JPH06215745A - 蓄電池パックとそのチャージャ - Google Patents
蓄電池パックとそのチャージャInfo
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- JPH06215745A JPH06215745A JP5256306A JP25630693A JPH06215745A JP H06215745 A JPH06215745 A JP H06215745A JP 5256306 A JP5256306 A JP 5256306A JP 25630693 A JP25630693 A JP 25630693A JP H06215745 A JPH06215745 A JP H06215745A
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- battery pack
- switch
- charger
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/60—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries including safety or protection arrangements
- H02J7/663—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries including safety or protection arrangements using battery or load disconnect circuits
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
- H01M10/443—Methods for charging or discharging in response to temperature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/374—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] with means for correcting the measurement for temperature or ageing
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 蓄電池の再充電可能時間を短縮して、連続作
業時に２組の蓄電池のみを交替で用いて電気装置を駆動
することができる蓄電池パックおよびそのチャージャを
提供する。 【構成】 ２つの電気接点２５，３１と、蓄電池８のセ
ル９の温度を感知する温度センサ１０と、スイッチデバ
イス１２とを設け、スイッチデバイス１２が温度センサ
１０に作用接続されていて、所定のリリース温度に達し
た時に蓄電池セル９と接点２５の接続を絶つ構成になっ
ていることを特徴とする電気デバイス１用の蓄電池パッ
ク。また、そのチャージャには、電圧供給部と、充電す
る蓄電池との接続部と、蓄電池を冷却するための冷却デ
バイスを設ける。
業時に２組の蓄電池のみを交替で用いて電気装置を駆動
することができる蓄電池パックおよびそのチャージャを
提供する。 【構成】 ２つの電気接点２５，３１と、蓄電池８のセ
ル９の温度を感知する温度センサ１０と、スイッチデバ
イス１２とを設け、スイッチデバイス１２が温度センサ
１０に作用接続されていて、所定のリリース温度に達し
た時に蓄電池セル９と接点２５の接続を絶つ構成になっ
ていることを特徴とする電気デバイス１用の蓄電池パッ
ク。また、そのチャージャには、電圧供給部と、充電す
る蓄電池との接続部と、蓄電池を冷却するための冷却デ
バイスを設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気作動装置用の充電
可能な蓄電池パック又はストレージバッテリ及びそのチ
ャージャに関するものである。
可能な蓄電池パック又はストレージバッテリ及びそのチ
ャージャに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気ツールは、特に電気作動装置に含ま
れるが、これは現在蓄電池によって運転されることが多
い。蓄電池作動ツールは、特に据付け作業を行うのに有
利である。それは、伸びたケーブルを用いる必要がな
く、従ってケーブルがツールによってダメージを受ける
危険がないからである。
れるが、これは現在蓄電池によって運転されることが多
い。蓄電池作動ツールは、特に据付け作業を行うのに有
利である。それは、伸びたケーブルを用いる必要がな
く、従ってケーブルがツールによってダメージを受ける
危険がないからである。
【０００３】前記ツールにおいては、蓄電池は蓄電池パ
ック内で組合せてあり、蓄電池パックは容易にツールに
取付けることができる。蓄電池が空の場合には、充電し
てある第２の蓄電池と交換される。そして空の蓄電池は
チャージャに設定することができる。空の蓄電池を再び
使用可能にするための所要時間を短縮するため、短時間
で蓄電池を充電できる快速チャージャが提案されてい
る。充電時間は、１度充電した蓄電池の使用時間と同じ
であることが理想的である。
ック内で組合せてあり、蓄電池パックは容易にツールに
取付けることができる。蓄電池が空の場合には、充電し
