背包型电源的制作方法
【专利摘要】一种可充电系统，包括：充电器(4)；电池组(1)；构造为电连接在充电器(4)和电池组(1)之间的适配器(3)；构造为电连接在电池组(1)和适配器之间的电缆(58)。当电池侧微型计算机(526)的检测指示出现以下两种情况中的至少一种时：一种情况为可充电电池(51)充满了电，另一种情况为可充电电池(51)发生了某些错误，电池侧微型计算机(526)控制停机电路(523)，使得停机电路(523)将电池组的正极端子(5a)和电池组(1)的负极端子(5b)中的至少一个从可充电电池(51)断开连接。
【专利说明】
背包型电源
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种容纳可充电电池的背包型电源。
【背景技术】
[0002]日本实开平7-3983提供了一种用于动力工具和其他设备的便携式电源，其在可佩戴在用户腰部周围的腰带中容纳可充电电池。
[0003]引证列表
[0004]专利文献
[0005]日本实开平7-3983。
【发明内容】
[0006]问题的解决方案
[0007]鉴于上述内容，本发明的一个目的是，提供一种具有比传统的腰带电源更大容量的背包型电源。
[0008]本发明的特征是一种充电系统。可充电系统包括:充电器；电池组；适配器，其构造为在充电器和电池组之间电连接；电缆，其构造为电连接在电池组和适配器之间。充电器包括:第一正极端子；第一负极端子；电源单元；第一电池识别端子；以及充电器侧微型计算机。电源单元构造为在第一正极端子和第一负极端子之间施加电压以对电池组充电。充电器侧微型计算机构造为响应施加到第一电池识别端子的预定电池识别信号，允许电源单元在第一正极端子和第一负极端子之间施加电压。适配器包括:第二正极端子；第二负极端子；第三正极端子；第三负极端子；以及第二电池识别端子。第二正极端子构造为与第一正极端子电连接。第二负极端子构造为与第一负极端子电连接。第三正极端子与第二正极端子电连接。第三负极端子与第二负极端子电连接。第二电池识别端子构造为与第一电池识别端子连接。电池组包括:第四正极端子；第四负极端子；可充电电池；停机电路；以及电池侧微型计算机。第四正极端子构造为与第三正极端子电连接。第四负极端子构造为与第三负极端子电连接。可充电电池连接在第四正极端子和第四负极端子之间。停机电路构造为将第四正极端子和第四负极端子中的至少一个从可充电电池断开。适配器还包括伪信号输出部，伪信号输出部构造为通过第二电池识别端子输出预定电池识别信号的伪信号。电池侧微型计算机构造为当电池侧微型计算机的检测指示出现以下两种情况中的至少一种时，控制停机电路，使得停机电路将第四正极端子和第四负极端子中的至少一个从可充电电池中断开连接，所述两种情况一种为所述可充电电池充满了电，另一种为所述可充电电池发生了某些错误。电缆包括第一电缆和第二电缆，第一电缆连接在第三正极端子和第四正极端子之间，第二电缆连接在第三负极端子和第四负极端子之间。
[0009]本发明的特征进一步是一种电池组。电池组包括:正极端子；负极端子；可充电电池；停机电路；以及微型计算机。可充电电池连接在正极端子和负极端子之间。停机电路构造为将正极端子和负极端子中的至少一个从可充电电池断开。微型计算机构造为当微型计算机的检测指示出现以下两种情况中的至少一种时，控制停机电路，使得停机电路将正极端子和负极端子中的至少一个从可充电电池中断开连接，所述两种情况一种为所述可充电电池充满了电，另一种为所述可充电电池发生了某些错误。
[0010]优选地，本发明的特征进一步是一种适配器。适配器构造为电连接在充电器和电池组之间。充电器包括第一正极端子；第一负极端子；电源单元，其构造为在第一正极端子和第一负极端子之间施加电压以对电池组充电；第一电池识别端子；以及充电器侧微型计算机，其构造为响应施加到第一电池识别端子的预定电池识别信号，允许电源单元在第一正极端子和第一负极端子之间施加电压。适配器包括第二正极端子；第二负极端子；第三正极端子；第三负极端子；以及第二电池识别端子。第二正极端子构造为与第一正极端子电连接。第二负极端子构造为与第一负极端子电连接。第三正极端子与第二正极端子电连接。第三负极端子与第二负极端子电连接。第二电池识别端子构造为与第一电池识别端子连接。电池组包括:第四正极端子，其构造为与第三正极端子电连接；第四负极端子，其构造为与第三负极端子电连接；可充电电池，其连接在第四正极端子和第四负极端子之间；停机电路，其构造为将第四正极端子和第四负极端子中的至少一个从可充电电池断开；以及电池侧微型计算机，其构造为当电池侧微型计算机的检测指示出现以下两种情况中的至少一种时，控制停机电路，使得停机电路将第四正极端子和第四负极端子中的至少一个从可充电电池中断开连接，所述两种情况一种为所述可充电电池充满了电，另一种为所述可充电电池发生了某些错误。适配器还包括伪信号输出部，伪信号输出部构造为通过第二电池识别端子输出预定电池识别信号的伪信号。
[0011]本发明的特征进一步是一种适配器。适配器包括第一端子，其构造为与充电器电连接，充电器构造为响应施加到充电器的规定信号对电池组充电。适配器还包括伪信号输出部，伪信号输出部构造为通过第一端子向充电器输出伪信号。
