(57)【要約】【課題】  電池パックの性能劣化や短命化を防止又は抑制することのできる充電装置及びこの充電装置を備えてなる充電式電動器具セットを提供する。【解決手段】  充電制御回路は、充電開始時点ｔ０から時刻ｔ１まで電池パックに一定の充電電流で充電し、電池電圧が所定値Ｖｔに達する時刻ｔ１に、電池パックへの充電電流を遮断する。前記所定値Ｖｔは、電池パックの目標充電容量に相当するものであり、この所定値Ｖｔを、電池パックの温度に基づいて設定する。すなわち、電池パックの温度が比較的高い場合には、電池パック２の目標充電容量を比較的小さく設定し、電池パックの温度が比較的低い場合には、前記目標充電容量を比較的大きく設定する。このようにして、電池パックが充電器に装着されても電池パックを満充電まで充電せず、電池パックの容量劣化が防止又は抑制することのできる容量までしか充電しないようにした。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムイオンからなる複数の電池セルを備えた電池パックと、前記電池パックに対して充電動作を行う充電器とを備えてなり、定電流充電から定電圧充電への切換え方式により前記電池セルの充電を行う充電装置において、
前記電池セルを充電すべく該電池セルに電力を供給する電源手段と、
前記電源手段の電力供給を制御する充電制御手段とを備え、
前記充電制御手段は、前記電池セルの状態に基づき該電池セルの目標充電量を設定し、前記電池セルに蓄積される充電量が前記目標充電量に達すると、前記電池セルへの充電電流を遮断することを特徴とする充電装置。
【請求項２】
前記電池セルの温度を検出する電池温度検出手段を備え、
前記充電制御手段は、前記電池温度検出手段により検出される温度に基づいて、前記目標充電量を設定することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【請求項３】
前記電池セルへの充電電流の遮断後に前記電池パックが充電器に装着された状態で前記電池セルの温度が低下すると、前記充電制御手段は、前記電池セルへの充電を再開することを特徴とする請求項２に記載の充電装置。
【請求項４】
前記充電器による充電動作が停止された時点から前記電池セルの放電開始時点までの放置時間を計測する放置時間計測手段を備え、
前記充電制御手段は、前記放置時間計測手段により計測される放置時間に基づいて、前記目標充電量を設定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の充電装置。
【請求項５】
前記電池セルの残容量を検出する残容量検出手段を備え、
前記充電制御手段は、前記残容量検出手段により検出される残容量に基づいて、前記目標充電量を設定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の充電装置。
【請求項６】
リチウムイオンからなる複数の電池セルを備えた電池パック及び前記電池パックに対して充電動作を行う充電器を備えてなる充電装置と、前記電池パックから供給される電力を電力源として所定の動作を行う電気器具本体とを備えた充電式電動器具セットにおいて、前記充電装置は、前記請求項１ないし５のいずれかに記載の充電装置であることを特徴とする充電式電動器具セット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パック、及びこの電池パック及び該電池パックに対して充電動作を行う充電器を備えてなる充電装置と電池パックから供給される電力を電力源として所定の動作を行う電気器具とを備えてなる充電式電動器具セットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の電池セルからなる電池パックと、この電池パックを充電する充電器と、充電器により充電された電池パックから供給される電力を電力源として所定の動作を行う電動器具本体とを備えてなる充電式電動器具セットがある。この種の充電式電動器具セットにおいて採用される前記電池パックとして、例えばニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池、あるいはリチウムイオン電池等で構成されるものがあり、電池ごとに性質が異なる。