てある第２の蓄電池と交換される。そして空の蓄電池は
チャージャに設定することができる。空の蓄電池を再び
使用可能にするための所要時間を短縮するため、短時間
で蓄電池を充電できる快速チャージャが提案されてい
る。充電時間は、１度充電した蓄電池の使用時間と同じ
であることが理想的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】蓄電池への充電が、温
度によって左右されることはよく知られている。蓄電池
が高温すぎる場合には、貯え可能な電流容量は減少す
る。従って、商品として入手可能なチャージャは自動温
度装置を持ち、大体４５℃以上の高温になった場合には
充電を停止するようになっている。従って、蓄電池を冷
却するための時間が本来の充電時間に加わってしまう。
冷却時間は充電時間自体より長いのである。この結果、
快速充電が可能であるという特長が失われてしまう。
度によって左右されることはよく知られている。蓄電池
が高温すぎる場合には、貯え可能な電流容量は減少す
る。従って、商品として入手可能なチャージャは自動温
度装置を持ち、大体４５℃以上の高温になった場合には
充電を停止するようになっている。従って、蓄電池を冷
却するための時間が本来の充電時間に加わってしまう。
冷却時間は充電時間自体より長いのである。この結果、
快速充電が可能であるという特長が失われてしまう。
【０００５】本発明は、蓄電池の再充電可能時間を短縮
し、連続作業時に２組の蓄電池のみが必要であり、それ
らを交替で用いて電気装置を駆動することができる構成
の蓄電池パック及びそのチャージャを提供することを目
的としている。
し、連続作業時に２組の蓄電池のみが必要であり、それ
らを交替で用いて電気装置を駆動することができる構成
の蓄電池パック及びそのチャージャを提供することを目
的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、２つの電気
接点（２５，３１）と、蓄電池（８）のセル（９）の温
度を感知する温度センサ（１０）と、スイッチデバイス
（１２）とを設け、スイッチデバイス（１２）が温度セ
ンサ（１０）に作用接続されていて、所定のリリース温
度に達した時に蓄電池セル（９）と接点（２５）の接続
を絶つ構成になっていることを特徴とする電気デバイス
（１）用の蓄電池パックを要旨としている。
接点（２５，３１）と、蓄電池（８）のセル（９）の温
度を感知する温度センサ（１０）と、スイッチデバイス
（１２）とを設け、スイッチデバイス（１２）が温度セ
ンサ（１０）に作用接続されていて、所定のリリース温
度に達した時に蓄電池セル（９）と接点（２５）の接続
を絶つ構成になっていることを特徴とする電気デバイス
（１）用の蓄電池パックを要旨としている。
【０００７】
【実施例】本発明によれば前記課題は、請求項１に記載
の蓄電池（パック）によって解決されるが、そのさらな
る展開は別の請求項に記載されている。
の蓄電池（パック）によって解決されるが、そのさらな
る展開は別の請求項に記載されている。
【０００８】本発明は、電気デバイス用蓄電池の充電が
終了に近づくと、蓄電池の温度が上昇するという発見に
基づいている。本発明では蓄電池容量の全てを利用する
ことをしないで、蓄電池が完全に放電する前に電流放出
を絶つのである。放電時間が大体５％程度短くなる短所
は、その状態で蓄電池を迅速に充電することが可能であ
りこれをただちに放電使用できるという事実によって充
分に補われる。このため、２組めの蓄電池が電気デバイ
スを作動させている時間内に、１組めの蓄電池を再充電
することができるのである。高充電電流を使用するよう
に特別に設計されたチャージャを用いて、蓄電池を充電
することも可能である。
終了に近づくと、蓄電池の温度が上昇するという発見に
基づいている。本発明では蓄電池容量の全てを利用する
ことをしないで、蓄電池が完全に放電する前に電流放出
を絶つのである。放電時間が大体５％程度短くなる短所
は、その状態で蓄電池を迅速に充電することが可能であ
りこれをただちに放電使用できるという事実によって充
分に補われる。このため、２組めの蓄電池が電気デバイ
スを作動させている時間内に、１組めの蓄電池を再充電
することができるのである。高充電電流を使用するよう
に特別に設計されたチャージャを用いて、蓄電池を充電
することも可能である。
【０００９】蓄電池が長いインターバルをおいて使用さ
れる場合には、蓄電池がもっと大幅に放電した時にのみ
リリース温度に達するが、この場合にも再充電を迅速に
行うことが可能である。このように、本発明では、明ら
かな短所を長所に変えるのである。
れる場合には、蓄電池がもっと大幅に放電した時にのみ
リリース温度に達するが、この場合にも再充電を迅速に
行うことが可能である。このように、本発明では、明ら
かな短所を長所に変えるのである。
【００１０】蓄電池がスイッチオフされるリリース温度
は、それぞれの場合における状況によって調整可能であ
る。カットオフ温度は、特に、商品として入手可能なチ
ャージャが充電を中止する従来の標準温度である４５℃
以上の温度に設定することもできる。充電プロセスの結
果、充電時間を通して、ある程度温度が低下する。これ
はチャージャに設けた例えばファン等の冷却デバイスに
よって助長される。
は、それぞれの場合における状況によって調整可能であ
る。カットオフ温度は、特に、商品として入手可能なチ
ャージャが充電を中止する従来の標準温度である４５℃
