(57)【要約】【課題】ユーザにとって利便性をより向上させることのできる昇圧式電動工具を提供する。【解決手段】昇圧式電動工具は、電池パック２から供給される電源電圧Ｖｂを昇圧して所定の電圧を生成し、この生成した所定の電圧を有する電力を出力する昇圧電源部３と、昇圧電源部３が出力する電力にて駆動されるモータ１０とを備える。昇圧式電動工具は、昇圧する前の電源電圧Ｖｂを検出する特性検出回路４６の電池電圧検出部を備え、昇圧電源部３は、電池電圧検出部で検出された検出電圧に応じて、出力する電力の大きさを調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から供給される電源電圧を昇圧して所定の電圧を生成し、この生成した所定の電圧を有する電力を出力する電源部と、前記電源部が出力する電力にて駆動されるモータとを備える昇圧式電動工具であって、
前記昇圧する前の電源電圧を検出する検出部を備え、
前記電源部は、前記検出部で検出された検出電圧に応じて、前記出力する電力の大きさを調整する
ことを特徴とする昇圧式電動工具。
【請求項２】
前記電源部は、前記検出電圧に応じて前記電源から入力する電流を制限し、この制限した電流に応じて前記出力する電力の大きさを調整する
請求項１に記載の昇圧式電動工具。
【請求項３】
前記電源部は、前記検出電圧に基づき前記出力する電圧を調整して前記出力する電力の大きさを調整する
請求項１又は２に記載の昇圧式電動工具。
【請求項４】
前記電源部には、前記出力する電力を低下させるべき前記電源電圧が規制電圧として設定されており、前記電源部は、前記検出電圧が前記規制電圧よりも低いとき、前記出力する電力を小さくする
請求項１〜３のいずれか一項に記載の昇圧式電動工具。
【請求項５】
前記電源部には、前記出力する電力を停止させるべき前記電源電圧が停止電圧として設定されており、前記電源部は、前記検出電圧が前記停止電圧よりも低いとき、電力の出力を停止する
請求項１〜４のいずれか一項に記載の昇圧式電動工具。
【請求項６】
前記電源部は、前記検出電圧から前記電源の残容量を推定し、この推定した残容量をユーザに通知する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の昇圧式電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を電源とする昇圧式電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
こうした電動工具は、電源となる電池として、電池容量が大きく小型化が可能なリチウムイオン２次電池が採用されることが多い。リチウムイオン２次電池は、過放電・過充電を回避するように充放電が適切に制御されることで、良好な状態を長く維持することができる。例えば、こうした電動工具の一例が特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の電動工具は、リチウムイオン２次電池からなる電池パックと、モータに流れる電流をスイッチングするスイッチング素子と、スイッチング素子の駆動電圧を生成する駆動電圧生成手段とを備える。そして、駆動電圧生成手段は、電池パックの電圧が低いとき、スイッチング素子を確実に駆動させることのできる電圧まで昇圧させた駆動電圧を生成する。これにより、電池パックの電圧が低いときであっても、駆動電圧によってスイッチング素子が確実に駆動される。つまり電動工具は、過放電や過電流が検出されないときには電池からモータに電流が流される一方、過放電等が検出されると電池からモータへの電流の供給が停止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１６１５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の電動工具は、過放電や過電流から電池を適切に保護することができる。しかしながら、電池を保護するための動作であるにせよ、ユーザが電池の残容量を把握していなければ、ユーザに対し電動工具が突然停止したと感じさせることになりかねない。特に、近年増えてきている、電源電圧を昇圧して電力を調整する電動工具、いわゆる昇圧式電動工具は、出力電力を安定して供給することができる一方で、電源電圧の低下がユーザにとって認識しづらくなってきている。
【０００６】
例えば、図８に示すように、昇圧式電動工具は、電源電圧Ｖｂの変動にかかわらず、モータに印加される供給電圧Ｖｓは一定に維持される。つまり、電源電圧Ｖｂの変動が、モータの駆動力に与える影響が小さい。一方、昇圧式電動工具は、時刻ｔｆに電源電圧Ｖｂが過放電検知レベルＶｏｄまで低下したことが検出されると、昇圧が停止されるため、この時刻ｔｆをもって工具の駆動が突然停止する。
