JP2013013184A - 充電システム及びバッテリパック - Google Patents

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Abstract

【課題】バッテリパックとその内部のバッテリを充電する充電装置とからなる充電システムにおいて、バッテリを充電しない待機期間中に充電装置での消費電力を低減する。
【解決手段】充電装置１０には、バッテリＢＴへの充電状態等を表示するための表示部は設けられておらず、バッテリＢＴへの充電状態や残容量は、バッテリＣＰＵ４６により、バッテリパック３０に設けられた３つのＬＥＤ３４ａ〜３４ｃを使って表示される。また、充電装置１０内の充電ＣＰＵ２６には、電源スイッチＳＷ３を介して、バッテリパック３０内の制御用電源回路４０にて生成された電源電圧を供給する。この結果、バッテリＢＴへの充電が不要なときには、充電装置１０での電力消費量を略零にすることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、バッテリを内蔵したバッテリパックと、外部電源から電源供給を受けてバッテリパック内のバッテリを充電する充電装置とからなる充電システム、及び、この充電システムで使用するのに好適なバッテリパック、に関する。
従来、電動工具等で用いられるバッテリパックは、専用の充電装置を用いて充電できるようになっている。
そして、この種の充電装置においては、バッテリを充電しない待機期間中の消費電力を低減するため、例えば、待機期間中は、充電装置へのバッテリパックの装着を検出するための検出電圧を周期的に発生させるとか、或いは、その発生周期を、バッテリの温度上昇に伴う充電待機時よりも長くする、といったことが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
また、充電装置には、外部電源への接続状態やバッテリへの充電状態を表示するための表示ランプが設けられているため、この表示ランプの駆動効率を高めることで、待機期間中の消費電力を低減することも行われている。
特許第４０５２２８４号公報
しかしながら、こうした対策では、待機期間中の充電装置の消費電力を低減することはできても、充電装置において、バッテリパックの装着を検出したり、表示ランプを点灯させる必要があるため、待機期間中の消費電力を略零にまで充分低減することはできなかった。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、バッテリパックとバッテリパック内のバッテリを充電する充電装置とからなる充電システムにおいて、バッテリを充電しない待機期間中に充電装置で消費される消費電力を充分低減できるようにすることを目的とする。
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の充電システムは、バッテリを内蔵したバッテリパックと、このバッテリパック内のバッテリを充電する充電装置とから構成される。
充電装置は、バッテリパックを装着するための装着部と、外部電源から電源供給を受けてバッテリへの充電電圧を生成する充電用電源回路とを備える。そして、充電装置においては、充電制御手段が、装着部に装着されたバッテリパックからの充電要求に従い充電用電源回路からバッテリへ充電電圧を出力させる。
一方、バッテリパックは、バッテリの充電状態を検出する充電状態検出手段を備える。そして、バッテリパックにおいては、充電要求手段が、充電状態検出手段により検出されたバッテリの充電状態に基づき、バッテリへの充電の要否を判定して、バッテリへの充電が必要なときに充電装置に充電要求を出力し、表示制御手段が、充電状態検出手段により検出されたバッテリの充電状態を、バッテリパックの外壁に設けられた表示手段に表示する。
また、バッテリパックには、バッテリから電源供給を受けて電源電圧を生成する制御用電源回路が設けられており、充電状態検出手段、充電要求手段、及び表示制御手段は、この制御用電源回路（換言すればバッテリ）から電源供給を受けて動作する。
従って、充電装置において、バッテリパックから充電要求を受けているとき（換言すればバッテリへの充電が必要なとき）には、充電用電源回路が動作して電力を消費するが、バッテリへの充電が不要なとき（つまり待機期間中）は、充電用電源回路が動作を停止することになる。
また、本発明では、バッテリの充電状態を表示する表示手段が、バッテリパックに設けられており、充電装置側では、バッテリの充電状態を表示する必要がないため、その表示に必要な電力が充電装置側で消費されることはない。
よって、本発明の充電システムによれば、バッテリへの充電が不要な待機期間中に、充電装置が外部電源から電源供給を受けて消費する電力量を零（若しくは略零）にすることができ、充電装置の省電力化を図ることができる。
また、本発明の充電システムによれば、充電装置に表示手段を設ける必要がないため、例えば、充電装置に表示手段を設けた状態で、バッテリへの充電が不要なときに表示手段の表示を消すようにしたときのように、使用者に違和感を与えることはない。
つまり、充電装置に表示手段を設けた場合、表示手段での消費電力を低減するには、バッテリへの充電が不要なときに表示手段の表示を禁止するようにしてもよい。しかし、このようにすると、充電装置が外部電源に接続されているにもかかわらず、表示手段に表示がなされないことがあり、この場合、使用者は、充電装置が故障したと勘違いすることが考えられる。しかし、本発明では、充電装置に表示手段を設ける必要がないので、このようなことが発生するのを防止できる。
ここで、本発明のように、バッテリパックに表示手段及び表示制御手段を設けて、バッテリの充電状態を表示するようにした場合、充電装置の待機期間中の電力消費量は抑えることができるものの、表示手段への表示によってバッテリの電力が消費されてしまう。
