バッテリパック
【課題】低コストで製造でき、標準の電動手工具装置または標準の充電装置に関連したバッテリ保護電子回路を高い信頼性で構成することができるバッテリパックを得る。
【解決手段】消費側として電動手工具装置１もしくは充電装置１３に装着するバッテリパックであり、負の温度係数を有する温度センサ３と、外部からアクセス可能な温度測定インタフェース４とを有し、バッテリ保護論理回路６およびバッテリパックの給電ライン７に配置した出力切替回路８よりなり、電動手工具装置１もしくは充電装置１３に配置したバッテリ保護電子回路５が、温度測定インタフェース４の影響を受けるようにしたバッテリパックにおいて、バッテリパックに設ける異常事態保護回路１０をアナログ式の温度センサ３に並列に接続し、異常事態が発生した場合、温度測定インタフェース４を介して外部から測定可能な全体抵抗Ｒを能動的に低下させるようにする。
【解決手段】消費側として電動手工具装置１もしくは充電装置１３に装着するバッテリパックであり、負の温度係数を有する温度センサ３と、外部からアクセス可能な温度測定インタフェース４とを有し、バッテリ保護論理回路６およびバッテリパックの給電ライン７に配置した出力切替回路８よりなり、電動手工具装置１もしくは充電装置１３に配置したバッテリ保護電子回路５が、温度測定インタフェース４の影響を受けるようにしたバッテリパックにおいて、バッテリパックに設ける異常事態保護回路１０をアナログ式の温度センサ３に並列に接続し、異常事態が発生した場合、温度測定インタフェース４を介して外部から測定可能な全体抵抗Ｒを能動的に低下させるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動手工具装置のために構成したバッテリパックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
出力要求の高い電動手工具装置、例えば、ドリルハンマーや手持ち丸鋸装置用のバッテリパックは、他のバッテリに交換して電動手工具装置をほぼ連続的に使用できるようにするため、短時間で充電できなければならない。それにもかかわらず、バッテリパックの寿命を十分長いものにするため、バッテリ仕様の限界値、とくに、充電および放電の際の温度を考慮しなければならない。このため、バッテリパック内に負の温度係数を有する温度依存抵抗として構成した標準的なアナログ式の温度センサによって、バッテリパックの温度を監視し、温度限界値に移行する際には、給電ラインに配置した出力切替回路例えば、出力ＭＯＳＦＥＴへの給電をバッテリ保護電子回路により遮断するのが一般的である。
【０００３】
市場で広まっており、また消費側装置、または充電装置への標準的インタフェースを介して製造業者に普及している交換可能なＮｉＣｄバッテリパックおよびＮｉＭＨバッテリパックが電動手工具装置用に使用されており、これらバッテリパックは、負の温度係数を有する温度依存抵抗として構成した標準的アナログ温度センサを内蔵している。しかし、消費側装置または充電装置のバッテリ保護電子回路における正当な使用および調整がされていても、依然として獲得すべきバッテリ保護機能がある。とくに、形状が同一であり、限界値が異なるバッテリ電池、例えば、ＮｉＣｄ電池、ＮｉＭＨ電池、またはとくに精密なリチウムイオン電池を使用する場合に問題を生ずる。
【０００４】
さらに、バッテリ保護電子回路をバッテリパック内に配置することも知られている。この場合、電動手工具装置用のバッテリパックに必要とされる高い電流は、出力切替回路の内部抵抗により相当な熱を発生し、このことが温度を上昇させる。特別オーム抵抗の低い出力ＭＯＳＦＥＴ、もしくは複数個の出力ＭＯＳＦＥＴの並列回路を使用することによる出力切替回路の通常の内部抵抗低減は、大量な生産個数のバッテリパックを考慮すると不経済であり、電動手工具装置の使用期間中に数多くのバッテリパックが必要となる。
【０００５】
バッテリパックから給電される電動手工具装置に、バッテリ保護電子回路を設け、バッテリ内に温度センサを配置し、電動手工具装置内にバッテリ保護論理回路および出力切替回路を配置し、同時に、バッテリ保護電子回路を、モータ制御用にまた充電装置として利用できるようにしたものがある。（例えば、特許文献１参照。）この場合、バッテリ温度を測定するため、バッテリには、外部からアクセスできるバッテリ保護論理回路とのインタフェースを設ける。
【特許文献１】オランダ国特許第９２０１７４４号
【０００６】
