以电池组为电源的电动工具及其适配器的制作方法

专利名称：以电池组为电源的电动工具及其适配器的制作方法
技术领域：
本发明涉及以电池组为电源的电动工具及其适配器(adapter )。
背景技术：
美国专利第5028858号说明书中公开有以两个电池组为电源的电动工具。在该电 动工具中，形成为将两个电池组串联连接并利用高电压来驱动马达的结构。由此与以一个 电池组为电源的结构相比，能够发挥可在繁重作业中使用的高输出。
若以串联方式连接电池组，则有时会对一方的电池组作用较大的负担。例如，若充 电电平在两个电池组之间不同，则一方的电池组被过放电，进而被另一方的电池组朝相反 方向进行充电(逆充电)。在该情况下，一方的电池组会受到较大的损伤，使得其劣化加剧， 或者变得无法使用。
针对上述问题，在上述电动工具中，对两个电池组的充电电平分别进行测量，当电 池组的充电电平偏离允许范围时，将从电池组朝马达供电的供电电路进行电切断。根据该 结构，能够防止电池组的过放电，从而能够避免对电池组造成较大损伤。此外，此类结构并 不局限于多个电池组串联连接的电动工具，在多个电池组并联连接的电动工具、仅使用单 组电池组的电动工具中也能够有效地应用上述结构。
近年来，开发出具有通过自动监视充电电平从而伴随着充电电平的降低而输出警 报信号的警报功能、以及随着充电电平的降低而自动地中止放电的自动停止(aoto-stop) 功能的电池组。根据这种电池组，在电动工具中无需测量电池组的充电电平，能够使电动工 具的电结构变得简单。然而，若在电动工具中无法测量电池组的充电电平，则当使用不具备 警报功能、自动停止功能的旧式的电池组时，则电池组有可能发生过放电。因而需要无论有 无警报功能或自动停止功能都能够适当地防止电池组的过放电的技术。发明内容
本技术具体化为将电动工具的主体与至少一个电池组相互连接的适配器。该适配 器具备连接器部，其相对于电动工具的主体能够拆装；至少一个电池接受部，其能够供电 池组进行拆装；供电电路，其将安装于电池接受部的电池组与安装于连接器部的电动工具 的主体进行电连接；测量部，其测量与安装于电池接受部的电池组的充电电平相对应的指 标；接收部，其接收安装于电池接受部的电池组所输出的警报信号；控制部，其根据由测量 部测量的测量值以及接收到的警报信号而中止或限制朝电动工具的主体供电。
该适配器能够根据电池组所输出的警报信号而中止或限制电池组的放电。另外， 即使在未从电池组输出警报信号的情况下，该适配器也能够根据自身测量所得到的电池组 的充电电平而中止或限制电池组的放电。因此无论电池组是否具有输出警报信号的警报功 能，都能够防止电池组的过放电。此外在电池组具有警报功能的情况下，通过利用该警报信 号就能够适当地中止或限制电池组的放电。
优选地，在上述适配器中，由接收部接收的警报信号是电池组随着充电电平的降低而输出的信号。在该情况下，优选地，控制部在接收到警报信号的时刻停止电池组的放 电。
优选地，在上述适配器中，测量部对电池组的输出电压进行测量。在电池组中，其 输出电压随着充电电平的降低而降低。因此通过测量电池组的输出电压而能够正确地把握 电池组的充电电平。
优选地，在一个实施方式的适配器中，当由接收部接收到警报信号时、或者当由测 量部测量的测量值偏离规定的允许范围时，控制部中止或限制朝电动工具的主体供电。在 该实施方式中，当接收到警报信号时，无论测量所得到的电池组的充电电平如何都中止或 限制电池组的放电。另一方面，当由测量部测量的测量值偏离规定的允许范围时，无论有无 接收到警报信号都中止电池组的放电。根据该实施方式，无需判别安装于适配器的电池组 是否具有警报功能，而能够防止适配器的过放电。
优选地，在另一实施方式的适配器中，控制部能够判别安装于电池接受部的电池 组是否具有警报功能。并且，优选地，在电池组具有警报功能的情况下，控制部忽略由测量 部测量的测量值，只在接收到警报信号时中止或限制朝电动工具的主体供电。在该方式下， 在电池组具有警报功能的情况下，电池组所输出的警报信号优先于在适配器中测量所得到 的充电电平。这是由于多数情况下，基于电池组的判断在正确性方面优于在适配器中测量 的测量值。
优选地，在上述实施方式的适配器中，控制部还能够判别安装于电池接受部的电 池组是否具有随着充电电平的降低而自动地中止放电的自动停止功能。并且，优选地，在安 装于电池接受部的电池组具有警报功能的情况下，控制部忽略由测量部测量的测量值。在 该方式下，在电池组具有自动停止功能的情况下，电池组优先进行主动的放电中止，不进行 根据在适配器中测量所得到的充电电平来中止或限制放电的处理。根据该方式，具有警报 功能的电池组、具有自动停止功能的电池组以及不具有上述两种功能的电池组的任意一种 电池组，都能够适当地防止过放电。
根据本技术而具体化的其它适配器，将电动工具的主体与至少一个电池组相互连 接，该适配器具备连接器部，其相对于电动工具的主体能够拆装；至少一个电池接受部， 其能够供电池组进行拆装；供电电路，其将安装于电池接受部的电池组与安装于连接器部 的电动工具的主体进行电连接；测量部，其测量与安装于电池接受部的电池组的充电电平 相对应的指标；控制部，其根据由测量部测量的测量值而中止或限制朝电动工具的主体供 电。控制部能够判别安装于电池接受部的电池组是否具有随着充电电平的降低而自动地中 止放电的自动停止功能。并且，在安装于电池接受部的电池组具有自动停止功能的情况下， 控制部忽略由测量部测量的测量值。另一方面，在安装于电池接受部的电池组不具有自动 停止功能的情况下，在由测量部测量的测量值偏离规定的允许范围时，中止或限制朝电动 工具的主体供电。