このため、表示制御手段は、バッテリへの充電中は表示手段への表示を行い、充電完了後（或いはエラー発生による充電停止後）の待機期間中は、所定時間経過後に表示手段への表示を停止するようにするとよい。
またこの場合、表示制御手段は、表示手段への表示を停止しているときに、使用者がチェックボタンの操作等によって表示指令を入力すると、一時的に、バッテリの状態を表示手段に表示するように構成するとよい。
また、バッテリパックが充電装置に装着されていないときや、装着されていても充電装置が外部電源に接続されていないときには、バッテリが充電されることはないことから、このようなときには、表示制御手段による表示手段への表示を禁止するようにするとよい。
そして、このためには、請求項２に記載の充電システムのように、バッテリパックに、当該バッテリパックが充電装置に装着されていることを検出する装着状態検出手段を設け、この装着状態検出手段にて充電装置への装着が検出されているときに、表示制御手段が、バッテリの充電状態を表示手段に表示するように構成するとよい。
また、請求項２に記載の充電システムは、更に、請求項３に記載のように構成してもよい。
つまり、充電装置には、当該充電装置が外部電源に接続されていて、充電用電源回路からバッテリへの充電が可能であることを検出する外部電源検出手段を設ける。そして、表示制御手段を、装着状態検出手段にてバッテリパックの充電装置への装着が検出され、しかも、外部電源検出手段にて充電装置が外部電源に接続されていることが検出されているとき、バッテリの充電状態を表示手段に表示するように構成する。
従って、このように構成すれば、充電装置からバッテリへの充電が可能なときにだけ、表示手段にバッテリの充電状態を表示できることになり、充電装置からバッテリへの充電ができないときに、表示手段への充電状態の表示よってバッテリが放電されるのを防止できる。
また次に、例えば、電動工具用のバッテリパックには、バッテリの過放電を防止する保護回路が設けられているものが知られているが、こうした保護回路が設けられていないバッテリパックでは、バッテリが完全放電することが考えられる。
そして、バッテリが完全放電すると、バッテリパック内の制御用電源回路が、充電状態検出手段、充電要求手段、表示制御手段等に電源電圧を供給することができないため、充電要求手段から充電装置へ充電要求を出力してバッテリへの充電を開始させることができなくなる。
そこで、このような問題を防止するには、請求項４に記載のように、充電装置に、補助電源回路、操作スイッチ、及び、補助電源停止手段を設けるようにするとよい。
すなわち、請求項４に記載の充電装置においては、外部操作によって操作スイッチが操作されると、補助電源回路が、充電用電源回路から電源供給を受けて、装着部に装着されたバッテリパック内の制御用電源回路の電源出力経路に電源供給を行う。
従って、請求項４に記載の充電システムにおいては、充電装置の装着部に装着されたバッテリパックのバッテリが完全放電されていても、そのバッテリパック内の充電状態検出手段、充電要求手段、表示制御手段等に、電源供給がなされることになる。
そして、このように電源供給がなされると、バッテリパック内の充電状態検出手段、充電要求手段、表示制御手段は、通常通り動作し、充電要求手段は、充電装置に対し充電要求を出力し、充電装置側の充電制御手段は、その充電要求に従い充電用電源回路からバッテリへ充電電圧を出力させる。
この結果、バッテリパック内のバッテリには、充電装置から充電がなされ、その充電により、バッテリパック内の制御用電源回路が、バッテリから電源供給を受けて正常動作するようになる。
そして、このようにバッテリパック内の制御用電源回路が正常動作するようになると、充電装置内の補助電源停止手段が、補助電源回路の動作を停止させる。
従って、請求項４に記載の充電システムによれば、例えば、バッテリパック内のバッテリが完全放電して、制御用電源回路が充電状態検出手段、充電要求手段、表示制御手段等に電源供給することができなくなっても、使用者が充電装置側の操作スイッチを操作することにより、バッテリへの充電を開始して、通常の充電時の動作に移行することができる。
次に、請求項５〜請求項７に記載の発明は、バッテリパックに関する発明である。
そして、請求項５に記載のバッテリパックは、バッテリと、充電状態検出手段と、充電要求手段と、表示制御手段と、制御用電源回路とを備えることから、上述した請求項１に記載の充電システムを構築することができ、請求項１と同様の効果を得ることができる。
また、請求項６に記載のバッテリパックは、請求項５に記載のバッテリパックに、装着状態検出手段を設け、表示制御手段を、この装着状態検出手段にて当該バッテリパックの充電装置への装着が検出されているときに、バッテリの充電状態を表示手段に表示するように構成しているので、上述した請求項２に記載の充電システムを構築することができる。
また、請求項７に記載のバッテリパックは、請求項６に記載のバッテリパックにおいて、表示制御手段を、装着状態検出手段にて当該バッテリパックの充電装置への装着が検出され、しかも、充電装置が外部電源に接続されて当該バッテリパックへの充電が可能なときに、バッテリの充電状態を表示手段に表示するように構成しているので、上述した請求項３に記載の充電システムを構築することができる。
第１実施形態の充電装置及びバッテリパックの外観を表す斜視図である。 図１に示すバッテリパックを裏側からみた状態を表す斜視図である。 充電装置及びバッテリパックの回路構成を表す回路図である。 バッテリの充電状態及び残容量の表示パターン例を表す説明図である。 バッテリＣＰＵにて実行される表示制御処理を表すフローチャートである。 バッテリＣＰＵにて実行される充電制御処理を表すフローチャートである。 第２実施形態の充電装置及びバッテリパックの回路構成を表す回路図である。 第２実施形態の充電ＣＰＵにて実行される充電制御処理を表すフローチャートである。 図８に示した充電制御処理実行時の充電装置及びバッテリパック内各部の動作を表すタイムチャートである。 充電装置の変形例を表す斜視図である。
