JP2014150678A - 電動機械器具、及びその本体 - Google Patents
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Abstract
【課題】直列接続された複数のバッテリパックから電力供給を受けて動作する電動機械器具において、複数のバッテリパックの残容量が異なっても、個々の残容量がアンバランスな状態のまま動作できなくなってしまうことを抑制する。
【解決手段】電動機械器具は、本体に複数のバッテリパック11,12が装着されて使用される。複数のバッテリパック11,12は、本体に装着されると、各バッテリ20,40が直列接続され、これがモータ61の電力源となってモータ61へ供給される。MCU62は、モータ61を制御する機能のほか、各バッテリ20,40の残容量を均等化するための処理も行う。具体的には、各バッテリ20,40のうち残容量が最大ではないバッテリを充電対象バッテリとして、その充電対象バッテリに対し、当該電動機械器具内で発生する電力により充電を行う。
【選択図】図2
【解決手段】電動機械器具は、本体に複数のバッテリパック11,12が装着されて使用される。複数のバッテリパック11,12は、本体に装着されると、各バッテリ20,40が直列接続され、これがモータ61の電力源となってモータ61へ供給される。MCU62は、モータ61を制御する機能のほか、各バッテリ20,40の残容量を均等化するための処理も行う。具体的には、各バッテリ20,40のうち残容量が最大ではないバッテリを充電対象バッテリとして、その充電対象バッテリに対し、当該電動機械器具内で発生する電力により充電を行う。
【選択図】図2
Description
本発明は、電動機械器具に関する。
下記特許文献1に開示された電動工具は、当該電動工具の本体に2つのバッテリパックを装着可能に構成されている。この電動工具では、当該電動工具の本体に装着された2つのバッテリパックが直列接続されることによって、当該電動工具を適切に駆動するのに必要な電圧を得ている。
上述の電動工具では、2つのバッテリパックのうち何れか一方のバッテリパックの残容量が空になる(或いは空に近い所定量以下になる)と、たとえもう一方のバッテリパックが満充電状態であっても、全体として当該電動工具を適切に駆動するのに必要な電力を得ることができず、当該電動工具を適切に駆動できなくなってしまう可能性がある。
一方のバッテリパックの残容量がまだ十分に残っているにもかかわらず電動工具が使えなくなると、連続して使用できる時間が短くなって、作業の中断を強いられる頻度やバッテリパックの交換(充電)の頻度が多くなるなど、ユーザの作業性、使い勝手が低下するおそれがある。
そこで、本発明は、直列接続された複数のバッテリパックから電力供給を受けて動作する電動機械器具において、複数のバッテリパックの残容量が異なっても、個々の残容量がアンバランスな状態のまま動作できなくなってしまうことを抑制し、ユーザの作業性、使い勝手を向上させることを目的とする。
上記課題を解決するためになされた、本発明の第1局面における電動機械器具は、複数のバッテリパックと、装着部と、電力源形成部と、モータと、バッテリ充電部とを備えている。
複数のバッテリパックは、それぞれ、バッテリを内蔵している。装着部には、複数のバッテリパックが着脱可能に装着される。電力源形成部は、複数のバッテリパックが装着部に装着されている場合に各バッテリパックの各バッテリを直列接続することにより電力源を形成する。モータは、電力源形成部により形成された電力源からの電力により動作する。バッテリ充電部は、各バッテリのうち残容量が最大ではないバッテリの少なくとも1つを充電対象バッテリとして、その少なくとも1つの充電対象バッテリに対し、当該電動機械器具内で発生する電力により充電を行う。
このように構成された電動機械器具では、残容量が最大ではない少なくとも1つの充電対象バッテリに対し、電動機械器具内で発生する電力により充電が行われる。そのため、各バッテリの残容量が異なっても、個々の残容量がアンバランスな状態のまま電動機械器具が動作できなくなってしまうことが抑制され、ユーザの作業性、使い勝手が向上する。
なお、充電対象バッテリは、残容量が最大ではないバッテリの中から少なくとも1つを適宜決めればよい。ただし、好ましくは、少なくとも残容量が最も小さいバッテリを含むように(あるいは残容量が最も小さいバッテリのみを)充電対象バッテリとして決定するとよい。
充電対象バッテリをどのように決定するかについては種々考えられるが、各バッテリパックの各バッテリの残容量を検出する残容量検出部を備え、バッテリ充電部は、その残容量検出部による検出結果に基づいて、上記少なくとも1つの充電対象バッテリを決定するようにしてもよい。
このように各バッテリの残容量の検出結果に基づいて充電対象バッテリを決定することで、充電対象バッテリを適切に決定することができる。
充電対象バッテリを充電するための、電動機械器具内で発生する電力としては、種々考えられるが、その1つとして、残容量が最大のバッテリが考えられる。そこで、バッテリ充電部は、各バッテリのうち残容量が最大のバッテリを充電用電源として上記少なくとも1つの充電対象バッテリに対して充電を行うようにしてもよい。
充電対象バッテリを充電するための、電動機械器具内で発生する電力としては、種々考えられるが、その1つとして、残容量が最大のバッテリが考えられる。そこで、バッテリ充電部は、各バッテリのうち残容量が最大のバッテリを充電用電源として上記少なくとも1つの充電対象バッテリに対して充電を行うようにしてもよい。
残容量が最大のバッテリから充電対象バッテリへ充電を行うようにすることで、残容量が最大のバッテリの残容量は減少してその分充電対象のバッテリの残容量が増加し、結果として、各バッテリの残容量の差を縮めることができる。そのため、各バッテリの残容量を効率的に均等化することができる。
残容量が最大のバッテリから充電対象バッテリへ具体的にどのようにして充電用の電力を供給するかについては種々考えられるが、その1つとして、電力を蓄電する手段を介在させる方法が考えられる。具体的には、バッテリ充電部は、電力の蓄電及びその蓄電された電力の放電が可能な電力蓄電部と、残容量が最大のバッテリの電力により電力蓄電部を蓄電する蓄電実行部と、電力蓄電部に蓄電された電力を上記少なくとも1つの充電対象バッテリへ放電する放電実行部とを備えるようにする。
このように、残容量が最大のバッテリから充電対象バッテリへ電力蓄電部を介して充電用電力を供給することで、簡素な構成にて充電対象バッテリの充電を実現できる。
また、このように電力蓄電部を介して充電対象バッテリを充電する場合、バッテリ充電部は、蓄電実行部による蓄電と放電実行部による放電を交互に複数回繰り返すことにより上記少なくとも1つの充電対象バッテリの充電を行うようにしてもよい。
また、このように電力蓄電部を介して充電対象バッテリを充電する場合、バッテリ充電部は、蓄電実行部による蓄電と放電実行部による放電を交互に複数回繰り返すことにより上記少なくとも1つの充電対象バッテリの充電を行うようにしてもよい。
電力蓄電部の蓄電容量が小さくても、蓄電・放電を複数回繰り返すことで、充電対象バッテリに対して必要十分な電力を供給して充電することができる。そのため、電力蓄電部として蓄電容量の小さいものを用いることができ、その分、より簡素な構成で充電対象バッテリの充電を実現できる。
