特許 6679910 電池パック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6679910

(24)【登録日】2020年3月24日

(45)【発行日】2020年4月15日

(54)【発明の名称】電池パック

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/10 20060101AFI20200406BHJP

   H01M 2/20 20060101ALI20200406BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/10 U

   H01M2/20 A

   H01M2/10 M

【請求項の数】6

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-242498(P2015-242498)

(22)【出願日】2015年12月11日

(65)【公開番号】特開2017-107818(P2017-107818A)

(43)【公開日】2017年6月15日

【審査請求日】2018年8月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006301

【氏名又は名称】マックス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100157912

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 健

(74)【代理人】

【識別番号】100074918

【弁理士】

【氏名又は名称】瀬川 幹夫

(72)【発明者】

【氏名】田村 純一

(72)【発明者】

【氏名】小林 建司

(72)【発明者】

【氏名】橋本 泰成

【審査官】 宮田 透

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１３８２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−０４８６６８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１４−０７２０２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１４１８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１５０９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２５１８４８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／１０

Ｈ０１Ｍ ２／２０− ２／３４

Ｂ２５Ｆ ５／００− ５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

充電式工具の動力源としての使用可能な電池パックであって、
複数のバッテリセルと、
前記複数のバッテリセルを収容するケースと、
を備え、
前記ケースの底面部に排水孔を設け、
前記排水孔の出口側の内部に突出するリブを設けたことを特徴する、電池パック。

【請求項2】

前記リブは、前記ケースの底面と面一に、または、前記ケースの底面から突出して、設けられていることを特徴とする、請求項１記載の電池パック。

【請求項3】

前記排水孔は、流路方向で断面積が変化することを特徴とする、請求項１又は２記載の電池パック。

【請求項4】

前記排水孔は、流路方向で断面積が減少する箇所を有することを特徴とする、請求項１
〜３のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項5】

前記リブは、平面視で前記排水孔を二分割するように配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池パック。

【請求項6】

隣り合うバッテリセルの電極を電気的に接続するためのリード板を備え、
前記排水孔は、前記リード板の中間部のケース下面側に配設されていることを特徴する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電池パック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、充電式工具の動力源としての使用可能な電池パックに関し、特に、内部に侵入した雨水等の排水構造に特徴を有する電池パックに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、充電式工具の動力源として、複数のバッテリセルをケース内に収容した電池パックが実用に供されている。充電式工具は屋外で利用されることもあり、また、屋外に放置されることも想定されるので、電池パックの内部に雨水等が浸入する場合がある。電池パックの内部に水が溜まると、バッテリセルの電極端面が腐食して電解液が漏液したり、隣り合うリード板が電気的に接続されてショートしたりといった問題が生じるおそれがある。

【0003】

こうした問題を解決するために、例えば特許文献１には、ケースの底部に設けた排水用の孔からケース外に排水する構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−１３８２６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記した特許文献１記載の構造では、排水孔の穴径を大きくしなければ、排水孔の形成面の周囲に流れる水で表面張力が発生し、水によって排水孔が塞がれてしまい、水がスムーズに流れなくなる。このため、排水孔の穴径を大きくする必要があった。

【0006】

ところで、ケース内部の水ぬれによって広がった水は、排水孔からゆっくりと排水されるときは排水孔付近の水も一緒にスムーズに流れる。
しかしながら、排水孔の穴径を大きくすると、水が勢いよく排水されてしまうため、水ぬれによって広がった水の中で、排水孔から離れた位置にある水が取り残されてしまい、ケース内に水が残ってしまう場合があった。また、穴径が大きくなると異物が侵入しやすくなるため、新たな問題を生じさせる原因となっていた。

【0007】

そこで、本発明は、排水孔の穴径を適度に大きくしつつも、水の抜き残しや異物の侵入を防止できる電池パックを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、以下を特徴とする。

【0009】

請求項１記載の発明は、充電式工具の動力源としての使用可能な電池パックであって、複数のバッテリセルと、前記複数のバッテリセルを収容するケースと、を備え、前記ケースの底面部に排水孔を設け、前記排水孔の出口側の内部に突出するリブを設けたことを特徴する。

【0010】

請求項２に記載の発明は、上記した請求項１に記載の発明の特徴点に加え、前記リブは、前記ケースの底面と面一に、または、前記ケースの底面から突出して、設けられていることを特徴とする。

