WO2021220704A1

WO2021220704A1 - 作業機

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Publication number: WO2021220704A1
Application number: PCT/JP2021/013761
Authority: WO
Inventors: 堅一星野; 恭嗣中野; 智明須藤; 栄二中山
Original assignee: 工機ホールディングス株式会社
Priority date: 2020-04-28
Filing date: 2021-03-31
Publication date: 2021-11-04
Also published as: US20230170831A1; DE112021002525T5; JP7347660B2; CN115516756A; JPWO2021220704A1

Abstract

作業性を向上させることの可能な作業機を提供する。モータ１４と、電池パック５に接続されてモータ１４に昇圧して電力を供給する第１電源部１８０と、外部の交流電源に接続されてモータ１４に昇圧して電力を供給する第２電源部１３０と、を備える。第１電源部１８０は制御回路１８２で、第２電源部１３０は制御回路１３６で電圧、電流が可変制御でき、制御回路１３６，１８２は、第１電源部１８０及び第２電源部１３０の各々から出力される電力が合成されてモータ１４に供給されるように制御する。

Description

作業機

本発明は、空気圧縮機等の作業機に関する。

商用電源等の外部の交流電源から供給される電力で動作する作業機が従来から知られている。ブレーカーの容量の制約により、交流電源からの入力電流値には上限がある。

特開２０１８－１５５１００号公報

モータの駆動電流値が上昇して交流電源からの入力電流値が上限に近づくと、それ以上は駆動電流値を上昇させることができず、作業性の観点で改善の余地があった。

上記課題を鑑み本発明は、作業性を向上させることの可能な作業機を提供することを目的とする。

本発明のある態様は作業機である。この作業機は、モータと、直流電源と接続され、前記直流電源の出力電圧を昇圧して前記モータに出力する第１電源部と、前記モータに対して前記第１電源部と電気的に並列に接続されるとともに、外部の交流電源に接続され、前記交流電源の出力電圧を昇圧して前記モータに出力する第２電源部と、前記第１電源部及び前記第２電源部の昇圧量を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記第１電源部及び前記第２電源部の各々から出力される電力が合成されて前記モータへ供給されるように、前記第１電源部及び第２電源部の昇圧量を制御する。

前記第１電源部の出力電流値を検出する第１出力電流検出部を備え、前記制御部は、前記第１出力電流検出部の検出値に基づき、前記第１電源部の昇圧量を制御するとよい。

前記制御部は、前記第１出力電流検出部の検出値が所定の第１電流閾値を下回るように、前記第１電源部の昇圧量を制御するとよい。

前記第１電源部の出力電圧値を検出する第１出力電圧検出部と、前記第２電源部の出力電圧値を検出する第２出力電圧検出部と、を備え、前記制御部は、前記第２出力電圧検出部の検出値が所定の第２電圧目標値と一致するように、前記第２電源部の昇圧量を制御するとともに、前記第１出力電圧検出部の検出値が、前記第２電圧目標値よりも大きい所定の第１電圧目標値と一致するように、前記第１電源部の昇圧量を制御する構成であるとよい。

前記制御部は、前記第１電圧目標値を一定としたまま、前記第１出力電流検出部の検出値が前記第１電流閾値を下回るように、前記第１電源部の昇圧量を制御するとよい。

前記モータの回転数を検出する回転数検出部と、前記第１電源部及び前記第２電源部と前記モータとの間に接続され、前記モータへ供給される電力量を変更することで前記モータの駆動を制御するモータ駆動回路と、を備え、前記制御部は、前記モータの目標回転数を設定可能であり、前記回転数検出部の検出値が前記目標回転数と一致するように前記モータ駆動回路を制御する構成であるとよい。

前記制御部は、前記第１電源部及び前記第２電源部の各々から出力される電力を合成させて前記モータへ供給させるアシストモードと、前記第２電源部から出力される電力を前記モータへ供給させて、前記第１電源部からは電力を供給しない単独モードと、の間で切替可能であるとよい。

前記制御部は、前記アシストモードにおける前記目標回転数を、前記単独モードにおける前記目標回転数よりも高く設定するとよい。

前記第１電源部は、ＰＡＭ制御によって出力電圧値を変更可能であるとよい。

前記第１電源部の出力電圧値を検出する第１出力電圧検出部を備え、前記制御部は、記第１出力電圧検出部の検出値が第１電圧目標値と一致するように、前記第１電源部の昇圧量を制御し、前記交流電源の出力電流値が第１の電流値未満の場合には前記第１電圧目標値を所定のアシスト閾値未満とし、前記交流電源の電流値が第１の電流値以上の場合には前記第１電圧目標値を前記アシスト閾値以上とする構成であるとよい。

前記制御部は、前記第１電源部及び前記第２電源部の各々から出力される電力が合成されて前記モータへ供給されるように、前記アシスト閾値以上の範囲で前記第１電圧目標値を変更可能であるとよい。

前記第２電源部を有する作業機本体部と、前記作業機本体部の外部にあって、前記電池パックを装着可能で、かつ前記第１電源部を有するアダプタと、を相互に電気的に接続した構成であるとよい。

前記第１電源部及び前記第２電源部を流れる電力の状態を検出する電力検出回路と、を有し、前記制御部は、前記第１電源部及び前記第２電源部の各々から出力される電力が合成されて前記モータへ供給されるように、前記第１電源部の出力電圧の目標値である第１目標値と、第２電源部の出力電圧の目標値である第２目標値と、を設定し、前記制御部は、前記電力検出回路の検出値に応じて、前記第１目標値及び前記第２目標値を変更する構成であるとよい。

前記電力検出回路は、前記直流電源の出力電圧を検出し、前記制御部は、前記直流電源の出力電圧が第１の閾値未満のときに、前記直流電源の出力電圧が前記第１の閾値以上のときよりも、前記第１目標値及び前記第２目標値を低下させる構成であるとよい。

前記制御部は、前記直流電源の出力電圧が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値未満のときに、前記第１電源部の出力を停止するとよい。

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。

本発明に係る作業機によれば、交流電源に加えて電池電源も利用可能とすることで、交流電源単独使用の場合に比べて作業機の作業性を改善することが可能である。例えば、負荷の高い作業を行うためには大電流を扱う必要があるが、交流電源と電池電源を併用することで作業機に従来以上の大電流を供給できる。

本発明に係る作業機の実施の形態１である空気圧縮機の全体構成を示す斜視図。同正面図。図２のＡ－Ａ平断面図。実施の形態１の回路図。実施の形態１の動作説明図であって、（Ａ）はモータ回転数と、第１及び第２昇圧回路の出力電流との関係、（Ｂ）は第１昇圧回路入力側のリレーのオン、オフ（ＯＮ，ＯＦＦ）のタイミング、（Ｃ）は第１及び第２昇圧回路の出力電流の関係をそれぞれ示す説明図。電池パック内部温度及び電池パック出力電圧と、第１電源部のブースト（Boost）量との関係を示す説明図。実施の形態１の動作を説明するフローチャート。図４におけるリレー動作に関するフローチャート。実施の形態１における第１電源部１８０のアシスト制御（ＰＡＭ制御）の一例を示すフローチャート。本発明に係る作業機の実施の形態２である空気圧縮機の全体構成を示す斜視図。同正面図。図１１のＢ－Ｂ平断面図。空気圧縮機の本体カバーに設けられた電池パック用装着部を示す斜視図。実施の形態２の全体回路ブロック図。全体回路ブロック図のうち、空気圧縮機が本来的に有する本体回路部を拡大して示す回路ブロック図。全体回路ブロック図のうち、電池パックを用いた電力アシストを行う補助回路部であって、アシスト電源部を含む部分を拡大して示す回路ブロック図。補助回路部のうち充電部を含む部分を拡大して示す回路ブロック図。実施の形態２に係る空気圧縮機の動作説明のためのタイムチャート。アシスト電源部駆動回路出力とアシスト電源部トランスに流れる電流との関係を、主昇圧電源部３２の出力電圧である昇圧電圧設定値（第２目標値）がＰＶ１，ＰＶ２である場合ついて説明する波形図。実施の形態２の動作を説明するフローチャート。実施の形態３の全体回路ブロック図。アシスト電源部５０の出力電圧（ＤＣ側昇圧電圧ＰＶｄ）及び主昇圧電源部３２の出力電圧（ＡＣ側昇圧電圧ＰＶａ）の実効電圧と、ＤＣ側消費電流及びＡＣ側電源消費電流の実効電流との関係を示す説明図。実施の形態３に係る空気圧縮機の動作説明のためのタイムチャート。主制御部４０の動作説明のためのフローチャート。副制御部８０の動作説明のためのフローチャート。主制御部４０、及び昇圧電圧制御部３２５を含む主昇圧電源部３２の動作説明のためのフローチャート。副制御部８０、及びアシスト電源駆動回路５４を含むアシスト電源部５０の動作説明のためのフローチャート。

以下において、各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示である。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。

以下、作業機の一実施の形態である空気圧縮機について、図面を用いて詳細に説明する。

［実施の形態１］本発明の実施の形態１において、図１は空気圧縮機の全体構成を示す斜視図、図２は同正面図、及び図３は図２のＡ－Ａ平断面図である。これらの図に示すように、空気圧縮機１は空気圧縮機本体部２とブースト（Boost）アダプタ３とを備え、両者は電気接続用ケーブル４Ｂで相互に電気的に接続されている。図示しないが空気圧縮機本体部２とブーストアダプタ３との接続はコネクタを介した着脱自在な構造であってもよい。空気圧縮機本体部２は商用交流電源（ＡＣ１００Ｖ）で動作する一般的な空気圧縮機でよいが、ここではブーストアダプタ３を含む概念である空気圧縮機１と区別するために便宜上「空気圧縮機本体部」と称している。空気圧縮機本体部２は商用交流電源のコンセントに接続するための電源コード４Ａを有する。

図１乃至図３に示すように、空気圧縮機本体部２は、本体カバー１０とその両側に設けられた運搬用ハンドル１１と、圧縮空気を貯留する一対の平行配置の空気タンク１２ａ,１２ｂと、外部より吸入した空気を圧縮して空気タンク１２ａ,１２ｂに供給する圧縮部１３（図３）と、圧縮部１３に連結され圧縮部１３を駆動するモータ１４（同）と、を備える。圧縮部１３とモータ１４は、モータ１４の軸方向が空気タンク１２ａ，１２ｂの長手方向と略直交するように、一対の空気タンク１２ａ，１２ｂの上方に配置される。空気タンク１２ａ，１２ｂには、地面との直接接触を防止して保護するための脚部１５が設けられる。モータ１４は、例えば直流モータであり、これに電力を供給する図４のモータ駆動回路としてのインバータ３３を制御回路１３６によって制御（例えばＰＷＭ制御）することで回転数等が制御される。使用者は、操作パネル部１９により、空気圧縮機１の電源オン・オフ、モータ起動・停止、運転モード切替等の操作が可能である。また、操作パネル部１９には、空気タンク内圧力や過負荷等の警告が表示される。

圧縮部１３は、一段目の低圧側圧縮部１７と二段目の高圧側圧縮部１８により構成される。一段目の低圧側圧縮部１７と二段目の高圧側圧縮部１８は、クランクケース１６を介して相互に対向するように配置される。一段目の低圧側圧縮部１７は、クランクケース１６内部を経由して吸い込まれた外部空気（大気圧）を圧縮し、一段目吐出管を経由して二段目の高圧側圧縮部１８へ圧縮空気を送り込む。二段目の高圧側圧縮部１８は、一段目の低圧側圧縮部１７から供給される圧縮空気を例えば３.０～４.５ＭＰａの許容最高圧力まで圧縮して二段目吐出管を経由して相互に連通された空気タンク１２ａ，１２ｂに供給する。

空気タンク１２ａ，１２ｂ内の圧縮空気は、減圧弁２４ａ，２４ｂによって減圧され、カプラ２７ａ，２７ｂを経由して外部に取り出される。カプラ２７ａ，２７ｂの近傍の圧力は圧力計２６ａ，２６ｂでモニタできるようになっている。カプラ２７ａ，２７ｂの各々には不図示のホースを介して釘打機等の空気工具が接続される。

減圧弁２４ａ，２４ｂの出力側の圧力（空気工具への供給圧力）は、圧力調整用部材２３ａ,２３ｂによって調整できる。減圧弁２４ａ，２４ｂにより、空気タンク１２ａ，１２ｂへの圧縮空気の入口側の圧力の大きさにかかわらず、カプラ２７ａ，２７ｂ側の圧力を最高圧力以下の一定値に抑えることができる。すなわち、カプラ２７ａ，２７ｂには、空気タンク１２ａ，１２ｂ内の圧力にかかわらず一定の圧力を持つ圧縮空気が得られる。なお、空気タンク１２ａ，１２ｂ内部に溜まったドレン及び圧縮空気を外部へ排出するためにドレン排出装置が設けられている。

図４の回路構成において、空気圧縮機本体部２は、仮想線Ｘよりも下の部分の整流器３１、第２電源部１３０、インバータ３３、モータ１４、及び位置検出器１３４を具備する。整流器３１は商用交流電源３９｛ＡＣ１００Ｖ（例えばコンセントの最大定格電流１５Ａ）｝からの交流電力を整流して第２電源部１３０に供給する。第２電源部１３０は、第２昇圧回路１３２、制御回路１３６、及び電流検出器１３７を有する。整流器３１、第２電源部１３０、インバータ３３等は図３の本体カバー１０内の収納ケース部２０内に収納されている。

第２昇圧回路１３２は、チョークコイル１４０，制御回路１３６でオン、オフ（ＯＮ，ＯＦＦ）制御されるスイッチング素子１４１、ダイオード１４２、及びコンデンサ１４３を有する。この第２昇圧回路１３２は、スイッチング素子１４１がオンの時にチョークコイル１４０にエネルギを蓄え、オフの時このエネルギを入力電源（整流器３１の出力）に重畳させ、ダイオード１４２を通してコンデンサ１４３の両端に昇圧した直流出力電圧として出力する。ここでは、第２昇圧回路１３２は直流出力電圧が定電圧となるように定電圧制御される。

電流検出器１３７はインバータ３３を介してモータ１４に供給される電流、つまりモータ駆動電流を検出し、その電流検出値を制御回路１３６に出力する。位置検出器１３４はモータ１４のロータ位置情報、換言すれば単位時間当たりのモータ回転数を検出して制御回路１３６に出力する。

