JP2006272489A

JP2006272489A - 電動工具

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Publication number: JP2006272489A
Application number: JP2005093106A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Sainomoto; 良典才ノ本; Tomohiro Izumi; 智博泉
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2025-03-28
Also published as: JP4548179B2

Abstract

【課題】使い勝手を損なうことなく正確な充電池の残存容量を求めて表示することができ、且つ、使用されていないときの充電池の電力消費を抑えるとともに過放電を防止できる電動工具を提供する。
【解決手段】充電池１１の電池電圧を測定する電池電圧測定回路１２と、電池電圧測定回路１２により測定された電池電圧に基づいて充電池１１の残存容量を求める演算機能および時間を計時する計時機能を有する制御手段たる電池パック制御回路１３と、電池パック制御回路１３により求めた充電池１１の残存容量を表示する表示手段たる表示部２２とを備える。電池パック制御回路１３は、電源スイッチＳＷがオフされてから第１の所定時間の経過後に電池電圧測定回路１２に電池電圧を測定させ、以降、第２の所定時間間隔で電池電圧測定回路１２に電池電圧を測定させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動工具に関し、特に充電池を電源として用いる電動工具に関するものである。

従来から、電動工具として、携帯性や作業性を考慮し電源として充電池を用いる電動工具が提供されている。この種の電動工具に使用する充電池としては、一般にニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池が使用されていたが、最近ではニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池に比べてエネルギ密度の高いリチウムイオン電池が軽量化の観点から注目されてきている。但し、リチウムイオン電池は過充電や過放電に弱いので、リチウムイオン電池を電動工具の電源として用いる場合には、信頼性や安全性を確保するために、電池電圧を測定する電池電圧測定回路を設け、電池電圧測定回路により測定した電池電圧に基づいて充放電制御を行うようにしているのが一般的である。

また、充電池を電源とする電動工具においては、使用者に後どのくらい作業できるかや充電池の充電の必要性の有無を知らしめるために、充電池の残存容量を算出して表示手段に表示させるように構成されたものが提供されている。充電池の残存容量を算出する方法としては、充電池の充電電流の積算値および放電電流の積算値を利用して残存容量を算出する方法が一般的である（例えば、特許文献１参照）。ここで、上記特許文献１では、充電池に抵抗値が微小な電流検出用抵抗を直列接続し、電流検出用抵抗での電圧降下により充電電流または放電電流を検出し、充電電流の積算値や放電電流の積算値を用いて充電池の残存容量を算出する方法が開示されている。

しかしながら、上述のように電流の積算値を用いて充電池の残存容量を算出する方法を上述のような電動工具に適用した場合には、電動工具が使用されていないときでも常に電流を検出する必要があり電力が消費されるので、電池容量の低下や過放電による劣化の心配があり、また、充放電の繰り返しに伴って、電流誤差が積算され、充電池の特性劣化による電池容量の低下時には更に誤差が大きくなってしまう。

また、従来から、充電池の開放電圧に基づいて残存容量を予測する方法が提案されている。特にリチウムイオン電池においては電池電圧に基づいて充放電制御を行うので電池電圧と残存容量との相関が高く、充電池の開放電圧に基づいて残存容量を予測する方法を採用する場合、充放電制御のために必要な電池電圧測定回路により検出した電池電圧に基づいて残存容量を求めることができるから、残存容量を求めるために新たな測定回路を追加する必要がないという利点がある。
特開平６−１０９８１９号公報

しかしながら、上述のように電池電圧測定回路により検出した電池電圧に基づいて残存容量を求める方法では、充電池の開放電圧とほぼ同じ無負荷時の電池電圧を測定する必要があり、電動工具のような電源スイッチが押操作されるのと略同時にモータなどの負荷を駆動する必要があるものにおいては、駆動直前に電池電圧を測定すると駆動遅れが生じ、使い勝手の悪いものとなる。また、駆動遅れを防止するための対策として常に電池電圧を測定するようにした場合には、常に電池電圧測定回路で電流が消費されることになり、電池容量の低下や過放電による充電池の劣化が心配される。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、使い勝手を損なうことなく正確な充電池の残存容量を求めて表示することができ、且つ、使用されていないときの充電池の電力消費を抑えるとともに過放電を防止できる電動工具を提供することにある。