残容量が最大のバッテリから充電対象バッテリへ充電用の電力を供給する他の方法として、両者を並列接続することが考えられる。具体的には、バッテリ充電部は、残容量が最大のバッテリと上記少なくとも1つの充電対象バッテリとを所定期間並列接続することにより、残容量が最大のバッテリを充電用電源とする、上記少なくとも1つの充電対象バッテリへの充電を行う。
このように、残容量が最大のバッテリと充電対象バッテリとを並列接続して充電を実現することで、必要十分な電力を短時間で充電対象バッテリへ供給することができ、双方のバッテリの残容量を短時間で均等化することができる。
充電対象バッテリを充電するための、電動機械器具内で発生する電力としては、モータから発生する回生電力を用いることもできる。具体的には、バッテリ充電部が、回生電力取得部と、回生電力供給部とを備えるようにするとよい。回生電力取得部は、電力源からの電力により回転中のモータに対するその電力源からの電力の供給が停止された後、モータの回転が停止するまでの間の所定期間中に、モータの回転によりモータから発生する回生電力を取得する。回生電力供給部は、回生電力取得部により取得された回生電力を上記少なくとも1つの充電対象バッテリへ供給することによりその少なくとも1つの充電対象バッテリの充電を行う。
このように、モータからの回生電力を用いて充電対象バッテリを充電することで、充電対象バッテリ以外の他のバッテリの残容量に影響を与えることなく充電対象バッテリを充電することができる。
バッテリ充電部による、上記少なくとも1つの充電対象バッテリへの充電は、電力源からモータへの電力の供給が停止されている期間中に行うようにするとよい。モータへの電力供給が停止されている期間に充電を行うようにすることで、モータの駆動に影響を与えることなく、且つ安定的に充電を行うことができる。
電動機械器具は、さらに、報知部を備えたものであってもよい。報知部は、残容量が最も大きいバッテリと少なくとも1つの充電対象バッテリのうち残容量が最も小さい充電対象バッテリとの残容量の差が規定値以上の場合に報知を行う。
バッテリ間の残容量の差が大きい場合、その大きさによっては、バッテリ充電部による充電によっても残容量の差を効果的に縮めることが難しくなる可能性がある。そこで、そのような場合は報知を行うことで、残容量の差が大きい状態であることを使用者に知らしめることができ、例えばバッテリの充電や交換等を促すことができる。
本発明の第2局面における、電動機械器具の本体は、装着部と、電力源形成部と、モータと、バッテリ充電部とを備えている。
装着部には、複数のバッテリパックが着脱可能に装着される。電力源形成部は、複数のバッテリパックが装着部に装着されている場合に各バッテリパックの各バッテリを直列接続することにより電力源を形成する。モータは、電力源形成部により形成された電力源からの電力により動作する。バッテリ充電部は、各バッテリのうち残容量が最大ではないバッテリの少なくとも1つを充電対象バッテリとして、その少なくとも1つの充電対象バッテリに対し、当該電動機械器具内で発生する電力により充電を行う。
装着部には、複数のバッテリパックが着脱可能に装着される。電力源形成部は、複数のバッテリパックが装着部に装着されている場合に各バッテリパックの各バッテリを直列接続することにより電力源を形成する。モータは、電力源形成部により形成された電力源からの電力により動作する。バッテリ充電部は、各バッテリのうち残容量が最大ではないバッテリの少なくとも1つを充電対象バッテリとして、その少なくとも1つの充電対象バッテリに対し、当該電動機械器具内で発生する電力により充電を行う。
このように構成された本体では、残容量が最大ではない少なくとも1つの充電対象バッテリに対し、電動機械器具内で発生する電力により充電が行われる。そのため、本発明の第1局面と同様の効果を発揮し得る。
以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に示された具体的手段や構造等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の形態を採り得る。また、下記の実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態であり、下記の複数の実施形態を適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。
[第1実施形態]
(1)電動機械器具の全体構成
図1に示すように、本実施形態の電動機械器具1は、電動作業機として構成され、より具体的には、草や小径木を刈り払ういわゆる刈払機として構成されている。
(1)電動機械器具の全体構成
図1に示すように、本実施形態の電動機械器具1は、電動作業機として構成され、より具体的には、草や小径木を刈り払ういわゆる刈払機として構成されている。
電動機械器具1の本体10は、モータユニット2と、モータユニット2の一端に連結されたシャフトパイプ3とを備えている。
モータユニット2は、当該モータユニット2の内部に後述のモータ61(図2参照)及びこれを制御するための制御回路15を収納している。本実施形態のモータ61は、ブラシ付き直流モータである。
モータユニット2は、当該モータユニット2の内部に後述のモータ61(図2参照)及びこれを制御するための制御回路15を収納している。本実施形態のモータ61は、ブラシ付き直流モータである。
モータユニット2は、当該モータユニット2の他端に、第1バッテリパック11及び第2バッテリパック12の2つのバッテリパックを離脱可能に装着するバッテリ装着部13が設けられている。より具体的には、バッテリ装着部13は、当該バッテリ装着部13上で各バッテリパック11,12をそれぞれ図中矢印に示す方向にスライドさせることによって、各バッテリパック11,12をそれぞれ個別に着脱可能に構成されている。
また、モータユニット2は、当該モータユニット2の外カバーの一側面に、第1バッテリパック11の状態等を示す第1表示LED16と、第2バッテリパック12の状態等を示す第2表示LED17とが設けられている。各表示LED16,17は、詳しくは、発光素子であるLEDとそれを駆動する駆動回路により構成されている。なお、各表示LED16,17に代えて他の各種形態の表示器を用いるようにしてもよい。
シャフトパイプ3は、中空棒状に形成されている。シャフトパイプ3における、モータユニット2とは反対側の端部には、カッター4を離脱可能に装着するカッター装着部5が設けられている。カッター4は、全体として略円板状であって、周縁に複数の刃が設けられている。
シャフトパイプ3の軸方向における中間位置近傍には、ハンドル6が設けられている。このハンドル6には、電動機械器具1の使用者が右手で把持するための右手グリップ7と、使用者が左手で把持するための左手グリップ8とが設けられている。そして、右手グリップ7には、使用者がカッター4の回転を操作するためのトリガスイッチ9が設けられている。
シャフトパイプ3の内部には、図示しない駆動力伝達軸(以下、伝達軸と略称する)が収容されている。伝達軸の一端は、モータユニット2に収納された後述のモータ61のロータに連結されている。伝達軸の他端は、カッター装着部5に設けられた図示しない複数のギアを介してカッター4に連結されている。このため、モータ61の回転駆動力は、伝達軸と複数のギアとを介してカッター4に伝達される。
