JP2006280043A - 電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、二次電池の性能劣化をより防止し得る電気機器を提供する。
【解決手段】 電力の供給を受けるための受電電極Ｓａ１、Ｓａ２と操作スイッチの操作に応じてモータＭに供給する電力を制御する本体側制御部１３とを備える電気機器本体１００と、二次電池２２から電力を供給するための給電電極Ｓｂ１、Ｓｂ２と二次電池２２の性能劣化を抑制するように放電を制御する電池側制御部２４とを備える電池パック２００とを備える電気機器において、電気機器本体１００は、操作スイッチが操作されたことを示す操作開始信号を生成する操作信号生成部１１と信号生成部１１で生成した操作開始信号を出力するための本体側信号電極Ｓａ４とを備え、電池パック２００は、操作開始信号を入力するための電池側信号電極Ｓｂ４と操作開始信号が入力された場合に二次電池２２から電池側制御部２４へ電力供給を開始する電池側給電制御部２１とを備える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電気機器本体の負荷を稼動するための操作スイッチが操作されることで、電池パック内の回路に電力の供給を開始する電気機器に関する。

近年、電池パックの二次電池からモータに電力を供給するようにした充電式電動工具等の電気機器が汎用されている。このような二次電池を用いた充電式の電気機器は、電動工具本体等の電気機器本体と、この電気機器本体に装着されその電気機器本体を駆動するための電力を供給する二次電池を含む電池パックとを備えている。また、この電池パックに含まれる二次電池は、通常、複数の電池セル（素電池、セル）が直列に接続されて構成されており、各電池セルの電圧を監視し、少なくとも１つの電池セルが所定の電圧値を割るか、あるいは、各電池セルの電圧値の差分が所定値よりも大きくなった場合、保護回路が作動されて二次電池の使用を禁止する等の保護処理が実行される（例えば、特許文献１）。
特開平１０−２７６３０号公報

ところが、上記背景技術に係る充電式の電気機器では、二次電池の各電池セルの電圧値を常に監視しておく必要があることから、保護処理を実行する保護回路を駆動状態にしておく必要があるので、電気機器の非駆動時においても待機電流が流れることになる。このため、電気機器本体を駆動させなくても僅かではあるが電力消費がなされて容量が消耗し、容量低下を招くことになるだけでなく、二次電池の種類によっては充電時期を逸して完全放電してしまった場合に、充放電のサイクル数が低下する等の二次電池の性能劣化につながるという不都合や、電気機器本体を使用したいときに使用できない事態も生じ得るという不都合があった。

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、背景技術に較べて二次電池の性能劣化をより防止し得る電気機器を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係る、負荷と、前記負荷を稼動するための操作スイッチと、電力の供給を受けるための受電電極と、前記操作スイッチの操作に応じて前記受電電極から前記負荷に供給する電力を制御する本体側制御部とを備える電気機器本体と、電池と、前記受電電極へ前記電池から電力を供給するための給電電極と、前記電池の性能劣化を抑制するように前記電池から前記給電電極に供給する電力を制御する電池側制御部とを備える電池パックとを備える電気機器において、前記電気機器本体は、前記操作スイッチが操作された場合に前記操作スイッチが操作されたことを示す操作開始信号を生成する信号生成部と、前記信号生成部で生成した操作開始信号を出力するための本体側信号電極とをさらに備え、前記電池パックは、前記本体側信号電極から前記操作開始信号を入力するための電池側信号電極と、前記電池側信号電極から前記操作開始信号が入力された場合に、前記電池から前記電池側制御部へ電力の供給を開始する給電部とをさらに備えることを特徴とする。

そして、上記電気機器において、前記信号生成部は、前記操作スイッチの操作が解除された場合に前記操作スイッチの操作が解除されたことを示す操作終了信号をさらに生成し、前記本体側信号電極は、前記信号生成部で生成した操作終了信号をさらに出力し、前記電池パックは、前記電池の充電状態を検出するための検出部をさらに備え、前記電池側信号電極は、前記本体側信号電極から前記操作終了信号がさらに入力され、前記電池側制御部は、前記電池側信号電極から前記操作終了信号が入力された場合に、前記検出部で検出した前記電池の充電状態に応じて、前記給電部により電力を供給する時間を変更することを特徴とする。

また、上記電気機器において、前記電池側制御部は、前記電池側信号電極から前記操作終了信号が入力された場合に、前記検出部で検出した前記電池の充電状態が第１充電状態である場合には前記給電部により第１時間で電力を供給し、前記検出部で検出した前記電池の充電状態が前記第１充電状態より残容量が少ない第２充電状態である場合には前記給電部により前記第１時間より短い第２時間で電力を供給し、そして、前記検出部で検出した前記電池の充電状態が前記第２充電状態より残容量が少ない第３充電状態である場合には前記給電部により前記第２時間より短い第３時間で電力を供給することを特徴とする。

さらに、これら上記電気機器において、前記電池側制御部は、前記検出部で検出した前記電池の充電状態が過放電状態である場合に前記電池の充電状態が過放電状態であることを示す過放電信号を前記電気機器本体にさらに出力するものであって、前記電池側信号電極から前記操作開始信号が入力された後の所定時間内は、前記過放電状態を判定する過放電判定閾値を他の時間に用いる過放電判定閾値よりも小さい値にすることを特徴とする。

そして、これら上記電気機器において、前記検出部で検出した前記電池の充電状態を記憶する記憶部をさらに備え、前記電池側制御部は、前記電池側信号電極から前記操作終了信号が入力された場合に、前記検出部で検出した前記電池の充電状態を前記記憶部に記憶して、前記検出部で検出した前記電池の充電状態に代えて前記記憶部に記憶した前記電池の充電状態に応じて、前記給電部により電力を供給する時間を変更することを特徴とする。

また、これら上記電気機器において、前記操作開始信号は、前記操作スイッチの操作に同期した単パルスであり、前記電池側制御部は、前記検出部で検出した前記電池の充電状態が過放電状態である場合には前記給電部による電力の供給を停止することを特徴とする。

さらに、これら上記電気機器において、前記検出部で検出した前記電池の充電状態を記憶する記憶部をさらに備え、前記電池側制御部は、前記検出部で検出した前記電池の充電状態が過放電状態である場合に前記記憶部に前記電池の充電状態が過放電状態であることを記憶すると共に、前記電池側信号電極から前記操作開始信号が入力された場合であって前記記憶部に記憶されている前記電池の充電状態が過放電状態である場合には前記給電部による電力の供給を停止することを特徴とする。

そして、これら上記電気機器において、過放電状態の回数を記憶する記憶部をさらに備え、前記電池側制御部は、前記検出部で検出した前記電池の充電状態が過放電状態である場合の回数をカウントして前記記憶部に記憶すると共に、前記電池側信号電極から前記操作開始信号が入力された場合であって前記記憶部に記憶されている過放電状態の回数が所定値以上である場合には前記給電部による電力の供給を停止することを特徴とする。

また、これら上記電気機器において、前記電池は、リチウムイオン二次電池であることを特徴とする。

このような構成の電気機器は、操作スイッチが操作されたことを示す操作開始信号が電気機器本体から入力された場合に、電池から電池側制御部へ電力の供給を開始するので、待機電流が流れることがなくなるから、背景技術に較べて二次電池の性能劣化をより防止し得る。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
（実施形態の構成）
負荷を含む電気機器本体と、この電気機器本体の負荷に電力を供給するための電池を含む電池パックとを備える電気機器は、ノート型パーソナルコンピュータ、カメラ一体型ビデオレコーダ、ディジタルカメラ、電気かみそり及び電動歯ブラシ等の種々の電気機器があるが、一例として、本発明を電動工具に適用した実施の形態について以下に説明する。特に、本発明は、過放電を通り過ぎて完全放電してしまうと性能劣化を生じてその回復が望めない例えばリチウムイオン二次電池等の二次電池と、この二次電池を性能劣化を抑制するように二次電池の放電を制御する電池側制御部とを内蔵した電池パックに好適に用いられる。

図１は、実施形態に係る充電式の電動工具の要部を示す外観構成図である。図２は、電池パックの残容量表示部を示す図である。図３は、電動工具本体の装着部に電池パックが装着された状態を示す図である。

