JP2014029660A - 背負式電源 - Google Patents

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Abstract

【課題】 二次電池を搭載した背負式電源を提供する。
【解決手段】 背負式電源１は、二次電池５１を収容したケース部５と、ケース部５を背負うための背負部６と、を備え、ケース部５は、背負われる際にユーザの背中と対向する背当面５４を有し、背当面５４には、凹部５５及び凸部５６が形成されており、凸部５５及び凹部５６は、ケース部５が背負われた状態において、それぞれ、水平方向に延びていることを特徴としている。
【選択図】図４

Description

本発明は、二次電池を搭載した背負式電源に関する。
従来より、電動工具等の携帯用電源として、二次電池を収容し、腰に装着可能なバッテリーホルスターが知られている（例えば、特許文献１参照）。
実開平７−３９８３号公報
本発明は、上記バッテリーホルスターよりも大容量の携帯用電源である背負式電源を提供しようとするものである。
上記課題を解決するために、本発明は、二次電池を収容したケース部と、前記ケース部を背負うための背負部と、を備え、前記ケース部は、背負われる際にユーザの背中と対向する背当面を有し、前記背当面には、凹部及び凸部が形成されており、前記凸部及び前記凹部は、前記ケース部が背負われた状態において、それぞれ、水平方向に延びていることを特徴とする背負式電源を提供している。
このような構成によれば、水平方向に吹くことの多い風が、ユーザの背中と凹部との間に形成され、水平方向に延びた空間を通過しやすくなるので、二次電池において発生した熱のユーザの背中への伝達や、ユーザの背中での蒸れの発生が一層軽減される。
また、前記背負部は、前記ケース部が背負われた際にユーザの背中と当接するパッド部を有しており、前記パッド部は、前記ケース部が背負われた状態において、上下方向に延びる溝を有していることが好ましい。
このような構成によれば、水平方向に延びる凹部及び凸部と直交する方向に延びる溝がパッド部に形成されているので、パッド部とケース部との間にずれが生じることが抑制される。
また、本発明の別の観点では、二次電池を収容したケース部と、前記ケース部を背負うための背負部と、を備え、前記ケース部は、背負われる際にユーザの背中と対向する背当面を有し、前記背当面には、凹部及び凸部が形成されており、前記凸部は、内部が空洞となっていることを特徴とする背負式電源を提供している。
このような構成によれば、ユーザの背中と二次電池との間を断熱することができるので、二次電池において発生した熱のユーザの背中への伝達や、ユーザの背中での蒸れの発生が軽減される。
また、本発明の別の観点では、二次電池を収容したケース部と、前記ケース部を背負うための背負部と、前記二次電池と接続された電源ケーブルと、を備え、前記ケース部は、背負われる際にユーザの背中と対向する背当面を有しており、前記電源ケーブルは、前記ケース部が背負われた状態において、前記背当面の水平方向の幅の中央部から、前記水平方向よりも上方向に延出していることを特徴とする背負式電源を提供している。
このような構成によれば、ユーザが背負式電源を背負った状態で地面等に座る際に、電源ケーブルが地面等に当たって座る動作が妨げられることが防止されている。
また、本発明の別の観点では、二次電池を収容したケース部と、前記ケース部を背負うための背負部と、前記二次電池と接続された電源ケーブルと、を備え、前記ケース部は、背負われる際にユーザの背中と対向する背当面を有し、前記電源ケーブルは、前記ケース部が背負われた状態において、前記背当面の水平方向における幅の中央部から延出しており、前記背当面には、前記ケース部が背負われた状態において、前記電源ケーブルを前記中央部から前記背当面の前記水平方向における両端部に向けてガイドするガイド部が形成されていることを特徴とする背負式電源提供している。
このような構成によれば、電源ケーブルの先端に接続された電動工具による作業の際に電源ケーブルが垂れ下がって作業効率が低下することが抑制される。
また、本発明の別の観点では、二次電池を収容したケース部と、前記ケース部を背負うための背負部と、前記二次電池と接続された電源ケーブルと、を備え、前記背負部は、前記ケース部が背負われた際にユーザの背中と当接するパッド部を有しており、前記パッド部は、前記ケース部にネジ留めされていることを特徴とする背負式電源を提供している。
このような構成によれば、パッド部とケース部との接続が外れてユーザに危険を及ぼすことが防止される。
また、前記パッド部は、非剛性部材により形成されており、前記ケース部が背負われた状態において、前記パッド部の水平方向における両端部よりも中央側で前記ケース部にネジ留めされていることが好ましい。
このような構成によれば、パッド部の水平方向における両端部がケース部に固定されていないため、パッド部をユーザの体にフィットさせることが可能となる。
また、本発明の別の観点では、アダプタを介して電動工具と接続可能な背負式電源であって、二次電池を収容したケース部と、前記ケース部を背負うための背負部と、前記二次電池と前記アダプタとを接続する電源ケーブルと、を備え、前記電源ケーブルは、前記二次電池と前記アダプタうちの少なくとも一方に対して着脱可能であることを特徴とする背負式電源を提供している。
このような構成によれば、作業中に誤って電源ケーブルを切断してしまったような場合であっても、電源ケーブルを容易に交換して作業を再開することが可能となる。また、電源ケーブルを電動工具の定格出力に応じた太さのものに交換することが可能となるので、例えば、低出力の電動工具に接続される場合には、細めの電源ケーブルに交換することで、作業効率を向上させることが可能となる。
また、本発明の別の観点では、アダプタを介して電動工具と接続可能な背負式電源であって、二次電池を収容したケース部と、前記ケース部を背負うための背負部と、前記二次電池と前記アダプタとを接続する電源ケーブルと、を備え、前記電源ケーブルは、分離可能であることを特徴とする背負式電源を提供している。
