(57)【要約】【課題】  交流電源が設置されていない場所でも、既存のコードレス電動工具を長時間駆動可能な電源装置を提供する。【解決手段】  電源装置１０は、モータ７を内蔵する電動工具２０に給電するために、二次電池１と、モータ７に流れる電流を検出するための出力電流検出回路３と、検出された電流を積算するためのマイコン５と、モータに流れる電流が増加するにつれて段階的若しくは連続的にモータ７に供給される電圧を減少させる出力電圧制御回路４と、装置側プラス端子２ａ及び装置側マイナス端子２ｂの少なくともいずれか一方の温度を検出するサーミスタ２ｃとを有し、マイコン５は、積算された電流積算値が所定値を超えた場合には、電動工具２０に供給する電流が減少するように制御するとともに、サーミスタ２ｃにより検出された温度が所定値を超えた場合には、電動工具２０への給電を遮断するよう制御する。【選択図】図１
2014236559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを内蔵した電動工具に給電するための電源装置であって、
二次電池と、
前記モータに流れる電流を検出するための電流検出手段と、
前記電流検出手段が検出した電流を積算するための電流積算手段と、
前記モータに流れる電流が増加するにつれて段階的若しくは連続的に前記モータに供給される電圧が減少するように制御するとともに、前記電流積算手段が積算した電流積算値が所定値を超えた場合には、前記電動工具に供給する電流が減少するように制御する制御手段と、を有することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記電動工具の工具側プラス端子及び工具側マイナス端子にそれぞれ接続するための電池側プラス端子及び電池側マイナス端子と、
前記電池側プラス端子及び前記電池側マイナス端子の少なくともいずれか一方の温度を検出する温度検出手段と、を更に有し、
前記制御手段は、前記温度検出手段が検出した温度が所定値を超えた場合には、前記電動工具への給電を遮断するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記電動工具を断続的に駆動した結果、前記電流検出手段による電流不検出期間が第１所定時間以上継続した場合には、前記電流積算手段が積算した電流積算値をゼロにリセットする積算制御手段を更に有することを特徴とする請求項１若しくは２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記電動工具を断続的に駆動した結果、前記電流検出手段による電流不検出期間が第２所定時間以上で第１所定時間未満継続した場合には、前記積算制御手段は前記電流積算手段が積算した電流積算値から所定値を減算することを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
前記二次電池は、複数の電池セルを直列接続してなる電池ブロックを複数個並列接続した構成であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項６】
前記制御手段はスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のオン期間若しくはオフ期間を制御することにより前記モータに供給する実効電圧を変化させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項７】
モータを内蔵した電動工具に給電するための電源装置であって、
二次電池と、
前記電動工具の工具側プラス端子及び工具側マイナス端子にそれぞれ接続するための電池側プラス端子及び電池側マイナス端子と、
前記電池側プラス端子及び前記電池側マイナス端子の少なくともいずれか一方の温度を検出する温度検出手段と、
前記モータに流れる電流が増加するにつれて段階的若しくは連続的に前記モータに供給される電圧が減少するように制御するとともに、前記温度検出手段が検出した温度が所定値を超えた場合には、前記電動工具への給電を遮断するよう制御する制御手段と、を有することを特徴とする電源装置。
【請求項８】
前記二次電池は、複数の電池セルを直列接続してなる電池ブロックを複数個並列接続した構成であることを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
【請求項９】
前記モータに流れる電流を検出するための電流検出手段を更に有し、前記電流検出手段が検出した電流値に基づき前記制御手段が前記モータに供給する電圧を決定することを特徴とする請求項７若しくは８に記載の電源装置。
【請求項１０】
前記制御手段はスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のオン期間若しくはオフ期間を制御することにより前記モータに供給する実効電圧を変化させることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを内蔵した電動工具に給電するための電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池を電源とするコードレスの電動工具が広く普及している。この種の電動工具は、取り回しが良いという利点がある。一方、電池容量に対し作業量が多い場合においては、二次電池の容量が低下すると、作業を中断し、商用電源や自家発電機等からの電力が供給される場所において当該二次電池を充電するか、或いは作業量に合わせた個数の他の充電済電池と交換しつつ作業を継続しなければならないため、作業効率が良くないという問題があった。
【０００３】
