CN116723913A - 电动机器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够安装18V/36V切换型电池组与18V电池组这两者的36V用电动机器。在18V/36V的电池组连接于36V用电动机器的情况下,将第一开关41、42设为断开,将第二开关设为接通而进行电池组的串联连接(36V输出),在18V的电池组250连接于36V用电动机器1的情况下,将第一开关41、42设为接通,将第二开关设为断开而设为18V输出,由此,能够在36V用电动机器安装18V用电池组。进而,由微型计算机51判定所安装的电池组的电压,在36V时通过开关70、75将马达5设为星型接线,在18V时设为三角接线。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够连接于多种电池组的电动机器。
背景技术
已知有一种电动机器,其具有可变更输出电压的电池组与可连接所述电池组的电动机器本体(专利文献1)。在专利文献1的电池组中,设有两个电芯单元与分别连接于所述两个电芯单元的两组正极端子以及负极端子。在电动机器本体中,设有与其中一个正极端子连接的正极输入端子、与另一个负极端子连接的负极输入端子、以及连接另一个正极端子与其中一个负极端子的连接元件(短路片(short bar))。构成为,当将电池组连接于电动机器本体时,两个电芯单元经由连接元件而串联连接。
专利文献2中公开了一种电动机器,可在具有规定的额定电压的电动机器本体连接与所述额定电压不同且无法变更输出电压的电池组。专利文献2中构成为,可将设于电池组的一组正极端子以及负极端子连接至设于电动机器本体的一组正极输入端子以及负极输入端子。专利文献3中,公开了一种电动工具,其包括电压切换部,所述电压切换部根据对电动工具施加的负载的大小来切换从电池组供给至电动工具的电压。进而,专利文献4中公开了一种电动工具,其可择一性地连接可将输出电压变更为高电压和低电压的电池组、与仅可输出高电压的电池组。进而,专利文献5中公开了:在电动机器本体中,根据作为电源而连接的交流电(Alternating Current,AC)适配器、直流电(Direct Current,DC)适配器来变更马达线圈的接线方式。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2018/230337号
专利文献2:国际公开第2020/066905号
专利文献3:日本专利特开2012-66333号公报
专利文献4:国际公开第2019/031272号
专利文献5:日本专利特开2019-047605号公报
发明内容
发明所要解决的问题
专利文献1所公开的低/高电压的电池组能够安装于以往的18V的电动机器本体与36V的电动机器本体这两者,因此电池组的使用便利性非常好。但是,以往的18V的电池组具有几乎兼容形状的端接部,但在物理上无法安装于36V的电动机器本体。但是,若能够将无法变更输出电压的现有的18V的电池组构成为在36V的电动机器本体中也能使用,则能够提高新的36V的电动机器的便利性。而且,若具有各种标称电压的电池组能够择一性地连接于电动机器本体,则能够根据所连接的电池组来高输出且高效率地驱动电动机器本体,从而能够提高作业性。
本发明是有鉴于所述背景而完成,其目的在于提供一种扩展了电池组与电动机器本体的兼容性,提高了便利性的电动机器。本发明的另一目的在于提供一种提高了作业性的电动机器。
解决问题的技术手段
对本申请所公开的发明中的代表性的特征进行说明如下。根据本发明的一个特征,一种电动机器,能够择一性地连接第一电池组与第二电池组,所述第一电池组能够选择性地输出高电压或低电压,所述第二电池组能够仅输出所述低电压,其中,构成为,在第一电池组连接于电动机器的情况下,从第一电池组将高电压供给至电动机器,在第二电池组连接于电动机器的情况下,从第二电池组将低电压供给至电动机器。而且,电动机器具有电压切换部,所述电压切换部对从电池组供给至电动机器的电压进行切换,在第一电池组连接于电动机器的情况下,电压切换部将从第一电池组供给至电动机器的电压切换为高电压。而且构成为,在第二电池组连接于电动机器的情况下,电压切换部将从第二电池组供给至电动机器的电压维持为低电压。
根据本发明的另一特征,电动机器的电压切换部构成为,第一电池组中所含的多个电芯经由电压切换部彼此连接,并且,第二电池组中所含的多个电芯不经由电压切换部彼此连接。而且,电压切换部具有第一开关部,所述第一开关部构成为,能够将第一电池组中所含的多个电芯彼此连接,第一开关部在第一电池组连接于电动机器的情况下设为接通,在第二电池组连接于电动机器的情况下设为断开。进而,电动机器具有包括多个线圈的马达,电动机器在第一电池组连接于电动机器的情况下,将多个线圈彼此以第一连接形态予以连接,在第二电池组连接于电动机器的情况下,将多个线圈彼此以与第一连接形态不同的第二连接形态予以连接。这样,构成为,第一连接形态适合于高电压驱动,并且第二连接形态适合于低电压驱动,且构成为,在对马达施加有相同的电压的情况下,若对第一连接形态与第二连接形态进行比较,则第二连接形态更容易使大电流流动。
根据本发明的又一特征,第一电池组具有:第一及第二电芯单元、连接于第一电芯单元的正极的第一正极端子、连接于第一电芯单元的负极的第一负极端子、连接于第二电芯单元的正极的第二正极端子、以及连接于第二电芯单元的负极的第二负极端子,第二电池组具有:包含在至少一个电芯单元中的第三电芯单元、连接于第三电芯单元的正极的第三正极端子、以及连接于第三电芯单元的负极的第三负极端子。电动机器具有:能够连接于第一及第三正极端子的正极输入端子、能够连接于第二及第三负极端子的负极输入端子、能够连接于第一负极端子的第一连接端子、能够连接于第二正极端子的第二连接端子、将第一及第二连接端子彼此连接的连接部、以及连接于正极输入端子及负极输入端子的负载部,在第一电池组连接于电动机器的情况下,第一正极端子连接于正极输入端子,第二负极端子连接于负极输入端子,第一负极端子连接于第一连接端子,第二正极端子连接于第二连接端子,在第一及第二电芯单元经由连接部彼此串联连接的状态下,从第一电池组对负载部供给电力。而且,在第二电池组连接于电动机器的情况下,第三正极端子连接于正极输入端子,第三负极端子连接于负极输入端子,从第二电池组对负载部供给电力。所述电动机器包括连接于第一开关部的控制部,控制部构成为,根据所连接的电池组来切换第一开关部的接通以及断开。
根据本发明的又一特征,电动机器包括:第二开关部,设在第一负极端子与接地线之间;以及第三开关部,设在第二正极端子与正电力线之间,控制部在连接有第一电池组的情况下阻断第二及第三开关部,在连接有第二电池组的情况下连接第二及第三开关部。这样,一种电动机器,能够择一性地连接第一电池组与第二电池组,所述第一电池组能够选择性地输出高电压或低电压,所述第二电池组能够仅输出低电压,其中,所述电动机器具有包括多个线圈的马达,且构成为,在第一电池组连接于电动机器的情况下,将多个线圈彼此以第一连接形态予以连接,在第二电池组连接于电动机器的情况下,将多个线圈彼此以与第一连接形态不同的第二连接形态予以连接。第一连接形态为多个线圈的星型接线,第二连接形态为多个线圈的三角接线。