図１において、充電式の電動工具１０は、例えば充電式ドリルドライバーを構成する電動工具本体１００と、この電動工具本体１００に装着される電池パック２００とを備える。

電動工具本体１００は、筐体１０１の把持部１０２の内部に形成され、電池パック２００が取外し自在に装着される装着部１０３と、筐体１０１の内部に配設され、電池パック２００から電力が供給されることで駆動される負荷の一例であるモータＭと、筐体１０１の把持部１０２に設けられ、モータＭへの電力の供給をオンオフ制御する操作スイッチの一例であるトリガースイッチ１１２と、トリガースイッチ１１２が操作されることで駆動される本体側制御回路部１１１と、モータＭによって回転する、筐体１０１の先端に設けられたドリル歯等を取り付けるための回転部１１３とを備えている。装着部１０３の底部には、電池パック２００から電力の供給を受けるための受電電極Ｓａ１、Ｓａ２及び電池パックとの間で制御信号を送受信するための本体側信号電極Ｓａ３、Ｓａ４が配設されている。

電池パック２００は、筐体２０１内に複数の電池セルＣｅ１〜Ｃｅｎが直列に接続されて構成される二次電池（例えばリチウムイオン二次電池等）２２及び二次電池２２の性能劣化を抑制するように二次電池の放電を制御する電池側制御回路部２１１などが収納された本体部２０２と、本体部２０２の一面側に突出し、電動工具本体１００の装着部１０３に装着される突出部２０３とを備える。この突出部２０３は、先端部の対向面に二次電池２２から電動工具本体１００へ電力を供給するための給電電極Ｓｂ１、Ｓｂ２及び先端部の一側面に電動工具本体１００との間で制御信号を送受信するための電池側信号電極Ｓｂ３、Ｓｂ４が配設されている。そして、本体部２０２の一側面には、二次電池２２の残容量を表示するための残容量表示部２５を備える。また、この一対の給電電極Ｓｂ１、Ｓｂ２及び電池側信号電極Ｓｂ３、Ｓｂ４は、突出部２０３が電動工具本体１００の装着部１０３に装着された場合に、装着部１０３の一対の受電電極Ｓａ１、Ｓａ２及び本体側信号電極Ｓａ３、Ｓａ４がそれぞれ圧接されるようになっている。

残容量表示部２５は、例えば図２に示すように、縦方向に一列に配設された複数のＬＥＤ３１（図２に示す例では５個）、残容量を表示させるべくこのＬＥＤ３１を点灯及び消灯させる表示スイッチ３２等を備えて構成されている。この表示スイッチ３２がオン操作されることで、二次電池２２の残容量に対応して所定のＬＥＤ３１が点灯され、表示スイッチ３２がオフ操作されることで、点灯しているＬＥＤ３１が消灯される。この実施形態では、満充電の場合には最下段から最上段にかけての総てのＬＥＤ３１が点灯し、残容量が少なくなるにつれてＬＥＬ３１が上段側から順に消灯されるように構成されている。

なお、図３に、電動工具本体１００の装着部１１１に電池パック２００が装着された状態を示す。

図４は、実施形態に係る充電式の電動工具の電気的な構成を示すブロック図である。まず、電動工具本体１００の電気的な構成について説明する。図４において、上記受電電極Ｓａ１は、スイッチＳＷ１の接点ｂ、スイッチＳＷ２の接点ｄ及び制御端子付きのスイッチ素子の一例であるＰＮＰ型のトランジスタＱ１のコレクタに接続される。スイッチＳＷ１の接点ａは、モータＭの一方の電力供給端子に接続され、スイッチＳＷ１の接点ｃは、モータＭの他方の電力供給端子及び制御端子付きのスイッチ素子の一例であるＮＰＮ型のパワートランジスタＱ３のコレクタに接続される。トランジスタＱ３のエミッタは、上記受電電極Ｓｂ２に接続され、トランジスタＱ３のベース（制御端子に相当する。）は、本体側制御部１３に接続される。なお、パワートランジスタＱ３に代えてＦＥＴ（Field Effect Transistor、電界効果トランジスタ）を用いてもよい。

スイッチＳＷ２の接点ｅは、バッファＢＦ１を介して本体側制御部１３に接続されると共に、ダイオードＤ１、Ｄ２のアノードに接続される。ダイオードＤ１のカソードは、上記本体側信号電極Ｓａ４に接続される。ダイオードＤ２のカソードは、制御端子付きのスイッチ素子の一例であるＮＰＮ型のトランジスタＱ２のベース（制御端子に相当する。）に接続される。

トランジスタＱ１のエミッタは、本体側制御部１３に接続され、トランジスタＱ１のベース（制御端子に相当する。）は、トランジスタＱ２のコレクタに接続される。トランジスタＱ２のエミッタは、接地され、トランジスタＱ２のベースは、ダイオードＤ２、Ｄ３のカソードに接続される。ダイオードＤ３のアノードは、本体側制御部１３に接続される。上記本体側信号電極Ｓａ３は、本体側制御部１３に接続される。

スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２は、上記トリガスイッチ１１２と連動するように構成されている。スイッチＳＷ１は、トリガスイッチ１１２が操作されると接点ａと接点ｂとが接続され、トリガスイッチ１１２の操作が解除されると接点ａと接点ｃとが接続される。スイッチＳＷ２は、トリガスイッチ１１２が操作されると接点ｄと接点ｅとが接続され、トリガスイッチ１１２の操作が解除されると接点ｄと接点ｅとの接続が解消される。

このような構成において、ダイオードＤ１及びスイッチＳＷ２は、電動工具本体１００に電池パック２００が装着されトリガスイッチ１１２の操作に応じて、二次電池２２から電池側制御部２４への電力供給を電池パック２００に制御させるべく、トリガスイッチ１１２が操作されたことを示す制御信号（操作開始信号）及びトリガスイッチ１１２の操作が解除されたことを示す制御信号（操作終了信号）を本体側信号電極Ｓａ４に出力する操作信号生成部１１を構成している。即ち、電動工具本体１００に電池パック２００が装着されトリガスイッチ１１２が操作されるとスイッチＳＷ２の接点ｄと接点ｅとが接続され、受電電極Ｓａ１に印加されている電圧がダイオードＤ１を介して本体側信号電極Ｓａ４に出力される。言い換えると、略０Ｖのローレベル（Ｌ）であった本体側信号電極Ｓａ４は、トリガスイッチ１１２が操作されると、二次電池２２の出力電圧に略相当する電圧値のハイレベル（Ｈ）になる（操作開始信号）。一方、トリガスイッチ１１２の操作が解除されるとスイッチＳＷ２の接点ｄと接点ｅとの接続が解消され、受電電極Ｓａ１に印加されている電圧がダイオードＤ１を介して本体側信号電極Ｓａ４に出力されなくなる。言い換えると、ハイレベルであった本体側信号電極Ｓａ４は、トリガスイッチ１１２の操作が解除されると、ローレベルになる（操作終了信号）。

そして、このような構成において、スイッチＳＷ２、バッファＢＦ１、トランジスタＱ１、Ｑ２及びダイオードＤ２、Ｄ３は、電動工具本体１００に電池パック２００が装着されトリガスイッチ１１２の操作に応じて、二次電池２２から本体側制御部１３へ供給される電力の供給開始、供給維持及び供給停止を行うと共に本体側制御部１３を起動する本体側給電制御部１２を構成している。即ち、電動工具本体１００に電池パック２００が装着されトリガスイッチ１１２が操作されるとスイッチＳＷ２の接点ｄと接点ｅとが接続され、受電電極Ｓａ１に印加されている電圧は、バッファＢＦ１で本体側制御部１３の入力電圧（例えば５Ｖ）に調整されて稼動制御信号として本体側制御部１３に入力される。言い換えると、略０ＶのローレベルであったバッファＢＦ１の出力は、トリガスイッチ１１２が操作されると、例えば略５Ｖのハイレベルになる。さらに、電動工具本体１００に電池パック２００が装着されトリガスイッチ１１２が操作されるとスイッチＳＷ２の接点ｄと接点ｅとが接続され、受電電極Ｓａ１に印加されている電圧は、ダイオードＤ２を介してトランジスタＱ２のベースに印加される。そうすると、トランジスタＱ２がオンするからトランジスタＱ１がオンし、これによって、受電電極Ｓａ１からトランジスタＱ１を介して本体側制御部１３に電力が供給される。

これにより、本体側制御部１３は、受電電極Ｓａ１からトランジスタＱ１を介して電力が供給され、バッファＢＦ１からハイレベルの稼動制御信号が入力されることによって起動し、電動工具本体１００を動作させるための各種の制御を開始する。そして、本体側制御部１３は、ダイオードＤ３を介してトランジスタＱ２のベースに電圧を印加することによって、受電電極Ｓａ１からトランジスタＱ１を介した電力の供給を保持する電力供給自己保持制御を行う。