【０００７】
また、図９に示すように、昇圧式電動工具は、時刻ｔｆに、過負荷などで一時的に電源電圧Ｖｂが過放電検知レベルＶｏｄまで低下したことが検出されることもある。このとき、短時間で電源電圧Ｖｂが回復するか否かにかかわらず、昇圧式電動工具は時刻ｔｆをもって昇圧が停止されるため、ユーザは、一時的であれ、工具の駆動が突然停止した印象を受けてしまう。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ユーザにとって利便性をより向上させることのできる昇圧式電動工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
・本発明の昇圧式電動工具は、電源から供給される電源電圧を昇圧して所定の電圧を生成し、この生成した所定の電圧を有する電力を出力する電源部と、前記電源部が出力する電力にて駆動されるモータとを備える昇圧式電動工具であって、前記昇圧する前の電源電圧を検出する検出部を備え、前記電源部は、前記検出部で検出された検出電圧に応じて、前記出力する電力の大きさを調整することを特徴としている。
【００１０】
・この昇圧式電動工具においては、前記電源部は、前記検出電圧に応じて前記電源から入力する電流を制限し、この制限した電流に応じて前記出力する電力の大きさを調整することが好ましい。
【００１１】
・この昇圧式電動工具においては、前記電源部は、前記検出電圧に基づき前記出力する電圧を調整して前記出力する電力の大きさを調整することが好ましい。
・この昇圧式電動工具においては、前記電源部には、前記出力する電力を低下させるべき前記電源電圧が規制電圧として設定されており、前記電源部は、前記検出電圧が前記規制電圧よりも低いとき、前記出力する電力を小さくすることが好ましい。
【００１２】
・この昇圧式電動工具においては、前記電源部には、前記出力する電力を停止させるべき前記電源電圧が停止電圧として設定されており、前記電源部は、前記検出電圧が前記停止電圧よりも低いとき、電力の出力を停止することが好ましい。
【００１３】
・この昇圧式電動工具においては、前記電源部は、前記検出電圧から前記電源の残容量を推定し、この推定した残容量をユーザに通知することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の昇圧式電動工具によれば、ユーザの利便性を向上させる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の昇圧式電動工具を具体化した第１の実施形態における電動工具の回路の概略構成を示す回路図。
【図２】同実施形態において、概略構成を示すブロック図。
【図３】同実施形態において、電源電圧及び電源電流の変化の一例を示すグラフ。
【図４】同実施形態において、電源電圧及び供給電圧の変化の一例を示すグラフ。
【図５】同実施形態において、電源電流が放電規制電流値になったときの供給電圧の変化の一例を詳細に示すグラフ。
【図６】同実施形態において、電源電流が放電規制電流値になったときの供給電圧の変化の一例を詳細に示すグラフ。
【図７】本発明の昇圧式電動工具を具体化した第２の実施形態における電動工具について、電源電圧と供給電圧との変化の一例を示すグラフ。
【図８】従来の昇圧式電動工具による電源電圧と供給電圧との関係を模式的に示すグラフ。
【図９】従来の昇圧式電動工具による電源電圧と供給電圧との関係を模式的に示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる昇圧式電動工具を具体化した電動工具の第１の実施形態について、図１〜６を参照して説明する。
【００１７】
図１に示すように、電動工具は、電動工具本体１と、電動工具本体１に対して着脱可能な電池パック２とを備えている。電動工具本体１は、電池パック２から印加される電圧を昇圧する昇圧電源部３と、昇圧電源部３から電力が供給されるモータ１０とを備えている。モータ１０は直流モータであって、昇圧電源部３に対して直列接続されるスイッチング素子５０（ＦＥＴ）が昇圧電源部３から供給される電力の入／切を制御することにより流れる電流が調整される。
【００１８】
電池パック２は、１又は複数の電池セル（例えば、リチウムイオン電池）にて構成された２次電池を備えている。電池パック２は、電動工具本体１に電気的に接続される第１及び第２の電源端子２１，２２を備えている。本実施形態では、第１の電源端子２１は正極端子であり、第２の電源端子２２は負極端子である。なお、電池パック２は、残容量の減少等によって電源電圧が低下する。また電池パック２は、残容量は電池の出力電圧（電源電圧Ｖｂ）にほぼ比例するようになっているため、電源電圧Ｖｂから残容量を推定することができる。
