JPWO2019031273A1 - 電気機器 - Google Patents
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Abstract
電池パックと本体のどちらに異常が発生したか迅速に判別可能な電気機器を提供する。電動工具(50)は、電動工具(50)内部の異常を報知するLEDライト(58)を有する。LEDライト(58)は、被削材を照らすライトである。電池パック(10)の残容量表示手段(17)は、電池パック(10)内部の異常を報知する電池側報知部を兼ねる。電動工具(50)の制御部(55)は、インバータ回路(65)のスイッチング素子の高温異常を検出するとLEDライト(58)を遅く点滅させ、過電流を検出するとLEDライト(58)を早く点滅させる。電池パック(10)の制御部(15)は、過放電を検出すると残容量表示手段(17)のLEDを1つ点滅させ、二次電池セル(11)の高温異常を検出すると残容量表示手段(17)のLEDを4つ点滅させる。
Description
本発明は、電池パックを接続可能な電気機器に関する。
下記特許文献1は、電池パックの電力で動作する電動工具において、スイッチング素子の高温異常を報知する発光素子と、装着した電池パックの残容量を表示するランプと、を備えることを開示する。
電池パック側の異常を報知する報知部と、本体側の高温異常を報知する報知部と、が同じであると、電池パックと本体のどちらに異常が発生したかを使用者は判別できない。
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、電池パックと本体のどちらに異常が発生したか迅速に判別可能な電気機器を提供することにある。
本発明のある態様は、電池パックと、前記電池パックに接続される機器本体と、を備える電気機器であって、前記機器本体は、前記機器本体内部の異常を報知する本体側報知部を有し、前記電池パックは、前記電池パック内部の異常を報知する電池側報知部を有する。
前記本体側報知部は、作業箇所を照射する照明部であってもよい。
前記電池側報知部は、前記電池パックの残容量を表示する残容量表示部であってもよい。
前記本体側報知部及び前記電池側報知部の少なくとも一方は、報知操作部に対して所定の操作が行われたときに異常有無を報知してもよい。
前記電池側報知部は、異常が検出されると自動的に報知してもよい。
前記本体側報知部は、前記電池パック内部の異常は報知しなくてもよい。
前記異常は、温度異常を含んでもよい。
前記異常は、電流異常を含み、前記本体側報知部及び前記電池側報知部の少なくとも一方は、温度異常と電流異常とで、異なる態様の報知を行ってもよい。
本発明のもう1つの態様は、電池パックと、前記電池パックに接続される機器本体と、を備える電気機器であって、前記機器本体は、前記機器本体内部の異常を報知する本体異常報知部と、前記電池パック内部の異常を報知する電池異常報知部と、を別々に有する。
本発明のもう1つの態様は、電池パックと、前記電池パックに接続される機器本体と、を備える電気機器であって、前記電池パックは、前記機器本体内部の異常を報知する本体異常報知部と、前記電池パック内部の異常を報知する電池異常報知部と、を別々に有する。
本発明のもう1つの態様は、電池パックと、前記電池パックに接続される機器本体と、を備える電気機器であって、前記機器本体及び前記電池パックのいずれかは、異常報知部を有し、前記異常報知部は、前記機器本体内部の異常と、前記電池パック内部の異常とで、異なる態様の報知を行う。
前記機器本体は、本体側制御部を有し、前記電池パックは、電池側制御部を有し、前記電池側制御部は、前記電池パック内部の異常が検出されると、前記本体側制御部に異常検出信号を送信し、前記本体側制御部は、前記異常検出信号を受信すると前記機器本体の動作を停止してもよい。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明によれば、電池パックと本体のどちらに異常が発生したか迅速に判別可能な電気機器を提供することができる。
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