发明的效果
根据本发明,可提供一种提高了便利性的电动机器。而且,可提供一种提高了作业性的电动机器。而且,由于能够使高电压电动机器能够利用低电压用的电池组来适当地运转,因此可提供一种对于作业者而言便利性提高,从而提高了作业性的电动机器。而且,使高电压电动机器中所含的作业负载(马达)的特性根据所安装的电池组的种类而在运转前自动切换为星型接线或三角接线,因此可根据电池组种类来高输出且高效率地进行作业。
附图说明
[图1]是本发明的实施例的电动机器系统的整体图。
[图2]是图1的电动机器1的立体图。
[图3]是从另一角度(下侧)观察图1的电动机器1的本体部的立体图。
[图4]是表示电动机器1的连接端子与电池组200、250的连接端子的形状的图。
[图5]是在本实施例的电动机器1安装有低/高电压电池组200时的电路图。
[图6]是在本实施例的电动机器1安装有低电压电池组250时的电路图。
[图7]是表示本实施例的电动机器1的电压切换流程的流程图。
[图8]是在本实施例的第二实施例的电动机器1A安装有低/高电压电池组200时的电路图。
[图9]是在本实施例的第二实施例的电动机器1A安装有低电压电池组250时的电路图。
[图10]是在本实施例的第三实施例的电动机器1B安装有低/高电压电池组200A时的电路图。
[图11](A)是图10所示的电动机器1B的电池组安装部10B的俯视图,(B)是低/高电压电池组200A的俯视图。
[图12]是在本实施例的第三实施例的电动机器1B安装有低电压电池组250时的电路图。
[图13]是表示马达的控制特性的切换例的图,(A)是表示变更了电子提前角时的马达转速与马达扭矩的关系的图,(B)是表示变更了导通角时的马达转速与马达扭矩的关系的图。
具体实施方式
实施例1
以下,基于附图来说明本发明的实施例。另外,以下的图中,对于相同的部分标注相同的符号,并省略重复的说明。而且,本说明书中,前后左右、上下的方向设为图中所示的方向进行说明。
图1是本发明的实施例的电动机器系统的整体图。电动机器系统包含多个电动机器本体(1、101、151)与多个电池组(200、250)。电动机器本体(1、101、151)是安装对应的电池组(200、250)的任一个来运行的机器,是不需要AC电源的无线机器。电动机器本体(1、101、151)是根据所使用的电池组的额定电压来分类,此处,除了构成为接受额定电压36V这一高电压的供给的已知的电动机器101与构成为接受额定电压18V这一低电压的供给的已知的电动机器151以外,还包含能够以额定电压36V与额定电压18V这两种电压来运行的本实施例的电动机器1而构成。另外,本说明书中,将安装有电池组(200、250)的状态称作“电动机器”,将拆卸了电池组(200、250)的状态的本体侧称作“电动机器本体”。
在具有无刷马达的电动机器1中,为了实现以18V与36V的任一电压均能运行的电动机器1,而构成为能够将可进行低电压和高电压(18V与36V)的输出的电池组200与以往的18V用电池组250这两者插入(可安装)至电池组安装部10。而且,电池组200构成为可输出表示自身的电池组的种类的识别信号,从而电动机器1的控制部能够识别所安装的电池组是支持双电压的电池组1还是除此以外的低电压的电池组。
已知的电动机器151是以额定电压18V运行的机器,安装额定电压18V用的电池组250而运行。已知的电动机器101是以额定电压36V运行的机器,利用可进行额定电压36V的输出的电池组(在本申请人的销售制品中,为可切换输出18V与36V的电池组200)来运行。
图1中,作为电动机器1、101、151,表示了以电池组200、250的任一者来运行的圆盘锯的示例,但电动机器本体的种类为任意,并不仅限于圆盘锯,可使用冲击起子、冲击扳手、起子钻机、圆盘砂轮机(disk grinder)、锤钻机(hammer drill)、鼓风机、清洁机、切割机、带锯、多功能工具、线锯、马刀锯(saber saw)、链锯、刨机、销钉打机、缝褶机(tucker)、钉打机、电视机、收音机、扬声器、风扇、冷暖箱、灯、高压清洗机、割草机等各种各样的机器。
可进行低电压(18V输出)或高电压(36V输出)的输出的电池组200如实线箭头和○符号所示那样,可安装于以往的电动机器101、151而运行,但也可安装至本实施例的电动机器1而运行。另一方面,低电压(18V)的电池组250可安装于以往的电动机器151而运行,但如×符号所示,无法安装于高电压的电动机器101(即,无法运行)。但是,本实施例的电动机器1以能够安装电池组250的方式形成电池组安装部10,并且构成为,即便是18V的低电压也能够运行。
电动机器1构成为,基本上以36V运行,但以安装低电压(18V)的电池组250时的18V电源也能运行。为了使此双电压运行成为可能,变更内置的马达的接线状态,或者变更马达的旋转控制方法(关于它们的变更将在图5以后后述)。
电池组200是将多个(此处为十颗)电池电芯收容至合成树脂制的壳体201内而成。从电池组200的上表面前方直至后方而形成下段面202与上段面204,在下段面202与上段面204之间形成阶差部203。从阶差部203直至上段面204的前方部分,形成有狭槽群205,所述狭槽群205形成有八个狭槽状切口部。电动机器1、101、151的端接部的连接端子被插入至狭槽群205的狭槽。在电池组200的上部侧面,形成有用于安装至电动机器1、101、151的电池组安装部10、110、160的轨道槽208a、208b,在轨道槽208a、208b的后方,配置有构成锁扣机构的锁扣按钮209a、209b,所述锁扣机构用于维持或解除与电动机器1、101、151的本体部的安装状态。狭槽群205中的从右起第五颗、第六个狭槽部的部分被设为从上段面朝下方向凹陷的形状。所述凹陷的部分成为防止电池误安装用的挡块部207。
电池组250是将多个(此处为十颗)电池电芯收容至合成树脂制的壳体251内而成。电池组200是将18V用的电池组250在底座上使上部形状具备兼容性地设计而成,因此电池组250的上侧一半的外形除了无挡块部207以外,与电池组200相同(兼容)。从电池组250的上表面前方直至后方,形成有下段面252与上段面254,在它们之间形成阶差部253。而且,从阶差部253直至上段面254的前方部分,形成有狭槽群255,所述狭槽群255形成有八个狭槽状的切口部。在夹着狭槽群255的左右两侧,形成有轨道槽258a、258b与锁扣按钮259a、259b。
如图1的实线所示,电池组200可安装至电动机器1、101、151,而且,可对电动机器1、101、151供给36V或18V的直流电力。另一方面,电池组250不仅可安装至对应的电动机器151,也可安装至本实施例的电动机器1,可对电动机器1、151供给18V的直流电力。另一方面,电池组250无法安装于36V用的电动机器101的电池组安装部110。
在以36V的单一电压运行的电动机器101中,在电池组安装部110,形成有与电池组200的挡块部207对应的作为凸部的挡片(未图示)。挡片为从连接端子附近的上壁朝下方向延伸的形状,在安装电池组200时,使挡片位于挡块部207内,从而电池组200与端接部嵌合。这样,在电动机器101中,一直以来在端接部形成有挡片,因此若欲将不具备与挡片对应的凹陷(挡块部207)的电池组250安装至电动机器101,则形成于电动机器101的端接部的凸状的挡片会干涉到阶差部253,因此,电池组250在物理上无法安装至电动机器101。另一方面,本实施例的电动机器1中,作为36V电动机器,设为省略了以往所配设的凸状挡片的端接部(详细参照后述的图3),从而电池组250能够安装于电动机器1的电池组安装部10。