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］
図１に示すように、本実施形態の充電システムは、例えば、電動ドライバ等、電動工具に着脱自在に装着されて、その動力源である直流モータ等に電源供給を行うバッテリパック３０と、バッテリパック３０を充電するための充電装置１０とから構成されている。
充電装置１０は、外部電源（一般に商用電源：交流電圧（ＡＣ））から電源供給を受けてバッテリ充電用の充電電圧（直流電圧（ＤＣ））を生成し、バッテリパック３０内のバッテリＢＴ（図３参照）に電源供給を行うものであり、上面にバッテリパック３０を装着（換言すれば載置）するための装着部１２を備える。
装着部１２は、バッテリパック３０をスライドさせて装着できるように、バッテリパック３０の裏面形状（図２参照）に対応して形成されている。また、装着部１２には、バッテリパック３０の装着時に、バッテリパック３０の裏面に形成されたコネクタ部３２と嵌合可能な端子部１４が形成されている。
そして、充電装置１０の端子部１４及びバッテリパック３０のコネクタ部３２には、それぞれ、バッテリパック３０を充電装置１０の装着部１２に装着した際、相互に接続される複数対の端子Ｔ１〜Ｔ７、Ｕ１〜Ｕ７が設けられている（図３参照）。
また、バッテリパック３０において、充電装置１０に装着した際に上面となる外壁には、使用者がバッテリＢＴの状態（残容量等）を確認するために操作するチェックボタン３３、及び、バッテリＢＴの充電状態や残容量を表示するための表示部３４が設けられている。
この表示部３４は、３つの発光ダイオード（ＬＥＤ）３４ａ〜３４ｃからなり、この３つのＬＥＤ３４ａ〜３４ｃの点灯状態により、バッテリＢＴの充電状態や残容量を表示する。
なお、本実施形態では、この３つのＬＥＤ３４ａ〜３４ｃの色は、赤、緑、緑に設定されており、バッテリＢＴの充電状態や残容量に応じて、図４に例示する表示パターンにて点灯される。
次に、充電装置１０及びバッテリパック３０の回路構成を、図３を用いて説明する。
図３に示すように、充電装置１０には、外部電源の電源コンセントから交流電力を取り込むための電源プラグ１６、電源プラグ１６を介して取り込んだ交流電力を全波整流する整流回路１８、及び、整流回路１８からの整流出力を受けて充電電圧（直流電圧（ＤＣ））を生成する充電用電源回路２０が備えられている。
充電用電源回路２０には、整流回路１８側を一次側、充電電圧の出力側を二次側とする変圧用のトランスが内蔵されており、充電用電源回路２０は、整流回路１８から平滑用のコンデンサ（図示せず）を介して入力される直流電圧を、トランスを用いて降圧することで、一定の充電電圧（直流電圧（ＤＣ））を生成する。
そして、充電用電源回路２０にて生成された充電電圧は、充電装置１０にバッテリパック３０が装着されているとき、充電装置１０側の充電端子Ｔ１及びグランド端子Ｔ７、バッテリパック３０側の充電端子Ｕ１及びグランド端子Ｕ７を介して、バッテリパック３０に出力される。
なお、充電端子Ｔ１、Ｕ１は、充電用電源回路２０の正電圧出力側に接続されて、バッテリ充電用の正の充電ラインを形成するものであり、グランド端子Ｔ７、Ｕ７は、充電用電源回路２０の負極側に接続されて、充電装置１０及びバッテリパック３０共通のグランドラインを形成するものである。
次に、充電装置１０において、充電用電源回路２０から充電端子Ｔ１に至る充電ラインには、充電装置１０に内蔵された充電制御用のＣＰＵ（以下、充電ＣＰＵという）２６によりＯＮ・ＯＦＦされる充電スイッチＳＷ１が設けられている。
また、充電用電源回路２０には、充電ＣＰＵ２６によりＯＮ・ＯＦＦされることにより、当該充電用電源回路２０を動作・停止を切り換える駆動スイッチＳＷ２が設けられている。
また、整流回路１８の出力側に設けられるコンデンサＣ１は、一端が、抵抗Ｒ１及び発光ダイオード２２ａを介して整流回路１８の正極側に接続され、他端が、整流回路１８の負極側に接続されている。
また、抵抗Ｒ１と発光ダイオード２２ａとの直列回路には、ダイオードＤ１が並列接続されており、コンデンサＣ１には、抵抗Ｒ２とフォトトランジスタ２４ｂとの直列回路が並列接続されている。
なお、ダイオードＤ１は、カソードが整流回路１８の正極側に接続され、アノードが発光ダイオード２２ａとコンデンサＣ１との接続点に接続されている。
また次に、充電装置１０には、バッテリパック３０が装着されているとき、バッテリパック３０の電源端子Ｕ２に接続されて、充電ＣＰＵ２６駆動のための電源電圧を取り込むための電源端子Ｔ２が設けられており、充電ＣＰＵ２６には、この電源端子Ｔ２からダイオードＤ２を介して電源供給がなされる。
なお、充電ＣＰＵ２６の負極側は、充電用電源回路２０から出力端子Ｔ７に至るグランドラインに接続されている。
また、充電装置１０には、バッテリパック３０が装着された際に、バッテリパック３０側の端子Ｕ３〜Ｕ６にそれぞれ接続される端子Ｔ３〜Ｔ６が設けられている。
ここで、端子Ｕ３は、バッテリパック３０内でグランドラインに接続され、端子Ｔ３は、充電装置１０内で、抵抗Ｒ５を介して充電ＣＰＵ２６の電源ラインに接続されると共に、充電ＣＰＵ２６に接続されている。このため、充電ＣＰＵ２６は、端子Ｔ３の電位から、バッテリパック３０が充電装置１０に装着されているか否かを判定できる。
