(57)【要約】【課題】  内部に設けられたＦＥＴの損失を防止することができる電動工具を提供する。【解決手段】  電動工具１は二次電池６１０を備えた電池パック６が電動工具本体に装着されており、二次電池６１０から電流路を介して供給された電力によって作動するモータ２と、電流路のオン・オフを行うために電流路に配置されたＦＥＴ４１０と、ＦＥＴ４１０のゲート電圧を検出するゲート電圧検出手段６３と、ゲート電圧が第１の所定電圧以下となった場合に前記ＦＥＴをオフさせる停止手段６３と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池を備えた電池パックが電動工具本体に装着された電動工具であって、
前記二次電池から電流路を介して供給された電力によって作動するモータと、
前記電流路のオン・オフを行うために前記電流路に配置されたＦＥＴと、
前記ＦＥＴのゲート電圧を検出するゲート電圧検出手段と、
前記ゲート電圧が第１の所定電圧以下となった場合に前記ＦＥＴをオフさせる停止手段と、
を備えたことを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記電圧検出手段は、前記ゲート電圧を検出する際に不感時間を有することを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
【請求項３】
前記停止手段は、前記ＦＥＴを一旦オフさせた後は、前記ゲート電圧が前記第１の所定電圧よりも大きい第２の所定電圧以上となるまで前記ＦＥＴのオフを維持させることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。
【請求項４】
前記ゲート電圧は、前記二次電池の電池電圧に対応していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項５】
前記二次電池は、ニッケルカドミウム電池又はニッケル水素電池であ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動工具。
【請求項６】
電流路のオン・オフを行うため前記電流路に配置されたＦＥＴを有する電動工具に前記電流路を介して電力を供給する二次電池と、
前記ＦＥＴのゲート電圧を検出するゲート電圧検出手段と、
前記ゲート電圧が第１の所定電圧以下となった場合に前記ＦＥＴをオフさせる停止手段と、
を備えたことを特徴とする電池パック。
【請求項７】
前記電圧検出手段は、前記ゲート電圧を検出する際に不感時間を有することを特徴とする請求項６に記載の電池パック。
【請求項８】
前記停止手段は、前記ＦＥＴを一旦オフさせた後は、前記ゲート電圧が前記第１の所定電圧よりも大きい第２の所定電圧以上となるまで前記ＦＥＴのオフを維持させることを特徴とする請求項６又は７に記載の電池パック。
【請求項９】
前記ゲート電圧は、前記二次電池の電池電圧に対応していることを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項１０】
前記二次電池は、ニッケルカドミウム電池又はニッケル水素電池であることを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項１１】
二次電池から電流路を介して供給された電力によって作動するモータと、
前記電流路のオン・オフを行うため前記電流路に配置されたＦＥＴと、
前記ＦＥＴのゲート電圧を検出するゲート電圧検出手段と、
前記ゲート電圧が第１の所定電圧以下となった場合に前記ＦＥＴをオフさせる停止手段と、
を備えたことを特徴とする電動工具。
【請求項１２】
前記電圧検出手段は、前記ゲート電圧を検出する際に不感時間を有することを特徴とする請求項１１に記載の電動工具。
【請求項１３】
前記停止手段は、前記ＦＥＴを一旦オフさせた後は、前記ゲート電圧が前記第１の所定電圧よりも大きい第２の所定電圧以上となるまで前記ＦＥＴのオフを維持させることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の電動工具。
【請求項１４】
