JPH11288744A - コ―ドレス動力工具、取り外し可能な電池パック、充電器、流体の補助的移動装置および電池パックの温度変化機構 - Google Patents

コ―ドレス動力工具、取り外し可能な電池パック、充電器、流体の補助的移動装置および電池パックの温度変化機構

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JPH11288744A
JPH11288744A JP5721899A JP5721899A JPH11288744A JP H11288744 A JPH11288744 A JP H11288744A JP 5721899 A JP5721899 A JP 5721899A JP 5721899 A JP5721899 A JP 5721899A JP H11288744 A JPH11288744 A JP H11288744A
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battery pack
housing
fluid
cells
power tool
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Robert G Moores Jr
ジー．ムーアズ，ジュニア ロバート
Rouse R Bailey Jr
アール．ベイリー，ジュニア ルース
Robert Bradus
ブレイダス ロバート
John R Cochran
アール．コクラン ジョン
Lee W Ramstrom
ダブリュ．ラムストロム リー
Douglas L Kreiser
エル．クレイザー ダグラス
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Black and Decker Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 セルの充電時および電池パックの使用の際の
放電時に電池パックの熱を消散する。 【解決手段】 コードレス動力工具２０はハウジング２
２を有し、このハウジング２２は取り外し可能な電池パ
ック２６と結合する機構２４を有する。電池パック２６
は一つもしくはより多数の電池セル３６と電池パック２
６のハウジング３４内の排出システムとを有し、排出シ
ステムは流体がハウジングを介して移動するのを可能と
する。機構２４は電池パック２６から熱を消散するよう
電池パック２６と関連付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電池を冷却するシス
テムに関し、さらに特に、コードレス動力工具用の電池
を冷却するシステムに関する。また、本発明はコードレ
ス動力工具、取り外し可能な電池パック、充電器、流体
の補助的移動装置および電池パックの温度変化機構に関
する。
【０００２】
【従来の技術】再充電可能な電池を使用するコードレス
製品は職場の至る所および家庭内に普及している。家庭
用品から動力工具まで、再充電可能な電池は多数の装置
で使用される。通常、ニッケル−カドミウムもしくはニ
ッケル−水素の電池セルがこれらの装置で使用される。
装置は複数の電池セルを使用するので、電池セルは通常
電池パックとして梱包されている。これらの電池パック
はコードレス装置と結合し、かつ装置に固定される。電
池パックはコードレス装置から取り外されて充電器内か
もしくはコードレス装置自体内で充電されうる。
【０００３】コードレス電力装置が使用されるとき、電
流がコードレス装置に電力を供給するよう電池を介して
流れる。電流が電池から取り出されると、電池パック内
に熱が生じる。電池パックの充電時にも、充電プロセス
時に熱が同様に蓄積される。電池の放電時および電池の
充電時に形成される熱は次には温度を上昇させ、電池の
寿命予測値および性能に厳しい影響を及ぼしうる。電池
を適切に充電するために、電池は所望されるしきい温度
よりも低くなければならず、かつ電池パック内のセル間
の温度差は最小にされるべきである。同様に、使用時に
電池が高温になりすぎた場合は電池の寿命は短くなる。
電池が或るしきい温度よりも低い場合には、充電を行う
のには低温すぎて充電をおこなう前に暖めなければなら
ない。従って、最適な性能および最適な充電のために電
池を所望される温度範囲内に維持することが望まれる。
【０００４】さらに、電池パックは典型的にはパックの
外壁に近接するいくつかの電池セルを有しており、その
上、いくつかの電池セルは他の電池セルに取り囲まれて
いる。外壁に近接するこれらセルは外側の周囲に対して
の熱伝導性が他のセルに取り囲まれるセルに対しての熱
伝導性よりも優れている。電池パックがコードレス装置
上で放電しているとき、生じた熱の量は各セル内でほぼ
同量である。しかしながら、周囲への熱の行路に応じ
て、異なるセルは異なる温度に達する。さらに、同じ理
由により、充電時にも異なるセルは異なる温度に達す
る。従って、一つのセルが他のセルに関して高い温度で
ある場合には、このセルの充電もしくは放電の効率が異
なり、それゆえに、他のセルよりも早く充電もしくは放
電しうる。これによりパック全体の性能が低下する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、セルの充電
時および電池パックの使用の際のセルの放電時に電池パ
ック内の熱を消散する電池パックに関する技術を提供す
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の観点によ
れば、充電時間を減少するためのコードレス動力工具は
取り外し可能な電池パックと結合するための機構を有す
るハウジングを有し、前記取り外し可能な電池パックが
ハウジングを具備し、前記ハウジングがハウジング内に
一つもしくはより多数のセルを備え、流体が前記ハウジ
ングを通過することを可能とするためであって前記電池
パック内にある排出システムを具備し、前記電池パック
から熱を消散するために前記電池パックと関連する機構
とを具備する。電池パックから熱のこの除去によって電
池パックの充電時間が減少する。熱を消散する機構は所
望されるようにセル周りに流体を移動させる流体の方向
付け装置を有しうる。変更可能な実施態様では、ヒート
シンクもセルから熱を消散するために使用されうる。さ
