(57)【要約】【課題】一方の電池パックから他方の電池パックへの電流流れ込みを防ぎ、電池パックのセル温度上昇を抑えて、電池延命を増大させる。【解決手段】電池パック装着部を２つ有し、並列接続させて電池パックによって作業機器を稼働させる電気機器であって、電池パック１００Ａの放電経路に、一方向のみの電流を許容して逆方向の電流を遮断する第一の放電遮断部（ＦＥＴ１、ＦＥＴ３）を設け、第二の電池パック１００Ｂの放電経路に、一方向のみの電流を許容して逆方向の電流を遮断する第二の放電遮断部（ＦＥＴ２、ＦＥＴ４）を設けた。制御部５０は、電池パックのうち電圧の高い方の経路の電流を導通状態として、双方の電池パックの電圧が同じになったら、第一及び第二の放電遮断部を導通状態にする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池パックを装着する電池パック装着部を複数有し、装着された複数の前記電池パックを並列接続させて作業機器を稼働させる電気機器であって、
第一の電池パックの放電経路に、一方向のみの電流を許容して逆方向の電流を遮断する第一の放電遮断部を設け、
第二の電池パックの放電経路に、一方向のみの電流を許容して逆方向の電流を遮断する第二の放電遮断部を設け、
前記第一及び第二の放電遮断部の接続又は遮断を制御する制御部を設け、
前記制御部は、前記電池パックのうち電圧の高い方の経路の電流を導通状態として、双方の電池パックの電圧が同じになったら、第一及び第二の放電遮断部を導通状態にすることを特徴とする電気機器。
【請求項２】
前記第一及び第二の放電遮断部はそれぞれ複数の素子を有し、前記素子にはマイコンによって電流経路を接続又は遮断の制御可能なスイッチング素子が含まれることを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
【請求項３】
前記第一及び第二の放電遮断部は、直列接続されたダイオードと電界効果トランジスタ、又は、直列接続された２つの電界効果トランジスタを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気機器。
【請求項４】
前記直列接続された２つの電界効果トランジスタは、それぞれボディダイオードを有し、ソースとドレインの向きが逆になるように接続されることを特徴とする請求項３に記載の電気機器。
【請求項５】
前記電池パックから前記第一及び第二の放電遮断部との経路中にスイッチを設けて前記作業機器の稼働又は停止を切り替えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気機器。
【請求項６】
前記スイッチがオンされると前記電池パックが並列接続可能状態となり、
前記制御部が第１の経路中のスイッチング素子と第２の経路のスイッチング素子をオンにすることによって前記電池パックの並列接続を確立することを特徴とする請求項５に記載の電気機器。
【請求項７】
前記電池パックはそれぞれ放電停止信号を出力する機能を有し、
前記制御部は、前記放電停止信号が出力されたらその電池パックの出力経路の前記放電遮断部を遮断状態として、残りの前記電池パックの放電を継続させることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電気機器。
【請求項８】
電池パックを装着する電池パック装着部を複数有し、装着された複数の前記電池パックを並列接続させて作業機器を稼働させる電気機器であって、
複数の前記電池パックの接続経路のそれぞれに、トリガスイッチと、半導体スイッチング素子と逆電圧保護素子を直列に設け、
前記トリガスイッチがオンになったら、制御部によって前記半導体スイッチング素子をオンにして前記電池パックの並列接続回路を確立させるようにしたことを特徴とする電気機器。
【請求項９】
電池パックを装着する電池パック装着部を複数有し、装着された複数の前記電池パックを並列接続させて作業機器を稼働させる電気機器であって、
定格電圧が異なる複数の前記電池パックを同時に接続可能とし、
複数の前記電池パックの接続経路のそれぞれに、半導体スイッチング素子と逆電圧保護素子を直列に設け、
前記半導体スイッチング素子のオンオフを制御する制御部は、前記電池パックの電圧に応じて電池パックの放電開始タイミングを異なるように制御することを特徴とする電気機器。
【請求項１０】
前記半導体スイッチング素子と前記電池パックの経路中に２極式のトリガスイッチを設け、
前記制御部は、前記トリガスイッチがオンになった後に複数の前記電池パックの残量に応じて単独放電させるか、並列放電させるかを判断して、前記半導体スイッチング素子を制御することを特徴とする請求項９に記載の電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池パックを電源としてモータ、照明等の負荷を駆動する電気機器に関し、特に、装着された複数の電池パックを効率良く使用するための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動工具等の電気機器が、リチウムイオン電池等の二次電池を用いた電池パックにて駆動されるようになり、電気機器のコードレス化が進んでいる。例えば、モータにより先端工具を駆動する手持ち式の電動工具においては、電源として装着可能な電池パックが用いられ、電池パックに蓄電された電気エネルギーにてモータを駆動する。放電によって電池パックの電圧が低下したら電池パックを電動工具本体から取り外して、外部充電装置を用いて充電され、再び電動工具本体に装着される。
【０００３】
コードレス型の電動工具や電気機器においては所定の稼働時間の確保や、所定の出力の確保が要求され、二次電池の性能向上に伴い電池パックの高容量化や高電圧化が図られてきた。また、電池パックを電源とする電気機器が開発されるにつれ、様々な電圧の電池パックが商品化されるようになった。電池パックの容量は、使用する電池セルを高容量のものとするか、又は、複数のセル組又はセルを並列接続することで高容量化を図ることが一般的である。また、特許文献１では、複数の電池パックを一つの電動工具に装着できるようにして、稼働時間を延ばすようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−０８７７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コードレスの電気機器において、同一電圧の電池パックを同時に複数装着可能とした構成では、電池パックを一つずつ放電する方法（切り替え方式）と、電池パックを並列に接続して放電する方法（並列方式）の２つが知られている。切り替え方式では、装着した電池パックの個数（ｎ個）分だけ稼動可能時間がｎ倍に増大する。並列方式の場合は、電池パックから並列放電することで、同じ出力電流を得るために電池パック個々に流す電流値が小さくてすむので、様々なメリットが得られる。例えば、定格電流の低いセルの使用が可能で、安価にできる。また、より大きな電流を流すことで、高出力な機器を実現できる。温度上昇を抑えて電池寿命を延ばすこともできる。さらに、並列放電することで、ひとつずつ放電する場合の切り替わり時に生ずる出力の急な変化がなく、電池パックの使用開始から電池残量不足による使用終了時まで電気機器の出力を連続的に変化させることができる。この場合、ユーザは違和感なく電気機器を使用でき、電池の消費を自然に感じることができる。
