JP2012051085A

JP2012051085A - 電池パック

Info

Publication number: JP2012051085A
Application number: JP2010196858A
Authority: JP
Inventors: Tadaaki Fukumoto; 匡章福本
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2012-03-15
Anticipated expiration: 2030-09-02
Also published as: GB201303908D0; US20130147436A1; WO2012029605A1; GB2496357A; JP5524772B2

Abstract

【課題】電動工具を購入・維持する際の費用を抑制することが可能な手段を提供する。
【解決手段】電池パック１０に、電動工具１の使用に応じて発生する使用料金を算出するための情報を検出するための検出部１２Ａ（使用履歴記憶部１２）を設ける。これにより、少なくとも電池パック１０については、電動工具１の使用に応じた使用料金の請求とすることが可能となるので、電動工具１を購入・維持する際の費用を抑制することが可能なる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動工具に着脱可能に装着され、その電動工具に電力を供給する電動工具用の電池パックに関するものである。

例えば、特許文献１に記載の充電器では、課金用カードをカードリーダに挿入する、又は現金を現金投入口に投入することにより、電動工具に充電することができる。

特開平１０−３０７９６１号公報

ところで、電動工具に着脱可能に装着される電池パックは高価であることに加え、電池パック（特に、電池部）は、消耗品であるので、ユーザが電動工具を購入・維持する際の費用が大きくならざるを得ない。

本発明は、上記点に鑑み、ユーザが電動工具を購入・維持する際の費用を抑制することが可能な手段を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、電動工具（１）に着脱可能に装着され、その電動工具（１）に電力を供給する電動工具用の電池パックであって、充放電可能な電池部（１１）と、電動工具（１）の使用に応じた使用料金を算出するための情報を演算する料金算出情報検出部（１２Ａ）とを備えることを特徴とする。

これにより、請求項１に記載の発明では、電動工具のうち少なくとも電池パック（１０）については、メーカ（販売店）が電動工具（１）の使用に応じた使用料金の請求をすることが可能となるので、ユーザが電動工具を購入・維持する際の費用を抑制することが可能なる。

また、請求項２に記載の発明では、使用料金についての決済情報が記憶された決済情報記憶部（１３）と、料金算出情報検出部（１２Ａ）の検出結果に基づいて使用料金を算出し、その算出された使用料金及び決済情報記憶部（１３）に記憶されている決済情報に基づいて、電池部（１１）の放電作動及び充電作動のうち少なくとも一方の作動を許可又は禁止する充放電制御部（１４）とを備えることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明では、充放電制御部（１４）は、決済情報記憶部（１３）に記憶されている決済情報に基づき、算出された使用料金が支払い済みであるか否かを判断して作動の許可又は禁止を決定することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明では、充放電制御部（１４）は、決済情報記憶部（１３）に記憶されている決済情報に基づき、算出された使用料金が支払い済み金額を超過しているか否かを判断し、充放電制御部（１４）により、算出された使用料金が支払い済み金額を超過していると判断された場合には、超過使用料金を示す情報が記憶されることを特徴とする。

さらに、請求項５に記載の発明では、決済情報記憶部（１３）に読み書き可能に接続するための接続部（１５）が設けられていることを特徴とする。
因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。

電子決済システムの概要を示すブロック図である。課金体系を示すグラフである。電池パック１０と電動工具１との接続関係を示す図である。電池パック１０と充電器２０との接続関係を示す図である。本発明の第１実施形態に係る電池パック１０とサービス端末４０等との接続関係を示す図である。本発明の第３実施形態に係る電池パック１０とサービス端末４０等との接続関係を示す図である。

本実施形態は、電子決済システムに本発明に係る電動工具用の電池パックを用いたものであり、以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（第１実施形態）
１．電子決済システムの概要（図１参照）
本実施形態に係る電子決済システムは、電池パック１０の購入費用に代えて、電動工具１の使用に応じた電池パック１０の使用料金を電子的手続きにより決済することにより、電動工具１（電池パック１０を含む。）を購入・維持する際の費用を抑制するものである。

