WO2012008244A1 - バッテリパックを電源とする電動工具及びそのアダプタ - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a power tool using a battery pack as a power source and an adapter thereof.
  • US Pat. No. 5,028,858 discloses an electric tool that uses two battery packs as power sources.
  • this electric power tool two battery packs are connected in series, and the motor is driven at a high voltage. Thereby, compared with what uses one battery pack as a power supply, the high output which can be used for heavy work can be exhibited.
  • the power tool described above includes a power supply circuit that measures the charge levels of the two battery packs and supplies power from the battery pack to the motor when the charge levels of the battery packs are out of the allowable range. Electrically disconnected. According to this configuration, it is possible to prevent overdischarge of the battery pack and to avoid great damage to the battery pack.
  • Such a configuration is not limited to a power tool in which a plurality of battery packs are connected in series, but in a power tool in which a plurality of battery packs are connected in parallel or a power tool that uses only a single battery pack. Can also be applied effectively.
  • This adapter can stop or limit the discharge of the battery pack according to the alarm signal output by the battery pack. Further, even when no alarm signal is output from the battery pack, the adapter can stop or limit the discharge of the battery pack according to the charge level of the battery pack measured by itself. Therefore, overdischarge of the battery pack can be prevented regardless of whether or not the battery pack has an alarm function for outputting an alarm signal. In addition, when the battery pack has an alarm function, discharge of the battery pack can be appropriately stopped or limited by using the alarm signal.
  • the alarm signal received by the receiving unit is a signal that the battery pack outputs as the charge level decreases.
  • the control unit stops discharging the battery pack when the alarm signal is received.
  • the measurement unit measures the output voltage of the battery pack.
  • the output voltage decreases as the charge level decreases. Therefore, by measuring the output voltage of the battery pack, the charge level of the battery pack can be correctly grasped.
  • the control unit can determine whether or not the battery pack attached to the battery receiving unit has an alarm function. And when a battery pack has an alarm function, it is preferable that a control part disregards the measured value by a measurement part, and stops or restrict
  • priority is given to the alarm signal output by the battery pack over the charge level measured by the adapter. This is because the determination by the battery pack is more accurate in many cases than the measurement value in the adapter.
  • the control unit can further determine whether or not the battery pack attached to the battery receiving unit has an auto-stop function that automatically stops discharging as the charge level decreases. Preferably there is. And when the battery pack attached to the battery receiving part has an alarm function, it is preferable that a control part ignores the measured value by a measurement part.
  • the battery pack has an auto-stop function, priority is given to stopping the spontaneous discharge by the battery pack, and the process of stopping or limiting the discharge is not performed according to the charge level measured by the adapter. According to this aspect, overdischarge can be appropriately prevented for any of a battery pack having an alarm function, a battery pack having an auto-stop function, and a battery pack having neither of these functions.
  • Another adapter embodied by the present technology is an adapter that connects the main body of the electric power tool and at least one battery pack to each other, and includes a connector portion that can be attached to and detached from the main body of the electric power tool, and at least a removable battery pack.
  • a measurement unit that measures an index corresponding to the level, and a control unit that stops or restricts power supply to the main body of the electric tool according to a measurement value by the measurement unit are provided.
  • the control unit can determine whether or not the battery pack attached to the battery receiving unit has an auto-stop function that automatically stops discharging as the charge level decreases. And a control part ignores the measured value by a measurement part, when the battery pack attached to the battery acceptance part has an auto stop function. On the other hand, when the battery pack attached to the battery receiving unit does not have the auto-stop function, the power supply to the main body of the electric tool is stopped or restricted when the measurement value by the measurement unit is out of the predetermined allowable range. .
  • This adapter can stop discharging the battery pack according to the measured charge level of the battery pack.
  • priority is given to stopping the spontaneous discharge by the battery pack, and the process for stopping or limiting the discharge is not performed according to the charge level measured by the adapter. Therefore, overdischarge of the battery pack can be prevented regardless of whether or not the battery pack has an auto-stop function.
  • discharging of the battery pack can be stopped at an appropriate timing by giving priority to the auto-stop function.
  • a plurality of battery receiving portions can be provided so that a plurality of battery packs can be used.
  • the power supply circuit connects the plurality of battery packs attached to the plurality of battery receiving units to the main body of the electric tool in series or in parallel.
  • the power supply circuit In the configuration in which the power supply circuit connects a plurality of battery packs in series, the power supply circuit cannot form a closed circuit unless the battery packs are attached to all the battery receiving portions. That is, even if the battery pack is attached only to a part of the battery receiving units, the device (for example, the control unit) in the adapter cannot receive power supply from the battery pack. The device in the adapter can start its operation only after the battery pack is attached to all the battery receiving portions.
  • the power supply circuit when the power supply circuit is configured to connect a plurality of battery packs in series, a pair of power input terminals provided in each battery receiving unit is connected to a diode. Can be electrically connected.
  • the pair of power input terminals are terminals connected to the positive terminal and the negative terminal of the battery pack, respectively. According to this embodiment, even if the battery pack is attached only to a part of the battery receiving portions, the power supply circuit can form a closed circuit, and power can be supplied from the battery pack to the devices in the adapter.
  • the technology related to the adapter described above can also be applied directly to the power tool. That is, the power tool itself may have the configuration related to the adapter described above.
  • An electric tool is an electric tool that uses at least one battery pack as a power source, the motor driving the tool, at least one battery receiving unit to which the battery pack can be attached and detached, and the battery receiving A power supply circuit that electrically connects the battery pack attached to the motor to the motor, a measurement unit that measures an indicator corresponding to the charge level of the battery pack attached to the battery receiving unit, and a battery receiving unit A receiving unit that receives an alarm signal output from the battery pack, and a control unit that stops or restricts power supply to the motor in accordance with a measurement value by the measuring unit and the received alarm signal.
  • An electric tool is an electric tool that uses at least one battery pack as a power source, and includes a motor that drives the tool, at least one battery receiving unit to which the battery pack can be attached and detached, and a battery A power supply circuit that electrically connects the battery pack attached to the receiving unit to the motor, a measuring unit that measures an indicator corresponding to the charge level of the battery pack attached to the battery receiving unit, and a measurement value by the measuring unit Accordingly, a control unit that stops or restricts the power supply to the motor is provided. The control unit can determine whether or not the battery pack attached to the battery receiving unit has an auto-stop function that automatically stops discharging as the charge level decreases.
  • the control unit ignores the measurement value by the measuring unit, and when the battery pack attached to the battery receiving unit does not have the auto-stop function. Stops or restricts the power supply to the motor when the measurement value by the measurement unit is out of a predetermined allowable range.
  • the external view which shows the battery side unit of an adapter.
  • the figure which shows the circuit structure of the adapter of Example 1, the main body of an electric tool, and a battery pack (with an alarm function).
  • the figure which shows the circuit structure of the adapter of Example 2, the main body of an electric tool, and a battery pack (with an alarm function and ID terminal).
  • the figure which shows the circuit structure of the adapter of Example 2, the main body of an electric tool, and a battery pack (with an auto stop function and ID terminal).
  • the external view which shows an integrated adapter.
  • the figure which shows the circuit structure of the main body of the electric tool of Example 4, and a battery pack (with an alarm function).
  • the adapter 100 according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. 1, 2, and 3 show the appearance of the adapter 100.
  • the adapter 100 is a device for electrically connecting the two battery packs 10 to the main body 52 of the electric tool.
  • the rated voltage of the main body 52 of the electric power tool is 36 volts
  • the rated voltage of each battery pack 10 is 18 volts.
  • the power tool body 52 uses a battery pack with a nominal voltage of 36 volts and cannot use a battery pack with a nominal voltage of 18 volts.
  • the adapter 100 of the present embodiment without using a battery pack having a nominal voltage of 36 volts, two battery packs 10 having a nominal voltage of 18 volts are used, and an electric motor having a rated voltage of 36 volts is used. A tool can be used.
  • the technology described in this specification is not limited to a specific rated voltage or a nominal voltage, and can be applied to power tools having various rated voltages or battery packs having various nominal voltages. Moreover, the technique demonstrated in this specification can also be applied to the adapter which connects one or three or more battery packs to the main body of an electric tool.
  • the adapter 100 includes a tool side unit 102 that can be attached to and detached from the main body 52 of the electric tool, a battery side unit 106 that can attach and remove two battery packs 10, a tool side unit 102, and a battery side unit 106.
  • the tool side unit 102 is provided with a connector portion 102a.
  • the connector portion 102a is detachably engaged with a battery receiving portion 56a provided in the main body 52 of the electric tool.
  • the battery receiving portion 56a provided in the main body 52 of the electric tool is configured so that a battery pack having a nominal voltage of 36 volts can be attached and detached, and the battery pack 10 having a nominal voltage of 18 volts can be directly attached. It has no structure.
  • the battery side unit 106 is provided with two battery receiving portions 106a. Each battery receiving part 106a engages with the connector part 10a of the battery pack 10 in a detachable manner. Thereby, the battery pack 10 having a nominal voltage of 18 volts can be detachably attached to each battery receiving portion 106a.
  • the two battery packs 10 attached to the battery side unit 106 are electrically connected to the main body 52 of the electric tool attached to the tool side unit 102, and the electric power from the two battery packs 10 passes through the adapter 100. It is supplied to the main body 52.
  • the battery unit 106 is provided with two indicators 130.
  • the two indicators 130 are respectively positioned above the two battery receiving portions 106a.
  • Each indicator 130 is a light emitting diode, although it is an example.
  • One indicator 130 displays the charge level of the battery pack 10 attached to one battery receiving unit 106a, and the other indicator 130 shows the charge level of the battery pack 10 attached to the other battery receiving unit 106a. Is displayed.
  • the battery side unit 106 is provided with a hook 108 for the user to hang the battery side unit 106 on a belt or the like.
  • FIG. 4 shows the circuit configuration of the main body 52, the battery pack 10, and the adapter 100 of the electric tool.
  • the power tool main body 52 includes a motor 60, a power supply circuit 62, a main switch 54, a speed adjustment circuit 66, a power FET 64, a transistor 68, a voltage dividing circuit 70, a positive input terminal 72, and a negative input terminal. 74 and an alarm terminal 78.
  • the positive electrode input terminal 72, the negative electrode input terminal 74, and the alarm terminal 78 are disposed in the battery receiving portion 56a of the main body 52 of the electric tool and are electrically connected to the adapter 100 attached to the battery receiving portion 56a.
  • the positive input terminal 72 and the negative input terminal 74 are electrically connected to the motor 60 by the power supply circuit 62, and the power input from the adapter 100 is supplied to the motor 60 through the power supply circuit 62.
  • the motor 60 is a prime mover that drives a tool (here, a blower fan).
  • the power supply circuit 62 is provided with a main switch 54 and a power FET 64. Each of the main switch 54 and the power FET 64 can be turned on and off to electrically open and close the power supply circuit 62.
  • the speed adjustment circuit 66 is interlocked with the main switch 54.
  • the speed adjustment circuit 66 outputs an on signal to the gate terminal of the power FET 64.
  • both the main switch 54 and the power FET 64 are turned on, and the power supply circuit 62 is electrically closed (connected).
  • the speed adjustment circuit 66 can perform PWM control on the power FET 64. That is, the speed adjustment circuit 66 intermittently turns on the power FET 64 and changes the period during which the power FET 64 is turned on according to the operation amount applied to the main switch 54 by the user. Thereby, the rotational speed of the motor 60 is adjusted according to the operation amount applied to the main switch 54.