種々の消費側装置のためのバッテリパック、およびこのバッテリパックに接続する充電装置には、モジュール化したバッテリ保護電子回路を設け、バッテリパック内に温度センサとバッテリ保護論理回路を配置し、電子制御インタフェースのシリアルなデジタル制御パルスによって、充電装置に配置した出力切替回路を制御するものがある。（例えば、特許文献２参照。）このデジタル制御は、単にバッテリに対して特別に設けられた専用の充電装置もしくは消費側装置でデコードされて機能する。
【特許文献２】ヨーロッパ特許第４４８７６７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、低コストで製造でき、標準の電動手工具装置または標準の充電装置に関連したバッテリ保護電子回路を高い信頼性で構成することができるバッテリパックを得るにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するため、本発明は、消費側として電動手工具装置もしくは充電装置に装着するバッテリパックであり、負の温度係数を有する温度センサと、外部からアクセス可能な温度測定インタフェースとを有し、バッテリ保護論理回路およびバッテリパックの給電ラインに配置した出力切替回路よりなり、前記電動手工具装置もしくは充電装置に配置したバッテリ保護電子回路が、前記温度測定インタフェースの影響を受けるようにしたバッテリパックにおいて、異常事態保護回路をバッテリパックに設け、この異常事態保護回路を前記アナログ式の温度センサに並列に接続し、異常事態が発生した場合、温度測定インタフェースを介して外部から測定可能な全体抵抗を能動的に低下させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
異常状態が発生した場合、異常事態保護回路によって、また標準的な消費側装置もしくは標準的な充電装置のバッテリ保護電子回路によって温度測定インタフェースを介して測定される全体抵抗を能動的に低下させることにより、異常状態保護回路から消費側装置もしくは充電装置のバッテリ保護電子回路が影響を受け、低下した全体抵抗によって温度上昇がシミュレートされる。これにより、標準の消費側装置もしくは標準の充電装置の限界値とは無関係となり、２段階の安全機能を実現することができる。バッテリパック内の発熱は、異常事態保護回路から発生することはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の好適な実施例においては、異常事態保護回路全体を積分回路、もしくはマイクロコントローラとして構成する。この構成によれば、大量生産を低コストで行うことができる。
【００１１】
さらに、本発明の好適な実施例においては、バッテリパックをリチウムイオン電池により構成する。この構成によれば、リチウムイオン電池の高いエネルギによって、温度限界を受けやすいバッテリ電池であっても、不適切な使用の際に起こりうる損傷を、一層信頼性高く減少させることができる。
【００１２】
次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、消費側として電動手工具装置１に電気的に接続したバッテリパック２の第１実施例を示し、このバッテリパック２に、負の温度係数を有するアナログ式の温度センサ３を設ける。外部からアクセスできる温度測定インタフェース４により、電動手工具装置１に配置したバッテリ保護電子回路５であって、マイクロコントローラとして構成したバッテリ保護論理回路６、およびバッテリパック２の給電ライン７に配置した出力ＭＯＳＦＥＴとして構成した出力切替回路８よりなるバッテリ保護電子回路５が影響を受けるようにし、この出力切替回路８には電動手工具装置１を駆動する電動モータ９を制御可能に接続する。バッテリパック２はマイクロコントローラとして構成した異常事態保護回路１０を設け、この異常事態保護回路１０をアナログ式の温度センサ３に並列に接続し、リチウムイオン電池として構成した複数個のバッテリ１１を測定可能に接続し、この場合、各個別のバッテリ１１の電圧を認識できる。アナログ式の温度センサ３、およびこの温度センサ３に並列に接続した短絡スイッチ１２を有する異常事態保護回路１０の並列回路により生ずる全体抵抗Ｒを、温度測定インタフェース４を介して外部から測定でき、この全体抵抗は異常事態が発生した場合にはゼロになり、この結果、際限なく高い温度をシミュレーションし、この状況を蓄電保護電子回路５に登録しておき、出力切替回路８を開くことにより、給電ライン７を確実に遮断する。
【実施例２】
【００１４】
