(57)【要約】  実施例と密接に結びつく方法は、保護されたウィークリンク素子となる、コードレス電動工具の電力供給システムの複数の構成要素の内の１つを選択する処理を含むことができる。方法は、同様に、複数の構成要素の残りの過負荷状態による機能停止以前に、保護されたウィークリンク素子が過負荷状態によって機能しなくなるように構成する処理と、保護されたウィークリンク素子の電力状態を監視する処理と、保護されたウィークリンク素子を過負荷状態から保護し、それによって、同様に、構成要素の残りを過負荷状態から保護する処理とを含むことができる。バッテリパック、及びコードレス電動工具が、同様に提供される。
2007536099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのバッテリセルを有するバッテリパックと、
前記コードレス電動工具の構成要素を動かすための、前記少なくとも１つのバッテリセルによって電力を供給されるモータと、
前記少なくとも１つのバッテリセル、及び前記モータの内の１つが過負荷状態によって機能しなくなる前に、前記過負荷状態によって機能しなくなるように構成される保護されたウィークリンク素子と、
前記保護されたウィークリンク素子の電力状態を監視するように構成される監視回路とを備え、
前記監視回路が、更に、前記監視された電力状態に応答して、前記保護されたウィークリンク素子を前記過負荷状態から保護すると共に、それによって、同様に、前記少なくとも１つのバッテリセル、及び前記モータを前記過負荷状態から保護するように構成される
ことを特徴とするコードレス電動工具。
【請求項２】
前記保護されたウィークリンク素子が、ヒューズを含み、
前記電力状態が、前記ヒューズを横断する電圧降下を含む
ことを特徴とする請求項１に記載のコードレス電動工具。
【請求項３】
前記バッテリパックが、前記少なくとも１つのバッテリセルと接続された放電スイッチを更に備え、
前記保護されたウィークリンク素子が、前記放電スイッチを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のコードレス電動工具。
【請求項４】
前記電力状態が前記放電スイッチを横断する電圧降下を含み、
もし前記電圧降下がしきい値以上である場合、前記監視回路が、更に、前記放電スイッチを開くことによって、前記放電スイッチを故障から保護するように構成され、
前記放電スイッチが故障する前に前記放電スイッチを開くように前記監視回路が構成され得るように、前記しきい値が設定される
ことを特徴とする請求項３に記載のコードレス電動工具。
【請求項５】
前記放電スイッチが、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含み、
前記電圧降下が、前記ＦＥＴのソース端子とドレイン端子とを横断する電圧降下であり、
前記ＦＥＴが、約摂氏３０［度］のジャンクション温度で約３．０［ミリオーム］のドレイン−ソース間抵抗を有しており、
前記ジャンクション温度が増加するのに従って、前記ドレイン−ソース間抵抗が増加する
ことを特徴とする請求項４に記載のコードレス電動工具。
【請求項６】
前記バッテリパックが前記放電スイッチの故障から保護されるように、前記放電スイッチが、前記バッテリパックから分離される
ことを特徴とする請求項３に記載のコードレス電動工具。
【請求項７】
保護されたウィークリンク素子となる、コードレス電動工具の電力供給システムの複数の構成要素の内の１つを選択する処理と、
前記複数の構成要素の残りの過負荷状態による機能停止以前に、前記保護されたウィークリンク素子が前記過負荷状態によって機能しなくなるように構成する処理と、
前記保護されたウィークリンク素子の電力状態を監視する処理と、
前記保護されたウィークリンク素子を前記過負荷状態から保護し、それによって、同様に、前記構成要素の残りを前記過負荷状態から保護する処理と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
前記保護されたウィークリンク素子が、ヒューズを含み、
前記電力状態が、前記ヒューズを横断する電圧降下を含む
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記保護されたウィークリンク素子が、バッテリパックの放電スイッチを備え、
