电池组和电动工作机的制作方法

本公开涉及电池组和电动工作机以及对应的装置。

背景技术：

日本特许公报no.4547036公开了一种附接至电动工具的电池组。该电池组中包括fet(即，场效应晶体管)和散热器。

技术实现要素：

然而，在上述电池组中，来自fet的热通过散热器被排放到电池组的内部。因此，来自fet的热将停留在电池组中，并且散热器不能有效地降低fet的温度。不良的散热还可能使电池组中的温度升高。这种温升可能不利地影响电池组中的除了fet之外的部件(例如，其他电子部件、电池单元等)。此外，不良的散热带来的这些缺点还可能存在于电动工作机中。

在本公开中，例如，期望将来自内置电子部件的热有效地释放到比如电池组、电动工作机等的装置的壳体的外部。

根据本公开的一个方面的装置包括电子部件、金属板、壳体和波长选择性热辐射构件。金属板热耦合至电子部件。壳体构造成容纳电子部件和金属板。

波长选择性热辐射构件安装在金属板的表面上而面向壳体的特定部分的内侧表面。波长选择性热辐射构件构造成将来自电子部件的热能转换成具有穿透壳体的特定部分的波长的热辐射波并朝向壳体的特定部分的内侧表面进行辐射。

在这种装置中，来自电子部件的热能经由金属板被传递至波长选择性热辐射构件。热能通过波长选择性热辐射构件被转换成具有能够穿透壳体的特定部分的波长的热辐射波，并且朝向壳体的特定部分的内侧表面进行辐射。因此，来自电子部件的热能以热辐射波的形式穿透壳体的特定部分并且被释放到壳体的外部。

因此，来自内置在装置中的电子部件的热可以被有效地排放到壳体的外部。来自电子部件的热从壳体移除，这改善了使电子部件的温度降低的效果。此外，由于降低了壳体中的温升，因此也降低了温升对壳体中的其他部件造成影响的可能性。

壳体的特定部分的厚度可以小于壳体中该特定部分的周边的厚度。小的厚度改善了壳体的特定部分的散热。这是因为：特定部分的厚度越小，热辐射波越容易穿透特定部分。

该装置可以包括壁部，该壁部构造成抑制波长选择性热辐射构件周边的空气运动。该壁部可以抑制波长选择性热辐射构件的温度由于装置中的对流而降低。因此，可以抑制通过波长选择性热辐射构件将热能转换成热辐射波的转换效率的降低。可以增强壳体的特定部分的散热。

根据本公开的一个方面，用于电动工作机的电池组可以包括电子部件、金属板、壳体和选择性热辐射构件。

在该电池组中，金属板热耦合至电子部件。壳体构造成容纳电子部件和金属板。波长选择性热辐射构件安装在金属板的表面上而面向壳体的特定部分的内侧表面。波长选择性热辐射构件构造成将来自电子部件的热能转换成具有穿透壳体的特定部分的波长的热辐射波并朝向特定部分的内侧表面进行辐射。

根据本公开的一个方面，电池组的壳体可以包括用于附接至电动工作机的附接部分。壳体的该特定部分的外侧表面可以是壳体的外侧表面的非附接部分。根据该电池组，可以增强将热能从壳体释放到外部的效果(即，散热效果)。这是因为：热能从壳体的释放不受电动工作机的主体阻挡。

根据本公开的一个方面可以提供一种电动工作机，该电动工作机包括电子部件、金属板、壳体和选择性热辐射构件。

在电动工作机中，金属板热耦合至电子部件。壳体构造成容纳电子部件和金属板。波长选择性热辐射构件在金属板的表面上安装成面向壳体的特定部分的内侧表面。波长选择性热辐射构件构造成将来自电子部件的热能转换成具有穿透壳体的特定部分的波长的热辐射波并朝向特定部分的内侧表面进行辐射。

在这种电动工作机中，来自电子部件的热能经由金属板传递至波长选择性热辐射构件。热能通过波长选择性热辐射构件被转换成具有能够穿透壳体的波长的热辐射波，并且朝向壳体的特定部分的内侧进行辐射。因此，来自电子部件的热能以热辐射波的形式穿透壳体的特定部分并且被释放到壳体的外部。