前記ゲート電圧は、前記二次電池の電池電圧に対応していることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一項に記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動工具及び電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コードレス電動工具用の二次電池として、大電力を供給可能なリチウムイオン電池が用いられている。しかしながら、リチウムイオン電池は、過電流及び過放電が生じると電池寿命の低下や発火の危険性等の問題を引き起こすため、過電流等に対する対策が必要である。そのような対策として、電流路にＦＥＴが配置された電動工具と、電池電圧が所定値以下に低下した場合に上記ＦＥＴをオフさせる停止信号を電動工具に送信する保護手段を有するリチウムイオン電池パックとを備えたコードレス電動工具が知られている（例えば、特許文献１参照）。上記ＦＥＴのゲートには上記停止信号の他にも電池電圧が入力されているため、停止信号が入力されていない状況では、ＦＥＴは当該電池電圧によってオンしていることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８-０６２３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記保護手段を備えていない電池パック、例えば、ニッケルカドミウム電池又はニッケル水素電池パックを上記電動工具に接続する場合も考えられるが、この場合、電池電圧が所定値以下となっても停止信号が入力されないため、ＦＥＴをオンさせるための適正範囲以下の電圧になるまで二次電池を使ってしまうおそれがある。そして、ＦＥＴは、適正範囲以下のゲート電圧によってオンさせると損失が大きく、場合によっては破損を生じることもある。
【０００５】
そこで、本発明は、内部に設けられたＦＥＴの損失を防止することができる電動工具及び電池パック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】
【０００６】
本発明は、二次電池を備えた電池パックが電動工具本体に装着された電動工具であって、前記二次電池から電流路を介して供給された電力によって作動するモータと、前記電流路のオン・オフを行うために前記電流路に配置されたＦＥＴと、前記ＦＥＴのゲート電圧を検出するゲート電圧検出手段と、前記ゲート電圧が第１の所定電圧以下となった場合に前記ＦＥＴをオフさせる停止手段と、を備えたことを特徴とする電動工具を提供している。
【０００７】
このような構成によれば、ＦＥＴのゲート電圧が第１の所定電圧以下となった場合にＦＥＴをオフさせるので、十分なゲート電圧でのみＦＥＴのオン・オフ動作をさせることができる。これにより、ＦＥＴのゲート電圧が不足してＦＥＴの発熱及び破損が生じることを防止することができる。
【０００８】
また、前記電圧検出手段は、前記ゲート電圧を検出する際に不感時間を有することが好ましい。
【０００９】
このような構成によれば、一時的なゲート電圧の低下ではＦＥＴがオフしないので、電動工具は、例えば、モータの起動時にも安定した動作を行うことができる。
【００１０】
また、前記停止手段は、前記ＦＥＴを一旦オフさせた後は、前記ゲート電圧が前記第１の所定電圧よりも大きい第２の所定電圧以上となるまで前記ＦＥＴのオフを維持させることが好ましい。
【００１１】
このような構成によれば、ＦＥＴを一旦オフさせた後は、ゲート電圧が第１の所定電圧よりも大きい第２の所定電圧以上となるまでＦＥＴのオフを維持させるので、ゲート電圧が第１の所定電圧より大きい値に回復してＦＥＴがオンしても、すぐにまたゲート電圧が第１の所定電圧まで下がり、ＦＥＴがオフするという動作が繰り返されてしまうことを防止することができる。
【００１２】
また、前記ゲート電圧は、前記二次電池の電池電圧に対応していることが好ましい。
【００１３】
このような構成によれば、電動工具の使用に伴い二次電池の電池電圧が低下しても、十分なゲート電圧でのみＦＥＴのオン・オフ動作をさせることができる。
【００１４】
また、前記二次電池は、ニッケルカドミウム電池又はニッケル水素電池であることが好ましい。
【００１５】
このような構成によれば、高いコストパフォーマンスを有するニッケルカドミウム電池及びニッケル水素電池を、リチウムイオン電池の適正利用を可能とするコードレス電動工具に利用することも可能となる。
【００１６】
また、別の観点における本発明は、電流路のオン・オフを行うため前記電流路に配置されたＦＥＴを有する電動工具に前記電流路を介して電力を供給する二次電池と、前記ＦＥＴのゲート電圧を検出するゲート電圧検出手段と、前記ゲート電圧が第１の所定電圧以下となった場合に前記ＦＥＴをオフさせる停止手段と、を備えたことを特徴とする電池パックを提供している。
