JP2015032388A - Dc power supply device and power tool system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は直流電源装置に関し、特にコードレス電動工具に用いた場合に好適な直流電源装置に関する。本発明は更に、電動工具システムに関する。 The present invention relates to a DC power supply device, and more particularly to a DC power supply device suitable for use in a cordless power tool. The invention further relates to a power tool system.
従来より、各種電気機器の電源として直流電源装置が広く用いられおり、また直流電源装置により電気機器を駆動した場合に生ずる各種問題点についても様々な解決策が提案されている。 Conventionally, a DC power supply device has been widely used as a power source for various electric devices, and various solutions have been proposed for various problems that occur when an electric device is driven by the DC power supply device.
例えば、直流電源装置を電動工具の電源とした場合、電動工具を連続的に使用すると、電動工具に内蔵されているモータと、直流電源装置を構成する部品の温度上昇をもたらすという問題がある。電動工具の温度上昇は電動工具自体の寿命低下の一因となるし、直流電源装置の温度上昇は、部品の劣化・破損等の原因となる。 For example, when the DC power supply device is used as the power source of the electric power tool, there is a problem that if the electric power tool is continuously used, the temperature of the motor built in the electric power tool and the components constituting the DC power supply device are increased. An increase in the temperature of the electric power tool contributes to a decrease in the life of the electric power tool itself, and an increase in the temperature of the DC power supply device causes deterioration or damage of parts.
特許文献1には、上記問題を解決するために、電動工具のモータと近似な温度特性を有する発熱体と、発熱体の温度を計測する検出手段とを備え、発熱体の温度が警告温度よりも大きい許容温度以上となった時に電動工具への給電を停止する直流電源装置が開示されている。
In order to solve the above-described problem,
上記した従来の直流電源装置は、電動工具の保護を企図したものであり、直流電源装置への影響については特に考慮されていないが、電動工具の使用態様によっては、電動工具のみならず直流電源装置にも悪影響が生ずる。特許文献1に記載の発明によれば、電動工具への給電を停止するか否かの判断要素は温度のみであり、許容温度未満、即ち、給電を停止するには至らない温度であれば、電動工具に大電流を流し続けることが可能な構成となっている。そのため、電動工具のみならず直流電源装置は、許容温度未満であっても許容温度に近い高温状態を維持し続ければ、部品の劣化・破損や寿命の低下といった問題が生じ得る。また、斯様な高温状態で電動工具に大電流を流して使用していると、温度が許容温度を超えやすく、よって給電が停止されやすくなる。そのため、継続して作業を行うことができないという問題がある。
The above-described conventional DC power supply device is intended to protect the electric power tool, and the influence on the DC power supply device is not particularly considered. However, depending on the usage mode of the electric power tool, not only the electric power tool but also the DC power supply The device is also adversely affected. According to the invention described in
そこで、本発明は、直流電源装置の部品の劣化・破損を防止しつつ、長時間連続作業を行える直流電源装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a DC power supply device that can perform continuous work for a long time while preventing deterioration and breakage of components of the DC power supply device.
上記課題を解決するために、本発明は、出力電流を検出する出力電流検出手段と、該出力電流を制御する出力電流制御手段と、最大許容電流値を設定するための最大許容電流値設定手段と、電源部品の温度を検知する温度検知手段と、を有し、該出力電流の値が該最大許容電流値を超えた場合に該出力電流制御手段が電流出力を停止する直流電源装置であって、該最大許容電流値設定手段は、設定した該最大許容電流値を該温度検知手段が検知した電源部品の温度に応じて変更することを特徴とする直流電源装置を提供している。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an output current detection means for detecting an output current, an output current control means for controlling the output current, and a maximum allowable current value setting means for setting a maximum allowable current value. And a temperature detecting means for detecting the temperature of the power supply component, and the output current control means stops the current output when the value of the output current exceeds the maximum allowable current value. Thus, the maximum allowable current value setting means changes the set maximum allowable current value according to the temperature of the power supply component detected by the temperature detection means.
このような構成によると、電源部品の温度が高い場合と低い場合とで最大許容電流値を異なる値に設定することができる。このため、電源部品の温度が高い場合に最大許容電流値を低く設定することで部品の温度上昇を抑制し、電源部品の劣化・破損等を抑制することができる。また、最大許容電流値を超えない範囲の電流で使用することで部品高温による出力停止を防ぎ長時間連続作業が可能となる。 According to such a configuration, the maximum allowable current value can be set to a different value depending on whether the temperature of the power supply component is high or low. For this reason, when the temperature of the power supply component is high, the maximum allowable current value is set low, so that the temperature rise of the component can be suppressed, and deterioration / breakage of the power supply component can be suppressed. In addition, by using the current within the range not exceeding the maximum allowable current value, it is possible to prevent the output from being stopped due to the high temperature of the component and to perform continuous work for a long time.