また、トリガスイッチ１１２の操作が解除されるとスイッチＳＷ２の接点ｄと接点ｅとの接続が解消され、受電電極Ｓａ１に印加されている電圧がバッファＢＦ１に入力されなくなることで、本体側制御部１３にトリガスイッチ１１２の操作の解除が通知される。言い換えると、ハイレベルであったバッファＢＦ１の出力は、トリガスイッチ１１２の操作が解除されると、略０Ｖのローレベルになる。さらに、トリガスイッチ１１２の操作が解除されるとスイッチＳＷ２の接点ｄと接点ｅとの接続が解消され、受電電極Ｓａ１に印加されている電圧は、ダイオードＤ２を介してトランジスタＱ２のベースに印加されなくなるが、トランジスタＱ２は、本体側制御部１３による上記電力供給自己保持制御によってオンを維持する。そして、トランジスタＱ２は、本体側制御部１３による電力供給自己保持制御の停止によってオフし、トランジスタＱ１がオフして、二次電池２２から本体側制御部１３へ供給される電力の供給が停止される。

また、トリガスイッチ１１２は、例えば、モータＭの電力供給ラインに介挿され、ポテンションメータ等の可変抵抗器を備えたものであり、トリガスイッチ１１２の引き操作量に応じて可変抵抗器の操作軸が回転することで可変抵抗器に印加されている電圧が分圧され、引き操作量に応じた分圧電圧を操作信号として本体側制御部１３に出力する。

本体側制御部１３は、トリガスイッチ１１２からのこの操作信号及び本体側信号電極Ｓａ３からの後述する制御信号に応じてトランジスタＱ３の通電時間を制御することによってモータＭのオンオフ及び回転速度を制御する。このようにトランジスタＱ３は、本体側制御部１３の制御に応じてモータＭの回転動作を制御するパルス制御部１５を構成している。

また、電動工具本体１００には、モータＭに印加されている電圧を測定しその測定結果を本体側制御部１３に出力する電圧測定部１４を備えている。

このような本体側制御部１３は、例えば、制御を行うための情報処理を実行するマイクロプロセッサと、制御プログラムや制御プログラムを実行する上で必要なデータ等を記憶する例えばＲＯＭ（Read Only Memory）及びデータを一時的に記憶してマイクロプロセッサの所謂ワーキングメモリとなる例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶素子とその周辺回路等とを備えるマイクロコンピュータで構成されている。

そして、トリガスイッチ１１２の操作が解除されると（引き操作量が０）、上述したようにスイッチＳＷ１の接点ａは、接点ｃに接続される。これによって、モータＭの両電力供給端子間が短絡され、モータＭの回転により逆起電力が発生し、モータＭの回転にブレーキがかかる。

次に、電池パック２００の電気的な構成について説明する。図４において、上記給電電極Ｓｂ１は、直列接続の複数の電池セルＣｅ１〜Ｃｅｎを備えて構成される二次電池２２を介して給電電極Ｓｂ２に接続される。各電池セルＣｅ１〜Ｃｅｎには、電池セルＣｅ１〜Ｃｅｎの電圧をそれぞれ測定すると共に二次電池２２の両端電圧を測定する電圧測定部２３が接続される。電圧測定部２３は、例えば、各電池セルＣｅ１〜Ｃｅｎの両端電圧を検出する第１抵抗分圧回路及び二次電池２２の両端電圧を測定する第２抵抗分圧回路を備えて構成される。

電池側信号電極Ｓｂ４は、バッファＢＦ２を介して電池側制御部２４に接続されると共に、ダイオードＤ４のアノードに接続され、ダイオードＤ４のカソードは、制御端子付きのスイッチ素子の一例であるＮＰＮ型のトランジスタＱ５のベース（制御端子に相当する。）に接続される。トランジスタＱ５のコレクタは、制御端子付きのスイッチ素子の一例であるＰＮＰ型のトランジスタＱ４のベース（制御端子に相当する。）に接続され、トランジスタＱ５のエミッタは、接地される。トランジスタＱ４のコレクタは、二次電池２２（給電電極Ｓｂ１）に接続され、トランジスタＱ４のエミッタは、電池側制御部２４に接続される。そして、電池側制御部２４は、ダイオードＤ５を介してトランジスタＱ５のベースに、電池側制御部２４からトランジスタＱ５の方向に電流を流すように、接続される。

これらバッファＢＦ２、ダイオードＤ４、Ｄ５及びトランジスタＱ４、Ｑ５は、電動工具本体１００の本体側信号電極Ｓａ４から電池側信号電極Ｓｂ４を介して入力される上記操作開始信号及び上記操作終了信号に応じて、二次電池２２から電池側制御部２４及び電圧測定部２３へ供給される電力の供給開始、供給維持及び供給停止を行うと共に電池側制御部２４を起動する電池側給電制御部２１を構成している。即ち、電動工具本体１００に電池パック２００が装着されトリガスイッチ１１２が操作されると、上述したように、ダイオードＤ１を介して受電電極Ｓａ１に印加されている電圧が操作開始信号として本体側信号電極Ｓａ４から出力される。従って、この受電電極Ｓａ１に印加されている電圧がバッファＢＦ２で電池側制御部２４の入力電圧（例えば５Ｖ）に調整されて稼動制御信号として電池側制御部２４に入力される。さらに、この受電電極Ｓａ１に印加されている電圧が電池側信号電極Ｓｂ４に印加され、ダイオードＤ４を介してトランジスタＱ５のベースに印加される。そうすると、トランジスタＱ５がオンするからトランジスタＱ４がオンし、これによって、二次電池２２からトランジスタＱ４を介して電池側制御部２４に電力が供給される。

これにより、電池側制御部２４は、二次電池２２からトランジスタＱ４を介して電力が供給されて起動し、二次電池２２の性能劣化を抑制するように二次電池２２の放電を制御する処理等の各種の制御を開始する。そして、電池側制御部２４は、ダイオードＤ５を介してトランジスタＱ５のベースに電圧を印加することによって、二次電池２２からトランジスタＱ４を介した電力の供給を保持する電力供給自己保持制御を行う。

また、トリガスイッチ１１２の操作が解除されると、ダイオードＤ１を介して受電電極Ｓａ１に印加されている電圧が本体側信号電極Ｓａ４から出力されなくなるので（操作終了信号）、受電電極Ｓａ１に印加されている電圧がバッファＢＦ２に入力されなくなることで、電池側制御部２４にトリガスイッチ１１２の操作の解除が通知される。言い換えると、ハイレベルであったバッファＢＦ２の出力は、トリガスイッチ１１２の操作が解除されると、略０Ｖのローレベルになる。さらに、トリガスイッチ１１２の操作が解除されると、ダイオードＤ１を介して受電電極Ｓａ１に印加されている電圧が本体側信号電極Ｓａ４から出力されなくなってダイオードＤ４を介してトランジスタＱ５のベースに印加されなくなるが、トランジスタＱ５は、電池側制御部２４による上記電力供給自己保持制御によってオンを維持する。そして、トランジスタＱ５は、電池側制御部２４による電力供給自己保持制御の停止によってオフし、トランジスタＱ４がオフして、二次電池２２から電池側制御部２４及び電圧測定部２３へ供給される電力の供給が停止される。

電池側制御部２４は、電池セルＣｅの両端電圧と充電状態との対応関係を示すテーブルや式及び二次電池２２の両端電圧と充電状態との対応関係を示すテーブルや式を用いて電圧測定部２３の出力から満充電状態、準満充電状態、通常充電状態及び過放電状態の各種の充電状態を判定し、この判定結果に応じてダイオードＤ５を介してトランジスタＱ５のベースに電圧を印加する時間（電力供給自己保持制御を行う時間）を制御することによって二次電池２２から電力の供給を受ける時間を制御して電池側制御部２４自身の稼動時間を制御する。満充電状態は、二次電池２２がその電池容量一杯に充電されている状態である。準満充電状態は、満充電状態とみなし得る充電状態であり、電池セルＣｅを性能劣化から保護するために電池セルの種類等を勘案して実験結果等によって決定されるかが、例えば、満充電状態未満から電池容量の８５％以上や８０％以上や７５％以上に充電されている状態である。過放電状態は、放電の進んだ状態ではあるが、充電することにより満充電状態における規定電圧値にまで回復可能な性能劣化の生じていない状態であり、複数の電池セルのうち１つでも過放電状態になると二次電池２２が過放電状態であると判定される。通常充電状態は、準満充電状態未満で過放電状態ではない充分に充電容量が残っている状態である。そして、電池側制御部２４は、この判定した充電状態により、満充電状態、準満充電状態及び通常充電状態である場合には二次電池２２から電動工具本体１００への放電（給電）を許可する制御信号（例えば、ローレベルの信号、放電許可信号）を電池側信号電極Ｓｂ３に出力し、過放電状態である場合には放電（給電）を許可しない制御信号（例えば、ハイレベルの信号、過放電信号）を電池側信号電極Ｓｂ３に出力する。さらに、電池側制御部２４は、残容量表示部２５の表示スイッチ３２がオン操作されると、この判定した充電状態に応じてＬＥＤ３１を点消灯する。