前記放電スイッチが、前記バッテリパックの少なくとも１つのバッテリセルに接続される
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記電力状態が、前記放電スイッチを横断する電圧降下を含み、
前記監視する処理が、前記電圧降下をしきい値と比較する処理を含み、
前記保護する処理が、もし前記電圧降下が前記しきい値以上である場合、前記放電スイッチを開く処理を含み、
前記放電スイッチが故障する前に前記放電スイッチが開くように、前記しきい値が設定される
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記放電スイッチが、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含み、
前記電圧降下が、前記ＦＥＴのソース端子とドレイン端子とを横断する電圧降下であり、
前記ＦＥＴが、約摂氏３０［度］のジャンクション温度で約３．０［ミリオーム］のドレイン−ソース間抵抗を有しており、
前記ジャンクション温度が増加するのに従って、前記ドレイン−ソース間抵抗が増加する
ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記バッテリパックが前記放電スイッチの故障から保護されるように、前記放電スイッチを前記バッテリパックから分離する処理を更に備える
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つのバッテリセルと、
前記少なくとも１つのバッテリセルに接続されたスイッチと、
前記スイッチを横断する電圧降下を監視すると共に、もし前記電圧降下がしきい値以上である場合、前記スイッチを開くための監視回路とを備え、
前記少なくとも１つのバッテリセルを過負荷状態から保護するように、前記しきい値が選択される
ことを特徴とするバッテリパック。
【請求項１４】
前記スイッチが、放電スイッチを含み、
前記過負荷状態が、前記少なくとも１つのバッテリセルからの最大放電電流を含む
ことを特徴とする請求項１３に記載のバッテリパック。
【請求項１５】
前記放電スイッチが、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含み、
前記電圧降下が、前記ＦＥＴのソース端子とドレイン端子とを横断する電圧降下である
ことを特徴とする請求項１４に記載のバッテリパック。
【請求項１６】
前記ＦＥＴが、約摂氏３０［度］のジャンクション温度で約３．０［ミリオーム］のドレイン−ソース間抵抗を有しており、
前記ジャンクション温度が増加するのに従って、前記ドレイン−ソース間抵抗が増加する
ことを特徴とする請求項１５に記載のバッテリパック。
【請求項１７】
前記バッテリパックが前記放電スイッチの故障から保護されるように、前記放電スイッチが、前記バッテリパックから分離される
ことを特徴とする請求項１４に記載のバッテリパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、コードレス電動工具に関すると共に、更に特に、保護されたウィークリンク素子を備えるコードレス電動工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この出願は、２００４年５月４日に出願されると共に、その教示が参照によってここに組み込まれる米国の仮特許出願シリアル番号60/568,038号に対して、出願日の優先権を主張する。
【０００３】
建築用途、消防用途等のような異なる用途において利用されることができる、多種多様なコードレス電動工具が利用可能である。コードレス電動工具のいくつかの例は、しかしそれに限定されないが、コードレスドリル（cordless drills）、コードレスの丸のこ（cordless circular saws）、コードレスの往復のこぎり（cordless reciprocating saws）、コードレスサンダ（cordless sanders）、コードレスのねじ回し（cordless screwdrivers）、及び懐中電灯を含む。コードレス電動工具は、工具を動かす電力を供給するために、充電式バッテリパックを利用することができる。充電式バッテリパックは、コードレス電動工具から容易に取り外されると共に、充電目的で外部の充電器と接続されることができる。
