CN108418182B - 电源适配器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电源适配器。在从电源装置经由电源线向电动作业机供给直流电的电源适配器中，能够检测电源线的温度上升(过热)，并能够抑制针对电动作业机的供给电力。电源适配器具备：从电源装置向电动作业机供给直流电的电源线；构成为能够安装于电源装置，并将电源线的一端与电源装置连接的电源安装部；构成为能够安装于电动作业机，并将电源线的另一端与上述电动作业机连接的作业机安装部；检测电源线的温度的温度检测部；以及基于来自温度检测部的检测信号来判定电源线的过热，输出过热判定结果的过热判定部。

Description

电源适配器
技术领域
本发明涉及用于从电源装置经由电源线向电动作业机供给直流电的电源适配器。
背景技术
这种电源适配器具备：电源线；及被设置于电源线的两端，能够装卸自如地安装于电源装置以及电动作业机的安装部。而且，各安装部分别设置有在被安装于电源装置以及电动作业机时，与电源装置以及电动作业机的电源端子连接的端子部。
另外，公知有例如电动工具用的电源装置亦即电池组构成为，监视内置的电池的状态，从信号输出用的端子输出表示电池是否能够向电动作业机进行电力供给的状态信号。
而且，对于用于从这种电源装置(电池组)向电动作业机供给直流电的电源适配器而言，在电源线两端的安装部分别设置用于输入输出状态信号的端子部，对于电源线，区别于正负的电源线还设置有用于传送状态信号的信号线(例如参照专利文献1)。
专利文献1：WO2010/092885号公报
若利用上述电源适配器，则相对于电动工具等电动作业机，不直接安装电池组等电源装置就能够使用电动作业机。其结果为，能够使电动作业机的使用时的重量变轻，提高使用的便利性。
另外，在已将上述电源适配器安装于电动作业机的情况下，在电动作业机不仅有电源适配器的电动作业机侧的安装部，还加上从该安装部拉出的电源线的重量。
因此，为了使电动作业机使用时的重量更轻而需要使电源线轻型化，因此考虑使电源线的线径变细。
然而，认为若使电源线的线径变细，虽能够使电源线轻型化，但通过在电源线中流动的电流而电源线容易发热，通过电源线的热会带给使用者不适。
发明内容
本发明的一个方面是优选在从电源装置经由电源线向电动作业机供给直流电的电源适配器中，能够检测电源线的温度上升(换言之，过热)，并能够抑制对电动作业机的供给电力。
本发明的一方面的电源适配器具备：电源线、分别被设置于电源线的两端的电源安装部以及作业机安装部。
电源安装部是构成为能够安装于电源装置并将电源线的一端与电源装置连接的部件，作业机安装部是构成为能够安装于电动作业机并将电源线的另一端与电动作业机连接的部件。因此，电源安装部以及作业机安装部若被安装于电源装置以及电动作业机，则经由电源线从电源装置向电动作业机供给直流电。
在驱动电动作业机时，由于在电源线中流动大的驱动电流，所以电源线容易通过该驱动电流而发热。而且，特别是在电源线的线径细，其内部电阻大的情况下，电源线的发热量变大，电源线成为过热状态。
因此，本发明的一方面的电源适配器还具备：检测电源线的温度的温度检测部；基于来自温度检测部的检测信号来判定电源线的过热，输出过热判定结果的过热判定部。
因此，根据本发明的电源适配器，为了改善使用者手持使用电动作业机时的操作性，通过使构成电源线的电源线变细并轻型化，即使电源线容易变得过热，也能够判定电源线的过热状态，并输出该判定结果。
而且，通过输出过热判定结果，从而能够限制从电源装置向电动作业机的电力供给或使其停止，能够抑制通过电源线的温度上升而给使用者带来不适，进而能够提高电源适配器的使用便利性。
这里，过热判定部还可构成为将过热判定结果向电动作业机输出。这样的话，能够对电动作业机限制或者停止运转，能够抑制在电源线中流动的电流，并抑制电源线温度进一步上升。