図1は、本発明の実施の形態に係る電気機器の一例である電動工具50の、電池パック10を接続した状態の側面図である。図1により、互いに直交する前後及び上下方向を定義する。電動工具50は、コードレスタイプの携帯用切断機(携帯用丸鋸)であって、着脱可能に装着した電池パック10の電力で動作する。電池パック10は、電動工具50のハウジング60の後端部に後方からスライド装着される。ハウジング60は、アルミ等の金属製のベース71に連結され、ベース71の上方に位置する。ベース71の下面は、被削材との摺動面となる。ハウジング60は、図6に示すモータ51や制御部55、その他の各種回路部品を収容する。また、モータ51の回転を鋸刃70に伝達する図示しない減速機構がハウジング60に収容保持され、鋸刃70は前記減速機構を介してモータ51によって回転駆動される。ハウジング60には、被削材を照らすLEDライト58が保持される。ハウジング60のグリップ部61には、使用者がモータ51の駆動、停止を指示するためのトリガスイッチ52が設けられる。ハウジング60の外面の上方に臨む部分であって、グリップ部61とハウジング60によって形成される空間に、図2に示すスイッチパネル62が設けられる。スイッチパネル62には、ライト点灯スイッチ59及び点灯状態表示LED63が設けられる。ライト点灯スイッチ59は、使用者がLEDライト58の点灯、消灯を指示するためのスイッチ(ここではボタンスイッチ)である。点灯状態表示LED63は、LEDライト58が点灯している間に点灯して使用者に報知する。
図3は、過負荷保護機能及び温度保護機能が作動した各場合における図1のLEDライト58の点灯状態説明図である。LEDライト58は、被削材を照らすライトであると共に、本体側報知部の例示であり、図6に示す制御部55の制御に従い、過負荷保護機能の作動時には早い点滅表示となり(例えば0.1秒ごとに点灯、消灯を繰り返し)、温度保護機能の作動時には遅い点滅表示となり(例えば0.5秒ごとに点灯、消灯を繰り返す)、使用者に報知する。LEDライト58の点滅による保護機能の作動の報知は、ライト点灯スイッチ59が押された場合に行ってもよいし、ライト点灯スイッチ59が押されるか否かに関わらず過負荷や高温状態になった際に自動的に行ってもよい。LEDライト58は、電池パック10の過放電や高温異常についての報知は行わない。
図4は、図1の電池パック10の斜視図である。電池パック10は、図6に示す二次電池セル11や制御部15、その他の各種回路部品を内蔵すると共に、後部外面の上方に臨む部分に、スイッチパネル20を有する。スイッチパネル20には、残容量表示手段17及び残容量表示スイッチ19が設けられる。残容量表示手段17は、ここでは4つのLEDであり、後述のように、電池パック10の残容量を表示すると共に、電池パック10内部の異常を報知する電池側報知部として機能する。残容量表示スイッチ19は、報知操作部の例示であり、使用者が残容量表示手段17による表示有無を指示するためのスイッチ(ここではボタンスイッチ)である。
図5は、電池残量、温度保護機能作動有無、及び故障有無に応じた図4の残容量表示手段17の点灯状態説明図である。残容量表示手段17は、制御部15の制御に従い、電池パック10の満充電のときは4つのLEDが共に点灯し、電池パック10の残容量が低下するにつれて段階的にLEDの点灯数が少なくなり、残容量が無くなると1つのLEDが点滅し、電池パック10の温度保護機能作動時には4つのLEDが点滅し、電池パック10の故障時には2つのLEDが点滅する。なお、LEDの点滅個数や点滅方法はこれに限るものではない。
図6は、電動工具50及び電池パック10を互いに接続した状態のブロック図である。図6に示すように、電池パック10及び電動工具50はそれぞれ、プラス端子、LS端子、V端子、T端子、LD端子、及びマイナス端子を備える。電池パック10及び電動工具50の同名の端子同士が互いに電気的に接続される。
電池パック10は、自身のプラス端子とマイナス端子との間に直列接続された複数の(ここでは5つの)二次電池セル11を備える。セル電圧監視IC12は、各々の二次電池セル11の電圧を監視し、少なくとも1つの二次電池セル11の電圧が所定値以下になると、過放電と判断し、制御部(電池側制御部)15に過放電検出信号を送信する。二次電池セル11には電流検出用の抵抗R1が直列接続される。電流検出回路14は、抵抗R1の両端の電圧により二次電池セル11の出力電流を検出し、制御部15に検出結果を送信する。電源回路13は、二次電池セル11の出力電圧からセル電圧監視IC12及び制御部15の動作電圧VDD1を生成する。電池電圧検出回路16は、二次電池セル11の出力電圧を検出し、制御部15に検出結果を送信する。残容量表示手段17は、例えばLEDであり、制御部15の制御により電池パック10の残容量を使用者に表示(報知)する。セル温度検出手段18は、二次電池セル11の近傍に配置されたサーミスタTHの電圧により二次電池セル11の温度を検出し、制御部15に検出結果を送信する。残容量表示スイッチ19は、使用者が残容量表示手段17への残容量表示を指示するためのスイッチである。