らに、変更可能な実施態様では、電池パックから熱を消
散するために排出システムを介して流体を流通させるた
めにファンも使用されうる。ファンはコードレス動力工
具のハウジング内かもしくは電池パック内かのどちらか
にありうる。
【０００７】本発明の第二の観点によれば、充電時間を
減少するためのコードレス動力工具は取り外し可能な電
池パックと結合するための機構を有するハウジングを有
し、前記取り外し可能な電池パックがハウジングを具備
し、前記ハウジングがハウジング内に一つもしくはより
多数のセルを備え、流体が前記ハウジングを通過するこ
とを可能とするためであって前記電池パック内にある排
出システムを具備し、前記電池パックから熱を消散する
ために前記電池パックと関連する機構とを具備する。電
池パックからのこの熱の除去によって電池パックの充電
時間が減少する。熱を消散する機構はより高い温度であ
るセル周りに流体を移動させる流体の方向付け装置を有
しうる。さらに、変更可能な実施態様では、ヒートシン
クもセルから熱を消散するために使用されうる。また、
変更可能な実施態様では、電池パックから熱を消散する
ために排出システムを介して流体を流通させるためのフ
ァンが使用されうる。ファンはコードレス動力工具のハ
ウジング内かもしくは電池パック内かのどちらかにあり
うる。前記電池パックを充電するための充電器をさらに
具備し、前記充電器が前記電池パックのハウジングの前
記排出システムを介して流体を移動させるための機構を
有する。前記充電器が電池パックの前記排出システムを
介して空気を流通させるためのファンを有しうる。さら
に、電池パックはファンを有することができ、さらにこ
の場合には充電器は電池パックのハウジング内で流体が
一つのセルもしくは複数のセルを通過することを可能と
するための排出システムを有する。
【０００８】本発明の第三の観点によれば、充電時間を
減少するためのコードレス動力工具は取り外し可能な電
池パックと結合するための機構を有するハウジングを有
し、前記取り外し可能な電池パックがハウジングを具備
し、前記ハウジングがハウジング内に一つもしくはより
多数のセルを備え、流体が前記ハウジングを通過するこ
とを可能とするためであって前記電池パック内にある排
出システムを具備し、前記電池パックから熱を消散する
ために前記電池パックと関連する機構とを具備する。電
池パックからのこの熱の除去によって電池パックの充電
時間が減少する。熱を消散する機構は電池セル周りに流
体を移動させる流体の方向付け装置を有しうる。また、
変更可能な実施態様では、ヒートシンクがセルから熱を
消散するために使用されうる。さらに変更可能な実施態
様では、電池パックから熱を消散するために排出システ
ムを介して流体を流通させるためのファンも使用されう
る。ファンはコードレス動力工具のハウジング内かもし
くは電池パック内かのどちらかにありうる。さらに電池
パックを充電するための充電器が含まれる。ここで補助
的なファンが充電器もしくは電池パックの排出システム
を介して空気を流通させるために充電器もしくは電池パ
ックに結合される。電池パックが充電器に取り付けられ
ているときに、補助的なファンは電池パックを介して流
体を移動させることが可能である。
【０００９】本発明の第四の観点によれば、充電時間を
減少するためのコードレス動力工具は取り外し可能な電
池パックと結合するための機構を有するハウジングを有
し、前記取り外し可能な電池パックがハウジングを具備
し、前記ハウジングがハウジング内に一つもしくはより
多数のセルを備え、流体が前記ハウジングを通過するこ
とを可能とするためであって前記電池パック内にある排
出システムを具備し、前記電池パックから熱を消散する
ために前記電池パックと関連する機構とを具備する。電
池パックからのこの熱の除去によって電池パックの充電
時間が減少する。熱を消散する機構は電池セル周りに流
体を移動させる流体の方向付け装置を有しうる。また、
変更可能な実施態様では、ヒートシンクが電池セルから
熱を消散するために使用されうる。さらに変更可能な実
施態様においては、電池パックから熱を消散するために
排出システムを介して流体を流通させるためのファンが
使用されうる。ファンはコードレス動力工具のハウジン
グ内かもしくは電池パック内かのどちらかにありうる。
ヒートポンプが電池セルに加熱作用もしくは冷却作用を
提供するために含まれ、これらの作用は電池セルの温度
に応じて定まる。従って、電池セルが所望される温度よ
りも高い場合にはヒートポンプは電池セルを冷却するこ
とができ、セルが所望される温度よりも低い場合にはセ
ルの充電を可能とするために加熱することができる。
【００１０】本発明の第五の観点によれば、充電時間を
減少するためのコードレス動力工具は取り外し可能な電
池パックと結合するための機構を有するハウジングを有
し、前記取り外し可能な電池パックがハウジングを具備
し、前記ハウジングがハウジング内に一つもしくはより
多数のセルを備え、流体が前記ハウジングを通過するこ
とを可能とするためであって前記電池パック内にある排
出システムを具備し、前記電池パックから熱を消散する
ためもしくは温度を均等にするために前記電池パックと
関連する機構とを具備する。電池パックから熱の除去に
よって電池パックの充電時間が減少する。熱を消散する
機構はより高い温度であるセル周りに流体を移動させる
流体の方向付け装置を有しうる。また、変更可能な実施
態様では、ヒートシンクがより高い温度のセルから熱を
消散するために使用されうる。さらに変更可能な実施態
様では、電池パックから熱を消散するために排出システ
ムを介して流体を流通させるためのファンも使用されう
る。ファンはコードレス動力工具のハウジング内かもし
くは電池パック内のどちらかにありうる。検出機構は電
池パックのハウジング内で複数のセルの温度を検出する
ために含まれうる。熱消散装置は複数のセルの温度を均
等にする。熱消散装置はハウジング内でセルの温度を均
等にするために、より高温のセルから周囲へもしくは他
のセルへ熱を逃がす。
【００１１】本発明の第六の観点によれば、取り外し可
能な電池パックが、ハウジング内に一つもしくはより多
数のセルを備えたハウジングと、流体が前記ハウジング
を通過することを可能とするための、前記ハウジング内
にある排出システムと、前記電池パックのハウジング内
