WO2014084002A1 - 電動工具用充電装置 - Google Patents

Abstract

　電動工具用充電装置は、燃料電池と、燃料電池を駆動するための駆動用電源と、燃料電池から電力供給を受けて、電動工具用電池パックを充電する第１直流出力部と、燃料電池から電力供給を受けて、電動工具用電池パックとは異なる電気負荷に直流電力を出力する第２直流出力部と、燃料電池を駆動する制御部とを備える。

Description

電動工具用充電装置 関連出願の相互参照

　本国際出願は、２０１２年１１月３０日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１２－２６２６２９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２０１２－２６２６２９号の全内容を参照により本国際出願に援用する。

　本発明は、燃料電池を備え、燃料電池からの出力により電動工具用電池パックへの充電を行う電動工具用充電装置に関する。

　従来、電動工具用電池パックへの充電を行う充電装置として、燃料電池を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
　この充電装置は、充電対象となる電動工具用電池パックが接続されると、燃料電池を駆動することで、直流電力を出力させ、その出力にて電動工具用電池パックを充電する。

ＷＯ２０１１／１６２３５７Ａ１

　上記従来の充電装置によれば、周囲に商用電源等の外部電源が存在しない場合にも、電動工具用電池パックへの充電を行うことができる。
　しかしながら、上記従来の充電装置は、電動工具用電池パック専用の充電装置であるため、電動工具用電池パック以外の電気機器に電力供給を行うことができず、使い勝手が悪いという問題があった。

　燃料電池を備えた電動工具用充電装置において、電動工具用電池パック以外の電気機器にも電力供給できるようにすることが本発明の一側面である。

　本発明の第１局面における電動工具用充電装置は、燃料電池、燃料電池を駆動するための駆動用電源、及び、燃料電池を駆動する制御部を備える。
　また、燃料電池から電力供給を受けて直流電力を出力する直流出力部として、電動工具用電池パックを充電する第１直流出力部と、電動工具用電池パックとは異なる電気負荷に直流電力を出力する第２直流出力部と、を備える。

　従って、本発明の電動工具用充電装置によれば、電動工具用電池パックを充電することができるだけでなく、電動工具用電池パックとは異なる電気負荷に直流電力を供給することができ、電動工具用充電装置の使い勝手を向上できる。

　次に、本発明の第２局面における電動工具用充電装置においては、第２直流出力部が、電気負荷を接続するための接続端子を備える。
　このため、第２局面の電動工具用充電装置によれば、電気負荷が電動工具用充電装置に内蔵されていない外部の電気負荷であっても、接続端子を介して直流電力を供給することができ、電動工具用充電装置の用途を広げることができる。

　なお、本発明の電動工具用充電装置は、電動工具用電池パックを充電するためのものであることから、本発明の第３局面では、第２直流出力部は、第１直流出力部に比べて出力電力が小さいことが望ましい。

　つまり、このようにすれば、第１直流出力部からの電動工具用電池パックの充電と同時に、第２直流出力部から電気負荷への直流電力の出力を行う場合に、電動工具用電池パックへの充電電力が低下して、充電時間が長くなるのを抑制できる。

　また、第２直流出力部に接続端子を設ける場合には、第４局面の電動工具用充電装置のように、接続端子の少なくとも一つとして、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子若しくはシガーソケットを設けるとよい。

　そして、このようにすれば、ＵＳＢ端子から電力供給を受けて動作するＵＳＢ機器若しくはシガーソケットから電力供給を受けて動作する電気機器に対して、直流電力を供給することができる。

　次に、本発明の第５局面における電動工具用充電装置においては、駆動用電源として、燃料電池からの出力にて充電される二次電池が備えられている。そして、この二次電池は、第１直流出力部、第２直流出力部、及び制御部に電力供給を行う。

　このため、第５局面の電動工具用充電装置によれば、燃料電池から出力される直流電力を二次電池に一旦蓄積した後、第１直流出力部、第２直流出力部に供給することができる。

　よって、第１直流出力部若しくは第２直流出力部から電動工具用電池パック若しくは他の電気負荷への電力供給をより安定して行うことができる。
　また、二次電池に蓄積された直流電力にて、制御部に電源供給を行うことができることから、制御部が燃料電池を駆動するのに必要な電力を供給するための電源を別途設ける必要がなく、装置構成を簡単にすることができる。

　また、第５局面の電動工具用充電装置において、制御部は、第１直流出力部による電動工具用電池パックへの充電時、若しくは、第２直流出力部から電気負荷への直流電力の出力時に、燃料電池を駆動する。

　また、制御部は、第１直流出力部から電動工具用電池パックへの充電が停止されているときに、第２直流出力部から電気負荷へ直流電力を出力する際には、二次電池の残容量を検出し、その検出した残容量が所定のしきい値未満であれば、燃料電池を駆動し、残容量が前記しきい値以上であれば燃料電池の駆動を停止する。