そして、電子決済システムは、電池パック１０、インターネット等の外部通信網と接続して情報通信を行うコンピュータ３０、及びコンピュータ３０と電池パック１０とを接続するためのサービス端末４０等から構成されている。

なお、本実施形態では、コンピュータ３０には、通信網（通信ネットワーク）に接続して決済を行うための電子決済プログラム、及びサービス端末４０を介して電池パック１０と情報通信を行うための端末通信機能プログラムが組み込まれ、サービス端末４０には、電池パック１０とコンピュータ３０との間の情報通信を中継するためのデータ通信部４１が組み込まれている。

電池パック１０は、充放電可能な二次電池からなる電池部１１、電池部１１の入出力電流値、通電時間、電流入出力時の電圧値及び温度を検出する検出部１２Ａとその検出した値及び電池部１１の種別を記憶する記憶部１２Ｂとからなる使用履歴記憶部１２、使用料金についての決済情報が記憶された決済情報記憶部１３、並びに電池部１１の放電作動及び充電作動を許可又は禁止する充放電制御部１４等から構成されている。

なお、電動工具１、使用履歴記憶部１２、決済情報記憶部１３及び充放電制御部１４は、電池部１１から電力の供給を受けている。
また、使用履歴記憶部１２（記憶部１２Ｂ）及び決済情報記憶部１３は、読み書き可能な記憶手段であって、電力供給が停止した状態でも情報を保持することが可能な不揮発性記憶手段（例えば、フラッシュメモリ）にて構成されている。

そして、充放電制御部１４は、使用履歴記憶部１２に記憶されている電流値等の情報、及び料金マップ（図２参照）等に基づいて使用料金を算出し、この算出した使用料金と決済情報記憶部１３に記憶されている決済情報とを比較して電池部１１の充放電を制御する。なお、具体的な充放電制御は、後述する。

因みに、料金マップ及び充放電制御部１４の作動させるためのプログラム等は、充放電制御部１４に設けられた不揮発性記憶手段（以下、メモリ部という。）に予め記憶されている。

２．使用料金の算出（図２参照）
電動工具１の使用時において、電池パック１０の放電負荷（使用負荷）が大きくなると、放電負荷が小さい場合に比べて、電池パック１０（電池部１１）が早期に劣化してしまう可能性が高くなる。

そこで、本実施形態では、使用電力量に対して線形的（比例的）に使用料金を決定するのではなく、使用負荷に応じた重み付けを行って使用料金を決定している。具体的には、電池パック１０が満充電状態にあるときから深放電状態にとなるまでを１サイクルとして、１サイクル当たりの平均放電電流に応じて課金率を変更することにより、使用負荷に応じた重み付けを行った使用料金を決定している。

つまり、通常の電池パック１０においては、図２の実線グラフに示されるように、１サイクル当たりの平均放電電流が１０Ａ以下の場合には課金率は１０（円／Ｗｈ）となり、１サイクル当たりの平均放電電流が３０Ａの場合には課金率は３０（円／Ｗｈ）となる。

なお、短時間で充電することが可能な急速充電対応の電池パック１０は、通常の電池パック１０に比べて電池部１１の製造原価が高いので、本実施形態では、図２の一点鎖線グラフに示されるように、急速充電対応電池パックの課金率を通常電池パックに比べて、高い課金率に設定されている。

したがって、充放電制御部１４は、使用履歴記憶部１２に記憶されている情報に基づいて、１サイクル当たりの平均放電電流及び電池パック１０の種別（急速充電対応の電池パック１０であるか否か）を決定した後、図２に示すマップに基づいて課金率を決定し、使用電力量に基づいて使用料金を算出する。

３．充放電制御（電池部１１の放電作動及び充電作動を許可又は禁止）
３．１．放電制御（図３参照）
電動工具１は、電池パック１０から電力の供給を受けて回転する電動モータ２、ユーザの手動操作により開閉される手動スイッチ３、充放電制御部１４から出力される制御信号に従って開閉される制御スイッチ４、及び制御信号に基づいて実際に制御スイッチ４を開閉作動させる放電制御部５等から構成されている。

