JP6028030B2 - 手持式電動工具用のバッテリパック - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１１年１２月３０日に出願された米国仮特許出願第６１／５８１，９５７号に対する優先権を主張し、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる

ここで開示する技術は、手持式電動工具用のバッテリパックに関する。

ＵＳ２０１１／０１１４３５０Ａ１は、手持式の電動工具に用いられるバッテリパックを開示する。このようなバッテリパックは、複数のバッテリセルと、複数のバッテリセルと電気的に接続された回路基板と、複数のバッテリセル及び回路基板を収容するハウジングを備えている。回路基板には、電動工具と電気的に接続するための接触式端子が設けられている。

ＵＳ２００３／００８２４３９Ａ１は、バッテリ駆動式の機器の使用に適したバッテリパックを開示する。このバッテリパックでは、複数の固定壁がハウジングに一体に形成されており、ハウジングに収容されたバッテリセルのバッテリ端子が、固定壁によって冷却風通路から物理的に隔離及び遮断されている。

バッテリセル及び回路基板は、金属を含む電気機器の一種であるので、水分による腐食に弱い。従って、ハウジング内へ水分が浸入（浸透）することは、防止されることが好ましい。しかしながら、充電時や放電時に発生するバッテリパックの熱は、バッテリセルに回復不能なダメージを与える前に放出される必要があるので、ハウジングの全体を完全に密閉することは好ましくない。即ち、ハウジングの全体が完全に密閉されていれば、バッテリセルはオーバーヒートしてしまい、回復不能なダメージを負うことになる。従って、バッテリセルのオーバーヒートを防ぐためには、ハウジングに開口を形成しておき、その開口を通じて、ハウジング内の空間を自然換気又は強制換気する必要がある。しかしながら、ハウジングに開口を形成することで、水分がハウジング内へ浸入（浸透）するおそれが生じる。

加えて、ハウジング内には、電動工具と電気的に接続する接触式端子が設けられている。接触式端子は、電動工具の接触式端子と物理的に接触する。そのため、ハウジングには、電動工具の接触式端子を受け入れる（が挿入される）ための開口を形成する必要がある。しかしながらこの場合でも、ハウジングに開口を形成することで、ハウジング内へ水分が浸入するおそれが生じる。

上記の理由に限られず、ハウジングに開口が形成されており、ハウジングの内部空間が外部空間（即ち、外部環境）と液体又は気体が流通可能となっていれば、ハウジング内へ水分が浸入（浸透）するおそれが必然的に生じる。そして、ハウジング内へ水分が浸入すれば、バッテリセル及び／又はバッテリセルが、腐食によって故障することが起こり得る。

本技術は、例えば充電時や放電時にバッテリセルへ冷却風を供給するために、ハウジングの内部空間が外部空間と連通されている場合でも、上記のような事象を低減し、もって水分によるバッテリパックの故障を防止する。

上記した課題は、請求項１及び５に記載されたバッテリパックによって達成される。そして、発明の主題の改良事項は、従属請求項に記載されている。

本技術の一側面により、バッテリパックのハウジング内に、開放空間と隔離空間とがそれぞれ画定される。開放空間は、外部空間（例えば、バッテリパックのハウジングの外部環境）と連通する空間であり、隔離空間は、外部空間及び開放空間から隔離された空間である。その上で、バッテリセル及び／又は回路基板の水分又は外部の影響によって腐食しやすい部分を隔離空間に配置し、腐食に強い部分を開放空間に配置する。

あるいは、開放空間に配置する必要のある部分（例えば、回路基板において接触式端子が設けられた部分）のみを開放空間に配置し、その他の部分は隔離空間に配置する。この場合、バッテリセル及び／又は回路基板は、隔離空間と開放空間とを隔離する隔離壁を通過するので、隔離壁とバッテリセルとの間、隔離壁と回路基板との間、及び、隔離壁とバッテリセル及び回路基板との間の隙間が、腐食を抑制する上での問題となる。

そこで、腐食のおそれを低減するために、本技術によると、隔離壁のバッテリセル及び／又は回路基板に接触する部分は、ハウジングを構成する一定の剛性を有する材料よりも、柔軟な又は弾力性のある材料（例えばゴム材料）で形成することが好ましい。隔離壁の適切な部分を柔軟な材料で形成すれば、隔離壁とバッテリセルとの間の隙間、隔離壁と回路基板との間の隙間、及び、隔離壁とバッテリセル及び回路基板との間の隙間を無くすことができる。

よって、本技術の他の一側面では、手持式電動工具用のバッテリパックは、複数のバッテリセルと、複数のバッテリセルを収容するハウジングを備えることができる。ハウジングは、外部空間と連通している開放空間と、その開放空間から隔離された隔離空間を有することができる。ハウジング内では、開放空間と隔離空間との境界面に沿って、両空間を互いに隔離する隔離壁を設けることができる。各バッテリセルの一部は、開放空間に位置することができ、各バッテリセルの他の一部は、隔離空間に位置することができる。隔離壁のバッテリセルに接触する部分は、ハウジングよりも柔軟な及び／又は弾力性のある材料で形成することができる。ここでいう「バッテリセルの一部」とは、物理的に一体の一部分に限れられず、物理的に離れた二以上の部分であってもよい。

本技術の他の一側面では、手持式電動工具用のバッテリパックは、複数のバッテリセルと、複数のバッテリセルと電気的に接続された回路基板と、複数のバッテリセル及び回路基板を収容するハウジングを備えることができる。ハウジングは、外部空間と連通している開放空間と、その開放空間から隔離された隔離空間を有することができる。ハウジング内には、開放空間と隔離空間との境界面に沿って、両空間を互いに隔離する隔離壁を設けることができる。回路基板の一部は、開放空間に位置することができ、回路基板の他の一部は、隔離空間に位置することができる。隔離壁の回路基板に接触する部分は、ハウジングよりも柔軟な及び／又は弾力性のある材料で形成することができる。

