JP2015082931A - 充電アダプタ及びそれを備えた電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】 充電アダプタを提供する。【解決手段】 電動工具に電力を供給可能な電源部と接続可能な第１の端子部と、二次電池を有する電池パックと接続可能な第２の端子部と、を有し、前記第１の端子部と前記第２の端子部とを電気的に接続して、前記電源部から供給される電力により前記二次電池を充電可能としたことを特徴とする充電アダプタ。【選択図】図１（ｂ）

Description

本発明は、電源と二次電池とを接続可能な充電アダプタ及び充電システムに関する。

従来、電池パックを用いて駆動可能なコードレス電動工具が知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、電池パックは、電源によって充電される。一方、上記の電動工具では、電源はアダプタを介して電動工具に電力を供給することも可能である。

特開２００５−２７８３７５号公報

電動工具の作業性を考慮すると、アダプタのケーブルの長さを長くする必要がある。しかし、上記のアダプタは電源の出力側に設けられる（電源とケーブルで接続されている）ため、ケーブルを長くすると電動工具に供給する電力の損失が大きくなるという問題を避けることができない。また、上記のアダプタは、アダプタに電池パックを接続して充電することができなかった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、電源と二次電池とを接続可能な充電アダプタ及び電源システムを提供しようとするものである。また、電動工具に供給する電力の損失を抑制可能な充電アダプタ及び電源システムを提供しようとするものである。

本発明は、電動工具に電力を供給可能な電源部と接続可能な第１の端子部と、二次電池を有する電池パックと接続可能な第２の端子部と、を有し、前記第１の端子部と前記第２の端子部とを電気的に接続して、前記電源部から供給される電力により前記二次電池を充電可能としたことを特徴とする充電アダプタを提供する。

このような充電アダプタによれば、電動工具に電力を供給可能な電源部によって電池パックを充電することができる。

また、前記電源部と前記二次電池間の電流路を遮断可能な遮断手段と、前記遮断手段に前記電流路を遮断させる制御手段と、を有することが好ましい。このような構成によれば、例えば、電池パックを充電すると不都合がある場合に適切に充電処理を停止することができる。

前記制御手段は、前記第１の端子部に前記電池パックが接続されたときに、前記遮断手段に前記電流路を遮断させることが好ましい。

前記第１の端子部に前記電池パックが接続されることを規制する規制手段を有することが好ましい。このような構成によれば、第１の端子部の電池パックによって、第２の端子部の電池パックを充電することを防ぐことができる。

前記第１の端子部に第１の電池パックが接続され、前記第２の端子部に第２の電池パックが接続されたときに、前記制御手段は、前記第１の電池パックの電力を前記第２の電池パックに供給させることが好ましい。このような構成によれば、２つの電池パックの充電状態を均一にすることができる。

前記制御手段は、前記第１の電池パックと前記第２の電池パックの電圧が所定範囲内になったら前記第１の電池パックから前記第２の電池パックへの電力供給を遮断することが好ましい。このような構成によれば、適切な電圧範囲で電池パックの充電を終了することができる。

前記電池パックの状態を検出する検出手段を有し、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づき、前記遮断手段に前記電流路を遮断させることが好ましい。

前記電源部は、電動工具に電力を供給する通常モードと、前記二次電池を充電可能な充電モードとを実行可能であることが好ましい。

前記電源部は交流電圧を直流電圧に変換して出力することが好ましい。

また、本発明は、交流電圧を直流電圧に変換し電動工具に電力を供給可能な第１の電源と、二次電池を有し前記電動工具に直流電圧を供給可能な第２の電源と、前記第１電源部と接続可能な第１の端子部と、前記第２の電源と接続可能な第２の端子部と、を有し、前記第１の端子部と前記第２の端子部とを電気的に接続して、前記第１の電源から供給される電力により前記第２の電源を充電可能とした充電アダプタと、を備えるこを特徴とする電源システムを提供する。

このような電源システムによれば、第１の電源から第２の電源を充電することができる。

前記第１の電源は前記第１の端子部と接続可能な第３の端子部を有し、前記第１の電源は、前記第３の端子部が前記電動工具に接続された場合には前記電動工具に電力を供給し、前記充電アダプタに接続された場合には前記充電アダプタを介して前記第２の電源を充電することが好ましい。

このような構成によれば、第３の端子部を単一の端子部とすることで第１の電源の大型化を抑制できる。

前記第１の電源は、交流電源に接続可能なプラグを備えたケーブル部と、前記ケーブル部に接続され前記交流電源からの交流を直流に変換する電源部と、を有し、前記電源部が直接、前記電動工具又は前記充電アダプタに接続されることが好ましい。

本発明の充電アダプタによれば、電動工具に電力を供給可能な電源部によって電池パックを充電することができる。また、電動工具に供給する電力の損失が抑制することができる。