で熱を消散するために前記電池パックと関連する機構と
を具備する。電池パックからのこの熱の除去によって電
池パックの充電時間が減少する。熱を消散する機構はセ
ル周りに流体を移動させる流体の方向付け装置を有しう
る。また、変更可能な実施態様では、ヒートシンクがセ
ルから熱を消散するために使用されうる。さらに変更可
能な実施態様では、電池パックから熱を消散するために
排出システムを介して流体を流通させるためのファンも
使用されうる。ファンはコードレス動力工具のハウジン
グ内かもしくは電池パック内のどちらかにありうる。
【００１２】本発明の第七の観点によれば、コードレス
動力工具は取り外し可能な電池パックと結合するための
機構を有するハウジングを具備する。前記取り外し可能
な電池パックがハウジングを具備し、前記ハウジングが
ハウジング内に一つもしくはより多数のセルを備えてお
り、複数の前記セルの温度を均等にするために複数の前
記セルと結合する前記ハウジング内にある機構とを具備
する。機構はハウジング内でセルの温度を均等にするた
めのヒートシンクでありうる。ヒートシンクはセルがよ
り高温である領域において、ヒートシンクの材料のコン
セントレーション（concentration ）、すなわち体積、
質量もしくは量が増大される部分を有しうる。さらにヒ
ートシンクは、セル、基部およびフィンを取り囲む熱伝
導性であって電気的に絶縁な媒体を有する。さらに電池
パックは熱を消散するための開口を有する。
【００１３】本発明のさらなる観点によれば、前記特徴
のうちのいくつかは付加的な利点を提供するために互い
に組み合わせることができる。本発明の付加的な目的お
よび利点は、好ましい実施態様の詳細な説明、添付され
た特許請求の範囲および添付図面から明らかになるか、
もしくは本発明の実施によって確認されうる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図面を参照すると、コードレス装
置が図示されて、参照符号２０で表されている。コード
レス装置は通常はクラムシェル型ハウジング２２を有す
る。ハウジング２２は電池パックの一部２６と結合する
ための機構２４を有する。コードレス装置２０は電気的
素子２８を有し、この素子２８は電池パックの電気的素
子２９と結合する。装置は起動子３０も有し、この起動
子３０はハウジング２２内のモータ３２を付勢する。
【００１５】電池パック２６はハウジング３４を有し、
このハウジング３４はハウジング３４の内部に複数の電
池セル３６を含む。さらに、ハウジング３４は換気シス
テム３８を有し、この換気システム３８は複数のセル３
６から熱を周囲空気へ消散するために流体がハウジング
３４を通過すること、およびセル３６周りで移動するこ
とを可能としている。排出システム３８は通常は少なく
とも一つの入口部４０および少なくとも一つの出口部４
２を有する。入口部および出口部は通常はハウジング３
４内の開口もしくはスロットである。さらに、流路４４
は電池セル３６周りに流体流れを分配するために電池パ
ック２６内に形成され、かつ入口部４０に関して整列さ
れる。それにより、電池セル３６の全てが冷却される。
流体は電池３６の軸線に関して同軸で流れるのが好まし
い。従って、流体が流路４４内に流入すると流体は複数
の電池セルにわたって方向付けられ、一つのセル上から
隣りのセルなどの上を流れるのではない。しかし、流体
は多数のセル上を一度に流れ、そのためハウジングを通
過する流体は第一のセルによって暖められた後に、第二
のセル上を流れることはない。しかしながら、流体は電
池セルの軸線に直交して電池セル上を流れることが可能
である。
【００１６】図２を参照すると、電池パックの付加的な
実施態様が示されている。電池パック２６は図１で図示
されるようにハウジング３４、および、入口部４０と出
口部４２とを備えた換気システム３８を有する。セル３
６もハウジング内に位置決めされる。さらに電池パック
は一つもしくはより多数のバッフル４６、４８、５０、
５２を有する。バッフルは流体を特定の電池セル３６の
方に方向付ける。通常は、流体は流路４４内に流入し、
バッフル４６、４８を介して分配される。
【００１７】図３を参照すると、電池パックの付加的の
実施態様が示されている。電池パック６０は排出システ
ム６４を備えたハウジング６２を有し、この排出システ
ム６４は流体が電池セル６６周りを流れることを可能と
している。換気システム６４は少なくとも一つの入口部
６８および少なくとも一つの出口部７０を有する。さら
に、電池のハウジングはファン７２を有する。ファン７
２はモータ７４を有することができ、モータ７４は電池
セル６６からの電流で作動しうる。また、電池パックが
充電器内にあるとき、充電用回路からの電流でファンの
モータ７４は作動しうる。ファン７２は流体を電池パッ
クの入口部を介して移動させる。流体は電池セル６６上
を移動せしめられ出口部７０から流通せしめられる。従
って、流体が電池パック６０を介して流れると、正圧が
電池パック内に形成される。しかしながら、電池パック
６０を介して流体を吸引する電池パック内に負圧が形成
されうる。流体がセルからセルへと通ることが連続しな
いように流路７３は電池セルを通る流体を方向付ける。
しかし、セルがほぼ同じ温度で空気と接触するように流
体は別々のセル上を流れる。
【００１８】さらに、電池のハウジングは先に記載され
たようなバッフル７５、７６、７７、および７８を有し
うる。さらに、図１に仮想線で示されるように電池のハ
ウジングを介して流体を移動させるように補助的なファ
ンを工具のハウジング自体内に位置決めできる。温度検
出器は個々の電池セルの温度を監視するためにハウジン
グ内に位置決めされうる。また、バッフルは流体の流れ
を最も高温の電池セルに方向付けるよう構成されうる。
従って、セルが冷却されると共に、セルの温度が均等に
される。
【００１９】図４（ａ）および図４（ｂ）を参照する
と、本発明の付加的な実施態様が図示されている。ここ
で、電池パックはハウジング８０、および複数のセル３
６を有しており、複数のセル３６は電池パックから熱を
除去するために、熱伝導性を有するが電気的に絶縁性の
物質８３で包まれる。さらにヒートシンク８４は電池セ
ル３６から熱を逃がすためにセル間に位置決めされる。
突出部分（ｐｒｏｊｅｃｔｉｎｇ ｐｏｒｔｉｏｎ）８
６はヒートシンク８４のフィン８８に向けて熱を効果的
