專利名稱：電池充電器的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)要求2002年5月9日提出的申請(qǐng)?zhí)枮镹o.60/379,068的待批臨時(shí)申請(qǐng)、和2001年11月9日提出的申請(qǐng)?zhí)枮镹o.60/344,431的待批臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
典型地，一個(gè)電池充電器包括一個(gè)充電器外殼和由充電器外殼支撐的并可與電源連通的充電電路。電池由充電器外殼支撐并通過(guò)電路與充電電路連通，從而使電源被有選擇地提供給電池以使電池充電。電池通過(guò)支撐在充電器外殼上的充電端子與充電電路相連。
發(fā)明簡(jiǎn)述現(xiàn)有的電池充電器及其各個(gè)部件不適合于經(jīng)常出現(xiàn)在工地上的重載條件下工作，包括受到墜落重物或充電器墜落時(shí)的沖擊。此外，現(xiàn)有的電池充電器及其部件也不適合于戶外使用包括暴露在各種天氣條件下(如陽(yáng)光、雨、風(fēng)等)和其它環(huán)境條件下(如污物、沙塵、碎石、泥漿、鋸屑等)。天氣條件和環(huán)境能夠損壞充電器的部件，并有可能使其不能工作。
在現(xiàn)有的充電器中，充電端子通常是暴露在外部環(huán)境中的。環(huán)境條件(諸如污物、沙塵、泥漿、鋸屑等)可能遮蔽充電端子并阻斷充電端子與電池(和充電電路)間的電連接或造成充電電路的短路。而且，現(xiàn)有充電器的充電狀態(tài)指示器在戶外陽(yáng)光下很難看到。
現(xiàn)有的充電器在給電池充電可能采用一種低效的充電程序。即使是在電池已經(jīng)被充滿后，一些充電器還繼續(xù)充電。這樣的程序會(huì)導(dǎo)致不必要的電池發(fā)熱，從而使電池的壽命縮短。其它一些充電器在達(dá)到預(yù)定的時(shí)間限制后停止充電。這種程序也會(huì)導(dǎo)致電池過(guò)熱并縮短其壽命，或者可能在充電過(guò)程結(jié)束時(shí)還不能充滿電池。現(xiàn)有的多槽充電器僅包括一個(gè)唯一的充電電路用于多個(gè)電池槽和給所有的電池充電，這樣一旦充電電路的任何一個(gè)部件失效，所有的電池槽都不能工作。
本發(fā)明提供了一種能夠從根本上解決一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)有充電器中存在的上述或其它問(wèn)題的充電器。一方面，該充電器是用于對(duì)動(dòng)力工具電池充電的多槽充電器。另一方面，該充電器是被設(shè)計(jì)用于戶外和/或惡劣工作條件下的重載充電器。
在某一方面更為特殊的是，該發(fā)明所提供的充電器包括一個(gè)有外表面的外殼，電池可被支撐在該外表面上，一個(gè)被外殼支撐的并與電源和電池電連接的充電電路，和與外殼的外表面連接并自外表面伸出的保護(hù)結(jié)構(gòu)，該保護(hù)結(jié)構(gòu)自外表伸出至超過(guò)電池。
此外，該發(fā)明所提供的充電器包括一個(gè)有外表面的外殼，電池可被支撐在該外表面上，一個(gè)被外殼支撐的并與電源和電池電連接的充電電路，一個(gè)與外殼連接的底座用于將充電器支撐在一個(gè)面上，該底座伸出至超過(guò)外殼的外表面和電池的位置，以及一個(gè)在外殼的第一端與外殼相連的桿，該桿出至超過(guò)外殼外表面和電池的位置。
另外，本發(fā)明所提供的充電器包括一個(gè)外殼；一個(gè)被外殼支撐的并與電源和電池電連接的充電電路；一個(gè)根據(jù)外殼確定的通氣孔，該通氣孔將被加熱的空氣從外殼中排出并防止外部污染物進(jìn)入外殼中，該通氣孔使得被加熱的空氣在被從外殼中排出之前先向下運(yùn)動(dòng)并通過(guò)該通氣孔；以及一個(gè)根據(jù)外殼確定的排氣孔，該排氣孔將污染物從外殼中排出。
此外，本發(fā)明所提供的充電器包括一個(gè)外殼；一個(gè)被外殼支撐的并與電源和電池電連接的充電電路；以及一個(gè)與外殼連接并可支撐電池的電池槽。該電池槽包括一個(gè)與充電電路電連接的充電端子，用于將電池與充電電路電連接；一個(gè)其上有開(kāi)口的充電端子基座，端子被支撐在基座上；以及一個(gè)被電池槽支撐的充電端子罩，在沒(méi)有電池放在電池槽中時(shí)該充電端子罩封閉所述開(kāi)口。
此外，本發(fā)明提供的充電器包括一個(gè)外殼，一個(gè)被外殼支撐的并與電源和電池電連接的充電電路，一個(gè)至少部分位于外殼外側(cè)并與充電電路電連接的發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管能夠顯示電池的充電狀態(tài)，以及一個(gè)與外殼相連并至少部分地遮蔽發(fā)光二極管的半透明保護(hù)層。
此外，本發(fā)明提供的充電器包括一個(gè)采用了溫度等級(jí)終止技術(shù)的充電程序。該充電程序是為諸如鎳-金屬氫化物(NiMH)，鎳-鎘(NiCd)，鋰離子(Li-ion)等電池充電設(shè)計(jì)的，包括正常充電操作后的維持程序和快速充電程序。