図１及び図３に示すように、ブーストアダプタ３は外装ケース１５０外面に複数の電池パック用装着部４５を備える。電池パック用装着部４５にはそれぞれ電池パック５が着脱自在に装着可能である。図示の場合は、１個の電池パック用装着部４５に電池パック５が装着されている。電池パック５は、収容ケースと、収容ケース内に設けられた電池セルと、を有する。電池セルは、一次電池又は二次電池の何れでもよい。電池セルとしては、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、リチウムイオンポリマー電池、ニッケルカドミウム電池等を用いることができる。電池パック用装着部４５は電池パック５の端子に接続する電極端子を有する。

ブーストアダプタ３の外装ケース１５０内には、図４の回路構成において、仮想線Ｘよりも上の部分である充電ユニット１７０、第１電源部１８０及びダイオード１８５を具備する。充電ユニット１７０は、空気圧縮機本体部２側からＡＣ１００Ｖの供給を受けて、交流電力を整流する整流器１７１、電池パック５を充電するための充電回路１７２、及び第１リレー１７３を有する。リレー１７３は、充電ユニット１７０と、電池パック５及び第１電源部１８０との間の接続のオン、オフを行う。

第１電源部１８０は、第１昇圧回路１８１、制御回路１８２、電流検出器１８３、第１昇圧回路１８１の入力側に設けられるコンデンサ１８４、及び第２リレー１８６を有する。第２リレー１８６は、第１電源部１８０と、電池パック５及び充電ユニット１７０との間の接続のオン、オフを行う。

第１昇圧回路１８１は昇圧トランス１８７の一次側にプッシュプル接続されたスイッチング素子１９８，１９９、昇圧トランス１８７の二次側に４個のダイオードをブリッジ接続した全波整流器１８８、及び出力側の平滑コンデンサ１８９を有する。第１昇圧回路１８１においては、制御回路１８２でスイッチング素子１９８，１９９を交互にスイッチングするときのデューティ（Ｄｕｔｙ）を変化させることで、出力側の平滑コンデンサ１８９両端の直流電圧を増減する電圧可変制御を行う。換言すれば、インバータ３３への供給電圧を増減するＰＡＭ制御でモータ１４を駆動可能である。

次に、空気圧縮機本体部２にブーストアダプタ３を接続した空気圧縮機１の動作説明を図５乃至図８を用いて行う。

空気圧縮機１の電源オンとすると、図５（Ａ）に示すように、モータ回転数は所定の設定値（例えば２,３００ｒｐｍ）まで上昇する。モータ１４の定速回転により圧縮部１３が駆動されて空気タンク１２ａ，１２ｂ内に圧縮空気が貯留されていく。モータ１４の定速回転制御は、位置検出器１３４による単位時間当たりのモータ回転数検出値を用いて、制御回路１３６によって第２昇圧回路１３２内のスイッチング素子１４１を制御することで行う（第２昇圧回路１３２の出力電圧は定電圧制御となる）。圧縮空気圧が増加するのに従ってモータ１４の負荷が重くなるので、モータ定速回転駆動のための第２昇圧回路１３２への供給電流、つまり電流検出器１３７で検出される検出電流値は略直線的に増加し、１４.７Ａの閾値に到達する。１４.７Ａの閾値は、商用交流電源ＡＣ１００Ｖの一般的なコンセントの最大定格電流が１５Ａであることから、１５Ａ未満の適切値として選定されている。なお、第２昇圧回路１３２はトランスを用いない回路構成であり、第２昇圧回路１３２への供給電流＝第２昇圧回路１３２の出力電流＝モータ駆動電流と考えてよい。

１４.７Ａの閾値に到達した後は、第２昇圧回路１３２への供給電流がその閾値を超えないように、制御回路１３６によって第２昇圧回路１３２は制御される。このため、仮にブーストアダプタ３が接続されていなければ、モータ回転数は点線Ｄのように徐々に低下することになってしまう。

実施の形態１ではブーストアダプタ３が接続されおり、図５（Ｂ）のように電源オン後、モータ回転数が定常状態になった時点で第２リレー１８６をオンにして第１昇圧回路１８１と電池パック５とを接続する（第１リレー１７３はオフ維持）。そして、１４.７Ａの閾値に到達したことが、制御回路１３６から制御回路１８２に伝達された時点から、ブーストアダプタ３によるアシストが開始される。つまり、第１昇圧回路１８１の出力電流が第２昇圧回路１３２の出力電流に加算されてインバータ３３に供給され、モータ１４の定速回転が維持される。モータ１４の定速回転制御は位置検出器１３４による単位時間当たりのモータ回転数検出値が制御回路１３６から制御回路１８２に伝達され、このモータ回転数検出値を用いて第１昇圧回路１８１内のスイッチング素子１９８，１９９を制御することで行う。１４.７Ａの閾値を超える領域においても、モータ１４の負荷が重くなるのに従って、モータ定速回転駆動のための第１昇圧回路１８１の出力電流は略直線的に増加していく。これによって、空気タンク１２ａ，１２ｂ内の圧縮空気圧が高くなってモータ負荷が増大してもモータ１４の回転速度低下を防止でき、従来よりも迅速に空気タンク１２ａ，１２ｂ内の圧縮空気圧を所要圧力に到達させることが可能となる。

図５（Ｃ）は第２昇圧回路１３２及び第１昇圧回路１８１のそれぞれ単独の出力特性である。第２昇圧回路１３２は一定電圧（例えば３５０Ｖ）を出力するように定電圧制御される。第１昇圧回路１８１は、インバータ３３を介してモータ１４をＰＡＭ制御するために、モータ負荷が重くなるのに従って（閾値以降の時間経過に従って）出力電圧を徐々に増加する。但し、第１昇圧回路１８１はダイオード１８５を介して第２昇圧回路１３２と並列接続されているので、閾値超えた領域における第２昇圧回路１３２の出力電流の不足を補うようにインバータ３３に電流を供給する。なお、第１電源部１８０は、商用交流電源３９の電流値が１４.７Ａの閾値未満の場合には第１昇圧回路１８１の出力電圧値を第２電源部１３０の出力電圧値未満としてアシストを行わない構成でもよいし、あるい商用交流電源３９の電流値が１４.７Ａの閾値未満の場合には第１昇圧回路１８１の動作を停止する構成であってもよい。

図６は電池パック５の内部温度及び電池パック出力電圧と、第１電源部１８０のブースト（Boost）量との関係を示す説明図である。Ｉ．内部温度が８０℃以上の場合、ブースト停止となる。II．８０℃未満の場合、(1)３４Ｖ以上－最大で電池パック電流２５Ａ（ｍａｘ１００％）まで(2)３０～３４Ｖ－最大で電池パック電流２０Ａ（ｍａｘ７５％）まで(3)２８～３０Ｖ－最大で電池パック電流１６Ａ（ｍａｘ５０％）まで(4)２８Ｖ以下－ブースト停止となる。但し、ブースト量を下げると電池パック出力電圧を上昇するが、ブースト量を上げない。

図７は実施の形態１の動作を説明するフローチャート、図８は図４中の第１、第２リレー１７３，１８６の動作に関するフローチャートを示す。なお、図８のフローチャート中「電池」は電池パック５を簡略化して表現したものである。

図７において、空気圧縮機１を「電源オン」すると、ステップＳ１で「モータ運転中」か否かを判断する。電源オン後、モータ起動まではステップＳ１はＮｏであり、ステップＳ２で「充電フラグＨ」とし、ステップＳ３で第１昇圧回路１８１の入力側の第２リレー１８６に関する「第１昇圧回路リレーフラグＬ」とする。

これと並行して図８では、空気圧縮機１の「電源オン」後にステップ＃１で「充電フラグ：Ｌ」か否かを判断しており、ステップＳ２で「充電フラグＨ」となってときにはステップ＃１の判断結果はＮｏであり、電池パック５の充電が行われる。つまり、ステップ＃２で「充電電池の選択」が行われ、ステップ＃３で「充電電池のリレーＯＮ」とし、充電ユニット１７０の出力側の第１リレー１７３がオンとなり、かつ電池パック毎にリレーで接続をオン、オフ可能となっている場合は選択された電池パックのリレーをオンにする。そして、ステップ＃４で電池パック５が満充電となるように適切な「充電制御」が行われる。

空気圧縮機１のモータ起動操作が行われると、図７のステップＳ１の判断結果はＹｅｓとなり、ステップＳ４で「充電フラグ：Ｌ」となり、ステップＳ５で「第１昇圧回路リレーフラグ：Ｈ」となる。

ステップＳ４で「充電フラグ：Ｌ」となると、図８のステップ＃１の判断結果はＹｅｓとなり、ステップ＃５で「充電ユニット側全リレーＯＦＦ」とされる。つまり、第１リレー１７３がオフになり、電池パック５は充電ユニット１７０から切り離される。そして、ステップ＃６では「第１昇圧回路リレーフラグ：Ｈ」を判断する。判断結果がＹｅｓの場合、ステップ＃７で「使用電池の選択」を行い、ステップ＃８で「使用電池のリレーＯＮ」とする。つまり、使用する電池パック５を直流電源として第１昇圧回路１８１に接続する。なお、ステップ＃６の判断結果がＮｏの場合にはステップ＃９で「第１昇圧回路側全リレーＯＦＦ」とし、つまり充電可能な状態に戻してステップ＃１に戻る。

図７ではステップＳ５の後、ステップＳ６でモータ１４の「現在回転数＜目標回転数－５０ｒｐｍ」か否かを判断する。モータ起動直後は判断結果はＹｅｓであり、ステップＳ７で「第２昇圧回路電流１４.７Ａ以上」か否かを判断するが、判断結果はＮｏとなってステップＳ８で「アシストフラグ：Ｌ」、さらにステップＳ９で「第２昇圧回路の目標回転数増加」とし、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ８で「アシストフラグ：Ｌ」にセットされていると、図８のステップ＃１０の「アシストフラグ：Ｈ」か否かの判断はＮｏとなり、ステップ＃１に戻る。この状態では第１電源部１８０のブースト動作は行われない（ブースト量：０）。

モータ１４の回転が継続し空気タンク１２ａ，１２ｂ内の圧縮空気の圧力が高くなると、モータ１４の負荷が重くなり、ステップＳ７「第２昇圧回路電流１４.７Ａ以上」の判断結果がＹｅｓとなり、ステップＳ１０で「アシストフラグ：Ｈ」にセットされ、ステップＳ１１で「第１昇圧回路の目標電流値を増加」させ、ステップＳ１に戻る。従って、ステップＳ６．Ｓ７，Ｓ１０，Ｓ１１のステップを通過する毎に第１電源部１８０のブースト量は増加していく。但し、ブースト量には図６で述べた上限がある。

第１電源部１８０のブースト量が増加して行くと、モータ回転数が増加してステップＳ６の判定結果がＮｏとなり、ステップＳ１２で「現在回転数＞目標回転数＋５０ｒｐｍ」か否か判断される。判断結果がＮｏの場合は現在回転数が目標回転数±５０ｒｐｍの範囲内にあり、ステップＳ１に戻る。ステップＳ１２の判断結果がＹｅｓの場合にはステップＳ１３で「アシストフラグ：Ｈ」か否か判断する。判断結果がＹｅｓの場合にはステップＳ１４で「第１昇圧回路の目標電流値減少」とし、ステップＳ１に戻る。ステップＳ１３の判断結果がＮｏのときには「第２昇圧回路の目標電流値減少」とする。

図８では、ステップ＃８で「使用電池のリレーＯＮ」とした後、ステップ＃１０で「アシストフラグ：Ｈ」が否か判断する。判断結果がＮｏの場合はステップ＃１に戻るが、判断結果がＹｅｓの場合にはステップ＃１１で第２電源部１３０は「定電流制御」されることになる。

なお、空気タンク１２ａ，１２ｂ内の圧縮空気が使用されてタンク内圧力が低下した場合、モータ１４の負荷が軽くなってモータ回転数が上がり、ステップＳ６の判定結果はＮｏとなる。そして、ステップＳ１２，１３，１４，１５の処理によって、モータ１４の駆動電流値が下降する過程（モータ負荷が軽くなる過程）では、第１電源部１８０からモータ１４への出力電流値を、第２電源部１３０からモータ１４への出力電流値より優先して下降させる動作を行う。

図９は第１電源部１８０のアシスト制御（ＰＡＭ制御）の一例を示すフローチャートである。スタート後、制御回路１３６，１８２により、ステップＳ２０でアシスト制御開始か否か判断する。ステップＳ２０の判断がＮｏの場合はステップＳ２１で第１昇圧回路１８１の目標電圧値をアシスト閾値Ｖｔｈ（第２昇圧回路出力電圧：３５０Ｖ）未満に設定してステップＳ２０に戻る。ステップＳ２０の判断がＹｅｓの場合はステップＳ２２で目標電圧値をアシスト閾値Ｖｔｈ以上に設定し、ステップＳ２３で第１昇圧回路１８１の出力電圧実効値が目標電圧値よりも小さいか否か判断する。インバータ３３を介してモータ１４をＰＡＭ制御するために、第１昇圧回路１８１の出力電圧実効値が目標電圧値よりも小さい場合、ステップＳ２３の判断はＹｅｓとなり、ステップＳ２４で第１昇圧回路１８１のスイッチング素子１９８，１９９のデューティ（Ｄｕｔｙ）を増加させる。その後、ステップＳ２６でアシスト制御停止か否か判断する。ステップＳ２３の判断がＮｏの場合、ステップＳ２５で第１昇圧回路１８１のスイッチング素子１９８，１９９のデューティを減少させ、ステップＳ２６でアシスト制御停止か否か判断する。ステップＳ２６の判断がＹｅｓの場合、アシスト制御停止してステップＳ２０に戻る。ステップＳ２６の判断がＮｏの場合、アシスト制御を継続してステップＳ２３に戻る。

図９のフローチャートの動作においては、スイッチング素子のデューティを出力電圧実効値でフィードバック制御している。目標電圧値は任意に設定でき、電力アシスト動作をフレキシブルに実行できる。また、ステップＳ２２で目標電圧値をアシスト閾値Ｖｔｈ以上に設定する範囲では、目標電圧値はモータ実回転数と負荷電流、又はアシスト開始後の経過時間に応じて決定される。