そして、手動スイッチ３及び制御スイッチ４は、電池パック１０から電動モータ２への電力回路６に直列に配設されて電力回路６を開閉する。このため、両スイッチ３、４が共に閉じられたときに限り、電動モータ２が回転する。

また、放電制御部５は、放電を許可する旨の制御信号が充放電制御部１４から出力されているときには、制御スイッチ４を閉じて電動モータ２に電力を供給可能とし、一方、放電を許可する旨の制御信号が出力されていないとき、つまり放電を禁止する旨の制御信号が充放電制御部１４から出力されているときには、制御スイッチ４を開いて電動モータ２への電力供給を禁止する。

そして、充放電制御部１４は、決済情報記憶部１３に記憶されている決済情報に基づき、算出された使用料金が支払い済み使用料金（残高料金）以下であるか否かを判断し、支払い済み使用料金以下であると判断したときには、放電を許可する旨の制御信号を出力する。

このとき、充放電制御部１４は、支払い済み使用料金（残高料金）から算出された使用料金を差し引いて決済情報を更新するとともに、その更新された決済情報を決済情報記憶部１３に記憶させる。

また、充放電制御部１４は、支払い済み使用料金を超過していると判断したときには、決済情報記憶部１３に超過使用料金を示す情報を記憶させ、かつ、超過使用料金が予め設定された料金を超えるまで放電を許可する旨の制御信号を出力する。

そして、超過使用料金が予め設定された料金を超えたときには、充放電制御部１４は、放電を禁止する旨の制御信号を出力し、一方、放電制御部５は、放電を禁止する旨の制御信号を受信すると、警告灯（図示せず。）等を点灯又は点滅させてその旨を報知する。

なお、充放電制御部１４は、決済情報記憶部１３に記憶されている超過使用料金（決済情報）を電動工具１の使用と同期して更新するとともに、その更新された決済情報を決済情報記憶部１３に記憶させる。

ところで、使用料金を算出するには、１サイクル当たりの平均放電電流を算出して課金率を決定する必要がある。そこで、本実施形態に係る充放電制御部１４は、電池部１１の電圧が深放電とみなすことができる所定電圧（以下、深放電電圧という。）以下となった時以降であって、電動工具１が停止しているとき又は充電が開始されたときに、使用料金が支払い済み使用料金（残高料金）以下であるか否かを判断する。

つまり、多くのユーザは、電池パック１０が満充電状態にあるときから深放電状態にとなるまで電池パック１０（電池部１１）への充電を行わないので、本実施形態では、前回、充電が終了した時から使用料金の算出時までを１サイクルとみなし、使用履歴記憶部１２に記憶されている電流値に基づいて１サイクル分の平均放電電流を決定し、課金率を決定している。因みに、満充電となる前に充電が強制終了された場合には、その強制終了時が「充電が終了した時」となる。

３．２．充電制御（図４参照）
充電器２０は、充放電制御部１４から出力される制御信号に従って開閉される制御スイッチ２１、制御信号に基づいて実際に制御スイッチ２１を開閉作動させる充電制御部２２、及び商用電源から供給される交流電力を所定電圧の直流電源に変換するＳＷ電源２３等から構成されている。

また、充電制御部２２は、充電を許可する旨の制御信号が充放電制御部１４から出力されているときには、制御スイッチ２１を閉じて電池部１１に電力を供給可能とし、一方、充電を許可する旨の制御信号が出力されていないとき、つまり充電を禁止する旨の制御信号が充放電制御部１４から出力されているときには、制御スイッチ２１を開いて電池部１１への電力供給を禁止する。

そして、電池パック１０が充電器２０に装着されると、原則として、充電を許可する旨の制御信号が充放電制御部１４から出力されて電池部１１に電圧が印加されるため、電池部１１への充電が開始される。その後、電池部１１の電圧が満充電を示す電圧（以下、満充電電圧という。）以上となったときに、充電が完了したものとみなして、充放電制御部１４から充電を禁止する旨の制御信号が出力される。

