(57)【要約】      （修正有）【課題】充電器とバッテリパック間の端子数を減少させ、端子間の接触不良に対する信頼性を向上させる。【解決手段】充電器２０とバッテリパック３０とが連結された状態で電源ライン２１ｐ，３１ｐにより充電電流をセル３２に流すことができる充電システムであって、電源ライン２１ｐ，３１ｐには、充電器２０側とバッテリパック３０側とにそれぞれ線路開閉用のＦＥＴ１，２が設けられており、充電器２０とバッテリパック３０とが連結されて、充電器２０側のＦＥＴ１，２とバッテリパック３０側のＦＥＴ１，２とが開放されることで、充電器２０側のＦＥＴ１，２とバッテリパック３０側のＦＥＴ１，２間の電源ライン２１ｐ，３１ｐを通信ラインとして使用できるように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電器とバッテリパックとが直接的、あるいは別の機器を介して間接的に連結可能に構成されており、前記充電器とバッテリパックとが連結された状態で電源ラインにより充電電流を前記バッテリパックのセルに流すことができる充電システムであって、
前記電源ラインには、前記充電器側とバッテリパック側とにそれぞれ線路開閉用のスイッチが設けられており、
前記充電器とバッテリパックとが連結されて、前記充電器側のスイッチと前記バッテリパック側のスイッチとが開放されることで、前記充電器側のスイッチと前記バッテリパック側のスイッチ間の電源ラインを通信ラインとして使用できるように構成されていることを特徴とする充電システム。
【請求項２】
請求項１に記載された充電システムであって、
前記充電電流が規定値以下になったことを検出して、前記電源ラインの充電器側のスイッチと前記バッテリパック側のスイッチとを開放することを特徴とする充電システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載された充電システムであって、
前記電源ラインの充電器側のスイッチ、あるいは前記バッテリパック側のスイッチを接続する際には、前記通信ラインに対する充電電流、あるいは前記バッテリパック側からの放電電流の流入を防止するインターロック手段を備えることを特徴とする充電システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載された充電システムであって、
前記インターロック手段は、前記通信ラインを使用して通信を行う際には、前記電源ラインの充電器側のスイッチと前記バッテリパック側のスイッチとを開放することを特徴とする充電システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載された充電システムであって、
前記バッテリパック側のスイッチは、直列に接続された二台のスイッチング素子と、一方のスイッチング素子と並列に接続されて充電電流を流すダイオードとを備えており、
前記充電電流が規定電流以下の場合には、前記ダイオードと並列に接続された一方のスイッチング素子はオフ状態であり、前記充電電流が規定電流を超えた場合には、前記一方のスイッチング素子がオンすることを特徴とする充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電器とバッテリパックとが直接的、あるいは別の機器を介して間接的に連結可能に構成されており、前記充電器とバッテリパックとが連結された状態で電源ラインにより充電電流を前記バッテリパックのセルに流すことができる構成の充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動工具の電源として使用されるバッテリパックの充電に使用される充電器に関する技術が特許文献１に記載されている。
特許文献１の充電器は、一対の電源用端子と複数の通信用端子とを備えており、バッテリパックが充電器に対してスライド装着される過程で、そのバッテリパックの電源用端子と通信用端子とが充電器の電源用端子と通信用端子とにそれぞれ接続されるように構成されている。これにより、充電器に対してバッテリパックが連結された状態で、電源用端子を介して充電器からバッテリパックに対して充電電流を流せるようになる。また、通信用端子を使用して充電器のマイコンとバッテリパックのマイコン間でデータ送信が可能になる。
しかし、電源用端子、通信用端子等、端子数が多くなると、充電器とバッテリパック間で端子間の接触不良に対する信頼性が低下する。
【０００３】
この点を解決するため、電源用端子と通信用端子とを兼用して端子数を減らせるようにした技術が特許文献２に記載されている。
即ち、特許文献２の技術では、バッテリパックのセル内のインダクタンス成分を利用してデータ通信を行なう方式であり、充電用の電源ラインを通信ラインとしても使用できるようになる。これにより、電源用端子を通信用に使用できるようになり、専用の通信端子が不要になることで、端子数を減らすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０９５４１７号公報