本実施の形態１によれば、下記の効果を奏することができる。

(1)作業機としての空気圧縮機１は、交流電源で動作してモータ１４に電力を供給する第２電源部１３０とは別に、電池パック５に接続されてモータ１４に電力を供給可能な第１電源部１８０を設けたので、第２電源部１３０からモータ１４への供給電力に、第１電源部１８０からの供給電力を加えることが可能となる。また、第１電源部１８０は、交流電源の電流値に応じて電池パック５の出力電圧値を調整してモータ１４に出力することで、第１電源部１８０からモータ１４への供給電力を適切に制御できる。このため、空気圧縮機１の作業性の改善、具体的には空気圧縮作業の効率化を図ることができる。

(2)第１電源部１８０は第１昇圧回路１８１を、第２電源部１３０は第２昇圧回路１３２をそれぞれ有するから、例えば３５０Ｖ程度の高電圧でモータ１４を駆動でき、低電圧駆動に比較して効率的にモータ１４を高速駆動することが容易である。

(3)第１電源部１８０は第１昇圧回路１８１を含み、ＰＡＭ制御によって出力電圧値を変更可能であり、必要とされるときのみ第１電源部１８０からモータ１４へ電力供給が可能である。例えば、第１電源部１８０は、交流電源の電流値が第１の電流値（ＡＣ１００Ｖ商用電源コンセントの最大定格電流１５Ａよりもやや小さい値１４.７Ａ）未満の場合には出力電圧値を定電圧制御の第２電源部１３０の出力電圧値未満とし、交流電源の電流値が第１の電流値以上の場合には出力電圧値を第２の電源部１３０の出力電圧値以上とする制御が可能である。また、第１電源部１８０は、モータ１４に係る負荷が増大するに従い、出力電圧値を徐々に増加させる制御が可能であり、モータ１４の定速運転も可能である。

(4)第１電源部１８０は、電池パック５の出力電圧の低下に伴い、電池パック５から自身への入力電流の許容最大値を連続的ないし段階的に低下させることが可能であり、電池パック５の適切な保護を図ることができる。

(5)空気圧縮機１は交流電源を用いて電池パック５を充電する充電回路７２を有するから、第１電源部１８０から電力供給を行わないときは、電池パック５を充電回路７２で充電することが可能である。

(6)モータ１４の駆動電流値が下降する過程では、第１電源部８１からモータ１４への出力電流値を、第２電源部１３０からモータ１４への出力電流値より優先して下降させることで、第１電源部８１の電源である電池パック５の消耗を低減することが可能である。

(7)第２電源部１３０を有する作業機本体部としての空気圧縮機本体部２と、空気圧縮機本体部２の外部にあって第１電源部１８０を有するブーストアダプタ３と、をケーブル４Ｂで相互接続した構造とする場合、既存の空気圧縮機を空気圧縮機本体部２として利用でき、適用範囲が広い。

なお、上記の実施の形態１の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限らない。

（付記１）モータと、電池パックに接続されて前記モータに電力を供給する第１の電源部と、外部の交流電源に接続されて前記モータに電力を供給する第２の電源部と、を備え、前記第１の電源部は、前記交流電源の電流値に応じて前記電池パックの出力電圧値を調整して前記モータに出力する、作業機。

（付記２）前記第１の電源部は、昇圧回路を含み、ＰＡＭ制御によって出力電圧値を変更可能である、付記１に記載の作業機。

（付記３）前記第１の電源部は、前記交流電源の電流値が第１の電流値未満の場合には出力電圧値を前記第２の電源部の出力電圧値未満とし、前記交流電源の電流値が第１の電流値以上の場合には出力電圧値を前記第２の電源部の出力電圧値以上とする、付記１又は２に記載の作業機。

（付記４）前記第２の電源部は、所定の定電圧を出力する昇圧回路を含む、付記３に記載の作業機。

（付記５）前記所定の定電圧は、３５０Ｖである、付記４に記載の作業機。

（付記６）前記第１の電流値は１４.７Ａである、付記３乃至５の何れかに記載の作業機。

（付記７）前記第１の電源部は、前記モータに係る負荷が増大するに従い、出力電流値を徐々に増加させる、付記１乃至６の何れかに記載の作業機。

（付記８）モータと、電池パックに接続されて前記モータに電力を供給する第１の電源部と、外部の交流電源に接続されて前記モータに電力を供給する第２の電源部と、を備え、前記モータの駆動電流値が上昇する過程で、前記交流電源からの供給電流値が上昇して所定値になると、その後は前記第１の電源部から前記モータへの出力電流値を、前記第２の電源部から前記モータへの出力電流値より優先して上昇させる、作業機。

（付記９）モータと、電池パックに接続されて前記モータに電力を供給する第１の電源部と、外部の交流電源に接続されて前記モータに電力を供給する第２の電源部と、を備え、前記交流電源からの供給電流値が上昇して所定値になると、前記供給電流値が上昇しないように前記第１の電源部が前記モータへの出力電流値を上昇させる、作業機。

（付記１０）前記供給電流値が上昇する過程において、前記供給電流値が前記所定値になる前の期間は、前記第１の電源部は前記モータへの電力供給を停止する、付記８又は９に記載の作業機。

（付記１１）前記モータの駆動電流値が上昇する過程で、前記供給電流値が上昇して前記所定値になった後、前記第１の電源部が前記モータへの出力電流値を上昇させ、前記モータを定回転数で駆動する、付記８乃至１０の何れかに記載の作業機。

（付記１２）前記第１の電源部は、昇圧回路を含み、前記昇圧回路の制御により前記モータへの出力電流値を変化させる、付記８乃至１１の何れかに記載の作業機。

（付記１３）前記第１の電源部は、前記電池パックの出力電圧の低下に伴い、前記電池パックから自身への入力電流の許容最大値を連続的ないし段階的に低下させる、付記８乃至１２の何れかに記載の作業機。

（付記１４）前記モータの駆動電流値が下降する過程では、前記第１の電源部から前記モータへの出力電流値を、前記第２の電源部から前記モータへの出力電流値より優先して下降させる、付記８乃至１３の何れかに記載の作業機。

（付記１５）前記第２の電源部を有する作業機本体部と、前記作業機本体部の外部にあって、前記電池パックを装着可能で、かつ前記第１の電源部を有するアダプタと、を相互に電気的に接続した付記１乃至１４の何れかに記載の作業機。

［実施の形態２］実施の形態２において、図１０は空気圧縮機の全体構成を示す斜視図、図１１は同正面図、及び図１２は図１１のＢ－Ｂ平断面図である。これらの図に示すように、空気圧縮機１は商用交流電源（ＡＣ電源１００Ｖ）で動作するもので、商用電源のコンセントに接続するための電源コード４Ａ及びプラグ（図示省略）を有する。また、空気圧縮機１は、電池電源を用いたアシスト動作が可能であり、図１３に示すように、本体カバー（ハウジング）１０の外面に複数の電池パック用装着部４５を備える。電池パック用装着部４５にはそれぞれ直流電源としての電池パック５が着脱自在に装着可能である。図示の場合は、１個の電池パック用装着部４５に電池パック５が装着されている。

空気圧縮機１は、本体カバー１０とその両側に設けられた運搬用ハンドル１１と、圧縮空気を貯留する一対の平行配置の空気タンク１２ａ,１２ｂと、外部より吸入した空気を圧縮して空気タンク１２ａ,１２ｂに供給する圧縮部１３（図１２）と、圧縮部１３に連結され圧縮部１３を駆動するモータ１４（同）と、を備える。モータ１４は、例えば直流モータであり、これに電力を供給する図１４Ａ、図１４Ｂのモータ駆動回路としてのインバータ部３３を主制御部４０（ＣＰＵ等の制御回路を含む）によって制御（例えばＰＷＭ制御）することで回転数等が制御される。使用者は、操作パネル部（スイッチパネル）１９により、空気圧縮機１の電源オン・オフ（ＯＮ・ＯＦＦ）、モータ起動・停止、運転モード切替等の操作が可能である。また、操作パネル部１９には、空気タンク内圧力や過負荷等の警告が表示される。

圧縮部１３の構成は実施の形態１と同様であり、空気を３.０～４.５ＭＰａの許容最高圧力まで圧縮して相互に連通された空気タンク１２ａ，１２ｂに供給する。空気タンク１２ａ，１２ｂ内の圧縮空気は、減圧弁２４ａ，２４ｂによって減圧され、カプラ２７ａ，２７ｂを経由して外部に取り出される。

図１４Ａは空気圧縮機１の全体回路ブロック図、図１４Ｂは全体回路ブロック図のうち、空気圧縮機１が本来的に有する本体回路部２００を示す回路ブロック図、図１４Ｃは全体回路ブロック図のうち、電池パックを用いた電力アシストを行う補助回路部３００であって、アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂを含む部分を示す回路ブロック図、図１４Ｄは補助回路部のうち充電部７０を含む部分を示す回路ブロック図である。図１４Ａの全体回路構成に示すように、空気圧縮機１は、圧縮部１３を回転駆動して空気タンク１２ａ，１２ｂに圧縮空気を送り込むためのモータ１４を有し、外部の交流電源である商用交流電源３９を用いてモータ１４を駆動するための本体回路部２００及び電池パックを用いた電力アシスト用の補助回路部３００を備える。

図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、本体回路部２００は、外部の交流電源である商用交流電源３９（ＡＣ１００Ｖ：例えばコンセントの最大定格電流１５Ａ）の供給を受けてモータ１４を駆動するために、整流部３１、主昇圧電源部３２、インバータ部３３、及びインバータ部３３を制御するための主制御部４０を具備する。商用交流電源３９と整流部３１間にはノイズフィルタ３４が挿入され、整流部３１の整流出力側に平滑コンデンサ３５が接続されている。交流電源３９からの交流電力は整流部３１で整流され、平滑コンデンサ３５で平滑された直流電力が主昇圧電源部３２に供給される。整流部３１と主昇圧電源部３２間の接続線路には電流検出用抵抗３６が挿入され、電流検出用抵抗３６の両端の電圧降下からＡＣ負荷電流検出部３７はＡＣ負荷電流を検出し（モニタし）、ＡＣ負荷電流検出信号を主制御部４０に出力する。主昇圧電源部３２はＤＣ－ＤＣコンバータ等の昇圧回路を含むものであり、ここで昇圧された直流電力がインバータ部３３を介してモータ１４に供給される。整流部３１及び主昇圧電源部３２、平滑コンデンサ３５は、第２電源部の一例である。

主昇圧電源部３２は、図示の場合、チョークコイル３２１、スイッチング素子３２２、ダイオード３２３及びコンデンサ３２４を有するチョッパ型ＤＣ－ＤＣコンバータであり、スイッチング素子３２２のスイッチング動作を制御する昇圧電圧制御部３２５を有する。主昇圧電源部３２の昇圧出力側に昇圧電圧検出部３８が設けられている。

主制御部４０には、昇圧電圧検出部３８から昇圧電圧監視信号、モータ１４の回転を検出する回転センサ４１の回転検出信号、及び空気タンク１２ａ，１２ｂの圧力を検出する圧力センサ４２の圧力検出信号がそれぞれ入力される。主制御部４０は、昇圧電圧制御信号を主昇圧電源部３２（昇圧電圧制御部３２５）に出力するとともに、インバータ制御信号をインバータ部３３に出力し、主昇圧電源部３２で昇圧された直流電力をインバータ部３３を介してモータ１４に供給することで、例えばＰＷＭ制御等でモータ１４へ供給される電力量を変更してモータ１４の回転制御を行う。主制御部４０は、モータ１４の目標回転数を設定可能であり、回転センサ４１の回転数検出値が前記目標回転数と一致するようにインバータ部３３を制御する。圧縮部１３はモータ１４で回転駆動され、圧縮部１３から吐出された空気が空気タンク１２ａ，１２ｂに送られる。

操作パネル部１９は、表示パネル１９１（空気タンク内圧力や過負荷等の警告等を表示）、電源オン・オフ（ＯＮ・ＯＦＦ）を行う運転ボタン１９２、電池パック充電を指示する充電ボタン１９３、運転モード切替を指示するモード切替ボタン１９４及び電池パック５を用いた電力アシストを指示するアシストボタン１９５を有し、これらを制御するためにスイッチパネル制御部１９０が設けられている。スイッチパネル制御部１９０は通信回路１９７を介して主制御部４０に接続されている。

なお、主制御部４０や操作パネル部１９、通信回路１９７等に安定化された直流電圧を供給するために、回路電源部９０が設けられている。回路電源部９０は、整流部３１の直流出力を利用して主制御部４０等に電源電圧Ｖｃｃ（Ａ）を、スイッチパネル制御部１９０や通信回路１９７等に電源電圧Ｖｃｃ（Ｃ）をそれぞれ供給する。回路電源部９０は、１個の一次巻線と２個の二次巻線とを有する降圧トランス９１、トランス一次側をスイッチングするスイッチング素子９２、スイッチング素子９２に駆動信号を出力する回路電源駆動回路９３、及び２個の二次巻線にそれぞれ設けられた整流平滑回路９４，９５を有する。整流平滑回路９４の直流出力電圧はＶｃｃ（Ａ）として主制御部４０等に供給され、整流平滑回路９５の直流出力電圧はＶｃｃ（Ｃ）としてスイッチパネル制御部１９０や通信回路１９７等に供給される。

図１４Ａ、図１４Ｃ及び図１４Ｄに示すように、補助回路部３００は、電池電源（直流電源）でモータ１４の駆動アシストを行うためのアシスト電源部（第１電源部）５０Ａ，５０Ｂ、電池電源としての電池パック５を充電するための充電部７０、副制御部８０、回路電源部１１０、及び通信回路１００を有する。副制御部８０はＣＰＵ等の制御回路を含む構成であり、主制御部４０と連携してアシスト電源部５０Ａ，５０Ｂと充電部７０の動作を制御する。回路電源部１１０は、副制御部８０や通信回路１００等に安定化された直流電圧を供給する。通信回路１００は主制御部４０と副制御部８０間の電気的に絶縁された通信回線を構成する。補助回路部３００は、例えば図１２の本体カバー１０内の収納ケース部２０内に収納されている。尚、主制御部４０と副制御部８０は一体の制御部としてもよい。

