电源装置制造方法

电源装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种用于向电动工具供给直流电源的电源装置(1)。该电源装置(1)具备能够安装多个蓄电池的安装部(11、12、13、14)、输出被安装在该安装部的蓄电池的总计的电力的输出装置、控制蓄电池的电力的输出的控制基板(40)、冷却该控制基板的冷却装置(60)、以及内部安装有上述控制基板和上述冷却装置的主体壳体(15)。该电源装置(1)经由电源线(41)与电动工具连接，并且使用者能够背负携带。在电源主体部具备可拆装的、用于使用者进行背负的背带(43)。能够从使用者的左右两个方向引出电源线(41)。
【专利说明】电源装置

【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及能够作为各种电气设备的电源使用的电源装置。

【背景技术】
[0002]近年，例如在螺栓拧紧机、钻孔用的电气钻孔机等主要为手持式的电动工具中，除了例如将100V的交流电源作为电源的电动工具以外，将通过充电而能够反复使用的锂离子蓄电池(直流电源)作为电源的充电式电动工具普及起来。后者的充电式电动工具，因为无需如前者的交流电源式的情况那样将长的电源线与电源插座连接，所以尤其能够得到屋外的高操作性或使用的便利性。另外，如果准备多个蓄电池，则能够在将一个安装于工具主体来作为电源使用的过程中，利用另外准备的充电器对另一个进行充电，所以能够实现电动工具的长时间连续使用从而使工作高效化。
[0003]可是，为了减少更换成充电完毕的蓄电池的时间，以往提供有将多个蓄电池并联安装而能够输出大容量的电力的电源装置。例如，日本特开2011 — 97766号公报公开了涉及该电源装置的技术。根据该电源装置，对于多个蓄电池使并联连接和串联连接并存，从而能够实现电力的长时间输出和高输出化这双方，另外，能够通过适当地控制各蓄电池的剩余量来使输出高效化。
[0004]以往的电源装置具备用于控制高效地消耗已安装的各蓄电池的电力的控制基板。该控制基板的冷却需要较充分地完成。


【发明内容】

[0005]作为本发明的一个观点，电源装置具备:安装部，其能够安装多个蓄电池；输出装置，其输出被安装在该安装部的蓄电池的总计的电力；控制基板，其控制蓄电池的电力的输出；冷却装置，其冷却该控制基板；以及主体壳体，其内部安装有上述控制基板和上述冷却
>J-U ρ?α装直。
[0006]根据此，通过控制基板高效地进行其动作控制，以使得例如被安装的多个蓄电池的剩余量不产生偏差。因此，控制基板的、尤其是FET等的热生成量变多。成为大的发热源的控制基板通过专用的冷却装置被可靠且充分地冷却，所以能够防止该电源装置的误动作于未然，提高其耐久性。

【专利附图】

【附图说明】
[0007]图1是本发明的实施方式所涉及的电源装置的主视图。
[0008]图2是电源装置的纵剖视图。
[0009]图3是打开盖的状态下的电源装置的主视图。
[0010]图4是沿图3的IV — IV线的剖视图，是剩余量显示部的横剖视图。
[0011]图5是沿图3的V —V线的剖视图，是电源装置的主体的横剖视图。
[0012]图6是作为电动工具的一个例子的充电式电刨的整体立体图。

【具体实施方式】
[0013]参照附图对本发明的实施方式进行说明。如图1以及图2所示，本实施方式所涉及的电源装置I具备:能够在正面安装四个蓄电池11、12、13、14的主体10、和在该主体10的正面侧且能够覆盖被安装的蓄电池的盖2。其中，因为在正面沿上下方向排列成一列地安装四个蓄电池，所以电源装置I具有沿上下方向具有长边的细长形状。
[0014]盖2经由铰链部3被能够上下转动地支承在主体10的上部。盖2能够以铰链部3为中心向上方转动来打开，并且能够向下方转动来关闭。通过将设置在盖2的下部的锁杆4挂在设置在主体10的下部的拉爪5，从而盖2在关闭位置处被锁闭。锁杆4被压缩弹簧6推压至锁闭侧。
