１  正極入力端子
６８２  負極入力端子      ６８３  直並列切替端子      ６８３ａ  遮断端子
６８３ｂ  導通端子      ６９３  第一直並列切替端子      ６９３ａ  遮断端子
６９３ｂ  導通端子      ６９４  第二直並列切替端子
７００  電池パック      ７０１、７０４、７０７  スロット
７０９  開口部      ７１１、７１４、７１７  端子基板
７１２、７１３  正極端子      ７１５、７１６  負極端子
７１８、７１９  直列接続用端子      ７２０  ターミナル部
７２０ａ  水平面      ７２０ｂ  垂直面      ７２１  正極入力端子
７２２  負極入力端子      ７２３  ＬＤ端子      ７３０  ターミナル部
７３０ｂ  垂直面      ７３１  正極入力端子      ７３１ａ  配線用接続部
７３２  負極入力端子      ７３３  ＬＤ端子      ７３４  導通端子
７３５、７３６  絶縁端子
７５０、７７０、７９０、８００  ターミナル部
７５１、７７１、７９１、８０１  正極入力端子
７５２、７７２、７９２、８０２  負極入力端子
７５３、７７３  ＬＤ端子      ７５４、７７４、８０４  導通端子
７９５、７９６、７７５、７７６  絶縁板      ８１２、８１３  正極端子
７７０ｂ  垂直面      ７７７  隙間      ７８１  端子基板
７８２  正極端子      ７８２ａ  上側部分      ７８２ｂ  下側部分
７８３  正極端子      ７８７ａ  入口側      ７８７ｂ  出口側
９００  電池パック      ９０１  下ケース      ９０１ａ  開口
９０２ｂ〜９０２ｄ  リブ      ９０５  凹部      ９１０  上ケース
９１０ａ  掛止爪      ９１１  下段面      ９１２  段差部
９１５  上段面      ９１６  回動軸支持部      ９３２  隆起部
９３８  スプリング      ９３９  高電圧指示棒      ９４１  ラッチ
９４２  回動軸      ９４６  可動部      ９４７  回動軸      ９４８  基台部
９５０  セルパック      ９５１  セル      ９５２  セパレータ
９５３、９５４  側面保持板      ９５５ａ〜９５５ｅ  突起部
９５６ａ  ＋Ｖ１出力      ９５６ｂ  −Ｖ１出力      ９５７ａ  ＋Ｖ２出力
９５７ｂ  −Ｖ２出力      ９５８ａ  （第一プラス）出力端子
９５８ｂ  （第一マイナス）出力端子      ９５９ａ  （第二プラス）出力端子
９５９ｂ  （第二マイナス）出力端子      ９５９ｂ  出力端子
９６１ａ  ＬＳ端子      ９６１ｂ  ＬＤ端子      ９６２ａ  Ｃ＋端子
９６２ｂ  Ｔ端子      ９６３、９６４、９６５リード線
９６３ａ、９６３ｂ  受電端子      ９６４ａ〜９６４ｃ  受電端子
９６５ａ、９６５ｂ  受電端子      ９６６  薄板
９６８ａ、９６８ｂ、９６９ａ、９６９ｂ  受信端子
１０００  電池パック      １００１  下ケース
１００２ａ〜１００２ｅ  補強用リブ  １００３ａ、１００３ｅ  凸部
１０１１  下段面      １０１４  窓      １０１５  上段面
１０５０  セルパック      １０５２  セパレータ
１０５２ａ〜１０５２ｄ  窪み部
１０５５、１０５６  カバー部材      １０５５ａ  側面板
１０５５ｂ  前側連結部      １０５５ｃ  後側連結部
１０５８ａ、１０５８ｂ、１０５９ａ、１０５９ｂ  電極
１０６１ａ  ＬＳ端子      １０６１ｂ  ＬＤ端子      １０６２ａ  Ｃ＋端子
１０６２ｂ  Ｔ端子      １０６３ａ、１０６３ｂ  受電端子
１０６４ａ〜１０６４ｃ、１０６５ａ、１０６５ｂ  受電端子
１０６９ａ、１０６９ｂ  受電端子      １０７０  リード線
１０７２  電圧表示      １１０１  下ケース      １１２０  端子領域
１１５０  セルパック      １１５３  左側側面      １１５４  右側側面
１１５８ａ、１１５８ｂ、１１５９ａ、１１５９ｂ  出力端子
１１６３、１１６４、１１６５  リード線
１１６３ａ〜１１６４ａ、１１６４ｂ、１１６５ａ、１１６５ｂ  受電端子
【図１】
2018073663.tif 000003
【図２】
2018073663.tif 000004
【図３】
2018073663.tif 000005
【図４】
2018073663.tif 000006
【図５】
2018073663.tif 000007
【図６】
2018073663.tif 000008
【図７】
2018073663.tif 000009
【図８】
2018073663.tif 000010
【図９】
2018073663.tif 000011
【図１０】
2018073663.tif 000012
【図１１】
2018073663.tif 000013
【図１２】
2018073663.tif 000014
【図１３】
2018073663.tif 000015
【図１４】
2018073663.tif 000016
【図１５】
2018073663.tif 000017
【図１６】
2018073663.tif 000018
【図１７】
2018073663.tif 000019
【図１８】
2018073663.tif 000020
【図１９】
2018073663.tif 000021
【図２０】
2018073663.tif 000022
【図２１】
2018073663.tif 000023
【図２２】
2018073663.tif 000024
【図２３】
2018073663.tif 000025
【図２４】
2018073663.tif 000026
【図２５】
2018073663.tif 000027
【図２６】
2018073663.tif 000028
【図２７】
2018073663.tif 000029
【図２８】
2018073663.tif 000030
【図２９】
2018073663.tif 000031
【図３０】
2018073663.tif 000032
【図３１】
2018073663.tif 000033
【図３２】
2018073663.tif 000034
【図３３】
2018073663.tif 000035
【図３４】
2018073663.tif 000036
【図３５】
2018073663.tif 000037
【図３６】
2018073663.tif 000038
【図３７】
2018073663.tif 000039
【図３８】
2018073663.tif 000040
【図３９】
2018073663.tif 000041
【図４０】
2018073663.tif 000042
【図４１】
2018073663.tif 000043
【図４２】
2018073663.tif 000044
【図４３】
2018073663.tif 000045
【図４４】
2018073663.tif 000046
【図４５】
2018073663.tif 000047
【図４６】
2018073663.tif 000048
【図４７】
2018073663.tif 000049
【図４８】
2018073663.tif 000050
【図４９】
2018073663.tif 000051
【図５０】
2018073663.tif 000052
【図５１】
2018073663.tif 000053
【図５２】
2018073663.tif 000054
【図５３】
2018073663.tif 000055
【図５４】
2018073663.tif 000056