JP2010170779A - 電池パック及び工具システム - Google Patents
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Abstract
【課題】工具使用後に使用者が特別な操作を行わなくても電池組の残容量を確認することができる電池パック等を提供すること。
【解決手段】複数の電池セル13〜36で構成される電池セル組3と、電池セル組3の残容量を検出する残容量検出回路220と、残容量検出手段220の検出結果に基づいて電池セル組3の残容量を表示する表示ランプ150と、電池パック1がインパクトドライバ100から外されたときに、残容量検出回路220を作動させて表示ランプ150を点灯させる駆動回路230とを備える。
【選択図】 図11
【解決手段】複数の電池セル13〜36で構成される電池セル組3と、電池セル組3の残容量を検出する残容量検出回路220と、残容量検出手段220の検出結果に基づいて電池セル組3の残容量を表示する表示ランプ150と、電池パック1がインパクトドライバ100から外されたときに、残容量検出回路220を作動させて表示ランプ150を点灯させる駆動回路230とを備える。
【選択図】 図11
Description
本発明は工具に使用される電池パック等に関し、特に、電池パック内の電池組の残容量を表示できる残容量表示機能付の電池パック等に関する。
残容量表示機能付の電池パックとして、たとえば、電池パックに残量表示ランプとランプを点灯させるための表示ボタンを備えたものがある。これは、使用者が電池パックの残容量を確認したいときに表示ボタンを操作することにより表示ランプを点灯させる等して残容量を確認するものである。このような構成では、たとえば、電池パックを工具に装着する前にボタンを操作して予定作業量に見合うだけの残容量が確保されているかを確認したり、あるいは、工具使用後にボタン操作をして充電が必要となる残容量にまで低下しているのかを確認することができる。
上述した従来構成によると、工具使用の前後で使用者が表示ボタンを操作する必要があり、ボタン操作が面倒となるという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、工具使用後に使用者が特別な操作を行わなくても電池組の残容量を確認することができる電池パック等を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、工具使用時にも使用者が特別な操作を行わなくても電池組の残容量を確認することができる電池パックを提供することである。
上記目的を達成するために請求項1の発明では、工具に着脱可能に構成される電池パックであって、前記電池パックに収容される電池セルの残容量を検出する残容量検出手段と、前記残容量検出手段の検出結果に基づいて前記残容量を表示する残容量表示部と、前記電池パックを前記工具に装着したとき、または、前記電池パックが前記工具から取り外されたときに、前記電池組の残容量に基づいて前記残容量表示部を動作させる表示手段と、を備えることを特徴としている。
請求項2の発明では、工具に着脱可能に構成される電池パックであって、前記電池パックに収容される電池セルの残容量を検出する残容量検出手段と、前記残容量検出手段の検出結果に基づいて前記残容量を表示する残容量表示部と、前記工具の動作と連動して、前記電池セルの残容量に基づいて前記残容量表示部を動作させる表示手段と、を備えることを特徴としている。
請求項3に記載の発明では、前記電池パックには、前記残容量表示部に残容量を表示するための操作部が備えられており、前記表示手段は、前記操作部が操作されたときには前記残容量に応じて前記残容量表示部に動作させることを特徴としている。
請求項4の発明では、前記残容量検出手段で検出された前記残容量が前記電池セルの過放電状態と判断される所定容量以下であるときには、前記残容量表示部の動作を禁止する禁止手段を備えることを特徴としている。
請求項5の発明では、前記工具の動作状態としてトリガスイッチの操作状態を検出するものであり、前記表示手段は、前記トリガスイッチが操作されているときに前記残容量表示部を動作させることを特徴としている。
請求項6の発明では、前記電池パックには、前記電池パックから前記工具に対して信号を出力する信号出力端子を備えており、前記表示手段は、前記信号出力端子を用いて前記工具のトリガスイッチの操作状態を検出することを特徴としている。
請求項7の発明では、前記残容量検出回路は、1対のスイッチング素子を介して前記電池セルの両端電極に接続されているとともに、前記1対のスイッチング素子のスイッチング状態に応じて前記電池セルの残容量を検出可能に構成されており、前記電池パックが前記工具に装着されたとき、または、前記工具から取り外されたときに、前記一対のスイッチング素子のスイッチング状態が互い違いに切り替えられるように構成されており、一方のスイッチング素子がオンからオフに切り替わるタイミングよりも、他方のスイッチング素子がオフからオンに切り替わるタイミングのほうが早くなるように設定されていることを特徴としている。