【０００６】
一方、電池パックを並列に接続して放電するにあたって、単純に並列接続すると、一方の電池パックからもう一方の電池パックへ電流が流れ込んでしまう現象が生ずることがある。特に、残容量の差が大きくて電池電圧の差が大きい電池パック間では、セルの定格を超える大電流が流れ込んでしまい、セルの劣化・故障を招く。また、セルのアンバランスが発生している電池パックが存在する場合、つまり性能低下セルが含まれる場合は、その電池パックに充電されることを意味するので、性能低下を起こしていない正常セルが過充電状態に至って、電池パック全体としての劣化の進行や故障を招く虞がある。
【０００７】
本発明は上記背景に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、同一定格電圧の電池パックを並列に接続して放電することで高出力かつ長時間の稼働を可能とする電気機器を提供することにある。
本発明の他の目的は、複数の電池パックの並列接続を行うにあたり、一方の電池パックからもう一方の電池パックへの電流流れ込みを防いで、電池パックのセル温度上昇を抑えて、電池延命の増大を図った電気機器を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、電池パックの並列接続回路に半導体スイッチング素子又はダイオードを挿入し、起動時に半導体スイッチング素子又はダイオードの故障検出を行うことによって安定して動作させるようにした電気機器を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、複数接続した電池パックの並列接続と単独接続を切り替えることによって、性能差（例えば電圧差）のある電池パックを効率良く使用できるようにした電気機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される発明のうち代表的な特徴を説明すれば次のとおりである。
本発明の一つの特徴によれば、電池パックを装着する電池パック装着部を複数有し、装着された複数の電池パックを並列接続させて作業機器を稼働させる電気機器において、第一の電池パックの放電経路に、一方向のみの電流を許容して逆方向の電流を遮断する第一の放電遮断部を設け、第二の電池パックの放電経路に、一方向のみの電流を許容して逆方向の電流を遮断する第二の放電遮断部を設けた。また、第一及び第二の放電遮断部の接続又は遮断を制御する制御部を設け、制御部は電池パックのうち電圧の高い方の経路の電流を導通状態として、双方の電池パックの電圧が同じになったら、第一及び第二の放電遮断部を導通状態にするようにした。第一及び第二の放電遮断部はそれぞれ複数の素子を有し、素子にはマイコンによって電流経路を接続又は遮断の制御可能なＦＥＴ等のスイッチング素子を含めて構成した。
【０００９】
本発明の他の特徴によれば、第一及び第二の放電遮断部には、直列接続されたダイオードと電界効果トランジスタ、又は、直列接続された２つの電界効果トランジスタを含んで構成する。直列接続された２つの電界効果トランジスタは、それぞれボディダイオードを有し、ソースとドレインの向きが逆になるように接続される。また、電池パックから第一及び第二の放電遮断部との経路中にトリガスイッチ等のスイッチ手段を設けて、作業機器の稼働又は停止をスイッチ手段で切り替えるようにした。トリガスイッチがオンされると電池パックが並列接続可能状態となり、制御部が第１の経路中のスイッチング素子と第２の経路のスイッチング素子をオンにすることによって電池パックの並列接続を確立する。電池パックは、それぞれ放電停止信号を出力する機能を有し、制御部は放電停止信号が出力されたらその電池パックの出力経路の放電遮断部を遮断状態として、残りの電池パックの放電を継続させる。
【００１０】
本発明のさらに他の特徴によれば、複数の電池パックを並列接続させて作業機器を稼働させる電気機器において、複数の電池パックの接続経路のそれぞれにトリガスイッチと半導体スイッチング素子と逆電圧保護素子を直列に設け、トリガスイッチがオンになったら、制御部によって半導体スイッチング素子をオンにして電池パックの並列接続回路を確立させる。このように制御部が半導体スイッチング素子のオンオフを制御するので、制御部は、電池パックの電圧に応じて複数の電池パックの放電開始タイミングを異なるように制御することができる。例えば、制御部は、トリガスイッチがオンになった後に複数の電池パックの残量に応じて単独放電させるか、並列放電させるかを判断して、半導体スイッチング素子を制御することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、同一定格電圧の電池パックを並列に接続して放電することで高出力かつ長時間の稼働を可能とすることができる。また、複数の電池パックの並列接続時に一方の電池パックからもう一方の電池パックへの電流流れ込みを防ぐことができるため、電池パックのセル温度上昇を抑えて、電池延命の増大を図ることができる。また、複数の電池パックを並列接続しても安定して動作させることができる。電池パックの並列接続を行って、高電圧電池パック側から低電圧電池パック側への逆電圧を阻止する構成において、オンオフを切り替える半導体スイッチング素子と、それに直列に接続される逆電圧防止用の半導体スイッチング素子又はダイオードをさらに設けたので、制御部によって並列接続の確立や遮断を任意に制御できる。また、逆電圧を阻止するためのボディダイオード付き半導体スイッチング素子を導通又は非導通状態に切り替え可能なので、ボディダイオードの発熱が大きいことが予想される場合は非導通状態にしてボディダイオードの発熱を抑えることが可能となる。さらに、複数の電池パックによる電位差が大きいうちは単独接続とし、電位差が許容値以下になったら並列接続にするようにしたので、電位差の大きい電池パックを装着した場合であっても並列接続運転が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】複数の電池パックを装着可能とした電動工具本体１の斜視図である。
【図２】図１の電動工具本体１の回路図である。
【図３】図１の電動工具本体１におけるＦＥＴ１、２を用いた電力入力経路の制御手順を示すフローチャートである。
【図４】図３のステップ２０１の故障検出手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第二の実施例に係る電動工具本体１Ａの回路図である。
【図６】図５の電動工具本体１ＡにおけるＦＥＴ１〜４の制御手順を示すフローチャートである。
【図７】図６のステップ３００のＦＥＴ３、４の制御手順を示すフローチャートである。
【図８】図６のステップ３００のＦＥＴ３、４の別の制御手順を示すフローチャートである。
【図９】電動工具本体１Ａにおける電池パックの並列放電可否の判別手順を示すフローチャートである。