此外，本發(fā)明提供的多槽充充電器包括每個(gè)充電槽專用的充電電路。該結(jié)構(gòu)使得一個(gè)充電電路失效時(shí)其它充電電路仍可工作。
在本發(fā)明的另一方面，充電器的重載結(jié)構(gòu)允許充電器及其部件能夠承受從數(shù)英尺高墜落時(shí)的沖擊或來(lái)自其它物體的沖擊，同時(shí)還能保護(hù)其中的電池不會(huì)因?yàn)樗鰶_擊而被震散。
在本發(fā)明的另一方面，具有防止污染物進(jìn)入外殼內(nèi)的功能的通氣孔能防止任何液態(tài)或固態(tài)污染物進(jìn)入充電器外殼。此外，充電器上設(shè)有一系列排氣孔以清除任何可能進(jìn)入外殼內(nèi)部的污染物，并保持懸掛的充電電路不會(huì)與此類外來(lái)物接觸。
在本發(fā)明的另一方面，當(dāng)電池沒(méi)有與充電器連接時(shí)，充電端子罩能防止任何外來(lái)物與充電端子接觸。該罩還能進(jìn)行清掃操作以使電池與充電端子的接觸部件保持清潔。
在本發(fā)明的另一方面，發(fā)光二極管充電狀態(tài)指示器足夠亮，在戶外陽(yáng)光下也可以看到，并且可以在很大的視角范圍內(nèi)從很遠(yuǎn)的距離上觀察到。
在本發(fā)明的另一方面，充電程序的溫度等級(jí)終止技術(shù)能夠減少幾分鐘的充電時(shí)間，減少充電引起的發(fā)熱，和/或延長(zhǎng)電池的壽命。
在本發(fā)明的另一方面，為用戶提供的獨(dú)立充電電路提高了可靠性，使得多槽充電器不會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)充電電路的失效而徹底失效。
通過(guò)下述說(shuō)明，權(quán)利要求和附圖，對(duì)本發(fā)明所屬領(lǐng)域較熟悉的專業(yè)人員將會(huì)明確認(rèn)識(shí)至本發(fā)明特有的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。


圖1所示為本發(fā)明充電器具體實(shí)施方案的前視圖。
圖2所示為圖1所示充電器的主視圖。
圖3所示為圖1所示充電器的后視圖。
圖4所示為圖1所示充電器的俯視圖。
圖5所示為圖1所示充電器的仰視圖。
圖6所示為圖1所示充電器的右視圖。
圖7所示為圖1所示充電器的左視圖，圖中未示出電池。
圖8所示為圖1所示充電器中分離出的底座的俯視圖。
圖9所示為圖8所示底座的仰視圖。
圖10所示為沿圖2中10-10的充電器剖視圖，圖中未示出電池。
圖11所示為圖1所示充電器的分解圖。
圖12所示為外殼前面板內(nèi)部的后視圖，圖中示出了充電電路。
圖13所示為沿圖4中13-13的充電器的剖視圖。
圖14所示為從外殼內(nèi)前側(cè)觀察的電池槽示意圖。
圖15所示為沿圖14中15-15的電池槽的剖視圖。
圖16所示為沿圖15中16-16的電池槽的剖視圖，圖中示出了充電端子和從充電端子伸出的導(dǎo)電柱。
圖17所示為電池槽的前視圖。
圖18所示為圖17中所示電池槽的分解圖。
圖19所示為圖17中所示電池槽的另一分解圖。
圖20所示為圖17中所示電池槽的后視圖，圖中示出了將槽安裝到外殼上所用的安裝工具和部件。
圖21所示為與圖20所示相同的后視圖，圖中局部未示出，但示出了充電端子罩的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。
圖22所示為從電池槽上取下的充電端子罩的主視圖。
圖23所示為圖22中所示充電端子罩的后視圖。
圖24所示為圖10中所示充電器的局部放大圖。
圖25所示為外殼后面板內(nèi)部的主視圖。
圖26所示為圖25中所示后面板外部的后視圖。
圖27所示為電池的俯視圖。
圖28所示為充電操作中涉及動(dòng)作的軟件功能描述的流程圖。
圖29所示為發(fā)光二極管充電狀態(tài)指示裝置的分解圖。
圖30所示為包括充電電路的安裝臺(tái)后視圖，圖中示出了發(fā)光二極管充電狀態(tài)指示器與充電電路電連接。
圖31所示為沿圖10中31-31的發(fā)光二極管充電狀態(tài)指示裝置剖面圖。
在詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方案前，必須說(shuō)明本發(fā)明并不局限于下面說(shuō)明中和附圖中對(duì)其結(jié)構(gòu)和部件的配置的詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明還可以有其它具體實(shí)施方案，也可以不同的方式實(shí)現(xiàn)。此外，需要指出的是這里使用的成語(yǔ)和術(shù)語(yǔ)是本發(fā)明的說(shuō)明而非限制。
具體實(shí)施例方式
如圖1-11所示為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方案的充電器10。通常，為重載設(shè)計(jì)的充電器10主要惡劣的工作環(huán)境(針對(duì)電動(dòng)設(shè)備而言)，諸如戶外建筑工地，修配間，加工車間等。充電器10能夠支撐并對(duì)電池14充電，電池可以是12V，14.4V，18V或類似的電動(dòng)工具或其它設(shè)備采用的各種化學(xué)成份(NiCd，NiMH，Li-ion等)的電池14。通常，電池14是大致由頂面16a，底面16b，前面16c和兩個(gè)側(cè)面16d所確定的大致矩形狀。然而，電池14可以是任何形狀的。