  • the gate terminal of the power FET 64 is connected to the power supply circuit 62 connected to the negative input terminal 74 through the transistor 68.
  • An alarm terminal 78 is connected to the gate of the transistor 68 via a voltage dividing circuit 70.
  • An alarm signal output from the adapter 100 is input to the alarm terminal 78.
  • the transistor 68 is turned on, and the gate terminal of the power FET 64 is connected to the negative input terminal 74 of low level (zero volts).
  • the main body 52 of the electric tool is configured to stop driving the motor 60 when the alarm signal output from the adapter 100 is received.
  • the battery pack 10 includes five battery cells 20 connected in series, a battery controller 22, a first transistor 24, a second transistor 26, a third transistor 28, a fuse 30, a positive output terminal 32, a negative output terminal 34, a high A level signal terminal 36 and an alarm terminal 38 are provided.
  • the positive electrode output terminal 32, the negative electrode output terminal 34, the high level signal terminal 36, and the alarm terminal 38 are arranged in the connector portion 10a of the battery pack 10 and are electrically connected to the adapter 100 to which the battery pack 10 is attached. .
  • the positive electrode output terminal 32 and the negative electrode output terminal 34 are electrically connected to the five battery cells 20, and output the electric power discharged from the five battery cells 20 to the adapter 100.
  • each battery cell 20 is an example, it is a lithium ion cell, The nominal voltage is 3.6 volts.
  • the battery pack 10 is not limited to the five battery cells 20 and may include any number (one or a plurality) of battery cells 20.
  • the high level signal terminal 36 is connected to the positive electrode output terminal 32 via the fuse 30 and outputs a high level signal (here, 18 volts).
  • the high level signal terminal 36 is a terminal used by a charger that charges the battery pack 10, and is not used by the adapter 100.
  • the alarm terminal 38 is connected to the battery controller 22 via the three transistors 24, 26 and 28.
  • the alarm terminal 38 is a terminal for outputting an alarm signal to the adapter 100 and a terminal for inputting an alarm release signal from the adapter 100.
  • the battery controller 22 monitors the charge level of each battery cell 20 by measuring the voltage of each battery cell 20. When the charge level of at least one battery cell 20 is out of the allowable range, the battery controller 22 determines that the discharge should be stopped and outputs an alarm signal from the alarm terminal 38. The battery controller 22 continues to output the alarm signal until the alarm release signal from the adapter 100 is input.
  • the battery pack 10 has an alarm function that outputs an alarm signal as the charge level of the battery pack 10 decreases.
  • the battery controller 22 turns on the second transistor 26.
  • the first transistor 24 is turned on and the alarm terminal 38 outputs a high level signal.
  • This high level signal is not an alarm signal but a signal indicating that the battery pack 10 can be used.
  • the battery controller 22 turns off the second transistor 26 when determining that the discharge should be stopped.
  • the second transistor 26 is turned off, the first transistor 24 is also turned off, and the alarm terminal 38 is electrically insulated in the battery pack 10. That is, the alarm terminal 38 outputs a high impedance signal.
  • This high impedance signal is an alarm signal output from the battery pack 10.
  • the alarm release signal from the adapter 100 is received using the third transistor 28.
  • the first transistor 24 is turned on.
  • the third transistor 28 is also turned on, and a low level (zero volt) signal is input from the third transistor 28 to the battery controller 22.
  • the battery controller 22 turns off the second transistor 26 to output an alarm signal
  • the first transistor 24 and the third transistor 28 are also turned off.
  • a high impedance signal is input from the third transistor 28 to the battery controller 22.
  • the third transistor 28 is turned on again.
  • the alarm cancellation signal of the adapter 100 is a high level signal.
  • a low level signal is input from the third transistor 28 to the battery controller 22 again.
  • the battery controller 22 turns on the second transistor 26 and stops outputting the alarm signal.
  • the adapter 100 includes two positive input terminals 112, two negative input terminals 114, two battery side alarm terminals 118, a main controller 150, an alarm input / output circuit 154, a power supply circuit 160, a power FET 162, a current detection circuit 164, a shunt.
  • a resistor 166, a positive output terminal 172, a negative output terminal 174, and a tool side alarm terminal 178 are provided.
  • One positive input terminal 112, one negative input terminal 114, and one battery-side alarm terminal 118 are arranged in one battery receiving unit 106 a, and the positive output terminal 32 and the negative output terminal of one battery pack 10. 34 and an alarm terminal 38, respectively.
  • the other positive input terminal 112, the other negative input terminal 114, and the other battery side alarm terminal 118 are arranged in the other battery receiving portion 106 a, and the positive output terminal 32 and the negative output terminal of the other battery pack 10. 34 and an alarm terminal 38, respectively.
  • the positive electrode output terminal 172, the negative electrode output terminal 174, and the tool side alarm terminal 178 are disposed in the connector portion 102a, and are electrically connected to the positive electrode input terminal 72, the negative electrode input terminal 74, and the alarm terminal 78 of the main body 52 of the electric power tool. Connected.
  • the power supply circuit 160 electrically connects the positive input terminal 112 arranged in one battery receiving unit 106a to the positive output terminal 172, and similarly connects the negative input terminal 114 arranged in one battery receiving unit 106a to The positive input terminal 112 disposed in the other battery receiving portion 106a is electrically connected, and the negative input terminal 114 also disposed in the other battery receiving portion 106a is electrically connected to the negative output terminal 174.
  • the two battery packs 10 attached to the adapter 100 are connected in series to the main body 52 of the electric tool, and power is supplied to the motor 60 of the main body 52 at a voltage of approximately 36 volts. Note that power from the two battery packs 10 is also supplied to the main controller 150 via the power supply circuit 152.
  • the power supply circuit 160 is provided with a power FET 162 and a shunt resistor 166. A voltage corresponding to the current flowing through the power supply circuit 160 is generated in the shunt resistor 166. The voltage generated in the shunt resistor 166 is input to the main controller 150 via the current detection circuit 164. When the input voltage exceeds the allowable range, the main controller 150 first outputs an alarm signal from the tool side alarm terminal 178 to the main body 52 of the electric tool. As described above, in the power tool main body 52, when an alarm signal is output from the adapter 100, the power FET 64 is turned off, the drive of the motor 60 is stopped, and the discharge of the battery pack 10 is prohibited.
  • the main controller 150 turns off the power FET 162 in the adapter 100 and electrically opens (cuts) the power supply circuit 160. Thereby, it is possible to reliably prevent an excessive current from flowing to the battery pack 10 and the motor 60.
  • the adapter 100 may be configured to turn off the power FET 162 without outputting an alarm signal to the main body 52 of the electric tool. According to this configuration, the main body 52 of the power tool does not necessarily need to include the alarm terminal 78.
  • the power FET 162 may be another type of switching element.
  • the main controller 150 is electrically connected to the battery side alarm terminal 118 and can receive an alarm signal from the battery pack 10. Further, the main controller 150 can output an alarm release signal to the battery pack 10 from the battery side alarm terminal 118 to the battery pack 10.
  • the main controller 150 receives an alarm signal from the battery pack 10
  • the main controller 150 outputs an alarm signal from the tool side alarm terminal 178 to the main body 52 of the electric tool. Thereby, the power FET 64 in the main body 52 is turned off, and the power supply from the battery pack 10 to the motor 60 is stopped.
  • the main controller 150 turns on the indicator 130 corresponding to the battery pack 10 that has output the alarm signal, and notifies the user that the battery pack 10 needs to be replaced or charged.
  • the main controller 150 turns off the power FET 162 in the adapter 100 and electrically opens (cuts) the power supply circuit 160. To do.
  • the main controller 150 may be configured to turn off the power FET 162 without outputting an alarm signal to the main body 52 of the electric tool. According to this configuration, the main body 52 of the power tool does not necessarily need to include the alarm terminal 78.
  • the main controller 150 is electrically connected to the tool side alarm terminal 178.
  • the main controller 150 receives an alarm signal from the battery pack 10
  • the main controller 150 outputs an alarm signal from the tool side alarm terminal 178 to the main body 52 of the electric tool.
  • the main controller 150 can also receive an alarm release signal from the main body 52 of the electric tool through the tool side alarm terminal 178.
  • the main controller 150 outputs an alarm release signal from the battery side alarm terminal 118 to the battery pack 10.
  • the adapter 100 further includes two voltage measuring units 134.
  • One voltage measuring unit 134 is connected to the positive electrode input terminal 112 and the negative electrode input terminal 114 arranged in one battery receiving unit 106a, and outputs the output voltage of the battery pack 10 attached to one battery receiving unit 106a. It can be measured.
  • the reference voltage of the battery pack 10 positioned on the high voltage side is a voltage at the negative output terminal 34 of the battery pack 10, and the reference voltage of the main controller 150 is Different. Therefore, the voltage measuring unit 134 cannot directly measure the output voltage of the battery pack 10. Therefore, one voltage measuring unit 134 (the one located above in FIG.
  • the other voltage measuring unit 134 is connected to the positive input terminal 112 and the negative input terminal 114 disposed in the other battery receiving unit 106a, and outputs the output voltage of the battery pack 10 attached to the other battery receiving unit 106a. It can be measured.
  • Measured values by each voltage measuring unit 134 are input to the main controller 150.
  • the measured value by the voltage measuring unit 134 corresponds to the charge level of the battery pack 10.
  • the main controller 150 has a tool-side alarm terminal when a measured value by at least one voltage measuring unit 134 is out of a pre-stored allowable range (specifically, when it is below a pre-stored allowable value).
  • An alarm signal is output from 178 to the main body 52 of the electric tool. Thereby, the power FET 64 in the main body 52 is turned off, and the power supply from the battery pack 10 to the motor 60 is stopped. At this time, the main controller 150 turns on the indicator 130 corresponding to the battery pack 10 in which the measured value becomes abnormal, and notifies the user that the battery pack 10 needs to be replaced or charged.
  • the main controller 150 turns off the power FET 162 in the adapter 100 and electrically opens (cuts) the power supply circuit 160. To do.
  • the main controller 150 may be configured to turn off the power FET 162 without outputting an alarm signal to the main body 52 of the electric tool. According to this configuration, the main body 52 of the power tool does not necessarily need to include the alarm terminal 78.
  • the adapter 100 can stop the discharge of the battery pack 10 in response to the alarm signal output from the battery pack 10. Further, even when no alarm signal is output from the battery pack 10, the discharge of the battery pack 10 can be stopped according to the measured output voltage or discharge current of the battery pack 10. Thereby, the battery pack 10 can be protected. Even when the power FET 162 is turned off, the electrical connection between the main controller 150 and the battery pack 10 is maintained. That is, even after the power FET 162 is turned off, the main controller 150 can continue to operate with the power from the battery pack 10.
  • the adapter 100 not only the battery pack 10 having an alarm function but also the battery pack 12 having no alarm function can be attached to each battery receiving portion 106a. Even if the battery pack 12 does not have an alarm function, the adapter 100 outputs an alarm signal from the tool side alarm terminal 178 to the main body 52 of the electric tool according to the output voltage of the battery pack 10, The power supply from the battery pack 12 to the main body 52 can be stopped by turning off the power FET 64. Therefore, the adapter 100 can prevent the battery packs 10 and 12 from being overdischarged regardless of whether or not the battery packs 10 and 12 have an alarm function. When the battery pack 10 has an alarm function, the discharge of the battery pack 10 can be stopped at an appropriate timing by using the alarm signal. Note that the battery pack 10 having an alarm function and the battery pack 12 not having an alarm function can be attached to the adapter 100 at the same time.
