JP4103882B2 - Rechargeable electrical equipment - Google Patents
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Description
本発明は、操作スイッチが操作されることで二次電池からモータに電力が供給されるようにした充電式電気機器に関する。 The present invention relates to a rechargeable electric device in which power is supplied from a secondary battery to a motor by operating an operation switch.
近年、二次電池からモータに電力を供給するようにした充電式電動工具などの充電式電気機器が汎用されている。このような二次電池を用いた充電式電気機器は、電動工具本体などの電気機器本体と、この電気機器本体に装着され、その電気機器本体を駆動するための二次電池を含む電池パックとを備えている。また、この電池パックに含まれる二次電池は複数のセル(電池セル)が積層されて構成されたものであり、各セルの電圧を監視し、少なくとも1つのセルが所定の電圧値を割るか、あるいは、各セルの電圧値の差分が所定値よりも大きくなった場合、保護回路が作動されて二次電池の使用を禁止するなどの保護処理が実行される(例えば、特許文献1)。
ところが、上記従来の充電式電気機器では、二次電池の各セルの電圧値を常に監視しておく必要があり、保護処理を実行する制御部などを駆動状態にしておく必要があることから充電式電気機器の非駆動時においても待機電流が流れることになる。このため、電気機器本体を駆動させなくても僅かではあるが電力消費がなされて電池容量が消耗し、容量低下を招くことになるだけでなく、二次電池の種類によっては充電時期を逸して完全放電してしまった場合などでは二次電池の性能劣化につながり、電気機器本体を使用したいときに使用できない事態も生じ得るという問題があった。 However, in the conventional rechargeable electrical device, since it is necessary to you must always keep monitoring the voltage value of each cell of the secondary battery, and control unit for executing protection processing in the driving state Even when the rechargeable electric device is not driven, a standby current flows. For this reason, even if the electric device main body is not driven, power consumption is made slightly and the battery capacity is consumed, leading to a decrease in capacity, but depending on the type of secondary battery, the charging time may be lost. When the battery is completely discharged, there is a problem that the performance of the secondary battery is deteriorated, and there is a possibility that the electric device main body cannot be used when it is desired to be used.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、電力消費を効果的に抑制することができる充電式電気機器を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the rechargeable electric equipment which can suppress power consumption effectively.
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、操作スイッチが操作されることで二次電池からモータに電力供給される充電式電気機器であって、前記モータへの電力供給ラインに介挿され、当該モータの回転を制御するモータスイッチ部と、前記モータスイッチ部の動作を制御する駆動制御部と、前記操作スイッチが操作されたことに応じて作動させることで前記二次電池から前記駆動制御部に電力供給する給電スイッチ部と、前記二次電池の過放電状態を検出する過放電検出部とを備え、前記駆動制御部は、前記二次電池が過放電状態になっていない場合、前記操作スイッチが操作されることで前記モータスイッチ部を作動させて前記モータを回転させると共に、前記操作スイッチの操作が解除されることで前記モータスイッチ部の作動を停止させて前記モータの回転を停止させる一方、前記操作スイッチの操作が解除されてから所定時間が経過したときに前記給電スイッチ部の作動を停止させて当該駆動制御部への電力供給を停止し、前記二次電池が過放電状態になった場合、前記操作スイッチが操作されても前記モータスイッチ部を作動させないようにすることで前記モータの回転を不能にする一方、前記操作スイッチの操作が解除されてからの経過時間であって前記二次電池が過放電状態になっていない場合よりも短い所定時間が経過したときに前記給電スイッチ部の作動を停止させて当該駆動制御部への電力供給を停止するものであることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a rechargeable electrical device in which power is supplied from a secondary battery to a motor by operating an operation switch, and is inserted in a power supply line to the motor. A motor switch unit that controls the rotation of the motor, a drive control unit that controls the operation of the motor switch unit, and the drive from the secondary battery by operating the operation switch in response to the operation. A power supply switch unit that supplies power to the control unit, and an overdischarge detection unit that detects an overdischarge state of the secondary battery, and the drive control unit, when the secondary battery is not in an overdischarge state, When the operation switch is operated, the motor switch unit is operated to rotate the motor, and when the operation switch is released, the motor switch unit is operated. While stopping the rotation of the motor, the operation of the power supply switch unit is stopped when a predetermined time has elapsed since the operation of the operation switch was released, and the power supply to the drive control unit is stopped. When the secondary battery is in an overdischarged state, the motor switch is not operated even if the operation switch is operated, thereby disabling the rotation of the motor, while the operation switch is operated. The power supply to the drive control unit is stopped by stopping the operation of the power supply switch unit when a predetermined time has elapsed since the release and the secondary battery is not in an overdischarged state. It is characterized by stopping supply.
請求項2の発明は、請求項1に係るものにおいて、前記駆動制御部が、前記モータの回転駆動中に前記二次電池が過放電状態になった場合、前記操作スイッチの操作が解除されるまでに前記モータスイッチ部の作動を停止させて前記モータの回転を停止させる一方、前記操作スイッチの操作が解除されてからの経過時間であって前記二次電池が過放電状態になっていない場合よりも短い所定時間が経過したときに前記給電スイッチ部の作動を停止させて当該駆動制御部への電力供給を停止するものであることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the operation of the operation switch is released when the drive control unit is in an overdischarged state during the rotation of the motor. The operation of the motor switch unit is stopped by the time before the rotation of the motor is stopped, while the elapsed time after the operation switch is released and the secondary battery is not overdischarged. When a shorter predetermined time elapses, the operation of the power supply switch unit is stopped to stop the power supply to the drive control unit.
請求項3の発明は、請求項1又は2に係るものにおいて、前記駆動制御部により動作が制御されるものであり、前記モータの電圧入力端子間を短絡することで当該モータの回転にブレーキをかけて停止させるブレーキスイッチ部を備えたものであって、前記駆動制御部が、前記二次電池が過放電状態になっていない場合、前記操作スイッチの操作が解除されたときに前記モータスイッチ部の作動を停止させると共に、前記ブレーキスイッチ部を所定時間だけ作動させることで前記モータの回転を停止させ、前記モータの回転駆動中に前記二次電池が過放電状態になった場合、前記モータスイッチ部の作動を停止させるだけで前記ブレーキスイッチ部を作動させないものであることを特徴としている。
The invention according to claim 3, in which according to
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかに係るものにおいて、前記二次電池の両端電圧を検出する電圧検出部を備えたものであって、前記駆動制御部が、前記モータの回転駆動中に前記二次電池の両端電圧が過放電状態のときより高い値に設定された基準値よりも低下した場合、前記モータスイッチ部の作動を制御することで前記モータの回転を徐々に低減させて所定時間内に停止させるものであることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, a voltage detection unit that detects a voltage across the secondary battery is provided, wherein the drive control unit includes the motor. When the voltage at both ends of the secondary battery is lower than a reference value set higher than that in the overdischarged state during rotation driving, the rotation of the motor is gradually controlled by controlling the operation of the motor switch unit. it is characterized in that by reducing a shall be stopped within a predetermined time.
請求項5の発明は、請求項4に係るものにおいて、前記駆動制御部が、前記モータの回転を徐々に低減させている最中に前記二次電池が過放電状態になった場合、前記回転の低減割合を増大させて前記基準値より低下した場合よりも短い時間内に前記モータの回転を停止させるものであることを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the vehicle according to the fourth aspect , when the drive control unit is gradually reducing the rotation of the motor, the rotation of the secondary battery becomes an overdischarged state. In this case, the rotation of the motor is stopped within a shorter time than when the reduction ratio is increased to be lower than the reference value .