図１は、第１実施形態のバッテリパックの外観を示す。

図２は、第１実施形態のバッテリパックを、バッテリセルの長手方向に垂直な断面で切断した切り取り図。

図３は、第１実施形態のバッテリパックを、バッテリセルの長手方向に平行な断面で切断した切り取り図。

図４は、第１実施形態のバッテリパックを、ハウジングの上ピースを取り除いて示す平面図。

図５は、第１実施形態のバッテリパックを、ハウジングを取り除いて示す斜視図。

図６は、第１実施形態のバッテリパックの隔離壁及びシール部材を示す斜視図。

図７は、第２実施形態のバッテリパックを、バッテリセルの長手方向に垂直な断面で切断した切り取り図。

本技術の一実施形態では、開放空間に位置する各バッテリセルの一部に、バッテリセルの電極が設けられていることが好ましい。バッテリセルの電極を有する部分は水に弱いので、当該部分は隔離空間に配置することが好ましい。一方、他の部分は比較的に水分に強いので（例えば防水性シートで覆うこともできる）、開放空間に配置することが好ましい。それにより、ハウジング内に侵入（浸透）する水から電極を保護しつつ、開放空間を自然換気又は強制換気することによって、バッテリセルを冷却することができる。このような実施形態では、開放空間がバッテリセル（及びハウジング内部）の冷却風通路として機能する。よって、このような実施形態では、「冷却風通路」は、「解放空間」と置換可能な同義のものと解釈することができる。

本技術の一実施形態では、隔離壁が、複数のバッテリセルをそれぞれ通過させる複数の第１孔を、即ち、一つのバッテリセルについて一つの第１孔を有することが好ましい。この場合、各々の第１孔は、他の第１孔から独立して形成されていることが好ましい。そして、各々の第１孔の周縁（エッジ）が、ハウジングの材料よりも柔軟な及び／又は弾力性のある材料で形成されていることが好ましい。この構成によると、製造上の誤差によるような、隔離壁とバッテリセルとの間に生じる僅かな隙間を排除することができる。

本技術の一実施形態では、隔離空間に配置された回路基板の一部に、回路基板とバッテリセルとを電気的に接続する導電線の一端が固定されていることが好ましい。それに加えて又は代えて、開放空間に配置された回路基板の一部に、電動工具と電気的に接続する接触式端子が設けられていることが好ましい。回路基板では、回路基板とバッテリセルとを電気的に接続する導電線の一端が固定されている部分が、比較的に水分に弱い。そのことから、回路基板の当該部分は、隔離空間に配置することが好ましい。また、回路基板のその他の部分についても、隔離空間に配置することが好ましい。ただし、電動工具用の接触式端子が設けられた部分については、開放空間に配置する必要がある。

上記した実施形態では、隔離壁が、回路基板を通過させる第２孔を有することが好ましい。この場合、第２孔の周縁（エッジ）は、ハウジングよりも柔軟な及び／又は弾力性のある材料で形成されていることが好ましい。この構成によると、製造上の誤差によるような、隔離壁と回路基板との間に生じる僅かな隙間を排除することができる。

上記した実施形態では、隔離壁が、複数のバッテリセルをそれぞれ通過させる複数の第１孔を、即ち、一つのバッテリセルについて一つの第１孔をさらに有することが好ましい。この場合、各々の第１孔は、他の第１孔及び第２孔から独立して形成されているとともに、各々の第１孔の周縁（エッジ）は、ハウジングよりも柔軟な及び又は弾力性のある材料で形成されていることが好ましい。この構成によると、製造上の誤差によるような、隔離壁とバッテリセルとの間に生じる僅かな隙間についても排除することができる。

本発明の一実施形態では、隔離壁のハウジングに接触する部分についても、ハウジングよりも柔軟な及び／又は弾力性のある材料で形成されていることが好ましい。この構成によると、製造上の誤差によるような、隔離壁とハウジングとの間に生じる隙間を排除することができる。

本発明の一実施形態では、ハウジングのつなぎ目が、隔離空間内に又は沿って位置することがある。この場合、隔離空間内には、ハウジングのつなぎ目（又はその一部）に沿って、シール部材を配置することが好ましい。そのシール部材は、ハウジングよりも柔軟な及び／又は弾力性のある材料で形成されていることが好ましい。それにより、ハウジングのつなぎ目から侵入する水分を排除することができる。一例ではあるが、シール部材の少なくとも一部は、隔離壁と一体で（例えばつなぎ目なしで）に形成することができる。当然に、隔離壁は、シール部材から独立した別部材として形成し、それらに固定又は接着されてもよい。

本発明の一実施形態では、隔離壁の全体が、ハウジングよりも柔軟な及び／又は弾力性のある材料で形成されていることが好ましい。この構成によると、隔離壁につなぎ目が形成されないので、隔離空間に侵入する僅かな水分も排除することができる。

本発明の一実施形態では、上述したハウジングよりも柔軟な及び／又は弾力性のある材料として、天然ゴム又は合成ゴムその他のゴム材料あるいはエラストマを採用することができる。ゴム材料及びエラストマは、柔軟性に富むとともに、優れた遮水材料でもある。より詳細な例については後段で説明する。

本発明の一実施形態では、複数のバッテリセルが、互いに平行に配置されていることが好ましい。この構成によると、各バッテリセルの電極が互いに隣接して位置するので、複数のバッテリセルの端部に位置する電極をまとめて第１隔離空間に配置することができる。複数のバッテリセルの反対側の端部に位置する電極は、まとめて第２隔離空間に配置することができる。第２隔離空間は、第１隔離空間から分離され、第１隔離空間とは独立している。但し、第１隔離空間と第２隔離空間は、それらが外部空間から液体や気体の流動が禁止されている限り、液体や気体が流動できるように互いに接続されていてもよい。

本発明の一実施形態では、複数のバッテリセルを、少なくとも二段に配置するとともに、最上段には最も少ない数（例えば一本のみ）のバッテリセルを配置することが好ましい。この構成によると、最上段のバッテリセルが配置されない空間に、電動工具と接続するための端子、バッテリパックを電動工具にロックするロック部材、及び／又は、その他の電動工具の使用に適した各種の構成を配置することができる。一例ではあるが、端子を最上段のセルの一方側に配置するとともに、ロック部材を最上段のセルの他方側に配置することが好ましい。