【特許文献２】特許第４９３３２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、バッテリパックのセル内のインダクタンス成分を利用して通信を行なう方式では、インダクタンス成分が等しいセル仕様のバッテリパックと充電器間でしか通信を行なうことができない。即ち、インダクタンス成分が異なるセル仕様のバッテリパックと前記充電器間では通信を行なうことができない。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、バッテリパックのセル仕様に係わりなく充電用の電源ラインを使用して通信を行なえるようにして充電器とバッテリパック間の端子数を減少させ、端子間の接触不良に対する信頼性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、充電器とバッテリパックとが直接的、あるいは別の機器を介して間接的に連結可能に構成されており、前記充電器とバッテリパックとが連結された状態で電源ラインにより充電電流を前記バッテリパックのセルに流すことができる充電システムであって、前記電源ラインには、前記充電器側とバッテリパック側とにそれぞれ線路開閉用のスイッチが設けられており、前記充電器とバッテリパックとが連結されて、前記充電器側のスイッチと前記バッテリパック側のスイッチとが開放されることで、前記充電器側のスイッチと前記バッテリパック側のスイッチ間の電源ラインを通信ラインとして使用できるように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によると、充電器とバッテリパックとが連結されて、充電器側のスイッチとバッテリパック側のスイッチとが開放されることで、前記充電器側のスイッチと前記バッテリパック側のスイッチ間の電源ラインを通信ラインとして使用できる。このため、充電器とバッテリパック（あるいは、別の機器）間で電源ラインと通信ラインとを個別に設ける必要がなくなる。即ち、充電器とバッテリパック（あるいは、別の機器）間で電源ラインの接続端子を通信用に使用できるようになる。これにより、専用の通信端子が不要になることで、端子数を減らすことができ、充電器とバッテリパック（あるいは、別の機器）間で端子の接触不良に対する信頼性を向上させることができる。
また、充電器側のスイッチとバッテリパック側のスイッチとが開かれた状態で、充電器側のスイッチとバッテリパック側のスイッチ間の電源ラインを通信ラインとして使用する。このため、通信ラインとして使用する電源ラインがバッテリパックのセルとは電気的に接続されておらず、バッテリパックのセル仕様が通信に影響を及ぼすことがない。
【０００９】
請求項２の発明によると、充電電流が規定値以下になったことを検出して、電源ラインの充電器側のスイッチと前記バッテリパック側のスイッチとを開放することを特徴とする。
このため、バッテリパックの充電完了時に確実に電源ラインの充電器側のスイッチとバッテリパック側のスイッチとを開放することができる。
【００１０】
請求項３の発明によると、電源ラインの充電器側のスイッチ、あるいは前記バッテリパック側のスイッチを接続する際には、前記通信ラインに対する充電電流、あるいは前記バッテリパック側からの放電電流の流入を防止するインターロック手段を備えることを特徴とする。
このため、バッテリパックの充電中にマイコンの誤動作等により通信ラインに充電電流等が流入するような不具合が生じない。
【００１１】
請求項４の発明によると、インターロック手段は、前記通信ラインを使用して通信を行う際には、電源ラインの充電器側のスイッチと前記バッテリパック側のスイッチとを開放することを特徴とする。
このため、充電器とバッテリパック間で通信が行なわれているときに、マイコンの誤動作等により充電が開始されるような不具合がない。
【００１２】
請求項５の発明によると、バッテリパック側のスイッチは、直列に接続された二台のスイッチング素子と、一方のスイッチング素子と並列に接続されて充電電流を流すダイオードとを備えており、前記充電電流が規定電流以下の場合には、前記ダイオードと並列に接続された一方のスイッチング素子はオフ状態であり、前記充電電流が規定電流を超えた場合には、前記一方のスイッチング素子がオンすることを特徴とする。
このため、スイッチング素子がオフ状態では、前記ダイオードによってバッテリパック側から充電器側へ流れようとする電流を遮断できるようになる。
また、充電電流が規定電流を超えた場合に、一方のスイッチング素子がオンすることで、ダイオードを流れる電流が減少し、ダイオードの発熱を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、バッテリパックのセル仕様に係わりなく充電用の電源ラインを使用して通信を行なえるようになる。また、専用の通信端子が不要になることで充電器とバッテリパック間の端子数が減少するため、端子間の接触不良に対する信頼性を向上させることである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態１に係る充電システムを表す全体模式斜視図である。
【図２】前記充電システムを表す電気回路図である。
【図３】前記充電システムの動作フローチャートである。
【図４】前記充電システムの動作フローチャートである。
【図５】前記充電システムの動作フローチャートである。
【図６】実施形態１の変更例に係る充電システムを表す電気回路図である。
【図７】本発明の実施形態２に係る充電システムを表す全体斜視図である。
【図８】前記充電システムのアダプタ等を表す模式斜視図である。
【図９】前記充電システムを表す電気回路図である。
【図１０】前記充電システムの動作フローチャートである。
【図１１】前記充電システムの動作フローチャートである。
【図１２】前記充電システムの動作フローチャートである。
【図１３】前記充電システムの動作フローチャートである。
【図１４】前記充電システムの動作フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施形態１］