第１実施の形態に係る電動工具と電池パックの接続状態、および電動工具とＡＣ／ＤＣ電源の接続状態を示す説明図。 第１実施の形態に係る電池パックとＡＣ／ＤＣ電源とが充電アダプタを介して接続方法を示す説明図。 第１実施の形態に係る電池パックとＡＣ／ＤＣ電源とが充電アダプタを介して接続されている状態を示す説明図。 第１実施の形態に係るＡＣ／ＤＣ電源と電動工具とが接続された状態の回路図。 第１実施の形態に係るＡＣ／ＤＣ電源と電池パックとが充電アダプタを介して接続された状態の回路図。 第１実施の形態に係る２つの電池パックが充電アダプタを介してが接続された状態の回路図。 第１実施の形態に係る充電アダプタが行う充電処理のフローチャート。 第２の実施の形態に係る電池パック、充電アダプタ、ＡＣ／ＤＣ電源の接続の可否を示した表。 第２の実施の形態に係る電池パック、充電アダプタ、ＡＣ／ＤＣ電源の接続の状態を示した説明図。 第３の実施の形態に係る２つの電池パックが充電アダプタを介して接続された状態の回路図。 第３の実施の形態に係る充電アダプタが行う充電処理のフローチャート。 第３の実施の形態に係る充電処理における２つの電池パックの電圧値、および充電電流の時間変化を示したグラフ。

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（ａ）〜１（ｃ）は、本実施の形態のＡＣ−ＤＣ電源１（以下、単に電源１とする）、充電アダプタ３、電池パック５、電動工具７の外観、および、相互の接続方法を示している。電池パック５は、二次電池５１（図３）と端子５００とを有している。電源１は交流電源に接続されるプラグ１００Ａと、プラグ１００Ａと電源本体を接続するケーブル１００Ｂと、端子１００を有している。電動工具７は端子７００を有している。図１（ａ）に示されるように、電池パック５が電動工具７に対して後方向にスライドすることにより、端子５００と端子７００とが接続される。これにより、電池パック５からの電力が電動工具７に供給され、作業者は電動工具７をコードレス電動工具として使用することができる。また、電源１は、商用交流電源２（図２）に接続可能であり、商用交流電流を直流電流に変換可能である。電源１が、電動工具７に対して後方向にスライドすることにより、端子１００と端子７００とが接続される。これにより、電源１からの電力が電動工具７に供給される。この場合には、作業者は、電源１からの電力を利用して電動工具７を使用することができる。なお、電池パック５の電動工具７への接続部（端子部）と、電源１の電動工具７への接続部（端子部）は同形状であり、充電アダプタ３の入力端子部及び出力端子と、電動工具７の接続部（端子部）は同形状である。

図１（ｂ）に示されるように、充電アダプタ３は、入力端子３Ａと、出力端子３Ｂとを有している。図１（ｂ）、１（ｃ）に示されるように、電池パック５と、電源１とは充電アダプタ３を介して接続される。詳細には、電源１が充電アダプタ３に対して後方向にスライドすることにより、端子１００が入力端子３Ａに接続される。また、電池パック５が、充電アダプタ３に対して前方向にスライドすることにより、端子５００が出力端子３Ａに接続される。充電アダプタ３は、電源１からの電力を電池パック５に供給し、電池パック５の二次電池５１（図３）を充電することができる。

図２は、電源１と電動工具７とが接続されたときの回路図である。電源１は、ノイズフィルタ１１と、整流平滑回路１２、１５、２３と、電源回路１３、２１と、トランス１４、２２と、出力電圧・電流負帰還制御回路１６（以下、制御回路１６と略す）と、電圧検出回路１７と、電流検出回路１８と、定電圧回路２４と、マイコン２５とを備えている。

端子１００は、プラス端子、マイナス端子、Ｐ端子、Ｄ１端子、Ｄ２端子を備えている。また、端子７００は、プラス端子、マイナス端子、ＬＤ端子を有している。電源１が電動工具７に接続されているときには、端子１００のプラス端子、マイナス端子が、それぞれ、端子７００のプラス端子、マイナス端子と接続されるが、端子１００のＰ端子、Ｄ１端子、Ｄ２端子、および、端子７００のＬＤ端子は、外部の端子と接続されない。

ノイズフィルタ１１は、商用交流電源２から供給される交流電源に生じるノイズを除去し、整流平滑回路１２へ出力する。整流平滑回路１２は、ノイズが除去された交流電流を整流平滑化してトランス１４、２２へ出力する。

電源回路１３は、図示せぬスイッチングＩＣやＦＥＴを有し、ＰＷＭ制御により、トランス１４の１次側への出力電力を調整する。

整流平滑回路１５は、トランス１４の２次側から出力されたパルス電力を整流平滑して、プラス端子、マイナス端子を介して電動工具７へ出力する。

電圧検出回路１７は、プラス端子、マイナス端子間の電圧（以下、出力電圧とする）を検出し検出結果を示す信号を制御回路１６及び後述するマイコン２５に出力する。

電流検出回路１８は、電源から出力される出力電流を検出し、検出結果を示す信号を制御回路１６及びマイコン２５に出力する。

電源回路２１は、図示せぬスイッチングＩＣやＦＥＴを有し、ＰＷＭ制御により、トランス２２の１次側への出力電力を調整する。

整流平滑回路２３は、トランス２２の２次側から出力されたパルス電力を整流平滑して、定電圧回路２４へ出力する。定電圧回路２４は、整流平滑回路２３から入力された電力を昇圧または降圧してマイコン２５を駆動する電力を出力する。

マイコン２５は、フォトカプラ２０に信号を出力することにより電源回路１３の動作を一時的に停止する。後述のように、本実施の形態の電源１は、電動工具７を駆動するのみならず、電池パック５を充電することが可能である。例えば、電動工具７を駆動後に、電池パック５を充電するときには、電源１の出力を一時的に停止する必要がある。このような場合に、マイコン２５は、フォトカプラ２０を介して電源回路１３を停止させている。

