JP7257260B2 - バッテリ接続システム、バッテリパック、電動作業機および充電器 - Google Patents
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Description
この電動工具システムにおいて、電池パックは、電池の負極に接続された負極端子と、通信端子とを備え、電動工具は、電池パックの負極端子に接続される負極端子と、電池パックの通信端子に接続される通信端子とを備えている。電池パックと電動工具とのシリアル通信は、それぞれの通信端子を介して行われる。
本開示の1つの局面は、バッテリパックとそれに接続される接続機器とのデータ通信が適正に行われるようにすることを目的とする。
バッテリは、正極および負極を含む。第1正極端子は、バッテリの正極に接続されている。第1負極端子は、バッテリの負極に接続されている。第1データ出力回路は、第1通信端子に接続された第1出力端子を含み、第1出力端子から第1送信データを出力するように構成されている。第1データ入力回路は、第1通信端子に接続された第1入力端子、および第1負極端子に接続された第1グランド端子を含み、接続機器から第1通信端子に入力された第2送信データが第1入力端子に入力されるように構成されている。第1抑制回路は、第1負極端子から第1データ入力回路を経て第1通信端子へ電流が流れることを抑制するように構成されている。
このようなバッテリ接続システムでは、第1抑制回路を簡素に構成することが可能となる。
このようなバッテリ接続システムでは、第2抑制回路を簡素に構成することが可能となる。
バッテリ接続システムは、さらに、中継装置を備えていてもよい。中継装置は、ケーブルと、バッテリパックが着脱可能に構成された第1装着部と、接続機器が着脱可能に構成された第2装着部とを備えていてもよい。
接続機器は、バッテリを充電するように構成された充電器を含んでいてもよい。
本発明の別の1つの局面は、バッテリパックであって、接続機器と電気的に接続された接続状態およびその接続状態が解除された状態に選択的に設定されるように構成されている。
バッテリは、正極および負極を含む。パック正極端子は、バッテリの正極に接続され、バッテリパックが接続状態にされることに応じて接続機器と電気的に接続されるように構成されている。パック負極端子は、バッテリの負極に接続され、バッテリパックが接続状態にされることに応じて接続機器と電気的に接続されるように構成されている。データ出力回路は、パック通信端子に接続された出力端子を含み、出力端子から第1送信データを出力するように構成されている。データ入力回路は、パック通信端子に接続された入力端子、およびパック負極端子に接続されたグランド端子を含む。データ入力回路は、接続機器からパック通信端子に入力された第2送信データが入力端子に入力されるように構成されている。抑制回路は、パック負極端子からデータ入力回路を経てパック通信端子へ電流が流れることを抑制するように構成されている。
充電正極端子は、充電器が接続状態にされることに応じてバッテリの正極と電気的に接続されるように構成されている。充電負極端子は、充電器が接続状態にされることに応じてバッテリの負極と電気的に接続されるように構成されている。充電通信端子は、充電器が接続状態にされることに応じてバッテリパックと電気的に接続されるように構成されている。データ出力回路は、充電通信端子に接続された出力端子を含み、出力端子から充電器送信データを出力するように構成されている。データ入力回路は、充電通信端子に接続された入力端子、および充電負極端子に接続されたグランド端子を含む。データ入力回路は、バッテリパックから充電通信端子に入力されたバッテリ送信データが入力端子に入力されるように構成されている。抑制回路は、充電負極端子からデータ入力回路を経て充電通信端子へ電流が流れることを抑制するように構成されている。充電回路は、バッテリを充電するための電力を充電正極端子及び充電負極端子を通じてバッテリパックへ出力するように構成されている。
[1.第1実施形態]
(1-1)電動作業機システムの概要
図1に示す電動作業機システム1は、バッテリ14を含むバッテリパック10と、電動作業機30とを備える。電動作業機30は、バッテリパック10が着脱可能に構成されている。具体的には、電動作業機30は、装着部39を備え、バッテリパック10はこの装着部39に着脱可能である。
図1に示すように、バッテリパック10は、前述の正極端子11、負極端子12、通信端子13およびバッテリ14に加えて、さらに、バッテリ制御回路20と、電源回路21と、電流検出回路22と、データ入力回路23と、データ出力回路24とを備える。