【図１０】電動工具本体１Ａにおける電池パックの並列放電可否の別の判別手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第二の実施例に係る電動工具本体１Ａの第一の放電制御を説明するための図である。
【図１２】本発明の第二の実施例に係る電動工具本体１Ａの第二の放電制御を説明するための図である。
【図１３】本発明の第二の実施例に係る電動工具本体１Ａの第三の放電制御を説明するための図である。
【図１４】本発明の第二の実施例に係る電動工具本体１Ａの第四の放電制御を説明するための図である。
【図１５】本発明の第二の実施例に係る電動工具本体１Ａの第五の放電制御を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１３】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明を省略する。本明細書においては、電気機器の一例として電池パックにて動作する電動工具を例示して説明するものとする。
【００１４】
図１は電動工具の斜視図である。電動工具は、電動工具本体１とそれに装着される２つの電池パック１００（１００Ａ、１００Ｂ）によって構成され、図示しないモータによる回転駆動力を用いて図示しない先端工具や作業機器を駆動する。電動工具本体１は、外形を形成する外枠たるハウジング２を備え、ハウジング２にはハンドル部３が形成され、ハンドル部３の上端付近には、作業者が操作するトリガスイッチ４が設けられる。ハンドル部３の下方には電池パック１００を装着するための電池パック装着部１０が形成される。ハウジング２の前方側には先端工具取付部９が設けられる。また、ハウジング２の後部には外気をハウジング２の内部に取り込むための風窓７（吸気口）が設けられる。なお、風窓７はハウジング２の内部の空気を外部に排出するための排気口としても良い。
【００１５】
電池パック装着部１０には電池パック１００（１００Ａ、１００Ｂ）を２つ装着できる。本明細書では説明の便宜上、一方側を電池パックＡ（１００Ａ）とし、他方側の電池パックを電池パックＢ（１００Ｂ）として説明する。基本的に両者の電池パック１００Ａ、１００Ｂは同一電圧、同一容量を想定して以下の説明をする。しかしながら、本実施例では、電池容量の異なる同一定格電圧の電池パックを接続しても良いし、定格電圧、定格容量の双方が異なる電池パックを接続することも可能である。
【００１６】
電池パック１００Ａ、１００Ｂは、電池パック装着部１０に形成されたレール機構（図では見えない）によって電動工具本体１に着脱可能に構成される。電池パック１００の内部には、定格３．６Ｖのリチウムイオン電池セルが５本収容されており、定格１８Ｖの直流を電動工具本体１に供給する。電池パック１００の後方面の上部にはラッチボタン１３０が形成され、電池パック１００が電動工具本体１に装着されている際に、ラッチボタン１３０を押すことによって、ラッチ機構のラッチ爪と電動工具本体１との掛止状態が解除されるので、電池パック１００を後方側に相対移動させることで取り外すことができる。２つ装着できる電池パック１００Ａ、１００Ｂは、別々に、順不同で電池パック装着部１０に対する装着及び取り外しが可能である。
【００１７】
図２は図１の電動工具の回路図である。電動工具本体１は定格電圧１８Ｖで動作するもので、電池パック装着部１０（図１参照）には２つの同一形式の電池パック１００Ａ、１００Ｂの取付用のターミナル部（図示せず）が形成される。電池パック１００Ａ、１００Ｂの内部には、３．６Ｖのリチウムイオン二次電池のセル１０１〜１０５が５本直列接続されて一つのセル組１１０を形成し、セル組１１０の正極側出力が正極端子１４１に接続され、セル組１１０の負極側出力が負極端子１４２に接続される。電池パック１００Ａ、１００Ｂ内にはセル１０１〜１０５の充電及び放電制御用の制御部１２０が設けられる。制御部１２０は電池セル１０１〜１０５の端子間電圧をそれぞれ監視する専用のＩＣ、例えば電池保護ＩＣとして市販されているものを使用できる。ここではセル組１１０から制御部１２０への信号線１４６を１本で図示しているが、実際には１０１〜１０５の端子間の電位を伝達する６本の配線を含む。
【００１８】
制御部１２０は電池セル１０１〜１０５の電圧を監視し、いずれかの電池セル１０１〜１０５が過放電状態になったら、放電を停止又は制限させるために、ＬＤ端子１４３に対して放電停止を指示する信号（放電停止信号１４７）を送出する。尚、電池パック１００Ａ、１００Ｂが電動工具本体１ではなくて外部充電器に接続されている際には、ＬＤ端子１４３は充電を停止させるための指示信号（充電停止信号１４７）を送出するために用いられる。充電を停止させる際には、制御部１２０が電池セル１０１〜１０５の電圧を監視し、いずれかの電池セル１０１〜１０５が過充電状態になったら、充電停止信号をＬＤ端子１４３に伝達する。ＬＳ端子１４４は、サーミスタ１４５の出力を電動工具本体１、又は、図示しない外部充電器に伝達するための端子である。図２ではサーミスタ１４５の位置を厳密に示していないが、温度を測定したい対象物、例えば電池セル１０１〜１０５の側面にサーミスタが配置され、セルの温度に応じた信号がＬＳ端子１４４から出力される。尚、サーミスタ１４５の出力信号は、直接電動工具本体１側に出力するのでは無くて、制御部１２０に出力するようにして、制御部１２０がＬＳ端子１４４への信号を生成するように構成しても良い。
【００１９】
電動工具本体１には、２組の正極入力端子４１、４６と２組の負極入力端子４２、４７が設けられる。正極入力端子４１、４６からの電力は、トリガスイッチ４を介してモータ３５に送電される。正極入力端子４１とモータ３５までの経路には、トリガスイッチ４の第一極４ａと、第一の放電遮断部が設けられる。第一の放電遮断部はＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１と、Ｄ（ダイオード）１によって構成される。同様にして、正極入力端子４６とモータ３５までの経路には、トリガスイッチ４の第二極４ｂと第二の放電遮断部が設けられる。第二の放電遮断部はＦＥＴ２と、ダイオードＤ２によって構成される。半導体スイッチング素子の一種であるＦＥＴ１、ＦＥＴ２は、制御部５０に含まれるマイクロコンピュータ（以下、「マイコン５０ａ」と称する）からのゲート信号５３、５４によって導通状態（オン状態）と、非導通状態（オフ状態）が切り替えられる。ＦＥＴ１とＦＥＴ２のドレイン−ソース間にはそれぞれボディダイオードが設けられ、そのボディダイオードの順方向は、主電流（放電電流）の流れる方向と反対向きにされる。ダイオードＤ１、Ｄ２は、２つの電池パック１００Ａ、１００Ｂを並列接続した際に、電池電圧の高い方から低い方に流れる逆電流を阻止するための逆電圧保護素子である。
【００２０】
トリガスイッチ４は、２回路１接点（双極単投）スイッチであって、トリガレバーが引かれると、正極入力端子４１からＦＥＴ１への経路と、正極入力端子４６からＦＥＴ２への経路がそれぞれ独立して同時にオンになる。電動工具本体１にはさらに、ＬＤ端子４３、４８とＬＳ端子４４、４９も２組設けられ、信号線６３〜６６を介して制御部５０に伝達される。
【００２１】