また、マイコン２５は、目標電圧、目標電流を示す設定信号を制御回路１６に出力する。マイコン２５は、動作モードとして通常モードと、充電モードとを切替えて実行する。通常モードでは、電源１は電動工具７を駆動する。従って、通常モードにおいて、マイコン２５は、目標電圧、目標電流が電動工具７に対応した既定値を示す設定信号を制御回路１６に出力する。

一方、充電モードでは、電源１は、電池パック５を充電する電力を出力する。充電モードにおいて、マイコン２５は、目標電圧、目標電流を充電アダプタ３からの設定信号に基づいて特定し、特定した目標電圧、目標電流を示す設定信号を制御回路１６に出力する。

制御回路１６は、マイコン２５から送出される設定信号に基づいて、電源１の出力電圧、出力電流が目標電圧、目標電流となるような制御を行う。具体的には、制御回路１６は、電圧検出回路１７および電流検出回路１８からの信号に基づいて、出力電流または出力電圧が、それぞれ設定電流、設定電圧となるように電源回路１３にフォトカプラ１９を介して信号を出力する。

また、マイコン２５は、充電モードを実行中に、電源状況判別信号をＤ２端子を介して充電アダプタ３に出力する。電源状況判別信号は、電池パック５の状態を示す信号である。例えば、電圧検出回路１７の検出結果が所定の電圧値に達した後に電流検出回路１６の検出結果が所定の電流値以下に低下した場合に電池パック５が満充電であると判断し、電源状況判別信号として、電池パック５が満充電であることを示す満充電信号を充電アダプタ３に出力する。

電動工具７は、スイッチ７１と、モータ７２と、ＦＥＴ７３と、抵抗７５と、ダイオード７４とを備えている。

スイッチ７１がオンされると、電源１からの電力によりモータ７２が回転する。上述のように、電動工具７が電源１と接続されたときには、ＬＤ端子は外部の端子とは接続されないが、電動工具７が電池パック５に接続されたときに、電池パック５のＬＤ端子と接続される。このとき、電池パック５は過放電信号をＬＤ端子を介して電動工具７に出力し、ＦＥＴ７３をオフさせる。なお、初期状態でＦＥＴ７３はオン状態である。

図３は、図１（ｃ）の状態における、電源１、充電アダプタ３、電池パック５の回路図である。充電アダプタ３は、マイコン３０と、充電経路遮断回路３１（以下、遮断回路３１と略す）と、電池冷却ファン３２と、定電圧回路３３と、ＬＥＤ３４とを有する。

また、入力端子３Ａは、プラス端子、マイナス端子、Ｐ端子、Ｄ１端子、Ｄ２端子を備え、出力端子３Ｂは、Ｃ＋端子、マイナス端子、Ｖ端子、Ｔ端子、Ｓ端子を備えている。

端子１００のプラス端子、マイナス端子、Ｐ端子、Ｄ１端子、Ｄ２端子は、それぞれ、端子３Ａのプラス端子、マイナス端子、Ｐ端子、Ｄ１端子、Ｄ２端子と接続される。

端子５００は、Ｃ＋端子と、プラス端子と、マイナス端子と、Ｖ端子と、Ｔ端子と、Ｓ端子と、Ｄ端子とを備えている。端子３ＢのＣ＋端子、マイナス端子、Ｖ端子、Ｔ端子、Ｓ端子は、それぞれ、端子５００のＣ＋端子、マイナス端子、Ｖ端子、Ｔ端子、Ｓ端子と接続される。電池パック５が充電アダプタ３に接続されている状態では、端子５００のプラス端子とＬＤ端子とは外部の端子と接続されない。

遮断回路３１は、プラス端子とＣ＋端子との間の電力供給路に設けられている。遮断回路３１は２つのＦＥＴを有し、マイコン３０からの信号が各ＦＥＴのゲートに入力されると、プラス端子と、Ｃ＋端子間の電力供給路を遮断する。本実施の形態では、マイコン３０からの信号がオフ状態のとき、あるいは、マイコン３０から信号が送出されていないとき、遮断回路３１は、プラス端子、Ｃ＋端子間を遮断する。

電池冷却ファン３２は、二次電池５１に向けて冷却風を送出する。定電圧回路３３は、電源１における整流平滑回路２３からの電力を昇圧または降圧することによりマイコン３０の駆動電力を出力している。マイコン３０は、Ｖ端子から電池パック５の電池容量識別信号を入力し、Ｔ端子から電池電圧識別信号を入力し、Ｓ端子から電池温度信号および保護信号を入力する。電池容量識別信号は、二次電池５１の定格容量を示す信号である。また、電池電圧識別信号は、二次電池５１の定格電圧を示す信号である。電池温度信号は、二次電池５１の温度を示す信号である。保護信号は、二次電池５１が過充電であることを示す信号である。

マイコン３０は、電池容量識別信号、および電池電圧識別信号に基づいて設定信号をＤ１端子を介してマイコン２５に送出する。設定信号は、目標電圧、目標電流を示す信号である。また、電位温度信号、および、保護信号に基づいて停止信号をＤ１端子に出力する。マイコン２５は、マイコン３０からの設定信号に基づいて、設定電圧、設定電流を示す信号を制御回路１６に送出する。また、マイコン３０は、保護信号を受け取ったときや、電池パック５に異常が生じたときなどにＤ１端子を介してマイコン２５に停止信号を出力する。マイコン２５は、停止信号を受け取った時には、フォトカプラ２０にオフ信号を出力し、プラス端子、マイナス端子を介した充電アダプタ３への電力の出力を停止させる。