[0012]优选地，适配器还包括:第二端子，其构造为与电池组电连接。伪信号输出部向充电器输出复位信号，充电器测量从充电器对电池组开始充电时过去的时间段。当过去的时间段超过规定的时间段时，充电器结束对电池组充电。充电器响应于复位信号重置过去的时间段。
[0013]优选地，第二端子包括第一正极端子和第二正极端子。电池组包括第二正极端子，其构造为与第一正极端子电连接；第二负极端子，其构造为与第一负极端子电连接；可充电电池，其连接在第二正极端子和第二负极端子之间；停机电路，其构造为将第二正极端子和第二负极端子中的至少一个从可充电电池中断开连接；以及微型计算机，其构造为当电池侧微型计算机的检测指示出现以下两种情况中的至少一种时，控制停机电路，使得停机电路将第二正极端子和第二负极端子中的至少一个从可充电电池中断开连接，所述两种情况一种为所述可充电电池充满了电，另一种为所述可充电电池发生了某些错误。
[0014]本发明的特征进一步是一种充电系统。充电系统包括:电池驱动装置；电池组；以及适配器，其构造为电连接在电池驱动装置和电池组之间。适配器包括端子，其与电池驱动装置电连接。适配器还包括信号输出部，其构造为通过端子向电池驱动装置输出信号。
[0015]优选地，适配器包括:壳体和电缆。壳体具有构造为与动力工具电连接的连接部分。电缆构造为与背包型电源电连接，电缆从壳体沿第一方向延伸。当连接部分与动力工具分离或连接时，连接部分沿第二方向或与第二方向相反的第三方向滑动。第二方向和第三方向都不同于第一方向。优选地，第一方向与第二方向正交。
[0016]发明的有利效果
[0017]根据本发明，可提供一种具有更大容量的背包型电源。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是说明根据第一实施方式的背包型电源的用法的说明图。
[0019]图2(a)是根据第一实施方式的背包型电源的前视图。
[0020]图2(b)是根据第一实施方式的背包型电源的后视图。
[0021]图3是根据第一实施方式的壳体的侧视图。
[0022]图4是根据第一实施方式的壳体的后视图。
[0023]图5是根据第一实施方式的背包型电源的侧视图。
[0024]图6(a)是根据第一实施方式的罩的侧视图。
[0025]图6(b)是根据第一实施方式的操作单元的平面图。
[0026]图6(c)是根据第一实施方式的容纳单元的说明图。
[0027]图7是根据第一实施方式的背包型电源、适配器和充电器的电路图。
[0028]图8是表示根据第一实施方式的背包型电源和适配器之间的连接的说明图。
[0029]图9是表示根据第一实施方式的适配器和动力工具之间的连接的说明图。
[0030]图10是根据第二实施方式的背包型电源、适配器和充电器的电路图。
[0031]图11是表示根据一个改进方式将适配器安装到背包型电源的壳体的说明图。
[0032]图12(a)是根据改进方式的适配器容纳件的透视图。
[0033]图12(b)是容纳于根据该改进方式的适配器容纳件中的适配器的透视图。
[0034]图13(a)是根据改进方式的容纳件的外部侧视图。
[0035]图13(b)是根据该改进方式的容纳件的外部平面图。
[0036]图13(c)是表示将容纳件附接至根据该改进方式的腰带的说明图。
[0037]图14(a)是根据改进方式的容纳件的外部图。
[0038]图14(b)是表示将容纳件附接至根据该改进方式的壳体的说明图。
[0039]图15是根据改进方式的操作单元的顶视图。
【具体实施方式】
[0040]图1示出了根据本发明的一个优选实施方式的背包型电源I。背包型电源I容纳用于对动力工具2供电的电池组51 (见图7)。术语“向上”、“向下”、“上面的”、“下面的”、“在…之上”、“在…之下”、“在…下方”、“右方的”、“左方的”等等，表示当用户将背包型电源I背在其背上时的方向。当用户操作动力工具2时，可将容纳于背包型电源I中的电池组51背在用户的背上。
[0041]适配器3被连接在背包型电源I和动力工具2之间，使得，可从电池组51向动力工具2提供电力。可通过在背包型电源I和充电器4之间连接适配器3，用充电器4 (见图7)对电池组51充电。
[0042]如图2(a)和图2(b)所示，背包型电源I包括壳体5和背带6。图1，图2(a)和图2(b)中的背包型电源I的外部图案和形状与其他图中的那些稍微不同，但是，将所有图中的背包型电源I都构造为，实现在优选实施方式中描述的相同的功能。
[0043]壳体5具有盒状形状并容纳电池组51，以及控制板52(见图7)。如图3所示，还在壳体5的侧表面上设置主电源开关53。
[0044]电池组51由多个串联的蓄电池51c (见图7)构成。在优选实施方式中，电池组51具有大容量，并且更特别地，电池组51由多个彼此平行布置的蓄电池单元构成，每个单元具有多个串联的蓄电池51c。
[0045]后面将描述控制板52和主电源开关53的结构。