[0015]在主体10和盖2的下表面设置有四个脚7。电源装置I能够设置成:使该四个脚7接地，使长边自立成按照成为上下方向的方式站立的状态(纵置姿势)。另外，在主体10的上部设置有用于携带电源装置I的携带手柄8。携带手柄8被能够以铰链部3为中心上下转动地设置。对于该携带手柄8而言，使之向上方直立从而使用者能够把持，使之向下方倒伏从而能够收纳。图2表示使携带手柄8向下方倒伏而收纳后的状态，图3表示使其向上方直立后的状态。
[0016]在主体10的背面四角设置有横置用的脚9。电源装置I也能够使该脚9接地而设置成横置姿势。
[0017]图3表示打开或者取下盖2后的电源装置I。因此，在图3中能够看到主体10的正面。
[0018]在主体10的正面，用于安装蓄电池的四个蓄电池安装部21?24被沿上下方向排列成一列地配置。主体10具备构成其背面、底面等且在正面侧具有开口部的箱形状的主体壳体15、和结合开口部被用螺纹固定于该主体壳体15而构成正面的台座部16。四个蓄电池安装部21?24被安装于该台座部16。图3示出在四个蓄电池安装部21?24安装有滑动安装形式的四个蓄电池11、12、13、14的状态。以下的说明中，将沿上下方向并联安装的四个蓄电池从上侧开始按顺序称为第I蓄电池11、第2蓄电池12、第3蓄电池13、第4蓄电池14。
[0019]安装的蓄电池是作为图6所示的电刨等充电式的电动工具50的电源来使用的蓄电池，在本实施方式中是输出电压为18V的锂离子蓄电池。蓄电池11是在蓄电池壳体Ila内收容有多个电池Ilb (锂离子电池、二次电池)的蓄电池，通过利用另外的充电器充电能够反复使用。对于该蓄电池本身，能够使用已经公知的蓄电池。在蓄电池11的侧部设置有锁爪11c，该锁爪Ilc用于在蓄电池11被安装于设置在工具主体的后部的蓄电池安装部51的状态下进行锁闭。
[0020]蓄电池安装部21?24全部具有与上述电动工具50的蓄电池安装部51相同的滑动安装结构。在各蓄电池安装部21?24中，两根滑动导轨21a?24a上下一对地被设置。在成对的滑动导轨21a?24a之间配置有连接器连接部21b?24b。在图3中，通过使蓄电池相对于滑动导轨21a?24a从左向右沿横向滑动，能够将蓄电池安装在各蓄电池安装部21?24。相反的，通过使蓄电池从右向左沿横向滑动，能够将各蓄电池从蓄电池安装部21?24取下。通过将各蓄电池安装在各蓄电池安装部21?24，经由各连接器连接部21b?24b各蓄电池电连接。四个蓄电池能够分别独立地安装、取下。若用指尖反抗弹簧作用力而对各蓄电池的锁爪Ilc?14c进行开锁操作，则能够解除锁闭并取下蓄电池。
[0021]该四个蓄电池11、12、13、14对于所有的蓄电池安装部21?24均具有安装互换性。若在所有四个蓄电池安装部均安装有蓄电池11、12、13、14，则每两个并联电连接从而实现长时间输出，并联连接的两个组相互串联连接从而实现36V的输出电压。另外，在本实施方式的电源装置I中，进行控制以使得在于任意的至少两个的蓄电池安装部(例如第I和第2蓄电池安装部21、22)安装了蓄电池的情况下也至少串联连接成立，从而可靠地输出电压为36V的电力。
[0022]本实施方式的电源装置I具备报告被安装的蓄电池的剩余量的剩余量报告功能(剩余量报告装置)。该剩余量报告功能通过报告被安装的各蓄电池11、12、13、14的单独的剩余量Ze的单独剩余量显示部30和报告这些蓄电池的总计的剩余量Zt的总计剩余量显示部31来实现。