このような構成によれば、アダプタを二次電池から容易に分離することが可能となるので、例えば、休憩時等に余計な重量がユーザにかかることが防止される。
また、本発明の別の観点では、二次電池を収容したケース部と、前記ケース部を背負うための背負部と、前記二次電池と接続された電源ケーブルと、を備え、前記背負部は、前記ケース部が背負われた際にユーザの背中と当接するパッド部を有しており、前記パッド部には、前記ケース部が背負われた状態において、水平方向に延びる凹部及び凸部が形成されていることを特徴とする背負式電源を提供している。
このような構成によれば、水平方向に吹くことの多い風が、ユーザの背中と凹部との間に形成され、水平方向に延びた空間を通過しやすくなるので、二次電池において発生した熱のユーザの背中への伝達や、ユーザの背中での蒸れの発生が一層軽減される。
また、本発明の別の観点では、二次電池を収容したケース部と、前記ケース部を背負うための背負部と、前記ケース部と前記背負部との間の隙間を調整可能なトップストラップと、を備えたことを特徴とする背負式電源を提供している。
このような構成によれば、ユーザは、トップストラップの長さを調整することにより、ユーザの背中（背負部）とケース部との間の隙間を調整することができ、これにより、ケース部をユーザの背中へフィットさせることが可能となる。その結果、ケース部の重心とユーザの背中との距離が近づくこととなるので、ユーザが後方へ転ぶ可能性を低減させることができる。また、ケース部の荷重が背負部（肩ベルト）に均一に分散されるため、ユーザの疲労を大幅に減少させることが可能となる。
また、前記ケース部と前記背負部とを固定する取付手段とをさらに有する背負式電源であって、前記取付手段は、少なくともその一部分が工具を用いることなく前記ケース部の背当面と前記背負部とを着脱可能であることが好ましい。以上の構成によれば、ユーザは、ドライバ等の工具を使用せずに背当面と背負部とを着脱することができる。
前記取付手段は、前記電源ケーブルの第１の延出方向に対応する第１の取付部と、前記電源ケーブルの第２の延出方向に対応する第２の取付部とを有し、前記第１の取付部は、前記電源ケーブルを前記ケース部の第１の端部まで固定し、前記第２の取付部は、前記電源ケーブルを前記ケース部の第２の端部まで固定することが好ましい。以上の構成によれば、出力ケーブルをケース部の第１の端部または第２の端部まで確実に固定することができる。
前記着脱可能な取付手段は、ネジ、ボタン、面ファスナー、カプラからなるグループから選択されることが好ましい。以上の構成によれば、ユーザは、ドライバ等の工具を使用せずに容易に、かつ、確実にケーブルの延出方向を切替えることができる。
本発明によれば、大容量の携帯用電源である背負式電源を提供することが可能となる。
本発明の第１の実施の形態による背負式電源の使用例の説明図 本発明の第１の実施の形態による背負式電源の正面図 本発明の第１の実施の形態による背負式電源の背面図 本発明の第１の実施の形態によるケース部の側面図 本発明の第１の実施の形態によるケース部の背面図 本発明の第１の実施の形態による背負式電源の側断面図 本発明の第１の実施の形態によるポケットの側面図 本発明の第１の実施の形態による操作部の平面図 本発明の第１の実施の形態による収納部の説明図 本発明の第１の実施の形態による背負式電源、アダプタ、及び、充電器の回路図 本発明の第１の実施の形態による背負式電源とアダプタとの接続の説明図 本発明の第１の実施の形態によるアダプタの電動工具への接続の説明図 本発明の第２の実施の形態による背負式電源、アダプタ、及び、充電器の回路図 本発明の第３の実施の形態による背負式電源のケース部の背面図 本発明の第３の実施の形態による背負式電源の正面図 本発明の変形例による背負式電源へのアダプタの接続の説明図 本発明の変形例による収納部材の斜視図 本発明の変形例による収納部材と係合されたアダプタの斜視図 本発明の変形例によるアダプタの収容部の外観図 本発明の変形例による腰ベルトに取り付けられたアダプタの収容部の説明図 本発明の変形例によるアダプタの収容部の外観図 本発明の変形例によるケース部に取り付けられたアダプタの収容部の説明図 本発明の変形例による操作部の上面図
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施の形態による背負式電源１は、内部に収容された電池パック５１（図７）を背負った状態で電動工具２による作業を行うためのものである。
電池パック５１から電動工具２への電力の供給は、背負式電源１と電動工具２との間にアダプタ３が接続された状態で行われる。また、背負式電源１に収容された電池パック５１は、充電器４（図７）により充電されることも可能な構成となっており、その際にも、背負式電源１と充電器４との間にはアダプタ３が接続される。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、背負式電源１は、ケース部５と、背負部６と、を備えている。なお、図１、２とその他の図面とでは、背負式電源１の外観の模様及び形状が多少異なる場合があるが、本実施の形態では、同一の機能を奏する構成として説明する。
ケース部５は、ボックス形状を有しており、内部に、電池パック５１と、制御基板５２と、を収容している（図７）。また、図３に示すように、ケース部５の側面には、メイン電源スイッチ５３が設けられている。
電池パック５１は、直列に接続された複数の二次電池５ｃ（図７）から構成されている。本実施の形態では、電池パック５１は、大容量を有しており、詳細には、直列に接続された複数の二次電池のユニットが複数組、並列に配置された構成となっている。
制御基板５２とメイン電源スイッチ５３の構成については後述する。
図３及び図４に示すように、ケース部５には、ユーザの背中と当接する背当面５４が樹脂又はアルミ等の金属等により略四角形状に形成されており、背当面５４には、左右方向に延びる複数の凹部５５及び凸部５６が交互に形成されている。従って、背負式電源１を背負った際には、ユーザの背中は、後述するパッド部６１を介して凸部５６と当接し、ユーザの背中（パッド部６１）と凹部５５との間には空間が存在することとなる。
