CN101097999A - 电动工具的电池组 - Google Patents

Abstract

一种电动工具的电池组，用于存放大小相同的多个电池，其中电池的大小是可以在多个尺寸中进行选择的。在该电池组中，由分隔件将多个电池封装为至少两层或两排。电池外壳包括上外壳和与上外壳互补的下外壳，用于界定内部空间，在该内部空间内设置板保持件。该板保持件具有第一固定件和第二固定件，其中第一固定件与由第一分隔件封装的小号电池的外周部相配合，而第二固定件与由第二分隔件封装的大号电池的外周部相配合。

Description

电动工具的电池组

技术领域

本发明涉及一种用于电动工具的能够存放多个电池的电池组。

背景技术

在电动工具中，电池组被可拆卸地安装在工具本体上，用于给容纳在工具本体内的电机提供电源。该电池组包括由上外壳和下外壳组成的电池外壳，以及设置在电池外壳中的分隔件，该分隔件用于在电池外壳内存放多个电池，这些电池以水平两排的方式并排并置，同时这两排在垂直方向上彼此交搭(overlapped)。此外，在上外壳内放置电路板，该电路板由板保持件保持。

而且，各种尺寸的电池可以使用在这种电池组中。因此根据使用下电池的大小需要准备多个电池外壳。日本专利申请公开No.2000-277073公开了一种使用多个电池的电气设备内的电池存储结构，该结构能够存放多种类型的电池，此处的电气设备如手电筒。

如上所述，在使用时，需要根据电池的大小，为电动工具的电池组准备多个电池外壳。因此，当电池的大小有变化时，也要相应地更换电池外壳。可见，想要根据电池的价格和使用者的喜好来自由地选择所需大小的电池是很不容易的。

此外，在常规的电动工具的电池组中，多排电池被有规则地摆放和叠置在电池外壳内，并且电路板被放置在叠置的电池上。这样，电池外壳就会非常高，导致电池组的体积非常大。此外，在日本专利申请公开文件描述的电池存储结构中，可以在一个公用的电池外壳内挑选存放数量相同但大小不同的电池，诸如一种是大小为D的电池、一种是大小为C的电池、或是大小为AA的电池。因此，电池外壳的大小必须与最大的电池相匹配。结果，就需要一种非常大的电池外壳。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动工具的电池组，其能够可选择地接收不同类型的多个电池，这些不同类型的电池大小各不相同。

本发明的另一个目的是提供一种电动工具中使用的结构紧凑的电池组，该电池组中的电池外壳的高度较小。

本发明的这些以及其他目的是通过这样一种电池组实现的，该电池组与具有工具本体的电动工具组合使用，该电池组被可拆卸地固定到工具本体上。该电池组包括第一外壳、与第一外壳互补的第二外壳、分隔件、以及板保持件。与第一外壳互补的第二外壳与第一外壳一起构成电池外壳。该电池外壳界定出上部空间，和位于该上部空间之下的电池容纳空间。分隔件设置在电池容纳空间内，用于以至少第一水平电池阵列和叠置在第一水平电池阵列上面的第二水平电池阵列的形式封装多个电池。放置在上部空间内的板保持件用于保持电路板。板保持件具有能够与小号电池的外周部相配的第一固定件，和能够与大号电池的外周部相配的第二固定件。

本发明的另一个方面，提供了一种与具有本体的电动工具一起使用的电池组，该电池组可拆卸地固定到工具本体上。该电池组包括第一外壳、互补的第二外壳、分隔件、以及板保持件。电池外壳具有内部水平底面，其界定了一部分电池容纳空间。第一水平电池阵列中的电池中的第一个位于板保持件的下面，第二水平电池阵列中的电池中的第二个位于板保持件的下面。第一电池和第二电池分别具有第一轴线和第二轴线。内部水平电池阵列和假想的在第一轴线和第二轴线之间延伸的第一线相交形成第一角。第一水平电池阵列中的电池中的第三个位于第一电池的旁边，第二水平电池阵列中的电池中的第四个位于第二电池旁边。第三和第四电池分别具有第三轴线和第四轴线。内部水平电池阵列和假想的在第三轴线和第四轴线之间延伸的第二线相交形成第二角。第一角小于第二角。