上記構成において、該最大許容電流値設定手段が該最大許容電流値を第1の最大許容電流値に設定して電流出力を行っている場合に、該温度検知手段において、該第1の最大許容電流値に対応する第1の規定上限温度よりも高い温度が検知された場合に、該最大許容電流値設定手段は、該最大許容電流値を該第1の最大許容電流値よりも低い値である第2の最大許容電流値に変更することが好ましい。 In the above configuration, when the maximum allowable current value setting means sets the maximum allowable current value to the first maximum allowable current value and performs current output, the temperature detecting means performs the first maximum allowable current value. When a temperature higher than the first specified upper limit temperature corresponding to the current value is detected, the maximum allowable current value setting means sets the maximum allowable current value to a value lower than the first maximum allowable current value. It is preferable to change to a certain second maximum allowable current value.
このような構成によると、電源部品の温度が高くなるに従い最大許容電流値は低く設定されるため、高温下で大電流を流すことができない。このため、部品の温度上昇を緩和し、電源部品の劣化・破損等をより効果的に抑制することができる。 According to such a configuration, the maximum allowable current value is set lower as the temperature of the power supply component becomes higher, so that a large current cannot flow at a high temperature. For this reason, the temperature rise of components can be relieved and deterioration, damage, etc. of a power supply component can be suppressed more effectively.
また、該最大許容電流値設定手段が該最大許容電流値を第3の最大許容電流値に設定して電流出力を行っている場合に、該温度検知手段において、該第3の最大許容電流値に対応する第3の規定下限温度以下の温度が検知された場合に、該最大許容電流値設定手段は、該最大許容電流値を該第3の最大許容電流値よりも高い値である第4の最大許容電流値に変更することが好ましい。 In addition, when the maximum allowable current value setting means sets the maximum allowable current value to the third maximum allowable current value and performs current output, the temperature detection means performs the third maximum allowable current value. Is detected, the maximum allowable current value setting means sets the maximum allowable current value to a value that is higher than the third maximum allowable current value. It is preferable to change to the maximum allowable current value.
このような構成によると、電源部品の温度上昇により最大許容電流値が低い値に変更されている状態であっても、電源部品の温度が低下した場合には、再び最大許容電流値を高く変更することができる。このため、一度低く設定された最大許容電流値の制限がある状態で作業を行う場合と比較して部品高温による出力停止を防ぎ長時間の連続作業が可能となり、作業性が向上する。 According to such a configuration, even when the maximum allowable current value has been changed to a low value due to the temperature rise of the power supply component, the maximum allowable current value is again increased when the temperature of the power supply component decreases. can do. For this reason, compared with the case where the work is performed in a state where the maximum allowable current value is once set to be low, the output stop due to the high temperature of the parts is prevented, and continuous work for a long time is possible, and workability is improved.
また、温度検知手段が検知した電源部品の温度が高温停止温度を超えた場合には、電流出力を停止することが好ましい。 Further, it is preferable to stop the current output when the temperature of the power supply component detected by the temperature detecting means exceeds the high temperature stop temperature.
このような構成によると、出力電流が最大許容電流値を超えるか否かにかかわらず、電源部品の温度が危険温度を超えた場合に電流出力を停止することができる。このため、出力電流が低いにもかかわらず電源部品の温度が高いために破損等の虞がある場合、電流出力を停止することができ、より効果的に電源部品の劣化・破損等を抑制することができる。 According to such a configuration, the current output can be stopped when the temperature of the power supply component exceeds the dangerous temperature regardless of whether or not the output current exceeds the maximum allowable current value. For this reason, when there is a possibility of damage due to the high temperature of the power supply component even though the output current is low, the current output can be stopped and the deterioration / breakage of the power supply component can be more effectively suppressed. be able to.
また、電源側と負荷側とが絶縁された絶縁型の直流電源装置であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that it is an insulation type DC power supply device with which the power supply side and the load side were insulated.
このような構成によると、直流電源装置内の電源側と負荷側が絶縁されているので、電源側又は負荷側の一方で短絡等に起因する大電流が流れた場合に、他方に波及することがない。このため、直流電源装置内の電源部品の安全性が向上する。 According to such a configuration, since the power supply side and the load side in the DC power supply device are insulated, when a large current caused by a short circuit or the like flows on one side of the power supply side or the load side, the other side may spread to the other side. Absent. For this reason, the safety | security of the power supply components in a DC power supply device improves.
また、該最大許容電流値設定手段による該最大許容電流値の設定状況をユーザに了知させるための報知手段を備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable to provide a notification means for letting the user know the setting state of the maximum allowable current value by the maximum allowable current value setting means.