以下、図１から図６に基づいて、本発明の実施形態１に係る充電システム１０の説明を行なう。
＜充電システム１０の概要について＞
本実施形態に係る充電システム１０は、図１に示すように、充電器２０と、その充電器２０によって充電されるバッテリパック３０とから構成されている。前記充電システム１０では、充電器２０とバッテリパック３０間で充電電流を流すための充電ラインと、充電器２０のマイコン２４とバッテリパック３０の制御用マイコン３６間でデータを送受信するための通信ラインとを共用できるように構成されている。
【００１６】
＜充電器２０の概要について＞
充電器２０は、バッテリパック３０のセル３２（二次電池）を充電するための機器であり、図１に示すように、箱形のハウジング２０ｘを備えている。そして、前記ハウジング２０ｘの上面左側に位置にバッテリパック３０の連結部３８が連結される連結受け部２８が形成されている。連結受け部２８には、その連結受け部２８の左右両側に前後方向に延びる受けレール２８ｒが設けられており、左右の受けレール２８ｒの間にプラスターミナルＰｓとマイナスターミナルＮｓとが設けられている。また、バッテリパック３０の連結部３８には、充電器２０のプラスターミナルＰｓとマイナスターミナルＮｓとに対応する位置にプラス端子Ｐｂとマイナス端子Ｎｂ（図２参照）とが設けられている。
このため、図１に示すように、バッテリパック３０の連結部３８を充電器２０の連結受け部２８の受けレール２８ｒに対して後方から嵌合させ、さらにバッテリパック３０を前方にスライドさせることで、バッテリパック３０を充電器２０に連結できるようになる。そして、バッテリパック３０が充電器２０に連結されることで、バッテリパック３０のプラス端子Ｐｂ、マイナス端子Ｎｂがそれぞれ充電器２０のプラスターミナルＰｓ、マイナスターミナルＮｓに接続される。
【００１７】
充電器２０のハウジング２０ｘ内には、図２に示すように、電源回路２２とマイコン２４と充電・通信切替回路２６等が設けられている。
電源回路２２は、家庭用の交流電源の交流電力を直流電力に変換して、充電用直流電源（Ｖｐ）と制御用直流電源（Ｖｃｃ電源）とを得るための電気回路である。電源回路２２の充電用直流電源は、バッテリパック３０の充電に使用される電源であり、図２に示すように、充電用直流電源の出力端子Ｖｐ，Ｅ（アース）が電源ライン２１ｐ，２１ｎによってそれぞれプラスターミナルＰｓとマイナスターミナルＮｓとに接続されている。
即ち、充電用直流電源の出力端子Ｖｐはスイッチング素子ＦＥＴ１、ＦＥＴ２（後記する）、及び電源ライン２１ｐを介してプラスターミナルＰｓに接続されており、マイナスターミナルＮｓは電源ライン２１ｎを介して充電用直流電源のアース端子Ｅに接続されている。
また、電源回路２２の制御用直流電源（Ｖｃｃ電源）は、マイコン２４、及び充電・通信切替回路２６等の定電圧電源として使用される。
マイコン２４は、バッテリパック３０（セル３２）の充電制御と、充電・通信切替回路２６の切替制御（後記する）とを行なえるように構成されている。また、マイコン２４は、充電・通信切替回路２６によって電源ライン２１ｐの線路が通信用に切替られた後、バッテリパック３０の制御用マイコン３６との間でデータ通信を行なえるように構成されている。
【００１８】
＜バッテリパック３０の概要について＞
バッテリパック３０は、電動工具（図示省略）の電源として使用されるバッテリであり、充電器２０により充電可能なように構成されている。バッテリパック３０のハウジング３０ｈには、充電器２０、あるいは電動工具（図示省略）に連結される連結部３８（図２参照）が設けられており、その連結部３８の所定位置に充電器２０等のプラスターミナルＰｓ、マイナスターミナルＮｓと接続されるプラス端子Ｐｂ、マイナス端子Ｎｂが設けられている。
バッテリパック３０のハウジング３０ｈは、図１に示すように、角形をした容器状に構成されており、内部に円柱形をした複数本のセル３２（二次電池）が直列に接続された状態で収納されている。そして、セル３２の集合体（以下、セル３２という）の＋電極、−電極が、図２に示すように、電源ライン３１ｐ，３１ｎによってそれぞれ連結部３８のプラス端子Ｐｂ、マイナス端子Ｎｂに接続されている。
即ち、セル３２の＋電極はスイッチング素子ＦＥＴ２、ＦＥＴ１（後記する）、及び電源ライン３１ｐを介してプラス端子Ｐｂに接続されており、セル３２の−電極は充電電流、あるいは放電電流を検出するためのシャント抵抗３４ｈ、電源ライン３１ｎを介してマイナス端子Ｎｂに接続されている。
【００１９】
また、バッテリパック３０のハウジング３０ｈ内には、セル監視用ＩＣ３４と、制御用マイコン３６と、充電・通信切替回路３７等が設けられている。
セル監視用ＩＣ３４は、セル３２の電圧と、シャント抵抗３４ｈにより検出された充電電流と、温度計３３により検出されたセル温度とを監視するマイコンである。
制御用マイコン３６は、セル監視用ＩＣ３４の各データに基づいて充電制御、あるいは放電制御を行なえるように構成されている。また、制御用マイコン３６は、充電・通信切替回路３７（後記する）を制御して電源ライン３１ｐの線路を通信用に切替えた後、充電器２０のマイコン２４との間でデータ通信を行なえるように構成されている。
【００２０】
＜充電器２０の充電・通信切替回路２６について＞
充電器２０の充電・通信切替回路２６は、充電器２０の電源ライン２１ｐを充電用、あるいは通信用に切替えるための回路である。