電池パック10は、電動工具50から送信されるシリアル通信信号(デジタル信号)を制御部15に受信させるための経路を成すシリアル通信用受信回路31と、サーミスタTHの一端のアナログ電圧(二次電池セル11の温度情報)を電動工具50に送信するための経路を成す温度情報送信回路32と、を有する。電池パック10のLS端子は、第1切替回路21を介して、シリアル通信用受信回路31及び温度情報送信回路32のいずれかに択一的に接続される。第1切替回路21は、一端がLS端子に接続され、制御端子がV端子に接続され、V端子から入力される信号に応じて、他端がシリアル通信用受信回路31及び温度情報送信回路32のいずれかに択一的に接続される。ここでは、V端子からの信号がローレベルのとき、第1切替回路21の他端はシリアル通信用受信回路31に接続され、V端子からの信号がハイレベルのとき、第1切替回路21の他端は温度情報送信回路32に接続される。サーミスタTHの一端は、第1切替回路21の他端に接続される。サーミスタTHの他端とグランドとの間に、FET等のスイッチング素子Q1が設けられる。第3切替回路23は、一端がV端子に接続され、制御端子が制御部15に接続され、制御部15から入力される信号に応じて、他端がスイッチング素子Q1の制御端子(ゲート)及びサーミスタTHの一端(第1切替回路21の他端)に択一的に接続される。
電池パック10は、識別抵抗Raの一端のアナログ電圧(電池パック10の識別情報)を電動工具50に送信するための経路を成す識別情報送信回路35と、制御部15から電動工具50に向けたシリアル通信信号(デジタル信号)を送信するための経路を成すシリアル通信用送信回路36と、を有する。電池パック10のT端子は、第2切替回路22を介して、識別情報送信回路35及びシリアル通信用送信回路36のいずれかに択一的に接続される。第2切替回路22は、一端がT端子に接続され、制御端子が制御部15に接続され、制御部15から入力される信号に応じて、他端が識別情報送信回路35及びシリアル通信用送信回路36のいずれかに択一的に接続される。識別抵抗Raの一端は、第2切替回路22の他端に接続される。識別抵抗Raの他端とグランドとの間に、識別抵抗Rb及びFET等のスイッチング素子Q2が並列接続される。スイッチング素子Q2の制御端子(ゲート)は、V端子に接続される。V端子から入力される信号がハイレベルのとき、スイッチング素子Q2はオンとなり、識別抵抗Rbには電流が流れない。V端子から入力される信号がローレベルのとき、スイッチング素子Q2はオフとなり、識別抵抗Rbに電流が流れる。
電池パック10において、LD端子とグランドとの間には、FET等のスイッチング素子Q3が設けられる。スイッチング素子Q3の制御端子(ゲート)は、制御部15に接続される。制御部15から制御端子に入力される信号がハイレベルのとき、スイッチング素子Q3はオンとなり、同信号がローレベルのとき、スイッチング素子Q3はオフとなる。
機器本体の例示である電動工具50において、駆動源となるモータ51は、ブラシレスモータである。モータ51は、ブラシ付きモータであってもよい。インバータ回路65は、周知のとおり三相ブリッジ接続されたFETやIGBT等のスイッチング素子からなり、モータ51に駆動電流を供給する。各スイッチング素子のスイッチング制御(例えばPWM制御)は、マイクロコントローラ等の制御部55によって行われる。モータ51の駆動電流は、抵抗R5によって電圧に変換され、当該電圧を受信した電流検出回路54によって検出され、制御部55に送信される。インバータ回路65の温度は、インバータ回路65の近傍に配置されたサーミスタ等の温度検出素子66によって電圧に変換され、インバータ温度検出回路67によって検出され、制御部55に送信される。
トリガスイッチ52は、インバータ回路65と直列接続される。スイッチ状態検出回路53は、トリガスイッチ52のインバータ回路65側の端子電圧によりトリガスイッチ52のオンオフを検出し、制御部55に検出結果を送信する。制御部55は、トリガスイッチ52がオンになると、インバータ回路65の各スイッチング素子を制御し、モータ51に駆動電流を供給する。電源回路56は、プラス端子からの入力電圧(二次電池セル11の出力電圧)から制御部55の動作電圧VDD2を生成する。電池電圧検出回路57は、プラス端子の電圧により二次電池セル11の出力電圧を検出し、制御部55に検出結果を送信する。