另外，本发明的电源适配器还可具备切断从电源装置向电动作业机的电源供给路径的切断部。在该情况下，过热判定部也可构成为通过将过热判定结果向切断部输出，从而在电源线的过热判定时切断电源供给路径。这样的话，在电源线成为过热状态时，能够由电源适配器单体切断电源供给路径，因此能够抑制电源线温度上升。
此外，过热判定部也可构成为：若判定电源线的过热，则之后到电源安装部从电源装置卸下为止，保持过热判定结果的输出。这样的话，过热判定后，电源线的温度降低，由此能够抑制与使用者的意图相反地再次开始从电源装置向电动作业机的电力供给。
另外，在过热判定部构成为从电源装置接受电力供给并进行动作的情况下，也可在针对过热判定部的电源供给路径设置有利用来自电源装置的供给电力充电，并能够利用该充电电力进行针对过热判定部的电力供给的电容器。
这样的话，例如在伴随着电动作业机的动作开始而电源电压暂时降低的情况下，能够抑制过热判定部误动作。因此，能够减少通过过热判定部的误动作而从电源装置向电动作业机的供给电力被抑制的概率。
另一方面，温度检测部在作业机安装部中可设置于从与电动作业机连接的端子部分离的电源供给路径。
即，温度检测部是用于检测电源线的温度的部件，因此也可直接设置于电源线。另外，在难以将温度检测部设置于电源线的情况下，也可将温度检测部内置于作业机安装部或者电源安装部。
其中，在将温度检测部设置在作业机安装部的情况下，若在作业机安装部中与电动作业机连接的端子部设置温度检测部，则从电源线向端子部传递来的热被传递至电动作业机侧，端子部散热变得容易，因此难以检测(推断)电源线的温度。
因此，在将温度检测部设置于作业机安装部的情况下，若将温度检测部设置于与端子部分离的电源供给路径，则能够更准确地检测(推断)电源线的温度，能够高精度地实施基于过热判定部的过热判定。
另外，在该情况下，也可在作业机安装部设置有与电源线连接并构成电源供给路径的一部分的连接用线，温度检测部也可被设置于该连接用线。
这样的话，经由直接连接电源线的连接用线，能够更准确地检测(推断)电源线的温度，能够提高过热判定部的过热判定精度。
附图说明
图1是表示实施方式的电源适配器整体的构成的立体图。
图2是表示被安装于电动作业机的作业机安装部的内部构成的说明图。
图3是对被收纳于作业机安装部的基板及与基板的连接部件进行说明的说明图，图3A是从端子部的安装面观察基板的俯视图，图3B是图3A的右视图，图3C是从与图3A相反侧观察基板的背面图。
图4是表示被组装在图3的基板的过热判定用的电气电路以及与其连接的电动作业机的电路构成的电路图。
图5是表示第一变形例的过热判定用的电气电路的构成的电路图。
图6是表示第二变形例的过热判定用的电气电路的构成的电路图。
附图标记说明
1…电源适配器，3…电源线，5…电源安装部，10…作业机安装部，12…安装面，14…导轨，16…卡合突起，18…操作部，21、22…电源端子部，21A、22A…电源端子，23…通信端子部，23A…通信端子，25、29…焊盘，27…粘合剂，31、31A、32、32A…电源线，33、33A…通信线，35…压接连接端子，37…热敏电阻，37A…信号线，39…热收缩管，40…电路基板，41、42…电源供给路径，43…通信路径，45～48、50、51…FET，C1～C4…电容器，D1…二极管，R1～R8、R10…电阻，ZD1～ZD3…齐纳二极管，60…电动作业机。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。
本实施方式的电源适配器1是用于对各种电动工具、电动割草机等电动作业机，从电动作业机用的电源装置亦即电池组进行电力供给的部件(所谓中继器)，如图1所示，具备中继用的电源线3。
在电源线3的一端设置有相对于电源装置亦即电池组，能够装卸自如地安装的电源安装部5，在电源线3的另一端设置有能够装卸自如地安装在电动作业机60(参照图4)的安装部的作业机安装部10。