このような構成によると、最大許容電流値の設定状況をユーザが知ることができる。このため、ユーザは、最大許容電流値の設定状況に応じて電源部品に無理のない作業態様に変更することができ、ユーザの作業態様の変更に伴い電源部品の劣化・破損を抑制することができる。 According to such a configuration, the user can know the setting state of the maximum allowable current value. For this reason, the user can change to a work mode that does not overwork the power supply component according to the setting state of the maximum allowable current value, and can suppress deterioration and breakage of the power supply component with the change of the user work mode. it can.
本発明は更に、モータを有する電動工具と、該モータに駆動電力を供給する直流電源装置と、を備えた電動工具システムであって、該直流電源装置は、電源側と該モータ側とが絶縁された絶縁型であると共に該電動工具に直接接続可能に構成され、更に該直流電源装置は、出力電流を検出する出力電流検出手段と、該出力電流を制御する出力電流制御手段と、最大許容電流値を設定するための最大許容電流値設定手段と、電源部品の温度を検知する温度検知手段と、を有し、該最大許容電流値設定手段は、設定した該最大許容電流値を該温度検知手段が検知した電源部品の温度に応じて変更することを特徴とする電動工具システムを提供する。 The present invention further includes an electric tool system including an electric tool having a motor and a DC power supply device that supplies driving power to the motor, wherein the DC power supply device is insulated from the power supply side and the motor side. And is configured to be directly connectable to the power tool, and the DC power supply further includes output current detection means for detecting output current, output current control means for controlling the output current, and maximum allowable A maximum allowable current value setting means for setting a current value, and a temperature detection means for detecting the temperature of the power supply component, and the maximum allowable current value setting means converts the set maximum allowable current value into the temperature. An electric power tool system is provided that changes according to the temperature of a power supply component detected by a detecting means.
このような構成によると、直流電源装置は電動工具に直接着脱可能であるため、電動工具を使用する際に直流電源装置が邪魔になることを抑制することができる。 According to such a configuration, since the DC power supply device can be directly attached to and detached from the electric tool, it is possible to prevent the DC power supply device from interfering when the electric tool is used.
本発明による直流電源装置によれば、電源部品の劣化・破損等を抑制しつつ長時間の連続作業をすることができる。更に本発明による電動工具システムによれば、利便性を向上させることができる。 According to the DC power supply device of the present invention, it is possible to perform continuous work for a long time while suppressing deterioration and breakage of power supply components. Furthermore, the power tool system according to the present invention can improve convenience.
本発明の一実施の形態による直流電源装置1について図1から図7を参照しながら説明する。図1は、本実施の形態による直流電源装置1内部の電源回路部10の構成を示すブロック図である。電源回路部10は、高周波トランス114を含む絶縁型であり、高周波トランス114の1次側回路部11と、2次側回路部12と、制御回路部13とにより構成されており、直流電源装置1と交流電源2及び電動工具3とが接続された状態で電動工具3に給電するための回路である。また、直流電源装置1は図7に示すように、電動工具3に直接接続可能に構成されている。直流電源装置1の電動工具3への接続部は電動工具3に接続される図示しない電池パック300の工具接続部と同形状に構成されている。
A DC