第１実施形態

図１−６を参照して、第１実施形態のバッテリパック１０について説明する。第１実施形態のバッテリパック１０は、手持式の電動工具用のバッテリパックであり、電動工具に電流（電力）を供給する。バッテリパック１０は、電動工具に着脱可能に構成されている。バッテリパック１０は、再充電可能となっており、繰り返し使用することができる。

図１から図４に示すように、バッテリパック１０は、ハウジング１８を備えている。ハウジング１８は、プラスチック材料であって、好ましくは、柔軟性を示さない強度のプラスチック材料で形成されている。ハウジング１８は、上ピース２０と下ピース２２を有する。上ピース２０と下ピース２２は、複数のねじ１６によって互いに組み付けられている。上ピース２０には、工具係合部２６（突出部）と、複数のスリット２４が形成されている。工具係合部２６は、電動工具と機械的に係合（連結）することができる。本実施形態の工具係合部２６は、一対のレール構造を有している。なお、工具係合部２６は、二対以上のレール構造を有してもよいし、リンクやコネクタといった他の機械的な係合構造を有してもよい。各々のスリット２４は、電動工具の接触式端子を受け入れる開口である。ハウジング１８の内部空間は、各スリット２４を介して外部空間（外部環境）と連通している。各スリット２４の内側には、バッテリパック１０の少なくとも一つの接触式端子３４が設けられている。

図１から図５に示すように、バッテリパック１０は、ロック部材１２（例えばフック又はラッチ）と、ロック解除部材１４（例えばボタン又はタブ）を備えている。ロック部材１２は、電動工具の対応する係合部又は連結部と係合することによって、バッテリパック１０を電動工具にロックする。ロック部材１２は、弾性部材３０によりロック位置（又はラッチ位置）に向けて付勢されており、ハウジング１８の表面に対して、出入りすることができる。一例ではあるが、弾性部材３０は、コイルスプリング又はその他のタイプの男性部材、例えば弾性変形可能な部材であってよい。ロック解除部材１４は、バッテリパック１０と電動工具との間のロックを解除するために、ユーザによって操作される（押される）操作部材である。ユーザがロック解除部材１４を押すと、ロック部材１２がハウジング１８内へ引き込まれ、ユーザがロック解除部材１４を戻すと、ロック部材１２がハウジング１８から突出し、電動工具のハウジングの内部に配置され、バッテリパック１０が電動工具にロック（ラッチ）される。一例ではあるが、ロック部材１２とロック解除部材１４は、単一の部品によって繋ぎ目なく一体に形成されている。

図１、図２に示すように、ハウジング１８には、通気口２８が形成又は画定されている。通気口２８は、ハウジング１８の内部空間を換気するための開口である。ハウジング１８の内部空間は、通気口２８を通じて外部空間（外部環境）と連通している。例えば、通気口２８は、充電器に設けられたファンが供給する冷却風を受け入れる。加えて又は代えて、ハウジング１８の自然換気又は強制換気を、通気口２８を通じて行うことができる。

図２から図５に示すように、バッテリパック１０は、複数のバッテリセル３２を備えている。複数のバッテリセル３２は、ハウジング１８内に収容されている。一例ではあるが、本実施形態のバッテリパック１０は、７本のバッテリセル３２を備えており、各々のバッテリセル３２は、リチウムイオンセルである。ただし、バッテリセル３２の数は７本に限定されず、バッテリセル３２の種類もリチウムイオンセルに限定されず、例えば、ニッケルカドミウムセル又はニッケル水素セルであってもよい。複数のバッテリセル３２は、金属といった導電性材料で形成された複数の接続板３８を介して、直列に接続されている。各バッテリセル３２の公称電圧は３．６ボルトであり、バッテリパック１０の全体としての公称電圧は２５．２ボルトである。

複数のバッテリセル３２は、その長手方向が互いに平行となるように配置されている。複数のバッテリセル３２は、二段に並べて配置されている。下段には６本のバッテリセル３２が配置されており、上段には１本のバッテリセル３２が配置されている。上段のバッテリセル３２の一方側には、接触式端子３４が配置されており、上段のバッテリセル３２の他方側には、ロック部材１２が配置されている。接触式端子３４とロック部材１２の間に少なくとも一方のバッテリセル３２を配置することで、バッテリパック１０のサイズを小型化することができる。なお、上段に配置するバッテリセル３２の本数と、下段に配置するバッテリセル３２の本数は、特に限定されない。例えば、全７本のバッテリセル３２を有するバッテリパック１０の場合、上段に二本のバッテリセル３２を配置し、下段に五本のバッテリセル３２を配置してもよい。あるいは、上段に三本のバッテリセル３２を配置し、下段に四本のバッテリセル３２を配置してもよい。さらに、上段に配置するバッテリセル３２の本数が、下段に配置するバッテリセル３２の本数よりも多くてもよい。

図２から図５に示すように、バッテリパック１０は、バッテリセルホルダ６０（以下、セルホルダ６０）を有している。セルホルダ６０は、プラスチック材料で形成されている。セルホルダ６０は、底のない箱形状を有している。なお、セルホルダ６０は、底のある箱形状であってもよいし、その他の形状であってもよい。セルホルダ６０には、複数のバッテリセル３２を一定の相対位置関係で保持し得る各種の形状及び構造を採用することができる。図３、５に示すように、セルホルダ６０の各側面６０ａには、複数の孔６２が形成されている。各々の孔６２は、セルホルダ６０外部へ伸びるバッテリセル３２を保持している。各バッテリセル３２の両端面３２ａは、セルホルダ６０の外側に位置しており、各バッテリセル３２の中間部分３２ｂは、セルホルダ６０の内側に位置している。セルホルダ６０には、通気口２８が形成又は画定されており、通気口２８は、ハウジング１８に形成又は画定された通気口２８と対応し、連通している。セルホルダ６０の内部空間は、外部空間（外部環境）と連通しており、バッテリセル３２を冷却する冷却風の通路となっている。

