(57)【要約】【課題】放電時の熱影響による二次電池セルの劣化を防いで長期にわたる使用を可能とする。【解決手段】二次電池２０を電源として作動するモータＭを備える。モータＭの駆動制御を行う制御回路１５は、二次電池２０の温度を検出する温度センサ２２の出力に応じてモータ出力を制限もしくは停止させる。放電時にも電池セルの温度が高くなれば、モータ出力を制限したり停止させたりすることで、二次電池２０の温度が放電時に高くなりすぎないようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池を電源として作動するモータを備えた電動工具であって、上記モータの駆動制御を行う制御回路は、上記二次電池の温度を検出する温度センサの出力に応じてモータ出力を制限もしくは停止させるものであることを特徴とする電動工具。
【請求項２】
二次電池が工具本体に対して着脱自在な電池パックとして形成されていることを特徴とする請求項１記載の電動工具。
【請求項３】
電池パックが電源端子と温度用端子と二次電池種別識別用端子とを備えるとともに、工具本体が上記各端子に対応する接続端子を備えており、工具本体に設けられた制御回路は二次電池種別識別用端子を通じて得られる二次電池種別データに応じて上記温度用端子を通じて得られる温度データに対応する制御を変更するものであることを特徴とする請求項２記載の電動工具。
【請求項４】
電池電圧測定手段を備えるとともに、工具本体に設けられた制御回路は二次電池種別識別用端子を通じて得られる二次電池種別データに応じて電池電圧測定手段から得られる電池電圧に応じた制御を変更するものであることを特徴とする請求項２または３記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動工具、殊に二次電池を電源として動作する電動工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二次電池を電源とする機器においては、二次電池の過放電を防止するために電池電圧を検出して過放電となる時はモータ等の負荷を停止させることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、二次電池がリチウムイオン電池である場合、その充電制御のために二次電池の温度を測定する温度センサを設けている。
【０００４】
ところで、二次電池を電源とする電動工具では、放電電流が大電流となる場合が多く、このために二次電池は充電時に温度上昇するだけでなく、放電時にも温度上昇し、この熱が二次電池セルの劣化を招くことがある。
【特許文献１】特開平１０−２７６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは放電時の熱影響による二次電池セルの劣化を防いで長期にわたる使用を可能とする電動工具を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明に係る電動工具は、二次電池を電源として作動するモータを備えた電動工具において、上記モータの駆動制御を行う制御回路が、上記二次電池の温度を検出する温度センサの出力に応じてモータ出力を制限もしくは停止させるものであることに特徴を有している。放電時にも電池セルの温度が高くなれば、モータ出力を制限したり停止させたりするようにしたものである。
【０００７】
上記二次電池が工具本体に対して着脱自在な電池パックとして形成されているものであってもよい。
【０００８】
また、電池パックが電源端子と温度用端子と二次電池種別識別用端子とを備えるとともに、工具本体が上記各端子に対応する接続端子を備えており、工具本体に設けられた制御回路は二次電池種別識別用端子を通じて得られる二次電池種別データに応じて上記温度用端子を通じて得られる温度データに対応する制御を変更するものであると、二次電池の種別に応じた適切な制御を行うことができる。
【０００９】
さらに電池電圧測定手段を備えるとともに、工具本体に設けられた制御回路は二次電池種別識別用端子を通じて得られる二次電池種別データに応じて電池電圧測定手段から得られる電池電圧に応じた制御を変更するものであると、各電池の特性に適した駆動制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、放電時に電池セルの温度が高くなるとモータ出力を制限したり停止させたりするために、電池セルが放電時に高温に晒されることがなく、熱による電池セルの劣化を防いで二次電池セルの長期にわたる使用を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明すると、図２は本発明に係る電動工具を示しており、回転出力部１０を駆動するモータＭを内蔵した工具本体１と、この工具本体１のグリップ部下端に形成された電池パック装着部１９に着脱自在に装着される電池パック２とで構成されており、工具本体１側にはトリガーハンドルの操作でオンオフされるトリガースイッチ１２やモータＭの回転を制御する制御回路１５のほか、電池パック２との接続用の電源端子１３や接続端子１５，１６，１７を備えている。
【００１２】
上記トリガースイッチ１２は、図１に示すようにトリガーハンドル１１の引き操作量に応じて抵抗値を変化させる可変抵抗器１２をスピードコントロール用に備えたものであり、電池パック２が装着された状態でトリガーハンドル１１を引けば、制御回路１５はこの引き量に応じた回転速度でのモータＭの駆動をスイッチング素子３３を介して行うとともに、トリガーハンドル１１をいっぱいに引き込めば、モータＭをフル回転速度で駆動し、さらにトリガーハンドル１１を戻してトリガースイッチ１２をオフとした時には、モータＭの電圧入力端子間を短絡することでモータＭに制動を加えるものとなっている。図中３０は定電圧源、３５はトリガースイッチ１２と連動してオンオフする給電スイッチ３６を備えた給電スイッチ部である。