该适配器能够根据测量所得到的电池组的充电电平而中止电池组的放电。但是， 在电池组具有自动停止功能的情况下，优先进行基于电池组的主动的放电中止，而不进行 根据在适配器中测量所得到的充电电平而中止或限制放电的处理。因此无论电池组是否具 有自动停止功能都能够防止电池组的过放电。此外对于具有自动停止功能的电池组而言， 优先发挥其自动停止功能，由此能够在适当的时刻中止电池组的放电。
在本技术所涉及的适配器中，能够设置多个电池接受部，以便能够使用多个电池 组。在该情况下，供电电路将安装于多个电池接受部的多个电池组与电动工具的主体以串 联或并联的方式连接。
此外，在供电电路将多个电池组串联连接的结构中，只要电池组不安装于所有的 电池接受部，则供电电路无法形成闭路。即，即使电池组仅安装于一部分电池接受部，适配 器内的设备(例如控制部)也无法从电池组接受供电。只有在电池组安装于所有电池接受部 以后，适配器内的设备才能够开始其动作。
对于上述问题点而言，在本技术所涉及的一个实施方式中，在供电电路是将多个 电池组串联地连接的结构的情况下，能够将设置于各个电池接受部的一对电力输入端子经 由二极管而电连接。其中，一对电力输入端子是分别与电池组的正极端子及负极端子连接 的端子。根据该实施方式，即使将电池组仅安装于一部分电池接受部，供电电路也能够形成 闭路，从而能够从电池组朝适配器内的设备供电。
上述适配器所涉及的技术能够直接应用于电动工具。即，电动工具本身可以具备 上述适配器所涉及的结构。
本技术所涉及的一个实施方式的电动工具以至少一个电池组为电源，具备马达， 其对工具进行驱动；至少一个电池接受部，其能够供电池组进行拆装；供电电路，其将安装 于电池接受部的电池组与马达进行电连接；测量部，其测量与安装于电池接受部的电池组 的充电电平相对应的指标；接收部，其接收安装于电池接受部的电池组所输出的警报信号； 控制部，其根据由测量部测量的测量值以及接收到的警报信号而中止或限制朝马达供电。
根据该电动工具，无论是否具有警报功能都能够防止电池组的过放电。此外，在电 池组具有警报功能的情况下，通过利用其警报信号而能够在适当的时刻中止或限制电池组 的放电。
本技术所涉及的另一实施方式的电动工具，以至少一个电池组为电源，该电动工 具具备马达，其对工具进行驱动；至少一个电池接受部，其能够供电池组进行拆装；供电 电路，其将安装于电池接受部的电池组与马达进行电连接；测量部，其测量与安装于电池接 受部的电池组的充电电平相对应的指标；控制部，该控制部根据由测量部测量的测量值而 中止或限制朝马达供电。控制部能够判别安装于电池接受部的电池组是否具有随着充电电 平的降低而自动地中止放电的自动停止功能。并且，在安装于电池接受部的电池组具有自 动停止功能的情况下，控制部忽略由测量部测量的测量值，而在安装于电池接受部的电池 组不具有自动停止功能的情况下，在由测量部测量的测量值偏离规定的允许范围时，控制 部中止或限制朝马达供电。
根据该电动工具，无论是否具有自动停止功能都能够防止电池组的过放电。此外， 在电池组具有自动停止功能的情况下，通过优先发挥其自动停止功能而能够在适当的时刻 中止或限制电池组的放电。


图1是示出实施例的适配器的外观图。
图2是示出适配器的工具侧单元的外观图。
图3是示出适配器的电池侧单元的外观图。
图4是示出实施例1的适配器、电动工具的主体以及电池组(具有警报功能)的电 路结构的图。
图5是示出实施例1的适配器、电动工具的主体以及电池组(不具有警报功能)的 电路结构的图。
图6是示出实施例2的适配器、电动工具的主体以及电池组(具有警报功能且具有 ID端子)的电路结构的图。
图7是示出实施例2的适配器、电动工具的主体、以及电池组(不具有警报功能而 具有ID端子)的电路结构的图。
图8是示出实施例2的适配器、电动工具的主体、以及电池组(具有自动停止功能 且具有ID端子)的电路结构的图。
图9是示出实施例3的适配器、电动工具的主体、以及电池组(具有自动停止功能 且具有ID端子)的电路结构的图。
图10是示出实施例3的适配器、电动工具的主体以及电池组(不具有自动停止功 能而具有ID端子)的电路结构的图。
图11
图12
图13
图14
图15的图。
图16子)的电路结构的图。
图17是示出实施例6的电动工具的主体以及电池组(具有自动停止功能且具有ID 端子)的电路结构的图。
具体实施方式
实施例1
参照附图对实施例1的适配器100进行说明。图1、图2、图3示出了适配器100 的外观。如图1、图2、图3所示，适配器100是用于将两个电池组10与电动工具的主体52 进行电连接的设备。其中，电动工具的主体52的额定电压是36伏特，各个电池组10的额 定电压是18伏特。通常情况下，电动工具的主体52使用公称电压为36伏特的电池组，而 无法使用公称电压为18伏特的电池组。然而，根据本实施例的适配器100，无需公称电压为 36伏特的电池组，通过使用公称电压为18伏特的两个电池组10就能够使用额定电压为36 伏特的电动工具。
此外，本说明书中所说明的技术并不局限于特定的额定电压、公称电压，能够应用 于各种额定电压的电动工具、各种公称电压的电池组。另外，本说明书中所说明的技术还能 够应用于将一个或三个以上的电池组与电动工具的主体连接的适配器。
附图中示出的电动工具的主体52是一个例子，是电动鼓风机的主体。该电动工 具根据对主开关54的操作而驱动内置于主体52的送风风扇，从而从喷嘴53的前端53a吹出空气。电动鼓风机是主要在户外使用的电动工具，在吹扫收集落叶、垃圾的作业中使用。此外，适配器100不局限用于电动鼓风机，能够广泛应用于以电池组为电源的各种无线 (cordless)电动工具。