上記したように、本実施の形態による電池パック５１は、大容量を有しているため、背負式電源１の使用に伴い、電池パック５１の温度が、ユーザが不快と感じる温度まで上昇する虞がある。しかしながら、本実施の形態による背負式電源１では、上記構成により、ユーザの背中と背当面５４との間に通気性が確保されることとなるため、電池パック５１において発生した熱のユーザの背中への伝達や、ユーザの背中での蒸れの発生が大幅に軽減されている。
特に、本実施の形態では、図３及び図４に示すように、複数の凹部５５及び凸部５６は、左右（水平）方向に延びている。
このような構成により、左右方向に吹くことの多い風が、ユーザの背中と凹部５５との間に形成され、左右方向に延びた空間を通過しやすくなるので、電池パック５１において発生した熱のユーザの背中への伝達や、ユーザの背中での蒸れの発生が一層軽減されている。
更に、本実施の形態では、図５に示すように、ユーザの背中と当接する凸部５６の内部は、電池パック５１、制御基板５２等が配置されていない空洞となっている。
このような構成により、ユーザの背中と電池パック５１との間を断熱的に隔離することができるので、電池パック５１において発生した熱のユーザの背中への伝達や、ユーザの背中での蒸れの発生が一層軽減されている。
また、図４に示すように、背当面５４の下部には、ケーブル延出孔５７が形成されており、ケーブル延出孔５７からは、電動工具２（アダプタ３）と接続される電源ケーブル５８が水平方向よりも上方向に延出している。
このような構成により、ユーザが背負式電源１を背負った状態で地面等に座る際に、電源ケーブル５８が地面等に当たって座る動作が妨げられることが防止されている。
更に、図３及び図４に示すように、背当面５４には、ケーブル延出孔５７から左右方向に延出するように形成されたガイド溝５７ａが形成されている。
このような構成によれば、電源ケーブル５８は、左右方向に延出するように形成されたガイド溝５７ａに沿って背当面５４の左右いずれかの端部へ向けてガイドされることとなるため、ユーザの利き腕や電動工具２との関係に応じて、ユーザが所望の方向に電源ケーブル５８を延出可能であり、作業性が向上する。また、電源ケーブル５８の先端に接続された電動工具２による作業の際に電源ケーブル５８が垂れ下がって作業効率が低下することも抑制されている。
図２（ａ）、図２（ｂ）、及び、図５に示すように、背負部６は、パッド部６１と、一対の肩ベルト６２と、一対の腰ベルト６３と、を備えている。
パッド部６１は、ユーザの背中と背当面５４の間に配置されるものであり、背当面５４と略同一サイズの非剛性部材により形成されている。
パッド部６１には、図２（ｂ）及び図５に示すように、クッション性を有する複数の当接部６１ａにより、複数の凹部（６１ｂ）が形成されている。このような構成により、ユーザの背中とパッド部６１との間に通気性が確保されることとなるため、電池パック５１において発生した熱のユーザの背中への伝達や、ユーザの背中での蒸れの発生が軽減されている。
パッド部６１の左右方向の両端部には、図２（ａ）、図２（ｂ）、及び、図５に示すように、ケース部５から延出した一対のトップストラップ６１ｃが肩ベルト６２に係合されている。ユーザは、トップストラップ６１ｃの長さを調整することにより、ユーザの背中（パッド部６１）とケース部５との間の隙間を調整することができ、また、ケース部５の荷重を肩ベルト６２に効率的に分散させることができる。これにより、ケース部５をユーザの背中へフィットさせることが可能となる。また、ケース部の重心をユーザに近づけることが可能となるため、ユーザが背面方向へ転倒する虞を低減させることができる。更に、ケース部５の荷重が肩ベルト６２に効率的に分散されることで、ユーザの疲労を大幅に減少させることが可能となる。
一対の肩ベルト６２は、パッド部６１の両端部において、上部と下部に渡ってそれぞれ掛け渡されており、ユーザは、肩ベルト６２によって形成された空間に肩を通すことにより、背負式電源１を背負うことが可能となる。
また、パッド部６１の両端部の下部からは、一対の腰ベルト６３が略水平方向にそれぞれ延出している。一対の腰ベルト６３の先端部は、互いに係合可能な構成となっており、先端部を係合させることにより、背負式電源１（背当面５４）をユーザの体にフィットさせることが可能となっている。
なお、水平方向において左右の肩ベルト６２を係合可能とするための補助ベルトを腰ベルト６３の上部に設けてもよく、このような構成により、使用時にユーザが体を動かした場合であっても、背負式電源１（背当面５４）とユーザの体とのすれを低減させることが可能となる。
肩ベルト６２及び腰ベルト６３が接続されたパッド部６１は、背当面５４に形成された複数のネジ孔５９（図４及び図５）に対してネジ留めされている。
本実施の形態による背負式電源１では、電池パック５１は相当な重量となるため、ケース部５と背負部６との係合には、十分な注意が必要である。
本実施の形態による背負式電源１では、パッド部６１が背当面５４に形成された複数のネジ孔５９にネジ留めされているので、ケース部５と背負部６との接続が外れることが防止されている。また、上記トップストラップ６１ｃを有する構造により、ケース部５と背負部６の係合に必要な力が分散されている。
また、複数のネジ孔５９は、パッド部６１（背当面５４）の左右方向における両端部よりも中央側に形成されている。
このような構成によれば、パッド部６１の左右方向における両端部がケース部５に固定されていないため、非剛性部材により形成されたパッド部６１が湾曲し、ユーザの体にフィットさせることが可能となっている。
また、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ケース部５からは、制御基板５２と接続された操作用ケーブル６４が延出しており、操作用ケーブル６４の先端には操作部６５が接続されている。