請求項8の発明では、工具と、当該工具に着脱可能に構成される電池パックとを組み合わせた工具システムであって、前記電池パック内の電池セルの残容量を検出する残容量検出手段と、前記残容量を表示する残容量表示部と、前記電池パックが前記工具に装着されたとき、または、前記電池パックが前記工具から取り外されたときに、前記残容量に基づいて前記残容量表示部を動作させる表示手段と、を備えることを特徴としている。
請求項9の発明では、工具と、当該工具に着脱可能に構成される電池パックとを組み合わせた工具システムであって、前記電池パック内の電池セルの残容量を検出する残容量検出手段と、前記残容量を表示する残容量表示部と、前記工具の動作と連動して、前記電池セルの残容量に基づいて前記残容量表示部を動作させる表示手段と、を備えることを特徴としている。
請求項10の発明では、前記残容量表示部に残容量を表示するための操作部が備えられており、前記表示手段は、前記操作部が操作されたときに前記残容量表示部を動作させることを特徴としている。
請求項11の発明では、前記残容量検出手段で検出された前記残容量が前記電池セルの過放電状態と判断される所定容量以下であるときには、前記残容量表示部の動作を禁止する禁止手段を備えることを特徴としている。
請求項12の発明では、前記工具の動作状態としてトリガスイッチの操作状態を検出するものであり、前記表示手段は、前記トリガスイッチが操作されているときに前記残容量表示部を動作させることを特徴としている。
請求項13の発明では、前記残容量検出回路は、1対のスイッチング素子を介して前記電池組の両端電極に接続されているとともに、前記1対のスイッチング素子のスイッチ状態に応じて前記電池組の残容量を検出可能に構成されており、前記電池パックが前記工具に装着されたとき、または、工具から取り外されたときに、前記一対のスイッチング素子のスイッチング状態が互い違いに切り替えられるように構成されており、一方のスイッチング素子がオンからオフに切り替わるタイミングよりも、他方のスイッチング素子がオフからオンに切り替わるタイミングのほうが早くなるように設定されていることを特徴としている。
請求項1及び請求項8の発明によれば、使用者が特別な操作を行うことなく電池パックの残容量を確認することができる。このため、工具使用時に電池パックを工具に装着したときに表示される残容量を確認でき、電池パックが使用可能な残容量であるかを簡易に判断できる。また、工具使用後に工具から電池パックを取り外す際に表示される残容量を確認でき、電池パックの充電を行うべきか否かを簡易に判断することができる。
請求項2及び請求項9の発明によれば、工具の使用時に残容量を確認できるため、工具使用中に電池パックの充電が必要か否か、あるいは、残りの作業量を簡易に判断することができる。
請求項3及び請求項10の発明によれば、使用者の意思によって電池パックの残容量を確認することができるため、残容量表示の利便性を確保することができる。
請求項4及び請求項11の発明によれば、電池パックの残容量が少ないときには、残容量表示を禁止することにより、電池パックが不必要に放電されることを防止することができる。
請求項5及び請求項12の発明によれば、工具を使用して作業している最中にも残容量を表示することができ、残りの使用作業量を判断することができる。
請求項6の発明によれば、トリガ状態検出のために新たに信号端子を追加する必要がなく構成を簡略化することができる。
請求項7及び請求項13の発明によれば、簡易な構成で残容量を表示する回路を実現することができる。
本発明をインパクトドライバに適用した一実施形態について図1ないし図5を参照して説明する。なお、図1において、矢印により上下前後方向を示すとともに、矢印Iの方向を電池パック1の差込方向(挿入方向)とする。図1に示すように、インパクトドライバ100は側面視T字状に形成されており、横長形状の本体部内110には、駆動源であるモータが横置きで収容されている。本体部110の中央下端位置からは作業者が当該インパクトドライバ100を把持するためのハンドル部130が下方へ延伸形成されている。また、ハンドル部130下端には矩形状の台座140が形成されており、この台座140の下側から電池パック1がインパクトドライバ100に装着されている。
ハンドル部130内部には、後述する電池パック1の差込部22を収容する収容空間が形成されている。台座140下面には、電池パック1の電極端子が接続される雄型の本体側電極端子が下方に向いた姿勢で配置されており、この本体側電極端子とモータとが電線を介して電気的に接続された状態となっている。従って、電池パック1の差込部22をハンドル部130の収容空間に進入させた後、進入動作が停止したところで両端子が接続される。
