WO2011078086A1

WO2011078086A1 - 電動工具用バッテリパックおよびバッテリ接続装置

Info

Publication number: WO2011078086A1
Application number: PCT/JP2010/072789
Authority: WO
Inventors: 寿和岡林; 将史野田
Original assignee: 株式会社マキタ
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2011-06-30
Also published as: US9083184B2; EP2518857A4; RU2012131755A; EP2518857A1; US20120235628A1; JP2011135740A; CN102668314A; EP2518857B1; CN102668314B

Abstract

　バッテリ接続装置は、認証データを作成する認証データ作成手段と、認証データに対して第１の変換を実行する変換手段と、認証データをバッテリパックに送信する送信手段と、バッテリパックにより認証データが変換された後のデータであるバッテリ側変換結果をバッテリパックから受信する受信手段と、バッテリパックが認証データに対して第１の変換及び第２の変換を実行してバッテリ側変換結果を作成していることを前提に、バッテリ側変換結果に対して第２の変換の逆変換を実行する逆変換手段と、逆変換結果と第１の変換結果とを比較し、バッテリパックが適正品であるか否かを判定する判定手段と、を備える。

Description

電動工具用バッテリパックおよびバッテリ接続装置

関連出願の相互参照

　本国際出願は、２００９年１２月２５日に日本国特許庁に出願した日本国特許出願第２００９－２９５２６５号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２００９－２９５２６５号の全内容を本国際出願に援用する。

　本発明は、電動工具用バッテリパックと、電動工具用バッテリパックと電気的に接続するバッテリ接続装置に関する。

　従来、電動工具用のバッテリパックと電気的に接続するバッテリ接続装置として、バッテリパックを充電する充電装置、電動工具用のバッテリパックから電力を供給される電動工具、ならびに電動工具用のバッテリパックから電力を供給されるラジオ等の電子機器が知られている。

　ところで、正規の製造会社が製造する適正なバッテリパック以外に、適正品を模倣した不正なバッテリパックが流通することがある。このような不正なバッテリパックがバッテリ接続装置に接続されると、バッテリ接続装置が損傷したり、バッテリパックが異常発熱したりする恐れがある。

　例えば、特許文献１の発明では、不正なバッテリパックが接続されてバッテリ接続装置が損傷したりバッテリパックが異常発熱したりすることを抑制するために、バッテリパックが適正品であるか不正品であるかをバッテリ接続装置が判定するように構成されている。

　特許文献１の発明では、バッテリパックとバッテリパックを充電する充電装置等の応用回路とにおいてそれぞれ認証用の乱数が数式に基づいて変換され、変換結果が一致していればバッテリパックは適正品と判定され、変換結果が異なればバッテリパックは不正品と判定される。

米国特許第５６０８３０６号明細書

　しかしながら、特許文献１の発明のように、応用回路とバッテリパックとで同じ乱数が変換され、その変換結果が照合される方式では、応用回路と適正なバッテリパックとの間のデータ通信から乱数と変換結果とが検出されることで、乱数を変換する数式が解読される恐れがある。そして、数式が解読されて不正に製造されたバッテリパックは、適正品と同じ数式により同じ変換を行い得るため、もはや不正品と判定されなくなるという問題がある。

　本発明の第１局面では、第三者によるバッテリパックの模倣を困難にし得ることが好ましい。

　本発明のバッテリ接続装置は、認証データを作成する認証データ作成手段と、認証データ作成手段が作成した認証データに対して第１の変換を実行する変換手段と、バッテリパックが電気的に接続されると認証データ作成手段が作成する認証データをバッテリパックに送信する送信手段と、バッテリパックにより認証データが変換された後のデータであるバッテリ側変換結果をバッテリパックから受信する受信手段と、バッテリパックが適正品であればそのバッテリパックが認証データに対して第１の変換を実行後にさらに第２の変換を実行してバッテリ側変換結果を作成していることを前提に、受信手段が受信したバッテリ側変換結果に対して第２の変換の逆変換を実行する逆変換手段と、逆変換手段による逆変換結果と変換手段による第１の変換結果とを比較し、バッテリパックが適正品であるか否かを判定する判定手段と、を備えてもよい。

　このように、バッテリ接続装置では、バッテリパックから受信したバッテリ側変換結果を逆変換した逆変換結果と、バッテリ接続装置自体が作成した認証データに対して第１の変換を実行した第１の変換結果とが比較される。比較した結果が等しければ、バッテリパックは適正品であると判定されることができる。

　つまり、バッテリ接続装置の変換手段が実行する第１の変換に加えて、バッテリ接続装置で実行する逆変換の対象となる第２の変換を実行することが適正なバッテリパックに要求される。したがって、第三者が、バッテリ接続装置と適正なバッテリパックとの通信を検出しても、バッテリ接続装置の変換手段が実行する第１の変換に加えて、バッテリ接続装置で実行する逆変換の対象となる第２の変換を解読し、適正なバッテリパックを模倣することは困難である。

　ここで、バッテリパックと電気的に接続されるのであれば、バッテリ接続装置はどのような装置であってもよい。
　例えば、バッテリ接続装置は、バッテリパックの充電装置であってもよい。バッテリパックの充電装置はバッテリパックに電力を供給してバッテリパックを充電するので、不正なバッテリパックに対して充電を実行すると、充電装置が損傷したり、バッテリパックが異常発熱したりする恐れがある。したがって、バッテリパックが適正品であるか否かを適切に判定できることが必要である。

　そして、充電装置は、充電装置による逆変換結果と第１の変換結果とが等しい場合、バッテリパックに対する充電を許可してもよい。これにより、適正なバッテリパックであれば、正常に充電が実行される。

　一方、充電装置は、充電装置による逆変換結果と第１の変換結果とが異なる場合、バッテリパックに対する充電を禁止または制限させてもよい。これにより、不正なバッテリパックが接続されても充電装置はそのバッテリパックに対する充電を実行しないか、或いは充電しても過充電しないので、充電装置が損傷したり、バッテリパックが異常発熱したりすることを抑制できる。