[0046]如图3和图4所示，壳体5包括接触面54，当背上背包型电源I时，接触面54靠在用户的背上。接触面54由树脂材料或金属材料形成，例如铝，并具有通常正方形的形状。沿左右方向伸长的凹槽55和凸起56垂直交替地形成在接触面54中/上。因此，当背上背包型电源I时，用户的背部通过后面描述的填充部分61接触凸起56，在接触面54和用户背部(填充部分61)之间的凹槽55中形成空间。
[0047]由于根据优选实施方式的电池组51具有大容量，如上所述，所以，电池组51的温度可能升高至当使用背包型电源I时用户触摸感觉不舒服的水平。然而，由于背包型电源I的上述结构允许空气通过用户背部和接触面54之间，所以，传递至用户背部的、产生于电池组51中的热量的量大幅度减小，防止用户背部变热和出汗。
[0048]优选实施方式的一个特殊特征是，凹槽55和凸起56在左右(水平)方向上延伸，如图3和图4所示。通过此结构，靠近用户背部在凹槽55中形成的空间沿左右方向穿过接触面54，允许空气通过，空气趋向于水平地流动。因此，此结构进一步减小了传递至用户背部的、产生于电池组51中的热量的量，从而进一步防止用户背部变热和出汗。
[0049]此外，在优选实施方式中，接触用户背部的凸起56的内部是空心腔体，如图5所示，在该空腔中没有设置例如电池组51和控制板52的部件。此结构通常可使电池组51与用户背部分离，从而进一步减小传递至用户背部的、产生于电池组51中的热量的量，因而防止用户背部变热和出汗。
[0050]如图4所示，电缆延伸通孔57形成于接触面54的下部，并位于接触面54的水平方向的中心部分。与动力工具2 (适配器3)连接的电力电缆58沿着从水平方向斜向上的方向，从电缆延伸孔57延伸。将电力电缆58与电池组51电连接。当用户坐在地面或其他表面上且同时将背包型电源I背在他或她的背上时，此结构防止电力电缆58与此表面接触。与地面的这种接触会干扰用户在坐姿下执行操作。
[0051]如图3和图4所示，在接触面54中形成导槽57a。导槽57a从电缆延伸孔57向左和向右延伸，允许朝向接触面54的左侧或右侧沿着导槽57a引导电力电缆58。因此，此结构改进了可操作性，因为可使电力电缆58延伸至接触面54的所需一侧，该所需一侧取决于用户是左撇子还是右撇子，并取决于用户操作的动力工具2的类型。而且，此结构防止由将电力电缆58悬挂得太低而导致的、与电力电缆58的端部连接的动力工具2的操作效率的降低。
[0052]如图2 (a)，图2 (b)和图5所示，背带6包括填充部分61、一对肩带62和一对腰带63。
[0053]填充部分61由非刚性构件形成，其尺寸与接触面54的尺寸基本上相同，并且，将填充部分61设置为位于接触面54和用户背部之间。如图2(b)和图5所示，通过多个缓冲接触部分(凸起)61a，在填充部分61中形成多个槽61b。槽61b的一部分在水平方向上延伸，槽61b的另一部分在垂直方向上延伸。此结构确保空气可通过填充部分61和用户背部之间，从而减小传递至用户背部的、产生于电池组51中的热量的量，从而防止用户背部变热和出汗。
[0054]如图2(b)所示，两条肩带62从填充部分61的顶部朝着下侧延伸。如图2(a)，图2(b)和图5所不,一对在填充部分61的左侧和右侧上从壳体5延伸的顶带61c与相应的肩带62接合。通过调节顶带61c的长度，用户可调节形成于用户背部(背带6，或者更具体地，填充部分61)和壳体5之间的间隙，并可将壳体5的重量有效地分布在肩带62上，确保将壳体5适当地安装在用户背部上。而且，通过允许壳体5的重心接近用户，此结构可减小用户失去平衡和向后摔倒的可能性。而且，将壳体5的重量有效地分布在肩带62上可大幅度减少用户疲劳。
[0055]肩带62沿着填充部分61的两侧从顶部向底部延伸，从而形成环。通过将臂部和肩膀插入由肩带62形成的环中，将背包型电源I放在某人的背部上。
[0056]腰带63从填充部分61底部上的两侧(左侧或右侧)在大致水平的方向上延伸。将两条腰带63的远端构造为彼此接合。通过使这些端部接合，可将背包型电源I (接触面54)安装至用户的身体。
[0057]可在腰带63上方设置水平布置的辅助带，辅助带的左端和右端分别与左右肩带62接合。当用户工作时，此辅助带的增加可减小背包型电源I (接触面54)和用户身体之间的摩擦。
[0058]用多个螺钉591 (见图5)将肩带62和腰带63所连接的填充部分61固定至接触面54。将螺钉591插入形成于接触面54 (见图4)中的螺孔59。根据优选实施方式的背包型电源1，必须非常小心地将壳体5与背带6接合，因为电池组51具有相当大的重量。用插入形成于接触面54中的螺孔59的螺钉591将填充部分61固定至接触面54，可防止壳体5与背带6分离。而且，将使壳体5与背带6接合所需的力分布在顶带61c和相关结构中。
[0059]从填充部分61 (接触面54)的两侧朝着左右中心形成螺孔59。螺钉591在水平方向上远离填充部分61的两端的位置(即，在水平方向上离开填充部分61的两端的中心侧位置)处，将填充部分61固定至壳体5。因为此结构不会将填充部分61的左端和右端都固定至壳体5，所以，由非刚性构件形成的填充部分61可弯曲并适应用户的身体。