　このため、第５局面の電動工具用充電装置によれば、第１直流出力部から電動工具用電池パックへの電力供給及び第２直流出力部から電気負荷への電力供給が共に停止されているときには、燃料電池の駆動が停止される。

　また、第２直流出力部から電気負荷への電力供給が行われる場合であっても、その電力供給を二次電池に蓄積された電力だけで実施できるときには、燃料電池の駆動が停止される。

　従って、第５局面の電動工具用充電装置によれば、燃料電池を、燃料電池からの電力が必要なときに限って駆動することができるようになり、燃料電池の駆動効率を高め、燃料電池による燃料の消費量を低減することが可能となる。

　また次に、本願発明の第６局面における電動工具用充電装置は、燃料電池の燃料の残量及び二次電池の残容量の少なくとも一方を報知する報知部を備える。
　このため、第６局面の電動工具用充電装置によれば、使用者は、報知部からの報知によって燃料電池の燃料の低下、若しくは、二次電池の残容量の低下、を検知することができ、燃料の補充、二次電池の充電、といった対策を実施することができる。

　つまり、燃料電池の燃料がない場合や、二次電池が完全に放電した場合には、第１直流出力部若しくは第２直流出力部から電動工具用電池パック若しくは他の電気負荷への電力供給を実施することができなくなるが、第６局面の電動工具用充電装置によれば、報知部からの報知によって、こうした問題が発生するのを抑制できる。

　なお、二次電池を備えた電動工具用充電装置においては、本発明の第７局面における電動工具用充電装置のように、二次電池への充電を、燃料電池だけでなく、外部電源からも実施できるように構成するとよい。

　また、本発明の第８局面における電動工具用充電装置においては、二次電池への充電を、燃料電池に代えて、第１直流出力部に接続された電動工具用電池パックからも実施できるように構成される。

　第８局面の電動工具用充電装置によれば、二次電池が完全放電し、制御部が、燃料電池を駆動して二次電池を充電させることができなくなった場合であっても、外部電源若しくは電動工具用電池パックからの電力供給により二次電池を充電して、電動工具用充電装置を正常状態に復帰させることができる。

　また、本発明の第９局面における電動工具用充電装置においては、第２直流出力部への電力供給経路を、燃料電池からの経路に代えて、第１直流出力部に接続された電動工具用電池パックからの経路に切換できるように構成される。

第１実施形態の充電装置の構成を表すブロック図である。 第２実施形態の充電装置の構成を表すブロック図である。 第２実施形態の制御部にて実行される電池パック充電処理を表すフローチャートである。 第２実施形態の制御部にて実行されるＵＳＢ機器出力処理及び出力停止処理を表すフローチャートである。 第３実施形態の充電装置の構成を表すブロック図である。 第４実施形態の充電装置の構成を表すブロック図である。 第４実施形態の制御部にて実行される電池パック充電処理を表すフローチャートである。 第５実施形態の充電装置の構成を表すブロック図である。 第５実施形態の制御部にて実行されるＵＳＢ機器出力処理を表すフローチャートである。

　１，２，３，４，５…充電装置、１０…電池パック充電端子、１２…ＵＳＢ出力端子、１４…燃料電池、１６…燃料タンク、１８…燃料調整部、２２…電池パック充電制御回路、２４…ＵＳＢ出力制御回路、２６…二次電池充電制御回路、３０…制御部、３２…駆動電池、３４…二次電池、３６…二次電池充電制御回路、３８…電源回路、４０…表示部、４２…交流電源、４４…ＡＣ／ＤＣコンバータ、４６…ＵＳＢ電源モード設定部、５０…電源経路、ＳＷ１，ＳＷ２…スイッチ。

　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、本実施形態の電動工具用充電装置（以下、単に充電装置という）１は、電動工具用電池パックを接続するための電池パック充電端子１０と、ＵＳＢ機器を接続するためのＵＳＢ出力端子１２と、を備える。

　また、充電装置１には、燃料と酸化剤とを酸化反応させることにより直流電力を発生する燃料電池１４と、燃料タンク１６と、燃料タンク１６から燃料電池１４へ供給される燃料量を調整する燃料調整部１８とが備えられている。

　なお、本実施形態では、燃料電池１４として、改質後の燃料（水素）を供給するのではなく、燃料タンク１６に蓄えられた液体燃料（メタノール）を直接供給する、直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）を採用している。

　また、燃料電池１４からの直流電力の出力経路は、２系統に分岐されており、一方の出力経路は、電池パック充電制御回路２２を介して電池パック充電端子１０に接続され、他方の出力経路は、ＵＳＢ出力制御回路２４を介してＵＳＢ出力端子１２に接続されている。