【００１３】
一方、複数の二次電池セル２０を内蔵している電池パック２は、上記電池パック装着部１９に装着された時、電源端子１３に接続される電源端子２３と、接続端子１５，１６，１７に夫々接続される接続端子２５，２６，２７を備えている。また、図１に示すように電池パック２はその内部に上記接続端子２３に接続された過放電検出回路２１と、接続端子２６に接続された温度センサ２２と、接続端子２７に接続された識別用抵抗２８とを備えている。
【００１４】
そして、工具本体１における制御回路１５は、電池パック２が工具本体１に接続されてトリガースイッチ１２をオンとする時、上記給電スイッチ部３５をと定電圧源３４を通じてまず給電され、その後、トリガースイッチ１２の引き操作量に応じてモータＭの制御駆動を行うのであるが、このモータＭの駆動時に電池パック２側の過放電検出回路２１から検出される二次電池セル２０の過放電検出信号を受けた時、モータＭを停止させて二次電池セル２０を保護する。
【００１５】
また、温度センサ２２にて検出される二次電池セル２０の温度が制御回路１５内のＲＯＭに書き込まれている所定値を越えたならば、制御回路１５はやはりモータＭを停止させる。モータＭを停止させるのではなく、モータＭの出力を制限することで放電電流値を抑えるものであってもよく、温度に応じて出力の制限と停止とを行うものであってもよい。二次電池セル２０が高温となっている状態での放電を抑制したり止めたりすることで、二次電池セル２０の劣化を防ぐのである。なお、上記温度センサ２２は、充電時の過充電防止のためのものと共用することができる。
【００１６】
そして接続端子２７，１７を通じて制御回路１５に接続される識別用抵抗２８は、工具本体１に接続された電池パック２の種別を制御回路１５に伝達するためのものである。すなわり、この電動工具では電池パック２として二次電池セル２０がリチウムイオン電池であるものと、ニッケルメタルハイドライド電池であるものと、ニッケルカドミウム電池であるものとを使用することができるようになっており、上記識別用抵抗２８はこれらの電池の種類に応じて異なった抵抗値のものが用いられており、制御回路１５はどの電池を使用した電池パック２が接続されているのかを識別して、モータＭを停止させるべき温度を電池の種類に応じて切り換えるものとなっている。たとえば、リチウムイオン電池であれば、検出される二次電池セル２０の温度が６０〜７０℃になった時点で出力を抑制し、７０〜８０℃になった時点でモータＭを停止させて大電流放電を中止させる。ニッケルメタルハイドライド電池やニッケルカドミウム電池であれば検出される二次電池セル２０の温度が９０〜１００℃になった時点でモータＭを停止させる。
【００１７】
また、このように電池種別の識別を行うことができるようにしたものでは、制御回路Ｃは各電池によって異なる特性に応じた駆動制御も可能となる。すなわち、工具本体１側あるいは電池パック２側に電池電圧測定手段（図示せず）を設けて、電池電圧が所定の閾値以下になればモータＭの出力を制限したり停止させたりするものが従来より提供されているが、このような制御を行うにあたり、電池の種別に応じて制御回路１５が上記閾値を変更することで、例えば低温時の内部抵抗増加が大きくて電圧降下が大であるニッケルメタルハイドライド電池が接続された場合、その閾値を低くすることで、電池残容量が大であるにもかかわらず低温時にはすぐに使えなくなってしまうという事態の発生を防ぐことができるものとなる。
【００１８】
図３に他例を示す。これは電池パック２側でモータＭを停止させるべき温度（あるいは出力は制限すべき温度）になったかどうかを判定してその判定結果のみを工具本体１側の制御回路１５に伝達するようにしたものである。この場合、温度センサ２２の出力と比較すべき判定レベルを電池パック２内で設定することになるために、電池の種類が異なる電池パック２を工具本体１に接続できるようにしている場合、識別用抵抗２８を持たないものであってもよい。なお、ここでは上記の電池による特性の差に応じた駆動制御のために識別用抵抗２８を電池パック２側に持たせている。
【００１９】
図４に更に他例を示す。これは電池パック２側にマイクロコンピュータなどで構成されて上記過放電検出回路２１を含む制御回路２９を設けるとともに、該制御回路２９で温度センサ２２の出力を監視して、二次電池セル２０の温度が所定値を超えれば、制御回路２９がこの点を工具本体１側の制御回路１５に通信することで、モータＭをの停止を制御回路１５側で行わせるようにしたものであり、電池種別の識別も接続端子２４，１４を通じて制御回路２９が工具本体１側の制御回路１５に通信するようにしたものである。
【００２０】
いずれにしても、二次電池セル２０の温度が上昇したことでモータＭの出力を制限したり停止させる時、制御回路１５は工具本体１の外面に配した図１に示す表示部３０によってその旨を表示するものとしておくのが好ましい。使用者が故障と勘違いすることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態の一例のブロック回路図である。
【図２】同上の分解図である。
【図３】他例のブロック回路図である。
【図４】更に他例のブロック回路図である。
【符号の説明】
【００２２】
Ｍ  モータ
１  工具本体
２  電池パック
１５  制御回路
２０  二次電池セル
２２  温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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