[0060]如图2 (a)和图2 (b)所示，与控制板52连接的操作电缆64从壳体5延伸。将操作单元65与操作电缆64的远端连接。
[0061]如图2(a)和图6(a)所示，将罩(盖部)63a附接至每条腰带63。罩63a与腰带63形成空间63b，其允许操作单元65和操作电缆64通过其中，并容纳操作电缆64的多余部分。此结构可减小当用户背上背包型电源I时操作电缆64的多余部分挂住树枝等的可能性，并且从而防止操作效率降低。而且，由于不管用户的体型如何，此结构均可隐藏操作电缆64的多余部分，所以，背包型电源I对于任何特殊体型来说都是用户友好的。
[0062]如图6(b)所示,操作单元65具有盒状形状。在操作单元65的前表面上,设置辅助电源开关66、电池电量开关67、电池电量LED 68a、功率LED 68b和故障LED 68c。
[0063]通过切断辅助电源开关66，用户可停止从背包型电源I向动力工具2提供电力。通过操作电池电量开关67，用户可以5个等级的精度，在电池电量LED 68a上显示电池组51中的电池寿命的量。通过安装于在以上结构中从填充部分61延伸的腰带63上的操作单元65，用户可在将壳体5背在他或她的背上时，S卩，在使用动力工具2时，简单地确认电池组51等中的电池电量。
[0064]如图2(b)所示，将操作单元65容纳在容纳单元69中，容纳单元69通过钩子和环扣附接至腰带63。为了将操作单元65插入形成于罩63a和腰带63之间的空间63b (图6 (a))的目的，优选地，将保持操作单元65的裸露状态，不将其容纳于容纳单元69等中。然而，当不容纳于容纳单元69中时，操作单元65例如容易受到潜在的破坏性影响以及未预料到的暴露于水。
[0065]因此，将优选实施方式中的操作单元65在插入空间63b之后，容纳于容纳单元69中。此方法便于在减小操作单元65受到损坏、短路等的可能性的同时将操作单元65插入空间63b。
[0066]容纳单元69包括透明部分69a，用户通过其可看到电池电量LED 68a，功率LED68b和故障LED 68c。这样，用户可在将LED等保持在腰带63上的同时，在视觉上确认它们的状态。
[0067]如图6(c)所示，将容纳单元69构造为，可围绕其顶端旋转。此结构使得用户能够在将操作单元65固定在腰带63上的同时，看到电池电量LED 68a等。
[0068]接下来，将参考图7描述容纳于壳体5中的控制板52的结构。如图7所示，将容纳控制板52的背包型电源I通过适配器3与充电器4连接，以构造充电系统A。如上所述，还可用相同的适配器3将背包型电源I与动力工具2连接。
[0069]控制板52包括电池侧正极端子5a和电池侧负极端子5b。安装于控制板52上的部件包括上述主电源开关53以及调节器521、开关元件522、停机电路523、保护集成电路524、热敏电阻525和电池侧微型计算机526。
[0070]在背包型电源I的外侧上，电池侧端子5a和5b与电力电缆58连接。在背包型电源I内部的控制板52上，电池侧端子5a和5b与电池组51的正极端子51a和负极端子51b连接。主电源开关53、开关元件522和停机电路523被顺序地连接在电池组51的正极端子51a和电池侧正极端子5a之间。
[0071]将调节器521与主电源开关53和开关元件522之间的接触点连接。调节器521调节从电池组51输出的、供应至保护集成电路524和电池侧微型计算机526的、作为驱动电压的电压。
[0072]开关元件522是场效应晶体管(FET)。将之前描述的辅助电源开关66与电池侧微型计算机526连接。当切断辅助电源开关66时，电池侧微型计算机526对开关元件522的栅极输出断开信号，以关掉开关元件522。
[0073]通过此结构，将调节器521与设置于开关元件522的电池组51侧的电流路径连接。因此，即使已经关掉辅助电源开关66 (开关元件522)，也对保护集成电路524和电池侧微型计算机526提供驱动电力，辅助电源开关66 (开关元件522)主要用于停止对动力工具2电力供应。
[0074]在一些情况中，根据优选实施方式的背包型电源I可能特别适合于主要在特定季节使用的动力工具。在这种情况中，如果背包型电源I存放时仅断开辅助电源开关66(开关元件522)，那么，将继续对保护集成电路524和电池侧微型计算机526提供电力。直到在下一年再次使用背包型电源I时，这将耗尽电池组51的电量，并且，可能由于过量放电等而使电池组51衰退。
[0075]因此，根据优选实施方式的背包型电源I在设置于开关元件522的电池组51侧的电流路径上设置主电源开关53，并且，在主电源开关53和开关元件522之间连接的电流路径上设置调节器521。通过此结构，如果背包型电源I长时间不使用，那么，可通过断开主电源开关53来停止对保护集成电路524和电池侧微型计算机526电力供应。允许这样停止电力供应可减少电力浪费和由过量放电等而导致的电池组51的衰退。
[0076]而且，优选实施方式中的主电源开关53由机械开关构成，从而能够与辅助电源开关66无关地关闭整个电路。
