(57)【要約】  それぞれ、第１電圧供給レベル及び第２電圧供給レベルによって作動自在である少なくとも第１及び第２電動工具を含むバッテリー電力パック及び電動工具システムが提供される。バッテリーパックは、電動工具に対して電力を提供するために、前記電動工具のそれぞれと選択的に機械的かつ電気的に接続可能であり、同一のバッテリーパックが個々の電動工具用の異なる必要な電圧供給レベルを提供するために使用されるように、第１電動工具は、前記第１電圧供給レベルにおいて前記第１電動工具の作動のためのバッテリーパックからの電力を提供するために第１構成における電気接続手段を含み、第２電動工具は、前記第２電圧供給レベルにおいて前記第２電動工具の作動用のバッテリーパックからの電力を提供するために第２構成における電気接続手段を含む。
2020502961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーパック及び電動工具システムであって、該システムは、
少なくとも第１及び第２電動工具を含み、前記第１電動工具は、第１電圧供給レベルによって作動自在であり、前記第２電動工具は、第２電圧供給レベルによって作動自在であり、前記バッテリーパックは、電力を提供するために、前記電動工具のそれぞれと選択的に機械的かつ電気的に接続可能であり、
同一のバッテリーパックが、個々の第１及び第２電圧供給レベルにおいて作動するように両方の電動工具用の電力を提供するために使用され得るように、前記第１電動工具は、前記第１電圧供給レベルにおいて前記第１電動工具を作動させるために前記バッテリーパックから受け取られた前記電力を提供するように、第１構成における電気接続手段を含み、前記第２電動工具は、前記第２電圧供給レベルにおいて前記第２電動工具を作動させるために前記バッテリーパックから受け取られた前記電力を提供するように、第２構成における電気接続手段を含む、システム。
【請求項２】
前記バッテリーパックに接続されている前記電動工具は、前記バッテリーパックとの前記電気接続手段の前記構成の結果として、その作動のために前記電動工具の内部のモーターに提供される電圧供給レベルを判定する請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記バッテリーパックの前記構成は、一定に保たれる請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記バッテリーパックは、複数の電力セルと、前記バッテリーパックから前記バッテリーパックに接続される時点における前記電動工具への電力提供用の制御手段と、を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記バッテリーパックの定格電圧は、前記バッテリーパックに接続される前記電動工具とは無関係に、同一であり、前記定格電圧は、前記システムにおいて前記電動工具によって必要とされる異なる電圧レベルのうちの小さいほうである請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記バッテリーパックに接続される電動工具が作動しうる少なくとも２つの電圧は、（Ｎ）Ｖである第１電圧及び、（２Ｎ）Ｖである第２電圧とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記電動工具の作動のために提供される特定の電圧レベルの選択は、前記電動工具の前記電気接続手段により、かつ、前記電動工具の内部において、選択される請求項１に記載の電動工具。
【請求項８】
前記電気接続手段の第１構成は、直列接続で前記バッテリーパックのセルのグループからの電力を利用し、前記電気接続手段の第２構成は、並列接続で前記バッテリーパック内の前記電力セルのグループを提供し、前記バッテリーパックが充電装置に接続される際に、前記バッテリーパック内の前記セルの前記構成は、予め定義された充電構成となるように選択される請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記電動工具内の前記接続手段は、前記バッテリーパック内の前記電力セルのグループに接続される前記バッテリーパック内の他方のプラグ又はソケット端子内に受け入れられるように配置される複数のプラグ又はソケット端子を含む請求項１乃至８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記電動工具内の前記プラグ又はソケット端子の特定の場所は、前記電動工具用の前記電気接続手段の前記構成と共に、製造の時点において選択され、したがって、前記バッテリーパックから前記電動工具の前記モーターに供給される前記電力の前記特定の電圧レベルを判定する請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記バッテリーパックには、前記端子ソケットが提供されており、前記電動工具には、前記プラグが提供される請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
端子ソケットと同一の数のプラグが提供されており、前記プラグから延在する電気接続配線は、前記電動工具のモーターに対する前記供給の前記構成及び電圧レベルを定義する請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記システム内のいずれかの電動工具上に存在しているプラグよりも多くの数の端子ソケットが存在しており、前記バッテリーパックの前記端子ソケットとの関係における電動工具上の前記プラグの場所は、前記電気接続手段の前記構成の少なくとも一部分と、前記電動工具に供給される電圧レベルと、を定義するために使用される請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記電動工具のうちのそれぞれの電動工具内に提供された前記電気接続手段の前記構成及び前記バッテリーパック内の前記セルの前記構成は、前記電動工具と前記バッテリーパックの製造の時点において判定及び固定され、ユーザー適応又は介入の要件を伴うことなしに、前記バッテリーパック及び電動工具の後続の使用の間に保持される請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記システムは、前記バッテリーパック及び前記電動工具の中間に配置されるように提供されるモジュールを含み、前記モジュールは、前記モジュールが前記電動工具及びバッテリーパックと機械的に接続することを許容するために、前記電動工具との電気接続のための電気接点の第１の組と、前記バッテリーパックとの電気接続のための電気接点の第２の組と、機械的接続手段と、を有する請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１６】
電動工具であって、
前記電動工具に対する電力の提供によって作動する少なくとも１つの作業機能を含み、前記電力は、複数の端子が接続されることを許容するための前記電動工具に対するバッテリーパックの接続によって提供され、前記バッテリーパックから前記電動工具に供給される電圧は、前記電動工具に提供される電気接続手段の構成によって判定される、電動工具。
【請求項１７】
バッテリー電力パック及び電動工具システムであって、
少なくとも第１及び第２電動工具を含み、前記第１電動工具は、第１電圧供給レベルによって作動自在であり、前記第２電動工具は、第２電圧供給レベルによって作動自在であり、前記バッテリーパックは、前記電動工具に電力を提供するために、前記電動工具のそれぞれと選択的に機械的かつ電気的に接続可能であり、特定の時点において前記バッテリーパックに接続される前記電動工具は、前記電動工具内に提供される電気接続手段の構成の結果として、その作動のために使用される電力供給の電圧レベルを判定する、システム。
【請求項１８】
バッテリーパックとの関連において使用される電動工具であって、前記バッテリーパックが機械的かつ電気的に接続される際に供給される前記バッテリーパックからの電力が前記電動工具を作動させ、前記電動工具の作動のために提供される特定の電圧レベルの選択は、前記電動工具により、かつ、その内部において、選択される、電動工具。
【請求項１９】
バッテリーパックであって、
ハウジングと、
前記バッテリーパックとの間における電動工具の選択的な係合を許容するための機械的場所手段と、