に移動させるために電池を取り囲む。さらに、電池セル
３６から熱を除去することを可能とするためにハウジン
グ８０内に複数のスロット９０が形成される。ヒートシ
ンク８４は突出部分（ｐｒｏｊｅｃｔｉｎｇ ｐｏｒｔ
ｉｏｎ）８２を備えている金属製シンクのいかなる型で
もよく、放熱部分８２はセルから熱を引き出してヒート
シンク８４へ伝えるために金属製であるかもしくは、封
入合成物、ゲル、もしくはグリースといった熱伝導性の
媒体のどちらかである。熱はフィン８８を介して退出す
る。また、より多くのフィンおよびより大きな突出部分
は電池の充電時と工具が使用されるときの放電時とにお
いてさらに高温になることが知られている電池セルを取
り囲む。従って、熱は電池セル３６からヒートシンクへ
と流れる。換気スロット９０は熱を除去するために流体
がフィン８８上を流れることを可能にしている。さらに
入口部９２は流体が工具のハウジング内のファンから電
池パックを介して通ることを可能にするためにハウジン
グ内に含まれうる。図４（ｃ）は本発明の付加的な実施
態様を示す。ハウジング８０′が複数のスロットを有し
ないことを除けば、電池パックは図４（ａ）および図４
（ｂ）のものと類似している。複数のセル３６はヒート
シンク８４を介して電池から電池へ熱を移動させること
を可能とするために熱伝導性を有するが電気的に絶縁性
の帯状体８３などの物質で包まれる。ヒートシンク８４
は、より高温の電池セルから熱を逃がしてより低い温度
の電池セルへ熱を移動させるようにセル間に位置決めさ
れ、それにより、セルの温度がパック内で均等にされ
る。突出部分８６はヒートシンク８４のフィンに向けて
熱を効果的に除去するために電池セルを取り囲む。より
高い温度であることが知られているセルが３６′で表さ
れる。さらに、より高温のセルから熱を引き出してヒー
トシンクへ移動させ、このヒートシンクが順次残りのセ
ルに熱を分配してセルの温度が均一にされるようにする
ために、ヒートシンクは上記したような型の金属製でよ
く、もしくは封入合成物、ゲルもしくはグリースなどの
熱伝導性の媒体を有してもよい。従って、セルの温度の
均等化はほぼ等しい速度でセルが充電されること、およ
び放電されることを可能としており、このほぼ等しい速
度は電池パックの寿命を改善しかつ増大する。
【００２０】図５を参照すると、付加的な実施態様が図
示されている。図５では、電池パックは複数のセル３６
を取り囲むハウジング１００を有する。ハウジング１０
０は、出口部および入口部１０４として作用する複数の
スロット１０２を有する。さらに、ヒートポンプ１０６
はハウジング１００内に位置決めされる。ヒートポンプ
１００はペルチェ効果を利用した装置であり、当該技術
分野で周知である。ペルチェ効果を利用した装置はヒー
トシンク１０８、１１０に結合される。ペルチェ効果を
利用した装置が起動されると、一方のヒートシンクが低
温になる一方で、他方のヒートシンクは高温になる。ペ
ルチェ効果を利用した装置を通る電流が逆になった場合
には低温側と高温側とが逆になる。従って、ヒートシン
ク１０８、１１０は電池のハウジング１００内に冷たい
空気を提供するように使用可能であると共に、空気がバ
ッフル１１２、１１４、１１６、１１８により電池セル
３６上を流れるのが妨げられて出口スロットを通りハウ
ジングから退出することを可能としている。従って、冷
たい空気は電池を冷却するためにハウジング内に通され
る。電池セルが低温状態のときには、ペルチェ効果を利
用した装置の電流を逆にすることが可能であり、このと
き、電池セルを暖めるために加熱された流体が電池パッ
クを通過せしめられ、それにより電池セルは充電される
ことができるようになる。ペルチェ効果を利用した装置
は電子部品１２０に結合され、この電子部品１２０は冷
却作用もしくは加熱作用を制御するために、電池セル、
充電器、もしくはこの両方からの電流で機能する。さら
に、温度検出器１２２は電池セルに関してハウジング内
に位置決め可能であり、それにより加熱作用および冷却
作用が所望されるように起こりうる。
【００２１】図６は図５のようにヒートポンプ１０６を
有する図である。さらに、ファン１２４は流体を電池パ
ック１００を介して移動させるためにハウジング内に位
置決めされる。ここで、流体は電池の全体にわたって流
路で運ばれることができ、電池を冷却することを可能と
する。図７を参照すると、電池パックが図示され、かつ
参照符号１３０で表されている。ここで、電池パックは
図４に図示したものと類似している。しかしながら、フ
ァン１３２は電池パック内に位置決めされる。ファン１
３２は電池パックのハウジング１３０から熱を追い出す
ことを試みるためにフィン８８を横切って流体を移動さ
せる。
【００２２】図８を参照すると、補助的なファンのモジ
ュールが図示され、かつ参照符号１４０で表される。補
助的なファンのモジュール１４０は、ファン１４４を収
容するハウジング１４２を有する。ハウジングは入口部
１４６および出口部１４８も有する。流体は封止部１４
９で取り囲まれた出口部１４８を介し、図１および図２
に図示するように電池パックの入口部４０内に流れる。
電池セル３６を充電すべく電池の電気的接触子２９と結
合するために電気的接触子１５０はハウジング１４２内
に位置決めされる。さらに、電池セルの充電時にファン
を作動させるべく充電器内の電気的接触子と結合するた
めに電気的接触子１５２はハウジング１４２に固定され
ている。さらに、電子的パッケージ１５４は電池の充電
およびファン１４４の作用を制御するためにハウジング
１４２内にある。電子的パッケージ１５４は必要とされ
るようにファンを作動させるために温度検出器と結合さ
れうる。
【００２３】図９を参照すると、充電器の斜視図が図示
され、かつ参照符号１６０で表されている。充電器１６
０は電池パックを充電すべく電池パックまたは補助的な
ファンのモジュールと結合するために接触子１６２を有
する。充電器１６０は基部１６４を有し、この基部１６
４は基部に結合された電気的接触子を有する。さらに、
入口部１６７および出口部１６９を有する排出システム
１６６は空気が充電器に次いで電池パックに流入して通
過することを可能にするために基部１６４に結合され
る。さらに、充電器は電子的パッケージ１６８を有し、
この電子的パッケージ１６８はＡＣ電源からの電流を受