【０００４】
バッテリパックは、１つ以上のバッテリセルを備えることができる。バッテリセルは、ニッケル−カドミウム（nickel-cadmium）、またはニッケル水素（nickel-metal hydride）セルであり得る。リチウムイオンセルのような他の種類のセルが、同様に利用されることができる。もし指定されたレベル以上に充電されるか、もしくは指定されたレベル以下に放電される場合、リチウムイオンセルは、性能低下よってだめになるかもしれないか、もしくは危険になるかもしれないので、電池の電圧レベルを監視するために、監視回路がバッテリパックに組み込まれることができる。監視回路は、同様に、バッテリパックに流れ込むか、もしくはバッテリパックから流れ出る電流のレベルを監視することができる。バッテリパック内の検知抵抗器は、電流の流れを表示する監視回路に信号を提供するために利用されることができる。検知抵抗器は、追加の費用の原因となると共に、電力損失の原因となる。ドリル、または丸のこのような高電流のコードレス電動工具において、利用される電流レベルが増加すると、電力損失は悪化する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、検知抵抗器を除去すると共に、コードレス電動工具にウィークリンク保護システムを提供する必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明の１つの特徴によれば、コードレス電動工具が提供される。コードレス電動工具は、少なくとも１つのバッテリセルを有するバッテリパックと、コードレス電動工具の構成要素を動かすための、少なくとも１つのバッテリセルによって電力を供給されるモータとを備えることができる。コードレス電動工具は、同様に、少なくとも１つのバッテリセル、及びモータの内の１つが過負荷状態によって機能しなくなる前に、過負荷状態によって機能しなくなるように構成される保護されたウィークリンク素子を備えることができる。コードレス電動工具は、同様に、保護されたウィークリンク素子の電力状態を監視するように構成された監視回路を備えることができる。監視回路は、更に、監視された電力状態に応答して、保護されたウィークリンク素子を過負荷状態から保護すると共に、それによって、同様に、少なくとも１つのバッテリセル、及びモータを過負荷状態から保護するように構成されることができる。
【０００７】
本発明の別の特徴によれば、方法が提供される。方法は、保護されたウィークリンク素子となる、コードレス電動工具の電力供給システムの複数の構成要素の内の１つを選択する処理と、複数の構成要素の残りの過負荷状態による機能停止以前に、保護されたウィークリンク素子が過負荷状態によって機能しなくなるように構成する処理と、保護されたウィークリンク素子の電力状態を監視する処理と、保護されたウィークリンク素子を過負荷状態から保護し、それによって、同様に、構成要素の残りを過負荷状態から保護する処理とを含むことができる。
【０００８】
本発明の更にもう一つの特徴によれば、バッテリパックが提供される。バッテリパックは、少なくとも１つのバッテリセルと、少なくとも１つのバッテリセルと接続されたスイッチと、スイッチを横断する電圧降下を監視すると共に、電圧降下がしきい値以上である場合、スイッチを開くための監視回路とを備え、少なくとも１つのバッテリセルを過負荷状態から保護するように、しきい値が選択される。
【０００９】
請求項に記載された主題の実施例の特徴、及び利点は、以下の詳細な記述の結果として、及び同じ符号が同じ要素を表す図面の参照に基づいて、明白になる。
【００１０】