因此，来自内置在电动工作机中的壳体中的电子部件的热能够被有效地释放到外部。换言之，抑制来自电子部件的热停留在电动工作机中，并且改善了使电子部件的温度降低的效果。此外，由于能够降低电动工作机中的温升，因此也降低了温升对壳体中的除了电子部件之外的其他部件造成影响的可能性。

在电池组和/或电动工作机中，壳体的特定部分的厚度可以小于壳体中的特定部分的周边的厚度。根据如此构成的电池组和/或电动工作机，改善了壳体的特定部分的散热效果。这是因为：特定部分的厚度越小、即特定部分越薄，热辐射波越容易穿透该特定部分。

电池组和/或电动工作机可以包括壁部，壁部构造成抑制波长选择性热辐射构件的周边附近的空气发生运动。根据如此构成的电池组和/或电动工作机，可以抑制波长选择性热辐射构件的温度由于壳体内的对流而降低。因此，可以抑制通过波长选择性热辐射构件将热能转换成热辐射波的转换效率的降低。可以增强壳体的特定部分的散热。

电动工作机的壳体可以包括附接电池组的部分。电动工作机可以构造成使得从电池组供应电力。在这种情况下，壳体的特定部分的外侧表面可以是壳体的外侧表面的与附接电池组的部分不同的部分。根据如上所述构造的电动工作机，能够增强将热能从壳体的特定部分释放到外部的效果。这是因为：热能从壳体的释放不受电池组阻挡。

附图说明

下文中将参照附图通过示例对本公开的示例性实施方式进行描述，在附图中：

图1是在附接有电池组的状态下的研磨机的立体图；

图2是在将电池组移除的状态下的研磨机的立体图；

图3是用于说明研磨机的壳体的散热结构的示意图；以及

图4是用于说明电池组的散热结构的示意图。

具体实施方式

[1.研磨机的整体构型]

图1和图2示出了本实施方式的作为电动工作机的示例的研磨机1。研磨机1是能够对工件执行比如研磨、抛光、切削等的处理的电动工作机。

如图1和图2所示，研磨机1包括主体2和电池组50。主体2包括主壳体5、工具头6、罩7和操作开关8。

作为主体2的壳体的主壳体5由树脂制成，并且至少部分地形成主体2的外侧表面。在主壳体5的内部容纳有马达11和在图3中示出的控制器13。

马达11是研磨机1的动力源。马达11设置在主壳体5的前端处(即，图1中的右侧)。马达11是电动马达，并且例如可以是但不限于无刷马达。

控制器13(参见图3)配置成主要控制马达11。控制器13例如设置在主壳体5的后端处(即，图1中的左侧)。

主壳体5的后端设置有用于将电池组50附接至主体2的电池附接部分9。电池组50构造成能够附接至电池附接部分9以及从电池附接部分9拆离。

如图4所示，电池组50容纳有多个电池52。具体地，所述多个电池52容纳在作为电池组50的壳体的电池壳体51中。图4中示出的圆中的每个圆对应于电池52中的一个电池。电池52中的每个电池被称为电池单元或简称为单元。

如图1所示，当电池组50附接至主体2时，来自电池52的电力可以被提供给主体2。主体2中的比如马达11、控制器13等的各个电负载配置成通过由电池52供应的电力来进行操作。

工具头6是用于通过与工件接触来对工件进行加工的构件。工具头6通过马达11被旋转和被驱动。工具头6的示例包括磨轮、切削磨石、钢丝刷等。

罩7用于保护使用者免受在由工具头6对工件进行加工期间发生的工件和工具头6的碎片散开的影响。罩7形成为大致半圆形形状，以覆盖工具头6的外周的一部分。

操作开关8是用于使工具头6旋转的开关。当用户按下操作开关8时，马达11被驱动。由此，工具头6被旋转和被驱动。

控制器13通过电池52的电力操作成控制马达11的驱动。当用户按下操作开关8时，控制器13将电力供应至马达11以使马达11旋转。

[2.壳体的散热结构]

如图3所示，控制器13包括印刷电路板(下文中被称为pcb)21和安装在pcb21上的电子部件23。

热从电子部件23产生。因此，使来自电子部件23的热消散的措施是必需的。电子部件23例如包括与马达11的驱动有关的电子部件。电子部件23例如包括构成向马达11供应电力的逆变器的开关元件。开关元件例如为功率mosfet。开关元件可以是其他类型的晶体管。电子部件23可以是除开关元件以外的发热的电子部件。