請求項１の発明は、充電池と負荷との間に挿入された電源スイッチをオンさせることにより負荷を駆動する電動工具であって、充電池の電池電圧を測定する電池電圧測定回路と、電池電圧測定回路により測定された電池電圧に基づいて充電池の残存容量を求める演算機能および時間を計時する計時機能を有する制御手段と、制御手段により求めた充電池の残存容量を表示する表示手段とを備え、制御手段は、電源スイッチがオフされてから第１の所定時間の経過後に電池電圧測定回路に電池電圧を測定させ、以降、第２の所定時間間隔で電池電圧測定回路に電池電圧を測定させることを特徴とする。

この発明によれば、負荷を駆動するために電源スイッチをオンしたときに電池電圧を測定することがないから電源スイッチをオンすることにより直ちに負荷を駆動することができて使い勝手が損なわれることがなく、電源スイッチがオフされてから第１の所定時間の経過後に電池電圧測定回路で電池電圧が測定されるので、略無負荷状態で電池電圧が測定されることとなって、電源スイッチがオンされているときや電源スイッチのオフ直後に電池電圧を測定する場合に比べて、より正確な電池電圧が測定されより正確な充電池の残存容量が表示手段に表示されることになる。また、電源スイッチがオフされてから第１の所定時間の経過後に電池電圧を測定した後は、電池電圧は第２の所定時間間隔で間欠的に測定されるから、電池電圧を常時測定する場合に比べて、充電池の電力消費を抑えるとともに過放電を防止できる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記制御手段は、前記第１の所定時間の経過後に前記電池電圧測定回路に電池電圧を測定させ、以降、第１の規定時間が経過するまでは前記第２の所定時間間隔で前記電池電圧測定回路に電池電圧を測定させ、第１の規定時間の経過後に計時機能以外の機能を停止させる低消費電力モードに移行し、当該低消費電力モードにおいては、第２の規定時間毎に通常モードに復帰して前記電池電圧測定回路に電池電圧を測定させ前記電池電圧測定回路にて測定された電池電圧に基づいて前記充電池の残存容量を求めることを特徴とする。

この発明によれば、第１の規定時間の経過後に低消費電力モードに移行することにより、不要な電力消費が抑えられ、しかも、第２の規定時間毎に通常モードに復帰して前記充電池の残存容量が求められるので、長時間放置された場合でも正確な残存容量を求めることができる。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記表示手段は、前記充電池の残存容量を複数段階でレベル表示するものであり、前記制御手段は、前記充電池の残存容量が最低レベルのときには前記第１の規定時間の経過後に、前記充電池の残存容量を不揮発性メモリに記憶させた後、全ての内部回路への電源供給を停止することを特徴とする。

この発明によれば、前記表示手段には前記充電池の残存容量がレベル表示されるので、作業者が前記充電池の残存容量を認識しやすく、また、前記制御手段は、前記充電池の残存容量が最低レベルのときには前記規定時間の経過後に、前記充電池の残存容量を不揮発性メモリに記憶させた後、全ての内部回路への電源供給を停止するので、前記充電池の残存容量が最低レベルとなってから長時間放置された場合でも前記充電池の過放電による前記充電池の劣化を防止することができる。

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記電源スイッチのオン期間に前記負荷に流れる負荷電流の積算電流値を求める積算電流値演算手段と、以前に前記制御手段により求められた残存容量を前記電源スイッチがオフされた後で前記積算電流値を用いて補正する補正手段とを備え、前記表示手段には、補正手段にて補正された残存容量が表示されることを特徴とする。

この発明によれば、前記電源スイッチがオフされた直後に前記第１の所定時間の経過を待たずに前記充電池の最新の残存容量を前記表示手段に表示させることができる。

請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記充電池は、複数個の電池セルを直列接続して構成され、前記電池電圧測定回路は、各電池セルの電池電圧を測定するように構成され、前記制御手段は、前記充電池の残存容量を求めるにあたって、各電池セルの電池電圧の測定値の中で最も低い電池電圧に基づいて前記充電池の残存容量を求めることを特徴とする。