請求項6の発明は、請求項4に係るものにおいて、前記駆動制御部が、前記モータの回転を徐々に低減させている最中に前記二次電池が過放電状態になった場合、その時点で前記モータスイッチ部の作動を停止させて前記モータの回転を停止させるものであることを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, when the secondary battery is in an overdischarged state while the drive control unit is gradually reducing the rotation of the motor according to the fourth aspect , the time point Then, the operation of the motor switch unit is stopped to stop the rotation of the motor.
請求項7の発明は、請求項4乃至6のいずれかに係るものにおいて、前記駆動制御部が、前記操作スイッチの操作中に前記二次電池の両端電圧が低下することで前記モータの回転が停止され、それにより前記二次電池の両端電圧が回復した場合であっても前記操作スイッチの操作が一旦解除された後に再操作されない限りは当該モータの回転を不能にするものであることを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, in the motor according to any one of the fourth to sixth aspects, the drive control unit causes the motor to rotate by reducing a voltage across the secondary battery during operation of the operation switch. is stopped, it by said unless rechargeable battery operation of the operation switch even when the voltage across the recovery is not re-operated after being released once it is be shall be disable rotation of the motor It is a feature.
請求項1の発明によれば、二次電池が過放電状態になった場合、操作スイッチの操作が解除されてから二次電池が過放電状態になっていない場合よりも短い所定時間が経過したときに駆動制御部への電力供給が停止されるので、駆動制御部での不要な電力消費を効果的に抑制することができることに加え、操作スイッチの操作が解除されてから所定時間が経過するまでは駆動制御部への電力供給が行われているので、操作スイッチの操作が解除された後に駆動制御部による制御が必要となる作動部を確実に作動させることができる。 According to the first aspect of the present invention, when the secondary battery is in an overdischarged state, a predetermined time has elapsed since the operation of the operation switch is released, compared to when the secondary battery is not in an overdischarged state . Since power supply to the drive control unit is sometimes stopped, unnecessary power consumption in the drive control unit can be effectively suppressed, and a predetermined time elapses after the operation switch is released. Since the power supply to the drive control unit is performed until now, the operation unit that needs to be controlled by the drive control unit after the operation of the operation switch is released can be reliably operated.
また、操作スイッチの操作が解除されてから所定時間が経過するまでは駆動制御部が駆動されているため、二次電池が過放電状態になるなどしてモータの回転が停止されることで電池電圧が回復した場合でも駆動制御部の駆動が停止された後に操作スイッチが再操作されない限りモータが回転することはないので、モータの不用意な回転開始による事故を防止することができ、使用者の安全を確保することができる。 In addition, since the drive control unit is driven until a predetermined time elapses after the operation of the operation switch is released, the battery is stopped by stopping the rotation of the motor due to the secondary battery being overdischarged. Even if the voltage recovers, the motor will not rotate unless the operation switch is re-operated after the drive control unit has stopped driving, so accidents due to inadvertent start of the motor can be prevented. Can be secured.
請求項2の発明によれば、モータの回転駆動中に二次電池が過放電状態になった場合、操作スイッチの操作が解除されてから二次電池が過放電状態になっていない場合よりも短い所定時間が経過したときに駆動制御部への電力供給が停止されるので、駆動制御部での不要な電力消費を効果的に抑制することができることに加え、操作スイッチの操作が解除されるまでにモータの回転が停止されるので、二次電池の性能劣化を効果的に阻止することができる。 According to the invention of claim 2, when the secondary battery is over-discharged during rotation of the motor, than when the operation of the operation switch is secondary batteries is released is not over-discharged Since the power supply to the drive control unit is stopped when a short predetermined time has elapsed, unnecessary power consumption in the drive control unit can be effectively suppressed, and the operation of the operation switch is released. Since the rotation of the motor is stopped by this time, the performance deterioration of the secondary battery can be effectively prevented.
請求項3の発明によれば、二次電池が過放電状態になっていない場合には、操作スイッチの操作が解除されたときにブレーキスイッチ部を作動させることでモータの回転を停止させるが、モータの回転駆動中に二次電池が過放電状態になった場合には、ブレーキスイッチ部を作動させずにモータの回転を停止させるので、ブレーキスイッチ部の作動に必要な電力消費を効果的に抑制することができる。 According to the invention of claim 3, when the secondary battery is not in an overdischarged state, the rotation of the motor is stopped by operating the brake switch portion when the operation of the operation switch is released. If the secondary battery becomes over-discharged while the motor is rotating, the motor stops rotating without operating the brake switch, effectively reducing the power consumption required to operate the brake switch. Can be suppressed.
請求項4の発明によれば、モータの回転駆動中に二次電池の両端電圧が過放電状態のときより高い値に設定された基準値よりも低下した場合、モータの回転を徐々に低減させて停止させるので、二次電池が過放電状態に近い状態にあって充電する必要性があることを使用者に認識させることができると共に、故障したとの印象を使用者に与えることを回避することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, when the voltage across the secondary battery is lower than the reference value set higher than that in the overdischarged state during the rotation of the motor, the rotation of the motor is gradually reduced. Therefore, it is possible to make the user recognize that the secondary battery is in a state close to an overdischarged state and needs to be charged, and avoid giving the user the impression that it has failed. be able to.
請求項5の発明によれば、モータの回転を徐々に低減させている最中に二次電池が過放電状態になった場合、二次電池の両端電圧が基準値より低下した場合よりも短い時間内にモータの回転を停止させるので、二次電池が過放電状態に近い状態にあって充電する必要性があることを使用者に認識させることができるだけでなく、二次電池の性能劣化を効果的に阻止することができる。 According to the invention of claim 5, when the secondary battery is in an overdischarged state while the rotation of the motor is being gradually reduced, it is shorter than the case where the voltage across the secondary battery is lower than the reference value. Since the motor stops rotating in time , not only can the user recognize that the secondary battery is in an overdischarged state and needs to be charged , but the performance of the secondary battery will deteriorate. Can be effectively prevented .
請求項6の発明によれば、モータの回転を徐々に低減させている最中に二次電池が過放電状態になった場合、その時点でモータの回転を停止させるので、二次電池が過放電状態に近い状態にあって充電する必要性があることを使用者に認識させることができるだけでなく、二次電池の性能劣化をより効果的に阻止することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, when the secondary battery is overdischarged while the rotation of the motor is being gradually reduced , the rotation of the motor is stopped at that time. Not only can the user recognize that there is a need to charge the battery in a state close to a discharged state, but it can also more effectively prevent performance degradation of the secondary battery.
請求項7の発明によれば、モータの回転が停止されることで二次電池の両端電圧が回復した場合であっても、操作スイッチの操作が一旦解除された後に再操作されない限りはモータの回転が不能にされるので、不用意な回転開始による事故を未然に防止することができ、使用者の安全を確保することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, even when the voltage across the secondary battery is recovered by stopping the rotation of the motor , the operation of the motor is not required unless the operation switch is once operated and then re-operated. Since rotation is disabled, an accident due to inadvertent start of rotation can be prevented in advance, and the safety of the user can be ensured .