また、マイコン３０は、Ｄ２端子を介して、マイコン２５から電源状況判別信号を受信する。

電池パック５は、二次電池５１と、電池保護回路５２とを有する。

本実施の形態では二次電池５１は、直列に接続された４つの電池セル５１ａを有している。電池保護回路５２は、各電池セル５１ａの電圧を監視し、過充電が検出されたときには保護信号をＳ端子を介して出力する。また、電源保護回路５２は、各電池セル５１ａの電圧を監視し、過放電が検出されたとき、或いは各セル５１に流れる電流を監視し、過電流が検出されたときであって、ＬＤ端子が外部の端子に接続されているときに、過放電信号をＬＤ端子から出力する。従って、図３の状態ではＬＤ端子は外部の端子と接続されていないため過放電信号は出力されない。電池保護回路５２は、電池容量識別信号、電池電圧識別信号、電池温度信号をそれぞれＶ端子、Ｔ端子、Ｓ端子を介して出力する。

図４は、充電アダプタ３の入力端子３Ａと、出力端子３Ｂとにそれぞれ電池パック５Ａ、５Ｂが接続された状態の回路図である。電池パック５Ａ、５Ｂの構成は電池パック５と同じである。出力端子３Ｂは、図３と同様に電池パック５Ｂと接続されている。一方、入力端子３Ａは、プラス端子、マイナス端子、Ｄ１端子、Ｄ２端子が、それぞれ電池パックのプラス端子、マイナス端子、Ｔ端子、Ｓ端子に接続され、Ｐ端子は外部の端子に接続されない。また、電池パック５ＡのＣ＋端子、Ｖ端子、ＬＤ端子も外部の端子とは接続されない。

入力端子３Ａに電池パック５Ａが接続されても、充電アダプタ３のＰ端子は、外部の端子と接続されないため、マイコン３０には電力が供給されない。このため、マイコン３０から充電経路遮断回路３１に信号が送出されず、充電経路遮断回路３１は、電力供給路を遮断する状態を維持する。このため、入力端子３Ａに電池パック５Ａが接続されても、出力端子３Ｂ側に電池パック５Ｂを充電する電力が供給されることを防ぐことができる。

図５は、充電アダプタ３の入力端子３Ａに電源１が接続されるときの充電処理を示すフローチャートである。Ｓ１において、充電アダプタ３の入力端子３Ａに電源１が接続される。これにより、Ｓ３において、充電アダプタ３のＰ端子が電源１のＰ端子と接続されて電力がマイコン３０に供給され、マイコン３０が起動する。マイコン３０は、Ｄ１端子を介して電源１の動作モードを切り替える制御信号を送出する。これにより電源１は動作モードを充電モードに切り替える。図２に示したように、電源１が電動工具７と接続されている場合には、Ｐ端子とＤ１端子は外部の端子に接続されない。このときには、電源１は動作モードとして通常モードを実行する。一方、電源１が充電アダプタ３に接続されている場合には、電源１のＰ端子とＤ１端子は充電アダプタ３のＰ端子とＤ１端子にそれぞれ接続される。従って、この場合には、マイコン２５は、電動工具７でなく充電アダプタ３に接続されていることを認識し、動作モードを充電モードに切り替える。尚、図５では、タイミングの説明のため、Ｓ１０５としてマイコン２５が動作モードを充電モードに切り替える処理を示した。従って、図５においてＳ１０５の処理は、充電アダプタ３で実行される処理ではなく、電源１のマイコン２５が行う処理である。

Ｓ１０５の後に、Ｓ７では、マイコン３０は、充電アダプタ３の出力端子３Ｂに電池パック５が接続されているかを判断する。Ｓ７の処理が否定判定である間は、Ｓ９においてＬＥＤ３４の動作を充電待機表示に設定しＳ７に戻る。

Ｓ７で肯定判定がなされると、Ｓ１１において、マイコン３０は、Ｖ端子、Ｔ端子、Ｓ端子から、それぞれ電池容量識別信号、電池電圧識別、電池温度信号を受信する。

Ｓ１３において、マイコン３０は、Ｓ端子から過充電保護信号が入力されているかを判断し、過充電保護信号が入力されていれば、電池パック５が満充電であると判断する。

Ｓ１３が肯定判定されると、Ｓ３３において、マイコン３０は遮断回路３１にオフ信号を送出し、電力供給路を遮断する。

Ｓ１３が否定判定されると、Ｓ１５において、マイコン３０は、Ｓ端子から電池温度信号を受信し、二次電池５１の温度が所定の温度以上であるかを判断する。二次電池５１の温度が所定の温度以上である場合には（Ｓ１５、ＹＥＳ）、仮にただちに充電を開始すると、二次電池５１の電池寿命を短くしてしまう可能性がある。このため、マイコン３０は、遮断回路３１による電力供給路の遮断を維持して、充電作業を行わせず、Ｓ１７において、ＬＥＤ３４の動作を電池高温表示に設定し、Ｓ１９において、電池冷却ファン３２を駆動し、二次電池５１を冷却させる。

Ｓ１５において否定判定されると、Ｓ２１において、マイコン３０は、電池容量識別信号、電池電圧識別信号に基づいて設定信号を端子Ｄ１を介してマイコン２５に送出する。マイコン２５は、受信した制御信号に基づいて制御回路１６に設定信号を送出し、制御回路１６を制御信号に基づいて設定する。