(2)電動機械器具の電気的構成
電動機械器具1は、図2に示すような回路構成を備えている。図2には、各バッテリパック11,12の内部回路と、本体側の制御回路15とが示されている。なお、説明の便宜上、図2において、制御回路15内には、トリガスイッチ9及びモータ61も図示されている。
電動機械器具1は、図2に示すような回路構成を備えている。図2には、各バッテリパック11,12の内部回路と、本体側の制御回路15とが示されている。なお、説明の便宜上、図2において、制御回路15内には、トリガスイッチ9及びモータ61も図示されている。
第1バッテリパック11は、直列接続された複数(本実施形態では5つ)のセル21,22,23,24,25からなるバッテリ20を備えている。第2バッテリパック12も、直列接続された複数(本実施形態では5つ)のセル41,42,43,44,45からなるバッテリ40を備えている。本実施形態における各セル21〜25,41〜45はいずれも、二次電池(例えばリチウムイオン二次電池)セルとして構成されている。
第1バッテリパック11において、バッテリ20の正極は正極端子31に接続され、バッテリ20の負極は負極端子32に接続されている。これら正極端子31及び負極端子32は、第1バッテリパック11が本体10に装着されると、それぞれ本体10側の第1正極端子81及び第1負極端子82と接続される。
第2バッテリパック12においても、バッテリ40の正極は正極端子51に接続され、バッテリ40の負極は負極端子52に接続されている。これら正極端子51及び負極端子52は、第2バッテリパック12が本体10に装着されると、それぞれ本体10側の第2正極端子91及び第2負極端子92と接続される。
第1バッテリパック11は、バッテリ20の状態をモニタして各種処理を行うバッテリ管理ユニット(BMU)26を備えている。BMU26は、バッテリ20の電圧(以下、バッテリ電圧と称する)や各セル21〜25の電圧(以下、セル電圧と称する)などの、バッテリ20の状態を監視する。BMU26は、データ通信端子34を介して本体10側の制御ユニット(MCU)62との間でデータ通信が可能であり、必要に応じて、バッテリ20の状態に関する情報(以下、バッテリ情報と称する)をMCU62へ送信する。
BMU26がMCU62へ送信するバッテリ情報として、バッテリ電圧や、バッテリ20からの放電及びバッテリ20への充電が可能な状態であることを示す充放電許可信号などがある。BMU26は、バッテリ20の状態を監視して、放電及び充電が可能な状態であるか否かを所定の判断基準に従って判断し、放電及び充電が可能な状態である場合に、充放電許可信号を本体10側のMCU62へ送信する。
また、BMU26は、バッテリ20からの放電を許可すべきか又は禁止すべきかを示す放電停止信号DS1を出力する。具体的には、放電を許可すべき場合はHighレベル(Hレベル)の放電停止信号DS1を出力し、放電を停止すべき場合はLowレベル(Lレベル)の放電停止信号DS1を出力する。
BMU26における、放電停止信号DS1の出力端子は、第1トランジスタ27のベースに接続されている。第1トランジスタ27のエミッタは第1グランドライン(第1バッテリパック11のバッテリ20の負極と同電位のグランドライン)に接続され、コレクタは第2トランジスタ28のベースに接続されている。第2トランジスタ28のエミッタはバッテリ20の正極に接続され、コレクタは放電停止信号出力端子33に接続されている。
このような構成により、バッテリ20からの放電を許可すべき状態であって放電停止信号DS1がHレベルの間は、各トランジスタ27,28がオンし、放電停止信号出力端子33からバッテリ電圧が出力される。この放電停止信号出力端子33から出力されるバッテリ電圧は、本体10において放電停止信号入力端子83から入力され、Hレベルの放電停止信号AS1としてMCU62に入力される。なお、図2では図示を省略したが、放電停止信号入力端子83とMCU62との間には、実際には、第1バッテリパック11から入力されるバッテリ電圧を所定の低電圧にレベルシフトしてMCU62へ入力させるためのインタフェース回路が設けられている。
バッテリ20からの放電を停止すべき状態であって放電停止信号DS1がLレベルになると、各トランジスタ27,28がオフし、放電停止信号出力端子33からの出力もLレベルとなる。そのため、本体10側において第1放電停止信号入力端子83からMCU62へ入力される放電停止信号AS1はハイインピーダンスとなる。
第2バッテリパック12も、第1バッテリパック11と同様の構成であり、バッテリ40の状態をモニタして各種処理を行うBMU46や、バッテリ40からの放電の許可又は停止を本体10のMCU62へ伝えるための2つのトランジスタ47,48及び放電停止信号出力端子53、BMU46と本体10のMCU62との間でデータ通信を行うためのデータ通信端子54などを備えている。第2バッテリパック12の構成や機能は第1バッテリパック11と同じであるため、第2バッテリパック12についての詳細説明は省略する。
次に、本体10内の制御回路15について説明する。制御回路15は、モータ61の動作を制御することを主な機能としつつ、本実施形態では更に、各バッテリパック11,12の残容量を同等のレベルに維持させる残容量バランシング機能を備えている。なお、本明細書において、「バッテリパックの電圧」と「バッテリ電圧」(すなわちバッテリの電圧)は同義である。
制御回路15は、MCU62と、電源回路63と、スイッチ(SW)操作検出回路64と、駆動用FET65と、ドライバ66と、電流検出回路67と、差動アンプ68と、分圧器69と、放電停止用FET70と、各表示LED16,17とを備えている。
制御回路15においては、第1正極端子81からモータ61を経て第2負極端子92に至る通電経路が形成されている。この通電経路における、第1正極端子81とモータ61の一端との間の経路には、この経路を導通・遮断するためのトリガスイッチ9が設けられている。モータ61の他端から第2負極端子92に至る経路には、駆動用FET65、放電停止用FET70及び電流検出回路67がこの順に直列接続されている。
第1バッテリパック11の負極端子32に接続される第1負極端子82は、第2バッテリパック12の正極端子51に接続される第2正極端子91と接続されている。つまり、各バッテリパック11,12が本体10に装着されると、各バッテリ20,40が直列接続された状態となる。そのため、本体10の第1正極端子81と第2負極端子92との間の電圧、即ちモータ61の駆動用として供給される駆動用電圧は、各バッテリ電圧の総和となる。
電源回路63は、降圧レギュレータにより構成され、第1正極端子81を介して入力される第1バッテリパック11のバッテリ電圧を所定電圧値の制御電圧に変換して出力する。電源回路63からの制御電圧は、MCU62や差動アンプ68、各表示LED16,17などの、制御回路15内の各部の動作用電源として用いられる。
スイッチ操作検出回路64は、トリガスイッチ9のオン・オフ状態を検出してそのオン・オフ状態を示す信号をMCU62へ出力する。電流検出回路67は、モータ61に流れる電流を検出して電流検出信号DiをMCU62へ出力する。