この発明によれば、前記表示手段には最低容量の電池セルの電池電圧に基づいて求めた残存容量が表示されるので、最低容量の電池セルの過放電による劣化を防止できるとともに、実際に使用できる残存容量に則した表示がなされることになる。

請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５の発明において、前記電源スイッチおよび前記負荷および前記表示手段を有する電動工具本体と、前記充電池の残存容量を記憶する不揮発性メモリおよび前記充電池および前記電池電圧測定回路および前記制御手段を有し電動工具本体に着脱自在に装着される電池パックとを備え、前記制御手段は、前記前記電源スイッチがオンされた状態で電動工具本体から電池パックが取り外されると、前記第１の所定時間の経過後に前記電池電圧測定回路にて電池電圧を測定させ前記電池電圧測定回路にて測定された電池電圧に基づいて求めた前記充電池の残存容量を不揮発性メモリに記憶させることを特徴とする。

この発明によれば、電動工具本体から電池パックが取り外された後でも前記充電池の残存容量を求めることができ、また、前記表示手段を電動工具本体に設けていることにより、消耗品である電池パックの低コスト化を図れる。

請求項１の発明では、使い勝手を損なうことなく正確な充電池の残存容量を求めて表示することができ、且つ、使用されていないときの充電池の電力消費を抑えるとともに過放電を防止できるという効果がある。

（実施形態１）
本実施形態の電動工具は、例えば電動ドライバなどとして用いるものであり、図１に示すように、充電池１１を有する電池パック１と、充電池１１を電源として駆動されるモータＭを有する電動工具本体２とを備えている。ここにおいて、電動工具本体２は電池パック１が着脱自在に装着される。また、充電池１１は、複数個（本実施形態では、４個）の電池セル（本実施形態では、リチウムイオン電池）１１ａが直列接続されている。なお、電池パック１は充電器により充電池１１を充電して用いられる。

以下では、電池セル１１ａを構成するリチウムイオン電池の特性について説明してから充電池１１以外の構成要素について説明する。

リチウムイオン電池は、完全充電時の電池容量に対する残存容量の百分率として表される残存容量率〔（残存容量／完全充電時の電池容量）×１００〕と無負荷時の電池電圧とが図２に示すような関係を有しており、図２の特性は負荷電流が異なる使用条件においても、また、充放電を何回も繰り返して電池容量が劣化したリチウムイオン電池においても変化することがない。したがって、リチウムイオン電池については、無負荷時の電池電圧を測定することにより、正確な残存容量を求めることができる。

図３はリチウムイオン電池の負荷応答特性の一例を説明するものであり、時刻ｔ０で電源スイッチＳＷをオンして負荷であるモータＭの駆動を開始すると、リチウムイオン電池からモータＭへ負荷電流が流れてリチウムイオン電池の内部抵抗による電圧降下が生じ、リチウムイオン電池の電池電圧が一次的に低下する。次に、時刻ｔ１で電源スイッチＳＷをオフすると、電池電圧が電源スイッチＳＷをオンする前の電圧値まで回復するのに比較的長い時間を要する。このように電池電圧が回復するのに時間がかかるのはリチウムイオン電池の反応遅れのためであると考えられる。したがって、負荷駆動後の無負荷電池電圧を精度良く測定するためには、電池電圧が電源スイッチＳＷをオンする前の電圧値と略等しい値まで回復するのに要する時間（以下、回復時間と称す）Ｔ１が経過した時刻ｔ２以降に電池電圧を測定する必要がある。