以下の詳細な記述が、実例となる実施例に対して実行される参照によって進行することになるが、それらの多くの代替手段、変更、及び変形は当業者にとって明白である。従って、請求項に記載された主題は、広く見られることが望まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、コードレス電動工具１００の透視図である。コードレス電動工具１００は、コードレスドリルとして図解されると共に、ここでは実施例に関連するものとして説明されることができる。しかしながら、コードレス電動工具１００は、しかしそれに限定されないが、コードレスの丸のこ（cordless circular saws）、コードレスの往復のこぎり（cordless reciprocating saws）、コードレスサンダ（cordless sanders）、コードレスのねじ回し（cordless screwdrivers）、及び懐中電灯を含むあらゆる種類のコードレス電動工具であり得る。コードレス電動工具は、工具１００を動かす電力を供給するために充電式バッテリパック１０２を備えることができる。充電式バッテリパック１０２は、コードレス電動工具１００から容易に取り外されると共に、充電目的で外部の充電器と接続されることができる。コードレス電動工具１００は、同様に、速度制御トリガ１０４を備えることができる。使用者は、チャック（つかみ具）１４２の速度を制御するために、速度制御トリガ１０４を押し下げて、解除することができる。
【００１２】
図２は、図１のコードレス電動工具のための電力供給システム２００のブロック図である。電力供給システム２００は、バッテリパック１０２、速度制御回路２０６、トリガ１０４、モータ２４０、及び接続されたギヤトレインを介してモータ２４０によって駆動されることができる構成要素１４２を備えることができる。構成要素１４２は、ドリル用ビットをつかむドリルのチャックであり得る。ここでのあらゆる実施例に使用されるように、“回路”は、例えば、ハードウェアによる回路、プログラム可能な回路、状態機械回路、及び／またはプログラム可能な回路によって実行される命令を記憶するファームウェアを、個々に、もしくはあらゆる組み合わせにおいて含むことができる。
【００１３】
バッテリパック１０２は、システム２００に電力を供給するために、１つ以上のバッテリセル２０３を備えることができる。バッテリセル２０３は、一実施例において、リチウムイオンセルであり得る。バッテリパック１０２は、モータ２４０、及びシステム２００の他の負荷に電力を供給することができる。バッテリパック１０２は、同様に、監視回路２０８を備えることができる。監視回路２０８は、バッテリパックの電流、温度、各バッテリセルに関するセル電圧レベル、及び構成要素を横断する電圧降下の内の１つ以上を測定することができる。
【００１４】
監視回路２０８は、監視する電力状態を関連するしきい値と比較することができる。監視回路２０８は、同様に、もし測定した量の内の１つが関連するしきい値以上である場合、過負荷状態を確認することができる。例えば、過負荷状態は、最大放電電流レベルを表すしきい値以上であるバッテリセル２０３からの放電電流レベルであり得る。別の例において、過負荷状態は、最大の充電電流レベルを表すしきい値以上であるバッテリセル２０３に対する充電電流レベルであり得る。更にもう一つの例において、過負荷状態は、電圧しきい値以上であるバッテリセルの電圧レベルであり得る。更にもう一つの実施例において、過負荷状態は、温度しきい値以上である構成要素の温度であり得る。過負荷状態の検出に基づいて、監視回路２０８は、電力供給システム２００の構成要素を保護するために、出力制御信号を提供することができる。出力制御信号は、バッテリパック１０２の中の１つ以上のスイッチに対して提供されることができるか、もしくは経路２２７を経由して、バッテリパック１０２の外に設置された他の回路に対する制御入力として提供されることができる。
【００１５】
バッテリパック１０２は、同様に、保護されたウィークリンク素子２０９を備えることができる。保護されたウィークリンク要素２０９は、一実施例において、バッテリパック１０２の放電スイッチであり得る。別の実施例において、保護されたウィークリンク素子２０９は、ヒューズであり得る。ヒューズは、しかしそれに制限されないが、可溶性のリンク、速い、もしくは“slo-blo型”の自動車のヒューズ、または小さな口径のワイヤ（small gauge wire）を含むことができる。
【００１６】