Ｓ２３において、マイコン３０は、遮断回路３１にオン信号を送出し、プラス端子、Ｃ＋端子間の電力供給路を導通させる。これにより、電源１から電池パック５へ電力が供給され、二次電池５１が充電される。尚、Ｓ２３において遮断回路３１が電力供給路を導通させたのを受け、電源１（マイコン２５）は、目標電圧、目標電流による定電流・定電圧制御を実行する。

Ｓ２５において、マイコン３０はＬＥＤ３４の動作を充電中表示に設定する。

Ｓ２７において、マイコン３０は電池冷却ファン３２を駆動し、二次電池５１の冷却を開始する。

Ｓ２９において、マイコン３０は、二次電池が満充電になったかを判断する。即ち、マイコン３０は、Ｄ２端子から満充電信号を受信していれば、二次電池が満充電になったと判断する。

Ｓ２９で否定判定された場合には、Ｓ３１において、マイコン３０は、二次電池５１に異常がないかを判断する。具体的には、マイコン３０は、Ｓ端子から保護信号を受け取っているか、又は、電池温度信号が所定の値以上である場合に二次電池５１に異常が生じていると判断する。なお、Ｓ３１において、電源１の異常も判断するようにしてもよい。これには、例えば、マイコン３０が、Ｄ２端子を介してマイコン２５から電源１の異常を示す異常信号を受信可能なように構成しておき、異常信号を受け取ったかどうかを判断するようにすればよい。

Ｓ３１で否定判定された場合には、Ｓ２９に戻る。Ｓ２９、Ｓ３１の何れかにおいて肯定判定がなされた場合には、Ｓ３３において、マイコン３０は、遮断回路３１によって電力供給路を遮断し、充電を終了する。

Ｓ３５において、マイコン３０は、ＬＥＤ３４の動作を充電終了表示に設定する。

Ｓ３７において、マイコン３０は充電アダプタ３の出力端子３Ｂから電池パック５が外されるまで待機する。Ｓ３７において、電池パック５が外されたと判断されたときには、Ｓ３９において、マイコン３０は冷却ファン３２を停止し、Ｓ７に戻る。これにより、出力端子３Ｂに新たな電池パック５が接続された場合には、新たな電池パック５の充電が可能になる。

上記の第１の実施の形態における充電アダプタ３によれば、電動工具７を動作させる電源１を用いて電池パック５を充電することができる。

また、遮断回路３１が設けられているため、充電が終了したとき、異常が発生したとき、または、入力端子３Ａに電池パック５が接続されたときなど、出力側に電力が供給されると不都合が生じる場合に適切に電力を遮断することができる。尚、電源１もフォトカプラ２０によって電力の供給を遮断することが可能だが、充電アダプタ３にも遮断回路３１が設けられているため、多段的に電池パック５に電力が供給されることを防ぐことができる。

また、本実施の形態の電源１によれば、通常モードと、充電モードとを選択的に実行可能である。これにより、通常モードにおいて電動工具７に電力を供給し、電動工具７を駆動できると共に、充電モードを実行することにより電池パック５を充電することが可能になる。さらに、電源１を直接電動工具１に接続できるため、従来のように電源と電動工具を接続するケーブルによる電力の損失を抑制することができる。

第２の実施の形態における充電アダプタ３について説明する。第１の実施の形態における充電アダプタ３は、入力端子３Ａに電池パック５を接続することが可能であったが、第２の実施の形態では、図６に示すように、入力端子３Ａに電池パック５が接続されることや、出力端子３Ｂに電源１が接続されることを規制している。図７を参照して、接続端子間の関係を説明する。図７に示す左右方向は、図１に示す上下方向、前後方向に直交する方向である。従って、例えば、電源１を後ろ方向にスライドさせて電動工具７に装着する場合、図７（ａ）の紙面手前側から後ろ側へ電源端子が移動し、端子１００と端子７００とが接続されることになる。

図７（ａ）は、電動工具７の端子７００と電源１の端子１００との関係を示している。電源１の端子１００は、基部１１０を有している。基部１１０には、溝１０１、１０２、１０３、１０４、１０５が形成され、これらの溝の内部に、それぞれ、プラス端子、Ｐ端子、Ｄ１端子、Ｄ２端子、マイナス端子が設けられている。さらに基部１１０には、溝１０６が溝１０５の右隣りに形成されている。溝１０６の内部には端子は設けられていない。また、電動工具７の端子７００は、金属性の凸部７０１、７０２、７０３が設けられており、これらの凸部はそれぞれプラス端子、マイナス端子、ＬＤ端子を構成する。凸部７０１、７０２、７０３の左右方向の位置は、それぞれ、溝１０１、１０５、１０６に一致する。従って、電動工具７と、電源１とが接続されると凸部７０１、７０２、７０３が溝１０１、１０５、１０６に挿入される。

図７（ｂ）に示されるように、充電アダプタ３の入力端子３Ａは基部３１０Ａを有する。基部３１０Ａには、金属性の凸部３０１、３０２、３０３、３０４、３０５が設けられており、それぞれ、入力端子３Ａのプラス端子、Ｐ端子、Ｄ１端子、Ｄ２端子、マイナス端子を構成する。凸部３０１、３０２、３０３、３０４、３０５の左右方向の位置は、それぞれ、電源１の溝１０１、１０２、１０３、１０４、１０５に一致する。従って、充電アダプタ３の入力端子３Ａに電源１が接続されると、凸部３０１、３０２、３０３、３０４、３０５は、それぞれ、電源１の溝１０１、１０２、１０３、１０４、１０５に挿入される。