电动机器1是基本上以36V的电压运行的36V用电动机器。此处,通过安装支持18V/36V多电压的电池组200,从电池组200供给36V的直流。另一方面,在电动机器1的电池组安装部10安装有电池组250的情况下,供给电压为18V,因此将以低压的18V来运行。
电动机器101以36V的电压来运行。此处,通过安装支持18V/36V多电压的电池组200,从电池组200供给36V的直流。电动机器151以18V的电池组来运行。此处,通过安装支持18V/36V多电压的电池组200,从电池组200供给18V的直流。而且,通过安装支持18V单一电压的电池组250,从电池组250供给18V的直流。
图1中虽未图示,但电池组200、250在从电动机器本体(1、101、151)拆卸后,可使用未图示的18V用的外部充电器来进行充电。以上,在图1所示的电动机器系统中,使低电压、高电压的组合包含18V、36V。另外,所谓本说明书中所示的低电压、高电压,是将存在两个的任意额定电压中的高压侧称作“高电压”,将低压侧称作“低电压”,因此低电压/高电压的组合不仅为18V/36V,也可为其他的电压组。
图2是图1的电动机器1的立体图。关于电动机器1,表示了基本上以36V运行,但在18V时也能够运行的电动圆盘锯的示例。电动机器1是包括可旋转地支撑锯片8的壳体2与底座3而构成。壳体2是包含本体部2a、把手部2b与锯罩2c而构成,在其内部收容有图中看不到的作为负载部的马达5与控制基板。壳体2例如是通过合成树脂的一体成型而制造。在壳体2的后方且把手部2b的下侧,形成有电池组安装部10,在其中安装可进行低/高电压的输出的双电压的电池组200。在未图示的马达的旋转轴安装锯片8。锯片8呈圆板形状,在本体部2a的右侧旋转。底座3例如是铝等金属制的板形状的构件,贯穿上下方向而形成有沿前后方向延伸的切除部3a,锯片8的下侧大部分通过切除部3a比底座3突出至下侧。在底座3的下侧且锯片8的外周侧,沿周向设有可动式的保护罩9。
在通过将电池组200安装于电动机器1的电池组安装部10来切断木板等被加工材的情况下,作业者通过单手来抓握把手部2b,将底座3按抵至被加工材的上表面并拨动扳机开关6,由此来使未图示的马达旋转。作业者在锯片8旋转的状态下,使底座3的下表面一边在被加工材的上表面滑动一边朝前方移动。当比底座3的下表面为更下侧的锯片8部分按抵至被加工材时,保护罩9朝与旋转方向为相反侧相对移动,由此通过锯片8来切断被加工材。
图3是从另一角度(下侧)观察电动机器1的本体部的立体图,是表示电池组安装部10的形状的图。此处,为了便于观察而省略了底座3的图示。在本体部2a的左侧,设有覆盖与锯片8的旋转轴成同轴地配置的马达5的马达罩4。在马达罩4的后方侧,形成有电池组安装部10。在电池组安装部10,形成有两个平行的轨道部11、12,在轨道部11、12的内侧部分配置有端接部15。在端接部15,未形成阻碍18V用的电池组250的安装的凸部(未图示),因此也能够安装18V用的电池组250。
轨道部11、12是从收容端接部15的空间的左右两侧的侧壁部分朝向内侧(端接部15的左右中心线)呈凸状突出,并使凸状部分从后方连续至前方为止,由此形成为轨道状的部分。轨道部11、12相对于通过端接部15的左右中心线的铅垂面而呈面对称地形成,轨道部11、12的长边方向成为平行的方向。当在端接部15安装电池组200时,轨道部11对电池组200的轨道槽208a进行引导,轨道部12对电池组200的轨道槽208b进行引导,由此将电池组200安装于电池组安装部10。在此状态下,电池组200的锁扣爪(未图示,是以从轨道槽208a、208b的槽底部朝外侧突出的方式可移动的凸部)通过锁扣机构的未图示的施加力而与形成于轨道部11、12的前端侧的锁扣槽(凹部11a、11b)卡合,由此,电池组200以不会从端接部15拆卸的方式受到固定。
在端接部15,形成有四个电力用的端子(31~34)、四个信号用端子24~26、28)与一个分隔板30。四个电力用的端子(31~34)与四个信号用端子(24~26、28)以铸入至端接部15的合成树脂制的基台部分的方式被牢固地固定。正极输入端子31与第二连接端子32以插入至同一狭槽内(图1的狭槽222)的方式上下排列地配置。而且,负极输入端子33与第一连接端子34以插入至同一狭槽内(图1的狭槽227)的方式上下排列地配置。接下来,使用图4来说明四个电力用的端子(31~34)的形状与对应的电池组200、250侧的连接端子的形状。
图4(A)是表示本实施例的电池组200的正极端子(231与232)、负极端子(241与242)以及电动机器1的连接端子(31~34)的形状的局部立体图。作为电池组200的正极端子(正极输出端子),设有臂部位于上侧的第一正极端子231与臂部位于下侧的第二正极端子232。第一正极端子231与第二正极端子232位于同一狭槽内(图1的狭槽群205的从右起第二个狭槽222),各自的脚部以沿前后方向排列的方式固定于电路基板(未图示)。同样地,设有臂部位于上侧的第二负极端子242与臂部位于下侧的第一负极端子241。第一负极端子241与第二负极端子242位于同一狭槽内(图1的狭槽群205的从左起第二个狭槽227),各自的脚部以沿前后方向排列的方式固定于电路基板(未图示)。
第一正极端子231与第二正极端子232分别具有朝前方侧延伸的臂部组(臂部231a与231b、臂部232a与232b)。此处,第一正极端子231与第二正极端子232形成为下述形状,即,臂部231a、231b与臂部232a、232b在上下方向上隔开的位置且其嵌合部的前后方向位置为大致相同。包含这些正极端子231与232的正极端子对配置于可从电池组200的一个狭槽222(参照图1)接达的空间。负极端子对也与正极端子对的形状相同,包含第二负极端子242与第一负极端子241,这些负极端子对(242、241)配置于可从电池组200的一个狭槽226(参照图1)接达的空间。另外,图4中虽未图示,但在放电用的正极端子对(第一正极端子231与第二正极端子232)的右侧,配置有充电用的正极端子对(未图示)。充电用的正极端子对的形状与第一正极端子231和第二正极端子232相同。第一正极端子231与第二负极端子242是使用通过金属板的冲压加工而形成的共同的金属零件。而且,第二正极端子232与第一负极端子241是使用通过金属板的冲压加工而形成的共同的金属零件。
在电池组200的内部,收容有将五颗锂离子电池电芯串联连接而成的电芯单元(210、220)。锂离子电池电芯的额定电压为3.6V/颗,因此,第一电芯单元210的合计为18V(标称值),第二电芯单元220的合计为18V(标称值)。第一电芯单元210的正极连接于第一正极端子231,负极连接于第一负极端子241。同样地,第二电芯单元220的正极连接于第二正极端子232,负极连接于第二负极端子242。