バッテリパック１０２の一部であるとして説明されたが、保護されたウィークリンク素子２０９は、同様に、電力供給システム２００内のどこか別の場所に配置されることができる。保護されたウィークリンク素子２０９は、電力供給システム２００の構成要素の残りが過負荷状態によって機能しなくなる前に、過負荷状態によって機能しなくなるように構成されることができる。従って、保護されたウィークリンク素子２０９を過負荷状態から保護することによって、電力供給システム２００の残りの構成要素は同様に保護されることができる。もし、監視回路２０８が、保護されたウィークリンク素子２０９を保護することができない場合、電力供給システムの他の構成要素が機能しなくなる前に、保護されたウィークリンク素子２０９が機能しなくなり、その結果、追加の保護メカニズムを提供する最終のヒューズの一種としての役割を果たす。
【００１７】
保護されたウィークリンク素子２０９は、バッテリパック１０２における放電スイッチ、または速度制御スイッチ２１８のようなスイッチであり得る。保護されたウィークリンク素子２０９がスイッチであるとき、過負荷状態は、監視回路２０８によって検出されることができると共に、監視回路２０８は、スイッチを開くための制御信号をスイッチに提供することができる。ウィークリンク保護素子２０９がヒューズであるとき、過負荷状態は、監視回路２０８によって、同様に検出されることができる。過負荷状態は、しきい値以上であるヒューズを横断する監視された電圧降下であり得る。過負荷状態の検出に基づいて、監視回路２０８は、例えば、ある場合には放電スイッチであるスイッチを開くための制御信号をスイッチに提供することができる。
【００１８】
速度制御回路２０６は、モータ２４０によって駆動される構成要素１４２の速度を調整するために、トリガ１０４の位置に応答し得る。速度制御回路２０６は、制御信号生成器２１６、速度制御スイッチ２１８、及びバイパススイッチ２３０を備えることができる。制御信号生成器２１６は、制御信号を提供するために、トリガ１０４の位置に応答し得る。速度制御スイッチ２１８は、同様に、モータ２４０の速度を調整するために、言い換えると、モータ２４０によって駆動される構成要素１４２の速度を調整するために、制御信号生成器２１６からの制御信号に応答し得る。もし、トリガ１０４の位置が最大速度を示す場合、温度上昇に対して敏感であるかもしれない速度制御スイッチ２１８における温度の上昇を防止するために、速度制御スイッチ２１８は、バイパススイッチ２３０によって機械的にバイパスされることができる。
【００１９】
図３は、図２の電力供給システムの実施例のブロック図である。この実施例において、保護されたウィークリンク素子２０９は、バッテリパック１０２ａの放電スイッチ２０９ａであり得る。放電スイッチ２０９ａは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であり得る。ＦＥＴは、ｐ−チャンネルＭＯＳＦＥＴ（ＰＭＯＳ）、またはＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ（ＮＭＯＳ）のような、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）であり得る。バッテリパック１０２ａは、複数のバッテリセル２０３−１、バッテリセル２０３−２、バッテリセル２０３−（ｎ−１）、及びバッテリセル２０３−ｎを、同様に備えることができる。バッテリパック１０２ａは、モータ巻き線３４２を含む多くの負荷に電力を提供することができる。
【００２０】
速度制御回路２０６ａの実施例は、バイパススイッチ２３０、可変抵抗器３２０、パルス幅変調（ＰＷＭ）生成器２１６ａ、及び速度制御スイッチ２１８として機能するＦＥＴトランジスタ２１８ａを備えることができる。操作において、使用者は、構成要素１４２の速度を制御するために、トリガ１０４を所望の量押し下げることができる。トリガ１０４の位置に応答して、可変抵抗器３２０の抵抗値は変化することができる。ＰＷＭ生成器２１６ａは、その場合に、ＦＥＴトランジスタ２１８ａに対して供給されるＰＷＭ信号３３４のデューティサイクルを変更するために、可変抵抗器３２０の抵抗値に応答し得る。ＰＷＭ信号３３４は、例えば５［ＫＨｚ］から１０［ＫＨｚ］のような、固定した周波数で動作することができる。ＰＷＭのデューティサイクルが増加されると、ＦＥＴトランジスタ２１８ａのオン時間が増加され、従って、電動工具の構成要素１４２の速度が同様に増加される。