電動工具本体１に電池パック１００Ａ、１００Ｂの少なくとも一つが接続されて、トリガスイッチ４が最初にオンになると、図示しない電源回路が起動して制御部５０に電源を供給することによりマイコン５０ａが起動する。するとマイコン５０ａは、ＦＥＴ１とＦＥＴ２の動作が正常であるかをチェックした後に、ゲート信号５３、５４を用いてＦＥＴ１、ＦＥＴ２のいずれか一方又は双方をオン状態とする。その結果、モータ３５に電源が供給されるので、モータ３５が起動する。モータ３５の負極側端子は、スイッチング素子３６を介して負極入力端子４２、４７と接続される。
【００２２】
マイコン５０ａは、電池パック１００やＦＥＴ１、２の状態を監視するために、電池電圧を測定するための複数の電圧信号線を有する。電池パック１００Ａの電圧信号５１は、トリガスイッチ４（第一極４ａ）の出力側であってＦＥＴ１の入力側の電圧（電池パックＡ側の電圧）を測定するためで、マイコン５０ａのＡ／Ｄ変換器に入力される。電池パック１００Ｂの電圧信号５２は、トリガスイッチ４（第二極４ｂ）の出力側であってＦＥＴ２の入力側の電圧（電池パックＢ側の電圧）を測定するためで、マイコン５０ａのＡ／Ｄ変換器に入力される。マイコン５０ａからは、ＦＥＴ１、２のゲート信号５３、５４が出力され、マイコン５０ａによってＦＥＴ１、２のオン又はオフが制御される。
【００２３】
電池パック１００Ａ側の出力電圧信号５５は、ＦＥＴ１の出力側の電圧を測定するための信号線であり、電池パック１００Ｂ側の出力電圧信号５６は、ＦＥＴ２の出力側の電圧を測定するための信号線であり、共にマイコン５０ａのＡ／Ｄ変換器に入力される。マイコン５０ａは、電圧信号（５１、５２、５５、５６）を比較することによって、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、Ｄ１、Ｄ２の異常を検知することが可能となる（検知手順は図４にて後述する）。
【００２４】
サーミスタ３８は、回路基板上のＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ダイオードＤ１、Ｄ２の近傍に設けられ、これらの素子の温度を検知する。サーミスタ３８は回路基板に１つだけ設けても良いし、精度を上げたい場合は、それぞれに対応させて設けても良い。マイコン５０ａは、サーミスタ３８からの回路温度信号５７をＡ／Ｄ変換することによって回路基板の温度を測定することができ、温度上昇が高い場合には、ゲート信号５３、５４のいずれか又は双方をローにすることにより、ＦＥＴ１側の電力経路、又は／及び、ＦＥＴ２側の電力経路を遮断できる。なお、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２の別の使い方として、遮断だけに使用するのではなくて、周期的にゲート信号５３、５４のオンとオフを繰り返して出力を制限するＰＷＭ制御を行うようにしても良い。
【００２５】
モータ３５の正極側端子への接続前に、ダイオードＤ１、Ｄ２のカソード側が短絡されることにより、電池パック１００Ａと１００Ｂの並列接続回路が確立される。モータ３５は、ブラシ付きの直流モータである。しかしながら、図示しないインバータ回路を更に追加して、インバータ回路を用いてブラシレスＤＣモータを駆動するように構成しても良い。図示しないインバータ回路は、６個のＦＥＴ又はＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を用いて構成される公知の回路構成を用いれば良く、マイコン５０ａによって制御可能である。
【００２６】
モータ３５の負極端子から負極入力端子４２、４７への電力経路中には、スイッチング素子３６とシャント抵抗３７が介在される。スイッチング素子３６は例えばＦＥＴで構成でき、マイコン５０ａの指示によってモータ３５の回転を停止するために挿入される。通常状態ではスイッチング素子３６のゲート信号５８がハイとされることによりモータ３５のオンが許容される状態となるが、制御部５０が作業終了を自動的に検知してモータ３５の停止制御をしたい場合、又は、何らかの異常発生（高温、過電流）が生じてモータ３５を停止させたい場合は、マイコン５０ａがゲート信号５８をローにすることによってスイッチング素子３６をオフにする。すると作業者によるトリガスイッチ４のオン操作にかかわらずにモータ３５の回転を停止するか、停止状態を保つ。シャント抵抗３７は、モータ３５に流れる電流値を測定するために挿入され、シャント抵抗３７の両端電圧が信号線５９（図では１本だが実際には２本）によってマイコン５０ａに入力されるので、マイコン５０ａはモータ３５に流れる電流の実測値を測定できる。
【００２７】
次に図３を用いて、ＦＥＴ１、２を用いた電力入力経路の制御手順を説明する。ステップ２００で始まるフローは、電池パック１００Ａ、１００Ｂの少なくとも一方が電動工具本体１に装着されて、マイコン５０ａが起動すると、制御部５０にあらかじめ格納されている制御プログラムをマイコン５０ａが実行することによって行われる。図２の回路図ではマイコン５０ａの電源回路の図示をしていないが、図１に示す電動工具本体１では、最初のトリガレバー４が引かれた際に電源回路に電源が供給されてマイコン５０ａが起動し、トリガレバー４が戻された後の所定時間（例えば数分〜十数分）の間、図示しない電源の自己保持回路によってマイコン５０ａのオン状態が維持される。トリガレバー４が戻されて所定時間が経過すると、マイコン５０ａは自ら電源をシャットダウンする。
【００２８】
マイコン５０ａが起動して、ステップ２００以降の処理が開始されると、最初にマイコン５０ａは電力制御用の素子、即ちＦＥＴ１、ＦＥＴ２、Ｄ１、Ｄ２が故障していないかどうかを検出する（ステップ２０１）。この故障検出の手順は図４を用いて後述する。次に、マイコン５０ａは、ステップ２０１の検出結果からＦＥＴ１、２、又は、ダイオードＤ１、Ｄ２のいずれかが故障しているか否かを判定する（ステップ２０２）。ここで、いずれかの故障を検出した際には、マイコン５０ａはゲート信号５３、５４をロー状態にすることによりＦＥＴ１、ＦＥＴ２をオフとして電力入力経路を遮断し、さらにゲート信号５８をローにしてスイッチング素子３６（図２参照）をオフとすることによりモータ３５のオフ状態を保つ（ステップ２１７）。この後、異常が発生した電動工具本体１は、正常な動作ができないため使用できなくなり、場合によってはメーカによる修理を受けることになる。
【００２９】
ステップ２０２において故障が検出されない場合（正常な場合）は、ＬＤ端子４３（図２参照）を介して伝達される電池パック１００ＡからのＬＤ信号の状態によって、マイコン５０ａは電池パック１００Ａからの放電を許可して良いかを判断し（ステップ２０３）、許可して良いならば、ＬＳ端子４４（図２）を介して入力される電池パック１００Ａの温度を用いて電池パック１００Ａの温度が、停止させねばならない高温になっているかを検出する（ステップ２０４）。電池温度が所定の閾値以下の正常範囲にある場合は、マイコン５０ａは電圧信号５１から電池パック１００Ａの電池電圧を測定し、電池パック１００Ａの電圧が過放電のために停止させねばならない所定電圧値以上であるかを判定する（ステップ２０５）。電池パック１００Ａの電池電圧が、所定値以上である場合は、マイコン５０ａは、ゲート信号５３（図２参照）をハイ状態にすることによりＦＥＴ１をオン状態として、電池パック１００Ａからモータ３５への電源供給を開始する。ステップ２０３、２０５でＮＯの場合、又は、ステップ２０４でＹＥＳの場合はステップ２０７に進み、マイコン５０ａはゲート信号５３（図２参照）をロー状態にすることによりＦＥＴ１をオフ状態に保つ（ステップ２０７）。