図1は、本発明の一実施形態に係る充電式電気機器の一例である充電式電動工具の要部を示す外観構成図である。この図において、充電式電動工具10は、駆動電源となる電池パック12と、この電池パック12が装着される充電式ドリルドライバーを構成する電気機器本体(電動工具本体)14とから構成される。なお、本実施形態に係る充電式電動工具10は、リチウムイオン二次電池のように、完全放電してしまうと性能劣化を生じ、その回復が望めないような二次電池を内蔵した電池パック12を用いたものを例としたものである。
FIG. 1 is an external configuration diagram showing a main part of a rechargeable electric tool which is an example of a rechargeable electric apparatus according to an embodiment of the present invention. In this figure, the rechargeable electric tool 10 is composed of a
電池パック12は、筐体18内に複数のセル(電池セル)が直列接続されて構成された二次電池(例えば、リチウムイオン二次電池)20及び各セルの過放電状態を検出する過放電検出部22が収納された本体部24と、本体部24の一面側(上面側)に突出し、電気機器本体14に装着される装着突出部26とを備えている。この装着突出部26の先端部には、二次電池20及び過放電検出部22に接続された複数の電極端子28が設けられている。また、本体部24の一部には、二次電池20の残容量を表示するための残容量表示部30を備えている。
The
この残容量表示部30は、例えば図2に示すように、縦方向に一列に配設された複数(図示では5個)のLED32、このLED32を点灯及び消灯させる表示スイッチ34などにより構成されている。この表示スイッチ34がオン操作されることで、二次電池20の残容量に対応して所定のLED32が点灯され、表示スイッチ34がオフ操作されることで、点灯しているLED32が消灯される。この実施形態では、満充電の場合には最下段から最上段にかけての全てのLED32が点灯し、残容量が少なくなるにつれてLED32が上段側から順に消灯されるように構成されている。
For example, as shown in FIG. 2, the remaining
電気機器本体14は、筐体36の把持部38に形成され、電池パック12の装着突出部26が取外し自在に装着される装着部40と、筐体36の内部に配設され、電池パック12から電力が供給されることで駆動されるモータ42と、筐体36の把持部38に設けられ、モータ42の回転操作を行うトリガースイッチ44と、トリガースイッチ44が操作されることで駆動される制御回路部46と、モータ42により回転するものであり、筐体36の先端に設けられ、ドリル歯などが取り付けられる回転部48とを備えている。
The electrical device
装着部40の底部には、トリガースイッチ44及び制御回路部46に接続された複数の電極端子50が配設されており、電池パック12の装着突出部26が装着部40に装着されたときに装着突出部26の各電極端子28に装着部40の各電極端子50が圧接されるようになっている。なお、図3に、電池パック12を電気機器本体14に装着した状態を示している。
A plurality of
図4は、電池パック12を電気機器本体14に装着した充電式電動工具10の第1の実施形態に係る回路構成を示すブロック図である。この図において、電池パック12は、上述したように、複数のセルが直列接続されて構成された二次電池20と、この二次電池20の各セルの過放電状態を検出する過放電検出部22とを備えている。なお、二次電池20の+端子と、二次電池20の−端子と、過放電検出部22の出力端子とが電極端子28にそれぞれ接続されている。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a circuit configuration according to the first embodiment of the rechargeable power tool 10 in which the
この過放電検出部22は、各セルの電圧を測定し、すべてのセルが正常状態(非過放電状態)である場合に非過放電信号(例えば、ロー信号)を出力し、いずれかのセルが過放電状態になると過放電信号(例えば、ハイ信号)を出力するように構成されたものであり、例えば、各セルの両端に接続されることで基準電圧を生成するツェナーダイオード、各セルの両端電圧を検出する抵抗分圧回路、ツェナーダイオードで生成された基準電圧と抵抗分圧回路による分圧電圧とが入力されるコンパレータなどで構成された周知の回路構成になるものである。
The
すなわち、セルの抵抗分圧回路による分圧電圧が基準電圧よりも高い正常状態(非過放電状態)である場合、その該当するセルのコンパレータからロー信号が出力され、その分圧電圧が基準電圧よりも低い過放電状態である場合、その該当するセルのコンパレータからハイ信号が出力されるものであり、複数のセルのうち1つでも過放電状態になった場合に当該過放電検出部22の出力端子からハイ信号が出力されるように構成されている。 That is, when the divided voltage by the resistance voltage dividing circuit of the cell is in a normal state (non-overdischarge state) higher than the reference voltage, a low signal is output from the comparator of the corresponding cell, and the divided voltage is the reference voltage. When the overdischarge state is lower than that, a high signal is output from the comparator of the corresponding cell, and when even one of the plurality of cells is in the overdischarge state, the overdischarge detection unit 22 A high signal is output from the output terminal.
なお、本発明でいう過放電状態とは、満充電状態である規定電圧値よりも低下した放電の進んだ状態ではあるが、充電することにより規定電圧値にまで回復可能な性能劣化の生じていない状態を指している。そして、複数のセルのうち1つでも過放電状態になると過放電検出部22から過放電信号が出力されるので、この過放電信号が出力された状態を二次電池20の過放電状態としている。
Note that the overdischarge state in the present invention is a state in which discharge has progressed lower than the specified voltage value in the fully charged state, but performance deterioration that can be recovered to the specified voltage value by charging has occurred. Point to no state. When one of the plurality of cells is in an overdischarge state, an overdischarge signal is output from the
電気機器本体14は、上述したように、モータ42と、このモータ42の回転操作を行うトリガースイッチ44と、このトリガースイッチ44が操作されることで駆動される制御回路部46とを備えている。なお、モータ42の電力供給ラインと制御回路部46の制御信号入力ラインとが電極端子50にそれぞれ接続されている。
As described above, the electric device
このトリガースイッチ44は、モータ42の電力供給ラインに介挿され、ポテンショメータなどの可変抵抗器54を備えたものであり、引き操作量に応じて可変抵抗器54の操作軸が回転することで後述する定電圧源60から供給される電圧を分圧し、その引き操作量に応じた分圧電圧を操作信号として制御回路部46の後述する駆動制御部58に入力させるようにしたものである。また、このトリガースイッチ44は、引き操作量がゼロである非操作状態になったときにモータ42の電圧入力端子間を短絡することで、電力供給が停止された後の慣性によるモータ42の回転動作にブレーキを掛けるように構成したものである。
The
また、制御回路部46は、モータ42の電力供給ラインに介挿された制御端子付きのスイッチ素子であるMOSFETからなるモータスイッチ部56と、このモータスイッチ部56などを駆動制御するマイコンからなる駆動制御部58と、二次電池20の変動する電圧(例えば、12V)を定電圧化(例えば、5V)して駆動制御部58に電力供給する定電圧源60と、この定電圧源60からの駆動制御部58への電力供給を制御する給電スイッチ部62とを備えている。