図3から図6に示すように、電池パック1のケース体10は、上下に3分割されたケース分割体11,12,13を合体させることで形成されている。このケース体10は、前後に延びる主ケース部21とこの主ケース部21から上方へ(主ケース部21に対して直交方向に)突出した差込部22とで構成されており、側面視L字型の形態とされている。これら3つのケース分割体11,12,13は、主ケース体21と差込部22との間でケース分割体11と12とが分割されるとともに、主ケース部21はケース分割体12と13とで分割されるようになっている。各ケース分割体11,12,13はねじ止めにより一体化されている。
主ケース部21の前方視形状は、台形形状とされており、下面の横幅寸法W2が上面の横幅寸法W1よりも大きくなっている。この主ケース部21は上述したようにケース分割体12,13で構成されており、横幅寸法が最大となる高さ位置(寸法W2となる位置)で上下に分割されるようになっている。主ケース部21の後面には、内部に収容されている電池セル31〜36の残存容量を表示するための表示ランプ150及びこの表示ランプ150で残容量表示を行うための操作ボタン151が配置されいてる。
図9及び図10に示すように、表示ランプ150及び操作ボタン151は、表示用回路基板152に実装されており、この表示用回路基板152は、基板ホルダ153に対して一体化されている。基板ホルダ153には表示ランプ150及び操作ボタン151に対応する位置に開口部153A、153Bが形成されており、外部からのボタン操作及び残容量の確認ができる。また、基板ホルダ153の左右側縁には凸条153Cが形成されてケース分割体12の後面に形成されている収容溝12Aにスライドして嵌め込まれているとともに、ケース分割体13によって押さえ込まれている。このように表示用基板152を基板ホルダ153に取り付けた理由は、操作ボタン151を強く押したときに生じる表示用基板152への応力を低減して表示用基板152を保護するためであり、また、操作ボタン151の操作に伴う表示用基板152の変形により電池セル31〜35に接触して電池セル31〜35を傷つけたりしないためである。
尚、防水性を向上させるために、基板ホルダ153の外縁又はケース分割体12,13にシリコンあるいはゴムリングを介在させるようにしても良い。
尚、防水性を向上させるために、基板ホルダ153の外縁又はケース分割体12,13にシリコンあるいはゴムリングを介在させるようにしても良い。
主ケース部21の左右両側面のうち差込部22と同じ前後位置には、差込部22がインパクトドライバ100の収容空間内に収容されたときに、当該インパクトドライバ100に形成されているロック受け部に係止可能な1対のロック片211が形成されている。このロック片211は、電池パック1側に撓み変形可能な状態で、後述する上段側の電池セル34,35の収容位置から差込部22にかけて延びている。従って、一対のロック片211の左右幅は、主ケース体21の最大横幅寸法(W2)よりも小さい幅寸法(W1)となっている。また、主ケース部21と差込部22との境界領域のうち、両ロック片211に対応する位置に、それぞれのロック片211側へ突出形成された撓み規制部材212が形成されている。この撓み規制部材212によって、ロック片211の電池パック1側への撓み変形量が所定量に規制されるようになっている。
主ケース部10の内部には、5本の電池セル31〜35、電池セル31〜36の保護機能を備えた保護回路が実装された回路基板40、及び、インパクトドライバ100の本体側電極端子に接続される複数の電極端子が収容されている。5本の電池セル31〜35は、横置きの状態で互いの長軸Lが平行となるように2段に積み重ねて配置し、下段側に配置されている電池セル31〜33を3本とし、上段側に配置する電池セル34,35を2本としている。従って、本実施形態では下段側に配置される電池セル31〜33の数が上段側に配置される電池セル34,35の数よりも多い。このように配置された電池セル31〜35の外郭は台形形状となっており、この主ケース部21の形状もこの外郭形状に合わせて台形形状とされいる。また、各電池セル31〜35の長軸Lを横方向で互いに異なる位置となるように配置することで、上段の電池セル34,35を下段の電池セル31〜33の間に配置され、電池セル31〜35全体としての上下寸法が小さくされている。
図7,8に示すように、ケース分割体12の下端面の開口幅W2は上端面の開口幅W1よりもを大きい。これは電池パック1の本体取り付け側となるケース分割体12の上端面の開口幅W1を小さくすることによる本体取り付け部の小型化と、下端面の開口幅W2を大きくすることでドライバ本体100が転倒しにくい形状とし、かつ電池パック1の全高L1を低くすることを目的としている。また、このような寸法としたことにより差込部22の先端と主ケース部21の側面との間で形成される仮想線Bよりもロック片211が電池パック1側に位置することになり、電池パック1が横倒しされても、ロック片211にその衝撃が伝わらないようになっている。
