JPH0777494B2 - 充電式電動工具 - Google Patents

充電式電動工具

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JPH0777494B2
JPH0777494B2 JP63148886A JP14888688A JPH0777494B2 JP H0777494 B2 JPH0777494 B2 JP H0777494B2 JP 63148886 A JP63148886 A JP 63148886A JP 14888688 A JP14888688 A JP 14888688A JP H0777494 B2 JPH0777494 B2 JP H0777494B2
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JP
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secondary battery
temperature
motor
circuit
battery bat
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悟 田舎片
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Matsushita Electric Works Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、Ni−Cd電池のような2次電池を電源として動
作する充電式電動工具に関するものである。
[従来の技術] この種の充電式電動工具としては、複数個の2次電池が
収納された電池パックを着脱自在に工具本体に装着し、
2次電池の充電を行うとき工具本体から電池パックを取
り外し、充電装置で充電を行うものがある。
従来の充電装置の回路構成を第6図に示す。この充電回
路では、交流電源ACを降圧トランスTで降圧して、ダイ
オードD1,D2からなる整流回路1で整流して得た直流電
圧で2次電池Batを充電するもので、2次電池Batと整流
回路1との間に接続されたSCRQ0で2次電池Batの充電を
制御するようにしてある。上記SCRQ0は、タイマIC3、ト
ランジスタQ1,Q2、時定数回路4、抵抗R2〜R4で構成さ
れたタイマ制御回路2によって導通制御される。つま
り、タイマ制御回路2のタイマIC3は、抵抗Rt、コンデ
ンサCt,C2で構成された時定数回路4で設定された設定
時間に応じて限時動作を行うもので、このタイマIC3が
タイムアップしたとき、即ち充電開始後の一定時間が経
過すると、タイマIC3の出力がローレベルとなり、ト
ランジスタQ2がオフ、トランジスタQ1がオンして、SCRQ
0への印加電圧を引き下げると共に、SCRQ0へのゲート電
流の供給を停止し、SCRQ0をオフする。このため、SCRQ0
を介する2次電池Batへの充電電流の供給が停止され
る。なお、このSCRQ0を介する充電電流の供給が停止さ
れても、抵抗R5、ダイオードD4からなる細電流充電回路
6により微細電流が2次電池Batに供給され続ける。ま
た、上記タイマIC3は、整流回路1の出力をツエナダイ
オードZD1、ダイオードD3、コンデンサC1、抵抗R1から
なる安定化回路7で安定化した電圧を電源として動作し
ている。2次電池Batが接続される出力端子O1,O2の間に
は、2次電池Batが接続されていないときSCRQ0をオフに
する電池オープン・リセット回路5を設けてある。この
電池オープン・リセット回路5は、トランジスタQ3、ツ
エナダイオードZD2、コンデンサC3,C4、抵抗R6〜R8で構
成してあり、タイマIC3の端子をローレベルに引き下
げるもので、このときタイマIC3の出力が上述のタイ
ムアップの場合と同様にローベルになり、トランジスタ
Q1のオンによってSCRQ0への印加電圧が引き下げられ、S
CRQ0がオフする。
ところで、上記2次電池Batが収納された電池パックA
内には、2次電池Batと熱的に結合され、2次電池Batの
温度を検出するダイオードDs1,Ds2、Rs1,Rs2からなる温
度センサ回路9を設けてある。一方、充電装置は、温度
センサ回路9の出力から2次電池Batが過充電されたこ
とを検出し、過充電時にはSCRQ0をオフにして2次電池B
atへの充電電流の供給を停止する過充電防止回路8を備
えている。この過充電防止回路8は、コンパレータC
P1、トランジスタQ5、ダイオードD7、抵抗R10〜R15で構