  • an alarm signal is output from the tool side alarm terminal 178 to the main body 52 of the electric tool, the power FET 64 in the main body 52 is turned off, and the motor 60 is turned off. Stop power supply completely.
  • the power supply to the motor 60 may be partially limited by turning the power FET 162 on and off intermittently. Even with this method, overdischarge of the battery pack 10 can be significantly prevented.
  • the adapter 100 of this embodiment further includes two bypass circuits 122.
  • One bypass circuit 122 electrically connects the positive input terminal 112 and the negative input terminal 114 provided in one battery receiving unit 106a to each other.
  • the other bypass circuit 122 electrically connects the positive input terminal 112 and the negative input terminal 114 provided in the other battery receiving portion 106a to each other.
  • Each bypass circuit 122 includes a resistance element 124 and a diode 126. The cathode of the diode 126 is connected to the positive input terminal 112 via the resistance element 124, and the anode of the diode 126 is connected to the negative input terminal 114.
  • the adapter 100 does not have the bypass circuit 122.
  • the controller 150 cannot receive power supply from the battery packs 10 and 12. This is because the positive input terminal 112 and the negative input terminal 114 are not electrically connected to each other in the battery receiving unit 106 a in which the battery packs 10 and 12 are not attached, and the power supply circuit 160 cannot form a closed circuit with respect to the main controller 150. Because.
  • the adapter 100 of this embodiment in the battery receiving portion 106a in which the battery packs 10 and 12 are not attached, the positive input terminal 112 and the negative input terminal 114 are electrically connected to each other via the bypass circuit 122. The Therefore, if the battery packs 10 and 12 are attached to at least one battery receiving unit 106a, the main controller 150 can receive power from the battery packs 10 and 12 and start its operation.
  • the bypass circuit 122 includes the diode 126, the bypass circuit 122 is substantially cut off in the battery receiving unit 106a in which the battery packs 10 and 12 are mounted. Therefore, when the two battery packs 10 and 12 are attached to the adapter 100 and electric power is supplied to the motor 60, a large current to the motor 60 does not flow through the bypass circuit 122. However, if a momentary contact failure (so-called chattering) of terminals occurs between the battery packs 10 and 12 and the adapter 100, a current to the motor 60 may flow into the bypass circuit 122. Therefore, in the bypass circuit 122 of the present embodiment, the resistance element 124 is provided, and the current flowing through the bypass circuit 122 is limited.
  • the adapter 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the adapter 200 of the second embodiment is provided with two ID terminals 220, two cut-off switches 232, and two level shifters 236 and 238. Further, a part of the program of the main controller 150 has been changed. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment are used, and redundant descriptions are omitted.
  • One ID terminal 220 is provided in one battery receiving unit 106a, and the other ID terminal 220 is provided in the other battery receiving unit 106a.
  • the ID terminal 220 is electrically connected to the main controller 150.
  • Two cut-off switches 232 and two level shifters 236 and 238 are provided between one ID terminal 220 and the main controller 150.
  • the uses and functions of the cut-off switch 232 and level shifters 236 and 238 are the same as those of the cut-off switch 132 and level shifters 136 and 138 described in the first embodiment.
  • the battery packs 14, 16, and 18 having the ID terminal 40 can be attached to the adapter 200 of the present embodiment.
  • the ID terminal 40 is connected to the battery controller 22, and the battery controller 22 can output the ID information stored from the ID terminal 40.
  • the ID terminal 220 of the adapter 200 is connected to the ID terminal 40 of the battery packs 14, 16, 18, and ID information output from the battery packs 14, 16, 18 is received by the main controller 150 of the adapter 200. Based on the received ID information, the main controller 150 determines what functions the battery packs 14, 16, 18 attached to the battery receiving unit 106a have.
  • the battery pack 14 having an alarm function is attached to the adapter 200.
  • the main controller 150 can detect that the battery pack 14 has an alarm function based on the ID information received from the battery pack 14.
  • the main controller 150 ignores the measurement value by the voltage measurement unit 134 and stops supplying power to the motor 60 only when an alarm signal of the battery pack 14 is received.
  • the main controller 150 outputs an alarm signal from the tool side alarm terminal 178 to the main body 52 of the power tool, and turns off the power FET 64 in the main body 52 of the power tool.
  • the alarm signal output from the battery pack 14 is prioritized over the charge level of the battery pack 14 measured by the adapter 200. This is because the measurement value in the battery pack 14 is often more accurate than the measurement value in the adapter 200.
  • a battery pack 18 having an auto-stop function is attached to the adapter 200.
  • the battery pack 18 includes a power FET 44 and a shunt resistor 42.
  • the battery controller 22 monitors the charge level of each battery cell 20 by measuring the voltage of each battery cell 20. When the charge level of at least one battery cell 20 is out of the allowable range, the battery controller 22 turns off the power FET 44 and voluntarily stops the discharge. Further, when the current value measured by the shunt resistor 42 exceeds the stored allowable value, the battery controller 22 turns off the power FET 44 and stops the discharge spontaneously.
  • the function in which the battery pack 18 measures its own state and stops the discharge spontaneously is called an auto-stop function.
  • the main controller 150 can detect that the battery pack 18 has an auto-stop function based on the ID information received from the battery pack 18. When the battery pack 18 has an auto-stop function, the main controller 150 ignores the measurement value obtained by the voltage measurement unit 134. That is, priority is given to stopping the spontaneous discharge by the battery pack 18, and the adapter 200 does not perform a process of stopping the discharge. As a result, overdischarge of the battery pack 18 is prevented by the auto-stop function of the battery pack 18. In the adapter 200 of this embodiment, the auto-stop function of the battery pack 18 is prioritized over the processing in the adapter 200, and the discharge of the battery pack 18 is stopped at an appropriate timing.
  • the adapter 200 of this embodiment determines whether the battery packs 14, 16, and 18 attached to the battery receiving unit 106a have an alarm function and whether they have an auto-stop function. can do.
  • the adapter 200 is the main body of the electric tool unless an alarm signal is received from the battery packs 14, 16, and 18 regardless of the measurement value by the voltage measurement unit 134.
  • the power supply to 52 is not stopped.
  • the adapter 200 stops power supply to the main body 52 of the electric tool according to the measurement value by the voltage measurement unit 134. Accordingly, overdischarge of the battery packs 14 and 16 can be prevented regardless of the presence or absence of the alarm function.
  • the measurement value by the voltage measurement unit 134 is ignored, and the adapter 200 does not perform a process for stopping the discharge of the battery pack 18. This is because the measurement value in the battery pack 18 is more accurate in many cases than the measurement value in the adapter 200.
  • the adapter 300 according to the third embodiment has an ID terminal 220 similar to the adapter 200 according to the second embodiment, and can acquire ID information of the battery packs 14, 16, and 18. Therefore, the adapter 300 can determine whether or not the battery packs 14, 16, and 18 attached to the battery receiving unit 106a have at least an auto-stop function.
  • the adapter 300 of the third embodiment does not have the battery side alarm terminal 118 and receives an alarm signal output from the battery packs 10 and 14. I can't. Therefore, even when the battery packs 10 and 14 have an alarm function, the main controller 150 of the adapter 300 stops power supply to the main body 52 of the electric tool according to the measurement value by the voltage measurement unit 134. Thereby, even if the alarm signal cannot be received, the adapter 200 can prevent the battery packs 10 and 14 from being overdischarged.
  • the main controller 150 ignores the measurement value by the voltage measurement unit 134. That is, the adapter 300 does not perform the process of stopping the discharge of the battery pack 18 even when the measurement value by the voltage measurement unit 134 is out of the allowable range. As a result, overdischarge of the battery pack 18 is prevented by the auto-stop function of the battery pack 18.
  • the auto-stop function of the battery pack 18 is prioritized over the processing in the adapter 300, and the discharge of the battery pack 18 is stopped at an appropriate timing.
  • the power to the main body 52 of the electric tool is determined according to the measured value by the voltage measuring unit 134 regardless of the presence or absence of the alarm function. Stop supplying.
  • the adapter 300 can prevent the battery packs 16 and 18 from being overdischarged regardless of whether or not the battery packs 16 and 18 have an auto-stop function. Further, with respect to the battery pack 18 having the auto-stop function, the discharge of the battery pack 18 can be stopped at an appropriate timing by giving priority to the auto-stop function.
  • the adapters 100, 200, and 300 have a structure in which a tool side unit 102 and a battery side unit 106 are connected by an electric cord 104.
  • the adapters 100, 200, and 300 may be a cordless type configured by a single housing.
  • the connector part 102a can be formed in the upper surface of a housing
  • the battery receiving part 106a can be formed in the lower surface of a housing.
  • the electric tool 400 is an electric blower that uses two battery packs 10 as power sources. This electric tool drives a blower fan built in the main body 402 in response to an operation on the main switch 404, and blows out air from the tip 403 a of the nozzle 403.
  • the structure of the electric tool 400 demonstrated in a present Example is not restricted to an electric blower, It can apply widely to the various cordless electric tools which use a battery pack as a power supply.
  • the main body 402 is provided with two battery receiving portions 406a.
  • Each battery receiving portion 406a is detachably engaged with the connector portion 10a of the battery pack 10.
  • the battery pack 10 having a nominal voltage of 18 volts can be detachably attached to each battery receiving portion 406a.
  • the two battery packs 10 attached to the main body 402 are electrically connected to the main body 402, and power from the two battery packs 10 is supplied to the main body 402.
  • FIG. 15 shows a circuit configuration of the electric power tool 400.
  • the circuit configuration of the main body 402 of the electric power tool 400 shown in FIG. 15 is substantially the same as that obtained by integrating the main body 52 and the adapter 100 of the electric power tool shown in FIG. 4. Accordingly, the same reference numerals as those of the corresponding components in the first embodiment are given to the respective components in FIG.
  • the discharge of the battery pack 10 can be stopped according to the alarm signal output from the battery pack 10. Further, even when no alarm signal is output from the battery pack 10, the discharge of the battery pack 10 can be stopped according to the measured output voltage of the battery pack 10. Therefore, even when the battery pack 10 does not have an alarm function, the discharge of the battery pack 10 can be stopped according to the measured output voltage of the battery pack 10.
  • the electric power tool 400 can prevent the battery pack 10 from being overdischarged regardless of whether or not the battery pack 10 has an alarm function.
  • the electric tool 500 of Example 5 is demonstrated.
  • the power tool 500 of the present embodiment is provided with two ID terminals 220, two cut-off switches 232, and two level shifters 236 and 238, as compared with the power tool 400 of the fourth embodiment. Further, a part of the program of the main controller 150 has been changed.
  • the electric power tool 500 of the present embodiment corresponds to an integrated body of the electric power tool main body 52 and the adapter 200 of the second embodiment shown in FIGS. 6, 7, and 8.
  • FIG. 16 shows a circuit configuration of the electric power tool 500.
