JP2020089230A - 充電システム、バッテリパックおよび充電器 - Google Patents
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Abstract
Description
このように構成された充電システムでは、第3パック端子と第2パック端子とは、離脱方向に沿って並んで配置されてはいない。そのため、バッテリパックを充電器から離脱方向へ移動させる過程において第3機器端子に第2パック端子が接触することが適切に抑制される。
第1パック端子は、特定端子状態にならないように構成されている。一方、第2パック端子は、特定端子状態であるか、又はバッテリパックの動作状態に応じて特定端子状態になり得るように構成されている。第2パック端子は、さらに、離脱過程において、第3機器端子を含まない通過領域を通過するように配置されている。
[実施形態]
(1)充電システム及び電動作業機の概要
図1〜図3を参照して、本実施形態の充電システム及び電動作業機について説明する。
図1に示すように、バッテリパック10はバッテリ20を備える。バッテリ20は、充電及び放電が可能な二次電池である。バッテリ20は、どのような二次電池であってもよい。本実施形態では、バッテリ20は例えばリチウムイオン電池である。
作業機本体200は、例えば園芸用、石工用、金工用、木工用などの各種の用途のいずれかに応じた作業を行うことが可能に構成されている。本実施形態の電動作業機は、例えば、草や小径木などを刈り払うための充電式刈払機であってもよい。
図1に示すように、バッテリパック10は、正極端子11、負極端子12、センター端子13、ES端子14、Tx端子15、BD/TS端子16、Rx端子17、Vcc/TFB端子18、及びTD端子19を備える。
バッテリ制御回路23は、バッテリ電圧情報、放電電流情報、充電電流情報及び温度情報などの各種情報に基づいて、バッテリ20の充電及び放電を制御する。バッテリ20が充電器40によって充電される際は、バッテリ制御回路23は、充電器40とデータ通信を行うことにより、充電に必要な情報を相互に送受信する。バッテリ制御回路23は、例えば、バッテリ電圧に基づいて、バッテリ20を充電するために必要な充電電流の値を演算し、その値を示す充電電流指令値を充電器40へ送信する。
図2に示すように、充電器40は、正極端子41、負極端子42、センター端子43、ES端子44、Rx端子45、BD端子46、Tx端子47、及びVcc端子48を備える。
本実施形態のメインコンバータ54は絶縁型であるため、メインコンバータ54から出力される充電電力は交流である。整流回路65は、メインコンバータ54から出力された交流の充電電力を整流する。
図3に示すように、作業機本体200は、正極端子201、負極端子202、ES端子204、Rx端子205、TS端子206、Tx端子207、TFB端子208、及びTD端子209を備える。
バッテリパック10において、正極端子11、負極端子12、センター端子13、ES端子14、Tx端子15、BD/TS端子16、Rx端子17、Vcc/TFB端子18、及びTD端子19は、図7に示すように配置されている。センター端子13は、実際は、図7に示すように、2つの分割端子13a,13bを備える。分割端子13a,13bは、電気的には導通されていて同電位である。なお、図7に図示されているバッテリパック10は、これら各端子が配置されている配置面をその配置面に垂直な方向に見た状態を示している。
バッテリパック10を充電器40に対して挿入方向へ移動させることによりバッテリパック10の充電器40への装着を開始すると、バッテリパック10と充電器40との位置関係が、例えば図8に示す状態に変化する。図8に示す位置関係においては、バッテリパック10の正極端子11が充電器40の正極端子41に接触し、バッテリパック10の負極端子12が充電器40の負極端子42に接触し、バッテリパック10のセンター端子13(詳しくは分割端子13b)が充電器40のセンター端子43に接触し、バッテリパック10のES端子14が充電器40のTx端子47に接触し、バッテリパック10のBD/TS端子16が充電器40のRx端子45に接触している。
図10に示すように充電器40に装着されたバッテリパック10を、充電器40から離脱させる際は、バッテリパック10を充電器40に対して離脱方向に移動させればよい。バッテリパック10を離脱方向へ移動させると、バッテリパック10と充電器40との位置関係が装着時とは逆に変化していく。そのため、例えば充電器40におけるTx端子47は、バッテリパック10が充電器40から離脱される過程で、バッテリパック10における対応する端子であるRx端子17が離脱した後、一時的に、非対応端子であるES端子14が接触する。