【００１７】
このような構成によれば、ＦＥＴのゲート電圧が第１の所定電圧以下となった場合にＦＥＴをオフさせるので、十分なゲート電圧でのみＦＥＴのオン・オフ動作をさせることができる。これにより、ＦＥＴのゲート電圧が不足してＦＥＴの発熱及び破損が生じることを防止することができる。
【００１８】
また、前記電圧検出手段は、前記ゲート電圧を検出する際に不感時間を有することが好ましい。
【００１９】
このような構成によれば、一時的なゲート電圧の低下ではＦＥＴがオフしないので、電動工具は、例えば、モータの起動時にも安定した動作を行うことができる。
【００２０】
また、前記停止手段は、前記ＦＥＴを一旦オフさせた後は、前記ゲート電圧が前記第１の所定電圧よりも大きい第２の所定電圧以上となるまで前記ＦＥＴのオフを維持させることが好ましい。
【００２１】
このような構成によれば、ＦＥＴを一旦オフさせた後は、ゲート電圧が第１の所定電圧よりも大きい第２の所定電圧以上となるまでＦＥＴのオフを維持させるので、ゲート電圧が第１の所定電圧より大きい値に回復してＦＥＴがオンしても、すぐにまたゲート電圧が第１の所定電圧まで下がり、ＦＥＴがオフするという動作が繰り返されてしまうことを防止することができる。
【００２２】
また、前記ゲート電圧は、前記二次電池の電池電圧に対応していることが好ましい。
【００２３】
このような構成によれば、電動工具の使用に伴い二次電池の電池電圧が低下しても、十分なゲート電圧でのみＦＥＴのオン・オフ動作をさせることができる。
【００２４】
また、前記二次電池は、ニッケルカドミウム電池又はニッケル水素電池であることが好ましい。
【００２５】
このような構成によれば、高いコストパフォーマンスを有するニッケルカドミウム電池及びニッケル水素電池を、リチウムイオン電池の適正利用を可能とするコードレス電動工具に利用することも可能となる。
【００２６】
また、別の観点における本発明は、二次電池から電流路を介して供給された電力によって作動するモータと、前記電流路のオン・オフを行うため前記電流路に配置されたＦＥＴと、前記ＦＥＴのゲート電圧を検出するゲート電圧検出手段と、前記ゲート電圧が第１の所定電圧以下となった場合に前記ＦＥＴをオフさせる停止手段と、を備えたことを特徴とする電動工具を提供している。
【００２７】
このような構成によれば、ＦＥＴのゲート電圧が第１の所定電圧以下となった場合にＦＥＴをオフさせるので、十分なゲート電圧でのみＦＥＴのオン・オフ動作をさせることができる。これにより、ＦＥＴのゲート電圧が不足してＦＥＴの発熱及び破損が生じることを防止することができる。
【００２８】
また、前記電圧検出手段は、前記ゲート電圧を検出する際に不感時間を有することが好ましい。
【００２９】
このような構成によれば、一時的なゲート電圧の低下ではＦＥＴがオフしないので、電動工具は、例えば、モータの起動時にも安定した動作を行うことができる。
【００３０】
また、前記停止手段は、前記ＦＥＴを一旦オフさせた後は、前記ゲート電圧が前記第１の所定電圧よりも大きい第２の所定電圧以上となるまで前記ＦＥＴのオフを維持させることが好ましい。
【００３１】
このような構成によれば、ＦＥＴを一旦オフさせた後は、ゲート電圧が第１の所定電圧よりも大きい第２の所定電圧以上となるまでＦＥＴのオフを維持させるので、ゲート電圧が第１の所定電圧より大きい値に回復してＦＥＴがオンしても、すぐにまたゲート電圧が第１の所定電圧まで下がり、ＦＥＴがオフするという動作が繰り返されてしまうことを防止することができる。
【００３２】
また、前記ゲート電圧は、前記二次電池の電池電圧に対応していることが好ましい。
【００３３】
このような構成によれば、電動工具の使用に伴い二次電池の電池電圧が低下しても、十分なゲート電圧でのみＦＥＴのオン・オフ動作をさせることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の電動工具及び電池パックによれば、ＦＥＴの発熱及び破損が生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施の形態による電動工具及び電池パックの構成を示す回路図。
【図２】ＦＥＴのゲート電圧とオン抵抗との関係を示す図。
【図３】本発明の変更例による電動工具及び電池パックの構成を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
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。