  • the circuit configuration of the main body 502 of the electric power tool 500 shown in FIG. 16 is substantially equal to that obtained by integrating the main body 52 and the adapter 200 of the electric power tool shown in FIG. 6. Therefore, each component in FIG. 16 is denoted by the same reference numeral as that of the corresponding component in the second embodiment, and redundant description is omitted.
  • the main controller 150 determines whether or not the main controller 150 has an alarm function and an auto-stop function for the battery pack 14 attached to the battery receiving unit 106a. Can be determined.
  • the main controller 150 receives the alarm signal from the battery pack 14 regardless of the measurement value by the voltage measurement unit 134. Do not stop power supply.
  • the main controller 150 stops the power supply to the motor 60 according to the measurement value by the voltage measurement unit 134.
  • the main controller 150 ignores the measurement value by the voltage measurement unit 134 and does not perform a process of stopping the discharge of the battery pack 14.
  • the automatic stop function of the battery pack 14 is prioritized over the process in the main body 502 of the electric power tool 500, and the discharge of the battery pack 14 is stopped at an appropriate timing.
  • the electric tool 600 of Example 6 is demonstrated.
  • the power tool 600 according to the present embodiment has two battery-side alarm terminals 118, a cut-off switch 132 connected to the battery-side alarm terminal 118, and a level shifter 136, as compared with the power tool 500 according to the fifth embodiment. 138 and transistors 140 and 142 have been removed.
  • the electric power tool 600 of the present embodiment is equivalent to the power tool main body 52 shown in FIGS. 9 and 10 and the adapter 300 of the third embodiment integrated.
  • FIG. 17 shows a circuit configuration of the electric power tool 600.
  • the circuit configuration of the main body 602 of the electric power tool 600 shown in FIG. 17 is substantially equal to that obtained by integrating the main body 52 and the adapter 300 of the electric power tool shown in FIG. 9. Accordingly, the same reference numerals as those of the corresponding components in the third embodiment are given to the respective components in FIG.
  • the main controller 150 can determine whether or not the battery pack 18 attached to the battery receiving unit 106a has an auto-stop function.
  • the main controller 150 ignores the measurement value obtained by the voltage measurement unit 134. That is, the main controller 150 does not perform the process of stopping the discharge of the battery pack 18 even when the measurement value by the voltage measurement unit 134 is out of the allowable range. As a result, overdischarge of the battery pack 18 is prevented by the auto-stop function of the battery pack 18.
  • the automatic stop function of the battery pack 18 is prioritized over the processing in the main body 602 of the electric power tool 600, and the discharge of the battery pack 18 is stopped at an appropriate timing.

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Abstract

 アダプタは、電動工具の本体に着脱可能なコネクタ部と、バッテリパックが着脱可能な少なくとも一つのバッテリ受入部を備えている。バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックは、アダプタの電力供給回路を介して、コネクタ部に取り付けられた電動工具の本体へ電気的に接続される。アダプタは、バッテリパックの充電レベルに対応する指標を計測する計測部と、バッテリパックが出力するアラーム信号を受信する受信部を備え、計測部による計測値と受信されたアラーム信号の両者に応じて、電動工具の本体への電力供給を中止又は制限することができる。

Description

バッテリパックを電源とする電動工具及びそのアダプタ
 本発明は、バッテリパックを電源とする電動工具とそのアダプタに関する。
 米国特許第5,028,858号明細書に、二つのバッテリパックを電源とする電動工具が開示されている。この電動工具では、二つのバッテリパックが直列に接続されており、高電圧でモータが駆動される構成となっている。それにより、一つのバッテリパックを電源とするものに比べて、重作業に使用可能な高い出力を発揮することができる。
 バッテリパックを直列に接続すると、一方のバッテリパックに大きな負担が掛かることがある。例えば、二つのバッテリパックの間で充電レベルが異なると、一方のバッテリパックが過放電され、さらには、他方のバッテリパックによって逆方向に充電(逆充電)されてしまう。この場合、一方のバッテリパックは、大きなダメージを受けることになり、その劣化が大きく進行するか、あるいは使用不能になってしまう。
 上記の問題に関して、前記した電動工具では、二つのバッテリパックの充電レベルをそれぞれ計測し、バッテリパックの充電レベルが許容範囲から外れた場合に、バッテリパックからモータへ電力を供給する電力供給回路を電気的に切断している。この構成によれば、バッテリパックの過放電を防止して、バッテリパックへの大きなダメージを避けることができる。なお、このような構成は、複数のバッテリパックが直列に接続される電動工具に限られず、複数のバッテリパックが並列に接続される電動工具や、単一のバッテリパックのみを使用する電動工具においても、有効に適用することができる。
 近年、充電レベルを自ら監視し、充電レベルの低下に伴ってアラーム信号を出力するアラーム機能や、充電レベルの低下に伴って放電を自動的に中止するオートストップ機能を有するバッテリパックが開発されている。この種のバッテリパックによれば、電動工具においてバッテリパックの充電レベルを計測する必要がなくなり、電動工具の電気的な構造を簡素なものにすることができる。しかしながら、電動工具においてバッテリパックの充電レベルを計測できなくすると、アラーム機能やオートストップ機能を有しない旧型のバッテリパックが使用された場合に、バッテリパックが過放電されてしまうおそれがある。アラーム機能やオートストップ機能の有無にかかわらず、バッテリパックの過放電を適切に防止することができる技術が必要とされている。
 本技術は、電動工具の本体と少なくとも一つのバッテリパックを互いに接続するアダプタに具現化される。このアダプタは、電動工具の本体に着脱可能なコネクタ部と、バッテリパックが着脱可能な少なくとも一つのバッテリ受入部と、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックを、コネクタ部に取り付けられた電動工具の本体へ電気的に接続する電力供給回路と、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックの充電レベルに対応する指標を計測する計測部と、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックが出力するアラーム信号を受信する受信部と、計測部による計測値と受信されたアラーム信号に応じて、電動工具の本体への電力供給を中止又は制限する制御部を備える。
 このアダプタは、バッテリパックが出力するアラーム信号に応じて、バッテリパックの放電を中止又は制限することができる。また、バッテリパックからアラーム信号が出力されない場合でも、このアダプタは、自ら計測したバッテリパックの充電レベルに応じて、バッテリパックの放電を中止又は制限することができる。従って、バッテリパックがアラーム信号を出力するアラーム機能を有するのか否かにかかわらず、バッテリパックの過放電を防止することができる。加えて、バッテリパックがアラーム機能を有する場合は、そのアラーム信号を利用することによって、バッテリパックの放電を適切に中止又は制限することができる。
 上記したアダプタでは、受信部によって受信されるアラーム信号が、バッテリパックが充電レベルの低下に伴って出力する信号であることが好ましい。この場合、制御部は、アラーム信号が受信された時点で、バッテリパックの放電を停止することが好ましい。
 上記したアダプタでは、計測部が、バッテリパックの出力電圧を計測することが好ましい。バッテリパックでは、充電レベルの低下に伴って、その出力電圧が低下していく。従って、バッテリパックの出力電圧を計測することで、バッテリパックの充電レベルを正しく把握することができる。
 一実施形態のアダプタでは、制御部が、受信部によってアラーム信号が受信されたとき、又は、計測部による計測値が所定の許容範囲から外れたときに、電動工具の本体への電力供給を中止又は制限することが好ましい。この実施形態では、アラーム信号が受信されたときは、計測されたバッテリパックの充電レベルにかかわらず、バッテリパックの放電が中止又は制限される。その一方で、計測部による計測値が所定の許容範囲から外れたときには、アラーム信号の受信の有無にかかわらず、バッテリパックの放電は中止される。この実施形態によると、アダプタに取り付けられたバッテリパックが、アラーム機能を有するのか否かを判別することなく、アダプタの過放電を防止することができる。
 他の一実施形態のアダプタでは、制御部が、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックについて、アラーム機能を有するのか否かを判別可能であることが好ましい。そして、バッテリパックがアラーム機能を有する場合、制御部は、計測部による計測値を無視し、アラーム信号が受信されたときにのみ、電動工具の本体への電力供給を中止又は制限することが好ましい。この形態では、バッテリパックがアラーム機能を有する場合、アダプタで計測される充電レベルよりも、バッテリパックが出力するアラーム信号を優先する。なぜなら、アダプタにおける計測値よりも、バッテリパックによる判断のほうが、多くの場合、正確性に優れるためである。
