WO2019031273A1

WO2019031273A1 - 電気機器

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Publication number: WO2019031273A1
Application number: PCT/JP2018/028259
Authority: WO
Inventors: 勇祐船引; 政幸小倉; 寺西　卓也; 直人若田部
Original assignee: 工機ホールディングス株式会社
Priority date: 2017-08-09
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2019-02-14
Also published as: JPWO2019031273A1

Abstract

電池パックと本体のどちらに異常が発生したか迅速に判別可能な電気機器を提供する。電動工具（５０）は、電動工具（５０）内部の異常を報知するＬＥＤライト（５８）を有する。ＬＥＤライト（５８）は、被削材を照らすライトである。電池パック（１０）の残容量表示手段（１７）は、電池パック（１０）内部の異常を報知する電池側報知部を兼ねる。電動工具（５０）の制御部（５５）は、インバータ回路（６５）のスイッチング素子の高温異常を検出するとＬＥＤライト（５８）を遅く点滅させ、過電流を検出するとＬＥＤライト（５８）を早く点滅させる。電池パック（１０）の制御部（１５）は、過放電を検出すると残容量表示手段（１７）のＬＥＤを１つ点滅させ、二次電池セル（１１）の高温異常を検出すると残容量表示手段（１７）のＬＥＤを４つ点滅させる。

Description

電気機器

本発明は、電池パックを接続可能な電気機器に関する。

下記特許文献１は、電池パックの電力で動作する電動工具において、スイッチング素子の高温異常を報知する発光素子と、装着した電池パックの残容量を表示するランプと、を備えることを開示する。

特開２０１１－６５４号公報

電池パック側の異常を報知する報知部と、本体側の高温異常を報知する報知部と、が同じであると、電池パックと本体のどちらに異常が発生したかを使用者は判別できない。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、電池パックと本体のどちらに異常が発生したか迅速に判別可能な電気機器を提供することにある。

本発明のある態様は、電池パックと、前記電池パックに接続される機器本体と、を備える電気機器であって、前記機器本体は、前記機器本体内部の異常を報知する本体側報知部を有し、前記電池パックは、前記電池パック内部の異常を報知する電池側報知部を有する。

前記本体側報知部は、作業箇所を照射する照明部であってもよい。

前記電池側報知部は、前記電池パックの残容量を表示する残容量表示部であってもよい。

前記本体側報知部及び前記電池側報知部の少なくとも一方は、報知操作部に対して所定の操作が行われたときに異常有無を報知してもよい。

前記電池側報知部は、異常が検出されると自動的に報知してもよい。

前記本体側報知部は、前記電池パック内部の異常は報知しなくてもよい。

前記異常は、温度異常を含んでもよい。

前記異常は、電流異常を含み、前記本体側報知部及び前記電池側報知部の少なくとも一方は、温度異常と電流異常とで、異なる態様の報知を行ってもよい。

本発明のもう１つの態様は、電池パックと、前記電池パックに接続される機器本体と、を備える電気機器であって、前記機器本体は、前記機器本体内部の異常を報知する本体異常報知部と、前記電池パック内部の異常を報知する電池異常報知部と、を別々に有する。

本発明のもう１つの態様は、電池パックと、前記電池パックに接続される機器本体と、を備える電気機器であって、前記電池パックは、前記機器本体内部の異常を報知する本体異常報知部と、前記電池パック内部の異常を報知する電池異常報知部と、を別々に有する。

本発明のもう１つの態様は、電池パックと、前記電池パックに接続される機器本体と、を備える電気機器であって、前記機器本体及び前記電池パックのいずれかは、異常報知部を有し、前記異常報知部は、前記機器本体内部の異常と、前記電池パック内部の異常とで、異なる態様の報知を行う。