また、端子Ｔ４は、充電装置１０内でグランドラインに接続され、端子Ｕ４は、バッテリパック３０内で、抵抗Ｒ６を介して充電制御用のＣＰＵ（以下、バッテリＣＰＵという）４６の電源ラインに接続されると共に、バッテリＣＰＵ４６に接続されている。このため、バッテリＣＰＵ４６は、端子Ｕ４の電位から、バッテリパック３０が充電装置１０に装着されているか否かを判定できる。
また、端子Ｔ５、Ｕ５は、充電装置１０及びバッテリパック３０内で、充電ＣＰＵ２６及びバッテリＣＰＵ４６に夫々接続されることにより、これら各ＣＰＵ２６、４６間をデータ通信可能に接続するための端子である。
また、端子Ｕ６は、バッテリパック３０内で、抵抗Ｒ７を介してバッテリＣＰＵ４６の電源ラインに接続されると共に、バッテリＣＰＵ４６に接続されており、端子Ｔ６は、フォトトランジスタ２２ｂを介してグランドラインに接地されている。
このフォトトランジスタ２２ｂは、充電用電源回路２０の一次側に設けられた発光ダイオード２２ａと共にフォトカプラを構成しており、電源プラグ１６が外部電源の電源コンセントに接続されてから抵抗Ｒ１、発光ダイオード２２ａ、コンデンサＣ１を通じてＣ１が充電されるまで、或いは、フォトトランジスタ２４ｂに電流が流れたときに、ＯＮ状態となる。
このため、バッテリパック３０内のバッテリＣＰＵ４６は、フォトトランジスタ２２ｂがＯＮ状態となって端子Ｕ６の電位が変化することにより、電源プラグ１６（換言すれば、充電装置１０）が外部電源に接続されていることを検知できることになる。
なお、充電装置１０において、充電ＣＰＵ２６には、抵抗Ｒ４を介してトランジスタＱ１のベースが接続され、充電ＣＰＵ２６は、このトランジスタＱ１をＯＮ・ＯＦＦできるようにされている。
そして、このトランジスタＱ１のエミッタは、グランドラインに接地され、トランジスタＱ１のコレクタは、抵抗ｒ３及び発光ダイオード２４ａを介して充電ＣＰＵ２６の電源ラインに接続されている。
発光ダイオード２４ａは、充電用電源回路２０の一次側に設けられたフォトトランジスタ２４ｂと共にフォトカプラを構成しており、充電ＣＰＵ２６によりトランジスタＱ１がＯＮ状態に制御されると、フォトトランジスタ２４ｂがＯＮ状態となる。
このため、電源プラグ１６が外部電源に接続されていれば、発光ダイオード２２ａに電流が流れて、発光ダイオード２２ａが発光し、フォトトランジスタ２２ｂがＯＮ状態となって、バッテリパック３０のバッテリＣＰＵ４６がその旨を検知できるようになる。
また、フォトトランジスタ２２ｂがＯＮ状態を維持すると、常に電力消費されてしまう。そのため、充電ＣＰＵ２６はバッテリＣＰＵ４６から端子Ｕ５、Ｔ５を通じて外部電源接続確認の指示があるときのみ、フォトトランジスタ２２ｂをＯＮする。
次に、バッテリパック３０には、バッテリパック３０内のバッテリＣＰＵ４６や充電装置１０内の充電ＣＰＵ２６に電源供給を行うための電源電圧を生成する制御用電源回路４０が設けられている。
この制御用電源回路４０は、充電端子Ｕ１からバッテリＢＴの正極側に至る充電ラインと、バッテリＢＴの負極側からグランド端子Ｕ７に至るグランドラインとの間に設けられている。
このため、制御用電源回路４０は、充電装置１０からバッテリパック３０に充電電圧が供給されていないときにでも、バッテリＢＴから電源供給を受けて電源電圧を生成することができる。
また、制御用電源回路４０からバッテリＣＰＵ４６に至る電源供給経路は、バッテリＣＰＵ４６によりＯＮ・ＯＦＦされる電源スイッチＳＷ３を介して、端子Ｕ２が接続されており、充電装置１０内の充電ＣＰＵ２６には、電源スイッチＳＷ３がＯＮ状態であるとき、制御用電源回路４０から電源供給がなされる。
また、制御用電源回路４０からバッテリＣＰＵ４６に至る電源供給経路には、抵抗Ｒａ〜Ｒｃを介して、表示部３４を構成するＬＥＤ３４ａ〜３４ｃのアノードが接続されている。
そして、バッテリＣＰＵ４６は、これら各ＬＥＤ３４ａ〜３４ｃのカソードをグランドラインに接続するか、オープン状態にするかを切り換えることで、各ＬＥＤ３４ａ〜３４ｃを点灯・消灯、或いは点滅させる。
また、バッテリパック３０には、バッテリＢＴの電圧、電流、温度等、バッテリＢＴの状態を検出するための制御ＩＣ４２が設けられている。この制御ＩＣ４２は、バッテリＣＰＵ４６によりＯＮ・ＯＦＦされる駆動スイッチＳＷ４を介して、制御用電源回路４０から電源供給を受けることにより動作し、その動作によって検出されるバッテリ状態は、ＣＰＵ４６に入力される。
また、バッテリＣＰＵ４６には、使用者によりチェックボタン３３が操作されることによりＯＮ・ＯＦＦされる操作スイッチＳＷ５が接続されている。
上記のように構成された本実施形態の充電システムにおいて、充電装置１０内の充電ＣＰＵ２６は、装着部１２に装着されたバッテリパック３０から電源スイッチＳＷ３を介して電源電圧が供給されることにより起動する。
また、バッテリパック３０内のバッテリＣＰＵ４６は、通常時にはバッテリＢＴの電力を消費しないようにスリープ状態となっており、使用者がチェックボタン３３を操作することにより操作スイッチＳＷ５がＯＮ状態となるか、或いは、バッテリパック３０が充電装置１０に装着されて、端子Ｕ４がグランドラインに接地されると起動する。
また、バッテリＣＰＵ４６は、バッテリパック３０が充電装置１０に装着された状態で、充電装置１０の電源プラグ１６が外部電源に接続されて、端子Ｕ６がフォトトランジスタ２２ｂを介してグランドラインに接地されたときにも起動する。
そして、バッテリＣＰＵ４６は、操作スイッチＳＷ５がＯＮ状態となって起動した際、若しくは、起動後の動作中に操作スイッチＳＷ５がＯＮ状態になった際には、図５に示す表示制御処理を実行する。
また、バッテリＣＰＵ４６は、バッテリパック３０が充電装置１０に接続されて起動するか、或いは、バッテリパック３０が充電装置１０に接続されているときに充電装置１０の電源プラグ１６が外部電源に接続されて起動した際には、図６に示す充電制御処理を実行する。