　電池パック充電制御回路２２は、燃料電池１４から電力供給を受けて、電池パック充電端子１０に接続された電動工具用電池パックを充電するためのものである。
　そして、電池パック充電制御回路２２は、制御部３０からの充電要求に従い電動工具用電池パックへの充電を実施する。

　また、ＵＳＢ出力制御回路２４は、燃料電池１４から電力供給を受けて、ＵＳＢ機器駆動用の電源電圧（直流５Ｖ）を生成し、その生成した電源電圧をＵＳＢ出力端子１２に接続されたＵＳＢ機器に出力するためのものである。

　そして、このＵＳＢ出力制御回路２４は、制御部３０からの出力要求に従い動作し、制御部３０からの出力要求が停止されると、ＵＳＢ機器駆動用の電源電圧の生成及びその電源電圧のＵＳＢ機器への出力を停止する。

　また、本実施形態の充電装置１には、燃料調整部１８及び制御部３０に動作用の電源電圧を供給するための駆動電池３２が設けられている。
　なお、電池パック充電制御回路２２は、電動工具用電池パックを充電するものであるため、その充電に必要な５０Ｗ以上の電力を出力可能に構成されており、ＵＳＢ出力制御回路２４は、外部のＵＳＢ機器に電力供給を行うものであるため、出力電力は１０Ｗ以下に設定されている。

　次に、制御部３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を中心とするマイコンにて構成されている。
　そして、制御部３０は、電池パック充電端子１０への電池パックの接続状態を、電池パックの制御端子から電池パック充電端子１０に入力される信号に基づき検出する。

　また、制御部３０は、ＵＳＢ出力端子１２へのＵＳＢ機器の接続状態を、ＵＳＢ機器の通信端子からＵＳＢ出力端子１２に入力される信号に基づき検出する。
　そして、制御部３０は、電池パック充電端子１０に電池パックが接続されると、電池パック充電制御回路２２に充電要求を出力して、電動工具用電池パックへの充電を開始させる。

　また、その後、電動工具用電池パックへの充電が完了するか、電池パック充電端子１０から電動工具用電池パックが外されると、制御部３０は、電池パック充電制御回路２２への充電要求の出力を停止して、電動工具用電池パックへの充電を停止させる。

　また、制御部３０は、ＵＳＢ出力端子１２にＵＳＢ機器が接続されると、ＵＳＢ出力制御回路２４に出力要求を出力して、ＵＳＢ機器への電源供給を開始させ、その後、ＵＳＢ出力端子１２からＵＳＢ機器が外されると、ＵＳＢ出力制御回路２４への出力要求を停止して、ＵＳＢ機器への電源供給を停止させる。

　また、制御部３０は、電池パック充電端子１０に電池パックが接続されるか、ＵＳＢ出力端子１２にＵＳＢ機器が接続されると、燃料電池１４が動作しているか否かを判断して、燃料電池１４が動作していなければ、燃料調整部１８を介して燃料電池１４の駆動を開始する。

　なお、燃料電池１４の駆動は、燃料調整部１８に対し、燃料タンク１６内の燃料を燃料電池１４に供給させることにより行われる。
　そして、その後、電池パック充電制御回路２２及びＵＳＢ出力制御回路２４への充電要求及び出力要求の出力を共に停止すると、制御部３０は、燃料調整部１８による燃料電池への燃料供給を停止させることで、燃料電池１４の駆動を停止する。

　以上説明したように、本実施形態の充電装置１には、電動工具用電池パックを充電するための電池パック充電制御回路２２及び電池パック充電端子１０とは別に、ＵＳＢ機器に電源電圧を供給するためのＵＳＢ出力制御回路２４及びＵＳＢ出力端子１２が備えられている。

　そして、電動工具用電池パックへの充電時及びＵＳＢ機器への電源供給時には、制御部３０が、燃料調整部１８を介して燃料電池１４を駆動し、充電用或いは電源電圧生成用の直流電力を生成させる。

　従って、本実施形態の充電装置１によれば、電池パック充電端子１０に接続された電動工具用電池パックを充電することができるだけでなく、ＵＳＢ出力端子１２に接続されたＵＳＢ機器に電源供給を行うことができ、充電装置１の使い勝手を向上できる。

　なお、本実施形態においては、駆動電池３２が、本発明の駆動用電源の一例に相当し、電池パック充電制御回路２２及び電池パック充電端子１０が、本発明の第１直流出力部の一例に相当し、ＵＳＢ出力制御回路２４及びＵＳＢ出力端子１２が、本発明の第２直流出力部の一例に相当する。
［第２実施形態］
　次に第２実施形態の充電装置２について説明する。

　図２に示すように、本実施形態の充電装置２は、第１実施形態の充電装置１に対し、二次電池３４と、二次電池充電制御回路３６と、表示部４０とを設け、更に、駆動電池３２に代えて、電源回路３８を設けることにより構成されている。