一方の電池パック用装着部４５の接続端子４５Ａには電池パック５－Ａが接続され、他方の電池パック用装着部４５の接続端子４５Ｂには電池パック５－Ｂが接続される。接続端子４５Ａ，４５Ｂにそれぞれ接続された電池パック５－Ａ，５－Ｂの電池パック電圧を検出するために、電池電圧検出部４６がそれぞれ設けられている。各電池電圧検出部４６からの電池パック電圧検出信号はそれぞれ副制御部８０に供給される。また、副制御部８０は電池パック５－Ａ，５－Ｂから電池情報取得信号を受けて、それらの電池情報（電池温度等）をそれぞれ取得する。各電池パック５－Ａ，５－Ｂに対応してアシスト電源部５０Ａ，５０Ｂがそれぞれ設けられているため、各電池パックの容量は同じでなくともよい。

アシスト電源部５０Ａと、アシスト電源部５０Ｂとは、昇圧回路としての昇圧用ＤＣ－ＤＣコンバータの構成を含むものであり、両者は全く同じ回路構成でよい。すなわち、アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂは、昇圧トランス５１の一次側にプッシュプル接続されたスイッチング素子（例えばMOSFET）５２，５３、スイッチング素子５２，５３を交互にスイッチングするアシスト電源駆動回路５４、昇圧トランス５１の二次側に接続された整流部５５、平滑コンデンサ５６、及びアシスト電流制御部５７を有する。整流部５５とインバータ部３３間の接続線路には電流検出用抵抗５８が挿入される。アシスト電流制御部５７は電流検出用抵抗５８の両端の電圧降下からアシスト電流を検出（モニタ）するとともに副制御部８０からのアシスト電源５０Ａ，５０Ｂ用の出力電流制御信号をそれぞれフォトカップラ６２，６３を介し受けて、フィードバック回路としてのフォトカップラ５９を介しアシスト電流制御信号をアシスト電源駆動回路５４にフィードバックする。ここで、フォトカップラ５９を用いるのは、交流電源３９に電気的に接続されている本体回路部２００と、電池パック５に電気的に接続される補助回路部３００とを相互に電気的に絶縁するためであり、以後の説明でフォトカップラを用いるのも同様の理由である。昇圧トランス５１は昇圧回路の一例である。

図１４Ａ～図１４Ｄの説明では便宜上、電池パック５－Ａの直流電力がアシスト電源部５０Ａの昇圧トランス５１の一次側に供給され、電池パック５－Ｂの直流電力がアシスト電源部５０Ｂの昇圧トランス５１の一次側に供給されている場合を図示している。アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂの整流部５５の出力側は相互に並列接続され、並列接続されたアシスト電源部５０Ａ，５０Ｂの出力電圧を検出するためにアシスト電圧検出部６０が設けられ、また出力電圧を制御するためにアシスト電圧制御部６１が設けられている。並列接続されたアシスト電源部５０Ａ，５０Ｂの直流出力電力はシリーズダイオード８２を介してインバータ部３３に供給される（主昇圧電源部３２の直流出力電力と合成される）。

副制御部８０は、フォトカップラ６２を介してアシスト電源部５０Ａのアシスト電流制御部５７に出力電流制御信号を出力し、フォトカップラ６３を介してアシスト電源部５０Ｂのアシスト電流制御部５７に出力電流制御信号を出力し、フォトカップラ６４を介してアシスト電圧制御部６１にアシスト電源５０Ａ，５０Ｂに共通の出力電圧制御信号を出力する。

主昇圧電源部３２の出力端子に対してアシスト電源部５０Ａ，５０Ｂの出力端子はダイオード８２を介して並列接続されている。つまり、モータ１４に対して主昇圧電源部３２及びアシスト電源部５０Ａ，５０Ｂが電気的に並列に接続されている。副制御部８０は、アシスト電源部５０Ａの出力電圧値とアシスト電源部５０Ｂの出力電圧値が等しくなるように制御を行う。

具体的に言えば、アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂにおいては、副制御部８０からの出力電流制御信号及び出力電圧制御信号を受けてアシスト電源駆動回路５４の駆動信号を制御し、スイッチング素子５２，５３を交互にスイッチングするときのデューティを変化させることで、出力側の平滑コンデンサ５６両端の直流電圧を増減する電圧可変制御を行うことができる。換言すれば、各アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂはインバータ３３部への供給電圧を増減するＰＡＭ制御でモータ１４を駆動可能である。また、アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂのアシスト電源駆動回路５４には副制御部８０からアシスト電源オン・オフ信号が供給される。アシスト電源オン・オフ信号が「電源オン」を指示したときはアシスト電源駆動回路５４を作動させてスイッチング可能とし、「電源オフ」を指示したときはアシスト電源駆動回路５４の動作を停止する。

電池パック用装着部４５に装着された電池パック５－Ａ，５－Ｂを充電するための充電部７０は、降圧用ＤＣ－ＤＣコンバータの構成を含むものであり、交流電源３９の供給をノイズフィルタ３５を介して受ける整流部７１、平滑コンデンサ７２、降圧トランス７３、トランス一次側をスイッチングするスイッチング素子７４、スイッチング素子７４をオン・オフ駆動する充電電源駆動回路７５、トランス７３の二次側出力を整流、平滑する整流平滑回路としてのダイオード７６及び平滑コンデンサ７７、充電電流制御部７８、及び充電電圧制御部７９を有する。トランス７３の二次側の整流平滑回路と電池パック５－Ａ，５－Ｂ間の接続線路には電流検出用抵抗８１が挿入され、充電電流制御部７８は電流検出用抵抗８１の両端の電圧降下から充電電流を検出する（モニタする）。充電電流制御部７８からの充電電流検出信号及び充電電圧制御部７９からの充電電圧制御信号は、フィードバック回路としてのフォトカップラ８６を介し充電電源駆動回路７５にフィードバックされる。

回路電源部１１０は、充電部７０の整流部７１の直流出力を利用して副制御部８０等に電源電圧Ｖｃｃ（Ｂ）を供給するとともに、充電電源オン・オフ信号を伝達するフォトカップラ８５への電源供給を行う。回路電源部１１０は、１個の一次巻線と２個の二次巻線とを有する降圧トランス１１１、トランス一次側をスイッチングするスイッチング素子１１２、スイッチング素子１１２に駆動信号を出力する回路電源駆動回路１１３、及び２個の二次巻線にそれぞれ設けられた整流平滑回路１１４，１１５を有する。整流平滑回路１１４の直流出力電圧はＶｃｃ（Ｂ）として副制御部８０、フォトカップラ８６等に供給され、整流平滑回路１１５の直流出力電圧はフォトカップラ８５に供給される。フォトカップラ８５は副制御部８０の充電電源オン・オフ信号を充電電源駆動回路７５に伝達する。充電電源オン・オフ信号が「充電電源オン」を指示したときは充電電源駆動回路７５を作動させてスイッチング素子７４をスイッチングし、「充電電源オフ」を指示したときは充電電源駆動回路７５の動作を停止する。

一方の電池パック用装着部４５の接続端子４５Ａと充電部７０との接続をオン・オフするためにリレー８７Ａが設けられるとともに、他方の電池パック用装着部４５の接続端子４５Ｂと充電部７０との接続をオン・オフするためにリレー８７Ｂが設けられている。また、接続端子４５Ａとアシスト電源部５０Ａとの接続をオン・オフするためにリレー８７Ｃが設けられるとともに、接続端子４５Ｂとアシスト電源部５０Ｂとの接続をオン・オフするためにリレー８７Ｄが設けられている。リレー８７Ａ～８７Ｄはそれぞれ副制御部８０からのリレーオン・オフ信号によってオン・オフ制御される。

通信回路１００は２つのフォトカップラ１０１，１０２を有し、主制御部４０と副制御部８０間の電気的に絶縁された通信回線を構成する。フォトカップラ１０１は主制御部４０からの情報信号を副制御部８０へ伝達し、フォトカップラ１０２は副制御部８０からの情報信号を主制御部４０へ伝達する。

電池パック５－Ａ，５－Ｂには、内部温度検出のためのサーミスタＴｈ１，Ｔｈ２がそれぞれ設けられる。また、アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂのスイッチング素子５２，５３にも、温度検出のためのサーミスタＴｈ３，Ｔｈ４がそれぞれ設けられる。サーミスタＴｈ１～Ｔｈ４の温度監視信号は副制御部８０に出力され、温度上昇が許容範囲を超えた電池パックやアシスト電源部は副制御部８０によって動作停止となる。

図１４Ｂの操作パネル部１９において、表示パネル１９１は主制御部４０からの各種情報を表示する表示部、運転ボタン１９２は空気圧縮機１の運転開始、運転停止を指示するスイッチ、充電ボタン１９３は電池パック５の充電許可、充電停止を指示するスイッチ、モード切替ボタン１９４は空気圧縮機１の運転モード（通常又は静音運転等）の切替を行う切替スイッチ、アシストボタン１９５は電池パックを用いる電力アシストを併用するアシストモードと電力アシストを使用しない単独モードとの切替スイッチである。

図１４Ａから図１４Ｄの回路構成において、空気圧縮機１は商用交流電源３９（ＡＣ１００Ｖ）に接続された状態において使用され、本体回路部２００は商用交流電源３９より電力供給を受けるため、ＡＣ負荷電流検出部３７の値に基づき、商用交流電源３９からの入力電流が１５Ａ以下となるように主制御部４０により制御されている。これは、一般的にＡＣコンセントの最大定格電流が１５Ａとなっているからである。

通常動作時は、ＡＣ負荷電流値が１５Ａを超えそうになると主制御部４０はモータ１４の目標回転数を下げる。目標回転数はインバータ部３３の負荷や空気タンク１２ａ，１２ｂ内の圧力によっても変わってくる。具体的には、軽負荷の場合には高く、タンク内圧力が高まってきた場合や圧縮空気の使用量が多い場合には低く設定する。

電力アシスト時は、目標回転数に達するとＡＣ電流値が下がってくるため、主制御部４０はＡＣ負荷電流値１５Ａを維持するように目標回転数を上げていくことで、足りない電力を電池パック５から単純に供給することが出来る。この時、副制御部８０は電池パック５からの供給電流あるいは供給電力による制限を加えることでモータ１４の回転数を一定範囲内に収めることができる。

ここで、以下の点に注意する。主昇圧電源部３２は昇圧電圧が目標値となるようにフィードバック制御しているが、図１４Ｂ中点線表記のシリーズダイオード３２３Ａを挿入しない場合において、特にアシスト電源部５０Ａ，５０Ｂからのアシスト電圧が高すぎる場合には昇圧電圧を低くするように制御してしまう。昇圧電圧が低下すると商用交流電源３９からの電流供給が低下するため、電池パック５からの電流供給が過大になり、結果的に電力アシスト時間の減少につながってしまう。この場合、アシスト電圧（アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂの出力電圧）をシリーズダイオード８２の順方向電圧降下程度（１Ｖ～２Ｖ）大きくなるように制御すれば、シリーズダイオード３２３Ａを省略できる。

一方で、シリーズダイオード３２３Ａを挿入する場合には、昇圧電圧とアシスト電圧を接続する箇所に点線表記の電圧合流部電解コンデンサ３２４Ａを設ける必要がある。これは、モータ１４を停止した場合に発生するサージエネルギーを吸収するためであり、大容量且つ高耐圧の大型品を使用しなければならない。しかし、上記のようにシリーズダイオード３２３Ａを省略した場合には、主昇圧電源部３２の電解コンデンサ３２４により代用することができるため、電圧合流部電解コンデンサも省略することができる。これにより、基板上の面積や電子部品コスト削減はもちろん、ダイオードの損失や電圧降下による効率低下を改善することができる。

次に、図１５のタイムチャートを用いて空気圧縮機１におけるモータ１４と本体回路部２００と補助回路部３００の代表的な制御例を説明する。ここで、「アシスト」は電池パック５を用いた電力アシストを指す。吐出量は「モータ回転によって空気タンク１２ａ，１２ｂ内に圧縮できる単位時間あたりの空気量」である。ここでは、説明を簡単にするために、空気圧縮機１に１個の電池パック５が装着されている場合、又は同特性の複数の電池パック５が装着されるいるものとして説明する。

作業者が空気圧縮機１を商用交流電源３９に接続して操作パネル部（スイッチパネル）１９上の運転ボタン１９２を押すと、本体回路部２００の主制御部４０によるモータ制御により、モータ１４が回転することで空気タンク内圧力が上昇していく。この時、初期の目標回転数設定値はＲ１とする。また、ここでは、仮に電池パック電圧が十分あり（第１の閾値である電圧Ｖ２以上）、かつアシストボタン１９５が押されている場合でもアシストを行わない（但し、運転モードによって切替可能）。

状態Ａ：ＡＣ負荷電流が１５Ａ付近に達すると、主制御部４０はモータ回転速度を徐々に下げながらＡＣ負荷電流１５Ａ直前の電流を保持するように制御する。特に、空気タンク内圧力が高まってくると圧力が上がりにくくなるため、実際のモータ回転数は落ちてくる。

状態Ｂ：空気タンク内圧力が最大になると主制御部４０はモータの回転を停止する。この時、主制御部４０より充電可の通信が副制御部８０に送られることで、空いたＡＣ電流で電池パック５の充電を開始することができる。

状態Ｃ：空気圧縮機１の動作開始（空気タンク内圧力の低下によるモータ再始動）を待機している状態である。また、電池パック５の充電完了又は電池パック温度上昇により充電を停止する（図示の例では充電完了により停止している）。

状態Ｄ：空気タンク内圧力が一定量下がると、主制御部４０は再びモータ１４を回転させる。このとき、モータ１４の回転により空気タンク内圧力を上昇させようとするが、モータ回転による吐出量よりも作業者による圧縮空気の使用量が多い場合には、さらに圧力が低下していく。