【0011】

請求項３に記載の発明は、上記した請求項１又は２に記載の発明の特徴点に加え、前記排水孔は、流路方向で断面積が変化することを特徴とする。

【0012】

請求項４に記載の発明は、上記した請求項１〜３のいずれかに記載の発明の特徴点に加え、前記排水孔は、流路方向で断面積が減少する箇所を有することを特徴とする。

【0013】

【0014】

請求項５に記載の発明は、上記した請求項１〜４のいずれかに記載の発明の特徴点に加え、前記リブは、平面視で前記排水孔を二分割するように配置されていることを特徴とする。

【0015】

請求項６に記載の発明は、上記した請求項１〜６のいずれかに記載の発明の特徴点に加え、隣り合うバッテリセルの電極を電気的に接続するためのリード板を備え、前記排水孔は、前記リード板の中間部のケース下面側に配設されていることを特徴する。

【0016】

【発明の効果】

【0017】

請求項１に記載の発明は上記の通りであり、ケースの底面部に排水孔を設け、前記排水孔の出口側の内部に突出するリブを設けた。このような構成によれば、排水孔の穴径を適度に大きくした場合でも、リブを設けたことによって水を通過させる排水孔の断面積が小さくなり、排水のスピードを抑制できるので、水ぬれによって広がった水のうち、排水孔から離れた位置にある水が取り残されることを防止できる。また、排水孔の穴径を適度に大きくできるので、排水孔の形成面の周囲に流れる水で発生した表面張力の影響が減少し、排水時に水の流れが途切れにくい。よって、ケース内に浸入した水をスムーズに排水することができる。また、排水孔の穴径を適度に大きくした場合でも、リブによって異物の侵入を防止できる。

【0018】

また、請求項２に記載の発明は上記の通りであり、前記リブは、前記ケースの底面と面一に、または、前記ケースの底面から突出して、設けられている。このような構成によれば、リブがケースの底面側にあることによって、排水孔内部への異物侵入を防止できる。

【0019】

また、請求項３に記載の発明は上記の通りであり、前記排水孔は、流路方向で断面積が変化する。このような構成によれば、流量の変化で表面張力の影響を減少させるとともに、断面積が変化する箇所で排水孔の水を通過させる断面積を小さくして排水のスピードを抑制することができるので、ケース内に浸入した水をスムーズに排水することができる。

【0020】

また、請求項４に記載の発明は上記の通りであり、前記排水孔は、流路方向で断面積が減少する箇所を有する。このような構成によれば、排水孔の水を通過させる断面積が減少する箇所で排水のスピードを抑制できるので、ケース内に浸入した水をスムーズに排水することができる。

【0021】

【0022】

また、請求項５に記載の発明は上記の通りであり、前記リブは、平面視で前記排水孔を二分割するように配置されている。このような構成によれば、リブが排水孔内の２点間に両持ち支持されるため、リブの強度が向上し、ケース底面部全体の強度も保つことができる。

【0023】

また、請求項６に記載の発明は上記の通りであり、隣り合うバッテリセルの電極を電気的に接続するためのリード板を備え、前記排水孔は、前記リード板の中間部のケース下面側に配設されている。言い換えると、リード板の端部から最も離れた位置に排水孔が配設されている。このような構成によれば、排水孔から外部へ水が排水されるときに、リード板の端部付近を境目として水が左右に分かれることになる。よって、隣り合うリード板の間に水が残りにくいので、隣り合うリード板が電気的に接続されてショートすることを効果的に防止できる。

【0024】

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】（ａ）電池パックを斜め上から見た斜視図、（ｂ）電池パックを斜め下から見た斜視図である。

【図2】電池パックの下ケースの斜視図である。

【図3】（ａ）電池パックの断面図、（ｂ）Ａ部拡大図である。

【図4】（ａ）排水孔の平面図及び断面図、（ｂ）変形例１に係る排水孔の平面図及び断面図、（ｃ）変形例２に係る排水孔の平面図及び断面図、（ｄ）変形例３に係る排水孔の平面図及び断面図である。

【図5】（ａ）変形例４に係る排水孔の平面図及び断面図、（ｂ）変形例５に係る排水孔の平面図及び断面図、（ｃ）変形例６に係る排水孔の平面図及び断面図、（ｄ）変形例７に係る排水孔の平面図及び断面図、（ｅ）変形例８に係る排水孔の平面図及び断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