この問題に対し、商用電源等からの電力が供給可能な場所においては、コードレスの電動工具に対し、アダプタを介して商用電源から電力を供給する直流電源供給装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる直流電源供給装置によれば、商用電源等から電動工具に直流電圧を供給可能となり、作業効率を保つことが可能となる一方、商用電源等が設置されていない場所では使用できないという問題があった。
【０００４】
そこで、交流電源が設置されていない場所でコードレスの電動工具を長時間使用したい場合には、大容量の二次電池からなる背負い式やウェストポーチ型、キャリーバック型等からなる直流電源を電源として使用していた（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１０１８３６号公報
【特許文献２】実開平７−３９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
コードレスの電動工具は、本来、小容量の電池が用いられることを想定しているため、小容量の電池で駆動し得る時間を前提とした設計がなされている。このため、直流電源供給装置や大容量の二次電池を用いて長時間継続して駆動した場合、想定以上の連続駆動によって電動工具を構成する部品寿命が短命化することが危惧される。また、コードレス電動工具内に連続駆動を前提とした大型の冷却用ファン等を設ける対策は、工具の大型化・重量化につながる点で、コードレス電動工具の利便性を損なうものであり、かつ、すでに販売されたコードレス電動工具に対して対策を行うことは困難であるため、現実的ではない。
【０００７】
したがって、コードレス電動工具を長時間駆動可能な電源装置の上記課題を解決することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した課題を解決するために、本発明に係る電源装置は、モータを内蔵した電動工具に給電するために、二次電池と、モータに流れる電流を検出するための電流検出手段と、電流検出手段が検出した電流を積算するための電流積算手段と、モータに流れる電流が増加するにつれて段階的若しくは連続的にモータに供給される電圧が減少するように制御するとともに、電流積算手段が積算した電流積算値が所定値を超えた場合には、電動工具に供給する電流が減少するように制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、コードレス電動工具に対して通常装着される小型の二次電池と同様に、工具に流れる電流に応じて印加される電圧が変化されるので、モータ等の内部部品への負荷が軽減され、電動工具の寿命低下が抑制される。更に、工具に流れる電流の瞬間値のみならず積算値を制御可能となるので、モータ等、電動工具の内部部品・回路の温度上昇が抑制される。
【００１０】
また、電動工具の工具側プラス端子及び工具側マイナス端子にそれぞれ接続するための電池側プラス端子及び電池側マイナス端子と、電池側プラス端子及び電池側マイナス端子の少なくともいずれか一方の温度を検出する温度検出手段と、を更に有し、制御手段は、温度検出手段が検出した温度が所定値を超えた場合には、電動工具への給電を遮断するよう制御しても良い。
【００１１】
このような構成によれば、電動工具の内部における温度上昇を端子部分の温度により推定し、給電を抑制する制御を行うので、積算電流量等による制御に加え、工具外部の温度等の要素を加味した状態で電動工具の内部部品・回路の温度上昇を抑制することができる。
【００１２】
電動工具を断続的に駆動した結果、電流検出手段による電流不検出期間が第１所定時間以上継続した場合には、電流積算手段が積算した電流積算値をゼロにリセットする積算制御手段を更に有することが好ましい。
【００１３】
このような構成によれば、モータの自然冷却が考慮されるので、モータ等の内部構造の温度が制御を必要とするほどに上昇しない場合において、給電の遮断や出力の低下が発生することを回避可能となる。
【００１４】
また、電動工具を断続的に駆動した結果、電流検出手段による電流不検出期間が第２所定時間以上で第１所定時間未満継続した場合には、積算制御手段は電流積算手段が積算した電流積算値から所定値を減算することが好ましい。
【００１５】
このような構成によれば、電流積算値にモータ等内部構造の自然冷却の影響が更に的確に反映されるので、より適切な給電制御が可能となる。
【００１６】
また、電源装置を構成する二次電池は、複数の電池セルを直列接続してなる電池ブロックを複数個並列接続した構成であることが好ましい。
【００１７】
このような構成によれば、電源装置が大容量となることにより、電動工具を長時間継続して駆動可能となる。
【００１８】
制御手段はスイッチング素子を有し、スイッチング素子のオン期間若しくはオフ期間を制御することによりモータに供給する実効電圧を変化させても良い。
【００１９】
このような構成によれば、モータに流れる電流に応じて印加される電圧の変更が可能となる。
【００２０】
また、本発明に係る電源装置は、モータを内蔵した電動工具に給電するために、二次電池と、電動工具の工具側プラス端子及び工具側マイナス端子にそれぞれ接続するための電池側プラス端子及び電池側マイナス端子と、電池側プラス端子及び電池側マイナス端子の少なくともいずれか一方の温度を検出する温度検出手段と、モータに流れる電流が増加するにつれて段階的若しくは連続的にモータに供給される電圧が減少するように制御するとともに、温度検出手段が検出した温度が所定値を超えた場合には、電動工具への給電を遮断するよう制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００２１】