図７（ｃ）に示されるように、充電アダプタ３の出力端子３Ｂは基部３１０Ｂを有する。基部３１０Ｂには、金属製の凸部３０６、３０７、３０８、３０９、３１０が設けられており、それぞれ、出力端子３ＢのＣ＋端子、Ｖ端子、Ｔ端子、Ｓ端子、マイナス端子を構成する。凸部３０６、３０７、３０８、３０９、３１０の左右方向の位置は、電源１の端子１００の溝１０１〜１０６の何れの位置とも一致しない。従って、出力端子３Ｂと端子１００とを接続させようとしても凸部３０６〜３１０が、溝１０１〜１０６の何れにも挿入されないため、出力端子３Ｂと端子１００とは接続されない。このため、充電アダプタ３の出力端子３Ｂに電源１が接続されることを防ぐことができる。

図７（ｄ）に示されるように、電池パック５の端子５００は基部５１０を有する。基部５１０には、溝５０１、５０２、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８が形成され、これらの溝にそれぞれＣ＋端子、プラス端子、Ｖ端子、Ｔ端子、Ｓ端子、マイナス端子、ＬＤ端子が設けられている。さらに基部５１０には溝５０３が溝５０２と５０４との間に形成されている。溝５０３には端子は設けられていない。溝５０２、５０７、５０８の左右方向の位置は、凸部７０１、７０２、７０３にそれぞれ一致している。電動工具７に電池パック５が接続されると、凸部７０１、７０２、７０３はそれぞれ溝５０２、５０８、５０９に挿入される。

図７（ｅ）に示されるように、入力端子３Ａの凸部３０１、３０５の左右方向の位置は、それぞれ、端子５００の溝５０２、５０７と一致するが、凸部３０２、３０３、３０４の位置は、端子５００のいずれの溝とも一致しない。このため、端子３Ａと端子５００とを接続しようとしても、凸部３０２、３０３、３０４は端子５００の何れの溝にも挿入されず、端子３Ａと端子５００とは接続されない。これにより、充電アダプタ３の入力端子３Ａに、電池パック５が接続されることを防ぐことができる。

図７（ｆ）に示されるように、出力端子３Ｂの凸部３０６、３０７、３０８、３０９、３１０の左右方向の位置は、それぞれ、溝５０１、５０４，５０５、５０６、５０７に一致する。そのため、充電アダプタ３の出力端子に電池パック５が接続されると凸部３０６、３０７、３０８、３０９、３１０は、溝５０１、５０４，５０５、５０６、５０７に挿入される。

以上の第２実施形態によると、充電アダプタ３の入力端子３Ａに電池パック５が接続されることを防ぐことができるため、電池パック５が充電電力を供給する側になることを防ぐことができる。

また、充電アダプタ３の出力端子３Ｂに電源１の端子１００が接続されることを防ぐことができるため、電源１に電力を供給することを防ぐことができる。

第３の実施の形態の充電アダプタ３００について説明する。充電アダプタ３００の構成のうち充電アダプタ３と同じものには同じ参照番号を付し説明を省略する。図８に示されるように、充電アダプタ３００は、入力端子３Ａと、出力端子３Ｂとにそれぞれ電池パック５Ａ、５Ｂを接続したときに、電池パック５Ａから電池パック５Ｂに電力を供給し、電池パック５Ｂを充電することができる。

出力端子３Ｂと電池パック５Ｂとの接続状態は、図３と同じである。入力端子３Ａと電池パック５Ａとが接続されると、入力端子３Ａのプラス端子、マイナス端子、Ｄ１端子、Ｄ２端子、ＬＤ端子は、それぞれ電池パック５Ａのプラス端子、マイナス端子、Ｔ端子、Ｓ端子、ＬＤ端子と接続される。入力端子３ＡのＰ端子は外部の端子と接続されない。また、この場合には、電池パック５ＡのＣ＋端子とＶ端子も外部の端子と接続されない。

充電アダプタ３００は、マイコン３０と、充電経路遮断回路３１、４１と、電池冷却ファン３２と、定電圧回路３３と、電圧検出回路３５、３６と、定電圧回路３７と、電圧検出回路３８と、ダイオード３９、４０とを有する。定電圧回路３３の入力側はＰ端子とダイオード３９を介して接続されるのみならず、プラス端子ともダイオード４０を介して接続されている。また、定電圧回路３３と並列して、定電圧回路３７の入力側はＰ端子とダイオード３９を介して接続されるとともに、プラス端子ともダイオード４０を介して接続されている。定電圧回路３７は入力された電圧を昇圧または降圧して電池冷却ファン３２に電力を供給する。

入力端子３Ａに電源１の端子１００が接続されているときには、Ｐ端子を介して定電圧回路３７、３３に電力が供給される。これによりマイコン３０が起動する。

一方、入力端子３Ａに電池パック５Ａの端子５００が接続されているときには、Ｐ端子の外部には何も接続されない。このときには、プラス端子を介して電池パック５Ａからの電力が定電圧回路３３を介してマイコン３０に供給される。これによりマイコン３０が起動する。

遮断回路４１は、遮断回路３１と並列に設けられている。即ち、遮断回路３１を経て構成されるプラス端子とＣ＋端子との間を接続する電力供給路と並行して、遮断回路４１を経てプラス端子とＣ＋端子との間を接続する電力供給路が設けられている。遮断回路４１は、ＦＥＴとダイオードとより構成され、ＦＥＴのゲートはマイコン３０に接続されている。マイコン３０からの信号がオフ状態であるか、マイコン３０から信号が送出されないときには遮断回路は電力供給路を遮断する。