1次側回路部11は、1次側整流回路111と、スイッチング制御回路112と、FET113と、高周波トランス114とを備えている。
The
1次側整流回路111は、その入力側において交流電源2と接続可能となっており、出力側においてはFET113を介して高周波トランス114の一次側巻線と接続されている。1次側整流回路111は、交流電源2から入力された交流を整流平滑して高周波トランス114へ出力している。
The primary
スイッチング制御回路112は、FET113のゲートと接続されており、制御回路部13から入力された信号に基づいてFET113の駆動パルス幅を変更して出力電圧を制御するいわゆるPWM制御をしている。
The switching
FET113は、そのソースが1次側整流回路111と接続されており、そのドレインは高周波トランス114の1次巻線と接続されている。FET113は、スイッチング素子であり、スイッチング制御回路112からゲートに入力される信号によってドレイン・ソース間を導通又は遮断させ、スイッチングを行っている。
The
高周波トランス114は、FET113を介して1次側整流回路111と接続されており、1次側整流回路111からの出力電圧を降圧して2次側回路部12へ伝達している。
The
2次側回路部12は、整流・平滑回路121と、電流検出回路122と、電圧検出回路123と、プラス側接続端子12aと、マイナス側接続端子12bとを備えている。
The secondary
整流・平滑回路121は、その入力側において高周波トランス114の2次側巻線と接続されており、出力側においてはプラス側接続端子12aとマイナス側接続端子12bとに接続されている。整流・平滑回路121は、高周波トランス114からの入力を整流平滑してプラス側接続端子12a及びマイナス側接続端子12bに出力している。
The rectifying /
電流検出回路122は、出力電流検出手段として用いられ、整流・平滑回路121とマイナス側接続端子12bとの間に接続されており、2次側回路部12に流れる出力電流を検出し、検出結果を制御回路部13に出力している。
The
電圧検出回路123は、整流・平滑回路121と並列接続されており、整流・平滑回路121の出力電圧を検出し、検出結果を制御回路部13に出力している。
The
プラス側接続端子12a及びマイナス側接続端子12bは、2次側回路12の出力側に設けられた出力端子であり、電動工具3と電気的に接続可能である。
The plus
制御回路部13は、制御部131と、補助電源132と、電圧制御回路133と、電源温度検知部134と、電圧設定回路135と、状態表示部136と、電源冷却ファン137とを備えている。
The
補助電源132は、1次側整流回路111の出力側に接続されており、1次側整流回路111の出力電圧を制御部131の電源として使用可能な電圧に調整して制御部131に供給している。
The
温度検知手段たる電源温度検知部134は、電源部品である高周波トランス114、FET113、整流・平滑回路121内の図示せぬダイオードのそれぞれの温度を検知してその結果を制御部131に出力している。
The power supply
制御部131は、出力電流制御手段及び最大許容電流値設定手段として主に用いられ、電源入力部131aと、入力ポート131b、131c、131dと、出力ポート131e、131f、131g、131hと、図示せぬ記憶部と図示せぬ演算装置とを備えている。電源入力部131aは、補助電源132と接続されており、補助電源132からの電圧が印加されることにより制御部131は起動する。
The
入力ポート131bは、電流検出回路122と接続されており、電流検出回路122が検出した電流の検出結果が入力される。入力ポート131cは、電源温度検知部134と接続されており、電源温度検知部134が検知した各電源部品の温度の検知結果が入力される。入力ポート131dは、電圧検出回路123と接続されており、電圧検出回路123が検出した電圧の検出結果が入力される。
The
出力ポート131eは、電圧設定回路135と接続されており、電圧検出回路123からポート131dへ入力された電圧検出結果に基づいて出力電圧を設定するために、電圧設定回路135へ信号を出力している。出力ポート131fは、スイッチング制御回路112と接続されており、電源温度検知部134から入力ポート131cへ入力された各電源部品の温度の検知結果及び電流検出回路122から入力ポート131bへ入力された電流検出結果に基づいて、電動工具3への給電を停止するための信号をスイッチング制御回路112へ図示せぬフォトカプラを介して出力する。出力ポート131gは、状態表示部136と接続されており、状態表示を行うための信号を状態表示部136へ出力している。出力ポート131hは、電源冷却ファン137と接続されており、電源冷却ファン137の回転を制御するための制御信号を電源冷却ファン137へ出力している。
The
制御部131の図示せぬ記憶部は主に、最大許容電流値と、温度電流テーブルと、高温停止フラグとを記憶している。最大許容電流値は、過電流に起因する直流電源装置1内部の電源部品の劣化・破損等を抑制するために設定される電流値である。図3に示すように温度電流テーブルは、各電源部品の温度と最大許容電流値との関係を規定している。高温停止フラグは、0又は1の1ビットの情報である。制御部131は、電源温度検知部134により検知された各電源部品の温度のうち少なくとも一つが図3における各電源部品に対応した高温停止温度を超えている場合に、図示せぬ記憶部に高温停止フラグとして1を記憶し、そうでない場合は0を記憶する。
A storage unit (not shown) of the
高温停止温度は、電源部品の劣化・破損の虞が高くなる温度であり、電流出力を停止するか否かの閾値として各電源部品に対応して規定された温度である。 The high temperature stop temperature is a temperature at which there is a high possibility of deterioration or damage of the power supply components, and is a temperature defined for each power supply component as a threshold value for determining whether or not to stop the current output.