図１から図５に示すように、バッテリパック１０は、回路基板３６を備えている。回路基板３６には、上述した複数の接触式端子３４が設けられている。回路基板３６は、複数の導電線４０を介して、複数のバッテリセル３２と電気的に接続されている。複数のバッテリセル３２は、回路基板３６を通じて、複数の接触式端子３４へ電気的に接続されている。その他、回路基板３６には、少なくとも一つのマイクロプロセッサ、少なくとも一つのメモリ及び／又は記憶装置、各種のセンサ及び回路パターン（回路パターンは、回路基板上の各種の部品や回路基板に取り付けられた各種の部品を電気的に接続する）が設けられている。

図３、図４に示すように、バッテリパック１０は、一対の隔離壁４４を備えている。一対の隔離壁４４は、ハウジング１８内に位置している。二つの隔離壁４４は、セルホルダ６０の両側面６０ａに沿ってそれぞれ配置されている。一例であるが、各々の隔離壁４４は、ハウジング１８を形成する材料よりも柔軟な材料で形成されている。一例であるが、本実施形態の隔離壁４４は、ハウジング１８を形成するプラスチック材料よりも柔軟なゴム材料で形成されている。以下でより詳細に説明する。各々の隔離壁４４は、ハウジング１８の内部空間を気密に区分しており、バッテリセル３２の長手方向の両端において、内部空間が気密に、又は実質的に気密に区分されている。図３、図４に示すように、ハウジング１８の内部空間は、一対の隔離壁４４に挟まれた冷却風通路５４（以下、開放空間５４）と、その両側に位置する二つの隔離空間５２に区画されている。開放空間５４は、通気口２８や複数のスリット２４を通じて、外部空間（外部環境）と連通している。それに対して、各々の隔離空間５２は、隔離壁４４とハウジング１８によって囲まれており、外部空間（外部環境）及び開放空間５４から気密に隔離されている。

隔離空間５２は、実質的に密閉されているので（完全に又は気密にシールされていなければ）、隔離空間５２内の圧力は、隔離空間５２内の温度に応じて変化する。例えばバッテリパック１０の放電時や充電時は、バッテリセル３２の発生する熱により、隔離空間５２内の温度が上昇するので、隔離空間５２内の圧力も上昇する。このとき、隔離空間５２と開放空間５４との間で圧力差が大きくなりすぎると、隔離壁４４による気密性が破壊され、例えば隔離壁４４とハウジング１８との間から空気が漏れてしまう。この場合、その後に隔離空間５２内の温度が低下したときに（つまり、バッテリパック１０が使用されていないときに）、隔離空間５２が開放空間５４及び外部空間（外部環境、つまり雰囲気圧力）に対して負圧となり、水分を含む外気が隔離空間５２に侵入することになってしまう。このような水分の侵入という問題に対し、本技術は、隔離空間５２内の圧力変動を、隔離空間５２の気密性が破壊されない程度に抑制することを提案する。

圧力変動を抑制又は制限するために、本実施例の隔離壁４４は、上述又は後述するように、弾性材料、例えばゴム材料で形成されており、柔軟性及び／又は弾性を有している。そのことから、各々の隔離壁４４（又はその少なくとも一部）は、対応する隔離空間５２内の圧力変化に応じて変形することができ、一種のダイヤフラムとして機能する。隔離壁４４の少なくとも一部が、増大する圧力に応じて拡張することができると、隔離空間５２内の圧力変動を抑制することができる。上記に加え、又は代えて、隔離壁４４の弾性は、隔離壁４４の少なくとも一部を形成する材質だけでなく、隔離壁４４の形状によって実現することもできる。具体的には、隔離壁４４の一部又は全体に凹部又は凸部を形成してもよいし、隔離壁４４の一部を他の部分よりも薄くすることも有効である。

上述したように、本実施形態のバッテリパック１０は、ハウジング１８内に開放空間５４と二つの隔離空間５２を有している。開放空間５４は、通気口２８を通じて外部空間と連通している。従って、開放空間５４を自然換気（受動的な換気）又は強制換気することにより、バッテリセル３２の中間部分に冷却風を送ることによって、バッテリセル３２のオーバーヒートを防止することができる。ただし、ハウジング１８内に開放空間５４を設けると、ハウジング１８内に水分が浸入（浸透）するおそれが生じる。そこで、本実施形態のバッテリパック１０は、ハウジング１８内に隔離空間５２を有し、バッテリセル３２及び／又は回路基板３６において水分に弱い部分（例えば、バッテリセル３２の長手方向両端の金属端子）が、隔離空間５２内に配置されている。

一例ではあるが、本実施形態では、全てのバッテリセル３２の各端面３２ａが隔離空間５２に配置されている。これは、バッテリセル３２の端面３２ａには正極及び負極端子（金属端子）が設けられており、当該端子やそれに固定された接続板３８が水分に弱いためである。また、図４に示すように、回路基板３６の両端部分３６ａ（長手方向の両端部分）も、隔離空間５２に配置されている。回路基板３６の両端部分３６ａには、回路基板３６とバッテリセル３２とを電気的に接続する導電線４０の一端４０ａが、はんだ付けによって固定されており、当該部分が水分に弱いためである。なお、導電線４０を用いることなく、導電板である接続板３８を、回路基板３６の一端を直接的に接続することによって、バッテリセル３２と回路基板３６を電気的に接続してもよい。あるいは、導電線４０に代えて、フレキシブル基板（フレキシブルプリント基板）により、バッテリセル３２と回路基板３６を電気的に接続してもよい。いずれにしても、バッテリセル３２と回路基板３６とを電気的に接続する導電体の一端が固定されている回路基板３６の部分を、隔離空間５２に配置するとよい。