　さらに、逆変換結果と第１の変換結果とが異なる場合、充電装置はブザーや報知光などで異常を警告してもよい。このような充電装置によれば、バッテリパックが不正品であるから充電しないことをユーザに明らかにすることができる。

　また、バッテリ接続装置はバッテリパックを電源とする電動工具本体であってもよい。電動工具本体にはバッテリパックから電力が供給されるので、不正なバッテリパックから電力が供給されると、適正値の電力が供給されないために電動工具本体が損傷する恐れがある。また、不正なバッテリパックが電動工具本体に接続されて使用されると、バッテリパックが異常発熱したりする恐れがある。したがって、バッテリパックが適正品であるか否かを適切に判定できることが必要である。

　そして、電動工具本体は、電動工具本体による逆変換結果と第１の変換結果とが等しい場合、バッテリパックからの電力供給を許可してもよい。これにより、適正なバッテリパックから正常な電力が供給され得るようになり、電動工具本体は正常に作動する。

　一方、電動工具本体は、電動工具本体による逆変換結果と第１の変換結果とが異なる場合、バッテリパックからの電力供給を禁止してもよい。これにより、不正なバッテリパックが接続されても電動工具本体に電力が供給されないので、電動工具本体が損傷することを抑制できる。また、不正なバッテリパックからの電力供給を禁止することにより、バッテリパックの異常発熱を抑制できる。

　さらに、逆変換結果と第１の変換結果とが異なる場合、電動工具本体はブザーや報知光などで異常を警告してもよい。このような電動工具本体によれば、バッテリパックが不正品であるから電動工具本体が作動しないことをユーザに明らかにすることができる。

　また、バッテリ接続装置は、一つの固定の数式で第１の変換を実行してもよい。これにより、複数種類の数式を記憶しておき、そこから選択して第１の変換を実行する場合に比べ、記憶容量を低減できる。

　また、本発明のバッテリパックは、バッテリ接続装置が電気的に接続されるとバッテリ接続装置から認証データを受信する受信手段と、受信手段が受信した認証データに対して第１の変換を実行後、さらに第１の変換による第１の変換結果に対して第２の変換を実行する変換手段と、第２の変換による第２の変換結果をバッテリ接続装置に送信する送信手段と、を備える。

　このように、バッテリパックでは、バッテリ接続装置から受信した認証データに対して第１の変換が実行され、その第１の変換結果に対してさらに第２の変換が実行される。そして、第２の変換結果がバッテリ接続装置に送信される。

　したがって、第三者が、バッテリ接続装置と適正なバッテリパックとの通信を検出しても、バッテリパックの変換手段が実行する第１の変換および第２の変換による２段階の変換処理を解読し、適正なバッテリパックを模倣することは困難である。

　また、バッテリパックは、第１の変換および第２の変換をそれぞれ一つの固定の数式で実行してもよい。これにより、第１の変換用および第２の変換用にそれぞれ複数種類の数式を記憶しておき、そこから選択して第１の変換および第２の変換を実行する場合に比べ、記憶容量を低減できる。

第１実施形態のドライバドリルにバッテリパックを装着した状態を示す側面図。ドライバドリルからバッテリパックを離脱させた状態を示す側面図。バッテリパックを示す斜視図。充電装置を示す斜視図。ドライバドリルおよびバッテリパックの電気的構成を示すブロック図。バッテリパックおよび充電装置の電気的構成を示すブロック図。充電装置側およびバッテリ側の認証ルーチン１を示すフローチャート。第２実施形態による充電装置側およびバッテリ側の認証ルーチン２を示すフローチャート。第２実施形態による充電装置側およびバッテリ側の認証ルーチン２を示すフローチャート。第３実施形態によるアダプタを使用した場合の接続状態を示すブロック図。

１０：ドライバドリル（電動工具）、１２：ドライバドリル本体（電動工具本体）、１００、３００：バッテリパック、１１０：マイコン（受信手段、変換手段、送信手段）、２００：充電装置（バッテリ接続装置）、２１０：マイコン（認証データ作成手段、変換手段、送信手段、受信手段、逆変換手段、判定手段、警告手段）、３０２：アダプタ（バッテリ接続装置）

　以下に本発明の実施形態を図とともに説明する。
　　［第１実施形態］
　　（全体構成）
　まず、図１は、本発明を適用したドライバドリルの側面図である。

　図１に示すように、ドライバドリル１０のドライバドリル本体１２は、モータハウジング１４と、モータハウジング１４の前方に位置するギアハウジング１６と、ギアハウジング１６の前方に位置するドリルチャック１８と、モータハウジング１４の下方に位置するハンドグリップ２０とから構成されている。

　モータハウジング１４は、ドリルチャック１８を回転駆動させる駆動力を発生するモータ（図４参照。図１では図示略。）６０を収容している。
　ギアハウジング１６は、モータ６０の駆動力をドリルチャック１８に伝達するギア機構（図示略）を収容している。

　ドリルチャック１８は、ドリルチャック１８の前端部に工具ビット（図示略）を着脱自在に接続する接続機構（図示略）を備えている。
　ハンドグリップ２０は、ドライバドリル１０の使用者がハンドグリップ２０を片手で把持可能な形状に形成されている。そして、ハンドグリップ２０の上部前方には、ドライバドリル１０の使用者がモータをＯＮ／ＯＦＦするためのトリガスイッチ２２が設けられている。ハンドグリップ２０の下端部には、バッテリパック１００を離脱可能に接続するバッテリパック接続部２４が設けられている。

　図２に示すように、バッテリパック接続部２４は、ドライバドリル１０の使用者がバッテリパック１００を前方に摺動させることでバッテリパック１００をバッテリパック接続部２４から離脱できるように構成されている。