前記ハウジング内において配置された複数の電力セルと、
を含み、
前記電力セルは、前記バッテリーパックの外部においてアクセス可能となるように配置された端子の組を介して電力を提供するためにグループとして接続されており、前記端子は、前記電力セルのグループのそれぞれごとのグラウンド端子と、前記電力セルのグループのそれぞれごとの０ボルト超の電圧端子と、温度監視端子と、を含む、バッテリーパック。
【請求項２０】
電力セルの２つのグループと、２つのグラウンド端子と、２つの電圧端子と、が提供される請求項１９に記載のバッテリーパック。
【請求項２１】
前記端子の組は、１つのリレー制御信号端子と、４つの電圧計測端子と、を含む請求項１９に記載のバッテリーパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願が関係する本発明は、少なくとも２つの異なる電圧レベルのうちの１つにおいて電力を提供するように、バッテリーパックが少なくとも部分的に充電された際に電動工具が作動可能とされることを許容するために、通常は、バッテリーパックと呼称される形態を有し、電動工具に着脱自在に装着され得る、共通的な携帯可能な電力供給を含む電動工具システムである。
【背景技術】
【０００２】
工具を作動させるために特定の電圧レベルにおける電力の供給を許容するために電動工具に装着され得るバッテリーパックの提供は、周知であり、従来においては、ドリル、往復鋸、及びこれらに類似したものなどの工具の場合には、商用電源による電力供給接続を伴う第１のバージョンと、接続されたバッテリーパックから電力が供給されており、したがって、商用電源による電力供給が容易に接続可能ではない場所における工具の使用を許容する、第２のバージョンという、特定のモデルの２つのバージョンが、通常、購入のために利用可能となるというものになっている。
【０００３】
バッテリーパックは、通常、電力をそれから提供するように相互接続された複数のセルを有する。セルは、通常、封止されたハウジング内において提供されており、ハウジングには、電力を電動工具に提供するために、バッテリーパックが配置され、電動工具と電気的に接続されることを許容するための場所手段及び電気接続が提供されており、これらのもの、又は更なる場所手段及び電気接続は、商用電源による電力供給に接続された充電器によるバッテリーパック内のバッテリーの充電を許容するために、バッテリーパックが充電器装置に電気的に接続されることを許容している。
【０００４】
バッテリーパックが使用可能となるには、バッテリーパックは、定期的に充電される必要があり、充電の実施が必要とされる頻度は、電動工具の使用のレベル及び負荷、バッテリーパックの容量、バッテリーパックの使用年数、及び／又は、その内部において提供されるセルの形態を含み得るいくつかの要因に、単独又は組合せにおいて、依存し得る。また、バッテリーパックとの関連において作動し得る電動工具のタイプ、速度、及び電力も、上述の要因によって制限され得る。したがって、バッテリーパックの使用は、電動工具の使用の相対的に大きな柔軟性を許容するという点において、疑いのない利点を有してはいるものの、電動工具のユーザーは、作動の際の電動工具の電力の欠如及び／又はバッテリーパックを充電する必要性の間の時間の欠如において、不満を持つことになり得ることが明らかとなっている。
【０００５】
以上に加えて、電動工具と共に使用されるために提供される従来のバッテリーパックは、通常、最も一般的には１８ボルトである、特定の電圧において電力供給を提供するように構成される。電動工具及び／又はバッテリーパックの間の接続の手段は、通常、特定の電動工具及び／又は充電器要件に適するように選択することが可能であり、通常のケースにおいては、バッテリーパックは、１つの製造者によって製造された特定の電圧のいくつかの工具と共に使用されるために提供されており、別の製造者によって製造された電動工具においては使用することができない。但し、それぞれのケースにおいて、通常、接続は、１８Ｖ及び０Ｖ接続端子を含むことになり、これらのそれぞれは、バッテリーパック又は電動工具のうちの一方の内部において提供されたメスソケットと、バッテリーパック又は電動工具のうちの他方の内部において提供されたオスプラグと、の形態において提供される。セルに加えて、バッテリーパックは、セルの制御された充電と、セルから電動工具への電力の放電と、を許容する電力供給制御手段を含むことができる。
【０００６】
ただし、従来のバッテリーパックに伴う問題点は、それらが、現時点においては、固定された電圧を供給するように設計される一方で、チェーンソーなどの相対的に過酷な使用に耐え得る電動工具などの電動工具の適切な作動を許容するために、相対的に大きな電力ワット数値を提供するように、特定のタイプの電動工具に対して相対的に高い電圧の電力供給を提供する益々増大するニーズが存在しているという点にある。
【０００７】
相対的に高い固定電圧を提供するバッテリーパックを提供するための試みは、これまでのところ、相対的に高い電圧を提供するためにその内部における収容が必要とされる、したがって、大きな重量を電動工具に追加する、相対的に大きな数のセルに起因して、相対的に大きくかつ嵩張るパックが提供されるという結果をもたらしている。別の選択肢は、２つの相対的に低い固定電圧のバッテリーパックを組合せにおいて使用するというものであるが、これは、更なる重量問題をもたらすと共に、電動工具の本体上において２つのパックを収容するという観点における問題のみならず、２つのバッテリーパックを同時に充電する必要性をも提起している。
【０００８】
また、バッテリーパックが、２つの異なる電圧をバッテリーパックから提供するように適応され得る得るシステムを提供することも、米国特許出願公開第２０１６２０４４７５号明細書から知られており、この場合に、適応は、通常、異なる電圧レベルがバッテリーパックから電動工具に通過し、この電圧が、バッテリーパックが既定の形態にある際に提供される電圧よりも、その電動工具に相対的に適している、異なる形態において、バッテリーパックが電気的に作動するように、バッテリーパックが、第１電圧レベルがバッテリーパックから電動工具に通過し、かつ、電動工具のうちの他方が、バッテリーパックに接続された際に、バッテリーパックを機械的に適応させる、既定のフォーマットにおいて、電動工具のうちの一方が作動することを許容するように、２つの異なる電動工具のうちの一方がバッテリーパックに接続された際の機械的介入の結果としてのものである。別の既知のシステムは、２つの異なる電圧レベルにおける作動の間におけるバッテリーパックの切り替えを許容するスイッチメカニズムが、バッテリーパック上において提供されることを許容している。このシステムの欠点は、相対的に複雑な機械的かつ電気的接続システムをバッテリーパックに提供する必要があり、バッテリーパックに接続された電動工具に対して適切な電圧が提供されるためには、第１に、相対的に複雑かつ高価なバッテリーパックを購入しなければならず、第２に、安全に作動するように正しく作動させなければならない、即ち、機械的適応を使用のそれぞれの時点において正しく実行しなければならず、これは、特に、電動工具が、しばしば、相当の埃や木材屑が存在する環境において、かつ／又は、デブリ、土、泥、及びこれらに類似したものが存在し得る外部環境において、使用されることを考慮した際に、問題となり得る、という点にあり、これらは、いずれも、発生する機械的な適応を妨げ、かつ／又は、損傷し、したがって、潜在的に妨害し、したがって、バッテリーパックの電圧構成の変更が実現可能となることを妨げている。
【０００９】
本出願人は、その同時係属中の出願において、必要とされる１つの電圧供給が一時点における電動工具及びバッテリーパックの機械的かつ電気的接続によって選択されるバッテリーパック及び電動工具組立体を開示している。
【００１０】