このような電池側制御部２４は、例えば、制御を行うための情報処理を実行するマイクロプロセッサと、制御プログラムや制御プログラムを実行する上で必要なデータ等を記憶する例えばＲＯＭ（Read Only Memory）及びデータを一時的に記憶してマイクロプロセッサの所謂ワーキングメモリとなる例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶素子とその周辺回路等とを備えるマイクロコンピュータで構成されている。

次に、本実施形態の動作について説明する。
（実施形態の動作）
まず、電動工具本体１００の動作について説明する。図５は、実施形態に係る電動工具本体の動作を説明するためのタイムチャートである。図５において、上から二次電池２２の両端電圧、過放電信号（放電許可信号）、トリガスイッチ１１２、本体側制御部１３への給電、ブレーキ、パルス制御部１５及びモータＭを示す。

電動工具本体１００に電池パック２００が装着され、電動工具本体１００の受電電極Ｓａ１、受電電極Ｓａ２、本体側信号電極Ｓａ３及び本体側信号電極Ｓａ４が電池パック２００の給電電極Ｓｂ１、給電電極Ｓｂ２、電池側信号電極Ｓｂ３及び電池側信号電極Ｓｂ４にそれぞれ圧接される。二次電池２２が満充電状態（例えば規定電圧値Ｖａ）にある場合、トリガースイッチ１１２が電動工具１０の使用者により操作されると（時刻ｔ１）、トリガースイッチ１１２と連動するスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２がオンされる。即ち、スイッチＳＷ１の接点ａが接点ｂに接続され、スイッチＳＷ２の接点ｄが接点ｅに接続される。

このため、電池パック２００に出力すべく、ダイオードＤ１を介して操作開始信号が本体側信号電極Ｓａ４に出力され、バッファＢＦ１を介して本体側制御部１３に稼動制御信号が入力され、トランジスタＱ２、Ｑ１が順にオンすることでトランジスタＱ１を介して二次電池２２から本体側制御部１３に電力が供給される。そして、本体側制御部１３は、起動し、電動工具本体１００の制御を開始する。

また、二次電池２２が満充電状態であるので、電池側制御部２４からは放電許可信号が出力されている。このため、本体側制御部１３は、トリガースイッチ１１２の引き操作量に応じてパルス制御部１５にパルス信号が供給されることによってモータＭがパルス制御（ＰＷＭ制御）される結果、トリガースイッチ１１２の引き操作量に応じた回転速度でモータＭが回転駆動される。即ち、トリガースイッチ１１２の引き操作量が少ない場合には、モータＭは、低速で回転駆動され、その引き操作量の増加に従って回転速度が増速し、その引き操作量が多い場合にはモータＭは、高速で回転駆動される。

そして、トリガースイッチ１１２の操作が解除されると（引き操作量が０となると）（時刻ｔ２）、本体側制御部１３は、パルス制御部１５へのパルス信号の供給を停止する結果、トランジスタＱ３が不導通状態になってモータＭへの電力供給が停止される。このとき、トリガースイッチ１１２に連動するスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２もオフする。即ち、スイッチＳＷ１の接点ａが接点ｃに接続され、これによってモータＭの両電力供給端子間が短絡され、モータＭの回転にブレーキがかかり、モータＭは、急速停止する（時刻ｔ３）。そして、スイッチＳＷ２の接点ｄと接点ｅとの接続が解除され、これによってバッファＢＦ１を介して本体側制御部１３に入力される稼動制御信号が解除される。

本体側制御部１３は、電池側制御部２４からは放電許可信号が出力されているため、所定時間Ｔ１だけ、ダイオードＤ３を介してトランジスタＱ２のベースに電圧を印加することによって、二次電池２２からトランジスタＱ１を介した電力の供給を保持する。所定時間Ｔ１は、例えば、１秒から１０分程度の時間に設定される。

このように本実施形態では、トリガースイッチ１１２の操作が解除されてモータＭへの電力供給が停止されてから所定時間Ｔ１だけしか本体側制御部１３が稼動しないので、本体側制御部１３で消費する消費電力を効果的に抑制することができる。一方、この所定時間Ｔ１の間は、本体側制御部１３が稼動しているので、例えば、モータＭの出力トルクや回転パターンの設定等を不図示の設定入力部から本体側制御部１３に入力設定することができる。

また、電池側制御部２４から放電許可信号が出力されている期間に、トリガースイッチ１１２が再び操作されると（時刻ｔ５）、上述と同様に動作することによって、モータＭがパルス制御され回転駆動する。

ところが、トリガースイッチ１１２の操作中に二次電池２２が過放電状態（例えば第１過放電判定閾値Ｖｂ）になって電池側制御部２４から過放電信号が出力されると（時刻ｔ６）、トリガースイッチ１１２が操作中であるにも拘わらず、本体側制御部１３は、パルス制御部１５へのパルス信号の供給を停止する。この結果、トランジスタＱ３が不導通状態になってモータＭへの電力供給が停止される。この場合、トリガースイッチ１１２は操作中であるから、モータＭの両電力供給端子間が短絡されないので、モータＭにブレーキがかからずに緩速停止される（時刻ｔ７）。つまり、（時刻ｔ３−時刻ｔ２）＜（時刻ｔ７−時刻ｔ６）の関係になる。

そして、モータＭへの電力供給が停止されたことを受けて使用者によりトリガースイッチ１１２の操作が解除されると（時刻ｔ８）、トリガースイッチ１１２に連動するスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２もオフする。本体側制御部１３は、電池側制御部２４からは過放電信号が出力されているため、所定時間Ｔ１より短い所定時間Ｔ２だけ、ダイオードＤ３を介してトランジスタＱ２のベースに電圧を印加することによって、二次電池２２からトランジスタＱ１を介した電力の供給を保持する。所定時間Ｔ２は、所定時間Ｔ１＞所定時間Ｔ２の下に、例えば、０秒から５秒分程度の時間に設定される。

このように本実施形態では、二次電池２２が過放電状態になって電池側制御部２４から過放電信号が出力されるとモータＭへの電力供給が停止されるから、二次電池２２の性能劣化を阻止することができる。

さらに、二次電池２２が過放電状態にあり、電池側制御部２４から過放電信号が出力されている期間に、トリガースイッチ１１２が操作されると（時刻ｔ９）、トリガースイッチ１１２と連動するスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２がオンする。このため、ダイオードＤ１を介して操作開始信号が本体側信号電極Ｓａ４に出力され、バッファＢＦ１を介して本体側制御部１３に稼動制御信号が入力され、トランジスタＱ１を介して二次電池２２から本体側制御部１３に電力が供給される。そして、本体側制御部１３は、起動し、電動工具本体１００の制御を開始する。ここで、電池側制御部２４からは過放電信号が出力されているため、本体側制御部１３は、トリガースイッチ１１２の引き操作量に応じた信号が入力されているにも関わらず、パルス制御部１５にパルス信号を供給しない。即ち、モータＭは、停止したままとなる。

そして、モータＭが回転しないことにより使用者によりトリガースイッチ１１２の操作が解除されると（時刻ｔ１０）、トリガースイッチ１１２に連動するスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２もオフする。本体側制御部１３は、電池側制御部２４からは過放電信号が出力されているため、上記所定時間Ｔ２だけ、ダイオードＤ３を介してトランジスタＱ２のベースに電圧を印加することによって、二次電池２２からトランジスタＱ１を介した電力の供給を保持する（時刻ｔ１１）。

このように本実施形態では、二次電池２２が過放電状態になって電池側制御部２４から過放電信号が出力される期間は、トリガースイッチ１１２が操作されてもモータＭへの電力供給が停止されたままとなるから、二次電池２２の放電が抑制され、二次電池２２の性能劣化を防止することができる。

次に、電池パック２００の動作について説明する。図６は、実施形態に係る電池パックの動作を説明するためのタイムチャートである。図６において、上から電動工具本体１００のトリガスイッチ１１２、二次電池の両端電圧、過放電信号（放電許可信号）、電池側制御部２４への給電を示す。