け取り、電池パックを充電するのに必要とされるＤＣ電
源に電流を変換する。
【００２４】充電器１６０は電池パック内でファンと共
に、もしくはファンを有することなく、開示された電池
パックを備えて利用されうる。ファンを有しない電池パ
ックが使用されるときは、空気が排出システムを介し次
に電池パックを介し流れることを可能とするために対流
が使用される。電池パックがファンを有する場合には接
触子１６２はファンを作動させるために電池パック内で
ファンの電子部品とも結合する。この場合、充電器内の
電子部品は必要とされるときにファンを作動させかつ停
止させるためにファンの電子部品と電気的に結合する。
【００２５】また、充電器は図１０に図示するように補
助的なファンのモジュール１４０を備えて利用されう
る。ここで、補助的なファンのモジュール１４０は補助
的なファンのモジュール１４０内のファン１４４を作動
させるために充電器１６０内の電気的接触子１６２と結
合される。従って、ファン１４４は所望されるように作
動および停止されうる。
【００２６】図１１を参照すると、充電器１８０が示さ
れている。充電器１８０が排出システム１６６と結合さ
れたファン１８２を有することを除けば、充電器１８０
は充電器１６０と類似である。ファン１８２は入口部１
８４を介し流体を移動させると共に出口部１８６を介し
電池パック内に流体を移動させる。充電器１８０のこの
型では、ファン１８２は所望されるように起動される。
さらに、充電器の電子部品は電池パック内部の検出器と
結合されうる。この検出器は電気的接触子１６２によっ
て起動される。検出器は電池パック内部の温度を検出
し、それによってファンが断続的に作動しうるようにす
る。また、検出器は取り外されてもよく、ファンは単に
充電器が作動する間、連続的に作動する。
【００２７】図１２を参照すると、補助的なファンのモ
ジュールが図８のように図示されている。ここで、補助
的なファンのモジュール１９０はハウジング１９８内に
ファン１９２、入口部１９４、および出口部１９６を有
する。ヒートポンプ２００も先に示したようにハウジン
グ１９８内に位置決めされる。ヒートポンプは低温のヒ
ートシンク２０２を形成し、ヒートシンク２０２はファ
ンを介して流体がハウジング内に移動し、次いで低温状
態のヒートシンク上を流れ電池パック内に流入すること
を可能にする。流体はまたハウジングから熱を回収しな
がら、かつ出口部２０８を介し空気を周囲へ放出しなが
ら、ヒートシンクの高温側２０６の上を流れる。電池パ
ックが低温の場合には、ヒートポンプ２００は逆動され
てもよく、熱は充電前に電池パックを暖めるために電池
パック内に流入されうる。ファンモジュール１９０は電
池パックと結合するために電気的接触子２１０も有す
る。電気的接触子２１２はまた充電器１６０と結合す
る。補助的なファンモジュール１９０内の電子部品２１
４は充電器と結合し、かつ所望されるように流体を電池
パック内に移動させるためにファンを作動させる。
【００２８】図１３から図１５を参照すると、本発明の
付加的な実施態様が示されている。図１３は電池の冷却
器／加熱器装置の斜視図を図示している。ここで電池の
冷却器／加熱器２２０はハウジング２２２を有する。ハ
ウジング２２２は電池受容部分２２４を有する。電池受
容部分２２４は電池パックのハウジングを受容するため
の凹部を形成する電池ハウジング２２２内の切り抜き部
もしくは同等部でありうる。さらに、ハウジングは入口
部２２６および出口部２２８を有する。入口部はハウジ
ング２２２内のダクトに流体が流入することを可能と
し、一方、出口部はハウジングのダクトから流体が流出
して電池パック内に流入することを可能としている。入
口部２２６は濾過装置２３０で概ね覆われ、かつ入口部
と格子部分２３２との間に濾過装置を挟むように格子部
分２３２がハウジング２２２に取り付けられる。格子部
分２３２は空気が格子部分を通過して濾過装置内に流入
し、次いで入口部２２６を通るようになることを可能と
するためにスロット２３４を有する。
【００２９】図１４に示すように、Ｏリングもしくはあ
る型の封止部２３６が出口部２２８周りに位置決めされ
る。流体が電池パックのハウジング内に流入するとき
に、封止部２３６は電池パックのハウジング周りで流体
が流出するのを阻止するために電池パックと結合する。
図１４では、ハウジング２２２は入口部２２６と出口部
２２８との間で流体を移動させるためにファン２４０を
有する。ファン２４０は切り換え器２４２によって付勢
および消勢される。図１４では切り換え器２４２は使用
者が所望のように手動でファン２４０を作動および停止
させることを可能としている手動式の切り換え器であ
る。さらに電力コード２４４は電池の冷却器／加熱器２
２０に電力を提供するためにファンおよび切り換え器の
電子部品２４６に結合される。
【００３０】さらに、ペルチェ効果を利用した装置２５
０（仮想線で図示される）は入口部の近くで位置決めさ
れうる。この装置２５０は、先に示したように電池パッ
ク内に流入される、冷却された流体もしくは加熱された
流体を提供しうる。ペルチェ効果を利用した装置２５０
は電子部品２４６と結合し、それによってペルチェ効果
を利用した装置２５０が冷却作用もしくは加熱作用が所
望される場合に応じて、低温もしくは高温の流体流れを
電池セルへ運びうるようにされる。
【００３１】図１５を参照すると、電池の加熱器／冷却
器２２０の付加的な実施態様が示されている。ここで、
電池冷却器は自動式の切り換え器２６０が手動式の切り
換え器２４２と置き換えられていることを除けば、先に
示したのと同様である。ここで、電池パックのハウジン
グが電池の冷却器／加熱器のハウジング内に滑動される
ので、電池は、ファン２４０を付勢する通常は露出した
切り換え器２６０と接触する。電池パックのハウジング
が電池の冷却器／加熱器から後退すると、切り換え器２
６０は通常の露出した位置に戻り、ファンを消勢する。
【００３２】前記詳細な説明は本発明の好ましい実施態
様を示しているが、添付される特許請求の範囲の範囲を
正当な意味から逸脱することなく、本発明を変更、変形
および交換することが可能である。
【図面の簡単な説明】
明細書の一部に組み入れられかつ構成する添付図面は、
本発明の実施態様を図示し、かつ本発明の原理を説明す
るために記載と共に供給する。図面において同一の参照
番号は同一の部分を示す。
