JP2011109799A

JP2011109799A - 充電工具における充電池の残量表示方法

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Publication number: JP2011109799A
Application number: JP2009261714A
Authority: JP
Inventors: Isataka Otsuka; 功崇大塚; Norimoto Agehara; 紀元揚原
Original assignee: Max Co Ltd
Current assignee: Max Co Ltd
Priority date: 2009-11-17
Filing date: 2009-11-17
Publication date: 2011-06-02

Abstract

【課題】充電池交換のタイミングを使用者に適切に判断させるため、電力の残量を細かく、視認性よく表示するとともに、充電工具を小型化し、使い勝手を向上させる。
【解決手段】充電池と接続したプリント基板１２上に、上記充電池の電池電圧検出回路１３と、マイクロコンピュータ１４と、１個の２色発光ＬＥＤ１６（発光ダイオード）と、この２色発光ＬＥＤ１６から照射された光の色を表示する残量表示部１１とを設け、上記電池電圧検出回路１３により充電池の電池電圧を検出してマイクロコンピュータ１４で演算し、この演算結果に対応して、上記２色発光ＬＥＤ１６から上記残量表示部１１に、２種類の単色と１種類の混合色とを別個に発光照射することにより、少なくとも３段階の電池電圧の残量表示を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、充電工具において充電池の残量を表示する表示方法に関する。

一般に、インパクトドライバ等の充電工具には充電池が備えられ、そこから供給された電力によってモータ及び回転打撃機構を作動させ、ネジの締め込みを行っている。

ところで、充電池は電力が消費されるにつれてその残量も減っていく。したがって、使用中に急に充電工具が作動しなくなると、作業を停止して充電池を交換しなければならず、作業効率が低下する。また、交換用の充電池をすぐ準備できればよいが、充電池を忘れたり、充電池が作業場所から遠い位置にあったりすると、作業が遅滞するので影響が非常に大きい。

このため、充電工具にはＬＥＤ（発光ダイオード）を用いて充電池の残量を表示するものが知られている（特許文献1参照）。これは、充電工具の所定の位置に残量表示部を設け、残量表示部に電池の図形を目視できるように表示するとともに、その裏側に単色発光のＬＥＤを配置し、このＬＥＤを発光させて充電池の電池電圧の電池電圧の残量を表示するものである。例えば、赤色発光のＬＥＤを使用する場合、電池電圧が十分にあるときは、ＬＥＤは発光せず、電池図形は白色となり、電池電圧の残量がないときはＬＥＤが赤色を発光して電池図形が赤く変化するものがある。また、電池図形に２つの方形の表示部を表示し、残量が十分なときは２つの表示部が赤色になっており、電池電圧残量が少ししかないときは１つの表示部が赤色になり、残量がないときはＬＥＤが発光せず、２つの表示部が白色になるというものもある。さらに、異なる色を発光する２個のＬＥＤを利用して１個の電池図形を異なる色で表示する方法もある。

特開２００８−２７９５６４号公報

しかしながら、従来の残量表示は、単色発光のＬＥＤで行われるものであるから、一番目の表示方法では、電池電圧が十分に残っているかどうかを知ることはできるものの、途中の残量はわからないという問題がある。また、二番目の方法では、途中の残量は表示されるものの、一色でしか表示されず、また電池図形をさらに２つの表示部に分けるので、表示部が小さくて視認性がよくない。三番目の表示方法では、視認性はよいが、２個のＬＥＤを用いるため、プリント基板上の占有面積が大きくなってしまい、コンパクト化が損なわれる可能性がある。

本発明は上記問題点を解消し、充電池交換のタイミングを使用者に適切に判断させるため、電力の残量を細かく表示し、しかも視認性がよく、さらに基板の占有面積を最小限に抑えることで充電工具を小型化し、使い勝手を向上させることができる充電工具における充電池の残量表示方法を提供することをその課題とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、工具本体に、電動モータと、該電動モータによって駆動される作動機構と、上記電動モータに電力を供給する充電池とを備えるとともに、この充電池と接続したプリント基板上には、上記充電池の電池電圧検出回路と、マイクロコンピュータと、１個の２色発光ＬＥＤ（発光ダイオード）と、この２色発光ＬＥＤから照射された光の色を表示する残量表示部とを設け、上記電池電圧検出回路により充電池の電池電圧を検出してマイクロコンピュータで演算し、この演算結果に対応して、上記２色発光ＬＥＤから上記残量表示部に、２種類の単色と１種類の混合色とを別個に発光照射することにより、少なくとも３段階の電池電圧の残量表示を行うことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、上記プリント基板が上記充電工具のトリガスイッチに連動するようにしたことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、電池電圧検出回路により充電池の電池電圧を検出してマイクロコンピュータで演算し、この演算結果に対応して、上記２色発光ＬＥＤから上記残量表示部に、２種類の単色と１種類の混合色とを別個に発光照射することにより、少なくとも３段階の電池電圧の残量表示を行うようにしたから、電池電圧の残量が十分にあるかないかを知ることができるだけでなく、途中の残量も知ることができる。また、残量表示は３色で行われるため、残量表示部を分割する必要がなく、表示面積を十分に大きくなとることができるので視認性がよい。さらに、２色発光ＬＥＤを用いるため、２個の単色ＬＥＤを使用する場合に比べて小さく、プリント基板上の占有面積が大きくならず、コンパクト化が損なわれることもない。