このような構成によれば、コードレス電動工具に対して通常装着される小型の二次電池と同様に、工具に流れる電流に応じて印加される電圧が変化されるので、モータ等の工具の内部部品への負荷が軽減され、電動工具の寿命低下が抑制される。また、電動工具の内部における温度上昇を端子部分の温度により推定することが可能であるので、工具外部の温度等の要素を加味した状態で電動工具の内部部品・回路の温度上昇を抑制することができる。
【００２２】
電源装置を構成する二次電池は、複数の電池セルを直列接続してなる電池ブロックを複数個並列接続した構成であることが好ましい。
【００２３】
このような構成によれば、電動工具を長時間継続して駆動可能となる。
【００２４】
また、モータに流れる電流を検出するための電流検出手段を更に有し、電流検出手段が検出した電流値に基づき制御手段がモータに供給する電圧を決定することが好ましい。
【００２５】
このような構成によれば、モータに流れる電流に応じて印加される電圧が変更されるので、モータへの負荷が軽減され、電動工具の寿命低下が抑制される。
【００２６】
制御手段はスイッチング素子を有し、スイッチング素子のオン期間若しくはオフ期間を制御することによりモータに供給する実効電圧を変化させても良い。
【００２７】
このような構成によれば、モータに流れる電流に応じて印加される電圧の変更が可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の電源装置によれば、交流電源が設置されていない場所でも、モータ等の内部部品への負担が軽減され、既存のコードレス電動工具を長時間駆動することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係る電源装置の電気的構成を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る電源装置における電圧制御を説明する図である。
【図３】図１に示した実施の形態に係る電源装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施の形態に係る電源装置の動作を示すフローチャート（その１）である。
【図５】第２の実施の形態に係る電源装置の動作を示すフローチャート（その２）である。
【図６】第３の実施の形態に係る電源装置の動作を示すフローチャート（その１）である。
【図７】第３の実施の形態に係る電源装置の動作を示すフローチャート（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は、実施の形態に係る電源装置の電気的構成を示す概略ブロック図である。図１では、電源装置１０は、端子部２を介して電動工具２０に接続されている。
【００３２】
電動工具２０は、例えばコードレスのインパクトドライバであり、蓄電池を装着するための図示せぬ装着部を有する。電動工具２０は、モータ７、及び図示せぬ内部回路を内蔵し、図示せぬパワースイッチを備える。電動工具２０の装着部に蓄電池を装着した状態で、パワースイッチがオンされると、蓄電池から供給される電力により、モータ７が駆動される。
【００３３】
電源装置１０は、図１に示されるように、二次電池１、端子部２、出力電流検出回路３、出力電圧制御回路４、マイクロコンピュータ（以下マイコンと記す）５及びＦＥＴ６を備える。電源装置１０は、図１に示されるように電動工具２０に接続されて、二次電池１からの電圧を、端子部２を介して電動工具２０に供給する。
【００３４】
電源装置１０において、二次電池１は、複数の電池セルを直列接続してなる電池ブロックを複数個並列接続して構成される。例として、定格電圧が３．６Ｖの電池セルが５個直列接続された電池ブロックを８個並列接続した１８Ｖの二次電池や、定格電圧が３．６Ｖの電池セルが１０個直列接続された電池ブロックを８個並列接続した３６Ｖの二次電池等の大容量の二次電池が挙げられる。
【００３５】
端子部２は、電動工具２０との接続部であり、図１に示されるように、装置側プラス端子２ａ及び装置側マイナス端子２ｂを有する。ここで、装置側プラス端子２ａは、本発明の電池側プラス端子に相当し、装置側マイナス端子２ｂは、本発明の電池側マイナス端子に相当する。端子部２は、電動工具２０に設けられた蓄電池用の装着部に装着可能に形成される。そして、装置側プラス端子２ａ及び装置側マイナス端子２ｂが、工具側の装着部に設けられた工具側プラス端子及び工具側マイナス端子（不図示）に接続されて、電動工具２０と電気的に接続する。また、端子部２には、図１に示されるように、サーミスタ２ｃが設けられる。サーミスタ２ｃは、本発明の温度検出手段に相当し、装置側プラス端子２ａに当接して設けられ、当該装置側プラス端子２ａの表面温度Ｔを検出し、電気信号に変換して出力する。尚、本実施の形態では、端子部２においてサーミスタ２ｃは装置側プラス端子２ａに当接して設けられるが、本発明はこれに限定されない。装置側マイナス端子２ｂ側に設ける構成や、装置側プラス端子２ａ及び装置側マイナス端子２ｂの何れの側にも設ける構成等も可能である。
【００３６】
出力電流検出回路３は、本発明の電流検出手段に相当し、電動工具２０へ出力される電流値Ｉを検出する。出力電圧制御回路４は、電動工具２０に供給される電圧Ｖの制御を行う。
【００３７】