なお、電池部１１の温度又は入力電流値が所定位置以上となった場合には、電池部１１の電圧が満充電電圧未満であっても、充電を禁止する旨の制御信号が充放電制御部１４から出力されて充電が強制終了される。

４．支払い済み使用料金の積増決済、及び超過使用料金の決済（図５参照）
電池パック１０には、決済情報記憶部１３及び使用履歴記憶部１２とサービス端末４０とを接続するための接続部１５、１６が設けられており、コンピュータ３０は、サービス端末４０のデータ通信部４１を介して決済情報記憶部１３に記憶されている決済情報を読み書き（変更）することができる。

すなわち、コンピュータ３０と決済銀行等との間でデータ通信が行われ、支払い済み使用料金の積増決済、及び超過使用料金の決済を行うための電子決済処理が完了すると、決済が完了した旨の処理信号が決済銀行等からコンピュータ３０に送信されるとともに、コンピュータ３０は、データ通信部４１を介して決済情報記憶部１３に記憶されている決済情報を電子決済処理完了後の決済情報に変更する。

また、サービス端末４０には、電子決済処理の内容及び電子決済処理完了後の決済情報を表示する情報表示部４２、並びに決済情報の履歴情報等を記憶する情報記憶部４３等が設けられている。

因みに、本実施形態では、電池パック１０の負極側とサービス端末４０の接地側とを導通させることにより、サービス端末４０の基準電位と電池パック１０（決済情報記憶部１３）の基準電位とを一致させて通信エラーの発生を防止している。

５．本実施形態に係る電池パック及び電子決済システムの特徴
本実施形態では、上述したように、電動工具１のうち少なくとも電池パック１０については、メーカ（販売店）が電動工具１の使用に応じた使用料金を請求することが可能となるので、ユーザが電動工具１を購入・維持する際の費用を抑制することが可能なる。

６．発明特定事項と実施形態との対応関係
本実施形態では、使用履歴記憶部１２の検出部１２Ａが特許請求の範囲に記載された料金算出情報検出部に相当する。

（第２実施形態）
第１実施形態では、電動工具１の使用時、つまり放電時に使用料金の算出や決済情報の更新等を行ったが、本実施形態は、電池パック１０に充電する際に決済情報の更新等を行うものである。

すなわち、図４に示すように、電池パック１０が充電器２０に装着されると、充放電制御部１４は、前回の充電時から今回の充電時までの分として使用履歴記憶部１２に記憶されている情報に基づいて、１サイクル当たりの平均放電電流及び電池パック１０の種別（急速充電対応の電池パック１０であるか否か）を決定した後、課金率を決定し、使用電力量に基づいて使用料金を算出する。

次に、充放電制御部１４は、決済情報記憶部１３に記憶されている決済情報に基づき、算出された使用料金が支払い済み使用料金（残高料金）以下であるか否かを判断し、支払い済み使用料金以下であると判断したときには、充電を許可する旨の制御信号を出力する。

また、充放電制御部１４は、支払い済み使用料金を超過していると判断したときには、決済情報記憶部１３に超過使用料金を示す情報を記憶させ、かつ、超過使用料金が予め設定された料金を超えるまで充電を許可する旨の制御信号を出力する。

そして、超過使用料金が予め設定された料金を超えているとき又は超えたときには、充放電制御部１４は、充電を禁止する旨の制御信号を出力するとともに、充電を禁止又は停止する旨の警告灯（図示せず。）等を点灯又は点滅させてその旨を報知する。

なお、充放電制御部１４は、決済情報記憶部１３に記憶されている超過使用料金（決済情報）を充電の進行に応じて更新するとともに、その更新された決済情報を決済情報記憶部１３に記憶させる。