一方、バッテリセル３２の中間部分３２ｂは、開放空間５４に配置されている。バッテリセル３２の中間部分３２ｂは、一又は複数の防水性シートによって被覆されており、水分には比較的に強くなっている（即ち、バッテリセルの金属部分や導電性の金属板／ワイヤと比較して、耐腐食性が強い）。また、回路基板３６の中間部分３６ｂも、開放空間５４に配置されている。バッテリセル３２の中間部分３２ｂは、上ピース２０の表面に配置された複数の接触式端子３４に近接する開放空間５４に配置されている。

図３、図４に示すように、バッテリパック１０は、シール部材４２を備え入る。一例であるが、本実施形態のシール部材４２は、弾性材料であって、例えばゴム材料で形成されている。シール部材４２を形成する材料は、隔離壁４４を形成する材料と同じでもよいし、異なってもよい。シール部材４２を形成する材料の代表的な例は後述する。

シール部材４２は、ハウジング１８の上ピース２０と下ピース２２との間のつなぎ目に沿って配置されている。シール部材４２は、ハウジング１８のつなぎ目から隔離空間５２に侵入する水分を排除する。本実施形態では、上ピース２０と下ピース２２との間のつなぎ目のうち、隔離空間５２に位置するつなぎ目にのみ、シール部材４２が設けられている。即ち、開放空間５４に位置するつなぎ目に、シール部材４２は設けられていない。ただし、他の実施形態として、つなぎ目の全長に亘って一つの（エンドレスの）シールやガスケットを配置するなど、開放空間５４に位置するつなぎ目にもシール部材４２を設けてもよい。シール部材４２の材料は、特に限定されないが、ハウジング１８を形成する材料よりも柔軟な材料（例えばゴム材料あるいはエラストマ）であることが好ましく、この点は後段で説明を加える。

図６を参照して、隔離壁４４及びシール部材４２の主要な構造について説明する。隔離壁４４の周縁（エッジ）７２は、ハウジング１８の内面に当接する部分である。当該部分は、弾性材料、例えばゴム材料で形成されており、ハウジング１８よりも柔軟である。それにより、隔離壁４４とハウジング１８との間に生じる僅かな隙間も排除される。さらに、隔離壁４４の周縁７２は、他の部分よりも厚くなっているとともに、溝７４が形成されている。この構成により、隔離壁４４とハウジング１８との間の気密性が高められている。

隔離壁４４は、複数の第１孔７６を有している。複数の第１孔７６は、互いに独立しており、即ち、各々の第１孔７６を区分する中実な部分が存在する。各々の第１孔７６は、対応する一つのバッテリセル３２を、通過させるように受け入れる。バッテリセル３２に接触する第１孔７６の周縁（エッジ）７８は、例えばゴム材料で形成されており、ハウジング１８よりも柔軟である。それにより、隔離壁４４とバッテリセル３２との間に生じる僅かな隙間も排除され、シールされる。さらに、第１孔７６の周縁７８は、他の部分よりも厚くなっている。この構成により、隔離壁４４とバッテリセル３２との間により広いシール領域が形成され、隔離壁４４とバッテリセル３２との間の気密性が高められている。

隔離壁４４は、第２孔８０を有している。第２孔８０は、各々の第１孔７６から独立している。第２孔８０は回路基板３６を通過させるように受け入れる。回路基板３６に接触する第２孔８０の周縁８２は、例えばゴム材料で形成されており、ハウジング１８よりも柔軟である。それにより、隔離壁４４と回路基板３６との間に生じる僅かな隙間も排除され、シールされる。さらに、第２孔８０の周縁８２は、他の部分よりも厚くなっている。この構成により、隔離壁４４と回路基板３６との間により広いシール領域が形成され、隔離壁４４と回路基板３６との間の気密性が高められている。

本実施形態のシール部材４２は、隔離壁４４と一体に形成されており、即ち、同じ材料で形成されているとともに、それらの間につなぎ目が存在しない。シール部材４２は、フランジ８８を備えている。フランジ８８は、ハウジング１８の上ピース２０と下ピース２２を互いに組み付けるときに、上ピース２０と下ピース２２の間に挟み込まれる。それにより、上ピース２０と下ピース２２との間のつなぎ目に生じる僅かな隙間も排除され、シールされる。なお、シール部材４２は、必ずしも隔離壁４４と一体に形成する必要はない。即ち、シール部材４２は、隔離壁４４と別に形成され、接着又はその他の方法で隔離壁４４に固定されてもよい。また、上ピース２０と下ピース２２との間のつなぎ目が十分に気密であれば、シール部材４２の一部又は全部を省略することができる。

本実施形態の隔離壁４４は、その全体がゴム材料で形成されているが、隔離壁４４の一部のみを、ゴム材料又はその他のハウジング１８よりも柔軟な材料で形成してもよい。この場合は、バッテリセル３２に接触する部分７８と、ハウジング１８に接触する部分７２と、回路基板３６に接触する部分８２の少なくとも一つを任意の組み合わせで、ハウジング１８よりも柔軟な材料で形成するとよい。即ち、隔離壁４４の他の一部は、ハウジング１８と同じ材料又はハウジング１８よりも硬質な材料で形成してもよい。この場合、隔離壁４４は二以上の部品を組み合わせて形成してもよい。ハウジング１８よりも柔軟な材料としては、天然ゴム若しくは合成ゴムといったゴム材料、エラストマ又は後述する任意の弾性材料を採用することができる。

第２実施形態

図７を参照して、第２実施形態のバッテリパック１１０について説明する。本実施形態のバッテリパック１１０は、第１実施形態のバッテリパック１０と比較して、そのバッテリセル３２の本数が異なっている。その他の構成については、第１実施形態のバッテリパック１０と同様である。第１実施形態と共通する構成には、同一の符号を付しており、ここでは説明を省略する。なお、本実施例のバッテリパック１１０においても、ハウジング１８内に隔離空間５２と開放空間５４が画定されており、バッテリセル３２の一部及び回路基板３６の一部が隔離空間５２内に配置されている。