マイコン５は、電動工具２０への給電を制御する機能を有し、処理プログラム及び制御データに基づき信号を出力するとともに、データを一時記憶する。また、マイコン５は、時間を計測するためのタイマを含んでいる。マイコン５には、サーミスタ２ｃ、出力電流検出回路３及び出力電圧制御回路４からの各種検出信号が入力される。マイコン５は、これらの検出信号に基づき、ＦＥＴ６のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、電動工具２０への給電のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。
【００３８】
また、マイコン５には、電動工具２０のモータ７に印加される電圧を制御するためのデータが記憶されている。この制御データについて、図２を参照して説明する。図２は、実施の形態に係る電源装置における電圧制御の一例を説明する図である。図２において、横軸Ｉは電動工具２０へ出力される電流値に対応し、縦軸Ｖは電動工具２０に供給される電圧に対応する。マイコン５は、出力電流検出回路３により検出された電流値Ｉに応じて、電動工具２０に供給する電圧Ｖを変更すべく、出力電圧制御回路４を制御する。ここで、電圧Ｖは、電流値Ｉの増加に伴い減少するように制御される。図２では、電圧Ｖは、電流値Ｉの増加に伴い連続的に減少するが、本発明はこれに限定されない。電流値Ｉの増加に伴い、電圧Ｖが段階的に減少するように制御しても良い。
【００３９】
既存のコードレス電動工具は、小容量の蓄電池、例えば直列接続のみの二次電池、あるいは、直列電池が２並列に接続された程度からなる数Ａｈのリチウムイオン系電池やニッケル系の二次電池等を装着して使用することを想定して設計がされている。このような小容量の電池は、複数の電池セルを直列接続してなる電池ブロックにより、該直列接続に相当する内部抵抗が生じる。この内部抵抗による電圧降下のため、電池の出力電圧は、出力電流が増加するに伴い減少することとなる。一方、直列接続された複数の二次電池からなる電池ブロックを複数個並列に接続して構成されている大容量の二次電池１の場合、二次電池１全体の内部抵抗値は、各電池ブロックの内部抵抗値の並列合成値となるため、小容量の蓄電池の抵抗値に比較して小さくなる。そのため、二次電池１では、小容量の電池に比較して、出力電流の増加に伴う出力電圧の減少が小さくなる。そこで、本実施の形態では、図２のように電流値Ｉに応じて電圧Ｖを変更する制御を行うことにより、電源装置１０の出力に、小容量電池の出力特性と同様の特性を持たせる構成とした。
【００４０】
ＦＥＴ６は、マイコン５の制御に基づき、二次電池１からの出力電流を遮断するためのスイッチング素子である。本実施の形態では、スイッチング素子としてＦＥＴ６が設けられるが、電流を遮断する機能が有れば、ＦＥＴに限定されない。マイコン５は、ＦＥＴ６のオン期間若しくはオフ期間を制御することにより、電動工具２０のモータ７に印加される実効電圧を変化させる。
【００４１】
尚、出力電圧制御回路４、マイコン５及びＦＥＴ６は、本発明の制御手段に相当する。
【００４２】
また、電源装置１０には、図示せぬ外部スイッチが設けられる。電源装置１０の外部スイッチがオンされると、電源装置１０の二次電池１からマイコン５に電力が供給され、マイコン５による電源装置１０の制御が開始される。
【００４３】
次に、図１に例示した構造において、電動工具２０を電源装置１０に接続して使用する場合の電源装置１０の動作について、図３に示すフローチャートに沿って説明する。図３は、第１の実施の形態に係る電源装置の動作を示すフローチャートである。本実施の形態では、電源装置１０は、サーミスタ２ｃにより検出される温度Ｔに基づき、電動工具２０への給電制御を行う実施形態を例示したものである。
【００４４】
電動工具２０の使用に先立ち、電動工具２０の装着部には、電源装置１０が装着される。
【００４５】
電源装置１０の外部スイッチがオンされると、マイコン５が初期設定を開始する（ステップ１０１）。マイコン５は、初期設定として、所定の駆動制御温度Ｔｈを設定する。本実施の形態では、所定温度Ｔｈの一例として６０℃が設定される。また、マイコン５は、所定のサンプリング時間Δｔを設定し、タイマによる経過時間ｔの計測を開始する。本実施の形態では、サンプリング時間Δｔの一例として１０ｍｓｅｃが設定される。更に、電動工具２０の外部スイッチがオンされると、マイコン５は、ＦＥＴ６をオンして、電動工具２０への給電を開始する。電動工具２０は、電源装置１０からの給電により、モータ７が駆動される。
【００４６】
出力電流検出回路３は、電流値Ｉを検出し、マイコン５へ検出信号を出力する。マイコン５は、タイマにより計測された経過時間ｔがサンプリング時間Δｔに達すると（ステップ１０２：ＹＥＳ）、出力電流検出回路３からの検出信号に基づき、電流値Ｉを取得する（ステップ１０３）。また、マイコン５は、タイマの経過時間ｔをリセットし、ｔ＝０とする（ステップ１０４）。タイマは、経過時間のリセット後も経過時間ｔを計測する。
【００４７】
続いて、マイコン５は、図２に示される制御データに基づき、検出された電流値Ｉに対応する電圧Ｖを決定する。そして、マイコン５の制御に基づき、出力電圧制御回路４が、電動工具２０に出力される電圧Ｖを変更する（ステップ１０５）。
【００４８】
次に、サーミスタ２ｃからの検出信号に基づき、マイコン５が、端子部２におけるプラス端子２ａの表面温度Ｔを取得する（ステップ１０６）。そして、マイコン５は、プラス端子２ａの表面温度Ｔが、設定された所定温度Ｔｈ＝６０℃を超えたか否かを判定する（ステップ１０７）。
【００４９】
温度Ｔが６０℃以下であると判定された場合（ステップ１０７：ＮＯ）、電源装置１０は、電動工具２０への給電を継続する。そして、タイマにより計測された経過時間ｔが再度サンプリング時間Δｔに達すると（ステップ１０２：ＹＥＳ）、マイコン５は、上記と同様のステップにて、電動工具２０に出力される電流値Ｉを検出し（ステップ１０３）、電動工具２０に出力される電圧Ｖを電流値Ｉに応じて変更する（ステップ１０４）。次に、タイマの経過時間ｔをリセットした後（ステップ１０５）、マイコン５は、端子部２の温度Ｔの検出（ステップ１０６）及び判定（ステップ１０７）を行う。