図示せぬ演算装置は、制御部131に入力された検出結果等の演算や比較等を行う。
A computing device (not shown) performs computations, comparisons, and the like on the detection results input to the
電圧設定回路135は、制御部131のポート131eと接続されており、ポート131eからの信号に基づいて出力電圧を設定している。
The
電圧制御回路133は、電圧設定回路135と接続されており、出力電圧を制御するために電圧設定回路135が設定した出力電圧に基づいて、制御信号を図示せぬフォトカプラを介してスイッチング制御回路112へ出力している。
The
状態表示部136は、制御部131のポート131gと接続されており、ポート131gから出力された信号に基づいて、赤、黄色、緑の3色のうちのいずれか1色に発光し、ユーザに直流電源装置1の状態を了知させる。状態表示部136は、その内部に赤色に発光する赤LEDと緑色に発光する緑LEDとを備え、制御部131からの信号に基づいて、赤LED及び緑LEDのいずれか一方のみを発光させ、又は両方を発光させることで赤、黄色、緑の3色を表現することができる。赤LEDのみを発光させた場合は、状態表示部136は赤色に発光し、緑LEDのみを発光させた場合には、状態表示部136は緑色に発光する。また、赤LED及び緑LEDの両方を同時に発光させた場合には、状態表示部136は黄色に発光する。
The
電源冷却ファン137は、制御部131のポート131hと接続されており、ポート131hから出力された信号に基づいて、回転速度を変化させて電源部品を冷却している。
The power
電動工具3は、モータ31と、トリガスイッチ32とを備え、プラス接続端子12a及びマイナス接続端子12bと電気的に接続可能な図示せぬ接続部を有している。図示せぬ接続部とプラス接続端子12a及びマイナス接続端子12bとを接続した状態でトリガスイッチ32を引き、電流出力が開始されるとモータ31の回転軸が回転し、電動工具3は駆動する。
The
次に、直流電源装置1の出力動作の制御を図2のフローチャートを用いて説明する。
Next, control of the output operation of the DC
まず、交流電源2と直流電源装置1とを接続し、さらに直電源装置1を電動工具3と接続してトリガスイッチ32を引くと、電流出力はまだされず一旦停止状態から開始される(ステップ200)。次に、高温停止フラグが1であるか0であるかを判別する(ステップ201)。高温停止フラグが1である場合は、復帰温度以下であるか否かを判断する(ステップ202)。復帰温度とは、図3に示すように各電源部品に対応して規定された温度であり、当該温度であれば各電源部品に電流を流しても劣化・破損等の虞が少ないと判断される温度である。具体的には、高周波トランス114は70℃、FET113及び図示せぬダイオードは80℃である。また、高周波トランス114、FET113及び図示せぬダイオードの全ての温度が、それぞれの電源部品に対応した復帰温度以下である場合のみ復帰温度以下であると判断される。復帰温度以下である場合、制御部131は、図示せぬ記憶部に高温停止フラグを0と記憶し(ステップ203)、ポート131fから出力開始信号をスイッチング制御回路112へ出力する。そして、出力開始信号が入力されたスイッチング制御回路112はPWM制御を開始し(ステップ204)、2次側回路部12に出力電流が流れることで電動工具3が駆動する。他方、ステップ202において復帰温度以下でないと判断された場合は、ステップ200、201、202を繰り返すこととなり、復帰温度以下であるとステップ202で判断されるまで出力停止状態が維持される。
First, when the AC power source 2 and the DC
電流出力が開始され、2次側回路部12に出力電流が流れ始めると、電源温度検知部134から入力される各電源部品の温度がT1設定温度以下であるか否かを判別する(ステップ205)。図3に示すようにT1設定温度は、温度電流テーブルの左端列に表わされている各電源部品に対して規定された温度である。具体的には、高周波トランス114に対するT1設定温度は50℃、FET113に対するT1設定温度は60℃、図示せぬダイオードに対するT1設定温度は60℃である。同様に、T2〜T5設定温度も各電源部品に対して規定された温度であり、例えば、高周波トランス114に対するT4設定温度は90℃であり、FET113に対するT5設定温度は110℃である。また、ステップ205においは、各電源部品の温度の全てが各電源部品に対応するT1設定温度よりも低い場合にT1設定温度以下であると判別され、各電源部品の温度のうちいずれか1つでも各電源部品に対するT1設定温度よりも高い場合にはT1設定温度以下ではないと判別される。
When the current output is started and the output current starts to flow through the secondary
ステップ205でT1設定温度以下である判別された場合、最大許容電流値を50Aに設定する(ステップ206)。他方、T1設定温度以下でない場合は、T2設定温度以下であるか否かを判別する(ステップ207)。
If it is determined in
ステップ207でT2設定温度以下である判別された場合、最大許容電流値を45Aに設定する(ステップ208)。他方、T2設定温度以下でない場合は、T3設定温度以下であるか否かを判別する(ステップ209)。
If it is determined in
ステップ209でT3設定温度以下である判別された場合、最大許容電流値を40Aに設定する(ステップ210)。他方、T3設定温度以下でない場合は、T4設定温度以下であるか否かを判別する(ステップ209)。
If it is determined in
ステップ209でT4設定温度以下である判別された場合、最大許容電流値を35Aに設定する(ステップ210)。他方、T4設定温度以下でない場合は、T5設定温度以下であるか否かを判別する(ステップ209)。
If it is determined in
ステップ209でT5設定温度以下である判別された場合、最大許容電流値を10Aに設定する(ステップ210)。他方、T5設定温度以下でない場合は、高温停止温度以下であるか否かを判別する(ステップ211)。
If it is determined in
ステップ211で高温停止温度以下であると判別された場合、最大許容電流値を5Aに設定する(ステップ212)。他方、高温停止温度以下でない場合、制御部131は、図示せぬ記憶部に高温停止フラグを1と記憶し、ポート131fから出力停止信号をスイッチング制御回路112へ出力する。出力停止信号が入力されたスイッチング制御回路112は、PWM制御を停止させ、電動工具3の駆動を停止させる(ステップ213)。停止した後は、各電源部品の温度が復帰温度以下になるまで、ステップ201、ステップ202、ステップ200の順に繰り返し、出力停止状態が維持される。
If it is determined in step 211 that the temperature is equal to or lower than the high temperature stop temperature, the maximum allowable current value is set to 5 A (step 212). On the other hand, when the temperature is not lower than the high temperature stop temperature, the
ステップ206、208、210、又は212において、電源部品の温度に応じて最大許容電流値が設定されたのちは、電流検出回路部122が検出した出力電流の値と当該最大電流値とを比較する(ステップ214)。出力電流値が最大許容電流値よりも大きい場合には、出力を停止し電動工具3への電力の供給を遮断する(ステップ215)。他方、出力電流値が最大許容電流値以下である場合には、電動工具3への電源の供給は継続され、再びステップ201から上述したステップが繰り返される。すなわち、ステップ211において高温停止温度以上であると判別されるか、ステップ214において最大許容電流値よりも出力電流値が大きいと判別されるまで電動工具3への電力の供給は停止されない。
In
ここで、最大許容電流値が低い値に変更される例と高い値に変更される例を示す。 Here, an example in which the maximum allowable current value is changed to a low value and an example in which the maximum allowable current value is changed to a high value are shown.