電圧検出回路３８は、Ｐ端子の電圧値を検出し、電圧値に対応する信号をマイコン３０に送出する。即ち電圧検出回路３８は、入力端子３Ａに電池パック５Ａが接続されている場合には、電圧値０を示す信号を送出し、電源１が接続されている場合には、電圧値が０以外の値を示す信号を送出する。

電圧検出回路３５は、電力供給路上であって、遮断回路３１、４１の入力側の電圧値Ｖ１を検出し、マイコン３０に検出した電圧に対応する信号を出力する。即ち、電圧検出回路３５は、電池パック５Ａの電圧値を検出する。電圧検出回路３６は、電力供給路上であって、遮断回路３１、４１の出力側の電圧値Ｖ２を検出し、マイコン３０に検出した電圧に対応する信号を出力する。即ち、電圧検出回路３５は、電池パック５Ｂの電圧値を検出する。電圧検出回路３５、３６は、それぞれ検出した電圧値Ｖ１、Ｖ２をマイコン３０に出力する。

次に第３の実施の形態における充電処理について説明する。ここでは、入力端子３Ａに電池パック５Ａが接続され、電池パック５Ａから電池パック５Ｂに電力が供給される場合について図９を用いて説明する。

尚、図９に示す充電処理において、図５の充電処理と同じステップに関しては同じステップ番号を付し説明を省略する。図９のＳ５１では、入力端子３Ａに電池パック５Ａが接続される。これにより、プラス端子からの電力がマイコン３０に供給され、Ｓ５３において、マイコン３０が起動する。尚、以降の処理において、マイコン３０は常態で遮断回路３１にオフ信号を送出し（あるいは信号を送出せず）、遮断回路３１を経る電力供給路を遮断している。また、Ｓ５３において、マイコン３０は遮断回路４１へもオフ信号を送出し（あるいは信号を送出せず）、遮断回路４１を経る電力供給路も遮断している。

Ｓ５５において、マイコン３０は、電圧検出回路３８の示す電圧値が０Ｖであることから、入力端子３Ａに電池パック５Ａが接続されていると判断し、以下の処理で電池パック５Ａを用いた充電を行う。尚、電圧検出回路３８の電圧値が０Ｖでなければ、マイコン３０は、入力端子３Ａに電源１が接続されていると判断し、第１の実施の形態における充電処理（図５の処理）と同様の充電処理を行う。

Ｓ５７において、マイコン３０は、電圧検出回路３５からの信号に基づき、電池パック５Ａの電圧値Ｖ１を特定し、電池パック５Ａが過放電であるかを判断する。具体的には、マイコン３０は、入力端子３Ａの端子ＬＤから過放電信号を受け取った場合に過放電であると判断する。Ｓ５７の判定が肯定判定である場合には、Ｓ５９においてマイコン３０は、充電が不可能であることを示すためＬＥＤ３４を消灯させ、Ｓ６１において自身の動作を停止する。これにより電池パック５Ａの電力が消費されるのを防ぐことができる。

Ｓ５７で否定判定であった場合には、Ｓ６３において出力端子３Ｂに電池パック５Ｂが接続されているかを判断する。Ｓ６３が否定判定である間は（Ｓ６３：ＮＯ）、Ｓ６５において、ＬＥＤ３４の動作を待機表示に設定し、Ｓ５７に戻る。

Ｓ６３が肯定判定である場合には、Ｓ６７において、マイコン３０は、Ｖ端子から受信した電池容量識別信号、および、Ｔ端子から受信した電池電圧識別信号に基づいて、電池の種類を特定する。

Ｓ６９において、マイコン３０は、電圧検出回路３６からの信号により特定される電池パック５Ｂの電圧値Ｖ２と、Ｓ端子からの過充電保護信号の有無から電池パック５Ｂが満充電であるかを判断する。具体的には、電圧値Ｖ２が満充電電圧に近い所定値以上の電圧値であった場合、又はＳ端子から過充電保護信号が入力された場合、満充電であると判断する。Ｓ６９が肯定判定であれば、Ｓ８９へ移行する。

一方、Ｓ６９が否定判定であれば、Ｓ７１において、マイコン３０は、電圧値Ｖ２は電圧値Ｖ１より低く、かつ、電圧値Ｖ１と電圧値Ｖ２との差（Ｖ１−Ｖ２）が第１の所定値以上であるかを判断する。Ｓ７１が否定判定であれば、Ｓ５９へ移行する。電圧値Ｖ１と電圧値Ｖ２との差が大きくなければ、電池パック５Ａと電池パック５Ｂとは同程度に充電されていると判断される。このような場合には、電池パック５Ａから電池パック５Ｂへの充電を行わないようにしている。

Ｓ７１が肯定判定であれば、Ｓ１５の判定を行い、Ｓ１５が否定判定であれば、Ｓ７９において、マイコン３０は、遮断回路４１にオン信号を送出し、遮断回路４１を経る電力供給路を導通させ、Ｓ２５、Ｓ２７を実行する。

Ｓ２７の後に、Ｓ８５において、マイコン３０は、電圧値Ｖ１と電圧値Ｖ２との差（Ｖ１−Ｖ２）が第２の所定の値以下であるかを判断する。ここで、第２の所定の値は第１の所定の値より小さい。即ち、Ｓ８５において、マイコン３０は、電圧値Ｖ１と電圧値Ｖ２との差が縮まり、電池パック５Ａと電池パック５Ｂの充電状態がほぼ等しくなったかを判定している。