図7,8に示すように、ケース分割体12の下端面の開口幅W2は上端面の開口幅W1よりもを大きい。これは電池パック1の本体取り付け側となるケース分割体12の上端面の開口幅W1を小さくすることによる本体取り付け部の小型化と、下端面の開口幅W2を大きくすることでドライバ本体100が転倒しにくい形状とし、かつ電池パック1の全高L1を低くすることを目的としている。また、このような寸法としたことにより差込部22の先端と主ケース部21の側面との間で形成される仮想線Bよりもロック片211が電池パック1側に位置することになり、電池パック1が横倒しされても、ロック片211にその衝撃が伝わらないようになっている。
一方、差込部22には縦置き姿勢の電池セル36が1本収容されており、主ケース部21に配置された上段側の電池セル34,35の中央部分に配されている。また、下段の電池セル31〜33の下側、及び縦置きされた電池セル36の上側にはそれぞれ弾性変形可能な緩衝部材212が設けられている。また、ケース体10に収容されている6本の電池セル31〜36は、2本を並列接続し、さらにこれら並列接続した電池セルの組を直列接続して構成している。
上段の電池セル34,35の上側には板面を当該電池セルの円周面に対面させた状態で回路基板40が配置されている。回路基板40は、各電池セル31〜36のセル状態を監視し、異常状態と判断したときに充放電を禁止して、各セルを保護するための保護IC40Aが実装されている。
回路基板40には、雌型の電極端子が本体側電極端子を上方から受け入れられるようにして実装されている。電極端子は7本実装されており、このうち5本の電極端子が横置きの電池セル34,35の並び方向に沿って互いに隣接した状態で一列に並べて配置されている。また、残り2本の電極端子が縦置きの電池セル36と5本の電極端子の間に配置されている。 これらの電極端子には、それぞれ充電電力供給、電池温度出力、電池種別出力、エラー出力等の機能が割り当てられている。
上段の電池セル34,35の上側には板面を当該電池セルの円周面に対面させた状態で回路基板40が配置されている。回路基板40は、各電池セル31〜36のセル状態を監視し、異常状態と判断したときに充放電を禁止して、各セルを保護するための保護IC40Aが実装されている。
回路基板40には、雌型の電極端子が本体側電極端子を上方から受け入れられるようにして実装されている。電極端子は7本実装されており、このうち5本の電極端子が横置きの電池セル34,35の並び方向に沿って互いに隣接した状態で一列に並べて配置されている。また、残り2本の電極端子が縦置きの電池セル36と5本の電極端子の間に配置されている。 これらの電極端子には、それぞれ充電電力供給、電池温度出力、電池種別出力、エラー出力等の機能が割り当てられている。
回路基板40は電池セル31〜35の上面に配置されているとともに、表示用基板152は電池セル31〜35の端面に配置されており、それぞれの基板40,153が電池パック1内で異なる面に配置されている。また、回路基板40と表示用基板152とはリード線を介して電気的に接続されている。これにより、表示ランプ150及び操作ボタン151を使用者が操作確認しやすい電池パックの後面に配置することができる。たとえば、電動工具を使用している最中に電池の残容量を確認したいときには、電動工具を前方へ傾けた姿勢にすることで使用者が容易に表示ランプ150を視認することができる。
また、表示用基板152は俵積みされた電池セル31〜35の端面に向かい合わせの状態で配置しているため、たとえば、電池セル31〜35の左右側面に配置する場合に比べて表示用基板152を容易に配置できる。
主ケース部21の上面には段部21Aが形成されており、この段部21Aを境にして、当該主ケース部21の中央位置から差込部22までの領域における高さ寸法が、主ケース部21の先端側の高さ寸法よりも大となっている。この段部21Aには、電池セル34,35の並び方向に沿って5本のスリット215が形成されているとともに、これら5本のスリット215と差込部22との間にさらに2本のスリット216が形成されている。これらのスリット215,216のうち、スリット215は前方および上方に開口するL字型の開口形状とされているとともに、スリット216は前方のみが開口した形状とされている。これらのスリット215,216はケース分割体11,12を合体させたときに電極端子の位置に対応して配置されており、工具100の本体側電極端子が電極端子に接続されるときには、本体側電極端子がこれらのスリット215,216を介してケース体10内に進入可能となっている。