前記機器本体は、本体側制御部を有し、前記電池パックは、電池側制御部を有し、前記電池側制御部は、前記電池パック内部の異常が検出されると、前記本体側制御部に異常検出信号を送信し、前記本体側制御部は、前記異常検出信号を受信すると前記機器本体の動作を停止してもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、電池パックと本体のどちらに異常が発生したか迅速に判別可能な電気機器を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る電動工具５０の、電池パック１０を接続した状態の側面図。図１のスイッチパネル６２の外観図。過負荷保護機能及び温度保護機能が作動した各場合における図１のＬＥＤライト５８の点灯状態説明図。図１の電池パック１０の斜視図。電池残量、温度保護機能作動有無、及び故障有無に応じた図４の残容量表示手段１７の点灯状態説明図。電動工具５０及び電池パック１０を互いに接続した状態のブロック図。電動工具５０の第１制御フローチャート。電動工具５０の第２制御フローチャート。電動工具５０の第３制御フローチャート。電動工具５０の第４制御フローチャート。電動工具５０の第５制御フローチャート。電池パック１０の制御フローチャート。図１２で示した、二次電池セル１１の温度が高温保護閾値（８０℃）になることを抑制するための電動工具５０におけるモータ駆動制御の第１例を示すフローチャート。図１３に示したフローチャートに基づく電動工具５０及び電池パック１０の動作の第１例を示すタイムチャート。電動工具５０におけるモータ駆動制御の第２例を示すフローチャート。図１５に示したフローチャートに基づく電動工具５０及び電池パック１０の動作の第２例を示すタイムチャート。実施の形態に関し、電動工具５０の異常は電動工具５０のＬＥＤライト５８で表示し、電池パック１０の異常は電池パック１０の残容量表示手段１７で表示する場合の、通常時と異常時のＬＥＤライト５８及び残容量表示手段１７の各々の点灯状態説明図。他の実施の形態に関し、電動工具５０の異常及び電池パック１０の異常を共に電動工具５０のＬＥＤライト５８で表示する場合の、通常時と異常時のＬＥＤライト５８及び残容量表示手段１７の各々の点灯状態説明図。他の実施の形態に係る電動工具５０Ａの、電池パック１０を接続した状態の側面図。他の実施の形態に係る電動工具５０Ｂの、電池パック１０を接続した状態の側面図。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１は、本発明の実施の形態に係る電気機器の一例である電動工具５０の、電池パック１０を接続した状態の側面図である。図１により、互いに直交する前後及び上下方向を定義する。電動工具５０は、コードレスタイプの携帯用切断機（携帯用丸鋸）であって、着脱可能に装着した電池パック１０の電力で動作する。電池パック１０は、電動工具５０のハウジング６０の後端部に後方からスライド装着される。ハウジング６０は、アルミ等の金属製のベース７１に連結され、ベース７１の上方に位置する。ベース７１の下面は、被削材との摺動面となる。ハウジング６０は、図６に示すモータ５１や制御部５５、その他の各種回路部品を収容する。また、モータ５１の回転を鋸刃７０に伝達する図示しない減速機構がハウジング６０に収容保持され、鋸刃７０は前記減速機構を介してモータ５１によって回転駆動される。ハウジング６０には、被削材を照らすＬＥＤライト５８が保持される。ハウジング６０のグリップ部６１には、使用者がモータ５１の駆動、停止を指示するためのトリガスイッチ５２が設けられる。ハウジング６０の外面の上方に臨む部分であって、グリップ部６１とハウジング６０によって形成される空間に、図２に示すスイッチパネル６２が設けられる。スイッチパネル６２には、ライト点灯スイッチ５９及び点灯状態表示ＬＥＤ６３が設けられる。ライト点灯スイッチ５９は、使用者がＬＥＤライト５８の点灯、消灯を指示するためのスイッチ（ここではボタンスイッチ）である。点灯状態表示ＬＥＤ６３は、ＬＥＤライト５８が点灯している間に点灯して使用者に報知する。

図３は、過負荷保護機能及び温度保護機能が作動した各場合における図１のＬＥＤライト５８の点灯状態説明図である。ＬＥＤライト５８は、被削材を照らすライトであると共に、本体側報知部の例示であり、図６に示す制御部５５の制御に従い、過負荷保護機能の作動時には早い点滅表示となり（例えば０．１秒ごとに点灯、消灯を繰り返し）、温度保護機能の作動時には遅い点滅表示となり（例えば０．５秒ごとに点灯、消灯を繰り返す）、使用者に報知する。ＬＥＤライト５８の点滅による保護機能の作動の報知は、ライト点灯スイッチ５９が押された場合に行ってもよいし、ライト点灯スイッチ５９が押されるか否かに関わらず過負荷や高温状態になった際に自動的に行ってもよい。ＬＥＤライト５８は、電池パック１０の過放電や高温異常についての報知は行わない。

図４は、図１の電池パック１０の斜視図である。電池パック１０は、図６に示す二次電池セル１１や制御部１５、その他の各種回路部品を内蔵すると共に、後部外面の上方に臨む部分に、スイッチパネル２０を有する。スイッチパネル２０には、残容量表示手段１７及び残容量表示スイッチ１９が設けられる。残容量表示手段１７は、ここでは４つのＬＥＤであり、後述のように、電池パック１０の残容量を表示すると共に、電池パック１０内部の異常を報知する電池側報知部として機能する。残容量表示スイッチ１９は、報知操作部の例示であり、使用者が残容量表示手段１７による表示有無を指示するためのスイッチ（ここではボタンスイッチ）である。

図５は、電池残量、温度保護機能作動有無、及び故障有無に応じた図４の残容量表示手段１７の点灯状態説明図である。残容量表示手段１７は、制御部１５の制御に従い、電池パック１０の満充電のときは４つのＬＥＤが共に点灯し、電池パック１０の残容量が低下するにつれて段階的にＬＥＤの点灯数が少なくなり、残容量が無くなると１つのＬＥＤが点滅し、電池パック１０の温度保護機能作動時には４つのＬＥＤが点滅し、電池パック１０の故障時には２つのＬＥＤが点滅する。なお、ＬＥＤの点滅個数や点滅方法はこれに限るものではない。

図６は、電動工具５０及び電池パック１０を互いに接続した状態のブロック図である。図６に示すように、電池パック１０及び電動工具５０はそれぞれ、プラス端子、ＬＳ端子、Ｖ端子、Ｔ端子、ＬＤ端子、及びマイナス端子を備える。電池パック１０及び電動工具５０の同名の端子同士が互いに電気的に接続される。