连接于电池组200的电动机器侧的连接端子分别准备正极输入端子31与负极输入端子33和第一连接端子34与第二连接端子32。这些连接端子(31~34)通过铸入至端接部15的合成树脂的基台部而固定,利用形成有贯穿孔的连接部,通过焊接而与电力线35、接地线36、短路线37(均参照后述的图5、图6)连接。第一连接端子34与第二连接端子32使用后述的第三开关(switch,SW)43(参照图5)而短路,由此用于形成第一电芯单元210与第二电芯单元220的串联连接状态。
图4(B)是表示本实施例的电池组250的正极端子281与负极端子291、电动机器1的连接端子(31~34)的形状的局部立体图。电动机器1的连接端子(31~34)与图4(A)为同一形状。电池组250为18V用,在内部收容有两个电芯单元(260、270)。在电池组250为18V的情况下,可仅包含一个电芯单元,即,锂离子电池电芯可仅为五颗,但在此处,将串联连接有五颗锂离子电池电芯的第三电芯单元260与第四电芯单元270并联连接,将它们的正极侧输出连接于第三正极端子281,将负极侧输出连接于第三负极端子291而实现大容量化。
第三正极端子281的臂部281a、281b在上下方向上具有大的宽度,将电池组200的第一正极端子231的臂部231a、231b与第二正极端子232的臂部232a、232b分别设为在上下方向上相连而消除了间隔的形状。同样地,第三负极端子291的臂部291a、291b也在上下方向上具有大的宽度,将电池组200的第二负极端子242的臂部242a、242b与第一负极端子241的臂部241a、242b分别设为在上下方向上相连而消除了间隔的形状。关于此种第三正极端子281与第三负极端子291的端子形状,在图4(B)那样的嵌合状态(电池组250被安装于电动机器1的状态)下,电动机器1的正极输入端子31与第二连接端子32通过同时连接于第三正极端子281而短路。同样地,电动机器1的负极输入端子33与第一连接端子34通过同时连接于第三负极端子291而短路。
图5是在本实施例的电动机器1安装电池组200时的电路图。本实施例的电动机器1中,包含含有微型计算机51的运算部(控制部)50。在微型计算机51中,虽未图示,但内置有用于基于处理程序与数据来输出驱动信号的中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、用于存储相当于后述的流程图的程序或控制数据的只读存储器(Read Only Memory,ROM)、用于暂时存储数据的随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)与计时器等而构成,进行马达5的旋转控制或者所安装的电池组200或250的电压、电流监测。图5的实施例中,使用可充电且可输出低电压或高电压的电池组200来作为电源。电池组200被安装于电动机器1的电池组安装部10(参照图3)。如图3所示,在电池组安装部10的正极侧,设有正极输入端子31与第二连接端子32,在负极侧设有负极输入端子33与第一连接端子34。正极输入端子31的输出经由电力线(正电力线)35传递至逆变器电路65,负极输入端子33经由电力线(接地线)36传递至逆变器电路65。在电力线36的路径中,介隔有分流电阻46。而且,在电力线35与电力线36之间设有电容器45。电容器45是为了平滑用、噪声应对用而设。
在电池组200中,如图4所示,收容有两组电芯单元(210、220),第一电芯单元210的输出配线至第一正极端子231与第一负极端子241,第二电芯单元220的输出配线至第二正极端子232与第二负极端子242。通过将电池组200安装于电动机器1的电池组安装部10,第一正极端子231嵌合至正极输入端子31,第二正极端子232与第二连接端子32嵌合。在第二连接端子32与电力线35的路径中介隔有第一开关41。而且,在第一连接端子34与电力线36的路径中介隔有第二开关42。进而,设有连接第二连接端子32与第一连接端子34的短路线37,且设有用于连接或阻断此路径的第三开关43。
四个电力用的端子(31~34)与第一开关41~第三开关43构成对来自电池组200的电压进行切换的电压切换部。第一开关41~第三开关43使用已知的机械继电器、金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor,MOSFET)继电器或FET等半导体开关元件而构成,根据来自运算部50的微型计算机51的控制信号(其配线未图示),各自的开闭可独立地控制。在使用机械继电器作为第一开关41~第三开关43的情况下,可使用具有a触点的双极单掷型的继电器开关。在电池组200的附近,设有用于对所安装的电池组的种类进行检测的检测器44。检测器44既可通过某些机械机构来进行判别,也可使用电信号、光学识别技术来识别所安装的电池组是低/高电压切换型的电池组200还是单一电压(低电压)的电池组250。作为容易地进行此识别的方法之一,有通过对设于电池组200以及250的信号端子的信号电平进行检测来判别的方法。例如,使检测器44将电池组200的电池识别信号输出用的T端子的信号传递至电池组种类检测电路58。电池组种类检测电路58在安装了电池组200、250之后,立即从电池组200、250的T端子读出信号,由此,微型计算机51能够识别出安装了电池组200与250中的哪个。
电池组200的输出经由电力线35、36而传递至逆变器电路65。逆变器电路65包含多个(此处为六个)半导体开关元件Q1~Q6,通过运算部50的控制,根据从控制信号电路52供给的栅极信号H1~H6来控制开关动作。开关元件Q1~Q6使用了场效应晶体管(FET),但也可使用绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)。逆变器电路65的输出连接于马达5的线圈的U相、V相、W相的一端侧。
控制电源电路60是供给供运算部50运转的稳定的基准电压Vcc(例如5V或3.3V)的直流的电源电路。控制电源电路60连接于第二连接端子32与负极输入端子33,进而也输入扳机开关6的状态信号。采用了下述结构:当安装电池组200(或250)时,对控制电源电路60供给电池电压(18V的直流),而在施加有此电池电压的状态下,当扳机开关6的拨杆被拨动而接通时,控制电源电路60开始对运算部50的电源供给。通过像这样对于控制电源电路60的启动使用扳机开关6的状态信号,从而仅仅在安装了电池组200(或250)时,运算部50的微型计算机51并不启动,因此能够抑制未使用电动机器的状态的电力消耗。而且,当扳机开关6变为接通时,开始从控制电源电路60向运算部50的电源供给,因此包含微型计算机51的运算部50启动,从而成为可进行第一至第五开关(41~43、70、75)的接通或断开的控制的状态。另外,即便扳机开关6被设为断开,仍在固定时间(例如五分钟)通过来自运算部50的接通维持信号62来维持对运算部50的电力供给。
通过微型计算机51对控制信号电路52进行控制,从而切换栅极信号H1~H6向逆变器电路65的半导体开关元件Q1~Q6的接通或断开。马达5为所谓的内转子型的已知的无刷马达,包含:转子5a,嵌入一对包含N极及S极的磁体(永磁铁)而构成;以及定子5b,被配置在转子5a的外周侧。定子5b从外周侧的圆筒部朝向内侧具有六个牙部(未图示),在六个牙部的旋转轴线方向的两侧设有合成树脂制的绝缘子(未图示)。