在作业机安装部10中，在向电动作业机60的安装面12设置有能够与被设置于电动作业机60的安装部的导轨卡合的一对导轨14。另外，在各导轨14的后端侧设置有与被设置于电动作业机60的安装部的卡止部抵接并用于将作业机安装部10定位并固定于电动作业机60的卡合突起16。
因此，使各导轨14的与卡合突起16相反侧的安装面12与电动作业机60的安装部抵接，使各导轨14的前端与电动作业机60侧的导轨卡合，并向图1所示的箭头方向滑动，从而作业机安装部10能够被安装于电动作业机60。
另外，卡合突起16利用弹簧的作用力从作业机安装部10的安装面12突出，按下操作部18，由此能够使卡合突起16移位至作业机安装部10内。
因此，在作业机安装部10被安装于电动作业机60的安装部的状态下，若按下操作部18，则卡合突起16与电动作业机60侧的卡合孔的卡合被解除。因此，在该状态下，通过使作业机安装部10向与安装时相反的方向滑动，能够从电动作业机60简单地取下。
另外，在作业机安装部10中，在一对导轨14的内侧设置有在被安装于电动作业机60的安装部时与设置于该安装部的正负的电源端子61、62以及通信端子63(参照图4)连接的、电源端子部21、22以及通信端子部23。
另一方面，在电源安装部5被安装的电池组设置有与作业机安装部10的安装面大致相同地构成的安装面，能够使电池组直接安装在电动作业机60。
因此，在电源安装部5以能够安装于电池组的安装面并与电池组的正负的电源端子、通信端子连接的方式设置有一对导轨、正负的电源端子以及通信端子。
电源线3具备：被设置于电源安装部5的正负的电源端子以及通信端子；分别与被设置于作业机安装部10的正负的电源端子部21、22以及通信端子部23连接正负的电源线31、32以及通信线33(图2)，并由保护用的管覆盖这些各线而构成。
如图2、图3所示，在作业机安装部10收纳有用于连接电源线3的正负的电源线31、32以及通信线33与电源端子部21、22以及通信端子部23的电路基板40。
如图3A所示，在电路基板40的安装面12侧的面(以下，称为表面)安装有构成电源端子部21、22以及通信端子部23的电源端子21A、22A以及通信端子23A。
另外，如图3C所示，在电路基板40的与安装面12相反侧的面(以下，称为背面)设置有用于分别焊接各端子21A、22A、23A的焊盘25。
另外，在电路基板40组装有图4所示的过热判定用的电气电路，在电路基板40还安装有构成该电路的各种电子部件。而且，如图3C所示，在该安装部分涂覆绝缘性的粘合剂27。因此，被组装在电路基板40的过热判定用的电路被粘合剂27保护。
另外，如图2、图3B所示，在电路基板40的背面焊接有与电源线3连接的连接线。该连接线由分别与连接于电源线3的正负的电源线31、32以及通信线33连接的、电源线31A、32A以及通信线33A构成。
这些电源线31A、32A以及通信线33A由与电源线3的电源线31、32以及通信线33相同的种类的线材构成，分别经由压接连接端子35与电源线3的电源线31、32以及通信线33连接。
此外，由与电源线3的电源线31、32相同的种类的线材构成电源线31A、32A是由于流动与电源线3相同的大电流会同样地发热，但关于通信线33A未必设为与电源线3的通信线33相同的种类的线材。
这是因为设置由电源线31A、32A以及通信线33A构成的连接线，由此能够简单地进行电源线3的更换。即在电源线3的更换时，切断压接连接端子35，只需重新将新的电源线3与连接线连接即可，不必进行向电路基板40的焊接，所以电源线3的更换作业变得简单。
接下来，从电路基板40拉出的连接线中的负的电源线32A比正的电源线31A、通信线33A长。而且，在该电源线32A的中央配置有作为温度检测部的热敏电阻37。另外，热敏电阻37与电源线32A一起被热收缩管39覆盖，利用热收缩管39的收缩被固定于电源线32A。此外，热敏电阻37具有正的温度特性，若电源线32A(以及电源线3)的温度变高，则电阻值增加。
另外，热敏电阻37的2根信号线被从热收缩管39向电路基板40侧拉出，被焊接到在电路基板40的背面设置的焊盘29。而且，该焊接部分与信号线37A一起被粘合剂27保护。