【０００３】
そのうちリチウムイオン電池の性質を考慮しながら充電を行う方法に関し、下記特許文献１には、次のようにリチウムイオン電池の充電制御を行う技術が開示されている。
【０００４】
すなわち、下記特許文献１には、リチウムイオン電池を満充電状態まで効率良く充電を行うことを目的として、充電開始から電池電圧が所定値に達するまでは、充電電流を所定値に一定で充電を行い、この定電流充電により上昇する電池電圧が前記所定値に達すると、その電圧値に固定し、この定電圧充電により充電電流を徐々に減少させる充電制御が記載されている。
【特許文献１】特開平９−５６０８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、リチウムイオン電池は、満充電の状態又はそれに近い状態で放置又は保管されると容量劣化が大幅に進行するという性質を有している。さらに、リチウムイオン電池は、満充電の状態又はそれに近い状態での放置時間が長くなるほど、また、高温になるほどその容量劣化は一層加速し、一旦容量劣化した電池は、その容量を回復させることができない。
【０００６】
このように、リチウムイオン電池を満充電又はそれに近い状態まで充電した場合には、該電池の容量劣化を大幅に進行させる可能性が高くなる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電池パックの性能劣化や短命化を防止又は抑制することのできる充電装置及びこの充電装置を備えてなる充電式電動器具セット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】
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る充電装置は、リチウムイオンからなる複数の電池セルを備えた電池パックと、前記電池パックに対して充電動作を行う充電器とを備えてなり、定電流充電から定電圧充電への切換え方式により前記電池セルの充電を行う充電装置において、前記電池セルを充電すべく該電池セルに電力を供給する電源手段と、前記電源手段の電力供給を制御する充電制御手段とを備え、前記充電制御手段は、前記電池セルの状態に基づき該電池セルの目標充電量を設定し、前記電池セルに蓄積される充電量が前記目標充電量に達すると、前記電池セルへの充電電流を遮断する。
【０００９】
また、請求項２に係る充電装置は、請求項１に記載の充電装置において、前記電池セルの温度を検出する電池温度検出手段を備え、前記充電制御手段は、前記電池温度検出手段により検出される温度に基づいて、前記目標充電量を設定する。
【００１０】
また、請求項３に係る充電装置は、請求項２に記載の充電装置において、前記電池セルへの充電電流の遮断後に前記電池パックが充電器に装着された状態で前記電池セルの温度が低下すると、前記充電制御手段は、前記電池セルへの充電を再開する。
【００１１】
また、請求項４に係る充電装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載の充電装置において、前記充電器による充電動作が停止された時点から前記電池セルの放電開始時点までの放置時間を計測する放置時間計測手段を備え、前記充電制御手段は、前記放置時間計測手段により計測される放置時間に基づいて、前記目標充電量を設定する。
【００１２】
また、請求項５に係る充電装置は、請求項１ないし４のいずれかに記載の充電装置において、前記電池セルの残容量を検出する残容量検出手段を備え、前記充電制御手段は、前記残容量検出手段により検出される残容量に基づいて、前記目標充電量を設定する。
【００１３】
また、請求項６に係る充電式電動器具セットは、リチウムイオンからなる複数の電池セルを備えた電池パック及び前記電池パックに対して充電動作を行う充電器を備えてなる充電装置と、前記電池パックから供給される電力を電力源として所定の動作を行う電気器具本体とを備えた充電式電動器具セットにおいて、前記充電装置は、前記請求項１ないし５のいずれかに記載の充電装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１に係る充電装置においては、電池セルの充電状態に基づき該電池セルの目標充電量を設定し、この電池セルに蓄積される充電量が前記目標充電量に達するタイミングで電池セルへの充電電流を遮断するようにしたので、電池パックを満充電まで充電することによる電池パックの性能劣化や短命化を防止又は抑制することができる。