【００１９】
電動工具本体１は、電池パック２を電気的に接続させるための第１及び第２の入力端子３１，３２を備えている。本実施形態では、第１の入力端子３１は正極端子であり、第２の入力端子３２は負極端子である。つまり、電動工具本体１は、第１の入力端子３１に電池パック２の第１の電源端子２１が接続され、第２の入力端子３２に電池パック２の第２の電源端子２２が接続される。
【００２０】
昇圧電源部３は、電池パック２から印加される電源電圧Ｖｂをモータ１０の駆動に必要な供給電圧Ｖｓに昇圧し、この昇圧した供給電圧Ｖｓを有する供給電力をモータ１０に供給する。昇圧電源部３は、第１の入力端子３１に接続されるコイル４１及び第２の入力端子３２に接続されるコンデンサ４４から構成される直列回路を備えている。また、昇圧電源部３は、コンデンサ４４からコイル４１への電流の逆流を防止するため、コイル４１とコンデンサ４４との間にダイオード４２を備えている。さらに、昇圧電源部３は、ダイオード４２及びコンデンサ４４から構成される直列回路に並列するスイッチング素子４３（ＦＥＴ）と、スイッチング素子４３の制御端子に電気的に接続される制御回路４５とを備えている。コンデンサ４４の両端子間には、モータ１０が電気的に接続される。つまり、昇圧電源部３は、コンデンサ４４の両端子間から供給電圧Ｖｓの供給電力を出力し、この供給電力をモータ１０に供給する。
【００２１】
また、昇圧電源部３は、電池パック２から電源電流Ｉｂ（放電電流）や電源電圧Ｖｂ、及び、モータ１０へ出力する供給電流Ｉｓや供給電圧Ｖｓをそれぞれ測定する特性検出回路４６を備えている。
【００２２】
図２に示すように、特性検出回路４６は、電圧を検出する電圧検出部５１と電流を検出する電流検出部５４とを備えている。電圧検出部５１は、第１及び第２の入力端子３１，３２に接続されて電源電圧Ｖｂを検出する電池電圧検出部５３と、昇圧電源部３のコンデンサ４４の両端子間に接続されて供給電圧Ｖｓを測定する負荷電圧検出部５２とを備える。電流検出部５４は、電池パック２と昇圧電源部３との間に配置した図示しない抵抗から電源電流Ｉｂを検出し、昇圧電源部３とモータ１０との間に配置した図示しない抵抗から供給電流Ｉｓを検出する。
【００２３】
特性検出回路４６は、制御回路４５に電気的に接続されている。特性検出回路４６は、電池電圧検出部５３が検出する検出電圧としての電源電圧Ｖｂに対応する信号や、負荷電圧検出部５２が検出する供給電圧Ｖｓに対応する信号をそれぞれ制御回路４５へ出力する。特性検出回路４６は、電流検出部５４が検出する電源電流Ｉｂや供給電流Ｉｓに応じた信号を制御回路４５へ出力する。
【００２４】
制御回路４５は、特性検出回路４６と、スイッチング素子４３の制御端子と、スイッチング素子５０の制御端子とに電気的に接続されている。つまり、制御回路４５は、特性検出回路４６から電源電圧Ｖｂや、電源電流Ｉｂや、供給電圧Ｖｓや、供給電流Ｉｓ値が入力される。
【００２５】
制御回路４５は、演算処理装置や、ＲＯＭ及びＲＡＭの記憶装置などを含む、マイクロコンピュータとして構成されている。制御回路４５は、不揮発性の記憶装置（例えば、ＲＯＭ）に各種処理に用いられるプログラム、及び、プログラム処理に必要な各種パラメータなどが記憶されている。
【００２６】
本実施形態では、プログラムには、モータ１０の駆動を制御する駆動制御プログラムと、供給電力を生成する昇圧制御プログラムとが含まれている。駆動制御プログラムは、ユーザの指示に応じてモータ１０に流す電流を調整することで、モータ１０の駆動を制御する。昇圧制御プログラムは、電源電圧Ｖｂを昇圧させるためにスイッチング素子４３をＰＷＭ制御（オンオフ制御）する。また昇圧制御プログラムは、ＰＷＭ制御において電池パック２から放電させる電源電流Ｉｂの制御も行なう。
【００２７】
各種パラメータには、昇圧制御プログラムが処理に用いる規制電圧としての第１〜第３の過放電検知電圧値Ｖｏｄ１〜Ｖｏｄ３と、第１〜第３の放電規制電流値Ｉｃ１〜Ｉｃ３とが含まれている。
【００２８】
図３に示すように、第１〜第３の過放電検知電圧値Ｖｏｄ１〜Ｖｏｄ３は、電池パック２の過放電を判定するため電圧値であって、電源電圧Ｖｂの方が低いとき、電池パック２は過放電であると判定される。なお、本実施形態では第１〜第３の過放電検知電圧値Ｖｏｄ１〜Ｖｏｄ３はその大きさが、Ｖｏｄ３＞Ｖｏｄ２＞Ｖｏｄ１の関係で設定されている。そして、停止電圧としての第１の過放電検知電圧値Ｖｏｄ１は、電池パック２の放電を中止させるレベルであり、第２の過放電検知電圧値Ｖｏｄ２は、電池パック２の放電をもうすぐ中止させなければならないレベルである。また、第３の過放電検知電圧値Ｖｏｄ３は、電池パック２の放電を減少させる必要のあるレベルである。