したがって、本発明法によれば、充電池交換のタイミングを使用者に適切に判断させるため、電力の残量を細かく表示し、しかも視認性がよく、さらに基板の占有面積を最小限に抑えることで充電工具を小型化し、使い勝手を向上させることができる。

本発明の実施形態であるインパクトドライバの斜視図上記インパクトドライバのグリップより下の部分を示す平面図本発明に係る充電池の残量表示方法のブロック図上記残量表示方法のフローチャート図

本発明の実施形態をインパクトドライバについて説明する。図１はインパクトドライバの斜視図で、このインパクトドライバは、工具本体１に、図示はしないが、電動モータ（ブラシレスＤＣモータ）と、該電動モータによって駆動される回転打撃機構（作動機構）と、上記電動モータに電力を供給する充電池の電池パック２とを設けたもので、電池パック２はグリップ３の下部に設けられた電池パック取付部４に着脱自在に設けられている。そして、トリガスイッチ５を引き操作することにより、電池パック２から電動モータに電力を供給して電動モータを回転させ、この回転力で回転打撃機構を駆動して、図示しないドライバビットを駆動するように構成されている。

電池パック２は、図３に示されるように、トリガスイッチ５を介して電動モータの駆動回路を設けたモータ基板６に電気的に接続されている。

また、ブラシレスＤＣモータである電動モータを作動させるためには、ステータに巻装されたコイルに駆動電流を流すためのインバータ回路と、インバータ回路を制御するためのモータ駆動回路が必要となる。中でも、インバータ回路にはステータに巻装されたコイルに大電流を流す必要があるため、これらの回路を備えたモータ基板６には、スイッチング素子７として動作する大容量の出力トランジスタが設けられている。

ところで、上記電池パック２の上部の取付部４には、図１及び図２に示されるように、打撃力の強弱の表示部８と増締の有無の表示部９と照明ライトの点滅状態表示部１０とともに、充電池の残量表示部１１が設けられている。

残量表示部１１は電池図形によって充電池の残量を表示するようになっている。すなわち、図３に示されるように、充電池と接続したメイン基板(メインのプリント基板)１２上には、充電池の電池電圧検出回路１３と、マイクロコンピュータ１４と、１個の２色発光ＬＥＤ（発光ダイオード）１６と、この２色発光ＬＥＤ１６とが設けられ、２色発光ＬＥＤ１６上には、ここから照射された光の色を表示する残量表示部１１が設けられている。また、メイン基板１２は充電工具のトリガスイッチ５に電気的に接続して連動するように構成されている。

そして、電池電圧検出回路１３により充電池の電池電圧を検出してマイクロコンピュータ１４で演算し、この演算結果に対応して、２色発光ＬＥＤ１６から残量表示部１１に、２種類の単色と１種類の混合色とを別個に発光照射することにより、３段階の電池電圧の残量表示を行うように構成されている。なお、この実施形態では、２色発光ＬＥＤ１６は単色が赤色と緑色、混合色は橙色とする。

次に、図４に示すフローチャートに基づいて残量表示の手順について説明する。まず、トリガスイッチ５がオンになると、メイン基板１２に電源が入り、初期設定後に電池電圧を検出しに行く。電池電圧は電池電圧検出回路１３からの電圧値をマイクロコンピュータ１４に入力してデジタル変換する(ステップ１)。

電池電圧データを取得すると、タイマがスタートし(ステップ２)、１ｍｓ間経過するのを待つ(ステップ３)。

１ｍｓ経過すると、カウンタに１を加算し(ステップ４)、さらに電池電圧データを加算する(ステップ５)。

そして、再度電池電圧を検出しに行き、電池電圧データを取得する。こうして１ｍｓ毎にデータを取得して加算していく手順を繰り返してカウンタが１０になるまで電池電圧データを取得し加算し(ステップ６)、１０回取得したら、１０回分の加算値を１０で割り、平均値を出す(ステップ７)。