【００１５】
本発明の請求項６に係る充電式電動器具セットにおいては、電池パックの性能劣化や短命化を防止又は抑制することのできる充電装置を備えた充電式電動器具セットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る充電式電動器具セットの第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態の充電式電動器具セット１を構成する充電器及び当該充電器に好適な電池の外観の概略図である。
【００１７】
図１において、充電器４が充電対象とする電池パック２は、図１（ａ）に示すように、電気器具本体３（図１（ａ）では電動工具を例示している）における保持部３ａの下端部に装着して使用されるとともに、図１（ｂ）に示すように脱着後にそのまま充電器４に装着することにより充電が可能に構成された形態を採る。電池パック２が内蔵する後述の電池セル２１（図３参照）は、リチウムイオン電池であり、電池電圧は、例えば１２Ｖ、１８Ｖ、２４Ｖなど様々あり得る。
【００１８】
図１に例示する電池パック２は、電池セル２１（図３参照）を保持する本体部５と、電気器具本体３及び充電器４との電気的接続を確立するためのコネクタ部６とを有している。充電器４には開口部を有するコネクタ部７が設けられており、電池パック２のコネクタ部６を充電器４のコネクタ部７へ装着することにより、電池パック２と充電器４との間の電気的接続が確立される。
【００１９】
電池パック２及び充電器４は、より詳細には、例えば図２のような外観を有している。この例では、図２（ａ）に示すように、電池パック２のコネクタ部６は本体部５から突出した形状をなしており、電極８，９，１０，１１がその側面に露出するように配設されている。図２（ｂ）に示すように、充電器４が有するコネクタ部７は、電池パック２のコネクタ部６が挿入可能な凹部をなしており、その内側面には電池パック２の電極８，９，１０，１１と接触することにより電気的接続を図る電極１２，１３，１４，１５が配設されている。例えば、電極９，１５は正の充電電極、電極８，１２は負の充電電極、電極１０，１４は電池パック２と充電器４との間で授受する所定の信号（本実施形態では温度検出信号）を伝える電極である。電極１１は、電池パック２が充電器４又は電気器具本体３へ装着されたことを検出するための電極、電極１３は、電池パック２が充電器４へ装着されたことを検出するための電極である。電池パック２が充電器４に装着されていなければ、充電器４は充電不可となり、装着されていれば充電可能となる。電極８のうち電極８ａの部分と電極８ｂの部分とは、それぞれ電極１２ａと電極１２ｂとに接続される。例えば、電池パック２が大容量（電池の容量は、アンペア・時間で表現され、数値が大きいほど大容量である）の電池であれば、電極８ａと電極８ｂのいずれもが設けられ、小容量の電池であれば電極８ａのみが設けられる（電極８ｂを絶縁部材で覆う形態をも含む）。電極１２ｂは、電極８ｂが設けられているか否かを検出することができ、それにより電池パック２の電池容量を検出することができる。このため、電池パック２の電池容量の相違により個別に充電器を設ける必要がなく、充電器４を電池容量が異なる電池パック２の充電に兼用することができる。
【００２０】
電池パック２と充電器４とには、それらが結合したときに互いに対向する表面上の位置に、例えばスリット状の通気孔１６，１７が設けられている。充電器４は、図略の冷却ファンを内蔵しており、この冷却ファンが作り出す空気の流れが、通気孔１６，１７を通じて充電中の電池パック２内の電池セル２１にも供給されるようになっている。充電器４において通気孔１７の側方には、電池パック２の充電状況を表示する充電状況表示部１８が備えられている。充電状況表示部１８は、例えばＬＥＤ等からなる複数のランプが１列に配列されてなり、電池パック２の充電量に応じて、充電量が略０を示す「空」の文字が付せられたランプから充電量が略１００（％）を示す「満」の文字が付せられたランプに向かって順にランプが点灯する。図１に戻り、充電器４には、コンセント１９及びケーブル２０を備え、コンセント１９が商用電源に接続されることで、充電器４は、その商用電源からケーブル２０及びコンセント１９を介して電力の供給を受ける。供給された電力は、後述の電源回路４１により電池セル２１の充電に適切な電力に変換される。