如图1所示，适配器100具备相对于电动工具的主体52能够拆装的工具侧单元 102 ;能够供两个电池组10进行拆装的电池侧单元106 ;以及将工具侧单元102与电池侧单元106相互连接的电线104。如图2所示，连接器部102a设置于工具侧单元102。连接器部102a以能够拆装的方式与设置于电动工具的主体52的电池接受部56a卡合。其中，设置于电动工具的主体52的电池接受部56a构成为能够供公称电压为36伏特的电池组进行拆装，并形成为不直接安装公称电压为18伏特的电池组10的构造。
如图3所示，在电池侧单元106上设置有两个电池接受部106a。各个电池接受部 106a与电池组10的连接器部IOa以能够拆装的方式卡合。由此，能够将公称电压为18伏特的电池组10以能够拆装的方式安装于各个电池接受部106a。安装于电池侧单元106的两个电池组10与安装于工具侧单元102的电动工具的主体52进行电连接，经由适配器100 而将来自两个电池组10的电力向该主体52供给。
在电池侧单元106设置有两个显示器130。两个显示器130分别位于两个电池接受部106a的上方。各个显不器130作为一个例子是发光二极管。一方的显不器130对安装于一方的电池接受部106a的电池组10的充电电平进行显示，另一方的显示器130对安装于另一方的电池接受部106a的电池组10的充电电平进行显示。另外，如图1所示，在电池侧单元106设置有用于供用户将电池侧单元106挂于带(belt)等的钩108。
图4示出了电动工具的主体52、电池组10以及适配器100的电路结构。首先对电动工具的主体52的电路结构进行说明。如图4所示，电动工具的主体52具备马达60、供电电路62、主开关54、速度调节电路66、电源FET64、晶体管68、分压电路70、正极输入端子 72、负极 输入端子74以及警报端子78。
正极输入端子72、负极输入端子74以及警报端子78配置于电动工具的主体52的电池接受部56a，与安装于电池接受部56a的适配器100进行电连接。正极输入端子72和负极输入端子74经由供电电路62而与马达60电连接，从适配器100输入的电力通过供电电路62而朝马达60供给。马达60是驱动工具(此处为送风风扇)的原动机。主开关54和电源FET64设置于供电电路62。通过对主开关54与电源FET64分别进行导通、截止而能够对供电电路62进行电开闭。
速度调节电路66与主开关54联动。若用户将主开关54导通，则速度调节电路66 向电源FET64的栅极端子输出导通信号。由此，主开关54与电源FET64 —起被导通,供电电路62被电闭合(连接)。其中，速度调节电路66能够对电源FET64进行PWM控制。S卩，速度调节电路66使电源FET64断续地导通，并且根据用户对主开关54所施加的操作量来改变导通电源FET64的期间。由此根据对主开关54所施加的操作量来调节马达60的旋转速度。
电源FET64的栅极端子经由晶体管68而与连接于负极输入端子74的供电电路62 连接。并且，警报端子78经由分压电路70而与晶体管68的栅极连接。适配器100输出的警报信号被输入到警报端子78。当朝警报端子78输入警报信号时，则晶体管68被导通，电源FET64的栅极端子与低电平(零伏特)的负极输入端子74连接。其结果，与来自速度调节电路66的导通信号无关，电源FET64均被截止，从而马达60的驱动被停止。这样，电动工具的主体52构成为，在接收到适配器100输出的警报信号时，中止马达60的驱动。
接下来，对电池组10的电路结构进行说明。电池组10具备串联连接的5个单电池(cell) 20、电池控制器22、第一晶体管24、第二晶体管26、第三晶体管28、熔断器30、正极输出端子32、负极输出端子34、高电平信号端子36以及警报端子38。
正极输出端子32、负极输出端子34、高电平信号端子36以及警报端子38配置于电池组10的连接器部10a，与安装有电池组10的适配器100进行电连接。正极输出端子 32和负极输出端子34与5个单电池20进行电连接，将从5个单电池20释放的电力向适配器100输出。各个电池组20作为一个例子是锂离子单电池，其公称电压为3. 6伏特。此外，电池组10并不局限于5个单电池20，可以内置任意数量(一个或者多个)的单电池20。
高电平信号端子36经由熔断器30而与正极输出端子32连接，从而输出高电平信号(此处为18伏特)。此外，高电平信号端子36是由对电池组10进行充电的充电器使用的端子，并非由适配器100使用。
警报端子38经由3个晶体管24、26、28而与电池控制器22连接。警报端子38是朝适配器100输出警报信号的端子，并且是将来自适配器100的警报解除的信号互、输入端子。电池控制器22通过测量各个单电池20的电压来监视各个单电池20的充电电平。并且当至少一个单电池20的充电电平偏离允许范围时，电池控制器2判断为应当中止放电， 从而从警报端子38输出警报信号。电池控制器22持续输出警报信号，直 至来自适配器100 的警报解除信号被输入为止。这样，电池组10具有随着自身的充电电平的降低而输出警报信号的警报功能。
此处，虽然是一个例子，但是对基于电池组10的警报信号的输出动作以及警报解除信号的接收动作加以说明。当单电池20的充电电平不存在问题时，电池控制器22将第二晶体管26导通。若第二晶体管26被导通，则第一晶体管24被导通，警报端子38输出高电平的信号。该高电平的信号并非警报信号，而是表示电池组10能够使用的信号。自该状态起，当电池控制器22判断为应当中止放电的情况下，使第二晶体管26截止。若第二晶体管26截止，则第一晶体管24也截止，从而使得警报端子38在电池组10内电绝缘。S卩，警报端子38输出高阻抗的信号。该高阻抗的信号是电池组10输出的警报信号。