　　（バッテリパック１００及び充電装置２００の全体構成）
　図３Ａに示すように、バッテリパック１００の上部にはコネクタ部１０２が設けられている。バッテリパック１００は、図３Ｂに示す充電装置２００と電気的に接続することにより充電される。尚、図３において、バッテリパック１００と充電装置２００との大きさの比率は正確なものではない。実際には、バッテリパック１００の後述するマイコン端子部１０４が充電装置２００の後述するマイコン端子受容部２０４に受け入れられる大きさの比率になっている。

　コネクタ部１０２は、充電装置２００上を摺動して、充電装置２００に接続可能に構成されている。そして、コネクタ部１０２における中央付近には、マイコン端子部１０４が設けられ、コネクタ部１０２におけるマイコン端子部１０４の両側には、電源端子部１０６が設けられている。

　マイコン端子部１０４にはマイコン用の複数の端子が設けられ、電源端子部１０６には複数の電源端子が設けられている。
　図３Ｂに示すように、充電装置２００は、充電装置２００の上部に、バッテリ装着部２０２と表示部２０８とを備えている。

　バッテリパック１００は、充電装置２００に対し、コネクタ部１０２とバッテリ装着部２０２とが対向するようにして装着される。バッテリ装着部２０２は、バッテリパック１００を充電装置２００への装着方向に沿って案内し得るように構成されている。具体的には、バッテリ装着部２０２上を、バッテリパック１００のコネクタ部１０２が摺動可能なように構成されている。そして、バッテリ装着部２０２には、バッテリ装着部２０２に接続されたバッテリパック１００のマイコン端子部１０４および電源端子部１０６が位置する部位にそれぞれ、マイコン端子受容部２０４と、電源端子接続部２０６とが設けられている。

　マイコン端子受容部２０４の内部には、マイコン端子部１０４の複数の端子と電気的に接続される複数の端子が設けられている。一方、電源端子接続部２０６の内部には、電源端子部１０６の複数の電源端子と電気的に接続される複数の電源端子が設けられている。

　　（ドライバドリル本体１２およびバッテリパック１００の電気的構成）
　図４は、ドライバドリル本体１２にバッテリパック１００を装着した状態を示している。

　　（ドライバドリル本体１２の電気的構成）
　ドライバドリル本体１２は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンとも言う。）３０、マイコン端子部５０、電源端子接続部５２、モータ６０、およびモータ制御部６２等から構成されている。マイコン３０は、所謂ワンチップマイクロコンピュータとして構成されており、メモリ３２および通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）３４等を内蔵している。

　メモリ３２には、図示は省略されるＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリが含まれる。不揮発性メモリは、記憶内容を書換可能であればどのような記憶素子であってもよく、例えば、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリを用いることが可能である。本実施形態では、認証を行うためのプログラム、トリガスイッチの操作に応じてマイコン３０がモータ６０を駆動制御するためのプログラム（モータ制御プログラム）等が不揮発性メモリに記憶されている。

　そして、マイコン３０は、ドライバドリル本体１２のマイコン端子部５０に設けられた複数のマイコン用の端子に接続されている。より具体的には、マイコン３０は、電源供給端子５０Ａと、温度データ端子５０Ｂと、データ通信端子５０Ｃと、ＧＮＤ端子５０Ｄとに接続されている。

　電源供給端子５０Ａは、バッテリパック１００からマイコン３０への電力供給を受けるためのマイコン用の電源供給端子である。電源供給端子５０Ａは、ドライバドリル本体１２にバッテリパック１００が装着された際（ドライバドリル本体１２とバッテリパック１００とが電気的に接続された際）に、バッテリパック１００の電源供給端子１０４Ａと接続される。

　温度データ端子５０Ｂは、バッテリパック１００のマイコン１１０から出力された温度信号をマイコン３０へ入力するための端子である。温度データ端子５０Ｂは、ドライバドリル本体１２にバッテリパック１００が装着された際（ドライバドリル本体１２とバッテリパック１００とが電気的に接続された際）に、バッテリパック１００の温度データ端子１０４Ｂと接続される。

　また、データ通信端子５０Ｃは、マイコン３０から出力されたデータ信号をバッテリパック１００へ出力したり、バッテリパック１００から出力されたデータ信号をマイコン３０へ入力したりするための端子である。データ通信端子５０Ｃは、ドライバドリル本体１２にバッテリパック１００が装着された際（ドライバドリル本体１２とバッテリパック１００とが電気的に接続された際）に、バッテリパック１００のデータ通信端子１０４Ｃと接続される。

　また、ＧＮＤ端子５０Ｄは、ドライバドリル本体１２とバッテリパック１００との通信における基準電位が設定される端子である。
　ドライバドリル本体１２の電源端子接続部５２における正極端子５２Ａは、ドライバドリル本体１２にバッテリパック１００が装着された際に、バッテリパック１００の正極端子１０６Ａと接続される。ドライバドリル本体１２の電源端子接続部５２における負極端子５２Ｂは、ドライバドリル本体１２にバッテリパック１００が装着された際に、バッテリパック１００の負極端子１０６Ｂと接続される。負極端子５２Ｂは、上述のＧＮＤ端子５０Ｄと電気的に接続されている。そして、正極端子５２Ａおよび負極端子５２Ｂを介してバッテリパック１００からドライバドリル本体１２に電力が供給される。

　モータ制御部６２は、マイコン３０に接続されており、マイコン３０からの指令に応じてモータ６０の回転を制御する。
　また、ドライバドリル本体１２は、図１および図２には図示しない複数のＬＥＤ６４を備えている。ＬＥＤ６４は、マイコン３０からの指令に応じて点灯／消灯するようにマイコン３０に接続されている。

　　（バッテリパック１００の電気的構成）
　バッテリパック１００は、マイコン１１０、マイコン端子部１０４、電源端子部１０６、およびセル部１３０等から構成されている。マイコン１１０は、マイコン３０と同様に所謂ワンチップマイクロコンピュータとして構成されており、メモリ１１２および通信Ｉ／Ｆ１１４等を内蔵している。