状態Ｅ：空気タンク内圧力に関して、一定量の圧力低下、あるいは一定以上の傾きでの圧力低下があった場合で、アシストボタン１９５が押されている場合には、主制御部４０からのアシスト開始の通信により、補助回路部３００の副制御部８０がアシスト電源部５０Ａ，５０Ｂをオンにする（リレー８７Ｃ，８７Ｄをオンにする）ことでアシストを開始する。この時、電池パック電圧がＶ２以上の場合は主昇圧電源部３２の出力電圧である昇圧電圧設定値（第２目標値）をＰＶ２（例えば３５０Ｖ）に設定する。アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂの出力電圧の設定値（第１目標値）もＰＶ２に対応した設定値（例えば３５２Ｖ）とする。電池パック電圧がＶ１（第２の閾値）以上Ｖ２（第１の閾値）未満の場合には主昇圧電源部３２の昇圧電圧ＰＶの設定値をＰＶ１に設定したアシストとなる（図示の例ではＰＶ２でのアシスト）。昇圧電圧設定値ＰＶ２によるアシストでは高い吐出量を得ることができるため、作業者による圧縮空気の使用量が多い場合でも空気タンク内圧力を上昇させることができる。また、主制御部４０はアシスト開始と同時に目標回転数設定値Ｒ３に設定し、主昇圧電源部３２の出力電圧である昇圧電圧設定値（第２目標値）はＰＶ２に設定するが、副制御部８０はシリーズダイオード８２による電圧降下分を考慮し、アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂの出力電圧である第１目標値を、主昇圧電源部３２の出力電圧である第２目標値ＰＶ２よりも１～２Ｖ高めに設定するとよい。主昇圧電源部３２の出力電圧である第２目標値がＰＶ１に設定されたときも同様である。尚、副制御部８０は、アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂの出力電圧の実際の電圧値を測定し、実際の電圧値が目標電圧値と一致するようにアシスト電源部５０Ａ，５０Ｂの昇圧量をフィードバック制御する定電圧制御によって、アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂの出力電圧を決定してもよい。また、副制御部８０は、電圧値の代わりにアシスト電源部５０Ａ，５０Ｂから出力される実際の電流値を測定し、実際の電流値が目標値と一致するようにアシスト電源部５０Ａ，５０Ｂの昇圧量をフィードバック制御する定電流制御によって、アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂの出力電圧を決定してもよい。定電流制御を行った場合、アシスト電源部５０Ａ、５０Ｂの出力電圧はフィードバック制御に起因してわずかに上下動するが、出力電圧の実効値は主昇圧電源部３２の出力電圧と同じ値（あるいはアシスト電源部５０Ａ、５０Ｂの出力電圧が主昇圧電源部３２の出力電圧よりも１～２Ｖ高い値）となるため、実質的には副制御部８０がアシスト電源部５０Ａ，５０Ｂを出力電圧が第１目標値となるように制御していることと同義である。

状態Ｆ：電池パック電圧が下がってくると、電池パック５の消費電流が増えることで電圧低下を加速させてしまい、電池パック各部の温度上昇によってアシスト停止を早めてしまう。さらに、高負荷状態では昇圧電圧設定値ＰＶ２を保持することが難しくなってくる。そこで、電池パック電圧がＶ２を下回った場合、副制御部８０は通信により主制御部４０に昇圧電圧ＰＶの引き下げを伝達する。これにより、主制御部４０は主昇圧電源部３２の昇圧電圧設定値をＰＶ１に設定し、目標回転数設定値をＲ２に設定する。これにより、昇圧電圧設定値ＰＶ２と比べて吐出量はやや落ちるものの、アシスト時間の延長を図ることが出来る。この時、設定する昇圧電圧設定値ＰＶ１と目標回転数設定値Ｒ２はステップ状（段状）に低下させてもよいが、徐々に引き下げてもよい。

状態Ｇ：電池パック電圧がＶ１未満まで低下した場合、副制御部８０が電池パック電圧低下によるアシスト不可の通信を主制御部４０に送ると、主制御部４０はモータ１４の目標回転数設定値をＲ１に設定し、アシスト停止の通信を副制御部８０に送る。副制御部８０はアシスト電源をオフにする（リレー８７Ｃ，８７Ｄをオフにする）ことで、アシストを停止する。ここで、電池パック電圧が回復してＶ１以上になったとしてもアシストは再開しない。電池パック５の温度上昇を抑え、再充電による電池パック電圧の回復を優先するためである。

状態Ｈ：アシストがなくなったことで、作業者による圧縮空気の使用により空気タンク内圧力は徐々に低下していく。しかし、常時昇圧電圧設定値ＰＶ１でアシストした場合よりも高い空気タンク内圧力を保持できているので、結果的に動作停止圧力までの時間を長く確保することができる。

次に図１６の波形図について説明する。電動工具用の電池パックは使用可能な電圧範囲が広いため、低い電圧までアシストに使おうとした（低い電池パック電圧でＰＷＭ制御のデューティ（Ｄｕｔｙ）が最大となるようにアシスト電源部５０Ａ，５０Ｂのトランスを設計する）場合、どうしても電池パック満充電時の効率が悪くなる。昇圧電圧設定値をＰＶ１よりも高いＰＶ２とした場合、満充電時でもアシスト電源部５０Ａ，５０Ｂのトランス５１に流れる電流は急峻にならず、電池パック電圧がＶ２まで低下した場合でも昇圧電圧値ＰＶ２を保持することが可能である。但し、電池パック電圧がＶ２未満では負荷が増えるとすぐにＰＷＭ制御のデューティが最大になってしまうため、昇圧電圧設定値ＰＶ２を保持できなくなる。一方、比較動作として、仮に昇圧電圧設定値を一定のＰＶ１とし、電池パック満充電時においても昇圧電圧設定値がＰＶ１とする場合には、ＰＷＭ制御のデューティは太い破線のように小さくなり、トランス５１に流れる電流は急峻になってしまう。このため、電流重畳特性による電流値増大やスイッチング損失増加による効率の低下が懸念される。ゆえに、満充電から電池パック電圧Ｖ２までは昇圧電圧設定値ＰＶ２で、電池パック電圧がＶ２未満になってから昇圧電圧設定値をＰＶ１にすることで、高いＰＷＭ制御におけるデューティでアシストを継続することが出来るため、結果的に広い電池パック電圧範囲で長時間、高効率でのアシストが可能となる。なお、高負荷状態で電池パック電圧がＶ２を下回るまで低下してくると、ＰＷＭ制御のデューティが最大状態のままアシスト電圧がＰＶ２未満に低下してくるため、昇圧電圧設定値をＰＶ２からＰＶ１に１ステップで段状に引き下げるのではなく、電池パック電圧に合わせて直線的に徐々に下げても良い。

図１７は図１４Ａの回路ブロックに関する動作フローチャートを示す（図中、電池パックを「電池」と略称する場合あり）。スタートで空気圧縮機１の電源オンとなり、回路電源部９０，１１０から主制御部４０、副制御部８０、操作パネル部１９等に電源電圧Ｖｃｃ（Ａ），Ｖｃｃ（Ｂ），Ｖｃｃ（Ｃ）がそれぞれ供給され、スタンバイ状態となる。

ステップＳ３１では主制御部４０及び副制御部８０で電池パック５の充電条件が成立するか否かを判断する。充電条件の例として、(1)空気圧縮機１のモータ１４が駆動していない（ＡＣ電流を使用していない）ときで、且つ電池パック温度が高温でなく（温度閾値を超えていない）、電池パック電圧が満充電でない場合、(2)運転モードが静音モードなど、ＡＣ負荷電流１５Ａ以下の制御で空気タンク内圧力を昇圧させているような駆動条件において、余力の電流で電池パックを充電可能で、電池パック電圧が満充電でない場合が挙げられる。

ステップＳ３１がＹｅｓであれば、ステップＳ３２で充電制御を行う。すなわち、副制御部８０によって図１４Ａ、図１４Ｄのリレー８７Ａ，８７Ｂをオンして、充電部７０による電池パック５の充電を行う。充電電流制御部７８及び充電電圧制御部７９で電池パック５の電流、電圧を検出して電池パック５が満充電に到達したら充電を停止してステップＳ３１に戻る。

ステップＳ３１がＮｏであれば、ステップＳ３３で主制御部４０及び副制御部８０により通常制御を行う。つまり、モータ１４の目標回転数設定値Ｒ１及び主昇圧電源部３２の昇圧電圧設定値ＰＶ２として主制御部４０及び副制御部８０は制御を行う。主制御部４０はモータ１４を目標回転数設定値Ｒ１となるように定回転速度制御しながら空気タンク内圧力を所定の最大圧力に向けて上昇させる。また、アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂの出力電圧設定値はＰＶ２に対応した設定値にセットされているが、この時点ではアシスト電源部５０Ａ，５０Ｂは停止している。

次に、ステップＳ３４でアシスト要求有りか否か判断する。ここで、アシスト要求とは、ＡＣ負荷電流が１５Ａ近くに達して尚空気タンク内圧力が規定値に達しない場合で、アシストボタン１９５が押されている場合に、主制御部４０から副制御部８０にアシスト要求信号が送信されることを指す。ステップＳ３４がＮｏ、すなわちアシスト要求が無い場合、ステップＳ３１に戻る。

「アシスト要求有り」でステップＳ３４がＹｅｓの場合、ステップＳ３５で電池パック５の温度が正常であるか否かを判断する。この判断は、電池パック５－１，５－２にそれぞれ設けられたサーミスタＴｈ１，Ｔｈ２の温度監視信号を副制御部８０でモニタすることで行われる。電池パック温度が閾値を超えて異常を示していれば、ステップＳ３５の判断はＮｏとなり、ステップＳ４１でアシスト制御停止（副制御部８０によりリレー８７Ｃ，８７Ｄをオフ）とし、ステップＳ３１に戻る。

電池パック温度正常でステップＳ３５がＹｅｓの場合、ステップＳ３６で電池パック電圧を副制御部８０でモニタする。そして、ステップＳ３７で電池パック電圧が電圧Ｖ２以上か否かを判断する。電池パック電圧が電圧Ｖ２以上でステップＳ３７がＹｅｓの場合、ステップＳ３８でアシスト制御Ａ開始となる。つまり、副制御部８０はアシスト制御可の信号として制御条件（アシスト制御Ａ）を主制御部４０に送信し、モータ１４の目標回転数設定値Ｒ３、昇圧電圧設定値ＰＶ２として空気圧縮機１のアシスト制御が開始される。この場合、運転モード設定にもよるが、電源投入後に空気タンク内圧力が一度規定の圧力まで上昇した後、作業者が圧縮空気を使用し始めてからアシスト制御を開始する。圧縮空気の使用を判断する方法としては、空気タンク内圧力が一定量低下、あるいは一定の傾き以上で低下したことを検出した場合に圧縮空気使用と判断する。

電池パック電圧が電圧Ｖ２未満でステップＳ３７がＮｏの場合、ステップＳ３９で電池パック電圧が電圧Ｖ１（但しＶ１＜Ｖ２）以上か否かを判断する。電池パック電圧が電圧Ｖ１以上でステップＳ３９がＹｅｓの場合、ステップＳ４０でアシスト制御Ｂ開始となる。つまり、副制御部８０はアシスト制御可の信号として制御条件（アシスト制御Ｂ）を主制御部４０に送信し、モータ１４の目標回転数設定値Ｒ２（但しＲ２＜Ｒ３）、昇圧電圧設定値ＰＶ１（但しＰＶ１＜ＰＶ２）としてアシスト制御を開始する。

電池パック電圧が電圧Ｖ１未満でステップＳ３９がＮｏの場合、ステップＳ４１でアシスト制御停止とし、ステップＳ３１に戻る。

なお、ステップＳ３８又はステップＳ４０において、副制御部８０からは単に電池パック電圧を主制御部４０に送信して、主制御部４０から制御条件Ａ又はＢに従った制御を行ってもよい。いずれの場合でもアシスト制御Ａでは、副制御部８０は昇圧電圧設定値ＰＶ２よりもやや高い電圧にアシスト電圧を制御し、適切なアシスト量となるように、アシスト電流制御部５７や、アシスト電源駆動回路５４に含まれる電流検出回路によってフィードバック制御を行う。

この時、入力側電流値（電池パック５から供給される電流）が一定となるようにアシストを行えば、電池パック電圧が減ってきた際にも、消費される電流が急激に上昇することによるアシスト時間の縮小や、電池パックの温度上昇を抑えることができる。一方で、出力側電力一定(すなわちアシスト電圧とアシスト電流の積が一定）としてアシストすれば、空気タンク内圧力が下がらないように保持するようなアシストが可能となる。もちろん、昇圧電圧設定ＰＶ２とＰＶ１で制限する電流や電力を変えてもよい。

前記アシスト要求がなくなるか、電池パック電圧がＶ１を下回るとステップＳ４１でアシストを停止し、通常制御に移行する。この時、モータ１４の目標回転数設定値は元のＲ１に、主昇圧電源部３２の昇圧電圧設定値をＰＶ２に戻す。アシスト時の回転数は通常時よりも高くなっているため、目標回転数設定値を下げない場合、アシスト停止と同時にＡＣ電流がオーバーシュートする可能性がある。一方で、アシストを停止したことにより電池パック電圧がＶ１以上に回復した場合でも、一度Ｖ１を下回った電池は、再度Ｖ２以上に回復しないとアシストを実施しない。

また、前提として、通常（電池パック電圧不足でアシストできない場合も含む）はＡＣ電流だけで動作させるため、モータ１４の特性（電力効率など）は電圧ＰＶ２で最適化されているものとする。この時、電池パック電圧が低下した際に、電圧ＰＶ１に下げてもアシストの効果があるような設計(アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂのトランス５１や、整流部５５に含まれるチョークコイルの設計、電圧Ｖ１及び電圧ＰＶ１の選定）を行う必要がある。

ステップＳ３８でアシスト制御Ａを開始後、電池パック電圧が低下するか、あるいはモータ負荷電流が非常に大きい場合に、スイッチング素子（例えばＭＯＳＦＥＴ）５２，５３を駆動するアシスト電源駆動回路５４のＰＷＭ制御のデューティが最大になると、アシスト電圧（例えばＰＶ２＋２Ｖ）を保持できずに低下してくる。この時、主昇圧電源部３２は昇圧電圧設定値（例えばＰＶ２）を保持していることから、瞬間的にアシスト電源部５０Ａ，５０Ｂからの電流供給が減るため、アシスト電圧が再度上昇する。これを繰り返すことにより、電流制限を掛けなくても安定したアシスト動作を行うことができる。つまり、この条件下においては電池パック電圧Ｖ２からの低下に伴い、昇圧電圧設定値をＰＶ２から徐々に引き下げていくことで、ＰＷＭ制御のデューティが最大の状態を保持しながら高い効率でのアシストが可能となる。したがって、昇圧電圧設定値をＰＶ２からＰＶ１へ変更する場合、このようにリニア（直線的）に変化させてもよい。