【００３７】
図１は、本発明の一実施の形態による電動工具１及び電池パック６の構成を示す回路図である。図１に示すように、電動工具１と電池パック６とは、正極端子５４、負極端子５５、及び、放電停止信号出力端子５６を介して着脱可能に接続される。本実施の形態においては、電動工具１は、リチウムイオン電池の適正利用が可能なものであり、電池パック６は、ニッケルカドミウム電池（以下、ニカド電池）又はニッケル水素電池パックである。
【００３８】
電動工具１は、モータ２と、スイッチユニット３と、コントローラ４とを備えている。モータ２は、スイッチユニット３及びコントローラ４を介して正極端子５４および負極端子５５に接続されている。スイッチユニット３は、トリガスイッチ３１と、正逆スイッチ３２とを備えている。トリガスイッチ３１は、モータ２に直列に接続されており、ユーザの操作によりオン・オフする。所定電圧以上に充電された電池パック６が電動工具１に接続された状態でトリガスイッチ３１がオンされると、正極端子５４と負極端子５５との間にモータ２を経由する閉回路が形成され、これにより、モータ２に所定の電力が供給され、モータ２は駆動されることとなる。正逆スイッチ３２は、正極端子５４と負極端子５５に接続されるモータ２の極性を反転させ、回転方向を変更するためのスイッチである。
【００３９】
コントローラ４は、メイン電流スイッチ回路４１と、メイン電流スイッチオフ保持回路４２とを備えている。メイン電流スイッチ回路４１は、電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴ）４１０と、抵抗４１１と、コンデンサ４１２とを備えている。ＦＥＴ４１０は、モータ２及びトリガユニット３と直列に接続されており、詳細には、ドレインがモータ２に、ソースが負極端子５５にそれぞれ接続されている。また、ＦＥＴ４１０のゲートは、放電停止信号出力端子５６に接続されている。抵抗４１１及びコンデンサ４１２は、直列に接続された状態でモータ２及びトリガユニット３に並列に接続されている。また、抵抗４１１とコンデンサ４１２との接点Ａは、ＦＥＴ４１０のゲートに接続されている。
【００４０】
このような構成により、電池パック６からモータ２に正常に電力が供給されている間はＦＥＴ４１０のゲートに十分なゲート電圧が印加されることとなるため、ＦＥＴ４１０はオンする。一方、後述する放電停止信号（０Ｖ）が放電停止信号出力端子５６からＦＥＴ４１０のゲートに入力されるとＦＥＴ４１０はオフし、モータ２への電力供給は遮断される。
【００４１】
メイン電流スイッチオフ保持回路４２は、ＦＥＴ４２０と、抵抗４２１と、抵抗４２２と、コンデンサ４２３とを備えている。ＦＥＴ４２０は、ドレインがＦＥＴ４１０のゲート、すなわち、接点Ａに接続され、ソースが負極端子５５に接続されている。抵抗４２１及び抵抗４２２は、直列に接続された状態でＦＥＴ４１０と並列に接続されており、また、抵抗４２１と抵抗４２２との接点Ｂは、ＦＥＴ４２０のゲートに接続されている。コンデンサ４２３は、抵抗４２２と並列に接続されている。
【００４２】
このような構成により、ＦＥＴ４１０がオンしている間はＦＥＴ４２０のゲートには電圧が印加されないので、ＦＥＴ４２０はオフしている。一方、ＦＥＴ４１０がオフすると、電池電圧が抵抗４２１を介してＦＥＴ４２０のゲートに印加されることとなるので、ＦＥＴ４２０はオンする。ＦＥＴ４２０がオンすると、ＦＥＴ４２０のドレインと接続されているＦＥＴ４１０のゲートは負極端子５５（グランドライン）と接続されることとなる。
【００４３】
ここで、例えば、過放電に対する保護手段を備えたリチウムイオン電池パックが電動工具１に接続され、当該リチウムイオン電池パックにおいて過放電が検出された場合には、放電停止信号出力端子５６から放電停止信号（０Ｖ）が出力されることとなる。一般に、ＦＥＴ４１０のオフ後、所定時間経過すると電池電圧は回復するが、メイン電流スイッチオフ保持回路４２を備えていない場合には、ＦＥＴ４１０がオンして電力の供給が再開しても、すぐにまた過放電となってしまい、再度ＦＥＴ４１０がオフされるという動作が繰り返されてしまう。
【００４４】
しかしながら、本実施の形態では、電池電圧が過放電の判別値を上回り、放電停止信号出力端子５６から放電停止信号（０Ｖ）が出力されなくなったとしても、メイン電流スイッチオフ保持回路４２のＦＥＴ４２０がオンしているため、ＦＥＴ４１０のゲートには０Ｖが供給され続ける。これにより、ＦＥＴ４１０はオフ状態を維持するので、電力の供給及び遮断が短い期間で繰り返されることを防止することができる。なお、ＦＥＴ４２０がオンされた後は、トリガスイッチ３１がオフされるまでＦＥＴ４２０のゲート電圧が０となることはないので、ＦＥＴ４１０は、トリガスイッチ３１がオフされた後でなければオンされることはできない。