これにより、本実施形態においても、少なくとも電池パック１０については、電動工具１の使用に応じた使用料金を請求することが可能となるので、電動工具１を購入・維持する際の費用を抑制することが可能なる。

（第３実施形態）
上述の実施形態では、電池パック１０に決済情報記憶部１３を有していたが、本実施形態は、図６に示すように、電池パック１０から決済情報記憶部１３を廃止するとともに、使用履歴記憶部１２に記憶されている電流値等及び電池部１１の種類をサービス端末４０を介してコンピュータ３０が読み取るとともに、コンピュータ３０にて使用料金を算出して決済を行うものである。

なお、本実施形態に係る充放電制御部１４は、使用履歴記憶部１２（記憶部１２Ｂ）に記憶されている電流値等に基づいて算出される電力量が所定値を超えたときに、電池パック１０をサービス端末４０に接続して決済を行うべき旨を報知することにより、超過使用料金が過大に大きくなることを防止している。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、使用料金の算出が１サイクル毎に行われていたため、使用履歴記憶部１２は、電動工具１の使用に応じた使用料金を算出するための情報（電流値等）を検出するとともに、その検出した情報を記憶していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、課金率が一定であれば検出した情報を記憶することなく、電動工具１の使用（電池パック１０の放電）と同期して使用料金の算出をしてもよい。

また、上述の実施形態では、電動工具１の使用（電池パック１０の放電）負荷に応じた重み付けを行って使用料金を決定したが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、上述の実施形態では、１サイクル当たりの平均放電電流のみに基づいて、電動工具１の使用（電池パック１０の放電）負荷を決定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、放電電流、放電電圧及び放電時の電池部温度のうち少なくとも１つをパラメータとして使用負荷を決定してもよい。

また、上述の実施形態では、使用料金を電流と電圧との積算であるＷｈにより決定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、電流の積算によるＡｈ、及び充電回数のうち少なくとも１つに基づいて使用料金を決定してもよい。

また、上述の実施形態では、電池パック１０をサービス端末４０を介して通信用の汎用型コンピュータ３０に接続したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば電池パック１０に通信機能を設け、電池パック１０を通信ネットワークに直接接続する、又はサービス端末４０を介さずにコンピュータ３０に直接接続してもよい。

また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

１…電動工具、２…電動モータ、３…手動スイッチ、４…制御スイッチ、
５…放電制御部、６…電力回路、１０…電池パック、１１…電池部、
１２…使用履歴記憶部、１２Ａ…検出部、１２Ｂ…記憶部、１３…決済情報記憶部、
１４…充放電制御部、１５…接続部、２０…充電器、２１…制御スイッチ、
２２…充電制御部、２２…制御スイッチ、３０…コンピュータ、
４０…サービス端末、４１…データ通信部。

Claims

電動工具に着脱可能に装着され、その電動工具に電力を供給する電動工具用の電池パックであって、
充放電可能な電池部と、
電動工具の使用に応じた使用料金を算出するための情報を検出する料金算出情報検出部と
を備えることを特徴とする電池パック。
前記使用料金についての決済情報が記憶された決済情報記憶部と、
前記料金算出情報検出部の検出結果に基づいて使用料金を算出し、その算出された使用料金及び前記決済情報記憶部に記憶されている決済情報に基づいて、前記電池部の放電作動及び充電作動のうち少なくとも一方の作動を許可又は禁止する充放電制御部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
前記充放電制御部は、前記決済情報記憶部に記憶されている決済情報に基づき、算出された前記使用料金が支払い済みであるか否かを判断して前記作動の許可又は禁止を決定することを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
前記充放電制御部は、前記決済情報記憶部に記憶されている決済情報に基づき、算出された前記使用料金が支払い済み金額を超過しているか否かを判断し、
前記充放電制御部により、算出された前記使用料金が支払い済み金額を超過していると判断された場合には、超過使用料金を示す情報が記憶されることを特徴とする請求項２又は３に記載の電池パック。
前記決済情報記憶部に読み書き可能に接続するための接続部が設けられていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の電池パック。