[0023]如图3所示，前者的单独剩余量显示部30被配置于各蓄电池安装部21?24的左侧附近。各单独剩余量显示部30具备安装于台座部16的两个指示灯30a。通过各自两个指示灯30a如以下那样进行点亮或闪烁，来单独报告相对应的蓄电池11、12、13、14的单独剩余量Ze。在各单独剩余量显示部30中，通过两个指示灯30a双方均点亮成绿色，来报告蓄电池的单独剩余量Ze充足的状态(满充电状态)。通过一个点亮成绿色而另一个点亮成红色，来报告单独剩余量Ze少的状态。通过双方均点亮成红色，来报告单独剩余量Ze不足且不能供给电力的状态(要充电状态)。另外，通过指示灯30a双方均为红色闪烁，来报告蓄电池对于温度或者电流值为错误状态。
[0024]后者的总计剩余量显示部31被设置于构成主体10的正面的台座部16中所设置的、剖面为椭圆形的筒状的支承柱32的顶面。该支承柱32被设置于台座部16的上下以及左右方向的大致中央且第2蓄电池12和第3蓄电池13之间。如图所示，总计剩余量显示部31具备五个指示灯35和一个操作开关36。四个蓄电池11、12、13、14的总计剩余量Zt越多，点亮成红色的指示灯35的个数越多。通过指示灯35五个均点亮成红色，来报告蓄电池11、12、13、14的总计剩余量Zt充足。通过指示灯35的点亮个数变少，来报告蓄电池11、12、13、14的总计剩余量Zt变少。若所有四个蓄电池11、12、13、14均没有单独剩余量Ze，则也没有总计剩余量Zt，指示灯35成为五个均不点亮的状态。
[0025]在例如四个或所有五个指示灯35点亮，总计剩余量Zt充足的情况下，也存在任意的蓄电池的单独剩余量Ze不足的情况。该情况下，通过确认单独剩余量显示部30，能够可靠地确定出需要充电的蓄电池(即相对应的指示灯30a的一个或者双方正点亮成红色的蓄电池)。
[0026]在本实施方式中，仅当对操作开关36进行了按下操作时能够确认报告总计剩余量的指示灯35是否点亮。即使假设在总计剩余量Zt不足的情况下，只要不对操作开关36进行按下操作，指示灯35就不点亮。如果即使对操作开关36进行按下操作，一部分或者所有的指示灯35也不点亮，则使用者可知四个蓄电池11、12、13、14的总计剩余量Zt不足。如果当对操作开关36进行了按下操作时所有的指示灯35均点亮，则使用者可知四个蓄电池
11、12、13、14的总计剩余量Zt充足。这样，因为构成为仅在必要时对操作开关36进行按下操作来使指示灯35点亮的构成，所以能够节约消耗电量。
[0027]在本实施方式的电源装置I中，构成为即使在关闭了盖2的状态下也能够从外部视觉上地确认该总计剩余量显示部31。在盖2的大致中央设置有与总计剩余量显示部31的支承柱32的椭圆形呈相似形状的椭圆形的窗2a。若相对主体10关闭盖2，则成为支承柱32的顶部进入该窗2a内而堵住窗2a的状态。由此，构成为在关闭了盖2的状态下能够从外部视觉上地确认总计剩余量显示部31。
[0028]如图2所示，在主体壳体15内配置有控制基板40。控制基板40包括用于电控制剩余量报告功能的控制电路和用于输出直流电压为36V的电力的电源电路(构成输出装置的一部分)。如图4所示，该控制基板40在其整体(两面)被用树脂层40a铸模了的状态下，经由基板框架45沿着台座部16的背面被螺纹固定。
[0029]如图2所示，在主体壳体15内设置有主要用于冷却控制基板40、尤其是FET (场效应晶体管)的冷却装置60。该冷却装置60具备被安装在控制基板40的背面的铝制的散热材料61和冷却风扇62。散热材料61经由上下两个安装部件63与控制基板40的背面接合。如图4所示，散热材料61具备多个具有矩形平板形状的散热片61a。该散热片61a遍布控制基板40的长边方向(主体10的长边方向，即图2中的上下方向)的整体而相互平行地延伸。如图4以及图5所示，散热材料61在相邻的两枚散热片6Ia之间形成上下方向的多个通风路64。各通风路64被设置在遍布控制基板40的长边方向的全长的范围内。