【００５０】
一方、端子部２の温度Ｔが６０℃を超えたと判定された場合（ステップ１０７：ＹＥＳ）、マイコン５は、接続された工具の温度が上昇したと推定し、出力電流を遮断すべく、ＦＥＴ６をオフする（ステップ１０８）。これにより、電源装置１０から電動工具２０への給電が停止され、モータ７や内部回路等に流れる電流が遮断される。
【００５１】
電源装置１０において端子部２は、電動工具２０と接触しており、また、大電流が流れる箇所でもある。そのため、端子部２の温度が高くなっている時は、電動工具２０のモータ７等の内部構成部品も、小型の二次電池を接続した時の想定以上に温度が上昇している虞がある。そこで、サーミスタ２ｃにより検出された温度Ｔが所定温度を超えた場合、電源装置１０は、電動工具２０への給電を停止して、工具本体の熱劣化を抑制する。
【００５２】
以上のように、本実施の形態の電源装置によれば、電源装置において端子部の表面温度が検出され、検出された温度が所定温度（例えば６０℃）を超えた場合、電動工具への給電が遮断されるので、電動工具に内蔵されるモータ等部品の劣化を抑制可能となる。また、小型の二次電池と同様の電流−電圧特性となるよう制御しているため、既存のコードレス電動工具を本実施の形態の電源装置に接続した場合は、内部抵抗の低い単なる大容量バッテリを接続した場合に比べ、電動工具に供給される電力が減少するため、長時間継続して使用することが可能となる。また、モータに流れる電流が増加するに伴い印加される電圧が減少するように電源装置の出力電圧が変更されることで、モータ等の駆動部品への負荷が軽減されるため、電動工具のみならず、工具に接続される先端工具（ビット類等）の寿命低下も抑制される。
【００５３】
次に、第２の実施の形態に係る電源装置１０について、説明する。電源装置１０は、本実施の形態では、サーミスタ２ｃにより検出された端子部２の温度Ｔに基づく給電制御に加え、電動工具２０に出力された電気量の積算量に基づき出力電流の制御を行う点が、第１の実施の形態とは異なる。
【００５４】
第２の実施の形態において、図１のマイコン５は、電流積算手段及び積算制御手段を具備する。マイコン５は、所定のサンプリング時間Δｔ毎に、出力電流検出回路３からの検出信号に基づき電流値Ｉを取得する。そして、電流値Ｉにサンプリング時間Δｔを乗じて、サンプリング時間Δｔ内に電動工具２０に出力された電気量ΔＭ＝Ｉ×Δｔを算出する。マイコン５は、この電気量ΔＭを積算して、積算電気量Ｍ、すなわち電気量の積分値を算出し記憶する。
【００５５】
マイコン５により算出される積算電気量Ｍは、本発明の電流積算値に相当し、電動工具２０に出力され、モータ７等、電動工具内部に流れた電気量の積算量を意味する。すなわち、積算電気量Ｍが大きくなれば、モータ７等が行う仕事量が増加し、電動工具内部の温度も上昇しやすい状況となる。したがって、本実施の形態においてマイコン５は、積算電気量Ｍが所定値Ｍｍａｘを超えた場合に、モータ７等の電動工具内部の温度上昇を抑制すべく、供給電流を減少させる給電制御を行う。
【００５６】
ところで、電動工具２０の外部スイッチがオフされて、モータ７の駆動が停止されている間、すなわち、電源装置１０から電動工具２０への給電が停止されている間は、モータ７には電流が流れていないため、自然冷却によりモータ７の温度は低下する。一方、マイコン５が算出する積算電気量Ｍは、この間も減ることがない。そのため、停止時間の経過と共に、モータ７等の電動工具本体の実際の内部温度と、マイコン５が積算電気量Ｍより推定する内部温度との間の乖離が大きくなる。よって、十分な停止時間を経た後に電源装置１０から電動工具２０への給電が再開された場合、実際のモータ７等の内部温度はそれほど高くないにもかかわらず、電源装置１０の給電制御により、出力が低下してしまうという問題が生じる。
【００５７】
そこで、マイコン５は、電動工具２０に出力される電流値Ｉが０である時間、すなわち電動工具２０のモータ７に電流が流れていない時間を、電流不検出期間（ｔｏ）として計測する。そして、電流不検出期間ｔｏが第１所定時間ｔ１以上継続した場合には、電動工具は十分に自然冷却されたものと判断し、積算電気量Ｍをリセット（Ｍ＝０）するものとする。また、電流不検出期間（ｔｏ）が第１所定時間ｔ１未満であっても、第２所定時間ｔ２以上継続した場合には、サンプリング時間毎に、所定の電気量Ｍｏを積算電気量Ｍから減算（Ｍ＝Ｍ−Ｍｏ）することで、上記自然冷却された内部温度との乖離を小さくする。尚、ここで、電流不検出期間の関係は、ｔ１＞ｔ２である。
【００５８】
上記実施形態の電源装置１０の動作について、図４及び図５に示すフローチャートに沿って説明する。図４は、第２の実施の形態に係る電源装置の動作を示すフローチャート（その１）であり、図５は、第２の実施の形態に係る電源装置の動作を示すフローチャート（その２）である。尚、第１の実施の形態と同一の動作については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００５９】
電源装置１０の外部スイッチがオンされると、マイコン５が初期設定を開始する（ステップ２０１）。マイコン５は、初期設定の一例として、所定温度Ｔｈ＝６０℃を設定する。また、マイコン５は、積算電気量Ｍをリセットし、Ｍ＝０を記憶するとともに、積算電気量の所定値Ｍｍａｘと、積算電気量から減算される所定の電気量Ｍｏとを設定する。更に、マイコン５は、第１所定時間ｔ１及び第２所定時間ｔ２を設定する。本実施の形態では、一例として、第１所定時間ｔ１として３０分が、第２所定時間ｔ２として１５分がそれぞれ設定される。そして、マイコン５は、サンプリング時間Δｔを設定し、タイマにより、経過時間ｔ及び電流不検出期間ｔｏの計測をそれぞれ開始する。本実施の形態では、サンプリング時間Δｔとして１０ｍｓｅｃが設定される。