図２は、負の温度係数を有するアナログ式の温度センサ３設けたバッテリパック２に、このバッテリパックに給電する充電装置１３を電気的に接続する。外部からアクセスできる温度測定インタフェース４によって、充電装置１３に配置したバッテリ保護電子回路５であって、バッテリ保護論理回路６、およびバッテリパック２の給電ライン７に配置した出力切替回路８よりなるバッテリ保護電子回路５が影響を受けるようにする。アナログ式の温度センサ３、およびこの温度センサ３に並列に接続した短絡スイッチ１２を有する異常事態保護回路１０の並列回路により生ずる全体抵抗Ｒを、温度測定インタフェース４を介して外部から測定でき、この全体抵抗は異常事態が発生した場合にはゼロになり、この結果、際限なく高い温度をシミュレーションし、この状況を蓄電保護電子回路５に登録しておき、出力切替回路８を開くことにより、給電ライン７を確実に遮断する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電動手工具装置に適用した本発明の第１実施例のバッテリパックの線図的ブロック図である。
【図２】充電装置に適用した本発明の第２実施例のバッテリパックの線図的ブロック図である。
【符号の説明】
【００１６】
１ 電動手工具装置
２ バッテリパック
３ 温度センサ
４ 温度測定インタフェース
５ バッテリ保護電子回路
６ バッテリ保護論理回路
７ 給電ライン
８ 出力切替回路
９ 電動モータ
１０ 異常事態保護回路
１１ バッテリ
１２ 短絡スイッチ
１３ 充電装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動手工具装置のために構成したバッテリパックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
出力要求の高い電動手工具装置、例えば、ドリルハンマーや手持ち丸鋸装置用のバッテリパックは、他のバッテリに交換して電動手工具装置をほぼ連続的に使用できるようにするため、短時間で充電できなければならない。それにもかかわらず、バッテリパックの寿命を十分長いものにするため、バッテリ仕様の限界値、とくに、充電および放電の際の温度を考慮しなければならない。このため、バッテリパック内に負の温度係数を有する温度依存抵抗として構成した標準的なアナログ式の温度センサによって、バッテリパックの温度を監視し、温度限界値に移行する際には、給電ラインに配置した出力切替回路例えば、出力ＭＯＳＦＥＴへの給電をバッテリ保護電子回路により遮断するのが一般的である。
【０００３】
市場で広まっており、また消費側装置、または充電装置への標準的インタフェースを介して製造業者に普及している交換可能なＮｉＣｄバッテリパックおよびＮｉＭＨバッテリパックが電動手工具装置用に使用されており、これらバッテリパックは、負の温度係数を有する温度依存抵抗として構成した標準的アナログ温度センサを内蔵している。しかし、消費側装置または充電装置のバッテリ保護電子回路における正当な使用および調整がされていても、依然として獲得すべきバッテリ保護機能がある。とくに、形状が同一であり、限界値が異なるバッテリ電池、例えば、ＮｉＣｄ電池、ＮｉＭＨ電池、またはとくに精密なリチウムイオン電池を使用する場合に問題を生ずる。
【０００４】
さらに、バッテリ保護電子回路をバッテリパック内に配置することも知られている。この場合、電動手工具装置用のバッテリパックに必要とされる高い電流は、出力切替回路の内部抵抗により相当な熱を発生し、このことが温度を上昇させる。特別オーム抵抗の低い出力ＭＯＳＦＥＴ、もしくは複数個の出力ＭＯＳＦＥＴの並列回路を使用することによる出力切替回路の通常の内部抵抗低減は、大量な生産個数のバッテリパックを考慮すると不経済であり、電動手工具装置の使用期間中に数多くのバッテリパックが必要となる。
【０００５】
バッテリパックから給電される電動手工具装置に、バッテリ保護電子回路を設け、バッテリ内に温度センサを配置し、電動手工具装置内にバッテリ保護論理回路および出力切替回路を配置し、同時に、バッテリ保護電子回路を、モータ制御用にまた充電装置として利用できるようにしたものがある。（例えば、特許文献１参照。）この場合、バッテリ温度を測定するため、バッテリには、外部からアクセスできるバッテリ保護論理回路とのインタフェースを設ける。
【特許文献１】オランダ国特許第９２０１７４４号
【０００６】
種々の消費側装置のためのバッテリパック、およびこのバッテリパックに接続する充電装置には、モジュール化したバッテリ保護電子回路を設け、バッテリパック内に温度センサとバッテリ保護論理回路を配置し、電子制御インタフェースのシリアルなデジタル制御パルスによって、充電装置に配置した出力切替回路を制御するものがある。（例えば、特許文献２参照。）このデジタル制御は、単にバッテリに対して特別に設けられた専用の充電装置もしくは消費側装置でデコードされて機能する。