附图说明

在附图中：

图1是根据本发明第一种实施方式的具有电池组的电动工具的侧视图。

图2是根据本发明第一种实施方式的电池组的分解透视图。

图3是根据本发明第一种实施方式的电池组的平视图。

图4是从图3中的箭头IV看去的局部切去的前视图。

图5(a)是表示根据本发明第一种实施方式在电池组种存放小号电池的横截面图。

图5(b)是表示根据本发明第一种实施方式在电池组内封装小号电池的分隔件的侧视图。

图6是表示根据本发明第一种实施方式在电池组中存放大号电池的侧视图。

图7是表示根据本发明第二种实施方式在电池组中存放小号电池的横界面图。

图8是表示根据本发明第二种实施方式存放大号电池的横截面侧视图。

具体实施方式

下面参照图1至图6描述根据本发明第一种实施方式的电池组。图1所示的电动工具为电钻1。电钻1具有通常为T型结构的壳体2，其包括主壳体2A和手柄壳体2B。就是说，手柄壳体2B从主壳体2A基本垂直延伸。在整个说明书中，主壳体2A侧被称为上侧，手柄壳体2B侧被称为下侧。

在主壳体2A内，设置有作为驱动源的电机(未示出)。在主壳体2A的一端，安装可以旋转的钻盘3。在整个说明书中，电钻侧被称为前侧。在主壳体2A内还设置有传送机构(未示出)，用于将电机的旋转传送给钻盘3。

手柄壳体2B的上部和前部上设置有一个触发开关4。此外，电池组10可拆卸地安装在手柄壳体2B的下端。就是说，手柄壳体2B上形成有一个接收部(未示出)，用于接收电池组10。当开启触发开关4时，电流由电池组10流向电机(未示出)用于驱动电机。电机的转动经由传送机构(未示出)传送给钻盘3，从而驱动安装在钻盘3上的钻头(未示出)旋转，由此进行所需的电钻操作。

下面参照图2至6详细描述电池组10的构造。如图2所示，电池组10包括一个密封的矩形平行六面体电池外壳11，其由树脂制成的上外壳11A和下外壳11B构成。下外壳11B是上端开口的矩形箱。在下外壳11B的右侧壁和左侧壁上形成有袋11b。如图4所示，在每个袋11b内，具有金属制成的弹性锁片13和片簧12，其中锁片13被片簧12向外偏置。在每个锁片13的上端具有簧锁13a。

上外壳11A适于覆盖下外壳11B的上端开口。上外壳11A具有上壁和侧壁，其中在上壁上具有多个通孔11c(图3)，在侧壁上具有多个通孔11d(图4)。稍后将会描述，需要准备两种上外壳11A(图5(a))和11A’(图6)。上外壳11A和11A’的外型构造和大小彼此相同。在上外壳11A和11A’内设置电热调节器26和热保护器27。其中电热调节器26是温度检测器中的一个电子元件，用于检测在充电过程中的电池温度。热保护器27适于关断充电电路使电路停止充电，以防电池过热。也就是说，热保护器27与充电电路串联。当电池在充电过程中温度变得异常高时，热保护器的端子断开，切断正在充电的电路。假使电热调节器损坏使电池在高温下仍继续充电时，热保护器27就会被关断。

自上外壳11A的上壁，延伸出具有椭圆形横截面的管状安装部11a。该安装部11a可以与手柄壳体2B的接收部配合。安装部11a具有上壁，在该上壁上形成有多个矩形开口11a-1。在安装部11a内，具有树脂制成的板保持件14，电路板15垂直地安装到板保持件14上。此外，在电路板15的上端，安装一个椭圆形的端子保持件16。在板保持件14上承载多个端子17，每个端子17都通过一个矩形开口11a-1暴露于外界(同样参见图3)。如图5和6所示，电路板15具有电子元件18，诸如FET。

组装电池外壳11时，将上外壳11A从上方放置在下外壳11B上，然后使用螺钉19将上外壳11A的四个角连接并固定到下外壳11B上，由此形成一个内部空间。在该内部空间内，如图5(a)所示，可以在水平方向上摆放十个小号电池C1。也可以如图6所示，在水平方向上摆放5个大号电池。此处，“在水平方向上摆放”表示每个电池C1和C2的轴线方向都基本上平行于电池外壳11的底面。作为冷气窗11c的多个通风孔11c，使用于冷却的气体可以进入内部空间，而作为窗口的多个通风孔11d，可以使内部空间内的热气排放到大气中。