【００２９】
第１〜第３の放電規制電流値Ｉｃ１〜Ｉｃ３は、電池パック２の電源電流Ｉｂの規制要否の判定に用いられる電流値であって、電源電流Ｉｂの方が大きいとき、電池パック２は電源電流Ｉｂを規制される必要があると判定される。なお、本実施形態では第１〜第３の放電規制電流値Ｉｃ１〜Ｉｃ３はその大きさが、Ｉｃ１＞Ｉｃ２＞Ｉｃ３の関係で設定されている。そして、第１の放電規制電流値Ｉｃ１は、電池パック２から放電させてもよい最大電流値であり、第２の放電規制電流値Ｉｃ２は、電圧降下の初期の段階で電池パック２から放電させてもよい電流値である。また、第３の放電規制電流値Ｉｃ３は、電圧降下の進行した段階で電池パック２から放電させてもよい電流値である。
【００３０】
制御回路４５は、昇圧制御プログラムを実行させることで、電源電圧Ｖｂを供給電圧Ｖｓに変換させる電圧電流制御部６１を備える。電圧電流制御部６１は、所定の条件に基づいてスイッチング素子４３をＰＷＭ制御することで電源電圧Ｖｂを供給電圧Ｖｓへ変換する。詳述すると、制御回路４５は、スイッチング素子４３をオンさせてコイル４１に所定の電磁エネルギーを蓄えさせた後、スイッチング素子４３をオフさせることでコイル４１から電磁エネルギーを放出させる。この放出された電磁エネルギーによりコンデンサ４４の端子間に生じる電圧が昇圧され、この昇圧された電圧が供給電圧Ｖｓとなる。つまり制御回路４５は、ＰＷＭ制御によって、スイッチング素子４３のオン／オフのタイミングや、オン期間／オフ期間のデューティ比を適宜調整する。そして制御回路４５は、電源電圧Ｖｂや、電源電流Ｉｂや、供給電圧Ｖｓや、供給電流Ｉｓがそれぞれこの電動工具に定められた所定の電圧や電流に適合するようにしている。
【００３１】
つまり、昇圧電源部３は、制御回路４５の電圧電流制御部６１によるＰＷＭ制御に基づいて、電池パック２から入力する電力をモータ１０へ供給する電力に変換する。このとき、昇圧電源部３からモータ１０に十分な電力が供給できれば、モータ１０はユーザの操作に対応する回転駆動力（もしくは回転数）を発生させることができる。一方、昇圧電源部３からモータ１０に十分な電力が供給できなければ、つまり電力が不足すれば、モータ１０はユーザの操作に対応する回転駆動力（もしくは回転数）を発生させることができなくなる。
【００３２】
制御回路４５は、昇圧制御プログラムが実行されることで、電池パック２からの電源電流Ｉｂが、第１〜第３の放電規制電流値Ｉｃ１〜Ｉｃ３のいずれかのうちから設定されたレベルを超えないようにする。制御回路４５は、特性検出回路４６が検出した電源電流Ｉｂと、設定されている放電規制電流値とを比較することで、電源電流Ｉｂが設定された放電規制電流値を越えないようにＰＷＭ制御を行なう。
【００３３】
図３及び図４に示すように、本実施形態の電動工具は時刻ｔ１以前（図において時刻ｔ１の左側）において、電池パック２の電源電圧Ｖｂの高さが所定のレベル以上であれば、電源電流Ｉｂが第１の放電規制電流値Ｉｃ１に達しないようになっている。つまり、電源電流Ｉｂが第１の放電規制電流値Ｉｃ１に達しないとき、制御回路４５は、電池パック２から必要な電力を得ることができる。これにより、制御回路４５は、昇圧に必要とされる所定の電磁エネルギーをコイル４１に蓄えさせて、電源電圧Ｖｂを供給電圧Ｖｓまで昇圧させることができる。
【００３４】
一方、本実施形態の電動工具は、時刻ｔ１以降（図において時刻ｔ１の右側）において、電池パック２の電源電圧Ｖｂの電圧降下が進むと、電源電流Ｉｂが増加して第１の放電規制電流値Ｉｃ１のレベルに達するようになる。つまり、電池パック２の放電が進むと、制御回路４５は、電源電流Ｉｂを第１の放電規制電流値のレベルに抑えるようにＰＷＭ制御のデューティ比を制御するため、電池パック２から昇圧に必要な電力を得ることができなくなる。よって、制御回路４５は、コイル４１に十分な電磁エネルギーを蓄えさせることができなくなり、電源電圧Ｖｂを供給電圧レベルＶｏまで昇圧させることができなくなる。
【００３５】
なお、本実施形態では、制御回路４５は、電源電圧Ｖｂに応じて第１〜第３の放電規制電流値Ｉｃ１〜Ｉｃ３を設定するようにしている。制御回路４５は、電源電圧Ｖｂが第３の過放電検知電圧値Ｖｏｄ３以上のとき、第１の放電規制電流値Ｉｃ１を設定する。また、制御回路４５は、電源電圧Ｖｂが第３の過放電検知電圧値Ｖｏｄ３未満、かつ、第２の過放電検知電圧値Ｖｏｄ２以上のとき、第２の放電規制電流値Ｉｃ２を設定する。さらに、制御回路４５は、電源電圧Ｖｂが第２の過放電検知電圧値Ｖｏｄ２未満、かつ、第１の過放電検知電圧値Ｖｏｄ１以上のとき、第３の放電規制電流値Ｉｃ３を設定する。そして、制御回路４５は、電源電圧Ｖｂが第１の過放電検知電圧値Ｖｏｄ１未満のとき、電源電流Ｉｂを「０」にする。