【特許文献２】ヨーロッパ特許第４４８７６７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、低コストで製造でき、標準の電動手工具装置または標準の充電装置に関連したバッテリ保護電子回路を高い信頼性で構成することができるバッテリパックを得るにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するため、本発明は、消費側として電動手工具装置もしくは充電装置に装着するバッテリパックであり、負の温度係数を有する温度センサと、外部からアクセス可能な温度測定インタフェースとを有し、バッテリ保護論理回路およびバッテリパックの給電ラインに配置した出力切替回路よりなり、前記電動手工具装置もしくは充電装置に配置したバッテリ保護電子回路が、前記温度測定インタフェースの影響を受けるようにしたバッテリパックにおいて、異常事態保護回路をバッテリパックに設け、この異常事態保護回路を前記アナログ式の温度センサに並列に接続し、異常事態が発生した場合、温度測定インタフェースを介して外部から測定可能な全体抵抗を能動的に低下させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
異常状態が発生した場合、異常事態保護回路によって、また標準的な消費側装置もしくは標準的な充電装置のバッテリ保護電子回路によって温度測定インタフェースを介して測定される全体抵抗を能動的に低下させることにより、異常状態保護回路から消費側装置もしくは充電装置のバッテリ保護電子回路が影響を受け、低下した全体抵抗によって温度上昇がシミュレートされる。これにより、標準の消費側装置もしくは標準の充電装置の限界値とは無関係となり、２段階の安全機能を実現することができる。バッテリパック内の発熱は、異常事態保護回路から発生することはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の好適な実施例においては、異常事態保護回路全体を積分回路、もしくはマイクロコントローラとして構成する。この構成によれば、大量生産を低コストで行うことができる。
【００１１】
さらに、本発明の好適な実施例においては、バッテリパックをリチウムイオン電池により構成する。この構成によれば、リチウムイオン電池の高いエネルギによって、温度限界を受けやすいバッテリ電池であっても、不適切な使用の際に起こりうる損傷を、一層信頼性高く減少させることができる。
【００１２】
次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、消費側として電動手工具装置１に電気的に接続したバッテリパック２の第１実施例を示し、このバッテリパック２に、負の温度係数を有するアナログ式の温度センサ３を設ける。外部からアクセスできる温度測定インタフェース４により、電動手工具装置１に配置したバッテリ保護電子回路５であって、マイクロコントローラとして構成したバッテリ保護論理回路６、およびバッテリパック２の給電ライン７に配置した出力ＭＯＳＦＥＴとして構成した出力切替回路８よりなるバッテリ保護電子回路５が影響を受けるようにし、この出力切替回路８には電動手工具装置１を駆動する電動モータ９を制御可能に接続する。バッテリパック２はマイクロコントローラとして構成した異常事態保護回路１０を設け、この異常事態保護回路１０をアナログ式の温度センサ３に並列に接続し、リチウムイオン電池として構成した複数個のバッテリ１１を測定可能に接続し、この場合、各個別のバッテリ１１の電圧を認識できる。アナログ式の温度センサ３、およびこの温度センサ３に並列に接続した短絡スイッチ１２を有する異常事態保護回路１０の並列回路により生ずる全体抵抗Ｒを、温度測定インタフェース４を介して外部から測定でき、この全体抵抗は異常事態が発生した場合にはゼロになり、この結果、際限なく高い温度をシミュレーションし、この状況を蓄電保護電子回路５に登録しておき、出力切替回路８を開くことにより、給電ライン７を確実に遮断する。
【実施例２】
【００１４】