【００４５】
次に、本実施の形態による電池パック６に関して説明する。電池パック６は、複数のニカド電池セル又はニッケル水素電池セル６１０を直列に接続した電池組６１と、電池組６１の電池電圧が所定値以下に低下した場合に放電停止信号をコードレス電動工具１のＦＥＴ４１０に出力する保護回路６３とを備えている。過放電等に対する保護手段を備えた通常のリチウムイオン電池パックの場合、過放電を検出したときに放電停止信号出力端子５６を介して電動工具１に放電停止信号を出力するが、本実施の形態におけるニカド電池又はニッケル水素電池パック６の場合、ＦＥＴ４１０のゲートに印加された電圧が所定電圧以下となったときに放電停止信号出力端子５６を介して電動工具１に放電停止信号を出力する。
【００４６】
保護回路６３は、ツェナーダイオード６３０及び６３６と、抵抗６３１及び６３３と、Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３２及び６３４と、Ｐｃｈ−ＦＥＴ６３７と、コンデンサ６３５とを備えている。ツェナーダイオード６３０及び６３６及び抵抗６３１は、電池組６１の正極側と負極側との間に直列に接続されている。また、電池組６１の正極側と負極側との間には、抵抗６３３及びＮｃｈ−ＦＥＴ６３２も直列に接続されており、Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３２のゲートは、ツェナーダイオード６３６と抵抗６３１の接点に接続されている。
【００４７】
ツェナーダイオード６３０にはＰｃｈ−ＦＥＴ６３７が並列に接続されており、Ｐｃｈ−ＦＥＴ６３７のソースがツェナーダイオード６３０のカソードに、Ｐｃｈ−ＦＥＴ６３７のドレインがツェナーダイオード６３０のアノードに接続されている。Ｐｃｈ−ＦＥＴ６３７のゲートは、抵抗６３３とＮｃｈ−ＦＥＴ６３２の接点に接続されている。抵抗６３３とＮｃｈ−ＦＥＴ６３２の接点にはＮｃｈ−ＦＥＴ６３４のゲートが接続されている。また、コンデンサ６３５は抵抗６３１と並列に接続されている。
【００４８】
ツェナーダイオード６３０及びツェナーダイオード６３６は、電池組６１の公称電池電圧と、低電圧検出電圧と、解除電圧とに基づき決定されたツェナー電圧値Ｖｚ１及びツェナー電圧値Ｖｚ２をそれぞれ有している。ここで、低電圧検出電圧とは、電池パック６が低電圧状態になったこと、すなわち、ＦＥＴ４１０のゲートに印加された電圧が所定電圧以下となったことを検出する閾値となる電圧であり、解除電圧とは、低電圧状態の検出を解除する閾値となる電圧である。
【００４９】
例えば、電動工具の使用によって公称電池電圧が１２Ｖの電池組の電池電圧が急激に低下する電圧（例えば８Ｖ）を上記低電圧検出電圧として設定すれば、低電圧検出電圧（８Ｖ）からＮｃｈ−ＦＥＴ６３２をオンさせるための電圧（例えば２Ｖ、以下、オン電圧）を減算した値（６Ｖ程度）がツェナーダイオード６３６のツェナー電圧値Ｖｚ２として決定される。
【００５０】
一般に、ＦＥＴのドレインからソースに流れる電流は、ゲート電圧を大きくすることで大きくすることができ、逆にゲート電圧を小さくすることで小さくすることができる。しかしながら、小さなゲート電圧でＦＥＴを駆動するとＦＥＴのドレイン−ソース間にオン抵抗による電圧が発生して発熱（損失）を生じさせ、この損失がＦＥＴの許容範囲を超える場合には、ＦＥＴが破損してしまうおそれがある。従って、スイッチ素子としてＦＥＴを用いる場合には、できるだけドレイン−ソース間に電圧を発生させないように十分なゲート電圧を供給するのが理想的な使用法である。そこで、本実施の形態では、電動工具１のＦＥＴ４１０を損失なくオンさせることのできる電圧として、８Ｖの低電圧検出電圧を採用している。但し、本実施の形態では、低電圧検出電圧として、ＦＥＴ４１０を単にオンさせることのできるゲート電圧よりも十分に大きな値である８Ｖを採用しているが、この値に限らない。
【００５１】