同様に、ＰＷＭのデューティサイクルが減少されると、ＦＥＴトランジスタ２１８ａのオン時間が減少され、従って、電動工具の構成要素１４２の速度が同様に減少される。１つの例において、ＰＷＭ信号のデューティサイクルは、約１０％（低速）から７５％（高速）まで変化することができる。もし、トリガ１０４の位置が最大速度を表している場合、ＦＥＴトランジスタ２１８ａは、ＦＥＴトランジスタ２１８ａにおける温度上昇を防止すると共に、完全なオン抵抗を減少させるために、スイッチ２３０を閉じると共に、速度制御スイッチ２１８を開けることによって、機械的にバイパスされることができる。
【００２１】
図３と関連する図４を参照すると、図３の監視回路２０８と密接に結びつく監視回路２０８ａの実施例が説明される。監視回路２０８ａは、保護されたウィークリンク素子の電力状態、例えば放電スイッチ２０９ａを横断する電圧降下を監視すると共に、放電スイッチ２０９ａに、過負荷状態の場合には開くように指示する制御信号を提供することができる。放電スイッチ２０９ａを開くことによって、電力供給システムの他の構成要素を過負荷状態から保護する。１つの例において、過負荷状態は、最大放電電流レベル以上である放電電流レベルであり得る。従って、従来の検知抵抗器は、バッテリパック１０２から除去されることができる。もし保護されたウィークリンク素子２０９がヒューズである場合、監視回路２０８は、同様に、ヒューズを横断する電圧降下を監視すると共に、それによって保護されたウィークリンク素子２０９を過負荷状態から保護するように、放電スイッチ２０９ａ、または電力供給システムの他のスイッチに、過負荷状態の場合には開くようにそれに対して指示する制御信号を提供することができる。
【００２２】
放電スイッチ２０９ａは、ＦＥＴとして実現され得ると共に、そういうものとしてここで参照されることができる。ＦＥＴ２０９ａのソース端子、及びドレイン端子は、ドレイン−ソース間電圧を増幅するために、検知増幅器４０２と接続されることができる。その場合に、検知増幅器４０２は、出力信号を比較測定器４０４に提供することができる。比較測定器４０４は、同様に、別の入力において、しきい値を受信することができる。もし検知増幅器４０２からの信号がしきい値以上である場合、比較測定器４０４は、その場合に、出力信号をドライバ４０６に提供することができる。ドライバ４０６は、放電スイッチ２０９ａを開くように、比較測定器４０４からのこの出力に応答し得る。
【００２３】
監視回路２０８ａは、従って、保護されたウィークリンク素子を遮断するように構成されるか、または、この場合、放電スイッチ２０９ａを、それが機能しなくなる直前に開くように構成されることができる。従って、保護されたウィークリンク素子２０９ａを保護することによって、電力供給システムにおける他の構成要素は、同様に保護される。もし監視回路２０８ａがＦＥＴ２０９ａを遮断することができない場合、それは、自滅すると共に、最終のヒューズとしての役割を果たすことになる。従って、ＦＥＴ２０９ａは、他の構成要素、例えば、バッテリパック１０２のバッテリセル２０３−１、バッテリセル２０３−２、バッテリセル２０３−（ｎ−１）、及びバッテリセル２０３−ｎから、それらがＦＥＴ２０９ａの起こり得る故障から保護されるように分離されることができる。ＦＥＴ２０９ａは、ＦＥＴ２０９ａを、例えば、筐体４４５で囲むか、またはカプセル化することにより、分離されることができる。
【００２４】
保護されたウィークリンク素子、例えば放電スイッチ２０９ａ、または速度制御スイッチ２１８ａとしてのＦＥＴに関して、ＦＥＴは、比較的高いドレイン−ソース間抵抗Ｒｄｓ（ｏｎ）を有するように選択されることができる。一実施例において、ＦＥＴは、約摂氏３０［度］のジャンクション温度で約３．０［ミリオーム］のＲｄｓ（ｏｎ）を有するかもしれず、それは、ジャンクション温度が増加するのに従って増加する。約摂氏３０［度］のジャンクション温度で約５〜７［ミリオーム］の更に高いＲｄｓ（ｏｎ）を有する別のＦＥＴが利用されるかもしれない。これは、あまり高価でないＦＥＴであるという付加的利益を有している。ＦＥＴにおいて放熱することは、ＦＥＴが電力供給システムにおける他の構成要素が損傷する前に（ずっと以前にではなく）過熱することによって機能しなくなることを保証するために、同様に、意図的に制限されるかもしれない。ＦＥＴのＯＮ抵抗Ｒｄｓは、それが熱くなるので、増加することになる。この増加した抵抗は、検知されたＦＥＴを横断する電圧の有益な程度の増幅を行う。