The
この駆動制御部58は、マイコンなどで構成されたものであり、演算処理を実行するCPUと、処理プログラムやデータなどを記憶するROMと、データを一時的に記憶するRAMとから構成されている。定電圧源60は、3端子レギュレータなどで構成されている。
The
また、給電スイッチ部62は、二次電池20の+電極に接続される電極端子50と駆動制御部58との間に接続された起動スイッチ64と、二次電池20の+電極に接続される電極端子50と定電圧源60との間に接続されたPNP型トランジスタからなる制御端子付きの第1のスイッチ素子66と、この第1のスイッチ素子66の制御端子(ベース)と接地との間に接続されたNPN型トランジスタからなる制御端子付きの第2のスイッチ素子68と、起動スイッチ64の駆動制御部58側と第2のスイッチ素子68の制御端子(ベース)との間に接続された第1のダイオード70と、駆動制御部58と第2のスイッチ素子68の制御端子(ベース)との間に接続された第2のダイオード72とから構成されている。
The power
ここで、起動スイッチ64は、トリガースイッチ44と連動するものであり、トリガースイッチ44が操作状態にあるときにオンとなり、トリガースイッチ44が非操作状態にあるときにオフとなるものである。また、第1のダイオード70は、アノードが起動スイッチ64に接続され、カソードが第2のスイッチ素子68の制御端子(ベース)に接続されている。また、第2のダイオード72は、アノードが駆動制御部58に接続され、カソードが第2のスイッチ素子68の制御端子(ベース)に接続されている。
Here, the
また、駆動制御部58には、電池パック12の過放電検出部22から出力される検出信号が入力される一方、上述の残容量表示部30が接続されると共に、オンになっていた起動スイッチ64がオフにされた後の経過時間をカウントするタイマー76が接続されている。
The
また、駆動制御部58には、起動スイッチ64のオンオフ状態を判別するスイッチ判別部78、起動スイッチ64がオンになったことを受けて第2のダイオード72をオンにするための起動電圧をダイオード72に対して出力する出力制御部80、トリガースイッチ44の引き操作量に応じて可変抵抗器54から出力される電圧レベルを判別するレベル判別部82、トリガースイッチ44が操作されている期間に、可変抵抗器54から出力される電圧レベルに対応してモータスイッチ部56のオンオフを制御することでモータ42の回転をPWM(Pulse Width Modulation)制御などのパルス制御を行うパルス制御部84、電池パック12の過放電検出部22から入力される検出信号がハイ信号であるかロー信号であるかを判別する信号判別部86、二次電池20の残容量を算出すると共に、その算出した残容量を残容量表示部30に表示させる表示制御部88、タイマー76の駆動を制御するタイマー制御部90、及び、タイマー76でカウントされた時間が所定時間に達したか否かを判別する時間判別部92としての各機能実現部を備えている。
The
なお、二次電池20の残容量は、例えば、次のようにして算出される。すなわち、二次電池20に対する充電時に流れる電流量に基づいて充電量Caを積算すると共に、電気機器本体14が駆動される放電時に流れる電流量に基づいて放電量Cbを積算し、二次電池20の充電前の初期容量Cs、積算した充電量Ca及び積算した放電量Cbを加減算することで二次電池20の残容量Cx(Cx=Cs+Ca−Cb)を算出する。
Note that the remaining capacity of the
上記のように構成された給電スイッチ部62は、駆動制御部58と共に次のように動作する。すなわち、トリガースイッチ44が操作されることで起動スイッチ64がオンとなり、これにより第1のダイオード70がオンとなって第2のスイッチ素子68がオンとなる結果、第1のスイッチ素子66がオンとなり、定電圧源60から駆動電力が駆動制御部58に供給される。
The power
これにより、駆動制御部58が駆動されてスイッチ判別部78で起動スイッチ64がオンとなったことが判別される結果、出力制御部80により第2のダイオード72をオンする起動電圧が第2のダイオード72に対して出力される。この結果、トリガースイッチ44の操作が解除されて起動スイッチ64がオフとなることで第1のダイオード70がオフとなった場合でも、駆動制御部58は駆動状態が維持される。
As a result, the
一方、トリガースイッチ44の操作が解除されて起動スイッチ64がオフとなったことがスイッチ判別部78で判別されると、タイマー制御部90により駆動信号が出力されることでタイマー76が駆動され、起動スイッチ64がオフとなった後(すなわち、トリガースイッチ44の操作が解除された後)の経過時間のカウントが開始される。そして、予め設定された所定時間に達したことが時間判別部92により判別されると、出力制御部80による第2のダイオード72をオンする起動電圧の出力が停止される結果、第1のスイッチ素子66及び第2のスイッチ素子68が共にオフとなり、駆動制御部58への電力供給が停止される。
On the other hand, when the
なお、起動スイッチ64がオフとなった後(すなわち、トリガースイッチ44の操作が解除された後)に給電スイッチ部62の駆動を停止してから駆動制御部58への電力供給を停止するまでの時間は、二次電池20が正常状態にあるために過放電検出部22からロー信号が出力されている場合には所定時間T1(例えば、1〜2分)に設定され、二次電池20が過放電状態にあるために過放電検出部22からハイ信号が出力されている場合には所定時間T1よりも短い所定時間T2(例えば、0.5〜1分)に設定される(T1>T2)。
In addition, after the
図5は、上記のように構成された充電式電動工具10の動作を説明するためのタイムチャートである。すなわち、二次電池20が満充電された正常状態(非過放電状態)にある場合、トリガースイッチ44が充電式電動工具10の使用者により操作され(時刻t1)、トリガースイッチ44と連動する起動スイッチ64がオンとなったことがスイッチ判別部78で判別されると、給電スイッチ部62が上述のように作動することで駆動され(時刻t1)、定電圧源60から電力供給が開始されて駆動制御部58が駆動される。
FIG. 5 is a time chart for explaining the operation of the rechargeable electric tool 10 configured as described above. That is, when the
一方、二次電池20が満充電された正常状態にある場合、過放電検出部22からはロー信号が出力されている。このため、信号判別部86によりロー信号が出力されていることが判別され、この判別期間においてトリガースイッチ44の引き操作量がレベル判別部82で判別される。そして、その引き操作量に応じてパルス制御部84によりモータスイッチ部56にパルス信号が供給されることでモータ42がパルス制御(PWM制御)される結果、トリガースイッチ44の引き操作量に応じた速度でモータ42が回転駆動される。すなわち、トリガースイッチ44の引き操作量が少ない場合はモータ42が低速で回転駆動され、その引き操作量が多い場合はモータ42が高速で回転駆動されることになる。
On the other hand, when the
そして、トリガースイッチ44の操作が解除されることで起動スイッチ64がオフとなったことがスイッチ判別部78で判別されると(時刻t2)、パルス制御部84によるモータスイッチ部56へのパルス信号の供給が停止される結果、モータスイッチ部56が不導通状態になってモータ42への電力供給が停止される(時刻t2)。このとき、トリガースイッチ44はモータ42の電圧入力端子間を短絡することになり、モータ42の回転にブレーキが掛かることになってモータ42は急速停止する。
When the operation of the
一方、給電スイッチ部62は、トリガースイッチ44の操作が解除されて起動スイッチ64がオフにされた後のタイマー76でカウントされた経過時間が予め設定した所定時間T1(例えば、1〜2分)に達したことが時間判別部92で判別されると、出力制御部80による起動電圧の出力が停止され、これにより第1のスイッチ素子66及び第2のスイッチ素子68が遮断されて駆動が停止される(時刻t3)。
On the other hand, the power
すなわち、この実施形態では、トリガースイッチ44の操作が解除されてモータ42への電力供給が停止されてからの所定時間T1(例えば、1〜2分)だけしか駆動制御部58が駆動されないので、駆動制御部58での不要な電力消費を効果的に抑制することができる。また、トリガースイッチ44の操作が解除されてモータ42への電力供給が停止されてから所定時間T1(例えば、1〜2分)が経過するまでは駆動制御部58が駆動されているので、この期間に表示スイッチ34を操作することで残容量表示部30を作動させることができる。
That is, in this embodiment, since the operation of the