電池パック１０は、自身のプラス端子とマイナス端子との間に直列接続された複数の（ここでは５つの）二次電池セル１１を備える。セル電圧監視ＩＣ１２は、各々の二次電池セル１１の電圧を監視し、少なくとも１つの二次電池セル１１の電圧が所定値以下になると、過放電と判断し、制御部（電池側制御部）１５に過放電検出信号を送信する。二次電池セル１１には電流検出用の抵抗Ｒ１が直列接続される。電流検出回路１４は、抵抗Ｒ１の両端の電圧により二次電池セル１１の出力電流を検出し、制御部１５に検出結果を送信する。電源回路１３は、二次電池セル１１の出力電圧からセル電圧監視ＩＣ１２及び制御部１５の動作電圧VDD1を生成する。電池電圧検出回路１６は、二次電池セル１１の出力電圧を検出し、制御部１５に検出結果を送信する。残容量表示手段１７は、例えばＬＥＤであり、制御部１５の制御により電池パック１０の残容量を使用者に表示（報知）する。セル温度検出手段１８は、二次電池セル１１の近傍に配置されたサーミスタＴＨの電圧により二次電池セル１１の温度を検出し、制御部１５に検出結果を送信する。残容量表示スイッチ１９は、使用者が残容量表示手段１７への残容量表示を指示するためのスイッチである。

電池パック１０は、電動工具５０から送信されるシリアル通信信号（デジタル信号）を制御部１５に受信させるための経路を成すシリアル通信用受信回路３１と、サーミスタＴＨの一端のアナログ電圧（二次電池セル１１の温度情報）を電動工具５０に送信するための経路を成す温度情報送信回路３２と、を有する。電池パック１０のＬＳ端子は、第１切替回路２１を介して、シリアル通信用受信回路３１及び温度情報送信回路３２のいずれかに択一的に接続される。第１切替回路２１は、一端がＬＳ端子に接続され、制御端子がＶ端子に接続され、Ｖ端子から入力される信号に応じて、他端がシリアル通信用受信回路３１及び温度情報送信回路３２のいずれかに択一的に接続される。ここでは、Ｖ端子からの信号がローレベルのとき、第１切替回路２１の他端はシリアル通信用受信回路３１に接続され、Ｖ端子からの信号がハイレベルのとき、第１切替回路２１の他端は温度情報送信回路３２に接続される。サーミスタＴＨの一端は、第１切替回路２１の他端に接続される。サーミスタＴＨの他端とグランドとの間に、ＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ１が設けられる。第３切替回路２３は、一端がＶ端子に接続され、制御端子が制御部１５に接続され、制御部１５から入力される信号に応じて、他端がスイッチング素子Ｑ１の制御端子（ゲート）及びサーミスタＴＨの一端（第１切替回路２１の他端）に択一的に接続される。

電池パック１０は、識別抵抗Ｒａの一端のアナログ電圧（電池パック１０の識別情報）を電動工具５０に送信するための経路を成す識別情報送信回路３５と、制御部１５から電動工具５０に向けたシリアル通信信号（デジタル信号）を送信するための経路を成すシリアル通信用送信回路３６と、を有する。電池パック１０のＴ端子は、第２切替回路２２を介して、識別情報送信回路３５及びシリアル通信用送信回路３６のいずれかに択一的に接続される。第２切替回路２２は、一端がＴ端子に接続され、制御端子が制御部１５に接続され、制御部１５から入力される信号に応じて、他端が識別情報送信回路３５及びシリアル通信用送信回路３６のいずれかに択一的に接続される。識別抵抗Ｒａの一端は、第２切替回路２２の他端に接続される。識別抵抗Ｒａの他端とグランドとの間に、識別抵抗Ｒｂ及びＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ２が並列接続される。スイッチング素子Ｑ２の制御端子（ゲート）は、Ｖ端子に接続される。Ｖ端子から入力される信号がハイレベルのとき、スイッチング素子Ｑ２はオンとなり、識別抵抗Ｒｂには電流が流れない。Ｖ端子から入力される信号がローレベルのとき、スイッチング素子Ｑ２はオフとなり、識別抵抗Ｒｂに電流が流れる。

電池パック１０において、ＬＤ端子とグランドとの間には、ＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ３が設けられる。スイッチング素子Ｑ３の制御端子（ゲート）は、制御部１５に接続される。制御部１５から制御端子に入力される信号がハイレベルのとき、スイッチング素子Ｑ３はオンとなり、同信号がローレベルのとき、スイッチング素子Ｑ３はオフとなる。

機器本体の例示である電動工具５０において、駆動源となるモータ５１は、ブラシレスモータである。モータ５１は、ブラシ付きモータであってもよい。インバータ回路６５は、周知のとおり三相ブリッジ接続されたＦＥＴやＩＧＢＴ等のスイッチング素子からなり、モータ５１に駆動電流を供給する。各スイッチング素子のスイッチング制御（例えばＰＷＭ制御）は、マイクロコントローラ等の制御部５５によって行われる。モータ５１の駆動電流は、抵抗Ｒ５によって電圧に変換され、当該電圧を受信した電流検出回路５４によって検出され、制御部５５に送信される。インバータ回路６５の温度は、インバータ回路６５の近傍に配置されたサーミスタ等の温度検出素子６６によって電圧に変換され、インバータ温度検出回路６７によって検出され、制御部５５に送信される。