另一方面，利用第三晶体管28接收来自适配器100的警报解除信号。如上所述， 当单电池20的充电电平不存在问题的情况下，第一晶体管24被导通。若第一晶体管24导通，则第三晶体管28也被导通，由此从第三晶体管28朝电池控制器22输入低电平(零伏特) 的信号。自该状态起，若电池控制器22为了输出警报信号而使第二晶体管26截止，则第一晶体管24及第三晶体管28也被截止。其结果，高阻抗的信号从第三晶体管28输入到电池控制器22。然后，若从适配器100朝警报端子38输入警报解除信号，则第三晶体管28再次被导通。其中，适配器100的警报解除信号是高电平的信号。若第三晶体管28被导通，则低电平的信号再次从第三晶体管28朝电池控制器22输入。电池控制器22因接收到该低电平的信号而将第二晶体管26导通，从而中止警报信号的输出。
接下来，对适配器100的电路结构进行说明。适配器100具备两个正极输入端子 112、两个负极输入端子114、两个电池侧警报端子118、主控制器150、警报输入输出电路 154、供电电路160、电源FET162、电流检测电路164、分流电阻166、正极输出端子172、负极输出端子174、工具侧警报端子178。
一方的正极输入端子112、一方的负极输入端子114以及一方的电池侧警报端子 118配置于一方的电池接受部106a，并分别与一方的电池组10的正极输出端子32、负极输出端子34以及警报端子38进行电连接。另一方的正极输入端子112、另一方的负极输入端子114以及另一方的电池侧警报端子118配置于另一方的电池接受部106a，并分别与另一方的电池组10的正极输出端子32、负极输出端子34以及警报端子38进行电连接。正极输出端子172、负极输出端子174以及工具侧警报端子178配置于连接器部102a，且分别与电动工具的主·体52的正极输入端子72、负极输入端子74以及警报端子78进行电连接。
供电电路160将配置于一方的电池接受部106a的正极输入端子112与正极输出端子172进行电连接，同样地，将配置于一方的电池接受部106a的负极输入端子114与配置于另一方的电池接受部106a的正极输入端子112进行电连接，并将配置于另一方的电池接受部106a的负极输入端子114与负极输出端子174进行电连接。由此，安装于适配器 100的两个电池组10相对于电动工具的主体52串联地连接，从而以大致36伏特的电压对主体52的马达60供电。此外，来自两个电池组10的电力还经由电源电路152而朝主控制器150供给。
电源FET162及分流电阻166设置于供电电路160。在分流电阻166产生与在供电电路160中流动的电流对应的电压。在分流电阻166产生的电压经由电流检测电路164 而朝主控制器150输入。当输入的电压超出允许范围时，主控制器150首先从工具侧警报端子178朝电动工具的主体52输出警报信号。如前所说明的那样，在电动工具的主体52 中，若从适配器100输出警报信号，贝1J电源FET64被截止,从而中止马达60的驱动,禁止电池组10的放电。其中，基于某种理由，即使在适配器100输出警报信号以后也对来自电池组10的放电电流进行检测。在该情况下，主控制器150使适配器100内的电源FET162截止，从而将供电电路160电断开(切断)。由此，能够可靠地防止过大的电流朝电池组10及马达60流动。此外，适配器100还能够形成为如下结构，即不朝电动工具的主体52输出警报信号而使电源FET162截止。根据该结构，电动工具的主体52未必一定要具备警报端子78。其中，即使在使电源FET162截止的情况下，也持续地从电池组10朝主控制器150供电。此外，电源FET162可以是其它种类的开关元件。
主控制器150与电池侧警报端子118电连接，能够接收来自电池组10的警报信号。另外，主控制器150还能够将针对电池组10的警报解除信号从电池侧警报端子118朝电池组10输出。当从电池组10接收到警报信号时，则主控制器150将警报信号从工具侧警报端子178朝电动工具的主体52输出。由此使得主体52内的电源FET64截止，中止从电池组10朝马达60供电。此时主控制器150使与输出了警报信号的电池组10对应的显示器130亮灯，向用户通报电池组10需要更换或充电的情况。其中，当在输出警报信号以后也检测来自电池组10的放电电流的情况下，主控制器150使适配器100内的电源FET162 截止，将供电电路160电断开(切断)。此外，主控制器150还能够形成为如下结构，S卩不朝电动工具的主体52输出警报信号而使电源FET162截止。根据该结构，电动工具的主体52 未必一定要具备警报端子78。
在主控制器150与电池侧警报端子118之间设置有切断开关(cut off switch) 132。利用主控制器150而使切断开关132导通或截止。当未在规定时间内使用电动工具时，主控制器150使切断开关132截止。由此，禁止因漏电流导致的电池组10的放电，从而 防止电池组10的过放电。进而，主控制器150使电源电路152的动作停止，其自身的动作也停止。
在一方的电池侧警报端子118与主控制器150之间设置有降压型的电平转换器 (level shifter) 136和升压型的电平转换器138。这是由于两个电池组10以串联的方式 连接，结果导致位于高压侧的电池组10的基准电压(在图4中是位于上方的电池组10的负 极输出端子34的电压)与主控制器150的基准电压互不相同。因此，降压型的电平转换器 136将电池组10输出的警报信号转换为适合主控制器150的电压电平。另一方面，升压型 的电平转换器138将主控制器150输出的警报解除信号转换为适合电池控制器22的电压 电平。由此即使在基准电压互不相同的主控制器150与电池控制器22之间也能够正确地 传递接收信号。另一方面，针对位于低压侧的电池组10，无需这种电平转换器。如本实施例 这样，经由晶体管140、142而能够将电池侧警报端子118与主控制器150连接。