【図１】本発明によるコードレス動力工具と電池および
部分断面図である。
【図２】本発明による電池パックの部分断面図である。
【図３】本発明による電池パックの他の実施態様の断面
図である。
【図４】（ａ）本発明による他の電池パックの断面図、
（ｂ）図４（ａ）に示す電池パックの正面図、（ｃ）本
発明による他の電池パックの断面図である。
【図５】本発明による電池パックの他の断面図である。
【図６】本発明による電池パックの他の実施態様の付加
的な断面図である。
【図７】本発明による電池パックの付加的な断面図であ
る。
【図８】本発明による補助的なファンのモジュールの断
面図である。
【図９】本発明による充電器の斜視図である。
【図１０】図９の充電器に結合された本発明による補助
的なファンのモジュールの断面図である。
【図１１】図９の充電器の本発明の他の実施態様の断面
図である。
【図１２】本発明による補助的なファンの他の実施態様
の、図８のような断面図である。
【図１３】本発明による電池の冷却器／加熱器の斜視図
である。
【図１４】図１３の長手方向断面図である。
【図１５】電池の冷却器／加熱器の他の実施態様の図１
４のような図である。
【符号の説明】
２０…コードレス動力工具 ２２…コードレス動力工具のハウジング ２６…電池パック ２４…機構 ３４…電池パックのハウジング ３６…電池セル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルース アール．ベイリー，ジュニア アメリカ合衆国，ペンシルバニア 17352, ニュー パーク，カレア ロード 373 (72)発明者 ロバート ブレイダス アメリカ合衆国，メリーランド 21015, ベル エアー，クリマー コート 904 (72)発明者 ジョン アール．コクラン アメリカ合衆国，メリーランド 21234, ボルティモア，ハーウッド ロード 2608 (72)発明者 リー ダブリュ．ラムストロム アメリカ合衆国，メリーランド 21030, ハント バレー，デルウッド コート 12 (72)発明者 ダグラス エル．クレイザー アメリカ合衆国，メリーランド 21234, ボルティモア，ロザリー アベニュ 2825

Claims (58)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コードレス動力工具であって、 コードレス動力工具を具備し、該コードレス動力工具は
    取り外し可能な電池パックと結合するための機構を有す
    るハウジングを有し、 前記取り外し可能な電池パックがハウジングを具備し、
    該ハウジングがハウジング内に一つもしくはより多数の
    セルを備え、コードレス電力工具が流体が前記ハウジン
    グを通過することを可能とするために前記電池パックの
    ハウジング内にある排出システムを具備し、 前記電池パックから熱を消散するために前記電池パック
    と関連する機構とを具備したことを特徴とするコードレ
    ス動力工具。
  2. 【請求項２】 前記機構が流体を前記一つもしくはより
    多数のセルに移動させるための流体の方向付け装置を有
    することを特徴とする請求項１に記載のコードレス動力
    工具。
  3. 【請求項３】 前記機構が前記一つもしくはより多数の
    セルから熱を消散するためのヒートシンクを有すること
    を特徴とする請求項１に記載のコードレス動力工具。
  4. 【請求項４】 前記機構が電池パックのハウジングから
    熱を消散するために前記排出システムを介して流体を流
    通させるためのファンを有することを特徴とする請求項
    １に記載のコードレス動力工具。
  5. 【請求項５】 前記ファンが前記コードレス動力工具の
    ハウジング内にあることを特徴とする請求項４に記載の
    コードレス動力工具。
  6. 【請求項６】 前記ファンが前記電池パックのハウジン
    グ内にあることを特徴とする請求項４に記載のコードレ
    ス動力工具。
  7. 【請求項７】 前記電池パックを充電するための充電器
    をさらに具備し、該充電器が前記電池パックのハウジン
    グの前記排出システムを介して流体を移動させるための
    機構を有することを特徴とする請求項１に記載のコード
    レス動力工具。
  8. 【請求項８】 前記充電器が前記排出システムを介して
    流体を流通させるためのファンを有することを特徴とす
    る請求項７に記載のコードレス動力工具。
  9. 【請求項９】 前記電池パックのハウジングがファンを
    有し、前記充電器が流体が前記電池パックの排出システ
    ムを通過することを可能とする排出システムを有するこ
    とを特徴とする請求項７に記載のコードレス動力工具。
  10. 【請求項１０】 前記充電器が排出システムを有し、前
    記電池パックのハウジングを介して流体を移動させるた
    めに補助的なファンが前記充電器もしくは電池パックの
    ハウジングに結合されることを特徴とする請求項７に記
    載のコードレス動力工具。
  11. 【請求項１１】 前記電池パックのハウジング内にある
    前記一つもしくはより多数のセルの冷却作用および加熱
    作用を提供するためのヒートポンプをさらに有すること
    を特徴とする請求項１に記載のコードレス動力工具。
  12. 【請求項１２】 前記機構が前記一つもしくはより多数
    のセルの温度を検出するための検出器、および複数の前
    記セルの温度を均等にするための熱消散装置を有するこ
    とを特徴とする請求項１に記載のコードレス動力工具。
  13. 【請求項１３】 前記熱消散装置が、セルの温度を均等
    にするためにより高温のセルから周囲へもしくは他のセ
    ルへ熱を逃がすことを特徴とする請求項１２に記載のコ
    ードレス動力工具。
  14. 【請求項１４】 前記機構が前記一つもしくはより多数
    のセルのうちのより高温のセル周りに流体を移動させる
    ための流体の方向付け装置、および前記一つもしくはよ
    り多数のセルのうちの、より高温のセルから熱を消散す
    るためのヒートシンクを有することを特徴とする請求項
    １に記載のコードレス動力工具。