如圖10-11所示，充電器10包括一個(gè)設(shè)計(jì)成兩件的、由塑料制成的外殼18。第一面板22與第二面板26連接在二者間形成一個(gè)空腔30。凸出部34和凹槽38被用來(lái)匹配兩個(gè)面板22，26，同時(shí)被放置在兩個(gè)面板22，26間的O形圈42用來(lái)密封兩面板22，26的交界面。兩面板22，26的結(jié)構(gòu)使其可以在裝置到一起時(shí)在外殼的底部形成一個(gè)較低的小區(qū)域46。一個(gè)排氣孔50就位于該較低小區(qū)域46上以排出任何可能進(jìn)入空腔30的外來(lái)物(如污物、沙塵、碎石、鋸屑、金屬屑、水、油、油脂等)。
如圖10-12所示，充電電路58被支撐在安裝于空腔30內(nèi)部的懸掛安裝平臺(tái)62上。安裝平臺(tái)由諸如Vφ級(jí)塑料等耐火材料制成。充電電路58和安裝平臺(tái)62被加工成一個(gè)整體的裝置，且充電電路58被封裝在耐火材料中以使充電電路58的部件被密封和絕緣。充電電路58的部件被按照要求的空間、密封和絕緣條件支撐在安裝平臺(tái)62上以滿足UL要求。
安裝平臺(tái)62的懸掛安裝結(jié)構(gòu)在受到?jīng)_擊時(shí)能保護(hù)充電電路58。這種懸掛功能可以由任何可塑性變形的材料(未示出)提供，如放置在平臺(tái)62與外殼18間的橡膠墊圈。
這種安裝結(jié)構(gòu)還有助于將充電電路58暴露于任何可能進(jìn)入空腔30的外來(lái)物(如污物、沙塵、碎石、鋸屑、金屬屑、水、油、油脂等)的可能性降至最低。依賴于外殼18的方向，任何進(jìn)入空腔30的外來(lái)物將會(huì)沿腔壁內(nèi)或緊鄰腔壁靜止。因此，將充電電路懸掛在外殼18的中間，任何外來(lái)物接觸或靜止充電電路58上的可能性都較小。
充電電路58可與電源(未示出)連接，如通過(guò)電源軟線64與交流電源相連或與直流電源相連。電池槽70上的充電端子66將電池14與充電電路58連接。
如圖12所示，充電器10為每個(gè)電池槽70采用了一個(gè)專用的充電電路58。采用這種結(jié)構(gòu)，如果一個(gè)充電電路失效，其余的充電電路58仍可工作，充電器就不會(huì)完全失效。每一個(gè)充電電路58都與授權(quán)于2001年4月24日的美國(guó)專利No.6,222,343和提交于2000年9月29日的美國(guó)專利申請(qǐng)No.09/672,620，以及這里作為參考的授權(quán)于2002年9月24日的美國(guó)專利No.6,456,035。
如圖10-11所示，通氣孔74位于第一外殼22的較低部分，通氣孔78位于第二外殼26的較高部分。通氣孔74，78將階梯升高的通道82包括進(jìn)空腔30中。每個(gè)通道82的結(jié)構(gòu)中包括外緣84，可能實(shí)際上是平面的間隔段86，以及朝向間隔段86的內(nèi)緣90。該結(jié)構(gòu)有助于任何固體(如污物、沙塵、碎石、鋸屑、金屬屑等)或液體(如水、油、油脂等)外來(lái)物進(jìn)入空腔30。外緣84可使外來(lái)物下落。要想進(jìn)入空腔30，通氣孔74，78的結(jié)構(gòu)要求任何外來(lái)物首先穿透外殼18的外部，沿實(shí)際上是平面的86段移動(dòng)，然后登上并通過(guò)內(nèi)緣90形成的臺(tái)階。這一彎路防止任何固體或液體外來(lái)物在沒(méi)有外力作用時(shí)進(jìn)入外殼18內(nèi)。然而，如果外來(lái)物進(jìn)入空腔30，這些外來(lái)物會(huì)通過(guò)排氣孔50被排出。
通常，在充電器10的工作過(guò)程中，充電電路58會(huì)發(fā)熱。無(wú)需強(qiáng)制對(duì)流，冷空氣會(huì)被從通氣孔74吸入空腔30并流過(guò)發(fā)熱的充電電路58。冷空氣被充電電路58加熱，使被加熱的空氣上升并通過(guò)通氣孔78排出空腔30。
在其它結(jié)構(gòu)(未示出)中，充電器10可以采用電動(dòng)風(fēng)扇而不是通過(guò)通氣孔74，78的無(wú)需強(qiáng)制的對(duì)流空氣來(lái)冷卻被發(fā)熱的充電電路58。諸如散熱片、導(dǎo)熱管等散熱裝置(未示出)也可用在充電器10中為充電電路58散熱。
如圖11所示，外殼18被安裝在底座94上，底座94是被設(shè)計(jì)用作沿其邊懸掛外殼18并起緩沖作用的。在圖示結(jié)構(gòu)中，底座94是由高密度聚乙烯，一種強(qiáng)度很高且很能吸震的材料，采用吹塑工藝制成的。這一選材使底座94能更有效地吸收沖擊能量。在圖示結(jié)構(gòu)中，底座周圍采用約0.1英寸的均勻壁厚，以底座94在墜落或受到其它沖擊時(shí)破壞(尤其是在接近角部處)。
如圖8所示，底座94還包括位于成形在底座94上的較低小區(qū)域102上的排氣孔98。外殼18上的排氣孔50和底座94上排氣孔98是流體連通的但又相互錯(cuò)開(kāi)的，從而無(wú)法通過(guò)排氣孔50，98直接進(jìn)入空腔30。如圖9所示，排氣孔98貫穿底座94，從而使任何進(jìn)入充電器10的外來(lái)物可以被排出。