【００６０】
経過時間ｔがサンプリング時間Δｔを経過すると（ステップ１０２：ＹＥＳ）、マイコン５は、出力電流検出回路３からの検出信号に基づき、電流値Ｉを取得する（ステップ１０３）。また、マイコン５は、タイマの経過時間ｔをリセットし、ｔ＝０とする（ステップ１０４）。
【００６１】
続いて、マイコン５は、電流値Ｉが０以上であるか、すなわち電動工具２０のモータ７に電流が流れているか否かを判定する（ステップ２０２）。そして、電流値Ｉが０以上である場合（ステップ２０２：ＹＥＳ）、電流不検出期間ｔｏをリセットし、ｔｏ＝０とする（ステップ２０３）。タイマは、リセット後も電流不検出期間ｔｏを計測する。また、電流値Ｉが０であった場合（ステップ２０２：ＮＯ）、タイマは、電流不検出期間ｔｏの計測を継続する。
【００６２】
続いて、マイコン５は、図２に示される制御データに基づき、検出された電流値Ｉに対応する電圧Ｖを決定する。そして、出力電圧制御回路４が、電動工具２０に出力される電圧Ｖを変更する（ステップ１０５）。
【００６３】
次に、マイコン５は、電気量ΔＭの計算を行う（ステップ２０４）。マイコン５は、検出された電流値Ｉにサンプリング時間Δｔを乗じて、電気量ΔＭ＝Ｉ×Δｔを算出する。
【００６４】
そして、マイコン５は、積算電気量Ｍを計算する（ステップ２０５）。マイコン５は、記憶されている積算電気量Ｍに、算出された電気量ΔＭを加算して、新たな積算電気量Ｍ＝Ｍ＋ΔＭを算出し、記憶する。
【００６５】
続いて、マイコン５は、積算電気量Ｍが、設定された積算電気量の所定値Ｍｍａｘを超えたか否かを判定する（ステップ２０６）。積算電気量Ｍが所定値Ｍｍａｘを超えたと判定された場合（ステップ２０６：ＹＥＳ）、マイコン５は、電動工具２０のモータ７に流れる電流を減少させるべく、出力電圧制御回路４を制御して、電流値Ｉを減少させる（ステップ２０７）。一方、積算電気量Ｍが所定値Ｍｍａｘ以下であると判定された場合（ステップ２０６：ＮＯ）、電源装置１０は、電流値Ｉを減少させることなく、出力を継続する。
【００６６】
そして、サーミスタ２ｃからの検出信号に基づき、マイコン５が、端子部２のプラス端子２ａの表面温度Ｔを取得し（ステップ１０６）、温度Ｔが所定温度Ｔｈ＝６０℃を超えたか否かを判定する（ステップ１０７）。
【００６７】
温度Ｔが６０℃以下であると判定された場合（ステップ１０７：ＮＯ）、マイコン５は、タイマにより計測された電流不検出期間ｔｏが、設定された第１所定時間ｔ１＝３０分に達したか否かを判定する（ステップ２０８）。電流不検出期間ｔｏが第１所定時間ｔ１＝３０分に達したと判定された場合（ステップ２０８：ＹＥＳ）、マイコン５は、記憶している積算電気量Ｍをリセットし、Ｍ＝０を記憶する（ステップ２０９）。また、電流不検出期間ｔｏもリセットし、ｔｏ＝０とする（ステップ２１０）。タイマは、リセット後も電流不検出期間ｔｏを計測する。そして、経過時間ｔがサンプリング時間Δｔに達すると（ステップ１０２：ＹＥＳ）、電源装置１０は、ステップ１０３以降の動作を行う。
【００６８】
電流不検出期間ｔｏが第１所定時間ｔ１＝３０分に達していないと判定された場合（ステップ２０８：ＮＯ）、マイコン５は、更に、電流不検出期間ｔｏが第２所定時間ｔ２＝１５分に達したか否かを判定する（ステップ２１１）。電流不検出期間ｔｏが第２所定時間ｔ２＝１５分に達したと判定された場合（ステップ２１１：ＹＥＳ）、マイコン５は、記憶している積算電気量Ｍから設定された所定の電気量Ｍｏを減算し、Ｍ＝Ｍ−Ｍｏを記憶する（ステップ２１２）。そして、経過時間ｔがサンプリング時間Δｔに達すると（ステップ１０２：ＹＥＳ）、電源装置１０は、ステップ１０３以降の動作を行う。
【００６９】
また、電流不検出期間ｔｏが第２所定時間ｔ２＝１５分にも達していないと判定された場合（ステップ２１１：ＮＯ）、マイコン５は、積算電気量Ｍを減じることなく、サンプリング時間Δｔの経過後（ステップ１０２：ＹＥＳ）、ステップ１０３以降の動作を行う。
【００７０】
そして、温度Ｔが６０℃を超えたと判定された場合（ステップ１０７：ＹＥＳ）、マイコン５は、ＦＥＴ６をオフして、電動工具２０への給電を遮断する（ステップ１０８）。
【００７１】
上記のように、電動工具２０に出力された電気量を積算し、積算電気量Ｍが所定値Ｍｍａｘを超えると、電動工具２０に出力される電流を減少させる。また、電動工具２０への給電が第２所定時間ｔ２以上継続して停止されると、モータ７の自然冷却を考慮して、積算電気量Ｍから所定の電気量Ｍｏが減算される。更に、第１所定時間ｔ１以上継続して給電が停止されると、積算電気量Ｍが０にリセットされる。
【００７２】
以上のように、本実施の形態の電源装置によれば、電動工具に出力された電気量の積算値が所定値を超えると、電動工具のモータに流れる電流が減少されるので、モータ等、内部の推定温度が小型の二次電池における想定温度以上に上昇する前に、温度上昇を抑制させることができる。したがって、モータ等への負荷が軽減され、電動工具の寿命低下等、上記第１の実施例と同様の効果が奏される。また、モータの自然冷却が考慮されるので、より的確な給電制御が可能となる。
【００７３】
次に、第３の実施の形態に係る電源装置１０について、説明する。電源装置１０は、本実施の形態では、使用者に対し、電動工具２０への給電の抑制や遮断に関し表示を行う点が、第２の実施の形態とは異なる。