図２は、負の温度係数を有するアナログ式の温度センサ３設けたバッテリパック２に、このバッテリパックに給電する充電装置１３を電気的に接続する。外部からアクセスできる温度測定インタフェース４によって、充電装置１３に配置したバッテリ保護電子回路５であって、バッテリ保護論理回路６、およびバッテリパック２の給電ライン７に配置した出力切替回路８よりなるバッテリ保護電子回路５が影響を受けるようにする。アナログ式の温度センサ３、およびこの温度センサ３に並列に接続した短絡スイッチ１２を有する異常事態保護回路１０の並列回路により生ずる全体抵抗Ｒを、温度測定インタフェース４を介して外部から測定でき、この全体抵抗は異常事態が発生した場合にはゼロになり、この結果、際限なく高い温度をシミュレーションし、この状況を蓄電保護電子回路５に登録しておき、出力切替回路８を開くことにより、給電ライン７を確実に遮断する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電動手工具装置に適用した本発明の第１実施例のバッテリパックの線図的ブロック図である。
【図２】充電装置に適用した本発明の第２実施例のバッテリパックの線図的ブロック図である。
【符号の説明】
【００１６】
１ 電動手工具装置
２ バッテリパック
３ 温度センサ
４ 温度測定インタフェース
５ バッテリ保護電子回路
６ バッテリ保護論理回路
７ 給電ライン
８ 出力切替回路
９ 電動モータ
１０ 異常事態保護回路
１１ バッテリ
１２ 短絡スイッチ
１３ 充電装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消費側として電動手工具装置（１）もしくは充電装置（１３）に装着するバッテリパックであり、負の温度係数を有する温度センサ（３）と、外部からアクセス可能な温度測定インタフェース（４）とを有し、バッテリ保護論理回路（６）およびバッテリパックの給電ライン（７）に配置した出力切替回路（８）よりなり、前記電動手工具装置（１）もしくは充電装置（１３）に配置したバッテリ保護電子回路（５）が、前記温度測定インタフェース（４）の影響を受けるようにしたバッテリパックにおいて、異常事態保護回路（１０）をバッテリパックに設け、この異常事態保護回路（１０）を前記アナログ式の温度センサ（３）に並列に接続し、異常事態が発生した場合、温度測定インタフェース（４）を介して外部から測定可能な全体抵抗（Ｒ）を能動的に低下させるようにしたことを特徴とするバッテリパック。
【請求項２】
前記異常事態保護回路（１０）全体を積分回路として構成した請求項１記載のバッテリパック。
【請求項３】
リチウムイオン電池により構成したバッテリ（１１）を設けた請求項１または２記載のバッテリパック。
【請求項１】
消費側として電動手工具装置（１）もしくは充電装置（１３）に装着するバッテリパックであり、負の温度係数を有する温度センサ（３）と、外部からアクセス可能な温度測定インタフェース（４）とを有し、バッテリ保護論理回路（６）およびバッテリパックの給電ライン（７）に配置した出力切替回路（８）よりなり、前記電動手工具装置（１）もしくは充電装置（１３）に配置したバッテリ保護電子回路（５）が、前記温度測定インタフェース（４）の影響を受けるようにしたバッテリパックにおいて、異常事態保護回路（１０）をバッテリパックに設け、この異常事態保護回路（１０）を前記アナログ式の温度センサ（３）に並列に接続し、異常事態が発生した場合、温度測定インタフェース（４）を介して外部から測定可能な全体抵抗（Ｒ）を能動的に低下させるようにしたことを特徴とするバッテリパック。
【請求項２】
前記異常事態保護回路（１０）全体を積分回路として構成した請求項１記載のバッテリパック。
【請求項３】
リチウムイオン電池により構成したバッテリ（１１）を設けた請求項１または２記載のバッテリパック。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−２０４９７（Ｐ２００６−２０４９７Ａ）
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１９１４４７（Ｐ２００５−１９１４４７）
【出願日】平成１７年６月３０日（２００５．６．３０）
【出願人】（５９１０１０１７０）ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト (339)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月３０日（２００５．６．３０）
【出願人】（５９１０１０１７０）ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト (339)
【Ｆターム（参考）】
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