　なお、本実施形態の充電装置２は、これら各部の構成及び制御部３０の動作が第１実施形態と異なるだけで、他の構成は第１実施形態の充電装置１と同じである。このため、以下の説明では、第１実施形態と異なる点にだけを説明し、第１実施形態と同一部分については説明を重複しない。

　二次電池３４及び二次電池充電制御回路３６は、燃料電池１４から、電池パック充電制御回路２２及びＵＳＢ出力制御回路２４への、直流電力の出力経路に設けられている。
　そして、二次電池充電制御回路３６は、燃料電池１４から電力供給を受けて二次電池３４を充電し、二次電池３４は、二次電池充電制御回路３６を介して充電された直流電力にて、電池パック充電制御回路２２及びＵＳＢ出力制御回路２４に電力供給を行う。

　つまり、二次電池３４は、燃料電池１４からの出力を一時的に蓄積するバッファとして機能し、電池パック充電制御回路２２及びＵＳＢ出力制御回路２４に対し、直流電力を安定して供給するのに利用される。

　なお、二次電池３４は、充放電可能な化学電池やキャパシタ等にて構成されている。
　また、電源回路３８は、二次電池３４から電力供給を受けて動作し、燃料調整部１８及び制御部３０を動作させるための電源電圧を生成するためのものである。

　つまり、第１実施形態の充電装置２には燃料電池１４からの出力により充電される二次電池３４がないので、燃料調整部１８及び制御部３０の電源として、駆動電池３２を設ける必要があった。

　これに対し、本実施形態では、二次電池３４が設けられているので、この二次電池３４を燃料調整部１８及び制御部３０の電源として利用することで、駆動電池３２を設けることなく、燃料調整部１８及び制御部３０を動作させることができるようにしている。

　また、表示部４０は、制御部３０からの表示指令に従い、二次電池３４に充電された電力量を表す残容量、及び、燃料タンク１６内の燃料量を表す燃料残量を表示するためのものである。

　なお、二次電池３４の残容量は、二次電池３４の満充電時に蓄積される電力量を１００％としたときの残電力量の割合を表し、燃料残量は、燃料タンク１６に蓄積可能な燃料量を１００％としたときの燃料の割合を表す。

　従って、使用者は、表示部４０の表示内容を確認することで、二次電池３４の残容量及び燃料残量を検知することができる。また、使用者は、二次電池３４の残容量が少ないときには、燃料電池１４を駆動させることで、二次電池３４を充電させ、燃料残量が少ないときには、燃料タンク１６に燃料を補充することができる。

　つまり、使用者は、こうした操作によって、二次電池３４が放電して電動工具用電池パックへの充電及びＵＳＢ機器への電源供給を行うことができなくなったり、燃料タンク１６内の燃料が無くなり燃料電池１４を駆動できなくなったりするのを、抑制することができる。

　次に、制御部３０は、第１実施形態と同様、電池パック充電端子１０及びＵＳＢ出力端子１２への電池パック及びＵＳＢ機器の接続状態に基づき、電池パック充電制御回路２２、ＵＳＢ出力制御回路２４、及び、燃料調整部１８を制御し、しかも、二次電池充電制御回路３６も制御する。

　以下、本実施形態における制御部３０の制御動作を、図３及び図４に示すフローチャートに沿って説明する。
　図３に示す電池パック充電処理は、制御部３０においてメインルーチンの一つとして繰り返し実行される処理であり、処理が開始されると、まずＳ１００（Ｓはステップを表す）にて、電池パック充電端子１０に電池パックが接続されているか否かを判断する。

　そして、電池パックが接続されていなければ、当該電池パック充電処理を終了し、電池パックが接続されていれば、Ｓ１１０に移行し、電池パック充電制御回路２２に対して、電動工具用電池パックへの充電要求を出力する。

　この結果、電池パック充電制御回路２２による電動工具用電池パックへの充電が開始される。
　次に、Ｓ１２０では、二次電池充電制御回路３６に対し、二次電池３４への充電要求を出力し、続くＳ１３０にて、燃料調整部１８による燃料電池１４への燃料供給を開始させることで、燃料電池１４を動作させる。

　つまり、電動工具用電池パックへの充電には、例えば、５０Ｗ以上の電力が必要であり、二次電池３４だけでは電動工具用電池パックを充電するための電力量が不足するので、燃料電池１４を動作させて、二次電池充電制御回路３６に二次電池３４を充電させるのである。

　この結果、二次電池３４は、二次電池充電制御回路３６を介して燃料電池１４からの出力により充電されつつ、電池パック充電制御回路２２を介して、電池パック充電端子１０に接続された電池パック側に放電されることになる。