成してあり、タイマIC3の端子の電圧を抵抗R13,R15
分圧して得た基準電圧と、温度センサ回路9の両端電
圧、つまり出力端子O2,O3の両端電圧に生じる2次電池B
atの温度に応じた電圧とをコンパレータCP1で比較し
て、2次電池Batの温度が所定温度以上に上昇して温度
センサ回路9の出力電圧が所定電圧以下に低下したと
き、トランジスタQ5をオンして、トランジスタQ1のオン
の場合と同様にしてSCRQ0にオフする。なお、コンパレ
ータCP1の出力をダイオードD7、抵抗R12を介して基準電
圧に帰還して基準電圧を上げることにより、コンパレー
タCP1の比較動作にヒステリシスを持たせてある。
この充電回路は通常動作時は問題ないが、充電電流が2
〜5cの大電流となって、万一回路の故障や断線が発生し
た場合には過充電を防止することができなくなる。そし
て、さらに充電が続いた場合には、2次電池Bat内でガ
スが発生したり、爆発したりする危険性がある。そこ
で、従来では2次電池Batと直列に温度ヒューズFを設
け、上述の回路の故障などが発生して過充電状態が断続
するような場合には温度ヒューズFを溶断して2次電池
Batへの充電電流の供給を停止し、最悪の事態を防止す
るようにしてあった。これにより、2次電池Batの充電
時における問題は解消されている。
ところが、電動工具に用いられる場合、2次電池Batは
大電流で放電が行われ、このため2次電池Batの温度は1
30〜150℃に達することが通常起こり得る。しかし、こ
のような放電の場合には充電に比較して2次電池Batに
与えるストレスが小さいので、温度ヒューズFを切る必
要はなく、また切れては困る。充電時でガスが発生する
のは170℃前後と言われているので、温度ヒューズFと
しては、150〜170℃で溶断する温度ヒューズFを選択す
る必要がある。しかし、温度ヒューズFの溶断する温度
にはばらつきがあり、上述のような温度ヒューズFを選
択することは難しい。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、2次電
池の過充電状態が継続する異常時に溶断して2次電池を
保護する温度ヒューズを備えた充電式電動工具において
も、2次電池の放電時に温度ヒューズが溶断することが
ないようにすることを目的としたものである。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明は2次電池の温度を
検出する温度検出手段と、モータの駆動時に上記温度検
出手段で検出された温度が上記温度ヒューズを溶断する
温度になる前に、モータを停止させるか、あるいはモー
タの停止を促すために警報を発する溶断防止手段とを備
えている。
(作用) 本発明は、上述のように2次電池の過充電状態が継続す
る異常時に溶断する温度ヒューズを備えた充電式電動工
具において、モータの駆動時に温度検出手段で2次電池
の温度を検出しておき、検出温度が温度ヒューズを溶断
する温度となる前に、溶断防止手段でモータを停止させ
るか、あるいはモータの停止を促すために警報を発する
ことにより、モータの駆動時に温度ヒューズが溶断する
ことがないようにしたものである。
(実施例1) 第1図乃至第4図に本発明の一実施例を示す。本実施例
では、一例としてドリルドライバを示してある。この電
動工具は、第2図に示すように、モータMや速度制御回
路などを収納する工具本体Bの先端にドリル刃20を装着
するチャック21を備え、工具本体Bの把持部22の前面に
始動及び速度の制御を行うトリガ23、及び回転方向を切
り換える正逆レバー24を備えている。使用者は把持部22
を手で持って、人差し指をトリガ23に引っ掛け、このト
リガ23の引込量によってモータMの回転数の調節を行っ
て作業を行う。電池パックAは、第3図に示すように、
先端部を工具本体Bの把持部22内に挿入して装着する。
なお、電池パックAの基部は把持部22の下部から露呈
し、電池パックAの基部と把持部22との間を取付フック
27などで連結して電池パックAを固定する。電池パック
Aの把持部22の内底面からはモータMの速度制御などの
制御回路25に接続された端子26を突出してあり、電池パ
ックAの把持部22内に挿入される先端部に上記端子26に
接続される端子部を設けてある。温度センサ回路9は先
端部の内壁と2次電池Batとの間の隙間に配設し、2次
電池Batの発する熱を受けるようにしてある。ところ
で、この電池パックAに収納された2次電池Batの充電