ここで、ＦＥＴは、一般に、図２に示すようなゲート電圧とオン抵抗との関係を有しており、約２Ｖ以上のゲート電圧でオンすることができる。しかしながら、図２から明らかなように、少なくともゲート電圧が２−３Ｖの範囲ではオン抵抗が大きく、ＦＥＴの損失が大きくなってしまう。従って、低電圧検出電圧は、少なくとも、オン抵抗が収束する電圧（図２の例では３Ｖ）よりも大きな値に設定しなければならない。特に、低電圧検出電圧は、図２の変曲点Ｃにおける電圧（例えば、ΔＲ／ΔＶが−１以上となる電圧）以上に設定することが好ましい。また、低電圧検出電圧は、安定したオン抵抗（図２においては、２５℃の場合、約４ｍΩ）の２倍の抵抗に対応する電圧以上に設定することも考えられる。
【００５２】
解除電圧は、低電圧状態が検出されて電動工具の動作を停止させた後に電池パックの電池電圧が回復しても低電圧状態の検出を解除しない電圧値、つまり低電圧検出電圧より高い電圧値に設定する必要がある。従って、例えば、解除電圧を８Ｖの低電圧検出電圧よりも２Ｖ高い１０Ｖに設定する場合には、ツェナーダイオード６３０のツェナー電圧値Ｖｚ１は２Ｖに決定される。この場合、ツェナーダイオード６３０及び６３６は、低電圧検出電圧が８Ｖ、解除電圧が１０Ｖのヒステリシス動作を有することとなるので、低電圧検出を解除しても、すぐにまた低電圧を検出してしまうという動作が繰り返されてしまうことを防止することができる。
【００５３】
上記の例において、電池組６１の電池電圧が、ツェナー電圧値Ｖｚ１＋ツェナー電圧値Ｖｚ２＋オン電圧（２Ｖ＋６Ｖ＋２Ｖ＝１０Ｖ）以上のときには、Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３２は、オン状態となる。Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３２がオンしているときには、Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３２のドレインに接続されたＮｃｈ−ＦＥＴ６３４のゲート電圧は０Ｖとなり、Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３４はオフ状態となる。これにより、Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３４のドレインに接続された放電停止信号出力端子５６は、ハイインピーダンス状態となり、電動工具１のＦＥＴ４１０はオン状態となる。
【００５４】
また、Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３２のドレインにはＰｃｈ−ＦＥＴ６３７のゲートも接続されているので、Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３２がオンしているときには、Ｐｃｈ−ＦＥＴ６３７のゲート電圧も０Ｖとなり、Ｐｃｈ−ＦＥＴ６３７はオン状態となる。Ｐｃｈ−ＦＥＴ６３７がオンしている場合には、ツェナーダイオード６３０のツェナー電圧Ｖｚ1を無効とすることができるので、一旦Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３２がオンした後は、低電圧検出電圧値はツェナーダイオード６３６のツェナー電圧値Ｖｚ２＋オン電圧（６Ｖ＋２Ｖ＝８Ｖ）となる。
【００５５】
電動工具１の使用により電池組６１の電池電圧がツェナー電圧値Ｖｚ２＋オン電圧（６Ｖ＋２Ｖ＝８Ｖ）より低下すると、Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３２のゲート電位は０Ｖとなり、Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３２はオフする。Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３２がオフすると、Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３２のドレインに接続されたＮｃｈ−ＦＥＴ６３４のゲートには抵抗６３３を介して電池組６１の正極電位が印加されることとなるため、Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３４はオンする。Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３４がオンすると、Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３４のドレインに接続される放電停止信号出力端子５６は０Ｖとなるため、電動工具１のＦＥＴ４１０はオフし、モータ２に流れる電流は遮断される。
【００５６】