電池パック１は、上述の充電池１１と、充電池１１の各電池セル１１ａそれぞれの電池電圧（セル電圧）を検出する電池電圧測定回路１２と、充電池１１の充放電時の電池電圧を監視する機能および電池電圧測定回路１２により測定された電池電圧に基づいて充電池１１の残存容量を求める演算機能および時間を計時する計時機能を有する電池パック制御回路１３と、電池パック制御回路１３により求められた充電池１１の残存容量などが適宜記憶される不揮発性メモリ１４とを備えている。なお、電池パック制御回路１３は、マイクロコンピュータを主構成としている。また、本実施形態では、電池パック制御回路１３が制御手段を構成している。

一方、電動工具本体２は、操作部の押操作中にのみオンになる電源スイッチＳＷと負荷であるモータＭとモータＭの速度制御用のスイッチング素子Ｑと負荷電流検出用抵抗Ｒ１との直列回路と、電源スイッチＳＷとモータＭとの間の適宜位置に接続された信号線２４を介して電源スイッチＳＷのオンオフを検出する機能およびスイッチング素子Ｑをオンオフ制御する機能および電池パック制御回路１３にて求めた充電池１１の残存容量を補正する機能を有する本体制御回路２１と、充電池１１の残存容量を表示する表示部２２とを備えており、電池パック１を装着することにより、充電池１１の正極と負極との間に上述の直列回路が接続されるようになっている。ここにおいて、スイッチング素子Ｑは、パワーＭＯＳＦＥＴにより構成されており、ドレインがモータＭに接続される一方でソースが負荷電流検出用抵抗Ｒ１に接続されており、本体制御回路２１からゲート・ソース間に制御入力が与えられるようになっている。また、本体制御回路２１は、マイクロコンピュータを主構成としている。なお、本実施形態では、表示部２２が表示手段を構成している。

以下、電動工具本体２および電池パック１それぞれの動作について説明する。

電池パック１が電動工具本体２に装着されている状態で、例えばネジ締め作業などのために使用者により電源スイッチＳＷの操作部が押操作されて電源スイッチＳＷがオンになる（図３の時刻ｔ０）と、電源スイッチＳＷがオンになったことが信号線２４を介して本体制御回路２１にて検出され（本体制御回路２１にＨレベルの信号が入力され）、本体制御回路２１はスイッチング素子Ｑを制御しモータＭを駆動すると同時に、負荷電流検出抵抗Ｒ１により検出される負荷電流の積算を開始する。なお、本体制御回路２１は、モータＭと負荷電流検出用抵抗Ｒ１との接続点の電位（負荷電流検出用抵抗Ｒ１の両端電圧）により負荷電流を検出する。

その後、ネジ締め作業などが終了して電源スイッチＳＷの押操作が解除されて電源スイッチＳＷがオフになる（図３の時刻ｔ１）と、電源スイッチＳＷがオフになったことが信号線２４を介して本体制御回路２１にて検出され（本体制御回路２１にＬレベルの信号が入力され）、本体制御回路２１はスイッチング素子ＱをオフさせることでモータＭの駆動を停止させる。そして、本体制御回路２１は、電源スイッチＳＷのオン期間（時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間）の負荷電流の積算電流値を求めて、既に記憶されている電源スイッチＳＷがオンする前（つまり、作業前）の充電池１１の残存容量と積算電流値とを用いて充電池１１の現在の残存容量を求め、現在の残存容量を表示部２２に表示させる。なお、本実施形態では、本体制御回路２１が、負荷電流の積算電流値を求める積算電流値演算手段、以前に上記制御手段により求められた残存容量を電源スイッチＳＷがオフされた後で積算電流値を用いて補正する補正手段を構成している。また、モータＭとしてブラシレスモータを用いブラシレスモータの複雑な制御を行えるように構成された電動工具においては、本体制御回路２１にモータＭを制御するための電流検出手段が設けられているので、新たに電流検出手段を追加しなくても積算電流値を求めることができるので、コストアップなしに積算電流値を求めることができる。なお、上述の既に記憶されている電源スイッチＳＷがオンする前の充電池１１の残存容量の初期値は、例えば、電池パック１を電動工具本体２へ装着したときに充電池１１の電池電圧を測定して求めた残存容量を本体制御回路２１へ送信して本体制御回路２１のメモリに記憶させておけばよい。