【００７４】
第３の実施の形態において、図１の電源装置１０は、図示せぬアラーム部を有する。アラーム部は、本実施の形態ではディスプレイからなり、マイコン５の制御に基づき、電源装置１０における電動工具２０への給電抑制中及び給電遮断中に、作業者にその旨を通知するメッセージの表示を行う。尚、本実施の形態では、アラーム部はディスプレイを例示するが、本発明はこれに限定されない。アラーム部に上記したメッセージのアナウンス音を出力するスピーカや、ブザー音を出力するブザー、或いは警告ランプ等を設ける構成をとることも可能である。さらに、これらの手段によらず、使用者が認知し得る任意の報知手段を採用することができる。
【００７５】
また、第３の実施の形態では、給電遮断後の動作についてさらに他の実施形態を例示している。端子部２の温度Ｔが所定温度Ｔｈを超え、電動工具２０への給電が遮断された後、自然冷却により端子部２の温度Ｔが低下した時に、電動工具２０への給電も可能となる構造が望ましい。しかしながら、先の実施の形態では、電流遮断により一連のフローが終了となるため、十分な自然冷却が行われる前に、再度、一連のフローがスタートされる場合が生じる。
【００７６】
そこで、本実施の形態では、マイコン５は、電動工具２０への給電遮断中の時間を、遮断期間ｔｏ´として計測する。そして、遮断期間ｔｏ´が第３所定時間ｔ３以上継続した場合には、積算電気量Ｍをリセットし、Ｍ＝０とすることとする。
【００７７】
上記構成の電源装置１０の動作について、図６、図７に示すフローチャートに沿って説明する。図６は、第３の実施の形態に係る電源装置の動作を示すフローチャート（その１）であり、図７は、第３の実施の形態に係る電源装置の動作を示すフローチャート（その２）である。尚、第１の実施の形態或いは第２の実施の形態と同一の動作については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００７８】
電源装置１０の外部スイッチがオンされると、マイコン５が初期設定を開始する（ステップ３０１）。マイコン５は、初期設定として、所定温度Ｔｈ＝６０℃を設定する。また、マイコン５は、積算電気量Ｍをリセットし、Ｍ＝０を記憶するとともに、積算電気量の所定値Ｍｍａｘと、積算電気量から減算される所定の電気量Ｍｏとを設定する。更に、マイコン５は、第１所定時間ｔ１、第２所定時間ｔ２及び第３所定時間ｔ３を設定する。本実施の形態では、第１所定時間ｔ１として３０分が、第２所定時間ｔ２として１５分が、そして第３所定時間ｔ３として６０分が、それぞれ設定される。上記と同様、第１乃至第３の所定時間は、工具の冷却時間を考慮し任意に定め得るものであり、一例として、ｔ３＞ｔ１＞ｔ２であることが好ましい。
【００７９】
電動工具２０の外部スイッチがオンされると、マイコン５は、ＦＥＴ６をオンして、電動工具２０への給電を開始する。電動工具２０は、電源装置１０からの給電により、モータ７が駆動される。電源装置１０において、マイコン５は、出力電流検出回路３からの検出信号に基づき、電流値Ｉを検出する（ステップ１０３）。続いて、マイコン５は、図２に示される制御データに基づき、検出された電流値Ｉに対応する電圧Ｖを決定する。そして、出力電圧制御回路４が、電動工具２０に出力される電圧Ｖを変更する（ステップ１０５）。
【００８０】
次に、マイコン５は、電気量ΔＭの計算を行う（ステップ３０２）。本実施の形態では、マイコン５は、検出された電流値Ｉを電気量ΔＭとして計算する。そして、マイコン５は、積算電気量Ｍを計算する（ステップ２０５）。マイコン５は、記憶されている積算電気量Ｍに、算出された電気量ΔＭ＝Ｉを加算して、新たな積算電気量Ｍ＝Ｍ＋ΔＭを算出し、記憶する。
【００８１】
続いて、マイコン５は、積算電気量Ｍが、設定された積算電気量の所定値Ｍｍａｘを超えたか否かを判定する（ステップ２０６）。積算電気量Ｍが所定値Ｍｍａｘを超えたと判定された場合（ステップ２０６：ＹＥＳ）、マイコン５は、電動工具２０のモータ７に流れる電流を減少させるべく、出力電圧制御回路４を制御して、電流値Ｉを減少させる（ステップ２０７）。また、マイコン５は、アラーム部（不図示）により、出力電流を抑制中であることを示すメッセージを表示する（ステップ３０３）。一方、積算電気量Ｍが所定値Ｍｍａｘ以下であると判定された場合（ステップ２０６：ＮＯ）、電源装置１０は、電流値Ｉを減少させることなく、出力を継続する。
【００８２】
そして、サーミスタ２ｃからの検出信号に基づき、マイコン５が、端子部２のプラス端子２ａの表面温度Ｔを取得し（ステップ１０６）、温度Ｔが所定温度、例えばＴｈ＝６０℃を超えたか否かを判定する（ステップ１０７）。温度Ｔが６０℃以下であると判定された場合（ステップ１０７：ＮＯ）、マイコン５は、更に、電流値Ｉが０以上であるか、すなわち電動工具２０のモータ７に電流が流れているか否かを判定する（ステップ２０２）。電流値Ｉが０以上である場合（ステップ２０２：ＹＥＳ）、電源装置１０は、ステップ１０３以降の動作を行う。
【００８３】
電流値Ｉが０以上でない場合（ステップ２０２：ＮＯ）、マイコン５は、タイマにより電流不検出期間ｔｏの計測を開始する（ステップ３０４）。マイコン５は、電流不検出期間ｔｏ及び電流値Ｉを監視し、電流不検出期間ｔｏが第２所定時間ｔ２＝１５分に達するまでに電流値Ｉが０以上となり、モータ７が再駆動されるか否かを判定する（ステップ３０５）。第２所定時間ｔ２までに電流値Ｉが０以上となった場合（ステップ３０５：ＹＥＳ）、電源装置１０は、ステップ１０３以降の動作を行う。
【００８４】
