JP3130869U - 出力電圧調節可能の電動工具充電器 - Google Patents

Abstract

【課題】充電される電池の電圧範囲の電圧値に対応する出力電圧が生成される出力電圧調節可能の電動工具充電器を提供する。
【解決手段】入力端に連接され、ノイズを除去して、所定の周波数範囲の電圧を捕獲するフィルタ７と、このフィルタに連接され、入力交流電圧を直流電圧に変換する整流器２と、入力電圧でパルス幅を制御し、受信した信号に基づいて、パルス幅を変調する脈波帯域変調制御回路３と、一次巻線と二次巻線とが含有され、一次巻線が脈波帯域変調制御回路に電気的に接続され、一次巻線に対して入力電圧を供給しながら、増加してエネルギーを蓄蔵する変圧器４と、一部の出力電圧を捕獲して、脈波帯域変調制御回路に対して信号を出力し、パルス幅を調整することによりパワースイッチの導通時間を制御する検知回路とを備える。
【選択図】図３

Description

本考案は、電動工具充電器に関し、特に、脈波帯域変調制御回路を利用して導通時間を制御することにより、変圧器の二次巻線により精確に出力電圧を出力して、電池を充電する電圧調節可能の充電器に関する。

既存の従来の手持ち工具機の電池充電器は、ニッカド電池だけに対して充電でき、他の材料からなる電池を充電できず、図４は、従来の電池充電器の回路ブロック図であり、商用周波１を整流器回路２ａに入力して、整流器回路２ａによりＡＣをＤＣに変換し、また、ＰＷＭ制御回路３ａにより、パワースイッチの導通を制御し、パワースイッチが導通される時、入力電圧が、絶縁変圧器回路４ａの一次巻線に供給され、この時、一次巻線の電流が少しずつ増加し、また、エネルギーが蓄蔵され、そして、同時に、エネルギーが、電池８が飽和に充電されるまで、変圧器回路４ａの二次巻線に誘導される。

しかしながら、安定性が低く、誤差値が高い電圧モードで、充電すると、ノイズ妨害により、電圧がやや低くなるだけでなく、電池の充電時間が長くなり、エネルギーの無駄の他に、電圧が高くなり続くと、焼き破られる恐れがあり、少なくとも、電池の耐用寿命に悪影響を与える。また、ある所定の電圧だけに付いて、電池を充電すると、幅広く工具機の各種類の規格の電池に対応できず、また、従来の手持ち工具機の充電器は、時間−温度曲線により、充電電圧が飽和であるかを決めるため、容易に、温度が短時間で上昇することにより、誤判断になる。

本考案の主な目的は、検知回路を利用して、出力電圧が、フィードバックされた充電電圧と電流の誤差値に基づいて調整される出力電圧調節可能の電動工具充電器を提供する。

本考案の他の目的は、変圧器の二次巻線に設定された電圧の出力値範囲に基づいて、異なる規格の電圧の電池に対して充電する出力電圧調節可能の電動工具充電器を提供する。

本考案の更の他の目的は、回路全体の末端に充電器制御ユニットが設置され、該電池の規格と飽和容量に基づいて、出力電圧時間と電流値を制御する出力電圧調節可能の電動工具充電器を提供する。

本考案の更の他の目的は、制御ユニットで電池の充電状態を検知して、従来の充電時、充電器本体や電池の温度が急激に上昇することにより、温度検知器が、信号を送信することにより、充電回路が遮断されることを防止し、これにより、飽和に充電していない時、充電を停止することを防止できる出力電圧調節可能の電動工具充電器を提供する。