主控制器150与工具侧警报端子178电连接。若从电池组10接收到警报信号，则 主控制器150从工具侧警报端子178朝电动工具的主体52输出警报信号。如前所说明的 那样，在电动工具的主体52中，当从适配器100输出警报信号时，则会使电源FET64截止， 从而禁止进行马达60的驱动。另外，主控制器150还能够利用工具侧警报端子178来接受 来自电动工具的主体52的警报解除信号。当接收到来自电动工具的主体52的警报解除信 号时，则主控制器150从电池侧警报端子118朝电池组10输出警报解除信号。
适配器100还具备两个电压测量部134。一方的电压测量部134与配置于一方的 电池接受部106a的正极输入端子112及负极输入端子114连接，能够测量安装于一方的电 池接受部106a的电池组10的输出电压。其中，位于高压侧的电池组10 (在图4中位于上 方的电池组10)的基准电压是该电池组10的负极输出端子34的电压，与主控制器150的 基准电压不同。因此电压测量部134无法直接测量电池组10的输出电压。因此测量位于 高压侧的电池组10的一方的电压测量部134 (在图4中位于上方的电压测量部)利用差动 电路而进行电平转换，并测量该电池组10的输出电压。另一方的电压测量部134与配置于 另一方的电池接受部106a的正极输入端子112及负极输入端子114连接，能够测量安装于 另一方的电池接受部106a的电池组10的输出电压。
由各个电压测量部134测量的测量值被输入主控制器150。由电压测量部134测 量的测量值与电池组10的充电电平对应。在由至少一方的电压测量部134测量的测量值 偏离预先存储的允许范围的情况下(具体而言，在低于预先存储的允许值的情况下)，主控 制器150从工具侧警报端子178朝电动工具的主体52输出警报信号。由此主体52内的电 源FET64被截止，从而中止从电池组10朝马达60供电。此时，主控制器150使与测量值异 常的电池组10对应的显示器130亮灯，从而向用户通报电池组10需要更换或充电的情况。 其中，当在输出警报信号以后也检测来自电池组10的放电电流的情况下，主控制器150使 适配器100内的电源FET162截止，从而将供电电路160电断开(切断)。此外，主控制器150 还能够形成为如下结构，即不朝电动工具的主体52输出警报信号而使电源FET162截止。 根据该结构，电动工具的主体52未必一定要具备警报端子78。
如上，适配器100能够根据电池组10输出的警报信号而中断电池组10的放电。 另外，即使在从电池组10未输出警报信号的情况下，也能够根据测量得到的电池组10的输出电压、放电电流而中止电池组10的放电。由此能够保护电池组10。此外，即使当电源 FET162截止时，也保持主控制器150与电池组10的电连接。即，即使在电源FET162截止以 后，也能够借助来自电池组10的电力而使主控制器150继续动作。
如图5所示，在适配器100中，不仅能够将具有警报功能的电池组10安装于各个 电池接受部106a，还能够将不具有警报功能的电池组12安装于各个电池接受部106a。即 使电池组12不具有警报功能，适配器100也能够根据电池组10的输出电压而从工具侧警 报端子178朝电动工具的主体52输出警报信号，使主体52内的电源FET64截止，从而中止 从电池组12朝主体52供电。因此无论电池组10、12是否具有警报功能，适配器100都能 够防止电池组10、12的过放电。此外，当电池组10具有警报功能时，通过利用其警报信号 而能够在适当的时刻中止电池组10的放电。此外，还能够在适配器100同时安装具有警报 功能的电池组10、与不具有警报功能的电池组12。
在本实施例中，当防止电池组10的过放电时，从工具侧警报端子178朝电动工具 的主体52输出警报信号，使主体52内的电源FET64截止，从而完全中止朝马达60供电。然 而，也可以无需完全中止朝马达60供电，例如可以通过断续地使电源FET162导通或截止而 局部地限制朝马达60的供电。即使该方式也能够有效地防止电池组10的过放电。
本实施例的适配器100还具备两个旁通电路22。一方的旁通电路122将设置于一 方的电池接受部106a的正极输入端子112及负极输入端子114彼此电连接。另一方的旁 通电路122将设置于另一方的电池接受部106a的正极输入端子112及负极输入端子114 彼此电连接。各个旁通电路122都具有电阻元件124和二极管126。二极管126的阴极经 由电阻元件124而与正极输入端子112连接，二极管126的阳极与负极输入端子114连接。
假定适配器100不具有旁通电路122。在该情况下，即使将电池组10、12仅安装于 一个电池接受部106a，控制器150也无法从该电池组10、12接受供电。这是因为在未安装 电池组10、12的电池接受部106a处，正极输入端子112与负极输入端子114彼此未电连接， 供电电路160相对于主控制器150未形成闭路。与此相对，在本实施例的适配器100中，在 未安装电池组10、12的电池接受部106a处，正极输入端子112与负极输入端子114经由旁 通电路122而彼此电连接。因此若将电池组10、12安装于至少一个电池接受部106a，则主 控制器150能够从电池组10、12接受供电，从而能够开始其动作。
此外，由于旁通电路122具有二极管126，因此该旁通电路122在安装有电池组 10、12的电池接受部106a中实际上成为被切断的状态。因此当将两个电池组10、12安装 于适配器100而朝马达60供电时，大电流不会经由旁通电路122朝马达60流动。但是若 在电池组10、12与适配器100之间产生端子的瞬间的接触不良(所谓的振荡(chattering)) 时，则电流有时也会经由旁通电路122朝马达60流入。因此在本实施例的旁通电路122中 设置有电阻元件124，由此限制在旁通电路122中流动的电流。