　次にＳ１４０では、電池パック充電端子１０への電池パックの接続が解除されたか否か（換言すれば、電池パックが取り外されたか否か）を判断し、電池パックが取り外されていなければ、Ｓ１５０に移行して、電動工具用電池パックが満充電になったか否かを判断する。

　そして、Ｓ１５０にて、電動工具用電池パックが満充電になっていないと判断されると、Ｓ１４０に移行し、Ｓ１５０にて電動工具用電池パックが満充電になったと判断されるか、或いは、Ｓ１４０にて電池パックが取り外されたと判断されると、Ｓ１６０に移行する。

　Ｓ１６０では、電池パック充電制御回路２２への充電要求の出力を停止することで、電動工具用電池パックへの充電を停止させる。
　次に、Ｓ１７０では、ＵＳＢ出力制御回路２４が、ＵＳＢ出力端子１２に接続されたＵＳＢ機器に電源供給を行っているか否を判断する。

　そして、ＵＳＢ出力制御回路２４がＵＳＢ機器に電源供給を行っていれば、そのまま当該電池パック充電処理を終了する。
　一方、ＵＳＢ出力制御回路２４がＵＳＢ機器に電源供給を行っていなければ、Ｓ１８０に移行して、二次電池充電制御回路３６に対する充電要求の出力を停止することで、二次電池３４への充電を停止させる。

　また、続くＳ１９０では、燃料調整部１８による燃料電池１４への燃料供給を停止させることで、燃料電池１４の動作を停止させ、その後、当該電池パック充電処理を終了する。

　次に、図４に示すＵＳＢ機器出力処理は、ＵＳＢ出力端子１２にＵＳＢ機器が接続されたとき（接続検出時）に起動される処理である。また、図４に示すＵＳＢ機器出力停止処理は、ＵＳＢ出力端子１２へのＵＳＢ機器の接続が解除されたとき（解除検出時）に起動される処理である。

　図４に示すように、ＵＳＢ機器出力処理が起動されると、まずＳ２００にて、ＵＳＢ出力制御回路２４に対し、ＵＳＢ機器への電源電圧の出力要求を出力することで、ＵＳＢ出力端子１２に接続されたＵＳＢ機器への電源供給を開始させる。

　そして、続くＳ２１０では、電池パック充電制御回路２２が電動工具用電池パックへの充電中であるか否かを判断し、充電中であれば、そのまま当該ＵＳＢ機器出力処理を終了し、充電中でなければ、Ｓ２２０に移行する。

　Ｓ２２０では、二次電池３４の残容量を検出し、その残容量が、満充電時の電力量に対し、しきい値Ｃ１（例えば３０％）未満であるか否かを判断する。
　つまり、ＵＳＢ機器の消費電力は、電動工具用電池パックへの充電に要する電力に比べて極めて小さく、二次電池３４の残容量がしきい値Ｃ１以上であれば、二次電池３４に蓄積された電力だけで、ＵＳＢ機器に電源供給量を行うことができる。

　そこで、Ｓ２２０では、二次電池３４の残容量がしきい値Ｃ１未満かどうかを判断することで、ＵＳＢ機器への電源供給時に、燃料電池１４を動作させて二次電池３４を充電する必要があるか否かを判断している。

　このため、Ｓ２２０にて、二次電池３４の残容量はしきい値Ｃ１未満であると判断されると、Ｓ２３０に移行し、そうでなければ、再度Ｓ２２０の処理を実行することで、二次電池３４の残容量の低下を監視する。

　なお、二次電池３４の残容量は、二次電池３４の電圧、若しくは、二次電池３４への充・放電電流の積算値、に基づき算出される。
　Ｓ２３０では、二次電池充電制御回路３６に対し、二次電池３４への充電要求を出力し、続くＳ２４０にて、燃料調整部１８による燃料電池１４への燃料供給を開始させることで、燃料電池１４を動作させる。

　このように、Ｓ２３０、Ｓ２４０の処理により、二次電池３４への充電が開始されると、Ｓ２５０に移行して、その充電により二次電池３４が満充電状態になったか否かを判断する。なお、この判断は、二次電池３４の電圧若しくは充電電流に基づき行われる。

　Ｓ２５０の判断処理は、二次電池３４が満充電状態になるまで繰り返し実行され、二次電池３４が満充電状態になると、Ｓ２６０に移行する。
　そして、Ｓ２６０では、電池パック充電制御回路２２が電動工具用電池パックへの充電中であるか否かを判断し、充電中であれば、そのまま当該ＵＳＢ機器出力処理を終了し、充電中でなければ、Ｓ２７０に移行する。

　Ｓ２７０では、二次電池充電制御回路３６に対する充電要求の出力を停止することで、二次電池３４への充電を停止させる。
　そして、続くＳ２８０では、燃料調整部１８による燃料電池１４への燃料供給を停止させることで、燃料電池１４の動作を停止させ、その後、当該ＵＳＢ機器出力処理を終了する。