【００３６】
制御回路４５は、ユーザが指などで引き込み量を操作可能なスイッチであるトリガスイッチを有するスイッチ部６２を備えている。スイッチ部６２のトリガスイッチは、モータ１０の起動及び停止を行うオンオフを含み、操作量（トリガの引き込み量）に応じてボリューム抵抗の抵抗値が変化する。制御回路４５は、スイッチ部６２のトリガスイッチの操作量の変化を検出し、この検出した操作量に基づいてスイッチング素子５０を制御することによってモータ１０に流れる電流を制御する。例えば、制御回路４５は、トリガスイッチの操作量が少ないことを検出すると、スイッチング素子５０に流れる電流が小さくなるように制御し、トリガスイッチの操作量が多いことを検出すると、スイッチング素子５０に流れる電流が大きくなるように制御する。
【００３７】
つまり昇圧電源部３は、制御回路４５がスイッチ部６２に対するユーザの操作に応じてモータ１０に流す電流を制御することによって、モータ１０へ供給する電力を調整する。制御回路４５による電力の調整には、モータ１０の起動や停止、また動作時の回転速度の調整が含まれる。
【００３８】
モータ１０は、その回転軸に、図示しない動力伝達部を介して図示しない先端工具（ビット）が取り付けられている。従って、電動工具は、モータ１０の回転駆動力が動力伝達部を介して伝達されることで回転するように構成されている。これにより、電動工具は被加工物に対して、先端工具としてのドライバがねじをねじ込んだり、先端工具としてのドリルが穴を形成したりする各種加工を行うことができる。
【００３９】
なお、電動工具は回転駆動させる先端工具に加工する被加工物から反力を受け、この反力が電動工具を把持するユーザに感じられる。電動工具が受ける反力は、被加工物の材質や、先端工具の種類や、モータの出力等によって変化する。このため、電動工具が受ける反力は、特定の先端工具を使用して、特定の被加工物を加工等した場合、モータの出力に対応して変化する。こうしたことから、ユーザは、把持する電動工具から伝わる（感じられる）反力に応じて、モータの出力を推測することができる。そしてユーザは、手に感じる反力に応じてトリガスイッチを操作してモータの出力を調整することで、電動工具によって被加工物を適切に加工する。このときユーザは、モータの出力を低下させる操作をしていないにもかかわらず、電動工具から受ける反力の低下を感じると、電源が弱くなった、つまり電池パックの出力電力が低下したと推測する。なおユーザは、モータの出力低下を、モータの回転数や音や、出力低下を通知する表示や音などからも推測することができる。
【００４０】
次に、昇圧電源部３の動作について、図３〜図６を参照して詳細に説明する。
図３に示すように、電池パック２は、使用され続けると、時間経過とともに電源電圧Ｖｂが徐々に低下する。一方、昇圧電源部３は、電源電圧Ｖｂの低下にかかわらず、コイル４１に電磁エネルギーを蓄えるために必要な電力を電池パック２に要求する。つまり、昇圧電源部３が電池パック２から電力を得ようとすると、電源電圧Ｖｂの低下に反比例するかたちに電源電流Ｉｂを増加させる。つまり、電池パック２は、電源電圧Ｖｂの電圧降下に従って、電源電流Ｉｂが増加する。
【００４１】
図３〜図５に示すように、制御回路４５は、電池パック２の良好な状態を長く維持するため、電源電流Ｉｂが第１の放電規制電流値Ｉｃ１を超えないように制御する。つまり、電源電流Ｉｂが第１の放電規制電流値Ｉｃ１のレベルに達すると（時刻ｔ１）、制御回路４５は、電源電流Ｉｂを第１の放電規制電流値Ｉｃ１に維持する（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）。
【００４２】
そして、時刻ｔ１以降、供給電流Ｉｓ（負荷電流）の累積に伴って電源電圧Ｖｂは降下を続け、電源電流Ｉｂは第１の放電規制電流値Ｉｃ１に規制されるため、コイル４１に蓄えられる電磁エネルギーが減少する。このため、供給電圧Ｖｓが供給電圧レベルＶｏより低下する（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）。
【００４３】
つまり、時刻ｔ１以降、モータ１０には、供給電圧レベルＶｏより低下した供給電圧Ｖｓが供給されるため、モータ１０の駆動力（もしくは回転数）が低下する。こうした駆動力（もしくは回転数）の低下は、電動工具本体１を把持しているユーザにも手応えの変化として感じられ、ユーザに電池パック２の電力の残容量が少なくなった、いわゆる電池が弱くなったと認識させることができる。例えば、ユーザは、電池が弱くなったことを認識すると、電池残量を意識して電動工具を使用するようになる。