如圖1，11和13所示，手柄106與外殼18和底座94都相連。手柄106通常位于接近充電器10前部電池14附著于電池槽70處。手柄106包括通過(guò)吸震的緩沖器114與外殼18相連的上部段110和與底座94相連的下部段118。緩沖器114被設(shè)計(jì)成即能吸收也能阻抑震動(dòng)。緩沖器114由諸如聚氨脂或天然橡膠等粘彈性材料制成，具有彈簧和阻尼的雙重特性，從而實(shí)現(xiàn)上述性能。緩沖器114上有凹槽120。凹槽120分布在緩沖器114周圍，使緩沖器114在受到?jīng)_擊時(shí)更容易被壓縮。手柄中部有符合人機(jī)工程學(xué)的把手，使手柄106上有舒適、可靠而穩(wěn)定的把手。把手122可以包括彈性防滑材料制成的覆蓋層，使充電器10可以被舒適地拿起。在圖示結(jié)構(gòu)中，手柄106被制成由把手122連接的兩部分。然而，在其它結(jié)構(gòu)中(未示出)，手柄106可被制成一體的，如一個(gè)桿，同時(shí)將把手122與手柄103集成為一體。
手柄106可以讓使用者搬運(yùn)充電器出入工地，不論電池14是否連接在充電器10上。如圖6所示，附帶的電池14通常被包圍在由底座94和手柄106所確定的邊界內(nèi)。這樣，手柄1 06也起“欄桿”或保護(hù)裝置的作用。更為特殊的是，手柄106的下部段118保護(hù)電池14的前面16c不受寬度大于手柄106下部段118尺度的面或物體的沖擊。同樣地，下部段118保護(hù)側(cè)面16d不受其它大于下部段118與外殼18間距離的面或物體的沖擊。底座94保護(hù)電池14的底面16b不受墜落時(shí)的或其它形式的沖擊。
盡管電池14的頂面16a通過(guò)不受任何阻攔以便方便地裝上或取下電池14，上部段110可給電池14的頂面16a提供一些保護(hù)以防止其受到寬于上部段110尺度的面或物體的沖擊。在其它結(jié)構(gòu)中(未示出)，可采用附加的頂罩(未示出)保護(hù)電池14的頂面16a。
如果充電器10墜落或在工地周圍移動(dòng)時(shí)受到?jīng)_擊時(shí)，由于手柄106或底座94首先受到?jīng)_擊，因而底座94與手柄106的組合有助于防止電池14在沖擊作用下散開(kāi)。因此，手柄106和底座94保護(hù)貯存在充電器10中的電池14不受沖擊。
在圖示結(jié)構(gòu)中，桿狀手柄106為充電器10提供了保護(hù)結(jié)構(gòu)。在其它結(jié)構(gòu)中(未示出)，保護(hù)結(jié)構(gòu)可能包括一個(gè)固體壁，它從外殼18的外表面伸面并包圍電池14的的表面使電池14位于該壁的凹槽中，同時(shí)又可以裝卸電池14。
在另一個(gè)其它結(jié)構(gòu)中(未示出)，一個(gè)或多個(gè)罩包圍或部分包圍電池14以保護(hù)其不受沖擊。該罩或多個(gè)罩是可手工移去/伸縮或隨電池14插撥。
緩沖器114也吸收一部分沖擊能量，從而降低了電池14被震散的可能性和充電器10或充電器10的部件被破壞的可能性。如圖4所示，后部緩沖器126和側(cè)面緩沖器130也被使用以分別協(xié)助保護(hù)外殼18。所示為一體結(jié)構(gòu)的后部和側(cè)面緩沖器126，130被固定外殼18上。后部和側(cè)面緩沖器126，130由抗沖擊和能吸收能量的材料制成，如HDPE。
如圖11所示，第一面板22上設(shè)有開(kāi)口以容納多個(gè)電池槽70。在圖示結(jié)構(gòu)中，電池槽70設(shè)在充電器10上。在其它結(jié)構(gòu)(未示出)及本發(fā)明的某些方面中，充電器10包括多于或少于三個(gè)的電池槽70。如圖17所示，每個(gè)電池槽70包括一個(gè)電池安裝段138，一個(gè)充電端子裝置142，以及一個(gè)安裝段146。電池安裝段138包括用于在電池14嵌入電池槽70時(shí)引導(dǎo)電池14的電池槽凸臺(tái)150。該電池槽凸臺(tái)150與電池14上匹配的電池凹槽154咬合(如圖27中所示)以為電池槽70提供正確的排列位置并支撐電池槽70。同樣地，電池凸臺(tái)155嵌入匹配的電池槽凹槽156以為槽70提供正確的排列位置并支撐電池槽70。如圖14-16所示，一組充電端子66(充電端子裝置142的一部分)隱藏在槽70上的端子基座158內(nèi)的開(kāi)口中。導(dǎo)電凸臺(tái)162連接充電電路與相應(yīng)的槽70上的充電端子66。安裝部分146還包括連接槽66與外殼18的固定器166。
槽70與外殼18間的連接足夠堅(jiān)固，即使充電器10在帶有電池14時(shí)墜落，相應(yīng)的槽70也不會(huì)與外殼16分開(kāi)。電池槽14的設(shè)計(jì)要求其能夠承受在帶有電池14時(shí)從4英尺高處墜落而不與外殼分離。
至少充電器10中與電源連接的部分要由耐火材料，如Vφ級(jí)塑料，制成。這些部分包括充電電路58及安裝平臺(tái)62裝置和電池槽70。因此，外殼18的其它部分可由其它材料制成。