　従って、電池パックへの充電停止時に、ＵＳＢ出力端子１２にＵＳＢ機器が接続されてＵＳＢ機器への電源供給が開始されると、二次電池３４の残容量がしきい値Ｃ１未満になれば、燃料電池１４が駆動されて、二次電池３４が満充電状態になるまで充電されることになる。

　一方、ＵＳＢ機器出力停止処理が起動されると、Ｓ２９０にて、ＵＳＢ出力制御回路２４に対する出力要求の出力を停止することで、ＵＳＢ機器への電源供給を停止させ、その後、当該ＵＳＢ機器出力停止処理を終了する。

　以上説明したように、本実施形態の充電装置２によれば、燃料電池１４からの出力にて充電される二次電池３４が備えられ、電池パック充電制御回路２２及びＵＳＢ出力制御回路２４には、この二次電池３４から直流電力を供給するようにされている。

　このため、第１実施形態のように、燃料電池１４から電池パック充電制御回路２２及びＵＳＢ出力制御回路２４に直接直流電力を供給するようにした場合に比べて、電池パックやＵＳＢ機器への電力供給を安定して行うことができる。

　また、本実施形態の充電装置２においては、電動工具用電池パックへの充電停止時に、ＵＳＢ機器への電源供給を開始した際、二次電池３４の残容量がしきい値Ｃ１以上であれば、燃料電池１４の駆動及び二次電池３４への充電は実施されない。

　また、二次電池３４の残容量がしきい値Ｃ１未満で、燃料電池１４の駆動及び二次電池３４への充電を開始した際には、その後、燃料電池１４が満充電状態になるまで、燃料電池１４の駆動及び二次電池３４への充電が継続される。

　このため、本実施形態の充電装置２によれば、燃料電池１４を効率よく駆動し、燃料電池１４による燃料の消費量を抑えることができる。
　なお、本実施形態においては、表示部４０が、本発明の報知部の一例に相当する。

　但し、本実施形態では、表示部４０に、二次電池３４の残容量、及び、燃料タンク１６内の燃料の残量を表示することで、使用者に、これら各パラメータを通知するものとして説明したが、例えば、燃料の残量など、この内の一方を表示するようにしてもよい。

　また、使用者への通知（報知）は、表示部４０への表示に限定されるものではなく、例えば、使用者からの要求に従い音声により通知するようにしてもよく、二次電池３４の残容量の低下時或いは燃料残量の低下時に警告音を発生することで通知するようにしてもよい。また、これらを組み合わせて報知するようにしてもよい。
［第３実施形態］
　次に第３実施形態の充電装置３について説明する。

　図５に示すように、本実施形態の充電装置３は、第２実施形態の充電装置２に、外部の交流電源（例えば商用電源）４２から供給される交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ４４を設けることにより構成されている。

　そして、このＡＣ／ＤＣコンバータ４４の出力は、燃料電池１４の出力に並列に接続されている。
　また、制御部３０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ４４が外部の交流電源４２から電源供給を受けているときには、燃料電池１４の動作を停止させて、ＡＣ／ＤＣコンバータ４４を燃料電池１４に代わる直流電力の供給源として利用し、二次電池３４への充電を行う。

　このため、本実施形態の充電装置３によれば、充電装置３の周囲に交流電源４２があれば、それを利用して、電動工具用電池パックへの充電、ＵＳＢ機器への電源供給、及び二次電池３４への充電、を行うことができ、燃料電池１４の駆動（延いては燃料の消費）を抑制できる。

　なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ４４は、充電装置３に内蔵されていてもよく、所謂ＡＣアダプタとして、充電装置３とは別体で構成されていてもよい。
［第４実施形態］
　次に第４実施形態の充電装置４について説明する。

　図６に示すように、本実施形態の充電装置４は、第２実施形態の充電装置２に、電池パック充電端子１０に接続された電池パック側から電力供給を受けて二次電池３４を充電する二次電池充電制御回路２６を設けることにより構成されている。

　この二次電池充電制御回路２６は、電池パック充電制御回路２２と並列に接続されており、二次電池３４と、電池パック充電端子１０に接続された電動工具用電池パックとの両方から、電力供給を受けることができる。

　そして、二次電池充電制御回路２６は、その供給電力により電源回路３８に電源供給を行う。
　このため、二次電池３４が完全に放電して、残容量が零になったとしても、電池パック充電端子１０に電池パックが接続されていて、電動工具用電池パックから電力供給を受けることができれば、電源回路３８が、制御部３０に電源供給を行い、制御部３０を動作させることができる。

　そして、制御部３０は、電池パック充電処理を、図７に示す手順で実行する。
　すなわち、本実施形態では、制御部３０が、電源回路３８から電源供給を受けて電池パック充電処理を開始し、Ｓ１００にて、電池パック充電端子１０に電池パックが接続されていると判断すると、Ｓ１０２に移行する。