本発明の実施形態について、図を参照しながら説明する。

【0027】

本実施形態に係る電池パック１０は、充電式工具（図示せず）の動力源としての使用可能なものであって、二次電池を内蔵して充放電可能に形成されている。この電池パック１０は充電式工具に形成された装着部に対して着脱可能となっており、充電式工具の動力源としての使用するときには、充電式工具に取り付けて使用する。この電池パック１０は、ケース１１の上面が充電式工具への取り付け面となっている。電池パック１０の取り付け面には、図１（ａ）に示すように、端子部１０ａが設けられている。充電式工具に電池パック１０を取り付けると、この端子部１０ａが充電式工具の端子と電気的に接続され、充電式工具に対して放電可能となる。なお、この電池パック１０は、充電器に取り付けて充電可能である。充電器に電池パック１０を取り付けると、端子部１０ａが充電器の端子と電気的に接続され、充電器を使用して充電可能となる。

【0028】

本実施形態に係る電池パック１０は、図１及び図３に示すように、ケース１１と、ケース１１の上面に出没可能に設けられたストッパ部１８と、ストッパ部１８の出没を制御する解除ボタン１９と、ケース１１に収容された複数のバッテリセル３０と、隣り合うバッテリセル３０の電極を電気的に接続するためのリード板３１と、を備える。

【0029】

ケース１１は、図１等に示すような箱体であり、上ケース１１ａと下ケース１１ｂとを上下に接合することで形成されている。上ケース１１ａの側部には、一対のガイドレール部１２が設けられている。このガイドレール部１２は、電池パック１０を充電式工具の装着部に対してスライドさせるときのガイドとなるものである。すなわち、ガイドレール部１２が充電式工具の装着部に形成された凸形状に係合することで、電池パック１０を充電式工具の装着部に対してスライドさせて着脱できるようになっている。

【0030】

ストッパ部１８は、充電式工具の装着部に形成された凹形状に係合することで、電池パック１０が充電式工具の装着部から脱落しないようにするためのものである。このストッパ部１８は、図示しない付勢手段によって常に突出方向へと付勢されている。電池パック１０を充電式工具に取り付けるときには、ガイドレール部１２を使用して電池パック１０をスライドさせれば、ストッパ部１８が充電式工具に押されて退避方向に没入するようになっている。そして、電池パック１０が取り付け位置までスライドされると、ストッパ部１８が充電式工具の凹形状に嵌り込み、電池パック１０が充電式工具の装着部にしっかりと固定されるようになっている。

【0031】

解除ボタン１９は、ストッパ部１８を退避方向へと没入させるための操作部である。この解除ボタン１９を押し込み操作すると、ストッパ部１８が退避方向へと没入する。電池パック１０を充電式工具から取り外すときには、この解除ボタン１９を操作した状態でガイドレール部１２を使用して電池パック１０をスライドさせる。解除ボタン１９の操作によってストッパ部１８と充電式工具の凹形状との係合が解除されるため、電池パック１０を充電式工具の装着部から取り外すことができる。

【0032】

バッテリセル３０は、電池パック１０を構成する二次電池であり、本実施形態においては複数のバッテリセル３０が直列で接続されて使用されている。各バッテリセル３０は、リード板３１によって隣り合うバッテリセル３０の電極と電気的に接続されている。すなわち、隣り合うバッテリセル３０の電極は互いに極性が異なるようになっており、この隣り合う電極をリード板３１によって接続している。

【0033】

ところで、本実施形態に係るケース１１の底面には、図１（ｂ）等に示すような排水孔２０が設けられている。この排水孔２０は、ケース１１内部へと侵入した水を排水するために設けられている。

【0034】

本実施形態においては、図１（ｂ）及び図２に示すように、下ケース１１ｂの底面に４つの排水孔２０が貫通形成されている。下ケース１１ｂは、電池パック１０の底面を覆う底板部１５と、バッテリセル３０の電極に臨む一対の側壁１４と、を備えており、排水孔２０は底板部１５における側壁１４との境目付近に配設されている。なお、底板部１５には、バッテリセル３０の下部を支持するための支持壁部１３が立設されている。排水孔２０は、平面視でこの支持壁部１３よりも下ケース１１ｂの側壁１４側に配設されている。言い換えると、排水孔２０は、バッテリセル３０の端部側、すなわち、バッテリセル３０の電極部付近に配設されている。このような構成によれば、ストッパ部１８を出没させるための孔などから水が浸入したときに、この水が支持壁部１３によってバッテリセル３０の電極付近に流れにくくなっている。また、バッテリセル３０の電極付近に水が浸入したとしても、排水孔２０を使用して効果的に排水されるようになっている。