这是因为热敏电阻37的信号线37A细、且容易断线，在本实施方式中，将信号线37A直接焊接在电路基板40，用粘合剂27固定该焊接部分，从而抑制信号线37A因振动等而断线。
接下来，对被组装在电路基板40的过热判定用的电气电路进行说明。
如图4所示，在电路基板40设置有对构成连接线的正负的电源线31A、32B以及通信线33A、与连接于电动作业机60的正负的电源端子21、22以及通信端子23进行连接的、正负的电源供给路径41、42以及通信路径43。
在正负的电源供给路径41、42之间从正的电源供给路径41侧以串联的方式按顺序设置有电阻R1、二极管D1、齐纳二极管ZD1、电阻R2、R3以及齐纳二极管ZD2。
这里，二极管D1是阳极经由电阻R1与正的电源供给路径41连接，由此防止电流从负的电源供给路径42侧向正的电源供给路径41侧逆流的二极管。
此外，在电阻R1与二极管D1之间经由浪涌吸收用的电容器C1、C2与地线连接。
另外，齐纳二极管ZD1是在经由二极管D1供给的电源电压(电池电压)是规定的阈值电压以下时，切断从正的电源供给路径41向负的电源供给路径42的通电路径，防止来自电池组的过放电的部件。
此外，在二极管D1与齐纳二极管ZD1之间设置有利用从二极管D1供给的直流电(电源电压)充电，积蓄电荷的电容器C3。
该电容器C3是用于例如在伴随着电动作业机的动作开始而电源电压暂时降低的情况下，通过齐纳二极管ZD1切断通电路径来防止无法进行过热判定的部件，在电源电压的降低时对已积蓄的电荷进行放电。
因此，在产生了电源电压暂时降低的瞬断等的情况下，利用来自电容器C3的放电，使以下说明的过热判定部的动作继续，能够抑制过热判定部停止动作。
接下来，齐纳二极管ZD2是用于防止对热敏电阻37、后述的FET45的栅极-源极间施加的电压成为规定的击穿电压以上而这些发生故障的部件。而且，齐纳二极管ZD2经由信号线37A以并联的方式与热敏电阻37连接。
另外，齐纳二极管ZD2与电压稳定用的电容器C4并联连接。此外，连接齐纳二极管ZD2的负的电源供给路径41与电路基板的地线连接。
接下来，齐纳二极管ZD2的电阻R3侧与作为过热判定部发挥功能的FET45的栅极连接。FET45是n沟道，源极与负的电源供给路径42连接。
因此，若电源线3的温度上升，热敏电阻37的两端电压超过FET45的阈值电压，则FET45成为导通状态。而且，FET45构成为，通过设定以热敏电阻37为代表的上述各电路元件的常数，在电源线3上升到规定温度时，判定过热而成为导通状态。
另外，FET45的漏极经由电阻R4、R5连接于齐纳二极管ZD1与电阻R2的连接点。而且，在该连接点连接p沟道的FET46的源极，在电阻R4与电阻R5之间连接该FET46的栅极。另外，FET46的漏极连接于电阻R2与电阻R3之间。
因此，若作为过热判定部的FET45成为导通状态，则FET46的栅极电位降低，FET46成为导通状态，电阻R2的两端被短路。其结果为，向热敏电阻37的施加电压上升，即FET45的栅极电压上升，即使伴随着电源线3的温度降低而热敏电阻37的电阻变小，FET45的导通状态也被保持。
而且，该状态例如在电源安装部5被从电池组卸下，到正负的电源供给路径41、42之间的电源电压降低之前被保持，若电源电压降低，则FET46、45成为截止状态，恢复至通常的温度监视状态。
接着，FET45的漏极与n沟道的FET47的栅极连接。另外，在FET47的栅极-源极间连接电阻R6，FET47的源极与负的电源供给路径42连接。
因此，FET47在FET45是截止状态时成为导通状态，在FET45是导通状态时(过热判定时)成为截止状态。另外，FET47的漏极经由电阻R7与p沟道的FET48的栅极连接。对于该FET48而言，将漏极作为通信端子23侧、将源极作为通信线33A侧而设置于通信路径43上。