図6に示すように、差込部22の基端側には、差込部22の突出方向と直交方向に膨出形成された挿入規制用凸部22Aが設けられているとともに、インパクトドライバ100の収容空間130A内には挿入規制用凸部22Aに対応した挿入規制部(不図示)が形成されている。この挿入規制用凸部22Aの膨出位置は、電池パック1内に内蔵される電池の電池種に応じて決定されており、例えば、公称電圧の低い電池パック1については、挿入規制用凸部22Aの膨出位置を差込部22の基端側に配置する一方、公称電圧の高い電池パック1については、逆にその膨出位置を差込部22の先端側に配置するようにする。そして、電池パック1が装着されるインパクトドライバ100側については、電池パック1が正規装着されたときに、当該インパクトドライバ100に使用可能な電池パック1のうち最も公称電圧の高いものに形成された挿入規制用凸部22Aに係合する挿入規制部を形成しておく。
図11に本実施形態の回路構成を示す。インパクトドライバ100と電池パック1との間には正負電極220,221及び信号出力用端子223が接続されており、正負電極220,221により電池パック1からインパクトドライバ100に対して電力供給を行うとともに、信号出力端子223により電池パック1からインパクトドライバ100に対して放電停止用の信号を出力する。
インパクトドライバ100には、電池パックから供給される電力をトリガスイッチ回路160を介してモータ170及びLED180に供給される。又、トリガスイッチ回路160にはモータ170及びLED180への電力供給を停止する停止回路190が直列に接続されている。使用者がドライバドリス100のトリガスイッチ300を操作することにより、トリガスイッチ回路160内のスイッチング制御回路161がFET162をスイッチング制御することにより、モータ170の回転数をトリガ操作量に応じた回転数に調整する。又、トリガ操作と同時にスイッチ163が閉じられるため、電流制限抵抗181を介して電源供給が行われてLED180が点灯する。
停止回路190は、信号出力端子223を介して電池パック1から入力される過放電信号を受けると、FET191をオフすることにより、電流経路を遮断して、モータ170及びLED180への電源供給を停止させる。
信号出力用端子223は停止回路190のほかに、LED180と電流制限抵抗181の共通接続点に接続されているとともに、電池セル組3(電池セル31〜36のことをいう)の負極に接続されている。
電池パック1内部には、電池セル31〜36、保護IC40A、残容量検出回路220、駆動回路230、表示ランプ150、操作ボタン151が備えられている。保護IC40Aは、各電池セル31〜36の過放電、過電流、過充電を検出し、各電池セル31〜36を保護する。本実施形態では、電池セル31〜36の過放電状態あるいは過電流状態(過負荷状態)となっていると判断したときには、信号出力端子223からインパクトドライバ100に対して信号を出力し、停止回路190作動させる。なお、残容量検出回路220、駆動回路230が本発明で追加された構成である。
残容量検出回路220は、電池セル組3の電圧を検出し、検出した電圧に応じて2つの表示ランプ150の一方または双方を点灯させる。ここで、電池セル組3の電池電圧と残容量とはある所定の関係を有していることから、電池セル組3の電池電圧を検出し、その電圧に応じて点灯する表示ランプ150の数を変更することで電池セル組3の残容量を把握できる。また、電池セル組3の残容量を検出するほう方法として、たとえば、電池セル組3の放電電流とその放電時間の積から放電量を算出し、この放電量に基づいて残容量を検出するようにしてもよい。
駆動回路230は電池セル組3と残容量検出回路の間に介在されており、残容量検出回路220を特定のタイミングで作動させる回路である。この駆動回路230は、電池セル組3の正極と残容量検出回路220の一方側の端子との間にPチャネルFET231が接続されており、電池セル組3の負極と残容量検出回路220の他方側の端子との間にNチャネルFET232が接続されている。各FET231,232のゲート端子は信号出力用端子223に接続されている。また、FET232には操作スイッチ151が並列接続されている。従って、各FET231,232がオン状態のとき、あるいは、FET231がオン状態のときに操作ボタン151を操作することにより残容量検出回路220に電池セル組3の電圧が印加されて、表示ランプ150が点灯する。
駆動回路230は電池セル組3と残容量検出回路の間に介在されており、残容量検出回路220を特定のタイミングで作動させる回路である。この駆動回路230は、電池セル組3の正極と残容量検出回路220の一方側の端子との間にPチャネルFET231が接続されており、電池セル組3の負極と残容量検出回路220の他方側の端子との間にNチャネルFET232が接続されている。各FET231,232のゲート端子は信号出力用端子223に接続されている。また、FET232には操作スイッチ151が並列接続されている。従って、各FET231,232がオン状態のとき、あるいは、FET231がオン状態のときに操作ボタン151を操作することにより残容量検出回路220に電池セル組3の電圧が印加されて、表示ランプ150が点灯する。