充電器２０の充電・通信切替回路２６は、電源ライン２１ｐの線路を開放・接続するスイッチング素子ＦＥＴ１、ＦＥＴ２（以下、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２と記載する）と、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２を動作させるトランジスタＴｒ１を備えている。ＦＥＴ１、ＦＥＴ２は、直列に接続された状態で電源ライン２１ｐに設けられており、トランジスタＴｒ１がマイコン２４からの信号（charge on/off）でオン・オフ動作することで、二台のＦＥＴ１，２が同時にオン・オフ動作するように構成されている。即ち、二台のＦＥＴ１，２が同時に電源ライン２１ｐの線路を接続したり、開放したりできるようになる。また、ＦＥＴ１にはダイオードＤ１が並列に接続されており、そのダイオードＤ１が充電電流を流せる向きに設置されている。ＦＥＴ２にはダイオードＤ２が並列に接続されており、そのダイオードＤ２が充電電流を遮断する向きに設置されている。したがって、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２がオフ状態（線路が開放された状態）では、充電器２０のプラスターミナルＰｓには電源回路２２の充電用直流電圧（Ｖｐ）が加わらなくなる。
【００２１】
充電器２０のプラスターミナルＰｓには、図２に示すように、通信ライン２１ｓが接続されている。そして、通信ライン２１ｓには、高インピーダンス抵抗ＲＨを介して制御用直流電源電圧（Ｖｃｃ電源電圧）が加わるように構成されている。また、高インピーダンス抵抗ＲＨには、トランジスタＴｒ１０と低インピーダンス抵抗ＲＬとの直列回路が並列に接続されている。ここで、トランジスタＴｒ１０はマイコン２４からの信号（comm start）を受けてオン・オフ動作できるように構成されている。
また、通信ライン２１ｓには、通信用のコンパレータＣＯＭＰの入力端子が接続されており、そのコンパレータＣＯＭＰの出力端子がマイコン２４の通信入力端子（UART Rx端子）に接続されている。
さらに、通信ライン２１ｓには、通信用のトランジスタＴｒ３の出力端子（コレクタ）が接続されており、そのトランジスタＴｒ３の入力端子（ベース）がマイコン２４の通信出力端子（UART Tx端子）に接続されている。また、トランジスタＴｒ３の入力端子（ベース）には、インターロック用のトランジスタＴｒ２の出力端子（コレクタ）が接続されており、そのトランジスタＴｒ２の入力端子（ベース）がツェナーダイオードＴＨ１を介して通信ライン２１ｓに接続されている。
また、通信ライン２１ｓには、トランジスタＴｒ３がオフされるまでの間、バッテリパック３０側の短絡を防止できるように構成された短絡保護用抵抗Ｒｓが設けられている。
【００２２】
＜バッテリパック３０の充電・通信切替回路３７について＞
バッテリパック３０の充電・通信切替回路３７は、バッテリパック３０の電源ライン３１ｐを充電用、あるいは通信用に切替えるための回路である。バッテリパック３０の充電・通信切替回路３７は、電源ライン３１ｐの線路を開放・接続するＦＥＴ１、ＦＥＴ２と、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２をそれぞれ動作させるトランジスタＴｒ１１、トランジスタＴｒ１２を備えている。そして、トランジスタＴｒ１１が制御用マイコン３６からの信号（charge on/off）でオン・オフ動作し、これによりＦＥＴ１がオン・オフ動作するように構成されている。また、トランジスタＴｒ１２が制御用マイコン３６からの信号（comm on/off）でオン・オフ動作し、これによりＦＥＴ２がオン・オフ動作するように構成されている。また、ＦＥＴ１にはダイオードＤ１が並列に接続されており、そのダイオードＤ１が充電電流を遮断する向きに設置されている。ＦＥＴ２にはダイオードＤ２が並列に接続されており、そのダイオードＤ２が充電電流を流せる向きに設置されている。したがって、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２が共にオフ状態では、バッテリパック３０のプラス端子Ｐｂはセル３２から電気的に切り離され、プラス端子Ｐｂにセル３２の電圧は加わらなくなる。
【００２３】
バッテリパック３０のプラス端子Ｐｂには、図２に示すように、通信ライン３１ｓが接続されている。
通信ライン３１ｓには、通信用のＦＥＴ４の入力端子が接続されており、そのＦＥＴ４の出力端子が制御用マイコン３６の通信入力端子（UART Rx端子）に接続されている。また、ＦＥＴ４の出力端子とＶｃｃ電源間には、トランジスタＴｒ１０及び低インピーダンス抵抗ＲＬの直列回路が接続されている。さらに、トランジスタＴｒ１０と低インピーダンス抵抗ＲＬの直列回路には、高インピーダンス抵抗ＲＨが並列に接続されている。そして、トランジスタＴｒ１０が制御用マイコン３６からの信号（comm start）を受けてオン・オフ動作可能に構成されている。
また、通信ライン３１ｓには、通信用のトランジスタＴｒ３の出力端子（コレクタ）が接続されており、そのトランジスタＴｒ３の入力端子（ベース）が制御用マイコン３６の通信出力端子（UART Tx端子）に接続されている。また、トランジスタＴｒ３の入力端子（ベース）には、インターロック用のトランジスタＴｒ２の出力端子（コレクタ）が接続されており、そのトランジスタＴｒ２の入力端子（ベース）がツェナーダイオードＴＨ１を介して通信ライン３１ｓに接続されている。
また、通信ライン３１ｓには、トランジスタＴｒ３がオフされるまでの間、セル３２の短絡を防止できるように構成された短絡保護用抵抗Ｒｓが設けられている。
【００２４】
＜充電システム１０の動作について＞