本明細書における電動工具に対する参照は、電力供給が、少なくとも１つのバッテリーパックとの接続により、電動工具に対して提供された際に、作動する能力を有するようにされた任意の品目を参照していることに留意されたい。品目は、ドリル、チェーンソー、又はこれらに類似したものなどのハンドヘルド型の品目、電気自動車などのユーザーによって制御可能である品目、並びに、作動するためにバッテリーパックから電力供給が提供された際に望ましい動作の実行においてユーザーに対する支援として使用され得る全般的にすべての品目のうちのいずれかであってもよい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、電動工具との関連において使用することが可能であり、同一のバッテリーパックが、異なる電圧における作動のために電力提供を必要としている電動工具用の電源として使用され得る、バッテリー電力パックを提供するというものである。更なる目的は、バッテリーパック自体を適応又は変更する必要性を伴うことなしに、異なる電圧の電動工具と共に使用され得るバッテリー電力パックが提供されるように、電動工具を作動させるために供給される電圧レベルの選択が、電動工具によって実施及び制御されるようにするというものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様においては、バッテリーパック及び電動工具システムが提供され、該システムは、少なくとも第１及び第２電動工具を含み、第１電動工具は、第１電圧供給レベルによって作動自在であり、第２電動工具は、第２電圧供給レベルによって作動自在であり、前記バッテリーパックは、前記電動工具に対して電力を提供するために、前記電動工具のそれぞれと選択的に機械的かつ電気的に接続可能であり、この場合に、同一のバッテリーパックが、個々の第１及び第２電圧供給レベルにおいて作動するように両方の電動工具用の電力を供給するために使用され得るように、第１電動工具は、前記第１電圧供給レベルにおいて前記第１電動工具を作動させるためにバッテリーパックから受け取った電力を提供するように、第１構成における電気接続手段を含み、第２電動工具は、前記第２電圧供給レベルにおいて前記第２電動工具を作動させるためにバッテリーパックから受け取った電力を提供するように、第２構成における電気接続手段を含む。
【００１３】
したがって、本発明によれば、一時点においてバッテリーパックに接続される電動工具は、バッテリーパックとの電気接続手段の構成の結果として、作動のためにその内部のモーターに提供される電圧供給レベルを判定している。
【００１４】
通常、バッテリーパックの構成は、バッテリーパックに接続される電動工具とは無関係に、接続される時点において一定に保たれる。通常、システム内の特定の電動工具の電気接続手段の構成は、電動工具の使用の間に一定に保たれる。
【００１５】
一実施形態においては、バッテリーパックは、複数の電力セルと、バッテリーパックからバッテリーパックに接続される時点における電動工具への電力提供用の制御手段と、を含む。
【００１６】
一実施形態においては、バッテリーパックは、システムにおける電動工具の使用において共通しており、第１及び第２電動工具のいずれがバッテリーパックに接続されるのかとは無関係に、同一の電気接続形態において保たれる。通常、バッテリーパックの定格電圧は、全体を通じて同一であり、通常、定格電圧は、電動工具によって必要とされる異なる電圧のうちの小さいほうである。
【００１７】
一実施形態においては、バッテリーパックに接続される電動工具が作動し得る少なくとも２つの電圧は、「ｎ」Ｖである第１電圧と、「２ｎ」Ｖである第２電圧である。一実施形態においては、ｎは、１６〜２２Ｖの範囲の値を有する。
【００１８】
一実施形態においては、選択的に提供され得る２つの電圧は、１８Ｖ及び３６Ｖである。別の実施形態においては、２つの電圧は、２０Ｖ及び４０Ｖであってもよいであろう。更なる電圧レベルも、バッテリーパックから取得され得ることに留意されたい。
【００１９】
一実施形態においては、バッテリーパックとバッテリーパックに接続される電動工具の間の機械的かつ電気的インターフェースの間のインターフェースにおける電圧供給は、第１又は第２電動工具のいずれかがバッテリーパックに接続される際に、同一である。
【００２０】
通常、電動工具の作動のために生成される特定の電圧供給は、電動工具内の、工具の電気インターフェースに接続される、電気接続手段の特定の構成により、選択及び定義される。
【００２１】
したがって、通常、電動工具の作動のために提供される特定の電圧レベルの選択は、必要とされる電圧レベルにおける電力をその電動工具に提供するために、必要とされる構成において電気接続手段を提供することにより、電動工具の製造の時点において、電動工具により、かつ、その内部において選択され、インターフェースにおいて機械的かつ電気的接続を実施するために、必要とされる電動工具をバッテリーパックに接続する以外に、正しい電力供給を電動工具に提供するために、後続のユーザー介入、適応、又は選択は、システムの使用の間に、必要とされない。
【００２２】
したがって、通常、選択は、バッテリーパックが電動工具に接続されたら、その特定の電動工具を作動させるために必要とされる電圧供給を判定する電動工具内の固定された電気接続手段構成により、実施される。
【００２３】
一実施形態においては、誤った電力パックが、電力を電動工具に提供するために電動工具に装着できないことを保証するために、「コード化」された装着などの機械的な安全手段を提供することができる。
【００２４】
一実施形態においては、バッテリーパック内において提供されるセルは、いずれの電圧が提供されるのかとは無関係に、同一のフォーマットにおいて保たれ、ハウジングの内部又は電力セルに対してアクセスする必要はない。通常、接続構成は、電動工具に提供される特定の電圧との関係において電動工具内において構成される。
【００２５】
一実施形態においては、電動工具内の電気接続手段の第１構成は、直列接続でバッテリーパックのセルのグループからの電力を利用し、別の電動工具用の電気接続手段の第２構成は、並列接続でバッテリーパックの電力セルのグループからの電力を利用している。通常、電力セルが第１の直列構成において提供される際には、２つの電圧のうちの高いほうが、その電動工具を作動させるために、提供される。
【００２６】
一実施形態においては、バッテリーパックは、充電装置に対して選択的に接続可能であり、バッテリーパック内のセルの構成は、充電装置内において提供される電気接続手段により、予め定義された充電構成となるように選択される。通常、バッテリーパックは、バッテリーパックに接続されるように提供される電動工具の電圧レベル値のうちの１つにおいて充電される。一実施形態においては、バッテリーパックは、少なくとも２つの電圧値のうちの高いほうにおいて充電される。
【００２７】
通常、電動工具内の電気接続手段は、電力セルのグループに接続されるバッテリーパック内の他方のプラグ又は端子ソケット内に受け入れられるように配置される複数のプラグ又は端子ソケットを含む。
【００２８】
通常、電動工具内のプラグ又は端子ソケットの特定の場所は、その電動工具用の電気接続手段の特定の構成と、したがって、バッテリーパックから電動工具のモーターに供給される電力の特定の電圧レベルと、を定義するように、選択される。
一実施形態においては、電動工具内に提供されたプラグ又はソケットから電動工具のモーターに対する電力の途中の供給手段の配線接続の構成が、供給される特定の電圧レベルを決定している。これに加えて、又はこの代わりに、電動工具には、第１プラグ又は端子ソケット構成が提供されていてもよく、第２電圧レベルにおける電力を必要とする電動工具は、第２プラグ又はソケット構成を有することになる。
【００２９】
一実施形態においては、電動工具には、プラグが提供され、バッテリーパックには、端子ソケットが提供されており、プラグからの電気接続手段配線構成が、電動工具のモーターに対する電力供給の電圧レベルを定義している。
【００３０】
別の実施形態においては、システム内のいずれかの電動工具上に存在しているプラグよりも多くの数の端子ソケットが存在しており、バッテリーパックの端子ソケットとの関係における電動工具上のプラグの場所は、電気接続手段の構成の少なくとも一部分と、したがって、その電動工具に供給される電圧レベルと、を定義するために、使用される。
【００３１】
一実施形態においては、それぞれの電動工具内に提供された電気接続手段の構成及びバッテリーパック内のセルの構成は、電動工具とバッテリーパックの製造の時点において判定及び固定され、ユーザー適応又は介入の要件を伴うことなしに、バッテリーパック及び電動工具の後続の使用の間に保持される。
【００３２】