　メモリ１１２には、図示は省略されるＲＯＭ、ＲＡＭ、書き換え可能な不揮発性メモリが含まれる。本実施形態では、マイコン１１０がバッテリパック１００の充電制御および認証を行うためのプログラムが不揮発性メモリに記憶されている。

　そして、マイコン１１０は、バッテリパック１００のマイコン端子部１０４に設けられた複数のマイコン用の端子に接続されている。より具体的には、マイコン１１０は、電源供給端子１０４Ａと、温度データ端子１０４Ｂと、データ通信端子１０４Ｃと、ＧＮＤ端子１０４Ｄとに接続されている。

　電源供給端子１０４Ａは、バッテリパック１００のセル部１３０から供給される電力をドライバドリル本体１２のマイコン３０に供給したり、充電装置２００から供給される電力をバッテリパック１００のマイコン１１０に供給したりするための端子である。

　温度データ端子１０４Ｂは、バッテリパック１００に設けられたサーミスタ（図示せず）で検出された温度に基づいてマイコン１１０から出力された電気信号（温度信号）を、ドライバドリル本体１２または充電装置２００へ出力するための端子である。

　また、データ通信端子１０４Ｃは、マイコン１１０から出力されたデータ信号をドライバドリル本体１２または充電装置２００へ出力したり、ドライバドリル本体１２または充電装置２００から出力されたデータ信号をマイコン１１０へ入力したりするための端子である。

　また、ＧＮＤ端子１０４Ｄは、バッテリパック１００とドライバドリル本体１２または充電装置２００との通信における基準電位が設定される端子である。
　電源端子部１０６の正極端子１０６は、ドライバドリル本体１２にバッテリパック１００が装着された際に、ドライバドリル本体１２の正極端子５２と接続される。電源端子部１０６の負極端子１０６Ｂは、ドライバドリル本体１２にバッテリパック１００が装着された際に、ドライバドリル本体１２の負極端子５２Ｂと接続される。負極端子１０６Ｂは、上述のＧＮＤ端子１０４Ｄと電気的に接続されている。

　セル部１３０には、直列接続された複数のセルが設けられている。そして、セル部１３０の正極側は、ヒューズ１３２を介して正極端子１０６Ａに接続されている。セル部１３０の負極側は、負極端子１０６Ｂに接続されている。

　　（バッテリパック１００および充電装置２００の電気的構成）
　図５は、充電装置２００にバッテリパック１００を装着した状態を示している。尚、バッテリパック１００の電気的構成はすでに説明したので省略する。

　　（充電装置２００の電気的構成）
　充電装置２００は、マイコン２１０、マイコン端子受容部２０４、電源端子接続部２０６、および充電部２４０等から構成されている。マイコン２１０は、マイコン３０、１１０と同様にワンチップマイクロコンピュータとして構成されており、メモリ２１２および通信Ｉ／Ｆ２１４等を内蔵している。

　メモリ２１２には、図示は省略されるＲＯＭ、ＲＡＭ、書き換え可能な不揮発性メモリが含まれる。本実施形態では、マイコン２１０がバッテリパック１００の充電制御および認証を行うためのプログラムが不揮発性メモリに記憶されている。

　そして、マイコン２１０は、充電装置２００のマイコン端子受容部２０４に設けられた複数のマイコン用の端子に接続されている。より具体的には、マイコン２１０は、電源供給端子２０４Ａと、温度データ端子２０４Ｂと、データ通信端子２０４Ｃと、ＧＮＤ端子２０４Ｄとに接続されている。

　電源供給端子２０４Ａは、バッテリパック１００のマイコン１１０に充電装置２００から電力を供給するためのマイコン用の電源供給端子である。電源供給端子２０４Ａは、バッテリパック１００が充電装置２００に接続された際に、バッテリパック１００の電源供給端子１０４Ａと接続される。

　温度データ端子２０４Ｂは、バッテリパック１００のマイコン１１０から出力された温度信号をマイコン２１０へ入力するための端子である。温度データ端子２０４Ｂは、バッテリパック１００が充電装置２００に接続された際に、バッテリパック１００の温度データ端子１０４Ｂと接続される。

　データ通信端子２０４Ｃは、バッテリパック１００のマイコン１１０から出力されたデータ信号をマイコン２１０へ入力したり、マイコン２１０から出力されたデータ信号をマイコン１１０へ出力したりするための端子である。データ通信端子２０４Ｃは、バッテリパック１００が充電装置２００に接続された際に、バッテリパック１００のデータ通信端子１０４Ｃと接続される。

　ＧＮＤ端子２０４Ｄは、バッテリパック１００と充電装置２００との通信における基準電位が設定される端子である。ＧＮＤ端子２０４Ｄは、バッテリパック１００が充電装置２００に接続された際に、バッテリパック１００のＧＮＤ端子１０４Ｄと接続される。

　電源端子接続部２０６の正極端子２０６Ａは、バッテリパック１００が充電装置２００に装着された際に、バッテリパック１００の正極端子１０６Ａと接続される。電源端子接続部２０６の負極端子２０６Ｂは、バッテリパック１００が充電装置２００に装着された際に、バッテリパック１００の負極端子１０６Ｂと接続される。負極端子２０６Ｂは、上述のＧＮＤ端子２０４Ｄと電気的に接続されている。

　充電装置２００は、表示部２０８の表示ランプ２０８Ａ、２０８Ｂ、２０８Ｃ（図３参照）の光源となる複数のＬＥＤ２３０を備えている。ＬＥＤ２３０は、マイコン２１０からの指令に応じて点灯／消灯するようにマイコン２１０に接続されている。

　充電装置２００の充電部２４０は、正極端子２０６Ａ、負極端子２０６Ｂを介してバッテリパック１００に電力を供給する。つまり、充電部２４０は、バッテリパック１００を充電する。充電部２４０は、マイコン２１０に接続されており、マイコン２１０からの指令に応じて、バッテリパック１００を充電するように構成されている。