在圖示結(jié)構(gòu)中，如美國(guó)專利No.6,222,343和No.6,456,035中所述，電池14向充電電路58供電以啟動(dòng)充電。即使充電器10與電源相連，如果電池14不與端子66連接，則端子66不會(huì)通電。因此，如果電池14沒(méi)有放入一個(gè)槽70中，則相應(yīng)槽70的端子66的間電壓為零。這有助于確保充電電路58在槽70中沒(méi)有放入電池時(shí)不會(huì)被短路，同時(shí)減小了電池14未放入時(shí)電擊事故的危險(xiǎn)。
如圖17-21所示，每個(gè)電池槽70還包括一個(gè)充電端子罩170，如圖中所示結(jié)構(gòu)，在彈簧作用下覆蓋端子基座158。如圖22和23所示，充電端子罩170包括一個(gè)每側(cè)分別帶一個(gè)安裝轉(zhuǎn)柄178的防護(hù)罩。每個(gè)轉(zhuǎn)柄178上有一個(gè)位于防護(hù)罩174與軸186間的接線夾182，在這里罩172與槽70連接。圖15和20-21所示為罩170與槽70裝配在一起。偏置元件，如圖中所示的扭轉(zhuǎn)彈簧190，被放置在槽70與安裝轉(zhuǎn)柄174間以偏置防護(hù)罩174使覆蓋在端子基座158的開(kāi)口上。
如圖中所示，將電池14滑到電池安裝段138上的操作使端子罩170軸向退縮從而打開(kāi)端子基座158的開(kāi)口并將端子138顯露在電池14前面。需要特別指出的是，電池安裝段138包括一個(gè)開(kāi)口194，接線夾182通過(guò)它凸出。電池凸臺(tái)155與接線夾182配合進(jìn)而與電池安裝段配合。接線夾182包括一個(gè)斜面，足以使端子罩170軸向地抵消彈簧190的偏置力，從而使端子基座158和端子66顯露在電池14前面。當(dāng)電池14被取走，彈簧190的力使罩170軸向回到能夠覆蓋端子基座的位置。偏置力足夠關(guān)閉罩170而又不阻礙電池14的裝入。
如圖10所示，端子罩170在被電池14的插入推動(dòng)時(shí)退縮進(jìn)空腔30內(nèi)。罩170沿著清掃開(kāi)外來(lái)物并清潔槽70與電池14的界面的路徑移動(dòng)。端子罩66還有助于使端子66盡可能少地暴露在外部環(huán)境中。關(guān)閉時(shí)，端子罩170使外來(lái)物(如污物、沙塵、水、油、油脂等)從粘附在端子66上的位置下落并減小對(duì)充電電路58和電池14間電連接的不利影響。
在其它可選結(jié)構(gòu)(未示出)中及本發(fā)明的其它方面，端子罩170可以其它方式移動(dòng)，如線性地從端子基座上滑開(kāi)，而不是在電池14與電池安裝段138配合時(shí)軸向離開(kāi)端子罩158。此外，端子罩170可以按用戶的要求動(dòng)作，如按下一個(gè)按鈕可以使端子罩170退縮。
如圖28所示，多種充電終止協(xié)議，包括溫度等級(jí)(TR)終止協(xié)議，及固定模塊，包括涓流充電模塊198，充電模塊202，及一個(gè)平衡模塊206，提供了充電過(guò)程的控制。
TR充電終止協(xié)議監(jiān)測(cè)一個(gè)充電周期中電池14溫度升高的速度，并在電池14達(dá)到預(yù)定的溫度變化速度時(shí)切斷充電電流。TR協(xié)議還能考慮導(dǎo)致電池14在切斷電流后溫度繼續(xù)升高的熱滯后。TR協(xié)議可以減少充電時(shí)間，控制由于充電引起的發(fā)熱，并延長(zhǎng)電池壽命。
固定執(zhí)行代碼監(jiān)測(cè)電池14的正常充電周期。充電周期可被前述TR終止協(xié)議終止。正常充電周期的終止會(huì)啟動(dòng)執(zhí)行與涓流充電模塊198有關(guān)的代碼。涓流充電模塊198可在軟件中設(shè)置與正常充電周期結(jié)束和涓流充電模塊198啟動(dòng)相關(guān)的“涓流充電”標(biāo)志。設(shè)置“涓流充電”標(biāo)志啟動(dòng)充電模塊202和平衡模塊206。充電模塊202可以借助于作用于電池14的大約每?jī)煞昼娢迕氲拿}沖電流對(duì)電池14施加持續(xù)的充電。
平衡模塊206執(zhí)行可以使電池14休息并冷卻十五分鐘并設(shè)置平衡發(fā)生的時(shí)間限制的代碼。如果平衡模塊206在限制時(shí)間內(nèi)不執(zhí)行，該模塊終止并充電模塊202繼續(xù)保持充電。同時(shí)在限制時(shí)間內(nèi)，一個(gè)傳感器監(jiān)測(cè)電池14的溫度。如果溫度在可以接受的范圍內(nèi)，軟件中會(huì)設(shè)置“快充”標(biāo)志。設(shè)置“快充”標(biāo)志會(huì)啟動(dòng)一個(gè)快速充電周期，其中最大持續(xù)充電時(shí)間由“快充時(shí)間”來(lái)設(shè)定?？斐鋾r(shí)間通常是5分鐘，然而，根據(jù)電池14的種類和容量的不同也可以是其它時(shí)間。不管是快充時(shí)間還是其它充電終止協(xié)議之一，如TR協(xié)議，都能終止快充周期。如果在充電終止協(xié)議執(zhí)行前快充時(shí)間就已到期，則平衡模塊206終止且充電模塊202繼續(xù)持續(xù)充電。