図７に示すように、本実施形態のバッテリパック１１０は、１４本のバッテリセル３２を備えている。一例ではあるが、１４本のバッテリセル３２は、二本ずつ並列に接続され、７対の並列に接続されたバッテリセル３２が直列に接続されている。１４本のバッテリセル３２は、互いに平行に配置されている。１４本のバッテリセル３２は、三段に並べて配置されている。最下段には７本のバッテリセル３２が配置されており、中断には６本のバッテリセル３２が配置されており、最上段には１本のみのバッテリセル３２が配置されている。最上段のバッテリセル３２の一方側には、接触式端子３４が配置されており、最上段のバッテリセル３２の他方側には、ロック部材１２が配置されている。この構造については、第１実施形態のバッテリパック１０と共通している。接触式端子３４とロック部材１２の間に少なくとも一方のバッテリセル３２を配置することで、バッテリパック１０のサイズを小型化することができる。一例ではあるが、各バッテリセル３２は、リチウムイオンセルであり、その公称電圧は３．６ボルトである。従って、本実施形態のバッテリパック１１０の全体としての公称電圧は、２５．２ボルトとなっている。

ハウジング１８（即ち、上ピース（ハーフ）２０と下ピース（ハーフ）２２）は、ポリカーボネート（ＰＣ）材料、又は、同様の剛性及び耐久性を有する他の材料で形成することが好ましい。ＰＣのヤング率は２．２ＧＰａ（ＩＳＯ規格）である。概して、ハウジング１８は、１．０−３．０ＧＰａの範囲内のヤング率、より好ましくは２．０−２．５ＧＰａの範囲内のヤング率を示すことが好ましい。

隔離壁４４の少なくとも一部（又は全部）及び／又はシール部材４２は、ハウジング１８よりも、柔らかく、弾性に富み、柔軟な材料で形成することが好ましい。前述したように、隔離壁４４及び／又はシール部材４２は、弾性材料、例えばゴム材料で形成することが好ましく、ゴムパッキン（ガスケット）であることがより好ましい。概して言えば、ゴム材料の硬さは、ＩＳＯ規格で定められた方法に基づき、デュロメータを用いて決定される。隔離壁４４の一部又は全体に関して、Ａ型デュロメータ計（ＳｈｏｒｅＡ）による好適な硬さの範囲は、７０から９０の間である。

上述したように、エラストマ又はゴム材料の具体的な構成は、その材料が適度な弾性、強度、耐久性、水分をシールする特性を有する限り、特に限定されない。よって、限定されないが、本技術では、天然ゴム又は合成ゴム、例えば、ポリイソプレン、ポリブタチレン、クロロプレンゴム、ブチルゴム（ハロゲン化ブチルゴムを含む）、スチレン−ブタチレンゴム、ニトリルゴム（ハロゲン化ニトリルゴムを含む）といった不飽和性のゴム材料、あるいはそれらの混合材料を好適に用いることができる。あるいは、限定されないが、本技術では、飽和性のゴム材料、例えば、エチレンゴム、プロピレンゴム、ポリアクリルゴム、シリコーンゴム、フルオロシリコンゴム、フルオラストマゴム、パルフルオラストマゴム、ポリエチルブロックアミド、クロロスルホロネイテッドポリエチレン、エチレンビニルアセテートなどや、それらの混合材料を好適に用いることができる。ゴム材料は、加硫されたものでもよいし、未加硫のものであってもよい。

概して、熱硬化性のエラストマが好ましいが、適切な条件下において、熱可塑性のエラストマ、例えば、スチレンブロック共重合体、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミドなどや、それらの混合材料を用いることもできる。

エラストマの技術分野においてよく知られているように、エラストマ材料にはいかなる周知のフィラーを組み合わせることもできる。

本明細書で開示される本技術のさらなる代表的な実施形態には下記が含まれる。

１．手持式電動工具用のバッテリパックであって、
複数のバッテリセルと、
前記バッテリセルを収容するとともに、外部空間と連通している開放空間とその開放空間から隔離された隔離空間を有するハウジングと、
前記ハウジング内において前記開放空間と前記隔離空間との境界面に沿って配置され、両空間を互いに隔離している隔離壁を備え、
各バッテリセルの一部は前記開放空間に位置するとともに、各バッテリセルの他の一部は前記隔離空間に位置しており、
前記隔離壁の前記バッテリセルに接触する部分は、前記ハウジングよりも柔軟な材料で形成されている、バッテリパック。

２．前記隔離空間に位置する各バッテリセルの一部には、バッテリセルの電極が設けられている、形態１に係るバッテリパック。

３．前記隔離壁は、複数のバッテリセルをそれぞれ通過させる複数の第１孔を有し、
各々の第１孔は、他の第１孔から独立して形成されているとともに、各々の第１孔の周縁は、前記ハウジングよりも柔軟な材料で形成されている、形態１又は２に係るバッテリパック。

４．前記バッテリセルと電気的に接続されているとともに、前記ハウジングに収容されている回路基板をさらに備え、
前記回路基板の一部は前記開放空間に位置するとともに、前記回路基板の他の一部は前記隔離空間に位置しており、
前記隔離壁の前記回路基板に接触する部分も、前記ハウジングよりも柔軟な材料で形成されている、形態１から３のいずれか一つに係るバッテリパック。

５．前記隔離空間に配置された回路基板の一部には、前記回路基板と前記バッテリセルとを電気的に接続する導電体の一端が固定されている、形態４に係るバッテリパック。

６．前記導電体は、導電線、導電板、又はフレキシブル基板のうちの少なくとも一つである、形態５に係るバッテリパック。

７．前記開放空間に配置された回路基板の一部には、前記電動工具と電気的に接続する接触式端子が設けられている、形態４又は５に係るバッテリパック。

８．前記隔離壁は、前記回路基板を通過させる第２孔を有し、
第２孔の周縁は、前記ハウジングよりも柔軟な材料で形成されている、形態４から７のいずれか一つに係るバッテリパック。