[0030]如图2所不,在主体壳体15的背面设置有吸气孔15a。该吸气孔15a位于散热材料61的上端部且通风路64的上部附近。与此相对，在支承散热材料61的下侧的安装部件63中一体地设置有圆形的风扇框架部63a,冷却风扇62经由该风扇框架部63a安装在主体壳体15。
[0031]在该冷却风扇62的下方且主体壳体15的底面设置有排气孔15b?15b。其中，在上侧的风扇框架部63a未安装冷却风扇，但在本实施方式中，支承散热材料61的上侧的安装部件63也被设成与具备风扇框架部63a的下侧的安装部件63相同的部件。由此，实现上下的安装部件63的共同化。
[0032]若冷却风扇62旋转，则如图2中箭头W所示那样，产生从吸气孔15a经安装部件63的散热孔63b朝向排气孔15b?15的冷却风的流动。该冷却风在沿上下延伸的通风路64内朝向下方流动，从而各散热片61a高效地散热，进而控制基板40遍布其长边方向的整体冷却。
[0033]如图1所示，在主体壳体15的右面设置有电源装置I的主开关42。若对主开关42进行接通操作，则成为冷却风扇62旋转，且通过电源线41能够输出电力的状态。若对主开关42进行断开操作，则电源电路被切断从而电力输出停止，由此，抑制浪费的待机电力的消耗。
[0034]电力供给用的电源线41被从主体壳体15的右下部引出，经该电源线41能够向外部设备供给36V的直流电力。如图1中双点划线所示，使用者能够将该电源线41的引出位置变更至主体壳体15的左面。通过任意地选择任意一个引出位置从而使电源线41的处理变容易，能够提高电源装置I的使用的便利性。
[0035]在本实施方式中，如图1以及图2所示，能够在主体壳体15的背面安装背负用的带(背带43)。通过安装背带43来背负电源装置1，使用者能够在双手空着的状态下搬运电源装置I。因此，与使用携带手柄8来搬运的情况相比，能够提高操作性。另外，与将电源装置I设置在工作场所来使用的情况相比，能够扩大用于工作的空间。
[0036]该背带43沿着主体壳体15的背面安装，具备背负时与使用者的后背抵接的背板43a。通过沿着主体壳体15的背面安装该背板43a，从而背带43被安装于电源装置I。背板43a使横置用的脚9大致与其四角抵接，并被分别用安装螺纹43b相对于该脚9螺纹固定。因此，背板43a以在其与主体壳体15的背面之间留有相当于脚9的高度的宽度的间隙43c的状态沿着该背面安装。
[0037]通过该背板43a，使用者能够在后背和主体壳体15的背面之间留有间隙43c地背负电源装置I。由此，能够以后背不与主体10的背面直接接触从而不会堵塞背面的吸气孔15a的方式来背负电源装置I。因此，能够不阻碍冷却装置60的冷却效率地背负电源装置I。另外，在冷却风扇的运转中，经常外部空气通过间隙43c被导入吸气孔15a，所以当背负电源装置I时，从电源装置I产生的热量难以直接传递到使用者的后背。因此，不会使使用者产生不快的感觉，由此，能够提高电源装置I的使用的便利性以及使用了电源装置I的工作的操作性。
[0038]如图2所示，在背板43a的上部开口有比较大的通气孔43d。该通气孔43d位于主体壳体15的背面的吸气孔15a的后方。若冷却风扇62旋转,则在主体壳体15内的通风路64产生用箭头W所示的冷却风的流动，由此外部空气通过间隙43c或者通气孔43d被高效地吸气至吸气孔15a内。另外，在使用者在后背背负电源装置I的状态下，背板43a贴在后背上，但经过背板43a与后背之间的若干间隙以及通气孔43d而产生外部空气的流动，所以能够使后背通风良好，从而抑制出汗。
[0039]如以上说明的那样，本实施方式的电源装置I具备:能够安装作为电动工具的电源而被使用的四个蓄电池11、12、13、14的蓄电池安装部21、22、23、24，以及输出被安装于该安装部的蓄电池的总计的电力的输出装置。蓄电池并联连接，所以能够长时间地输出电力。因此，尤其是即使在屋外等不能利用交流电源这样的工作环境下，也能够高效地进行工作。