  15. 【請求項１５】 前記機構が複数の前記セルのうちのよ
    り高温のセルの周りに流体を移動させるための流体の方
    向付け装置、および電池パックのハウジングから熱を消
    散するために前記排出システムを介して流体を流通させ
    るためのファンを有することを特徴とする請求項１に記
    載のコードレス動力工具。
  16. 【請求項１６】 前記機構が前記一つもしくはより多数
    のセルのうちのより高温のセルから熱を消散するための
    ヒートシンク、および電池パックのハウジングから熱を
    消散するために前記排出システムを介して流体を流通さ
    せるためのファンを有することを特徴とする請求項１に
    記載のコードレス動力工具。
  17. 【請求項１７】 前記ファンが前記コードレス動力工具
    のハウジング内にあることを特徴とする請求項１５に記
    載のコードレス動力工具。
  18. 【請求項１８】 前記ファンが前記コードレス動力工具
    のハウジング内にあることを特徴とする請求項１６に記
    載のコードレス動力工具。
  19. 【請求項１９】 前記ファンが前記電池パックのハウジ
    ング内にあることを特徴とする請求項１５に記載のコー
    ドレス動力工具。
  20. 【請求項２０】 前記ファンが前記電池パックのハウジ
    ング内にあることを特徴とする請求項１６に記載のコー
    ドレス動力工具。
  21. 【請求項２１】 前記電池パックを充電するための充電
    器をさらに具備し、該充電器が前記電池パックのハウジ
    ングの前記排出システムを介して流体を移動させるため
    の機構を有することを特徴とする請求項１４に記載のコ
    ードレス動力工具。
  22. 【請求項２２】 前記充電器が前記排出システムを介し
    て流体を流通させるためのファンを有することを特徴と
    する請求項２１に記載のコードレス動力工具。
  23. 【請求項２３】 前記電池パックのハウジングがファン
    を有し、かつ前記充電器が流体が前記一つもしくはより
    多数のセルを通過することを可能とする排出システムを
    有することを特徴とする請求項１４に記載のコードレス
    動力工具。
  24. 【請求項２４】 前記充電器が排出システムを有し、か
    つ前記電池パックを介して流体を移動させるために補助
    的なファンが前記充電器もしくは電池パックのハウジン
    グと結合されることを特徴とする請求項１４に記載のコ
    ードレス動力工具。
  25. 【請求項２５】 前記電池パックを充電するための充電
    器をさらに具備し、該充電器が前記電池パックのハウジ
    ングの前記排出システムを介して流体を移動させるため
    の機構を有することを特徴とする請求項１５に記載のコ
    ードレス動力工具。
  26. 【請求項２６】 前記電池パックを充電するための充電
    器をさらに具備し、該充電器が前記電池パックのハウジ
    ングの前記排出システムを介して流体を移動させるため
    の機構を有することを特徴とする請求項１６に記載のコ
    ードレス動力工具。
  27. 【請求項２７】 取り外し可能な電池パックであって、 ハウジングを具備し、ハウジング内に一つもしくはより
    多数のセルを備え、電池パックが流体が前記ハウジング
    を通過することを可能とするための、前記ハウジング内
    にある排出システムと、 前記電池パックのハウジング内で熱を消散するために前
    記電池パックと関連する機構とを具備したことを特徴と
    する取り外し可能な電池パック。
  28. 【請求項２８】 前記機構が前記一つもしくはより多数
    のセルへ流体を移動させるための流体の方向付け装置を
    有することを特徴とする請求項２７に記載の取り外し可
    能な電池パック。
  29. 【請求項２９】 前記機構が前記一つもしくはより多数
    のセルから熱を消散するためのヒートシンクを有するこ
    とを特徴とする請求項２７に記載の取り外し可能な電池
    パック。
  30. 【請求項３０】 前記機構が電池パックのハウジングか
    ら熱を消散するために前記排出システムを介して流体を
    流通させるためのファンを有することを特徴とする請求
    項２７に記載の取り外し可能な電池パック。
  31. 【請求項３１】 前記電池パックのハウジング内にある
    前記一つもしくはより多数のセルの冷却作用および加熱
    作用を提供するためのヒートポンプをさらに有すること
    を特徴とする請求項２７に記載の取り外し可能な電池パ
    ック。
  32. 【請求項３２】 前記機構が前記一つもしくはより多数
    のセルの温度を検出するための検出器、および複数の前
    記セルの温度を均等にするための熱消散装置を有するこ
    とを特徴とする請求項２７に記載の取り外し可能な電池
    パック。
  33. 【請求項３３】 前記機構が前記一つもしくはより多数
    のセルのうちのより高温のセル周りに流体を移動させる
    ための流体の方向付け装置、および前記一つもしくはよ
    り多数のセルのうちのより高温のセルから熱を消散する
    ためのヒートシンクを有することを特徴とする請求項２
    ７に記載の取り外し可能な電池パック。
  34. 【請求項３４】 前記機構が複数の前記セルのうちのよ
    り高温のセル周りに流体を移動させるための流体の方向
    付け装置、および電池パックのハウジングから熱を消散
    するために前記排出システムを介して流体を流通させる
    ためのファンを有することを特徴とする請求項２７に記
    載の取り外し可能な電池パック。
  35. 【請求項３５】 前記機構が前記一つもしくはより多数
    のセルのうちのより高温のセルから熱を消散するための
    ヒートシンク、および電池パックのハウジングから熱を
    消散するために前記排出システムを介して流体を流通さ
    せるためのファンを有することを特徴とする請求項２７
    に記載の取り外し可能な電池パック。
  36. 【請求項３６】 充電器であって、 ハウジングと、 充電可能な電池と電気的に結合するための機構と、 前記機構と結合された電源と、 電池パックの排出システムを介して流体を移動させるた