本実施形態では、バッテリパック10のES端子14及び充電器40のES端子44は、充電器40に装着されたバッテリパック10が充電器40から離脱される離脱過程において充電器40のES端子44にバッテリパック10における非対応端子が接触しないように配置されている。より具体的には、本実施形態では、ES端子14,44は、離脱方向において最上流側に配置されている。そのため、離脱過程において、充電器40のES端子44からバッテリパック10のES端子14が離脱した後、充電器40のES端子44には、バッテリパック10のいずれの端子も接触しない。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
バッテリパック10及び充電器40における各端子は、離脱過程において、バッテリパック10における、入力インピーダンスが低インピーダンスである非対応端子(つまり充電器40のES端子44に接触するとES入力回路74の誤動作を引き起こし得る非対応端子)が、充電器40のES端子44を含まない通過領域を通過するように配置されていてもよい。
(3)充電器40のES入力回路74及びバッテリパック10のES出力回路24は、どのように構成されていてもよい。上記実施形態では、充電器40のES入力回路74は、その入力段にPNP形バイポーラトランジスタ(スイッチング素子T42)(以下、「入力スイッチ」と称する)が設けられているが、ES入力回路74は、入力段に例えばPNP形バイポーラトランジスタが設けられ、このトランジスタがオンまたはオフされることによってES許可信号またはES禁止信号を出力するように構成されていてもよい。
Claims (8)
- 電動作業機に着脱可能に構成され、前記電動作業機へ電力を供給するように構成されたバッテリパックと、
前記バッテリパックを着脱可能に構成され、前記バッテリパックへ充電電力を供給するように構成された充電器と、
を備え、
前記バッテリパックは、
前記充電電力により充電されるように構成されたバッテリと、
第1パック端子と、
前記第1パック端子との間で離脱方向に垂直な方向の間隔を備えるように配置された第2パック端子であって、前記離脱方向は、前記充電器に装着された前記バッテリパックを前記充電器から離脱させる際に前記バッテリパックが移動される方向である、第2パック端子と、
前記離脱方向に沿って前記第1パック端子または前記第2パック端子と並んで配置された第3パック端子と、
前記バッテリパックが特定作動状態であることに応じて前記第3パック端子を電気的に特定端子状態にするように構成された状態設定回路と、
を備え、
前記充電器は、
前記充電器に装着された前記バッテリパックの前記第1パック端子が接続されるように構成された第1機器端子と、
前記充電器に装着された前記バッテリパックの前記第2パック端子が接続されるように構成された第2機器端子と、
前記充電器に装着された前記バッテリパックの前記第3パック端子が接続されるように構成された第3機器端子と、
前記第3機器端子に前記特定端子状態の前記第3パック端子が接続されることに応じて特定機能を達成するように構成された機能回路と、
を備え、
前記第1パック端子は、前記特定端子状態にならないように構成され、
前記第2パック端子は、前記特定端子状態であるか又は前記バッテリパックの動作状態に応じて前記特定端子状態になり得るように構成され、
前記第2パック端子は、前記充電器に装着された前記バッテリパックが前記充電器から離脱される過程において、前記第3機器端子を含まない通過領域を通過するように配置されている、
充電システム。 - 請求項1に記載の充電システムであって、
前記状態設定回路は、前記バッテリパックにおいて前記バッテリの充電を停止させるべき異常が生じているか否か判断するように構成され、前記特定作動状態は前記異常が生じていない状態に対応する、
充電システム。 - 請求項1または請求項2に記載の充電システムであって、
前記機能回路は、前記特定機能として作動許可信号を出力するように構成されており、
前記充電器は、さらに、
前記充電電力を生成するように構成された充電回路と、
前記充電回路により生成された前記充電電力を前記充電器に装着された前記バッテリパックへ供給するように構成された電力経路と、
前記電力経路を導通または遮断するように構成されたスイッチ回路と、
前記スイッチ回路を制御するスイッチ制御回路と、
前記機能回路から前記作動許可信号が出力されることに応じて、前記スイッチ制御回路による前記スイッチ回路の制御を有効化し、前記機能回路から前記作動許可信号が出力されていないことに応じて、前記スイッチ制御回路の制御内容にかかわらず前記スイッチ回路に前記電力経路を遮断させるように構成された強制遮断回路と、