電動工具50において、制御部55は、LS端子、V端子、T端子、及びLD端子にそれぞれ接続する端子を有する。抵抗R6の一端は、電源ラインに接続される。抵抗R6の他端とグランドとの間に、抵抗R7及びFET等のスイッチング素子Q6が直列接続される。抵抗R6及び抵抗R7の相互接続点は、LS端子に接続される。スイッチング素子Q6の制御端子(ゲート)は、制御部55に接続される。抵抗R8は、電源ラインとT端子との間に設けられる。抵抗R9は、電源ラインとLD端子との間に設けられる。
電動工具50の制御部55は、V端子を介して電池パック10に送信する信号により、LS端子の機能を切り替えることができる。具体的には、制御部55は、V端子からハイレベルの信号を送信すると、第1切替回路21の他端の接続先が温度情報送信回路32となり、第1切替回路21及びLS端子を介して、サーミスタTHの一端の電圧を受信することができる。なお、電池パック10の制御部15は、通常時は第3切替回路23の他端の接続先をスイッチング素子Q1の制御端子としているため、V端子の信号がハイレベルのときはスイッチング素子Q1はオンとなり、サーミスタTHの一端(温度情報送信回路32)には二次電池セル11の温度に応じたアナログ電圧が出力される。また、V端子の信号がハイレベルのときは、スイッチング素子Q2はオンとなり、T端子の電圧は、電動工具50の電源電圧VDD2を抵抗R8及び抵抗Raで分圧した第1識別電圧となる。
一方、制御部55は、V端子からローレベルの信号を送信すると、第1切替回路21の他端の接続先がシリアル通信用受信回路31となり、LS端子を介して電池パック10の制御部15にシリアル通信信号を送信することができる。シリアル通信信号は、スイッチング素子Q6のオンオフにより作成される。また、V端子の信号がローレベルのときは、スイッチング素子Q2はオフとなり、T端子の電圧は、電動工具50の電源電圧VDD2を、抵抗R8と、抵抗Ra及び抵抗Rbの直列合成抵抗と、で分圧した第2識別電圧となる。制御部55は、第1及び第2識別電圧の双方を基に、電池パック10の情報を得ることができる。
電池パック10の制御部15は、第2切替回路22の他端の接続先を切り替えることにより、T端子の機能を切り替えることができる。具体的には、制御部15は、第2切替回路22の他端の接続先をシリアル通信用送信回路36とすれば、第2切替回路22及びT端子を介して、電動工具50に、シリアル通信信号を送信することができる。一方、制御部15は、第2切替回路22の接続先を識別情報送信回路35とすれば、第2切替回路22及びT端子を介して、電動工具50に、識別抵抗Raの一端のアナログ電圧を出力することができる。
電動工具50から電池パック10に送信されるシリアル通信信号の中身は、例えば、電動工具50の種類や型番、過放電停止の通知、過放電表示の指示、異常検出用の閾値(例えば過放電閾値、過電流閾値、二次電池セル11の高温保護閾値)、残量表示の表示閾値(残容量表示を切り替える閾値)、エラーログ、使用履歴情報、電池パック10に要求する情報などである。なお、電動工具50から電池パック10に、全ての情報を送信してもよいし、電池パック10から要求された情報のみを送信してもよい。電池パック10から電動工具50に送信されるシリアル通信信号の中身は、例えば、電池パック10の種類や型番、二次電池セル11の種別、エラーログ、使用履歴情報、電動工具50に要求する情報などである。なお、電池パック10から電動工具50に、全ての情報を送信してもよいし、電動工具50から要求された情報のみを送信してもよい。シリアル通信では、識別抵抗Ra、Rbの電圧よりも、電池パック10の識別情報を、より多く乃至より詳細に通知することができる。シリアル(デジタル)通信は、一方の制御部(マイコン)から出力するハイ信号又はロー信号を、他方の制御部(マイコン)へ入出力することで、一方の信号を他方に出力するものである。
電池パック10の制御部15は、電池パック10が図示しない充電器に接続されていて充電停止条件が満たされた場合に、第3切替回路23の他端の接続先をサーミスタTHの一端(第1切替回路21の他端)とする。充電器は充電中にV端子の信号をハイレベルとしているため、第1切替回路21の他端の接続先は温度情報送信回路32である。したがって、V端子の信号(ハイレベル)は、第3切替回路23、第1切替回路21及びLS端子を介して、充電器に送信され、充電停止の旨が通知されることになる。
電池パック10の制御部15は、過電流、過放電、及び二次電池セル11の異常高温のいずれかを検出すると、スイッチング素子Q3をターンオンする。これにより、LD端子の電圧が電動工具50の電源電圧VDD2からグランド電位に低下し、制御部55に放電禁止の旨が通知される(異常検出信号が送信される)ことになる。