最大許容電流値が低い値に変更される例としては、ステップ205においてT1設定温度以下であると判別され、ステップ206において最大許容電流値が50Aに設定され、当該最大許容電流値を超えることなくステップ201、204、205、206、214の順に繰り返している間に電源部品の温度がT1設定温度を超えるがT2設定温度以下である温度に上昇した場合である。この場合、ステップ205においてT1設定温度以下でないと判別され、ステップ207においてはT2設定温度以下であると判別されるため、50Aに設定されていた最大許容電流値はステップ208において45Aに設定されることになる。
As an example in which the maximum allowable current value is changed to a low value, it is determined in
最大許容電流値が高い値に変更される例としては、ステップ207においてT2設定温度以下であると判別され、ステップ208において最大許容電流値が45Aに設定され、当該最大許容電流値を超えることなくステップ201、204、205、207、208、214の順に繰り返している間に電源部品の温度がT1設定温度以下である温度に低下した場合である。この場合、ステップ205においてT1設定温度以下あると判別されるため、45Aに設定されていた最大許容電流値はステップ206において50Aに設定されることになる。
As an example in which the maximum allowable current value is changed to a high value, it is determined in
また、状態表示部136は、ステップ206、208、210、又は212において、電源部品の温度に応じて最大許容電流値が設定されると同時に各最大許容電流値に応じた色に発光する。ステップ206、208において最大許容電流値が50A、45Aに設定された場合、制御部131は状態表示部136内部の緑LEDのみを発光させる信号を出力し、状態表示部136は緑色に発光する。また、ステップ210において、最大許容電流値が40A、35A、10Aに設定された場合、制御部131は状態表示部136内部の赤LED及び緑LEDの両方を発光させる信号を出力し、状態表示部136は黄色に発光する。さらに、ステップ212において最大許容電流値が5Aに設定された場合、制御部131は状態表示部136内部の赤LEDのみを発光させる信号を出力し、状態表示部136は赤色に発光する。これにより、ユーザは、状態表示部136の発光色を確認することで、電動工具3の温度状況及び設定された最大許容電流値をおおよそで把握することができ、電動工具3の使用態様を発光色に応じて変更させることができる。或いは、停止時のみ停止表示(いずれか一方のLEDを点滅)、又は停止時に加え停止前(例えばT1の状態)に警告表示(いずれか他方のLEDを点滅)することもできる。
In
次に、図4を用いて電源部品の温度と最大許容電流値との関係を説明する。図4は、上述の温度電流テーブルにおいて規定された電源部品の温度と最大許容電流値との関係を概念的に示した垂下特性の図である。図4の縦軸は出力電圧を表し、横軸は最大許容電流値を表している。また、図4におけるT1〜Tnは、最大許容電流値を変化させる閾値となるT1〜Tn設定温度であり、具体的な温度は示していないがTの添字nが大きくなるに従い温度が高くなることを意味している。また、電源部品の温度が通常の温度である場合には、最大許容電流値は50Aに設定され、出力電流が50Aを超えると出力電圧が0Vとなり、電動工具への電力の供給が遮断されることを意味している。同様に、電源部品の温度がT1よりも高くT2以下である場合には、最大許容電流値は40Aに設定され、出力電流が40Aを超えると出力電圧が0Vとなり、電動工具への電力の供給が遮断されることを意味している。 Next, the relationship between the temperature of the power supply component and the maximum allowable current value will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a drooping characteristic diagram conceptually showing the relationship between the temperature of the power supply component and the maximum allowable current value defined in the above-described temperature-current table. The vertical axis in FIG. 4 represents the output voltage, and the horizontal axis represents the maximum allowable current value. In addition, T1 to Tn in FIG. 4 are T1 to Tn set temperatures that serve as threshold values for changing the maximum allowable current value. Although no specific temperature is shown, the temperature increases as the subscript n of T increases. Means. Further, when the temperature of the power supply component is a normal temperature, the maximum allowable current value is set to 50A. When the output current exceeds 50A, the output voltage becomes 0V, and the supply of power to the power tool is cut off. It means that. Similarly, when the temperature of the power supply component is higher than T1 and lower than or equal to T2, the maximum allowable current value is set to 40A. When the output current exceeds 40A, the output voltage becomes 0V, and power is supplied to the power tool. Means to be blocked.