演算した結果、平均値が初期設定の中で決定している第１の閾値（例えば１４．４Ｖ）よりも大きいかどうかを比較する(ステップ８)。

電池電圧値の平均値が第１の閾値よりも大きければ、マイクロコンピュータ１４から２色発光ＬＥＤ１６に対して緑を点灯させる指令を出し、緑色を点灯させる(ステップ９)。これにより、緑色光を照射された残量表示部１１には緑色が点灯する。

ＬＥＤ１６を点灯させた後は、電池電圧データをクリアする(ステップ１０)。

以上の手順を繰り返し行なう。そして、充電池の電力が消費されて演算により得られた平均の電池電圧値が第１閾値（例えば１４．４Ｖ）よりも小さいときは、さらに第２の閾値（例えば５．０Ｖ）よりも大きいか小さいかを比較する(ステップ１１)。大きいときはマイクロコンピュータ１４から２色発光ＬＥＤ１６に対して橙のＬＥＤを点灯させる指令を出し、橙色を点灯させる(ステップ１２)。ＬＥＤ１６を点灯させた後は、電池電圧データをクリアする。

さらに以上の手順を繰り返し行なう中で、充電池の電力がさらに消費されて演算により得られた平均の電池電圧値が第２の閾値よりも小さくなったときは、マイクロコンピュータ１４から２色発光ＬＥＤ１６に対して赤のＬＥＤを点灯させる指令を出し、赤色を点灯させる(ステップ１３)。これにより、赤色光を照射された残量表示部１１には赤色が点灯する。ＬＥＤ１６を点灯させた後は、電池電圧データをクリアする。

なお、電動モータの駆動指令がマイクロコンピュータ１４に入れば、電動モータを駆動させる処理に移行する。

上記構成によれば、充電池の残量表示部１１には１個の電池図形があるだけであるが、その色が緑、橙、赤の三段階に変化するので、次のような効果が得られる。

電池電圧の残量が十分にあるかないかを知ることができるだけでなく、途中の残量も知ることができる。また、残量表示は３色で行われるため、残量を表示するための図形を分割する必要がなく、表示面積を十分に大きくとることができるので視認性がよい。さらに、２色発光ＬＥＤ１６を用いるため、２個の単色ＬＥＤを使用する場合に比べて小さく、プリント基板１２上の占有面積が大きくならず、コンパクト化が損なわれることもない。

したがって、上記残量表示方法によれば、充電池交換のタイミングを使用者に適切に判断させるため、電力の残量を細かく表示し、しかも視認性がよく、さらに基板の占有面積を最小限に抑えることで充電工具を小型化し、使い勝手を向上させることができる。

なお、上記フローチャートにおいて、閾値をさらに細かく分けて表示してもよい。例えば、
（ａ）十分にある（例えば８０％以上）
（ｂ）半分以下（例えば３０％以上）
（ｃ）残り僅か（例えば１０％以上）
（ｄ）残量なし
（ｅ）残量はあるが充電工具に異常あり
とに分け、
（ａ）のときは、緑色
（ｂ）のときは、橙色
（ｃ）のときは、赤色
（ｄ）のときは、赤の点滅
（ｅ）のときは、緑の点滅
のように表示することも可能である。

いずれの場合も、色で大きく表示されるので、視認性、識別性がよい。

表示する色の種類は緑、赤、橙に限定されない。他の色を表示する構成であってもよい。

また、充電工具はインパクトドライバに限定されない。電動鋸、鉄筋結束機等の、電池パックを搭載した電動工具でもよい。

２電池パック（充電池）
５トリガスイッチ
１１残量表示部
１２メイン基板
１３電池電圧検出回路
１４マイクロコンピュータ
１６２色発光ＬＥＤ

Claims

工具本体に、電動モータと、該電動モータによって駆動される作動機構と、上記電動モータに電力を供給する充電池とを備えるとともに、この充電池と接続したプリント基板上には、上記充電池の電池電圧検出回路と、マイクロコンピュータと、１個の２色発光ＬＥＤ（発光ダイオード）と、この２色発光ＬＥＤから照射された光の色を表示する残量表示部とを設け、上記電池電圧検出回路により充電池の電池電圧を検出してマイクロコンピュータで演算し、この演算結果に対応して、上記２色発光ＬＥＤから上記残量表示部に、２種類の単色と１種類の混合色とを別個に発光することにより、少なくとも３段階の電池電圧の残量表示を行うことを特徴とする、充電工具における充電池の残量表示方法。
上記プリント基板が上記充電工具のトリガスイッチに連動するようにしたことを特徴とする、請求項１に記載の充電工具における充電池の残量表示方法。