JP2012051064A - 電動工具及び電動工具に用いられる電池パック - Google Patents
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Abstract
リチウムイオン電池を電源とする電動工具において大電流放電の所定時間以上の持続を遮断させる過電流保護回路を提供する。
【解決手段】
電池セル群からスイッチング素子及びトリガスイッチを介して電力が供給されるモータを備えた電動工具において、電流路に流れる電流値を検出する電流検出器と制御手段を設け、制御手段は、電流検出器により電池セル群に流れる電流値が所定値以上(例えば20A以上)で第1の時間(例えばt2から30秒)継続したときに半導体スイッチング素子を用いて電流値を断続的にオン・オフ制御するパルス駆動を行い、その後に電流値が所定値以上のまま第2の時間(例えばt2から50秒)が経過したときにスイッチング素子をオフにしてモータの回転を強制的に停止させる。
【選択図】 図9
Description
Ia=(V−E)/Ra・・・(1)
但しVは直流電源Vの電圧、Raは直流モータMの電機子巻線の抵抗値、Eは直流モータの逆起電力である。
号が入力されると、タイマのカウントを開始し、50秒が経過するとスイッチ238にスイッチ238を閉じる(オン)ための信号を出力する。スイッチ238が閉じると上述のように電池保護IC253は、過電流過放電出力端子156を介して電動工具101のコントローラ104に0ボルト(Lo信号)を出力する。大電流検出回路241が検出した電流が20Aを下回った場合は、大電流検出回路241は復帰回路243に信号を出力する。復帰回路243はその信号が入力されると、上述とは別のタイマのカウントを開始し、5秒が経過するとタイマカウンタ242にタイマをリセットするための信号を出力する。
4 端子 4A 正極端子 4B 負極端子 4C 信号伝達端子
5 モータ 6 先端工具 8 トリガスイッチ 8A トリガ
10 電池パック 20 ハウジング 21 上側ハウジング
21A ボス 22 下側ハウジング 22A ボス 23 操作部
24 端子挿入部 24A スリット 30 ケース
31 セルフレーム 32 電池セル 32A〜32D 電池セル組
40 基板 40A、40B 領域 42 端子
42A (充電用)正極端子 42B (放電用)正極端子
42C、42D 信号伝達端子 42F (充放電用)負極端子
42G 信号伝達端子 49 端子カバー 50 スイッチング部
51 FET 52 ダイオード 53、54 抵抗
55 定電圧電源 56 三端子レギュレータ
57、58 平滑コンデンサ 59 リセットIC 60 マイコン
61 CPU 62 ROM 63 RAM 64 タイマ
65 A/Dコンバータ 66 出力ポート 67 リセット入力ポート
70 電池電圧検出部 71〜73 抵抗 75 電池温度検出部
76 サーミスタ 77、78 抵抗 80 電流検出部
83 トリガ検出部 84、85 抵抗 86 表示部
87 LED 88 抵抗 90 放電曲線 99 充電器
101 電動工具 103 スイッチユニット 104 コントローラ
105 モータ 108 トリガスイッチ 109 正逆スイッチ
120 メイン電流スイッチ回路 121 FET 122 抵抗
123 コンデンサ 124 接点
130 メイン電流スイッチオフ保持回路 131 抵抗 132 FET
133 抵抗 134 コンデンサ 135 接点 140 表示部
141 抵抗 142 LED 143 負極端子 147 正極端子
156 過電流過放電出力端子 157 過充電出力端子
210 電池パック 220 ハウジング 221 上側ハウジング
222 下側ハウジング 225 ケース 230 素電池電圧検出部
233 過電流検出部 234 過放電検出部 235 過電圧検出部
238 スイッチ 240 基板 241 大電流検出回路
242 タイマカウンタ 243 復帰回路 250 電池セル
251 電池セル群 252 抵抗 253 電池保護IC
260 電池パック 283 電池保護IC 301 電動工具
350 電流検出部 360 マイコン 361 CPU
362 ROM 363 RAM 364 タイマ
365 A/Dコンバータ 366 出力ポート
367 リセット入力ポート 370 電源回路部
371 平滑コンデンサ 450 放電曲線
601 コードレス丸のこ 602 ハウジング 604 ハンドル部
606 ソーカバー 607 セーフティカバー 608 ベース
609 モータ 610 減速機構 611 出力軸
612 丸のこ刃 613 トリガ 701 コードレスハンマドリル