实施例2
参照图6、图7、图8对实施例2的适配器200进行说明。实施例2的适配器200 与实施例1的适配器100相比，附加有两个ID端子220、两个切断开关232以及两个电平转 换器236、238。另外，对主控制器150的程序的一部分进行了变更。由于其他结构与实施例1相同，因此通过标注与实施例1相同的附图标记而省略重复的说明。
—方的ID端子220设置于一方的电池接受部106a,另一方的ID端子220设置于另一方的电池接受部106a。ID端子220与主控制器150电连接。此外，在一方的ID端子 220与主控制器150之间设置有两个切断开关232以及两个电平转换器236、238。这些切 断开关232及电平转换器236、238的用途、功能与实施例1中说明的切断开关132及电平 转换器136、138的用途、功能相同。
如图6、图7、图8所示，能够将具有ID端子40的电池组14、16、18安装于本实施 例的适配器200。这些电池组14、16、18中，ID端子40与电池控制器22连接，电池控制器 22能够从ID端子40将存储的ID信息输出。适配器200的ID端子220与电池组14、16、 18的ID端子40连接，电池组14、16、18输出的ID信息被适配器200的主控制器150接收。 主控制器150基于接收到的ID信息来判别安装于电池接受部106a的电池组14、16、18具 有何种功能。
在图6中，具有警报功能的电池组14安装于适配器200。在该情况下，主控制器 150基于从电池组14接收到的ID信息而能够检测到电池组14是否具备警报功能。当电池 组14具有警报功能时，主控制器150忽略由电压测量部134测量的测量值，只在接收到电 池组14的警报信号时中止朝马达60供电。具体而言，主控制器150从工具侧警报端子178 朝电动工具的主体52输出警报信号，使电动工具的主体52内的电源FET64截止。此处，电 池组14输出的警报信号优先于在适配器200中测量所得到的电池组14的充电电平。这是 因为多数情况下，电池组14的测量值在正确性方面优于适配器200的测量值。
在图7中，不具有警报功能的电池组16安装于适配器200。在该情况下，主控制 器150基于从电池组16接收到的ID信息而能够检测到电池组16不具有警报功能的情况。 在电池组16不具有警报功能的情况下，与实施例1相同，主控制器150根据由电压测量部 134测量的测量值而中止朝马达60供电。由此无论有无警报功能都能够防止电池组16的 过放电。
在图8中，具有自动停止功能的电池组18安装于适配器200。该电池组18内置有 电源FET44与分流电阻42。电池控制器22通过测量各个单电池20的电压来监视各个单 电池20的充电电平。然后,在至少一个单电池20的充电电平偏离允许范围的情况下，电池 控制器22使电源FET44截止，主动地中止其放电。另外，当超过存储有利用分流电阻42测 量所得到的电流值的允许值时，电池控制器22使电源FET44截止而主动地中止其放电。这 样，将电池组18测量自身的状态并主动地中止放电的功能称作自动停止功能。
主控制器150基于从电池组18接收到的ID信息而能够检测到电池组18具有自 动停止功能。当电池组18具有自动停止功能时，主控制器150将由电压测量部134测量的 测量值忽略。即，优先停止基于电池组18的主动的放电，在适配器200中不进行中止放电 的处理。其结果，利用电池组18的自动停止功能而防止电池组18的过放电。在本实施例 的适配器200中，电池组18的自动停止功能优先于适配器200的处理，在适当的时刻中止 电池组18的放电。
如上所述，本实施例的适配器200能够判别安装于电池接受部106a的电池组14、 16、18是否具有警报功能、以及是否具有自动停止功能。并且，当电池组14具有警报功能的 情况下(参照图6)，无论由电压测量部134测量的测量值如何，只要未从电池组14、16、18接 收到警报信号，适配器200就不中止朝电动工具的主体52供电。当电池组16不具有警报 功能时(参照图7)，适配器200根据由电压测量部134测量的测量值而中止朝电动工具的主体52供电。因此无论有无警报功能都能够防止电池组14、16的过放电。但是当电池组18 具有自动停止功能的情况下(参照图8)，忽略由电压测量部134测量的测量值，适配器200 不进行中止电池组18的放电的处理。这是因为多数情况下，电池组18的测量值在正确性 方面优于适配器200的测量值。
实施例3
参照图9、图10对实施例3的适配器300进行说明。在实施例3的适配器300中， 与实施例2的适配器200相比，拆除了两个电池侧警报端子118、与这些电池侧警报端子 118连接的切断开关132、电平转换器136、138以及晶体管140、142。另外，对主控制器150 的程序的一部分进行了变更。由于其他结构与实施例1、2相同，因此通过标注与实施例1、 2相同的附图标记而省略重复的说明。
实施例3的适配器300与实施例2的适配器200相同，具有ID端子220，能够获取 电池组14、16、18的ID信息。因此适配器300能够判别安装于电池接受部106a的电池组 14、16、18是否至少具有自动停止功能。
另一方面,实施例3的适配器300与实施例1、2的适配器100、200不同，不具有电 池侧警报端子118，无法接收电池组10、14输出的警报信号。因此即使在电池组10、14具有 警报功能的情况下，适配器300的主控制器150也会根据由电压测量部134测量所得到的 测量值而中止朝电动工具的主体52供电。由此即使无法接收警报信号，适配器200也能够 防止电池组10、14的过放电。