一実施形態においては、システムは、バッテリーパックと電動工具の中間に配置されるように提供されるモジュールを含み、前記モジュールは、モジュールが電動工具及びバッテリーパックと機械的に接続することを許容するために、電動工具との間の電気接続のための電気接点の第１の組と、バッテリーパックとの間の電気接続のための電気接点の第２の組と、機械的接続手段と、を有する。
【００３３】
電気接点の第１及び第２の組は、モジュール内において電気的に接続されており、例えば、バッテリーパックと互換性を有してはいない機械的かつ／又は電気的接点を有する電動工具が、互換性を有するモジュールの１つの表面において第１の機械的かつ／又は電気的接点を介してモジュールと装着され、次いで、モジュールが、バッテリーパックと互換性を有する更なる機械的かつ／又は電気的接点を介してバッテリーパックに対して装着されることを許容し、これにより、予め互換性を有していない電動工具が、その結果、本発明によるシステムの一部分となり得ることを許容するように、モジュールがアダプタとして使用されることを許容している。
【００３４】
一実施形態においては、電動工具の作動用の電力供給の電圧レベルを定義する電気接続手段は、モジュール内において提供されており、したがって、モジュールは、電動工具に装着される際に、通常は最初の装着の後に永久的に、電動工具の一体的な部分として機能する。
【００３５】
一実施形態においては、モジュールは、電動工具又はバッテリーパックが、モジュールが共に使用されることになる電動工具又はバッテリーパックのうちの他方にマッチングした構成に適応することを許容し、これにより、モジュールが本発明によるシステムの一部分として使用されることを許容するために、提供される。
【００３６】
一実施形態においては、モジュールは、電動工具を適応させるために提供されており、一実施形態においては、工具に装着されたら、工具及びモジュールが、組合せにおいて、電動工具の作動のために供給される電圧レベルの判定を許容するために、一体的な工具として、前記電気接続手段と共に、作動することを許容する機械的接続手段が提供されてもよい。したがって、この実施形態においては、バッテリーパックに準拠していない電気及び機械接続手段を有し得るオリジナルの電動工具は、モジュールが、バッテリーパックと共に使用される適切な機械的かつ電気的な構成を有し、電動工具の作動用の電力供給の電圧レベルが定義されることを許容するために電気接続手段を含むように、それとの間におけるモジュールの場所により、適応させることができる。
【００３７】
本発明の更なる態様においては、電動工具が提供され、前記電動工具は、電動工具に対する電力提供によって作動する少なくとも１つの作業機能を含み、前記電力は、複数の端子が接続されることを許容するための電動工具に対するバッテリーパックの接続により、提供することが可能であり、この場合に、バッテリーパックから電動工具に供給される電圧は、電動工具に提供される電気接続手段の構成により、決定される。
【００３８】
一実施形態においては、電気接続手段には、バッテリーパックと電動工具の間の機械的かつ電気的なやり取りの結果として、電力が供給される。
【００３９】
したがって、特定の電動工具用の必要とされる、又は選択された電圧を提供するために、特定の電圧の選択のための制御手段は、そのすべてが電動工具上において提供される。
【００４０】
本発明の更なる態様においては、バッテリー電力パック及び電動工具システムが提供され、前記システムは、少なくとも第１及び第２電動工具を含み、前記第１電動工具は、第１電圧供給レベルによって作動自在であり、前記第２電動工具は、第２電圧供給レベルによって作動自在であり、前記バッテリーパックは、電動工具に電力を提供するために、前記電動工具のそれぞれと選択的に機械的かつ電気的に接続可能であり、この場合に、特定の時点においてバッテリーパックに接続される電動工具は、前記電動工具内に提供される電気接続手段の構成の結果として、その作動のために使用される電力供給の電圧レベルを判定している。
【００４１】
本発明の更なる態様においては、バッテリーパックとの関連において使用される電動工具が提供され、電動工具を作動させるためのバッテリーパックからの電力は、電動工具が機械的かつ電気的に接続される際に、供給され、この場合に、電動工具の作動のために提供される特定の電圧レベルの選択は、電動工具により、その内部において、選択される。
【００４２】
通常、選択は、電動工具内に提供される電気接続手段の構成により、これとの関係において、実施される。
【００４３】
本発明の更なる態様によれば、ハウジングと、バッテリーパックとの間の電動工具の選択的な係合を許容するための機械的場所手段と、ハウジング内において配置された複数の電力セルと、を含むバッテリーパックが提供され、前記電力セルは、バッテリーパックの外部においてアクセス可能となるように配置された端子の組を介して電力を提供するためにグループとして接続されており、この場合に、前記端子は、電力セルのグループのそれぞれごとのグラウンド端子と、電力セルのグループのそれぞれごとの０Ｖ超の電圧端子と、温度監視端子と、を含む。
【００４４】
一実施形態においては、２つのグラウンド端子及び２つの電圧端子が提供されるように、電力セルの２つのグループが提供される。
【００４５】
一実施形態においては、端子の組は、１つのリレー制御信号端子と、４つの電圧計測端子と、を含む。
【００４６】
一実施形態においては、バッテリーパックに選択的に接続される電動工具のそれぞれは、グラウンド端子のそれぞれ、電圧端子のそれぞれ、及び温度端子と接続するための端子を含む。
【００４７】
一実施形態においては、バッテリーパック充電器は、バッテリーパックのグラウンド端子のそれぞれ、電圧端子のそれぞれ、温度端子、計量制御信号端子、及び４つの電圧計測端子に接続するための端子を含む。
【００４８】
一実施形態においては、計量制御信号は、リレーによって提供される。
【００４９】
バッテリーパック及び電動工具を本明細書において記述される形態において提供することにより、バッテリーパックが接続される時点における電動工具に最も適した少なくとも２つの電圧のうちの１つをバッテリーパックによって電動工具に提供することができる。したがって、これは、適切な電圧供給の提供により、特定の電動工具の電力又は引き出しに対する需要を相対的に効率的かつ安全に提供することが可能であり、したがって、提供される電流の制御に対する需要が低減されることから、バッテリーパックの作動を制御するために必要とされる制御手段が大幅に低減されることを意味している。その結果、これは、制御手段の一部分としてバッテリーパック内において提供されることが従来必要とされるハードウェアを除去することが可能であり、依然として、バッテリーパックが、安全に、その製造費用が低減された状態において、作動し得ることを意味している。したがって、バッテリーパックからの電力出力は、損失が低減されると共に熱生成が低減された状態において、選択的に相対的に高度なものになり得る。
【００５０】
また、異なる電圧を必要としている別の電動工具によって使用される同一のバッテリーパックからその電動工具への少なくとも２つの可能な電圧のうちの１つの電圧の選択的な供給を許容するための電動工具内における電気接続手段の提供は、バッテリーパックの重量又は場所要件に悪影響を及ぼすことなしに、相対的に高度な電力柔軟性が同一の共通バッテリーパックから提供されることをも許容している。
【００５１】
通常、バッテリーパックは、直列に接続されたセルによって充電されることになることから、電動工具の作動及びバッテリーパックの充電の両方における電流要件が格段に低減される。電力は、電流×電圧であることから、提供される電力を少なくとも維持することが可能であるが、これを実行するための費用は、相対的に小さな電流が必要とされることから、相対的に小さくなる。
【００５２】
また、この結果、例えば、接続された本発明によるバッテリーパックによって供給される電力によるベンチ電動工具の作動などのように、バッテリーパックに対する装着によって作動させることができる電動工具の範囲を拡大することでもきる。
【００５３】
本発明の更なる態様においては、少なくとも第１及び第２電動工具を含むシステムが提供され、バッテリーパックは、第１電圧レベルにおける電力供給を第１電動工具に提供すると共に第１電圧レベルとは異なる第２電圧レベルにおける電力供給を第２電動工具に提供するために、使用され、前記バッテリーパックは、電動工具に電力を提供するために前記電動工具のそれぞれと選択的に機械的かつ電気的に接続可能であり、この場合に、第１電動工具は、バッテリーパックに対して接続するために第１構成における電気接続手段を含み、第２電動工具は、バッテリーパックに対して接続するために第２構成における電気接続手段を含み、同一の機械的接続構成が、個々の電動工具とバッテリーパックの間において使用され、個々の電動工具に供給される特定の電圧レベルを選択するために、ユーザー介入が必要とされてはいない。