以下、このようにバッテリＣＰＵ４６にて実行される表示制御処理及び充電制御処理について説明する。
図５に示すように、表示制御処理では、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、バッテリパック３０が充電装置１０に接続されているか否かを判断し、バッテリパック３０が充電装置１０に接続されていれば、Ｓ１２０に移行する。
そして、Ｓ１２０では、バッテリＣＰＵ４６は、今まで、バッテリＢＴへの『充電完了』若しくは『エラー』によってスリープ状態になっていたか否かを判断する。
Ｓ１２０にて、バッテリＣＰＵ４６は、今までスリープ状態になっていたと判断すると、Ｓ１３０に移行して、前回の充電停止時の状態（充電完了又はエラー）を、表示部３４に表示する。具体的には、ＬＥＤ３４ａ〜３４ｃを図４に示す充電状態の表示パターン（充電完了又はエラー）にて駆動する。
一方、Ｓ１１０にて、バッテリパック３０が充電装置１０に接続されていないと判断されるか、或いは、Ｓ１２０にて、今までスリープ状態になっていないと判断されると、Ｓ１４０に移行する。
そして、Ｓ１４０では、制御ＩＣ４２の駆動スイッチＳＷ４をＯＮして、制御ＩＣ４２からバッテリＢＴの残容量を読み込み、その残容量を表示部３４に表示する。具体的には、ＬＥＤ３４ａ〜３４ｃを図４に示す残容量の表示パターンで駆動する。
また、このようにＳ１３０又はＳ１４０にて表示部３４への充電状態若しくは残容量の表示を行うと、Ｓ１５０に移行して、一定時間が経過したか否かを判断することにより、一定時間が経過するのを待つ。
そして、一定時間が経過すると、Ｓ１６０に移行して、表示部３４への表示（換言すればＬＥＤ３４ａ〜３４ｃの駆動）を停止し、Ｓ１７０にて、スリープ状態へ移行する。
従って、使用者は、バッテリパック３０のチェックボタン３３を押下することにより、バッテリパック３０が充電装置１０に装着されているか否かにかかわらず、バッテリＢＴの残容量、若しくは、前回の充電時のバッテリ状態を確認することができることになる。
次に、図６に示す充電制御処理では、まずＳ２１０にて、制御ＩＣ４２の駆動スイッチＳＷ４をＯＮして、制御ＩＣ４２からバッテリＢＴの状態を読み込む。
次に、Ｓ２２０では、制御ＩＣ４２から読み込んだバッテリＢＴの状態から、残容量が少なくバッテリＢＴを充電する必要があるとか、バッテリＢＴの温度は充電可能な温度である、といったバッテリＢＴへの充電条件が成立しているか否かを判断する。
そして、バッテリＢＴへの充電条件が成立していなければ、バッテリＢＴを充電しないと判断して、Ｓ２３０に移行し、駆動スイッチＳＷ４をＯＦＦすることで、制御ＩＣ４２への電源供給を遮断し、その後は、Ｓ２４０に移行してスリープ状態に戻る。
一方、Ｓ２２０にて、バッテリＢＴへの充電条件が成立した（換言すれば、バッテリＢＴを充電する）と判断すると、Ｓ２５０に移行し、電源スイッチＳＷ３をＯＮ状態にすることで、充電装置１０内の充電ＣＰＵ２６への電源供給を開始する。
そして、続くＳ２６０では、充電ＣＰＵ２６に対し、トランジスタＱ１をＡＣ入力チェック用の所定時間だけＯＮさせ、端子Ｕ６の電圧変化をチェックする。
またＳ２７０では、Ｓ２６０でのチェック結果から、フォトトランジスタ２２ｂを介して端子Ｕ６がグランドラインに接地されたか否か、つまり、充電装置１０は外部電源（ＡＣ）から電源供給を受けているか否か、を判断する。
Ｓ２７０にて、充電装置１０は外部電源（ＡＣ）から電源供給を受けていないと判断されると、バッテリＢＴへの充電はできないので、Ｓ２８０に移行して、電源スイッチＳＷ３をＯＦＦ状態に切り換えることで、充電ＣＰＵ２６への電源供給を停止する。
また、続くＳ２９０では、駆動スイッチＳＷ４をＯＦＦ状態に切り換えることで、制御ＩＣ４２への電源供給を遮断する。そして、その後は、Ｓ２４０に移行してスリープ状態に戻る。
一方、Ｓ２７０にて、充電装置１０は外部電源（ＡＣ）から電源供給を受けていると判断されると、Ｓ３００に移行して、充電ＣＰＵ２６に対し、充電スイッチＳＷ１及び駆動スイッチＳＷ２をＯＮさせることで、充電用電源回路２０を起動し、充電用電源回路２０からバッテリＢＴへの充電を開始させる。
なお、Ｓ３００では、図４に示す充電中の表示パターンにてＬＥＤ３４ａ〜３４ｃを駆動することで、表示部３４に、現在、バッテリＢＴを充電中である旨を表示させる。
次に、上記のようにバッテリＢＴへの充電を開始させると、Ｓ３１０にて、バッテリパック３０が充電装置１０に接続され、且つ、充電装置１０に外部電源（ＡＣ）から電源供給されていることを確認しつつ、Ｓ３５０にて、バッテリＢＴへの充電が完了するか、或いはエラーが発生するのを待機する。
そして、バッテリＢＴへの充電中に、Ｓ３１０にて、バッテリパック３０が充電装置１０から外されたと判断されるか、或いは、充電装置１０は外部電源（ＡＣ）から電源供給を受けなくなったと判断されると、Ｓ３２０に移行して、電源スイッチＳＷ３をＯＦＦ状態に切り換えることで、充電ＣＰＵ２６への電源供給を停止する。
また、Ｓ３２０にて充電ＣＰＵ２６への電源供給を停止した後は、Ｓ３３０にて、表示部３４への充電状態（ここでは充電中）の表示を停止させる。そして、続くＳ３４０では、駆動スイッチＳＷ４をＯＦＦ状態に切り換えることで、制御ＩＣ４２への電源供給を遮断し、その後は、Ｓ２４０に移行してスリープ状態に戻る。
次に、Ｓ３５０にて、バッテリＢＴへの『充電完了』若しくは『エラー』が発生したと判断されると、Ｓ３６０に移行し、充電ＣＰＵ２６に対し、充電スイッチＳＷ１及び駆動スイッチＳＷ２をＯＦＦさせることで、充電装置１０内の充電用電源回路２０からバッテリＢＴへの充電を停止させる。
なお、Ｓ３６０では、図４に示す『充電完了』若しくは『エラー』の表示パターンにてＬＥＤ３４ａ〜３４ｃを駆動することで、表示部３４に、バッテリＢＴの『充電完了』若しくは『エラー』の発生を表示させる。
