(57)【要約】【課題】発電装置からの供給電力を効率よく利用することのできる充電システムを提供する。【解決手段】充電装置３０は、自転車若しくはエアロバイクに設けられた発電装置１０から電力供給を受けて、バッテリパック２０内の電動工具用バッテリを充電する。充電時には、発電装置１０からの供給電力が、電動工具用バッテリの充電に必要な発電量Ａよりも大きいか否かを判断して、供給電力が発電量Ａよりも大きい場合には、余剰電力にて蓄電部４６を充電する。また、充電装置３０による充電条件は、通信端末６０を介して、無線通信により設定でき、しかも、充電状態等の充電装置３０側の情報は、通信端末６０に無線送信されて、表示部６２に表示される。【選択図】図２
2014124060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転動力を受けて発電する発電装置と、
前記発電装置からの発電電力により電動工具用バッテリを充電する充電装置と、
を備えたことを特徴とする電動工具用充電システム。
【請求項２】
前記充電装置は、
前記電動工具用バッテリとは異なる第２バッテリと、
前記発電装置からの発電電力により前記電動工具用バッテリへの充電電圧を生成して前記電動工具用バッテリを充電する第１充電手段と、
前記発電装置からの発電電力により前記第２バッテリへの充電電圧を生成して前記第２バッテリを充電する第２充電手段と、
前記発電装置による発電量が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、前記発電量がしきい値以上であれば、前記第１充電手段及び前記第２充電手段による前記各バッテリへの充電を許可し、前記発電量がしきい値以上でなければ、前記第２充電手段による前記第２バッテリへの充電を禁止し、前記第１充電手段による前記電動工具用バッテリへの充電を許可する充電制御手段と、
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システム。
【請求項３】
前記充電制御手段は、前記電動工具用バッテリの充電に必要な最大電力、又は、前記第１充電手段から前記電動工具用バッテリへ実際に供給される充電電力、を前記しきい値として、前記発電装置による発電量が前記しきい値以上であるか否かを判断することを特徴とする請求項２に記載の電動工具用充電システム。
【請求項４】
前記充電装置は、外部の通信端末との間で無線通信するための通信手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の電動工具用充電システム。
【請求項５】
前記充電装置において、
前記充電制御手段は、前記発電装置の発電状態、前記電動工具用バッテリの充電状態、及び、前記発電装置が受ける回転動力、の少なくとも一つを、当該充電装置の装置情報として、前記通信手段を介して前記通信端末に無線送信する、
ことを特徴とする請求項４に記載の電動工具用充電システム。
【請求項６】
前記充電装置において、
前記充電制御手段は、前記通信手段にて前記通信端末から送信されてきた制御情報が受信されると、該制御情報に応じて前記電動工具用バッテリへの充電電流を制御すること、
を特徴とする請求項４又は請求項５に記載の電動工具用充電システム。
【請求項７】
前記充電装置は、
前記発電装置からの発電電力、及び、前記発電装置とは異なる電圧源からの出力、の少なくとも一方を受けて、前記充電制御手段駆動用の電源電圧を生成する電源部、
を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の電動工具用充電システム。
【請求項８】
前記充電装置は、
前記発電装置からの発電電力、及び、前記第２バッテリからの出力、の少なくとも一方を受けて、前記充電制御手段駆動用の電源電圧を生成する電源部、
を備えたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電動工具用充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電装置からの発電電力にて電動工具用バッテリを充電する電動工具用充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自転車若しくは自転車型の装置に発電装置を設け、この発電装置による発電電力を、照明その他に利用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、この特許文献１には、発電装置による発電電力にてバッテリを充電することで、その充電電力を、夜間の照明に利用することも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６４３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１には、発電装置から出力される交流電圧をダイオードにて直流に変換し、バッテリを充電することは開示されているものの、バッテリの種類や、発電電力の利用効率を高めることについては、何ら検討されていない。
【０００５】
