JP2014056748A - 電池容量報知装置及び工事用電気機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】電圧の異なる複数種の電池パックを装着した場合であっても、装着した電池パックの電圧状態をより正確に報知することができる電池容量報知装置及び工事用電気機を提供する。
【解決手段】制御回路２１は、識別された電池パック１２ａ〜１２ｃに対応する電圧閾値を閾値記憶部２１ａから参照し、電圧計測部２３で計測された電池電圧と電圧閾値とを比較して電池パック１２ａ〜１２ｃの電圧状態を決定する。そして、電圧報知部２４は、制御回路２１により決定された装着された電池パック１２ａ〜１２ｃの電圧状態を表示により報知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電池容量報知装置及び工事用電気機器に関するものである。
従来、工事用電気機器として、電圧の異なる複数種の電池パックのいずれかを選択的に装着しても過放電防止制御を行うものが知られている（特許文献１参照）。
また、電池パックを有する工事用電気機器では、或る１つの電池パックの電圧状態（残容量）を報知（表示等）する電池容量報知装置を備えたものが知られている（特許文献２参照）。
国際公開ＷＯ２０１１／１１８４７５号公報 特開２０１０−１７０７７９号公報
ところで、特許文献２などの工事用電気機器では、単一の電池パックの残容量を報知する電池容量報知装置を備えているため、特許文献１のように複数種の電池パックのいずれかを選択的に装着した場合、電池パックの電圧状態を正しく報知できない虞がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電圧の異なる複数種の電池パックを装着した場合であっても、装着した電池パックの電圧状態をより正確に報知することができる電池容量報知装置及び工事用電気機を提供することにある。
上記課題を解決するために、電池容量報知装置は、選択的に装着される電圧の異なる２つ以上の電池パックのいずれかが接続された状態で接続された電池パックの電圧を計測する電圧計測部と、前記電池パックのいずれかを選択的に接続した際にその電池パックを識別する電池識別部と、異なる電圧の電池パック毎に対応づけられた電圧閾値が記憶された閾値記憶部と、前記電池識別部で識別された電池パックに対応する電圧閾値を前記閾値記憶部から参照し、前記電圧計測部で計測された電池電圧と前記電圧閾値とを比較して、接続された前記電池パックの電圧状態を決定する制御部と、前記制御部により決定された電池パックの電圧状態を報知する報知部と、を備えたことを特徴とする。
また上記構成において、前記報知部は、段階表示が可能な残量表示インジケータであり、前記制御部により決定された電池パックの電圧状態に応じて表示段階数が異なることが好ましい。
また工事用電気機器は、上記いずれかの構成の工事用電気機を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、電池容量報知装置及び工事用電気機器は、電圧の異なる複数種の電池パックを装着した場合であっても、装着した電池パックの電圧状態をより正確に報知することができる。
実施形態における電動工具の概略構成図である。 電池パックの残容量と電圧との関係を示すグラフである。 電圧報知部の一例を説明するための概略構成図である。 電動工具の電圧報知部の動作例を説明するための説明図である。
以下、電動工具の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の電動工具１０は、モータＭを内蔵する電動工具本体１１と、電動工具本体１１に対して着脱自在な電池パック１２とを備える。
図１に示すように、電動工具本体１１は、モータＭと、電池パック１２との通信や電動工具本体１１の種々の駆動制御を行う本体制御回路２１と、本体制御回路２１と電気的に接続されてモータＭの駆動（回転数）を制御する駆動制御部２２とを備える。