但是，如图9所示，在电池组18具有自动停止功能的情况下，主控制器150忽略由 电压测量部134测量的测量值。即，即使由电压测量部134测量的测量值偏离允许范围，适 配器300也不进行中止电池组18放电的处理。其结果,利用电池组18的自动停止功能而 能够防止电池组18的过放电。在本实施例的适配器300中，电池组18的自动停止功能优 先于适配器300的处理，在适当的时刻中止电池组18的放电。
与此相对，如图10所示，当电池组16不具有自动停止功能时，无论有无警报功能 都根据由电压测量部134测量所得到的测量值而中止朝电动工具的主体52供电。
如上所述,本实施例的适配器300,无论电池组16、18是否具有自动停止功能,都 能够防止电池组16、18的过放电。此外，对于具有自动停止功能的电池组18而言，通过优 先发挥其自动停止功能而能够在适当的时刻中止电池组18的放电。
如图1、2、3所示，适配器100、200、300具有利用电线104将工具侧单元102与电 池侧单元106连接的构造。然而，如图11所示，适配器100、200、300还能够成为由一个壳 体构成的无线类型的结构。该情况作为一个例子，能够在壳体上表面形成连接器部102a，并 在壳体的下表面形成电池接受部106a。
实施例4
参照图12 图15对实施例4的电动工具400进行说明。此外，本实施例的电动工 具400相当于将图f图5所示的实施例1的适配器100与电动工具的主体52 —体化后的结构。
电动工具400是以两个电池组10为电源的电动鼓风机。该电动工具根据对主开关 404的操作而驱动内置于主体402的送风风扇，从而从喷嘴403前端403a吹出空气。此外， 在本实施例中所说明的电动工具400的结构并不局限于电动鼓风机，而是能够广泛应用于以电池组为电源的各种无线电动工具。
如图13、14所示，两个电池接受部406a设置于主体402。各个电池接受部406a以 能够拆装的方式与电池组10的连接器部IOa卡合。由此，能够以可拆装的方式将公称电压 为18伏特的电池组10安装于各个电池接受部406a。安装于主体402的两个电池组10与 主体402进行电连接，从而将来自两个电池组10的电力向该主体402供给。
图15示出了电动工具400的电路结构。通过对图4与图15进行比较所明确的那 样，图15所示的电动工具400的主体402的电路结构大致等同于将图4所示的电动工具的 主体52与适配器100合并后的结构。因此通过对图15中的各结构单元标注与对应的实施 例I的结构单元相同的附图标记而省略重复的说明。
根据该电动工具400，与实施例1的适配器100相同，能够根据电池组10输出的警 报信号而中止电池组10的放电。另外，即使在从电池组10未输出警报信号的情况下，根据 测量所得到的电池组10的输出电压也能够中止电池组10的放电。因此即使在电池组10 不具有警报功能的情况下，根据测量所得到的电池组10的输出电压也能够中止电池组10 的放电。对于电动工具400而言，无论电池组10是否具有警报功能，都能够防止电池组10 的过放电。
实施例5
参照图16对实施例5的电动工具500进行说明。此外，与实施例4的电动工具400 相比，本实施例的电动工具500附加有两个ID端子220、两个切断开关232以及两个电平转 换器236、238。另外，对主控制器150的程序的一部分进行了变更。换言之，本实施例的电 动工具500相当于将图6、图7、图8所示的电动工具的主体52与实施例2的适配器200 — 体化后的结构。
图16示出电动工具500的电路结构。通过对图6和图16进行比较可明确的那样， 图16所示的电动工具500的主体502的电路结构等同于将图6所示的电动工具的主体52 与适配器200合并后的结构。因此，通过对图16中的各结构单元标注与对应的实施例2的 结构单元相同的附图标记而省略重复的说明。
在该电动工具500中，与实施例2的适配器200相同，主控制器150能够针对安装 于电池接受部106a的电池组14来判别其是否具有警报功能、以及是否具有自动停止功能。 并且在电池组14具有警报功能的情况下，对于主控制器150而言，无论由电压测量部134 测量所得到的测量值如何，只要未从电池组14接收到警报信号，电动工具500的主体502 就不停止对马达60供电。另一方面，在电池组16不具有警报功能的情况下，主控制器150 根据由电压测量部134测量所得的测量值而使主体502中止对马达60的供电。但是，在电 池组14具有自动停止功能的情况下，主控制器150忽略由电压测量部134测量所得到的测 量值，不进行中止电池组14的放电的处理。其结果，电池组14的自动停止功能优先于电动 工具500的主体502的处理，在适当的时刻中止电池组14的放电。
实施例6
参照图17对实施例6的电动工具600进行说明。此外，与实施例5的电动工具 500相比，在本实施例的电动工具600中，拆除了两个电池侧警报端子118以及与这两个电 池侧警报端子118连接的切断开关132、电平转换器136、138、晶体管140、142。换言之，本 实施例的电动工具600相当于将图9、图10所示的电动工具的主体52与实施例3的适配器300 一体化后的结构。
图17示出了电动工具600的电路结构。通过对图9与图17进行比较可明确的那 样，图17所示的电动工具600的主体602的电路结构大致等同于将图9所示的电动工具的 主体52与适配器300合并后的结构。因此通过对图17中的各结构单元标注与对应的实施 例3的结构单元相同的附图标记而省略重复的说明。
根据该电动工具600，与实施例3的适配器300相同，主控制器150能够针对安装 于电池接受部106a的电池组18而判别其是否具有自动停止功能。并且，在电池组18具有 自动停止功能的情况下，主控制器150将由电压测量部134测量所得到的测量值忽略。SP， 即使在由电压测量部134测量所得的测量值偏离允许范围的情况下，主控制器150也不进 行中止电池组18的放电的处理。其结果，利用电池组18的自动停止功能而能够防止电池 组18的过放电。在本实施例的电动工具600中，电池组18的自动停止功能优先于电动工 具600的主体602的处理，在适当的时刻中止电池组18的放电。