【００４４】
図３、図４及び図６に示すように、制御回路４５は、時刻ｔ２に達すると、電源電圧Ｖｂが第３の過放電検知電圧値Ｖｏｄ３のレベルまで低下したことを検知し、電源電流Ｉｂを第２の放電規制電流値Ｉｃ２に維持する（時刻ｔ２〜時刻ｔ３）。
【００４５】
そして、時刻ｔ２以降、供給電流Ｉｓ（負荷電流）の累積に伴って電源電圧Ｖｂは降下を続け、電源電流Ｉｂは第２の放電規制電流値Ｉｃ２に規制されるため、コイル４１に蓄えられる電磁エネルギーがより減少する。このため、供給電圧Ｖｓが時刻ｔ２のときのレベルからさらに低下するようになる（時刻ｔ２〜時刻ｔ３）。
【００４６】
つまり、時刻ｔ２以降、モータ１０には、供給電圧レベルＶｏよりさらに低下した供給電圧Ｖｓが供給されるため、モータ１０の駆動力（もしくは回転数）がより低下する。こうした駆動力（もしくは回転数）の低下は、ユーザに手応えの変化として感じられ、電池パック２の電力の残容量がより少なくなった、いわゆる電池がより弱くなったと認識させることができる。例えば、ユーザは、電池がより弱くなったことを認識すると、電池の交換する時期を意識して電動工具を使用するようになる。
【００４７】
図３及び図４に示すように、制御回路４５は、時刻ｔ３に達すると、電源電圧Ｖｂが第２の過放電検知電圧値Ｖｏｄ２のレベルまで低下したことを検知し、電源電流Ｉｂを第３の放電規制電流値Ｉｃ３に維持する（時刻ｔ３〜時刻ｔ４）。
【００４８】
そして、時刻ｔ３以降、供給電流Ｉｓ（負荷電流）の累積に伴って電源電圧Ｖｂは降下を続け、電源電流Ｉｂは第３の放電規制電流値Ｉｃ３に規制されるため、コイル４１に蓄えられる電磁エネルギーがより一層減少する。このため、供給電圧Ｖｓが時刻ｔ３のときのレベルからさらに一層低下するようになる（時刻ｔ３〜時刻ｔ４）。
【００４９】
つまり、時刻ｔ３以降、モータ１０には、供給電圧レベルＶｏよりさらに一層低下した供給電圧Ｖｓが供給されるため、モータ１０の駆動力（もしくは回転数）がより一層低下する。こうした駆動力（もしくは回転数）の低下は、ユーザに手応えの変化として感じられ、電池パック２の電力の残容量が極めて少なくなった、いわゆる電池がほとんどないと認識させることができる。例えば、ユーザは、電池がほとんどないことを認識すると、電動工具の使用を中止して、速やかに電池を交換することができる。
【００５０】
図３及び図４に示すように、制御回路４５は、時刻ｔ４に達すると、電源電圧Ｖｂが第１の過放電検知電圧値Ｖｏｄ１のレベルまで低下したことを検知し、昇圧動作を停止する。つまり、電源電流Ｉｂが「０」に維持される（時刻ｔ４以降）。昇圧電源部３は、昇圧動作を停止するため、供給電圧Ｖｓが「０」になる（時刻ｔ４以降）。
【００５１】
つまり、昇圧式電動工具は、モータ１０に電力が供給されないため、時刻ｔ４をもって使用できなくなる。ユーザとしては、作業中に突然、電動工具が停止すると工具が突然停止した印象を受けたり、困ったりする。しかし、電池パック２の残容量が段階的に通知されることで、ユーザは、工具が突然停止する印象を受けるおそれが低減され、作業の都合に合わせて、電池交換時期を予定することができるようになる。
【００５２】
また、昇圧電源部３は、昇圧動作を中止するまで、段階的、もしくは、徐々に供給電圧Ｖｓを低下させるようにするため、一時的な過負荷による一時的な電源電圧Ｖｂの低下が直ちに昇圧動作を中止させるおそれも低減される。つまり、電源電流Ｉｂを減少させることで電源電圧Ｖｂの電圧降下が抑制されるようになるため、電源電圧Ｖｂが一気に停止電圧（第１の過放電検知電圧値Ｖｏｄ１）まで低下されるおそれが低減される。よって、電源電圧Ｖｂの一時的な低下によってモータ１０が停止されるおそれが低減され、低出力であれ駆動されるようになり、利便性が向上するようにもなる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態の昇圧式電動工具によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）電池パック２の残容量の減少等によって電源電圧Ｖｂが低下すると、この電源電圧Ｖｂの低下に応じて昇圧電源部３から出力される供給電力が小さくなる。例えば、昇圧電源部３から出力される電力が小さく調整されることに応じてモータ１０の出力も低下する。モータ１０の出力低下は、ユーザへの手応えを変化させる。ユーザは、手応えの変化から昇圧式電動工具の駆動力（もしくは回転数）の低下を感知し、電池パック２の残容量が減少していることを推測することができるようになる。これによって、ユーザは電池パック２の残容量を考慮して昇圧式電動工具を使用することができるようになるため、ユーザは工具が突然停止した印象を受けるおそれが低減される。このように、ユーザが電池パック２の残容量が少なくなったことを認知できるため、昇圧式電動工具を使用するユーザの利便性が向上するようになる。