信号経路26における、接続点26aと通信端子13との間には、抵抗器R10が設けられている。信号経路26における、接続点26aとデータ入力回路23との間には、ダイオードD11が設けられている。具体的には、ダイオードD11のアノードが接続点26aに接続され、ダイオードD11のカソードがデータ入力回路23に接続されている。
図1に示すように、電動作業機30は、前述の正極端子31、負極端子32および通信端子33に加えて、さらに、モータ34と、操作スイッチ36と、駆動機構37と、駆動制御回路40と、電源回路41と、駆動スイッチ42と、データ入力回路43と、データ出力回路44と、モータ駆動回路45とを備える。
信号経路46における、接続点46aと通信端子33との間には、抵抗器R30が設けられている。信号経路46における、接続点46aとデータ入力回路43との間には、ダイオードD31が設けられている。具体的には、ダイオードD31のアノードが接続点46aに接続され、ダイオードD31のカソードがデータ入力回路43に接続されている。
図2に示す充電システム2は、バッテリパック10と、充電器50とを備える。図2に示すバッテリパック10は、図1に示したバッテリパック10と同じである。充電器50は、バッテリパック10が着脱可能に構成されている。具体的には、充電器50は、装着部59を備え、バッテリパック10はこの装着部59に着脱可能である。
図2に示すように、充電器50は、前述の正極端子51、負極端子52および通信端子53に加えて、さらに、電源プラグ54と、充電制御回路60と、充電スイッチ62と、データ入力回路63と、データ出力回路64と、充電電源回路65とを備える。
充電電源回路65は、電源プラグ54から入力される交流電力から、バッテリ14を充電するための充電電力を生成する。充電電源回路65は、充電スイッチ62を介して正極端子51に接続されると共に負極端子52に接続されている。充電電源回路65で生成された充電電力は、正極端子51および負極端子52を介して、充電器50に装着されたバッテリパック10へ供給される。
充電制御回路60は、充電電源回路65及び充電スイッチ62を制御する。充電制御回路60は、充電器50にバッテリパック10が装着されてバッテリ14の充電が可能な場合、充電スイッチ62をオンさせることにより上記充電経路を導通させ、充電電源回路65に充電電力を生成させることにより、充電電力をバッテリパック10へ供給する。
信号経路66における、接続点66aと通信端子53との間には、抵抗器R50が設けられている。信号経路66における、接続点66aとデータ入力回路63との間には、ダイオードD51が設けられている。具体的には、ダイオードD51のアノードが接続点66aに接続され、ダイオードD51のカソードがデータ入力回路63に接続されている。
次に、本実施形態の電動作業機システム1および充電システム2が備えるノイズ電流抑制機能とその効果について説明する。
バッテリパック10において、正極端子11は本開示における第1正極端子およびパック正極端子の一例に相当する。負極端子12は本開示における第1負極端子およびパック負極端子の一例に相当する。通信端子13は本開示における第1通信端子およびパック通信端子の一例に相当する。データ入力回路23は本開示における第1データ入力回路の一例に相当する。入力端子23aは本開示における第1入力端子の一例に相当する。グランド端子23bは本開示における第1グランド端子の一例に相当する。スイッチング素子T11は本開示における第1スイッチング素子の一例に相当する。スイッチング素子T11のゲートは本開示における第1スイッチ入力端子の一例に相当する。スイッチング素子T11のソースは本開示における第1スイッチグランド端子の一例に相当する。抵抗器R12は本開示における第1抵抗器の一例に相当する。接続点23cと接続点23dとを接続する、抵抗器R12が設けられた導電経路は、本開示における第1バイアス経路の一例に相当する。データ出力回路24は本開示における第1データ出力回路の一例に相当する。出力端子24aは本開示における第1出力端子の一例に相当する。信号経路26は本開示における第1信号経路の一例に相当する。信号経路26における接続点26aは本開示における第1接続点の一例に相当する。ダイオードD11は本開示における第1抑制回路および第1ダイオードの一例に相当する。
第2実施形態の電動作業機システム3について、図3を参照して説明する。第2実施形態の電動作業機システム3の基本的な構成は第1実施形態の電動作業機システム1と同様であるため、電動作業機システム1との相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