 上記した実施形態のアダプタでは、制御部が、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックについて、充電レベルの低下に伴って放電を自動的に中止するオートストップ機能を有するのか否かを、さらに判別可能であることが好ましい。そして、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックがアラーム機能を有する場合、制御部は、計測部による計測値を無視することが好ましい。この形態では、バッテリパックがオートストップ機能を有する場合、バッテリパックによる自発的な放電の中止を優先し、アダプタで計測される充電レベルによって放電を中止又は制限する処理は行わない。この形態によると、アラーム機能を有するバッテリパックと、オートストップ機能を有するバッテリパックと、それらの両機能を有さないバッテリパックのいずれについても、過放電を適切に防止することができる。
 本技術によって具現化される他のアダプタは、電動工具の本体と少なくとも一つのバッテリパックを互いに接続するアダプタであって、電動工具の本体に着脱可能なコネクタ部と、バッテリパックが着脱可能な少なくとも一つのバッテリ受入部と、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックを、コネクタ部に取り付けられた電動工具の本体へ電気的に接続する電力供給回路と、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックの充電レベルに対応する指標を計測する計測部と、計測部による計測値に応じて、電動工具の本体への電力供給を中止又は制限する制御部を備えている。制御部は、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックが、充電レベルの低下に伴って放電を自動的に中止するオートストップ機能を有するのか否かを判別することができる。そして、制御部は、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックがオートストップ機能を有する場合には、計測部による計測値を無視する。一方、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックがオートストップ機能を有しない場合には、計測部による計測値が所定の許容範囲から外れたときに、電動工具の本体への電力供給を中止又は制限する。
 このアダプタは、計測したバッテリパックの充電レベルに応じて、バッテリパックの放電を中止することができる。ただし、バッテリパックがオートストップ機能を有する場合は、バッテリパックによる自発的な放電の中止を優先し、アダプタで計測される充電レベルによって放電を中止又は制限する処理は行わない。従って、バッテリパックがオートストップ機能を有するのか否かにかかわらず、バッテリパックの過放電を防止することができる。さらに、オートストップ機能を有するバッテリパックについては、そのオートストップ機能を優先することによって、バッテリパックの放電を適切なタイミングで中止させることができる。
 本技術に係るアダプタでは、複数のバッテリパックを利用できるように、複数のバッテリ受入部を設けることができる。この場合、電力供給回路は、複数のバッテリ受入部に取り付けられた複数のバッテリパックを、電動工具の本体へ直列又は並列に接続する。
 なお、電力供給回路が複数のバッテリパックを直列に接続する構成では、全てのバッテリ受入部にバッテリパックが取り付けられない限り、電力供給回路は閉路を形成することができない。即ち、一部のバッテリ受入部のみにバッテリパックが取り付けられても、アダプタ内の機器(例えば制御部)は、バッテリパックから電力供給を受けることができない。アダプタ内の機器は、全てのバッテリ受入部にバッテリパックが取り付けられて初めて、その動作を開始することができる。
 上記の点に関して、本技術に係る一実施形態では、電力供給回路が複数のバッテリパックを直列に接続する構成である場合に、各々のバッテリ受入部に設けられた一対の電力入力端子を、ダイオードを介して電気的に接続することができる。ここで、一対の電力入力端子は、バッテリパックの正極端子及び負極端子へそれぞれ接続される端子である。この実施形態によると、一部のバッテリ受入部のみにバッテリパックを取り付けただけでも、電力供給回路は閉路を形成することができ、バッテリパックからアダプタ内の機器へ電力を供給することができる。
 上述したアダプタに係る技術は、電動工具へ直接的に適用することもできる。即ち、電動工具自体が、上述したアダプタに係る構成を具備してもよい。
 本技術に係る一実施形態の電動工具は、少なくとも一つのバッテリパックを電源とする電動工具であって、工具を駆動するモータと、バッテリパックが着脱可能な少なくとも一つのバッテリ受入部と、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックをモータへ電気的に接続する電力供給回路と、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックの充電レベルに対応する指標を計測する計測部と、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックが出力するアラーム信号を受信する受信部と、計測部による計測値と受信されたアラーム信号に応じて、モータへの電力供給を中止又は制限する制御部を備えている。
 この電動工具によると、アラーム機能の有無にかかわらず、バッテリパックの過放電を防止することができる。加えて、バッテリパックがアラーム機能を有する場合は、そのアラーム信号を利用することによって、バッテリパックの放電を適切なタイミングで中止又は制限することができる。
 本技術に係る他の実施形態の電動工具は、少なくとも一つのバッテリパックを電源とする電動工具であって、工具を駆動するモータと、バッテリパックが着脱可能な少なくとも一つのバッテリ受入部と、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックをモータへ電気的に接続する電力供給回路と、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックの充電レベルに対応する指標を計測する計測部と、計測部による計測値に応じて、モータへの電力供給を中止又は制限する制御部を備えている。制御部は、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックが、充電レベルの低下に伴って放電を自動的に中止するオートストップ機能を有するのか否かを判別可能である。そして、制御部は、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックがオートストップ機能を有する場合には、計測部による計測値を無視し、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックがオートストップ機能を有しない場合には、計測部による計測値が所定の許容範囲から外れたときに、モータへの電力供給を中止又は制限する。
 この電動工具によると、オートストップ機能の有無にかかわらず、バッテリパックの過放電を防止することができる。加えて、バッテリパックがオートストップ機能を有する場合は、そのオートストップ機能を優先することで、バッテリパックの放電を適切なタイミングで中止することができる。
実施例のアダプタを示す外観図。
アダプタの工具側ユニットを示す外観図。
アダプタのバッテリ側ユニットを示す外観図。
実施例1のアダプタ、電動工具の本体、及びバッテリパック(アラーム機能有り)の回路構成を示す図。
実施例1のアダプタ、電動工具の本体、及びバッテリパック(アラーム機能無し)の回路構成を示す図。
実施例2のアダプタ、電動工具の本体、及びバッテリパック(アラーム機能有り、ID端子有り)の回路構成を示す図。
実施例2のアダプタ、電動工具の本体、及びバッテリパック(アラーム機能なし、ID端子有り)の回路構成を示す図。
実施例2のアダプタ、電動工具の本体、及びバッテリパック(オートストップ機能有り、ID端子有り)の回路構成を示す図。
実施例3のアダプタ、電動工具の本体、及びバッテリパック(オートストップ機能有り、ID端子有り)の回路構成を示す図。
実施例3のアダプタ、電動工具の本体、及びバッテリパック(オートストップ機能無し、ID端子有り)の回路構成を示す図。
一体型のアダプタを示す外観図。
実施例の電動工具をバッテリパックが取り付けられた状態で示す外観図。
実施例の電動工具をバッテリパックが取り外された状態で示す外観図。
バッテリパックを取り外した実施例の電動工具を下方から示す外観図。
実施例4の電動工具の本体及びバッテリパック(アラーム機能有り)の回路構成を示す図。
実施例5の電動工具の本体及びバッテリパック(アラーム機能有り、ID端子有り)の回路構成を示す図。
実施例6の電動工具の本体及びバッテリパック(オートストップ機能有り、ID端子有り)の回路構成を示す図。
 図面を参照して、実施例1のアダプタ100について説明する。図1、図2、図3は、アダプタ100の外観を示している。図1、図2、図3に示すように、アダプタ100は、二つのバッテリパック10を、電動工具の本体52へ電気的に接続するための機器である。ここで、電動工具の本体52の定格電圧は36ボルトであり、各々のバッテリパック10の定格電圧は18ボルトである。通常、電動工具の本体52は、公称電圧が36ボルトのバッテリパックを使用し、公称電圧が18ボルトのバッテリパックを使用することはできない。しかしながら、本実施例のアダプタ100によれば、公称電圧が36ボルトのバッテリパックを必要とすることなく、公称電圧が18ボルトであるバッテリパック10を二つ用いて、定格電圧が36ボルトの電動工具を使用することができる。
 なお、本明細書で説明する技術は、特定の定格電圧や公称電圧に限定されず、様々な定格電圧の電動工具や様々な公称電圧のバッテリパックに適用することができる。また、本明細書で説明する技術は、一又は三以上のバッテリパックを、電動工具の本体へ接続するアダプタへ適用することもできる。
 図面に示す電動工具の本体52は、一例ではあるが、電動ブロワーの本体である。この電動工具は、メインスイッチ54への操作に応じて、本体52に内蔵された送風ファンを駆動し、ノズル53の先端53aから空気を吹き出す。電動ブロワーは、主に屋外で使用される電動工具であり、落葉やごみを吹き集める作業に用いられる。なお、アダプタ100は、電動ブロワーに限られず、バッテリパックを電源とする様々なコードレス電動工具に広く用いることができる。
 図1に示すように、アダプタ100は、電動工具の本体52に着脱可能な工具側ユニット102と、二つのバッテリパック10が着脱可能なバッテリ側ユニット106と、工具側ユニット102とバッテリ側ユニット106を互いに接続している電気コード104を備えている。図2に示すように、工具側ユニット102には、コネクタ部102aが設けられている。コネクタ部102aは、電動工具の本体52に設けられたバッテリ受入部56aへ、着脱可能に係合する。ここで、電動工具の本体52に設けられたバッテリ受入部56aは、公称電圧が36ボルトのバッテリパックを着脱可能に構成されており、公称電圧が18ボルトのバッテリパック10を直接的に取り付けられない構造となっている。
 図3に示すように、バッテリ側ユニット106には、二つのバッテリ受入部106aが設けられている。各々のバッテリ受入部106aは、バッテリパック10のコネクタ部10aと、着脱可能に係合する。それにより、各々のバッテリ受入部106aには、公称電圧が18ボルトのバッテリパック10を、着脱可能に取り付けることができる。バッテリ側ユニット106に取り付けられた二つのバッテリパック10は、工具側ユニット102に取り付けられた電動工具の本体52へ電気的に接続され、二つのバッテリパック10からの電力がアダプタ100を介して当該本体52へ供給される。
 バッテリ側ユニット106には、二つの表示器130が設けられている。二つの表示器130は、二つのバッテリ受入部106aの上方にそれぞれ位置している。各々の表示器130は、一例ではあるが、発光ダイオードである。一方の表示器130は、一方のバッテリ受入部106aに取り付けられたバッテリパック10の充電レベルを表示し、他方の表示器130は、他方のバッテリ受入部106aに取り付けられたバッテリパック10の充電レベルを表示する。また、図1に示すように、バッテリ側ユニット106には、ユーザがバッテリ側ユニット106をベルト等に掛けるためのフック108が設けられている。
 図4は、電動工具の本体52、バッテリパック10、及びアダプタ100の回路構成を示している。最初に、電動工具の本体52の回路構成について説明する。図4に示すように、電動工具の本体52は、モータ60、電力供給回路62、メインスイッチ54、速度調節回路66、パワーFET64、トランジスタ68、分圧回路70、正極入力端子72、負極入力端子74、及びアラーム端子78を備えている。
 正極入力端子72、負極入力端子74、及びアラーム端子78は、電動工具の本体52のバッテリ受入部56aに配置されており、バッテリ受入部56aに取り付けられたアダプタ100へ電気的に接続する。正極入力端子72と負極入力端子74は、電力供給回路62によってモータ60へ電気的に接続されており、アダプタ100から入力される電力が、電力供給回路62を通じてモータ60へ供給される。モータ60は、工具(ここでは送風ファン)を駆動する原動機である。電力供給回路62には、メインスイッチ54とパワーFET64が設けられている。メインスイッチ54とパワーFET64はそれぞれ、オンオフされることによって、電力供給回路62を電気的に開閉することができる。
 速度調節回路66は、メインスイッチ54に連動する。ユーザがメインスイッチ54をオンすると、速度調節回路66は、パワーFET64のゲート端子へオン信号を出力する。それにより、メインスイッチ54とパワーFET64が共にオンされ、電力供給回路62は電気的に閉鎖(接続)される。ここで、速度調節回路66は、パワーFET64に対してPWM制御を行うことができる。即ち、速度調節回路66は、パワーFET64を断続的にオンさせるとともに、ユーザがメインスイッチ54に加えた操作量に応じて、パワーFET64をオンさせる期間を変化させる。それにより、メインスイッチ54に加えられた操作量に応じて、モータ60の回転速度が調節される。