９．前記隔離壁は、前記複数のバッテリセルをそれぞれ通過させる複数の第１孔をさらに有し、
各々の第１孔は、他の第１孔及び第２孔から独立して形成されているとともに、各々の第１孔の周縁は、前記ハウジングよりも柔軟な材料で形成されている、形態８に係るバッテリパック。

１０．前記隔離壁の前記ハウジングに接触する部分も、前記ハウジングよりも柔軟な材料で形成されている、形態１から９のいずれか一つに係るバッテリパック。

１１．前記隔離壁は、前記隔離空間内の圧力変化に応じて変形し、前記隔離空間内の圧力変化を抑制する、形態１から１０のいずれか一つに係るバッテリパック。

１２．前記隔離壁の少なくとも一部は、他の部分よりも薄く形成されているか、又は凹凸状に成形されており、前記隔離空間内の圧力変化に応じて膨出したり収縮したりする、形態１１に係るバッテリパック。

１３．前記隔離壁は、少なくとも一つの凹部又は凸部を有しており、当該凹部又は凸部が前記隔離空間内の圧力変化に応じて変形する、形態１１に係るバッテリパック。

１４．シール部材をさらに備え、
前記シール部材は、前記隔離空間内に位置し、前記ハウジングのつなぎ目に沿って配置され、前記ハウジングよりも柔軟な材料で形成されている、形態１から１３のいずれか一つに係るバッテリパック。

１５．前記シール部材は、前記隔離壁と一体に形成されている、形態１４に係るバッテリパック。

１６．前記隔離壁の全体が、前記ハウジングよりも柔軟な材料で形成されている、形態１から１５のいずれか一つに係るバッテリパック。

１７．前記ハウジングよりも柔軟な材料とは、天然ゴム又は合成ゴムその他のゴム材料又はエラストマである、形態１から１６のいずれか一つに係るバッテリパック。

手持式電動工具用のバッテリパックであって、
複数のバッテリセルと、
前記バッテリセルと電気的に接続された回路基板と、
前記バッテリセル及び前記回路基板を収容するとともに、外部空間と連通している開放空間とその開放空間から隔離された隔離空間を有するハウジングと、
前記ハウジング内において前記開放空間と前記隔離空間との境界面に沿って配置され、両空間を互いに隔離している隔離壁を備え、
前記回路基板の一部は前記開放空間に位置するとともに、各バッテリセルの他の一部は前記隔離空間に位置しており、
前記隔離壁の前記回路基板に接触する部分は、前記ハウジングよりも柔軟な材料で形成されている、バッテリパック。

１９．前記隔離壁は、前記回路基板を通過させる第２孔を有し、
第２孔の周縁は、前記ハウジングよりも柔軟な材料で形成されている、形態１８に係るバッテリパック。

２０．前記隔離空間に配置された回路基板の一部には、前記回路基板と前記バッテリセルとを電気的に接続する導電体の一端が固定されている、形態１８又は１９に係るバッテリパック。

２１．前記導電体は、導電線、導電板、又はフレキシブル基板のうちの少なくとも一つである、形態２０に係るバッテリパック。

２２．前記開放空間に配置された回路基板の一部には、前記電動工具と電気的に接続する接触式端子が設けられている、形態１８から２１のいずれか一つに係るバッテリパック。

以上、本発明の代表的で非限定的な実施例について、図面を参照しながら詳細に説明した。この詳細な説明は、単に、本教示の好ましい態様を実施するためのさらなる詳細を、当業者に教示するためのものであって、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。さらに、以上及び以下に開示する付加的な特徴及び教示の各々を、個別に又は他の特徴及び教示と組み合わせて利用することで、改良された動力工具のためのバッテリパック及びその製造及び使用する方法が提供される。

さらに、上記の詳細な説明に開示する特徴及びステップの組合せは、本発明を最も広い意味で実施するという観点では、必ずしも必要なものではなく、単に、本発明の代表的な実施例を詳細に説明するために教示されたものである。さらに、後述する代表的な例のさまざまな特徴は、後の様々な独立請求項及び従属請求項と同様に、具体的にかつ明示的に列挙されていない態様で組み合わせることが可能であり、それによって、本教示に係る有用な実施形態をさらに実現することができる。

本明細書及び／又は特許請求の範囲に開示されたすべての特徴は、請求項に記載の主題を限定するためだけでなく、実施形態及び／又は請求項における特徴の特定の組合せとは無関係に、本来の書面による開示を目的として、それぞれ個別に独立して開示されることを意図したものである。さらに、すべての数値範囲又は集合体の表示についても、請求項に記載の主題を限定するためだけでなく、本来の書面による開示の目的のために、すべての取り得る中間の値又は中間の実体を開示することを意図したものである。

１０、１１０：バッテリパック
１２：ロック部材
１４：ロック解除部材
１８：ハウジング
２０：ハウジングの上ピース
２２：ハウジングの下ピース
２４：スリット
２６：工具係合部
２８：通気口
３０：弾性部材
３２：バッテリセル
３２ａ：バッテリセルの端面
３２ｂ：バッテリセルの中間部分
３４：接触式端子
３６：回路基板
３６ａ：回路基板の両端部分
３６ｂ：回路基板の中間部分
３８：接続板
４０：導電線
４０ａ：導電線の一端
４２：シール部材
４４：隔離壁
５２：隔離空間
５４：開放空間
６０：セルホルダ
６０ａ：セルホルダの側面
６２：セルホルダの孔
７２：隔離壁の周縁
７４：隔離壁の溝
７６：隔離壁の第１孔
７８：第１孔の周縁
８０：隔離壁の第２孔
８２：第２孔の周縁
８８：シール部材のフランジ

Claims (19)