以上の温度に設定することもできる。充電プロセスの結
果、充電時間を通して、ある程度温度が低下する。これ
はチャージャに設けた例えばファン等の冷却デバイスに
よって助長される。
【００１１】本発明の一態様では、接続を中断するため
のスイッチングデバイスは例えばバイメタル式スイッチ
を有し、これが温度センサとなる。
のスイッチングデバイスは例えばバイメタル式スイッチ
を有し、これが温度センサとなる。
【００１２】本発明の別の態様によれば、蓄電池は電気
回路を有し、電気回路が接続を中断するためのスイッチ
を含むか、及び／又は、電気回路がそのスイッチを制御
する構成になっている。温度センサは、電気回路の一部
として構成することもできる。例えば、温度依存抵抗値
を示す抵抗器を用いるのである。
回路を有し、電気回路が接続を中断するためのスイッチ
を含むか、及び／又は、電気回路がそのスイッチを制御
する構成になっている。温度センサは、電気回路の一部
として構成することもできる。例えば、温度依存抵抗値
を示す抵抗器を用いるのである。
【００１３】スイッチは例えば電気スイッチ、すなわち
スイッチングトランジスタ等でもよい。特に本発明はス
イッチをリレーで形成することを提案する。スタンバイ
モードつまりエネルギーを供給しない状態では、リレー
は蓄電池と蓄電池接点を接続状態にする。リリース温度
を超えた場合にのみ、リレーが作動してスイッチが開か
れる。従って、付加的に必要なスイッチデバイスのため
の電流消費は小さい。
スイッチングトランジスタ等でもよい。特に本発明はス
イッチをリレーで形成することを提案する。スタンバイ
モードつまりエネルギーを供給しない状態では、リレー
は蓄電池と蓄電池接点を接続状態にする。リリース温度
を超えた場合にのみ、リレーが作動してスイッチが開か
れる。従って、付加的に必要なスイッチデバイスのため
の電流消費は小さい。
【００１４】リレーはサイリスタ、トランジスタやトラ
イアック等によって代用することも可能である。
イアック等によって代用することも可能である。
【００１５】本発明は特に電気ツールに対して利用する
可能性を念頭においている。オプションで短いインター
バルを設け、ツールを連続で使用する場合がある。ネジ
用のネジ穴形成やドリル穴開けを例として説明すると、
穴又はネジ穴を形成した後で、次の動作を行うまで作業
が中断される。
可能性を念頭においている。オプションで短いインター
バルを設け、ツールを連続で使用する場合がある。ネジ
用のネジ穴形成やドリル穴開けを例として説明すると、
穴又はネジ穴を形成した後で、次の動作を行うまで作業
が中断される。
【００１６】蓄電池があと少しでリリース温度に達する
ことをツール使用者に自前に警告するため、本発明の１
つの態様ではリリース温度に達して接続が中断される前
にスイッチデバイスが信号を発生して使用者に警告する
ようになっている。
ことをツール使用者に自前に警告するため、本発明の１
つの態様ではリリース温度に達して接続が中断される前
にスイッチデバイスが信号を発生して使用者に警告する
ようになっている。
【００１７】接続が中断される知らせとして特に好まし
くは、リリース温度に達した時にスイッチデバイスが接
続を短く中断し、そして、接続を確定的に中断する前に
ある時間だけ再びスイッチを入れるようにする。最初の
短い中断は、次に永続的な中断が起ることを単にユーザ
に知らせる程度に短くすることができる。作動時のスイ
ッチング持続時間は、前記例の場合には、作業プロセス
の完成つまりネジ穴を完全に形成できるだけの長さにす
ることができる。
くは、リリース温度に達した時にスイッチデバイスが接
続を短く中断し、そして、接続を確定的に中断する前に
ある時間だけ再びスイッチを入れるようにする。最初の
短い中断は、次に永続的な中断が起ることを単にユーザ
に知らせる程度に短くすることができる。作動時のスイ
ッチング持続時間は、前記例の場合には、作業プロセス
の完成つまりネジ穴を完全に形成できるだけの長さにす
ることができる。
【００１８】本発明の別の態様では、リリース温度に達
すると、蓄電池の電流放電がゼロになるまで接続の中断
が遅れるようになっていて、これによってユーザーは電
気ツールのスイッチを切るのである。この場合には、接
続の中断、従って蓄電池の非接続はいつも作業インター
バル時に行われる。
すると、蓄電池の電流放電がゼロになるまで接続の中断
が遅れるようになっていて、これによってユーザーは電
気ツールのスイッチを切るのである。この場合には、接
続の中断、従って蓄電池の非接続はいつも作業インター
バル時に行われる。
【００１９】本発明によれば、長い期間、例えば１〜２
分の後に、回路が初期状態にリセットされる。従って、
蓄電池の充電につづいてプロセスを再び最初から行うこ
とが可能である。
分の後に、回路が初期状態にリセットされる。従って、
蓄電池の充電につづいてプロセスを再び最初から行うこ
とが可能である。
【００２０】本発明の１つの態様によれば、スイッチに
よる接続中断はダイオードによって架橋される。従っ
て、スイッチが開いても迅速充電が可能であり、スイッ
チヒステリシスが大きい場合にも蓄電池を従来からある
通常のチャージャで充電することができる。
よる接続中断はダイオードによって架橋される。従っ
て、スイッチが開いても迅速充電が可能であり、スイッ
チヒステリシスが大きい場合にも蓄電池を従来からある
通常のチャージャで充電することができる。
【００２１】本発明によれば電気デバイスから蓄電池を