【００３０】
次に、ステップ２０８〜２１２によって電池パックＢ側の接続判断を行う。これらの手順はステップ２０３〜２０７と全く同一である。ＬＤ端子４８（図２参照）を介して伝達される電池パック１００ＢからのＬＤ信号の状態によって、マイコン５０ａは電池パックＢからの放電を許可して良いかを判断し（ステップ２０８）、許可して良いならば、ＬＳ端子４９（図２）の信号を用いて電池パック１００Ｂの温度が高温か否かを検出する（ステップ２０９）。電池温度が正常な場合は、マイコン５０ａは電池パック１００Ｂの電圧が過放電であるかを判定する（ステップ２１０）。電池パック１００Ｂの電池電圧が、所定値以上である場合は、マイコン５０ａは、ゲート信号５４（図２参照）をハイ状態にすることによりＦＥＴ２をオン状態として、電池パック１００Ｂからモータ３５への電源供給を開始する。ステップ２０８、２１０でＮＯの場合、又は、ステップ２０９でＹＥＳの場合はステップ２１２に進み、マイコン５０ａはゲート信号５４（図２参照）をロー状態にすることによりＦＥＴ１をオフ状態に保つ（ステップ２１２）。
【００３１】
次にマイコン５０ａは、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２のゲート信号５３、５４の状態から、ＦＥＴ１とＦＥＴ２の双方がオフ状態にあるか否かを判定する（ステップ２１３）。ここで、ＦＥＴ１とＦＥＴ２の双方がオフであることは、ステップ２０７と２１２の双方が実行されたことを意味する。双方がオフではない場合、マイコン５０ａは、サーミスタ３８の出力からＦＥＴ１、ＦＥＴ２、Ｄ１、Ｄ２を搭載した回路基板の温度（回路温度）が許容値を越えて高温になっているか否かを判定する（ステップ２１４）。ここで、回路温度が所定値以下の場合は、マイコン５０ａはシャント抵抗３７（図２参照）の両端電圧から電流値を測定し、測定した電流値が所定の許容値内であるか否かを判定する（ステップ２１５）。電流値が許容値以内である場合は、マイコン５０ａはスイッチング素子３６のゲート信号５８をハイにすることにより、トリガスイッチ４が引かれた時のモータ３５の起動を許容するようにして（ステップ２１６）、ステップ２０３に戻る。
【００３２】
ステップ２１３〜２１５のいずれかがＹＥＳの場合は、マイコン５０ａはゲート信号５８（図２参照）をロー状態にすることによりモータ３５が回転しないようにして、ゲート信号５３、５４（図２参照）をロー状態に保つことにより、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２をオフ状態にしてから（ステップ２１８）ステップ２０１に戻る。
【００３３】
次に図４のフローチャートを用いて、図３のステップ２０１における故障検出手順を説明する。故障検出ステップ２０１では、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ダイオードＤ１、Ｄ２のそれぞれが正常に働いているかをチェックするもので、これらはマイコン５０ａによって実行される。まず、マイコン５０ａは電池パック１００Ａの出力電圧信号５５（図２参照）から、ＦＥＴ１の出力電圧が所定値以下であるかを検出することにより、ＦＥＴ１の故障の有無を判定する（ステップ２２１）。この検出の際には、トリガスイッチ４がオンであるもののＦＥＴ１はまだオフの状態なので、ＦＥＴ１側に出力信号はほぼゼロになるはずである。従って、ＦＥＴ１の出力電圧がある程度以上の場合は、ＦＥＴ１に異常があるので、ステップ２３０に進み、「ＦＥＴ１に異常あり」として、図３のフローチャートに戻る。
【００３４】
次に、マイコン５０ａは電池パック１００Ｂの出力電圧信号５６（図２参照）から、ＦＥＴ２の出力電圧が所定値以下であるかを検出することにより、ＦＥＴ２の故障の有無を判定する（ステップ２２２）。ＦＥＴ２の出力電圧が所定の値よりも大きい場合はステップ２３０に進み、「ＦＥＴ２に異常あり」として、図３のフローチャートに戻る。ステップ２２２で、ＦＥＴ２の出力電圧が所定値以下の場合は、ＦＥＴ１とＦＥＴ２の双方が正常であることを意味するので、マイコン５０ａはＦＥＴ１のゲート信号５３をハイにすることによって、ＦＥＴ１をオンにする（ステップ２２３）。ここでＦＥＴ１がオンになったということは、ダイオードＤ１に順方向電圧が加わったことを意味する。
【００３５】
次にマイコン５０ａは、出力電圧信号５６（図２参照）を用いて電池パック１００Ｂ側のダイオードＤ２のアノード側に電池パック１００Ａ側の電力が印加されているか、具体的には電位が所定値以下であるかを判定する（ステップ２２４）。ここで電池パック１００Ｂの出力電圧信号５６がほぼゼロで無いということは、ダイオードＤ２が故障していて逆電圧防止効果が失われていることを意味するので、ステップ２３０に進む。ステップ２２４にて出力電圧信号５６が所定の値以下ならば、マイコン５０ａはＦＥＴ１をオフにしてＦＥＴ２をオンにし（ステップ２２５、２２６）、次にダイオードＤ１の故障検出を行う。マイコン５０ａは、出力電圧信号５５（図２参照）を用いてダイオードＤ１のアノード側に電池パック１００Ｂ側の電力が印加されているか、具体的には電位が所定値以下であるかを判定する（ステップ２２７）。ここで電池パック１００Ａの出力電圧信号５５がほぼゼロで無いということは、ダイオードＤ１が故障していて逆電圧防止効果が失われていることを意味するので、ステップ２３０に進む（ステップ２２７）。ステップ２２７にて出力電圧信号５５が所定の値以下ならば、マイコン５０ａはＦＥＴ２をオフにして（ステップ２２８）、「ＦＥＴ１、ＦＥＴ２に故障なし」として、図３のフローチャートのステップ２０１に戻る。
【００３６】
以上、第一の実施例によれば、電動工具等の電気機器の起動時に、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２やダイオードＤ１、Ｄ２の故障が無いことを確認してから、並列接続回路を確立するようにしたので、電池パックの一方側から他方側に電流が流れてしまう逆流現象を効果的に阻止できる。また、ＦＥＴ１又はＦＥＴ２が故障したとしても、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２のボディダイオードの向きがダイオードＤ１、Ｄ２の向きと逆になるように接続しているので、一方の電池パックから他方の電池パックへの電流が流れ込むことを確実に阻止できる。
【実施例２】
【００３７】