次に、充電システム１０の動作を図３〜図５のフローチャートに基づいて説明する。ここで、図３〜図４に示す処理は、充電器２０のマイコン２４のメモリに格納されているプログラムに基づいて所定時間毎に繰り返し実行される。また、図５に示す処理は、バッテリパック３０の制御用マイコン３６のメモリに格納されているプログラムに基づいて所定時間毎に繰り返し実行される。
先ず、充電器２０にバッテリパック３０が連結されていない状態では、充電器２０は初期化され、図３のステップＳ１０１に示すように、充電器２０が充電許可状態に設定される。さらに、トランジスタＴｒ１のオフ動作によりＦＥＴ１、ＦＥＴ２がオフ動作しており、電源ライン２１ｐの線路が開放されている（図３  ステップＳ１０２）。同様に、バッテリパック３０でもトランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２のオフ動作によりＦＥＴ１、ＦＥＴ２が共にオフ動作して電源ライン３１ｐの線路が開放されている（図５  ステップＳ２０１）。
【００２５】
充電器２０に対してバッテリパック３０が接続されていない状態では、充電器２０のプラスターミナルＰｓ、マイナスターミナルＮｓが開放されており、通信ライン２１ｓ（図２参照）には高インピーダンス抵抗ＲＨを介してＶｃｃ電源電圧が加わっている。なお、この状態では、トランジスタＴｒ１０はオフ状態に保持されている。
これにより、充電器２０のコンパレータＣＯＭＰの反転入力電圧が設定電圧（非反転入力電圧）よりも高くなり、コンパレータＣＯＭＰはマイコン２４に対してロー（Ｌｏ）信号を出力する。これにより、マイコン２４は充電器２０に対してバッテリパック３０が接続されていないと判断する。
即ち、図３のステップＳ１０３の判断がＮＯとなり、ステップＳ１０９で充電器２０が充電許可状態に設定される。
【００２６】
次に、充電器２０に対してバッテリパック３０が接続されると、図２に示すように、充電器２０のＶｃｃ電源から高インピーダンス抵抗ＲＨ、電源ライン２１ｐ、プラスターミナルＰｓ、バッテリパック３０のプラス端子Ｐｂ、電源ライン３１ｐ、通信ライン３１ｓ、通信用のＦＥＴ４のバイパス抵抗ＲＭを介して電流が流れるようになる。これにより、充電器２０の高インピーダンス抵抗ＲＨにおいて電圧降下が発生し、充電器２０の通信ライン２１ｓの電圧がコンパレータＣＯＭＰの設定電圧（非反転入力電圧）よりも低下する。この結果、コンパレータＣＯＭＰはマイコン２４に対してハイ（Ｈｉ）信号を出力する。これにより、マイコン２４は充電器２０に対してバッテリパック３０が接続されたと判断する（図３  ステップＳ１０３  ＹＥＳ）。
次に、マイコン２４がトランジスタＴｒ１０に対してオン信号を出力することでトランジスタＴｒ１０がオンし、低インピーダンス抵抗ＲＬがＶｃｃ電源に接続される。これにより、通信ライン２１ｓの電圧が上昇してＶｃｃ電源電圧にほぼ等しくなる。この結果、コンパレータＣＯＭＰの入力電圧が設定電圧（非反転入力電圧）よりも高くなり、コンパレータＣＯＭＰはマイコン２４に対してより確実にロー（Ｌｏ）信号を出力できる。
また、バッテリパック３０側でも制御用マイコン３６がトランジスタＴｒ１０に対してオン信号を出力し、低インピーダンス抵抗ＲＬがＶｃｃ電源に接続されるようになる。
次に、充電器２０のマイコン２４では、図３のステップＳ１０４で充電許可状態が判定される。現状では、充電器２０が充電許可状態にあるため（ステップＳ１０４  ＹＥＳ）、バッテリパック３０に対して充電を開始しても良いか充電開始要求信号を送信する（図３  ステップＳ１０５）。
【００２７】
即ち、マイコン２４の通信出力端子（UART Tx端子）からの充電開始要求信号が通信用のトランジスタＴｒ３、充電器２０の通信ライン２１ｓ、電源ライン２１ｐ、バッテリパック３０の電源ライン３１ｐ、通信ライン３１ｓ、通信用のＦＥＴ４を介して制御用マイコン３６の通信入力端子（UART Rx端子）に送信される。
バッテリパック３０側（制御用マイコン３６）で充電開始要求信号が受信されると（図５のステップＳ２０２  ＹＥＳ）、制御用マイコン３６はセル３２の測定情報、検出履歴情報により充電可否を判定する（図５  ステップＳ２０３）。そして、充電器２０のマイコン２４の充電開始要求に対する応答をする（図５  ステップＳ２０４）。
即ち、制御用マイコン３６の通信出力端子（UART Tx端子）からの応答信号が通信用のトランジスタＴｒ３、通信ライン３１ｓ、電源ライン３１ｐ、充電器２０の電源ライン２１ｐ、通信ライン２１ｓ、通信用のコンパレータＣＯＭＰを介してマイコン２４に送信される。
【００２８】
バッテリパック３０側では、充電器２０のマイコン２４の充電開始要求に対して応答を許可すると（図５  ステップＳ２０５  ＹＥＳ、ステップＳ２０６  ＹＥＳ）、トランジスタＴｒ１１を介してＦＥＴ１をオン動作させて電源ライン３１ｐの線路を接続する（図５  ステップＳ２０７）。このとき、ＦＥＴ２はオフ状態であるが、ＦＥＴ２と並列に接続されているダイオードＤ２が充電電流を流せる方向に設置されているため、充電が可能になる。
一方、充電器２０側では、マイコン２４が規定時間内に応答信号を受信し（図３  ステップＳ１０６  ＹＥＳ）、その受信データが正常であり（ステップＳ１０７  ＹＥＳ）、その受信データが充電許可信号であると（ステップＳ１０８  ＹＥＳ）、図４のステップＳ１２１に示すように、トランジスタＴｒ１を介してＦＥＴ１、ＦＥＴ２をオン動作させて電源ライン２１ｐの線路を接続する。これにより、バッテリパック３０のセル３２の充電が行われる。