取外してすぐに充電を行うことができるが、本発明の別
の態様によれば、前記蓄電池用として適するチャージャ
が提供される。このチャージャは、検出温度が約４５℃
を超えた時に充電しないようにするための温度による非
接続手段を持っていない。しかしながら、本発明によれ
ば、チャージャが蓄電池クーラーを有し、蓄電池を幾分
か冷却することによって充電に最適な温度にすることが
可能である。セルの温度を下げるため、蓄電池ケーシン
グは排気スリットを備えていてもよく、これは冷却プロ
セスをさらにスピードアップする。
取外してすぐに充電を行うことができるが、本発明の別
の態様によれば、前記蓄電池用として適するチャージャ
が提供される。このチャージャは、検出温度が約４５℃
を超えた時に充電しないようにするための温度による非
接続手段を持っていない。しかしながら、本発明によれ
ば、チャージャが蓄電池クーラーを有し、蓄電池を幾分
か冷却することによって充電に最適な温度にすることが
可能である。セルの温度を下げるため、蓄電池ケーシン
グは排気スリットを備えていてもよく、これは冷却プロ
セスをさらにスピードアップする。
【００２２】本発明によればチャージャは高周波パルス
電流で作動するので熱負荷を小さく保つことができる。
電流で作動するので熱負荷を小さく保つことができる。
【００２３】本発明ではこのように蓄電池を計測するこ
とによって、チャージャによる充電時間を確実かつ大幅
に短縮することができる。従って、電気駆動装置のユー
ザーは、交替で使用する２組の蓄電池のみを持つだけで
充分である。本発明によれば、電気作動装置に手を加え
る必要はなく、また、今まで用いていたチャージャが使
えなくなることもない。
とによって、チャージャによる充電時間を確実かつ大幅
に短縮することができる。従って、電気駆動装置のユー
ザーは、交替で使用する２組の蓄電池のみを持つだけで
充分である。本発明によれば、電気作動装置に手を加え
る必要はなく、また、今まで用いていたチャージャが使
えなくなることもない。
【００２４】本発明の別の特性、詳細及び利点は特許請
求の範囲に記載されていて、その意味するところは、明
細書前半及びそれ以降の本発明の好ましい図示例を図面
を参照しつつ読めば明らかとなる。図示例 本発明を適用する電気デバイス，電気装置又は電気ツー
ルの一例として、図１にはポータブルドリル１が示され
ている。ポータブルドリル１は駆動源として電気モータ
２を有している。電気モータ２は、ドリルチャック３を
備えたロータリドライブをギアを介して駆動する。電気
モータ２のスイッチをオン・オフするためにプッシュボ
タン４がハンドルの前方部に設けられている。プッシュ
ボタン４は電気スイッチ５と機械的に連結されている。
ハンドル６の下側には蓄電池（アキュムレータ）パック
７を取付けるためのデバイスが設けられている。蓄電池
パック７は、電気モータ２を駆動するのに必要な電流を
供給する。蓄電池パック７は、複数の蓄電池セル９が直
列に配置された蓄電池を含んでいる。蓄電池セル９は電
流を供給する。蓄電池パック７とドリルの接続はプラグ
接続の助けにより行われるが、これは図面では単なる線
で示されている。プラグ接続は、蓄電池パック７をチャ
ージャ（充電器）に挿入して充電を行う際にも用いられ
る。
求の範囲に記載されていて、その意味するところは、明
細書前半及びそれ以降の本発明の好ましい図示例を図面
を参照しつつ読めば明らかとなる。図示例 本発明を適用する電気デバイス，電気装置又は電気ツー
ルの一例として、図１にはポータブルドリル１が示され
ている。ポータブルドリル１は駆動源として電気モータ
２を有している。電気モータ２は、ドリルチャック３を
備えたロータリドライブをギアを介して駆動する。電気
モータ２のスイッチをオン・オフするためにプッシュボ
タン４がハンドルの前方部に設けられている。プッシュ
ボタン４は電気スイッチ５と機械的に連結されている。
ハンドル６の下側には蓄電池（アキュムレータ）パック
７を取付けるためのデバイスが設けられている。蓄電池
パック７は、電気モータ２を駆動するのに必要な電流を
供給する。蓄電池パック７は、複数の蓄電池セル９が直
列に配置された蓄電池を含んでいる。蓄電池セル９は電
流を供給する。蓄電池パック７とドリルの接続はプラグ
接続の助けにより行われるが、これは図面では単なる線
で示されている。プラグ接続は、蓄電池パック７をチャ
ージャ（充電器）に挿入して充電を行う際にも用いられ
る。
【００２５】蓄電池パック７は温度センサ１０を備えて
いる。温度センサ１０は、蓄電池８のセル９の温度を検
出できるように配置されている。セル９に接続されたラ
イン１１は例えば電気回路１２に導かれる。電気回路１
２は、通常の状態すなわち低温状態では、接続ワイヤ１
１をプラグ接続につなぐ構成になっている。しかしなが
ら、電気回路１２は、温度センサ１０が予め設定したリ
リース温度を超える温度を検出した場合にはすぐにプラ
グ接続の少なくとも１つにかかる電圧を非接続にする。
従って、この温度に到達した場合には、スイッチ５をオ
ンにしても電気モータ１０にパワーが供給されない。
いる。温度センサ１０は、蓄電池８のセル９の温度を検
出できるように配置されている。セル９に接続されたラ
イン１１は例えば電気回路１２に導かれる。電気回路１
２は、通常の状態すなわち低温状態では、接続ワイヤ１
１をプラグ接続につなぐ構成になっている。しかしなが
ら、電気回路１２は、温度センサ１０が予め設定したリ