そして、このように、Ｓ３６０にて、充電装置１０からバッテリＢＴへの充電を停止させると、Ｓ３７０に移行して、電源スイッチＳＷ３をＯＦＦ状態に切り換えることで、充電ＣＰＵ２６への電源供給を停止する。
また、このように充電ＣＰＵ２６への電源供給を停止すると、Ｓ３８０にて、一定時間が経過したか否かを判断し、続くＳ３９０にて、バッテリパック３０が充電装置１０に接続されているか否かを判断することにより、充電ＣＰＵ２６への電源供給停止後、一定時間が経過するか、或いは、バッテリパック３０が充電装置１０から外されるのを待機する。
そして、充電ＣＰＵ２６への電源供給停止後、Ｓ３８０にて一定時間が経過したと判断されるか、或いは、Ｓ３９０にてバッテリパック３０が充電装置１０から外されたと判断されると、Ｓ３３０に移行し、表示部３４への充電状態（ここでは『充電完了』又は『エラー』）の表示を停止させる。
そして、その後は、Ｓ３４０にて、駆動スイッチＳＷ４をＯＦＦ状態に切り換えることで、制御ＩＣ４２への電源供給を遮断した後、Ｓ２４０に移行してスリープ状態に戻る。
以上説明したように、本実施形態の充電システムにおいては、充電装置１０の充電ＣＰＵ２６が、バッテリパック３０内の電源スイッチＳＷ３を介して、バッテリパック３０内の制御用電源回路４０にて生成された電源電圧（直流定電圧）を受けることにより動作する。
そして、充電装置１０の充電用電源回路２０は、充電ＣＰＵ２６が駆動スイッチＳＷ２をＯＮすることで動作し、充電用電源回路２０からバッテリパック３０内のバッテリＢＴには、充電ＣＰＵ２６が充電スイッチＳＷ１をＯＮすることで、充電電圧が供給される。
また、充電装置１０には、バッテリＢＴへの充電状態等を表示するための表示部は設けられておらず、バッテリＢＴへの充電状態やバッテリＢＴの残容量は、バッテリパック３０内のバッテリＣＰＵ４６により、バッテリパック３０に設けられた表示部３４（詳しくは３つのＬＥＤ３４ａ〜３４ｃ）に表示される。
従って、充電装置１０においては、バッテリパック３０から充電ＣＰＵ２６へ電源供給がなされ、充電ＣＰＵ２６がバッテリＣＰＵ４６からバッテリＢＴへの充電要求を受けて、バッテリＢＴへの充電を実行しているときにだけ、電力が消費され、バッテリＢＴへの充電が不要なときには、充電装置１０での電力消費量を略零にすることができる。よって、本実施形態の充電システムによれば、充電装置１０の省電力化を図ることができる。
また、本実施形態の充電システムによれば、充電装置１０に表示部が設けられないことから、充電装置１０が外部電源に接続されているとき、充電装置１０の表示部への表示がなく、使用者に違和感を与える，といったことも防止できる。
また本実施形態のバッテリパック３０は、バッテリパック３０が充電装置１０に接続されていないときや、バッテリパック３０が充電装置１０に接続されていても、充電装置１０に外部電源から電源供給がなされていないときには、バッテリＣＰＵ４６が、充電ＣＰＵ２６への電源供給及び制御ＩＣ４２への電源供給を停止して、スリープ状態に入るようにされている。
このため、バッテリパック３０内でのバッテリＢＴの電力消費量を抑制して、バッテリＢＴに蓄積された電力を無駄に消費するのを防止することができる。
ここで、本実施形態においては、充電装置１０内の充電ＣＰＵ２６が、本発明の充電制御手段に相当し、バッテリパック３０内の制御ＩＣ４２が、本発明の充電状態検出手段に相当し、同じくバッテリＣＰＵ４６が、本発明の充電要求手段及び表示制御手段に相当し、表示部３４が、本発明の表示手段に相当する。
また、バッテリパック３０に設けられた抵抗Ｒ６及び端子Ｕ４は、本発明の装着状態検出手段に相当し、充電装置１０に設けられた発光ダイオード２２ａ、２４ａとフォトトランジスタ２２ｂ、２４ｂとからなる一対のフォトカプラは、本発明の外部電源検出手段に相当する。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態の充電システムは、基本的には第１実施形態に記載のものと同様に構成されており、第１実施形態に記載のものと異なる点は、図１及び図７に示すように、充電装置１０内に、使用者が手動操作可能な操作スイッチＳＷ７と、補助電源回路２８が設けられている点である。
すなわち、操作スイッチＳＷ７は、駆動スイッチＳＷ２に対し並列に接続されており、充電装置１０が外部電源に接続されている時、使用者が操作スイッチＳＷ７を操作してＯＮ状態にすると、充電用電源回路２０が動作する。
また、補助電源回路２８は、ＢＴ充電用とは別に、充電用電源回路２０から電力供給を受けるため、充電用電源回路２０及びグランドライン間に設けられている。そして、補助電源回路２８は、充電用電源回路２０が生成した充電電圧を受けて、充電ＣＰＵ２６及びバッテリＣＰＵ４６の電源電圧を生成する。
このため、補助電源回路２８にて生成された電源電圧（直流定電圧）は、ダイオードＤ２から充電ＣＰＵ２６に至る充電ＣＰＵ２６への電源ラインに印加されると共に、電源スイッチＳＷ６を介して、バッテリパック３０にも出力される。
なお、充電装置１０及びバッテリパック３０には、補助電源回路２８から電源スイッチＳＷ６を介して、バッテリパック３０に電源電圧を供給するための端子Ｔ８及びＵ８がそれぞれ設けられており、バッテリパック３０内では、端子Ｕ８が逆流防止用のダイオードＤ３を介して、制御用電源回路４０からバッテリＣＰＵ４６への電源ラインに接続されている。
ここで、補助電源回路２８は、バッテリパック３０内の制御用電源回路４０が、バッテリＢＴからの電源供給を受けて所望の電源電圧を生成することができなくなったときに、制御用電源回路４０に代わって電源電圧を生成するためのものであり、充電ＣＰＵ２６により制御される。