以上虽然对本发明的实施方式进行了详细说明，但是这些只不过是示例，并不对 权利要求书进行限定。权利要求书中所记载的技术中包括对以上列举的具体例进行各种变 形、变更后的方案。
本说明书或附图中所说明的技术要素是单独地或者通过各种组合而发挥技术实 用性的，并不局限于申请时的技术方案中所记载的组合。本说明书或附图中列举的技术能 够同时实现多个目的，实现其中的一个目的本身就具有技术上的实用性。
权利要求
1.一种适配器，将电动工具的主体与至少一个电池组相互连接，该适配器的特征在于， 具备连接器部，其相对于电动工具的主体能够拆装；至少一个电池接受部，其能够供电池组进行拆装；供电电路，其将安装于电池接受部的电池组与安装于连接器部的电动工具的主体进行电连接；测量部，其测量与安装于电池接受部的电池组的充电电平相对应的指标；接收部，其接收安装于电池接受部的电池组所输出的警报信号；以及控制部，其根据由测量部测量的测量值以及接收到的警报信号而中止或限制朝电动工具的主体供电。
2.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于，所述警报信号是电池组随着充电电平的降低而输出的信号。
3.根据权利要求1或2所述的适配器，其特征在于，所述测量部对电池组的输出电压进行测量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的适配器，其特征在于，当接收到警报信号时或由测量部测量的测量值偏离规定的允许范围时，所述控制部中止或限制朝电动工具的主体供电。
5.根据权利要求4所述的适配器，其特征在于，所述控制部能够判别安装于电池接受部的电池组是否具有输出警报信号的警报功能， 在安装于电池接受部的电池组具有警报功能的情况下，忽略由测量部测量的测量值， 只在接收到警报信号时中止或限制朝电动工具的主体供电。
6.根据权利要求5所述的适配器，其特征在于，所述控制部还能够判别安装于电池接受部的电池组是否具有随着充电电平的降低而自动地中止放电的自动停止功能，在安装于电池接受部的电池组具有自动停止功能的情况下，忽略由测量部测量的测量值。
7.一种适配器，将电动工具的主体与至少一个电池组相互连接，该适配器的特征在于， 具备连接器部，其相对于电动工具的主体能够拆装；至少一个电池接受部，其能够供电池组进行拆装；供电电路，其将安装于电池接受部的电池组与安装于连接器部的电动工具的主体进行电连接；测量部，其测量与安装于电池接受部的电池组的充电电平相对应的指标；以及控制部，其根据由测量部测量的测量值而中止或限制朝马达供电，所述控制部能够判别安装于电池接受部的电池组是否具有随着充电电平的降低而自动地中止放电的自动停止功能，在安装于电池接受部的电池组具有自动停止功能的情况下，忽略由测量部测量的测量值，在安装于电池接受部的电池组不具有自动停止功能的情况下，在由测量部测量的测量值偏离规定的允许范围时，中止或限制朝电动工具的主体供电。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的适配器，其特征在于，具有多个电池接受部，供电电路将安装于多个电池接受部的多个电池组与电动工具的主体进行电连接。
9.根据权利要求8所述的适配器，其特征在于，供电电路将安装于多个电池接受部的多个电池组与电动工具的主体串联地连接。
10.根据权利要求9所述的适配器，其特征在于，各个电池接受部具有一对电力输入端子，所述一对电力输入端子中的一方与电池组的正极连接，另一方与电池组的负极连接，所述一对电力输入端子经由二极管而电连接。
11.一种电动工具，以至少一个电池组为电源，该电动工具的特征在于，具备马达，其对工具进行驱动；至少一个电池接受部，其能够供电池组进行拆装；供电电路，其将安装于电池接受部的电池组与马达进行电连接；测量部，其测量与安装于电池接受部的电池组的充电电平相对应的指标；接收部，其接收安装于电池接受部的电池组所输出的警报信号；以及控制部，其根据由测量部测量的测量值以及接收到的警报信号而中止或限制朝马达供电。
12.—种电动工具，以至少一个电池组为电源，该电动工具的特征在于，具备马达，其对工具进行驱动；至少一个电池接受部，其能够供电池组进行拆装；供电电路，其将安装于电池接受部的电池组与马达进行电连接；测量部，其测量与安装于电池接受部的电池组的充电电平相对应的指标；以及控制部，其根据由测量部测量的测量值而对供电电路进行电切断，所述控制部能够判别安装于电池接受部的电池组是否具有随着充电电平的降低而自动地中止放电的自动停止功能，在安装于电池接受部的电池组具有自动停止功能的情况下，忽略由测量部测量的测量值，在安装于电池接受部的电池组不具有自动停止功能的情况下，在由测量部测量的测量值偏离规定的允许范围时，中止或限制朝马达供电。
全文摘要
本发明的适配器，具备相对于电动工具的主体能够拆装的连接器部；以及能够供电池组进行拆装的至少一个电池接受部。安装于电池接受部的电池组经由适配器的供电电路而与安装于连接器部的电动工具的主体进行电连接。适配器还具备测量与电池组的充电电平相对应的指标的测量部；以及接收电池组所输出的警报信号的接收部，根据由测量部测量的测量值和接收到的警报信号两者而能够中止或限制朝电动工具的主体供电。
文档编号H01M2/10GK103004051SQ20118003504
公开日2013年3月27日 申请日期2011年6月8日 优先权日2010年7月16日
发明者铃木均 申请人:株式会社牧田