電池パック２００が電動工具本体１００に装着され、二次電池２２が満充電状態（例えば規定電圧値Ｖａ）にある場合、トリガースイッチ１１２が電動工具１０の使用者により操作されると（時刻ｔ２１）、トリガースイッチ１１２と連動するスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２がオンする。このため、上述したように、ダイオードＤ１を介して操作開始信号が本体側信号電極Ｓａ４から出力され、この操作開始信号が電池側信号電極Ｓｂ４に入力される。

その結果、受電電極Ｓａ１に印加されている電圧がスイッチＳＷ２、ダイオードＤ１、本体側信号電極Ｓａ４、電池側信号電極Ｓｂ４及びダイオードＤ４を介してトランジスタＱ５のベースに印加される。そうするとトランジスタＱ５がオンしてトランジスタＱ４がオンすることによって、二次電池２２からトランジスタＱ４を介して電圧測定部２３及び電池側制御部２４に電力が供給される。また、バッファＢＦ２を介して電池側制御部２４に稼動制御信号が入力される。

そして、電池側制御部２４は、起動し、二次電池２２を保護するための制御を開始する。即ち、電池側制御部２４は、電圧測定部２３の出力から二次電池２２の充電状態を判定する。ここで、電池側制御部２４は、残容量表示部２５の表示スイッチ３２がオン操作されると、この判定した充電状態に応じてＬＥＤ３１を点消灯する。電池側制御部２４は、この判定した充電状態に応じて放電許可信号及び過放電信号の何れかを電池側信号電極Ｓｂ３に出力する。ここでは、満充電状態なので、放電許可信号を出力する。

そして、トリガースイッチ１１２の操作が解除されると（時刻ｔ２２）、バッファＢＦ２からの稼動制御信号が解除され、電池側制御部２４は、電圧測定部２３の出力から充電状態を判定する。電池側制御部２４は、この判定した充電状態に応じてダイオードＤ５を介してトランジスタＱ５のベースに電圧を印加する時間を制御することによって二次電池２２から電力の供給を受ける時間を制御する。ここでは、準満充電状態なので、電池側制御部２４は、充電状態が準満充電状態である場合の所定時間Ｔ３だけ、ダイオードＤ５を介してトランジスタＱ５のベースに電圧を印加することによって、二次電池２２からトランジスタＱ４を介した電力の供給を保持する。所定時間Ｔ３は、例えば、３０分から６０分程度の充分に長い時間に設定される。なお、電池側制御部２４は、満充電状態の場合も所定時間Ｔ３だけ、ダイオードＤ５を介してトランジスタＱ５のベースに電圧を印加することによって、二次電池２２からトランジスタＱ４を介した電力の供給を保持する。

そして、所定時間Ｔ３が経過すると、電池側制御部２４は、ダイオードＤ５を介してトランジスタＱ５のベースに電圧を印加することを停止して二次電池２２から電力の供給を停止し、稼動を停止する（時刻ｔ２３）。

このように本実施形態では、満充電状態及び準満充電状態では、二次電池２２から電池側制御部２４に電力が供給され、電池側制御部２４が動作する。つまり。本実施形態では、満充電状態から準満充電状態未満になってさらに通常充電状態に移行するまで二次電池２２の放電を行うから、特に、二次電池２２がリチウムイオン二次電池のように満充電状態で長期間放置されると満充電時の電池容量が低下する等の性能劣化を引き起こす性質の電池に対し好適である。

また、この充電状態が通常充電状態である場合に、トリガースイッチ１１２が電動工具１０の使用者により操作されと（時刻ｔ２４）、上述と同様に動作することによって、電池側制御部２４に二次電池２２から電力が供給され、電池側制御部２４が二次電池２２の性能劣化を抑制する制御を行う。

そして、トリガースイッチ１１２の操作が解除されると（時刻ｔ２２）、バッファＢＦ２からの稼動制御信号が解除され、電池側制御部２４は、電圧判定部２３の出力から二次電池２２の充電状態を判定する。判定の結果、充電状態が通常充電状態である場合には、所定時間Ｔ３より短い所定時間Ｔ４だけ、ダイオードＤ５を介してトランジスタＱ５のベースに電圧を印加することによって、二次電池２２からトランジスタＱ４を介した電力の供給を保持する。所定時間Ｔ４は、例えば、３０秒から１０分程度の時間に設定される。

このように本実施形態では、この充電状態が通常充電状態である場合に、トリガースイッチ１１２の操作が解除されてから所定時間Ｔ４だけしか電池側制御部２４が動作しないので、電池側制御部２４で消費する消費電力を効果的に抑制することができる。一方、この所定時間Ｔ４の間は、電池側制御部２４が動作しているので、所定の処理、例えば、この期間に表示スイッチ３２を操作することで残容量表示部２５を作動させ残量表示を行うことができる。

あるいは、この充電状態が通常充電状態である場合に、トリガースイッチ１１２が電動工具１０の使用者により操作されと（時刻ｔ２７）、上述と同様に動作することによって、電池側制御部２４に二次電池２２から電力が供給され、電池側制御部２４が二次電池２２の保護処理を行う。

このときに、トリガースイッチ１１２の操作中に二次電池２２が過放電状態（例えば第１閾値電圧Ｖｂ）になると、電池側制御部２４は、電池側信号電極Ｓｂ３から過放電信号を出力する（時刻ｔ２８）。この過放電信号が電池パック２００から電動工具本体１００に出力されると、上述したように、トリガースイッチ１１２が操作中であるにも拘わらず、本体側制御部１３は、パルス制御部１５へのパルス信号の供給を停止するので、モータＭが停止する。そして、モータＭへの電力供給が停止されたことを受けて使用者によりトリガースイッチ１１２の操作が解除されると（時刻ｔ２９）、バッファＢＦ２からの稼動制御信号が解除され、電池側制御部２４は、電圧測定部２３の出力から二次電池２２の充電状態を判定する。判定の結果、この場合、充電状態が過放電状態であるので、所定時間Ｔ４より短い所定時間Ｔ５だけ、ダイオードＤ５を介してトランジスタＱ５のベースに電圧を印加することによって、二次電池２２からトランジスタＱ４を介した電力の供給を保持する。所定時間Ｔ５は、例えば、０秒から３０秒程度の時間に設定される。

このように本実施形態では、二次電池２２が過放電状態になると、電池側制御部２４は、トリガースイッチ１１２の操作が解除されてから所定時間Ｔ５だけしか電池側制御部２４が動作しないので、電池側制御部２４で消費する消費電力をさらに効果的に抑制することができる。一方、この所定時間Ｔ５の間は、電池側制御部２４が動作しているので、僅かな時間ながら所定の処理を行うことができる。

このように本実施形態では、充電状態に応じて使用者の使い勝手の良さと二次電池２２の完全放電の防止との何れかを優先させているので、充電状態に応じて使用者の使い勝手の良さと二次電池２２の完全放電の防止との両立を達成している。

さらに、二次電池２２が過放電状態にある場合に、トリガースイッチ１１２が操作されると（時刻ｔ３１）、上述と同様に動作することによって、電池側制御部２４に二次電池２２から電力が供給され、電池側制御部２４が二次電池２２の性能劣化を抑制する制御を行う。このため、電池側制御部２４は、電池側信号電極Ｓｂ３から過放電信号を出力する（時刻ｔ３１）。この過放電信号が電池パック２００から電動工具本体１００に出力されると、上述したように、トリガースイッチ１１２が操作中であるにも拘わらず、本体側制御部１３は、パルス制御部１５へのパルス信号を供給しないので、モータＭが停止したままとなる。そして、モータＭが停止したままであることを受けて使用者がトリガースイッチ１１２の操作を解除すると（時刻ｔ３２）、電池側制御部２４は、電圧測定部２３の出力から充電状態を判定する。判定の結果、この場合、充電状態が過放電状態であるので、所定時間Ｔ５だけダイオードＤ５を介してトランジスタＱ５のベースに電圧を印加することによって、二次電池２２からトランジスタＱ４を介した電力の供給を保持する。

このように本実施形態の電動工具１０は、トリガスイッチ１１２が操作された場合に、二次電池２２から電池側制御部２４へ電力の供給を開始するので、待機電流が流れることがなくなるので、背景技術に較べて二次電池の性能劣化をより防止し得る。そして、トリガースイッチ１１２の操作が解除されると、二次電池２２の充電状態に応じて二次電池２２から電力の供給を受ける時間を変更しているので、電池側制御部２４で消費する消費電力を効果的に抑制することができる一方所定の処理を行うことができる。そのため、充電状態に応じて使用者の使い勝手の良さと二次電池２２の完全放電の防止との両立を達成することができる。