また、充電ＣＰＵ２６は、操作スイッチＳＷ７が使用者により押下（ＯＮ）されて、充電用電源回路２０から補助電源回路２８に電源供給がなされ、補助電源回路２８にて生成された電源電圧が充電ＣＰＵ２６に供給されると、充電ＣＰＵ２６が起動し、図８に示す充電制御処理を実行する。
図８に示すように、この充電制御処理では、まず、Ｓ４１０に移行して、駆動スイッチＳＷ２をＯＮすることで、使用者が操作スイッチＳＷ７から手を離しても、充電用電源回路２０が動作を継続するように切り換える。
そして、続くＳ４２０では、端子Ｔ３のレベルから、充電装置１０にバッテリパック３０が接続されているか否かを判断し、充電装置１０にバッテリパック３０が接続されていなければ、バッテリパック３０への充電は不要であることから、駆動スイッチＳＷ２をＯＦＦ状態に戻し、使用者による操作スイッチＳＷ７の操作が終了しているときに、充電用電源回路２０、補助電源回路２８、及び、充電ＣＰＵ２６の動作を停止させる。
また、Ｓ４２０にて、充電装置１０にバッテリパック３０が接続されていると判断されると、Ｓ４４０に移行して、バッテリＣＰＵ４６に対する通信を試みる。
そして、続くＳ４５０では、Ｓ４４０の処理により、バッテリＣＰＵ４６から応答があったか否かを判断し、バッテリＣＰＵ４６から応答があった場合には、バッテリＣＰＵ４６は、制御用電源回路４０からの電源供給により動作可能であり、バッテリＣＰＵ４６は、現在、『充電完了』又は『エラー』によってスリープ状態にあったと判断して、Ｓ４３０に移行する。
一方、Ｓ４５０にて、バッテリＣＰＵ４６から応答がないと判断された場合には、バッテリＢＴの過放電により、バッテリＣＰＵ４６が動作しないものと判断して、Ｓ４６０に移行し、電源スイッチＳＷ６をＯＮすることで、補助電源回路２８から制御用電源回路４０側への電源供給を開始する。
すると、バッテリパック３０内では、その電源供給によってバッテリＣＰＵ４６が起動することから、続くＳ４７０では、バッテリＣＰＵ４６と通信を行い、Ｓ４８０にて、その通信結果から、バッテリＢＴへの充電を開始するか否かを判断する。
そして、Ｓ４８０にて、バッテリＢＴへの充電を開始しないと判断すると、Ｓ４９０に移行して、バッテリＣＰＵ４６に対し、バッテリ状態（『エラー』、『充電待機』等）を表示部３４に表示させる。
なお、Ｓ４９０の処理後、充電ＣＰＵ２６は、待機状態の場合は、バッテリＣＰＵ４６からの充電要求に従い、バッテリＢＴへの充電を行う通常の充電制御に移行する。また、エラーの場合、充電装置１０からバッテリパック３０が抜かれるまで、または、規定時間経過するまでエラー表示を続ける。
一方、Ｓ４８０にて、バッテリＢＴへの充電を開始すると判断すると、Ｓ５００に移行して、充電スイッチＳＷ１をＯＮすることで、バッテリＢＴへの充電を開始する。
そして、続くＳ５１０では、Ｓ５００による充電開始後、バッテリパック３０内の制御用電源回路４０が、バッテリＢＴから電源供給を受けて電源電圧を生成できるようになったか否か（つまり、バッテリＢＴが過放電状態から通常の充電状態になったか否か）を判断することにより、バッテリＢＴが通常の充電状態になるのを待機する。
そして、Ｓ５１０にて、バッテリＢＴが通常の充電状態になり、制御用電源回路４０がバッテリＢＴから電源供給を受けて電源電圧を生成できるようになったと判断されると、Ｓ５２０に移行して、バッテリＣＰＵ４６に対し、電源スイッチＳＷ３をＯＮさせ、続くＳ５３０にて、補助電源回路２８の動作を停止させる。
また、続くＳ５４０では、電源スイッチＳＷ６をＯＦＦ状態に切り換えることで、制御用電源回路４０への電源供給を停止し、Ｓ５５０にて、バッテリＣＰＵ４６からの充電要求に対応した通常の充電パターンでの充電制御に移行する。
このように構成された本実施形態の充電システムにおいては、図９に示すように、充電装置１０の操作スイッチＳＷ７が使用者により操作されると、充電用電源回路２０及び補助電源回路２８が動作し、充電装置１０内の充電ＣＰＵ２６が起動する。
そして、このとき、制御用電源回路４０がバッテリＢＴから電源供給を受けて正常に動作できない状態である場合には、充電ＣＰＵ２６が電源スイッチＳＷ６をＯＮして、バッテリパック３０内のバッテリＣＰＵ４６を起動する。
この結果、バッテリＣＰＵ４６は、第１実施形態と同様の充電制御処理を開始し、駆動スイッチＳＷ４をＯＮして、制御ＩＣ４２からバッテリ状態を読み取り、充電要求を送信してくるので、充電ＣＰＵ２６は、充電スイッチＳＷ１をＯＮして、バッテリＢＴへの充電を開始する。
そして、この充電により、制御用電源回路４０がバッテリＢＴからの電源供給を受けて電源電圧を生成できるようになると、充電ＣＰＵ２６がその旨を判定して、バッテリパック３０内の電源スイッチＳＷ３をＯＮさせ（時点ｔ１）、その後、電源スイッチＳＷ６をＯＦＦして、補助電源回路２８の動作を停止させる。
従って、本第２実施形態の充電システムによれば、バッテリパック３０内のバッテリＢＴが過放電されて、バッテリパック３０内の制御用電源回路４０がバッテリＢＴから電源供給を受けて電源電圧を生成することができなくなったときには、充電装置１０内の補助電源回路２８からバッテリパック３０にバッテリＣＰＵ４６駆動用の電源電圧を供給して、バッテリＢＴへの充電を開始することができる。
なお、本実施形態の充電ＣＰＵ２６は、補発明の補助電源停止手段として機能する。
（変形例）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、充電装置１０には、バッテリパック３０を装着するための装着部１２が一つ設けられるものとして説明したが、図１０に示すように、充電装置１０に装着部１２を複数（図では２つ）設け、その複数の装着部１２を介して、複数のバッテリパック３０に同時若しくは時分割で充電できるようにしてもよい。