ここで、充電が行われる際には、充電器２０のマイコン２４及びバッテリパック３０の制御用マイコン３６は通信用のトランジスタＴｒ３をオフ動作させるため通信ライン２１ｓ，３１ｓへの通信出力が禁止される。さらに、トランジスタＴｒ３がオフ動作するため通信ライン２１ｓ，３１ｓへの充電電流の流入が禁止される。
また、充電時に、例えば、マイコン２４の故障等により通信用のトランジスタＴｒ３に対してオン信号が出力された場合でも、ツェナーダイオードＴＨ１を介してインターロック用のトランジスタＴｒ２の入力端子（ベース）に充電電圧（Ｖｐ）が加わるため、トランジスタＴｒ２がオンする。この結果、通信用のトランジスタＴｒ３の入力端子（ベース）がゼロ電圧になり、通信用のトランジスタＴｒ３がオフすることで通信ライン２１ｓ，３１ｓへの通信出力が禁止される。さらに、トランジスタＴｒ３がオフ動作するため通信ライン２１ｓ，３１ｓへの充電電流の流入が禁止される。
【００２９】
このようにして、充電が継続され、バッテリパック３０において充電電流が所定値Ｘｃｕｒｒを超えたことが検出されると（図５  ステップＳ２０９  ＹＥＳ）、トランジスタＴｒ１２のオン動作によりＦＥＴ２がオン動作するようになる（ステップＳ２１１）。これにより、ダイオードＤ２を流れる充電電流が低下して、ダイオードＤ２の発熱が抑えられる。
なお、充電電流が所定値Ｘｃｕｒｒ以下では、トランジスタＴｒ１２のオフ動作によりＦＥＴ２がオフ動作し（ステップＳ２１０）、ダイオードＤ２を通して充電電流が流れるようになる。
そして、充電中に充電停止条件、例えば、充電電流が規定値以下になって充電完了が検出されると（図５  ステップＳ２０８  ＹＥＳ）、ステップＳ２０１で、トランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２のオフ動作によりＦＥＴ１、ＦＥＴ２がオフ動作して電源ライン３１ｐの線路が開放される。
また、充電器２０において充電停止条件が検出されると（図４  ステップＳ１２２  ＹＥＳ）、充電器２０が充電禁止状態に設定され（ステップＳ１２４）、図３のステップＳ１０２で、トランジスタＴｒ１のオフ動作によりＦＥＴ１、ＦＥＴ２がオフ動作して電源ライン２１ｐの線路が開放される。また、所定の充電時間が経過すると（図４  ステップＳ１２３  ＹＥＳ）、図３のステップＳ１０２で、トランジスタＴｒ１のオフ動作によりＦＥＴ１、ＦＥＴ２がオフ動作して電源ライン２１ｐの線路が開放される。
これにより、充電が完了する。
即ち、充電器２０とバッテリパック３０とのＦＥＴ１、ＦＥＴ２が本発明の充電器側のスイッチとバッテリパック側のスイッチとに相当する。
【００３０】
＜本実施形態に係る充電システム１０の長所について＞
本実施形態に係る充電システム１０によると、充電器２０とバッテリパック３０とが連結されて、充電器側のＦＥＴ１，２（スイッチ）とバッテリパック側のＦＥＴ１，２（スイッチ）とが開放されることで、充電器側のＦＥＴ１，２とバッテリパック側のＦＥＴ１，２間の電源ライン２１ｐ，３１ｐを通信ラインとして使用できる。このため、充電器２０とバッテリパック３０間で電源ラインと通信ラインとを個別に設ける必要がなくなる。即ち、充電器２０とバッテリパック３０間で電源ライン２１ｐ，３１ｐの接続端子を通信用に使用できるようになる。これにより、専用の通信端子が不要になることで、端子数を減らすことができ、充電器２０とバッテリパック３０間で端子の接触不良に対する信頼性を向上させることができる。
また、充電器側のＦＥＴ１，２とバッテリパック側のＦＥＴ１，２とが開放された状態で、充電器側のＦＥＴ１，２とバッテリパック側のＦＥＴ１，２間の電源ライン２１ｐ，３１ｐを通信ラインとして使用する。このため、通信ラインとして使用する電源ライン３１ｐがバッテリパック３０のセル３２とは電気的に接続されておらず、通信がバッテリパック３０のセル仕様の影響を受けることがない。
【００３１】
また、充電完了時等、充電電流が規定値以下になったことを検出して、充電器側のＦＥＴ１，２とバッテリパック側のＦＥＴ１，２とを開放する構成のため、充電完了時に確実に充電電流を遮断することができる。
また、充電器側のＦＥＴ１，２とバッテリパック側のＦＥＴ１，２とを接続して充電が行われる際には、充電電圧がツエナー電圧を超えるため、ツェナーダイオードＴＨ１、インターロック用のトランジスタＴｒ２の働きで通信用のトランジスタＴｒ３が強制的にオフされて、通信ライン２１ｓ，３１ｓへの通信が禁止される。したがって、バッテリパック３０の充電中にマイコン２４の誤動作等により通信が行われるような不具合がない。また、トランジスタＴｒ３が強制的にオフされるため、充電中に通信ライン２１ｓ，３１ｓへの充電電流の流入が禁止される。
また、バッテリパック側のＦＥＴ２と並列に接続されたダイオードＤ２は充電電流を流す向きに設置されており、充電電流が規定電流を超える場合にＦＥＴ１はオン状態になる。このため、ダイオードＤ２を流れる電流が減少し、ダイオードＤ２の発熱を抑えることができる。
【００３２】
＜変更例＞
ここで、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における変更が可能である。例えば、本実施形態では、図２に示すように、ツェナーダイオードＴＨ１とインターロック用のトランジスタＴｒ２とを使用したインターロック回路を例示したが、図６に示すように、二台のインターロック用のトランジスタＴｒ２，Ｔｒ５を使用してインターロック回路を構成することも可能である。