　Ｓ１０２では、二次電池３４の残容量は下限値Ｃ２（例えば、０％）未満であるか否かを判断する。
　そして、Ｓ１０２にて、二次電池３４の残容量が下限値Ｃ２未満であると判断されると、二次電池３４からの出力にて燃料調整部１８を駆動できないことから、Ｓ１０４に移行して、二次電池充電制御回路２６に対し充電要求を出力する。

　この結果、二次電池充電制御回路２６は、電動工具用電池パックから電力供給を受けて、二次電池３４への充電を開始する。
　また、このように二次電池３４への充電が開始されると、今度はＳ１０６に移行して、二次電池３４の残容量が設定値Ｃ３（但し、Ｃ３は、Ｃ１≧Ｃ３≧Ｃ２であり、例えば、１０％）以上になったか否かを判断することにより、二次電池３４の残容量が設定値Ｃ３に達するのを待つ。

　Ｓ１０６にて、二次電池３４の残容量が設定値Ｃ３に達したと判断されると、Ｓ１０８に移行して、二次電池充電制御回路２６への充電要求の出力を停止することにより、電池パックから二次電池３４への充電を停止させる。そして、その後は、第１実施形態と同様、Ｓ１１０以降の処理を実行する。

　また、Ｓ１０２にて、二次電池３４の残容量が下限値Ｃ２以上であると判断された場合にも、Ｓ１１０に移行し、第１実施形態と同様にＳ１１０以降の処理を実行する。
　このように、本実施形態の充電装置４によれば、二次電池３４が完全放電して、残容量が零になったとしても、電動工具用電池パックから電源供給を受けて、二次電池３４に燃料電池１４の起動に必要な電力を充電させることができる。

　そして、その充電後、制御部３０は、第２実施形態と同様に動作することから、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
［第５実施形態］
　次に第５実施形態の充電装置５について説明する。

　図８に示すように、本実施形態の充電装置５は、第２実施形態の充電装置２に、電動工具用電池パックから電源供給を受ける電源経路５０と、２つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２と、使用者により操作されるＵＳＢ電源モード設定部４６と、を設けることにより構成されている。

　電源経路５０は、電池パック充電端子１０における電動工具用電池パックへの直流電力（充電電力）の出力端子（正負一対）と、ＵＳＢ出力制御回路２４における直流電力の入力端子（正負一対）とを接続することで、ＵＳＢ出力端子１２に接続されたＵＳＢ機器に、電動工具用電池パックから電源供給を行うことができるようにするためのものである。

　また、２つのスイッチの内、一方のスイッチＳＷ２は、この電源経路５０を構成する正極側（若しくは負極側）の経路に設けられて、その経路を導通・遮断するためのものである。

　また、他方のスイッチＳＷ１は、二次電池３４からＵＳＢ出力制御回路２４に至る正負一対の経路の内、正極側（若しくは負極側）の経路に設けられて、その経路を導通・遮断するためのものである。

　なお、これら各スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、半導体スイッチ若しくはリレースイッチ等にて構成されている。
　次に、ＵＳＢ電源モード設定部４６は、ＵＳＢ出力端子１２に接続されたＵＳＢ機器に対して、充電装置５内の二次電池３４から電源供給を行うか、或いは、電動工具用電池パックから電源供給を行うかを、使用者が手動操作により設定するためのものである。

　そして、制御部３０は、ＵＳＢ出力端子１２にＵＳＢ機器が接続されたことを検出して、ＵＳＢ機器出力処理を実行する際、ＵＳＢ電源モード設定部４６により設定された電源モードに従い、第１実施形態と同様の処理を実行するか否かを切り換える。

　つまり、本実施形態の制御部３０にて実行されるＵＳＢ機器出力処理では、図９に示すように、まず、Ｓ３１０にて、ＵＳＢ電源モードが、電動工具用電池パックから電源供給を行うモードに設定されているか否かを判断する。

　そして、ＵＳＢ電源モードが、電池パックから電源供給を行うモードに設定されている場合には、Ｓ３３０に移行して、スイッチＳＷ１をオフ状態、スイッチＳＷ２をオン状態にし、続くＳ３４０にて、ＵＳＢ出力制御回路２４に出力要求を出力し、ＵＳＢ機器出力処理を終了する。

　この結果、ＵＳＢ電源モードが、電池パックから電源供給を行うモードに設定されている場合には、ＵＳＢ出力制御回路２４は、電動工具用電池パックから電力供給を受けて、ＵＳＢ機器への供給電圧（電源電圧）を生成することになる。従って、ＵＳＢ機器に対しては、電動工具用電池パックから電源供給がなされることになる。