リース温度を超える温度を検出した場合にはすぐにプラ
グ接続の少なくとも１つにかかる電圧を非接続にする。
従って、この温度に到達した場合には、スイッチ５をオ
ンにしても電気モータ１０にパワーが供給されない。
【００２６】図示は省略するが、シンプルな構成にする
場合には、温度センサはバイメタル部材として形成する
ことができる。バイメタル部材は例えば電気回路１２の
代わりに設けたスイッチに直接接続される。
場合には、温度センサはバイメタル部材として形成する
ことができる。バイメタル部材は例えば電気回路１２の
代わりに設けたスイッチに直接接続される。
【００２７】図２は、本発明の好適な実施例を示す電気
回路の詳細拡大図示である。蓄電池８は図２では右下に
示されている。温度センサ１０は蓄電池８にしっかりと
連結されているが、図２では見易くするため左端に示し
めてある。図示した実施例では、温度センサ１０が、温
度依存型の抵抗値を有する抵抗器（体）１３によって形
成されている。
回路の詳細拡大図示である。蓄電池８は図２では右下に
示されている。温度センサ１０は蓄電池８にしっかりと
連結されているが、図２では見易くするため左端に示し
めてある。図示した実施例では、温度センサ１０が、温
度依存型の抵抗値を有する抵抗器（体）１３によって形
成されている。
【００２８】温度依存抵抗器１３は、コンパレータとし
て作動するオペアンプ１４に入力されている。
て作動するオペアンプ１４に入力されている。
【００２９】オペアンプ１４のもう一方の入力部には、
トリマ抵抗器１５で補助的に設定される電圧が印加され
ている。一般に最終消費者が設定する可能性は考慮せ
ず、工場で設定が行われるので、トリマ抵抗器１５は２
つの固定抵抗器で置き換えることが可能である。抵抗値
は例えば５８℃の温度に対応するように設定される。こ
の温度に対応する電圧しきい値を超えた場合には、オペ
アンプ１４の出力電圧が正になる。そしてトランジスタ
１８が、直列抵抗１６とベース抵抗１７によってスイッ
チングされる。トランジスタ１８のエミッタに接続され
たマルチバイブレータ１９が正の不変パルスを受け、同
じく正のパルスを出力する。このパルスの長さはマルチ
バイブレータ１９の値によって定められる。
トリマ抵抗器１５で補助的に設定される電圧が印加され
ている。一般に最終消費者が設定する可能性は考慮せ
ず、工場で設定が行われるので、トリマ抵抗器１５は２
つの固定抵抗器で置き換えることが可能である。抵抗値
は例えば５８℃の温度に対応するように設定される。こ
の温度に対応する電圧しきい値を超えた場合には、オペ
アンプ１４の出力電圧が正になる。そしてトランジスタ
１８が、直列抵抗１６とベース抵抗１７によってスイッ
チングされる。トランジスタ１８のエミッタに接続され
たマルチバイブレータ１９が正の不変パルスを受け、同
じく正のパルスを出力する。このパルスの長さはマルチ
バイブレータ１９の値によって定められる。
【００３０】マルチバイブレータの詳細は図示しない。
マルチバイブレータの正の出力パルスは、抵抗器２０と
ダイオード２１を経て第２のスイッチングトランジスタ
２２に供給される。第２のスイッチングトランジスタ２
２によってスイッチングが行なわれ、リレー２３に電力
が供給され、その結果リレー２３が閉じてスイッチ２４
が開く。これによって蓄電池８と出力端子の間の接続が
絶たれる。
マルチバイブレータの正の出力パルスは、抵抗器２０と
ダイオード２１を経て第２のスイッチングトランジスタ
２２に供給される。第２のスイッチングトランジスタ２
２によってスイッチングが行なわれ、リレー２３に電力
が供給され、その結果リレー２３が閉じてスイッチ２４
が開く。これによって蓄電池８と出力端子の間の接続が
絶たれる。
【００３１】マルチバイブレータの出力パルスの長さ
は、例えば数秒に設定することができる。このパルスが
無くなるとスイッチ２４はただちに復帰し、出力端２５
に電圧が再度印加される。
は、例えば数秒に設定することができる。このパルスが
無くなるとスイッチ２４はただちに復帰し、出力端２５
に電圧が再度印加される。
【００３２】マルチバイブレータ１９の出力はインバー
タ２６で反転され、第２のマルチバイブレータ２７に送
られる。その出力もパルスとなるが、マルチバイブレー
タ２７のデータによってその長さが設定される。このパ
ルスは再度インバータ２８で反転され、第３のマルチバ
イブレータ２９に送られる。第３のマルチバイブレータ
２９は再度正のパルスを形成する。その長さはマルチバ
イブレータ２９のデータにより設定できる。
タ２６で反転され、第２のマルチバイブレータ２７に送
られる。その出力もパルスとなるが、マルチバイブレー
タ２７のデータによってその長さが設定される。このパ
ルスは再度インバータ２８で反転され、第３のマルチバ
イブレータ２９に送られる。第３のマルチバイブレータ
２９は再度正のパルスを形成する。その長さはマルチバ
イブレータ２９のデータにより設定できる。
【００３３】マルチバイブレータ１９による第１のパル
スがトランジスタ２２に送られた場合には、パルスが持
続している間はリレーが閉じて蓄電池はスイッチオフさ
れる。極性が逆なので、電流はスイッチ２４と平行に配
置されたパワーダイオード３０を通って流れることがで
きない。数秒後には再度リレーが開き、蓄電池は数秒間
電流を供給するので、ねじ切りや穴開け作業を開始して
これを完了することが可能となる。再接続の持続時間は
第２のマルチバイブレータ２７のデータによって設定さ