【００５４】
以下、添付図面を参照し、本発明の特定の実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明によるバッテリーパックが電力を提供するために使用され得る電動工具の範囲を示す。
【図２】本発明のバッテリーパックが提供され得る形態のバッテリーパックを示す。
【図３】本発明の一実施形態による使用法のためのバッテリーパックセルのレイアウトを示す。
【図４】電動工具とバッテリーパックの間の接続インターフェースを概略的に示す。
【図５】本発明の一実施形態によるバッテリーパックの接続端子を示す。
【図６ａ】一実施形態によるバッテリーパック及び第１電動工具のインターフェース接続及び端子機能を示す。
【図６ｂ】一実施形態によるバッテリーパック及び第２電動工具のインターフェース接続及び端子機能を示す。
【図７ａ】本発明の一実施形態によるデュアル電圧バッテリーパック充電器の接続及び端子機能を示す。
【図７ｂ】本発明の一実施形態によるバッテリーパック及び充電器のインターフェース接続及び端子機能を示す。
【図８ａ】セルを監視する一実施形態を示す。
【図８ｂ】セルを監視する一実施形態を示す。
【図９】電動工具又はバッテリー充電器のいずれもが接続されていないバッテリーパックの端子機能を示す。
【図１０】本発明の一実施形態によるバッテリーパックを示す。
【図１１】本発明の一実施形態によるバッテリーパックの他の接続端子を示す。
【図１２】本発明の一実施形態によるデュアル電圧バッテリーパック充電器の他の接続及び端子機能を示す。
【図１３】本発明の一実施形態によるバッテリーパックのセルのグループの電流監視方法を示す。
【図１４】本発明の一実施形態によるバッテリーパックのセルのグループの温度監視方法を示す。
【図１５ａ】本発明の一実施形態によるバッテリーパックのセルのグループの電圧監視方法を示す。
【図１５ｂ】本発明の一実施形態によるバッテリーパックのセルのグループの他の電圧監視方法を示す。
【図１６】本発明の一実施形態によるバッテリーパックセル監視方法を示す。
【図１７】本発明の一実施形態による他のバッテリーパックセル監視方法を示す。
【図１８】本発明の一実施形態による他のバッテリーパックセル監視方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
まず、図１を参照すれば、本発明による携帯型バッテリーパックが利用され得る電動工具のタイプの例として、電動工具１の範囲が示される。付与される例は、ドリル２及びトーチ６などの軽微な使用法の電圧工具と、チェーンソー４などの過酷な使用法の電圧工具と、を有する。それぞれのケースにおいて、電動工具は、作動するために電力が提供される作業部８を有する。チェーンソー及びドリルのケースにおいては、これらには、ハウジング１０内において、作業部８の運動を生成するモーターが提供されており、トーチライト内においては、光がトーチライトの表面１４から放出されることを許容するために、バルブ１２が提供される。それぞれのケースにおいて、本体には、電動工具とバッテリーパックの間のインターフェース１９において破線によって示されるように、電動工具ハウジングと共に機械的に配置され得るバッテリーパック１８内において提供されたマッチングスロット内において受け入れられるように位置決めされる、通常は、プラグ１６の形態を有する、電気接続手段が提供される。通常は、インターフェース１９における電動工具ハウジングとの間のバッテリーパックの正しい機械的な配置の際に自動的な方式によって実行される、電気接続が実施された際に、電動工具が使用され得るように、電力がバッテリーパックから電動工具に供給される。
【００５７】
図２及び図１０は、一実施形態によるバッテリーパック１８の一例を更に詳細に示しており、これらは、一連のバッテリー又はセルが、その内部において、固定され、相互接続された位置において配置される、ハウジング２０を有する。バッテリーパック１８の使用の間には、電力セルに対してアクセスを実施する必要はなく、セルの定期的な充電は、最も一般的には、電動工具のマッチングした接続手段との接続を許容する同一の電気端子スロット２２及び機械的接続手段２４を使用することにより、バッテリー充電器との接続を介して、実現することができる。バッテリーパック１８が電動工具上において配置されると共にロックされることを許容するために、ロック手段を提供することができる。機械的接続手段の係合解除を許容するために、取外しボタン２５がユーザーによる作動のために提供される。
【００５８】
図３は、本発明によるバッテリーパック内の一連のバッテリー又は電力セル２６のレイアウトを示しており、セルの２つの「バンク」又は「グループ」２８、３０が提供されることがわかる。それぞれのグループ内のセル２６は、直列状態に相互接続されており、図４ａ及び図４ｂとの関連において更に詳しく説明する接続端子に至る、１８Ｖを提供し得る接続が提供される。通常、セルのそれぞれは、同一である。
【００５９】
バッテリーパックから取得された電力は、電動工具がバッテリーパックに接続される際に、提供され、電動工具によって利用される特定の電圧は、電動工具内に提供される電気接続手段に依存している。電動工具１（ボックス２１によって示される）とバッテリーパック１８の間のインターフェース１９における電気接続は、バッテリーパックによって提供される電圧の選択用の制御手段が、通常はバッテリーパックよりも長い寿命を有する電動工具上において提供されるように、実現することができる。
【００６０】
図４に示される実施形態においては、電動工具１には、０ボルトであるグラウンドに接続されたプラグ３２’、３２’’、それぞれセルのグループ２８、３０用の端子ソケット２２、’、２２’’、温度検知端子ソケット２２’’’に接続されたプラグ３２’’’、並びに、それぞれ、セルのグループ２８、３０用の１８ボルト端子ソケット２２’’’’及び２２’’’’’内において接続されたプラグ３２’’’’及び３２’’’’’を有する端子プラグの組３２が提供される。プラグ３２は、最も一般的には、実際には、工具１とバッテリーパック１８のインターフェース１９が完全に係合した際にソケット２２と平行に位置するように、矢印３４によって示されるように回転することになる。
【００６１】
図５は、一実施形態におけるバッテリーパック１８の、通常は、ソケット２２の形態を有する、端子を更に詳細に示している。このケースにおいては、ソケット２２’は、電力セルグループ２８用のグラウンド接続（０ボルト）であり、端子２２’’は、電力セルグループ３０用のグラウンド接続である。端子２２’’’は、安全を目的として接続の間にバッテリーパックの内部から温度を電動工具に対して通知する温度検知端子である。端子２２’’’’は、電力セルグループ２８用の＋１８ボルト端子接続であり、端子２２’’’’’は、バッテリーパック内の電力セルグループ３０用の＋１８ボルト端子接続である。
【００６２】
図６ａ及び図６ｂは、電動工具１とバッテリーパック１８の間のインターフェース１９を示しており、電動工具１に接続されるバッテリーパックの端子２２’〜２２’’’’’を示している。
【００６３】