図１に示すように、本体制御回路２１はマイコン等からなり、電動工具本体１１に使用者が操作可能なように外部に露出するように設けられるトリガスイッチＴＳの操作によってモータＭを前記駆動制御部２２を介して制御するものである。図１に示すように、本体制御回路２１と接続される駆動制御部２２は、モータＭの回転数を制御する。駆動制御部２２は、前記制御回路２１から出力された信号に応じてスイッチング素子（図示略）をオンオフしてＰＷＭ制御を実施することでモータＭの回転を制御するものである。
ここで、電動工具本体１１で利用可能な電池パック１２は、定格出力電圧が決まっている。図１に示す電池パック１２は、リチウムイオンバッテリーであり、１個のセルＣあたりの電圧値が略３．６Ｖで構成され、セルＣの個数によって定格出力電圧が決まる。例えば、図１に示す電池パック１２の内の電池パック１２ａは、セルＣを４個直列接続させて定格出力電圧が１４．４Ｖとなるように構成される。また、図１に示す電池パック１２の内の電池パック１２ｂは、セルＣが５個直列接続されて定格出力電圧が１８Ｖとなるように構成される。図１に示す電池パック１２の内の電池パック１２ｃは、セルＣが６個直列接続されて定格出力電圧が２１．６Ｖとなるように構成される。また、図２に示すように各電池パック１２ａ〜１２ｃは、それぞれの定格出力電圧が異なるため、電池の残容量に対する電圧が異なることとなる。
図１に示すように、各電池パック１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、それぞれ情報保存部４１を備える。この情報保存部４１は、電動工具本体１１や図示しない充電器に対して電池パック１２ａ，１２ｂ，１２ｃの定格出力電圧の情報などを出力するものである。このため、電動工具本体１１の本体制御回路２１によって対応した電池パック１２ａ，１２ｂ，１２ｃか否かを識別することが可能となっている。また、前記情報保存部４１の情報により本体制御回路２１は電池パック１２ａ〜１２ｃの内のいずれかが装着されていることを識別することが可能となっている。
図１に示すように、本体制御回路２１と接続される電圧計測部２３は、選択的に装着される電圧の異なる３つの電池パック１２ａ〜１２ｃのいずれかが電動工具本体１１に装着（接続）された状態でその電池パック１２ａ〜１２ｃの電圧を計測するものである。
また、本体制御回路２１は、閾値記憶部２１ａを備える。ここで、前述したように、各電池パック１２ａ〜１２ｃは、それぞれの定格出力電圧が異なるため、電池の残容量に対する出力電圧が異なる。このため、閾値記憶部２１ａは、選択的に装着される電圧の異なる３つの電池パック１２（１２ａ〜１２ｃ）毎に対応付けられた電圧閾値が予め記憶されている。閾値記憶部２１ａは、図４に示すように電池パック１２ａにおいて、残容量が最も高いことを示す電圧閾値Ｓａ１と、残容量がＳａ１よりも低いことを示す電圧閾値Ｓａ２と、残容量がＳａ２よりも低いことを示す電圧閾値Ｓａ３とが設定されている。閾値記憶部２１ａは、図４に示すように電池パック１２ａにおいて、残容量が最も高いことを示す電圧閾値Ｓｂ１と、残容量がＳｂ１よりも低いことを示す電圧閾値Ｓｂ２と、残容量がＳｂ２よりも低いことを示す電圧閾値Ｓｂ３とが設定されている。閾値記憶部２１ａは、図４に示すように電池パック１２ａにおいて、残容量が最も高いことを示す電圧閾値Ｓｃ１と、残容量がＳｃ１よりも低いことを示す電圧閾値Ｓｃ２と、残容量がＳｃ２よりも低いことを示す電圧閾値Ｓｃ３とが設定されている。ちなみに、各電池パック１２ａ〜１２ｃのそれぞれで残容量が最も高いことを示す電圧閾値Ｓａ１，Ｓｂ１，Ｓｃ１は、Ｓａ１＜Ｓｂ１＜Ｓｃ１となるように設定される。同様に、電圧閾値Ｓａ２，Ｓｂ２，Ｓｃ２は、Ｓａ２＜Ｓｂ２＜Ｓｃ２となるように設定される。同様に、電圧閾値Ｓａ３，Ｓｂ３，Ｓｃ３は、Ｓａ３＜Ｓｂ３＜Ｓｃ３となるように設定される。
図１及び図３に示すように、本体制御回路２１と接続される電圧報知部２４は複数（本実施形態では３つの）ＬＥＤ２４ａ〜２４ｃから構成される残量表示インジケータである。電圧報知部２４、電池パック１２の電圧状態に応じて報知するものである。
上記のように構成された電動工具１０では、トリガスイッチＴＳが引き込み操作されてオン状態となることで、制御回路２１により駆動制御部２２を介してモータＭを駆動する。このとき、制御回路２１は、電圧報知部２４を用いて電動工具本体１１に装着される電池パック１２ａ〜１２ｃの残容量を表示する。