れる。
スがトランジスタ２２に送られた場合には、パルスが持
続している間はリレーが閉じて蓄電池はスイッチオフさ
れる。極性が逆なので、電流はスイッチ２４と平行に配
置されたパワーダイオード３０を通って流れることがで
きない。数秒後には再度リレーが開き、蓄電池は数秒間
電流を供給するので、ねじ切りや穴開け作業を開始して
これを完了することが可能となる。再接続の持続時間は
第２のマルチバイブレータ２７のデータによって設定さ
れる。
【００３４】第３のマルチバイブレータによって設定さ
れたパルスによるこの短かい再接続の後で、リレーが再
度確定的に閉じ、接続は最終的に絶たれて蓄電池はもは
や電力を供給しなくなる。
れたパルスによるこの短かい再接続の後で、リレーが再
度確定的に閉じ、接続は最終的に絶たれて蓄電池はもは
や電力を供給しなくなる。
【００３５】例えば、１〜２分続くこの長いパルスが終
わると、リレーが再び開き最初の状態に復帰する。図示
した回路の場合には必然的にそうなってスタート状態に
再度戻り、次の放電サイクルでも前記プロセスが繰り返
される。
わると、リレーが再び開き最初の状態に復帰する。図示
した回路の場合には必然的にそうなってスタート状態に
再度戻り、次の放電サイクルでも前記プロセスが繰り返
される。
【００３６】非接続状態、すなわち蓄電池の温度が例え
ば５８℃である場合には、チャージャでただちに充電す
ることができる。なぜなら、スイッチ４も開いて充電電
流がパワーダイオード３０を経て蓄電池に流れることが
可能となるからである。このことは、標準温度４５℃よ
り高温で充電可能なチャージャを用いる場合に明らかに
当てはまるだけである。充電作業において、充電中に最
初の冷却が行われる。冷却はチャージャ内に設置したフ
ァンの助けによって効果的に行うことができる。蓄電池
の充電状況は、充電端子電圧と充電時間によってチャー
ジャ内でモニターすることができ、誤動作による過充電
を防止できる。
ば５８℃である場合には、チャージャでただちに充電す
ることができる。なぜなら、スイッチ４も開いて充電電
流がパワーダイオード３０を経て蓄電池に流れることが
可能となるからである。このことは、標準温度４５℃よ
り高温で充電可能なチャージャを用いる場合に明らかに
当てはまるだけである。充電作業において、充電中に最
初の冷却が行われる。冷却はチャージャ内に設置したフ
ァンの助けによって効果的に行うことができる。蓄電池
の充電状況は、充電端子電圧と充電時間によってチャー
ジャ内でモニターすることができ、誤動作による過充電
を防止できる。
【００３７】図３は本発明が提案するチャージャのブロ
ック図を示していて、これは特に本発明による蓄電池パ
ックに適用される。蓄電池８を内部に含む蓄電池パック
７がチャージャのホルダ又はソケットに挿入されてい
て、ホルダと蓄電池端子は電気的に接続されている。チ
ャージャは図３では右上に示された充電部を備えてお
り、所望のレベルの交流電圧がそこに印加されている。
この交流電圧は、変圧電源又は切換え電源から端子３
２，３３に提供することができる。交流電圧は整流器３
４で直流電圧に変換されこれはフィルタにかけられる。
フィルタにかけられた直流電圧はコイル３５及び測定抵
抗器３６を介して蓄電池８に供給される。コイル３５に
よって形成される磁場がリードスイッチ３７のスイッチ
を入れる。リードスイッチ３７は発光ダイオード３８に
電力を供給する。発光ダイオード３８は充電中であるこ
とを表示する。例えば、蓄電池パックをチャージャソケ
ットにプラグインすることによって初めて電源が入る構
成にすることができる。負荷回路には整流器３４と直列
にトライアック３９が配置されていて、トライアック３
９は蓄電池８に加わる負荷電流を調整する。
ック図を示していて、これは特に本発明による蓄電池パ
ックに適用される。蓄電池８を内部に含む蓄電池パック
７がチャージャのホルダ又はソケットに挿入されてい
て、ホルダと蓄電池端子は電気的に接続されている。チ
ャージャは図３では右上に示された充電部を備えてお
り、所望のレベルの交流電圧がそこに印加されている。
この交流電圧は、変圧電源又は切換え電源から端子３
２，３３に提供することができる。交流電圧は整流器３
４で直流電圧に変換されこれはフィルタにかけられる。
フィルタにかけられた直流電圧はコイル３５及び測定抵
抗器３６を介して蓄電池８に供給される。コイル３５に
よって形成される磁場がリードスイッチ３７のスイッチ
を入れる。リードスイッチ３７は発光ダイオード３８に
電力を供給する。発光ダイオード３８は充電中であるこ
とを表示する。例えば、蓄電池パックをチャージャソケ
ットにプラグインすることによって初めて電源が入る構
成にすることができる。負荷回路には整流器３４と直列
にトライアック３９が配置されていて、トライアック３
９は蓄電池８に加わる負荷電流を調整する。
【００３８】測定抵抗器３６の電圧がオペアンプ４０の
反転入口部に供給されるが、この電圧は蓄電池８を流れ
る電流に依存する。オペアンプ４０の出力電圧は測定抵
抗器３６を流れる電流にも依存するが、位相はずれてい
る。供給電圧は電流が大きい程減少し、電流が小さい程
増大する。この電圧は、光学カップラ４２の発光ダイオ
ード４１に供給され、大なり小なり光学カップラ４２の
フォト（フォトセンシティブ）トランジスタを制御す
る。第２の光学カップラ４４の発光ダイオード４３がこ
のトランジスタと直列に配置されている。発光ダイオー