【００２５】
１つの例において、ＦＥＴとして、“Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ”によって供給された部品番号“ＩＲ  ＩＲＬ１４０４Ｚ  ＦＥＴ”を有するＦＥＴが利用されることができる。“ＩＲ  ＩＲＬ  １４０４Ｚ  ＦＥＴ”は、摂氏３０度のジャンクション温度における通常の１倍から、摂氏１２０度のジャンクション温度における通常の約１．５倍まで増加するＲｄｓ抵抗を有するかもしれない。ＦＥＴが更に温まる程、監視回路２０８によって検出された過負荷検知結果は、更に早くそれを遮断する。電力供給システムの他の構成要素が機能しなくなるであろう直前に、ＦＥＴが機能しなくなるように、ＦＥＴ、ＦＥＴの駆動、及び放熱が指定されるかもしれない。（これは、同様に、最も高価でないＦＥＴ、及び放熱の解決策であるべきである）。その場合に、ＦＥＴを、それが機能しなくなる直前に遮断するように、過負荷トリップ（overload trip）を設計することによって、我々は、パワーチェーン（power chain）、ひいては他の全てにおける最も弱いリンクを保護する。
【００２６】
保護されたウィークリンク素子２０９は、従って、コードレス電動工具の電力供給システムの構成要素を過負荷状態から保護する。これらの構成要素は、しかしそれに制限されないが、以下を含む。
【００２７】
１．バッテリセル２０３。バッテリセルの保護要件は、通常セルベンダーによって提供されるが、しかし、おそらく、拡張された急速放電、及び温度上昇によって引き起こされた電気化学問題についての懸念を含む。
【００２８】
２．導電性パス。それらのワイヤがあらゆる許された過負荷状態を耐えるように寸法決定されるべきであるので、導電性パスは、一般的に問題であるべきでない。
【００２９】
３．速度制御スイッチ２１８。速度制御スイッチ２１８が機械的にバイパスされるかもしれないので、完全なオン動作は、問題であるべきでない。もし速度制御ＦＥＴが以前に熱防御を組み込んでいない場合、電子スイッチＦＥＴ２１８における可能性がある温度上昇のために、完全な電子モード（恐らく、７５％ＰＷＭ）は、問題を提示するかもしれない。
【００３０】
４．モータ２４０。最大出力動作（特に拘束回転子最大出力動作）は、急速にモータを加熱するかもしれない。
【００３１】
５．バッテリパックスイッチ（例えば、ＦＥＴ２０９ａ）。“自動車のＭＯＳＦＥＴ”である“ＩＲ  ＩＲＬ１４０４Ｚ：Ｖｄｓｓ＝４０［Ｖ］、Ｒｄｓ（ｏｎ）＝３．１［ミリオーム］、Ｉｄ＝７５［Ａ］”の使用を仮定する。過負荷トリップ電流７０［Ａ］と定格のＲｄｓ（ｏｎ）で、ＦＥＴは、０．２２［Ｖ］×７０［Ａ］＝１５［Ｗ］を浪費する。それは、十分にパッケージの定格損失２３０［Ｗ］の中に入っているが、しかし、その電流が更に高いと共に、トリップの時間切れが３０秒と同じくらい長いかもしれないことを思えば、熱は散らされる必要があるであろう。更に悪いことには、Ｒｄｓ（オン抵抗）は、温度増加に従って増加することになる（摂氏３０度と比較して摂氏１２０度では更に１．５倍大きい）。もしバッテリパックの放熱が不十分である場合、その場合に、ジャンクション温度、及びＲｄｓ（オン抵抗）は、ＦＥＴが破壊されるまで上昇し続けるであろう。
【００３２】
もし監視回路２０８が時間通りにＦＥＴを遮断することができない場合、保護されたウィークリンク素子は、更に自滅すると共に、最終のヒューズとしての役割を果たすことになる。また一方、必要に応じて、ヒューズがＦＥＴの代わりに保護されたウィークリンク素子として、同様に使用されることができる。（これは、バッテリパック１０２が放電制御スイッチを含まなかった場合に、しかしその代りに速度制御回路２０６に対する制御ラインを用いて放電を止める場合である。）ヒューズを横断する電圧降下は、監視回路によって利用されることができる。ヒューズ抵抗は、その温度が融点に近づくので、ＦＥＴのオン抵抗よりも、更に大幅に増加するかもしれず、容易に測定されることができる電圧降下値を提供するのを更に支援する。