[0077]优选实施方式中的电池组51是能够提供高达30A的电流的高容量电池组。因此，该实施方式中使用的主电源开关53必须能够承受这种大电流。
[0078]如图3所示，在根据优选实施方式的背包型电源I中的壳体5的侧表面上，设置主电源开关53。然而，优选地，将主电源开关53设置在用户可在背上背包型电源I的同时操作的位置，例如壳体5的底面，并且，不限于壳体5的侧表面。此结构不仅可减小用户在操作过程中不小心断开主电源开关53的可能性，而且，当需要快速关闭整个电路时，使得用户能够在背上背包型电源I的同时关闭电力供应和整个电路。
[0079]停机电路523是FET，并用来在电池侧微型计算机526的控制下，打开/中断由电池侧正极端子5a、电池组51和电池侧负极端子5b形成的电路路径。
[0080]在充电操作过程中检测到电池组51已经充满电时，保护集成电路524对电池侧微型计算机526输出停止充电信号，并且，在放电操作过程中检测到电池组51中过量放电或有过大电流时，对电池侧微型计算机526输出停止放电信号。
[0081]热敏电阻525对电池侧微型计算机526输出电池组51的温度，作为电池温度信号。
[0082]电池侧微型计算机526控制停机电路523，以在从保护集成电路524接收到停止充电信号或停止放电信号时，中断电流路径。
[0083]由于存在如果电池组51的温度上升得过高而使其可能开始衰退或甚至出现故障的潜在的可能，所以电池侧微型计算机526控制停机电路523，以当从热敏电阻525输入的电池温度信号指示温度大于规定水平时，中断电流路径。
[0084]当充电器4对电池组51提供的电压或电流大于对电池组51规定的值时，电池组51在充电过程中也可能变得失效。例如，当将与电池组51不兼容的充电器4与背包型电源I连接时，这可能出现。
[0085]因此，电池侧微型计算机526检测提供给电池组51的电压和电流(电压/电流检测信号)，并控制停机电路523，以当所提供的电压或电流超过规定值时，中断电流路径。这样，当确定电池组51充满电或确定已经出现错误时，根据优选实施方式的背包型电源I中断电池组51侧的电流路径。由于当电池组51充满电时或当出现错误时，背包型电源I本身能够独立于连接到背包型电源I的充电器4可靠地停止对电池组51供电，所以，背包型电源I可抑制电池组51等衰退，并减小电池组51出现故障的可能性。
[0086]接下来，将描述充电器4的结构。充电器4是一种传统的装置，其设置有充电器侧正极端子4a、充电器侧负极端子4b、电池类型输入端子4c、电池温度输入端子4d、电源41和充电器侧微型计算机42。
[0087]电源41将商用电源产生的交流电转换成直流电，并经由充电器侧端子4a和4b输出此功率，作为充电功率。
[0088]充电器侧微型计算机42基于输入至电池类型输入端子4c中的电池类型信号和输入至电池温度输入端子4d中的电池温度信号,来控制由电源41输出的充电电压和充电电流。然而，如果未将规定范围内的信号输入至电池类型输入端子4c和电池温度输入端子4d中的至少一个中，那么，充电器侧微型计算机42防止电源41执行充电操作，S卩，防止电源41施加横跨充电器侧端子4a和4b的电压。
[0089]接下来，将描述适配器3的结构。通过适配器3以及与适配器3连接的电力电缆58，背包型电源I与动力工具2或充电器4连接。
[0090]如图7和图8所示，电力电缆58包括分别设置于其相对端部上的连接器58a和58b。通过将连接器58a和58b拧入相应部件上的连接器中，将电力电缆58的一部分与背包型电源I和适配器3可分离地连接。通过此结构，如果在操作过程中会不小心切断电力电缆58，那么，可容易更换电力电缆58并恢复操作。而且，可用不同规格的、适合于动力工具2的额定输出的电力电缆来替换电力电缆58。例如，如果将背包型电源I与低输出动力工具2连接，那么，可用更薄的电力电缆58来更换电力电缆58，以大幅度提高操作效率。
[0091]如图8所示，电力电缆58还包括可拧在一起的连接器58c和58d。通过使连接器58c和58d分离，可使电力电缆58分成背包型电源侧的电缆部分和适配器3侧的电缆部分。
[0092]如图8和图9所示，适配器3在其顶面上设置有横向滑动连接部分31，以使适配器3与动力工具2连接。将电力电缆58与适配器3的底面连接，并且，电力电缆58从那里向下延伸。即，电力电缆58从适配器3的壳体的底面向下延伸。适配器沿水平方向滑动，即，沿与电力电缆58从适配器3的壳体的底面所延伸的方向正交的左右方向滑动。通过此结构，电力电缆58在一个方向上(在图8和图9中是垂直方向)对适配器3施加力，该方向与适配器3和动力工具2分离的方向(在图8和图9中是左右方向)不同。因此，适配器3在操作过程中不太可能变得与动力工具2分离。
[0093]电力电缆58对适配器3施加力的方向(在图8和图9中是垂直方向)和适配器3与动力工具2分离的方向(在图8和图9中是左右方向)的正交关系，是此实施方式的一个特殊特征。在此结构中，电力电缆58对适配器3施加的垂直力产生摩擦力，该摩擦力抵抗用于使适配器3与动力工具2分离的左右的力。因此，此结构可有效地阻止适配器3变得与动力工具2分离。