図６ａは、作動のために３６ボルトの電力供給を必要としている電動工具１がバッテリーパックに接続される実施形態を示し、図６ｂは、作動するために１８ボルトの電力供給を必要とする電動工具が、図６ａにおけると同一のバッテリーパック１８に接続される実施形態を示している。両方の実施形態において、同一のバッテリーパック端子ソケット２２’〜２２’’’’’が、端子プラグ３２’〜３２’’’’’を介して電動工具に接続される。但し、必要とされる電圧レベルが特定の電動工具の作動のために提供されるように、それぞれの電動工具は、その内部に、端子プラグ３２’〜３２’’’’’を含む電気接続手段を含んでおり、したがって、バッテリーパック１８の端子ソケット２２’〜２２’’’’への接続を許容している。図６ａには、その電動工具内において第１構成４０において提供される一つ及び／又は複数のプラグからの接続を有する第１電動工具電気接続手段が示されており、かつ、図６ｂには、第１工具とは異なる電圧レベルにおける電力を必要としているその電動工具内において第２構成において提供される一つ及び／又は複数のプラグからの接続を有する第２電動工具電気接続手段が示される。これらの電気接続手段構成は、電動工具内の、又は電動工具内に配置された適切な回路基板を介した配線により、及び／又はプラグのいずれがバッテリーパックの端子ソケットに電気的に接続されるかの選択により、実現することができる。第１及び第２電動工具用の特定の電気接続手段構成は、端子プラグ３２’、３２’’、及び３２’’’’、３２’’’’’からのラインにより、示される。図６ａにおいては、電気接続手段の構成４０は、結果的に、このケースにおいては３６ボルトである、相対的に高い電圧電力レベルを提供するために、事実上、バッテリーパック内の電力セルから電動工具に向かって供給される電力がセルのグループ２８、３０の直列接続で提供されることを結果的にもたらしている。図６ｂの構成４２においては、バッテリーパック内の電力セルのグループ２８、３０からその電動工具に向かって供給される電力は、並列で提供され、その結果、このケースにおいては１８ボルトである、相対的に低い電圧供給レベルがもたらされる。個々の構成は、通常は、電動工具の製造の時点において、個々の電動工具内に実装され、したがって、インターフェース１９及びバッテリーパック１８と、その後に、機械的接続手段と、は、両方の電動工具バージョンについて、両方の電圧要件について、同一のフォーマットにおいて保たれていることに留意されたい。
【００６４】
図７ａは、バッテリー充電器４４の端子の組４６を示している。端子４６ｃ１〜４６ｃ４は、バッテリーパックがバッテリー充電器に接続された際に、接続され、後述するように、バッテリーパック内の電力セルのグループ２８又はグループ３０の個々のセルの間の電圧を計測するために、使用することができる。選択される特定のグループは、充電器端子４６ＲＣとバッテリーパック端子２２ＲＣの間の信号に依存しており、これに基づいて、どのグループ２８又は３０内において、個々のセルの間の電圧が計測されるのかについての決定が下される。
【００６５】
電動工具におけると同様に、充電器の端子４６’は、電力セルグループ２８用のグラウンド接続（０ボルト）の端子に接続されており、端子４６’’は、電力セルグループ３０用のグラウンド接続用のバッテリーパック端子に接続される。端子４６’’’は、安全を目的として接続の間に充電器にバッテリーパックの内部から温度を通知する温度検知用のバッテリーパックの端子２２’’’に接続される。端子４６’’’’は、端子ソケット２２’’’’を介して電力セルグループ２８用の＋１８ボルト端子接続に接続されており、端子４６’’’’’は、端子ソケット２２’’’’を介してバッテリーパック内の電力セルグループ３０用の＋１８ボルト端子接続に接続される。
【００６６】
図７ｂは、バッテリー充電器４４に接続されたバッテリーパックを示しており、バッテリーパック１８の充電の安全かつ効率的な実現を許容するために、個々の端子をバッテリー充電構成４８において電気接続手段内において接続する方式を示している。
【００６７】
充電作動の間には、バッテリーパック内のセル２６を監視するニーズが存在するが、従来においては、それぞれのセルを監視するには、８つの端子の提供が必要とされ、これは、相対的に費用を所要すると共に、サイズ制約に起因し、収容することが困難であり得る。本発明の一実施形態によれば、充電器４４が、両方のグループ内の電力セルではなく、任意の所与の時点において間欠的にグループ２８又はグループ３０内の電力セルを計測及び監視するスイッチングの提供により、端子の数を４つ（Ｃ１〜Ｃ４）に低減することができる。図８ａ及び図８ｂを参照し、これについて説明する。即ち、本発明によれば、リレー回路信号が端子２２ＲＣ及び４６ＲＣを介してロー（ＲＣオフ）である際には、Ｃ１（２２Ｃ１、４６Ｃ１）は、信号が電力セルのグループ３０から到来していることを通知し、ＲＣがハイである（ＲＣオン）際には、Ｃ１は、電力セル信号が電力セルのグループ２８から到来していることを通知している。これは、一時点において監視される必要がある電力セルが、グループ２８のものであるのか又はグループ３０のものであるのかを判定するには、充電の間にＲＣ及びＣ１の組合せのみを監視する必要があることを意味している。リレー回路は、半導体スイッチングによって置換され得ることに留意されたい。
【００６８】
図８ａに示される配線順序に起因し、電力セルｃ１、ｃ２、ｃ３、及びｃ４の信号は、ＲＣ信号に依存して選択される接続されたグループ２８又は３０に応じて、異なる電圧を受け取っている。
【００６９】
グループ内の個々のセルの間の接続の観点において、接続Ｃ１．１、Ｃ２．１、Ｃ３．１、及びＣ４．１は、セルの電圧の計測を許容するために、接続Ｃ１．２、２．２、３．２、及び４．２とは反対方向において接続されるが、いずれのセルがいずれのグループ内において計測されるのかをも通知している。ＲＣ端子の電流ループが検出され得るが、電流フローが存在していない場合には、障害状態が通知される。
【００７０】
したがって、これは、１つのグループ内の電力セルのみが任意の所与の時点において監視されることに伴って、グループのうちの１つのグループ内の電力セルについて、充電器４４とバッテリーパック１８の間のインターフェースにおいて提供される必要があるのは、４つ端子のみで十分であることを意味している。
【００７１】
上述のように、バッテリーグループ２８、３０は、２×ｎボルトを生成するために、直列状態において、ｎボルトを生成するために、並列状態において、接続することができる。
【００７２】
図１１に示されるバッテリーパック端子２２Ｃ１、２２Ｃ２、２２Ｃ３、及び２２Ｃ４は、バッテリーパックが充電している際には、図１２に示される充電器４４の充電器端子４６Ｃ１、４６Ｃ２、４６Ｃ３、及び４６Ｃ４に接続されており、したがって、グループ２８又はグループ３０の個々のセルの間の電圧の計測を実行することができる。端子４６’’’は、バッテリーパック１８の内部から温度を充電器４４に通知している。
【００７３】
電圧の計測を要するのがセルのグループ２８、３０のいずれであるのかについての決定は、充電器４４からバッテリーパック１８の２２ＲＣ（リレー制御）端子に送信される信号に依存しており、図１１には、これらの端子のみが示されており、図１２には、バッテリーパック充電器端子が示される。
【００７４】
端子２２’’’は、バッテリーパック１８の内部からバッテリーパックに接続される充電器４４又は工具１に温度を通知している。
【００７５】
一実施形態においては、リレーの使用は、バッテリーパック１８の２２ＲＣ端子の電流ループが検出され得るように、半導体スイッチングによって置換することが可能であり、電流フローが検出されない場合には、これは、バッテリーパックと充電器の間の接続障害などの障害を通知している。２２ＲＣ信号がオン又はオフである場合には、その結果、グループ２８又は３０が端子２２ｃ１、２２ｃ２、２２ｃ３、及び２２ｃ４上において通知していることに関する決定を下すことができる。
【００７６】
実際には、２２ｃ１、２２ｃ２、２２ｃ３、及び２２ｃ４信号は、配線順序に起因して異なっており、この結果、受け取られる２２ＲＣ信号によって決定される接続されたグループ２８又は２０に応じて、異なる電圧レベルが受け取られることになる。
【００７７】
個々の電力セルの間の接続ｃ１．１、ｃ２．１、ｃ３．１、及びｃ４．１は、セルの電圧を計測するために、ｃ１．２、２．２、３．２、及び４．２とは反対の方向において接続されるが、これも、いずれのグループ２８、３０のいずれのセルが計測されるのかを通知している。
【００７８】
電流監視のシャント法、温度監視のＮＴＣ法、及び／又は電圧監視のうちのいずれか又はこれらの任意の組合せを使用したグループ又はストリング均衡検出などの代替監視方法を使用することができよう。
【００７９】
グループ均衡検出を実行する際に、これは、セルのグループ２８、３０が均衡状態にあるかどうかの検出を伴っている。バッテリーパックのコネクタがきちんと接続されていない場合には、或いは、異なる接触抵抗値を有する場合には、その結果、通常、２つのグループが不均衡状態となり、これは、望ましいものではなく、この問題を防止し得るように、検出することができる。不均衡状態は、工具がスイッチオフされる際に、均衡状態となるが、不均衡状態が過大である際には、逆電流がセルの最大電流を超過する場合がある。図１３に示されるように、電流監視方法が使用される際には、グループ２８、３０当たりの電流レベルが個々のシャント１及びシャント２によって計測される。次いで、比較器ＣＯＭＰがシャント１及びシャント２からの電流値を比較し、２つの値の間において不均衡が検出される場合には、工具に送信される信号により、工具の制御手段が工具の作動をシャットダウンすることになる。