トリガスイッチ５２は、インバータ回路６５と直列接続される。スイッチ状態検出回路５３は、トリガスイッチ５２のインバータ回路６５側の端子電圧によりトリガスイッチ５２のオンオフを検出し、制御部５５に検出結果を送信する。制御部５５は、トリガスイッチ５２がオンになると、インバータ回路６５の各スイッチング素子を制御し、モータ５１に駆動電流を供給する。電源回路５６は、プラス端子からの入力電圧（二次電池セル１１の出力電圧）から制御部５５の動作電圧VDD2を生成する。電池電圧検出回路５７は、プラス端子の電圧により二次電池セル１１の出力電圧を検出し、制御部５５に検出結果を送信する。

電動工具５０において、制御部５５は、ＬＳ端子、Ｖ端子、Ｔ端子、及びＬＤ端子にそれぞれ接続する端子を有する。抵抗Ｒ６の一端は、電源ラインに接続される。抵抗Ｒ６の他端とグランドとの間に、抵抗Ｒ７及びＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ６が直列接続される。抵抗Ｒ６及び抵抗Ｒ７の相互接続点は、ＬＳ端子に接続される。スイッチング素子Ｑ６の制御端子（ゲート）は、制御部５５に接続される。抵抗Ｒ８は、電源ラインとＴ端子との間に設けられる。抵抗Ｒ９は、電源ラインとＬＤ端子との間に設けられる。

電動工具５０の制御部５５は、Ｖ端子を介して電池パック１０に送信する信号により、ＬＳ端子の機能を切り替えることができる。具体的には、制御部５５は、Ｖ端子からハイレベルの信号を送信すると、第１切替回路２１の他端の接続先が温度情報送信回路３２となり、第１切替回路２１及びＬＳ端子を介して、サーミスタＴＨの一端の電圧を受信することができる。なお、電池パック１０の制御部１５は、通常時は第３切替回路２３の他端の接続先をスイッチング素子Ｑ１の制御端子としているため、Ｖ端子の信号がハイレベルのときはスイッチング素子Ｑ１はオンとなり、サーミスタＴＨの一端（温度情報送信回路３２）には二次電池セル１１の温度に応じたアナログ電圧が出力される。また、Ｖ端子の信号がハイレベルのときは、スイッチング素子Ｑ２はオンとなり、Ｔ端子の電圧は、電動工具５０の電源電圧VDD2を抵抗Ｒ８及び抵抗Ｒａで分圧した第１識別電圧となる。

一方、制御部５５は、Ｖ端子からローレベルの信号を送信すると、第１切替回路２１の他端の接続先がシリアル通信用受信回路３１となり、ＬＳ端子を介して電池パック１０の制御部１５にシリアル通信信号を送信することができる。シリアル通信信号は、スイッチング素子Ｑ６のオンオフにより作成される。また、Ｖ端子の信号がローレベルのときは、スイッチング素子Ｑ２はオフとなり、Ｔ端子の電圧は、電動工具５０の電源電圧VDD2を、抵抗Ｒ８と、抵抗Ｒａ及び抵抗Ｒｂの直列合成抵抗と、で分圧した第２識別電圧となる。制御部５５は、第１及び第２識別電圧の双方を基に、電池パック１０の情報を得ることができる。

電池パック１０の制御部１５は、第２切替回路２２の他端の接続先を切り替えることにより、Ｔ端子の機能を切り替えることができる。具体的には、制御部１５は、第２切替回路２２の他端の接続先をシリアル通信用送信回路３６とすれば、第２切替回路２２及びＴ端子を介して、電動工具５０に、シリアル通信信号を送信することができる。一方、制御部１５は、第２切替回路２２の接続先を識別情報送信回路３５とすれば、第２切替回路２２及びＴ端子を介して、電動工具５０に、識別抵抗Ｒａの一端のアナログ電圧を出力することができる。

電動工具５０から電池パック１０に送信されるシリアル通信信号の中身は、例えば、電動工具５０の種類や型番、過放電停止の通知、過放電表示の指示、異常検出用の閾値（例えば過放電閾値、過電流閾値、二次電池セル１１の高温保護閾値）、残量表示の表示閾値（残容量表示を切り替える閾値）、エラーログ、使用履歴情報、電池パック１０に要求する情報などである。なお、電動工具５０から電池パック１０に、全ての情報を送信してもよいし、電池パック１０から要求された情報のみを送信してもよい。電池パック１０から電動工具５０に送信されるシリアル通信信号の中身は、例えば、電池パック１０の種類や型番、二次電池セル１１の種別、エラーログ、使用履歴情報、電動工具５０に要求する情報などである。なお、電池パック１０から電動工具５０に、全ての情報を送信してもよいし、電動工具５０から要求された情報のみを送信してもよい。シリアル通信では、識別抵抗Ｒａ、Ｒｂの電圧よりも、電池パック１０の識別情報を、より多く乃至より詳細に通知することができる。シリアル（デジタル）通信は、一方の制御部（マイコン）から出力するハイ信号又はロー信号を、他方の制御部（マイコン）へ入出力することで、一方の信号を他方に出力するものである。