在电子部件23的与pcb21相反的表面23a上安装有用作散热器的金属板25。金属板25热耦合至电子部件23。具体地，pcb21和金属电路板25设置成使得电子部件23的表面23a与金属板25的表面彼此接触。因此，电子部件23中产生的热被传递至金属板25。金属板25的材料例如为铝，但是也可以是比如铁或铜之类的金属。在电子部件23与金属板25之间可以设置有比如具有导热性的弹性材料之类的附加构件(未示出)。

在金属板25的与电子部件23相反的表面25a上安装有板状的波长选择性热辐射构件27。热辐射构件27例如通过具有高导热性的粘合剂安装在金属板25的表面25a上。因此，来自电子部件23的热能通过金属板25被传递至热辐射构件27。

热辐射构件27将从电子部件23传递至热辐射构件27的热能转换成具有能够穿透主壳体5的波长的热辐射波，并且将热辐射波从与金属板25相反的表面27a发出。热辐射构件27例如是铝板，该铝板上形成有二维排列的大量微腔。这种热辐射构件27也被称为超材料。在本实施方式中，具有能够穿透主壳体5的波长的热辐射波是红外波长范围内的热辐射波(即，红外光)，但是也可以是其他波长范围内的热辐射波。在日本未审特许申请公报no.2014-33062中公开了这种热辐射构件27的示例。

热辐射构件27的表面27a布置成面向主壳体5的特定部分29的内侧表面29a。因此，热辐射构件27在金属板25的表面25a上安装成面向主壳体5的特定部分29的内侧表面29a。

主壳体5的特定部分29的外侧表面29b是主壳体5的外侧表面的与附接有或者可以附接电池组50的部分(附接部分)不同的部分(非附接部分)。例如，图3中的上侧对应于图1中的右侧。如图1所示，主壳体5的特定部分29例如是主壳体5的靠近后端的上部部分。图1中的上侧是研磨机1水平地使用时的上侧。

如图3所示的特定部分29的厚度t1小于主壳体5中的包括特定部分29的周边在内的其他部分的厚度t2。具体地，在主壳体5的特定部分29的内侧形成有可以容纳热辐射构件27的凹部31。凹部31的凹形表面对应于面向热辐射构件27的内侧表面29a。

金属板25设置成与主壳体5中的凹部31周边的内侧表面5a接触。因此，金属板25设置成使得主壳体5与金属板25的表面25a的在热辐射构件27的周边处的部分25b接触。为此，热辐射构件27在凹部31中处于大致密封的状态。也就是说，凹部31的与金属板25的表面25a垂直的壁部31a用于阻止热辐射构件27周边的空气运动。在金属板25的表面25a的部分25b与主壳体5中的在凹部31的周边处的内侧表面5a之间可能存在微小间隙。

热辐射构件27与内侧表面29a之间的距离l1被构造成尽可能小。例如，距离l1对应于组装所需的公差范围，该公差范围为0.5mm或更小。

[3.壳体的散热结构的效果]

根据如上所述的主壳体5的散热结构，实现了以下效果。

(3a)来自电子部件23的热能经由金属板25传递至热辐射构件27。热能通过热辐射构件27被转换成具有能够穿透主壳体5的波长的热辐射波，并且被向主壳体5的特定部分29的内侧表面29a进行辐射。因此，来自电子部件23的热能以热辐射波的形式穿透主壳体5的特定部分29，并且被释放到主壳体5的外部。

因此，来自内置在主壳体5中的电子部件23的热能够被有效地释放到主壳体5的外部。因此，来自电子部件23的热从研磨机1移除。因此，可以改善使电子部件23的温度降低的效果。此外，抑制了研磨机1中的温升。因此，也降低了温升对除了电子部件23之外的其他部件造成影响的可能性。

(3b)主壳体5的特定部分29的厚度t1小于主壳体5的除了特定部分29以外的部分的厚度t2。因此，可以增强将热能从主壳体5的特定部分29释放到外部的效果(即，散热效果)。这是因为：特定部分29的厚度t1越小，热辐射波越容易穿透特定部分29。

(3c)主壳体5的壁部31a阻止热辐射构件27的周边处的空气运动。因此，可以抑制热辐射构件27的温度由于研磨机1中(即，主壳体5中)的对流而降低。因此，可以抑制通过热辐射构件27将热能转换成热辐射波的转换效率的降低。高的转换效率改善了主壳体5的特定部分29的散热。