ここで、図２（ａ）及び図６（ａ）に示すように、各腰ベルト６３には、ポケット（カバー部）６３ａが取り付けられており、ポケット６３ａと腰ベルト６３との間には、操作部６５及び操作用ケーブル６４が挿通可能かつ操作用ケーブル６４の余分な部分が収納可能な空間６３ｂが形成されている。
このような構成によれば、背負式電源１による作業中に、操作用ケーブル６４の余分な部分が枝等にひっかかる可能性や、操作用ケーブル６４の余分な部分による作業効率の低下を抑制することが可能となる。また、ユーザの体格に関わらず操作用ケーブル６４の余分な部分が生じなくなるので、ユーザの体格による背負式電源１の利便性の差異がなくなる。
図６（ｂ）に示すように、操作部６５は、ボックス形状を有しており、その表面に、サブ電源スイッチ６６、残量スイッチ６７、残量表示ＬＥＤ６８ａ、電源ＬＥＤ６８ｂ、及び、異常ＬＥＤ６８ｃが、設けられている。
ユーザは、サブ電源スイッチ６６をオフすることにより、背負式電源１から電動工具２への電力の供給を停止させることができ、また、残量スイッチ６７を操作することにより、残量表示ＬＥＤ６８ａに電池パック５１の残量を５段階で表示させることができる。
このように、ケース部５から延出した腰ベルト６３に操作部６５が取り付けられていることにより、ユーザがケース５を背負った状態、すなわち、電動工具２で作業を行っている時等に電池パック５１の残量等を確認することが容易となっている。
また、図２（ｂ）に示すように、腰ベルト６３には、操作部６５を収納するための収納部６９が取り付けられている。
腰ベルト６３とポケット６３ａとの間に形成された空間６３ｂを挿通するためには、操作部６５は収納部６９等に収納されていないシンプルな状態であることが好ましいが、その一方で、収納部６９に収納されていない操作部６５は、過度の衝撃や想定以上の浸水等に弱い。
そこで、本実施の形態では、操作部６５は、腰ベルト６３とポケット６３ａとの間に形成された空間６３ｂを挿通した上で収納部６９に収納されており、このような構成により、操作部６５の空間６３ｂへの挿通を容易にしながらも、操作部６５の破損やショート等をより抑制している。
収納部６９には、ユーザが、残量表示ＬＥＤ６８ａ、電源ＬＥＤ６８ｂ、及び、異常ＬＥＤ６８ｃを視認可能な透過部６９ａが形成されている。
このような構成により、残量表示ＬＥＤ等を腰ベルト６３に保持した状態で、ユーザが残量表示ＬＥＤ６８ａ等を視認することが可能となる。
更に、収納部６９は、図６（ｃ）に示すように、その上部を支点として回動可能な構成となっている。
このような構成により、操作部６５を腰ベルト６３に保持した状態で、ユーザが残量表示ＬＥＤ６８ａ等を視認することが可能となる。
続いて、図７を用いて、ケース部５に収容された制御基板５２の構成について説明する。図７に示すように、制御基板５２を搭載した背負式電源１は、アダプタ３を介して充電器４と接続されることで、充電システムＡを構成する。また、背負式電源１は、同一のアダプタ３を介して電動工具２と接続される構成となっている。
制御基板５２は、電池側プラス端子５ａ及び電池側マイナス端子５ｂ、を備えており、また、制御基板５２には、上述したメイン電源スイッチ５３と、レギュレータ５２１と、スイッチング素子５２２と、遮断回路５２３と、保護ＩＣ５２４と、サーミスタ５２５と、電池側マイコン５２６と、が搭載されている。
電池側プラス端子５ａ及び電池側マイナス端子５ｂは、電源ケーブル５８と接続されており、また、電池側プラス端子５ａ及び電池側マイナス端子５ｂは、電池パック５１のプラス端子５１ａ及びマイナス端子５１ｂとそれぞれ接続されている。電池パック５１のプラス端子５１ａと電池側プラス端子５ａとの間には、メイン電源スイッチ５３、スイッチング素子５２２、及び、遮断回路５２３が、その順番で接続されている。
レギュレータ５２１は、メイン電源スイッチ５３とスイッチング素子５２２の間の接点に接続されており、電池パック５１から出力された電圧を変圧し、駆動電圧として保護ＩＣ５２４及び電池側マイコン５２６に供給する。
スイッチング素子５２２は、ＦＥＴから構成されている。上述したサブ電源スイッチ６６は、電池側マイコン５２６と接続されており、サブ電源スイッチ６６がオフされると、電池側マイコン５２６は、スイッチング素子５２２のゲートにオフ信号を出力してスイッチング素子５２２をオフさせる。
このような構成では、レギュレータ５２１は、スイッチング素子５２２よりも電池パック５１側の電流路に接続されているので、電動工具２への電力供給を停止させるために主に使用されるサブ電源スイッチ６６（スイッチング素子５２２）がオフされても、保護ＩＣ５２４及び電池側マイコン５２６へは、駆動電力が供給されることとなる。
ところが、本実施の形態による背負式電源１は、所定のシーズンのみの使用が多い電動工具に好適なものであるところ、サブ電源スイッチ６６（スイッチング素子５２２）のみがオフされた状態で放置されると、保護ＩＣ５２４及び電池側マイコン５２６へ電力が供給され続け、その結果、次のシーズンには、電池パック５１の残容量が減少し、場合によっては、過放電等により電池パック５１が劣化する虞がある。
そこで、本実施の形態による背負式電源１では、スイッチング素子５２２よりも電池パック５１側の電流路上にメイン電源スイッチ５３を設け、レギュレータ５２１は、メイン電源スイッチ５３とスイッチング素子５２２の間の電流路に接続されている。
このような構成により、背負式電源１を長時間使用しない場合にはメイン電源スイッチ５３をオフしておくことで、保護ＩＣ５２４及び電池側マイコン５２６への電力供給も遮断することが可能となり、電力の浪費や過放電等による電池パック５１の劣化を抑制することが可能な構成となっている。
また、本実施の形態では、メイン電源スイッチ５３は、機械式スイッチから構成されているので、サブ電源スイッチ６６に依らず全回路を停止させることが可能となる。
なお、本実施の形態では、３０Ａもの電流を供給可能な大容量の電池パック５１を採用しているため、メイン電源スイッチ５３も、そのような大電流に耐久可能なものを採用している。