電池パック１０の制御部１５は、電池パック１０が図示しない充電器に接続されていて充電停止条件が満たされた場合に、第３切替回路２３の他端の接続先をサーミスタＴＨの一端（第１切替回路２１の他端）とする。充電器は充電中にＶ端子の信号をハイレベルとしているため、第１切替回路２１の他端の接続先は温度情報送信回路３２である。したがって、Ｖ端子の信号（ハイレベル）は、第３切替回路２３、第１切替回路２１及びＬＳ端子を介して、充電器に送信され、充電停止の旨が通知されることになる。

電池パック１０の制御部１５は、過電流、過放電、及び二次電池セル１１の異常高温のいずれかを検出すると、スイッチング素子Ｑ３をターンオンする。これにより、ＬＤ端子の電圧が電動工具５０の電源電圧VDD2からグランド電位に低下し、制御部５５に放電禁止の旨が通知される（異常検出信号が送信される）ことになる。

図７は、電動工具５０の第１制御フローチャートである。制御部５５は、待機状態（Ｓ１）において、インバータ回路６５を構成するスイッチング素子（以下、単に「スイッチング素子」とも表記）の温度が高温保護解除閾値の例示である９０℃以下になると（Ｓ１ａのＹＥＳ）、高温異常フラグをクリアする（Ｓ１ｂ）。制御部５５は、トリガスイッチ５２がオンになると（Ｓ２のＹＥＳ）、高温異常フラグがなく（Ｓ３のＮＯ）、かつスイッチング素子の温度が高温閾値の例示である１００℃以上でなければ（Ｓ４のＮＯ）、モータ５１を駆動する（Ｓ５）。制御部５５は、スイッチング素子の温度が１００℃以上になると（Ｓ４のＹＥＳ）、高温異常フラグを立て（セットし）（Ｓ６）、モータ５１を停止し（Ｓ７）、ＬＥＤライト５８を点滅させる（Ｓ８）。ここでの点滅は、０．５秒の点灯と０．５秒の消灯を繰り返すものである（図３の遅い点滅）。制御部５５は、トリガスイッチ５２がオンである限りは（Ｓ９のＹＥＳ）、ＬＥＤライト５８の点滅制御を継続する（Ｓ８）。制御部５５は、トリガスイッチ５２がオフになると（Ｓ９のＮＯ）、点滅解除用のタイマカウントを開始する（Ｓ１０）。制御部５５は、タイマカウント開始から所定時間の例示である１０秒が経過した場合（Ｓ１１のＹＥＳ）、あるいはトリガスイッチ５２がオンされた場合（Ｓ１２のＹＥＳ）、ＬＥＤライト５８を消灯し（Ｓ１３）、待機状態に戻る（Ｓ１）。

図８は、電動工具５０の第２制御フローチャートである。以下、図７との相違点を中心に説明する。制御部５５は、ＬＥＤライト５８の消灯（Ｓ１３）の後、トリガスイッチ５２のオフを確認してから（Ｓ１６のＹＥＳ）、待機状態に戻る（Ｓ１）。この場合、トリガスイッチ５２がオンになったこと（Ｓ１２のＹＥＳ）によりＬＥＤライト５８がオフになった（Ｓ１３）後、一旦トリガスイッチ５２をオフにしなければモータ５１が再起動しないため、モータ５１が不意に回転することを抑制できる。

図９は、電動工具５０の第３制御フローチャートである。以下、図８との相違点を中心に説明する。制御部５５は、ＬＥＤライト５８の点滅制御（Ｓ８）をしている場合に、トリガスイッチ５２がオフになって（Ｓ９のＮＯ）、再度オンされた場合（Ｓ１２のＹＥＳ）にＬＥＤライト５８を消灯するが、ＬＥＤライト５８の点滅制御（Ｓ８）から所定時間が経過したことによるＬＥＤライト５８の消灯は行わない。このため、使用者によるトリガスイッチ５２の操作がなければＬＥＤライト５８の点滅制御（Ｓ８）が終わらないため、使用者への報知が確実となる。

図１０は、電動工具５０の第４制御フローチャートである。以下、図７との相違点を中心に説明する。制御部５５は、モータ５１の駆動中（Ｓ５）に、モータ５１の駆動電流（以下「モータ電流」とも表記）が過電流閾値の例示である１１０Ａ以上になると（Ｓ５ａのＹＥＳ）、モータ５１を停止し（Ｓ７）、ＬＥＤライト５８を点滅させる（Ｓ８ａ）。ここでの点滅は、０．１秒の点灯と０．１秒の消灯を繰り返すものである（図３の早い点滅）。

図１１は、電動工具５０の第５制御フローチャートである。以下、図１０との相違点を中心に説明する。制御部５５は、図８における制御と同様に、ＬＥＤライト５８の消灯（Ｓ１３）の後、トリガスイッチ５２のオフを確認してから（Ｓ１６のＹＥＳ）、待機状態に戻る（Ｓ１）。なお、図７～図９に示すスイッチング素子の高温保護と、図１０又は図１１に示す過電流保護とは、併存可能である。また、図１０及び図１１において、図９のＳ１２、Ｓ１３のように、トリガスイッチ５２をオフした後にトリガスイッチ５２を再度オンすることでＬＥＤライト５８を消灯してもよい。