Ｓ８５が否定判定であるときには、Ｓ３１を実行し、Ｓ３１が否定判定であればＳ８５に戻る。Ｓ８５、Ｓ３１の何れかが肯定判定であれば、Ｓ８９において、マイコン３０は遮断回路４１にオフ信号を送出し、遮断回路４１を経る電力供給路を遮断する。

Ｓ９５において、マイコン３０は電池パック５Ｂが出力端子３Ｂから外されたかを判断する。Ｓ９５が否定判定であれば、Ｓ９７において電池パック５Ａが過放電であるかを判断する。Ｓ９７が肯定判定であれば、Ｓ９９においてマイコン３０は自身の動作を停止する。これにより電池パック５Ａの電力が消費されるのを防ぐことができる。Ｓ９７が否定判定であれば、Ｓ９５に戻る。Ｓ９５が肯定判定であれば、Ｓ５７に戻る。これにより、出力端子３Ｂに新たな電池パック５が接続された場合には、新たな電池パック５の充電が可能になる。

図１０は、上記の充電処理における電圧値Ｖ１と電圧値Ｖ２、および、充電電流の時間変化を示したグラフである。縦軸は電圧値、充電電流の値を示し、横軸は時間を示す。充電開始時ｔ１において、電圧値Ｖ１は電圧値Ｖ２より高く、その差が第１の所定値より大きい（Ｓ７１：ＹＥＳ）。これは、電池パック５Ａの電圧値が、電池パック５Ｂの電圧値より十分大きいことを示している。そのため、電池パック５Ａから電池パック５Ｂへの充電が実行される。即ち、遮断回路４１を経る電力供給路が導通する。その後電圧値Ｖ１は次第に下降し、電圧値Ｖ２は上昇する。即ち、電池パック５Ｂに電力が供給される。また、電力供給路に流れる電流値も次第に下降する。充電終了時ｔ２において、電圧値Ｖ１と電圧値Ｖ２との差が第２の所定値に等しくなる（Ｓ８５：ＹＥＳ）、従って、この時点で遮断回路４１によって電力供給路は遮断され、充電が終了する。

第３の実施の形態における充電アダプタ３によれば、２つの電池パック５の間で充電を行うことができる。

１ 電源
７ 電動工具
３ 充電アダプタ
５ 電池パック
７ 電動工具
３０ マイコン
３Ａ 入力端子
３Ｂ 出力端子
３１ 充電経路遮断回路
５１ 二次電池
３００ 充電アダプタ

Claims (12)

1. 電動工具に電力を供給可能な電源部と接続可能な第１の端子部と、
   二次電池を有する電池パックと接続可能な第２の端子部と、
   を有し、前記第１の端子部と前記第２の端子部とを電気的に接続して、前記電源部から供給される電力により前記二次電池を充電可能としたことを特徴とする充電アダプタ。
2. 前記電源部と前記二次電池間の電流路を遮断可能な遮断手段と、
   前記遮断手段に前記電流路を遮断させる制御手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の充電アダプタ。
3. 前記制御手段は、前記第１の端子部に前記電池パックが接続されたときに、前記遮断手段に前記電流路を遮断させることを特徴とする請求項２に記載の充電アダプタ。
4. 前記第１の端子部に前記電池パックが接続されることを規制する規制手段を有することを特徴とする請求項２に記載の充電アダプタ。
5. 前記第１の端子部に第１の電池パックが接続され、前記第２の端子部に第２の電池パックが接続されたときに、前記制御手段は、前記第１の電池パックの電力を前記第２の電池パックに供給させることを特徴とする請求項２に記載の充電アダプタ。
6. 前記制御手段は、前記第１の電池パックと前記第２の電池パックの電圧が所定範囲内になったら前記第１の電池パックから前記第２の電池パックへの電力供給を遮断することを特徴とする請求項５に記載の充電アダプタ。
7. 前記電池パックの状態を検出する検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づき、前記遮断手段に前記電流路を遮断させることを特徴とする請求項２に記載の充電アダプタ。
8. 前記電源部は、電動工具に電力を供給する通常モードと、前記二次電池を充電可能な充電モードとを実行可能であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の充電アダプタ。
9. 前記電源部は交流電圧を直流電圧に変換して出力することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の充電アダプタ。
10. 交流電圧を直流電圧に変換し電動工具に電力を供給可能な第１の電源と、
    二次電池を有し前記電動工具に直流電圧を供給可能な第２の電源と、
    前記第１電源部と接続可能な第１の端子部と、前記第２の電源と接続可能な第２の端子部と、を有し、前記第１の端子部と前記第２の端子部とを電気的に接続して、前記第１の電源から供給される電力により前記第２の電源を充電可能とした充電アダプタと、
    を備えることを特徴とする電源システム。
11. 前記第１の電源は前記第１の端子部と接続可能な第３の端子部を有し、
    前記第１の電源は、前記第３の端子部が前記電動工具に接続された場合には前記電動工具に電力を供給し、前記充電アダプタに接続された場合には前記充電アダプタを介して前記第２の電源を充電することを特徴とする請求項１０に記載の電源システム。
12. 前記第１の電源は、交流電源に接続可能なプラグを備えたケーブル部と、前記ケーブル部に接続され前記交流電源からの交流を直流に変換する電源部と、を有し、前記電源部が直接、前記電動工具又は前記充電アダプタに接続されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の電源システム。

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