また、図３に示すように、本実施の形態による背負式電源１では、メイン電源スイッチ５３は、ケース部５の側面に設けられている。メイン電源スイッチ５３は、本実施の形態における側面のみならず、ケース部５の下面等、ユーザが背負った状態でも操作可能な位置に設けることが好適である。このような構成により、作業中に誤ってメイン電源スイッチ５３がオフされてしまうことを抑制するのにならず、速やかに全回路を停止する必要が生じた時に、ユーザは、背負式電源１を背負ったままで、給電、及び、全回路を停止することが可能となる。
遮断回路５２３は、ＦＥＴから構成されており、電池側マイコン５２６による制御に基づき、電池側プラス端子５ａと、電池パック５１と、電池側マイナス端子５ｂとにより形成された電流路の解放・遮断を行う。
保護ＩＣ５２４は、充電時において電池パック５１の満充電を検知した場合には、充電停止信号を電池側マイコン５２６に出力し、放電時において電池パック５１の過放電又は過電流を検知した場合には、放電停止信号を電池側マイコン５２６に出力する。
サーミスタ５２５は、電池パック５１の温度を電池温度信号として電池側マイコン５２６に出力する。
電池側マイコン５２６は、保護ＩＣ５２４から充電停止信号又は放電停止信号が入力された場合に、遮断回路５２３に電流路を遮断させる。
また、電池パック５１は、高温になると劣化が進行し、使用不能となる等の虞があるので、電池側マイコン５２６は、サーミスタ５２５から入力された電池温度信号が所定以上の温度を示すものである場合にも、遮断回路５２３に電流路を遮断させる。
また、充電時においては、電池パック５１の規格に適合していない充電器４が背負式電源１に接続されることにより、電池パックの５１の規格よりも大きな電圧又は電流が充電器４から電池パック５１に供給されたような場合にも、電池パック５１が使用不能となる虞がある。
従って、電池側マイコン５２６は、電池パック５１に供給される電圧及び電流を検出し（電圧・電流検出信号）、電池パック５１に供給される電圧又は電流が所定以上であった場合にも、遮断回路５２３に電流路を遮断させる。
このように、本実施の形態による背負式電源１では、電池パック５１が、満充電や異常を検知した場合に、電池パック５１側で電流路を遮断する。従って、背負式電源１に接続された充電器４に依存せずに、背負式電源１本体内で独立して満充電時や異常時に電池パック５１への電力の供給を確実に停止させることができるので、電池パック５１の劣化等を抑制し、使用不能となる可能性を低減させている。
続いて、充電器４の構成について説明する。
充電器４は、充電器側プラス端子４ａと、充電器側マイナス端子４ｂと、電池種入力端子４ｃと、電池温度入力端子４ｄと、電源４１と、充電器側マイコン４２と、を備えた従来の充電器である。
電源４１は、商用電源からの交流電力を直流電力に変換して充電器側プラス端子４ａ及び充電器側マイナス端子４ｂから充電電力として出力する。
充電器側マイコン４２は、電池種入力端子４ｃに入力された電池種信号及び電池温度入力端子４ｄに入力された電池温度信号に基づき、電源４１が出力する充電電圧及び充電電流を制御する。但し、充電器側マイコン４２は、電池種入力端子４ｃ及び電池温度入力端子４ｄに所定範囲に含まれる信号が入力されていない場合には、充電動作を行わないよう、すなわち、充電器側プラス端子４ａと充電器側マイナス端子４ｂとの間に電圧を印加しないよう電源４１を制御する。
続いて、アダプタ３の構成について説明する。
背負式電源１は、電動工具２又は充電器４には、電源ケーブル５８と接続されたアダプタ３を介して接続される。
なお、図７及び図８に示すように、電源ケーブル５８は、両端に設けられたコネクタ５８ａ及び５８ｂを介して、螺合により背負式電源１及びアダプタ３と着脱可能に接続されている。
このような構成によれば、作業中に誤って電源ケーブル５８を切断してしまったような場合であっても、電源ケーブル５８を容易に交換して作業を再開することが可能となる。また、電源ケーブル５８を電動工具２の定格出力に応じた太さのものに交換することが可能となるので、例えば、低出力の電動工具２に接続される場合には、細めの電源ケーブル５８に交換することで、作業効率を大幅に向上させることが可能となる。
また、電源ケーブル５８は、図８に示すように、螺合により互いに接続されるコネクタ５８ｃ及び５８ｄを備えており、それらの接続を解除することにより、電源ケーブル５８を背負式電源１側とアダプタ３側とに分離することが可能な構成となっている。
このような構成によれば、アダプタ３を背負式電源１から容易に分離することが可能となるので、例えば、休憩時等に余計な重量がユーザにかかることが防止される。
図８及び図９に示すように、アダプタ３は、上面に電動工具２と接続される横スライドタイプの接続部３１を備えており、また、電源ケーブル５８は、下面から下方向に延出するように接続されている。
このような構成によれば、電源ケーブル５８からの力がアダプタ３へかかる方向（図８及び図９では上下方向）と、アダプタ３と電動工具２との係合を解除する方向（図８及び図９では左右方向）と、が異なっているので、作業中にアダプタ３と電動工具２との係合が解除されることが抑制されている。
特に、本実施の形態では、電源ケーブル５８からの力がアダプタ３へかかる方向（図８及び図９では上下方向）と、アダプタ３と電動工具２との係合を解除する方向（図８及び図９では左右方向）とが、直交する関係となっている。
このような構成によれば、電源ケーブル５８からアダプタ３にかかる上下方向の力が、アダプタ３と電動工具２との係合を解除する左右方向の力に対して摩擦力として機能するので、アダプタ３と電動工具２との係合が解除されることが効果的に抑制されている。
図７に戻り、アダプタ３の回路構成について説明する。
アダプタ３は、第１アダプタ側プラス端子３ａと、第１アダプタ側マイナス端子３ｂと、第２アダプタ側プラス端子３ｃと、第２アダプタ側マイナス端子３ｄと、疑似電池種出力端子３ｅと、疑似電池温度出力端子３ｆと、放電停止信号出力端子３ｇと、疑似信号出力手段３２と、を備えている。
第１アダプタ側プラス端子３ａ及び第１アダプタ側マイナス端子３ｂは、充電器側プラス端子４ａ及び充電器側マイナス端子４ｂと、それぞれ接続可能な構成となっている。