そして、このようにしても、本発明では、上記実施形態と同様、各バッテリパック３０に、バッテリＢＴの充電状態や充電容量を表示するための表示部３４が設けられることになるので、使用者は、バッテリパック３０毎にバッテリＢＴの状態を把握することができ、使い勝手を向上できる。
上記実施形態では、外部電源として、交流電圧（ＡＣ）を用いたが、シガーソケット等を用いて直流電圧（ＤＣ）を用いてもよい。この場合、整流回路１８は不要となる。
１０…充電装置、１２…装着部、１４…端子部、Ｔ１〜Ｔ７…端子、１６…電源プラグ、１８…整流回路、２０…充電用電源回路、２２ａ…発光ダイオード、２２ｂ…フォトトランジスタ、２４ａ…発光ダイオード、２４ｂ…フォトトランジスタ、２６…充電ＣＰＵ、２８…補助電源回路、３０…バッテリパック、３２…コネクタ部、Ｕ１〜Ｕ７…端子、３３…チェックボタン、３４…表示部、３４ａ〜３４ｃ…ＬＥＤ、４０…制御用電源回路、４２…制御ＩＣ、４６…バッテリＣＰＵ、ＢＴ…バッテリ、Ｄ１〜Ｄ３…ダイオード、Ｑ１…トランジスタ、ＳＷ１…充電スイッチ、ＳＷ２，ＳＷ４…駆動スイッチ、ＳＷ３，ＳＷ６…電源スイッチ、ＳＷ５，ＳＷ７…操作スイッチ。

Claims (7)

  1. バッテリを内蔵したバッテリパックと、
    前記バッテリパックを装着するための装着部、外部電源から電源供給を受けて前記バッテリへの充電電圧を生成する充電用電源回路、及び、前記装着部に装着されたバッテリパックからの充電要求に従い前記充電用電源回路から前記バッテリへ充電電圧を出力させる充電制御手段、を備えた充電装置と、
    を備え、
    前記バッテリパックは、
    前記バッテリの充電状態を検出する充電状態検出手段と、
    前記充電状態検出手段により検出された前記バッテリの充電状態に基づき、前記バッテリへの充電の要否を判定し、前記バッテリへの充電が必要なときに前記充電装置に充電要求を出力する充電要求手段と、
    前記充電状態検出手段により検出された前記バッテリの充電状態を、当該バッテリパックの外壁に設けられた表示手段に表示する表示制御手段と、
    前記バッテリから電源供給を受けて、前記充電状態検出手段、前記充電要求手段、及び前記表示制御手段の電源電圧を生成する制御用電源回路と、
    を備えたことを特徴とする充電システム。
  2. 前記バッテリパックは、当該バッテリパックが前記充電装置に装着されていることを検出する装着状態検出手段を備え、
    前記表示制御手段は、前記装着状態検出手段にて当該バッテリパックの前記充電装置への装着が検出されているとき、前記バッテリの充電状態を前記表示手段に表示することを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
  3. 前記充電装置には、当該充電装置が前記外部電源に接続されていて、前記充電用電源回路から前記バッテリへの充電が可能であることを検出する外部電源検出手段が備えられ、
    前記表示制御手段は、前記装着状態検出手段にて当該バッテリパックの前記充電装置への装着が検出され、しかも、前記外部電源検出手段にて前記充電装置が前記外部電源に接続されていることが検出されているとき、前記バッテリの充電状態を前記表示手段に表示することを特徴とする請求項２に記載の充電システム。
  4. 前記充電装置は、
    前記充電用電源回路から電源供給を受けて、前記装着部に装着されたバッテリパック内の前記制御用電源回路の電源出力経路に電源供給を行うための補助電源回路と、
    外部操作によって前記補助電源回路から前記制御用電源回路の電源出力経路への電源供給を開始させるための操作スイッチと、
    前記操作スイッチの操作により前記補助電源回路から前記制御用電源回路の電源出力経路への電源供給がなされて、前記充電制御手段が、前記充電要求手段からの充電要求に従い前記充電用電源回路から前記バッテリへ充電電圧を出力させる充電制御を開始すると、その後、前記バッテリパック内の制御用電源回路が前記バッテリから電源供給を受けて正常動作するか否かを判断して、該制御用電源回路が正常動作すると、前記補助電源回路の動作を停止させる補助電源停止手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の充電システム。
  5. 充電装置から充電可能なバッテリと、
    前記バッテリの充電状態を検出する充電状態検出手段と、
    前記充電状態検出手段により検出された前記バッテリの充電状態に基づき、前記バッテリへの充電の要否を判定し、前記バッテリへの充電が必要なときに前記充電装置に充電要求を出力する充電要求手段と、
    前記充電状態検出手段により検出された前記バッテリの充電状態を、当該バッテリパックの外壁に設けられた表示手段に表示する表示制御手段と、
    前記バッテリから電源供給を受けて、前記充電状態検出手段、前記充電要求手段、及び前記表示制御手段の電源電圧を生成する制御用電源回路と、
    を備えたことを特徴とするバッテリパック。
  6. 当該バッテリパックが前記充電装置に装着されていることを検出する装着状態検出手段を備え、
    前記表示制御手段は、前記装着状態検出手段にて当該バッテリパックの前記充電装置への装着が検出されているとき、前記バッテリの充電状態を前記表示手段に表示することを特徴とする請求項５に記載のバッテリパック。
  7. 前記表示制御手段は、前記装着状態検出手段にて当該バッテリパックの前記充電装置への装着が検出され、しかも、前記充電装置が外部電源に接続されて当該バッテリパックへの充電が可能なときに、前記バッテリの充電状態を前記表示手段に表示することを特徴とする請求項６に記載のバッテリパック。
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