第3実施形態の電動作業機システム4について、図4を参照して説明する。第3実施形態の電動作業機システム4の基本的な構成は第1実施形態の電動作業機システム1と同様であるため、電動作業機システム1との相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
なお、図2の充電器50についても、閉ループ内のノイズ電流を抑制するためのダイオードD51を、図4の電動作業機86におけるダイオードD87と同様に配置してもよい。即ち、図2に示す充電器50において、ダイオードD51に代えて、接続点63dとグランド端子63bとの間にダイオードを設けてもよい。このダイオードも、例えばショットキーバリアダイオードであってもよい。
第4実施形態の電動作業機システム5について、図5を参照して説明する。図5に示す電動作業機システム5は、バッテリパック10と、電動作業機30と、中継装置100とを備える。バッテリパック10および電動作業機30は、図1に示した第1実施形態のバッテリパック10および電動作業機30と同じである。
[5.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の各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。
(5-4)バッテリパックにおける抑制回路の位置と、バッテリパックに接続される接続機器における抑制回路の位置とが、異なっていてもよい。具体的には、例えば、図1の電動作業機システム1において、バッテリパック10におけるダイオードD11の位置は図1のままとする一方、電動作業機30において、ダイオードD31に代えてダイオードD31とは別の位置に抑制回路を設けてもよい。逆に、電動作業機30におけるダイオードD31の位置は図1のままとする一方、バッテリパック10において、ダイオードD11に代えてダイオードD11とは別の位置に抑制回路を設けてもよい。図2に示す充電システム2及び図3~図4に示す電動作業機システム3,4についても同様である。
Claims (14)
- バッテリパックと、
前記バッテリパックと電気的に接続された接続状態および前記接続状態が解除された状態に選択的に設定されるように構成された接続機器と、
を備え、
前記バッテリパックは、
正極および負極を含むバッテリと、
前記正極に接続された第1正極端子と、
前記負極に接続された第1負極端子と、
第1通信端子と、
前記第1通信端子に接続された第1出力端子を含み、前記第1出力端子から第1送信データを出力するように構成された第1データ出力回路と、
前記第1通信端子に接続された第1入力端子、および前記第1負極端子に接続された第1グランド端子を含み、前記接続機器から前記第1通信端子に入力された第2送信データが前記第1入力端子に入力されるように構成された第1データ入力回路と、
前記第1負極端子から前記第1データ入力回路を経て前記第1通信端子へ電流が流れることを抑制するように構成された第1抑制回路と、
を備え、
前記接続機器は、
前記接続機器が前記接続状態にされることに応じて前記バッテリパックの前記第1正極端子と電気的に接続されるように構成された第2正極端子と、
前記接続機器が前記接続状態にされることに応じて前記バッテリパックの前記第1負極端子と電気的に接続されるように構成された第2負極端子と、
前記接続機器が前記接続状態にされることに応じて前記バッテリパックの前記第1通信端子と電気的に接続されるように構成された第2通信端子と、
前記第2通信端子に接続された第2出力端子を含み、前記第2出力端子から前記第2送信データを出力するように構成された第2データ出力回路と、
前記第2通信端子に接続された第2入力端子、および前記第2負極端子に接続された第2グランド端子を含み、前記バッテリパックから前記第2通信端子に入力された前記第1送信データが前記第2入力端子に入力されるように構成された第2データ入力回路と、
前記第2負極端子から前記第2データ入力回路を経て前記第2通信端子へ電流が流れることを抑制するように構成された第2抑制回路と、
を備えるバッテリ接続システム。 - 請求項1に記載のバッテリ接続システムであって、
前記バッテリパックは、前記第1入力端子と前記第1通信端子とを接続する第1信号経路であって、第1接続点を含む、第1信号経路を備え、
前記第1出力端子は、前記第1接続点に接続されることにより前記第1接続点から前記第1信号経路を経て前記第1通信端子に接続されており、
前記第1抑制回路は、前記第1接続点よりも前記第1データ入力回路側に設けられている、
バッテリ接続システム。 - 請求項1または請求項2に記載のバッテリ接続システムであって、