如图2和5所示，可以将十个小号电池C1摆放成双层，而将五个大号电池C1在水平方向上并排放置，上下层电池C1，C1在垂直方向上相互对齐。使用树脂制成的分隔件20将这些电池C1固定并且封装。

如图6所示，当采用五个大号电池C2时，将其中的三个电池放置在上层或上排，而将另两个电池放置在下层或下排。这些电池C2由另一个树脂制成的分隔件21固定和封装。该分隔件21包括一个弓形凹部21a和一个在水平方向上延伸的肋21b，下面将会对此进行描述。

如图2，5，6所示，在板保持件14的下端部，设置第一电池固定件14a和一对第二电池固定件14b。第一电池固定件14a位于该对第二电池固定件14b之间。第一电池固定件14a具有弓形槽，该槽的半径与小号电池C1的半径相配。该对第二电池固定件14b具有弓形槽，该槽的半径与大号电池C2的半径相配。

如图2和6所示，在下外壳11B的底壁的内表面上，具有两个弓形槽11e，这两个弓形槽11e在电池的轴向方向上延伸，并且在电动工具1的前/后方向上分隔开。每个弓形槽11e的半径与大号电池C2的半径相配。

如图2所示，自下外壳11B的底壁的内表面，向外突出有两排肋11f。这两排肋11f位于底壁的每一个横向端上，并且靠近弓形槽11e。每个肋11f上具有弓形槽11f-1，弓形槽11f-1的半径与小号电池C1的半径相配。在紧靠下外壳11B的底壁的上方，设置有衬垫部件24(图5(a))或25(图6)。

根据该实施方式，需要准备两类上外壳11A和11A’。也就是说，图1至5所示的上外壳11A适于盛放小号电池C1，图6所示的上外壳1A适于盛放大号电池C2。在图5(a)所示的上外壳11A中，自上壁向下突出一个装配突部11g，用于与小号电池C1的外周部相配合。在图6所示的上外壳11A’中，从上壁向下突出一个装配突部11h，用于与大号电池C2的外周部相配合。

顺带提及，小号电池C1是锂离子电池，其电压为3.6V，容量为1.5Ah。两个锂离子电池通过导电盘22彼此并联。当一对并联连接的电池C1相互串联时，可以获得18V和3.0Ah的电能输出。大号电池C2是电压为3.6V，容量为3.0Ah的锂离子电池。这些锂离子电池通过导电盘23串联连接，从而获得18V和3.0Ah的电能输出。

采用这种布置方式，可将由分隔件20封装的十个小号电池存放在电池外壳11内，如图5(a)所示。在电池C1和下外壳11B的内底部之间设置衬垫24。这样，其中一个第二电池固定件14b固定位于上层最左侧处的电池C1，并且第一电池固定件14a固定紧邻该最左侧电池的上层电池C1。进一步，上外壳11A的装配突部11g配合到紧邻最右侧电池的上层电池C1上。此外，通过衬垫部件24，紧邻最右侧电池的下层电池被形成在下外壳11B的内底部内的槽11e固定。同样通过衬垫部件24，使下层最左侧和最右侧电池C1与下外壳11B的肋11f上的槽11f-1相配合。

这样，由分隔件20封装的十个小号电池C1被板保持件14的电池固定件14a和14b、上外壳11A的装配突部11g、以及下外壳11B的槽11e固定并与这些部件相配合，由此可以将电池C1存放在电池外壳11内的合适位置处。

另一方面，由分隔件21封装的五个大号电池C2如图6所示地存放在电池外壳11内。在电池C2和下外壳11B的内底部之间设置衬垫部件25。这样，板保持件14的第二电池固定件14b与图6中上层(tier)电池中的最左侧电池和中部电池C2相配合。分隔件21的弓形凸部21a与板保持件14的第一电池固定件14a相配合。上外壳11A’的装配突部11h与上层最右侧电池C2相配合。进一步，下层电池中的两个电池C2通过衬垫部件25与在下外壳11B的内底部上形成的槽11e相配合。