次に、電動工具１０の作用について説明する。
電動工具１０の本体制御回路２１は、装着された電池パック１２ａ〜１２ｃの情報保存部４１より定格出力電圧の情報を取得し、装着された電池パック１２ａ〜１２ｃを識別する。
本体制御回路２１は、電圧計測部２３を用いて電池パック１２ａ〜１２ｃの現在の電圧を所定タイミング毎に計測する。そして、本体制御回路２１は、計測された電池パック１２ａ〜１２ｃの現在の電圧と、装着された電池パック１２ａ〜１２ｃに対応する電圧閾値Ｓａ１〜Ｓａ３，Ｓｂ１〜Ｓｂ３，Ｓｃ１〜Ｓｃ３とを比較する。
（電池パック１２ａが装着されている場合）
ここで、例えば、１４．４Ｖの定格出力電圧である電池パック１２ａが装着されている場合、本体制御回路２１は、閾値記憶部２１ａに記憶された電圧閾値Ｓａ１〜Ｓａ３と、現在の電圧とを比較する。そして、例えば現在の電池パック１２ａの電圧が電圧閾値Ｓａ１よりも高い場合、本体制御回路２１は、図３及び図４に示すように電圧報知部２４のＬＥＤ２４ａ〜２４ｃを全て点灯させる。電池パック１２ａの電圧が電圧閾値Ｓａ１以下で電圧閾値Ｓａ２よりも高い場合、本体制御回路２１は、図３及び図４に示すように電圧報知部２４のＬＥＤ２４ａ〜２４ｃの内の２つのＬＥＤ２４ｂ，２４ｃを点灯状態とし、残りのＬＥＤ２４ａを消灯状態とする。電池パック１２ａの電圧が電圧閾値Ｓａ２以下で電圧閾値Ｓａ３よりも高い場合、本体制御回路２１は、図３及び図４に示すように電圧報知部２４のＬＥＤ２４ａ〜２４ｃの内の１つのＬＥＤ２４ｃを点灯状態とし、残りのＬＥＤ２４ａ，２４ｂを消灯状態とする。電池パック１２ａの電圧が電圧閾値Ｓａ３以下である場合、本体制御回路２１は、図３及び図４に示すように電圧報知部２４のＬＥＤ２４ａ〜２４ｃの内の１つのＬＥＤ２４ｃを点滅状態とし、残りのＬＥＤ２４ａ，２４ｂを消灯状態とする。
（電池パック１２ｂが装着されている場合）
また、１８Ｖの定格出力電圧である電池パック１２ｂが装着されている場合、本体制御回路２１は、閾値記憶部２１ａに記憶された電圧閾値Ｓｂ１〜Ｓｂ３と、現在の電圧とを比較する。そして、例えば現在の電池パック１２ｂの電圧が電圧閾値Ｓｂ１よりも高い場合、本体制御回路２１は、図３及び図４に示すように電圧報知部２４のＬＥＤ２４ａ〜２４ｃを全て点灯させる。電池パック１２ｂの電圧が電圧閾値Ｓｂ１以下で電圧閾値Ｓｂ２よりも高い場合、本体制御回路２１は、図３及び図４に示すように電圧報知部２４のＬＥＤ２４ａ〜２４ｃの内の２つのＬＥＤ２４ｂ，２４ｃを点灯状態とし、残りのＬＥＤ２４ａを消灯状態とする。電池パック１２ｂの電圧が電圧閾値Ｓｂ２以下で電圧閾値Ｓｂ３よりも高い場合、本体制御回路２１は、図３及び図４に示すように電圧報知部２４のＬＥＤ２４ａ〜２４ｃの内の１つのＬＥＤ２４ｃを点灯状態とし、残りのＬＥＤ２４ａ，２４ｂを消灯状態とする。電池パック１２ｂの電圧が電圧閾値Ｓｂ３以下である場合、本体制御回路２１は、図３及び図４に示すように電圧報知部２４のＬＥＤ２４ａ〜２４ｃの内の１つのＬＥＤ２４ｃを点滅状態とし、残りのＬＥＤ２４ａ，２４ｂを消灯状態とする。
（電池パック１２ｃが装着されている場合）
また、２１．６Ｖの定格出力電圧である電池パック１２ｃが装着されている場合、本体制御回路２１は、閾値記憶部２１ａに記憶された電圧閾値Ｓｃ１〜Ｓｃ３と現在の電圧とを比較する。そして、例えば現在の電池パック１２ｃの電圧が電圧閾値Ｓｃ１よりも高い場合、本体制御回路２１は、図３及び図４に示すように電圧報知部２４のＬＥＤ２４ａ〜２４ｃを全て点灯させる。電池パック１２ｃの電圧が電圧閾値Ｓｃ１以下で電圧閾値Ｓｃ２よりも高い場合、本体制御回路２１は、図３及び図４に示すように電圧報知部２４のＬＥＤ２４ａ〜２４ｃの内の２つのＬＥＤ２４ｂ，２４ｃを点灯状態とし、残りのＬＥＤ２４ａを消灯状態とする。電池パック１２ｃの電圧が電圧閾値Ｓｃ２以下で電圧閾値Ｓｃ３よりも高い場合、本体制御回路２１は、図３及び図４に示すように電圧報知部２４のＬＥＤ２４ａ〜２４ｃの内の１つのＬＥＤ２４ｃを点灯状態とし、残りのＬＥＤ２４ａ，２４ｂを消灯状態とする。電池パック１２ａの電圧が電圧閾値Ｓｃ３以下である場合、本体制御回路２１は、図３及び図４に示すように電圧報知部２４のＬＥＤ２４ａ〜２４ｃの内の１つのＬＥＤ２４ｃを点滅状態とし、残りのＬＥＤ２４ａ，２４ｂを消灯状態とする。