[0094]接下来，将参考图7描述适配器3的电路结构。适配器3包括第一适配器侧正极端子3a、第一适配器侧负极端子3b、第二适配器侧正极端子3c、第二适配器侧负极端子3d、伪电池类型输出端子3e、伪电池温度输出端子3f、停止放电信号输出端子3g和伪信号输出单元32。
[0095]可将第一适配器侧正极端子3a和第一适配器侧负极端子3b分别与充电器侧端子4a和4b连接。类似地，可通过，电力电缆58，将第二适配器侧正极端子3c和适配器侧负极端子3d分别与电池侧端子5a和5b连接。即，电力电缆58包括两根电缆。电力电缆58中的一根连接在端子5a和3c之间，另一根连接在端子5b和3d之间。另外，可将伪电池类型输出端子3e和伪电池温度输出端子3f分别与电池类型输入端子4c和电池温度输入端子4d连接。可将停止放电信号输出端子3g与动力工具2的停止放电信号输入端子连接。伪信号输出单元32经由伪电池类型输出端子3e和伪电池温度输出端子3f输出规定范围内的伪信号。
[0096]根据优选实施方式的背包型电源I具有能够提供大电流的大容量电池组51。因此，为了提供大电流，需要较厚的(大规格的)电力电缆58。另一方面，当电缆变得笨重时，厚电力电缆58会降低动力工具2的操作效率。纤细的电力电缆58是期望的。
[0097]在优选实施方式中，不是通过对背包型电源I提供电池类型输出端子、电池温度输出端子和停止放电信号输出端子，也不是通过对电力电缆58提供与这些端子相应的信号线，来实现能够提供大电流的纤细的电力电缆58。由于具有此结构的背包型电源I无法输出电池类型信号和电池温度信号，所以，被构造为开始基于这种信号供电的充电器4无法执行充电操作，除非采取对策。
[0098]因此，在优选实施方式中，将适配器3在背包型电源I和充电器4之间连接。适配器3具有伪信号输出单元32，其用于输出规定范围内的伪信号，以命令充电器4执行充电操作。
[0099]然而，由于当电池组51变得充满电时或当出现错误时，从适配器3的伪信号输出单元32输出的伪信号不变化，所以，此结构自己无法停止充电器4端上的充电操作。因此，在优选实施方式中，当电池侧微型计算机526检测到电池组51充满电等时，停机电路523中断电流路径，从而使设置在背包型电源I中的电池组51停止充电。因此，此结构不仅可实现能够提供大电流的纤细的电力电缆58，而且，当电池组51变得充满电时或当出现错误时，能够适当地停止对电池组51充电的操作。
[0100]注意，动力工具2具有放电停机电路，以及在检测到电池组51中的过量放电或过大电流时中断到放电停机电路的电流路径的传统结构。而且，由于具有以上结构的适配器3用内置微型计算机检测电压和电流，所以，适配器3可发射用于在检测到错误(例如，过大电流或过大压降)时关闭到动力工具2的放电停机电路的电流路径的信号。由于当在根据优选实施方式的背包型电源I中出现过量放电或过大电流时，中断背包型电源I侧和动力工具2侧的电流路径，所以，优选实施方式的结构可更合适地减小电池组51衰退或出现故障的可能性。
[0101]接下来，将参考图10描述本发明的第二实施方式，其中，用相同的附图标记表示相似的零件和部件，以避免重复描述。在第二实施方式中，充电器4的充电器侧微型计算机42具有定时器功能，用于计算充电开始后过去的时间。在确定计数已经超过规定时间长度时，充电器侧微型计算机42执行控制处理，以停止电源41的充电操作。
[0102]然而，当这种电池组51与充电器4连接时，此结构无法使需要比规定时间更长的充电时间的电池组51充满电。因此，第二实施方式中的适配器3进一步设置有充电器复位单元33。在从充电操作开始过去的时间超过规定时间之前，充电器复位单元33对充电器4中的充电器侧微型计算机42输出定时器复位信号。定时器复位信号使充电器侧微型计算机42中的计数重置，使得充电器4将继续充电操作。假设充电器复位单元33可以此方式防止具有定时器功能的充电器4在使与充电器4连接的电池组51充满电之前结束充电操作，特别是当电池组51需要比规定时间更长的充电时间时。
[0103]在此情况中，由于充电器4本身无法确定电池组51何时充满电，所以存在会使电池组51过量充电的潜在可能。然而，根据优选实施方式的背包型电源I可在自己确定电池组51充满电时关闭电流路径，如上所述。因此，背包型电源I可确保，在防止其过量充电的同时，可使各种容量的电池组51充满电。
[0104]虽然已经参考其实施方式详细描述了本发明，但是对于本领域的技术人员来说将显而易见的是，可在不背离本发明的范围的前提下，对其进行各种改变和改进。
[0105]例如，可能将背包型电源I和适配器3构造为，使得，可将适配器3安装在背包型电源I上(或容纳于其中)。例如，如图11所示，将适配器3安装在主电源开关53设置于其上的壳体5的侧表面上。通过此结构，可能通过将适配器3安装在背包型电源I上，来断开主电源开关53。当完成使用背包型电源I时，此结构防止用户忘记断开主电源开关53，减小电池组51过量放电的可能性。
[0106]或者，由于相同的上述原因，可将主电源开关53构造为，在电力电缆58的连接器58a (或58d)与背包型电源I分尚时关闭。