    めの、ハウジング内にある機構とを具備したことを特徴
    とする充電器。
  37. 【請求項３７】 前記充電器が前記排出システムを介し
    て流体を流通させるためのファンを有することを特徴と
    する請求項３６に記載の充電器。
  38. 【請求項３８】 前記充電器が排出システムを有し、か
    つ前記電池パックのハウジングを介して流体を移動させ
    るために補助的なファンが前記充電器もしくは電池パッ
    クのハウジングと結合されたことを特徴とする請求項３
    ６に記載の充電器。
  39. 【請求項３９】 再充電可能な電池パックを冷却するた
    めの流体の補助的移動装置であって、 ハウジングと、 電池パックと電気的に結合するための機構とを具備し、
    該機構は前記ハウジングと結合され、 流体の補助的装置が、 充電器と電気的に結合するための機構を具備し、該機構
    は前記ハウジングと結合され、 流体の補助的装置が、 流体を電池パックへ方向付けるための排出システムと、 流体を前記ハウジングを介して電池パック内へ移動させ
    るための機構とを具備したことを特徴とする流体の補助
    的移動装置。
  40. 【請求項４０】 前記電池パックのハウジング内にある
    前記一つもしくはより多数のセルの冷却作用および加熱
    作用を提供するためのヒートポンプをさらに有すること
    を特徴とする請求項３９に記載の流体の補助的移動装
    置。
  41. 【請求項４１】 前記機構が電池パックのハウジングか
    ら熱を消散するために前記排出システムを介して流体を
    流通させるためのファンを有することを特徴とする請求
    項３９に記載の流体の補助的移動装置。
  42. 【請求項４２】 前記機構が電池パックのハウジングか
    ら熱を消散するために前記排出システムを介して流体を
    流通させるためのファンを有することを特徴とする請求
    項４０に記載の流体の補助的移動装置。
  43. 【請求項４３】 コードレス動力工具であって、 取り外し可能な電池パックと結合するための機構を有す
    るコードレス動力工具を具備し、 前記取り外し可能な電池パックがハウジングを具備し、
    該ハウジングが前記ハウジング内に複数のセルを備えて
    おり、 複数の前記セルの温度を均等にするために複数の前記セ
    ルと結合された、前記ハウジング内にある機構とを具備
    したことを特徴とするコードレス動力工具。
  44. 【請求項４４】 前記セルと結合された前記機構が前記
    ハウジング内にある前記セルの温度を均等にするための
    ヒートシンクを有することを特徴とする請求項４３に記
    載のコードレス動力工具。
  45. 【請求項４５】 セルがより高温である領域において前
    記ヒートシンクがヒートシンクの材料の体積、質量もし
    くは量が増大される部分を有しうることを特徴とする請
    求項４４に記載のコードレス動力工具。
  46. 【請求項４６】 前記ヒートシンクが前記セル、基部お
    よびフィンを取り囲む熱伝導性の媒体を有することを特
    徴とする請求項４５に記載のコードレス動力工具。
  47. 【請求項４７】 前記電池パックのハウジングが熱を消
    散するための開口を有することを特徴とする請求項４４
    に記載のコードレス動力工具。
  48. 【請求項４８】 取り外し可能な電池パックであって、 取り外し可能な電池パックと結合するための機構を有す
    るコードレス動力工具を具備し、 該電池パックがハウジングを具備し、 前記ハウジング内に複数のセルを備えたハウジングを具
    備する前記取り外し可能な電池パックと、 複数の前記セルの温度を均等にするために複数の前記セ
    ルと結合する、前記ハウジング内にある機構とを具備し
    たことを特徴とする取り外し可能な電池パック。
  49. 【請求項４９】 前記セルと結合された前記機構が前記
    ハウジング内にある前記セルの温度を均等にするための
    ヒートシンクを有することを特徴とする請求項４８に記
    載の取り外し可能な電池パック。
  50. 【請求項５０】 セルがより高温である領域において前
    記ヒートシンクがヒートシンクの材料の体積、質量もし
    くは量が増大される部分を有しうることを特徴とする請
    求項４９に記載の取り外し可能な電池パック。
  51. 【請求項５１】 前記ヒートシンクが前記セル、基部お
    よびフィンを取り囲む熱伝導性の媒体を有することを特
    徴とする請求項５０に記載の取り外し可能な電池パッ
    ク。
  52. 【請求項５２】 前記電池パックのハウジングが熱を消
    散するための開口を有することを特徴とする請求項４９
    に記載の取り外し可能な電池パック。
  53. 【請求項５３】 電池パックの温度変化機構であって、 ハウジングと、 電池パックの排出システムを介して流体を移動させるた
    めの、ハウジング内にある流体移動機構と、 前記流体移動機構と結合された電源とを具備したことを
    特徴とする電池パックの温度変化機構。
  54. 【請求項５４】 前記流体移動機構が前記排出システム
    を介して流体を流通させるためのファンを有することを
    特徴とする請求項５３に記載の電池パックの温度変化機
    構。
  55. 【請求項５５】 前記流体移動機構が前記ハウジング内
    に排出システムを有することを特徴とする請求項５３に
    記載の電池パックの温度変化機構。
  56. 【請求項５６】 前記流体移動機構を起動させるための
    スイッチをさらに具備したことを特徴とする請求項５３
    に記載の電池パックの温度変化機構。
  57. 【請求項５７】 前記スイッチが手動で起動されること
    を特徴とする請求項５６に記載の電池パックの温度変化
    機構。
  58. 【請求項５８】 前記電池パックが前記ハウジングと結
    合されたときにに前記スイッチが自動的に起動されるこ
    とを特徴とする請求項５６に記載の電池パックの温度変
    化機構。
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