差動アンプ68は、第1バッテリパック11のバッテリ20のバッテリ電圧を検出し、そのバッテリ電圧に応じた第1電圧検出信号VB1をMCU62へ出力する。分圧器69は、第2バッテリパック12のバッテリ40のバッテリ電圧を所定の分圧比で分圧し、その分圧値を、バッテリ電圧を示す第2電圧検出信号VB2としてMCU62へ出力する。
MCU62は、モータ61の制御、及び上述の残容量バランシング機能を中心とする各種制御処理・機能を実現するものであり、本実施形態ではマイクロコンピュータにより構成されている。MCU62は、トリガスイッチ9がオフされている間は、駆動用FET65及び放電停止用FET70を共にオフさせることで、モータ61への通電を停止する。一方、トリガスイッチ9がオンされると、MCU62は、放電停止用FET70をオンさせると共に駆動用FET65をPWM駆動させることで、各バッテリパック11,12からの電力をモータ61に供給し、モータ61を回転駆動させる。
なお、駆動用FET65の制御は、詳しくは、ドライバ66を介して行われる。MCU62は、モータ61を駆動させる際は、所定デューティ比のPWM駆動信号Dpをドライバ66へ出力し、モータ61を停止させる際は、デューティ比が0のPWM駆動信号Dpをドライバ66へ出力する。ドライバ66は、MCU62から入力されるPWM駆動信号Dpに基づき、そのデューティ比にて駆動用FET65をPWM駆動する。
MCU62は、電流検出回路67により検出された電流が所定の閾値以上(過電流)となった場合は、PWM駆動信号Dpのデューティ比を0にして駆動用FET65をオフさせると共に放電停止用FET70をオフさせて、各バッテリパック11,12からモータ61への通電を停止させる。また、MCU62は、第1バッテリパック11からの放電停止信号AS1及び第2バッテリパック12からの放電停止信号AS2の何れか一方でもハイインピーダンスになった場合も、駆動用FET65及び放電停止用FET70をオフさせて各バッテリパック11,12からモータ61への通電を停止させる。
また、MCU62は、第1データ通信端子84を介して第1バッテリパック11のBMU26とデータ通信可能であり、第2データ通信端子94を介して第2バッテリパック12のBMU46とデータ通信可能である。
また、MCU62は、差動アンプ68から入力される第1電圧検出信号VB1に基づいて第1バッテリパック11のバッテリ電圧を取得し、分圧器69から入力される第2電圧検出信号VB2に基づいて第2バッテリバック12のバッテリ電圧を取得する。また、MCU62は、各表示LED16,17の点灯制御も行う。
さらに、制御回路15は、第1スイッチ71、第2スイッチ72、第3スイッチ73、及びキャパシタ74を備えている。各スイッチ71,72,73はいずれも、詳しくは、互いに連動し且つ同じオン・オフ状態となる2つのスイッチからなる。各スイッチ71,72,73は、MCU62によって個別に制御される。
第1スイッチ71を構成する2つのスイッチのうち一方のスイッチは、一端が第1正極端子81に接続され、他端が、キャパシタ74の一端に接続されている。第1スイッチ71を構成する2つのスイッチのうち他方のスイッチは、一端が第1負極端子82及び第2正極端子91に接続され、他端がキャパシタ74の他端に接続されている。
第2スイッチ72を構成する2つのスイッチのうち一方のスイッチは、一端が第1負極端子82及び第2正極端子91に接続され、他端がキャパシタ74の一端に接続されている。第2スイッチ72を構成する2つのスイッチのうち他方のスイッチは、一端が第2負極端子92に接続され、他端がキャパシタ74の他端に接続されている。
また、第3スイッチ73を構成する2つのスイッチのうち一方のスイッチは、一端がキャパシタ74の一端に接続され、他端がモータ61の一端(正極側)に接続されている。第3スイッチ73を構成する2つのスイッチのうち他方のスイッチは、一端がキャパシタ74の他端に接続され、他端がモータ61の他端(負極側)に接続されている。
このような構成により、トリガスイッチ9がオフされて各バッテリパック11,12からモータ61への放電が行われていないときに、3つのスイッチ71,72,73のうち第1スイッチ71がオンされると、第1バッテリパック11のバッテリ20とキャパシタ74との間で、電圧値の高い方から低い方へと放電が行われる。例えばキャパシタ74の蓄電電圧がバッテリ20のバッテリ電圧より低い場合、バッテリ20からキャパシタ74へ電流が流れてキャパシタ74が蓄電される。逆に、キャパシタ74の蓄電電圧の方がバッテリ20のバッテリ電圧より高い場合は、キャパシタ74からバッテリ20へ電流が流れてバッテリ20が充電される。
同様に、トリガスイッチ9がオフされて各バッテリパック11,12からモータ61への放電が行われていないときに、3つのスイッチ71,72,73のうち第2スイッチ72がオンされると、第2バッテリパック12のバッテリ40とキャパシタ74との間で、電圧値の高い方から低い方へと放電が行われる。例えばキャパシタ74の蓄電電圧がバッテリ40のバッテリ電圧より低い場合、バッテリ40からキャパシタ74へ電流が流れてキャパシタ74が蓄電される。逆に、キャパシタ74の蓄電電圧の方がバッテリ40のバッテリ電圧より高い場合は、キャパシタ74からバッテリ40へ電流が流れてバッテリ40が充電される。
なお、バッテリ電圧は厳密にはバッテリの残容量を示すものではないが、簡易的には、バッテリの残容量を間接的に示す情報として用いることができる。つまり、バッテリ電圧の大小関係は、バッテリの残容量の大小関係を示すものとして見なすことができる。そのため、本実施形態においても、2つのバッテリ20,40のうちバッテリ電圧が大きい方が、残容量も大きいものとみなす。
トリガスイッチ9がオフされて各バッテリパック11,12からモータ61への放電が行われていないときに、3つのスイッチ71,72,73のうち第3スイッチ73がオンされると、モータ61の両端とキャパシタ74の両端が接続される。
一方、各バッテリパック11,12からモータ61への通電が行われてモータ61が回転している状態で、各バッテリパック11,12からモータ61への通電を停止すると、その通電停止時からモータ61の回転が停止するまでの間、モータ61の両端に回生起電力が発生する。そのため、その回生起電力が発生しているときに第3スイッチ73がオンされると、その回生起電力によってキャパシタ74が充電される。
MCU62は、トリガスイッチ9がオフされて各バッテリパック11,12からモータ61への放電が行われていないときに、各バッテリパック11,12のバッテリ電圧を比較する。そして、両バッテリ電圧に差(電位差)がある場合(つまり残容量に差がある場合)に、バッテリ電圧の低い(つまり残容量の小さい)一方のバッテリパックに対し、電力を供給してバッテリを充電させることで、双方のバッテリパックの残容量が近づくようにする。これが、上述した残容量バランシング機能である。
バッテリ電圧の低いバッテリパックの充電方法として、本実施形態では2つの方法がある。そのうち1つはフライングキャパシタ方式であり、もう一つは、回生エネルギー充電方式である。
MCU62は、トリガスイッチ9がオンからオフになったとき、上記いずれかの方式で残容量バランシング機能を実現する。あるいは、まず回生エネルギー充電方式で充電させた後にフライングキャパシタ方式に切り替えて充電を継続するようにしてもよい。