平衡模塊206每個(gè)充電周期執(zhí)行一次且適合于按電池100％的容量對(duì)其進(jìn)行充電。TR終止協(xié)議控制平衡模塊206執(zhí)行過(guò)程中的充電電流水平。其發(fā)熱速度的水平通常低于正常充電周期中的水平。以較小發(fā)熱速度提供充電電流可使電池14在充電時(shí)的熱應(yīng)力最小的情況充電容量更接近于其最大容量。
以鎳金屬氫化物(NiMH)為例，一個(gè)NiMH電池采用TR終止協(xié)議在正常電流水平(約3.0amps)下充電。充電終止時(shí)其溫度應(yīng)為40℃，或室溫以上15℃。由于熱滯后，NiMH電池在充電后15-30分鐘間仍會(huì)繼續(xù)升溫，通常其溫度會(huì)再上升5-7℃。
平衡模塊206在使用TP充電終止協(xié)議時(shí)包括以下操作步驟。如果電池被放入充電器中，電池會(huì)最終冷卻。在冷卻后，電池處于充電容量的約90-95％。當(dāng)電池被冷卻到30℃以下時(shí)，平衡模塊206執(zhí)行代碼啟動(dòng)在特殊充電速度下進(jìn)一步充電的程序，如電池溫度每分鐘升高一攝氏度的速度。采用平衡模塊206，NiMH電池其余5-10％的充電容量會(huì)被充滿。
如圖29-31所示，充電狀態(tài)指示器，包括發(fā)光二極管(LED)210，與每個(gè)充電電路58電連接以向使用者顯示每個(gè)電池14的充電狀態(tài)。這些LED被設(shè)計(jì)成其發(fā)光能夠超過(guò)戶外陽(yáng)光的強(qiáng)度。這些LED被放置在外殼18的外側(cè)周邊，以使其外側(cè)可以從相對(duì)外殼的任何角度被看到。例如，如果充電器10被放在與眼睛高度相當(dāng)?shù)钠矫嫔?此時(shí)看不到充電器10的上表面)，仍可看到LED210的外側(cè)周邊，因?yàn)長(zhǎng)ED210突出到了外殼的上表面之外。每個(gè)LED還包括一個(gè)LED罩218，它包圍LED210突出外殼的部分。罩218作為保護(hù)LED219的附加裝置，也能夠散射LED210發(fā)出的光以增加LED210的可視距離和可視角度。在罩218與外殼18有一個(gè)墊圈222，有助于防止外來(lái)物通過(guò)外殼18上為L(zhǎng)ED210開(kāi)的孔進(jìn)入外殼18。
在另一種結(jié)構(gòu)中，LED可以被設(shè)置在外殼18的任意可見(jiàn)表面上，而不僅是頂面上。在另一結(jié)構(gòu)中(未示出)，其它可視指示器，如電位計(jì)針或用于數(shù)字顯示充電狀態(tài)液晶顯示窗，也可被采用。
在另一結(jié)構(gòu)中(未示出)及本發(fā)明的其它方面，充電器10可采用音頻指示器而不是可視指示器向用戶顯示電池充電狀態(tài)。此類音頻指示器包括電鈴、鐘、預(yù)先錄好的聲音信息等。
需要說(shuō)明的是，根據(jù)本發(fā)明的某些方面，可能用于其它類型的電動(dòng)設(shè)備，如電動(dòng)工具，音頻部件等。例如，在重載結(jié)構(gòu)中可用于音頻設(shè)備或其它用于工作環(huán)境下的相對(duì)較不耐用的電動(dòng)設(shè)備中。此外，懸掛系統(tǒng)和/或密封電氣電路或用于音頻設(shè)備或其它此類設(shè)備。此外，本發(fā)明的獨(dú)有特點(diǎn)，如防外來(lái)物通氣孔、外來(lái)物排出孔、可動(dòng)電氣端子罩、和/或突出的LED也可用電氣設(shè)備，如電動(dòng)工具、發(fā)電機(jī)(發(fā)生器)、音頻設(shè)備、通訊設(shè)備等。
權(quán)利要求中說(shuō)明了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)獨(dú)有的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種電池充電器，包括一個(gè)有外表面的外殼，電池可被支撐在該外表面上；一個(gè)被外殼支撐的并與電源和電池電連接的充電電路；和與外殼的外表面連接并自外表面伸出的保護(hù)結(jié)構(gòu)，該保護(hù)結(jié)構(gòu)自外表伸出至超過(guò)電池。
2.如權(quán)利要求1所述的電池充電器，進(jìn)一步包括多個(gè)支撐在外殼的外表面上的緩沖器，緩沖器吸收外殼上的沖擊。
3.如權(quán)利要求1所述的電池充電器，其特征在于，保護(hù)結(jié)構(gòu)包括一個(gè)與外殼連接的底座用于將充電器支撐在一個(gè)面上，該底座伸出至超過(guò)外殼的外表面和電池的位置。
4.如權(quán)利要求3所述的電池充電器，其特征在于，底座采用吹塑工藝由抗震的塑料材料制成。
5.如權(quán)利要求3所述的電池充電器，其特征在于，電池支撐在外殼的外表面上，電池具有一個(gè)前面和一個(gè)底面，當(dāng)電池支撐在外殼的外表面上時(shí)底座位于底面下部，并且底座伸出至超過(guò)前面的位置。
6.如權(quán)利要求3所述的電池充電器，其特征在于，保護(hù)結(jié)構(gòu)包括一個(gè)與外殼相連的桿，該桿從外殼的外表面伸出至超過(guò)電池的位置。
7.如權(quán)利要求1所述的電池充電器，其特征在于，保護(hù)結(jié)構(gòu)包括一個(gè)與外殼相連的桿，該桿從外殼的外表面伸出至超過(guò)電池的位置。