而且，在FET48的源极与栅极之间分别连接电阻R8以及齐纳二极管ZD3。此外，齐纳二极管ZD3是将向FET48的源极-栅极间施加的电压限制在自身的击穿电压以下，从而保护FET48的部件。
因此，对于FET48而言，若由FET45判定电源线3的过热而FET47成为截止状态，则栅极与源极的电位成为同电位并成为截止状态，切断通信路径43。其结果为，通信端子23成为浮置的状态，向电动作业机60通知电源线3的过热状态。
此外，例如如图4所示，电动作业机60具备：作为动力源的马达70、驱动马达70的驱动电路72、经由驱动电路72对马达70进行驱动控制的控制电路74以及电源电路78。电源电路78是用于利用来自电池组的供给电力来生成用于驱动控制电路74的直流定电压Vcc的部件，控制电路74由接受该直流定电压Vcc并进行动作的微机构成。
而且，控制电路74基于来自检测马达70的旋转状态的旋转检测部75、检测在马达70中流动的电流的电流检测部76、被使用者操作的触发开关77的检测信号，对马达70进行驱动控制。
另外，控制电路74在驱动马达70时，经由通信端子63获取从电池组输出的放电允许信号，从而判定电池是否能够放电，若能够放电，则根据来自触发开关77的指令对马达70进行驱动。
另外，若通信端子63是浮置的状态，且放电允许信号未被输入，则控制电路74停止(禁止)马达70的驱动。因此，根据本实施方式的电源适配器1，若由作为过热判定部的FET45判定电源线3的过热状态，则能够向电动作业机60通知该意思，并使电动作业机60停止马达70的驱动。
因此，能够抑制电源线3的温度进一步上升，能够抑制由于该温度上升而给使用者带来不适。另外，能够提高使用者使用电源适配器1的便利性。
另外，在本实施方式中构成为，若FET45判定电源线3的过热，则之后到来自电池组的电源供给被切断而电源电压降低之前，FET46保持该判定结果。
因此，在过热判定后，电源线3的温度降低，由此FET48成为导通状态，电动作业机60再次开始马达70的驱动，由此能够抑制电源线3温度上升。
另外，作为温度检测部的热敏电阻37与构成电源线3的负的电源线32连接，且设置于与负的电源线32同种的电源线32A。因此，根据本实施方式，能够不在电源线3内设置温度检测部而利用已设置于电源线32A的热敏电阻37，来检测(推断)电源线3的温度。
此外，作为温度检测部的热敏电阻37也可被设置于构成连接线的线中的与电源线3的正的电源线31连接的电源线31A。另外，温度检测部只要能够检测或者推断电源线的温度即可，因此也可被直接设置于电源线3，也可使用具有负的温度特性的热敏电阻等、与热敏电阻37不同的温度检测元件来构成。
以上，虽对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式，能够以各种变形来实施。例如在上述实施方式中，在设置于电路基板40的通信路径43设置使该路径导通/切断的FET48，若由FET45判定电源线3的过热状态，则使FET48截止，并将通信端子23设为浮置的状态。
与此相对，如图5所示的第一变形例那样，也可在负的电源供给路径42的向电源端子22的连接部分，设置使电源供给路径42导通或切断的FET50，若由FET45判定电源线3的过热状态，则使该FET50截止。
此外，在图5中，FET50是n沟道的FET，源极与电源线32侧的电源供给路径42连接，漏极与电源端子22连接。另外，栅极经由p沟道的FET51与正的电源供给路径连接。
对于FET51而言，漏极与FET50的栅极连接，源极与正的电源供给路径连接，栅极与FET47的漏极连接，在FET51的栅极-源极间设置有电阻R10。
因此，在由FET45未判定电源线3的过热，FET47是导通状态时，FET51以及FET50也成为导通状态。与此相对，若由FET45判定电源线3的过热，FET47成为截止状态，则FET51以及FET50成为截止状态，负的电源供给路径被切断。
其结果为，使从电池组向电动作业机60的电力供给停止，能够抑制电源线3温度上升。