(3)残容量バランシング機能の詳細
フライングキャパシタ方式による残容量バランシング機能及び回生エネルギー充電方式による残容量バランシング機能の詳細について、それぞれ説明する。
フライングキャパシタ方式による残容量バランシング機能及び回生エネルギー充電方式による残容量バランシング機能の詳細について、それぞれ説明する。
(3−1)フライングキャパシタ方式残容量バランシング処理
まず、フライングキャパシタ方式による残容量バランシング機能について、図3及び図4を用いて説明する。MCU62は、電源回路63からの制御電圧供給により動作を開始すると、図3のフライングキャパシタ方式残容量バランシング処理を開始する。
まず、フライングキャパシタ方式による残容量バランシング機能について、図3及び図4を用いて説明する。MCU62は、電源回路63からの制御電圧供給により動作を開始すると、図3のフライングキャパシタ方式残容量バランシング処理を開始する。
MCU62は、図3のフライングキャパシタ方式残容量バランシング処理を開始すると、S110で、トリガスイッチ9がオンからオフに切り替えられたか否か判断する。トリガスイッチ9がオンからオフに切り替えられた場合は、S120で、各バッテリパック11,12間の電位差(バッテリ電圧の差)が所定の閾値V1以上か否か判断する。
S120で、各バッテリパック11,12間の電位差が閾値V1以上であると判断した場合は、S190で、各バッテリパック11,12のうちバッテリ電圧が低いバッテリパックに対応した表示LEDを10秒間表示(点灯)させるよう設定する。例えば、第1バッテリパック11のバッテリ電圧の方が第2バッテリパック12のバッテリ電圧よりも低く、且つ両者の電位差が閾値V1以上の場合は、第1表示LED16を10秒間表示させるよう設定する。なお、表示LEDを表示する時間が10秒間であることはあくまでも一例である。
S190で表示LEDを10秒間点灯させるよう設定すると、対応する表示LEDが10秒間表示される。一方、MCU62の処理としては、S190で表示LEDの表示設定を行うと、S200へ進む。S200では、フライングキャパシタを停止して、S110に戻る。すなわち、フライングキャパシタ方式による残容量バランシング機能を停止する。なお、フライングキャパシタが行われていない場合、S200ではその状態を維持したままS110へ戻る。
S110でトリガスイッチ9がオンからオフに切り替えられたと判断されなかった場合(つまりトリガスイッチ9がオン又はオフの状態を維持している場合)、及びS120で各バッテリパック11,12間の電位差が閾値V1以上ではない場合は、S130に進む。
S130では、トリガスイッチ9がオンされているか否か判断する。トリガスイッチ9がオンされている場合は、S200に進む。つまり、トリガスイッチ9がオンされている場合はフライングキャパシタ方式による残容量バランシング機能を実行しない。トリガスイッチ9がオフされている場合は、S140に進む。
S140では、各バッテリパック11,12間に電位差があるか否か(すなわち各バッテリ電圧が異なっているか否か)を判断する。各バッテリパック11,12間に電位差がない場合は、S200に進む。つまり、各バッテリパック11,12間に電位差がない場合はフライングキャパシタ方式による残容量バランシング機能を実行しない。各バッテリパック11,12間に電位差がある場合は、S150に進む。
S150では、第1バッテリパック11からデータ通信端子84を介して充放電許可信号が入力されているか否か判断する。充放電許可信号が入力されていない場合はS200に進み、充放電許可信号が入力されている場合はS160に進む。
S160では、第2バッテリパック12からデータ通信端子94を介して充放電許可信号が入力されているか否か判断する。充放電許可信号が入力されていない場合はS200に進み、充放電許可信号が入力されている場合はS170に進む。
S170では、フライングキャパシタが動作中であるか否か判断し、すでに動作中であればその動作状態を保持したままS110に戻り、まだ動作中でなければS180に進む。S180では、フライングキャパシタの動作を開始するよう設定して、S110に戻る。S180でフライングキャパシタの動作を開始するよう設定すると、その後、S200でフライングキャパシタの動作が停止されるまでは、図3のフライングキャパシタ方式残容量バランシング処理と並行して、図4のフライングキャパシタ処理を実行する。
MCU62は、図4のフライングキャパシタ処理を開始すると、S210で第1スイッチ71をオンし、S220で一定時間待機し、S230で第1スイッチ71をオフする。第1バッテリパック11のバッテリ電圧がキャパシタ74の蓄電電圧よりも高い場合は、このS210〜S230の処理で、第1バッテリパック11のバッテリ20によりキャパシタ74が蓄電される。逆に、第1バッテリパック11のバッテリ電圧がキャパシタ74の蓄電電圧よりも低い場合は、このS210〜S230の処理で、キャパシタ74の蓄電電力により第1バッテリパック11のバッテリ20が充電される。
S230で第1スイッチ71をオフした後、S240で一定時間待機し、S250で第2スイッチ72をオンして、S260で一定時間待機する。S250〜S260の処理において、第2バッテリパック12のバッテリ電圧がキャパシタ74の蓄電電圧よりも低い場合は、キャパシタ74の蓄電電力により第2バッテリパック12のバッテリ40が充電される。逆に、第2バッテリパック12のバッテリ電圧がキャパシタ74の蓄電電圧よりも高い場合は、第2バッテリパック12のバッテリ40によりキャパシタ74が蓄電される。
S260で一定時間待機した後は、S270で第2スイッチ72をオフし、S280で一定時間待機して、S210に戻り、S210以下の処理を繰り返す。つまり、第1スイッチ71と第2スイッチ72を一定時間ずつ交互にオンすることで、各バッテリパック11,12の各バッテリ20,40のうちバッテリ電圧の高い方から低い方へと、キャパシタ74を介して充電が行われる。
(3−2)回生エネルギー充電方式残容量バランシング処理
次に、回生エネルギー充電方式による残容量バランシング機能について、図5を用いて説明する。MCU62は、電源回路63からの制御電圧供給により動作を開始すると、図5の回生エネルギー充電方式残容量バランシング処理を開始する。
次に、回生エネルギー充電方式による残容量バランシング機能について、図5を用いて説明する。MCU62は、電源回路63からの制御電圧供給により動作を開始すると、図5の回生エネルギー充電方式残容量バランシング処理を開始する。
MCU62は、図5の回生エネルギー充電方式残容量バランシング処理を開始すると、S310で、トリガスイッチ9がオンからオフに切り替えられたか否か判断する。トリガスイッチ9がオンからオフに切り替えられるまではS310の判断を繰り返す。トリガスイッチ9がオンからオフに切り替えられた場合は、S320で第3スイッチ73をオンし、S330で一定時間待機して、S340で第3スイッチ73を再びオフする。
トリガスイッチ9がオンからオフに切り替わったということは、モータ61に各バッテリパック11,12から電力が供給されてモータ61が回転している状態から、モータ61への電力供給が停止されたということである。そのため、トリガスイッチ9がオンからオフに切り替えられた後、モータ61の回転が停止するまでは、モータ61から回生電力が発生する。そこで、S320〜S340の処理で第3スイッチ73を一定時間オンすることで、モータ61の回生電力をキャパシタ74に蓄電する。