8.如權(quán)利要求7所述的電池充電器，其特征在于，電池支撐在外殼的外表面上，電池具有一個(gè)前面和一個(gè)底面，當(dāng)電池支撐在外殼的外表面上時(shí)桿伸出至超過(guò)前面和電池頂面的位置。
9.如權(quán)利要求7所述的電池充電器，其特征在于，電池支撐在外殼的外表面上，電池具有一個(gè)第一側(cè)面、一個(gè)第二側(cè)面和一個(gè)頂面，桿包括一個(gè)上部、一個(gè)第一下部、和一個(gè)第二下部，第一下部和第二下部防止對(duì)電池的第一和第二側(cè)面造成沖擊，并且桿的上部防止對(duì)電池頂面造成沖擊。
10.如權(quán)利要求7所述的電池充電器，其特征在于，桿包括一個(gè)把手用于搬運(yùn)電池充電器。
11.如權(quán)利要求7所述的電池充電器，進(jìn)一步包括一個(gè)連接外殼和桿的墊圈，墊圈吸收對(duì)桿的沖擊。
12.如權(quán)利要求7所述的電池充電器，進(jìn)一步包括一個(gè)與外殼連接的底座用于將充電器支撐在一個(gè)面上，桿連接于底座和外殼。
13.一種電池充電器，包括一個(gè)有外表面的外殼，電池可被支撐在該外表面上；一個(gè)被外殼支撐的并與電源和電池電連接的充電電路；一個(gè)與外殼連接的底座用于將充電器支撐在一個(gè)面上，該底座伸出至超過(guò)外殼的外表面和電池的位置；以及一個(gè)連接于外殼的桿，該桿伸出至超過(guò)外殼外表面和電池的位置。
14.如權(quán)利要求13所述的電池充電器，進(jìn)一步包括多個(gè)支撐在外殼的外表面上的緩沖器，緩沖器吸收外殼上的沖擊。
15.如權(quán)利要求13所述的電池充電器，其特征在于，底座采用吹塑工藝由抗震的塑料材料制成。
16.如權(quán)利要求13所述的電池充電器，其特征在于，電池支撐在外殼的外表面上，電池具有一個(gè)前面和一個(gè)底面，當(dāng)電池支撐在外殼的外表面上時(shí)底座位于底面下部，并且底座伸出至超過(guò)前面的位置。
17.如權(quán)利要求13所述的電池充電器，其特征在于，電池支撐在外殼的外表面上，電池具有一個(gè)前面和一個(gè)底面，當(dāng)電池支撐在外殼的外表面上時(shí)桿伸出至超過(guò)前面和電池頂面的位置。
18.如權(quán)利要求13所述的電池充電器，其特征在于，電池支撐在外殼的外表面上，電池具有一個(gè)第一側(cè)面、一個(gè)第二側(cè)面和一個(gè)頂面，桿包括一個(gè)上部、一個(gè)第一下部、和一個(gè)第二下部，第一下部和第二下部防止對(duì)電池的第一和第二側(cè)面造成沖擊，并且桿的上部防止對(duì)電池頂面造成沖擊。
19.如權(quán)利要求13所述的電池充電器，其特征在于，桿包括一個(gè)把手用于搬運(yùn)電池充電器。
20.如權(quán)利要求13所述的電池充電器，進(jìn)一步包括一個(gè)連接外殼和桿的墊圈，墊圈吸收對(duì)桿的沖擊。
21.如權(quán)利要求13所述的電池充電器，其特征在于，桿連接于底座和外殼。
22.一種電池充電器，包括一個(gè)外殼；一個(gè)被外殼支撐的并與電源和電池電連接的充電電路；一個(gè)根據(jù)外殼確定的通氣孔，該通氣孔將被加熱的空氣從外殼中排出并防止外部污染物進(jìn)入外殼中，該通氣孔使得被加熱的空氣在被從外殼中排出之前先向下運(yùn)動(dòng)并通過(guò)該通氣孔；以及一個(gè)根據(jù)外殼確定的排氣孔，該排氣孔將污染物從外殼中排出。
23.如權(quán)利要求22所述的電池充電器，其特征在于，外殼包括一個(gè)內(nèi)底壁以確定排氣孔以及內(nèi)側(cè)壁，充電電路被懸空在外殼內(nèi)不與內(nèi)底壁和內(nèi)側(cè)壁接觸。
24.如權(quán)利要求22所述的電池充電器，其特征在于，通氣孔包括第一突出，延伸進(jìn)入外殼內(nèi)；和第二突出，延伸進(jìn)入外殼內(nèi)；其中在第一和第二突出之間確定通氣孔通道，并且第一突出和第二突出中至少一個(gè)具有臺(tái)階形狀，它包括一個(gè)中心部分，一個(gè)從中心部分向下延伸的外緣以及從中心部分向上延伸的內(nèi)緣。
25.如權(quán)利要求22所述的電池充電器，其特征在于，通氣孔是第一通氣孔，電池充電器進(jìn)一步包括一個(gè)第二通氣孔，它位于比第一通氣孔較低的位置，由外殼確定，第二通氣孔允許未加熱的空氣進(jìn)入外殼。
26.如權(quán)利要求25所述的電池充電器，其特征在于，第一通氣孔和第二通氣孔相對(duì)于充電電路設(shè)置為使充電電路周圍的空氣對(duì)流。
27.如權(quán)利要求22所述的電池充電器，其特征在于，排氣孔是第一排氣孔，外殼包括內(nèi)壁，其中確定有第一排氣孔，和外壁，其中確定有第二排氣孔，第二排氣孔流體連通于第一排氣孔。
28.如權(quán)利要求27所述的電池充電器，其特征在于，第二排氣孔偏置于第一排氣孔。
29.如權(quán)利要求22所述的電池充電器，進(jìn)一步包括支撐充電電路的充電器平臺(tái)，平臺(tái)由耐火塑料材料制成。