以下に、このような電池側制御部２４の動作をフローチャートを用いて説明する。図７は、実施形態に係る電池側制御部の動作を示すフローチャートである。図７において、上述したように、トリガースイッチ１１２が電動工具１０の使用者により操作され、操作開始信号が本体側信号電極Ｓａ４から電池側信号電極Ｓｂ４に入力されると、バッファＢＦ２を介して電池側制御部２４に稼動制御信号が入力されて、電池側制御部２４が動作を開始する。そうすると、まず、二次電池の充電状態が判定され（Ｓ１１）、判定の結果、過放電状態の場合（過放電状態）には過放電信号が電池パック２００から電気機器本体１００へ出力され（Ｓ１２）、一方、満充電状態、準満充電状態及び通常充電状態の場合（過放電状態を除く状態）には放電許可信号が電池パック２００から電気機器本体１００へ出力される（Ｓ１３）。そして、稼動制御信号の解除が判定され、判定の結果、解除されていない場合には処理が処理Ｓ１１に戻されて、処理Ｓ１１乃至処理Ｓ１３の各処理が繰り返し実行される。一方、判定の結果、解除されている場合には、二次電池の充電状態が判定される（Ｓ１５）。

この判定の結果、充電状態が満充電状態及び準満充電状態である場合（満充電状態、準満充電状態）には所定時間Ｔ３だけ電力供給自己保持制御を行って電池側制御部２４は、所定時間Ｔ３だけ動作した後に停止する（Ｓ１６）。

処理Ｓ１５における判定の結果、充電状態が通常充電状態である場合（通常充電状態）には所定時間Ｔ４だけ電力供給自己保持制御を行って電池側制御部２４は、所定時間Ｔ４だけ動作した後に停止する（Ｓ１７）。

そして、処理Ｓ１５における判定の結果、充電状態が過放電状態である場合（過放電状態）には所定時間Ｔ５だけ電力供給自己保持制御を行って電池側制御部２４は、所定時間Ｔ５だけ動作した後に停止する（Ｓ１８）。

なお、上述の実施形態において、電圧測定部２３は、各電池セルＣｅ１〜Ｃｅｎの各両端電圧を個々に測定するように構成したが、２個又は３個等の複数個を纏めて電圧を測定するように構成してもよい。

また、上述の実施形態において、図４に破線で示すように、二次電池２２の電池セルＣｅ１〜Ｃｅｎの温度を測定する電池温度測定部２６を電池パック２００にさらに設けてもよい。電池温度測定部２６は、例えば、直接に接続された抵抗素子Ｒ１とサーミスタＴｈとが二次電池２２に並列に接続され、抵抗素子Ｒ１とサーミスタＴｈとの接続部が電池温度測定部２６の出力として電池制御部２４に接続するように構成される。電池温度測定部２６の出力は、電池温度の上昇に従ってサーミスタＴｈの抵抗値が小さくなるので、電池温度の上昇に従って小さくなる。このような電池温度測定部２６は、異常高温（例えば７０℃や７５℃や８０℃等）になると二次電池２２が劣化するので、二次電池２２の電池温度が異常高温以上の場合に電池側制御部２４が過放電信号を出力するために用いられたり、電池側制御部２４が二次電池２２の充電状態における過放電状態を判定する際に用いる閾値（過放電判定閾値）が温度特性を有しているので、二次電池２２の電池温度に応じて電池側制御部２４が過放電判定閾値を補正するために用いられる。この過放電判定閾値の補正は、所定の標準温度より高温の場合には標準温度の場合に用いる過放電判定閾値より高い値に補正し、所定の標準温度より低温の場合には標準温度の場合に用いる過放電判定閾値をより低い値に補正する。なお、電池セルＣｅ１〜Ｃｅｎの各電池温度を個々に、あるいは、２個又は３個等の複数個を纏めて電池温度を測定するように構成してもよい。この場合には、電池温度として、最高値、最低値及び平均値のうち何れかの温度を二次電池２２の電池温度として用いる。

そして、上述の実施形態において、図４に破線で示すように、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の書換え可能な不揮発性の記憶素子を備えて構成される二次電池２２の充電状態を記憶する記憶部２７を電池パック２００にさらに設けてもよい。

この場合、電池側制御部２４は、稼動を停止する前に、二次電池２２の充電状態を記憶部２７に記憶しておき、次に稼動した際にこの記憶部２７から二次電池２２の充電状態を読み込み、この読み込んだ充電状態に応じて放電許可信号及び過放電信号の何れかを電池側信号電極Ｓｂ３に出力すると共に、この読み込んだ充電状態に応じてダイオードＤ５を介してトランジスタＱ５のベースに電圧を印加する時間を制御する。このように構成することによって電圧測定部２３を用いて二次電池２２の充電状態を判断することができないが記憶部２７から二次電池２２の充電状態を読み込める程度に極短い時間だけ使用者がトリガスイッチ１１２を操作した場合でも、電池側制御部２４は、記憶部２７から充電状態を読み込むことにより制御信号を電池側信号電極Ｓｂ３に出力することができ、電池側制御部２４の給電時間を制御することができる。このため、このような場合でも二次電池２２の性能劣化を抑制する制御を確実に実行することができる。

あるいは、この場合、電池側制御部２４は、電圧測定部２３の出力に基づいて二次電池２２の充電状態を判定した結果、二次電池２２の充電状態が過放電状態である場合に記憶部２７に二次電池２２の充電状態が過放電状態であることを記憶しておき、次に稼動した際にこの記憶部２７から二次電池２２の充電状態を読み込み、この読み込んだ充電状態が過放電状態である場合に、ダイオードＤ５を介してトランジスタＱ５のベースに印加する電圧を解消して、二次電池２２による電力の供給を直ちに停止するように構成してもよい。このように構成することによって、過放電状態の場合に二次電池２２の放電をより効果的に抑制することができ、完全放電を防止することができる。

あるいは、この記憶部２７は、過放電状態の回数を記憶するように構成し、電池側制御部２４は、電圧測定部２３の出力に基づいて二次電池２２の充電状態を判定した結果、二次電池２２の充電状態が過放電状態である場合には、記憶部の過放電状態の回数をカウントアップして、次に稼動した際にこの記憶部２７から過放電状態の回数を読み込み、この読み込んだ過放電状態の回数が所定回数（例えば、３回や４回や５回等）以上である場合に、ダイオードＤ５を介してトランジスタＱ５のベースに印加する電圧を解消して、二次電池２２による電力の供給を直ちに停止するように構成してもよい。このように構成することによっても、過放電状態の場合に二次電池２２の放電をより効果的に抑制することができ、完全放電を防止することができる。

なお、二次電池２２の充電状態ではなく、二次電池２２の両端電圧及び各電池セルＣｅ１〜Ｃｅｎの各両端電圧を記憶部２７に記憶するように構成しても同様の効果が得られる。

また、上述の実施形態において、トリガスイッチ１１２を操作してから所定期間Ｔａは、電池側制御部２４が二次電池２２の充電状態における過放電状態を判定する際に用いる閾値（過放電判定閾値）を変更するように構成してもよい。つまり、通常時（トリガスイッチ１１２を操作してから所定時間Ｔａの経過後）は、二次電池２２の充電状態における過放電状態の判定に通常過放電判定閾値Ｖｂを用い、トリガスイッチ１１２を操作してから所定時間Ｔａは、二次電池２２の充電状態における過放電状態の判定に通常過放電判定閾値Ｖｂよりも小さい値である瞬時過放電判定閾値Ｖｂｍを用いるように構成してもよい。例えば、１個の電池セルＣｅに対する通常過放電判定閾値が２Ｖの場合には、０．５Ｖ〜１．０Ｖ低下させて瞬時過放電判定閾値を１．５Ｖ〜１．０Ｖ程度に設定する。

図８は、過放電判定閾値が一定の場合におけるタイムチャート及び瞬時過放電判定閾値を用いる場合におけるタイムチャートを示す図である。図８（Ａ）は、瞬時過放電判定閾値を用いる場合におけるタイムチャートを示し、図８（Ｂ）は、過放電判定閾値が一定の場合におけるタイムチャートを示す。