ド４３は、トライアック３９のゲート回路に位置するフ
ォトレジスタ又は感光性の電界効果トランジスタを制御
する。このフォトレジスタ又は電界効果トランジスタを
制御することによって、ゲート回路はトライアック３９
を流れる電流を制御する。このようにして、蓄電池を流
れる充電電流は、充電する蓄電池パックのセルの数に関
りなく、調整されるのである。大幅に放電する前に接続
が絶たれるので、蓄電池は大きな充電電流で充電可能で
あり、従って、チャージャは従来よりも大きな充電電流
を供給することができる。従来の蓄電池がチャージャに
挿入されるのを防止するため、チャージャのプラグイン
ユニットには起立したノーズ又は突起が設けてあり、蓄
電池パックの対応する場所にはスロット又は凹所が設け
られている。従って、従来の蓄電池パックはこのチャー
ジャに挿入することができない。
反転入口部に供給されるが、この電圧は蓄電池８を流れ
る電流に依存する。オペアンプ４０の出力電圧は測定抵
抗器３６を流れる電流にも依存するが、位相はずれてい
る。供給電圧は電流が大きい程減少し、電流が小さい程
増大する。この電圧は、光学カップラ４２の発光ダイオ
ード４１に供給され、大なり小なり光学カップラ４２の
フォト（フォトセンシティブ）トランジスタを制御す
る。第２の光学カップラ４４の発光ダイオード４３がこ
のトランジスタと直列に配置されている。発光ダイオー
ド４３は、トライアック３９のゲート回路に位置するフ
ォトレジスタ又は感光性の電界効果トランジスタを制御
する。このフォトレジスタ又は電界効果トランジスタを
制御することによって、ゲート回路はトライアック３９
を流れる電流を制御する。このようにして、蓄電池を流
れる充電電流は、充電する蓄電池パックのセルの数に関
りなく、調整されるのである。大幅に放電する前に接続
が絶たれるので、蓄電池は大きな充電電流で充電可能で
あり、従って、チャージャは従来よりも大きな充電電流
を供給することができる。従来の蓄電池がチャージャに
挿入されるのを防止するため、チャージャのプラグイン
ユニットには起立したノーズ又は突起が設けてあり、蓄
電池パックの対応する場所にはスロット又は凹所が設け
られている。従って、従来の蓄電池パックはこのチャー
ジャに挿入することができない。
【００３９】充電プロセスは、時間と電圧依存式でモニ
ターされる。充電プロセスが始まると、蓄電池パックの
マグネット又はコイル３５内に形成される磁場によって
リードスイッチ４５が閉じ、それによってタイミング素
子４６がトリガーされる。設定時間の最後に、ダイオー
ド４７を通して、タイミング素子４６が二安定マルチバ
イブレータの一方の入力端子に正のパルスを供給する。
このマルチバイブレータの出力は、スイッチングトラン
ジスタ４９を制御する。スイッチングトランジスタ４９
は、オペアンプ４０の出力端子から供給される電圧を短
絡させ、さらにトライアック３９の作用によって充電プ
ロセスを中断させる。タイミング素子は、他の方法でス
イッチングされる構成にしてもよい。
ターされる。充電プロセスが始まると、蓄電池パックの
マグネット又はコイル３５内に形成される磁場によって
リードスイッチ４５が閉じ、それによってタイミング素
子４６がトリガーされる。設定時間の最後に、ダイオー
ド４７を通して、タイミング素子４６が二安定マルチバ
イブレータの一方の入力端子に正のパルスを供給する。
このマルチバイブレータの出力は、スイッチングトラン
ジスタ４９を制御する。スイッチングトランジスタ４９
は、オペアンプ４０の出力端子から供給される電圧を短
絡させ、さらにトライアック３９の作用によって充電プ
ロセスを中断させる。タイミング素子は、他の方法でス
イッチングされる構成にしてもよい。
【００４０】図３に示したコンパレータ５０は、充電終
了電圧をモニターする。この電圧に達するとすぐに、コ
ンパレータ５０の出力によって一安定マルチバイブレー
タ５１がスタート、インバータ５２で反転された信号が
ダイオード５３を通って二安定マルチバイブレータ４８
の入力端子に供給される。そして、二安定マルチバイブ
レータは前述したようにして充電プロセスを終了させ
る。
了電圧をモニターする。この電圧に達するとすぐに、コ
ンパレータ５０の出力によって一安定マルチバイブレー
タ５１がスタート、インバータ５２で反転された信号が
ダイオード５３を通って二安定マルチバイブレータ４８
の入力端子に供給される。そして、二安定マルチバイブ
レータは前述したようにして充電プロセスを終了させ
る。
【００４１】このように、充電プロセスは、充電終了電
圧の検出又は設定時間の満了のいずれかによって終了す
る。両者のうち最初に起きた方に従って終了するのであ
る。二安定マルチバイブレータ４８は、蓄電池パックを
チャージャから取外した際に発せられるパルスによって
リセットされる。チャージャにファンを設けてもよく、
ファンは温度制御方式でスイッチングされ、充電地に蓄
電池を冷却する。
圧の検出又は設定時間の満了のいずれかによって終了す
る。両者のうち最初に起きた方に従って終了するのであ
る。二安定マルチバイブレータ４８は、蓄電池パックを
チャージャから取外した際に発せられるパルスによって
リセットされる。チャージャにファンを設けてもよく、
ファンは温度制御方式でスイッチングされ、充電地に蓄
電池を冷却する。
【００４２】充電電流を絶つために、トライアック３９
とは別にリレー、トランジスタ又はサイリスタを用いる
ことも可能である。