定子芯(未图示)为了导出强的磁力线,而例如包含钢板的层叠结构。通过在两个绝缘子与被它们夹着的牙部的外周侧分别多次卷绕漆包线,从而形成六个线圈元件。通过将这六个线圈元件两个两个地串联连接,从而形成U相、V相、W相的三个线圈。U相、V相、W相的三个线圈的一端侧连接于逆变器电路65(图中为VV、VU、VW),另一端侧连接于第五开关75。
第五开关75是用于将U相、V相、W相的三个线圈的另一端侧短路或开放的切换开关群,包含三个开关76~78。第五开关75是使用已知的机械继电器、MOS FET继电器或FET等半导体开关元件而构成,连接状态的切换是根据来自微型计算机51的控制信号(其配线未图示)来进行。在使用机械继电器的情况下,可使用具有a触点的双极单掷型的继电器开关。三个开关76~78联动而统一地切换为接通或断开,在图5的连接状态(开关76~78为接通状态,开关71~73为断开状态)下,U相、V相、W相的端部连接而成为形成有中点的“星型接线”。
第四开关70是用于形成包含U相、V相、W相的三个线圈的“三角接线”的切换开关群,包含三个开关71~73。开关71配置于将U相的逆变器电路65侧端部与W相的中点侧端部短路的配线中。同样地,开关72配置于将V相的逆变器电路65侧端部与U相的中点侧端部短路的配线中,开关73配置于将W相的逆变器电路65侧端部与V相的中点侧端部短路的配线中。第四开关70是使用已知的机械继电器、MOS FET继电器或FET等半导体开关元件而构成,连接状态的切换是根据来自微型计算机51的控制信号(其配线未图示)来进行。在使用机械继电器的情况下,可使用具有a触点或b触点的双极单掷型的继电器开关。三个开关71~73联动而统一地切换为接通或断开,在后述的图6的连接状态(三个开关71~73为接通状态,且开关76~78为断开状态)下,成为“三角接线”。
在马达5的转子5a的附近,设有三个位置检测元件48。位置检测元件48是在逆变器电路65上每隔60°的旋转角而配置。旋转位置检测电路53是基于三个位置检测元件48的输出信号来检测转子5a与定子5b的电枢绕组U、V、W的关系位置的电路。转速检测电路54是基于在单位时间内计数的、来自旋转位置检测电路53的检测信号的数量来检测马达5的转速的电路。
第四开关70以及第五开关75仅在支持18V/36V的电动机器1中设置,在图1所示的36V用的电动机器101与18V用的电动机器151中不设置。在电动机器101以及电动机器151中,U相、V相、W相的三个线圈被直接焊接或者连接于设于马达5的逆变器电路基板(未图示),由此来设定“三角接线”或“星型接线”。即,在电动机器101以及电动机器151中,无法在三角接线”与“星型接线”之间切换。
如上所述,在以双电压运行的电动机器1中,设有第四开关70与第五开关75,因此在安装有低/高电压电池组200时,在马达5的运转前,将第四开关70的开关71~73全部设为断开,将第五开关75的开关76~78全部设为接通,由此可设为星型接线状态。同样地,如后述的图6所示,在安装有18V电池组250时,在马达5的运转前,将第四开关70的开关71~73全部设为接通,将第五开关75的开关76~78全部设为断开,由此可设为三角接线状态(后述的图6的状态)。
电流检测电路57通过测定分流电阻46的两端电压,从而测定流经马达5的电流并输出至运算部50。电压检测电路59是检测第二连接端子32与负极输入端子33之间的电压并输出至运算部50的电路。开关操作检测电路61检测扳机开关6的拨杆是否被拨动,并且将与拨杆的拨动量相应的信号输出至运算部50。运算部50的微型计算机51响应扳机开关6的拨杆的移动行程量来设定马达5的施加电压即脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)信号的占空比。动作模式开关56是用于阶段性地设定马达5的旋转速度的开关,动作模式检测电路55检测开关的设定状况并输出至运算部50。
以上说明的电动机器1中,当在电池组安装部10安装电池组200时,对控制电源电路60供给来自第二电芯单元220的18V输出,因此在扳机开关6一开始被设为接通的时机,控制电源电路60生成基准电压Vcc并供给至运算部50。当由控制电源电路60供给基准电压Vcc时,微型计算机51启动,因此判断所安装的电池组是18V/36V电池组200还是18V电池组250,并设定与此相符的第一开关41~第三开关43的接通断开,随后,设定第四开关70、第五开关75的接通断开。图5的电路图中,安装有18V/36V电池组200,第一开关41与第二开关42设为断开,第三开关43设为接通。在此接线状态下,对电力线35与接地线36之间供给额定直流36V。另一方面,马达5为了设为星型接线而将第四开关70的各开关71~73设为断开,将第五开关75的各开关76~78设为连接状态(接通)。
图6是在本实施例的电动机器1的电池组安装部10安装低电压电池组250时的电路图。电动机器1的电路与图5完全相同,仅仅第一开关~第三开关43的连接状态与第四开关70、第五开关75的连接状态不同。所安装的电池组250为额定18V,为图4(B)的第三正极端子281、第三负极端子291那样的端子形状。当在电动机器1的电池组安装部10安装低电压电池组250时,从电池组250对正极输入端子31与负极输入端子33输出额定18V的直流。此时,微型计算机51将第一开关41与第二开关42维持为接通状态,并且第三开关43设为断开状态。接下来,微型计算机51通过切换第四开关70与第五开关75,从而将马达5的接线状态设为三角接线。即,微型计算机51将第四开关70的各开关71~73维持为接通状态,将第五开关75的各开关76~78维持为断开状态。
通常,在将经星型接线而以36V驱动的马达5以18V进行驱动的情况下,有利的做法是并非星型接线而切换为三角接线。这是因为,在三角接线的情况下,即便为低电压,也容易提高大电流,从而提高同一产生扭矩时的马达5的转速。
图7是表示本实施例的电动机器1的电压切换流程的流程图。图7所示的一连串的流程可通过预先保存在运算部50中的程序,由微型计算机51以软件方式来执行。在最初的状态下,即,在电池组200、250均未安装的状态下,无法对运算部50进行电源供给,因此微型计算机也仍处于关停。在此状态下,第一开关41~第三开关43均处于断开状态(未导通的状态),第四开关70与第五开关75也全部处于断开状态(U相、V相、W相未经接线的状态)(步骤81)。接下来,实质上判断安装了电池组200、250的哪一个,若尚未安装,则待机至安装为止(步骤82)。当在步骤82中进行了安装时,对控制电源电路60(参照图5、图6)供给电压而运算部50的微型计算机51成为可启动的状态,当扳机开关6一开始被拨动时,控制电源电路60开始对运算部50输出运行用的电压Vcc(步骤83、84),因此,以后的步骤85以后的流程成为可执行的状态。
接下来,电池组200、250将识别信号送出至检测器44(参照图5、图6)。检测器44对所收到的识别信号进行检测,并发送至运算部50(步骤86)。接下来,微型计算机51判别识别信号而判定所安装的电池组是18V/36V的低/高电压电池组200还是18V的单一电压电池组250(步骤87)。