また、第２アダプタ側プラス端子３ｃ及び第２アダプタ側マイナス端子３ｄは、電源ケーブル５８を介して、電池側プラス端子５ａ及び電池側マイナス端子５ｂと、それぞれ接続されている。
また、疑似電池種出力端子３ｅ及び疑似電池温度出力端子３ｆは、電池種入力端子４ｃ及び電池温度入力端子４ｄと、それぞれ接続可能な構成となっている。
放電停止信号出力端子３ｇは、電動工具２の放電停止信号入力端子と接続可能な構成となっている。
疑似信号出力手段３２は、疑似電池種出力端子３ｅ及び疑似電池温度出力端子３ｆを介して前記所定範囲に含まれる疑似信号を出力する。
ここで、本実施の形態による背負式電源１は、大容量の電池パック５１により大電流を供給可能な構成であるが、大電流を供給するためには、太い電源ケーブル５８が必要となってくる。その一方で、太い電源ケーブル５８は、電動工具２による作業効率を低下させる虞があるので、電源ケーブル５８はスリムであることが望ましい。
そこで、本実施の形態では、背負式電源１に電池種出力端子、電池温度出力端子、放電停止信号出力端子を用いず、電源ケーブル５８が、それらの端子に対応した信号線を備えないことにより、大電流を供給可能でありながらスリムな電源ケーブル５８を実現している。
但し、このような構成の背負式電源１では、電池種信号及び電池温度信号を出力することができないので、このような信号に基づいて給電を開始する構成の充電器４では、充電動作を行わせることができない。
そこで、本実施の形態では、背負式電源１と充電器４との間にアダプタ３を接続し、アダプタ３の疑似信号出力手段３２から前記所定範囲に含まれる疑似信号を出力することにより充電器４に充電動作を行わせている。
その一方で、アダプタ３の疑似信号出力手段３２から出力される疑似信号は、電池パック５１の満充電や異常時にも変化しないため、このような構成では充電器４側で充電動作を停止させることができない。
そこで、本実施の形態では、満充電等を検知した場合には、遮断回路５２３により電流路を遮断し、背負式電源１本体に設けられた電池パック５１への充電を停止させている。
これにより、大電流を供給しながらもスリムな電源ケーブル５８を実現すると同時に、電池パック５１の満充電や異常時に、電池パック５１への充電を適切に停止させることが可能となる。
なお、電動工具２は、放電遮断回路を備え、電池パック５１の過放電又は過電流を検知した場合には、放電遮断回路に電流路を遮断させる従来の構成を有している。また、本構成のアダプタ３は、搭載されたマイコンにより電圧や電流を検知しているため、アダプタ３が過電流や過度の電圧低下等の異常を検知した場合には、前記電動工具２の放電遮断回路に対し、電流路を遮断する信号を送出することができる。
このように、本実施の形態による背負式電源１では、過放電又は過電流が生じた場合には、背負式電源１側及び電動工具２側の双方で電流路を遮断させるので、電池パック５１の劣化や使用不能となる可能性をより適切に抑制することが可能となる。
次に、図１０を用いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。
本実施の形態では、充電器４の充電器側マイコン４２は、充電開始からの時間をカウントするタイマ機能を有しており、カウントが所定時間を超えた場合に満充電と判断して電源４１の充電動作を停止させるような制御を行っている。
しかしながら、このような構成では、所定時間よりも長い充電時間を必要とする電池パック５１が充電器４に接続された場合には、電池パック５１を満充電にすることができない。
そこで、本実施の形態では、アダプタ３に、充電器リセット手段３３を設け、充電開始から所定時間を超える前に、充電器リセット手段３３から充電器４の充電器側マイコン４２にタイマリセット信号を出力してカウントをリセットし、充電を継続させる。
このような構成により、所定時間よりも長い充電時間を必要とする電池パック５１がタイマ機能を有する充電器４に接続された場合であっても、満充電となる前に電池パック５１への充電が終了してしまうことを防止することが可能となる。
但し、この場合、充電器４側では、満充電を判断することができなくなるので、電池パック５１を過充電になるまで充電してしまう虞がある。しかしながら、上述したように、本実施の形態による背負式電源１は、自ら電池パック５１の満充電を判断して電流路を遮断することができる。このような構成により、電池パック５１が過充電になることを防止しながらも、様々な容量を有する電池パック５１を満充電まで充電することが可能となる。
次に、図１１、１２を参照しながら、第３の実施形態について説明する。尚、第３の実施形態において、ケース部５において、背当面５４を構成する壁部を背当壁１５４（図１１）とする。背当壁１５４には２つのネジ孔１５０が設けられている。詳細には、ネジ孔１５０は、ガイド溝５７ａの下部であって、ケーブル延出孔５７の左右に１つずつ設けられている。一方、図１２に示すように、パッド部６１のネジ孔１５０に対応する位置に、２つの手回しネジ１６０が設けられている。手回しネジ１６０は、ユーザが保持可能な頭部を有している。ユーザは、ドライバ等の工具を使用せずに手回しネジ１６０の頭部を手回しすることが可能であり、これにより、手回しネジ１６０を対応するネジ孔１５０に螺合させることができる。このように、手回しネジ１６０を対応するネジ孔１５０に螺合させることにより、背当面５４と、パッド部６１とが取付られる。