以下、本実施形態の動作について図12を参照して説明する。電池パック1をインパクトドライバ100に装着することなく単独で保持しているときには(図中(1)の期間)、信号出力用端子223は電池セル組3の負極に接続された状態であり、各FET231,232のゲート端子の電位はロウレベル(電池セル組3の負極電位)となっているため、FET231がオン、FET232がオフとなり、残容量検出回路220は動作しない。ただし、操作ボタン151を操作すると、残容量検出回路220と電池セル組3が接続されるため、残容量に応じて表示ランプ150が点灯する。
電池パック1をインパクトドライバ100に装着すると(図中(2)の期間)、信号出力用端子223が電流制限抵抗181を介して電池セル組3の正極側に接続されるため、この信号出力用端子223の電位はハイレベルに変化する。従って、FET231はオフ、FET232はオンとなる。各FET231,232のスイッチ状態が変化するタイミングは異なっており、FET232がオンに切り替わった後にFET231がオフする。従って、各FET231,232のスイッチ状態を異なるタイミングで互い違いに切り替える構成である。各FET231,232のゲート端子に寄生容量が存在しており、信号出力用端子223の電圧変化に対してゲート端子の電圧変化が遅れることを利用している。
ここで、FET231についてはゲート端子の電圧がドレイン端子の電圧(電池電圧)に達すると、スイッチ状態がオンからオフに切り替わり、FET232についてはゲート端子の電圧がソース端子の電圧よりも高くなるとスイッチ状態がオフからオンに切り替わる。具体的には、FET231がオンからオフに切り替わるゲート電圧は、素子の特性上、ドレイン電圧に対して約2V以内の電圧範囲となったときであり、FET232がオフからオンに切り替わるゲート電圧は、ソース電圧から約2V以上高い電圧になったときである。
従って、電池パック1をインパクトドライバ100に装着する場合には、信号出力用端子223の電位がロウレベルからハイレベルに変化し、これに伴って、各FET231,232のゲート電圧が上昇する。このときに、FET232が先にゲート電圧がソース電圧よりも2V以上高くなってオン状態に切り替わる。一方、FET232はオン状態を維持しているため、残容量検出回路220が作動して表示ランプ150が点灯する。各FET231,232のゲート電圧がさらに上昇してFET232のゲート電圧がドレイン電圧に対して2V以内の電圧範囲まで上昇すると、FET232がオフする。そうすると、残容量検出回路220の動作が停止して表示ランプ150が消灯する。
電池パック1をインパクトドライバ100に装着した状態でトリガスイッチを操作すると(図中(3)の期間)、トリガスイッチ回路160が動作して、モータ170を駆動させると共に、LED180を点灯させる。このとき、信号出力用端子223の電位は、LED180のアノード電圧にまで低下する。ここで、LED180のアノード電圧がたとえば3〜4Vの電圧のものを使用すれば、FET231、232の双方がオンすることとなるため残容量表示回路220が動作して表示ランプ150が点灯する。従って、トリガスイッチを操作している最中は、表示ランプ150が点灯状態とされる。
続いて、トリガスイッチを戻すと(図中(4)の期間)、トリガスイッチ回路160が停止することによりモータ170が停止し、LED180が消灯する。このとき、信号出力用端子223の電位は、電流制限抵抗181を介して電池セル組3に接続されてハイレベルに切り替わる。これにより、FET231がオフする一方、FET232はオン状態を維持する。
インパクトドライバ100の使用を終了して電池パック1をインパクトドライバ100から取り外すと(図中(5)の期間)、信号出力用端子223の電位がハイレベルからロウレベルに変化するため、FET231がオフからオンに切り替わり、FET232がオンからオフに切り替わる。
ここで、FET231についてはゲート端子の電圧がドレイン端子の電圧(電池電圧)以下になるとスイッチ状態がオフからオンに切り替わり、FET232についてはゲート端子の電圧がソース端子の電圧と等しくなるとスイッチ状態がオンからオフに切り替わる。具体的には、FET231がオフからオンに切り替わるゲート電圧は、素子の特性上、ドレイン電圧よりも約2V以上の低い電圧となったときであり、FET232がオンからオフに切り替わるゲート電圧は、ソース電圧から約2V以内の電圧範囲になったときである。
従って、電池パック1をインパクトドライバ100から取り外す場合には、信号出力用端子223の電位がハイレベルからロウレベルに変化し、これに伴って、各FET231,232のゲート電圧が低下する。このときに、FET231が先にゲート電圧がドレイン電圧よりも2V以上低くなってオン状態に切り替わる。一方、FET232はオン状態を維持しているため、残容量検出回路220が作動して表示ランプ150が点灯する。各FET231,232のゲート電圧がさらに低下してFET232のゲート電圧がドレイン電圧に対して2V以内の電圧範囲まで低下すると、FET232がオフする。そうすると、残容量検出回路220の動作が停止して表示ランプ150が消灯する。