【0035】

この排水孔２０は、図３に示すように、リード板３１の中間部の下ケース１１ｂ下面側に配設されている。言い換えると、リード板３１の端部から最も離れた位置に排水孔２０が配設されている。このような構成によれば、排水孔２０から外部へ水が排水されるときに、隣り合うリード板３１の間（図３の矢印Ｂ参照）を境目として水が左右に分かれることになる。よって、隣り合うリード板３１の間に水が残りにくいので、隣り合うリード板３１が電気的に接続されてショートすることを効果的に防止できる。

【0036】

また、本実施形態に係る排水孔２０は、図４（ａ）に示すような段穴形状であり、内部にリブ２８が設けられている。このリブ２８は、排水のスピードを抑制するための排水抑制手段として機能する。詳しくは、排水孔２０は、上面側（入口側）に形成された小孔部２１と、下面側（出口側）に形成された大孔部２２と、を備える。小孔部２１と大孔部２２とは、互いに連通する略丸穴形状であり、大孔部２２は小孔部２１よりも直径が大きく形成されている。このため、小孔部２１と大孔部２２との間には段部２３が形成されている。大孔部２２にはリブ２８が設けられており、このリブ２８は、下ケース１１ｂの下面から段部２３に至るまでの間に設けられている。このリブ２８は、大孔部２２の直径方向に形成され、平面視で大孔部２２を二分割している。リブ２８は、ケース１１の底面と面一に設けられている。

【0037】

このような構造によれば、段部２３における排水孔２０の断面積は、小孔部２１における排水孔２０の断面積よりも小さくなっている。このため、排水孔２０は、流路方向に見たときに段部２３において断面積が減少するようになっている。

【0038】

また、大孔部２２における排水孔２０のの断面積は、段部２３における排水孔２０の断面積よりも大きくなっている。このため、排水孔２０は、流路方向に見たときに大孔部２２において断面積が増大するようになっている。

【0039】

上記したような本実施形態によれば、ケース１１の底面部に排水孔２０を設け、排水孔２０の内部にリブ２８を設けたので、排水孔２０の穴径を適度に大きくした場合でも、リブ２８を設けたことによって水を通過させる排水孔２０の断面積が小さくなり、排水のスピードを抑制できるので、水ぬれによって広がった水のうち、排水孔２０付近から離れた位置にある水が取り残されることを防止できる。また、排水孔２０の穴径を適度に大きくできるので、排水孔２０の形成面の周囲に流れる水で発生した表面張力の影響が減少し、排水時に水の流れが途切れにくい。よって、ケース１１内に浸入した水をスムーズに排水することができる。また、排水孔２０の穴径を適度に大きくした場合でも、リブ２８によって異物の侵入を防止できる。

【0040】

また、リブ２８は、ケース１１の底面と面一に設けられている。このような構成によれば、リブ２８がケース１１の底面側にあることによって、排水孔２０内部への異物侵入を防止できる。

【0041】

なお、排水孔２０の穴径は、小さすぎず大きすぎない適切な大きさとすることが要求される。排水孔２０の最大の断面積は、好ましくは直径１〜４ｍｍの円の面積に相当する面積であり、より好ましくは直径２〜３ｍｍの円の面積に相当する面積である。

【0042】

また、リブ２８が排水孔２０を直径方向に二分割するように排水孔２０内の２点間に両持ち支持で設けられている。このような構成によれば、たとえば電池パック１０を凹凸のある床面に置いたときに床面の凸部が直接リブ２８に当たってしまうような、底面側から外力が加わったような場合でもリブ２８が破損しにくい。
また、ケース１１の底面に排水孔２０の開口を設けたとしても、排水孔２０の内部のリブ２８により底面部全体の強度が保たれる。

【0043】

また、排水孔２０は、流路方向で断面積が変化する。このような構成によれば、流量の変化で表面張力の影響を減少させるとともに、断面積が変化する箇所で排水のスピードを抑制できるので、ケース１１内に浸入した水をスムーズに排水することができる。