【００８０】
温度監視を実行する際には、図１４に示されるように、それぞれ、セルのグループ２８及びセルのグループ３０の検出された温度ＮＴＣ１及びＮＴＣ２の任意の差が判定され、不均衡状態にある放電の通知として使用される。これは、工具制御手段内において実行することが可能であり、充電の間のみならず、バッテリーパックの放電の際の両方において、相対的に正確な温度計測を許容している。
【００８１】
図１５ａ及び図１５ｂは、グループ２８、３０の均衡状態の電圧監視が実行され、セルの２つのグループ２８、３０の電圧の間に差が存在する際に、セル監視ロジックが、信号を提供する方式を示している。検出された電圧レベルに差が存在する際には、信号が、工具用の制御手段に送信されることになり、この制御手段は、差が過大である場合には、工具の作動を停止させることができる。
【００８２】
更には、セルの監視のために、上述のように、充電器内における十分な監視及び均衡化を使用することが可能であり、或いは、この代わりに、セル監視をバッテリーパック１８自体内において実行することも可能であり、これから、組み合わせられた信号を生成することもできる。この方法は、バッテリーパックの内部の個々のセル電圧を監視し、監視信号をバッテリーパックの状態を通知する１つの組み合わせられた出力信号として組み合わせている。例えば、状態は、その上限又は下限電圧に早期に到達した単一のセルがパック内に存在していることを通知し得るであろう。この組み合わせられた信号は、バッテリーパックに接続される時点においていずれのものがバッテリーパックに接続されるのかに応じて、充電器４４又は工具１によって受け取られ、次いで、充電器又は工具用の制御手段は、相応して充電器又は工具の作動を変更するかどうかを判定することが可能であり、これは、一実施形態においては、その特定の状態の生成をもたらしている問題が是正される時点まで、充電又は放電を停止するというものであってもよい。
【００８３】
図１６は、充電器４４がバッテリーパック１８に接続され、最大充電又は放電電流に直接的に対応する予め設定された値が充電器とバッテリーパックの間において送信され、状態インジケータがバッテリーパックから充電器に対して生成される構成を示している。図１７は、工具１がバッテリーパック１８に接続され、最大充電又は放電電流に直接的に対応する予め設定された値が充電器とバッテリーパックの間において送信され、状態インジケータがバッテリーパックから工具用の制御手段に対して生成される構成を示している。図１８は、バッテリーパックの内部セル構成を示しており、セルの監視を個別のコンポーネント又は標準的なＩＣによって実行することにより、結果的に、接続される時点において組み合わせられた状態信号をパック１８から適切である工具又は充電器に対して生成することができる。
【００８４】
図９は、電動工具又は充電器装置のいずれもが接続されてはいないバッテリーパック１８を示しており、この実施形態においては、バッテリーパック内の電力セルの２つのグループ２８、３０は、接続されてはおらず、したがって、パックは、２×１Ｐ５Ｓパックとして構成されており、これは、バッテリーパックが安全な輸送のための１００Ｗｈという限度を超過しておらず、したがって、使用の前に、安全上の懸念を伴うことなしに、或いは、その耐用年限内における輸送のための適応を必要とすることなしに、小売りパックの一部分として、安全に搬送され得るように、個々のバッテリーグループが接続されていないという利点を有する。
【００８５】
したがって、本発明によれば、同一のバッテリーパック１６を異なる作動電圧を必要とする異なる電動工具と共に使用することができる。例えば、バッテリーパックが２０ボルトを提供するように構成される場合に、電動工具のモーターを作動させるために２０ボルトという必要とされる供給を提供するためにその内部において電気接続手段が提供される電動工具に接続される際には、電動工具は、バッテリーパックから２０ｖ電力のみを取得することになり、電動工具は、所定の期間にわたって作動可能となる。
【００８６】
但し、本発明によれば、例えば、図１０に示されるものなどのように、バッテリーパックが、作動するために４０ボルト供給を必要としている電動工具に接続される際には、電動工具内の電気接続手段は、バッテリーパックの２×２０ｖ供給を４０ボルトに組み合わせることにより、必要とされる４０ボルトがバッテリーパックから電動工具モーターに供給されるように、構成される。この結果、４０ボルトにおいて稼働する電動工具は、過酷な使用状態のタスクに適した非常に高度な性能を供給することができる。
【００８７】
したがって、従来技術のマルチボルトバッテリーシステムとは異なり、電圧を判定しているのが、その電動工具のモーターに提供される電圧を判定する電動工具の内部配線であり、パックの定格電力出力は変化していない。これは、通常は機械的適応組立体により、バッテリーパック自体及びその内部の電力セルを再構成しなければならない従来のシステムとは対照的である。
【図１】
2020502961.tif 000003
【図２】
2020502961.tif 000004
【図３】
2020502961.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【図１０】
2020502961.tif 000015
【図１１】
2020502961.tif 000016
【図１２】
2020502961.tif 000017
【図１３】
2020502961.tif 000018
【図１４】
2020502961.tif 000019
【図１５ａ】
2020502961.tif 000020
【図１５ｂ】
2020502961.tif 000021
【図１６】
2020502961.tif 000022
【図１７】
2020502961.tif 000023
【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年8月1日(2018.8.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーパック及び電動工具システムであって、該システムは、  少なくとも第１及び第２電動工具を含み、前記第１電動工具は、第１電圧供給レベルによって作動自在であり、前記第２電動工具は、第２電圧供給レベルによって作動自在であり、前記バッテリーパックは、電力を提供するために、前記電動工具のそれぞれと選択的に機械的かつ電気的に接続可能であり、  同一のバッテリーパックが、個々の第１及び第２電圧供給レベルにおいて作動するように両方の電動工具用の電力を提供するために使用され得るように、前記第１電動工具は、前記第１電圧供給レベルにおいて前記第１電動工具を作動させるために前記バッテリーパックから受け取られた前記電力を提供するように、第１構成における電気接続手段を含み、前記第２電動工具は、前記第２電圧供給レベルにおいて前記第２電動工具を作動させるために前記バッテリーパックから受け取られた前記電力を提供するように、第２構成における電気接続手段を含む、システム。
【請求項２】