を備える充電システム。 - 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の充電システムであって、
前記状態設定回路は、前記第3パック端子の入力インピーダンスを規定範囲内の値にすることにより前記第3パック端子を前記特定端子状態とするように構成され、
前記第1パック端子は、前記規定範囲外の値の入力インピーダンスを有するように構成され、
前記第2パック端子は、前記規定範囲内の値の入力インピーダンスを有するか又は前記バッテリパックの動作状態に応じて前記規定範囲内の値の入力インピーダンスを有し得るように構成されている、
充電システム。 - 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の充電システムであって、
前記第3パック端子は、前記離脱方向に沿って前記第1パック端子と並んで配置されている、
充電システム。 - 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の充電システムであって、
前記第3パック端子は、前記離脱方向に沿って前記第2パック端子と並んで配置され、
前記第3パック端子は、前記第2パック端子よりも前記離脱方向とは反対方向側に配置されている、
充電システム。 - 電動作業機及び充電器に着脱可能に構成されたバッテリパックであって、
前記充電器から供給される充電電力によって充電されるように構成されたバッテリと、
前記バッテリパックが装着された前記充電器の第1機器端子に接続されるように構成された第1パック端子と、
前記バッテリパックが装着された前記充電器の第2機器端子に接続されるように構成された第2パック端子であって、前記第1パック端子との間で離脱方向に垂直な方向の間隔を備えるように配置され、前記離脱方向は、前記充電器に装着された前記バッテリパックを前記充電器から離脱させる際に前記バッテリパックが移動される方向である、第2パック端子と、
前記バッテリパックが装着された前記充電器の第3機器端子に接続されるように構成された第3パック端子であって、前記離脱方向に沿って前記第1パック端子または前記第2パック端子と並んで配置された第3パック端子と、
前記バッテリパックが特定作動状態であることに応じて前記第3パック端子を電気的に特定端子状態にするように構成された状態設定回路と、
を備え、
前記充電器は、前記第3機器端子に前記特定端子状態の前記第3パック端子が接続されることに応じて特定機能を達成するように構成されており、
前記第1パック端子は、前記特定端子状態にならないように構成され、
前記第2パック端子は、前記特定端子状態であるか又は前記バッテリパックの動作状態に応じて前記特定端子状態になり得るように構成され、
前記第2パック端子は、前記充電器に装着された前記バッテリパックが前記充電器から離脱される過程において、前記第3機器端子を含まない通過領域を通過するように配置されている、
バッテリパック。 - 電動作業機に着脱可能に構成されたバッテリパックを着脱可能に構成され、前記バッテリパックへ充電電力を供給するように構成された充電器であって、
前記充電器に装着された前記バッテリパックの第1パック端子が接続されるように構成された第1機器端子と、
前記充電器に装着された前記バッテリパックの第2パック端子が接続されるように構成された第2機器端子であって、前記第1機器端子との間で離脱方向に垂直な方向の間隔を備えるように配置され、前記離脱方向は、前記充電器に装着された前記バッテリパックを前記充電器から離脱させる際に前記バッテリパックが移動される方向である、第2機器端子と、
前記充電器に装着された前記バッテリパックの第3パック端子が接続されるように構成された第3機器端子であって、前記離脱方向に沿って前記第1機器端子または前記第2機器端子と並んで配置され、前記第3パック端子は前記バッテリパックが特定作動状態であることに応じて電気的に特定端子状態にされるように構成されている、第3機器端子と、
前記第3機器端子に前記特定端子状態の前記第3パック端子が接続されることに応じて特定機能を達成するように構成された機能回路と、
を備え、
前記第1パック端子は、前記特定端子状態にならないように構成され、
前記第2パック端子は、前記特定端子状態であるか又は前記バッテリパックの動作状態に応じて前記特定端子状態になり得るように構成され、
前記第3機器端子は、前記充電器に装着された前記バッテリパックが前記充電器から離脱される過程で前記第2パック端子が通過する通過領域から外れた位置に配置されている、
充電器。
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