【００２１】
図３は、充電式電動器具セット１の回路構成を示すブロック図である。
【００２２】
図３に示すように、充電式電動器具セット１は、電気器具本体３と、充電器４と、電池パック２とを備え、図３に示す電気器具本体３、充電器４及び電池パック２は、図１又は図２に示す電気器具本体３、充電器４及び電池パック２に相当するものである。電池パック２を充電器４により充電すべく電池パック２が充電器４に装着されたときには、少なくとも端子８と１２（１２ａ及び１２ｂ）、端子９と１５、端子１０と１４がそれぞれ接続され、これらの端子を介して充電器４から電池パック２への電力の供給や制御信号（充電開始信号及び充電停止信号等）の授受が行われる。また、電気器具本体３は、端子３４，３５及び図略の端子を備えており、電池パック２が電気器具本体３に装着されたときには、少なくとも端子３４と９、端子３５と８が接続され、これらの端子を介して電池パック２から電気器具本体３への電力供給が行われる。
【００２３】
電気器具本体３は、駆動対象の被駆動部材３６（図１参照）及び該被駆動部材３６を駆動するモータ等を含む負荷３１と、該負荷３１への電力供給のオンオフを切換えるスイッチ３２と、該スイッチ３２のオン・オフを指示する入力を行うための入力操作部３３とを有してなる。入力操作部３３は、当該電気器具本体３の使用者により操作されるものであり、該電気器具本体３に電池パック２が装着されている状態で、入力操作部３３によりスイッチ３２がオンされると電池パック２から電力が負荷３１へ供給される。
【００２４】
電池パック２は、リチウムイオン電池で構成された複数の電池セル２１を備えてなる。また、電池パック２には、電池セル２１の温度（以下、電池温度という）を検出して検出温度情報を充電器４に出力する温度検出回路２２が備えられている。温度検出回路２２は、サーミスタ等の図略の温度センサを含む。
【００２５】
ここで、リチウムイオン電池の一般的な性質について説明する。なお、以下の説明において、電池パック２が充電停止されてから使用（電気器具本体３への電力供給）されるまでの状態を「放置」というものとする。
【００２６】
図４（ａ）は、充電されたリチウムイオン電池を電気器具本体３に装着して使用し再び該電池の充電が行われるまでを１サイクルとし、電池温度及びリチウムイオン電池の放置時間を一定として、放置開始時のリチウムイオン電池の残容量をパラメータとした場合におけるサイクル数及びリチウムイオン電池の容量（充電できる最大の電気容量）の劣化の変化を示したグラフ、図４（ｂ）は、電池温度及び放置開始時におけるリチウムイオン電池の残容量を一定として、放置時間をパラメータとした場合におけるサイクル数及びリチウムイオン電池の容量劣化の変化を示したグラフ、図４（ｃ）は、放置開始時におけるリチウムイオン電池の残容量及びリチウムイオン電池の放置時間を一定として、放置開始時の電池温度をパラメータとした場合におけるサイクル数及びリチウムイオン電池の容量劣化の変化を示したグラフである。
【００２７】
図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、サイクル数が増加するほどリチウムイオン電池の容量劣化が進行する。そして、図４（ａ）に示すように、リチウムイオン電池で構成されたリチウムイオン電池においては、放置開始時におけるリチウムイオン電池の残容量が多いほどリチウムイオン電池の容量劣化の進行が早く、リチウムイオン電池が満充電の状態で放置された場合のリチウムイオン電池の容量劣化はとりわけ著しい。
【００２８】