インパクトドライバ100のトリガスイッチ300の操作中に保護IC40Aが電池セル組3の過電流状態または過放電状態を検出した場合、保護IC40AのポートPAから信号を出力して、FET40Bをオンに切り替えることで、信号出力用端子223の信号レベルをロウレベルに切り替える。電池パック1がインパクトドライバ100に接続されている場合には、信号出力用端子223の電位がロウレベルに切り替わり、停止回路190のFET191がオフして、モータ170、LED180への電力供給が停止される。このときには、FET232のゲート電圧もロウレベルに切り替わるため残容量表示回路220の動作が停止して、表示ランプ150が消灯する。
本実施形態によれば、インパクトドライバ100に電池パック1を装着する際に使用者が特別な操作を行うことなく電池パック1の残容量を確認することができるため、使用開始に当たって電池パックが使用可能な残容量であるかを容易に判断することができる。
また、トリガスイッチを操作している時には常に電池パック1の残容量を確認できるため、インパクトドライバ100の使用中に電池パック1の充電が可能か否か、あるいは、残りの作業可能量を簡易に判断することができる。
また、インパクトドライバ100から電池パック1を取り外す際に使用者が特別な操作を行うことなく電池パック1の残容量を確認することができるため、インパクトドライバ100の使用後に電池パック1の充電を行うべきか否かを簡易に判断することができる。
また、操作ボタン151の操作により、使用者の意思によって電池パック1の残容量を確認することができるため、残容量表示の利便性を確保することができる。また、電池パック1が過放電状態あるいは過電流状態(過負荷状態)であるときには、保護IC40Aが作動して残容量検出回路220の動作が禁止されるため、電池パック1が不必要に放電されたり、あるいは、過負荷状態による一時的な電池セル組3の電圧低下に起因して不正確な残容量を表示するといった不具合を防止できる。
また、信号出力用端子を利用してトリガスイッチの状態を検出する構成であるため、トリガスイッチ検出のために新たに信号端子を追加する必要がなく構成を簡略化することができる。また、残容量検出回路は、1対のFET231,232を介して電池セル組3の両端電極に接続し、FET231,232のスイッチ状態に応じて電池セル組3の残容量を検出可能に構成し、一方のFET231,232がオンからオフに切り替わるタイミングよりも、他方のFET231,232がオフからオンに切り替わるタイミングのほうが早くなるように設定しているため、簡易な構成で残容量を表示する回路を実現することができる。
1 電池パック 21 主ケース部 22 差込部
31,32,33,34,35,36 電池セル 40 回路基板(禁止手段)
100 インパクトドライバ 110 本体部
130 ハンドル部 150 表示ランプ
151 操作ボタン 170 モータ
211 ロック片 212 緩衝部材
213 端子板 214 タブ
215,216 スリット 残容量検出回路 220
230 駆動回路 231 PチャネルFET
232 NチャネルFET
31,32,33,34,35,36 電池セル 40 回路基板(禁止手段)
100 インパクトドライバ 110 本体部
130 ハンドル部 150 表示ランプ
151 操作ボタン 170 モータ
211 ロック片 212 緩衝部材
213 端子板 214 タブ
215,216 スリット 残容量検出回路 220
230 駆動回路 231 PチャネルFET
232 NチャネルFET
Claims (13)
- 工具に着脱可能に構成される電池パックであって、
前記電池パックに収容される電池セルの残容量を検出する残容量検出手段と
前記残容量検出手段の検出結果に基づいて前記残容量を表示する残容量表示部と、
前記電池パックを前記工具に装着したとき、または、前記電池パックが前記工具から取り外されたときに、前記電池組の残容量に基づいて前記残容量表示部を動作させる表示手段と、を備えることを特徴とする電池パック。 - 工具に着脱可能に構成される電池パックであって、
前記電池パックに収容される電池セルの残容量を検出する残容量検出手段と
前記残容量検出手段の検出結果に基づいて前記残容量を表示する残容量表示部と、
前記工具の動作と連動して、前記電池セルの残容量に基づいて前記残容量表示部を動作させる表示手段と、を備えることを特徴とする電池パック。 - 前記電池パックには、前記残容量表示部に残容量を表示するための操作部が備えられており、