図7は、電動工具50の第1制御フローチャートである。制御部55は、待機状態(S1)において、インバータ回路65を構成するスイッチング素子(以下、単に「スイッチング素子」とも表記)の温度が高温保護解除閾値の例示である90℃以下になると(S1aのYES)、高温異常フラグをクリアする(S1b)。制御部55は、トリガスイッチ52がオンになると(S2のYES)、高温異常フラグがなく(S3のNO)、かつスイッチング素子の温度が高温閾値の例示である100℃以上でなければ(S4のNO)、モータ51を駆動する(S5)。制御部55は、スイッチング素子の温度が100℃以上になると(S4のYES)、高温異常フラグを立て(セットし)(S6)、モータ51を停止し(S7)、LEDライト58を点滅させる(S8)。ここでの点滅は、0.5秒の点灯と0.5秒の消灯を繰り返すものである(図3の遅い点滅)。制御部55は、トリガスイッチ52がオンである限りは(S9のYES)、LEDライト58の点滅制御を継続する(S8)。制御部55は、トリガスイッチ52がオフになると(S9のNO)、点滅解除用のタイマカウントを開始する(S10)。制御部55は、タイマカウント開始から所定時間の例示である10秒が経過した場合(S11のYES)、あるいはトリガスイッチ52がオンされた場合(S12のYES)、LEDライト58を消灯し(S13)、待機状態に戻る(S1)。
図8は、電動工具50の第2制御フローチャートである。以下、図7との相違点を中心に説明する。制御部55は、LEDライト58の消灯(S13)の後、トリガスイッチ52のオフを確認してから(S16のYES)、待機状態に戻る(S1)。この場合、トリガスイッチ52がオンになったこと(S12のYES)によりLEDライト58がオフになった(S13)後、一旦トリガスイッチ52をオフにしなければモータ51が再起動しないため、モータ51が不意に回転することを抑制できる。
図9は、電動工具50の第3制御フローチャートである。以下、図8との相違点を中心に説明する。制御部55は、LEDライト58の点滅制御(S8)をしている場合に、トリガスイッチ52がオフになって(S9のNO)、再度オンされた場合(S12のYES)にLEDライト58を消灯するが、LEDライト58の点滅制御(S8)から所定時間が経過したことによるLEDライト58の消灯は行わない。このため、使用者によるトリガスイッチ52の操作がなければLEDライト58の点滅制御(S8)が終わらないため、使用者への報知が確実となる。
図10は、電動工具50の第4制御フローチャートである。以下、図7との相違点を中心に説明する。制御部55は、モータ51の駆動中(S5)に、モータ51の駆動電流(以下「モータ電流」とも表記)が過電流閾値の例示である110A以上になると(S5aのYES)、モータ51を停止し(S7)、LEDライト58を点滅させる(S8a)。ここでの点滅は、0.1秒の点灯と0.1秒の消灯を繰り返すものである(図3の早い点滅)。
図11は、電動工具50の第5制御フローチャートである。以下、図10との相違点を中心に説明する。制御部55は、図8における制御と同様に、LEDライト58の消灯(S13)の後、トリガスイッチ52のオフを確認してから(S16のYES)、待機状態に戻る(S1)。なお、図7〜図9に示すスイッチング素子の高温保護と、図10又は図11に示す過電流保護とは、併存可能である。また、図10及び図11において、図9のS12、S13のように、トリガスイッチ52をオフした後にトリガスイッチ52を再度オンすることでLEDライト58を消灯してもよい。
図12は、電池パック10の制御フローチャートである。制御部15は、二次電池セル11の温度が高温保護閾値の例示である80℃以上の場合(S101のYES)、セル高温フラグを立て(セットし)(S103)、LD端子から異常検出信号の例示である放電禁止信号を出力する(S105)。制御部15は、二次電池セル11の温度が80℃以上でない場合(S101のNO)において、二次電池セル11の温度が高温保護解除閾値の例示である50℃未満であれば(S107のYES)、セル高温フラグをクリアし(S109)、LD端子からの放電禁止信号を解除する(S111)。制御部15は、残容量表示スイッチ19がオンされると(S113のYES)、スイッチオフタイマをクリアする(S115)。制御部15は、残容量表示スイッチ19がオンでない場合(S113のNO)において、残容量表示スイッチ19のオフ状態が所定時間の例示である3秒継続していれば(S117のYES)、ステップS101に戻る。