は、第4図に示す充電装置Cで行う。充電装置Cには電
池パックAの把持部22に挿入される先端部を挿入する凹
部28を略中央部に形成してあり、この凹部28の底面から
突出された上述した従来例の充電回路の出力O1,O2ある
いは過充電防止回路9の入力O3などの端子29を電池パッ
クAの端子部に接続して充電を行う。上記凹部28の一側
の充電装置Cの内部に従来例で説明した充電回路を構成
する電子部品が実装されたプリント基板30が収納してあ
り、他側に降圧トランスTを収納してある。
第1図は電池パックAを工具本体Bに取り付けた場合の
概略回路を示すもので、速度制御を行う制御回路25など
は省略してある。この電動工具においては、スイッチSW
1を投入すると、2次電池BatからモータMに電池が供給
されてモータMが起動される。電池パックA内の2次電
池Batに直列に接続された温度ヒューズFとしては、2
次電池Batの温度が上昇して内部にガスが発生する前に
溶断するものを用いてある。なお、この温度ヒューズF
は、モータMの駆動時にモータ電流が大きくなって(つ
まりは2次電池Batの放電電流が大きくなって)、2次
電池Batの温度が130〜150℃に達した場合にも溶断する
可能性を含んだものである。そこで、モータMの駆動時
(即ち,2次電池Batの放電時)に上記温度ヒューズFが
溶断することを防止する必要があるので、本実施例では
2次電池Batの温度が温度ヒューズFを溶断する温度と
なる前に使用者に警報を発するようにしてある。上記警
報を発する手段としてはブザーBuを用い、このブザーBu
を2個のナンド回路NAND1,NAND2、コンデンサCt1、抵抗
Rt1,Rt2で構成された発振回路11の出力でトランジスタQ
6を介して駆動して警報を発するようにしてある。温度
センサ回路9の出力から2次電池Batが温度ヒューズF
が溶断する温度に近付いたことを検出するために、温度
センサ回路9の出力を基準電圧と比較するコンパレータ
CP2と、このコンパレータCP2の出力により導通してトラ
ンジスタQ6のベースに発振回路11の出力が印加されない
ようにするトランジスタQ7とを備えている。なお、この
回路では2次電池Batの電圧変動でコンパレータCP2の動
作が不安定になることを防止するため、オペアンプOP1,
ツエナダイオードZD3、コンデンサCz、抵抗Rzからなる
安定化回路10で2次電池Batの電圧を安定化してある。
この安定化回路10で安定化した電圧を、抵抗Rref1,Rref
2で分圧してコンパレータCP2の基準電圧を作成してあ
り、また抵抗Rs3を介して温度センサ回路9に印加し、
抵抗Rs3と温度センサ回路9との分圧電圧をコンパレー
タCP2の比較入力としている。なお、上記コンパレータC
P2の出力と反転入力との間には、トランジスタQ8、抵抗
Rref3,Rref4からなるヒステリシス回路を設けてあり、
2次電池Batの温度が低い定常時には、トランジスタQ8
をオンにして抵抗Rref3を抵抗Rref2に並列に接続して基
準電圧を下げておき、2次電池Batの温度が異常に高く
なり、一旦コンパレータCP2の出力がローレベルになる
と、トランジスタQ8をオフして基準電圧を上げるように
して、コンパレータCP2の比較動作にヒステリシスを持
たせてある。
モータMが定常状態で駆動されているときは、2次電池
Batの放電電流は少なく、2次電池Batの温度は低い。従
って、温度センサ回路9の両端電圧は基準電圧よりも高
く、コンパレータCP2の出力はハイレベルになり、トラ
ンジスタQ7がオンしてトランジスタQ6がオフし、ブザー
Buは鳴らない。いま、モータMに過負荷がかかったりし
てモータMのモータ電流が増加すると、2次電池Batの
放電電流も増加し、このため2次電池Batの温度も上昇
する。この温度が所定温度以上になると、コンパレータ
CP2の出力が基準電圧よりも低下するため、コンパレー
タCP2の出力はローレベルとなり、トランジスタQ7がオ
フし、発振回路11の出力でトランジスタQ6がオンオフさ
れてブザーBuが鳴る。これにより、使用者に2次電池Ba
tの温度が上昇したことを知らせ、このブザーBuが鳴っ
たとき使用者がモータMの駆動を停止することにより、
温度ヒューズFが溶断することを防止することができ
る。
(実施例2) 第5図に本発明の他の実施例を示す。上述の第1の実施
例では2次電池Batの温度が所定温度以上に上昇したと
きに、使用者に警告を発して使用者によって電動工具の
駆動を止めさせるように促すものであったが、本実施例