このため、上記特許文献１に開示された充電装置では、発電装置から出力される発電電力の内、バッテリへの充電に利用されない不要電力が、無駄に消費されてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、発電装置から供給される電力を効率よく利用することのできる充電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するためになされた本発明の充電システムは、電動工具用充電システムであり、回転動力を受けて発電する発電装置と、その発電装置からの発電電力により電動工具用バッテリを充電する充電装置とを備える。
【０００８】
ここで、電動工具用バッテリは、上記特許文献に開示された照明用或いは電動自転車用等のバッテリに比べ、高い電圧出力とハイレート充放電を要求される。
このため、電動工具用バッテリへの充電時には、照明用或いは電動自転車用等のバッテリへの充電時に比べて、高電流を流すことができ、短時間で高電気エネルギを蓄積することができる。
【０００９】
従って、本発明の電動工具用充電システムによれば、上述した従来の充電システムに比べ、発電装置からの発電電力の利用効率を高めることができる。
次に、請求項２に記載の電動工具用充電システムにおいては、充電装置に、電動工具用バッテリを充電する第１充電手段と、電動工具用バッテリとは異なる第２バッテリと、この第２バッテリを充電する第２充電手段と、充電制御手段と、が備えられている。
【００１０】
そして、充電制御手段は、発電装置による発電量が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、発電量がしきい値以上であれば、第１充電手段及び第２充電手段による各バッテリへの充電を許可する。
【００１１】
また充電制御手段は、発電装置による発電量がしきい値以上でなければ、第２充電手段による第２バッテリへの充電を禁止し、第１充電手段による電動工具用バッテリへの充電を許可する。
【００１２】
従って、請求項２に記載の電動工具用充電システムによれば、発電装置による発電量がしきい値以上となった場合に、電動工具用バッテリへの充電及び第２バッテリへの充電を行うことで、発電装置による発電電力が無駄に消費されるのを防止できる。
【００１３】
また、発電装置が受ける回転動力が低く、発電装置による発電量がしきい値未満である場合には、発電装置による発電量が電動工具用バッテリへの充電だけに利用されることから、電動工具用バッテリの充電をより早く終了させることができる。
【００１４】
また次に、請求項３に記載の電動工具用充電システムにおいて、充電制御手段は、電動工具用バッテリの充電に必要な最大電力、又は、第１充電手段から電動工具用バッテリへ実際に供給される充電電力、をしきい値として、発電装置による発電量がしきい値以上であるか否かを判断する。
【００１５】
従って、請求項３に記載の電動工具用充電システムによれば、発電装置による発電量が電動工具用バッテリの充電に必要な最大電力以上である場合、或いは、発電装置による発電量が電動工具用バッテリに実際に供給される充電電力以上である場合に、電動工具用バッテリの充電に利用されない余剰電力にて、第２バッテリを充電することができる。
【００１６】
一方、請求項４に記載の電動工具用充電システムにおいては、充電装置に、外部の通信端末との間で無線通信するための通信手段が備えられている。
このため、充電装置は、外部の通信端末との間で無線通信することにより、外部の通信端末に対し電動工具用バッテリの充電状態を通知して表示させるとか、外部の通信端末からの指令に従い電動工具用バッテリ等への充電制御を実施する、といったことができる。
【００１７】
次に、請求項５に記載の電動工具用充電システムにおいては、充電装置に設けられた充電制御手段が、発電装置の発電状態、電動工具用バッテリの充電状態、及び、発電装置が受ける回転動力、の少なくとも一つを、充電装置の装置情報として、通信手段を介して外部の通信端末に無線送信する。
【００１８】
従って、請求項５に記載の電動工具用充電システムによれば、発電装置の発電状態、電動工具用バッテリの充電状態、発電装置が受ける回転動力等の充電装置の装置情報を、外部の通信端末に通知して、外部の通信端末に設けられるか接続された表示装置に表示させることができる。
【００１９】
このため、当該電動工具用充電システムの管理者は、その表示装置に表示された装置情報を見ることで、上記各情報を確認することができる。
また、請求項６に記載の電動工具用充電システムにおいては、通信手段にて通信端末から送信されてきた制御情報が受信されると、充電制御手段が、その制御情報に応じて電動工具用バッテリへの充電電流を制御する。
【００２０】
従って、請求項６に記載の電動工具用充電システムによれば、当該電動工具用充電システムの管理者は、外部の通信端末を介して、電動工具用バッテリへの充電条件を任意に設定することができるようになる。
【００２１】
また次に、請求項７に記載の電動工具用充電システムにおいては、充電装置に、発電装置からの発電電力、及び、発電装置とは異なる電圧源からの出力、の少なくとも一方を受けて充電制御手段駆動用の電源電圧を生成する電源部が備えられている。
【００２２】
従って、請求項７に記載の電動工具用充電システムによれば、充電制御手段に対し、発電装置からの発電電力若しくは他の電圧源からの出力を利用して電源電圧を供給することができる。
【００２３】
また、電源部が、発電装置からの発電電力であっても、他の電圧源からの出力であっても、充電制御手段駆動用の電源電圧を生成できるように構成されていれば、何れか一方からの供給電力が低下した場合であっても、充電制御手段を駆動することができるようになる。