また、過放電検出部22からロー信号が出力されている期間に、トリガースイッチ44が再び操作されると(時刻t4)、トリガースイッチ44と連動する起動スイッチ64がオンになったことがスイッチ判別部78で判別され、給電スイッチ部62が上述のように作動されることで駆動され(時刻t4)、定電圧源60から電力供給が開始されて駆動制御部58が駆動される。この結果、パルス制御部84によりモータスイッチ部56にパルス信号が供給され、モータ42がパルス制御されることで回転が開始される(時刻t4)。
In addition, when the
ところが、トリガースイッチ44の操作中に二次電池20が過放電状態になって過放電検出部22からハイ信号が出力され(時刻t5)、このハイ信号が出力されたことが信号判別部86で判別されると、トリガースイッチ44が操作中であるにも拘わらず、モータスイッチ部56へのパルス信号の供給が停止され(時刻t5)、それによりモータ42への電力供給が停止される(時刻t5)。この場合、トリガースイッチ44は操作中であり、モータ42の電圧入力端子間は短絡されないことから、モータ42はブレーキの掛からない状態となって緩速停止されることになる。なお、二次電池20の両端電圧(電池電圧)は、満充電状態である規定電圧値Vaよりも低下し、過放電状態である放電電圧値Vbとなる。
However, during the operation of the
一方、モータ42への電力供給が停止されたことを受けて使用者によりトリガースイッチ44の操作が解除されることで起動スイッチ64がオフになると(時刻t6)、オフになったことがスイッチ判別部78で判別されてタイマー制御部90によりタイマー76が作動され、起動スイッチ64がオフになってからの経過時間のカウントが開始される。そして、タイマー76でカウントされた経過時間が所定時間T1よりも短い所定時間T2(例えば、0.5〜1分)に達したことが時間判別部92で判別されると、出力制御部80による第2のダイオード72に対する起動電圧の出力が停止され、これにより第1のスイッチ素子66及び第2のスイッチ素子68が遮断されて給電スイッチ部62の駆動が停止される(時刻t7)。
On the other hand, when the
すなわち、この実施形態では、二次電池20が過放電状態になり、過放電検出部22からハイ信号が出力された段階でモータ42への電力供給が停止されるので、二次電池20の性能劣化を阻止することができると共に、モータ42への電力供給が停止された後は、その電力供給が停止されてからの所定時間T1よりも短い所定時間T2(例えば、0.5〜1分)だけしか駆動制御部58が駆動されないので、駆動制御部58での不要な電力消費をより効果的に抑制することができる。
That is, in this embodiment, since the
また、モータ42への電力供給が停止されてからの所定時間T2(例えば、0.5〜1分)だけは駆動制御部58が駆動されているので、この期間に必要に応じて表示スイッチ34を操作することで残容量表示部30を作動させることができる。また、トリガースイッチ44の操作が解除されてから所定時間T2(例えば、0.5〜1分)が経過するまでは駆動制御部58が駆動されているので、二次電池20の両端電圧(電池電圧)が回復した場合でも駆動制御部58の駆動が停止された後にトリガースイッチ44が再操作されない限りはモータ42が回転することはない。
Further, since the
例えば、二次電池20が過放電状態になったことで駆動制御部58の駆動がトリガースイッチ44の操作が解除されるまでに停止されることになると、モータ42の回転が停止されることで二次電池の両端電圧(電池電圧)が回復した場合に駆動制御部58が再駆動されてモータ42が再び回転されることになる結果、トリガースイッチ44の操作が解除されるまで駆動制御部58が駆動と停止とを繰り返すことになる。これに対し、この実施形態では、トリガースイッチ44の操作が解除されない限りは駆動制御部58の駆動が停止されることはないので、二次電池20の両端電圧(電池電圧)が回復した場合でも駆動制御部58の駆動が停止された後にトリガースイッチ44が再操作されない限りはモータ42が回転することはない。すなわち、駆動制御部58は、トリガースイッチ44の操作が解除された後に再操作されない限りはモータ42の回転を不能にするものであるので、モータ42の不用意な回転開始による事故を防止することができ、使用者の安全を確保することができる。
For example, if the driving of the
図5に戻り、二次電池20が過放電状態にあり、過放電検出部22からハイ信号が出力されている期間に、トリガースイッチ44が操作されることで起動スイッチ64がオンになったことがスイッチ判別部78で判別されると、給電スイッチ部62は上述のように作動されることでオンされ(時刻t8)、駆動制御部58への電力供給が開始されるが、モータスイッチ部56は駆動されないようになっていることから、モータ42は停止したままとなる。
Returning to FIG. 5, the
そして、トリガースイッチ44の操作が解除されて起動スイッチ64がオフになったことがスイッチ判別部78により判別され(時刻t9)、タイマー76でカウントされた起動スイッチ64がオフになってからの経過時間が所定時間T1より短い所定時間T2(例えば、0.5〜1分)に達したことが時間判別部92で判別されることで出力制御部80による第2のダイオード72に対する起動電圧の出力が停止され、これにより第1のスイッチ素子66及び第2のスイッチ素子68が遮断されて給電スイッチ部62の駆動が停止される(時刻t10)。
Then, the operation of the
すなわち、この実施形態では、二次電池20が過放電状態になり、過放電検出部22からハイ信号が出力されている期間はトリガースイッチ44が操作されてもモータ42の回転は停止されたままとなるので、二次電池20の性能劣化を阻止することができると共に、トリガースイッチ44の操作が解除されてからの所定時間T2(例えば、0.5〜1分)だけしか駆動制御部58が駆動されないので、駆動制御部58での不要な電力消費を効果的に抑制することができる。また、トリガースイッチ44の操作が解除されてから所定時間T2(例えば、0.5〜1分)が経過するまでは駆動制御部58が駆動されているので、この期間に必要に応じて表示スイッチ34を操作することで残容量表示部30を作動させることができる。
That is, in this embodiment, the rotation of the
図6は、電池パック12を電気機器本体14に装着した充電式電動工具10の第2の実施形態に係る回路構成を示すブロック図である。この第2の実施形態に係る回路構成では、第1の実施形態に係る回路構成と基本的には同一の構成要素からなるものであるため、同一の機能を有する構成要素については同一の符号を付与することにより詳細な説明を省略し、以下には第1の実施形態に係る回路構成との相違点を中心に説明する。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a circuit configuration according to the second embodiment of the rechargeable power tool 10 in which the
この第2の実施形態に係る回路構成は、第1の実施形態に係る回路構成とは、電気機器本体14に二次電池20の両端電圧を検出するための電圧検出部96を備え、この電圧検出部96で検出された電圧を検出信号として駆動制御部58に入力する一方、駆動制御部58に電圧検出部96で検出された電圧が過放電状態になる手前の警戒値である所定値以下であるか否かを判別する電圧判別部98としての機能実現部を備えるようにした点で相違するものであり、その他の構成は第1の実施形態に係るものと同一である。
The circuit configuration according to the second embodiment is different from the circuit configuration according to the first embodiment in that the electric device
すなわち、この第2の実施形態に係る回路構成は、電圧検出部96を複数の抵抗素子が直列接続されてなる抵抗分圧回路で構成したものであり、この抵抗分圧回路からなる電圧検出部96をトリガースイッチ44のモータ42側とモータスイッチ部56の電極端子50側との間に接続することで、トリガースイッチ44が操作されたときの二次電池20の両端電圧を分圧し、その分圧電圧を検出信号として駆動制御部58に入力するようにしたものである。
That is, in the circuit configuration according to the second embodiment, the
また、電圧判別部98は、電圧検出部96から入力される分圧電圧が二次電池20の両端電圧が満充電状態である規定電圧値Vaよりも低いが、過放電状態にある放電電圧値Vbよりは高い警戒値Vcにまで低下したか否かを判別するものである。なお、ここでいう警戒値Vcは、二次電池20が過放電状態に近づいていることを予め使用者に認識させるために設定するものである。
In addition, the