[0040]并且，本实施方式的电源装置I具备控制蓄电池的电力输出的控制基板40。通过控制基板高效地进行其动作控制，以使得例如被安装的多个蓄电池的剩余量不产生偏差。因此，控制基板的尤其是FET等的热生成量变多。因此，电源装置I还具备冷却该控制基板40的冷却装置60。该冷却装置60具备具有多个沿着控制基板40的长边方向延伸的散热片61a的散热材料61,通过该多个散热片61a形成遍布控制基板40的长边方向的几乎整个区域的长度的通风路64。并且，通过冷却风扇62，在各通风路64内产生如图2中用箭头W所示那样从控制基板40的上端附近到下端的冷却风的流动。通过在沿着该控制基板40的长边方向的多个通风路64中流动的冷却风，控制基板40的整体及其周边被高效地冷却。这样控制基板40及其周边通过冷却装置60被可靠地冷却，所以能够防止因发热而造成的电源装置I的误工作、控制程序的失控于未然，进而能够提高电源装置I的耐久性。
[0041]另外，在本实施方式的电源装置I中能够安装用于使用者进行背负携带的背带43。因此电源装置除了能够使用携带手柄8来搬运之外，还能够背负搬运。如果安装背带，则使用者能够在使用背带来背负电源装置1，从而空着双手的状态下进行工作，所以能够提高工作效率。
[0042]背带具备能够安装在主体壳体的背板，并能够在散热片位于该背板和控制基板之间这样的位置处安装该背板。若电源装置I被背负，则在设置在主体壳体15的背面的吸气孔15a与背板43a之间形成有间隙43c，从而外部空气被高效地导入。并且，根据该间隙43c,电源装置I没有直接地紧压在背上，所以能够抑制电源装置I的发热被直接传递至使用者的后背，由此，能够提高电源装置I的使用的便利性(使用感)。
[0043]另外，引出电源线41的面能够尤其结合在进行背负的状态下使用者的惯用手、或者结合操作性等要求而变更至主体10的右面或左面，通过该点能够提高电源装置I的使用的便利性。
[0044]另外，本实施方式的电源装置I具备报告蓄电池的剩余量的剩余量报告功能。作为实现该剩余量报告功能的方法，电源装置I除了具备报告安装于蓄电池安装部的蓄电池的各自的剩余量Ze的单独剩余量显示部30以外，还具备报告所有这些蓄电池的总计的剩余量Zt的总计剩余量显示部31。因此，能够一边确认蓄电池的各个的剩余量Ze以及电源装置I作为整体而能够输出的剩余量Zt，一边高效地运用电源装置I。
[0045]尤其是，根据例示出的实施方式，除了能够通过单独剩余量显示部30以及总计剩余量显示部31的指示灯30a视觉上地确认蓄电池的各个的剩余量Ze以及整体的剩余量Zt之外，还能够通过指示灯35而一眼确认。因此，即使是夜间等的暗处也能够从远离的场所进行确认，通过这些点能够提高电源装置I的使用的便利性。
[0046]另外，总计剩余量显示部31的指示灯35即使在关闭了盖2的状态下也能够经窗2a从外部目视。因此，即使不特意打开盖2，也能够从远离的场所瞬时确认蓄电池的总计剩余量Zt，通过该点也进一步提高了剩余量报告功能的操作性。
[0047]并且，对于总计剩余量显示部31的操作开关36，也能够在关闭了盖2的状态下经窗2a从外部进行操作。总计剩余量显示部31构成为仅在对该操作开关36进行了接通操作时，使指示灯35点亮从而使报告功能发挥作用。因此，在未对操作开关36进行接通操作的状态下，即使剩余量Zt不足指示灯35也不点亮。由此，能够消除待机电力等不必要时的浪费的电力消耗，所以与总是进行报告的构成相比，能够使蓄电池更耐用。
[0048]参照上述的特定的结构对本发明的实施方式进行了说明，但如果是本领域技术人员则能够清楚能够不脱离本发明的目的地进行较多的替换、改进和变更。因此本发明的实施方式能够包含不脱离添加的权利要求的精神和目的的所有的替换、改进和变更。例如，本发明的实施方式并不局限于上述特定的结构，能够如下述那样进行变更。