次に、本実施形態の効果を記載する。
（１）制御回路２１は、識別された電池パック１２ａ〜１２ｃに対応する電圧閾値Ｓａ１〜Ｓａ３，Ｓｂ１〜Ｓｂ３，Ｓｃ１〜Ｓｃ３を閾値記憶部２１ａから参照し、電圧計測部２３で計測された電池電圧と電圧閾値Ｓａ１〜Ｓａ３，Ｓｂ１〜Ｓｂ３，Ｓｃ１〜Ｓｃ３とを比較して電池パック１２ａ〜１２ｃの電圧状態を決定する。そして、電圧報知部２４は、制御回路２１により決定された装着された電池パック１２ａ〜１２ｃの電圧状態を表示により報知する。これにより、電圧の異なる３つの電池パック１２ａ〜１２ｃのいずれかを選択的に装着しても、その電池パック１２ａ〜１２ｃに対応した電圧閾値を用いてより正確に電池パック１２ａ〜１２ｃの残容量（電圧状態）を報知することができる。
（２）電圧報知部２４は、段階表示が可能な残量表示インジケータであり、制御回路２１により決定された電池パック１２ａ〜１２ｃの電圧状態の電圧状態に応じて表示段階数が変更されるため、正確に電池パック１２ａ〜１２ｃの残容量（電圧状態）を報知することができる。
尚、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、選択的に装着される電圧の異なる電池パックとして３種類の電池パック１２ａ〜１２ｃを用いたが、これに限らず、２種類してもよく、また４種類以上としてもよい。また、各電池パック１２ａ〜１２ｃのセルＣの個数や１セルあたりの電圧については電動工具の仕様等によって適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、電池パック１２ａ〜１２ｃの電圧状態を報知する際に４段階表示としたが、これに限らない。また、図４に示すように、例えば各電池パック１２ａ〜１２ｃ毎の電圧閾値Ｓａ３，Ｓｂ３，Ｓｃ３よりも低い電圧閾値Ｓａ４，Ｓｂ４，Ｓｃ４を設定し、電圧閾値Ｓａ４，Ｓｂ４，Ｓｃ４を下回った際には電動工具本体１１の駆動を行わない構成としてもよい。
・上記実施形態では、電池パックの電圧状態を報知する方法として、ＬＥＤの点灯個数により実現したが、これ以外の方法を採用してもよい。一例としては、数値表示や、音声報知などが考えられる。
・上記実施形態では、工事用電気機器として、電動工具を採用したが、電動工具として、ドリルドライバー、インパクトドライバー、インパクトレンチ、ハンマードリル、振動ドリル、ジグソー、シーリングガン、丸ノコなどが含まれる。
・上記実施形態では、工事用電気機器として、電動工具を採用したが、これに限らない。例えば、工事用ライト、工事用掃除機（クリーナーやブロワー）などが含まれる。
１０…電動工具、１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…電池パック、２１…制御部及び電池識別部としての本体制御回路、２１ａ…閾値記憶部、２３…電圧計測部、２４…報知部としての電圧報知部、Ｓａ１〜Ｓａ３，Ｓｂ１〜Ｓｂ３，Ｓｃ１〜Ｓｃ３…電圧閾値。

Claims (3)

  1. 選択的に装着される電圧の異なる２つ以上の電池パックのいずれかが接続された状態で接続された電池パックの電圧を計測する電圧計測部と、
    前記電池パックのいずれかを選択的に接続した際にその電池パックを識別する電池識別部と、
    異なる電圧の電池パック毎に対応づけられた電圧閾値が記憶された閾値記憶部と、
    前記電池識別部で識別された電池パックに対応する電圧閾値を前記閾値記憶部から参照し、前記電圧計測部で計測された電池電圧と前記電圧閾値とを比較して、接続された前記電池パックの電圧状態を決定する制御部と、
    前記制御部により決定された電池パックの電圧状態を報知する報知部と、
    を備えたことを特徴とする電池容量報知装置。
  2. 請求項１に記載の電池容量報知装置において、
    前記報知部は、段階表示が可能な残量表示インジケータであり、前記制御部により決定された電池パックの電圧状態に応じて表示段階数が異なることを特徴とする電池容量報知装置。
  3. 請求項１又は２に記載の電池容量報知装置を備えたことを特徴とする工事用電気機器。
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