(3d)主壳体5的特定部分29的外侧表面29b是主壳体5的外侧表面的与附接有或者可以附接电池组50的部分(附接部分)不同的部分(非附接部分)。因此，热能从主壳体5的释放不受电池组50阻挡。这种散热结构可以增强主壳体5的特定部分29的散热。在主壳体5中，面向热辐射构件27的特定部分29不限于主壳体5的壁的由图1中的附图标记“29”所表示的部分。

(3e)热辐射构件27与主壳体5的特定部分29之间的距离l1形成为尽可能小。小的距离l1改善了特定部分29的散热。

[4.电池组的散热结构]

如图4所示，电池壳体51中容纳有上述多个电池52。此外，电池壳体51中还容纳有监测控制电路53。电池壳体51由树脂制成。电池壳体51至少部分地形成电池组50的外侧表面。

在图4中，当电池壳体51附接至研磨机1的主体2时，电池壳体51的上表面为面向主体2的表面。因此，图4中的上侧对应于图1中的右侧。图4中的左侧例如对应于图1中的上侧。在以下与电池组50有关的描述中所使用的术语“上”、“下”、“左”和“右”对应于图4中示出的方向。

监测控制电路53通过电池52的电力来进行操作。监测控制电路53配置成例如监测进出电池52的电流(即，充电电流和放电电流)和/或电池52的电压。当进行监测的电流和/或电压中出现异常时，监测控制电路53通知研磨机1的控制器13该异常的发生以及/或者使电池52的充电路径和放电路径断开连接。监测控制电路53包括pcb61和安装在pcb61上的电子部件63。

电子部件63可以例如包括与电源相关联的电子部件。电子部件63例如包括开关元件，该开关元件设置在电池52的充电路径和放电路径中，以使充电路径和放电路径在连接与断开连接之间切换。开关元件例如为功率mosfet。然而，开关元件可以是其他类型的晶体管。电子部件63可以是不同于开关元件的其他电子部件。电子部件63例如可以是设置在电池52的充电路径和放电路径中的电流检测电阻器。热从电子部件63产生。

如图4所示，监测控制电路53的pcb61在电池壳体51中设置在电池52的上侧。电子部件63安装在pcb61的上表面上，即，安装在pcb61的与电池52相反的表面61a上。

电子部件63的与pcb61相反的表面63a上安装有用作散热器的金属板65。具体地，在电池壳体51中，pcb61和金属板65被固定成使得电子部件63的表面63a与金属板65的表面彼此接触。因此，金属板65热耦合至电子部件63。因此，电子部件63中产生的热被传递至金属板65。金属板65的材料例如是铝，但是也可以是比如铁或铜之类的金属。在电子部件63与金属板65之间可以设置有比如具有导热性的弹性材料之类的附加部件(未示出)。

金属板65通过使平坦的金属板以大致直角弯曲而形成。金属板65包括第一平板部分66和第二平板部分67。第一平板部分66是金属板65的平行于pcb61延伸的平板状部分。第一平板部分66与电子部件63接触。第二平板部分67是金属板65的从第一平板部分66的左端向下延伸的板状部分。第二平板部分67设置成与作为电池壳体51的左侧壁的一部分的特定部分69大致平行。

换言之，在电池壳体51中，金属板65通过电子部件63固定至pcb61，使得金属板65的第一平板部分66接触电子部件63，并且金属板65的第二平板部分67大致平行于电池壳体51的特定部分69。

第二平板部分67的位于特定部分69侧的表面67a、即面向特定部分69的内侧表面69a的表面上附接有与热辐射构件27类似的热辐射构件70。换言之，在电池组50中，热辐射构件70在金属板65的表面67a上安装成面向电池壳体51中的特定部分69的内侧表面69a。

来自电子部件63的热能经由金属板65传递至热辐射构件70。热辐射构件70将从电子部件63经由金属板65传递的热能转换成具有能够穿透电池壳体51的波长的热辐射波，并且朝向电池壳体51中的特定部分69的内侧表面69a进行辐射。热辐射波是红外波长范围内的热辐射波(即，红外光)，但是也可以是其他波长范围内的热辐射波。热辐射构件70可以例如通过具有高导热性的粘合剂安装在金属板65的表面67a上。