[0049]电源装置I所能够安装的蓄电池的个数并不局限于四个，能够任意地设定。此外，除了在所有的设定于主体10的四个蓄电池安装部21?24均安装有蓄电池11、12、13、14情况之外，即使在一部分的蓄电池安装部未安装蓄电池的情况下，针对被安装的蓄电池，也能够使用电源装置1，并且能够使剩余量报告功能工作。也可以省略冷却风扇62。即使在该情况下，因为沿着控制基板40的长边方向的几乎整个区域设置有散热片61a以及通风路64，所以控制基板40的冷却也被可靠且高效地进行。
[0050]总计剩余量显示部31不仅可以设置在主体10的正面的大致中央，例如也可以设置在主体10的左右侧面或者盖2。能够省略盖2的窗2a，该情况下，能够使盖2打开来通过目视确认总计剩余量显示部31。并且，例示了总计剩余量显示部31构成为仅当对操作开关36进行了接通操作时进行报告，但也可以构成为省略这种操作开关36来总是进行报告。另外，为了报告总计剩余量Zt的变化而设置在总计剩余量显示部31的指示灯35的个数并不局限于五个，能够进行变更。例如，即使一个指示灯，也能够通过根据总计剩余量Zt的变化来使点亮颜色变化、或者使闪烁周期变化，来报告总计剩余量Zt的变化。另外，总计剩余量显示部31也可以构成为，代替通过指示灯示意性地表示蓄电池的剩余量，而用数值来显示(数字显示)蓄电池的剩余量。
[0051]作为报告蓄电池的剩余量Ze、Zt的方法，并不局限于本实施方式那样的利用指示灯30a、35的视觉式的显示部，例如也可以设成产生蜂鸣声、旋律、语音等声音的听觉式的部件，或者利用振动的部件。
[0052]也可以构成为:省略电源装置I的主开关42，在至少将一个蓄电池安装在蓄电池安装部的时刻，成为能够输出电力的状态。并且，电源装置I也可以构成为，不仅输出36V的直流电力，还通过使用升压电路等输出更高电压的电力。另外，也可以构成为不输出直流电力而经由逆变器等输出交流电力，或者输出这双方。
【权利要求】
1.一种电源装置，该电源装置用于向电动工具供给直流电源，其中， 经由电源线与所述电动工具连接，并且使用者能够背负携带。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其中， 在所述电源主体部具备可拆装的、用于使用者进行背负的背带。
3.根据权利要求1所述的电源装置，其中， 能够从使用者的左右两个方向引出所述电源线。
4.根据权利要求2所述的电源装置，其中， 所述背带被用螺纹固定于电源主体部。
5.根据权利要求2?4中任意一项所述的电源装置，其中， 所述电源主体部具备横置用的脚部。
6.根据权利要求1?4中任意一项所述的电源装置，其中， 具备用于使用者进行搬运的携带手柄。
7.根据权利要求5所述的电源装置，其中， 具备用于使用者进行搬运的携带手柄。
8.根据权利要求1所述的电源装置，其中，具备: 用于报告能够输出的电力的剩余容量的剩余容量报告部，该剩余容量报告部构成为能够通过开关操作来进行报告。
9.根据权利要求8所述的电源装置，其中， 所述剩余容量报告部构成为通过五个剩余量显示灯的点亮个数来报告剩余容量。
10.根据权利要求1?4、8、9中任意一项所述的电源装置，其中， 能够输出36V的直流。
11.根据权利要求5所述的电源装置，其中， 能够输出36V的直流。
12.根据权利要求6所述的电源装置，其中， 能够输出36V的直流。
13.根据权利要求7所述的电源装置，其中， 能够输出36V的直流。
【文档编号】H01M10/48GK204045695SQ201290000772
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2012年8月9日 优先权日:2011年8月25日
【发明者】小西拓郎, 古泽正规 申请人:株式会社牧田