ユーザが背負式電源１を使用する際に、まず、手回しネジ１６０がネジ孔１５０に螺合していない状態において、ユーザは、電源ケーブル５８をケース部５の左右のうち一方の端部へ向かってガイド溝５７ａへガイドされるように配置し、一方側に対応する手回しネジ１６０をネジ孔１５０に螺合させる。これにより、電源ケーブル５８は、背当面５４とパッド部６１との間に挟まれた状態になり、ガイド溝５７ａと、手回しネジ１６０とネジ孔１５０との螺合により、左右いずれかの方向にガイドされる（左右いずれかの方向に延出する）。また、ユーザは、手回しネジ１６０をネジ孔１５０に螺合していない状態に戻し、電源ケーブル５８を左右のうち他方へ向かってガイド溝５７ａへガイドされるように配置し、他方側に対応する手回しネジ１６０をネジ孔１５０に螺合させれば、電源ケーブル５８がガイドされる方向（延出する方向）を切替えることが可能である。手回しネジ１６０とネジ孔１５０とが螺合しているため、電源ケーブル５８がケース５の下側へ落ちることを確実に防止することができる。また、手回しネジ１６０を用いて背当壁１５４とパッド部６１とを取付けているため、ユーザは、ドライバ等の工具を使用せずに容易にケーブルの延出方向（左右方向）を切替えることができる。
尚、第３の実施形態では、手回しネジ１６０をネジ孔１５０に螺合させることにより、背当壁１５４とパッド部６１とを取付ける例を示したが、工具等を使用せずに手動で背当壁１５４とパッド部６１とを取付可能な着脱部材であれば、手回しネジ１６０とネジ孔１５０とでなくともよい。例えば、手回しネジ１６０とネジ孔１５０とを用いる代わりに、ボタンとボタンが係合する切り込み、鉤ホック（雄ホック、雌ホック）、面ファスナー、ソケットとプラグよりなるカプラ（施錠子を有する管継手）などを用いて手動で着脱を切替えてもよい。ボタンと切り込みを用いる場合であれば、例えば、背当面５４にボタンを設け、パッド部６１とに切り込みを設けるようにすればよい。また、鉤ホックや面ファスナーであれば、雄ホックと雌ホックとは、それぞれ、背当面５４とパッド部６１とに設けられていてもよいし、その逆に設けられていてもよい。カプラの場合にもソケットとプラグとは、背当面５４とパッド部６１とに設けられていてもよいし、その逆に設けられていてもよい。また、背当壁１５４とパッド部６１とを取付ける位置はケーブル延出孔５７の左右に１つずつでなく、複数設けられていてもよい。
本発明による電動工具は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の改良や変形が可能である。
例えば、図１３に示すように、背負式電源１に対してアダプタ３を装着（収納）可能な構成とし、背負式電源１にアダプタ３が装着されると、メイン電源スイッチ５３がオフされるようにしてもよい。
このような構成によれば、作業終了時にメイン電源スイッチ５３を切り忘れることが防止されるので、電池パック５１が過放電となることが抑制される。
また、同様の目的から、電源ケーブル５８のコネクタ５８ａ背負式電源１から取り外されると、メイン電源スイッチ５３がオフされるようにしてもよい。
また、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、電動工具２と接続されていない場合にアダプタ３がユーザの動作を妨げることを防止するために、腰ベルト６３にアダプタ３と係合可能なアダプタ収納部材３４を設けてもよい。なお、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）では、腰ベルト６３がアダプタ収納部材３４の挿通孔３４ａを挿通するような構成となっているが、着脱可能なように、逆Ｕ字状等のフック型とし、単に腰ベルト６３に引っかかるような構成であってもよい。
また、図１４（ａ）（ｂ）に示すように、電源ケーブル５８を巻きつけるための巻回部３４ｂを更にアダプタ３に設けることで、余分な電源ケーブル５８がユーザの動作を妨げることを防止することも可能となる。
また、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、アダプタ３を収容可能な収容部３６を、係合部６３ｃを介して腰ベルト６３に取り付けてもよい。なお、図１５（ａ）は、収容部３６の側面図（ａ）と、平面図（ｂ）を例示したものである。
また、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、アダプタ３を収容可能な収容部３７をケース部５の下端又はその近傍の背負部６に取り付けてもよい。
なお、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示す収容部３７は、布等を円筒形状に巻いたものであり、その左右方向における両端部に閉鎖紐３７ａが取り付けられている。ユーザは、閉鎖紐３７ａを絞ることにより、収容部３７の解放端を閉鎖することが可能な構成となっている。
背負式電源１を背負った状態では、ユーザは、ケース部５に係合された収容部３７にアダプタ３を収容する動作を後ろ手で行うこととなるが、上記構成によれば、アダプタ３を容易に収容部３７に収容することが可能となる。
また、図１７に示すように、残量表示ＬＥＤ６８ａ、電源ＬＥＤ６８ｂ、及び、異常ＬＥＤ６８ｃを操作部６５の上面に設けてもよい。
このような構成によれば、操作部６５を傾けることなく、ユーザが電池パック５１の残量等を確認することが可能となる。
また、上記実施の形態によるアダプタ３は、背負式電源１から出力された電圧をそのまま電動工具２へ出力したが、様々な定格電圧を有する電動工具２に対応するためにアダプタ３内で変圧を行ってもよい。この場合、電源ケーブル５８を電動工具２の定格出力に応じた太さのものに交換することが可能となるので、例えば、低出力の電動工具２に接続される場合には、細い径の電源ケーブル５８に交換することで、作業効率を向上させることが可能となる。
また、アダプタに代えて背負式電源１に電圧変換回路を備えた構成でもよい。その場合には、電圧変換回路は、不使用時の電力の浪費を防止するために、メイン電源スイッチ５３よりも電池側プラス端子５ａに接続されていることが好ましい。
また、上記実施の形態では、操作部６５は、フラットケーブル６４により電池側マイコン５２６との通信を行ったが、カールコードや無線により通信を行ってもよい。
また、上記実施の形態では、操作部６５は、面ファスナーにより一方の腰ベルト６３に着脱可能に取り付けられていたが、透明ポケット、フック、クリップ等により取り付けられてもよく、また、肩ベルト６４に取り付けられてもよい。