次に図５〜図１５を用いて本発明の第二の実施例について説明する。図５は第二の実施例に係る電動工具本体１Ａの回路図である。基本的な回路構成は図２で示した第一の実施例と同じように、電池パック１００Ａの放電経路に、一方向のみの電流を許容して逆方向の電流を遮断する第一の放電遮断部（ＦＥＴ１、ＦＥＴ３）を設け、第二の電池パック１００Ｂの放電経路に、一方向のみの電流を許容して逆方向の電流を遮断する第二の放電遮断部（ＦＥＴ２、ＦＥＴ４）を設けた。同じ箇所には同じ番号の参照符号を付すことにより繰り返しの説明は省略する。第二の実施例で異なる箇所は、図２で示したダイオードＤ１、Ｄ２の代わりにＦＥＴ３、ＦＥＴ４を設けたことである。ＦＥＴ３、ＦＥＴ４は、ボディダイオード付きの電界効果トランジスタで有り、ＦＥＴ１とＦＥＴ３のソースとドレインの向きを逆にすることにより、ボディダイオードの順方向も反対向きとなるようにした。この結果、ＦＥＴ１とＦＥＴ３の双方がオフの時であっても双方向に流れる電流を阻止できる。同様にして、ＦＥＴ２とＦＥＴ４はソースとドレインの向きを逆にすることにより、ボディダイオードの順方向も反対となるようにした。ＦＥＴ３、ＦＥＴ４は、ゲート信号６１、６２によってマイコン５０ａからオン又はオフを制御可能である。
【００３８】
次に図６のフローチャートを用いて電動工具本体１ＡにおけるＦＥＴ１〜４の制御手順を説明する。基本的な流れは図３と同じであり、同じ手順の箇所には同じ参照番号を付しているので繰り返しの説明は省略する。唯一の違いは太枠で示した部分で、ステップ２０１Ａでの故障検出ステップで、ダイオードＤ１、Ｄ２の代わりにＦＥＴ３、ＦＥＴ４の故障を検出することと、ステップ２１１、２１２の後にＦＥＴ３、ＦＥＴ４の制御ステップ３００を挿入したことにある。また、ステップ２０２にてＦＥＴ故障が検出されたら、ステップ２１７ＡにてＦＥＴ３とＦＥＴ４のオフの制御（太枠２１９ａの部分）が加わったこと、同様にステップ２１８ＡにてＦＥＴ３、ＦＥＴ４のオフの制御（太枠２１９ｂの部分）が加わったことである。
【００３９】
故障検出ステップ２０１Ａは、図４と全く同じ手順で行うことができる。図４にて“Ｄ２故障検出”を“ＦＥＴ４故障検出”に、“Ｄ１故障検出”を“ＦＥＴ３故障検出”に置き換えれば、制御自体は同じである。
【００４０】
図６において、ステップ２０３〜２０７にてＦＥＴ１のオンオフ制御、２０８〜２１２にてＦＥＴ２のオンオフ制御が済んだら、新たに設けられるステップ３００にて、ＦＥＴ３、ＦＥＴ４の制御が行われる。ここでＦＥＴ３、ＦＥＴ４の制御の仕方には図７及び図８に示すように２つの方法がある。
【００４１】
図７はステップ３００のＦＥＴ３、ＦＥＴ４の制御の具体例を示すものである。この方法は、電池パック１００Ａと１００Ｂが並列接続時に、ＦＥＴ３、ＦＥＴ４のボディダイオードを使用する方法である。先ず、最初に電池パック１００Ａの電圧が、電池パック１００Ｂの電圧よりも所定量（αボルト）以上高いか否か判定する（ステップ３１１）。ここで、電位差が大きい場合、即ち電池パック１００Ａと電池パック１００Ｂの電圧差が所定値α以上である場合は、マイコン５０ａはＦＥＴ３をオンにして図７処理を終了して図６のステップ２１３に戻る（ステップ３１６）。ステップ３１６が実行されると、ＦＥＴ３側は導通するが、ＦＥＴ４はオフのままである。電池パック１００Ａの電圧が高い場合は、電池パックＡから電池パックＢ側への電流が流れる虞があるが、ＦＥＴ４はオフのままである上に、ＦＥＴ４にはボディダイオードが図２のダイオードＤ２と同方向に入っているため、電池パック１００Ａから電池パック１００Ｂへ電流が流れ込むことを防止できる。
【００４２】
ステップ３１１にて、電位差が少ない場合、即ち電池パック１００Ａと電池パック１００Ｂの電圧差が所定値α未満である場合は、マイコン５０ａはＦＥＴ３をンオフにして（ステップ３１２）、次に電池パック１００Ｂの電圧が、電池パック１００Ａの電圧よりも所定量（αボルト）以上高いか否か判定する（ステップ３１３）。ここで、電位差が大きい場合は、マイコン５０ａはＦＥＴ４をオンにし（ステップ３１５）、電位差が小さい場合はＦＥＴ４をオフのままとする（ステップ３１４）。これら図７の処理が終わったら図６のステップ２１３に移る。
【００４３】
以上、図７の制御では電池パック１００Ａ、１００Ｂの経路中のＦＥＴ３、ＦＥＴ４のうち、大きく電圧が高い側のＦＥＴだけをオンとして、小さい方のＦＥＴはオフのままとして、オフされた側のＦＥＴのボディダイオードを逆方向電流阻止に用いる。また、両方の電池パックの電圧がほぼ等しい場合は、ＦＥＴ３、ＦＥＴ４の双方をオフとすることにより、双方のボディダイオードを逆方向電流阻止に用いる。このように、ＦＥＴ３、４をダイオードＤ１、Ｄ２の機能に近い使い方だけでなく、ＦＥＴ３、ＦＥＴ４を積極的にオンにすることによって違う使い方をする。
【００４４】
図８は、図６のステップ３００のＦＥＴ３、４の別の制御手順を示すフローチャートである。ここではＦＥＴ３、ＦＥＴ４を用いて２つの電池パック１００Ａ、１００Ｂの並列接続を行うか単独接続を行うかを、電池電圧に応じて、マイコン５０ａからきめ細かく切り替えるようにしたものである。まず、ＦＥＴ３、ＦＥＴ４の制御（ステップ３００Ａ）では、モータ３０１の回転がオンにできる状態か否か、即ちスイッチング素子３６がオン状態であるかを判定する（ステップ３０１）。モータ３５がオンできる状態で無い場合は、ＦＥＴ３、ＦＥＴ４もオフとしてＦＥＴ３、ＦＥＴ４の制御処理を終了する（ステップ３０５）。
【００４５】
ステップ３０１で、モータ３０１の回転がオンにできる状態の場合は、マイコン５０ａは電池パック１００Ａ、１００Ｂを並列放電にするか否かを、判別する（ステップ３０２）。判別の方法は図９及び図１０を用いて後述する。次にマイコン５０ａは、ステップ３０２による判別結果が、並列放電か否かを判定し（ステップ３０３）、並列放電の場合はマイコン５０ａからゲート信号６１、６２をハイにすることによりＦＥＴ３とＦＥＴ４の双方をオンとして（ステップ３０４）、処理を終了する。ステップ３０３で並列放電でない場合は、ステップ３１１以下の処理を実行するが、それらは図７に示したフローチャートと同一の処理であって同じステップ番号を付しているので、繰り返しの説明は省略する。
【００４６】
図９は図８のステップ３０２における、電池パックの並列放電可否の判別手順を示すフローチャートである。最初にマイコン５０ａは、電池パック１００Ａと電池パック１００Ｂの電圧が実質的に等しいか否かを判定する（ステップ３２１）。ここで電池電圧が等しい場合は、並列放電を選択し（ステップ３２２）、等しくない場合は、非並列放電を選択する（ステップ３２３）。どの程度の電圧差までを、等しいと見なすか否かは、並列接続時に一方の電池パックから他方の電池パック側への電流が実質的に流れない程度の電位差を考慮して設定すれば良い。尚、図９の制御の代案として、ステップ３２１において電池パック１００Ａと電池パック１００Ｂの電圧比較でなくて、双方の電圧の減少傾きをそれぞれ監視し、傾きが実質的に等しい場合は並列放電を選択し（ステップ３２２）、傾きが等しくない場合は非並列放電を選択する（ステップ３２３）ような制御とすることも可能である。
【００４７】