步骤87中,若判定为所安装的是18V/36V的电池组200,则微型计算机51将第三开关43设为接通(连接),通过短路线37来连接第二连接端子32与第一连接端子34。另一方面,第一开关41与第二开关42维持为断开状态(步骤88),此状态为图5的电路图所示的状态,在正极输入端子31与负极输入端子33之间输出36V的直流。接下来,微型计算机51将马达5的接线设定为36V运行用(步骤89)。此处,36V运行用设定的一例为:如图5所示那样将马达5的线圈的接线设为星型接线。即,将第四开关70的开关71~73全部设为断开,将第五开关75的开关76~78全部设为接通。一旦此接线结束,则微型计算机51启动马达5而开始电动机器的作业(步骤90)。
步骤87中,若判定为所安装的是18V的电池组250,则微型计算机51将第三开关43设为断开(非连接),阻断短路线37的路径,将第一开关41与第二开关42维持为接通状态(步骤91),此状态为图6的电路图所示的状态,在正极输入端子31与负极输入端子33之间输出18V的直流。接下来,微型计算机51将马达5的接线设定为18V运行用(步骤92)。此处,18V运行用设定的一例为:如图6所示那样将马达5的线圈的接线设为三角接线。即,将第四开关70的开关71~73全部设为接通,将第五开关75的开关76~78全部设为断开。一旦此接线结束,则微型计算机51启动马达5而开始电动机器的作业(步骤90)。
一旦步骤90中的作业结束而扳机开关6恢复,则马达5停止,但直至微型计算机51关停为止,维持在步骤88或91中设定的第一开关41~第三开关43的状态,并维持在步骤89或92中设定的第四开关70、第五开关75的状态。
根据本实施例,由电动机器1的运算部50判定所安装的电池组的种类(是低/高电压电池组200还是单电压的电池组250),进行与所安装的电池组的种类相适应的输入端子(31、33)和连接端子(32、34)的接线设定,因此在具有36V用端接部形状的电动机器中,也能够安装18V用的电池组。而且,根据所安装的电池组200或250的电压来切换马达5的线圈的连接形态(是星型接线还是三角接线),因此即便在安装了低电压侧的电池组250的情况下,也能够使用电动机器1而不会那么觉得违和感。进而,对于用户而言,能够有效地随意使用所持有的电池组200、250,因此使用便利性得到提高。
而且,根据本实施例,具有包括多个线圈的马达5,且构成为,在第一电池组(250)连接于电动机器1的情况下,将多个线圈彼此以第一连接形态(例如星型接线)予以连接,在第二电池组(200)连接于电动机器的情况下,将多个线圈彼此以与第一连接形态不同的第二连接形态(例如三角接线)予以连接,因此能够根据所安装的电池组来选择效率佳的驱动方法。而且,能够弥补下述情况,即:若不切换连接形态,则只能发挥36V的一半左右的速度。而且,即便是18V,也能够确保与36V同等的转速、扭矩。能够提高同一扭矩下的转速。
实施例2
接下来,使用图8以及图9来说明本申请发明的第二实施例。图8是在本实施例的第二实施例的电动机器1A的电池组安装部10安装低/高电压电池组200时的电路图。与图5、图6所示的第一实施例的不同之处在于,从电动机器1A的电池组安装部10中省略了第一开关41(参照图5)与第二开关42(参照图5)。即,第一实施例中,第一开关41、第二开关42(参照图5)的部分未接线,因此第二连接端子32与电力线35未直接连接,第一连接端子34与接地线36未直接连接。除了无第一开关41、第二开关42(参照图5)以外的其他构成元件与第一实施例相同。马达5的星型接线与三角接线的切换方法也是使用第四开关70与第五开关75以相同的方式进行控制。在电动机器1A的电池组安装部10安装低/高电压电池组200的情况下,将第三开关43设为接通而将短路线37设为连接状态,由此,在正极输入端子31与负极输入端子33之间输出36V的直流。此时,将第四开关70的开关71~73全部设为断开,将第五开关75的开关76~78全部设为接通,以将马达5设为星型接线。
图9是在本实施例的第二实施例的电动机器1A的电池组安装部10安装低电压电池组250时的电路图。在安装低电压电池组250时,根据第三正极端子281与第三负极端子291(均参照图4(B))的形状,正极输入端子31与第二连接端子32被短路,负极输入端子33与第一连接端子34被短路。而且,微型计算机51若根据电池组种类检测电路58的输出而判断为所安装的电池组250为18V,则将第三开关43维持为断开状态。进而,微型计算机51将第四开关70的开关71~73全部设为接通,将第五开关75的开关76~78全部设为断开,以将马达5设为三角接线。
第二实施例中的电动机器1A的电压切换流程与图7所示的流程图大致相同。唯一的不同之处在于,步骤88与91中不需要第一开关41与第二开关42的控制。第二实施例中可省略第一开关41与第二开关42,因此可削减配置于电动机器1A的壳体2内的开关的个数而抑制壳体2的大型化。
实施例3
图10是在本实施例的第三实施例的电动机器1B的电池组安装部10安装低/高电压电池组200A时的电路图。18V/36V的电池组200A与图5所示的低/高电压电池组200同样,作为电池组200A的正极侧端子,设有臂部位于上侧的第一正极端子231与臂部位于下侧的第二正极端子232。同样地,设有臂部位于上侧的第二负极端子242与臂部位于下侧的第一负极端子241。在与此对应的电动机器1B中,设有正极输入端子31与负极输入端子33、第二连接端子32。但是,省略了相当于图5所示的第一连接端子34的端子。
第三实施例中,在18V/36V的电池组200A的框体内设有短路线247,在短路线247的路径中设有第三开关243。第三开关243是从壳体201(参照图2)的外部使开关可动片物理地移动,以进行接通或断开的控制。此处,设于电动机器1B的电池组安装部10侧的按压片23(图11中后述)朝向箭头235所示的方向对第三开关243的可动片243a(图11中后述)施力,由此,第三开关243变为接通。而且,当安装电池组200A时,可经由检测器44而由微型计算机51判定为电池组200A为可输出36V的机型,因此将第四开关70全部设为断开,将第五开关75全部设为接通,以将马达5的线圈设为星型接线。接下来,使用图11来说明设于电动机器1B的电池组安装部10的按压片23与第三开关243的形状。
图11(A)是图10所示的电动机器1B的电池组安装部10B的底面图。在电池组安装部10B中,上下隔开距离地配置有图4所示的正极输入端子31与第二连接端子32(图中看起来重合),且上下隔开距离地配置有负极输入端子33与第一连接端子34(图中看起来重合)。在第一连接端子34与第二连接端子32之间,设有通信用的T端子24、V端子25、LS端子26,在第一连接端子34的旁边设有LD端子28。在第二连接端子32与T端子24之间,设有用于按压第三开关243的按压片23。在设置按压片23的位置,即,在图11(B)的狭槽223中,以往的18V电池组或以往的18V/36V电池组中未在此处设有连接端子,为预备的空间。因此,在第三实施例中构成为,在预备的空间设置由合成树脂等非导体所制成的按压片23,在将电池组200安装于电池组安装部10B时,对配置于对应的狭槽223内的第三开关243进行按压。