S340で第3スイッチ73をオフした後、S350では、第1バッテリパック11のバッテリ電圧と第2バッテリパック12のバッテリ電圧を比較する。第1バッテリパック11のバッテリ電圧が第2バッテリパック12のバッテリ電圧以上の場合は、S360で、第2バッテリパック12からデータ通信端子94を介して充放電許可信号が入力されているか否か判断する。充放電許可信号が入力されている場合は、S370で第2スイッチ72をオンし、S400で一定時間待機して、S410で第1スイッチ71及び第2スイッチ72を共にオフして、S310に戻る。
S370,S400,S410の処理により、第2バッテリパック12のバッテリ電圧がキャパシタ74の蓄電電圧よりも低い場合は、キャパシタ74の蓄電電力により第2バッテリパック12のバッテリ40が充電される。
S350で第1バッテリパック11のバッテリ電圧が第2バッテリパック12のバッテリ電圧よりも低かった場合、及びS360で第2バッテリパック12から充放電許可信号が入力されていない場合は、S380で、第1バッテリパック11からデータ通信端子84を介して充放電許可信号が入力されているか否か判断する。充電許可信号が入力されていない場合はS310に戻る。充放電許可信号が入力されている場合は、S390で第1スイッチ71をオンし、S400で一定時間待機して、S410で第1スイッチ71及び第2スイッチ72を共にオフして、S310に戻る。
S390,S400,S410の処理により、第1バッテリパック11のバッテリ電圧がキャパシタ74の蓄電電圧よりも低い場合は、キャパシタ74の蓄電電力により第1バッテリパック11のバッテリ20が充電される。
(4)第1実施形態の効果等
以上説明した本実施形態の電動機械器具1によれば、トリガスイッチ9がオフされてから再びオンされるまでの間に、2つのバッテリパック11,12のうちバッテリ電圧が大きい(つまり残容量が大きい)バッテリパックからバッテリ電圧が小さい(つまり残容量が小さい)バッテリパックへ充電が行われる。
以上説明した本実施形態の電動機械器具1によれば、トリガスイッチ9がオフされてから再びオンされるまでの間に、2つのバッテリパック11,12のうちバッテリ電圧が大きい(つまり残容量が大きい)バッテリパックからバッテリ電圧が小さい(つまり残容量が小さい)バッテリパックへ充電が行われる。
そのため、各バッテリの残容量が異なっても、個々の残容量がアンバランスな状態のまま電動機械器具1が動作できなくなってしまうことが抑制される。これにより、バッテリパック間の残容量のバランスをとることができ、残容量が空になるタイミングを極力合わせることができる。そのため、バッテリパックの交換時期を揃えて使用者のバッテリ交換・充電の頻度を少なくすることができ、使用者の作業性、使い勝手が向上する。
また、MCU62は、各バッテリ20,40のバッテリ電圧を検出し、その検出した各バッテリ電圧に基づいて、残容量バランシング機能を実行するか否かの判断や、どちらのバッテリへ充電させるかの判断など、各種の判断を行っている。そのため、残容量バランシング機能を効果的かつ適切に実行することができる。
また、残容量バランシング機能を実現するための具体的方式として、フライングキャパシタ方式及び回生エネルギー充電方式の何れか(又は双方)を用いるようにしている。フライングキャパシタ方式によれば、キャパシタ74を介して充電用電力が供給されるため、簡素且つ安価な回路構成で残容量バランシング機能を実現できる。一方、回生エネルギー充電方式によれば、充電対象のバッテリ以外の他のバッテリの残容量に影響を与えることなく、充電対象のバッテリを充電することができる。
また、電動機械器具1は、各バッテリパック11,12に対応した2つの表示LED16,17を備え、各バッテリパック11,12のバッテリ電圧の差が閾値V1以上の場合は、バッテリ電圧が低いバッテリパックに対応した表示LEDが表示(点灯)される。この表示LEDの表示により、2つのバッテリパック11,12の残容量の差が大きい状態であることを使用者に知らしめることができ、例えばバッテリパックの充電や交換等を促すことができる。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態の電動機械器具について説明する。本実施形態の電動機械器具は、第1実施形態の電動機械器具1と比較して、制御回路15の構成、機能が一部異なるほかは、第1実施形態の電動機械器具1と同じである。そのため、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。
次に、第2実施形態の電動機械器具について説明する。本実施形態の電動機械器具は、第1実施形態の電動機械器具1と比較して、制御回路15の構成、機能が一部異なるほかは、第1実施形態の電動機械器具1と同じである。そのため、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。
図6に示すように、本実施形態の電動機械器具の制御回路15は、第1実施形態の制御回路15(図2参照)と比較して、第1〜第3スイッチ71,72,73およびキャパシタ74を備えておらず、第4スイッチ86及び抵抗87を備えている点が異なる。また、本実施形態の制御回路15は、第1負極端子82と第2正極端子91とが直接的には接続されておらず、第4スイッチ86を介して接続される。第1正極端子81とトリガスイッチ9も直接的には接続されておらず、第4スイッチ86を介して接続される。
第4スイッチ86は、互いに連動する2つの3路スイッチからなる。各3路スイッチは、1つの共通端子(コモン端子)と2つの接点からなるものである。第4スイッチ86は、MCU62によって制御される。
第4スイッチ86を構成する2つの3路スイッチのうち一方の3路スイッチは、共通端子が第1正極端子81に接続され、一方の接点が抵抗87の一端に接続され、他方の接点がトリガスイッチ9を経てモータ61の一端に接続されている。つまり、この3路スイッチにより、第1正極端子81とモータ61との間の通電経路が導通・遮断される。
第4スイッチ86を構成する2つの3路スイッチのうち他方の3路スイッチは、共通端子が第1負極端子82に接続され、一方の接点が第2負極端子92に接続され、他方の接点が抵抗87の他端及び第2正極端子91に接続されている。つまり、この3路スイッチにより、第1負極端子82と第2正極端子91との間が導通・遮断される。
なお、本明細書では、第4スイッチ86のオン・オフ状態について、図6に図示されている状態をオフとし、図6に図示されている状態から切り替わった状態をオンとして説明する。
このような構成により、トリガスイッチ9がオフされて各バッテリパック11,12からモータ61への放電が行われていないときに、第4スイッチ86がオンされると、第1バッテリパック11のバッテリ20と第2バッテリパック12のバッテリ40との間で、バッテリ電圧の高い方から低い方へ、第4スイッチ86及び抵抗87を介して放電が行われる。例えば第1バッテリパック11のバッテリ電圧が第2バッテリパック12のバッテリ電圧よりも低い場合、第2バッテリパック12のバッテリ40から抵抗87及び第4スイッチ86を介して第1バッテリパック11のバッテリ20へ電流が流れ、これにより第1バッテリパック11のバッテリ20が充電される。