[0107]如图12(a)和图12(b)所示，可能在腰带63上设置能够与适配器3接合的适配器容纳件34，使得，当不与动力工具2连接时，适配器3不干扰用户操作。在图12(a)和图12 (b)的实例中，适配器容纳件34具有将腰带63插入其中的插入孔34a。然而，适配器容纳件34可能设置有具有倒U形的夹子，使得能够将适配器容纳件34简单地夹在腰带63上。
[0108]适配器3还可能设置有缠绕部分34b，如图12(a)和图12(b)所示，可将电力电缆58缠绕在其周围。使用缠绕部分34b可防止电力电缆58的多余部分干扰用户操作。
[0109]如图13(a)至图13(c)所示，可能用接合部分63c将能够容纳适配器3的容纳部分36附接至腰带63。图13(a)表示容纳部分36的侧视图，图13(b)表示其平面图。图13(c)表示将容纳部分36附接至腰带63。
[0110]如图14(a)和图14(b)所示，可能将能够容纳适配器3的容纳部分37在壳体5的底端上或其附近附接至背带6。在此实例中，容纳部分37由卷成圆柱形形状的布形成。将带环37a附接至容纳部分37的左端和右端。将带环37a拉紧可封闭容纳部分37的开口端。
[0111]对于以此方式附接至壳体5的容纳部分37，用户在背上背包型电源I的同时，必须将适配器3插入用户背部后面的容纳部分37。然而，此结构便于将适配器3插入容纳部分37。
[0112]而且，可能在操作单元65的顶面上设置电池电量LED 68a、功率LED 68b和故障LED 68c，如图15所示。通过此布置，用户不用使操作单元65倾斜，便可检查电池组51的剩余电池寿命，等等。
[0113]虽然根据优选实施方式的适配器3将从背包型电源I产生的电压不变化地输出至动力工具2，但是适配器3可能改变电压，以适应各种额定电压的动力工具2。在此情况中，可能用不同规格的电力电缆58来适应动力工具2的额定输出。因此，可能用小规格(小直径)电力电缆58来连接低输出动力工具2，这可提高操作效率。
[0114]或者，背包型电源I可能装配有代替适配器的电压转换电路。在此情况中，将电压转换电路设定在开关53的外部，并且，优选地，将电池侧端子5a和5b连接。也就是说，开关53在电压转换器的正极端子51a和与正极端子51a连接的负极端子之间。
[0115]在优选实施方式中，操作单元65通过操作电缆64与电池侧微型计算机526通信，但是，可能用卷绳来实现此通信，或者可能无线地实现。
[0116]在优选实施方式中，用钩子和环扣将操作单元65可去除地附接至腰带63。然而，可能通过钩子、夹子、透明罩等，将操作单元65附接至腰带63，或者，相反可能附接至肩带62。
[0117]在第二实施方式中，可能将充电器侧微型计算机42构造为，在接收到复位信号时停止充电操作，或者，可能处理信号中断，以表示已经输入复位信号并在此时停止充电操作。因此，适配器3的充电器复位单元33可能基于充电器侧微型计算机42的类型而输出或中断信号。
[0118]为了防止在填充部分61和接触面54之间滑动，可能在填充部分61的与接触面54相对的表面中形成槽。这里，可能垂直地形成多个槽，从而，使得这些槽在与形成于接触面54上的水平凹槽55和凸起56正交的方向上延伸。
[0119]停机电路523可能在检测到电池组51充满电或已经出现错误时中断电流路径。然而，停机电路523可能在出现其他事件时中断电流路径。
[0120]附图标记清单
[0121]I背包型电源
[0122]2动力工具
[0123]3适配器
[0124]4充电器
[0125]5 壳体
[0126]6 背带
【权利要求】
1.一种充电系统，包括:充电器；电池组；适配器，其构造为电连接在所述充电器和所述电池组之间；电缆，其构造为电连接在所述电池组和所述适配器之间， 其中，所述充电器包括: 第一正极端子； 第一负极端子； 电源单元，其构造为在所述第一正极端子和所述第一负极端子之间施加电压以对所述电池组充电； 第一电池识别端子；以及 充电器侧微型计算机，其构造为响应施加到所述第一电池识别端子的预定电池识别信号，允许所述电源单元在所述第一正极端子和所述第一负极端子之间施加电压， 其中，所述适配器包括: 第二正极端子，其构造为与所述第一正极端子电连接； 第二负极端子，其构造为与所述第一负极端子电连接； 第三正极端子，其与所述第二正极端子电连接； 第三负极端子，其与所述第二负极端子电连接；以及 第二电池识别端子，其构造为与所述第一电池识别端子连接， 其中，所述电池组包括: 第四正极端子，其构造为与所述第三正极端子电连接； 第四负极端子，其构造为与所述第三负极端子电连接； 可充电电池，其连接在所述第四正极端子和所述第四负极端子之间； 停机电路，其构造为将所述第四正极端子和所述第四负极端子中的至少一个从所述可充电电池断开；以及电池侧微型计算机， 其特征在于， 所述适配器还包括伪信号输出部，所述伪信号输出部构造为通过所述第二电池识别端子输出所述预定电池识别信号的伪信号， 所述电池侧微型计算机构造为，当所述电池侧微型计算机的检测指示出现以下两种情况中的至少一种时，控制所述停机电路，使得所述停机电路将所述第四正极端子和所述第四负极端子中的至少一个从所述可充电电池断开连接，所述两种情况一种为所述可充电电池充满了电，另一种为所述可充电电池发生了某些错误， 所述电缆包括第一电缆和第二电缆，所述第一电缆连接在所述第三正极端子和所述第四正极端子之间，所述第二电缆连接在所述第三负极端子和所述第四负极端子之间。