制御部15は、残容量表示スイッチ19のオフ状態が3秒継続していなければ(S117のNO)、スイッチオフタイマインクリメントする(S119)。制御部15は、二次電池セル11の出力電圧(以下「電池電圧」とも表記)がV1未満であれば(S121のYES)、残容量表示手段17の1つのLEDを点滅させる(S123)。ここでの点滅は、0.5秒の点灯と0.5秒の消灯を繰り返すものである。制御部15は、セル高温フラグが立っている場合(S125のYES)、残容量表示手段17の4つのLEDを点滅させる(S127)。ここでの点滅は、0.5秒の点灯と0.5秒の消灯を繰り返すものである。制御部15は、電池電圧がV4より高ければ(S131のYES)、残容量表示手段17の4つのLEDを点灯させる(S133)。制御部15は、電池電圧がV4以下かつV3より大きければ(S135のYES)、残容量表示手段17の3つのLEDを点灯させる(S137)。制御部15は、電池電圧がV3以下かつV2より大きければ(S139のYES)、残容量表示手段17の2つのLEDを点灯させる(S141)。制御部15は、電池電圧がV2以下であれば(S139のNO)、残容量表示手段17の1つのLEDを点灯させる(S143)。
図13は、図12で示した、二次電池セル11の温度が高温保護閾値(80℃)になることを抑制するための電動工具50におけるモータ駆動制御の第1例を示すフローチャートである。電池パック10の制御部15は、二次電池セル11の温度を検出し(S51)、高温保護閾値よりも低い所定温度の例示である60℃以上であれば(S52のYES)、シリアル通信用送信回路36を介して電池パック10(二次電池セル11)の温度情報を制御部55に送信する。制御部55は、電池パック10から温度情報を受信すると、或いは、制御部55が定期的にシリアル通信用送信回路36を介して電池パック10の温度を読み取って電池パック10の温度が所定温度以上になったと判断すると、インバータ回路65を構成するスイッチング素子の制御端子(ゲート)に印加するPWM信号のデューティ(以下、単に「デューティ」とも表記)を50%に固定してモータ51を駆動する(S53)。このとき、二次電池セル11が高温であるためにデューティを50%に固定した制御となっていることを示すために、制御モードLEDによる表示を行う(S54)。制御モードLEDは、残容量表示手段17を用いて、図5に示す表示以外、例えば、4つのLEDを1つおきに点灯する等、の表示を行う。なお、点灯でなく点滅でもよく、図5に示す表示と区別できればよい。一方、制御部55は、シリアル通信用送信回路36を介して電池パック10の温度情報(所定温度以上の信号)が入力されない場合や、シリアル通信用送信回路36を介して定期的に読み取った二次電池セル11の温度が60℃以上でなければ(S52のNO)、定回転数制御を行い(S55)、モータ51の回転数が一定となるようにデューティを調整する(S56)。定回転数制御では、モータ51を正常に駆動できているため制御モードLEDを消灯する(S57)。
図14は、図13に示したフローチャートに基づく電動工具50及び電池パック10の動作の第1例を示すタイムチャートである。時刻t1においてトリガスイッチ52がオンになると、制御部55がデューティを制御することでモータ51は定回転数制御され、二次電池セル11の温度は上昇する。二次電池セル11の温度が60℃になった時刻t5以降は、これまでのデューティより低いデューティ50%での定デューティ制御が行われ、モータ電流が減少することで二次電池セル11の温度上昇が時刻t5以前と比較して緩やかになる。時刻t3において二次電池セル11の温度が80℃になると、二次電池セル11の高温保護のためにモータ51が停止する。
図15は、電動工具50におけるモータ駆動制御の第2例を示すフローチャートである。制御部55は、インバータ回路65を構成するスイッチング素子の温度を検出し(S51a)、図7等に示す高温閾値(100℃)より低い所定温度の例示である80℃以上であれば(S52aのYES)、デューティを100%に固定してモータ51を駆動する(S53a)。このとき、スイッチング素子が高温であるためにデューティを100%に固定した制御となっていることを示すために、制御モードLEDによる表示を行う(S54a)。制御モードLEDは、LEDライト58を用いて、例えば、図3に示す表示以外の点滅周期で表示を行う。なお、電池パック10の残容量表示手段17を用いて表示させてもよく、図5の表示及び図13のS54の表示以外とすればよい。制御部55は、スイッチング素子の温度が80℃以上でなければ(S52aのNO)、定回転数制御を行い(S55)、モータ51の回転数が一定となるようにデューティを調整する(S56)。モータ51を正常に駆動できているため定回転数制御では、制御モードLEDを消灯する(S57)。