1. 手持式の電動工具に用いられるバッテリパックであって、
   剛性を有する材料で構成され、その内部に、外部環境と通気的に接続された冷却風通路と、その冷却風通路から隔離された少なくとも一つの隔離空間とを有するハウジングと、
   前記ハウジング内に配置され、前記隔離空間を前記冷却風通路から分離遮断している少なくとも一つの隔離壁と、
   前記ハウジング内に配置された複数のバッテリセルと、
   その端部が前記少なくとも一つの隔離空間内に位置し、かつ、その中間部が前記冷却風通路に隣接して位置するように、前記少なくとも一つの隔離壁を通過して伸びている回路基板と、を備え、
   前記回路基板に接触する前記少なくとも一つの隔離壁の少なくとも一つの第２部分が、前記ハウジングの剛性を有する材料よりも、柔軟性及び／又は弾力性の高い材料で形成されている、バッテリパック。
2. 前記少なくとも一つの隔離空間に配置された回路基板の端部には、前記回路基板を少なくとも一つの前記バッテリセルと電気的に接続する導電体の一部が固定されている、請求項１に記載のバッテリパック。
3. 前記導電体は、導電線、導電板、及び／又はフレキシブル基板である、請求項２に記載のバッテリパック。
4. 前記電動工具の対応する接触式端子と電気的に接触する少なくとも一つの接触式端子をさらに備え、
   その少なくとも一つの接触式端子は、前記回路基板の中間部に設けられている、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリパック。
5. 前記隔離壁には、第２孔が形成されており、
   前記回路基板は、前記第２孔を通過して伸びており、
   前記少なくとも一つの第２部分は、前記第２孔の周縁である、請求項１から４のいずれか一項に記載のバッテリパック。
6. 前記複数のバッテリセルは、その端部が前記少なくとも一つの隔離空間内に位置し、かつ、その中間部が前記冷却風通路に隣接して位置するように、前記ハウジング内に配置されており、
   前記複数のバッテリセルには、前記少なくとも一つの隔離壁の複数の第１部分がそれぞれ接触しており、
   少なくとも前記複数の第１部分は、前記ハウジングの剛性を有する材料よりも、柔軟性及び／又は弾力性の高い材料で形成されており、
   前記ハウジングは、上側半部材と下側半部材とで構成されており、
   前記ハウジングの剛性を有する材料よりも、柔軟性及び／又は弾力性の高い材料で形成されたシールが、少なくとも部分的に、前記隔離空間内であって、前記上側半部材と下側半部材との接続部分に沿って設けられている、請求項１から５のいずれか一項に記載のバッテリパック。
7. 前記シール及び前記少なくとも一つの隔離壁は、それらの間に繋ぎ目なく、一体に形成されている、請求項６に記載のバッテリパック。
8. 前記バッテリセルの端部は、金属製のバッテリセル電極を有する、請求項６又は７に記載のバッテリパック。
9. 前記少なくとも一つの隔離壁には、互いに離間した複数の第１孔が形成され、
   前記複数のバッテリセルは、それぞれ前記複数の第１孔を通過して伸びており、
   前記第１部分は、前記第１孔の周縁である、請求項６から８のいずれか一項に記載のバッテリパック。
10. 前記隔離壁は、前記隔離空間内の圧力の増加及び減少に応じて拡張及び収縮するように構成された少なくとも一つの弾性部を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載のバッテリパック。
11. 前記少なくとも一つの弾性部は、前記隔離空間内の圧力の増加及び減少に応じて、前記隔離空間内の体積を変化させることにより、前記隔離空間内の圧力変化を制限又は打ち消するように構成されている、請求項１０に記載のバッテリパック。
12. 前記少なくとも一つの弾性部は、前記隔離壁の他の部分よりも薄い、請求項１０又は１１に記載のバッテリパック。
13. 前記少なくとも一つの弾性部は、前記隔離壁の他の部分に対して、突出又は陥没している、請求項１０から１２のいずれか一項に記載のバッテリパック。
14. 前記少なくとも一つの隔離壁の全体が、前記ハウジングの剛性を有する材料よりも、柔軟性及び／又は弾力性の高い材料で形成されている、請求項１から１３のいずれか一項に記載のバッテリパック。
15. 前記ハウジングの剛性を有する材料よりも柔軟性及び／又は弾力性の高い材料は、天然ゴム、合成ゴム、その他のゴム材料、及び／又はエラストマを有する、請求項１から１４のいずれか一項に記載のバッテリパック。
16. 少なくとも前記複数の第１部分の材料及び／又は前記少なくとも一つの第２部分の材料は、タイプＡのデュロメータにおいて７０〜９０の間の高度を有する、請求項１から１５のいずれか一項に記載のバッテリパック。
17. 前記少なくとも一つの隔離壁は、その全体が、タイプＡのデュロメータにおいて７０〜９０の間の高度を有する材料で形成されている、請求項１６に記載のバッテリパック。
18. 前記ハウジングの剛性を有する材料は、１．０−３．０ＧＰａ、より好ましくは、２．０−２．５ＧＰａのヤング率を有する、請求項１から１７のいずれか一項に記載のバッテリパック。
19. 手持式の電動工具に用いられるバッテリパックであって、
    剛性を有する材料で構成され、その内部に、外部環境と通気的に接続された冷却風通路と、その冷却風通路から隔離された少なくとも一つの隔離空間とを有するハウジングと、
    前記ハウジング内に配置され、前記隔離空間を前記冷却風通路から分離遮断している少なくとも一つの隔離壁と、
    その端部が前記少なくとも一つの隔離空間内に位置し、かつ、その中間部が前記冷却風通路に隣接して位置するように、前記ハウジング内に配置された複数のバッテリセルと、を備え、
    前記複数のバッテリセルには、前記少なくとも一つの隔離壁の複数の第１部分がそれぞれ接触しており、
    少なくとも前記複数の第１部分は、前記ハウジングの剛性を有する材料よりも、柔軟性及び／又は弾力性の高い材料で形成されており、
    前記ハウジングは、上側半部材と下側半部材とで構成されており、
    前記ハウジングの剛性を有する材料よりも、柔軟性及び／又は弾力性の高い材料で形成されたシールが、少なくとも部分的に、前記隔離空間内であって、前記上側半部材と下側半部材との接続部分に沿って設けられており、
    前記隔離壁は、前記隔離空間内の圧力の増加及び減少に応じて拡張及び収縮するように構成された少なくとも一つの弾性部を備える、バッテリパック。

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