なお、第4スイッチ86がオンされると、電源回路63には第1バッテリパック11からの電力供給が途絶えてしまうが、電源回路63内には大容量のコンデンサが配置されていて第1バッテリパック11から電力供給が行われている間に蓄電される。そのため、第4スイッチ86がオンされても、電源回路63は大容量コンデンサの蓄電電力により継続して作動し、MCU63等への電力供給が継続される。
ただし、第4スイッチ86のオン時に第1バッテリパック11から電源回路63への電力供給が途絶えることに対する備えとして、上記のように電源回路63内に大容量コンデンサを配置して蓄電しておくことは、あくまでも一例であり、他の方法を採用してもよい。例えば、電源回路63の外部に大容量コンデンサ又はその他の蓄電素子・回路等を配置して蓄電しておくようにしてもよい。また例えば、第4スイッチ86がオンされても第1バッテリパック11から電源回路63への電力供給が継続されるような回路構成を別途構築しておくようにしてもよい。
本実施形態のMCU62は、トリガスイッチ9がオフされて各バッテリパック11,12からモータ61への放電が行われていないときに、各バッテリパック11,12のバッテリ電圧を比較する。そして、両バッテリ電圧に差(電位差)がある場合に、第4スイッチ86をオンすることで、残容量バランシング機能を実現する。
本実施形態の残容量バランシング機能は、第1バッテリパック11の負極を第1グランドラインから第2バッテリパック12の負極(第2グランドライン)に移動して両バッテリパック11,12を並列接続状態とすることにより実現される。そのため、本実施形態の残容量バランシング機能を、以下、グランド移動方式による残容量バランシング機能ともいう。
MCU62は、電源回路63からの制御電圧供給により動作を開始すると、グランド移動方式残容量バランシング処理を開始する。このグランド移動方式残容量バランシング処理の詳細(フローチャート等)の図示は省略するが、図3に示した第1実施形態のフライングキャパシタ方式残容量バランシング処理を基本としつつ、このうちS170を第4スイッチ86がオンされているか否か判断する処理とし、S180を第4スイッチ86をオンする処理とし、S200を第4スイッチ86をオフする処理としたものである。
つまり、トリガスイッチ9がオフされている間、各バッテリパック11,12の電位差がなくなるまで、第4スイッチ86をオンして、各バッテリ20,40を並列接続することで、バッテリ電圧の高いバッテリからバッテリ電圧の低いバッテリへ抵抗87を介して充電用電流を流す。
以上説明した本実施形態の電動機械器具によれば、グランド移動方式による残容量バランシング機能が実現され、これにより、残容量が大きいバッテリから残容量の小さいバッテリへ、必要十分な電力を短時間で供給することができる。そのため、各バッテリ20,40の残容量を短時間で均等化することができる。
[他の実施形態]
(1)上記実施形態では、バッテリ電圧を、バッテリの残容量を間接的に示す物理量として用い、バッテリパック間の電位差の比較や残容量の大小判定等の各処理を行うようにしたが、このようにバッテリ電圧を用いることは一例である。バッテリの残容量を直接又は間接的に示す他の各種情報、物理量等を取得してそれに基づいて上記各処理を行うようにしてもよい。例えば、各バッテリパック11,12内で残容量検出を行い、データ通信端子34,54を用いて本体10側のMCU62へ送信することで、MCU62が各バッテリ20,40の残容量を取得するようにしてもよい。
(1)上記実施形態では、バッテリ電圧を、バッテリの残容量を間接的に示す物理量として用い、バッテリパック間の電位差の比較や残容量の大小判定等の各処理を行うようにしたが、このようにバッテリ電圧を用いることは一例である。バッテリの残容量を直接又は間接的に示す他の各種情報、物理量等を取得してそれに基づいて上記各処理を行うようにしてもよい。例えば、各バッテリパック11,12内で残容量検出を行い、データ通信端子34,54を用いて本体10側のMCU62へ送信することで、MCU62が各バッテリ20,40の残容量を取得するようにしてもよい。
(2)上記実施形態では、フライングキャパシタ方式及びグランド移動方式による残容量バランシング処理において、バッテリパック間の電位差が閾値V1以上(つまり残容量差が規定差以上)の場合は、残容量バランシング機能を実行せず表示LEDを表示させるようにしたが、バッテリパック間の電位差にかかわらず残容量バランシング機能を実行するようにしてもよい。その場合、バッテリパック間の電位差に応じて表示LEDを表示させるか否かについては適宜決めることができる。
(3)上記実施形態では、2つのバッテリパック11,12を装着して使用される電動機械器具1について説明したが、本発明は、3つ以上のバッテリパックを装着してそれらを直列接続して使用する他の各種電動機械器具に対しても適用できる。
バッテリパックを3つ以上装着する構成の場合、残容量バランシングを行うにあたり、どのバッテリパックを充電対象とするかについては、適宜決めることができる。例えば、残容量の最も小さいバッテリパックのみを充電対象としてもよいし、残容量が最大ではない各バッテリパックの中から1つ又は複数を選択してそれを充電対象としてもよい。
ただし、フライングキャパシタ方式及びグランド移動方式においては、残容量の最も大きいバッテリから残容量の最も小さいバッテリへ充電するのが好ましく、回生エネルギー充電方式においても残容量の最も小さいバッテリへ充電するのが好ましい。
また、バッテリパックを3つ以上装着する構成の場合は、フライングキャパシタ方式及びグランド移動方式において、必ずしも残容量が最大のバッテリから充電対象バッテリへ充電電力を供給する必要はない。ただし、残容量の差を効率良く縮めるためには、残容量が最大のバッテリから充電対象バッテリへ充電電力を供給するのが好ましい。
(4)残容量バランシング機能を実現するための具体的方法(方式)として、上記3つの方式はあくまでも一例であり、他の方式によって実現するようにしてもよい。
(5)各バッテリパック11,12の各BMU26,46は、対応するバッテリが充電及び放電可能な状態である場合に充放電許可信号を送信する構成であったが、充電が可能な場合にその旨を示す充電許可信号、及び放電が可能な場合にその旨を示す放電許可信号を、それぞれ個別に送信する構成であってもよい。
(5)各バッテリパック11,12の各BMU26,46は、対応するバッテリが充電及び放電可能な状態である場合に充放電許可信号を送信する構成であったが、充電が可能な場合にその旨を示す充電許可信号、及び放電が可能な場合にその旨を示す放電許可信号を、それぞれ個別に送信する構成であってもよい。
その場合、例えばフライングキャパシタ方式又はグランド移動方式による残容量バランシング機能を実行するにあたっては、充電電力を供給する側のバッテリについては少なくとも放電許可信号が送信されてくればよく、充電対象のバッテリについては少なくとも充電許可信号が送信されてくればよい。回生エネルギー充電方式の場合も、充電対象のバッテリについては少なくとも充電許可信号が送信されてくればよい。