即ち、図６の上図（充電器２０）に示すように、インターロック用のトランジスタＴｒ２のベース端子はＦＥＴ１，２を動作させるトランジスタＴｒ１のベース端子と共にマイコン２４に接続されている。また、インターロック用のトランジスタＴｒ２のコレクタ端子が通信用のトランジスタＴｒ３のベース端子に接続されている。このため、マイコン２４の信号によりトランジスタＴｒ１がオン動作して、ＦＥＴ１，２がオン動作するときには、インターロック用のトランジスタＴｒ２もオン動作し、通信用のトランジスタＴｒ３のベース端子がゼロ電位になる。この結果、通信用のトランジスタＴｒ３がオフ動作し、通信ライン２１ｓへの通信出力が禁止される。
このため、セル３２の充電が行われているときに、マイコン２４の誤動作等により、通信ライン２１ｓへ通信出力が開始されるような不具合がない。また、充電中に通信ライン２１ｓへの充電電流の流入が禁止される。
【００３３】
また、インターロック用のトランジスタＴｒ５のベース端子は通信用のトランジスタＴｒ３のベース端子と共にマイコン２４に接続されている。また、インターロック用のトランジスタＴｒ５のコレクタ端子がＦＥＴ１を動作させるトランジスタＴｒ１のベース端子に接続されている。
このため、マイコン２４の信号により通信用のトランジスタＴｒ３がオン動作しているときには、インターロック用のトランジスタＴｒ５もオン動作し、ＦＥＴ１動作用のトランジスタＴｒ１のベース端子がゼロ電位になる。この結果、トランジスタＴｒ１がオフ動作してＦＥＴ１がオフし、電源ライン２１ｐの線路が開放される。即ち、充電器２０とバッテリパック３０間で通信が行われているときには充電が禁止されるようになる。
このため、充電器２０とバッテリパック３０間で通信が行なわれているときに、マイコン２４の誤動作等により充電が開始されるような不具合がない。
【００３４】
［実施形態２］
以下、図７から図１４に基づいて、本発明の実施形態２に係る充電システム４０の説明を行なう。
＜充電システム４０の構成について＞
本実施形態に係る充電システム４０は、図７に示すように、身体に装着可能に構成されたベルト４１に取付けられており、専用ケーブル４３と工具ホルダ４５とを備える充電器２０と、充電器２０の工具ホルダ４５に連結可能に構成されたアダプタ５０（図８参照）と、アダプタ５０に連結される電動工具６０と、電動工具６０に連結されるバッテリパック３０とから構成されている。そして、アダプタ５０と電動工具６０とバッテリパック３０とを一体で充電器２０の工具ホルダ４５から取り外して、電動工具６０をネジ締め作業等に使用できるようになる。アダプタ５０と電動工具６０とは、図９に示すように、コネクタＣＮ１によって電気的に接続されており、電動工具６０とバッテリパック３０とはコネクタＣＮ２によって電気的に接続されている。
【００３５】
これにより、アダプタ５０と電動工具６０とバッテリパック３０との電源ライン５１ｐ，６１ｐ，３１ｐ（プラス側）が相互に接続されるとともに、電源ライン５１ｎ，６１ｎ，３１ｎ（マイナス側）も相互に接続される。さらに、アダプタ５０のマイコン５６と電動工具６０のマイコン６６とバッテリパック３０のマイコン３６とが相互に接続されるようになる。
アダプタ５０は、図９に示すように、実施形態１で説明したバッテリパック３０の充電・通信切替回路３７と等しい基本構成の充電・通信切替回路５７を備えている。
また、充電器２０は、図９に示すように、実施形態１で説明した充電器２０と等しい基本構成であり、家庭用の交流電源をバッテリ２１（図７参照）に変更した点が相違している。アダプタ５０は、電動工具６０等が工具ホルダ４５に支持された状態でコネクタＣＮ０によって充電器２０と電気的に接続されるように構成されている。
即ち、アダプタ５０と電動工具６０とが本発明の充電器とバッテリパックとの間の別の機器に相当する。
【００３６】
＜充電システム４０の動作について＞
次に、図１０から図１４のフローチャートに基づいて充電システム４０の動作を説明する。ここで、図１０、図１１に示す処理は、充電器２０のマイコン２４のメモリに格納されているプログラムに基づいて所定時間毎に繰り返し実行される。また、図１２に示す処理は、アダプタ５０のマイコン５６のメモリに格納されているプログラムに基づいて所定時間毎に繰り返し実行される。また、図１３に示す処理は、電動工具６０のマイコン６６のメモリに格納されているプログラムに基づいて繰り返し実行される。さらに、図１４に示す処理は、バッテリパック３０のマイコン３６のメモリに格納されているプログラムに基づいて繰り返し実行される。
ここで、充電器２０における図１０、図１１に示す処理は、実施形態１で説明した図３、図４に示す処理と基本的に等しいため、等しいステップ番号を付して詳細な説明は省略する。
先ず、充電器２０に対してアダプタ５０が接続される前は、充電器２０が初期化されてＦＥＴ１、ＦＥＴ２がオフ動作し、電源ライン２１ｐの線路が開放されている（図１０  ステップＳ１０１、Ｓ１０２）。また、アダプタ５０側でも、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２がオフ動作し、電源ライン５１ｐの線路が開放されている（図１２  ステップＳ３０１）。
【００３７】
次に、充電器２０に対してアダプタ５０が接続されると（図１０  ステップＳ１０３  ＹＥＳ）、充電器２０が充電許可状態にある場合（ステップＳ１０４  ＹＥＳ）、充電器２０のマイコン２４はアダプタ５０のマイコン５６に対して充電を開始しても良いか充電開始要求信号を送信する（ステップＳ１０５）。
