JPH0232723A - 電池パック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は充電式電動工具、充電式ＶＴＲカメラ等に使用
する２次電池を内蔵した電池パックに関するものである
。

［従来の技術］ 現在Ｎｉ−Ｃｄ電池等の２次電池を内蔵した電池パック
の充電時閉の短時間化が進んでおり、充電時間の短時間
化に対応して、１時間充電（ＩＣ）→３０分充電（２Ｃ
）→１５分充電（４Ｃ）と言うように大電流で充電する
ようになり、そのため安全面の対策が要求されている９
つまり通常は充電制御回路により充電が制御されている
なめ、２次電池が満充電されたことを検出して充電停止
するがこの充電制御回路が故障してしまうと無制御とな
り、充電が停止されないことになる。

この時、充電時間が比較的長い場合は充電電流が小さい
ため充電停止されなくても２次電池が劣化する程度で済
むが、短時間充電の場合は大電流で充電されるため充電
が停止されなければ２次電池が異常昇温し、ついには爆
発に至ることがあり、人体に危害を及ぼしたり、火災の
発生の恐れがあった。

［発明が解決しようとする課題］ そこで本発明者等は電池パック内の充電経路内に２次電
池が高温になると動作するサーモスイッチを入れて、無
制御になった場合の安全対策をとることを提案したが、
かように短時間充電における安全対策を持たせた電池パ
ックを長時間充電用の充電器でも充電でき且つ安全な被
駆動機器の駆動ができるようにすることも望まれている
。

本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的す
るところは短時間充電時の安全対策のためサーモスイッ
チを備え、しかも短時間充電用の充電器は勿論のこと長
時間充電用の充電器でも充電でき、その上被駆動機器の
安全な駆動ができる電池パックを提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 本発明は２次電池をケース内に収納し、充電器にて充電
され、被駆動機器に着脱自在に装着して負荷に電源を供
給する電池パックにおいて、２次電池の両端に接続され
た充放電用の一対の接続端子と、慢昇温保護用のサーモ
スイッチを直列に挿入した充電用の接続端子と、充電制
御のために２次電池の温度を検知する温度センサの信号
出力用の接続端子とを少なくとも設け、異種の充電器に
応じてこれら接続端子を選択して異種の充電器に接続可
能とじたち、のである。

［作用］ 而して短時間充電用の充電器を用いて充電する場合には
充電制御回路の故障発生充電の異常温度上昇に対応でき
るように過昇温保護用のサーモスイッチを直列に挿入し
た充電用の接続端子を短時間充電用の充電器の充電出力
に接続して充電を行い、充電制御は温度センサの検知出
力を短時間充電用の充電器へ出力して充電器側に設けた
充電制御手段で行う。

通常の長時間充電用の充電器を用いて充電を行う場合に
は過昇温保護用のサーモスイッチを挿入接続していない
充放電用の接続端子を使用して充電を行う。

また放電時にはサーモスイッチを挿入接続していない放
電用接続端子を負荷に接続し、負荷駆動時の電池温度上
昇で起きるサーモスイッチの開閉による負荷の動作停止
と急な動作再開による事故発生を防止する。

［実施例］ 以下本発明を実施例により説明する。

第１区は一実施例の電池パック１の、全体を示しており
、電池パック１のゲース１ａ内には第２図又は第３図に
示すようにＮｉ−Ｃｄ電池のような２次電池２を内蔵す
るとともに、充電制御を行うための温度センサ３と、短
時間充電時の安全対策のためのサーモスイッチ４とを内
蔵しており、第４区、第５図に示すような充電器５の電
池パック結合部６に挿入したり、或は第６図に示す電動
ドリルのような被駆動機器７の電池パック収納部８に装
着するための柱状の装着部１ａの先部の各側面には充電
器５や、被駆動機器７に電気的に接続するための接続端
子９．〜９４を置設しである。