【００２４】
なお、他の電圧源としては、乾電池や充放電可能な２次電池若しくはスーパーキャパシタ（電気二重層キャパシタ）、を利用することができる。
また、第２バッテリを備えた請求項２又は請求項３に記載の電動工具用充電システムであれば、請求項８に記載のように、電源部に電力供給を行う他の電圧源として、第２バッテリを利用することができる。
【００２５】
そして、電源部を請求項８に記載のように構成すれば、他の電圧源として、乾電池、２次電池、スーパーキャパシタ等を別途設ける必要がないので、請求項７に記載のものに比べて装置構成を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態の電動工具用充電システム全体の構成を表す説明図である。
【図２】電動工具用充電システムを構成する各部の回路構成を表すブロック図である。
【図３】通信端末の演算処理部にて実行される充電条件設定表示処理を表すフローチャートである。
【図４】充電装置の制御部にて実行される充電制御処理を表すフローチャートである。
【図５】図４に示す蓄電部充電制御処理を表すフローチャートである。
【図６】図４に示す通信処理及び通信端末の演算処理部にて実行される情報表示割り込み処理を表すフローチャートである。
【図７】実施形態の電動工具用充電システムの変形例を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１に示すように、実施形態の電動工具用充電システムは、自転車２に設けられた発電装置１０と、電動工具用のバッテリパック２０を充電するための充電装置３０と、を備える。
【００２８】
発電装置１０は、自転車２の運転者がペダル１６を漕ぐことにより生じる回転軸１７の回転を受けて交流電圧を発生するものであり、発電部１２と、回転軸１７の回転を発電用の動力として発電部１２に伝達する動力伝達部１４と、を備える。
【００２９】
なお、動力伝達部１４は、回転軸１７からの動力伝達経路を接続・遮断することができ、発電装置１０の発電時には、運転者がその動力伝達経路を接続することで、発電部１２に動力を伝達できるようになる。
【００３０】
また、発電装置１０の発電時、自転車２は、前輪支持具５及び後輪支持具６を介して前輪３及び後輪４を浮かした状態で、載置台８上に載置される。
この結果、発電時に、運転者がペダル１６を漕ぐことにより後輪４が回転しても、前・後輪３、４が前後左右に揺動することなく、自転車２をしっかりと載置台８上に固定することができる。
【００３１】
このため、自転車２は、自転車型装置の一つであるエアロバイクとして利用することができる。
次に、充電装置３０は、発電装置１０からの発電電力（交流電圧）を伝送するためのケーブル１８を介して、発電装置１０に着脱自在に接続される。
【００３２】
そして、充電装置３０は、ケーブル１８を介して伝送されてきた発電電力にて、バッテリパック２０内の電動工具用バッテリへの充電電圧を生成し、バッテリパック２０に供給する。
【００３３】
このため、充電装置３０には、バッテリパック２０を装着するための装着部３２、及び、装着部３２に装着されたバッテリパック２０に充電電圧を出力し、バッテリパック２０から電動工具用バッテリの状態（電圧、温度等）を取り込むための端子部３４が設けられている。
【００３４】
また、充電装置３０には、装着部３２に装着されたバッテリパック２０内に冷却用の空気を送風し、バッテリパック２０から冷却後の空気を吸入するための送風口３６及び吸気口３８が設けられている。
【００３５】
つまり、充電装置３０内には、バッテリ冷却ファン５４（図２参照）が設けられており、このバッテリ冷却ファン５４の回転により、バッテリパック２０内への送風を行うようにされている。
【００３６】
なお、こうしたバッテリパック冷却用の構成については、特開２００１−１４３７６８号公報等に記載されているので、ここでは詳細な説明は省略する。
また、図２に示すように、充電装置３０には、外部の通信端末６０との間で通信するための無線通信部４８が設けられている。
【００３７】
この無線通信部４８は、バッテリパック２０（詳しくは電動工具用バッテリ）への充電状態を通信端末６０へ送信したり、通信端末６０から送信された充電用の制御データを受信したりするためのものである。
【００３８】
なお、通信端末６０は、図１に示すように、各種情報を表示するための表示部６２、及び、操作ボタンや表示部６２の表示画面上に設けられたタッチパネル等からなる入力部６４、を備えたタブレット型の情報処理装置にて構成されている。
【００３９】
このため、通信端末６０には、図２に示すように、充電装置３０との間で通信可能な無線通信部６６、充電用の制御データを含む各種データやプログラムが記憶されたメモリ６８、及び、このメモリ６８に記憶されたプログラムに従い各種演算処理を行う演算処理部７０、が内蔵されている。
【００４０】
そして、無線通信部４８、６６を介して行われる充電装置３０と通信端末６０との間の無線通信は、例えば、無線ＬＡＮ経由で行われる。
次に、図２に示すように、充電装置３０には、発電部１２からケーブル１８を介して入力される交流電圧を整流し、平滑化することにより直流電圧に変換する整流平滑部４０が設けられている。
【００４１】