請求項１の考案は、充電器の内部にある充電回路により適当な電圧を出力して電池に対して充電する出力電圧調節可能の電動工具充電器であって、入力端に連接され、ノイズを除去して、所定の周波数範囲の電圧を捕獲するフィルタと、該フィルタに連接され、入力交流電圧を直流電圧に変換する整流器と、入力電圧でパルス幅を制御し、受信した信号に基づいて、パルス幅を変調する脈波帯域変調制御回路と、一次巻線と二次巻線とが含有され、該一次巻線が、脈波帯域変調制御回路に電気的に接続され、一次巻線に対して入力電圧を供給しながら、増加してエネルギーを蓄蔵する変圧器と、一部の出力電圧を捕獲して、脈波帯域変調制御回路に対して信号を出力し、パルス幅を調整することにより、パワースイッチの導通時間を制御する検知回路と、が含有される、ことを特徴とする出力電圧調節可能の電動工具充電器である。

請求項２の考案は、該検知回路に、更に、一部の出力電圧をインターセプトして参考電圧と比較し、また、両者の誤差値をフィードバックしてパルス幅を調整するように、パワースイッチの導通時間（Ｄｕｔｙ Ｃｙｃｌｅ）を制御する誤差増幅器が含有されることを特徴とする請求項１に記載の出力電圧調節可能の電動工具充電器である。

請求項３の考案は、該検知回路に、更に、サージ電圧が直接に回路に衝撃して素子を破壊することを防止でき、また、フィードバック信号として利用できる光アイソレーターが含有されることを特徴とする請求項１に記載の出力電圧調節可能の電動工具充電器である。

請求項４の考案は、該充電回路に、更に、該電池の規格と飽和容量に応じて、出力電圧時間と電流値を制御する充電器制御ユニットが含有されることを特徴とする請求項１に記載の出力電圧調節可能の電動工具充電器である。

一般の手持ち電動工具機９は、図１のように、主として、本体９１と底座９２とから構成され、該本体９１は、操作者が手で持って仕事を実行するための握り部９１１があり、握り部９１１の底部に、開口９１２が形成され、底座９２は、本体９１の開口９１２の内部に位置して本体９１と結合するピン９２１が設けられ、底座９２は、内部に、該工具機９に対して作動電力を供給するための充電電池８が設けられる。

電池の電力が消耗されると、操作者が、該底座９２を本体９１から分離し、図２は、底座９２と充電器９３とを結合する前の状態である。本考案に係わる充電器９３の本体は、底座９２のピン９２１が挿入されるための凹槽９３１が設けられ、これにより、充電器９３と電池８とが、電気的に接続する状態になる。

本充電回路は、図３のように、主として、フィルタ回路７と整流器回路２、脈波帯域変調制御回路３（ＰＷＭ）、変圧器回路４、検知回路５及び充電器制御ユニット６とからなり、該フィルタ回路７は、入力端の商用周波１に連接され、ノイズを除去して、入力された商用周波１の所定の周波数範囲の安定電圧を捕獲し、該整流器回路２は、該フィルタ回路７に連接され、入力された交流電圧を直流電圧に変換し、脈波帯域変調制御回路３は、該整流器回路２の後端に連接され、入力電圧でパルス幅変調を制御し、また、信号を受信して、パルス幅を変更するようにパワースイッチのｏｎ／ｏｆｆを制御し、変圧器回路４は、一次巻線と二次巻線が含有され、該一次巻線は、脈波帯域変調制御回路３に電気的に接続されて、入力電圧を一次巻線に供給し、また、少しずつ増加して、エネルギーを蓄蔵し、検知回路５は、誤差増幅器５１と光アイソレーター５２とからなり、脈波帯域変調制御回路３にカップリングされ、パルス幅を変更して導通時間を制御しながら、精確に、変圧器回路４の二次巻線で電圧を出力し、また、一部の出力電圧をインターセプトして、参考電圧と比較して、両者の誤差値をフィードバックし、パルス幅を変更することにより、電圧を調整する。また、光アイソレーター５２は、サージ電圧が直接に回路に衝撃して素子が焼き破られることを防止でき、また、フィードバック信号として、利用できる。