また、図４（ｂ）に示すように、リチウムイオン電池の放置時間が長くなるほどリチウムイオン電池の容量劣化の進行が早い。なお、図４（ｂ）中の「充放電連続」とは、放置時間が略０であることを示す。さらに、図４（ｃ）に示すように、放置開始時における電池温度が高いほどリチウムイオン電池の容量劣化の進行が早い。
【００２９】
このようなリチウムイオン電池の性質に鑑み、本実施形態では、電池パック２の容量劣化を大幅に進行させないと考えられる目標容量に達した時点で、充電を停止するようにしている。
【００３０】
また、電池パック２の容量劣化は、電池温度に影響を受けることから、電池パック２の目標充電容量（満充電の何％まで充電するか）を、電池パック２の状態、本実施形態では電池パック２が充電器４に装着された時点における該電池パック２の温度に応じて設定するようにしている。
【００３１】
以上のような充電制御を行うべく、図３に示すように、充電器４は、電源回路４１と、定電圧回路４２と、定電流回路４３と、充電制御回路４４とを備える。
【００３２】
電源回路４１は、商用電源Ｗから供給される電力を電池セル２１の充電等に適切な電力に変換した上で該電池パック２に電力を供給するものであり、例えば整流回路やＤＣ−ＤＣコンバータからなる。
【００３３】
定電圧回路４２は、電源回路４１の出力電圧を検出し、該出力電圧を充電制御回路４４からの指示に基づいて制御するものである。定電流回路４３は、電源回路４１から供給される充電電流を検出し、該充電電流を充電制御回路４４からの指示に基づいて制御するものである。
【００３４】
充電制御回路４４は、電池パック２全体の動作を司るものであり、例えば電池パック２の動作を制御するための制御プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等からなる図略の記憶部、及び制御プログラム等をＲＯＭから読み出して実行するマイクロコンピュータ等を備えて構成されており、定電圧回路４２及び定電流回路４３を介して電源回路４１による電力の供給／停止等を制御する。
【００３５】
特に電池パック２の充電制御においては、電池パック２の容量劣化を防止又は抑制するため、本実施形態の充電制御回路４４は、電池パック２が充電器３に装着された時点において温度検出回路２２から出力される電池温度情報に基づき、電池パック２の目標充電容量を設定し、且つ前述したように前記電池電圧が前記目標充電容量に対応する前記所定値に達すると、充電電流を０に設定して電池パック２への充電を停止する。
【００３６】
図５は、本実施形態における電池パック２の充電制御を示すグラフであり、矢印Ａは、定電圧回路４２の出力電圧、矢印Ｂは定電流回路４３の充電電流の変化を示す。
【００３７】
図５に示すように、充電制御回路４４は、充電開始時点ｔ０から時刻ｔ１まで、電池パック２に一定の充電電流で充電する。そして、この定電流充電により定電圧回路４２で検出される電圧が所定値Ｖｔに達する時刻ｔ１に、電池パック２への充電電流を遮断する。前記所定値Ｖｔは、電池パック２の目標充電容量（満充電の何％まで充電するか）に相当するものである。
【００３８】
また、充電制御回路４４は、この所定値Ｖｔを、電池パック２の温度検出回路２２から出力される電池温度情報が示す電池パック２の温度に基づいて設定する。すなわち、電池パック２の温度が比較的高い場合には、電池パック２の目標充電容量を比較的小さく（例えば満充電の５０％に）設定し、電池パック２の温度が比較的低い場合には、前記目標充電容量を比較的大きく（例えば満充電の８０％に）設定する。このように設定するのは、電池パック２の容量劣化は、電池温度が高いほどその進行が早くなるからである。
【００３９】
以上のように、本実施形態では、電池パック２が充電器４に装着されても電池パック２を満充電まで充電せず、電池パック２の容量劣化が防止又は抑制することのできる容量までしか充電しないようにしたから、電池パック２の性能劣化や短命化を防止又は抑制することができる。
【００４０】
また、電池パック２の目標充電容量を電池パック２の温度に応じて設定するようにしたことにより、電池パック２の性能劣化や短命化の更なる防止又は抑制を実現することができる。
【００４１】
本発明は、前述の実施形態に代えて、若しくはそれに加えて次の変形形態（１）〜（６）が採用可能である。
【００４２】