空気圧縮機１に電池パック５が２個取り付けられている場合、つまり、補助回路部３００に電池パック５－Ａ，５－Ｂが接続されている場合、電池パック電圧がどちらもＶ２以上であれば、同時にアシストに使用してもよい。この場合はどちらかの電圧がＶ１を下回るか、閾値温度に達した場合に両方のアシストを停止する。ただし、両電池パック間の電位差が大きかったり、容量が異なる電池パックを使用していた場合など、電池パック電圧がＶ１を下回らなかった方の電池パックについては、アシスト停止後に電圧や温度に問題なければ、再度アシストに使用してもよい。また、アシスト要求があった時点で片方の電池パック電圧がＶ２に達していなかった場合、もう一方の電圧Ｖ２以上の電池パックのみでアシストを開始する制御としてもよい。

本実施の形態２によれば、下記の効果を奏することができる。

(1)空気圧縮機１は、直流電源としての電池パック５の出力電圧を昇圧してモータ１４に出力する第１電源部としてのアシスト電源部５０Ａ，５０Ｂと、モータ１４に対してアシスト電源部５０Ａ，５０Ｂと電気的に並列に接続されるとともに、外部の交流電源３９を昇圧してモータ１４に出力する第２電源部（整流部３１及び主昇圧電源部３２を含む回路構成）と、アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂ及び主昇圧電源部３２の出力電圧を制御する制御部（主制御部４０，副制御部８０）と、アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂ及び第２電源部を流れる電力の状態を検出する検出回路（ＡＣ負荷電流検出部３７、昇圧電圧検出部３８、電池電圧検出部４６、アシスト電流制御部５７、アシスト電圧検出部６０を含む）と、を有し、制御部４０，８０は、アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂ及び主昇圧電源部３２の各々から出力される電力が合成されてモータ１４へ供給されるように、アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂの出力電圧の目標値である第１目標値と、主昇圧電源部３２の出力電圧の目標値である第２目標値と、を設定している。そして、制御部４０，８０は、前記検出回路の検出値に応じて、前記第１目標値及び前記第２目標値を変更することで、電池パック５にかかる負荷を抑制しながら空気圧縮機１の出力を向上させる（圧縮空気圧を高める）ことが可能である。

(2)電池電圧検出部４６は、電池パック５の出力電圧を検出し、制御部４０，８０は、電池パック５の出力電圧が第１の閾値（例えばＶ２）未満のときに、電池パック５の出力電圧が前記第１の閾値以上のときよりも、前記第１目標値及び前記第２目標値を低下させる。これによって、電池パック５よる電力アシスト期間を長くすることが可能である。また、制御部４０，８０は、アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂの出力電圧の低下に応じて、前記第２目標値を直線的に又は段状に低下させてもよい。

(3)制御部４０，８０は、電池パック５の出力電圧が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値（例えばＶ１）未満のときに、アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂの出力を停止する。これによって、電池パック５の温度上昇を抑え、再充電による電池パック電圧の回復を優先することが可能である。

(4)制御部４０，８０は、前記第２目標値よりも高く前記第１目標値を設定し、前記第１目標値と前記第２目標値との差が所定値（１Ｖ～２Ｖ）以内に制御する。これにより、アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂの出力側を主昇圧電源部３２の出力側に電気的に並列接続するためのシリーズダイオード８２の順方向電圧降下の影響を無くす若しくは軽減することが可能である。

(5)制御部４０，８０は、モータ１４の目標回転数を設定可能であり、前記検出回路（ＡＣ負荷電流検出部３７、アシスト電流制御部５７）は、商用交流電源３９及びアシスト電源部５０Ａ，５０Ｂの出力電流を検出し、制御部４０，８０は、商用交流電源３９の出力電流が所定値（例えば１５Ａを僅かに下回る値）となるときのモータ１４の回転数よりも高く前記目標回転数を設定するときに、前記第２目標値との差が所定値以内となるように前記第１目標値を設定することで、アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂによる電力アシストを行うことができ、商用交流電源３９の出力電流を所定値以下に抑制できる。また、商用交流電源３９の出力電流が前記所定値となるときのモータ１４の回転数よりも低く前記目標回転数を設定するときに、アシスト電源部５０Ａ，５０Ｂの出力を停止することで、電池パック５の消耗を防止できる。

なお、上記の実施の形態２の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限らない。

（付記１）モータと、直流電源と接続され、前記直流電源の出力電圧を昇圧して前記モータに出力する第１電源部と、前記モータに対して前記第１電源部と電気的に並列に接続されるとともに、外部の交流電源に接続され、前記交流電源の出力電圧を昇圧して前記モータに出力する第２電源部と、前記第１電源部及び前記第２電源部の出力電圧を制御する制御部と、前記第１電源部及び前記第２電源部を流れる電力の状態を検出する検出回路と、を有し、前記制御部は、前記第１電源部及び前記第２電源部の各々から出力される電力が合成されて前記モータへ供給されるように、前記第１電源部の出力電圧の目標値である第１目標値と、第２電源部の出力電圧の目標値である第２目標値と、を設定し、前記制御部は、前記検出回路の検出値に応じて、前記第１目標値及び前記第２目標値を変更する、作業機。

（付記２）前記検出回路は、前記直流電源の出力電圧を検出し、前記制御部は、前記直流電源の出力電圧が第１の閾値未満のときに、前記直流電源の出力電圧が前記第１の閾値以上のときよりも、前記第１目標値及び前記第２目標値を低下させる、付記１に記載の作業機。

（付記３）前記制御部は、前記直流電源の出力電圧が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値未満のときに、前記第１電源部の出力を停止する、付記２に記載の作業機。

（付記４）前記制御部は、前記直流電源の出力電圧の低下に応じて、前記第１目標値及び前記第２目標値を段状に低下させる、付記２または３に記載の作業機。

（付記５）前記制御部は、前記第１目標値との差が所定値以内となるように、前記第２目標値を設定する、付記１乃至４のいずれかに記載の作業機。

（付記６）前記制御部は、前記第２目標値よりも高くなるように、前記第１目標値を設定する、付記５に記載の作業機。

（付記７）前記制御部は、前記モータの目標回転数を設定可能であり、前記検出回路は、前記交流電源及び前記直流電源の出力電流を検出し、前記制御部は、前記交流電源の出力電流が所定値となるときの前記モータの回転数よりも高く前記目標回転数を設定するときに、前記第２目標値との差が所定値以内となるように前記第１目標値を設定し、前記交流電源の出力電流が前記所定値となるときの前記モータの回転数よりも低く前記目標回転数を設定するときに、前記第１電源部の出力を停止する、付記５または６に記載の作業機。

（付記８）前記第１電源部は、昇圧トランスと、前記昇圧トランスの一次側に設けられたスイッチング素子と、を含み、前記制御部は、前記スイッチング素子のスイッチング制御により、前記第１電源部の出力電圧を制御する、付記１乃至７のいずれかに記載の作業機。

（付記９）前記検出回路は、前記交流電源の出力電圧を検出し、前記制御部は、前記交流電源の出力電圧が第３の閾値未満のときに、前記交流電源の出力電圧が前記第３の閾値以上のときよりも、前記第１目標値及び前記第２目標値を低下させる、付記１乃至８のいずれかに記載の作業機。

［実施の形態３］図１８は実施の形態３の全体回路ブロック図である。実施の形態２の図１４Ａとの相違点は、電池パック５－Ａ，５－Ｂの出力電圧をそれぞれシリーズダイオード４７Ａ，４７Ｂを介して１個のアシスト電源部５０（第１電源部）に供給する点、アシスト電源部５０の整流部５５の出力側に平滑用チョークコイルＣＨを設けた点、第２電源部側の主昇圧電源部３２の出力側にシリーズダイオード３２３Ａ及び電圧合流部電解コンデンサ３２４Ａを設けた点であり、その他の構成は図１４Ａと同様である。電池パック５－Ａ，５－Ｂの出力電圧をそれぞれシリーズダイオード４７Ａ，４７Ｂを介して１個のアシスト電源部５０に供給する構成とした場合、電池パック相互の電位差に起因する一方から他方への電流の流れ込みを防止できるから、電池パック毎にアシスト電源部を設ける必要は無くなる。アシスト電源部５０の整流部５５の出力側に平滑用チョークコイルＣＨを設けて、チョークコイルＣＨとコンデンサ５６とでチョーク入力型平滑回路を構成することで、スイッチング素子５２，５３のデューティ（Ｄｕｔｙ）が小さい場合であってもアシスト電源部５０の出力電圧の脈動を減じることができ、実施の形態２よりも高い出力電圧に設定する場合に、チョークコイルＣＨを介してコンデンサ５６に電圧が加わるためコンデンサ５６の耐圧の点で有利である（チョークコイル無しのときより耐圧を低くできる）。主昇圧電源部３２の出力側にシリーズダイオード３２３Ａ及び電圧合流部電解コンデンサ３２４Ａを設けたことで、昇圧電圧検出部３８の検出電圧値がアシスト電源部５０の出力電圧の影響を受けなくなる。

図１９はＤＣ側電源昇圧回路としてのアシスト電源部５０の出力電圧（ＤＣ側昇圧電圧ＰＶｄ）及びＡＣ側電源昇圧回路としての主昇圧電源部３２の出力電圧（ＡＣ側昇圧電圧ＰＶａ）の目標電圧と、ＤＣ側消費電流及びＡＣ側電源消費電流の実効電流との関係を示す説明図である。この図中、ＤＣ側消費電流は、シリーズダイオード８２を経由してインバータ部３３に供給されるアシスト電源部５０の出力電流である（電池パックの出力電流ではない）。ＡＣ側電源消費電流は、シリーズダイオード３２３Ａを経由してインバータ部３３に供給される主昇圧電源部３２の出力電流である。

図１８において、モータ１４で消費される電流は、主昇圧電源部３２及びアシスト電源部５０のそれぞれの消費電流の和に等しくなるが、特に図１９（１）のＡＣ側昇圧電圧（直流電圧ＰＶａ：主昇圧電源部３２の出力電圧）とＤＣ側昇圧電圧（直流電圧ＰＶｄ：アシスト電源部５０の出力電圧）が等しいとき、それぞれの回路の消費電流は等しくなる。厳密には、モータ１４に流れるピーク電流や、重畳するＡＣリプル電流、回路インピーダンスの差などにより、瞬間毎に電流バランスが異なるため、ここでは実効電流的な意味合いでほぼ等しいものとする。

そして、ＰＶｄ＞ＰＶａとなるように昇圧電圧を調整した場合に、ＰＶｄ－ＰＶａの電位差に応じてモータ電流に占める主昇圧電源部３２とアシスト電源部５０の消費電流の配分（電流バランス）を変えることができる。昇圧電圧レベルやシリーズダイオード８２，３２３Ａの順方向電圧降下ＶＦ、及びモータ消費電流にもよるが、電流バランスを調整可能な電位差はおおむね５Ｖ以内である｛図１９（２）｝。それ以上の電位差の場合、仮にアシスト電源出力電流制御が無いときは、例えば図１９（３）の昇圧電圧がＰＶｄ－ＰＶａ＞５Ｖとなるように電圧生成した場合には、モータ１４が消費する電流のほとんどはＰＶｄ、すなわちアシスト電源部５０から供給される。具体的には、モータ消費電流を６Ａとした場合、ＰＶｄ＝ＰＶａにおいては各電源昇圧回路が３Ａずつ電流を供給するが、ＰＶｄ－ＰＶａの電位差が大きくなっていくにつれて、次第に６Ａと０Ａに電流アンバランスが加速していく。

この時、ＰＶｄ－ＰＶａ＜５Ｖとなるように電圧フィードバック値を設定するか、あるいは消費電流配分調整のためにＰＶｄを任意可変させても良い。しかし、前述のように瞬間毎に電流バランスが変わることから、実効電流として任意の電流配分を保持するのは難しいため、電圧フィードバックの値を前者（ＰＶｄ－ＰＶａ＜５Ｖ）として、電流フィードバックで電流制限するのが良い。ゆえに、ＤＣ側電源昇圧回路としてのアシスト電源部５０には電流フィードバック回路（アシスト電流制御部５７）も設け、副制御部８０のアシスト電源用の出力電流制御信号で出力電流制御を行っている。仮に、モータ消費電流が６Ａの場合、アシスト電源部５０の電流制限値を３Ａとすれば、ＰＶｄ－ＰＶａ＞５Ｖとなった場合でもアシスト電源部５０の消費電流３Ａ、主昇圧電源部３２の消費電流３Ａという電流バランスを保持することができる。したがって、アシスト電源部５０に電圧制御のための電圧フィードバック回路と電流制御のための電流フィードバック回路とを取り入れることにより、間接的に電池パック５から任意の電力を取り出すことが可能な構成となっている。具体的には、電池パック５から７５０Ｗの出力電力を取り出したい場合には、図１９（４）のようにＰＶｄを３７５Ｖ、消費電流を２Ａに設定すればよい。設定方法は予め決定された抵抗分圧やシャントレギュレータを用いてもよいが、図１８に示すように、トランス５１の２次側の回路パラメータを任意に調整するために、フォトカプラを用いたアシスト電圧制御部６１や、アシスト電流制御部５７を用いるとよい。

一方で、ＡＣ側電源昇圧回路としての主昇圧電源部３２については、主制御部４０から昇圧電圧制御信号を昇圧電圧制御部３２５に印加することで、ＰＶａを固定とする電圧制御を行っている。また、ＡＣ負荷電流検出部３７の負荷電流検出信号によって１５Ａを超えないように主制御部４０でインバータ部３３を介しモータ１４の目標回転数を変動させることで、ＡＣコンセントの上限１５００Ｗ以下に制御している。

モータ１４の回転により空気が圧縮され、次第に空気タンク１２ａ，１２ｂの内圧が上昇していくことでモータ１４の消費電流が上昇していくが、回転数が下がることでタンク内圧の上昇スピードは落ちていく。この時、アシスト電源部５０によって電池パック５から電力を取り出し、合流させる場合の制御について説明する。