図16は、図15に示したフローチャートに基づく電動工具50及び電池パック10の動作の第2例を示すタイムチャートである。時刻t1においてトリガスイッチ52がオンになると、制御部55がデューティを制御することでモータ51は定回転数制御され、スイッチング素子の温度は上昇する。スイッチング素子の温度が80℃になった時刻t2以降は、デューティ100%での定デューティ制御が行われ、スイッチングによる発熱がなくなることでスイッチング素子の温度上昇が時刻t2以前と比較して緩やかになる。時刻t3においてスイッチング素子の温度が高温閾値の例示である100℃になると、スイッチング素子の高温保護のためにモータ51が停止する。
図17は、実施の形態に関し、電動工具50の異常は電動工具50のLEDライト58で表示し、電池パック10の異常は電池パック10の残容量表示手段17で表示する場合の、通常時と異常時のLEDライト58及び残容量表示手段17の各々の点灯状態説明図である。電動工具50のLEDライト58は、正常時(通常時)にライト点灯スイッチ59を押すと点灯し、温度異常時はライト点灯スイッチ59を押した場合又は自動的に点滅する。一方、電池パック10の残容量表示手段17は、正常時(通常時)に残容量表示スイッチ19を押すと残容量に応じた数のLEDが点灯し、温度異常時は残容量表示スイッチ19を押した場合又は自動的に4つのLEDが点滅する。
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。
(1) 電動工具50の異常は電動工具50のLEDライト58で表示し、電池パック10の異常は電池パック10の残容量表示手段17で表示するため、使用者は、電動工具50及び電池パック10のどちらに異常が発生したか迅速に判別できる。電池パック10の異常と分かれば、別の電池パック10に差し替えることで直ちに電動工具50を使用でき、作業効率を向上できる。
(2) 被削材を照らすLEDライト58を電動工具50の異常報知にも兼用するため、別途異常報知用のLEDを設ける場合と比較して、部品点数を削減できる。同様に、電池パック10の残容量を表示する残容量表示手段17を電池パック10の異常報知にも兼用するため、別途異常報知用のLEDを設ける場合と比較して、部品点数を削減できる。
(3) 二次電池セル11の温度が所定温度(60℃)以上になるとデューティを50%に固定してモータ電流(二次電池セル11の出力電流)の実効値を低下させるため、二次電池セル11の温度上昇が抑制され、二次電池セル11の温度が80℃以上になって高温保護が作動することによるモータ51の停止を抑制でき、作業効率を向上できる。
(4) インバータ回路65を構成するスイッチング素子の温度が所定温度(80℃)以上になるとデューティを100%に固定してスイッチングによるスイッチング素子の温度上昇が抑制され、スイッチング素子の温度が100℃以上になって高温保護が作動することによるモータ51の停止を抑制でき、作業効率を向上できる。
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。
図18は、他の実施の形態に関し、電動工具50の異常及び電池パック10の異常を共に電動工具50のLEDライト58で表示する場合の、通常時と異常時のLEDライト58及び残容量表示手段17の各々の点灯状態説明図である。電池パック10の異常を電動工具50のLEDライト58で報知する場合に、LEDライト58の点滅態様を電動工具50の異常時とは異ならせる(図18の例では1秒の点灯と1秒の消灯の繰り返しとする)ことで、使用者は、電動工具50及び電池パック10のどちらに異常が発生したか迅速に判別できる。なお、電動工具50に、電池パック10の異常を報知するための報知部(LED等)をLEDライト58とは別に設けてもよい。
図示は省略したが、表示パターン3として、電動工具50と電池パック10の異常を共に電池パック10の残容量表示手段17で表示してもよい。この場合、異常が発生すると電動工具50のLEDライト58の点滅、電池パック10の残容量表示手段17の全LED点滅、又は電動工具50のスイッチパネル62で表示させ、電池パック10の残容量表示スイッチ19を押すと、点滅パターンや点滅数が変わることで、電動工具50及び電池パック10のいずれが異常となったかを判別できるようにしてもよい。なお、電池パック10に、電動工具50の異常を報知するための報知部(LED等)を残容量表示手段17とは別に設けてもよい。