この整流平滑部４０にて生成された直流電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータからなる第１コンバータ４２及び第２コンバータ４４に供給される。
第１コンバータ４２は、整流平滑部４０からの直流電圧を、バッテリパック２０（詳しくは電動工具用バッテリ）充電用の直流電圧に変換して、端子部３４を介して、バッテリパック２０に充電電流を供給するためのものである。
【００４２】
また、第２コンバータ４４は、整流平滑部４０からの直流電圧を、充電装置３０に内蔵された蓄電部４６（つまり、バッテリパック２０内の電動工具用バッテリとは異なる第２バッテリ）を充電するための直流電圧に変換して、蓄電部４６に充電電流を供給するためのものである。
【００４３】
また、第１コンバータ４２及び第２コンバータ４４の動作（出力電圧・電流等）は、制御部５０にて制御される。
制御部５０は、マイクロコンピュータ（マイコン）にて構成されており、無線通信部４８を介して、外部の通信端末６０との間で無線通信を行う。
【００４４】
また、充電装置３０には、制御部５０及び無線通信部４８の駆動電圧として、例えば直流５Ｖの定電圧を生成する第１電源部５２が設けられ、バッテリ冷却ファン５４の駆動電圧として、例えば直流１２Ｖの定電圧を生成する第２電源部５６が設けられている。
【００４５】
これら第１電源部５２及び第２電源部５６は、第１コンバータ４２、第２コンバータ４４、及び、蓄電部４６の何れからでも電力供給を受けて、所定の直流定電圧を生成できるようにされている。
【００４６】
なお、第２電源部５６は、制御部５０からバッテリ冷却ファン５４の駆動指令を受けているときにだけ、バッテリ冷却ファン５４の駆動電圧を生成して、バッテリ冷却ファン５４を駆動する。
【００４７】
また、第１コンバータ４２は、整流平滑部４０からだけでなく、蓄電部４６からも直流電圧を供給できるようになっており、蓄電部４６から第１コンバータ４２への直流電圧の供給経路には、その経路を導通・遮断する放電制御部５８が設けられている。
【００４８】
そして、制御部５０は、放電制御部５８の導通・遮断状態（つまり、オン・オフ状態）についても、発電部１２の発電量に従い切り換える。
次に、バッテリパック２０（詳しくは電動工具用バッテリ）への充電のために、通信端末６０の演算処理部７０、及び、充電装置３０の制御部５０にて実行される制御処理について、図３〜図６に示すフローチャートに沿って説明する。
【００４９】
図３に示す充電条件設定表示処理は、通信端末６０において、使用者が、入力部６４を介して、充電制御用アプリケーション（充電アプリ）の起動指令を入力した際に実行される処理である。
【００５０】
この充電条件設定表示処理が開始されると、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、使用者に充電条件若しくは充電開始指令を入力させるための設定画面を、表示部６２表示する。
【００５１】
そして、続くＳ１２０では、使用者が入力部６４を操作することにより、運転時の運転負荷設定を選択し、その負荷設定値を入力したか否かを判断する。なお、この負荷設定値は、充電時に自転車２の運転者に与える運転負荷を設定するためのものであり、本実施形態では、負荷設定値として、大、中、小の何れかを設定できるようになっている。
【００５２】
Ｓ１２０にて、負荷設定入力がなされたと判断されると、Ｓ１３０にて、その入力された負荷設定値（大、中、小）を読み込み、Ｓ１４０にて、その負荷設定値に応じて、充電装置３０の制御部５０にて充電制御に用いられる制御パラメータを設定し、メモリ６８に記憶する。
【００５３】
この制御パラメータは、充電装置３０の制御情報であり、発電部１２から第１コンバータ４２、第２コンバータ４４に電力供給するのに必要な発電量Ａ、Ｂ、及び、バッテリパック２０及び蓄電部４６への充電電流ＣＣａ、ＣＣｂ、が含まれる。
【００５４】
このうち、発電量Ａは、第１コンバータ４２により、バッテリパック２０を、負荷設定値に対応した充電電流ＣＣａ、充電電圧ＣＶａで充電し、且つ、第２電源部５６を介してバッテリ冷却ファン５４を駆動するのに必要な電力量である。
【００５５】
また、発電量Ｂは、第２コンバータ４４により蓄電部４６を所定の充電電流ＣＣｂ、充電電圧ＣＶｂにて充電するのに必要な電力量である。
そして、充電電流ＣＣａには、負荷設定値に対応した値が設定され、充電電流ＣＣｂには、予め設定された値が設定される。
【００５６】
次に、Ｓ１２０にて、負荷設定値が入力されていないと判断されるか、或いは、Ｓ１４０にて、制御パラメータが設定されると、Ｓ１５０に移行し、使用者が入力部６４を操作することにより、充電装置３０側の状態を表示部６２に表示する際の表示形式を入力したか否かを判断する。
【００５７】
そして、表示形式が入力されていれば、Ｓ１６０にて、その表示形式をメモリ６８に記憶した後、Ｓ１７０に移行し、表示形式が入力されていなければ、そのままＳ１７０に移行する。
【００５８】
つまり、本実施形態では、通信端末６０は、後述の情報表示割り込み処理にて充電装置３０から取得した装置情報に基づき、発電装置１０による発電状態、電動工具用バッテリの状態（バッテリ状態）、蓄電部４６の状態（蓄電部状態）、及び、運転者による自転車２の運転状態を検知し、その検知した情報を、Ｓ１３０にて読み込まれた負荷設定値（大、中、小）と一緒に表示部６２に表示できるようになっている。
【００５９】