　　（認証ルーチン１）
　ところで、バッテリパック１００を充電装置２００で充電する場合、バッテリパック１００が正規の製造会社が製造した適正品であれば問題はないが、適正品を模倣した不正品の場合、充電時に充電装置２００が損傷したり、バッテリパック１００が異常発熱したりする恐れがある。そこで、バッテリパック１００と充電装置２００とは、バッテリパック１００が適正品であることを認証するために、図６に示す認証ルーチン１を実行する。

　以下、バッテリパック１００のマイコン１１０および充電装置２００のマイコン２１０が実行する認証ルーチン１について図６に基づいて説明する。充電装置２００側の認証ルーチンをＳ４００～Ｓ４１４に示し、バッテリパック１００側の認証ルーチンをＳ５００～Ｓ５０６に示す。尚、マイコン１１０、２１０は、上述の温度信号や通信信号に基づいて、バッテリパック１００と充電装置２００とが電気的に接続されたことを検出したときに本処理を起動する。

　　（充電装置２００側認証ルーチン）
　まず、充電装置２００側の認証ルーチンを説明する。充電装置２００のマイコン２１０は、充電装置２００にバッテリパック１００が装着されて充電装置２００とバッテリパック１００とが電気的に接続されたことを検出すると、乱数データαを作成する（Ｓ４００）。マイコン２１０は、バッテリパック１００のマイコン１１０からマイコン端子受容部２０４を介して入力されたバッテリパック１００の電圧データまたは温度データから乱数データαを作成する。

　さらに、マイコン２１０は、乱数データαを暗号化するためにバッテリパック１００の電圧データまたは温度データに基づいて暗号化用データＸを作成する（Ｓ４０２）。そして、乱数データαに暗号化用データＸを所定の方式で付加して認証データＡを作成し、作成した認証データＡをマイコン端子受容部２０４を介してバッテリパック１００に送信する（Ｓ４０４）。

　認証データＡを変換処理した回答データＣをバッテリパック１００から受信すると（Ｓ４０６）、バッテリパック１００側で施された暗号化を解除して回答データＣから解除データＤを作成する（Ｓ４０８）。そして、認証データＡを数式Ｆ（Ａ）で変換し、充電装置２００側の判定データＥを作成する（Ｓ４１０）。

　次に、判定データＥと暗号化を解除された解除データＤとが等しいか否かを判定する（Ｓ４１２）。判定データＥと解除データＤとが等しい場合（Ｓ４１２：Ｙｅｓ）、バッテリパック１００は適正品であると判断しバッテリパック１００に対する充電を許可して（Ｓ４１６）、本ルーチンを終了する。

　判定データＥと解除データＤとが異なる場合（Ｓ４１２：Ｎｏ）、バッテリパック１００は不正品であると判断しバッテリパック１００に対する充電を中断するとともに、充電装置２００の警告用のＬＥＤ２３０を異常の報知光として点灯し（Ｓ４１４）、本ルーチンを終了する。充電装置２００がブザーまたはスピーカを備えている場合には、ＬＥＤ２３０を点灯する代わりに、ブザーまたはスピーカから警告音を鳴らして異常を報知してもよい。

　尚、バッテリパック１００が不正品の場合には、充電装置２００からバッテリパック１００のフラッシュメモリ等に異常バッテリと書き込んでもよい。
　また、バッテリパック１００が不正品であると判断すると、すぐに充電を中断する代わりに、一定時間後に充電を停止してもよい。この場合、過充電を抑制するために、充電電流の大きさは、バッテリパック１００が適正品の場合の充電電流の大きさよりも小さくすることが望ましい。

　また、充電装置２００ではなく、バッテリパック１００から電力を供給される電動工具本体等にバッテリパック１００が接続されたときにバッテリパック１００が不正品であると電動工具本体が判断すると、電動工具本体は、バッテリパック１００からの電力供給をすぐに中断させるか、一定時間後にバッテリパック１００からの電力供給を中断させることが望ましい。

　　（バッテリパック１００側認証ルーチン）
　バッテリパック１００のマイコン１１０は、充電装置２００から送信された認証データＡを、マイコン端子部１０４を介して受信する（Ｓ５００）。マイコン１１０は、受信した認証データＡを数式Ｆ（Ａ）で変換し、バッテリパック１００側の判定データＢを作成する（Ｓ５０２）。

　さらに、判定データＢを暗号化するためにバッテリパック１００の電圧データまたは温度データに基づいて暗号化用データＹを作成する（Ｓ５０４）。そして、判定データＢに暗号化用データＹを所定の方式で付加して回答データＣを作成し、マイコン端子部１０４を介して充電装置２００に送信し（Ｓ５０６）、本ルーチンを終了する。

　尚、認証ルーチン１では、バッテリパック１００と充電装置２００との間で送受信を１往復実行し、バッテリパック１００が適正品であるか否かを判定した。これに対し、バッテリパック１００と充電装置２００との間で図６に示す認証処理を複数回実行し、バッテリパック１００が適正品であるか否かを判定してもよい。

　この場合、充電装置２００がバッテリパック１００に対して充電処理を実行する前に認証処理を複数回実行してもよいし、充電中に一定時間間隔で認証処理を実行してもよい。
　以上説明した第１実施形態では、充電装置２００が作成した認証データＡに対して、バッテリパック１００において、数式Ｆ（Ａ）による第１の変換、さらに数式Ｆ（Ａ）により作成した判定データＢに対して暗号化データＹを付加する第２の変換を行って作成した回答データＣをバッテリパック１００から充電装置２００に送信している。

　そして、充電装置２００では、バッテリパック１００から受信した回答データＣに対して、第２の変換による暗号化を解除する逆変換を実行して解除データＤを作成し、認証データＡを数式Ｆ（Ａ）により変換して作成した判定データＥと解除データＤとを比較している。そして、充電装置２００は、判定データＥと解除データＤとの比較結果に基づいてバッテリパック１００が適正品であるか否かを判定している。