ここにおいて、現在の残存容量を求めるにあたっては、既に記憶されている電源スイッチＳＷがオンする前の充電池１１の残存容量から積算電流値を減算して求めてもよいが、表示部２２が充電池１１の残存容量を複数段階でレベル表示するものである場合には、積算電流値を一定割合で減少させた値（積算電流値に１未満の補正係数を乗じた値）を電源スイッチＳＷがオンする前の充電池１１の残存容量から減算して求めた値を現在の充電池１１の残存容量として、現在の残存容量を表示部２２に表示させるようにすることが望ましい。上述のようなレベル表示を行う表示部２２は、複数個（例えば、３〜５個程度）の発光ダイオードを有する表示回路を備え、これら複数個の発光ダイオードが一直線上に配列されており、充電池１１の残存容量のレベルに応じた個数の発光ダイオードが点灯する。すなわち、表示部２２は、複数の発光ダイオードの点灯数により充電池１１の残存容量をレベル表示するものであり、発光ダイオードの点灯数が多いほど充電池１１の残存容量が多く、発光ダイオードの点灯数が少ないほど充電池１１の残存容量が少ないことになる。ここで、上述のように積算電流値を一定割合で減少させた値を残存容量から減算しているのは、表示部２２の表示レベルのふらつき（例えば、残存容量が最低レベルにあることを表示した後で、残存容量が最低レベルよりも１段上のレベルにあることを表示するような表示レベルの変動）を少なくするためである。これは、電動工具では負荷電流の変化が大きくサンプリング誤差やノイズによる誤差などに起因して表示レベルがふらついたり、低コスト化のために電流検出回路を本体制御回路２１と兼用し正確な負荷電流が検出できない場合に表示レベルがふらつくのを防止するためである。

本体制御回路２１は、電源スイッチＳＷがオンする前の残存容量と積算電流値とを用いて求めた現在の残存容量を表示部２２に表示させた後、電池パック制御回路１３にて求めた残存容量のデータを受信すると、受信した残存容量を表示部２２に表示させる。

そして、上述の電源スイッチＳＷの押操作が解除されることで電源スイッチＳＷがオフしたことを検出した時点から所定時間（実用上は、例えば、５分程度に設定すればよい）が経過すると、本体制御回路２１を構成するマイクロコンピュータの電源が停止される。したがって、電動工具本体２に電池パック１が装着された状態で放置された場合でも、電池パック１の電力消費を抑えることができ、充電池１１の過放電による充電池１１の劣化を防止することができる。なお、本体制御回路２１は、電源が停止されている間も時計機能のような必要最低限の機能は維持されており、電源スイッチＳＷが押操作されてオンすることにより上述のＨレベルの信号が入力されると、直ちに起動され、モータＭを駆動する。

一方、電池パック１においては、電池パック制御回路１３が本体制御回路２１と同様に上述の信号線２４を介して電源スイッチＳＷのオンオフを検出することができるように構成されており、電動工具本体２の電源スイッチＳＷがオフされたことを電池パック制御回路１３が検出すると、電源スイッチＳＷのオフを検出した時点から第１の所定時間（例えば、図３における回復時間Ｔ１）の経過後に、電池パック制御回路１３が電池電圧測定回路１２に電池電圧の測定を指示し、電池電圧測定回路１２にて充電池１１の各電池セル１１ａの電池電圧（セル電圧）を測定する。そして、電池パック制御回路１３は、電池電圧測定回路１２にて測定された電池電圧を用い図２の残存容量率−電圧特性に基づいて充電池１１の現在の残存容量を求め、求めた残存容量のデータを本体制御回路２１へ送信する。ここにおいて、電池パック制御回路１３は、電池電圧の最も低い電池セル１１ａの残存容量を現在の残存容量として本体制御回路２１へ送信するので、充電池１１の過放電による劣化を防止することができる。すなわち、表示部２２には最低容量の電池セル１１ａの電池電圧に基づいて求めた残存容量が表示されるので、最低容量の電池セル１１ａの過放電による劣化を防止できるとともに、実際に使用できる残存容量に則した表示がなされることになる。なお、充電池１１全体の電池電圧から残存容量を求めてもよいが、このような場合には平均的な残存容量となる。