図7は、上記のように構成された第2の実施形態に係る回路構成における動作を説明するためのタイムチャートである。すなわち、二次電池20が満充電された正常状態にある場合、トリガースイッチ44が使用者により操作され、トリガースイッチ44と連動する起動スイッチ64がオンとなったことがスイッチ判別部78で判別されると(時刻t1)、給電スイッチ部62が上述のように作動することで駆動され(時刻t1)、定電圧源60から電力供給が開始されて駆動制御部58が駆動される。これにより、パルス制御部84によりモータスイッチ部56がパルス制御され、モータ42の回転が開始される。
FIG. 7 is a time chart for explaining the operation in the circuit configuration according to the second embodiment configured as described above. That is, when the
そして、正常状態(非過放電状態)にある二次電池20の両端電圧が低下して警戒値Vcになったことが電圧判別部98により判別されると(時刻t2)、パルス制御部84によりモータスイッチ部56に供給される制御パルスのデューティ比が所定時間T3(例えば、1〜5秒)の経過するまでの間に徐々に小さくなり、最終的にモータスイッチ部56の駆動が停止される(時刻t3)。これにより、モータ42の回転速度が所定時間T3(例えば、1〜5秒)の経過するまでの間に徐々に低下し、最終的にモータ42への二次電池20からの電力供給が停止される(時刻t3)。
When the
ここで、図7に示すタイムチャートのモータスイッチ部56に係る波形の所定時間T3の右下がり傾斜部分は、モータスイッチ部56に供給される制御パルスのデューティ比が徐々に小さくなっていく状態を示しており、モータ42に係る波形の所定時間T3の右下がり傾斜部分は、モータ42の回転速度が徐々に低下していく状態を示している。また、この実施形態では、モータ42への電力供給が停止されてもトリガースイッチ44は操作された状態にあるため、モータ42にはブレーキが掛からないことになるが、モータ42は回転速度が徐々に低下することから電力供給が停止された段階で速やかに停止される。
Here, the downward slope portion of the waveform relating to the
そして、モータ42への電力供給が停止されたことで二次電池20の両端電圧は徐々に上昇し、モータ42の回転が停止されたことを受けてトリガースイッチ44の操作が使用者により解除されることで起動スイッチ64がオフになると(時刻t4)、オフになったことがスイッチ判別部78により判別され、二次電池20の両端電圧は警戒値Vcよりも高い値に復帰する。
When the power supply to the
一方、給電スイッチ部62は、トリガースイッチ44の操作が解除されて起動スイッチ64がオフにされた後のタイマー76でカウントされた経過時間が予め設定した所定時間T2(例えば、0.5〜1分)に達したことが時間判別部92で判別されると、出力制御部80による起動電圧の出力が停止され、これにより第1のスイッチ素子66及び第2のスイッチ素子68が遮断されて駆動が停止され(時刻t5)、それに応じて駆動制御部58も駆動が停止される。
On the other hand, the power
すなわち、この実施形態では、モータ42の回転駆動中に二次電池20の両端電圧が警戒値Vcにまで低下すると、モータ42の回転速度が徐々に低下することから、使用者は二次電池20が過放電状態に近づいていることを認識することができ、過放電状態になるまでに充電することで二次電池20の性能劣化を効果的に阻止することができると共に、使用者に故障したのではないかとの印象を与えることを回避することができる。また、トリガースイッチ44の操作が解除されてから所定時間T2(例えば、0.5〜1分)だけしか駆動制御部58が駆動されないので、駆動制御部58での不要な電力消費を抑制することができる。
That is, in this embodiment, when the voltage across the
また、モータ42への電力供給が停止されてからの所定時間T2(例えば、0.5〜1分)だけは駆動制御部58が駆動されているので、この期間に必要に応じて表示スイッチ34を操作することで残容量表示部30を作動させることができる。
Further, since the
さらに、トリガースイッチ44の操作中に二次電池20の両端電圧(電池電圧)が低下することでモータ42の回転が停止し、それにより二次電池20の両端電圧が回復しても、トリガースイッチ44の操作が解除されてから所定時間T2(例えば、0.5〜1分)が経過するまでは駆動制御部58が駆動されているため、先にも述べたように駆動制御部58の駆動が停止された後にトリガースイッチ44が再操作されない限りはモータ42が回転することはない。すなわち、駆動制御部58は、二次電池20の両端電圧が回復した場合であっても、トリガースイッチ44の操作が一旦解除された後に再操作されない限りはモータ42の回転を不能にするものであるので、モータ42の不用意な回転開始による事故を防止することができ、使用者の安全を確保することができる。
Furthermore, even if the voltage across the secondary battery 20 (battery voltage) decreases during the operation of the
図7に戻り、二次電池20の両端電圧が警戒値Vcよりも高い値に復帰した状態で、トリガースイッチ44が再び操作されると(時刻t6)、トリガースイッチ44と連動する起動スイッチ64がオンとなったことがスイッチ判別部78で判別され、給電スイッチ部62が上述のように作動することで駆動され(時刻t6)、定電圧源60から電力供給が開始されて駆動制御部58が駆動される。この結果、パルス制御部84によりモータスイッチ部56にパルス信号が供給され、モータ42がパルス制御されることで回転が開始される(時刻t6)。
Returning to FIG. 7, when the
そして、警戒値Vcよりも高い値にある二次電池20の両端電圧が低下して警戒値Vcまで低下したことが電圧判別部98により判別されると(時刻t7)、パルス制御部84によりモータスイッチ部56に供給される制御パルスのデューティ比が所定時間T3(例えば、1〜5秒)の経過するまでの間に徐々に小さくされることでモータ42の回転速度が低減される。ところが、二次電池20の両端電圧が所定時間T3(例えば、1〜5秒)の経過するまでの間に過放電状態にある放電電圧値Vbになったことが電圧判別部98により判別されると、その時点から回転速度の低減割合が増大されて所定時間T3より短い所定時間T4(例えば、0〜1秒)の経過するまでの間にモータスイッチ部56の駆動が停止され、モータ42への二次電池20からの電力供給が停止される(時刻t8)。これにより、モータ42は速やかに停止する。
When the
一方、給電スイッチ部62は、トリガースイッチ44の操作が解除されて起動スイッチ64がオフにされ(時刻t9)、タイマー76でカウントされた経過時間が予め設定した所定時間T2(例えば、0.5〜1分)に達したことが時間判別部92で判別されると、出力制御部80による起動電圧の出力が停止され、これにより第1のスイッチ素子66及び第2のスイッチ素子68が遮断されて駆動が停止され(時刻t10)、それに応じて駆動制御部58も駆動が停止される。
On the other hand, the operation of the
すなわち、この実施形態では、モータ42の回転駆動中に二次電池20の両端電圧が警戒値Vcにまで低下することによりモータ42の回転速度が徐々に低下し、さらに二次電池20の両端電圧が過放電状態にある放電電圧値Vbになることでモータ42の回転速度が速やかに停止することから、使用者は二次電池20が過放電状態になったことを認識することができ、速やかに充電することで二次電池20の性能劣化を効果的に阻止することができる。
In other words, in this embodiment, the rotational speed of the
また、モータ42への電力供給が停止されてからの所定時間T2(例えば、0.5〜1分)だけしか駆動制御部58が駆動されないので、駆動制御部58での不要な電力消費を抑制することができる。また、モータ42への電力供給が停止されてからの所定時間T2(例えば、0.5〜1分)だけは駆動制御部58が駆動されているので、この期間に必要に応じて表示スイッチ34を操作することで残容量表示部30を作動させることができる。
Further, since the
なお、この実施形態に係る回路構成において、二次電池20の両端電圧が警戒値Vcにまで低下しない場合は、図5のタイムチャートに示す動作が実行されることになる。また、電圧検出部96は、抵抗分圧回路による分圧電圧を駆動制御部58に入力するようにしているが、コンパレータにより基準電圧と比較することでハイ信号あるいはロー信号を出力する構成としてもよい。この場合、電圧判別部98はハイ信号であるかロー信号であるかを判別するものとなる。また、モータ42の回転駆動中に二次電池20の両端電圧が警戒値Vcにまで低下したときに、モータ42の回転速度が所定時間T3の経過する間に徐々に低下するようにしているが、モータ42の停止を時間で管理するのではなく、二次電池20の両端電圧が警戒値Vcにまで低下したときのモータ42の回転速度に応じた速度減少率で管理するようにしてもよい。