　このように、適正なバッテリパック１００には、充電装置２００においてランダムに作成される乱数データαを暗号化した認証データＡに対して第１の変換および第２の変換を適正に実行することが要求される。それ故、バッテリパック１００と充電装置２００との通信から認証データＡと回答データＣとを検出しても、第１の変換および第２の変換からなる２段階の変換処理を解読することは困難である。したがって、適正なバッテリパック１００を模倣することは困難である。

　また、第１実施形態では、充電装置２００およびバッテリパック１００は、第１の変換として判定データＥ、Ｂをそれぞれ一つの固定の数式Ｆ（Ａ）で作成するので、複数種類の数式を記憶しておき、そこから選択して第１の変換を実行する場合に比べ、記憶容量を低減できる。

　尚、第１実施形態では、ドライバドリル１０が本発明における電動工具の一例に相当し、ドライバドリル本体１２が本発明におけるバッテリ接続装置としての電動工具本体の一例に相当する。

　また、マイコン１１０が本発明におけるバッテリパックの受信手段、変換手段、および送信手段の一例として機能し、マイコン２１０が本発明におけるバッテリ接続装置の認証データ作成手段、変換手段、送信手段、受信手段、逆変換手段、判定手段、および警告手段の一例として機能する。

　また、第１実施形態では、充電装置２００に関し、図６のＳ４００～Ｓ４０４が認証データ作成手段の機能の一例に相当し、Ｓ４０４が送信手段の機能の一例に相当し、Ｓ４０６が受信手段の機能の一例に相当し、Ｓ４０８が逆変換手段の機能の一例に相当し、Ｓ４１０が変換手段の機能の一例に相当し、Ｓ４１２，Ｓ４１６が判定手段の機能の一例に相当し、Ｓ４１４が警告手段の機能の一例に相当する。

　また、バッテリパック１００に関し、図６のＳ５００が受信手段の機能の一例に相当し、Ｓ５０２～Ｓ５０６が変換手段の機能の一例に相当し、Ｓ５０６が送信手段の機能の一例に相当する。

　　［第２実施形態］
　本発明の第２実施形態を図７に基づいて説明する。
　　（認証ルーチン２）
　図７は、バッテリパック１００のマイコン１１０および充電装置２００のマイコン２１０が、前述した図６の認証ルーチン１に代えて実行する認証ルーチン２を示している。充電装置２００側の認証ルーチンをＳ４２０～Ｓ４４２に示し、バッテリパック１００側の認証ルーチンをＳ５１０～Ｓ５３２に示す。

　尚、図７のＳ４２０～Ｓ４４２、Ｓ５１０～Ｓ５３２における記号Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、Ｘ１、Ｙ１は、図６の記号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｘ、Ｙに対応する。図７における記号Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、Ｘ１、Ｙ１についての説明は、前述した図６における記号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｘ、Ｙについての説明も参照されたい。

　また、マイコン１１０、２１０は、上述の温度信号や通信信号に基づいて、バッテリパック１００と充電装置２００とが電気的に接続されたことを検出したときに本処理を起動する。

　図６の認証ルーチン１では、充電装置２００とバッテリパック１００との間のデータの送受信は１往復だけ実行され、充電装置２００側だけがバッテリパック１００の認証を実行した。これに対し、図７の認証ルーチン２では、充電装置２００とバッテリパック１００との間のデータの送受信は２往復実行され、充電装置２００側がバッテリパック１００の認証を実行するとともに、バッテリパック１００側が充電装置２００の認証を実行する。

　　（充電装置２００側認証ルーチン）
　まず、充電装置２００側の認証ルーチンを説明する。Ｓ４２０～Ｓ４３４は、図６のＳ４００～Ｓ４１４と実質的に同一であるから説明を省略する。

　判定データＥ１と解除データＤ１とが等しい場合（Ｓ４３２：Ｙｅｓ）、充電装置２００のマイコン２１０は、バッテリパック１００は適正品であると判断しバッテリパック１００に対する充電を許可する（Ｓ４３５）。そして、マイコン２１０は、バッテリパック１００から認証データＡ２を受信する（Ｓ４３６）。認証データＡ２は、後述するＳ５２２の処理においてバッテリパック１００のマイコン１１０から送信される。

　マイコン２１０は、受信した認証データＡ２を数式Ｆ（Ａ２）で変換し（この変換は、充電装置２００側の第１の変換として定義され得る）、充電装置２００側の判定データＥ２を作成する（Ｓ４３８）。

　さらに、マイコン２１０は、判定データＥ２を暗号化するために、バッテリパック１００の電圧データまたは温度データに基づいて暗号化用データＸ２を作成する（Ｓ４４０）。そして、マイコン２１０は、判定データＥ２に暗号化用データＸ２を所定の方式で付加して回答データＣ２を作成し（この処理は、充電装置２００側の第２の変換として定義され得る）、その回答データＣ２をマイコン端子受容部２０４を介してバッテリパック１００に送信し（Ｓ４４２）、本ルーチンを終了する。

　　（バッテリパック１００側認証ルーチン）
　図７のＳ５１０～Ｓ５１６は、図６のＳ５００～Ｓ５０６と実質的に同一であるから説明を省略する。バッテリパック１００のマイコン１１０は、Ｓ５１６の処理を実行後、バッテリパック１００の電圧データまたは温度データから乱数データβを作成する（Ｓ５１８）。

　さらに、マイコン１１０は、乱数データβを暗号化するためにバッテリパック１００の電圧データまたは温度データに基づいて暗号化用データＹ２を作成する（Ｓ５２０）。そして、乱数データβに暗号化用データＹ２を所定の方式で付加して認証データＡ２を作成し、作成した認証データＡ２をマイコン端子部１０４を介して充電装置２００に送信する（Ｓ５２２）。認証データＡ２は、充電装置２００のマイコン２１０にて前述のＳ４３６の処理で受信される。