前記接続機器は、前記第2入力端子と前記第2通信端子とを接続する第2信号経路であって、第2接続点を含む、第2信号経路を備え、
前記第2出力端子は、前記第2接続点に接続されることにより前記第2接続点から前記第2信号経路を経て前記第2通信端子に接続されており、
前記第2抑制回路は、前記第2接続点よりも前記第2データ入力回路側に設けられている、
バッテリ接続システム。 - 請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のバッテリ接続システムであって、
前記第1データ入力回路は、
前記第1入力端子に接続された第1スイッチ入力端子および前記第1グランド端子に接続された第1スイッチグランド端子を含む第1スイッチング素子と、
前記第1スイッチ入力端子と前記第1スイッチグランド端子とを接続する第1バイアス経路と、
前記第1バイアス経路に設けられた第1抵抗器と、
を備え、
前記第1抑制回路は、前記第1バイアス経路に設けられている、
バッテリ接続システム。 - 請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のバッテリ接続システムであって、
前記第2データ入力回路は、
前記第2入力端子に接続された第2スイッチ入力端子および前記第2グランド端子に接続された第2スイッチグランド端子を含む第2スイッチング素子と、
前記第2スイッチ入力端子と前記第2スイッチグランド端子とを接続する第2バイアス経路と、
前記第2バイアス経路に設けられた第2抵抗器と、
を備え、
前記第2抑制回路は、前記第2バイアス経路に設けられている、
バッテリ接続システム。 - 請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のバッテリ接続システムであって、
前記第1抑制回路は、前記第1負極端子から前記第1データ入力回路を経て前記第1通信端子への電流を抑制するように設けられた第1ダイオードを備える、
バッテリ接続システム。 - 請求項1~請求項6のいずれか1項に記載のバッテリ接続システムであって、
前記第2抑制回路は、前記第2負極端子から前記第2データ入力回路を経て前記第2通信端子への電流を抑制するように設けられた第2ダイオードを備える、
バッテリ接続システム。 - 請求項1~請求項7のいずれか1項に記載のバッテリ接続システムであって、
前記接続機器は、前記バッテリパックが着脱可能に構成された装着部を備え、
前記接続機器は、前記バッテリパックが前記装着部に装着されることに応じて前記接続状態に設定されるように構成されている、
バッテリ接続システム。 - 請求項1~請求項8のいずれか1項に記載のバッテリ接続システムであって、
さらに、中継装置を備え、
前記中継装置は、
ケーブルと、
前記バッテリパックが着脱可能に構成された第1装着部と、
前記接続機器が着脱可能に構成された第2装着部と、
を備え、
前記第1装着部は、
前記第1装着部に前記バッテリパックが装着されることに応じて前記第1正極端子に接続されるように構成された第1正極中継端子と、
前記第1装着部に前記バッテリパックが装着されることに応じて前記第1負極端子に接続されるように構成された第1負極中継端子と、
前記第1装着部に前記バッテリパックが装着されることに応じて前記第1通信端子に接続されるように構成された第1通信中継端子と、
を備え、
前記第2装着部は、
前記第2装着部に前記接続機器が装着されることに応じて前記第2正極端子に接続されるように構成された第2正極中継端子と、
前記第2装着部に前記接続機器が装着されることに応じて前記第2負極端子に接続されるように構成された第2負極中継端子と、
前記第2装着部に前記接続機器が装着されることに応じて前記第2通信端子に接続されるように構成された第2通信中継端子と、
を備え、
前記ケーブルは、
前記第1正極中継端子と前記第2正極中継端子とを接続する正極中継電線と、
前記第1負極中継端子と前記第2負極中継端子とを接続する負極中継電線と、
前記第1通信中継端子と前記第2通信中継端子とを接続する通信中継電線と、
を備える、
バッテリ接続システム。 - 請求項1~請求項9のいずれか1項に記載のバッテリ接続システムであって、
前記接続機器は、電動作業機を含み、
前記電動作業機は、
前記電動作業機の使用者により操作される操作スイッチと、
モータと、
前記操作スイッチが操作されることに応じて、前記バッテリパックから供給される電力によって前記モータを駆動するように構成されたモータ駆動回路と、
作業出力部材が装着されるように構成された駆動機構であって、前記モータの回転駆動力が伝達され、その回転駆動力によって前記作業出力部材を駆動することにより前記作業出力部材を作業対象に作用させるように構成された駆動機構と、