702 ハウジング 704 ハンドル部 713 トリガ
714 バッテリ装着部 801 コードレスジグソー
802 ハウジング 804 ハンドル部 813 トリガ
Claims (14)
- 複数の二次電池セルよりなる電池セル群と、
前記電池セル群からスイッチング素子及びトリガスイッチを介して電力が供給されるモータと、を備えた電動工具において、
前記電池セル群、前記スイッチング素子及び前記モータを通る電流路に流れる電流値を検出する電流検出器と、
前記電流検出器からの検出信号を入力し、前記スイッチング素子のオンオフを制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、
前記電流検出器により前記電池セル群に流れる電流値が所定値以上で第1の時間継続したときに、作業者に高負荷作業が継続していることを認識させるためのアラーム表示又はアラーム制御を行い、
前記第1の時間経過後に前記電流値が所定値以上のままであって第2の時間が経過したときに前記スイッチング素子をオフにすることにより前記電流路を遮断することを特徴とする電動工具。 - 前記制御手段はタイマを含んだマイコンであり、
前記マイコンは前記電流検出器からの信号と前記タイマを用いて、検出された電流値が所定値を超えている状態の継続時間をカウントすることを特徴とする請求項1に記載の電動工具。 - 前記制御手段は、タイマ手段を内蔵又は外付けした専用の集積回路であり、
前記集積回路は、前記電流検出器からの信号と前記タイマを用いて、検出された電流値が所定の値を超えた状態の継続時間をカウントすることを特徴とする請求項1に記載の電動工具。 - 前記電池セル群は、ハウジングに格納されて電池パックとして前記電動工具の本体に着脱可能に構成されることを特徴とする請求項2又は3に記載の電動工具。
- 前記制御手段及び前記スイッチング素子は、前記電池パック内に配置されることを特徴とする請求項4に記載の電動工具。
- 前記制御手段及び前記スイッチング素子は、前記電動工具の本体側に配置されることを特徴とする請求項4に記載の電動工具。
- 前記制御手段は前記電池パック内に配置され、前記スイッチング素子は前記電動工具の本体側に配置され、
前記電池パックに、前記電動工具の本体側に対して前記スイッチング素子の制御信号を出力する接続端子を設けたことを特徴とする請求項6に記載の電動工具。 - 前記スイッチング素子は電界効果トランジスタであり、
前記アラーム制御において前記制御手段は、第1の時間が経過した際に短い時間間隔で前記スイッチング素子のオン又はオフを複数回繰り返すように制御することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の電動工具。 - 複数の二次電池セルよりなる電池セル群と、
前記電池セル群からスイッチング素子及びトリガスイッチを介して電力が供給されるモータと、を備えた電動工具において、
前記電池セル群、前記スイッチング素子及び前記モータを通る電流路に流れる電流値を検出する電流検出器と、
前記電流検出器から所定時間以上の過大電流を検出したら前記スイッチング素子をオフにする制御手段を有し、
前記制御手段は、前記スイッチング素子をオフにする前に、作業者に対して前記スイッチング素子をオフにすることを知らせる予告制御を実行することを特徴とする電動工具。 - 前記予告制御が実行されてから所定時間経過するまでに前記過大電流が解消されない場合に、前記制御手段は前記スイッチング素子をオフにすることを特徴とする請求項9に記載の電動工具。
- 前記予告制御は、短い時間間隔で前記スイッチング素子のオン又はオフを複数回繰り返す制御であることを特徴とする請求項10に記載の電動工具。
- 複数の二次電池セルよりなる電池セル群と、
前記電池セル群からの放電電流を監視する制御回路と、
接続される電池駆動機器に接続される接続端子と、
前記二次電池セルから前記接続端子への放電経路を遮断するスイッチ手段を有する電池パックであって、
前記制御回路は、
前記二次電池セルからの放電電流が許容放電最大値を越えた際に、前記スイッチ手段を遮断し、
前記二次電池セルからの放電電流が、許容放電最大値以下の基準電流値のまま第1の時間継続したときに、前記スイッチ手段を遮断することを特徴とする電池パック。 - 前記スイッチ手段は半導体スイッチング素子であり、
前記制御回路はタイマを有するマイコンであることを特徴とする請求項12に記載の電池パック。 - 前記スイッチ手段は半導体スイッチング素子であり、
前記制御回路はタイマ手段を内蔵又は外付けした専用の集積回路であることを特徴とする請求項13に記載の電池パック。
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