アダプタ５０のマイコン５６は、充電器２０からの充電開始要求信号を受信すると（図１２のステップＳ３０２  ＹＥＳ）、電動工具６０のマイコン６６に対して充電開始要求信号を転送する（図１２  ステップＳ３０３）。電動工具６０のマイコン６６は、アダプタ５０からの充電開始要求信号を受信すると（図１３のステップＳ４０１  ＹＥＳ）、バッテリパック３０のマイコン３６に対して充電開始要求信号を転送する（図１３  ステップＳ４０２）。バッテリパック３０のマイコン３６は、電動工具６０からの充電開始要求信号を受信すると（図１４のステップＳ５０１  ＹＥＳ）、セル３２の測定情報、検出履歴情報により充電可否を判定する（図１４  ステップＳ５０２）。そして、電動工具６０のマイコン６６に対して充電開始要求に対する応答をする（図１４  ステップＳ５０３、Ｓ５０４  ＹＥＳ）。電動工具６０のマイコン６６は、バッテリパック３０から規定時間内に応答があると（図１３  ステップＳ４０３）、その応答データが正常な場合に（図１３  ステップＳ４０４）、アダプタ５０のマイコン５６に対して充電開始要求応答を転送する（図１３  ステップＳ４０５，Ｓ４０６  ＹＥＳ）。アダプタ５０のマイコン５６は、電動工具６０から規定時間内に応答があると（図１２  ステップＳ３０４  ＹＥＳ）、その応答データが正常な場合に（図１２  ステップＳ３０５  ＹＥＳ）、充電器２０のマイコン２４に対して充電開始要求応答を転送する（図１２  ステップＳ３０６、Ｓ３０７  ＹＥＳ）。
【００３８】
アダプタ５０のマイコン５６は、充電器２０のマイコン２４の充電開始要求に対して応答を許可すると（図１２  ステップＳ３０８  ＹＥＳ）、ＦＥＴ１をオン動作させて電源ライン５１ｐの線路を接続する（図１２  ステップＳ３０９）。このとき、ＦＥＴ２はオフ状態であるが、ＦＥＴ２と並列に接続されているダイオードＤ２が充電電流を流せる方向に設置されているため、充電が可能になる。
一方、充電器２０側では、マイコン２４が規定時間内に応答信号を受信し（図１１  ステップＳ１０６  ＹＥＳ）、その受信データが正常であり（ステップＳ１０７  ＹＥＳ）、その受信データが充電許可信号であると（ステップＳ１０８  ＹＥＳ）、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２をオン動作させて電源ライン２１ｐの線路を接続する（図１１  ステップ１２１）。これにより、バッテリパック３０のセル３２の充電が行われる。
【００３９】
このようにして、充電が継続され、アダプタ５０において充電電流が所定値Ｘｃｕｒｒを超えたことが検出されると（図１２  ステップＳ３１１  ＹＥＳ）、ＦＥＴ２がオン動作するようになる（ステップＳ３１３）。これにより、ダイオードＤ２を流れる充電電流が低下して、ダイオードＤ２の発熱が抑えられる。
なお、充電電流が所定値Ｘｃｕｒｒ以下では、ＦＥＴ２がオフ動作し（ステップＳ３１２）、ダイオードＤ２を通して充電電流が流れるようになる。
そして、充電中に充電停止条件、例えば、充電電流が規定値以下になって充電完了が検出されると（図１２  ステップＳ３１０  ＹＥＳ）、ステップＳ３０１で、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２がオフ動作して電源ライン３１ｐの線路が開放される。
また、充電器２０において充電停止条件が検出されると（図１１  ステップＳ１２２  ＹＥＳ）、充電器２０が充電禁止状態に設定され（ステップＳ１２４）、図１０のステップＳ１０２で、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２がオフ動作して電源ライン２１ｐの線路が開放される。この状態で、充電が完了する。
このように、充電器２０とアダプタ５０とを使用して電動工具６０と一体化されたバッテリパック３０の充電を行なえるようになる。また、充電器２０とバッテリパック３０間で電源ライン２１ｐ，５１ｐを使用してデータ通信が可能になる。
【００４０】
＜変更例＞
ここで、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における変更が可能である。例えば、本実施形態では、充電器２０をベルト取付構造としたが、充電器２０を通常の卓上式とし、商用電源により駆動できる構成とすることも可能である。
さらに、本実施形態では、電動工具６０として電動ドリル、電動ドライバ等を例示したが、電動工具６０として電動レンチ、電動グラインダ、電動マルノコ、電動レシプロソー、電動ジグソー、電動ハンマ、電動カッター、電動チェンソー、電動カンナ、電動釘打ち機（鋲打ち機を含む）、電動ヘッジトリマ、電動芝刈り機、電動芝生バリカン、電動刈払機、電動クリーナ等を使用することも可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１０・・・・充電システム
２０・・・・充電器
２１ｓ・・・通信ライン
２１ｐ・・・電源ライン
３０・・・・バッテリパック
３１ｓ・・・通信ライン
３１ｐ・・・電源ライン
３２・・・・セル
Ｄ１・・・・ダイオード
Ｄ２・・・・ダイオード
ＦＥＴ１・・スイッチング素子（スイッチ）
ＦＥＴ２・・スイッチング素子（スイッチ）
５０・・・・アダプタ（別の機器）
６０・・・・電動工具（別の機器）
【図１】
2014207841.tif 000003
【図２】
2014207841.tif 000004
【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】
2014207841.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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