30.一種使用電池的電子元件，電子元件包括一個(gè)外殼；一個(gè)被外殼支撐的并可與電池電連接的電路；以及一個(gè)與外殼連接并可支撐電池的電池端口，該電池端口包括一個(gè)可與電路電連接的電子元件端子，用于將電池與電路電連接；一個(gè)其上設(shè)有端子開(kāi)口的端子基座，端子被支撐在端子開(kāi)口內(nèi)；以及一個(gè)被電池端口支撐的端子罩，當(dāng)電池端口中沒(méi)有電池時(shí)端子罩封閉端子開(kāi)口。
31.如權(quán)利要求30所述的電子元件，其特征在于，電子元件是電池充電器，電路是充電電路，電池電連接于將被充電的充電電路。
32.如權(quán)利要求31所述的電子元件，其特征在于，電池端口確定電池槽，電池包括可與電池槽結(jié)合的電池凸臺(tái)以將電池支撐在電池端口。
33.如權(quán)利要求32所述的電子元件，其特征在于，電池槽確定槽口，端子罩包括延伸經(jīng)過(guò)槽口的端子罩凸臺(tái)。
34.如權(quán)利要求33所述的電子元件，其特征在于，當(dāng)電池支撐在電池端口上時(shí)，電池凸臺(tái)結(jié)合端子罩凸臺(tái)導(dǎo)致端子罩打開(kāi)端子開(kāi)口。
35.如權(quán)利要求33所述的電子元件，其特征在于，端子罩彈性地可轉(zhuǎn)動(dòng)地電池端口，當(dāng)電池凸臺(tái)結(jié)合端子罩凸臺(tái)時(shí)，端子罩旋轉(zhuǎn)地回縮以打開(kāi)端子開(kāi)口。
36.如權(quán)利要求35所述的電子元件，進(jìn)一步包括一個(gè)偏置彈簧以偏置端子罩將端子開(kāi)口關(guān)閉。
37.如權(quán)利要求31所述的電子元件，其特征在于，電池端口由耐火塑料材料制成。
38.如權(quán)利要求31所述的電子元件，進(jìn)一步包括一個(gè)被外殼支撐的并可與電源電連接的第二充電電路；以及一個(gè)與外殼連接并可支撐一個(gè)第二電池的第二電池端口，第二電池端口使第二電池和第二充電電路電連接。
39.一種電池充電器，包括一個(gè)外殼；一個(gè)被外殼支撐的并與電源電連接的充電電路；和一個(gè)與外殼連接并可支撐電池的電池端口，電池包括電池凸臺(tái)，電池端口確定了可與電池凸臺(tái)結(jié)合以將電池支撐在電池端口上的電池槽，電池槽確定槽口，該電池端口包括一個(gè)可與充電電路電連接的充電器端子，用于將電池與充電電路電連接；一個(gè)其上設(shè)有端子開(kāi)口的充電器端子基座，充電器端子被支撐在端子開(kāi)口內(nèi)；以及一個(gè)被電池端口支撐的充電器端子罩，當(dāng)電池端口中沒(méi)有電池時(shí)端子罩封閉端子開(kāi)口，充電器端子罩包括延伸經(jīng)過(guò)槽口的端子罩凸臺(tái)；其特征在于，當(dāng)電池支撐在電池端口上時(shí)，電池凸臺(tái)結(jié)合端子罩凸臺(tái)導(dǎo)致端子罩打開(kāi)端子開(kāi)口。
40.如權(quán)利要求39所述的電池充電器，其特征在于，端子罩可轉(zhuǎn)動(dòng)地電池端口，當(dāng)電池凸臺(tái)結(jié)合端子罩凸臺(tái)時(shí)，端子罩旋轉(zhuǎn)地回縮以打開(kāi)端子開(kāi)口。
41.如權(quán)利要求40所述的電池充電器，進(jìn)一步包括一個(gè)偏置彈簧以偏置端子罩將端子開(kāi)口關(guān)閉。
42.如權(quán)利要求39所述的電池充電器，其特征在于，電池端口由耐火塑料材料制成。
43.如權(quán)利要求39所述的電池充電器，進(jìn)一步包括一個(gè)被外殼支撐的并可與電源電連接的第二充電電路；以及一個(gè)與外殼連接并可支撐一個(gè)第二電池的第二電池端口，第二電池端口使第二電池和第二充電電路電連接。
44.一種電池充電器，包括一個(gè)外殼；一個(gè)被外殼支撐的并與電源和電池電連接的充電電路；一個(gè)至少部分位于外殼外側(cè)并與充電電路電連接的LED，該LED能夠顯示電池的充電狀態(tài)；以及一個(gè)與外殼相連并至少部分地遮蔽LED的半透明罩。
45.如權(quán)利要求44所述的電池充電器，進(jìn)一步包括位于外殼和罩之間的一個(gè)墊圈，防止碎屑進(jìn)入外殼。
46.如權(quán)利要求44所述的電池充電器，其特征在于，罩用半透明塑料材料制成。
47.如權(quán)利要求44所述的電池充電器，其特征在于，罩散射LED發(fā)出的光。
48.如權(quán)利要求44所述的電池充電器，其特征在于，LED位于外殼外部。
全文摘要
一種電池充電器，包括一個(gè)有外表面的外殼，電池可被支撐在該外表面上，一個(gè)被外殼支撐的并與電源和電池電連接的充電電路，以及與外殼的外表面連接并自外表面伸出的保護(hù)結(jié)構(gòu)，該保護(hù)結(jié)構(gòu)自外表伸出至超過(guò)電池。
文檔編號(hào)H01M2/10GK1433120SQ0214999
公開(kāi)日2003年7月30日 申請(qǐng)日期2002年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月9日
發(fā)明者凱文·L·格拉斯哥, 大衛(wèi)·J·羅茲瓦爾多夫斯基, 杰弗里·M·賽勒, 喬治·L·小桑塔納 申請(qǐng)人:密爾沃基電動(dòng)工具公司