一方、Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３２がオフすると、Ｐｃｈ−ＦＥＴ６３７のゲートにも電池組６１の正極電位が印加されることとなるため、Ｐｃｈ−ＦＥＴ６３７もオフする。従って、低電圧状態の検出後に低電圧状態の検出を解除する解除電圧値は、ツェナーダイオード６３０と６３６のツェナー電圧値Ｖｚ１＋ツェナー電圧値Ｖｚ２＋オン電圧（２Ｖ＋６Ｖ＋２Ｖ＝１０Ｖ）となる。
【００５７】
なお、ユーザによってトリガスイッチ３１がオンされた際に、モータ２に過大な起動電流が流れて電池組６１の電池電圧は一時的に急激に低下し、Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３２がオフしてしまうことが考えられる。しかしながら、本実施の形態では、Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３２のゲートとソース間にコンデンサ６３５が接続され、Ｎｃｈ−ＦＥＴ６３２のゲート電圧を一時的に保つ不感時間を設けているので、一時的な電圧低下ではＮｃｈ−ＦＥＴ６３２がオフしないように構成されている。これにより、電動工具１は、モータ２の起動時にも安定した動作が可能となる。
【００５８】
このように、本実施の形態による電池パック６は、電動工具１のＦＥＴ４１０のゲートに印加されている電圧に基づきＦＥＴ４１０のオン／オフを制御するので、十分なゲート電圧でのみＦＥＴ４１０のオン・オフ動作をさせることができる。これにより、電池パック６の電圧低下によってＦＥＴ４１０のゲート電圧が不足してＦＥＴ４１０の発熱及び破損が生じることを防止することができる。
【００５９】
また、通常、ニカド電池及びニッケル水素電池は発火等の危険がないため過放電及び過電流に対する保護手段を備えておらず、電動工具が動作不能になるまで電池を使い切ってしまう場合がある。そのような場合、容量がゼロとなった電池セルは逆充電動作を行ってしまい、著しく電池の寿命を損なってしまう。特に、より高電圧の電池パックをニカド電池及びニッケル水素電池で構成する場合、例えば、２４Ｖの電池パックの構成では単セル１．２Ｖのニカド電池セル及びニッケル水素電池セルを２０本直列に接続して構成した場合に、電動工具が動作不能になるまで電池パックを使い切るような使い方をすると、更に逆充電動作を行う単電池セルの本数と確率は格段に上がってしまう。
【００６０】
しかしながら、本実施の形態では、ニカド電池セル及びニッケル水素電池パック６に保護回路６３を備えており、所定電圧まで電池パック６の電圧が低下すると放電を停止するので、ＦＥＴ４１０の過大損失から発生する発熱及び破損を防ぐのみでなく、過放電状態での使用を防止し、電池自体の寿命も延ばすことが可能となる。
【００６１】
更に、高いコストパフォーマンスを有するニカド電池及びニッケル水素電池をリチウムイオン電池の適正利用を可能とするコードレス電動工具に利用することも可能となり、リチウムイオン電池の適正利用を可能とするコードレス電動工具でリチウムイオン電池パック、ニカド電池パック及びニッケル水素電池パックの共通利用が可能となる。
【００６２】
なお、本発明による電動工具１及び電池パック６は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。
【００６３】
例えば、上記実施の形態においては、保護回路６３は電池パック６側に設けられていたが、図３に示すように、保護回路７３として電動工具１側に設けてもよい。また、ＦＥＴ４１０を電池パック６側に、保護回路６３を電動工具１側に設けてもよいし、両者を電池パック６側に設けてもよい。
【００６４】
また、上記実施の形態においては、電池パック６に含まれる電池は、ニカド電池又はニッケル水素電池であったが、その他の二次電池であってもよい。
【００６５】
また、上記実施の形態においては、ＦＥＴ４１０のゲート電圧は電池パック６の電池電圧と対応するものであったが、必ずしも対応してなくてもよい。但し、電池パックの電池電圧は電動工具の使用に伴い低下していくため、ＦＥＴ４１０のゲート電圧と電池パック６の電池電圧とが対応する場合に本発明を適用した方がより効果的である。
【符号の説明】
【００６６】
１  電動工具
２  モータ
４  コントローラ
６  電池パック
６３、７３ 保護回路
【図１】
2011073083.tif 000003
【図２】
2011073083.tif 000004
【図３】
2011073083.tif 000005