トリガスイッチ１１２を操作した直後は、通常、突入電流により二次電池２２の両端電圧が急激に降下する。このため、図８（Ｂ）に示すように、例えば、二次電池２２の両端電圧が通常過放電判定閾値Ｖｂに近い場合に、トリガスイッチ１１２が操作されると（時刻ｔ５１）、この急激な電圧降下により、二次電池２２の両端電圧が通常過放電判定閾値Ｖｂ以下となって（時刻ｔ５２）、上述したように、電池パック２００の電池側制御部２４は、二次電池２２の充電状態を過放電状態と判定し、過放電信号を電動工具本体１００の本体側制御部１３へ出力する。これにより、トリガスイッチ１１２が操作中であるにも関わらず本体側制御部１３の制御によりモータＭへの給電が停止され（時刻ｔ５２）、モータＭが駆動を停止する（時刻ｔ５３）。

そのため、図８（Ａ）に示すように、トリガスイッチ１１２を操作してから所定期間Ｔａは、過放電判定閾値を通常過放電判定閾値Ｖｂから瞬時過放電判定閾値Ｖｂｍに変更するように構成する。このように構成することにより、例えば、二次電池２２の両端電圧が通常過放電判定閾値Ｖｂに近い場合に、トリガスイッチ１１２が操作されると（時刻ｔ４１）、電池側制御部２４は、瞬時過放電判定閾値Ｖｂｍで二次電池２２の充電状態を判定する。このため、急激な電圧降下が生じて通常過放電判定閾値Ｖｂ以下となっても（時刻ｔ４２）、電池側制御部２４は、二次電池２２の充電状態を過放電状態と判定せずに通常充電状態と判定するので、モータＭは、そのまま回転を続ける。電池側制御部２４は、トリガスイッチ１１２を操作してから所定期間Ｔａが経過すると（時刻ｔ４３）は、過放電判定閾値を瞬時過放電判定閾値Ｖｂｍから通常過放電判定閾値Ｖｂに変更する。そして、二次電池２２の両端電圧が通常過放電判定閾値Ｖｂ以下となると（時刻ｔ４４）、上述したように、電池パック２００の電池側制御部２４より過放電信号が電動工具本体１００の本体側制御部１３に出力され、トリガスイッチ１１２が操作中でも本体側制御部１３の制御によりモータＭへの給電が停止され（時刻ｔ４４）、モータＭが駆動を停止する（時刻ｔ４５）。

このようにトリガスイッチ１１２を操作してから所定期間Ｔａの期間だけ、電池側制御部２４が過放電判定閾値を通常過放電判定閾値Ｖｂから瞬時過放電判定閾値Ｖｂｍに変更するように構成することにより、トリガスイッチ１１２を操作した直後に二次電池２２に生じる急激な電圧降下がマスクされ、二次電池２２の充電状態における過放電状態は、通常過放電判定閾値Ｖｂでより適切に判定され得る。このため、通常過放電判定閾値Ｖｂまで二次電池２２を使用することができ、電池パック２００の使い勝手がより向上する。所定時間Ｔａは、このようにトリガスイッチ１１２を操作した直後に二次電池２２に生じる急激な電圧降下をマスクするための時間であり、実験等によって適宜決定されるが、例えば、４００ミリ秒や５００ミリ秒や６００ミリ秒等の数百ミリ秒のオーダに決定される。

さらに、上述の実施形態において、ダイオードＤ２にパルス状に電圧を印加するワンショット回路１２１を電動工具本体１００にさらに設け、及び／又は、ダイオードＤ４にパルス状に電圧を印加するワンショット回路２８を電池パック２００にさらに設けるように構成してもよい。

図９は、ワンショット回路をさらに備えた電動工具の電気的な構成を示す図である。図９に示すように、電動工具本体１００’は、図４に示す構成にさらに、スイッチＳＷ２の接点ｅとダイオードＤ２のアノードとの間にコンデンサＣ１と抵抗素子Ｒ２とを備える本体側ワンショット回路１２１をさらに設ける。即ち、スイッチＳＷ２の接点ｅは、コンデンサＣ１を介してダイオードＤ２のアノードの接続されると共に、抵抗素子Ｒ２を介して接地される。その他の構成は、図４に示す電動工具本体１００の電気的な構成と同様であるので、その説明を省略する。そして、電池パック２００’は、図４に示す構成にさらに、電池側信号電極Ｓｂ４とダイオードＤ４のアノードとの間にコンデンサＣ２と抵抗素子Ｒ３とを備える電池側ワンショット回路２８をさらに設ける。即ち、電池側信号電極Ｓｂ４は、コンデンサＣ２を介してダイオードＤ４のアノードの接続されると共に、抵抗素子Ｒ３を介して接地される。その他の構成は、図４に示す電池パック２００の電気的な構成と同様であるので、その説明を省略する。

図１０は、ワンショット回路を備えた電動工具本体及び電池パックの動作を説明するためのタイムチャートである。上から二次電池２２の両端電圧、過放電信号（放電許可信号）、電動工具本体１００’側のトリガスイッチ１１２、本体側ワンショット回路１２１の出力、本体側制御部１３への給電、ブレーキ、パルス制御部１５及びモータＭ、並びに、電池パック２００側の電池側ワンショット回路２８の出力及び電池側制御部２４への給電を示す。

図１０に示すように、電動工具本体１００’に電池パック２００’が装着され、電動工具本体１００’の受電電極Ｓａ１、受電電極Ｓａ２、本体側信号電極Ｓａ３及び本体側信号電極Ｓａ４が電池パック２００’の給電電極Ｓｂ１、給電電極Ｓｂ２、電池側信号電極Ｓｂ３及び電池側信号電極Ｓｂ４にそれぞれ圧接される。トリガースイッチ１１２が電動工具１０の使用者により操作されると、トリガースイッチ１１２と連動するスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２がオンされる。即ち、スイッチＳＷ１の接点ａが接点ｂに接続され、スイッチＳＷ２の接点ｄが接点ｅに接続される。このため、電池パック２００’に出力すべく、ダイオードＤ１を介して操作開始信号が本体側信号電極Ｓａ４に出力され、バッファＢＦ１を介して本体側制御部１３に稼動制御信号が入力され、本体側ワンショット回路１２１を介してダイオードＤ２に単パルスの電圧が印加され、トランジスタＱ２、Ｑ１が順にオンすることでトランジスタＱ１を介して二次電池２２から本体側制御部１３に電力が供給される。そして、本体側制御部１３は、起動し、電動工具本体１００’の制御を開始し、ダイオードＤ３を介してトランジスタＱ２のベースに電圧を印加することによって、受電電極Ｓａ１からトランジスタＱ１を介した電力の供給を保持する電力供給自己保持制御を行う。

ここで、上述の実施形態に係る電動工具本体１００の動作と本体側ワンショット回路１２１を備えた電動工具本体１００’の動作と異なる点は、ダイオードＤ２には、本体側ワンショット回路１２１を介して電圧が印加されるため、本体側ワンショット回路１２１のコンデンサＣ１及び抵抗素子Ｒ２で決まる時定数のパルス幅Ｔｂ１を持つパルス状の電圧がダイオードＤ２に印加される点である。このため、二次電池２２の充電状態が過放電状態であってトリガスイッチ１１２が操作された場合（図１０の時刻ｔ６１、図５の時刻ｔ９に相当する。）では、トリガスイッチ１１２の操作直後だけパルス状にハイレベルとなり、本体側ワンショット回路１２１の出力がローレベルの信号になった時（図１０の時刻ｔ６２）から所定時間Ｔ２後に本体側制御部１３への給電が停止される（図１０の時刻ｔ６３、図５の時刻ｔ１１に相当する。）ように動作するので、本体側ワンショット回路１２１を備えない上述の電動工具本体１００の較べて、短い時間で本体側制御部１３への給電が停止される。即ち、（時刻ｔ１１−時刻ｔ９）＞（時刻ｔ６３−時刻ｔ６１）である。よって、二次電池２２の充電状態が過放電状態の場合に、直ちに、二次電池２２の放電が停止されるので、二次電池２２の性能劣化をより防止することができる。

一方、図１０に示すように、電池パック２００’が電動工具本体１００’に装着され、トリガースイッチ１１２が電動工具１０の使用者により操作されと（時刻ｔ２１）、トリガースイッチ１１２と連動するスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２がオンする。このため、上述したように、ダイオードＤ１を介して操作開始信号が本体側信号電極Ｓａ４に出力され、この操作開始信号が電池側信号電極Ｓｂ４に入力される。その結果、受電電極Ｓａ１に印加されている電圧がスイッチＳＷ２、ダイオードＤ１、本体側信号電極Ｓａ４、電池側信号電極Ｓｂ４、電池側ワンショット回路２８及びダイオードＤ４を介してトランジスタＱ５のベースに単パルスで印加される。そうするとトランジスタＱ５がオンしてトランジスタＱ４がオンすることによって、二次電池２２からトランジスタＱ４を介して電圧測定部２３及び電池側制御部２４に電力が供給される。そして、電池側制御部２４は、起動し、二次電池２２の保護するための制御を開始する。そして、電池側制御部２４は、二次電池２３の充電状態を判定し、この判定した充電状態に応じてダイオードＤ５を介してトランジスタＱ５のベースに電圧を印加する時間を制御することによって二次電池２２から電力の供給を受ける時間を制御する。