【0044】

また、排水孔２０は、流路方向で断面積が減少する箇所を有する。このような構成によれば、排水孔２０の入口を大きくして表面張力の影響を減少させるとともに、断面積が減少する箇所で排水のスピードを抑制できるので、ケース１１内に浸入した水をスムーズに排水することができる。
なお、排水孔２０の形状は上記した形状に限らず、種々のものが考えられる。

【0045】

例えば、図４（ｂ）に示すような排水孔２０としてもよい。この排水孔２０は、上面側（入口側）に形成された小孔部２１と、下面側（出口側）に形成されたテーパ部２４と、を備える。小孔部２１とテーパ部２４とは、互いに連通する略丸穴形状であり、テーパ部２４は小孔部２１に接する部分を最小として徐々に直径が大きくなるように形成されている。このため、小孔部２１とテーパ部２４との間には段部２３が形成されている。テーパ部２４にはリブ２８が設けられており、このリブ２８は、下ケース１１ｂの下面から段部２３に至るまでの間に設けられている。リブ２８は、テーパ部２４の直径方向に形成され、テーパ部２４を二分割している。このように、排水孔２０の一部をテーパ状に形成してもよい。

【0046】

また、図４（ｃ）に示すような排水孔２０としてもよい。この排水孔２０は、上下方向に同径で形成されている。排水孔２０には、下ケース１１ｂの下面から排水孔２０の中途部に至るまでリブ２８が設けられている。リブ２８は、排水孔２０を直径方向に二分割するように設けられている。このように、排水孔２０の径を一定に形成してもよい。

【0047】

また、図４（ｄ）に示すような排水孔２０としてもよい。この排水孔２０は、排水孔２０を直径方向に二分割するように設けられたリブ２８を備えており、このリブ２８は、ケース１１の底面から突出している。このような構成によれば、リブ２８によってケース１１の底面が持ち上げられ、地面とケース１１の底面との間に隙間が生じる。このため、排水孔２０から外部へ水が排水されるときに、排水孔２０の出口の開口縁から底面を伝わせて排水することができるので、スムーズに排水することができる。

【0048】

また、図５（ａ）に示すような排水孔２０としてもよい。この排水孔２０は、排水孔２０の内周面の一部から突出したリブ２８を備えている。このように、リブ２８の形状は、排水孔２０を直径方向に二分割するようなものに限らない。

【0049】

また、図５（ｂ）に示すような排水孔２０としてもよい。この排水孔２０は、排水孔２０の内周面の一部から突出したリブ２８を備えている。このリブ２８は、流路方向で徐々に大きく突出するように傾斜した傾斜部２９を備えている。このように、リブ２８の形状によって、流路方向で断面積が減少する箇所を形成してもよい。

【0050】

また、図５（ｃ）に示すような排水孔２０としてもよい。この排水孔２０は、排水孔２０の内周面から突出した一対のリブ２８を備えている。このように、リブ２８の数を複数としてもよい。

【0051】

また、図５（ｄ）に示すような排水孔２０としてもよい。図５（ｄ）に示す排水孔２０は、断面が略四角形状である。また、図５（ｅ）に示すような排水孔２０としてもよい。図５（ｅ）に示す排水孔２０は、断面が略三角形状である。このように、排水孔２０の形状を丸穴以外としてもよい。

【0052】

なお、上記した本実施形態においては、ケース１１の底面に排水孔２０を設けたが、これに限らず、排水孔２０はケース１１の底面部（載置面に臨む位置）に設けられていればよい。例えば、側壁１４と底面との境目部分に排水孔２０を配設してもよい。

【0053】

また、上記した本実施形態においては、ケース１１に一体的に形成されたリブ２８によって排水抑制手段を構成したが、これに限らず、例えば排水孔２０に別部材を取り付けて排水抑制手段を構成してもよい。

【符号の説明】

【0054】

１０ 電池パック
１０ａ 端子部
１１ ケース
１１ａ 上ケース
１１ｂ 下ケース
１２ ガイドレール部
１３ 支持壁部
１４ 側壁
１５ 底板部
１８ ストッパ部
１９ 解除ボタン
２０ 排水孔
２１ 小孔部
２２ 大孔部
２３ 段部
２４ テーパ部
２８ リブ
２９ 傾斜部
３０ バッテリセル
３１ リード板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】