电池壳体51的特定部分69的外侧表面69b是电池壳体51的外侧表面的与附接至研磨机1的主体2的部分不同的部分。

此外，电池壳体51中的面向热辐射构件70的特定部分69的厚度t3小于电池壳体51的包括特定部分69的周边在内的其他部分的厚度t4。

具体地，在电池壳体51中，特定部分69内侧形成有面积比热辐射构件70大的凹部71。凹部71的凹形表面是面向热辐射构件70的内侧表面69a。

此外，热辐射构件70的面向特定部分69的表面70a与电池壳体51的在凹部71的周边处的内侧表面51a位于同一平面上。换言之，这是大致“共面布置”。

因此，凹部71的与金属板65的第二平板部分67的表面67a垂直的壁部71a用于阻止热辐射构件70的周边处的空气运动。然而，热辐射构件70的表面70a可以不与电池壳体51的内侧表面51a位于同一平面上。换言之，热辐射构件70的厚度方向上的一部分可以进入凹部71，从而形成“穿透布置”。第二平板部分67的表面67a的在热辐射构件70的周边处的部分67b可以与电池壳体51的内侧表面51a接触，从而形成“周边接触布置”。

热辐射构件70和内侧表面69a构造成使得热辐射构件70与内侧表面69a之间的距离l2尽可能小。例如，距离l2是组装所需的公差范围，该公差范围具体为1mm或更小。

[5.电池组的散热结构的效果]

根据如上所述的电池组50的散热结构，实现了以下效果。

(5a)来自电子部件63的热能通过金属板65传递至热辐射构件70。热能通过热辐射构件70被转换成具有能够穿透电池壳体51的波长的热辐射波，并且朝向电池壳体51的特定部分69的内侧表面69a进行辐射。因此，热能以热辐射波的形式穿透电池壳体51的特定部分69，并且被排放到电池壳体51的外部。

因此，来自内置在电池壳体51中的电子部件63的热能够被有效地排放到电池壳体51的外部。因此，抑制来自电子部件63的热停留在电池组50中。改善了使电子部件63的温度降低的效果。此外，抑制了电池组50中的温升。因此，也降低了温升对除了电子部件63之外的其他部件造成影响的可能性。

(5b)电池壳体51的特定部分69的厚度t3小于电池壳体51的其他部分的厚度t4。因此，可以增强将热能从电池壳体51的特定部分69释放到外部的效果(即，散热效果)。这是因为：特定部分69的厚度t3越小，热辐射波越容易穿透特定部分69。

(5c)电池壳体51的壁部71a阻止热辐射构件70的周边处的空气运动。因此，可以抑制热辐射构件70的温度因电池组50内(即，电池壳体51内)的对流而降低。因此，可以保持高的通过热辐射构件70将热能转换成热辐射波的转换效率。高的转换效率改善了电池壳体51的特定部分69的散热。

(5d)电池壳体51的特定部分69的外侧表面69b是电池壳体51的外侧表面的与附接至研磨机1的主体2的部分不同的部分。因此，热能从电池壳体51的释放不受主体2阻挡。这种散热结构可以增强电池壳体51的特定部分69的散热。在电池壳体51中，面向热辐射构件70的特定部分69可以是图4中的电池壳体51的下壁的一部分或右壁的一部分。

(5e)热辐射构件70与电池壳体51的特定部分69之间的距离l2形成为尽可能小。小的距离l2改善了特定部分69的散热。

[6.其他实施方式]

以上已经对本公开的实施方式进行了描述，但是本公开不限于上述实施方式，并且可以以各种方式进行修改。

例如，本公开可以应用于各种电动工作机，比如电锤、电锤钻、电钻、电驱动器、电动扳手、电动往复锯、电动竖锯、电动切割机、电动链锯、电刨、电动圆锯、包括电动打钉枪的电动打钉机、电动树篱修剪机、电动割草机、电动草坪修剪机、电动草坪切割机、电动清洁器、电动鼓风机等。

此外，上述实施方式中的单个部件的多个功能可以由多个部件来实现，并且单个部件的功能中的一个功能可以由多个部件来实现。此外，多个部件的多个功能可以由单个部件来实现，并且由多个部件实现的功能中的一个功能可以由单个部件来实现。另外，也可以省略上述实施方式的部分结构。包括在由所附权利要求中阐述的语言指定的技术思想中的任意方面均为本公开的实施方式。本公开还可以实现为各种形式，比如电池组的散热方法、电动工作机的散热方法等。