このように、電源部品の温度が高い場合に最大許容電流値を低く設定することで電源部品の劣化・破損等を抑制することができる。また、最大許容電流値を超えない範囲の電流で使用することにより、部品の高温停止を抑制し、長時間連続作業が可能となる。また、nの数を増やすことでよりきめ細やかな最大許容電流値の設定を行うこともできる。 As described above, when the temperature of the power supply component is high, the deterioration or breakage of the power supply component can be suppressed by setting the maximum allowable current value low. In addition, by using the current within a range that does not exceed the maximum allowable current value, it is possible to suppress the high-temperature stop of the parts and to perform continuous work for a long time. Further, the maximum allowable current value can be set more finely by increasing the number of n.
次に、図5及び図6を用いて最大許容電流値及び電源部品の温度の時間変位について説明する。 Next, a description will be given of the maximum allowable current value and the time displacement of the temperature of the power supply component with reference to FIGS.
図5は直流電源装置1に接続された電動工具3を使用した場合の最大許容電流値及び電源部品の温度の時間変位である。また、図6は最大許容電流値が50Aに固定されている従来型の直流電源装置に接続された電動工具を使用した場合の最大許容電流値及び電源部品の温度の時間変位である。
FIG. 5 shows the maximum allowable current value and the time displacement of the temperature of the power supply component when the
図5及び図6の上図は、出力電流の時間変位を示しており、下図は電源部品の温度の時間変位を示している。なお、説明の便宜上、図5及び図6において、温度監視対象である電源部品は1つであるとし、出力電流の値は、最大許容電流値と略等しい電流値であるが、最大許容電流値は超えない電流値としている。 5 and 6 show the time displacement of the output current, and the lower diagram shows the time displacement of the temperature of the power supply component. For convenience of explanation, in FIG. 5 and FIG. 6, it is assumed that there is one power supply component to be monitored, and the output current value is a current value substantially equal to the maximum allowable current value. The current value does not exceed.
図6に示すように、従来型の直流電源装置と接続された電動工具の使用が開始されると(時刻t0)、電源部品の温度は上昇し始める。このとき、最大許容電流値は50Aに固定されているため、出力電流は50Aである。電動工具の使用を続けると時刻t1には、高温停止温度(100℃)に達してしまい復帰温度(80℃)まで電源部品の温度が低下する時刻t2まで電動工具の使用が不可能となる。時刻t2で温度上昇の傾きが大きい50Aの出力電流で電動工具の使用を再び開始すると、時刻t3には、再び高温停止温度に達してしまい、電源部品の温度が復帰温度まで低下するまで電動工具の使用が不可能になる。このように従来型の電動工具は、最大許容電流値が固定された状態で最大限の出力で電動工具を使用すると、常に温度上昇の傾きが大きいため高温停止温度に達しやすく断続的に使用不可能な状態となる。 As shown in FIG. 6, when the use of the power tool connected to the conventional DC power supply device is started (time t0), the temperature of the power supply component starts to rise. At this time, since the maximum allowable current value is fixed at 50A, the output current is 50A. If the power tool is continuously used, at time t1, the high temperature stop temperature (100 ° C.) is reached, and the power tool cannot be used until time t2 when the temperature of the power supply component decreases to the return temperature (80 ° C.). When the use of the power tool is started again at the time t2 with an output current of 50 A having a large temperature increase slope, the power tool reaches the high temperature stop temperature again at the time t3, and the power tool is lowered until the temperature of the power supply component decreases to the return temperature. Can no longer be used. In this way, the conventional power tool tends to reach a high temperature stop temperature when the power tool is used with the maximum output while the maximum allowable current value is fixed, and the temperature rise is always large. It becomes possible.