　マイコン１１０は、認証データＡ２に対して第１の変換および第２の変換が実行されて作成された回答データＣ２を充電装置２００から受信すると（Ｓ５２４）、充電装置２００側で実行された第２の変換による暗号化を解除して回答データＣ２から解除データＤ２を作成する（Ｓ５２６）。そして、充電装置２００における第１の変換と同じ数式Ｆ（Ａ２）で認証データＡ２を変換し、バッテリパック１００側の判定データＢ２を作成する（Ｓ５２８）。

　次に、判定データＢ２と暗号化を解除された解除データＤ２とが等しいか否かを判定する（Ｓ５３０）。判定データＢ２と解除データＤ２とが等しい場合（Ｓ５３０：Ｙｅｓ）、充電装置２００は適正品であると判断し充電装置２００からの充電を許可して（Ｓ５３４）、本ルーチンを終了する。

　判定データＢ２と解除データＤ２とが異なる場合（Ｓ５３０：Ｎｏ）、充電装置２００は不正品であると判断し充電装置２００からの充電を中断し警告用の図示しないＬＥＤを異常の報知光として点灯し（Ｓ５３２）、本ルーチンを終了する。バッテリパック１００がブザーまたはスピーカを備えている場合には、ＬＥＤを点灯する代わりに、ブザーまたはスピーカから警告音を鳴らして異常を報知してもよい。

　尚、認証ルーチン２においては、１往復目の送受信にて、充電装置２００から認証データがバッテリパック１００に送信され、その認証データがバッテリパック１００で変換される。変換後のデータである回答データは、バッテリパック１００から充電装置２００に送信される。その回答データは充電装置２００で逆変換され、充電装置２００においてバッテリパック１００が適正品であるか否かが判定される。２往復目の送受信にて、バッテリパック１００から認証データが充電装置２００に送信され、その認証データが充電装置２００で変換される。変換後のデータである回答データは、充電装置２００からバッテリパック１００に送信される。その回答データはバッテリパック１００で逆変換され、バッテリパック１００において充電装置２００が適正品であるか否かが判定される。

　これに対し、認証ルーチン２の１往復目の認証処理と２往復目の認証処理との順番は入れ替えられてもよい。
　つまり、１往復目の送受信にて、バッテリパック１００から認証データが充電装置２００に送信されて充電装置２００で変換され、変換後のデータである回答データが充電装置２００からバッテリパック１００に送信されて逆変換され、バッテリパック１００において充電装置２００が適正品であるか否かが判定されてもよい。また、２往復目の送受信にて、充電装置２００から認証データがバッテリパック１００に送信されてバッテリパック１００で変換され、変換後のデータである回答データがバッテリパック１００から充電装置２００に送信されて逆変換され、充電装置２００においてバッテリパック１００が適正品であるか否かが判定されてもよい。

　以上説明した第２実施形態では、バッテリパック１００が適正品であるか否かが充電装置２００にて判定されることに加え、充電装置２００が適正品であるか否かがバッテリパック１００にて判定される。

　これにより、不正なバッテリパック１００が充電されて適正な充電装置２００が損傷したり、バッテリパック１００が異常発熱したりすることを抑制できる。また、適正なバッテリパック１００が不正な充電装置２００によって充電されて損傷することを抑制できる。

　尚、第２実施形態では、充電装置２００に関し、図７のＳ４２０～Ｓ４２４が認証データ作成手段の機能の一例に相当し、Ｓ４２４が送信手段の機能の一例に相当し、Ｓ４２６が受信手段の機能の一例に相当し、Ｓ４２８が逆変換手段の機能の一例に相当し、Ｓ４３０が変換手段の機能の一例に相当し、Ｓ４３２，Ｓ４３５が判定手段の機能の一例に相当し、Ｓ４３４が警告手段の機能の一例に相当する。

　また、バッテリパック１００に関し、図７のＳ５１０が受信手段の機能の一例に相当し、Ｓ５１２～Ｓ５１６が変換手段の機能の一例に相当し、Ｓ５１６が送信手段の機能の一例に相当する。

　　［第３実施形態］
　本発明の第３実施形態を図８に基づいて説明する。
　図８に示すように、バッテリパック３００を充電装置３０４で充電する場合、アダプタ３０２を使用することがある。アダプタ３０２は、バッテリパック３００を充電する際にバッテリパック３００を強制的に放電させてリフレッシュする放電回路を備えている。

　バッテリパック３００は、例えば前回リフレッシュされてからの充電回数に基づいて設定されたリフレッシュ要否フラグを記憶している。アダプタ３０２は、図８に示すようにバッテリパック３００が装着されると、バッテリパック３００が記憶しているリフレッシュ要否フラグを読み出す。

　そして、アダプタ３０２は、リフレッシュ要否フラグに基づき、リフレッシュが必要であればアダプタ３０２の放電回路によりバッテリパック３００を強制的に放電させ、リフレッシュする。一方、アダプタ３０２は、バッテリパック３００から読み出したリフレッシュ要否フラグに基づき、リフレッシュが不要であればバッテリパック３００を充電装置３０４の充電回路に接続し、バッテリパック３００を充電させる。

　ここで、バッテリパック３００が不正品である場合、図８に示す状態でバッテリパック３００をリフレッシュしたり、充電したりすると、アダプタ３０２または充電装置３０４が損傷する恐れがある。

　そこで、図６または図７に示す認証ルーチンをアダプタ３０２とバッテリパック３００との間で実行し、バッテリパック３００が適正品か否かを判定してもよい。バッテリパック３００が適正品であれば、バッテリパック３００をリフレッシュまたは充電してもよい。バッテリパック３００が不正品であれば、バッテリパック３００に対するリフレッシュおよび充電を禁止してもよい。