図１０は図８のステップ３０２における、電池パックの並列放電可否の判断する別の手順を示すフローチャートである。最初にマイコン５０ａは、電池パック１００Ａの電圧の減少があるか否かを判定する（ステップ３３１）。減少が無い場合は非並列放電を選択する（ステップ３３４）。減少がある場合は、マイコン５０ａは、電池パック１００Ｂの電圧の減少があるか否かを判定する（ステップ３３２）。減少が無い場合は非並列放電を選択し（ステップ３３４）、減少がある場合は並列放電を選択する（ステップ３３３）。ここで、双方の電池パック１００Ａ、１０１Ｂの電圧が共に減少しているは、双方の電圧がそろっていて同様の電圧減少が生じていることを示している。すなわち、一方の電池パックから他方の電池パック側へ逆流電流は流れず、夫々の電池パックから負荷(モータ)の方向に電流が流れる程度の電位差になっていることを示している。
【００４８】
次に、図１１を用いて第二の実施例に係る電動工具本体（電気機器本体）１Ａの放電制御を説明する。図１１（Ａ）はＦＥＴ１〜４の動作手順のタイミングチャート、（Ｂ）（Ｃ）は電池パック１００Ａ、１００Ｂの電池電圧と電池温度の関係を示すグラフ、（Ｄ）は電池パック１００Ａ、１００Ｂから電動工具本体（作業機器本体）側に供給される合成出力電圧を示すグラフである。それぞれのグラフの横軸は時間の経過（単位:秒）であり、時間軸を合わせて表示している。図１１の例は、従来から広く用いられている単純な並列放電状態を示すものであり、時刻ｔ１にて作業者がトリガスイッチ４をオンにすると、スリープ状態にあったマイコン５０ａが起動し、マイコン５０ａはＦＥＴ１〜４の故障が無いことを確認してから、ＦＥＴ１〜４をすべてオンにすることによって、電池パック１００Ａと電池パック１００Ｂを並列接続状態とする。装着される電池パック１００Ａ、１００Ｂが同じ形式の電池パックの場合、（Ｂ）（Ｃ）に示す電圧５５０、５７０のように、作業の進行と共に等しい割合で電圧が低下する。また、電池パック１００Ａ、１００Ｂから放電する際には、発熱による電池パックの温度上昇が生じて、例えば点線で示す温度５６０、５８０のように徐々に上昇する。この際の電動工具本体（作業機器本体）側に供給される出力電圧は（Ｄ）の電圧５９０のようになり、時刻ｔ１〜時刻ｔ９まで徐々に低下する。電圧５９０の低下状況は、図１１ではリニアに減少しているが、実際には負荷の大きさによって電圧は変動するのでリニアにはならない。
【００４９】
電池パック１００Ａ、１００Ｂの電圧５５０、５７０は、時刻ｔ９において放電停止電圧に到達する。放電停止電圧は、電池パック１００Ａ、１００Ｂから放電停止指示される電圧であっても良いし、電動工具本体１Ａのマイコン５０ａが指示する電圧であっても良い。時刻ｔ９で、マイコン５０ａがＦＥＴ１〜４へのゲート信号をローにすることによって、電池パック１００Ａ、１００Ｂからの電源供給は停止される。以上、図１１で示した放電制御が、電池残量のほぼ等しい電池パック１００Ａ、１００Ｂを並列接続した際の放電特性である。
【００５０】
図１２は第二の実施例に係る電動工具本体（電気機器本体）１Ａの放電制御の別の手順を示す図である。図示している項目は図１１と同じである。図１２では、時刻ｔ１にて作業者がトリガスイッチ４をオンにすると、マイコン５０ａはＦＥＴ１〜４をオンにすることによって、電池パック１００Ａと電池パック１００Ｂを並列接続状態とする。装着される電池パック１００Ａ、１００Ｂが同じ形式であっても、電池パックの状態、特に充電量や劣化の度合いの違いによって双方の電池パック１００Ａと電池パック１００Ｂが同じとは限らない。ここでは、時刻ｔ１〜ｔ５まで同じ状態で電圧５５１、５７１が低下したとする。しかしながら、電池パック１００Ｂは電池の劣化から同じ放電量であっても電池温度５８１の上昇が電池温度５６１よりも高い例を示している。この場合は、マイコン５０ａは時刻ｔ５において電池温度５８１が、矢印５８１ａに示すように電池保持可能な上限温度に到達したことを検知し、電池パック１００Ｂからの放電を停止すべくＦＥＴ２とＦＥＴ４のゲート信号５４、６２（図１２（Ａ）の信号５２１、５４１）をオフにする。すると、時刻ｔ５以降は電池パック１００Ａ側からの放電だけとなり、時刻ｔ７にて、電池パック１００Ａの電圧５５１が放電停止電圧に到達したため、マイコン５０ａはＦＥＴ１、ＦＥＴ３をオフにして電池パック１００Ａからの放電を停止させる。このように、電池パック１００Ａと電池パック１００Ｂの放電経路にそれぞれ２つのＦＥＴを挿入させているので、並列接続と単独接続（非並列接続）の切り替えが容易である。
【００５１】
図１３は本願発明の第三の実施例に係る電気機器本体（電気機器本体）１Ａの放電制御手順を示す図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は図１１と同じ項目である。図１３では、並列接続前に単独接続にて電池パック１００Ａと１００Ｂの２つの電圧を揃えるようにして、電圧が揃ってから並列接続を行うようにしたものである。ここでは装着前の電池パック１００Ａの電圧が高くて、装着前の電圧パック１００Ｂの電圧が低い例（満充電でない例）を示しており、時刻ｔ１にてトリガスイッチがオンにされると、マイコン５０ａは電圧信号５１、５２を用いて電池パック１００Ａと電池パック１００Ｂの電圧を測定し、電圧が高い電池パック（本例では電池パック１００Ａ）だけを接続状態とする。即ち、時刻ｔ１においては、ゲート信号５３、６１（図１３（Ａ）の信号５１２、５３２）をハイとしてＦＥＴ１とＦＥＴ３をオンとし、ゲート信号５４、６２（図１３（Ａ）の信号５２２、５４２）をローにしてゲートＦＥＴ２、４をオフ状態とする。この結果、時刻ｔ１〜ｔ３までは、電池パック１００Ａの出力だけが作業機器側に伝達されるので、（Ｄ）に示す出力電圧５９２の該当部分（矢印５９２ａ）は、矢印５５２ａと同じとなる。また、図１３（Ｃ）の矢印５７２ａでわかるように時刻ｔ１〜ｔ３までは、電池パック１００Ｂ側の電力は消費されない。
【００５２】
マイコン５０ａは、稼働中の電池パック１００Ａと１００Ｂの電圧を引き続き監視し、ｔ３にて電圧５５２と電圧５７２が等しくなると、ゲート信号５４、６２（図１３（Ａ）の信号５２２、５４２）をハイにすることにより電池パック１００Ａと電池パック１００Ｂの並列接続を確立する。この際、電池パック１００Ａから電池パック１００Ｂ、又は逆方向へ電流が流れ込む可能性のないため、ＦＥＴ３、ＦＥＴ４での発熱を抑えることが可能となる。時刻ｔ３以降は、電池パック１００Ａと電池パック１００Ｂの合成出力電圧は矢印５９２ｂのように低下する。電圧５５２と電圧５７２の電圧低下の進行は、並列接続されているため矢印５５２ｂ、５７２ｂに示すように同じとなる。図１３（Ｂ）（Ｃ）には、電池パック１００Ａ、１００Ｂの電池パックの温度５６２、５８２の一例を示している。電動工具本体１による大きな電力消費により、電池パック１００Ａの単独放電では放電による発熱が大きく、矢印５６２ａに示すように温度上昇が激しい。しかしながら、時刻ｔ３以降では、並列接続により電池パック１つ当たりの負荷が半減するため、矢印５６２ｂのように温度上昇が穏やかになる。時刻ｔ８において双方の電池パック１００Ａ、１００Ｂが放電停止電圧に到達すると、マイコン５０ａはＦＥＴ１〜ＦＥＴ４のすべてのゲート信号をローにしてオフ状態とする。
【００５３】