 パワーFET64のゲート端子は、トランジスタ68を介して、負極入力端子74に連なる電力供給回路62へ接続されている。そして、トランジスタ68のゲートには、分圧回路70を介してアラーム端子78が接続されている。アラーム端子78には、アダプタ100が出力するアラーム信号が入力される。アラーム端子78へアラーム信号が入力されると、トランジスタ68がオンされて、パワーFET64のゲート端子はローレベル(ゼロボルト)の負極入力端子74に接続される。その結果、速度調節回路66からのオン信号にかかわらず、パワーFET64はオフされ、モータ60の駆動が中止される。このように、電動工具の本体52は、アダプタ100が出力するアラーム信号を受信したときに、モータ60の駆動を中止するように構成されている。
 次に、バッテリパック10の回路構成について説明する。バッテリパック10は、直列に接続された五本の電池セル20、バッテリコントローラ22、第1トランジスタ24、第2トランジスタ26、第3トランジスタ28、ヒューズ30、正極出力端子32、負極出力端子34、ハイレベル信号端子36、及びアラーム端子38を備えている。
 正極出力端子32、負極出力端子34、ハイレベル信号端子36、及びアラーム端子38は、バッテリパック10のコネクタ部10aに配置されており、バッテリパック10が取り付けられたアダプタ100へ電気的に接続する。正極出力端子32と負極出力端子34は、五本の電池セル20へ電気的に接続されており、五本の電池セル20から放電された電力をアダプタ100へ出力する。各々の電池セル20は、一例ではあるが、リチウムイオンセルであり、その公称電圧は3.6ボルトである。なお、バッテリパック10は、5本の電池セル20に限らず、任意の数(一又は複数)の電池セル20を内蔵するものであってもよい。
 ハイレベル信号端子36は、ヒューズ30を介して、正極出力端子32に接続されており、ハイレベル信号(ここでは18ボルト)を出力する。なお、ハイレベル信号端子36は、バッテリパック10を充電する充電器によって使用される端子であり、アダプタ100によっては使用されない。
 アラーム端子38は、三つのトランジスタ24、26、28を介して、バッテリコントローラ22へ接続されている。アラーム端子38は、アダプタ100へアラーム信号を出力する端子であるとともに、アダプタ100からのアラーム解除信号が入力される端子である。バッテリコントローラ22は、各々の電池セル20の電圧を計測することによって、各々の電池セル20の充電レベルを監視している。そして、少なくとも一つの電池セル20の充電レベルが許容範囲から外れた場合、バッテリコントローラ22は、放電を中止すべきと判断して、アラーム端子38からアラーム信号を出力する。バッテリコントローラ22は、アダプタ100からのアラーム解除信号が入力されるまで、アラーム信号を出力し続ける。このように、バッテリパック10は、自身の充電レベルの低下に伴ってアラーム信号を出力するアラーム機能を有している。
 ここで、一例ではあるが、バッテリパック10によるアラーム信号の出力動作及びアラーム解除信号の受信動作について説明を加える。電池セル20の充電レベルに問題がない場合、バッテリコントローラ22は、第2トランジスタ26をオンする。第2トランジスタ26がオンされると、第1トランジスタ24がオンされて、アラーム端子38はハイレベルの信号を出力する。このハイレベルの信号は、アラーム信号ではなく、バッテリパック10が使用可能であることを示す信号である。この状態から、バッテリコントローラ22は、放電を中止すべきと判断した場合に、第2トランジスタ26をオフする。第2トランジスタ26がオフされると、第1トランジスタ24もオフされて、アラーム端子38はバッテリパック10内で電気的に絶縁される。即ち、アラーム端子38は、ハイインピーダンスの信号を出力する。このハイインピーダンスの信号が、バッテリパック10の出力するアラーム信号である。
 一方、アダプタ100からのアラーム解除信号は、第3トランジスタ28を用いて受信される。上記したように、電池セル20の充電レベルに問題がない場合、第1トランジスタ24はオンされている。第1トランジスタ24がオンされていると、第3トランジスタ28もオンされて、第3トランジスタ28からバッテリコントローラ22へローレベル(ゼロボルト)の信号が入力される。この状態から、バッテリコントローラ22が、アラーム信号を出力するために第2トランジスタ26をオフすると、第1トランジスタ24及び第3トランジスタ28もオフされる。その結果、バッテリコントローラ22には、第3トランジスタ28からハイインピーダンスの信号が入力される。その後、アダプタ100からアラーム端子38へアラーム解除信号が入力されると、第3トランジスタ28は再びオンされる。ここで、アダプタ100のアラーム解除信号は、ハイレベルの信号である。第3トランジスタ28がオンされると、第3トランジスタ28からバッテリコントローラ22へ、ローレベルの信号が再び入力される。このローレベルの信号を受けて、バッテリコントローラ22は、第2トランジスタ26をオンし、アラーム信号の出力を中止する。
 次に、アダプタ100の回路構成について説明する。アダプタ100は、二つの正極入力端子112、二つの負極入力端子114、二つのバッテリ側アラーム端子118、メインコントローラ150、アラーム入出力回路154、電力供給回路160、パワーFET162、電流検出回路164、シャント抵抗166、正極出力端子172、負極出力端子174、工具側アラーム端子178を備えている。
 一方の正極入力端子112、一方の負極入力端子114、及び一方のバッテリ側アラーム端子118は、一方のバッテリ受入部106aに配置されており、一方のバッテリパック10の正極出力端子32、負極出力端子34、及びアラーム端子38へそれぞれ電気的に接続される。他方の正極入力端子112、他方の負極入力端子114、及び他方のバッテリ側アラーム端子118は、他方のバッテリ受入部106aに配置されており、他方のバッテリパック10の正極出力端子32、負極出力端子34、及びアラーム端子38へそれぞれ電気的に接続される。正極出力端子172、負極出力端子174、及び工具側アラーム端子178は、コネクタ部102aに配置されており、電動工具の本体52の正極入力端子72、負極入力端子74、及びアラーム端子78へそれぞれ電気的に接続される。
 電力供給回路160は、一方のバッテリ受入部106aに配置された正極入力端子112を、正極出力端子172へ電気的に接続し、同じく一方のバッテリ受入部106aに配置された負極入力端子114を、他方のバッテリ受入部106aに配置された正極入力端子112へ電気的に接続し、同じく他方のバッテリ受入部106aに配置された負極入力端子114を、負極出力端子174へ電気的に接続している。それにより、アダプタ100に取り付けられた二つのバッテリパック10は、電動工具の本体52に対して直列に接続され、本体52のモータ60に略36ボルトの電圧で電力が供給される。なお、二つのバッテリパック10からの電力は、電源回路152を介して、メインコントローラ150にも供給される。
 電力供給回路160には、パワーFET162及びシャント抵抗166が設けられている。シャント抵抗166には、電力供給回路160に流れる電流に応じた電圧が生じる。シャント抵抗166に生じた電圧は、電流検出回路164を介して、メインコントローラ150へ入力される。メインコントローラ150は、入力された電圧が許容範囲を超える場合に、先ず、工具側アラーム端子178から電動工具の本体52へアラーム信号を出力する。先に説明したように、電動工具の本体52では、アダプタ100からアラーム信号が出力されると、パワーFET64がオフされてモータ60の駆動が中止され、バッテリパック10の放電が禁止される。ここで、なんらかの理由によって、アダプタ100がアラーム信号を出力した後でも、バッテリパック10からの放電電流が検出されたとする。この場合、メインコントローラ150は、アダプタ100内のパワーFET162をオフし、電力供給回路160を電気的に開放(切断)する。それにより、バッテリパック10及びモータ60へ過大な電流が流れることを確実に防止することができる。なお、アダプタ100は、電動工具の本体52へアラーム信号を出力することなく、パワーFET162をオフする構成とすることもできる。この構成によると、電動工具の本体52がアラーム端子78を必ずしも備える必要がない。ここで、パワーFET162がオフされた場合でも、バッテリパック10からメインコントローラ150への電力供給は継続される。なお、パワーFET162は、他の種類のスイッチング素子であってもよい。
 メインコントローラ150は、バッテリ側アラーム端子118へ電気的に接続されており、バッテリパック10からのアラーム信号を受信することができる。また、メインコントローラ150は、バッテリパック10へのアラーム解除信号を、バッテリ側アラーム端子118からバッテリパック10へ出力することもできる。メインコントローラ150は、バッテリパック10からアラーム信号を受信すると、工具側アラーム端子178から電動工具の本体52へアラーム信号を出力する。それにより、本体52内のパワーFET64がオフされて、バッテリパック10からモータ60への電力供給が中止される。このとき、メインコントローラ150は、アラーム信号を出力したバッテリパック10に対応する表示器130を点灯させ、バッテリパック10の交換又は充電が必要であることをユーザに報知する。ここで、メインコントローラ150は、アラーム信号を出力した後もバッテリパック10からの放電電流が検出された場合、アダプタ100内のパワーFET162をオフし、電力供給回路160を電気的に開放(切断)する。なお、メインコントローラ150は、電動工具の本体52へアラーム信号を出力することなく、パワーFET162をオフする構成とすることもできる。この構成によると、電動工具の本体52がアラーム端子78を必ずしも備える必要がない。
 メインコントローラ150とバッテリ側アラーム端子118の間には、カットオフスイッチ132が設けられている。カットオフスイッチ132は、メインコントローラ150によってオンオフされる。メインコントローラ150は、所定時間に亘って電動工具が使用されない場合に、カットオフスイッチ132をオフする。それにより、漏れ電流によるバッテリパック10の放電を禁止し、バッテリパック10の過放電を防止する。さらに、メインコントローラ150は、電源回路152の動作を停止させ、自身の動作も停止する。
 一方のバッテリ側アラーム端子118とメインコントローラ150の間には、降圧型のレベルシフタ136と昇圧型のレベルシフタ138が設けられている。これは、二つのバッテリパック10が直列に接続された結果、高圧側に位置するバッテリパック10の基準電圧(図4で上方に位置するバッテリパック10の負極出力端子34の電圧)と、メインコントローラ150の基準電圧が、互いに相違するためである。そこで、降圧型のレベルシフタ136は、バッテリパック10が出力するアラーム信号を、メインコントローラ150に適合する電圧レベルへ変換する。一方、昇圧型のレベルシフタ138は、メインコントローラ150が出力するアラーム解除信号を、バッテリコントローラ22に適合する電圧レベルへ変換する。それにより、基準電圧が互いに異なるメインコントローラ150とバッテリコントローラ22の間でも、信号を正しく受け渡しすることができる。その一方で、低圧側に位置するバッテリパック10に対しては、この種のレベルシフタは必要とされない。本実施例のように、トランジスタ140、142を介して、バッテリ側アラーム端子118とメインコントローラ150を接続することができる。
 メインコントローラ150は、工具側アラーム端子178へ電気的に接続されている。メインコントローラ150は、バッテリパック10からアラーム信号を受け取ると、工具側アラーム端子178から電動工具の本体52へアラーム信号を出力する。先に説明したように、電動工具の本体52では、アダプタ100からアラーム信号が出力されると、パワーFET64がオフされて、モータ60の駆動が禁止される。また、メインコントローラ150は、工具側アラーム端子178によって、電動工具の本体52からのアラーム解除信号を受け取ることもできる。メインコントローラ150は、電動工具の本体52からのアラーム解除信号を受け取ると、バッテリ側アラーム端子118からバッテリパック10へアラーム解除信号を出力する。
 アダプタ100はさらに、二つの電圧計測部134を備えている。一方の電圧計測部134は、一方のバッテリ受入部106aに配置された正極入力端子112及び負極入力端子114に接続されており、一方のバッテリ受入部106aに取り付けられたバッテリパック10の出力電圧を計測することができる。ここで、高圧側に位置するバッテリパック10(図4で上方に位置するバッテリパック10)の基準電圧は、当該バッテリパック10の負極出力端子34のおける電圧であり、メインコントローラ150の基準電圧と異なる。従って、電圧計測部134は、バッテリパック10の出力電圧を直接的に計測することはできない。従って、高圧側に位置するバッテリパック10を計測する一方の電圧計測部134(図4で上方に位置するもの)は、差動回路を用いてレベルシフトを行い、当該バッテリパック10の出力電圧を計測する。他方の電圧計測部134は、他方のバッテリ受入部106aに配置された正極入力端子112及び負極入力端子114に接続されており、他方のバッテリ受入部106aに取り付けられたバッテリパック10の出力電圧を計測することができる。
 各々の電圧計測部134による計測値は、メインコントローラ150へ入力される。電圧計測部134による計測値は、バッテリパック10の充電レベルに対応する。メインコントローラ150は、少なくとも一方の電圧計測部134による計測値が、予め記憶している許容範囲から外れる場合(具体的には、予め記憶している許容値を下回る場合)に、工具側アラーム端子178から電動工具の本体52へアラーム信号を出力する。それにより、本体52内のパワーFET64がオフされて、バッテリパック10からモータ60への電力供給が中止される。このとき、メインコントローラ150は、計測値が異常となったバッテリパック10に対応する表示器130を点灯させ、バッテリパック10の交換又は充電が必要であることをユーザに報知する。ここで、メインコントローラ150は、アラーム信号を出力した後もバッテリパック10からの放電電流が検出された場合、アダプタ100内のパワーFET162をオフし、電力供給回路160を電気的に開放(切断)する。なお、メインコントローラ150は、電動工具の本体52へアラーム信号を出力することなく、パワーFET162をオフする構成とすることもできる。この構成によると、電動工具の本体52がアラーム端子78を必ずしも備える必要がない。