前記表示手段は、前記操作部が操作されたときには前記残容量に応じて前記残容量表示部に動作させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電池パック。 - 前記残容量検出手段で検出された前記残容量が前記電池セルの過放電状態と判断される所定容量以下であるときには、前記残容量表示部の動作を禁止する禁止手段を備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の電池パック。
- 前記工具の動作状態としてトリガスイッチの操作状態を検出するものであり、
前記表示手段は、前記トリガスイッチが操作されているときに前記残容量表示部を動作させることを特徴とする請求項2から請求項4のいずれかに記載の電池パック。 - 前記電池パックには、前記電池パックから前記工具に対して信号を出力する信号出力端子を備えており、
前記表示手段は、前記信号出力端子を用いて前記工具のトリガスイッチの操作状態を検出することを特徴とする請求項5に記載の電池パック。 - 前記残容量検出回路は、1対のスイッチング素子を介して前記電池セルの両端電極に接続されているとともに、前記1対のスイッチング素子のスイッチング状態に応じて前記電池セルの残容量を検出可能に構成されており、
前記電池パックが前記工具に装着されたとき、または、前記工具から取り外されたときに、前記一対のスイッチング素子のスイッチング状態が互い違いに切り替えられるように構成されており、一方のスイッチング素子がオンからオフに切り替わるタイミングよりも、他方のスイッチング素子がオフからオンに切り替わるタイミングのほうが早くなるように設定されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の電池パック。 - 工具と、当該工具に着脱可能に構成される電池パックとを組み合わせた工具システムであって、
前記電池パック内の電池セルの残容量を検出する残容量検出手段と、
前記残容量を表示する残容量表示部と、
前記電池パックが前記工具に装着されたとき、または、前記電池パックが前記工具から取り外されたときに、前記残容量に基づいて前記残容量表示部を動作させる表示手段と、を備えることを特徴とする工具システム。 - 工具と、当該工具に着脱可能に構成される電池パックとを組み合わせた工具システムであって、
前記電池パック内の電池セルの残容量を検出する残容量検出手段と、
前記残容量を表示する残容量表示部と、
前記工具の動作と連動して、前記電池セルの残容量に基づいて前記残容量表示部を動作させる表示手段と、を備えることを特徴とする工具システム。 - 前記残容量表示部に残容量を表示するための操作部が備えられており、
前記表示手段は、前記操作部が操作されたときに前記残容量表示部を動作させることを特徴とする請求項8または請求項9に記載の電池パック。 - 前記残容量検出手段で検出された前記残容量が前記電池セルの過放電状態と判断される所定容量以下であるときには、前記残容量表示部の動作を禁止する禁止手段を備えることを特徴とする請求項8から請求項10のいずれかに記載の電池パック。
- 前記工具の動作状態としてトリガスイッチの操作状態を検出するものであり、
前記表示手段は、前記トリガスイッチが操作されているときに前記残容量表示部を動作させることを特徴とする請求項9から請求項11のいずれかに記載の電池パック。 - 前記残容量検出回路は、1対のスイッチング素子を介して前記電池組の両端電極に接続されているとともに、前記1対のスイッチング素子のスイッチ状態に応じて前記電池組の残容量を検出可能に構成されており、
前記電池パックが前記工具に装着されたとき、または、工具から取り外されたときに、前記一対のスイッチング素子のスイッチング状態が互い違いに切り替えられるように構成されており、一方のスイッチング素子がオンからオフに切り替わるタイミングよりも、他方のスイッチング素子がオフからオンに切り替わるタイミングのほうが早くなるように設定されていることを特徴とする請求項8から請求項12のいずれかに記載の電池パック。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009010826A JP2010170779A (ja) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | 電池パック及び工具システム |
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JP2009010826A JP2010170779A (ja) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | 電池パック及び工具システム |
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2009
- 2009-01-21 JP JP2009010826A patent/JP2010170779A/ja active Pending
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