ＤＣ側昇圧電圧ＰＶｄとＡＣ側昇圧電圧ＰＶａにそれぞれ対応する消費電流は、ＰＶｄ－ＰＶａ電位差で配分が決まるが、わずかな電位差の範囲で急激に電流バランスが変動するため、図１９（２）において、ＰＶａに対してＰＶｄを５Ｖ以内の範囲で変動させて消費電流配分を任意に調整することは電流制御無しでは非常に難しい。また、トランス５１や電池５の内部抵抗などの関係性もあり、電位差５Ｖ以上だからといって必ずしも図１９（３）ようにＤＣ昇圧側が支配的になるものでもないため、あくまでも目安である。例えば、ＤＣ側電源であるアシスト電源部５０で制限する電流値（すなわち電流フィードバックによる電流設定値）が小さい場合には、ＰＶｄ－ＰＶａ電位差は１Ｖ程度でも問題ない（シリーズダイオード８２のＶＦ分以上あればよい）。すなわち、図１９（４）のように十分な電位差を確保すれば、アシスト電源部５０で制限したい電流値まで流すことができるが、電位差が小さい場合には制限電流より小さい電流で頭打ちになる場合があるということである。

図１９において、厳密にはモータ１４の消費電流は右の実効電流のように直線的に表されるものではなく常に激しく変動しており、図１９（４）においても、ＰＶｄ電圧を高く設定することでアシスト電源部５０側の消費電流の配分は増えるが、電流フィードバック回路によってアシスト電源部５０のＰＷＭ制御のデューティが制限されるため、瞬間的にＰＶｄ電圧は下がる。これにより、次のタイミングでは電流配分が変わって消費電流が減ると、今度は電圧フィードバック回路による制限まで電圧を上昇させていく。このように、ＰＶｄ電圧が高くなる→消費電流が増える→ＰＶｄ電圧が下がる→消費電流が減る→ＰＶｄ電圧が高くなる、というサイクルを繰り返す中で、実効的に設定された電力を取り出している。尚、ＰＶｄ電圧は３７５Ｖ以上とすることが望ましいが、これはあくまでＰＶｄ電圧を電圧フィードバックする際の目標値に関する目安であり、ＰＶｄ電圧が３７５Ｖ未満の状態でも電流値が２Ａ以上となる場合には、電流のフィードバックによってＰＷＭ制御のデューティが低下し、ＰＶｄ電圧は３７５Ｖ未満に設定されることもある。

図２０の実施の形態３に係る空気圧縮機の動作説明のためのタイムチャートを説明する。図１８の操作パネル１９上の運転ボタン１９５を押すと、主制御部４０のモータ駆動制御によってモータ１４が回転することで空気タンク内圧力が上昇していく。ここで、アシストの設定は、主制御部４０からのアシスト要請フラグ及び副制御部８０からのアシスト可フラグによって行い、副制御部８０がアシスト可フラグを出し（アシスト可フラグ：Ｈ）、且つ主制御部４０からアシスト要請フラグが出ている（アシスト要請フラグ：Ｈ）場合に電力アシストを実行する（アシスト電源部５０の動作により電池パック５から電力を取り出す）モード、つまりアシストモードとする。この時、モータ電流は常時大きく変動しているため、実効電流で電流制限を行う場合は回路フィルタや制御部４０，８０の処理により時差があることに留意する。ＡＣ電源昇圧電圧（主昇圧電源部３２の出力電圧）はＰＶａ、アシスト時のＤＣ電源昇圧電圧（アシスト電源部５０の出力電圧）はＰＶｄとし、ＰＶｄ＞ＰＶａの関係である。ＡＣ負荷電流が１５Ａ付近に達すると、主制御部４０はモータ回転数の目標値を徐々に下げながら１５Ａ直前の電流を保持するように制御する。

状態Ａより前の時点において、空気タンク内圧が限りなく０に近いとき、最大目標回転数を予めＲ２（３０００ｒｐｍ）に設定してしまうと急激な回転数の上昇が発生し、ユーザに不快感を与えてしまうことから、初期の最大目標回転数はＲ２よりも低いＲ１（２３００ｒｐｍ）に設定してモータ駆動を行う。ただし、空気タンク内圧の上昇を優先するために、モータ１４の始動時点から最大目標回転数をＲ２に設定してもよい。この時点ではアシスト要請フラグは無く（アシスト要請フラグ：Ｌ）、アシスト実効電流も零である。

状態Ａ：空気タンク内圧力が最大圧力Ｐｍａｘになると主制御部４０はモータの回転を停止する。ここでは省略されているが、主制御部４０より充電可の通信が副制御部８０に送られることで、空いたＡＣ電流で電池パック５の充電を開始することができる。副制御部８０は充電制御を開始する。

状態Ｂ：タンク内圧力が一定量下がり、再始動圧力Ｐ２になると主制御部４０は充電を停止し、再びモータ１４を回転させて圧力を上昇させようとする。

状態Ｃ：モータ１４が再始動したにも関わらず空気使用量が大きい場合には、タンク内圧はさらに下がってアシスト開始圧力Ｐ１まで低下する。すると、主制御部４０からのアシスト要請フラグにより、アシスト可フラグ有りの副制御部８０は電力アシストを開始する。この時、主制御部４０が目標回転数を一気にＲ２まで上昇させると、電力アシストによるモータの実回転数上昇が追い付かないため、ＡＣ電流のオーバーシュートが発生してしまう。このＡＣ電流のオーバーシュートを回避するため、実際には後述の状態Ｅの制御を行うことが好ましい。

状態Ｄ：電力アシストによるタンク内圧の上昇が空気使用量を上回った場合に、アシスト停止圧力Ｐ３に達すると主制御部４０がアシスト要請フラグを下げることで副制御部８０はアシストを停止する。この時、目標回転数を徐々に下げると、アシスト停止による実回転数低下の方が早ければ、同様にＡＣ電流のオーバーシュートが発生してしまう。このＡＣ電流のオーバーシュートを回避するため、実際には後述の状態Ｆの制御を行うことが好ましい。

状態Ｅ：状態Ｃに対して、アシスト開始時に目標回転数を実回転数上昇に合わせて徐々に上昇させるとＡＣ電流のオーバーシュートは発生しない。すなわち、アシスト開始時には最大目標回転数をＲ１→Ｒ２とするが、ＡＣ電流が１５Ａを超えないように通常通りの制御を行えばよい。仮に、目標回転数の更新に対して、アシストによる実回転数上昇が早かった場合でも、一時的にＡＣ電流のアンダーシュートが発生するだけで実害は発生しないため、より安全である。

状態Ｆ：状態Ｄに対して、アシスト停止時に最大目標回転数をＲ２→Ｒ１に一気に下げるとオーバーシュートは発生しない。仮にＲ２とＲ１の差が非常に大きい場合には実回転数の低下の方がかなり遅いため、こちらも一時的にアンダーシュートが発生するが問題はない。

状態Ｇ：電力アシスト中にアシストを停止する場合の例である。電池電圧低下や電池の温度上昇などの要因で、副制御部８０はアシスト可フラグを下げることがあるが、ここでは電池パック５が抜かれた場合を想定する。電池パック５が抜かれるとアシスト電力が瞬時になくなるため、ＡＣ電流のオーバーシュートを防ぐには、すぐに最大目標回転数をＲ２→Ｒ１に下げる必要がある。副制御部８０は電池電圧検出部４６の電池電圧監視視信号により異常と判断した場合、直ちにアシスト可フラグを下げて主制御部４０に通信で伝えるが、これでは時差が生じてしまう懸念がある。そこで、副制御部８０の電池電圧監視信号は、通常の電池電圧モニタの他に、エッジ検出により割込みを掛けられる機能を有していても良い。また、通信タイミングによっては、主制御部４０による最大目標回転数の設定にも時差が発生してしまうため、副制御部８０からのアシスト可フラグも同様にエッジ割込みにすると尚良い。これらにより、電池パック５が抜かれた場合においてもＡＣ電流のオーバーシュートを防ぎながらアシストを停止することができる。

状態Ｈ：作業者がモータ１４を手動で停止した状態である。

図２１は主制御部４０の動作説明のためのフローチャートである。スタート後、主制御部４０はステップＳ５１でモータ駆動条件を満たすか否か判断する。モータ駆動条件が満たされないＮｏの場合はステップＳ５１を繰り返す。モータ駆動条件が満たされるＹｅｓの場合には、ステップＳ５２で、今回のモータ駆動が再始動か否かを確認する。再始動である場合には、ステップＳ５３で充電禁止フラグをセットし（充電禁止フラグ：Ｈ）、ステップＳ５４で最大目標回転数Ｒ１でモータ制御を行う。

次いで、ステップＳ５５でＡＣ電流規定以上（例えば、１４．７Ｖ以上）か否か判断する。「ＡＣ電流規定以上」でＹｅｓであれば、ステップＳ５６で空気タンク内圧力が規定以下か否か判断する。空気タンク内圧力が規定以下でＹｅｓであれば、ステップＳ５７で副制御部８０のアシスト可フラグ有りか否かを判断する。アシスト可フラグ有り（アシスト可フラグ：Ｈ）でＹｅｓの場合には、ステップＳ５８でアシスト要請フラグをセットし（アシスト要請フラグ：Ｈ）、ステップＳ５９で最大目標回転数Ｒ２でモータ制御を行う。そして、ステップＳ６０でモータ停止条件を満たすか否か判断する。。モータ停止条件を満たす場合、ステップＳ６０の判断はＹｅｓとなり、ステップＳ６１でアシスト要請フラグを削除し（アシスト要請フラグ：Ｌ）、ステップＳ６２でモータ１４を停止し、ステップＳ６３で充電禁止フラグを削除して（充電禁止フラグ：Ｌ）ステップＳ５１に戻ってモータ駆動条件を満たすか否かを判断する。ステップＳ６０の判断がＮｏの場合はステップＳ５５に戻る。ステップＳ５５，５６，５７の判断がＮｏの場合にはステップＳ６４に進み、アシスト要請フラグを削除し、ステップ６５に進みモータ停止条件を満たすか否か判断する。モータ停止条件を満たす場合、ステップ６５の判断はＹｅｓとなり、ステップＳ６２へと進む。モータ停止条件を満たさない場合、ステップ６５の判断はＮｏとなり、ステップＳ５４へと戻る。ステップ５２の判断がＮｏの場合、モータは初回の駆動であり、アシスト制御は行わない。この場合、ステップＳ６６で充電禁止フラグをセットしたのちに、ステップＳ６７で最大目標回転数Ｒ１にてモータ制御を行う。次にステップ６８にてモータ停止条件を満たすかどうかを、モータ停止条件が満たされるまで、つまりステップ６８がＹｅｓとなるまで繰り返す。ステップ６８がＹｅｓの場合、ステップ６９にてモータを停止し、ステップ７０にて充電禁止フラグを削除し、ステップＳ５１に戻る。

図２２は副制御部８０の動作説明のためのフローチャートである。スタート後、副制御部８０はステップＳ７１で電池接続有か否かを判断する。ステップＳ７１の判断がＮｏの場合は電池パックが無いため、ステップＳ７２でアシスト制御を停止し、ステップＳ７３でアシスト可フラグを削除（アシスト可フラグ：Ｌ）してステップＳ７１に戻る。

ステップＳ７１の判断がＹｅｓで電池パックが接続されている場合、ステップＳ７４で充電禁止フラグ有か否か判断する。ステップＳ７４の判断がＮｏ（充電禁止フラグ：Ｌ）の場合は充電が許容されている状態であり、ステップＳ７５で充電制御を開始し、ステップＳ７１に戻る。

ステップＳ７４の判断がＹｅｓ（充電禁止フラグ：Ｈ）の場合は充電が禁止されるため、ステップＳ７６で充電制御を停止する。そして、ステップＳ７７で電池パックの電圧、電池パックの温度、スイッチング素子等を含む基板の状態（温度等）がアシスト可能な条件を満たすか否か判断する。ステップＳ７７の判断がＹｅｓでアシスト可能と判断されると、ステップＳ７８でアシスト可フラグをセットする（アシスト可フラグ：Ｈ）。そして、ステップＳ７９でアシスト要請フラグ有か否かを判断する。ステップＳ７９の判断がＹｅｓ、つまりアシスト要請フラグ有（アシスト要請フラグ：Ｈ）のときはステップＳ８０でアシスト制御を開始し、その後ステップＳ７１に戻る。ステップＳ７７がＮｏ、つまり，アシスト不能のときと、ステップＳ７９の判断がＮｏ、つまりアシスト要請フラグ無（アシスト要請フラグ：Ｌ）のときはアシスト制御を行わないでステップＳ７１に移行する。

図２３は、図２１のフローチャートにおけるステップＳ５３及びステップＳ５８のモータ制御の具体的な動作のうち、主制御部４０、及び昇圧電圧制御部３２５を含む主昇圧電源部３２、の動作説明のためのフローチャートである。スタート後、主制御部４０はステップＳ９１で、昇圧電圧検出部３８にて検出される主昇圧電源部３２の出力電圧実効値（ＰＶａ）を出力電圧の目標値（第２電圧目標値）である３７０Ｖと比較する。すなわち、「出力電圧実効値（ＰＶａ）＜３７０Ｖ」か否か判断する。「出力電圧実効値（ＰＶａ）＜３７０Ｖ」であれば、判断はＹｅｓとなり、出力電圧実効値（ＰＶａ）を増加させて３７０Ｖに近づけるように、ステップＳ９２で主昇圧電源部３２内スイッチング素子のデューティ（Ｄｕｔｙ）を増加させる。また、「出力電圧実効値（ＰＶａ）＜３７０Ｖ」でなければ、判断はＮｏとなり、出力電圧実効値（ＰＶａ）を減少させて３７０Ｖに近づけるように、ステップＳ９３で主昇圧電源部３２内スイッチング素子のデューティを減少させる。主制御部４０は、ステップ９２及びステップ９３の次に、ＡＣ負荷電流がコンセントの最大定格電流１５Ａを超えないように、ステップＳ９４で、ＡＣ負荷電流検出部３７にて検出される出力電流実効値を１５Ａと比較する。すなわち、「出力電流実効値＜１５Ａ」か否かを判断する。「出力電流実効値＜１５Ａ」の条件が満たされない、つまり出力電流実効値がコンセントの定格電圧１５Ａを超える場合ときは、ステップＳ９４の判断がＮｏとなり、モータ１４の負荷を減少させて出力電流実効値を１５Ａ以下に減少させるために、ステップＳ９６でモータ１４の目標回転数を減少させて、ステップＳ９１に戻る。「出力電流実効値＜１５Ａ」の条件が満たされてステップＳ９４の判断がＹｅｓの場合、出力電流実効値はコンセントの定格電圧１５Ａに対して余裕がある状態であるため、ステップＳ９５でモータ１４の目標回転数を増加させ、ステップＳ９１に戻る。図２１のフローチャートにおいて最大目標回転数がＲ１に設定されている場合、ステップＳ９５でモータ１４の目標回転数を増加させる場合の上限値はＲ１である。同様に図２１のフローチャートにおいて最大目標回転数がＲ２に設定されている場合、ステップＳ９５でモータ１４の目標回転数を増加させる場合の上限値はＲ２である。