 以上のように、アダプタ100は、バッテリパック10が出力するアラーム信号に応じて、バッテリパック10の放電を中止することができる。また、バッテリパック10からアラーム信号が出力されない場合でも、計測したバッテリパック10の出力電圧や放電電流に応じて、バッテリパック10の放電を中止することができる。それにより、バッテリパック10を保護することができる。なお、パワーFET162がオフされたときにでも、メインコントローラ150とバッテリパック10との電気的な接続は維持される。即ち、パワーFET162がオフされた後も、メインコントローラ150はバッテリパック10からの電力によって動作し続けることができる。
 図5に示すように、アダプタ100では、各々のバッテリ受入部106aへ、アラーム機能を有するバッテリパック10だけでなく、アラーム機能を有しないバッテリパック12を取り付けることもできる。バッテリパック12がアラーム機能を有していなくても、アダプタ100は、バッテリパック10の出力電圧に応じて、工具側アラーム端子178から電動工具の本体52へアラーム信号を出力し、本体52内のパワーFET64をオフして、バッテリパック12から本体52への電力供給を中止することができる。従って、アダプタ100は、バッテリパック10、12がアラーム機能を有するのか否かにかかわらず、バッテリパック10、12の過放電を防止することができる。なお、バッテリパック10がアラーム機能を有する場合は、そのアラーム信号を利用することによって、バッテリパック10の放電を適切なタイミングで中止することができる。なお、アダプタ100には、アラーム機能を有するバッテリパック10と、アラーム機能を有しないバッテリパック12を、同時に取り付けることもできる。
 本実施例では、バッテリパック10の過放電を防止する際に、工具側アラーム端子178から電動工具の本体52へアラーム信号を出力し、本体52内のパワーFET64をオフして、モータ60への電力供給を完全に中止する。しかしながら、モータ60への電力供給を完全に中止する必要はなく、例えばパワーFET162を断続的にオンオフすることによって、モータ60への電力供給を部分的に制限してもよい。この方式でも、バッテリパック10の過放電を有意に防止することができる。
 本実施例のアダプタ100はさらに、二つのバイパス回路122を備えている。一方のバイパス回路122は、一方のバッテリ受入部106aに設けられた正極入力端子112及び負極入力端子114を、互いに電気的に接続している。他方のバイパス回路122は、他方のバッテリ受入部106aに設けられた正極入力端子112及び負極入力端子114を、互いに電気的に接続している。各々のバイパス回路122は、抵抗素子124とダイオード126を有している。ダイオード126のカソードは、抵抗素子124を介して正極入力端子112へ接続されており、ダイオード126のアノードは、負極入力端子114へ接続されている。
 仮に、アダプタ100がバイパス回路122を有しないものとする。この場合、一つのバッテリ受入部106aのみへバッテリパック10、12が取り付けられても、コントローラ150はそのバッテリパック10、12から電力供給を受けることができない。なぜなら、バッテリパック10、12が未装着のバッテリ受入部106aでは、正極入力端子112と負極入力端子114が互いに電気的に接続されず、電力供給回路160がメインコントローラ150に対して閉路を形成できないからである。それに対して、本実施例のアダプタ100では、バッテリパック10、12が未装着のバッテリ受入部106aでは、正極入力端子112と負極入力端子114が、バイパス回路122を介して互いに電気的に接続される。従って、少なくとも一つのバッテリ受入部106aへバッテリパック10、12を取り付ければ、メインコントローラ150がバッテリパック10、12から電力供給を受けて、その動作を開始することができる。
 なお、バイパス回路122がダイオード126を有しているので、バッテリパック10、12が装着されたバッテリ受入部106aでは、そのバイパス回路122が実質的に遮断された状態となる。従って、アダプタ100へ二つのバッテリパック10、12が取り付けられ、モータ60へ電力が供給されるときに、モータ60への大電流がバイパス回路122を流れることはない。ただし、バッテリパック10、12とアダプタ100の間で端子の瞬間的な接触不良(いわゆるチャタリング)が生じると、モータ60への電流がバイパス回路122に流れ込むこともある。そこで、本実施例のバイパス回路122では、抵抗素子124が設けられており、バイパス回路122に流れる電流が制限されるようになっている。
 図6、図7、図8を参照して、実施例2のアダプタ200について説明する。実施例2のアダプタ200は、実施例1のアダプタ100と比較して、二つのID端子220と、二つのカットオフスイッチ232と、二つのレベルシフタ236、238が付加されている。また、メインコントローラ150のプログラムの一部が変更されている。他の構成については、実施例1と同じであるので、実施例1と同じ符号を付すことによって、重複する説明は省略するものとする。
 一方のID端子220は、一方のバッテリ受入部106aに設けられており、他方のID端子220は、他方のバッテリ受入部106aに設けられている。ID端子220は、メインコントローラ150へ電気的に接続されている。なお、一方のID端子220とメインコントローラ150の間には、二つのカットオフスイッチ232及び二つのレベルシフタ236、238が設けられている。これらのカットオフスイッチ232及びレベルシフタ236、238の用途、機能は、実施例1で説明したカットオフスイッチ132及びレベルシフタ136、138と同じである。
 図6、図7、図8に示すように、本実施例のアダプタ200には、ID端子40を有するバッテリパック14、16、18を取り付けることができる。これらのバッテリパック14、16、18では、ID端子40がバッテリコントローラ22に接続されており、バッテリコントローラ22は、ID端子40から記憶しているID情報を出力することができる。アダプタ200のID端子220は、バッテリパック14,16、18のID端子40へ接続され、バッテリパック14,16、18が出力するID情報が、アダプタ200のメインコントローラ150によって受信される。メインコントローラ150は、受信したID情報に基づいて、バッテリ受入部106aに取り付けられたバッテリパック14,16、18が、どのような機能を有するのかを判別する。
 図6では、アダプタ200に、アラーム機能を有するバッテリパック14が取り付けられている。この場合、メインコントローラ150は、バッテリパック14から受信したID情報に基づいて、バッテリパック14がアラーム機能を有することを検知することができる。バッテリパック14がアラーム機能を有する場合、メインコントローラ150は、電圧計測部134による計測値を無視し、バッテリパック14のアラーム信号が受信されたときにのみ、モータ60への電力供給を中止する。具体的には、メインコントローラ150は、工具側アラーム端子178から電動工具の本体52へアラーム信号を出力し、電動工具の本体52内のパワーFET64をオフする。ここでは、アダプタ200で計測されるバッテリパック14の充電レベルよりも、バッテリパック14が出力するアラーム信号が優先される。なぜなら、アダプタ200における計測値よりも、バッテリパック14における計測値のほうが、多くの場合、正確性に優れるためである。
 図7では、アダプタ200に、アラーム機能を有しないバッテリパック16が取り付けられている。この場合、メインコントローラ150は、バッテリパック16から受信したID情報に基づいて、バッテリパック16がアラーム機能を有しないことを検知することができる。バッテリパック16がアラーム機能を有しない場合、メインコントローラ150は、実施例1と同様に、電圧計測部134による計測値に応じて、モータ60への電力供給を中止する。それにより、アラーム機能の有無にかかわらず、バッテリパック16の過放電を防止することができる。
 図8では、アダプタ200に、オートストップ機能を有するバッテリパック18が取り付けられている。このバッテリパック18は、パワーFET44とシャント抵抗42を内蔵している。バッテリコントローラ22は、各々の電池セル20の電圧を計測することによって、各々の電池セル20の充電レベルを監視している。そして、少なくとも一つの電池セル20の充電レベルが許容範囲から外れた場合、バッテリコントローラ22はパワーFET44をオフし、その放電を自発的に中止する。また、バッテリコントローラ22は、シャント抵抗42によって測定した電流値が記憶している許容値を超える場合に、パワーFET44をオフしてその放電を自発的に中止する。このように、バッテリパック18が、自身の状態を自ら測定し、放電を自発的に中止する機能を、オートストップ機能という。
 メインコントローラ150は、バッテリパック18から受信したID情報に基づいて、バッテリパック18がオートストップ機能を有することを検知することができる。バッテリパック18がオートストップ機能を有する場合、メインコントローラ150は、電圧計測部134による計測値を無視する。即ち、バッテリパック18による自発的な放電の中止を優先し、アダプタ200において放電を中止するような処理は行わない。その結果、バッテリパック18の過放電は、バッテリパック18のオートストップ機能によって防止される。本実施例のアダプタ200では、バッテリパック18のオートストップ機能が、アダプタ200における処理よりも優先され、バッテリパック18の放電が適切なタイミングで中止される。
 以上のように、本実施例のアダプタ200は、バッテリ受入部106aに取り付けられたバッテリパック14、16、18について、アラーム機能を有するのか否か、及び、オートストップ機能を有するのか否かを、判別することができる。そして、バッテリパック14がアラーム機能を有する場合(図6参照)、電圧計測部134による計測値にかかわらず、バッテリパック14、16、18からアラーム信号を受信しない限り、アダプタ200は電動工具の本体52への電力供給を中止しない。バッテリパック16がアラーム機能を有しない場合は(図7参照)、電圧計測部134による計測値に応じて、アダプタ200は電動工具の本体52への電力供給を中止する。従って、アラーム機能の有無にかかわらず、バッテリパック14、16の過放電を防止することができる。ただし、バッテリパック18がオートストップ機能を有する場合は(図8参照)、電圧計測部134による計測値を無視し、アダプタ200はバッテリパック18の放電を中止するような処理を行わない。アダプタ200における計測値よりも、バッテリパック18における計測値のほうが、多くの場合、正確性に優れるためである。
 図9、図10を参照して、実施例3のアダプタ300について説明する。実施例3のアダプタ300は、実施例2のアダプタ200と比較して、二つのバッテリ側アラーム端子118と、それらのバッテリ側アラーム端子118に接続されたカットオフスイッチ132、レベルシフタ136、138、トランジスタ140、142が取り除かれている。また、メインコントローラ150のプログラムの一部が変更されている。他の構成については、実施例1、2と同じであるので、実施例1、2と同じ符号を付すことによって、重複する説明は省略するものとする。
 実施例3のアダプタ300は、実施例2のアダプタ200と同様に、ID端子220を有しており、バッテリパック14、16、18のID情報を取得することができる。従って、アダプタ300は、バッテリ受入部106aに取り付けられたバッテリパック14、16、18について、少なくとも、オートストップ機能を有するのか否かを判別することができる。
 その一方で、実施例3のアダプタ300は、実施例1、2のアダプタ100、200と異なり、バッテリ側アラーム端子118を有しておらず、バッテリパック10、14が出力するアラーム信号を受信することができない。従って、アダプタ300のメインコントローラ150は、バッテリパック10、14がアラーム機能を有する場合でも、電圧計測部134による計測値に応じて、電動工具の本体52への電力供給を中止する。それにより、アラーム信号が受信できなくても、アダプタ200はバッテリパック10、14の過放電を防止することができる。
 ただし、図9に示すように、バッテリパック18がオートストップ機能を有する場合、メインコントローラ150は、電圧計測部134による計測値を無視する。即ち、アダプタ300は、電圧計測部134による計測値が許容範囲から外れる場合でも、バッテリパック18の放電を中止する処理を行わない。その結果、バッテリパック18の過放電は、バッテリパック18のオートストップ機能によって防止される。本実施例のアダプタ300では、バッテリパック18のオートストップ機能が、アダプタ300における処理よりも優先され、バッテリパック18の放電が適切なタイミングで中止される。
 それに対して、図10に示すように、バッテリパック16がオートストップ機能を有しない場合は、アラーム機能の有無にかかわらず、電圧計測部134による計測値に応じて、電動工具の本体52への電力供給を中止する。
 以上のように、本実施例のアダプタ300は、バッテリパック16、18がオートストップ機能を有するのか否かにかかわらず、バッテリパック16、18の過放電を防止することができる。さらに、オートストップ機能を有するバッテリパック18については、そのオートストップ機能を優先することによって、バッテリパック18の放電を適切なタイミングで中止させることができる。
 図1、2、3に示すように、アダプタ100、200、300は、工具側ユニット102とバッテリ側ユニット106が、電気コード104によって接続された構造を有している。しかしながら、図11に示すように、アダプタ100、200、300は、一つのハウジングによって構成されたコードレスタイプとすることもできる。この場合、一例ではあるが、ハウジングの上面にコネクタ部102aを形成し、ハウジングの下面にバッテリ受入部106aを形成することができる。