図１２は、電池パック１０の制御フローチャートである。制御部１５は、二次電池セル１１の温度が高温保護閾値の例示である８０℃以上の場合（Ｓ１０１のＹＥＳ）、セル高温フラグを立て（セットし）（Ｓ１０３）、ＬＤ端子から異常検出信号の例示である放電禁止信号を出力する（Ｓ１０５）。制御部１５は、二次電池セル１１の温度が８０℃以上でない場合（Ｓ１０１のＮＯ）において、二次電池セル１１の温度が高温保護解除閾値の例示である５０℃未満であれば（Ｓ１０７のＹＥＳ）、セル高温フラグをクリアし（Ｓ１０９）、ＬＤ端子からの放電禁止信号を解除する（Ｓ１１１）。制御部１５は、残容量表示スイッチ１９がオンされると（Ｓ１１３のＹＥＳ）、スイッチオフタイマをクリアする（Ｓ１１５）。制御部１５は、残容量表示スイッチ１９がオンでない場合（Ｓ１１３のＮＯ）において、残容量表示スイッチ１９のオフ状態が所定時間の例示である３秒継続していれば（Ｓ１１７のＹＥＳ）、ステップＳ１０１に戻る。制御部１５は、残容量表示スイッチ１９のオフ状態が３秒継続していなければ（Ｓ１１７のＮＯ）、スイッチオフタイマインクリメントする（Ｓ１１９）。制御部１５は、二次電池セル１１の出力電圧（以下「電池電圧」とも表記）がＶ１未満であれば（Ｓ１２１のＹＥＳ）、残容量表示手段１７の１つのＬＥＤを点滅させる（Ｓ１２３）。ここでの点滅は、０．５秒の点灯と０．５秒の消灯を繰り返すものである。制御部１５は、セル高温フラグが立っている場合（Ｓ１２５のＹＥＳ）、残容量表示手段１７の４つのＬＥＤを点滅させる（Ｓ１２７）。ここでの点滅は、０．５秒の点灯と０．５秒の消灯を繰り返すものである。制御部１５は、電池電圧がＶ４より高ければ（Ｓ１３１のＹＥＳ）、残容量表示手段１７の４つのＬＥＤを点灯させる（Ｓ１３３）。制御部１５は、電池電圧がＶ４以下かつＶ３より大きければ（Ｓ１３５のＹＥＳ）、残容量表示手段１７の３つのＬＥＤを点灯させる（Ｓ１３７）。制御部１５は、電池電圧がＶ３以下かつＶ２より大きければ（Ｓ１３９のＹＥＳ）、残容量表示手段１７の２つのＬＥＤを点灯させる（Ｓ１４１）。制御部１５は、電池電圧がＶ２以下であれば（Ｓ１３９のＮＯ）、残容量表示手段１７の１つのＬＥＤを点灯させる（Ｓ１４３）。

図１３は、図１２で示した、二次電池セル１１の温度が高温保護閾値（８０℃）になることを抑制するための電動工具５０におけるモータ駆動制御の第１例を示すフローチャートである。電池パック１０の制御部１５は、二次電池セル１１の温度を検出し（Ｓ５１）、高温保護閾値よりも低い所定温度の例示である６０℃以上であれば（Ｓ５２のＹＥＳ）、シリアル通信用送信回路３６を介して電池パック１０（二次電池セル１１）の温度情報を制御部５５に送信する。制御部５５は、電池パック１０から温度情報を受信すると、或いは、制御部５５が定期的にシリアル通信用送信回路３６を介して電池パック１０の温度を読み取って電池パック１０の温度が所定温度以上になったと判断すると、インバータ回路６５を構成するスイッチング素子の制御端子（ゲート）に印加するＰＷＭ信号のデューティ（以下、単に「デューティ」とも表記）を５０％に固定してモータ５１を駆動する（Ｓ５３）。このとき、二次電池セル１１が高温であるためにデューティを５０％に固定した制御となっていることを示すために、制御モードＬＥＤによる表示を行う（Ｓ５４）。制御モードＬＥＤは、残容量表示手段１７を用いて、図５に示す表示以外、例えば、４つのＬＥＤを１つおきに点灯する等、の表示を行う。なお、点灯でなく点滅でもよく、図５に示す表示と区別できればよい。一方、制御部５５は、シリアル通信用送信回路３６を介して電池パック１０の温度情報（所定温度以上の信号）が入力されない場合や、シリアル通信用送信回路３６を介して定期的に読み取った二次電池セル１１の温度が６０℃以上でなければ（Ｓ５２のＮＯ）、定回転数制御を行い（Ｓ５５）、モータ５１の回転数が一定となるようにデューティを調整する（Ｓ５６）。定回転数制御では、モータ５１を正常に駆動できているため制御モードＬＥＤを消灯する（Ｓ５７）。

図１４は、図１３に示したフローチャートに基づく電動工具５０及び電池パック１０の動作の第１例を示すタイムチャートである。時刻ｔ１においてトリガスイッチ５２がオンになると、制御部５５がデューティを制御することでモータ５１は定回転数制御され、二次電池セル１１の温度は上昇する。二次電池セル１１の温度が６０℃になった時刻ｔ５以降は、これまでのデューティより低いデューティ５０％での定デューティ制御が行われ、モータ電流が減少することで二次電池セル１１の温度上昇が時刻ｔ５以前と比較して緩やかになる。時刻ｔ３において二次電池セル１１の温度が８０℃になると、二次電池セル１１の高温保護のためにモータ５１が停止する。