【００３３】
図５は、実施例に基づく動作５００を説明する。動作５０２は、保護されたウィークリンク素子となる、コードレス電動工具の電力供給システムの複数の構成要素の内の１つを選択する処理を含むことができる。動作５０４は、複数の構成要素の残りの過負荷状態による故障の前に、保護されたウィークリンク素子が過負荷状態によって機能しなくなるように構成する処理を含むことができる。動作５０６は、保護されたウィークリンク素子の電力状態を監視する処理を含むことができる。最終的に、動作５０８は、保護されたウィークリンク素子を過負荷状態から保護し、それによって、構成要素の残りを同様に過負荷状態から保護する処理を含むことができる。
【００３４】
有利に、バッテリパック１０２において利用された従来の検知抵抗器は除去されることができ、費用の節約、及び構成の複雑さの単純化を提供する。同様に、これは、高い電流引き込みのコードレス電動工具にとって過度の状態になるかもしれない、検知抵抗器に起因する電力損失を減少させる。保護されたウィークリンク素子を保護することによって、コードレス電動工具のための電力供給システムにおける他の構成要素は、同様に保護される。保護されたウィークリンク素子は、それに対する可触性を支援するように位置決めされることができる。保護されたウィークリンク素子は、同様に、電力供給システムの他の構成要素と比べると比較的安い構成要素であるために選択されることができる。保護されたウィークリンク素子を横断する電圧降下のような電力状態は、監視されることができる。電圧降下は、保護されたウィークリンク素子を流れる電流の流れを表すことができる。ウィークリンク素子を保護することによって、例えば、もし過負荷コンディションが過剰電流である場合、電流の流れを停止させるか、または電流の流れを制限することによって、他の構成要素は、同様に保護される。監視回路が保護されたウィークリンク素子を保護することができない場合にだけ、保護されたウィークリンク素子は機能しなくなり、それによってフェイルセイフタイプの動作を提供する。
【００３５】
ここで使用された用語及び表現は、制限的ではなく、説明の用語として使用されると共に、そのような用語及び表現の使用において、示された特徴（または、それの部分）のあらゆる同等物を除外する意図はなく、そして、クレームの範囲内で様々な変更が可能であると認識される。他の変更、変形、及びこれに代るものが同様に実行可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】コードレス電動工具の透視図である。
【図２】図１のコードレス電動工具のための、保護されたウィークリンク素子を備える電力供給システムのブロック図である。
【図３】図２の電力供給システムの実施例のブロック図である。
【図４】図３の監視回路の実施例のブロック図である。
【図５】実施例と密接に結びつく動作のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１００    コードレス電動工具
１０２    充電式バッテリパック
１０２ａ    バッテリパック
１０４    速度制御トリガ
１４２    チャック（つかみ具）
２００    電力供給システム
２０３    バッテリセル
２０３−１、２０３−２、２０３−（ｎ−１）、２０３−ｎ    バッテリセル
２０６    速度制御回路
２０６ａ    速度制御回路
２０８    監視回路
２０８ａ    監視回路
２０９    保護されたウィークリンク素子
２０９ａ    放電スイッチ
２１６    制御信号生成器
２１６ａ    パルス幅変調（ＰＷＭ）生成器
２１８    速度制御スイッチ
２１８ａ    ＦＥＴトランジスタ（速度制御スイッチ）
２２７    経路
２３０    バイパススイッチ
２４０    モータ
３２０    可変抵抗器
３３４    ＰＷＭ信号
３４２    モータ巻き線
４０２    検知増幅器
４０４    比較測定器
４０６    ドライバ
４４５    筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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