 図12-図15を参照して、実施例4の電動工具400について説明する。なお、本実施例の電動工具400は、図1-図5に示す実施例1のアダプタ100と電動工具の本体52を、一体化したものに相当する。
 電動工具400は、二つのバッテリパック10を電源とする電動ブロワーである。この電動工具は、メインスイッチ404への操作に応じて、本体402に内蔵された送風ファンを駆動し、ノズル403の先端403aから空気を吹き出す。なお、本実施例で説明する電動工具400の構成は、電動ブロワーに限られず、バッテリパックを電源とする様々なコードレス電動工具に広く適用することができる。
 図13、14に示すように、本体402には、二つのバッテリ受入部406aが設けられている。各々のバッテリ受入部406aは、バッテリパック10のコネクタ部10aと、着脱可能に係合する。それにより、各々のバッテリ受入部406aには、公称電圧が18ボルトのバッテリパック10を、着脱可能に取り付けることができる。本体402に取り付けられた二つのバッテリパック10は、本体402へ電気的に接続され、二つのバッテリパック10からの電力が当該本体402へ供給される。
 図15は、電動工具400の回路構成を示している。図4と図15を比較して明らかなように、図15に示す電動工具400の本体402の回路構成は、図4に示す電動工具の本体52及びアダプタ100を統合したものに略等しい。従って、図15における各々の構成要素には、対応する実施例1の構成要素と同じ符号を付すことによって、重複する説明は省略するものとする。
 この電動工具400によれば、実施例1のアダプタ100と同様に、バッテリパック10が出力するアラーム信号に応じて、バッテリパック10の放電を中止することができる。また、バッテリパック10からアラーム信号が出力されない場合でも、計測したバッテリパック10の出力電圧に応じて、バッテリパック10の放電を中止することができる。従って、バッテリパック10がアラーム機能を有しない場合でも、計測したバッテリパック10の出力電圧に応じて、バッテリパック10の放電を中止することができる。電動工具400は、バッテリパック10がアラーム機能を有するのか否かにかかわらず、バッテリパック10の過放電を防止することができる。
 図16を参照して、実施例5の電動工具500について説明する。なお、本実施例の電動工具500は、実施例4の電動工具400と比較して、二つのID端子220と、二つのカットオフスイッチ232と、二つのレベルシフタ236、238が付加されている。また、メインコントローラ150のプログラムの一部が変更されている。言い換えると、本実施例の電動工具500は、図6、図7、図8に示す電動工具の本体52と実施例2のアダプタ200を、一体化したものに相当する。
 図16は、電動工具500の回路構成を示している。図6と図16を比較して明らかなように、図16に示す電動工具500の本体502の回路構成は、図6に示す電動工具の本体52及びアダプタ200を統合したものに略等しい。従って、図16における各々の構成要素には、対応する実施例2の構成要素と同じ符号を付すことによって、重複する説明は省略するものとする。
 この電動工具500では、実施例2のアダプタ200と同様に、メインコントローラ150が、バッテリ受入部106aに取り付けられたバッテリパック14について、アラーム機能を有するのか否か、及び、オートストップ機能を有するのか否かを、判別することができる。そして、バッテリパック14がアラーム機能を有する場合、メインコントローラ150は、電圧計測部134による計測値にかかわらず、バッテリパック14からアラーム信号を受信しない限り、電動工具500の本体502はモータ60への電力供給を中止しない。一方、バッテリパック16がアラーム機能を有しない場合、メインコントローラ150は、電圧計測部134による計測値に応じて、本体502はモータ60への電力供給を中止する。ただし、バッテリパック14がオートストップ機能を有する場合、メインコントローラ150は、電圧計測部134による計測値を無視し、バッテリパック14の放電を中止するような処理を行わない。その結果、バッテリパック14のオートストップ機能が、電動工具500の本体502における処理よりも優先され、バッテリパック14の放電が適切なタイミングで中止される。
 図17を参照して、実施例6の電動工具600について説明する。なお、本実施例の電動工具600は、実施例5の電動工具500と比較して、二つのバッテリ側アラーム端子118と、それらのバッテリ側アラーム端子118に接続されたカットオフスイッチ132、レベルシフタ136、138、トランジスタ140、142が取り除かれている。言い換えると、本実施例の電動工具600は、図9、図10に示す電動工具の本体52と実施例3のアダプタ300を、一体化したものに相当する。
 図17は、電動工具600の回路構成を示している。図9と図17を比較して明らかなように、図17に示す電動工具600の本体602の回路構成は、図9に示す電動工具の本体52及びアダプタ300を統合したものに略等しい。従って、図17における各々の構成要素には、対応する実施例3の構成要素と同じ符号を付すことによって、重複する説明は省略するものとする。
 この電動工具600によれば、実施例3のアダプタ300と同様に、メインコントローラ150が、バッテリ受入部106aに取り付けられたバッテリパック18について、オートストップ機能を有するのか否かを判別することができる。そして、バッテリパック18がオートストップ機能を有する場合、メインコントローラ150は、電圧計測部134による計測値を無視する。即ち、メインコントローラ150は、電圧計測部134による計測値が許容範囲から外れる場合でも、バッテリパック18の放電を中止する処理を行わない。その結果、バッテリパック18の過放電は、バッテリパック18のオートストップ機能によって防止される。本実施例の電動工具600では、バッテリパック18のオートストップ機能が、電動工具600の本体602における処理よりも優先され、バッテリパック18の放電が適切なタイミングで中止される。
 以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
 本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

Claims (12)

  1.  電動工具の本体と少なくとも一つのバッテリパックを互いに接続するアダプタであって、
     電動工具の本体に着脱可能なコネクタ部と、
     バッテリパックが着脱可能な少なくとも一つのバッテリ受入部と、
     バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックを、コネクタ部に取り付けられた電動工具の本体へ電気的に接続する電力供給回路と、
     バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックの充電レベルに対応する指標を計測する計測部と、
     バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックが出力するアラーム信号を受信する受信部と、
     計測部による計測値と受信されたアラーム信号に応じて、電動工具の本体への電力供給を中止又は制限する制御部と、
     を備えるアダプタ。
  2.  前記アラーム信号は、バッテリパックが充電レベルの低下に伴って出力する信号であることを特徴とする請求項1に記載のアダプタ。
  3.  前記計測部は、バッテリパックの出力電圧を計測することを特徴とする請求項1又は2に記載のアダプタ。
  4.  前記制御部は、アラーム信号が受信されたとき、又は、計測部による計測値が所定の許容範囲から外れたときに、電動工具の本体への電力供給を中止又は制限することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のアダプタ。
  5.  前記制御部は、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックが、アラーム信号を出力するアラーム機能を有するのか否かを判別可能であり、
     バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックがアラーム機能を有する場合には、計測部による計測値を無視し、アラーム信号が受信されたときにのみ電動工具の本体への電力供給を中止又は制限する、
     ことを特徴とする請求項4に記載のアダプタ。
  6.  前記制御部は、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックが、充電レベルの低下に伴って放電を自動的に中止するオートストップ機能を有するのか否かをさらに判別可能であり、
     バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックがオートストップ機能を有する場合には、計測部による計測値を無視することを特徴とする請求項5に記載のアダプタ。
  7.  電動工具の本体と少なくとも一つのバッテリパックを互いに接続するアダプタであって、
     電動工具の本体に着脱可能なコネクタ部と、
     バッテリパックが着脱可能な少なくとも一つのバッテリ受入部と、
     バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックを、コネクタ部に取り付けられた電動工具の本体へ電気的に接続する電力供給回路と、
     バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックの充電レベルに対応する指標を計測する計測部と、
     計測部による計測値に応じて、モータへの電力供給を中止又は制限する制御部を備え、
     前記制御部は、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックが、充電レベルの低下に伴って放電を自動的に中止するオートストップ機能を有するのか否かを判別可能であり、
     バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックがオートストップ機能を有する場合には、計測部による計測値を無視し、
     バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックがオートストップ機能を有しない場合には、計測部による計測値が所定の許容範囲から外れたときに、電動工具の本体への電力供給を中止又は制限する、
     ことを特徴とするアダプタ。
  8.  複数のバッテリ受入部を有し、
     電力供給回路は、複数のバッテリ受入部に取り付けられた複数のバッテリパックを、電動工具の本体へ電気的に接続することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載のアダプタ。
  9.  電力供給回路は、複数のバッテリ受入部に取り付けられた複数のバッテリパックを、電動工具の本体に対して直列に接続することを特徴とする請求項8に記載のアダプタ。
  10.  各々のバッテリ受入部は、一方がバッテリパックの正極に接続され、他方がバッテリパックの負極に接続される一対の電力入力端子を有し、
     一対の電力入力端子は、ダイオードを介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項9に記載のアダプタ。
  11.  少なくとも一つのバッテリパックを電源とする電動工具であって、
     工具を駆動するモータと、
     バッテリパックが着脱可能な少なくとも一つのバッテリ受入部と、
     バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックをモータへ電気的に接続する電力供給回路と、
     バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックの充電レベルに対応する指標を計測する計測部と、
     バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックが出力するアラーム信号を受信する受信部と、
     計測部による計測値と受信されたアラーム信号に応じて、モータへの電力供給を中止又は制限する制御部と、
     を備える電動工具。
  12.  少なくとも一つのバッテリパックを電源とする電動工具であって、
     工具を駆動するモータと、
     バッテリパックが着脱可能な少なくとも一つのバッテリ受入部と、
     バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックをモータへ電気的に接続する電力供給回路と、
     バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックの充電レベルに対応する指標を計測する計測部と、
     計測部による計測値に応じて、電力供給回路を電気的に切断する制御部を備え、
     前記制御部は、バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックが、充電レベルの低下に伴って放電を自動的に中止するオートストップ機能を有するのか否かを判別可能であり、
     バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックがオートストップ機能を有する場合には、計測部による計測値を無視し、
     バッテリ受入部に取り付けられたバッテリパックがオートストップ機能を有しない場合には、計測部による計測値が所定の許容範囲から外れたときに、モータへの電力供給を中止又は制限する、
     ことを特徴とする電動工具。
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