このため、Ｓ１６０、Ｓ１７０では、通信端末６０の使用者が、負荷設定値と共に表示したい情報に応じて指定してくる表示形式を、受け付けるのである。
なお、発電状態には、発電装置１０から充電装置３０に入力される交流電圧、電流、電力、及び、発電装置１０の発電履歴等が含まれ、バッテリ状態には、電動工具用バッテリの電圧、充電電流、温度、残容量、充電履歴、及び、充電完了残り時間等が含まれる。
【００６０】
また、蓄電部状態には、蓄電部４６の電圧、充電電流、温度、及び、残容量等が含まれ、運転状態には、発電装置１０から充電装置３０に入力される交流電圧の周波数から得られる自転車２の速度、その速度の積算から得られる走行距離、及び、走行履歴等が含まれる。
【００６１】
そして、自転車２の速度、走行距離、及び、走行履歴等の運転状態は、運転者の仕事量を表すパラメータである。
次に、Ｓ１７０では、後述の処理にて、充電装置３０を起動済みであるか否かを判断し、充電装置３０を起動済みであれば、Ｓ２２０に移行し、充電装置３０をまだ起動していなければ（つまり充電装置３０が充電停止状態であれば）、Ｓ１８０に移行する。
【００６２】
そして、Ｓ１８０では、使用者が入力部６４を操作することにより、充電開始指令を入力したか否かを判断し、充電開始指令が入力されていなければ、Ｓ２２０に移行し、充電開始指令が入力されていれば、Ｓ１９０に移行する。
【００６３】
Ｓ１９０では、メモリ６８から、現在設定されている制御パラメータを読み込み、この制御パラメータを、充電開始指令と共に充電装置３０に送信することで、充電装置３０を起動する。
【００６４】
なお、充電装置３０側では、無線通信部４８が、通信端末６０からの充電開始指令を受信すると、制御部５０が起動され、制御部５０は、図４に示す充電制御処理を開始する。
また、Ｓ１９０にて、制御パラメータを含む充電開始指令を充電装置３０に送信すると、Ｓ２００に移行し、メモリ６８に記憶されている最新の表示形式を読み出し、その表示形式に従い、表示部６２の表示画面を、情報表示画面に変更する。
【００６５】
なお、この情報表示画面は、使用者により指定された充電装置３０側の状態を、負荷状態（大、中、小）と一緒に表示部６２に表示するためのものであるが、この情報表示画面からでも、発電時の負荷（大、中、小）や表示形式を再設定できるようにされている。
【００６６】
そして、Ｓ２００にて、表示部６２の表示画面を情報表示画面に変更した後は、Ｓ２１０に移行して、図６に示す情報表示割り込み処理を起動し、Ｓ２２０に移行する。
また、Ｓ２２０では、使用者が、入力部６４を介して、充電アプリの終了指令を入力したか否かを判断し、充電アプリの終了指令が入力されていなければ、Ｓ１２０に移行して、上記一連の処理を再度実行し、充電アプリの終了指令が入力されていれば、当該充電条件設定表示処理を終了する。
【００６７】
なお、演算処理部７０では、充電条件設定表示処理が終了されると、後述の情報表示割り込み処理も同時に終了し、充電アプリの実行を完了する。
次に、充電装置３０側で、無線通信部４８が通信端末６０からの充電開始指令が受信されて、制御部５０が起動することにより実行される充電制御処理では、図４に示すように、まずＳ３１０にて、充電開始指令と共に受信された制御パラメータを読み込み、制御部５０内のメモリ（図示せず）に記憶する。
【００６８】
また、続くＳ３２０では、端子部３４にバッテリパック２０が接続されているときにバッテリパック２０から入力されるバッテリ状態信号を読み込み、Ｓ３３０にて、その読み込んだバッテリ状態信号からバッテリパック２０が端子部３４に接続されているか否かを判断する。
【００６９】
Ｓ３３０にて、バッテリパック２０が接続されていないと判断されると、再度Ｓ３２０に移行することでバッテリパック２０が端子部３４に接続されるのを待つ。
また、Ｓ３３０にて、バッテリパックが接続されていると判断されると、Ｓ３４０に移行し、上記バッテリ状態信号に含まれる電動工具用バッテリの情報（電圧、充電電流等）に基づき、電動工具用バッテリが満充電状態であるか否かを判断する。
【００７０】
そして、Ｓ３４０にて、電動工具用バッテリは満充電状態であると判断されると、再度Ｓ３２０に移行することで、充電すべき電動工具用バッテリを内蔵したバッテリパック２０が端子部３４に接続されるのを待つ。
【００７１】
一方、Ｓ３４０にて、電動工具用バッテリは満充電状態でない（換言すれば、充電すべきである）と判断されると、Ｓ３５０に移行して、整流平滑部４０から、発電装置１０の発電状態（詳しくは発電装置１０からの入力電圧、電流）を表す発電状態信号を読み込む。
【００７２】
そして、続くＳ３６０では、その読み込んだ発電状態から、発電装置１０による発電電力（発電量）は、制御パラメータの一つである発電量Ａよりも大きいか否かを判断する。
つまり、発電量Ａは、バッテリパック２０を充電電流ＣＣａ、充電電圧ＣＶａにて充電し、且つ、バッテリ冷却ファン５４を駆動するのに必要な電力量であることから、Ｓ３６０では、発電装置１０による発電量が、バッテリ冷却ファン５４を駆動しつつ、電動工具用バッテリを充電するのに要する発電量Ａを越えているか否かを判断する。
【００７３】
そして、Ｓ３６０にて、発電装置１０による発電量は、しきい値である発電量Ａを越えていると判断されると、Ｓ３７０に移行し、Ｓ３６０にて、発電装置１０による発電量は、発電量Ａを越えていないと判断されると、Ｓ４１０に移行する。
【００７４】