　一方、Ｓ３１０にて、ＵＳＢ電源モードは、電池パックから電源供給を行うモードに設定されていない（換言すれば、二次電池から電源供給を行うモードである）と判断されると、Ｓ３２０に移行して、スイッチＳＷ１をオン状態、スイッチＳＷ２をオフ状態にする。

　そして、その後は、図４に示した第２実施形態のＵＳＢ機器出力処理と同様、Ｓ２００にて、ＵＳＢ出力制御回路２４に出力要求を出力し、Ｓ２１０以降の処理を実行する。
　このように、本実施形態の充電装置５によれば、ＵＳＢ機器に対し電源供給を行う際の供給源を、充電装置５内の二次電池３４から、電池パック充電端子１０に接続された電動工具用電池パックに切り換えることができる。
［変形例］
　以上、本発明の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、第５実施形態では、使用者による動作モードの設定により、ＵＳＢ機器への電源供給を、電動工具用電池パックから行うことができる充電装置５について説明した。これに対し、制御部３０への電源供給については、使用者によるスイッチ操作によって、電動工具用電池パックから行うことができるようにしてもよい。

　また、上記各実施形態では、充電装置に、電池パック充電端子１０とは異なる出力端子として、ＵＳＢ機器へ電源供給を行うＵＳＢ出力端子１２が備えられるものとして説明した。これに対し、ＵＳＢ出力端子１２とは別に、或いは、ＵＳＢ出力端子１２に加えて、シガーソケット１３等の他の出力端子を設けるようにしてもよい。

　そして、この場合にも、ＵＳＢ出力端子１２からの出力を制御するＵＳＢ出力制御回路２４と同様に、シガーソケット１３等の他の出力端子に対し、出力制御回路を設けるようにすれば、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。

　また、上記各実施形態では、外部の電気負荷であるＵＳＢ機器へ電源供給する充電装置について説明したが、例えば、充電装置に内蔵された電気負荷に電源供給する充電装置であっても、本発明を適用することができる。

　そして、この場合、ＵＳＢ出力制御回路２４のような出力制御回路に直接電気負荷を接続すればよいので、ＵＳＢ出力端子１２のような、電気負荷接続用の接続端子を設ける必要がなく、装置構成を簡単にすることができる。

Claims (9)

1. 　燃料電池と、
   　燃料電池を駆動するための駆動用電源と、
   　前記燃料電池から電力供給を受けて、電動工具用電池パックを充電する第１直流出力部と、
   　前記燃料電池から電力供給を受けて、前記電動工具用電池パックとは異なる電気負荷に直流電力を出力する第２直流出力部と、
   　前記燃料電池を駆動する制御部と、
   　を備えたことを特徴とする電動工具用充電装置。
2. 　前記第２直流出力部は、前記電気負荷を接続するための接続端子を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電動工具用充電装置。
3. 　前記第２直流出力部は、前記第１直流出力部に比べて出力電力が小さいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動工具用充電装置。
4. 　前記第２直流出力部は、前記接続端子として、ＵＳＢ端子及びシガーソケットの少なくとも一つを備えたことを特徴とする請求項２又は請求項２を引用する請求項３に記載の電動工具用充電装置。
5. 　前記駆動用電源として、
   　前記燃料電池からの出力にて充電され、前記第１直流出力部、前記第２直流出力部、及び前記制御部に電力供給を行う二次電池を備え、
   　前記制御部は、
   　前記第１直流出力部による前記電動工具用電池パックへの充電時、若しくは、前記第２直流出力部から前記電気負荷への直流電力の出力時に、前記燃料電池を駆動し、
   　しかも、前記第１直流出力部から前記電動工具用電池パックへの充電が停止されているとき、前記第２直流出力部から前記電気負荷へ直流電力を出力する際には、前記二次電池の残容量を検出し、該残容量が所定のしきい値未満であれば前記燃料電池を駆動し、該残容量が前記しきい値以上であれば前記燃料電池の駆動を停止することを特徴とする請求項１～請求項４の何れか１項に記載の電動工具用充電装置。
6. 　前記燃料電池の燃料の残量及び前記二次電池の残容量の少なくとも一方を報知する報知部を備えたことを特徴とする請求項５に記載の電動工具用充電装置。
7. 　前記二次電池への充電は、前記燃料電池に代えて、外部電源からも実施可能であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の電動工具用充電装置。
8. 　前記二次電池への充電は、前記燃料電池に代えて、前記第１直流出力部に接続された前記電動工具用電池パックからも実施可能であることを特徴とする請求項５～請求項７の何れか１項に記載の電動工具用充電装置。
9. 　前記第２直流出力部への電力供給経路は、前記燃料電池からの経路に代えて、前記第１直流出力部に接続された前記電動工具用電池パックからの経路に切換可能であることを特徴とする請求項１～請求項８の何れか１項に記載の電動工具用充電装置。

Images