では上述の場合には自動的にモータMの動作を停止させ
るようにしたものである。このため、モータMと直列に
FETQ9を挿入し、このFETQ9のオンオフをコンパレータCP
2′の出力で制御するようにしてある。つまり、2次電
池Batの温度が所定温度以上に上昇したときにはコンパ
レータCP2′の出力をローレベルとし、FETQ9をオフする
ことにより、モータMの動作を停止するのである。な
お、本実施例の場合、2次電池Batの温度が所定温度以
上に上昇したときにコンパレータCP2′の出力がローレ
ベルになるようにするため、温度センサ回路9の出力を
コンパレータCP2′の非反転入力に入力すると共に、反
転入力に基準電圧を入力するようにしてある。また、ヒ
ステリシス回路もコンパレータCP2′の出力がローレベ
ルになったときに抵抗Rref3を抵抗Rref2に接続して、一
旦コンパレータCP2′の出力がローレベルになると、基
準電圧を下げるようにしてある。なお、上述の実施例で
は充電装置と工具本体とが分離された充電式電動工具に
ついて説明したが、勿論充電回路を内蔵する充電式電動
工具であっても上述のような温度ヒューズを備えたもの
であれば、本発明を適用することができることは言うま
でもない。
[発明の効果] 本発明は上述のように、2次電池の温度を検出する温度
検出手段と、モータの駆動時に上記温度検出手段で検出
された温度が上記温度ヒューズを溶断する温度になる前
に、モータを停止させるか、あるいはモータの停止を促
すために警報を発する溶断防止手段とを備えているの
で、モータの駆動時に温度検出手段で2次電池の温度を
検出し、検出温度が温度ヒューズを溶断する温度となる
前に、溶断防止手段でモータを停止させるか、あるいは
モータの停止を促すために警報を発することができ、こ
のため2次電池と直列に接続され2次電池の過充電状態
が継続する異常時に溶断して2次電池を保護する温度ヒ
ューズを備えた充電式電動工具においても、モータの駆
動時に温度ヒューズが溶断することがない効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図は同上の使
用状態を示す説明図、第3図は同上の要部を破断した側
面図、第4図は同上の2次電池の充電装置による充電状
態を示す断面図、第5図は他の実施例の回路図、第6図
は従来例の充電回路を示す回路図である。 9は温度センサ回路、11は発振回路、Batは2次電池、
Fは温度ヒューズ、Mはモータ、CP2はコンパレータ、B
uはブザー、Q6,Q7はトランジスタ、Q9はFETである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2次電池と直列に接続され2次電池の過充
    電状態が継続する異常時に溶断して2次電池を保護する
    温度ヒューズを備えた充電式電動工具において、2次電
    池の温度を検出する温度検出手段と、モータの駆動時に
    上記温度検出手段で検出された温度が上記温度ヒューズ
    を溶断する温度になる前に、モータを停止させるか、あ
    るいはモータの停止を促すために警報を発する溶断防止
    手段とを備えて成ることを特徴とする充電式電動工具。
JP63148886A 1988-06-15 1988-06-15 充電式電動工具 Expired - Lifetime JPH0777494B2 (ja)

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JPH01318511A JPH01318511A (ja) 1989-12-25
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DE10214364A1 (de) * 2002-03-30 2003-10-16 Bosch Gmbh Robert Überwachungseinrichtung, Elektrowerkzeugmaschine, Stromversorgungseinrichtung und zugehöriges Betriebsverfahren
JP4561416B2 (ja) * 2005-03-14 2010-10-13 パナソニック電工株式会社 電動工具
JP4552727B2 (ja) * 2005-03-28 2010-09-29 パナソニック電工株式会社 充電装置及び充電式電動工具セット

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