　第３実施形態では、アダプタ３０２が本発明のバッテリ接続装置に相当する。
　　［他の実施形態］
　バッテリパック１００が適正品を模倣した不正品である場合、バッテリパック１００を充電する充電装置２００が損傷する恐れがあるだけでなく、バッテリパック１００を装着してバッテリパック１００から電力を供給されるバッテリ接続装置も、バッテリパック１００から電力を供給される際に損傷する恐れがある。

　そこで、バッテリパック１００が適正品であるか否かを認証するために、バッテリ接続装置として、例えば図１および図２に示すドライバドリル本体１２が図６または図７に示す認証ルーチンを実行してもよい。この場合、図６または図７に示す認証ルーチンにおいて、充電装置２００をドライバドリル本体１２に置き換えることができる。

　また、電動工具用のバッテリパック１００を装着してバッテリパック１００から電力を供給されるバッテリ接続装置であれば、ドライバドリル本体１２のように電動工具本体に限らず、例えばラジオ等の電子製品、または掃除機等の電気製品が、上記充電装置２００に代わってバッテリパック１００の認証を実行してもよい。

　また、上記実施形態では、乱数データ（仮にαとする）を数式Ｆ（α）で変換する第１の変換により認証データ（仮にＢとする）を作成し、認証データＢに対して暗号化用データを所定の方式で付加する暗号化を、充電装置２００およびバッテリパック１００で実行する第２の変換とした。これに対し、例えば、図６のＳ５０４およびＳ５０６の処理に代えて、認証データＢを数式Ｇ（Ｂ）で変換する処理を第２の変換としてもよい。

　この場合、一つの固定の数式Ｇ（Ｂ）で第２の変換を実行することにより、複数種類の数式を記憶しておき、そこから選択して第２の変換を実行する場合に比べ、記憶容量を低減できる。

　また、図６のＳ４００～Ｓ４０４、図７のＳ４２０～Ｓ４２４、図７のＳ５１８～Ｓ５２２で乱数データを暗号化用データで暗号化して認証データを作成する処理に代えて、乱数データを暗号化せず、乱数データを認証データとしてそのまま送信してもよい。

　また、第１の変換は、認証データＡを数式Ｆ（Ａ）で変換することに限るものではなく、例えば、上記実施形態の第２の変換のように、元データに対して暗号化用データを所定の方式で付加して暗号化する処理にしてもよい。

　つまり、本発明における第１の変換および第２の変換は、元データに対して何らかの変換を実行することを表している。
　上記実施形態では、受信手段、変換手段、送信手段の機能を制御プログラムにより機能が特定されるマイコン１１０により実現し、認証データ作成手段、変換手段、送信手段、受信手段、逆変換手段、判定手段、警告手段の機能を制御プログラムにより機能が特定されるマイコン２１０により実現している。これに対し、上記手段の機能の少なくとも一部を、回路構成自体で機能が特定されるハードウェアで実現してもよい。

　このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

Claims

　電動工具用のバッテリパックと電気的に接続されるバッテリ接続装置において、
　認証データを作成する認証データ作成手段と、
　前記認証データ作成手段が作成した前記認証データに対して第１の変換を実行する変換手段と、
　前記バッテリパックが電気的に接続されると前記認証データ作成手段が作成する前記認証データを前記バッテリパックに送信する送信手段と、
　前記バッテリパックにより前記認証データが変換された後のデータであるバッテリ側変換結果を前記バッテリパックから受信する受信手段と、
　前記バッテリパックが適正品であればそのバッテリパックが前記認証データに対して前記第１の変換を実行後にさらに第２の変換を実行して前記バッテリ側変換結果を作成していることを前提に、前記受信手段が受信した前記バッテリ側変換結果に対して前記第２の変換の逆変換を実行する逆変換手段と、
　前記逆変換手段による逆変換結果と前記変換手段による第１の変換結果とを比較し、前記バッテリパックが適正品であるか否かを判定する判定手段と、
　を備えることを特徴とするバッテリ接続装置。
　前記バッテリパックの充電装置であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ接続装置。
　前記判定手段は、前記逆変換結果と前記第１の変換結果とが等しいと判定した場合、前記バッテリパックに対する充電を許可することを特徴とする請求項２に記載のバッテリ接続装置。
　前記判定手段は、前記逆変換結果と前記第１の変換結果とが異なると判定した場合、前記バッテリパックに対する充電を禁止または制限させ、
　前記逆変換結果と前記第１の変換結果とが異なると前記判定手段が判定すると、異常を警告する警告手段を備える、
　ことを特徴とする請求項２に記載のバッテリ接続装置。
　前記バッテリパックを電源とする電動工具本体であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ接続装置。
　前記判定手段は、前記逆変換結果と前記第１の変換結果とが等しいと判定した場合、前記バッテリパックからの電力供給を許可することを特徴とする請求項５に記載のバッテリ接続装置。
　前記判定手段は、前記逆変換結果と前記第１の変換結果とが異なると判定した場合、前記バッテリパックからの電力供給を禁止し、
　前記逆変換結果と前記第１の変換結果とが異なると前記判定手段が判定すると、異常を警告する警告手段を備える、
　ことを特徴とする請求項５に記載のバッテリ接続装置。
　前記変換手段は一つの固定の数式で前記第１の変換を実行することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ接続装置。
　バッテリ接続装置と電気的に接続される電動工具用のバッテリパックにおいて、
　前記バッテリ接続装置が電気的に接続されると前記バッテリ接続装置から認証データを受信する受信手段と、
　前記受信手段が受信した前記認証データに対して第１の変換を実行後、さらに前記第１の変換による第１の変換結果に対して第２の変換を実行する変換手段と、
　前記第２の変換による第２の変換結果を前記バッテリ接続装置に送信する送信手段と、を備えることを特徴とするバッテリパック。
　前記変換手段は、前記第１の変換および前記第２の変換をそれぞれ一つの固定の数式で実行することを特徴とする請求項９に記載のバッテリパック。