前記バッテリーパックに接続されている前記電動工具は、前記バッテリーパックとの前記電気接続手段の前記構成の結果として、その作動のために前記電動工具の内部のモーターに提供される前記電圧供給レベルを判定する請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記バッテリーパックの前記構成は、一定に保たれる請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記バッテリーパックは、複数の電力セルと、前記バッテリーパックから前記バッテリーパックに接続される時点における前記電動工具への電力提供用の制御手段と、を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記バッテリーパックの定格電圧は、前記バッテリーパックに接続される前記電動工具とは無関係に、同一であり、前記定格電圧は、前記システムにおいて前記電動工具によって必要とされる異なる電圧レベルのうちの小さいほうである請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記バッテリーパックに接続される電動工具が作動しうる少なくとも２つの電圧は、（Ｎ）Ｖである第１電圧及び、（２Ｎ）Ｖである第２電圧とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記電動工具の作動のために提供される特定の電圧レベルの選択は、前記電動工具の前記電気接続手段により、かつ、前記電動工具の内部において、選択される請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記電気接続手段の第１構成は、直列接続で前記バッテリーパックのセルのグループからの電力を利用し、前記電気接続手段の第２構成は、並列接続で前記バッテリーパック内の前記電力セルのグループを提供し、前記バッテリーパックが充電装置に接続される際に、前記バッテリーパック内の前記セルの前記構成は、予め定義された充電構成となるように選択される請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記電動工具内の前記電気接続手段は、前記バッテリーパック内の前記電力セルのグループに接続される前記バッテリーパック内の他方のプラグ又は端子ソケット内に受け入れられるように配置される複数のプラグ又は端子ソケットを含む請求項１乃至８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記電動工具内の前記プラグ又は端子ソケットの特定の場所は、前記電動工具用の前記電気接続手段の前記構成と共に、製造の時点において選択され、したがって、前記バッテリーパックから前記電動工具の前記モーターに供給される前記電力の前記特定の電圧レベルを判定する請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記バッテリーパックには、前記端子ソケットが提供されており、前記電動工具には、前記プラグが提供される請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
端子ソケットと同一の数のプラグが提供されており、前記プラグから延在する電気接続配線は、前記電動工具のモーターに対する前記電圧供給の前記構成及び電圧レベルを定義する請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記システム内のいずれかの電動工具上に存在しているプラグよりも多くの数の端子ソケットが存在しており、前記バッテリーパックの前記端子ソケットとの関係における電動工具上の前記プラグの場所は、前記電気接続手段の前記構成の少なくとも一部分と、前記電動工具に供給される電圧レベルと、を定義するために使用される請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記電動工具のうちのそれぞれの電動工具内に提供された前記電気接続手段の前記構成及び前記バッテリーパック内の前記セルの前記構成は、前記電動工具と前記バッテリーパックの製造の時点において判定及び固定され、ユーザー適応又は介入の要件を伴うことなしに、前記バッテリーパック及び電動工具の後続の使用の間に保持される請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記システムは、前記バッテリーパック及び前記電動工具の中間に配置されるように提供されるモジュールを含み、前記モジュールは、前記モジュールが前記電動工具及びバッテリーパックと機械的に接続することを許容するために、前記電動工具との電気接続のための電気接点の第１の組と、前記バッテリーパックとの電気接続のための電気接点の第２の組と、機械的接続手段と、を有する請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１６】
電動工具であって、  前記電動工具に対する電力の提供によって作動する少なくとも１つの作業機能を含み、前記電力は、複数の端子が接続されることを許容するための前記電動工具に対するバッテリーパックの接続によって提供され、前記バッテリーパックから前記電動工具に供給される電圧は、前記電動工具に提供される電気接続手段の構成によって判定される、電動工具。
【請求項１７】
バッテリーパック及び電動工具システムであって、  少なくとも第１及び第２電動工具を含み、前記第１電動工具は、第１電圧供給レベルによって作動自在であり、前記第２電動工具は、第２電圧供給レベルによって作動自在であり、前記バッテリーパックは、前記電動工具に電力を提供するために、前記電動工具のそれぞれと選択的に機械的かつ電気的に接続可能であり、特定の時点において前記バッテリーパックに接続される前記電動工具は、前記電動工具内に提供される電気接続手段の構成の結果として、その作動のために使用される電力供給の電圧レベルを判定する、システム。
【請求項１８】
バッテリーパックとの関連において使用される電動工具であって、前記バッテリーパックが機械的かつ電気的に接続される際に供給される前記バッテリーパックからの電力が前記電動工具を作動させ、前記電動工具の作動のために提供される特定の電圧レベルの選択は、前記電動工具により、かつ、その内部において、選択される、電動工具。
【請求項１９】
バッテリーパックであって、  ハウジングと、  前記バッテリーパックとの間における電動工具の選択的な係合を許容するための機械的場所手段と、  前記ハウジング内において配置された複数の電力セルと、  を含み、  前記電力セルは、前記バッテリーパックの外部においてアクセス可能となるように配置された端子の組を介して電力を提供するためにグループとして接続されており、前記端子は、前記電力セルのグループのそれぞれごとのグラウンド端子と、前記電力セルのグループのそれぞれごとの０ボルト超の電圧端子と、温度監視端子と、を含む、バッテリーパック。
【請求項２０】
電力セルの２つのグループと、２つのグラウンド端子と、２つの電圧端子と、が提供される請求項１９に記載のバッテリーパック。
【請求項２１】
前記端子の組は、１つのリレー制御信号端子と、４つの電圧計測端子と、を含む請求項１９に記載のバッテリーパック。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】  本発明の目的は、電動工具との関連において使用することが可能であり、同一のバッテリーパックが、異なる電圧における作動のために電力提供を必要としている電動工具用の電源として使用され得る、バッテリーパックを提供するというものである。更なる目的は、バッテリーパック自体を適応又は変更する必要性を伴うことなしに、異なる電圧の電動工具と共に使用され得るバッテリーパックが提供されるように、電動工具を作動させるために供給される電圧レベルの選択が、電動工具によって実施及び制御されるようにするというものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】  一実施形態においては、誤ったバッテリーパックが、電力を電動工具に提供するために電動工具に装着できないことを保証するために、「コード化」された装着などの機械的な安全手段を提供することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】  本発明の更なる態様においては、バッテリーパック及び電動工具システムが提供され、前記システムは、少なくとも第１及び第２電動工具を含み、前記第１電動工具は、第１電圧供給レベルによって作動自在であり、前記第２電動工具は、第２電圧供給レベルによって作動自在であり、前記バッテリーパックは、電動工具に電力を提供するために、前記電動工具のそれぞれと選択的に機械的かつ電気的に接続可能であり、この場合に、特定の時点においてバッテリーパックに接続される電動工具は、前記電動工具内に提供される電気接続手段の構成の結果として、その作動のために使用される電力供給の電圧レベルを判定している。
【国際調査報告】
2020502961.tif 000025
2020502961.tif 000026
2020502961.tif 000027