2.一种电池组，包括: 正极端子； 负极端子； 可充电电池，其连接在所述正极端子和所述负极端子之间； 停机电路，其构造为将所述正极端子和所述负极端子中的至少一个从所述可充电电池断开；以及 微型计算机， 其特征在于，所述微型计算机构造为，当所述微型计算机的检测指示出现以下两种情况中的至少一种时，控制所述停机电路，使得所述停机电路将所述正极端子和所述负极端子中的至少一个从所述可充电电池中断开连接，所述两种情况一种为所述可充电电池充满了电，另一种为所述可充电电池发生了某些错误。
3.一种适配器，其中所述适配器构造为电连接在充电器和电池组之间， 其中所述充电器包括: 第一正极端子； 第一负极端子； 电源单元，其构造为在所述第一正极端子和所述第一负极端子之间施加电压以对所述电池组充电； 第一电池识别端子；以及 充电器侧微型计算机，其构造为响应施加到所述第一电池识别端子的预定电池识别信号，允许所述电源单元在所述第一正极端子和所述第一负极端子之间施加电压， 其中，所述适配器包括: 第二正极端子，其构造为与所述第一正极端子电连接； 第二负极端子，其构造为与所述第一负极端子电连接； 第三正极端子，其与所述第二正极端子电连接； 第三负极端子，其与所述第二负极端子电连接；以及 第二电池识别端子，其构造为与所述第一电池识别端子连接， 其中，所述电池组包括: 第四正极端子，其构造为与所述第三正极端子电连接； 第四负极端子，其构造为与所述第三负极端子电连接； 可充电电池，其连接在所述第四正极端子和所述第四负极端子之间； 停机电路，其构造为将所述第四正极端子和所述第四负极端子中的至少一个从所述可充电电池断开；以及 电池侧微型计算机，其构造为当所述电池侧微型计算机的检测指示出现以下两种情况中的至少一种时，控制所述停机电路，使得所述停机电路将所述第四正极端子和所述第四负极端子中的至少一个从所述可充电电池中断开连接，所述两种情况一种为所述可充电电池充满了电，另一种为所述可充电电池发生了某些错误， 其特征在于，所述适配器还包括伪信号输出部，所述伪信号输出部构造为通过所述第二电池识别端子输出所述预定电池识别信号的伪信号。
4.一种适配器，包括第一端子，所述第一端子构造为与充电器电连接，所述充电器构造为响应施加到所述充电器的规定信号对电池组充电， 其特征在于，所述适配器还包括伪信号输出部，所述伪信号输出部构造为通过所述第一端子向所述充电器输出伪信号。
5.根据权利要求4所述的适配器，还包括:第二端子，其构造为与所述电池组电连接， 其中所述伪信号输出部向所述充电器输出复位信号，所述充电器测量从所述充电器对所述电池组开始充电时过去的时间段，当所述过去的时间段超过规定的时间段时，所述充电器结束对所述电池组充电，所述充电器响应所述复位信号重置所述过去的时间段。
6.根据权利要求5所述的适配器，其中所述第二端子包括第一正极端子和第二正极端子， 其中所述电池组包括: 第二正极端子，其构造为与所述第一正极端子电连接； 第二负极端子，其构造为与所述第一负极端子电连接； 可充电电池，其连接在所述第二正极端子和所述第二负极端子之间； 停机电路，其构造为将所述第二正极端子和所述第二负极端子中的至少一个从所述可充电电池中断开连接；以及 微型计算机，其构造为当所述电池侧微型计算机的检测指示出现以下两种情况中的至少一种时，控制所述停机电路，使得所述停机电路将所述第二正极端子和所述第二负极端子中的至少一个从所述可充电电池中断开连接，所述两种情况一种为所述可充电电池充满了电，另一种为所述可充电电池发生了某些错误。
7.一种充电系统，包括:电池驱动装置；电池组；以及适配器，其构造为电连接在所述电池驱动装置和所述电池组之间， 其中所述适配器包括端子，所述端子与所述电池驱动装置电连接， 其特征在于，所述适配器还包括信号输出部，所述信号输出部构造为通过所述端子向所述电池驱动装置输出信号。
8.根据权利要求7所述的适配器，包括: 壳体，其具有构造为与动力工具电连接的连接部分；以及 电缆，其构造为与背包型电源电连接，所述电缆从所述壳体沿第一方向延伸， 其特征在于，当所述连接部分与所述动力工具分离或连接时，所述连接部分沿第二方向或与所述第二方向相反的第三方向滑动，所述第二方向和所述第三方向都不同于所述第一方向。
9.根据权利要求8所述的适配器，其中所示第一方向与所述第二方向正交。
【文档编号】H02J7/00GK104411463SQ201380035655
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2013年7月4日 优先权日:2012年7月6日
【发明者】中野恭嗣, 堀江由季, 岛敏洋, 荒馆卓央, 船桥一彦, 吉成拓家, 藤泽治久 申请人:日立工机株式会社