这样，由分隔件21封装的五个大号电池C2被板保持件14的第一和第二电池固定件14a和14b，上外壳11A’的装配突部11h以及下外壳11B的槽11e固定并与其相配合。这样，电池C2被牢固地存放在电池外壳11内。

如图6所示，位于电路板15下面的大号电池C2-1，C2-2形成了一个角度θ1，该角度θ1是线α1与下外壳11B的底面之间的夹角，其中线α1是上层最左侧电池C2-1的中心与下层最左侧电池C2-2的中心之间的连线。此外，位于上层中部的电池C2-3和下层右侧电池C2-4形成了一个角度θ2，该角度θ2是线α2与下外壳11B的底面之间的夹角，其中线α2是上层中部电池C2-3的与下层右侧电池C2-4的中心之间的连线。在这里，角度θ1小于角度θ2。也就是说，在电池外壳11中布置在电路板15下面的两个上下层大号电池C2-1、C2-2要比上下层中的其余大号电池C2-3、C2-4更加朝向水平方向倾斜。采用这种布置方式，可以减小电池C2-1的高度，由此可以减小电池外壳11的高度，实现电池组10的小型化和紧凑化。

此外，如图6所示，分隔件21的肋21b用于保持水平方向上的两个相邻电池C2-1，C2-3之间的距离，以及水平方向上的两个相邻电池C2-2，C2-4之间的距离。肋21b的延伸方向基本上平行于连接两个水平相邻的电池C2-1，C2-3的中心的直线。

这样，以此方式，当电池组10的装配部11a***手柄壳体2B的接收部内时，左右锁片13的闩锁13a被锁定在接收部的槽(未示出)内，由此将电池组10安装在手柄壳体2B上。由于电池组10存放有十个小号电池C1或五个大号电池C2，因此电能可以由电池组10供给到电动机。

如上所述，在所描述的实施方式中，可以使用相同的下外壳11B和板保持件14来存放小号电池C1和大号电池C2。因此，可以选择性地使用大小合适的电池C1或C2。

此外，在电池外壳11内，电路板15下方设置的上下两层大号电池C2要比上下层中的其余大号电池C2更加朝向水平方向倾斜，由此可以减小电池的高度。由此，可以减小电池外壳11的高度，实现电池组10的小型化和紧凑化。

进一步，小号电池C1和大号电池C2都被板保持件14的第一固定件14a和第二固定件14b、上外壳11A的装配突部11g和11h、以及下外壳11B的槽11e固定，并与其相配合。这样，可以将电池C1和C2稳固地存放在电池外壳11的固定位置上。因此可以避免由于电动工具1本体震动而导致电池外壳11内的电池C1和C2移动。特别是，在本实施方式中，肋21b使得用于保持大号电池C2的分隔件21更加坚固，因此确保避免了由于工具本体震动而使电池C2产生直接的相对移动，避免了对电气连接两个相邻电池C2的导电盘23的损坏。由于肋21b的延伸方向基本上平行于两个水平相邻电池C2的中心连线，因此可以可靠地防止电池C2之间的相对运动。

下面参照图7和图8描述根据本发明第二种实施方式的电池组。图7所示的情形为在电池组中存放小号电池，图8所示的情形为在电池组中存放大号电池。在这些图中，为了避免赘述，对于那些和图1至6中相同的元件和部件都采用相同的附图标记来表示。

在第二种实施方式中，在上外壳11A”中形成一个装配突部11i，其可以选择与图7所示的半圆形凸面20a’或者图8所示的大号电池C2的外周部相配合。其中半圆形凸面20a’是用于保持小号电池C1的分隔件20’的一部分。其余构造与第一实施方式中的构造相同。

在第二种实施方式中，由于装配突部11i既可以与大号电池C2的外周面相配合，也可以与用于保持小号电池C1的分隔件20’相配合，因此上外壳11A”和下外壳11B都可以用于小号电池C1和大号电池C2。这样，可以降低电池组的生产成本。

虽然以上参照具体的实施方式对本发明进行了详细描述，但是本领域技术人员显而易见的是，可以在不脱离本发明范围的条件下对本发明进行改变或变型。例如，在上述实施方式中，电池外壳由上下两个互补的壳体组成。然而，也可以将电池外壳分成左右两个壳体。此外，在上述实施方式中，在用于保持电池的板保持件上形成带有槽的第一和第二固定件14a，14b。但是第一和第二固定件也可以不设置槽，而是设置用于保持电池的凸部。