を備えるバッテリ接続システム。 - 請求項1~請求項9のいずれか1項に記載のバッテリ接続システムであって、
前記接続機器は、前記バッテリを充電するように構成された充電器を含む、
バッテリ接続システム。 - バッテリパックであって、
前記バッテリパックは、接続機器と電気的に接続された接続状態および前記接続状態が解除された状態に選択的に設定されるように構成され、
前記バッテリパックは、
正極および負極を含むバッテリと、
前記正極に接続され、前記バッテリパックが前記接続状態にされることに応じて前記接続機器と電気的に接続されるように構成されたパック正極端子と、
前記負極に接続され、前記バッテリパックが前記接続状態にされることに応じて前記接続機器と電気的に接続されるように構成されたパック負極端子と、
前記バッテリパックが前記接続状態にされることに応じて前記接続機器と電気的に接続されるように構成されたパック通信端子と、
前記パック通信端子に接続された出力端子を含み、前記出力端子から第1送信データを出力するように構成されたデータ出力回路と、
前記パック通信端子に接続された入力端子、および前記パック負極端子に接続されたグランド端子を含み、前記接続機器から前記パック通信端子に入力された第2送信データが前記入力端子に入力されるように構成されたデータ入力回路と、
前記パック負極端子から前記データ入力回路を経て前記パック通信端子へ電流が流れることを抑制するように構成された抑制回路と、
を備えるバッテリパック。 - 電動作業機であって、
前記電動作業機は、バッテリを含むバッテリパックと電気的に接続された接続状態および前記接続状態が解除された状態に選択的に設定されるように構成され、
前記電動作業機は、
前記電動作業機が前記接続状態にされることに応じて前記バッテリの正極と電気的に接続されるように構成された機器正極端子と、
前記電動作業機が前記接続状態にされることに応じて前記バッテリの負極と電気的に接続されるように構成された機器負極端子と、
前記電動作業機が前記接続状態にされることに応じて前記バッテリパックと電気的に接続されるように構成された機器通信端子と、
前記機器通信端子に接続された出力端子を含み、前記出力端子から機器送信データを出力するように構成されたデータ出力回路と、
前記機器通信端子に接続された入力端子、および前記機器負極端子に接続されたグランド端子を含み、前記バッテリパックから前記機器通信端子に入力されたバッテリ送信データが前記入力端子に入力されるように構成されたデータ入力回路と、
前記機器負極端子から前記データ入力回路を経て前記機器通信端子へ電流が流れることを抑制するように構成された抑制回路と、
前記電動作業機の使用者により操作される操作スイッチと、
モータと、
前記操作スイッチが操作されることに応じて、前記バッテリパックから前記機器正極端子および前記機器負極端子を通じて供給される電力によって前記モータを駆動するように構成されたモータ駆動回路と、
作業出力部材が装着されるように構成された駆動機構であって、前記モータの回転駆動力が伝達され、その回転駆動力によって前記作業出力部材を駆動することにより前記作業出力部材を作業対象に作用させるように構成された駆動機構と、
を備える電動作業機。 - 充電器であって、
前記充電器は、バッテリを含むバッテリパックと電気的に接続された接続状態および前記接続状態が解除された状態に選択的に設定されるように構成され、
前記充電器は、
前記充電器が前記接続状態にされることに応じて前記バッテリの正極と電気的に接続されるように構成された充電正極端子と、
前記充電器が前記接続状態にされることに応じて前記バッテリの負極と電気的に接続されるように構成された充電負極端子と、
前記充電器が前記接続状態にされることに応じて前記バッテリパックと電気的に接続されるように構成された充電通信端子と、
前記充電通信端子に接続された出力端子を含み、前記出力端子から充電器送信データを出力するように構成されたデータ出力回路と、
前記充電通信端子に接続された入力端子、および前記充電負極端子に接続されたグランド端子を含み、前記バッテリパックから前記充電通信端子に入力されたバッテリ送信データが前記入力端子に入力されるように構成されたデータ入力回路と、
前記充電負極端子から前記データ入力回路を経て前記充電通信端子へ電流が流れることを抑制するように構成された抑制回路と、
前記バッテリを充電するための電力を前記充電正極端子及び前記充電負極端子を通じて前記バッテリパックへ出力するように構成された充電回路と、
を備える充電器。
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