図１５は、電動工具５０におけるモータ駆動制御の第２例を示すフローチャートである。制御部５５は、インバータ回路６５を構成するスイッチング素子の温度を検出し（Ｓ５１ａ）、図７等に示す高温閾値（１００℃）より低い所定温度の例示である８０℃以上であれば（Ｓ５２ａのＹＥＳ）、デューティを１００％に固定してモータ５１を駆動する（Ｓ５３ａ）。このとき、スイッチング素子が高温であるためにデューティを１００％に固定した制御となっていることを示すために、制御モードＬＥＤによる表示を行う（Ｓ５４ａ）。制御モードＬＥＤは、ＬＥＤライト５８を用いて、例えば、図３に示す表示以外の点滅周期で表示を行う。なお、電池パック１０の残容量表示手段１７を用いて表示させてもよく、図５の表示及び図１３のＳ５４の表示以外とすればよい。制御部５５は、スイッチング素子の温度が８０℃以上でなければ（Ｓ５２ａのＮＯ）、定回転数制御を行い（Ｓ５５）、モータ５１の回転数が一定となるようにデューティを調整する（Ｓ５６）。モータ５１を正常に駆動できているため定回転数制御では、制御モードＬＥＤを消灯する（Ｓ５７）。

図１６は、図１５に示したフローチャートに基づく電動工具５０及び電池パック１０の動作の第２例を示すタイムチャートである。時刻ｔ１においてトリガスイッチ５２がオンになると、制御部５５がデューティを制御することでモータ５１は定回転数制御され、スイッチング素子の温度は上昇する。スイッチング素子の温度が８０℃になった時刻ｔ２以降は、デューティ１００％での定デューティ制御が行われ、スイッチングによる発熱がなくなることでスイッチング素子の温度上昇が時刻ｔ２以前と比較して緩やかになる。時刻ｔ３においてスイッチング素子の温度が高温閾値の例示である１００℃になると、スイッチング素子の高温保護のためにモータ５１が停止する。

図１７は、実施の形態に関し、電動工具５０の異常は電動工具５０のＬＥＤライト５８で表示し、電池パック１０の異常は電池パック１０の残容量表示手段１７で表示する場合の、通常時と異常時のＬＥＤライト５８及び残容量表示手段１７の各々の点灯状態説明図である。電動工具５０のＬＥＤライト５８は、正常時（通常時）にライト点灯スイッチ５９を押すと点灯し、温度異常時はライト点灯スイッチ５９を押した場合又は自動的に点滅する。一方、電池パック１０の残容量表示手段１７は、正常時（通常時）に残容量表示スイッチ１９を押すと残容量に応じた数のＬＥＤが点灯し、温度異常時は残容量表示スイッチ１９を押した場合又は自動的に４つのＬＥＤが点滅する。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) 電動工具５０の異常は電動工具５０のＬＥＤライト５８で表示し、電池パック１０の異常は電池パック１０の残容量表示手段１７で表示するため、使用者は、電動工具５０及び電池パック１０のどちらに異常が発生したか迅速に判別できる。電池パック１０の異常と分かれば、別の電池パック１０に差し替えることで直ちに電動工具５０を使用でき、作業効率を向上できる。

(2) 被削材を照らすＬＥＤライト５８を電動工具５０の異常報知にも兼用するため、別途異常報知用のＬＥＤを設ける場合と比較して、部品点数を削減できる。同様に、電池パック１０の残容量を表示する残容量表示手段１７を電池パック１０の異常報知にも兼用するため、別途異常報知用のＬＥＤを設ける場合と比較して、部品点数を削減できる。

(3) 二次電池セル１１の温度が所定温度（６０℃）以上になるとデューティを５０％に固定してモータ電流（二次電池セル１１の出力電流）の実効値を低下させるため、二次電池セル１１の温度上昇が抑制され、二次電池セル１１の温度が８０℃以上になって高温保護が作動することによるモータ５１の停止を抑制でき、作業効率を向上できる。

(4) インバータ回路６５を構成するスイッチング素子の温度が所定温度（８０℃）以上になるとデューティを１００％に固定してスイッチングによるスイッチング素子の温度上昇が抑制され、スイッチング素子の温度が１００℃以上になって高温保護が作動することによるモータ５１の停止を抑制でき、作業効率を向上できる。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

図１８は、他の実施の形態に関し、電動工具５０の異常及び電池パック１０の異常を共に電動工具５０のＬＥＤライト５８で表示する場合の、通常時と異常時のＬＥＤライト５８及び残容量表示手段１７の各々の点灯状態説明図である。電池パック１０の異常を電動工具５０のＬＥＤライト５８で報知する場合に、ＬＥＤライト５８の点滅態様を電動工具５０の異常時とは異ならせる（図１８の例では１秒の点灯と１秒の消灯の繰り返しとする）ことで、使用者は、電動工具５０及び電池パック１０のどちらに異常が発生したか迅速に判別できる。なお、電動工具５０に、電池パック１０の異常を報知するための報知部（ＬＥＤ等）をＬＥＤライト５８とは別に設けてもよい。