ここで、上述の実施形態に係る電池パック２００の動作と電池側ワンショット回路２８を備えた電池パック２００’の動作と異なる点は、ダイオードＤ４には、電池側ワンショット回路２８を介して電圧が印加されるため、電池側ワンショット回路２８のコンデンサＣ２及び抵抗素子Ｒ３で決まる時定数のパルス幅Ｔｂ２を持つパルス状の電圧がダイオードＤ４に印加される点である。このため、二次電池２２の充電状態が過放電状態であってトリガスイッチ１１２が操作された場合（図１０の時刻ｔ６１、図６の時刻ｔ３１に相当する。）では、トリガスイッチ１１２の操作直後だけパルス状にハイレベルとなり、電池側ワンショット回路２８の出力がローレベルの信号になった時（図１０の時刻ｔ６２）から所定時間Ｔ５後に本体側制御部１３への給電が停止される（図１０の時刻ｔ６３、図６の時刻ｔ３３に相当する。）ように動作するので、電池側ワンショット回路２８を備えない上述の電池パック２００の較べて、短い時間で電池側制御部２４への給電が停止される。即ち、（時刻ｔ３３−時刻ｔ３１）＞（時刻ｔ６３−時刻ｔ６１）である。なお、図１０に示す例では、所定時間Ｔ２と所定時間Ｔ５とは、同一の時間に設定されている。よって、二次電池２２の充電状態が過放電状態の場合に、直ちに、二次電池２２の放電が停止されるので、二次電池２２の性能劣化をより防止することができる。

また、上述の実施形態では、操作スイッチの一例であるトリガスイッチは、オンオフするだけでなく操作量に応じてモータＭに供給する電力量を変化させるものであったが、本発明に係る操作スイッチは、単に、オンオフするものでもよい。

実施形態に係る充電式の電動工具の要部を示す外観構成図である。 電池パックの残容量表示部を示す図である。 電動工具本体の装着部に電池パックが装着された状態を示す図である。 実施形態に係る充電式の電動工具の電気的な構成を示すブロック図である。 実施形態に係る電動工具本体の動作を説明するためのタイムチャートである。 実施形態に係る電池パックの動作を説明するためのタイムチャートである。 実施形態に係る電池側制御部の動作を示すフローチャートである。 過放電判定閾値が一定の場合におけるタイムチャート及び瞬時過放電判定閾値を用いる場合におけるタイムチャートを示す図である。 ワンショット回路をさらに備えた電動工具の電気的な構成を示す図である。 ワンショット回路を備えた電動工具本体及び電池パックの動作を説明するためのタイムチャートである。

符号の説明

１０ 電動工具
１１ 操作信号生成部
１２ 本体側給電制御部
１３ 本体側制御部
１４ 電圧測定部
１５ パルス制御部
２１ 電池側給電制御部
２２ 二次電池
２３ 電圧測定部
２４ 電池側制御部
２５ 残容量表示部
２６ 電池温度測定部
２７ 記憶部
２８ 電池側ワンショット回路
１００、１００’ 電動工具本体
１１１ 本体側制御回路部
１２１ 本体側ワンショット回路
２００、２００’ 電池パック
２１１ 電池側制御回路部
Ｃｅ１〜Ｃｅｎ 電池セル
Ｑ１〜Ｑ５ トランジスタ
Ｄ１〜Ｄ５ ダイオード
Ｒ１〜Ｒ３ 抵抗素子
Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ
ＢＦ１、ＢＦ２ バッファ
ＳＷ１、ＳＷ２ スイッチ
Ｔｈ サーミスタ
Ｍ モータ
Ｓａ１、Ｓａ２ 受電電極
Ｓａ３、Ｓａ４ 本体側信号電極
Ｓｂ３、Ｓｂ４ 電池側信号電極
Ｓｂ１、Ｓｂ２ 給電電極

Claims (9)

1. 負荷と、前記負荷を稼動するための操作スイッチと、電力の供給を受けるための受電電極と、前記操作スイッチの操作に応じて前記受電電極から前記負荷に供給する電力を制御する本体側制御部とを備える電気機器本体と、
   電池と、前記受電電極へ前記電池から電力を供給するための給電電極と、前記電池の性能劣化を抑制するように前記電池から前記給電電極に供給する電力を制御する電池側制御部とを備える電池パックとを備える電気機器において、
   前記電気機器本体は、
   前記操作スイッチが操作された場合に前記操作スイッチが操作されたことを示す操作開始信号を生成する信号生成部と、
   前記信号生成部で生成した操作開始信号を出力するための本体側信号電極とをさらに備え、
   前記電池パックは、
   前記本体側信号電極から前記操作開始信号を入力するための電池側信号電極と、
   前記電池側信号電極から前記操作開始信号が入力された場合に、前記電池から前記電池側制御部へ電力の供給を開始する給電部とをさらに備えること
   を特徴とする電気機器。
2. 前記信号生成部は、前記操作スイッチの操作が解除された場合に前記操作スイッチの操作が解除されたことを示す操作終了信号をさらに生成し、
   前記本体側信号電極は、前記信号生成部で生成した操作終了信号をさらに出力し、
   前記電池パックは、前記電池の充電状態を検出するための検出部をさらに備え、
   前記電池側信号電極は、前記本体側信号電極から前記操作終了信号がさらに入力され、
   前記電池側制御部は、前記電池側信号電極から前記操作終了信号が入力された場合に、前記検出部で検出した前記電池の充電状態に応じて、前記給電部により電力を供給する時間を変更すること
   を特徴とする請求項１に記載の電気機器。
3. 前記電池側制御部は、前記電池側信号電極から前記操作終了信号が入力された場合に、前記検出部で検出した前記電池の充電状態が第１充電状態である場合には前記給電部により第１時間で電力を供給し、前記検出部で検出した前記電池の充電状態が前記第１充電状態より残容量が少ない第２充電状態である場合には前記給電部により前記第１時間より短い第２時間で電力を供給し、そして、前記検出部で検出した前記電池の充電状態が前記第２充電状態より残容量が少ない第３充電状態である場合には前記給電部により前記第２時間より短い第３時間で電力を供給すること
   を特徴とする請求項２に記載の電気機器。
4. 前記電池側制御部は、前記検出部で検出した前記電池の充電状態が過放電状態である場合に前記電池の充電状態が過放電状態であることを示す過放電信号を前記電気機器本体にさらに出力するものであって、前記電池側信号電極から前記操作開始信号が入力された後の所定時間内は、前記過放電状態を判定する過放電判定閾値を他の時間に用いる過放電判定閾値よりも小さい値にすること
   を特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電気機器。
5. 前記検出部で検出した前記電池の充電状態を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記電池側制御部は、前記電池側信号電極から前記操作終了信号が入力された場合に、前記検出部で検出した前記電池の充電状態を前記記憶部に記憶して、前記検出部で検出した前記電池の充電状態に代えて前記記憶部に記憶した前記電池の充電状態に応じて、前記給電部により電力を供給する時間を変更すること
   を特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載の電気機器。
6. 前記操作開始信号は、前記操作スイッチの操作に同期した単パルスであり、
   前記電池側制御部は、前記検出部で検出した前記電池の充電状態が過放電状態である場合には前記給電部による電力の供給を停止すること
   を特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載の電気機器。
7. 前記検出部で検出した前記電池の充電状態を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記電池側制御部は、前記検出部で検出した前記電池の充電状態が過放電状態である場合に前記記憶部に前記電池の充電状態が過放電状態であることを記憶すると共に、前記電池側信号電極から前記操作開始信号が入力された場合であって前記記憶部に記憶されている前記電池の充電状態が過放電状態である場合には前記給電部による電力の供給を停止すること
   を特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載の電気機器。
8. 過放電状態の回数を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記電池側制御部は、前記検出部で検出した前記電池の充電状態が過放電状態である場合の回数をカウントして前記記憶部に記憶すると共に、前記電池側信号電極から前記操作開始信号が入力された場合であって前記記憶部に記憶されている過放電状態の回数が所定値以上である場合には前記給電部による電力の供給を停止すること
   を特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載の電気機器。
9. 前記電池は、リチウムイオン二次電池であること
   を特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の電気機器。

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