Ｓ３７０では、第２電源部５６をオン状態にすることで、バッテリ冷却ファン５４の駆動を開始し、続くＳ３８０にて、蓄電部充電制御処理を実行する。
この蓄電部充電制御処理は、発電装置１０からの供給電力にてバッテリ冷却ファン５４を駆動しつつ電動工具用バッテリを充電した際に余る余剰電力を利用して、蓄電部４６を充電するための処理であり、図５に示すように実行される。
【００７５】
すなわち、蓄電部充電制御処理では、まず、Ｓ６１０にて、放電制御部５８をオフ状態にすることで、蓄電部４６から第１コンバータ４２への直流電力の供給経路を遮断する。
次に、Ｓ６２０では、蓄電部４６から、蓄電部４６の電圧、充電電流等を表す蓄電部状態信号を読み込み、続くＳ６３０にて、その読み込んだ蓄電部状態信号から、蓄電部４６が満充電状態にあるか否かを判断する。
【００７６】
Ｓ６３０にて、蓄電部４６が満充電状態であると判断されると、蓄電部４６への充電は不要であるので、Ｓ６４０にて、第２コンバータ４４の駆動を停止した後、当該蓄電部充電制御処理を終了する。
【００７７】
一方、Ｓ６３０にて、蓄電部４６が満充電状態ではないと判断されると、Ｓ６５０に移行し、発電装置１０による発電電力（発電量）は、制御パラメータとして設定されている２つの発電量Ａ、Ｂを加えた値（Ａ＋Ｂ）よりも大きいか否かを判断する。
【００７８】
そして、発電装置１０による発電量が、制御パラメータ「Ａ＋Ｂ」よりも大きい場合には、Ｓ６６０に移行し、第２コンバータ４４を、制御パラメータに対応した設定出力にて駆動することで、蓄電部４６を、上述した充電電圧ＣＶｂ、充電電流ＣＣｂにて充電させ、当該蓄電部充電制御処理を終了する。
【００７９】
また、発電装置１０による発電量が、制御パラメータ「Ａ＋Ｂ」以下である場合には、Ｓ６７０に移行し、第２コンバータ４４を、設定出力よりも小さい出力となるように駆動することで、蓄電部４６を、制御パラメータにて設定されている充電電流ＣＣｂよりも小さい充電電流にて充電させ、当該蓄電部充電制御処理を終了する。
【００８０】
図４に示すように、Ｓ３８０による充電部充電制御処理が終了すると、Ｓ３９０に移行して、第１コンバータ４２を、制御パラメータに対応した設定出力にて駆動することで、バッテリパック２０内の電動工具用バッテリを、上述した充電電圧ＣＶａ、充電電流ＣＣａにて充電させる。
【００８１】
次に、Ｓ３６０にて、発電装置１０による発電量は発電量Ａ以下であると判断された場合には、Ｓ４１０にて、第２電源部５６の駆動を停止することで、バッテリ冷却ファン５４を停止させた後、Ｓ４２０に移行する。
【００８２】
つまり、発電装置１０による発電量が少ない場合、第１コンバータ４２から電動工具用バッテリへの充電電流が少なくなって、充電によるバッテリパック２０の発熱量が少なくなるため、Ｓ４１０では、バッテリ冷却ファン５４を停止させるのである。
【００８３】
Ｓ４２０では、蓄電部４６から蓄電部状態信号を読み込み、続くＳ４３０にて、その蓄電部状態信号（電圧、充電電流等）から得られる蓄電部４６の残容量に基づき、蓄電部４６から第１コンバータ４２への放電（つまり電力供給）が可能か否かを判断する。
【００８４】
そして、Ｓ４３０にて、蓄電部４６の残容量が大きく、蓄電部４６から第１コンバータ４２への電力供給が可能であると判断されると、Ｓ４４０にて、放電制御部５８をオン状態にすることで、蓄電部４６から第１コンバータ４２への電力供給を許可し、Ｓ３９０に移行する。
【００８５】
つまり、発電装置１０による発電量が、しきい値である発電量Ａ以下であっても、蓄電部４６の残容量が大きい場合には、蓄電部４６から第１コンバータ４２へ電力供給を行うことで、第１コンバータ４２に発電量Ａ以上の電力を供給する。
【００８６】
このため、Ｓ４４０の次に実行されるＳ３９０では、第１コンバータ４２を制御パラメータに対応した設定出力にて駆動し、電動工具用バッテリを、負荷に対応した充電電圧ＣＶａ、充電電流ＣＣａにて充電させることができる。
【００８７】
一方、Ｓ４３０にて、蓄電部４６から第１コンバータ４２への電力供給は不可能であると判断されると、Ｓ４５０に移行して、放電制御部５８をオフ状態にする。
そして、続くＳ４６０では、第１コンバータ４２を、設定出力よりも小さい出力となるように駆動することで、電動工具用バッテリを、制御パラメータにて設定されている充電電流ＣＣｂよりも小さい充電電流にて充電させる。
【００８８】
次に、Ｓ３９０又はＳ４６０にて、第１コンバータ４２が、制御パラメータに対応した設定出力、若しくは、設定出力未満の出力にて駆動されると、Ｓ４７０に移行する。
そして、Ｓ４７０では、バッテリパック２０、整流平滑部４０、及び、蓄電部４６から、最新のバッテリ状態信号、発電状態信号、蓄電部状態信号を読み込み、Ｓ４８０に移行する。
【００８９】
Ｓ４８０では、Ｓ４７０にて読み込んだ状態信号により得られる各種情報を通信端末６０に送信し、その送信後に通信端末６０から送信されてくる制御パラメータの更新情報を受信する、通信処理を実行する。
【００９０】
次に、Ｓ４８０の通信処理が終了すると、Ｓ４９０に移行し、その通信処理にて、通信端末６０から受信した制御パラメータの更新情報に基づき、制御パラメータが変更されたか否かを判断する。
【００９１】
そして、制御パラメータが変更されていれば、変更後の制御パラメータに従い充電制御を実行すべく、Ｓ３５０に移行し、制御パラメータが変更されていなければ、Ｓ５００に移行して、バッテリパック２０から得られるバッテリ状態信号に基づき、電動工具用バッテリが満充電状態であるか否かを判断する。