(6)グランド移動方式による残容量バランシング機能を実行するにあたって、第4スイッチ86をオンしている間、前述の電源回路63内の大容量コンデンサの電圧をMCU62で監視して、規定値以下になった場合には、一旦第4スイッチ86をオフして、バッテリパックから大容量コンデンサに充電するようにしてもよい。
(7)上記実施形態では、本体側のMCU62がマイクロコンピュータにより構成されているものとして説明したが、MCU62は、マイクロコンピュータに限らず、例えばASICやFPGA、その他の各種IC、ロジック回路等により構成してもよい。
(8)上記実施形態のモータ61はブラシ付きDCモータであったが、ブラシ付きDCモータ以外の他のモータ(例えばブラシレスモータ、各種ACモータなど)を備えた電動機械器具に対しても本発明を適用可能である。
(9)上記実施形態では、本発明を電動作業機(具体的には刈払機)に適用した例を示したが、本発明は、電動作業機に限らずあらゆる種類の電動機械器具に適用可能である。例えば、図7に例示したような電動機械器具100にも適用可能である。図7に示した電動機械器具100は、具体的には、被材へ穴をあけたりネジの締結作業を行ったりするために用いられる電動工具として構成されている。
図7の電動機械器具100は、本体103のバッテリ装着部104に2つのバッテリパック101,102が装着されて使用される。2つのバッテリパック101,102がバッテリ装着部104に装着されると、各バッテリパック101,102内の各バッテリが直列接続されて、本体103に収容されているモータの動力源となる。このように構成された電動機械器具100に対しても、上記実施形態のように各種方式の残容量バランシング機能を持たせることができる。
1,100…電動機械器具、2…モータユニット、3…シャフトパイプ、4…カッター、5…カッター装着部、6…ハンドル、7…右手グリップ、8…左手グリップ、9…トリガスイッチ、10,103…本体、11,101…第1バッテリパック、12、102…第2バッテリパック、13,104…バッテリ装着部、15…制御回路、16…第1表示LED、17…第2表示LED、20,40…バッテリ、21〜25,41〜45…セル、27,47…第1トランジスタ、28,48…第2トランジスタ、31,51…正極端子、32,52…負極端子、33,53…放電停止信号出力端子、34,54…データ通信端子、61…モータ、62…MCU、63…電源回路、64…スイッチ操作検出回路、65…駆動用FET、66…ドライバ、67…電流検出回路、68…差動アンプ、69…分圧器、70…放電停止用FET、71…第1スイッチ、72…第2スイッチ、73…第3スイッチ、74…キャパシタ、81…第1正極端子、82…第1負極端子、83…第1放電停止信号入力端子、84…第1データ通信端子、86…第4スイッチ、87…抵抗、91…第2正極端子、92…第2負極端子、93…第2放電停止信号入力端子、94…第2データ通信端子。
Claims (10)
- 電動機械器具であって、
バッテリを内蔵する複数のバッテリパックと、
前記複数のバッテリパックを着脱可能に装着する装着部と、
前記複数のバッテリパックが前記装着部に装着されている場合に前記各バッテリパックの各バッテリを直列接続することにより電力源を形成する電力源形成部と、
前記電力源からの電力により動作するモータと、
前記各バッテリのうち残容量が最大ではないバッテリの少なくとも1つを充電対象バッテリとして、その少なくとも1つの充電対象バッテリに対し、当該電動機械器具内で発生する電力により充電を行うバッテリ充電部と、
を備えていることを特徴とする電動機械器具。 - 請求項1に記載の電動機械器具であって、
前記各バッテリパックの各バッテリの残容量を検出する残容量検出部を備え、
前記バッテリ充電部は、前記残容量検出部による検出結果に基づいて、前記少なくとも1つの充電対象バッテリを決定する
ことを特徴とする電動機械器具。 - 請求項1又は請求項2に記載の電動機械器具であって、
前記バッテリ充電部は、前記各バッテリのうち残容量が最大のバッテリを充電用電源として前記少なくとも1つの充電対象バッテリに対して充電を行う
ことを特徴とする電動機械器具。 - 請求項3に記載の電動機械器具であって、
前記バッテリ充電部は、
電力の蓄電及びその蓄電された電力の放電が可能な電力蓄電部と、
前記残容量が最大のバッテリの電力により前記電力蓄電部を蓄電する蓄電実行部と、
前記電力蓄電部に蓄電された電力を前記少なくとも1つの充電対象バッテリへ放電する放電実行部と、
を備えていることを特徴とする電動機械器具。 - 請求項4に記載の電動機械器具であって、
前記バッテリ充電部は、前記蓄電実行部による蓄電と前記放電実行部による放電を交互に複数回繰り返すことにより、前記少なくとも1つの充電対象バッテリの充電を行う
ことを特徴とする電動機械器具。 - 請求項3に記載の電動機械器具であって、
前記バッテリ充電部は、前記残容量が最大のバッテリと前記少なくとも1つの充電対象バッテリとを所定期間並列接続することにより、前記残容量が最大のバッテリを充電用電源とする前記少なくとも1つの充電対象バッテリへの充電を行う
ことを特徴とする電動機械器具。 - 請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の電動機械器具であって、
前記バッテリ充電部は、
前記電力源からの電力により回転中の前記モータに対する前記電力源からの電力の供給が停止された後、前記モータの回転が停止するまでの間の所定期間中に、前記モータの回転により前記モータから発生する回生電力を取得する回生電力取得部と、
前記回生電力取得部により取得された前記回生電力を前記少なくとも1つの充電対象バッテリへ供給することによりその少なくとも1つの充電対象バッテリの充電を行う回生電力供給部と、
を備えていることを特徴とする電動機械器具。 - 請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の電動機械器具であって、
前記バッテリ充電部は、前記電力源から前記モータへの電力の供給が停止されている期間中に、前記少なくとも1つの充電対象バッテリの充電を行う
ことを特徴とする電動機械器具。 - 請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の電動機械器具であって、
前記残容量が最も大きいバッテリと前記少なくとも1つの充電対象バッテリのうち残容量が最も小さい充電対象バッテリとの残容量の差が規定値以上の場合に報知を行う報知部を備えている
ことを特徴とする電動機械器具。 - 電動機械器具の本体であって、
バッテリを内蔵する複数のバッテリパックを着脱可能に装着する装着部と、
前記装着部に前記複数のバッテリパックが装着されている場合に前記各バッテリパックの各バッテリを直列接続することにより電力源を形成する電力源形成部と、
前記電力源からの電力により動作するモータと、
前記各バッテリのうち残容量が最大ではないバッテリの少なくとも1つを充電対象バッテリとして、その少なくとも1つの充電対象バッテリに対し、当該電動機械器具の本体内で発生する電力により充電を行うバッテリ充電部と、
を備えていることを特徴とする電動機械器具の本体。
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