とは別にリレー、トランジスタ又はサイリスタを用いる
ことも可能である。
【図１】本発明による蓄電池を備えたポータブルドリル
を示す概略図。
を示す概略図。
【図２】本発明の実施例におけるブロック図。
【図３】本発明におけるチャージャのブロック図。
１ 電気デバイス ８ 蓄電池 ９ 蓄電池セル １０ 温度センサ １２ スイッチデバイス ２３ リレー ２４ スイッチ ３０ パワーダイオード ２５、３１ 接点
Claims (17)
- 【請求項１】 ２つの電気接点（２５，３１）と、蓄電
池（８）のセル（９）の温度を感知する温度センサ（１
０）と、スイッチデバイス（１２）とを設け、スイッチ
デバイス（１２）が温度センサ（１０）に作用接続され
ていて、所定のリリース温度に達した時に蓄電池セル
（９）と接点（２５）の接続を絶つ構成になっているこ
とを特徴とする電気デバイス（１）用の蓄電池パック。 - 【請求項２】 スイッチデバイス（１２）がバイメタル
素子、特にバイメタルスイッチを有することを特徴とす
る請求項１に記載の蓄電池パック。 - 【請求項３】 電気回路（１２）を備えていて、電気回
路（１２）が、接続を絶つためのスイッチ（２４）を有
するか、及び／又は、これを制御する構成になっている
ことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の蓄
電池パック。 - 【請求項４】 スイッチ（２４）がリレー（２３，２
４）で形成されていることを特徴とする請求項３に記載
の蓄電池パック。 - 【請求項５】 スイッチ（２４）がサイリスタで形成さ
れていることを特徴とする請求項３に記載の蓄電池パッ
ク。 - 【請求項６】 スイッチ（２４）がトランジスタで形成
されていることを特徴とする請求項３に記載の蓄電池パ
ック。 - 【請求項７】 スイッチ（２４）がトライアックで形成
されていることを特徴とする請求項３に記載の蓄電池パ
ック。 - 【請求項８】 リリース温度に達した時、接続を絶つ前
にスイッチデバイス（１２）が信号を発することを特徴
とする前記請求項のいずれか１つに記載の蓄電池パッ
ク。 - 【請求項９】 蓄電池（８）からの放電電流がゼロまで
落ちている場合には、リリース温度に達した時に単に接
続を絶つようにスイッチングデバイスが構成されている
ことを特徴とする前記請求項のいずれか１つに記載の蓄
電池パック。 - 【請求項１０】 スイッチングデバイスが、リリース温
度に達した時に短く接続を絶ち、そして短時間だけもと
に戻り、その後再び確定的に接続を絶つ構成になってい
ることを特徴とする前記請求項のいずれか１つに記載の
蓄電池パック。 - 【請求項１１】 接続を絶った後で所定時間経過したら
スイッチングデバイスが初期状態に復帰することを特徴
とする前記請求項のいずれか１つに記載の蓄電池パッ
ク。 - 【請求項１２】 接続を絶っているスイッチ（２４）が
パワーダイオード（３０）によって架橋されることを特
徴とする前記請求項のいずれか１つに記載の蓄電池パッ
ク。 - 【請求項１３】 特に前記請求項のいずれか１つに記載
の充電可能な蓄電池に用いるチャージャにおいて、電圧
供給部と、充電する蓄電池との接続部と、蓄電池を冷却
するための冷却デバイスとを設けたことを特徴とするチ
ャージャ。 - 【請求項１４】 電圧供給部が高周波パルス電流で作動
することを特徴とする請求項１３に記載のチャージャ。 - 【請求項１５】 電圧の供給が一定の充電電流で行われ
ることを特徴とする請求項１３に記載のチャージャ。 - 【請求項１６】 温度非接続手段を持たない請求項１３
〜１５のいずれか１つに記載のチャージャ。 - 【請求項１７】 冷却デバイスがファンを有することを
特徴とする請求項１３〜１６のいずれか１つに記載のチ
ャージャ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4234231A DE4234231A1 (de) | 1992-10-10 | 1992-10-10 | Wiederaufladbarer Akku |
| DE4234231.7 | 1992-10-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06215745A true JPH06215745A (ja) | 1994-08-05 |
Family
ID=6470181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5256306A Pending JPH06215745A (ja) | 1992-10-10 | 1993-09-21 | 蓄電池パックとそのチャージャ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5480734A (ja) |
| EP (1) | EP0593869A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06215745A (ja) |
| DE (1) | DE4234231A1 (ja) |
Cited By (1)
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|---|---|
| EP0593869A1 (de) | 1994-04-27 |
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