電池パック制御回路１３は、電源スイッチＳＷのオフを検出してから上述の第１の所定時間が経過した後は、第２の所定時間間隔で電池電圧測定回路１２に電池電圧の測定を指示し、電池電圧の測定毎に残存容量を求め、求めた残存容量のデータを本体制御回路２１へ送信する。

そして、電池パック制御回路１３では、上述の電源スイッチＳＷのオフを検出してから第１の規定時間（実用上は、例えば、５分程度に設定すればよい）が経過すると、最新の残存容量のデータを不揮発性メモリ１４に記憶させてから、動作モードを通常モードから低消費電力モードに移行する。ここにおいて、電池パック制御回路１３は低消費電力モードに移行すると時間を計測する回路以外の回路への給電を停止（つまり、計時機能以外の機能を停止）して電池パック１の消費電力を大幅に低減するが、第２の規定時間毎（充電池１１の自己放電による容量低下が問題とならない時間で、例えば、１分毎、１時間毎、１日毎）に通常モードに復帰して電池電圧測定回路１２に電池電圧を測定させて当該測定結果に基づいて残存容量を求め、最新の残存容量を不揮発性メモリ１４に記憶させた後、再び低消費電力モードに移行する。なお、電池パック制御回路１３では、信号線２４を介してＨレベルの信号が入力されたときには電源スイッチＳＷがオン、信号線２４を介してＬレベルの信号が入力されたときには電源スイッチＳＷがオフと認識するように構成されているので、電源スイッチＳＷがオンされてモータＭの駆動中に電池パック１が電動工具本体２から取り外された場合には、電池パック制御回路１３にＬレベルの信号が入力されるので、電池パック１が電動工具本体２から取り外された時点から上記第１の規定時間が経過すると、電池パック制御回路１３は、最新の残存容量を不揮発性メモリ１４に記憶させてから、動作モードが低消費電力モードに移行する。

また、上述のように表示部２２において残存容量を複数段階でレベル表示するように構成した場合、電池パック制御回路１３は、第２の所定時間経過後に電池容量などのデータを不揮発性メモリ１４に記憶させた後、電池パック制御回路１３を構成するマイクロコンピュータの電源が停止される（電池パック制御回路１３の全ての内部回路への電源供給を停止する）。このように電池パック制御回路１３での電源供給を停止することにより、電池パック１での電力消費はほぼ充電池１１の自己放電のみとなり、長時間放置された場合でも充電池１１の過放電による劣化を防止することができる。ここで、最低の表示レベルとなったときとしたのは、残存容量が最低レベルでは残存容量を検出しなくても大きな問題が生じないことによる。また、電池パック制御回路１３は、電源スイッチＳＷが押操作されてＨレベルの信号が入力されると、起動する構成となっているので、電源スイッチＳＷが押操作されて電源スイッチＳＷのオンが検出されれば直ちにモータＭを駆動する。

以上説明した本実施形態の電動工具では、モータＭを駆動するために電源スイッチＳＷをオンしたときに電池電圧を測定することがないから電源スイッチＳＷをオンすることにより直ちにモータＭを駆動することができて使い勝手が損なわれることがなく、電源スイッチＳＷがオフされてから第１の所定時間の経過後に電池電圧測定回路１２で電池電圧が測定されるので、略無負荷状態で電池電圧が測定されることとなって、電源スイッチＳＷがオンされているときや電源スイッチＳＷのオフ直後に電池電圧を測定する場合に比べて、より正確な電池電圧が測定されより正確な充電池１１の残存容量が表示部２２に表示されることになる。また、電源スイッチＳＷがオフされてから第１の所定時間の経過後に電池電圧を測定した後は、電池電圧は第２の所定時間間隔で間欠的に測定されるから、電池電圧を常時測定する場合に比べて、充電池１１の電力消費を抑えるとともに過放電を防止できる。また、第１の規定時間の経過後に低消費電力モードに移行することにより、不要な電力消費が抑えられ、しかも、第２の規定時間毎に通常モードに復帰して充電池１１の残存容量が求められるので、長時間放置された場合でも正確な残存容量を求めることができる。