而且，如图5所示，在通信路径43与负的电源供给路径42设置FET48、50，在电源线3的过热判定时若将FET48、50设为截止，则即使一方的FET48、50发生短路故障，也能够在电动作业机60侧抑制马达70被驱动。
此外，也可如图6所示的第二变形例那样，在负的电源供给路径42设置FET50，在电源线3的过热判定时使FET50截止，在切断负的电源供给路径42的情况下，不在通信路径43设置FET48而使通信路径43总是处于导通状态。
接下来，在上述实施方式中，虽对过热判定用的电路被组装在作业机安装部10的电路基板，在作业机安装部10内判定电源线3的过热的情况进行了说明，但过热判定用的电路也可被组装在被设置于电源安装部5内的电路基板。
即使是这样，也能够在电源安装部5侧判定电源线3的过热，切断从电池组向电动作业机的电源供给路径，或向电动作业机通知电源线3的过热，使电源作业机的动作(马达70的驱动等)停止。
另外，在上述实施方式中，虽对电源装置是电池组，电源安装部5被安装于电池组，从电池组获取直流电的情况进行了说明，但电源安装部5也可构成为例如从具备了AC/DC转换器等的AC适配器接受电力供给。另外，在该情况下，电源安装部5也可构成为能够安装于AC适配器与电池组这双方。
另外，也可构成为电源安装部5由AC适配器构成，从外部的交流电源(工业电源等)接受电力供给并转换为直流电，并经由电源线向作业机安装部10输出。
而且接下来，也可由多个构成要素实现上述实施方式的一个构成要素具有的多个功能，或由多个构成要素实现一个构成要素具有的一个功能。另外，也可由一个构成要素实现多个构成要素具有的多个功能，或由一个构成要素实现由多个构成要素实现的一个功能。另外，也可省略上述实施方式的结构的一部分。另外，也可相对于其它上述实施方式的结构附加或者置换上述实施方式的结构的至少一部分。此外，仅由技术方案记载的文字确定的技术思想所含的所有的实施方式均是本发明的实施方式。

Claims (5)

1.一种电源适配器，其特征在于，具备：
电源线，从电源装置向电动作业机供给直流电；
电源安装部，构成为能够安装于上述电源装置，并将上述电源线的一端与上述电源装置连接；
作业机安装部，构成为能够安装于上述电动作业机，并将上述电源线的另一端与上述电动作业机连接；
温度检测部，检测上述电源线的温度；以及
过热判定部，基于来自上述温度检测部的检测信号来判定上述电源线的过热并输出过热判定结果，
上述温度检测部在上述作业机安装部内直接设置于上述电源线或者连接用线，以便与上述连接用线直接接触来检测上述温度，其中，上述连接用线在上述作业机安装部内与上述电源线连接并构成从上述电源装置向上述电动作业机的电源供给路径的一部分，
上述过热判定部若判定上述电源线过热，则通过切断在上述作业机安装部内与上述电动作业机连接的通信路径，来将上述过热判定结果向上述电动作业机输出。
2.根据权利要求1所述的电源适配器，其特征在于，还具备：
切断部，切断从上述电源装置向上述电动作业机的电源供给路径，
上述过热判定部构成为通过将上述过热判定结果向上述切断部输出，从而在上述电源线的过热判定时切断上述电源供给路径。
3.根据权利要求1所述的电源适配器，其特征在于，
上述过热判定部构成为若判定上述电源线过热则之后到上述电源安装部从上述电源装置被卸下为止，保持过热判定结果的输出。
4.根据权利要求2所述的电源适配器，其特征在于，
上述过热判定部构成为若判定上述电源线过热则之后到上述电源安装部从上述电源装置被卸下为止，保持过热判定结果的输出。
5.根据权利要求1～权利要求4中任一项所述的电源适配器，其特征在于，
上述过热判定部构成为从上述电源装置接受电力供给并进行动作，
在向上述过热判定部的电源供给路径中设置有电容器，该电容器利用来自上述电源装置的供给电力进行充电，并能够利用充电电力进行向上述过热判定部的电力供给。
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