图11(B)是低/高电压电池组200A的上表面的概略图。关于电池组200A的形状,与低/高电压电池组200的不同之处在于将第三开关243配置于狭槽223内部的结构。在电池组200A的狭槽群205中,从右侧起配置有八个狭槽221~228。狭槽222为正极用,在其内部空间配置有图4所示的第一正极端子231与第二正极端子232。狭槽227为负极用,在其内部空间配置有图4所示的第一负极端子241与第二负极端子242。当为了将电池组200A安装于图11(A)所示的电池组安装部10B而使其移动时,正极输入端子31与第二连接端子32插入至狭槽222内,第一正极端子231与第二正极端子232嵌合。而且,负极输入端子33与第一连接端子34插入至狭槽227内,第二负极端子242与第一负极端子241嵌合。而且,通信用的端子24~26、28也分别插入至狭槽224~226、228,与电池组200A侧的通信用端子嵌合。
形成于电动机器1B的电池组安装部10B的按压片23插入至狭槽223内,按压第三开关243的可动件243a而使其移动,由此,将第三开关243从断开状态切换为接通状态。即,电动机器1B的电池组安装部10B的突起(按压片23)对设于电池组200A侧的空余狭槽223内的第三开关243进行操作,因此第三开关243自动地受到操作。这样,当安装18V/36V用的双电压电池组200A时,第三开关243强制性地成为接通状态,即,成为图10的电路图所示的连接状态。当从电动机器1B的电池组安装部10B拆卸电池组200A时,所按压的按压片23离开第三开关243,因此第三开关243的可动片(可动件243a)通过未图示的弹簧的作用而返回原本的位置(初始位置),由此,第三开关243成为断开状态。
图12是在本实施例的第三实施例的电动机器1B的电池组安装部10B安装18V的电池组250时的电路图。18V的电池组250的端接部或轨道部的外观形状与图11(B)所示的电池组200A的外观相同(兼容)。图4(B)所示的第三正极端子281配置在相当于图11(B)的狭槽222的位置,图4(B)所示的第三负极端子291配置在相当于图11(B)的狭槽227的位置。另一方面,在18V的电池组250的内部未设置相当于第三开关243(参照图10)的开关,相当于图11(B)的狭槽223的位置的内部空间为空洞。因而,即便将电池组250安装于电动机器1B的电池组安装部10B,只要如箭头235那样将作为非导体的按压片23插入至空余狭槽223的内部,则电池组250侧的电路结构也无须任何变更。
电池组250具有第三正极端子281与第三负极端子291。第三正极端子281嵌合于正极输入端子31与第二连接端子32,第三负极端子291嵌合于负极输入端子33。其结果,如图12所示,在电力线35与接地线36之间输出18V的直流。而且,当安装电池组250时,可经由检测器44而由微型计算机51判定为电池组250为可输出18V的机型,因此将第四开关70全部设为接通,将第五开关75全部设为断开,以将马达5的线圈设为三角接线。
第三实施例中,将用于串联连接两个电芯单元210、220的短路线247配置于电池组200A的内部。在电动机器1B的电池组安装部10B中,设有用于对配置于电池组200A内部的第三开关243进行操作的操作构件(按压片23),因此只要将电池组200A安装于带按压片23的电动机器1B的电池组安装部10B,便可自动地将电池组200A的输出切换至高输出侧。
以上,在第一至第三实施例中,在电池组安装部10、10B安装有高电压(36V)的电池组时将马达5设为星型接线,安装有低电压(18V)的电池组时将马达5设为三角接线。但是,在最适合于高电压驱动的旋转控制与最适合于低电压驱动的旋转控制之间切换马达5的控制的方法也可作其他考虑。
图13是表示马达的控制特性的切换例的图,图13(A)是表示变更了电子提前角时的马达转速与马达扭矩的关系的图。此处,对电子提前角进行说明。将在位置检测元件(霍尔集成电路(Integrated Circuit,IC))48经由旋转位置检测电路53输出至运算部50(微型计算机51)的信号从接通切换为断开、或者从断开切换为接通的瞬间切换逆变器电路65的半导体开关元件Q1~Q6的接通、断开的情况称作电子提前角0度。将在转子5a的旋转角比此时机提前15度的时机切换逆变器电路65的半导体开关元件Q1~Q6的接通、断开的情况称作电子提前角30度(15度×2(四极转子的情况))。图中,纵轴为马达5的转速(单位:min-1),横轴为马达5的产生扭矩(单位:N·m)。特性93是在支持18V/36V的电动机器1中,以36V驱动马达5且以30度驱动电子提前角时的马达转速与马达扭矩的特性。具有下述特性,即,当马达扭矩变大时,马达转速呈线性下降。此种特性的马达5中,当以18V的电力驱动相同的马达5时,成为虚线所示的特性94,因此不论是马达转速还是马达扭矩均变小。因此,在相对于电子提前角0度的时机而转子5a的旋转角为30度前(电子提前角30×2(4极转子的情况)=60度)切换逆变器电路65的半导体开关元件Q1~Q6的接通、断开,即便在18V的电力时也将电子提前角从30度变更为60度,由此,能够如特性95那样使低扭矩区域内的马达转速大幅上升。这样,在将18V电池组250安装于电动机器1时,通过加大电子提前角,能够接近36V运行时的旋转特性。
图13(B)是表示变更了导通角时的马达转速与马达扭矩的关系的图。此处,对导通角进行说明。由于根据转子5a的位置(位置检测元件48的输出)来切换逆变器电路65的半导体开关元件Q1~Q6的接通、断开,因此流经各定子线圈(U相、V相、W相)的电流也在通电的接通、断开或电流的流动方向(正方向、反方向)上产生变化。所谓120度通电,是指在转子5a旋转60度(以电子角计为60度×2(四极转子的情况)=120度)之前,以各定子线圈的通电的接通、断开以及电流的流动方向不会发生变化的方式来使逆变器电路65的半导体开关元件Q1~Q6接通、断开。特性96是在支持18V/36V的电动机器1中,以36V驱动马达5且以120度驱动导通角时的马达转速与马达扭矩的特性。具有下述特性,即,当马达扭矩变大时,马达转速呈线性下降。在此种特性的马达5中,当以18V的电力驱动相同的马达5时,成为虚线所示的特性97,因此不论是马达转速还是马达扭矩均变小。因此,在转子5a旋转90度(以电子角计为90度×2(四极转子的情况)=180度)之前,以各定子线圈的通电的接通、断开以及电流的流动方向不会发生变化的方式来使逆变器电路65的半导体开关元件Q1~Q6接通、断开,即便在18V的电力时也将导通角从120度变更为180度,因此,能够如特性98那样使低扭矩区域内的马达转速大幅上升。这样,在将18V电池组250安装于电动机器1时,通过加大导通角,能够接近36V运行时的旋转特性。
以上,基于实施例对本发明进行了说明,但本发明并不限定于所述的实施例,可在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。
符号的说明
1、1A、1B:电动机器
2:壳体
2a:本体部
2b:把手部
2c:锯罩
3:底座
3a:切除部
4:马达罩
5:马达