In the circuit configuration according to this embodiment, when the voltage across the
図8は、電池パック12を電気機器本体14に装着した充電式電動工具10の第3の実施形態に係る回路構成を示すブロック図である。この第3の実施形態に係る回路構成では、第1の実施形態に係る回路構成と基本的には同一の構成要素からなるものであるため、同一の機能を有する構成要素については同一の符号を付与することにより詳細な説明を省略し、以下には第1の実施形態に係る回路構成との相違点を中心に説明する。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a circuit configuration according to the third embodiment of the rechargeable power tool 10 in which the
この第3の実施形態に係る回路構成は、第1の実施形態に係る回路構成とは、モータ42の回転を制御するモータスイッチ部56を4つのスイッチ素子で構成することで、正逆両方向に回転駆動させるようにすると共に、4つのスイッチ素子のうちの所定のスイッチ素子を駆動させてモータ42の回転にブレーキを掛けるようにした点で相違するものであり、その他の構成は第1の実施形態に係るものと同一である。
The circuit configuration according to the third embodiment is different from the circuit configuration according to the first embodiment in that the
すなわち、この第3の実施形態に係る回路構成は、二次電池20の+端子側に接続される接続点aと二次電池20の−端子側に接続される接続点bとの間に、MOSFETからなる制御端子付きの第3のスイッチ素子100及びMOSFETからなる制御端子付きの第4のスイッチ素子102の直列回路が接続されると共に、MOSFETからなる制御端子付きの第5のスイッチ素子104及びMOSFETからなる制御端子付きの第6のスイッチ素子106の直列回路が接続されることでモータ42の回転を制御するモータスイッチ部56を構成したものである。
That is, the circuit configuration according to the third embodiment has a connection between a connection point a connected to the + terminal side of the
このように構成されたモータスイッチ部56は、各スイッチ素子100,102,104,106の制御端子(ゲート)に対して駆動制御部58のパルス制御部84からパルス信号が供給されるようになっており、モータ42は一方の電圧入力端子が第3のスイッチ素子100及び第4のスイッチ素子102の接続点cに接続され、他方の電圧入力端子が第5のスイッチ素子104及び第6のスイッチ素子106の接続点dに接続されている。すなわち、接続点aと接続点bとの間で、各スイッチ素子100,102,104,106とモータ42とがブリッジ回路を構成している。
The
このように構成されたモータスイッチ部56は、この実施形態では第3のスイッチ素子100と第6のスイッチ素子106とを同時に駆動することでモータ42を正転方向に回転駆動すると共に、第4のスイッチ素子102と第5のスイッチ素子104とを同時に駆動することでモータ42を逆転方向に回転駆動し、第4のスイッチ素子102と第6のスイッチ素子106とを同時に駆動することで、モータ42の回転に対してブレーキを掛けることができる。
In this embodiment, the
図9は、上記のように構成された第3の実施形態に係る回路構成における動作を説明するためのタイムチャートである。ここでは、モータ42を正転方向に回転させる場合について説明する。すなわち、二次電池20が満充電された正常状態(非過放電状態)にある場合、トリガースイッチ44が充電式電動工具10の使用者により操作され(時刻t1)、トリガースイッチ44と連動する起動スイッチ64がオンとなったことがスイッチ判別部78で判別されると、給電スイッチ部62が上述のように作動することで駆動され(時刻t1)、定電圧源60から電力供給が開始されて駆動制御部58が駆動される。
FIG. 9 is a time chart for explaining the operation in the circuit configuration according to the third embodiment configured as described above. Here, a case where the
一方、二次電池20が満充電された正常状態にある場合、過放電検出部22からはロー信号が出力されている。このため、信号判別部86によりロー信号が出力されていることが判別され、この判別期間においてトリガースイッチ44の引き操作量がレベル判別部82で判別される。そして、その引き操作量に応じてパルス制御部84によりモータスイッチ部56の第3のスイッチ素子100及び第6のスイッチ素子106にパルス信号が供給されることでモータ42がパルス制御(PWM制御)される結果、トリガースイッチ44の引き操作量に応じた速度でモータ42が回転駆動される。
On the other hand, when the
そして、トリガースイッチ44の操作が解除されることで起動スイッチ64がオフとなったことがスイッチ判別部78で判別されると(時刻t2)、パルス制御部84によるモータスイッチ部56の第3のスイッチ素子100及び第6のスイッチ素子106へのパルス信号の供給が停止される結果、モータスイッチ部56が不導通状態になってモータ42への電力供給が停止される(時刻t2)。このとき、パルス制御部84によりモータスイッチ部56の第4のスイッチ素子102及び第6のスイッチ素子106に対してハイ信号が一定期間(時刻t2−t3間)だけ供給されることでモータ42の電圧入力端子間が短絡され、モータ42の回転にブレーキが掛けられてモータ42は急速停止する。
When the operation of the
一方、給電スイッチ部62は、トリガースイッチ44の操作が解除されて起動スイッチ64がオフにされた後のタイマー76でカウントされた経過時間が予め設定した所定時間T1(例えば、1〜2分)に達したことが時間判別部92で判別されると、出力制御部80による起動電圧の出力が停止され、これにより第1のスイッチ素子66及び第2のスイッチ素子68が遮断されて駆動が停止される(時刻t4)。
On the other hand, the power
すなわち、この実施形態では、トリガースイッチ44の操作が解除されてモータ42への電力供給が停止されてからの所定時間T1(例えば、1〜2分)だけしか駆動制御部58が駆動されないので、駆動制御部58での不要な電力消費を効果的に抑制することができる。また、トリガースイッチ44の操作が解除されてモータ42への電力供給が停止されてから所定時間T1(例えば、1〜2分)が経過するまでは駆動制御部58が駆動されているので、この期間にモータスイッチ部56の第4のスイッチ素子102及び第6のスイッチ素子106を駆動させてモータ42の回転にブレーキを掛けることができると共に、表示スイッチ34を操作することで残容量表示部30を作動させることができる。
That is, in this embodiment, since the operation of the
また、過放電検出部22からロー信号が出力されている期間に、トリガースイッチ44が再び操作されることで起動スイッチ64がオンになったことがスイッチ判別部78で判別されると(時刻t5)、給電スイッチ部62が上述のように作動されることでオンにされ(時刻t5)、駆動制御部58への電力供給が開始される。この結果、パルス制御部84によりモータスイッチ部56の第4のスイッチ素子102及び第6のスイッチ素子106にパルス信号が供給され、モータ42がパルス制御されることで回転が開始される(時刻t5)。
Further, when the
ところが、このトリガースイッチ44の操作中に二次電池20が過放電状態になって過放電検出部22からハイ信号が出力され(時刻t6)、ハイ信号が出力されたことが信号判別部86で判別されると、トリガースイッチ44が操作中であるにも拘わらず、モータスイッチ部56の第4のスイッチ素子102及び第6のスイッチ素子106へのパルス信号の供給が停止され、それによりモータ42への電力供給が停止される(時刻t6)。この実施形態では、その後の不要な電力消費を抑制するため、第4のスイッチ素子102及び第6のスイッチ素子106は駆動されないようになっているため、モータ42はブレーキの掛からない状態となって緩速停止されることになる。なお、二次電池20の両端電圧は、満充電状態である規定電圧値Vaよりも低下し、過放電状態である放電電圧値Vbとなる。
However, during the operation of the