【００９２】
Ｓ５００にて、電動工具用バッテリは満充電状態ではないと判断されると、Ｓ３５０に移行し、Ｓ５００にて、電動工具用バッテリは満充電状態であると判断されると、Ｓ５１０に移行する。
【００９３】
Ｓ５１０では、電動工具用バッテリへの充電が完了したので、第１コンバータ４２及び第２コンバータ４４の駆動を停止し、Ｓ５２０にて、その旨を通信端末６０に通知すべく、Ｓ４８０と同様の通信処理を実行し、当該充電制御処理を終了する。
【００９４】
次に、図６に示すように、Ｓ４８０又はＳ５２０にて実行される通信処理では、まずＳ７１０にて、Ｓ４７０で読み込んだバッテリ状態信号、発電状態信号、蓄電部状態信号に基づき、バッテリ状態、発電状態、及び蓄電部状態を表す装置情報を、通信端末６０に送信する。
【００９５】
なお、充電装置３０から通信端末６０に送信する装置情報の内、バッテリ状態を表す装置情報には、電動工具用バッテリの電圧、充電電流、温度、残容量、及び充電履歴等が含まれる。
【００９６】
また、発電状態を表す装置情報には、発電装置１０から充電装置３０に入力される交流電圧及び電流等が含まれ、蓄電部状態を表す装置情報には、蓄電部４６の電圧、充電電流、温度、及び残容量等が含まれる。
【００９７】
次に、Ｓ７２０では、装置情報の送信後に通信端末６０から送信される制御パラメータ（詳しくは制御パラメータの更新情報）が、無線通信部４８にて受信されたか否かを判断する。
【００９８】
そして、無線通信部４８にて、制御パラメータの更新情報が受信されていなければ、当該通信処理を終了する。
また、無線通信部４８にて、制御パラメータの更新情報が受信されていれば、その受信された制御パラメータの更新情報に基づき、充電制御に用いる制御パラメータを変更し、当該通信処理を終了する。
【００９９】
次に、図６に示す情報表示割り込み処理は、Ｓ２１０にて起動された後、通信端末６０の演算処理部７０にて所定時間毎に実行される。
図６に示すように、この情報表示割り込み処理が開始されると、まず、Ｓ８１０にて、充電装置３０から送信された装置情報が無線通信部６６にて受信されたか否かを判断する。
【０１００】
そして、Ｓ８１０にて、装置情報は受信されていないと判断されると、当該情報表示割り込み処理を終了し、Ｓ８１０にて、装置情報が受信されたと判断されると、Ｓ８２０に移行して、その受信した装置情報をメモリ６８に記憶し、Ｓ８３０に移行する。
【０１０１】
Ｓ８３０では、メモリ６８に記憶された最新の装置情報及び過去の装置情報に基づき、現在設定されている表示形式に対応した表示データ（つまり、上述した発電状態、バッテリ状態、蓄電部状態、運転状態の一つと、使用者により設定された負荷（大、中、小）を表示するための表示データ）を生成する。
【０１０２】
そして、続くＳ８４０では、その生成された表示データに基づき、表示部６２の情報表示画面を更新する。
次にＳ８５０では、Ｓ８２０にてメモリ６８に記憶した最新の装置情報から、電動工具用バッテリへの充電が完了したか否かを判断する。
【０１０３】
そして、電動工具用バッテリへの充電が完了していれば、Ｓ８６０に移行して、次回以降の情報割り込み処理の起動を停止した後、Ｓ８７０に移行し、逆に、電動工具用バッテリへの充電が完了していなければ、そのままＳ８７０に移行する。
【０１０４】
Ｓ８７０では、上述したＳ１４０にて制御パラメータの設定が変更されたか否かを判断し、制御パラメータが変更されていれば、充電装置３０に対し変更後の制御パラメータを送信した後、当該情報表示割り込み処理を終了し、制御パラメータが変更されていれば、そのまま当該情報表示割り込み処理を終了する。
【０１０５】
以上説明したように、本実施形態の電動工具用充電システムにおいては、充電装置３０が、自転車２に設けられた発電装置１０から電力供給を受けて、バッテリパック２０内の電動工具用バッテリを充電する。
【０１０６】
また、その充電時には、発電装置１０からの供給電力（発電量）が、電動工具用バッテリの充電（詳しくは、その充電及びバッテリ冷却ファン５４の駆動）に必要な発電量Ａよりも大きいか否かを判断して、発電装置１０からの供給電力が発電量Ａよりも大きい場合には、余剰電力にて、蓄電部４６を充電する。
【０１０７】
このため、本実施形態の電動工具用充電システムによれば、上述した従来の充電システムに比べ、発電装置１０から充電装置３０に供給される電力を有効に利用することができる。
【０１０８】
また、発電装置１０から充電装置３０への供給電力が少ないときには、電動工具用バッテリへの充電電流が、所定の充電電流ＣＣａよりも低くなって、電動工具用バッテリの充電に要する時間が長くなるが、本実施形態では、充電完了残り時間等を通信端末６０の表示部６２に表示することができる。
【０１０９】
このため、通信端末６０を、自転車２の運転者が見える位置に配置しておけば、運転者にその旨を通知して、運転者の運動を促進させることができる。
また特に、本実施形態では、充電電流ＣＣａ等の制御パラメータが、通信端末６０の使用者により設定される負荷（大、中、小）に応じて設定される。
【０１１０】
このため、自転車の運転者や運転者の運動を管理する管理者は、充電装置３０が充電制御を行う際の制御パラメータを適宜変更することができる。
また、充電装置３０による電動工具用バッテリへの充電時に通信端末６０に表示させる表示データについても、使用者が表示形式を指定することで、適宜変更することができる。