Claims (11)

1、一种与具有工具本体的电动工具组合使用的电池组，该电池组被可拆卸地连接到工具本体上，包括：

第一外壳；

与第一外壳互补的第二外壳，其与第一外壳一起形成电池外壳，该电池外壳界定上部空间和位于上部空间下面的电池容纳空间；

位于电池容纳空间内的分隔件，用于以至少第一水平电池阵列和叠置在第一水平电池阵列上的第二水平电池阵列的形式封装多个电池；和

用于固定电路板并设置在上部空间内的板保持件，该板保持件具有能够与小号电池的外周部相配合的第一固定件，以及可以与大号电池的外周部相配合的第二固定件。

2、根据权利要求1的电池组，其中板保持件具有下端，所述第一固定件和第二固定件设置到所述下端上，所述第一固定件和所述第二固定件暴露于电池容纳空间。

3、根据权利要求1的电池组，其中小号电池具有第一半径，且大号电池具有与第一半径不同的第二半径；且

其中所述第一固定件具有其半径与第一半径相配的第一弓形部，且所述第二固定件具有其半径与第二半径相配的第二弓形部。

4、根据权利要求1的电池组，其中所述电池外壳具有内部水平底面，该底面界定了一部分电池容纳空间；

其中由多个大号电池形成第一水平电池阵列和第二水平电池阵列，第一水平电池阵列中位于板保持件下方的大号电池中的第一个具有第一轴线，第二水平电池阵列中位于板保持件下方的大号电池中的第二个具有第二轴线，内部水平电池阵列与在第一轴线和第二轴线之间延伸的虚拟第一线相交形成第一角；

第一水平电池阵列中位于第一个大号电池旁边的为第三个大号电池，第二水平电池阵列中位于第二个大号电池旁边的为第四个大号电池，第三个大号电池和第四个大号电池分别具有第三轴线和第四轴线，内部水平电池阵列与在第三轴线和第四轴线之间延伸的虚拟第二线相交形成第二角，所述第一角小于所述第二角。

5、根据权利要求1的电池组，其中所述第一外壳具有与分隔件的一部分相配合的突部。

6、根据权利要求1的电池组，其中所述分隔件具有肋，所述肋使位于同一水平电池阵列中的两个相邻的电池之间保持水平距离。

7、根据权利要求6的电池组，其中所述肋在基本平行于在电池轴线和同一水平电池阵列中的相邻电池的轴线之间延伸的虚拟线的方向上延伸。

8、一种与具有工具本体的电动工具组合使用的电池组，该电池组被可拆卸地连接到工具本体上，其具有：

第一外壳；

与第一外壳互补的第二外壳，用于与第一外壳一起界定出上部空间和位于所述上部空间之下的电池容纳空间；

位于电池容纳空间内的分隔件，用于以至少第一水平电池阵列和叠置在第一水平电池阵列上的第二水平电池阵列的形式封装多个电池；

用于固定电路板并设置在上部空间内的板保持件；

其中电池外壳具有内部水平底面，该底面界定出一部分电池容纳空间；

其中，第一水平电池阵列中位于板保持件下方的电池中的第一个具有第一轴线，第二水平电池阵列中位于板保持件下方的电池中的第二个具有第二轴线，内部水平电池阵列与在第一轴线和第二轴线之间延伸的虚拟第一线相交形成第一角；

其中，第一水平电池阵列中位于第一个电池旁边的第三个电池具有第三轴线，第二水平电池阵列中位于第二个电池旁边的第四个电池具有第四轴线，内部水平电池阵列与在第三轴线和第四轴线之间延伸的虚拟第二线相交形成第二角，所述第一角小于第二角。

9、根据权利要求8的电池组，其中所述第一外壳具有与分隔件的一部分相配合的突部。

10、根据权利要求8的电池组，其中所述分隔件具有肋，所述肋使位于同一水平电池阵列中的两个相邻的电池之间保持水平距离。

11、根据权利要求10的电池组，其中所述肋在基本平行于在电池轴线和同一水平电池阵列中的相邻电池的轴线之间延伸的虚拟线的方向上延伸。

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