電流不検出期間ｔｏが第２所定時間ｔ２に達しても、電流値Ｉが０以上とならない場合（ステップ３０５：ＮＯ）、すなわち、モータ７が第２所定時間ｔ２＝１５分以上駆動されない場合、マイコン５は、記憶している積算電気量Ｍから設定された所定の電気量Ｍｏを減算し、Ｍ＝Ｍ−Ｍｏを記憶する（ステップ３０６）。ここで本実施の形態では、積算電気量Ｍから電気量Ｍｏの減算は、電流不検出期間ｔｏが第２所定時間ｔ２に達した際に１度のみ行われる例を示すが、第２の実施の形態のように、サンプリング時間Δｔ毎に複数回実施される構成であってもよい。また、マイコン５は、第２所定時間ｔ２に達した後も、電流不検出期間ｔｏの計測を継続する。
【００８５】
マイコン５は、電流不検出期間ｔｏ及び電流値Ｉの監視を継続し、モータ７の再駆動、すなわち、電流不検出期間ｔｏが第１所定時間ｔ１＝３０分に達するまでに電流値Ｉが０以上となるか否かを判定する（ステップ３０７）。第１所定時間ｔ１までに電流値Ｉが０以上となった場合（ステップ３０７：ＹＥＳ）、電源装置１０は、ステップ１０３以降の動作を行う。
【００８６】
電流不検出期間ｔｏが第１所定時間ｔ１に達しても、電流値Ｉが０以上とならない場合（ステップ３０７：ＮＯ）、すなわち、モータ７が第１所定時間ｔ１＝３０分以上駆動されない場合は、工具の使用が終了したものと判断し、マイコン５は、記憶している積算電気量Ｍをリセットし、Ｍ＝０を記憶する（ステップ２０９）。また、マイコン５は、タイマによる計時をリセットする（ステップ３１１）。これにより、電流不検出期間ｔｏの計時は停止され、ｔｏ＝０にリセットされた後、当該フローは終了する。
【００８７】
また、電源装置１０によりステップ１０３以降の動作が行われ、端子部２の温度Ｔが６０℃を超えたと判定された場合（ステップ１０７：ＹＥＳ）、マイコン５は、ＦＥＴ６をオフして、電動工具２０への給電を遮断する（ステップ１０８）。
【００８８】
マイコン５は、タイマにより遮断期間ｔｏ´の計測を開始する（ステップ３０８）。マイコン５は、遮断期間ｔｏ´を監視し、遮断期間ｔｏ´が第３所定時間ｔ３＝６０分に達したか否かを判定する（ステップ３０９）。遮断期間ｔｏ´が第３所定時間に達していない場合（ステップ３０９：ＮＯ）、マイコン５は、アラーム部（不図示）により、モータ７等、工具内部の温度が上昇したため電動工具２０への給電を停止中であることを示すメッセージを表示する（ステップ３１０）。
【００８９】
遮断期間ｔｏ´が第３所定時間＝６０分に達すると（ステップ３０９：ＹＥＳ）、マイコン５は、アラーム部の表示を停止するとともに、電動工具２０への給電遮断状態を解除する。また、マイコン５は、記憶している積算電気量Ｍをリセットし、Ｍ＝０を記憶する（ステップ２０９）。更に、マイコン５は、タイマによる計時をリセットする（ステップ３１１）。これにより、遮断期間ｔｏ´の計時は停止され、ｔｏ´＝０にリセットされる。
【００９０】
上記のように、電動工具２０への給電が抑制されると、給電抑制中である旨のメッセージがアラーム部により表示される。また、電動工具２０への給電が遮断されると、給電遮断中である旨のメッセージがアラーム部により表示され、給電の遮断期間が第３所定時間ｔ３に達すると、給電遮断が解除されるとともに、積算電気量Ｍが０にリセットされ、当該フローが終了する。
【００９１】
以上のように、本実施の形態の電源装置によれば、電動工具への給電が抑制されると、給電抑制中を通知する表示がなされるので、モータの温度が上昇する前に作業者への注意喚起が可能となる。したがって、電動工具を用いた作業中に、駆動停止が突然発生することを回避可能となる。また、電動工具への出力が遮断されると、給電遮断中を通知する表示がなされるので、二次電池の容量低下や工具の故障等の他の理由ではなく、工具保護のために給電中止であることが明確となり、作業者の利便性が向上される。更に、モータの自然冷却を考慮して、給電遮断の解除及び積算電気量のリセットがなされるので、モータの自然冷却が不十分な状態で、再度工具を使用することを抑制することができる。
【００９２】
尚、本実施の形態では、積算電気量Ｍが所定値Ｍｍａｘを超えると、電動工具２０への給電が抑制されるとともに、給電抑制中が表示され、端子部２の表面温度Ｔが所定温度Ｔｈを超えると、電動工具２０への給電が遮断されるとともに、給電遮断中が表示されるが、本発明はこれに限定されない。例えば、給電抑制に先立ち、作業者にモータ等の内部回路の温度上昇を知らせるようにしても良い。これにより、電動工具２０を用いた作業中に、出力の低下が突然発生することを回避でき、作業者の利便性がより向上する。
【００９３】
上記実施例等で例示した本発明は、大容量の二次電池からなる電源装置を例示して説明したが、本発明は該電源装置に限定されるものではない。例えば、小容量の二次電池からなる電源装置に適用することを妨げる理由はなく、当然、同様の効果を奏するものである。また、商用電源等から電動工具に電力を供給する電源装置においても、本発明の制御機構を適用することは可能であり、上記実施形態と同様の効果を奏する構成は本発明の範疇に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９４】
１     二次電池
２     端子部
２ａ   装置側プラス端子
２ｂ   装置側マイナス端子
２ｃ   サーミスタ
３     出力電流検出回路
４     出力電圧制御回路
５     マイコン
６     ＦＥＴ
７     モータ
１０   電源装置
２０   電動工具
【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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