【００５４】
（２）電源電流Ｉｂの制限に伴って、自ずと、昇圧電源部３から出力される電力が低下するようになる。これによって、電池パック２の残容量に応じた電力が出力されるようになる。
【００５５】
（３）電源電圧Ｖｂが第１〜第３の過放電検知電圧値Ｖｏｄ１〜Ｖｏｄ３よりも低いとき出力する供給電力を小さするため、出力する電力の調整が容易になる。
（４）第１の過放電検知電圧値Ｖｏｄ１に基づいて電池パック２の過放電等が防止されるため、電動工具の電池パック２の過放電や過電流の防止が容易になる。
【００５６】
（第２の実施形態）
次に、本発明にかかる昇圧式電動工具の第２の実施形態について、図７を参照して説明する。
【００５７】
本実施形態は、昇圧電源部３が過放電検知電圧値に基づいて、供給電圧Ｖｓのレベルを変更することが第１の実施形態と相違するが、その他の構成については同様であるので、同様な構成には同一の符号を付し、説明の便宜上、詳細な説明を割愛する。
【００５８】
図７に示すように、制御回路４５は、電源電圧Ｖｂに応じて供給電圧Ｖｓの規制値として第１〜第３の制限電圧値Ｖｃ１〜Ｖｃ３を設定するようにしている。なお、第１〜第３の制限電圧値Ｖｃ１〜Ｖｃ３の大きさは、Ｖｃ１＞Ｖｃ２＞Ｖｃ３の関係に設定されている。また第１の制限電圧値Ｖｃ１は、供給電圧レベルＶｏと同じ値である。制御回路４５は、電源電圧Ｖｂが第３の過放電検知電圧値Ｖｏｄ３以上のとき、第１の制限電圧値Ｖｃ１を設定する。また、制御回路４５は、電源電圧Ｖｂが第３の過放電検知電圧値Ｖｏｄ３未満、かつ、第２の過放電検知電圧値Ｖｏｄ２以上のとき、第２の制限電圧値Ｖｃ２を設定する。さらに、制御回路４５は、電源電圧Ｖｂが第２の過放電検知電圧値Ｖｏｄ２未満、かつ、第１の過放電検知電圧値Ｖｏｄ１以上のとき、第３の制限電圧値Ｖｃ３を設定する。そして、制御回路４５は、電源電圧Ｖｂが第１の過放電検知電圧値Ｖｏｄ１未満のとき、供給電圧Ｖｓを「０」にする。
【００５９】
つまり、制御回路４５は、供給電圧Ｖｓを設定された制限電圧値になるようにＰＷＭ制御を行う。
次に、昇圧電源部３の動作について説明する。
【００６０】
制御回路４５は、電源電圧Ｖｂが第３の過放電検知電圧値Ｖｏｄ３以上のとき、供給電圧Ｖｓを第１の制限電圧値Ｖｃ１にする。
制御回路４５は、時刻ｔ１１にて、電源電圧Ｖｂが第３の過放電検知電圧値Ｖｏｄ３未満になったことを検出すると、供給電圧Ｖｓを第２の制限電圧値Ｖｃ２にする。これで電源電流Ｉｂの増加が抑制されるようになる。
【００６１】
制御回路４５は、時刻ｔ１２にて、電源電圧Ｖｂが第２の過放電検知電圧値Ｖｏｄ２未満になったことを検出すると、供給電圧Ｖｓを第３の制限電圧値Ｖｃ３にする。これで電源電流Ｉｂの増加が抑制されるようになる。
【００６２】
制御回路４５は、時刻ｔ１３にて、電源電圧Ｖｂが第３の過放電検知電圧値Ｖｏｄ１未満になったことを検出すると、供給電圧Ｖｓを「０」にする。これで電池パック２の過放電は防止されるようになる。
【００６３】
こうして、第１〜第３の過放電検知電圧値Ｖｏｄ１〜Ｖｏｄ３に基づいて供給電圧Ｖｓが低下されることで、電池パック２からの電源電流Ｉｂの増加が抑制されるようになる。これによって電池パック２の過放電を防止するとともに、過放電の規制を段階的に行うことができるようになる。
【００６４】
また、供給電圧Ｖｓの低下に伴って、供給電力も低下することからモータ１０の駆動力（もしくは回転数）も低下する。これによってモータ１０の駆動力（もしくは回転数）を段階的に低下させることができるようになる。つまり、ユーザは、モータ１０の駆動力等（電動工具本体の反力）から電池パック２の残容量の減少を感じることができる。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態の昇圧式電動工具によれば、先の第１の実施形態で記載した効果（１），（３），（４）に加え、以下に列記するような効果が得られるようになる。
【００６６】
（５）電源電圧Ｖｂの低下に基づいて、昇圧電源部３から出力する電力の供給電圧Ｖｓが低下されるようになる。つまり、昇圧電源部３から出力する電力の大きさが低下する。これによって、電池パック２の残容量に応じた電力が出力されるようになる。
【００６７】
（その他の実施形態）