図示は省略したが、表示パターン３として、電動工具５０と電池パック１０の異常を共に電池パック１０の残容量表示手段１７で表示してもよい。この場合、異常が発生すると電動工具５０のＬＥＤライト５８の点滅、電池パック１０の残容量表示手段１７の全ＬＥＤ点滅、又は電動工具５０のスイッチパネル６２で表示させ、電池パック１０の残容量表示スイッチ１９を押すと、点滅パターンや点滅数が変わることで、電動工具５０及び電池パック１０のいずれが異常となったかを判別できるようにしてもよい。なお、電池パック１０に、電動工具５０の異常を報知するための報知部（ＬＥＤ等）を残容量表示手段１７とは別に設けてもよい。

図示は省略したが、表示パターン４として、電動工具５０側の点灯状態表示ＬＥＤ６３で表示させることもできる。この場合、異常が発生すると電動工具５０のＬＥＤライト５８の点滅、電池パック１０の残容量表示手段１７の全ＬＥＤ点滅、又は電動工具５０のスイッチパネル６２で表示させ、電動工具５０のライト点灯スイッチ５９を押すことで、点灯状態表示ＬＥＤ６３の点滅パターンを変更することで、電動工具５０及び電池パック１０のいずれが異常となったかを判別できるようにしてもよい。

電池パック１０の残容量表示手段１７による異常報知は、残容量表示スイッチ１９が押されるか否かに関わらず行ってもよい（異常発生時に直ちに報知してもよい）。本発明の電気機器の機器本体は、携帯用切断機（携帯用丸鋸）に限定されず、ドライバドリル（図１９）やインパクトドライバ（図２０）等の他の電動工具や、ラジオやテレビ、ライト等の他の種類のものであってもよい。

１０…電池パック、１１…二次電池セル、１２…セル電圧監視ＩＣ、１３…電源回路、１４…電流検出回路、１５…制御部（電池側制御部）、１６…電池電圧検出回路、１７…残容量表示手段、１８…セル温度検出手段、１９…残容量表示スイッチ、２０…スイッチパネル、２１…第１切替回路、２２…第２切替回路、２３…第３切替回路、３１…シリアル通信用受信回路、３２…温度情報送信回路、３５…識別情報送信回路、３６…シリアル通信用送信回路、５０…電動工具、５１…モータ、５２…トリガスイッチ、５３…スイッチ状態検出回路、５４…電流検出回路、５５…制御部（本体側制御部）、５６…電源回路、５７…電池電圧検出回路、５８…ＬＥＤライト、５９…ライト点灯スイッチ、６０…ハウジング、６１…グリップ部、６２…スイッチパネル、６３…点灯状態表示ＬＥＤ、６５…インバータ回路、６６…温度検出素子、６７…インバータ温度検出回路、７０…鋸刃、７１…ベース

Claims

電池パックと、前記電池パックに接続される機器本体と、を備える電気機器であって、
前記機器本体は、前記機器本体内部の異常を報知する本体側報知部を有し、
前記電池パックは、前記電池パック内部の異常を報知する電池側報知部を有する、電気機器。
前記本体側報知部は、作業箇所を照射する照明部である、請求項１に記載の電気機器。
前記電池側報知部は、前記電池パックの残容量を表示する残容量表示部である、請求項１又は２に記載の電気機器。
前記本体側報知部及び前記電池側報知部の少なくとも一方は、報知操作部に対して所定の操作が行われたときに異常有無を報知する、請求項１から３のいずれか一項に記載の電気機器。
前記電池側報知部は、異常が検出されると自動的に報知する、請求項１から３のいずれか一項に記載の電気機器。
前記本体側報知部は、前記電池パック内部の異常は報知しない、請求項１から５のいずれか一項に記載の電気機器。
前記異常は、温度異常を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の電気機器。
前記異常は、電流異常を含み、
前記本体側報知部及び前記電池側報知部の少なくとも一方は、温度異常と電流異常とで、異なる態様の報知を行う、請求項７に記載の電気機器。
電池パックと、前記電池パックに接続される機器本体と、を備える電気機器であって、
前記機器本体は、前記機器本体内部の異常を報知する本体異常報知部と、前記電池パック内部の異常を報知する電池異常報知部と、を別々に有する、電気機器。
電池パックと、前記電池パックに接続される機器本体と、を備える電気機器であって、
前記電池パックは、前記機器本体内部の異常を報知する本体異常報知部と、前記電池パック内部の異常を報知する電池異常報知部と、を別々に有する、電気機器。
電池パックと、前記電池パックに接続される機器本体と、を備える電気機器であって、
前記機器本体及び前記電池パックのいずれかは、異常報知部を有し、
前記異常報知部は、前記機器本体内部の異常と、前記電池パック内部の異常とで、異なる態様の報知を行う、電気機器。
前記機器本体は、本体側制御部を有し、
前記電池パックは、電池側制御部を有し、
前記電池側制御部は、前記電池パック内部の異常が検出されると、前記本体側制御部に異常検出信号を送信し、
前記本体側制御部は、前記異常検出信号を受信すると前記機器本体の動作を停止する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の電気機器。