図１４は本発明の第二の実施例に係る電動工具本体（電気機器本体）１Ａの第四の放電制御を説明するための図である。この例は、図１３と同じく並列接続前に電池パック１００Ａと１００Ｂの２つの電圧を揃えるようにして、電圧が揃ってから並列接続を行うようにしたものである。ここでは装着前の電池パック１００Ａの電圧が高く、電圧パックＢの電圧が低い例ではあるが、それが充電量の差から来るものではなく、電池パックの種類の違いから来るものである。ここでは、電池パック１００Ａの定格電圧が１８Ｖ、電池パック１００Ｂの定格電圧が１４．４Ｖの例を示している。時刻ｔ１にてトリガスイッチがオンにされると、マイコン５０ａは電圧信号５１、５２を用いて電池パック１００Ａと電池パック１００Ｂの電圧を測定し、電圧が高い電池パック（本例では電池パック１００Ａ）だけを接続状態とする。即ち、時刻ｔ１においては、ゲート信号５３、６１（図１４（Ａ）の信号５１３、５３３）をハイとしてＦＥＴ１とＦＥＴ３をオンとし、ゲート信号５４、６２（図１４（Ａ）の信号５２３、５４３）をローにしてゲートＦＥＴ２、４をオフ状態とする。この結果、時刻ｔ１〜ｔ２までは、電池パック１００Ａの出力だけが電動工具本体（作業機器本体）側に伝達されるので、（Ｄ）に示す出力電圧５９３の該当部分（矢印５９３ａ）は、矢印５５３ａと同じとなる。また、図１４（Ｃ）の矢印５７３ａでわかるように時刻ｔ１〜ｔ２までは、電池パック１００Ｂ側の電力は消費されない。
【００５４】
マイコン５０ａは、稼働中の電池パック１００Ａと１００Ｂの電圧を引き続き監視し、ｔ２にて電圧５５２と電圧５７２が等しくなると、ゲート信号５４、６２をハイにすることにより電池パック１００Ａと電池パック１００Ｂの並列接続を確立する。時刻ｔ２以降は、電池パック１００Ａと電池パック１００Ｂの合成出力電圧は矢印５９３ｂのように低下する。電圧５５３と電圧５７３の電圧低下の進行は、並列接続されているため同じとなるが、電池パックの性能の違いから電池パック１００Ａの電池温度５６３の上昇と電池パック１００Ｂの電池温度５８３の温度上昇は等しくならない。マイコン５０ａは、稼働中の電池パック１００Ａと１００Ｂのそれぞれの電圧を引き続き監視し、時刻ｔ６にて放電停止電圧に到達した電池パック１００Ａの放電を停止させるべく、ゲート信号５３、６１をローにしてＦＥＴ１とＦＥＴ３をオフにする。時刻ｔ６以降は電池パック１００Ｂの単独放電となる為、図１４（Ｃ）の矢印５７３ｂのように電圧５７３の放電量が大きくなる。そしてマイコン５０ａは、時刻ｔ１０にて電池パック１００Ｂが放電停止電圧に到達したことを検知して、ゲート信号５４、６２をローにしてＦＥＴ１〜ＦＥＴ４のすべてをオフ状態とする。
【００５５】
図１５は本発明の第二の実施例に係る電動工具本体（電気機器本体）１Ａの第五の放電制御を説明するための図である。本実施例ではＦＥＴ１〜ＦＥＴ４をそれぞれマイコン５０ａからオン又はオフの制御ができるから、このような従来から広く用いられている単独切り替え放電の制御も容易となる。時刻ｔ１にて作業者がトリガスイッチ４をオンにすると、マイコン５０ａは、予め決められている順序（例えば電池パック１００Ａ側が先、又は、電池電圧の高い方）に従って、一方の電池パック側の経路を導通させる。ここでは時刻ｔ１において、ゲート信号５３、６１（図１５（Ａ）の信号５１４、５３４）をハイとしてＦＥＴ１とＦＥＴ３をオンにする。ＦＥＴ２とＦＥＴ４はオフのままである。この結果、時刻ｔ１〜ｔ４までは電池パック１００Ａの単独放電となり、合成電圧５９４は、電圧５５４と同じとなる。
【００５６】
時刻ｔ４において、電池パック１００Ａの電圧５５４が放電停止電圧にまで低下すると、マイコン５０ａは、ゲート信号５３、６１をローとしてＦＥＴ１とＦＥＴ３をオフとし、ゲート信号５４、６２（図１５（Ａ）の信号５２４、５４４）をハイにしてゲートＦＥＴ２、４をオン状態とする。この結果、時刻ｔ４〜ｔ１１までは電池パック１００Ｂの単独放電となり、合成電圧５９４は、電圧５７４と同じとなる。時刻ｔ１１において、電池パック１００Ｂの電圧５７４が放電停止電圧にまで低下すると、マイコン５０ａは、ゲート信号５４、６２をローにしてＦＥＴ１〜ＦＥＴ４のすべてをオフ状態とする。
【００５７】
以上、図１１〜図１５にてＦＥＴ１〜ＦＥＴ４の制御例を説明したが、本実施例によってボディダイオード付きのＦＥＴ３、４を使用する並列接続構成で、ＦＥＴ３、４を導通オンが許容できるとき、即ち、一方の電池パックから他方の電池パックへ電流が流れ込む可能性のない状態でＦＥＴ３、ＦＥＴ４をオンすることで、ＦＥＴ３、ＦＥＴ４での発熱を抑えることができる。特に、ＦＥＴのボディダイオードにて順方向電圧×電流のエネルギーで発熱することを防止できる。また、ＦＥＴ３、４のオンオフをマイコン５０ａから電気的に制御可能なので、電池パックの並列接続、単独接続の切り替え制御を高度に行うことができるようになった。
【００５８】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば上述の実施例では、電気機器本体を電動工具の例で説明したが、電動工具だけに限定されずに、電池パック１００Ａ、１００Ｂを電源として稼動する任意の電気機器で実現できる。また、電気機器本体に装着できる電池パックの数は、上述の例では２つであるが３つ以上であっても良く、それぞれの電力経路にＦＥＴとダイオード、又は、２つのＦＥＴをそれぞれ設けるようにすれば良い。
【符号の説明】
【００５９】
１、１Ａ  電動工具本体      ２  ハウジング      ３  ハンドル部
４  トリガスイッチ      ４ａ  （トリガスイッチの）第一極
４ｂ  （トリガスイッチの）第二極      ７  風窓      ９  先端工具取付部
１０  電池パック装着部      ３５  モータ      ３６  スイッチング素子
３７  シャント抵抗      ３８  サーミスタ      ４１、４６  正極入力端子
４２、４７  負極入力端子      ４３、４８  ＬＤ端子        ４４、４９  ＬＳ端子
５０  制御部      ５０ａ  マイコン      ５１、５２  電圧信号
５３、５４  ゲート信号      ５５、５６  出力電圧信号
５７  回路温度信号      ５８  ゲート信号      ５９  信号線
６１、６２  ゲート信号      ６３〜６６  信号線
１００、１００Ａ、１００Ｂ  電池パック      １０１〜１０５  電池セル
１１０  セル組      １２０  制御部      １３０  ラッチボタン
１４１  正極端子      １４２  負極端子
１４３  ＬＤ端子      １４４  ＬＳ端子      １４５  サーミスタ
１４６  信号線      １４７  充放電停止信号
５１０〜５１４  ＦＥＴ１の状態
５２０〜５２４  ＦＥＴ２の状態
５３０〜５３４  ＦＥＴ３の状態
５４０〜５４４  ＦＥＴ４の状態
５５０〜５５４  （電池パックＡの）電圧
５６０〜５６４  （電池パックＡの）温度
５７０〜５７４  （電池パックＢの）電圧
５８０〜５８４  （電池パックＢの）温度
５９０〜５９４  出力電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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