一方、モータ42への電力供給が停止されたことを受けて使用者によりトリガースイッチ44の操作が解除されることで起動スイッチ64がオフになると(時刻t7)、オフになったことがスイッチ判別部78で判別されてタイマー制御部90によりタイマー76が作動され、起動スイッチ64がオフになってからの経過時間のカウントが開始される。そして、タイマー76でカウントされた経過時間が所定時間T1よりも短い所定時間T2(例えば、0.5〜1分)に達したことが時間判別部92で判別されると、給電スイッチ部62の駆動が停止される(時刻t8)。
On the other hand, when the
すなわち、この実施形態では、二次電池20が過放電状態になり、過放電検出部22からハイ信号が出力された段階でモータ42への電力供給が停止されるので、二次電池20の性能劣化を阻止することができると共に、モータ42への電力供給が停止された後は、その電力供給が停止されてからの所定時間T1よりも短い所定時間T2(例えば、0.5〜1分)だけしか駆動制御部58が駆動されないので、駆動制御部58での不要な電力消費をより効果的に抑制することができる。
That is, in this embodiment, since the
また、モータ42への電力供給が停止されてからの所定時間T2(例えば、0.5〜1分)だけは駆動制御部58が駆動されているので、この期間に必要に応じて表示スイッチ34を操作することで残容量表示部30を作動させることができる。さらに、トリガースイッチ44の操作が解除されてから所定時間T1(例えば、1〜2分)が経過するまでは駆動制御部58が駆動されているため、先にも述べたように駆動制御部58の駆動が停止された後にトリガースイッチ44が再操作されない限りはモータ42が回転することはない。すなわち、駆動制御部58は、二次電池20の両端電圧が回復した場合であっても、トリガースイッチ44の操作が一旦解除された後に再操作されない限りはモータ42の回転を不能にするものであるので、モータ42の不用意な回転開始による事故を防止することができ、使用者の安全を確保することができる。
Further, since the
図9に戻り、二次電池20が過放電状態にあり、過放電検出部22からハイ信号が出力されている期間に、トリガースイッチ44が操作されることで起動スイッチ64がオンになったことがスイッチ判別部78で判別されると、給電スイッチ部62は上述のように作動されることでオンされ(時刻t9)、駆動制御部58への電力供給が開始されるが、モータスイッチ部56の第3のスイッチ素子100及び第6のスイッチ素子106は駆動されないようにされていることから、モータ42は停止したままとなる。
Returning to FIG. 9, the
そして、トリガースイッチ44の操作が解除されて起動スイッチ64がオフになったことがスイッチ判別部78により判別され(時刻t10)、タイマー76でカウントされた起動スイッチ64がオフになってからの経過時間が所定時間T1より短い所定時間T2(例えば、0.5〜1分)に達したことが時間判別部92で判別されると、給電スイッチ部62の駆動が停止される(時刻t11)。
Then, the operation of the
すなわち、この実施形態では、二次電池20が過放電状態になり、過放電検出部22からハイ信号が出力されている期間はトリガースイッチ44が操作されてもモータ42の回転は停止されたままとなるので、二次電池20の性能劣化を阻止することができると共に、トリガースイッチ44の操作が解除されてからの所定時間T2(例えば、0.5〜1分)だけしか駆動制御部58が駆動されないので、駆動制御部58での不要な電力消費を効果的に抑制することができる。また、トリガースイッチ44の操作が解除されてからの所定時間T2(例えば、0.5〜1分)だけは駆動制御部58が駆動されているので、この期間に必要に応じて表示スイッチ34を操作することで残容量表示部30を作動させることができる。
That is, in this embodiment, the rotation of the
本発明は、上記各実施形態に示すように構成され、駆動制御部58がトリガースイッチ44の操作が解除された後の所定時間だけしか駆動されないようになっているので、充電式電気機器の一例である充電式電動工具10の電力消費を効果的に抑制することができる。なお、本発明は、上記実施形態のものに限定されるものではなく、以下に述べるような種々の変形態様を必要に応じて採用することができる。
The present invention is configured as shown in the above embodiments, the
(1)上記の各実施形態では、充電式電気機器の一例である充電式電動工具10を電動工具本体である電気機器本体14に電池パック12を離脱可能に装着して構成するものとして説明しているが、これに限るものではない。例えば、本発明における充電式電気機器は、電動工具に限るものではなく、電動工具を含む電動機器であればよく、電池パック12を電気機器本体14に離脱不能に一体化したものであってもよい。
(1) In each of the embodiments described above , the rechargeable electric tool 10 that is an example of the rechargeable electric device is described as being configured by detachably attaching the
(2)上記の各実施形態では、過放電検出部22により二次電池20の各セル毎の過放電状態を検出するようにしているが、これに限るものではない。例えば、複数のセル単位毎の過放電状態を検出するようにすることもできる。
(2) In each of the above embodiments, the
(3)上記の各実施形態では、起動スイッチ64をトリガースイッチ44と連動するものとして独立して設けているが、これに限るものではない。例えば、起動スイッチ64の両端の結線をトリガースイッチ44の両端に接続することで、起動スイッチ64をトリガースイッチ44と兼用するようにしてもよい。
(3) In each of the embodiments described above, the
(4)上記の図4に示す第1の実施形態、及び、図6に示す第2の実施形態では、トリガースイッチ44の操作を解除したときにそのトリガースイッチ44によりモータ42の電圧入力端子間を短絡することでモータ42の回転にブレーキを掛けるようにしているが、これに限るものではない。例えば、モータ42の電圧入力端子間にMOSFETなどの制御端子付きのスイッチ素子を接続すると共に、駆動制御部58からオンオフ信号を供給するようにしておき、トリガースイッチ44が操作されるときにはそのスイッチ素子を不導通にし、トリガースイッチ44の操作が解除されたときにそのスイッチ素子を導通させてモータ42の電圧入力端子間を短絡するようにしてもよい。
(4) In the first embodiment shown in FIG. 4 and the second embodiment shown in FIG. 6, when the operation of the
(5)上記の各実施形態では、トリガースイッチ44の駆動が解除されてから所定時間が経過するまでの間に二次電池20の残容量を表示させたり、モータ42の回転にブレーキを掛けたりしているが、これに限るものではない。要は、トリガースイッチ44の駆動が解除されてから所定時間が経過するまでの間に駆動制御部58による制御が必要な作動部であれば如何なるものであってもよい。なお、本発明では、トリガースイッチ44の駆動が解除されてから所定時間が経過するまでの間に駆動させる二次電池20の残容量表示部30やモータ42の回転にブレーキを掛けるための第4,第6のスイッチ素子102,106などを作動部と呼ぶ。
(5) In each of the above embodiments, the remaining capacity of the
(6)上記の図6に示す第2の実施形態の回路構成において用いている電圧検出部96は、他の実施形態の回路構成においては用いていないが、これに限るものではない。例えば、図4に示す第1の実施形態の回路構成あるいは図8に示す第3の実施形態の回路構成においても電圧検出部96を用いることができる。この場合、駆動制御部58に図6に示す電圧判別部98としての機能実現部を有するようにしておき、図7のタイムチャートに示す動作と同様の動作を行わせるようにすればよい。
(6) The
(7)上記の各実施形態では、残容量表示部30は、表示スイッチ34をオン操作したときにのみ二次電池20の残容量が表示されるものであるが、これに限るものではない。例えば、表示スイッチ34を用いないで、トリガースイッチ44の操作が解除された後の駆動制御部58が駆動されて期間に自動的に残容量が表示されるように構成することもできる。また、残容量表示部30は本発明において必須のものではない。
(7) In each of the above embodiments, the remaining
10 充電式電動工具
12 電池パック
14 電気機器本体
20 二次電池
22 過放電検出部
42 モータ
44 トリガースイッチ(操作スイッチ)
56 モータスイッチ部
58 駆動制御部
62 給電スイッチ部
96 電圧検出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rechargeable
56
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