図２３のフローチャートでは主昇圧電源部３２内スイッチング素子のデューティ、すなわち主昇圧電源部３２の出力電圧実効値（ＰＶａ）を、主昇圧電源部３２の主力電圧によってフィードバック制御している。また、目標回転数を出力電流値によりフィードバック制御して１５Ａ超過を防止している。

図２４は、図２１のフローチャートにおけるステップＳ５３及びステップＳ５８のモータ制御の具体的な動作のうち、副制御部８０及びアシスト電源駆動回路５４を含むアシスト電源部５０の動作説明のためのフローチャートである。スタート後、副制御部８０はステップＳ１０１でアシスト制御開始か否かを判断する。ステップＳ１０１の判断がＮｏであれば、ステップＳ１０１を繰り返す。ステップＳ１０１の判断がＹｅｓであれば、アシスト制御開始となり、アシスト電源部５０からの電力供給が開始されるため、アシスト電圧検出部６０で電圧が検出されるようになるとともに、アシスト電流制御部５７から電流が検出されるようになる。次に副制御部８０は、アシスト電流制御部５７が検出するアシスト電源部５０の出力電流実効値が２Ａを超えないように電流制限を行うため、ステップＳ１０２で「出力電流実効値＜２Ａ」か否かを判断する。ステップＳ１０２の判断がＹｅｓで「出力電流実効値＜２Ａ」の条件が満たされる場合には、アシスト電圧検出部６０が検出する出力電圧実効値（ＰＶｄ）を出力電圧の目標値（第１電圧目標値）と比較する。すなわち、ステップＳ１０３で「出力電圧実効値（ＰＶｄ）＜３７５Ｖ」か否かを判断する。ステップＳ１０３の判断がＹｅｓで「出力電圧実効値（ＰＶｄ）＜３７５Ｖ」の条件が満たされる場合には、出力電圧実効値（ＰＶｄ）を増加させて３７５Ｖに近づけるように、ステップＳ１０４でアシスト電源部５０内のスイッチング素子のデューティ（Ｄｕｔｙ）を増加させる。ステップＳ１０２の判断がＮｏで「出力電流実効値＜２Ａ」の条件が満たされない場合には、主昇圧電源部３２の出力電流実効値との比較においてアシスト電源部５０の出力電流実効値の比率が高めになっており、電池パック５からの電力アシストが適切な範囲を外れていると推定されるため、アシスト電源部５０の出力電圧実効値を減少させることでアシスト電源部５０の出力電流実効値の比率を低下させるために、ステップＳ１０５でアシスト電源部５０内のスイッチング素子のデューティを減少させる。また、ステップＳ１０３の判断がＮｏで「出力電圧実効値（ＰＶｄ）＜３７５Ｖ」の条件が満たされない場合も、出力電圧実効値（ＰＶｄ）を減少させて３７５Ｖに近づけるように、ステップＳ１０５でデューティを減少させる。ステップＳ１０４又はステップＳ１０５の実行後に、ステップＳ１０６でアシスト制御停止か否か判断する。ステップＳ１０６の判断結果がＹｅｓの場合にはアシスト制御を停止してステップＳ１０１に戻る。ステップＳ１０６の判断結果がＮｏの場合にはアシスト制御が継続可能であり、ステップＳ１０２に戻る。

図２４のフローチャートでは、アシスト電源部５０内のスイッチング素子のデューティを電流値と電圧値の両方を用いてフィードバック制御している。これにより、電池パック５側の出力電流を制限できるため、ＡＣ電流が低く、かつ電池パック５側の出力電流が多くなる状況を確実に回避できる。また、電流値を基にデューティを直接制御するため、応答性がよい。

本実施の形態３によれば、下記の効果を奏することができる。なお、説明の都合上実施の形態３の効果として記載するが、実施の形態１，２の構成においても同様の効果が得られる場合がある。

(1)空気圧縮機１は、直流電源としての電池パック５の出力電圧を昇圧してモータ１４に出力する第１電源部としてのアシスト電源部５０と、モータ１４に対してアシスト電源部５０と電気的に並列に接続されるとともに、外部の交流電源３９を昇圧してモータ１４に出力する第２電源部（整流部３１及び主昇圧電源部３２を含む回路構成）と、アシスト電源部５０及び主昇圧電源部３２の出力電圧を制御する制御部４０，８０とを備えており、制御部４０，８０は前記第１電源部及び前記第２電源部の各々から出力される電力が合成されてモータ１４へ供給されるように、前記第１電源部及び第２電源部の昇圧量を制御している。これにより、電池パック５を利用した電力アシストで空気圧縮機１の出力を向上させる（圧縮空気圧を高める）ことが可能である。

(2)第１電源部の出力電流値を検出する第１出力電流検出部（アシスト電流制御部５７及び電流検出用抵抗５８を含む回路）が設けられており、制御部４０，８０は、前記第１出力電流検出部の検出値に基づき、前記第１電源部の昇圧量を制御することで、電池パック５から取り出す出力電流を適切な範囲、すなわち所定の第１電流閾値（例えば２Ａ）を下回るように電力アシストが可能である。

(3)前記第１電源部は、その出力電圧値ＰＶｄを検出する第１出力電圧検出部（アシスト電圧検出部６０）を有し、前記第２電源部は、その出力電圧値ＰＶａを検出する第２出力電圧検出部（昇圧電圧検出部３８）を有し、制御部４０，８０は、前記第２出力電圧検出部の検出値が所定の第２電圧目標値（例えば３７０Ｖ）と一致するように、前記第２電源部の昇圧量を制御するとともに、前記第１出力電圧検出部の検出値が、前記第２電圧目標値よりも大きい所定の第１電圧目標値（例えば３７５Ｖ）と一致するように、前記第１電源部の昇圧量を制御できる。これにより、前記第１電源部及び前記第２電源部間の電力配分を適切に設定可能である。

(4)制御部４０，８０は、前記第１電圧目標値を一定としたまま、前記第１出力電流検出部の検出値が前記第１電流閾値を下回るように、前記第１電源部の昇圧量を制御することが可能である。これにより、電池パック５からの電力アシストを適正な範囲に納めることが可能である。

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。

上記実施の形態１において、図１や図３では商用交流電源で働く第２電源部を有する空気圧縮機本体部２に、電池電源で働くブーストアダプタ３を外付けした構成であるが、空気圧縮機のハウジング（又はカバー）内部にブーストアダプタに相当する回路構成、さらに必要に応じて電池を収納してもよい。また、空気圧縮機本体部２とブーストアダプタ３とをケーブルを介して接続したが、空気圧縮機本体部２側のコネクタ部にブーストアダプタ３側のコネクタ部を嵌合して、電気的及び機械的な接続を行う構成であってもよい。

実施の形態１において、図６の説明では、電池パック５の内部温度や出力電圧に応じて最大の電流取り出し量を段階的に変化させているが、連続的に変化させてもよい。

上記実施の形態１，２，３では、電池パックを空気圧縮機に対し２個接続可能な構成を示したが、接続する電池パックは１個であっても複数個であってもよい。

上記実施の形態１，２，３では電池パックの出力電圧を直接検出しているが、電池パックが残容量検出回路を内蔵している場合には、残容量検出回路の検出信号を空気圧縮機の検出回路に送信している。この場合には、残容量の低下時には電池パックの出力電圧が低下するため、検出回路が電池パックからの残容量検出信号を受け取ることで、電池パックの出力電圧の低下を間接的に検出することが可能である。

上記実施の形態２では、交流電源の出力電圧は検出していないが、前記検出回路において前記交流電源の出力電圧も検出可能にして（例えば図１４Ａの整流部３１の入力側又は出力側の電圧を検知する電圧検出回路を付加して）、前記制御部は、前記交流電源の出力電圧が第３の閾値未満のときに、前記交流電源の出力電圧が前記第３の閾値以上のときよりも、前記第１目標値（アシスト電源部の出力電圧設定値）及び前記第２目標値（主昇圧電源部の昇圧電圧設定値）を低下させる構成としてもよい。

本実施の形態では作業機として空気圧縮機を例示したが、交流電源の供給電力の不足分を電池電源の供給電力で補う要望等のある作業機に本発明は適用可能である。

１…空気圧縮機、２…空気圧縮機本体部、３…ブーストアダプタ、５，５－Ａ，５－Ｂ…電池パック、１０…本体カバー、１２ａ，１２ｂ…空気タンク、１３…圧縮部、１４…モータ、１９…操作パネル部、２０…収納ケース部、３１…整流部、３２…主昇圧電源部、３３…インバータ部、３７…ＡＣ負荷電流検出部、３８…昇圧電圧検出部、４０…主制御部、４５…電池パック用装着部、４６…電池電圧検出部、５０，５０Ａ，５０Ｂ…アシスト電源部、５７…アシスト電流制御部、６０…アシスト電圧検出部、７０…充電部、８０…副制御部、９０，１１０…回路電源部、１００…通信回路、１７０…充電ユニット、１８０…第１電源部、１８１…第１昇圧回路、２００…本体回路部、３００…補助回路部

Claims

モータと、
直流電源と接続され、前記直流電源の出力電圧を昇圧して前記モータに出力する第１電源部と、
前記モータに対して前記第１電源部と電気的に並列に接続されるとともに、外部の交流電源に接続され、前記交流電源の出力電圧を昇圧して前記モータに出力する第２電源部と、
前記第１電源部及び前記第２電源部の昇圧量を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記第１電源部及び前記第２電源部の各々から出力される電力が合成されて前記モータへ供給されるように、かつ、前記第１電源部の出力電圧値が前記第２電源部の出力電圧値よりも大きくなるように前記第１電源部及び第２電源部の昇圧量を制御する、作業機。
前記第１電源部の出力電流値を検出する第１出力電流検出部を備え、
前記制御部は、前記第１出力電流検出部の検出値に基づき、前記第１電源部の昇圧量を制御する、請求項１に記載の作業機。
前記制御部は、前記第１出力電流検出部の検出値が所定の第１電流閾値を下回るように、前記第１電源部の昇圧量を制御する、請求項２に記載の作業機。
前記第１電源部の出力電圧値を検出する第１出力電圧検出部と、
前記第２電源部の出力電圧値を検出する第２出力電圧検出部と、を備え、
前記制御部は、
前記第２出力電圧検出部の検出値が所定の第２電圧目標値と一致するように、前記第２電源部の昇圧量を制御するとともに、
前記第１出力電圧検出部の検出値が、前記第２電圧目標値よりも大きい所定の第１電圧目標値と一致するように、前記第１電源部の昇圧量を制御する、請求項３に記載の作業機。
前記制御部は、前記第１電圧目標値を一定としたまま、前記第１出力電流検出部の検出値が前記第１電流閾値を下回るように、前記第１電源部の昇圧量を制御する、請求項４に記載の作業機。
前記モータの回転数を検出する回転数検出部と、
前記第１電源部及び前記第２電源部と前記モータとの間に接続され、前記モータへ供給される電力量を変更することで前記モータの駆動を制御するモータ駆動回路と、を備え、
前記制御部は、前記モータの目標回転数を設定可能であり、前記回転数検出部の検出値が前記目標回転数と一致するように前記モータ駆動回路を制御する、請求項１乃至５の何れか一項に記載の作業機。
前記制御部は、
前記第１電源部及び前記第２電源部の各々から出力される電力を合成させて前記モータへ供給させるアシストモードと、
前記第２電源部から出力される電力を前記モータへ供給させて、前記第１電源部からは電力を供給しない単独モードと、の間で切替可能である、請求項６に記載の作業機。
前記制御部は、前記アシストモードにおける前記目標回転数を、前記単独モードにおける前記目標回転数よりも高く設定する、請求項７に記載の作業機。
前記第１電源部は、ＰＡＭ制御によって出力電圧値を変更可能である、請求項１に記載の作業機。
前記第１電源部の出力電圧値を検出する第１出力電圧検出部を備え、
前記制御部は、記第１出力電圧検出部の検出値が第１電圧目標値と一致するように、前記第１電源部の昇圧量を制御し、
前記交流電源の出力電流値が第１の電流値未満の場合には前記第１電圧目標値を所定のアシスト閾値未満とし、前記交流電源の電流値が第１の電流値以上の場合には前記第１電圧目標値を前記アシスト閾値以上とする、請求項９に記載の作業機。
前記制御部は、前記第１電源部及び前記第２電源部の各々から出力される電力が合成されて前記モータへ供給されるように、前記アシスト閾値以上の範囲で前記第１電圧目標値を変更可能である、請求項１０に記載の作業機。
前記第２電源部を有する作業機本体部と、
前記作業機本体部の外部にあって、前記電池パックを装着可能で、かつ前記第１電源部を有するアダプタと、を相互に電気的に接続した、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の作業機。
前記第１電源部及び前記第２電源部を流れる電力の状態を検出する電力検出回路と、を有し、
前記制御部は、前記第１電源部及び前記第２電源部の各々から出力される電力が合成されて前記モータへ供給されるように、前記第１電源部の出力電圧の目標値である第１目標値と、第２電源部の出力電圧の目標値である第２目標値と、を設定し、前記制御部は、前記電力検出回路の検出値に応じて、前記第１目標値及び前記第２目標値を変更する、請求項１に記載の作業機。
前記電力検出回路は、前記直流電源の出力電圧を検出し、
前記制御部は、前記直流電源の出力電圧が第１の閾値未満のときに、前記直流電源の出力電圧が前記第１の閾値以上のときよりも、前記第１目標値及び前記第２目標値を低下させる、請求項１３に記載の作業機。
前記制御部は、前記直流電源の出力電圧が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値未満のときに、前記第１電源部の出力を停止する、請求項１４に記載の作業機。