また、第２の実施の形態において、充電器側マイコン４２は、リセット信号が入力された場合に充電動作を停止させるタイプと、信号が遮断された場合にリセット信号が入力されたものと判断して充電動作を停止させるタイプの双方が考えられるので、アダプタ３の充電器リセット手段３３は、充電器側マイコン４２のタイプに応じて信号を出力又は遮断すればよい。
また、パッド部６１と背当面５４との間にずれが生じることを抑制するために、パッド部６１の背当面５４と対向する面には、背当面５４に形成された水平方向に延びる凹部５５及び凸部５６と直交する上下方向に延びる複数の溝が形成されていてもよい。
また、第１の実施の形態では、電池パック５１満充電又は異常を検知した場合に遮断回路５２３により電流路を遮断したが、電池パック５１満充電及び異常の少なくとも一方を検知した場合に遮断してもよい。
１ 背負式電源
２ 電動工具
３ アダプタ
４ 充電器
５ ケース部
６ 背負部

Claims (14)

  1. 二次電池を収容したケース部と、
    前記ケース部を背負うための背負部と、
    を備え、
    前記ケース部は、背負われる際にユーザの背中と対向する背当面を有し、前記背当面には、凹部及び凸部が形成されており、前記凸部及び前記凹部は、前記ケース部が背負われた状態において、それぞれ、水平方向に延びていることを特徴とする背負式電源。
  2. 前記背負部は、前記ケース部が背負われた際にユーザの背中と当接するパッド部を有しており、前記パッド部は、前記ケース部が背負われた状態において、上下方向に延びる溝を有していることを特徴とする請求項１に記載の背負式電源。
  3. 二次電池を収容したケース部と、
    前記ケース部を背負うための背負部と、
    を備え、
    前記ケース部は、背負われる際にユーザの背中と対向する背当面を有し、前記背当面には、凹部及び凸部が形成されており、前記凸部は、内部が空洞となっていることを特徴とする背負式電源。
  4. 二次電池を収容したケース部と、
    前記ケース部を背負うための背負部と、
    前記二次電池と接続された電源ケーブルと、
    を備え、
    前記ケース部は、背負われる際にユーザの背中と対向する背当面を有しており、前記電源ケーブルは、前記ケース部が背負われた状態において、前記背当面の水平方向の幅の中央部から、前記水平方向よりも上方向に延出していることを特徴とする背負式電源。
  5. 二次電池を収容したケース部と、
    前記ケース部を背負うための背負部と、
    前記二次電池と接続された電源ケーブルと、
    を備え、
    前記ケース部は、背負われる際にユーザの背中と対向する背当面を有し、
    前記電源ケーブルは、前記ケース部が背負われた状態において、前記背当面の水平方向における幅の中央部から延出しており、
    前記背当面には、前記ケース部が背負われた状態において、前記電源ケーブルを前記中央部から前記背当面の前記水平方向における両端部に向けてガイドするガイド部が形成されていることを特徴とする背負式電源。
  6. 二次電池を収容したケース部と、
    前記ケース部を背負うための背負部と、
    前記二次電池と接続された電源ケーブルと、
    を備え、
    前記背負部は、前記ケース部が背負われた際にユーザの背中と当接するパッド部を有しており、前記パッド部は、前記ケース部にネジ留めされていることを特徴とする背負式電源。
  7. 前記パッド部は、非剛性部材により形成されており、前記ケース部が背負われた状態において、前記パッド部の水平方向における両端部よりも中央側で前記ケース部にネジ留めされていることを特徴とする請求項６に記載の背負式電源。
  8. アダプタを介して電動工具と接続可能な背負式電源であって、
    二次電池を収容したケース部と、
    前記ケース部を背負うための背負部と、
    前記二次電池と前記アダプタとを接続する電源ケーブルと、
    を備え、
    前記電源ケーブルは、前記二次電池と前記アダプタうちの少なくとも一方に対して着脱可能であることを特徴とする背負式電源。
  9. アダプタを介して電動工具と接続可能な背負式電源であって、
    二次電池を収容したケース部と、
    前記ケース部を背負うための背負部と、
    前記二次電池と前記アダプタとを接続する電源ケーブルと、
    を備え、
    前記電源ケーブルは、分離可能であることを特徴とする背負式電源。
  10. 二次電池を収容したケース部と、
    前記ケース部を背負うための背負部と、
    前記二次電池と接続された電源ケーブルと、
    を備え、
    前記背負部は、前記ケース部が背負われた際にユーザの背中と当接するパッド部を有しており、前記パッド部には、前記ケース部が背負われた状態において、水平方向に延びる凹部及び凸部が形成されていることを特徴とする背負式電源。
  11. 二次電池を収容したケース部と、
    前記ケース部を背負うための背負部と、
    前記ケース部と前記背負部との間の隙間を調整可能なトップストラップと、
    を備えたことを特徴とする背負式電源。
  12. 前記ケース部と前記背負部とを固定する取付手段とをさらに有する背負式電源であって、
    前記取付手段は、少なくともその一部分が工具を用いることなく前記ケース部の背当面と前記背負部とを着脱可能であることを特徴とする請求項４乃至６に記載の背負式電源。
  13. 前記取付手段は、前記電源ケーブルの第１の延出方向に対応する第１の取付部と、前記電源ケーブルの第２の延出方向に対応する第２の取付部とを有し、
    前記第１の取付部は、前記電源ケーブルを前記ケース部の第１の端部まで固定し、
    前記第２の取付部は、前記電源ケーブルを前記ケース部の第２の端部まで固定することを特徴とする請求項１２に記載の背負式電源。
  14. 前記着脱可能な取付手段は、ネジ、ボタン、面ファスナー、カプラからなるグループから選択されることを特徴とする請求項１２または１３に記載の背負式電源。
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