一方、図5に示すように直流電源装置1と接続された電動工具3の使用を開始すると、電源部品の温度は、図6における時刻t0〜t1の温度上昇の傾きと等しい傾きで上昇し始める。最大許容電流値は50Aに設定されているため出力電流が50Aであるためである。50Aの出力電流で使用し続けると時刻t10には、T1設定温度(50℃)に達するが、最大許容電流値は45Aに設定されるため、出力電流は45Aまでしか出すことができず、出力電流が50Aである場合と比較して温度上昇の傾きが低下する。また、同様に時刻t20には、T2設定温度(70℃)に達し、最大許容電流値は40Aに設定される。このため、出力電流は40Aまでしか出すことができず、さらに出力電流が45Aである場合と比較して温度上昇の傾きは低下する。このように順次電源部品の温度上昇の傾きが低下していくため、高温停止温度(100℃)に達するまでの時間が長くなり、連続使用が可能となる。
On the other hand, when the use of the
本発明による直流電源装置は、上述の実施の形態に限定されず特許請求の範囲に記載された範囲内で種々の変形や改良が可能である。 The DC power supply device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made within the scope described in the claims.
なお、上述した実施の形態においては、電源部品温度の絶対値に対応して最大許容電流値を変化させる制御を採用しているが、電源部品温度の温度勾配に対応して最大許容電流値を変化させる制御を採用してもよい。急激な温度変化に対応した最大許容電流値を変化させることができ、より効果的に電源部品の劣化・破損等を抑制することができる。 In the above-described embodiment, the control for changing the maximum allowable current value corresponding to the absolute value of the power supply component temperature is adopted, but the maximum allowable current value corresponding to the temperature gradient of the power supply component temperature is set. You may employ | adopt the control to change. It is possible to change the maximum allowable current value corresponding to a sudden temperature change, and it is possible to more effectively suppress deterioration or breakage of power supply components.
1・・直流電源装置、 2・・交流電源、 3・・電動工具、 31・・モータ、 32・・トリガスイッチ、 10・・電源回路部、 11・・1次側回路部、 12・・2次側回路部、 13・・制御回路部、 111・・1次側整流回路、 112・・スイッチング制御回路、 113・・FET、 114・・高周波トランス、 121・・整流・平滑回路、 122・・電流検出回路、 123・・電圧検出回路、 131・・制御部、 132・・補助電源、 133・・電圧制御回路、 134・・電源温度検知部、 135・・電圧設定回路、 136・・状態表示部、 137・・電源冷却ファン、 300・・電池パック
1 .... DC power supply device, 2 .... AC power supply, 3 .... Electric tool, 31..Motor, 32..Trigger switch, 10..Power circuit section, 11..Primary side circuit section, 12..2 Secondary circuit section, 13 .... Control circuit section, 111 ... Primary side rectifier circuit, 112 ... Switching control circuit, 113 ... FET, 114 ... High frequency transformer, 121 ... Rectifier / smoothing circuit, 122 ... Current detection circuit, 123 ... Voltage detection circuit, 131 Control unit, 132, Auxiliary power supply, 133 Voltage control circuit, 134 Power temperature detection unit, 135 Voltage setting circuit, 136 Status display Part, 137 ... Power cooling fan, 300 ... Battery pack
Claims (7)
該出力電流を制御する出力電流制御手段と、
最大許容電流値を設定するための最大許容電流値設定手段と、
電源部品の温度を検知する温度検知手段と、を有し、
該出力電流の値が該最大許容電流値を超えた場合に該出力電流制御手段が電流出力を停止する直流電源装置であって、
該最大許容電流値設定手段は、設定した該最大許容電流値を該温度検知手段が検知した電源部品の温度に応じて変更することを特徴とする直流電源装置。 Output current detection means for detecting the output current;
Output current control means for controlling the output current;
A maximum allowable current value setting means for setting a maximum allowable current value;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the power supply component,
A direct current power supply device in which the output current control means stops current output when the value of the output current exceeds the maximum allowable current value,
The maximum allowable current value setting means changes the set maximum allowable current value according to the temperature of the power supply component detected by the temperature detection means.
該直流電源装置は、電源側と該モータ側とが絶縁された絶縁型であると共に該電動工具に直接接続可能に構成され、
更に該直流電源装置は、
出力電流を検出する出力電流検出手段と、
該出力電流を制御する出力電流制御手段と、
最大許容電流値を設定するための最大許容電流値設定手段と、
電源部品の温度を検知する温度検知手段と、を有し、
該最大許容電流値設定手段は、設定した該最大許容電流値を該温度検知手段が検知した電源部品の温度に応じて変更することを特徴とする電動工具システム。
An electric tool system comprising: an electric tool having a motor; and a DC power supply device that supplies driving power to the motor,
The DC power supply device is an insulating type in which the power supply side and the motor side are insulated, and is configured to be directly connectable to the electric power tool,
Furthermore, the DC power supply
Output current detection means for detecting the output current;
Output current control means for controlling the output current;
A maximum allowable current value setting means for setting a maximum allowable current value;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the power supply component,
The maximum allowable current value setting means changes the set maximum allowable current value according to the temperature of the power supply component detected by the temperature detection means.
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2013
- 2013-07-31 JP JP2013159608A patent/JP2015032388A/en active Pending
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