接続端子９．９．は充放電用接続端子を、接続端子９２
は充電用接続端子を、また接続端子９．は温度センサ３
の信号出力用の接続端子を夫々構成する。

電池パック１のゲース１ａ内の電気回路は第２図又は第
３図に示すように構成される。つまり２次電池２の両端
は接続端子９１と９２との間にサーモスイッチ４を介し
て接続し、また接続端子９３と９．との間には抵抗Ｒ１
、ダイオードＤ、、Ｄ２からなる温度センサ３を接続し
てあり、また温度センサ３の負端子と２次電池２の負端
子とを共通接続しである。

第２図に示す充電器５は短時間充電用の充電器を構成し
ており、交流電源ＡＣを整流平滑する整流回路１０と、
整流回路１０で整流平滑して得られた直流を電源として
動作するスイッチング回路１１と、このスイッチング回
路１１の発振出力で駆動されるスイッチング素子１２と
、このスイッチング素子１２のスイッチングで１次巻線
Ｎ、に高周波のスイッチング電流を流して電力変換を行
い、２次側に伝達するトランス１３とから構成されたス
イッチングレギュレータを充電手段と、後述の充電制御
回路１４及び温度変換回路１５の電源部として備え、ま
た電池パック１内に２次電池２の温度を検出するために
設けた温度センサ３の両端電圧を取り込んで温度信号と
して変換する温度変換回路１５と、この温度変換回路１
５の出力から温度上昇率を検出して所定以上の温度上昇
率のとき、充電完了と判定して、スイッチング回路１１
の発振を停止させたり、充電電流をカレントトランス等
の電流検出素子（図示せず）により検出してその電流検
出信号に基づいて充電電流が一定電流となるようにスイ
ッチング回路１１を制御する充電制御回路１４とを備え
、トランス１３の２次側巻線Ｎ２＋の出力をダイオード
Ｄ３．Ｄ４、チョークコイルＬ′″Ｃ′整流平滑し、そ
の整流平滑した電流を２次電池２の充電電流とし、また
２次側巻線Ｎ２２の出力をダイオードＤ３、コンデンサ
Ｃ１で整流平滑して得られた直流を充電制御回路１４及
び温度変換回路１５に電源として供給する。充電制御回
路１４は、出力する充電制御信号をホトカブラ１〔２を
介してスイッチング回１￥８１１へ送るようになってい
る。

このように構成された充電器５に対して電池パック２は
充電器５側の接続端子１７．〜１７．に、対応する接続
端子９．〜９．を接続することにより１、着脱自在に接
続され、充電出力には過昇温度保護用のサーモスイッチ
４を介して２次電池２が接続され、温度変換回路１５の
信号入力端には上記温度センサ３の両端が接続される。

しかして通常時においては充電器５の接続端子１７＋→
電池バツク１の接続端子９．→２次電池２→サーモスイ
ッチ４→接続端子９□→充電器５の接続端子１７２との
回路で２次電池２に大電流を流して短時間充電を行う。

充電完了近くになって電池パック１のケース１ａ内の温
度上昇率が大きくなって、所定の値以上になると充電制
御回路１４は充電完了と判断してホトカプラ１６を通じ
て充電制御信号をスイッチング回路１１に送り、充電を
停止させる。

ここで電池パック１のケースｌａ内の充電制御回路１４
及び温度変換回路１５のグランド１８′は電池パック１
のケースｌａ内のサーモスイッチ４、接続端子９２．９
３及び充電器５側の接続端子１７３．１７゜を介して充
電出力系のグランド１８に接続される。

ところで充電制御が行えなくなり、電池パック１のケー
スｌａ内の２次電池２が異常温度上昇すると、サーモス
イッチ４が開離して充電電流を遮断する。このとき抵抗
Ｒａを介してグランド１８゜１８　が充電器５内だけで
接続される。また接続端子１７．．９．を介して抵抗Ｒ
ａにより制限された充電電流が２次電池２に流れて小さ
な電流で充電が継続される。