本実施例において、変圧器回路４のニ次巻線は、脈波帯域変調制御回路３に基づいて切換えて、パワースイッチ（例えば、トランジスタであり、図に未表示）により出力電流Ｌｏを生成して、ニ次巻線のアース容量に対して、該出力電流Ｌｏを充電して出力電圧Ｖｏを生成する。検知回路５により一部の出力電圧Ｌｏを捕獲して、誤差増幅器５１により、該捕獲した出力電圧Ｌｏと参考電圧とを比較して、誤差信号Ｓを脈波帯域変調制御回路３に対して出力し、パルス幅を調整することにより、パワースイッチの導通時間（Ｄｕｔｙ Ｃｙｃｌｅ）を制御する。

本考案に係わる電動工具の充電座は、検知回路で、参考電圧と出力電圧とを基づいて誤差値を生成して、そして、該誤差値を供給して脈波帯域を変化することにより、変調制御回路３が調整信号を生成してパワースイッチに送信し、そのため、出力電圧が、充電電圧と電流のフィードバック誤差値に基づいて調整され、該電池８は、安定の定電圧モードで充電されて、パワー損失を低減される。

また、該充電回路は、更に、充電電流と充電電圧との関係が、充電時間の増加とともに、充電電流が低下しながら、充電電圧が上昇しづつくように、充電器制御ユニット６が含有され、該制御ユニットは、該電池８の規格と飽和容量に基づいて、出力電圧時間と電流値を制御するため、過剰充電により電池が壊れることを防止できる。

本考案は、より進歩的かつより実用的で、法に従って実用新案登録請求を出願する。

以上は、ただ、本考案のより良い実施例であり、本考案は、それによって制限されることが無く、本考案に係わる実用新案登録請求の範囲や明細書の内容に基づいて行った等価の変更や修正は、全てが、本考案の実用新案登録請求の範囲内に含まれる。

本考案の外観の一部の透視図 本考案の底座と充電器とを結合するまでの状態 本考案の充電回路のブロック図 従来の工具機充電器の充電回路のブロック図

符号の説明

１ 商用周波
２、２ａ 整流器回路
３、３ａ 脈波帯域変調制御回路
４、４ａ 変圧器回路
５ 検知回路
５１ 誤差増幅器
５２ 光アイソレーター
６ 充電器制御ユニット
７ フィルタ回路
８ 電池
９ 手持ち工具機
９１ 本体
９２ 底座
９３ 充電器
９１１ 握り部
９１２ 開口
９２１ ピン
９３１ 凹槽

Claims (4)

1. 充電器の内部にある充電回路により適当な電圧を出力して電池に対して充電する出力電圧調節可能の電動工具充電器であって、
   入力端に連接され、ノイズを除去して、所定の周波数範囲の電圧を捕獲するフィルタと、
   該フィルタに連接され、入力交流電圧を直流電圧に変換する整流器と、
   入力電圧でパルス幅を制御し、受信した信号に基づいて、パルス幅を変調する脈波帯域変調制御回路と、
   一次巻線と二次巻線とが含有され、該一次巻線が、脈波帯域変調制御回路に電気的に接続され、一次巻線に対して入力電圧を供給しながら、増加してエネルギーを蓄蔵する変圧器と、
   一部の出力電圧を捕獲して、脈波帯域変調制御回路に対して信号を出力し、パルス幅を調整することにより、パワースイッチの導通時間を制御する検知回路と、が含有される、 ことを特徴とする出力電圧調節可能の電動工具充電器。
2. 該検知回路に、更に、一部の出力電圧をインターセプトして参考電圧と比較し、また、両者の誤差値をフィードバックしてパルス幅を調整するように、パワースイッチの導通時間（Ｄｕｔｙ Ｃｙｃｌｅ）を制御する誤差増幅器が含有されることを特徴とする請求項１に記載の出力電圧調節可能の電動工具充電器。
3. 該検知回路に、更に、サージ電圧が直接に回路に衝撃して素子を破壊することを防止でき、また、フィードバック信号として利用できる光アイソレーターが含有されることを特徴とする請求項１に記載の出力電圧調節可能の電動工具充電器。
4. 該充電回路に、更に、該電池の規格と飽和容量に応じて、出力電圧時間と電流値を制御する充電器制御ユニットが含有されることを特徴とする請求項１に記載の出力電圧調節可能の電動工具充電器。