5a:转子
5b:定子
6:扳机开关
8:锯片
9:保护罩
10、10B:电池组安装部
11、12:轨道部
11a、11b:凹部
15:端接部
23:按压片
24:T端子
25:V端子
26:LS端子
28:LD端子
30:分隔板
31:正极输入端子
32:第二连接端子
33:负极输入端子
34:第一连接端子
35:电力线(正电力线)
36:电力线(接地线)
37:短路线
41:第一开关
42:第二开关
43:第三开关
44:检测器
45:电容器
46:分流电阻
48:位置检测元件
50:运算部
51:微型计算机
52:控制信号电路
53:旋转位置检测电路
54:转速检测电路
55:动作模式检测电路
56:动作模式开关
57:电流检测电路
58:电池组种类检测电路
59:电压检测电路
60:控制电源电路
61:开关操作检测电路
62:接通维持信号
65:逆变器电路
70:第四开关
71~73:开关
75:第五开关
76~78:开关
101:电动机器
110:电池组安装部
151:电动机器
160:电池组安装部
200、200A:电池组(低/高电压电池组、第一电池组)
201:壳体
202:下段面
203:阶差部
204:上段面
205:狭槽群
207:挡块部
208a、208b:轨道槽
209a、209b:锁扣按钮
210:第一电芯单元
220:第二电芯单元
221~228:狭槽
231:第一正极端子
231a、231b:臂部
232:第二正极端子
232a、232b:臂部
241:第一负极端子
241a、241b:臂部
242:第二负极端子
242a、242b:臂部
243:第三开关
243a:可动件
247:短路线
250:电池组(低电压电池组、第二电池组)
251:壳体
252:下段面
253:阶差部
254:上段面
255:狭槽群
258a:轨道槽
259a:锁扣按钮
260:第三电芯单元
270:第四电芯单元
281:第三正极端子
281a、281b:臂部
291:第三负极端子
291a、291b:臂部
Q1~Q6:开关元件
Vcc:基准电压。
Claims (13)
1.一种电动机器,能够择一性地连接第一电池组与第二电池组,所述第一电池组能够选择性地输出高电压或低电压,所述第二电池组能够仅输出所述低电压,所述电动机器的特征在于,
构成为,在所述第一电池组连接于所述电动机器的情况下,从所述第一电池组将所述高电压供给至所述电动机器,在所述第二电池组连接于所述电动机器的情况下,从所述第二电池组将所述低电压供给至所述电动机器。
2.根据权利要求1所述的电动机器,其特征在于,
所述电动机器具有电压切换部,所述电压切换部对从电池组供给至所述电动机器的电压进行切换,
所述电压切换部构成为,在所述第一电池组连接于所述电动机器的情况下,将从所述第一电池组供给至所述电动机器的电压切换为所述高电压。
3.根据权利要求2所述的电动机器,其特征在于,
所述电压切换部构成为,在所述第二电池组连接于所述电动机器的情况下,将从所述第二电池组供给至所述电动机器的电压维持为所述低电压。
4.根据权利要求3所述的电动机器,其特征在于,
所述电压切换部构成为,所述第一电池组中所含的多个电芯经由所述电压切换部彼此连接,并且,所述第二电池组中所含的多个电芯不经由所述电压切换部彼此连接。
5.根据权利要求4所述的电动机器,其特征在于,
所述电压切换部具有第一开关部,所述第一开关部构成为,能够将所述第一电池组中所含的多个电芯彼此连接,
所述第一开关部在所述第一电池组连接于所述电动机器的情况下设为接通,在所述第二电池组连接于所述电动机器的情况下设为断开。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动机器,其特征在于,
所述电动机器具有包括多个线圈的马达,
所述电动机器在所述第一电池组连接于所述电动机器的情况下,将所述多个线圈彼此以第一连接形态予以连接,在所述第二电池组连接于所述电动机器的情况下,将所述多个线圈彼此以与所述第一连接形态不同的第二连接形态予以连接。
7.根据权利要求6所述的电动机器,其特征在于,
构成为,所述第一连接形态适合于高电压驱动,并且所述第二连接形态适合于低电压驱动。
8.根据权利要求6或7所述的电动机器,其特征在于,
构成为,在对所述马达施加有相同的电压的情况下,若对所述第一连接形态与所述第二连接形态进行比较,则所述第二连接形态更容易使大电流流动。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电动机器,其特征在于,
所述第一电池组具有:第一电芯单元及第二电芯单元、连接于所述第一电芯单元的正极的第一正极端子、连接于所述第一电芯单元的负极的第一负极端子、连接于所述第二电芯单元的正极的第二正极端子、以及连接于所述第二电芯单元的负极的第二负极端子,
所述第二电池组具有:包含在至少一个电芯单元中的第三电芯单元、连接于所述第三电芯单元的正极的第三正极端子、以及连接于所述第三电芯单元的负极的第三负极端子,
所述电动机器具有:能够连接于所述第一正极端子及第三正极端子的正极输入端子、能够连接于所述第二负极端子及第三负极端子的负极输入端子、能够连接于所述第一负极端子的第一连接端子、能够连接于所述第二正极端子的第二连接端子、将所述第一连接端子及第二连接端子彼此连接的连接部、以及连接于所述正极输入端子及负极输入端子的负载部,
在所述第一电池组连接于所述电动机器的情况下,所述第一正极端子连接于所述正极输入端子,所述第二负极端子连接于所述负极输入端子,所述第一负极端子连接于所述第一连接端子,所述第二正极端子连接于所述第二连接端子,在所述第一电芯单元及第二电芯单元经由所述连接部彼此串联连接的状态下,从所述第一电池组对所述负载部供给电力,
在所述第二电池组连接于所述电动机器的情况下,所述第三正极端子连接于所述正极输入端子,所述第三负极端子连接于所述负极输入端子,从所述第二电池组对所述负载部供给电力。
10.根据权利要求9所述的电动机器,其特征在于包括:
控制部,连接于所述第一开关部,
所述控制部构成为,根据所连接的电池组来切换所述第一开关部的接通以及断开。
11.根据权利要求10所述的电动机器,其特征在于包括:
第二开关部,设在所述第一负极端子与接地线之间;以及
第三开关部,设在所述第二正极端子与正电力线之间,
所述控制部在连接有所述第一电池组的情况下阻断所述第二开关部及第三开关部,在连接有所述第二电池组的情况下连接所述第二开关部及第三开关部。
12.一种电动机器,能够择一性地连接第一电池组与第二电池组,所述第一电池组能够选择性地输出高电压或低电压,所述第二电池组能够仅输出所述低电压,所述电动机器的特征在于,
具有包括多个线圈的马达,且
构成为,在所述第一电池组连接于所述电动机器的情况下,将所述多个线圈彼此以第一连接形态予以连接,在所述第二电池组连接于所述电动机器的情况下,将所述多个线圈彼此以与所述第一连接形态不同的第二连接形态予以连接。
13.根据权利要求12所述的电动机器,其特征在于,
所述第一连接形态为所述多个线圈的星型接线,所述第二连接形态为所述多个线圈的三角接线。
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