第３図の充電器５は長時間、例えば１時間充電を行う充
電器であって、図示するように降圧トランス１つで降圧
された交流を整流回路１０で整流してその整流出力をサ
イリスタ２０を通じて電池パック１側の２次電池２に充
電電流として供給するようになっており、整流回路１０
の出力はサイリスタ２０を介して接続端子２１．．２１
□に接続される。

接続端子２１．は電池パック１の接続端子９１に対応し
、接続端子２１２は接続端子９．に対応しており、充電
電流は電池パック１内のサーモスイッチ４を介さずに２
次電池２に流れる。

接続端子２１２は電池パック１のケースｌａ内の温度セ
ンサ３のグランドに対応しており、電池パック１の接続
端子９．に接続する接続端子２１゜とともに温度制御回
路２３の信号入力端を構成する。

充電制御はタイマ制御回路２２及び温度制御回路２３に
より行われ、充゛；開始からタイマ制御回路２２が動作
を開始して、例えば１時間経過してタイムアツプすると
トランジスタＱ、を駆動してサイリスタ２０をオフさせ
るか、或は温度センサ３の検知温度の上昇率が一定以上
になった際に、温度制御回路２３がトランジスタＱ２を
駆動してサイリスタ２０をオフさせるかにより充電を制
御する　電池オープンリセット回路２４は電池パック１
が外されたことを接続端子２１１，２１２間の電圧で検
知し、その検知出力で上記タイマ制御回路２２を強制的
にリセットさせ、同時にサイリスタ２０をオフさせる機
能を持つものである。尚発光ダイオードＬＥＤ、トラン
ジスタＱ３は充電表示回路を構成する。又電源回路２５
はタイマ制御回路２２、電池オープンリセット回路２４
の電源回路である。

尚本発明電池パック１を第６図に示すような電動ドリル
や、電動鋸等の電動工具に接続する場合には接続端子９
＋、９ｔにてモータのような負荷に接続し、２次電池２
から負荷へ放電する。ここでサーモスイッチ４を接続し
た接続端子９□を介して負荷へ電源供給を行わないのは
、使用による電池温度の上昇によりサーモスイッチ４が
開離して負荷が停止し、そのｆ！　２次電池２が冷えて
サーモスイッチ４が復帰して、急に被駆動機器が動作し
た場合、電動工具、特に電動鋸などでは非常に危険であ
るためである。

［発明の効果コ 本発明は上述のように構成した電池パックにおいて、２
次電池の両端に接続された充放電用の一対の接続端子と
、過昇温保護用のサーモスイッチを直列に挿入した充電
用の接続端子と、充電制御のために２次電池の温度を検
知する温度センサの信号用の接続端子とを少なくとも設
け、異種の充電器に応じてこれら接続端子を選択して異
種の充電器に接続可能としであるから、短時間充電用の
充電器でも長時間充電用の充電器でも接続することがで
き、特に短時間充電時には過昇温度保護用のサーモスイ
ッチを通して充電することにより、異常温度上昇時の爆
発、火災発生等を防ぐことができるという効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の斜視図、第２図は同上を短時
間充電用の充電器に接続する場合の回路構成図、第３図
は通常の充電器に接続する場合の回路構成図、第４図は
同上の充電器に装着した状態の斜視図、第５図は同上の
充電器に装着した状態の一部漣断した側面図、第６図は
同上を電動ドリルに装着した状態の側面図である。 １は電池パック、１ａはケース、２は２次電池、３は温
度センサ、４はサーモスイッチ、５は充電器、９１〜９
．は接続端子である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２次電池をケース内に収納し、充電器にて充電さ
   れ、被駆動機器に着脱自在に装着して負荷に電源を供給
   する電池パックにおいて、２次電池の両端に接続された
   充放電用の一対の接続端子と、過昇温保護用のサーモス
   イッチを直列に挿入した充電用の接続端子と、充電制御
   のために２次電池の温度を検知する温度センサの信号出
   力用の接続端子とを少なくとも設け、異種の充電器に応
   じてこれら接続端子を選択して異種の充電器に対応接続
   可能としたことを特徴とする電池パック。