なお、上述の例では充電池１１としてリチウムイオン電池を用いた場合について説明したが、本発明の技術思想は充電池１１としてリチウムイオン電池以外の２次電池を用いる場合にも適用できる。また、充電池１１を保護するために充電池１１の温度を検出する温度センサを設けて温度センサによる検出温度により温度特性を補正すれば、充電池１１の残容量をより精度良く求めることが可能となる。

実施形態を示す電動工具の回路ブロック図である。同上におけるリチウムイオン電池の特性図である。同上におけるリチウムイオン電池の負荷応答特性の説明図である。

符号の説明

１電池パック
２電動工具本体
１１充電池
１１ａ電池セル
１２電池電圧測定回路
１３電池パック制御回路
１４不揮発性メモリ
２１本体制御回路
２２表示部
２４信号線
ＳＷ電源スイッチ
Ｍモータ
Ｑスイッチング素子
Ｒ１負荷電流検出用抵抗

Claims

充電池と負荷との間に挿入された電源スイッチをオンさせることにより負荷を駆動する電動工具であって、充電池の電池電圧を測定する電池電圧測定回路と、電池電圧測定回路により測定された電池電圧に基づいて充電池の残存容量を求める演算機能および時間を計時する計時機能を有する制御手段と、制御手段により求めた充電池の残存容量を表示する表示手段とを備え、制御手段は、電源スイッチがオフされてから第１の所定時間の経過後に電池電圧測定回路に電池電圧を測定させ、以降、第２の所定時間間隔で電池電圧測定回路に電池電圧を測定させることを特徴とする電動工具。
前記制御手段は、前記第１の所定時間の経過後に前記電池電圧測定回路に電池電圧を測定させ、以降、第１の規定時間が経過するまでは前記第２の所定時間間隔で前記電池電圧測定回路に電池電圧を測定させ、第１の規定時間の経過後に計時機能以外の機能を停止させる低消費電力モードに移行し、当該低消費電力モードにおいては、第２の規定時間毎に通常モードに復帰して前記電池電圧測定回路に電池電圧を測定させ前記電池電圧測定回路にて測定された電池電圧に基づいて前記充電池の残存容量を求めることを特徴とする請求項１記載の電動工具。
前記表示手段は、前記充電池の残存容量を複数段階でレベル表示するものであり、前記制御手段は、前記充電池の残存容量が最低レベルのときには前記第１の規定時間の経過後に、前記充電池の残存容量を不揮発性メモリに記憶させた後、全ての内部回路への電源供給を停止することを特徴とする請求項２記載の電動工具。
前記電源スイッチのオン期間に前記負荷に流れる負荷電流の積算電流値を求める積算電流値演算手段と、以前に前記制御手段により求められた残存容量を前記電源スイッチがオフされた後で前記積算電流値を用いて補正する補正手段とを備え、前記表示手段には、補正手段にて補正された残存容量が表示されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電動工具。
前記充電池は、複数個の電池セルを直列接続して構成され、前記電池電圧測定回路は、各電池セルの電池電圧を測定するように構成され、前記制御手段は、前記充電池の残存容量を求めるにあたって、各電池セルの電池電圧の測定値の中で最も低い電池電圧に基づいて前記充電池の残存容量を求めることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電動工具。
前記電源スイッチおよび前記負荷および前記表示手段を有する電動工具本体と、前記充電池の残存容量を記憶する不揮発性メモリおよび前記充電池および前記電池電圧測定回路および前記制御手段を有し電動工具本体に着脱自在に装着される電池パックとを備え、前記制御手段は、前記前記電源スイッチがオンされた状態で電動工具本体から電池パックが取り外されると、前記第１の所定時間の経過後に前記電池電圧測定回路にて電池電圧を測定させ前記電池電圧測定回路にて測定された電池電圧に基づいて求めた前記充電池の残存容量を不揮発性メモリに記憶させることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電動工具。