図示は省略したが、表示パターン4として、電動工具50側の点灯状態表示LED63で表示させることもできる。この場合、異常が発生すると電動工具50のLEDライト58の点滅、電池パック10の残容量表示手段17の全LED点滅、又は電動工具50のスイッチパネル62で表示させ、電動工具50のライト点灯スイッチ59を押すことで、点灯状態表示LED63の点滅パターンを変更することで、電動工具50及び電池パック10のいずれが異常となったかを判別できるようにしてもよい。
電池パック10の残容量表示手段17による異常報知は、残容量表示スイッチ19が押されるか否かに関わらず行ってもよい(異常発生時に直ちに報知してもよい)。本発明の電気機器の機器本体は、携帯用切断機(携帯用丸鋸)に限定されず、ドライバドリル(図19)やインパクトドライバ(図20)等の他の電動工具や、ラジオやテレビ、ライト等の他の種類のものであってもよい。
10…電池パック、11…二次電池セル、12…セル電圧監視IC、13…電源回路、14…電流検出回路、15…制御部(電池側制御部)、16…電池電圧検出回路、17…残容量表示手段、18…セル温度検出手段、19…残容量表示スイッチ、20…スイッチパネル、21…第1切替回路、22…第2切替回路、23…第3切替回路、31…シリアル通信用受信回路、32…温度情報送信回路、35…識別情報送信回路、36…シリアル通信用送信回路、50…電動工具、51…モータ、52…トリガスイッチ、53…スイッチ状態検出回路、54…電流検出回路、55…制御部(本体側制御部)、56…電源回路、57…電池電圧検出回路、58…LEDライト、59…ライト点灯スイッチ、60…ハウジング、61…グリップ部、62…スイッチパネル、63…点灯状態表示LED、65…インバータ回路、66…温度検出素子、67…インバータ温度検出回路、70…鋸刃、71…ベース
Claims (12)
- 電池パックと、前記電池パックに接続される機器本体と、を備える電気機器であって、
前記機器本体は、前記機器本体内部の異常を報知する本体側報知部を有し、
前記電池パックは、前記電池パック内部の異常を報知する電池側報知部を有する、電気機器。 - 前記本体側報知部は、作業箇所を照射する照明部である、請求項1に記載の電気機器。
- 前記電池側報知部は、前記電池パックの残容量を表示する残容量表示部である、請求項1又は2に記載の電気機器。
- 前記本体側報知部及び前記電池側報知部の少なくとも一方は、報知操作部に対して所定の操作が行われたときに異常有無を報知する、請求項1から3のいずれか一項に記載の電気機器。
- 前記電池側報知部は、異常が検出されると自動的に報知する、請求項1から3のいずれか一項に記載の電気機器。
- 前記本体側報知部は、前記電池パック内部の異常は報知しない、請求項1から5のいずれか一項に記載の電気機器。
- 前記異常は、温度異常を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の電気機器。
- 前記異常は、電流異常を含み、
前記本体側報知部及び前記電池側報知部の少なくとも一方は、温度異常と電流異常とで、異なる態様の報知を行う、請求項7に記載の電気機器。 - 電池パックと、前記電池パックに接続される機器本体と、を備える電気機器であって、
前記機器本体は、前記機器本体内部の異常を報知する本体異常報知部と、前記電池パック内部の異常を報知する電池異常報知部と、を別々に有する、電気機器。 - 電池パックと、前記電池パックに接続される機器本体と、を備える電気機器であって、
前記電池パックは、前記機器本体内部の異常を報知する本体異常報知部と、前記電池パック内部の異常を報知する電池異常報知部と、を別々に有する、電気機器。 - 電池パックと、前記電池パックに接続される機器本体と、を備える電気機器であって、
前記機器本体及び前記電池パックのいずれかは、異常報知部を有し、
前記異常報知部は、前記機器本体内部の異常と、前記電池パック内部の異常とで、異なる態様の報知を行う、電気機器。 - 前記機器本体は、本体側制御部を有し、
前記電池パックは、電池側制御部を有し、
前記電池側制御部は、前記電池パック内部の異常が検出されると、前記本体側制御部に異常検出信号を送信し、
前記本体側制御部は、前記異常検出信号を受信すると前記機器本体の動作を停止する、請求項1から11のいずれか一項に記載の電気機器。
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