なお上記各実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記各実施形態では、電池パック２の残容量をモータ１０の駆動力等によって通知する場合について例示した。しかしこれに加えて、電池パックの残容量を、視覚的、又は聴覚的、もしくはこれらの組み合わせで通知するようにしてもよい。この通知には、上記各実施形態における制御回路での演算結果を用いてもよいし、電源電圧から算出される電池パックの残容量の値を用いてもよい。そして、視覚的な伝達には、例えば、表示装置への文字や図形の表示や、残量低下通知用のＬＥＤや、レベルメータなどを用いてよい。また聴覚的な伝達には、例えば、スピーカから音や音声を出力してもよい。
【００６８】
これによりユーザは、こうした通知によって電池パックの残容量の低下を確認することができる。これにより、ユーザが、電池パック２の残容量をより確実に認識することができるようになる。すなわち、ユーザの利便性がさらに向上するようになる。
【００６９】
・上記各実施形態では、スイッチ部６２にボリューム抵抗の抵抗値を変化させるトリガスイッチが設けられる場合について例示した。しかしこれに限らず、スイッチ部は、ユーザの操作を検出できるのであれば、スイッチの構造はボリューム抵抗以外の公知の構造を適用することができる。これにより、昇圧式電動工具の設計自由度の向上が図られる。
【００７０】
・上記各実施形態では、電圧や電流を測定するようにしている場合について例示したが、電圧や電流を測定することができるのであれば、電圧や電流の測定方法として公知の方法を適用することができる。これにより、昇圧式電動工具の設計自由度の向上が図られる。
【００７１】
・上記各実施形態では、３つの第１〜第３の過放電検知電圧値Ｖｏｄ１〜Ｖｏｄ３が設定される場合について例示した。しかしこれに限らず、過放電を段階的に検出することができればよいことから、過放電検知電圧値の数は２つ以上であればいくつでもよい。これにより、昇圧式電動工具の設計自由度の向上が図られる。また、過放電（残容量）に応じて行う供給電力の調整精度が上がるため、ユーザの利便性を向上させることもできる。
【００７２】
・上記第１の実施形態では、３つの第１〜第３の放電規制電流値Ｉｃ１〜Ｉｃ３が設定される場合について例示した。しかしこれに限らず、放電電流を段階的に規制することができればよいことから、放電規制電流値の数は２つ以上であればいくつでもよい。これにより、昇圧式電動工具の設計自由度の向上が図られる。また、残容量に応じて行う供給電力の調整精度が上がるため、ユーザの利便性を向上させることもできる。
【００７３】
・上記各実施形態では、電池パック２が電動工具本体１に対して着脱可能な場合について例示した。しかしこれに限らず、電池パックは電動工具本体に電力を供給可能であれば、着脱可能な構成に限らず、外部の電池パックが電線や非接触給電などで接続されて電力が供給されてもよい。また、電池パックが電動工具本体に固着され、着脱できなくてもよい。この場合、電動工具本体を充電器に接続させて電池パックを充電させてもよい。また、電動工具本体に外部電源を接続させて、電動工具を駆動させることと、電池パックを充電させることとをできるようにしてもよい。
【００７４】
これにより、昇圧式電動工具の適用範囲の拡大や、設計自由度の拡大が図られるようになる。
・上記各実施形態では、電池パック２はリチウムイオン電池にて構成されている場合を例示した。しかしこれに限らず、電池パックは、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池など、リチウムイオン電池以外の２次電池であってもよい。これにより、充電式電動工具の設計自由度の向上が図られる。
【００７５】
・上記各実施形態では、電池パック２は２次電池である場合について例示したが、これに限らず、１次電池であってもよい。これにより、充電式電動工具の設計自由度の向上が図られる。
【符号の説明】
【００７６】
１…電動工具本体、２…電池パック、３…昇圧電源部、１０…モータ、２１…第１の電源端子、２２…第２の電源端子、３１…第１の入力端子、３２…第２の入力端子、４１…コイル、４２…ダイオード、４３…スイッチング素子、４４…コンデンサ、４５…制御回路、４６…特性検出回路、５０…スイッチング素子、５１…電圧検出部、５２…負荷電圧検出部、５３…電池電圧検出部、５４…電流検出部、６１…電圧電流制御部、６２…スイッチ部、Ｉｂ…電源電流、Ｉｓ…供給電流、Ｖｂ…電源電圧、Ｖｏ…供給電圧レベル、Ｖｓ…供給電圧、Ｖｏｄ…過放電検知レベル、Ｉｃ１〜Ｉｃ３…第１〜第３の放電規制電流値、Ｖｃ１〜Ｉｃ３…第１〜第３の制限電圧値、Ｖｏｄ１〜Ｖｏｄ３…第１〜第３の過放電検知電圧値。
【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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