【０１１１】
よって、本実施形態の電動工具用充電システムによれば、自転車２の運転者や管理者にとって使い勝手のよい運動器具を提供することができる。
また更に、本実施形態では、電動工具用バッテリへの充電時に、発電装置１０からの供給電力が発電量Ａ以下であっても、蓄電部４６に充電された電力にて第１コンバータ４２への電力供給が可能であれば、放電制御部５８をオン状態にして、第１コンバータ４２へ電力供給を行い、第１コンバータ４２から電動工具用バッテリへの充電を継続させる。
【０１１２】
このため、自転車２の運転者による運動量が少なく、発電装置からの供給電力だけでは電動工具用バッテリへの充電電力を充分確保することができない場合であっても、蓄電部４６に充電された電力を利用して、電動工具用バッテリへ所望の充電電流を流し、急速充電を実現することができる。
【０１１３】
ここで、本実施形態においては、蓄電部４６が、本発明の第２バッテリに相当し、第１コンバータ４２が、本発明の第１充電手段に相当し、第２コンバータ４４が、本発明の第２充電手段に相当する。また、制御部５０が、本発明の充電制御手段に相当し、無線通信部４８が、本発明の通信手段に相当し、第１電源部５２が、本発明の電源部に相当する。
【０１１４】
以上、本発明の一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、上記実施形態では、発電装置１０は、自転車２に設けられるものとして説明したが、発電装置１０は、エアロバイク等、自転車型の装置に設けられて、運転者が漕ぐペダルから動力を受けて電力を発生するものであってもよい。
【０１１５】
また、発電装置１０は、例えば、図８に示す風車８０のように、自然エネルギを受けて回転動力を発生する回転装置に設けられていてもよい。なお、自然エネルギにより回転動力を発生する回転装置としては、風車８０以外にも、水の動きによって回転動力を発生する水車や、熱エネルギに回転動力を発生するタービン等を挙げることができる。
【０１１６】
また、上記実施形態では、発電装置１０による発電量が大きいか否かを判断するためのしきい値として、バッテリパック２０を負荷に対応した充電電流ＣＣａ、充電電圧ＣＶａで充電し、且つ、第２電源部５６を介してバッテリ冷却ファン５４を駆動するのに必要な発電量Ａを設定している。
【０１１７】
しかし、しきい値は、少なくとも、発電装置１０による発電電力にて電動工具用バッテリへの充電を実施できるか否かを判断することができればよいため、必ずしも、上記実施形態のように、電動工具用バッテリへの充電電流ＣＣａ、充電電圧ＣＶａを確保するのに必要な最大電力にする必要はない。
【０１１８】
つまり、電動工具用バッテリへの充電時には、第１コンバータ４２から出力される充電電流及び充電電圧が、負荷に応じて設定された充電電流ＣＣａ、充電電圧ＣＶａとなるように、第１コンバータ４２が制御されるが、充電末期には、充電電流が低下する。
【０１１９】
このため、電動工具用バッテリへの充電開始後は、第１コンバータ４２から実際に出力される充電電流及び充電電圧に基づき検出することのできる充電電力に応じて、しきい値（上記実施形態の発電量Ａ）を設定するようにしてもよい。
【０１２０】
また次に、上記実施形態では、第１電源部５２には、第１コンバータ４２及び第２コンバータ４４が動作を停止している初期状態でも、制御部５０に電源供給を行うことができるように、第１電源部５２には、第１コンバータ４２及び第２コンバータ４４と、蓄電部４６とから、電力供給を行うようにされている。
【０１２１】
しかし、第１電源部５２への電力供給は、必ずしも、蓄電部４６から行う必要はなく、第１電源部５２への電力供給専用の直流電圧源を別途設けるようにしてもよい。
そして、このようにすれば、蓄電部４６を内蔵していない充電装置３０であっても、本発明を容易に適用することができる。
【０１２２】
なお、この場合、直流電圧源としては、乾電池や、充放電可能な２次電池、若しくは、スーパーキャパシタ（電気二重層キャパシタ）を利用することができる。
また、上記実施形態では、通信端末６０は、タブレット型の情報処理装置にて構成されるものとして説明したが、携帯電話やノートパソコン等、充電アプリとしての充電条件設定表示処理及び情報表示割り込み処理を実行可能な演算処理部と、表示部及び入力部とを備えた情報処理装置であればよい。
【符号の説明】
【０１２３】
２…自転車、３…前輪、４…後輪、５…前輪支持具、６…後輪支持具、８…載置台、１０…発電装置、１２…発電部、１４…動力伝達部、１６…ペダル、１７…回転軸、１８…ケーブル、２０…バッテリパック、３０…充電装置、３２…装着部、３４…端子部、３６…送風口、３８…吸気口、４０…整流平滑部、４２…第１コンバータ、４４…第２コンバータ、４６…蓄電部、４８…無線通信部、５０…制御部、５２…第１電源部、５４…バッテリ冷却ファン、５６…第２電源部、５８…放電制御部、６０…通信端末、６２…表示部、６４…入力部、６６…無線通信部、６８…メモリ、７０…演算処理部、８０…風車。
【図１】
2014124060.tif 000003
【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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