（１）前記第１の実施形態では、電池パック２の充電容量が電池パック２の温度に基づいて設定された目標充電容量に達すると充電を停止するようにしたが、この充電停止状態を維持すると、電池温度は低下していく。電池温度が低下すると、更に充電を行っても大幅な容量劣化の可能性が低いので、電池温度が低下した電池パック２に対し充電を再開（補充電）を行うようにするとより好ましい。
【００４３】
例えば、充電を停止した時点から所定時間経過後に電池パック２の温度を検出し、この電池温度に相当する目標充電容量、すなわちその検出した電池温度において電池パック２の容量劣化が大幅に進行しないと考えられる電池パック２の充電容量まで追加的に充電を行うようにすればよい。
【００４４】
これにより、電池パック２の容量劣化の防止等を図ることができるとともに、電池パック２の使用可能時間が短くなることによって電池パック２の利便性や電動器具本体３に装着して使用する場合の作業性の低下を招来したり、電池パック２の寿命が短くなっていないのに短くなったものと使用者に勘違いさせたりするのを回避することができる。
【００４５】
（２）前記第１の実施形態では、電池パック２の容量劣化が電池温度に影響を受ける点に鑑みて、電池パック２の目標充電容量（満充電の何％まで充電するか）を、電池パック２が充電器４に装着された時点における該電池パック２の温度に応じて設定するようにしたが、これに限らず、電池パック２の使用可能時間の確保と容量劣化の抑制とをバランスよく実現するため、前記電池パック２の目標充電容量を、電池パック２の放置時間（電池パック２の充電が停止されてから使用（電気器具本体３への電力供給）されるまでの状態を「放置」という）に応じて設定するようにしてもよい。以下、この実施形態について説明する。
【００４６】
図６は、本実施形態の電池パック２及び充電器４の構成を示す図である。本実施形態では、充電器４の構成は第１の実施形態と略同様であるが、電池パック２は、前述の温度検出回路２２に代えて、記憶回路２３を備えている点で第１の実施形態と異なっている。記憶回路２３は、電池パック２の放置時間を充電毎に記憶するものとして動作する。
【００４７】
そして、電池パック２の放置時間が長いほど電池パック２の容量劣化が進行することから、充電器４の充電制御回路４４は、記憶回路２３に記憶された放置時間の平均が所定時間より長いときには、当該電池パック２が満充電の状態で長時間放置される場合が多いものと判断し、電池パック２の目標充電容量を小さく設定する。一方、前記放置時間の平均が前記所定時間より短いときには、当該電池パック２が長時間放置されることは少ないもの判断し、電池パック２の目標充電容量を比較的大きく設定する制御を行ってもよい。
【００４８】
これにより、電池パック２の使用可能時間の確保と容量劣化の抑制とをバランスよく実現することができる。なお、目標充電容量を設定するためのパラメータは、放置時間の平均値に限らず、放置時間が所定の基準値を超える放置回数と全放置回数との比率などでもよい。
【００４９】
（３）また、前記変形形態（２）の他に、電池パック２の残容量が大きくなるほど容量劣化が進行することから、電池パック２が充電器４に装着されたときの該電池パック２の残容量に応じて前記電池パック２の目標充電容量を設定するようにしてもよい。すなわち、前記残容量が比較的少ない場合には、当該電池パック２から例えば電動工具本体３に装着された時に比較的多くの容量が消費される。一方、前記残容量が比較的多い場合には、当該電池パック２が例えば電動工具本体３に装着された時に消費される容量は比較的少ない。
【００５０】
このことから、電池パック２の使用可能時間の確保と容量劣化の抑制とをバランスよく実現するため、残容量が比較的少ない場合には、前記電池パック２の目標充電容量を比較的大きく設定し、前記残容量が比較的多い場合には、前記電池パック２の目標充電容量を比較的小さく設定するようにするというように、前記電池パック２の目標充電容量を、電池パック２の残容量に応じて設定するようにしてもよい。以下、この実施形態について説明する。
【００５１】
図７は、本実施形態の電池パック２及び充電器４の構成を示す図である。
【００５２】
図７に示すように、本実施形態では、充電器２の構成は第１の実施形態と略同様であるが、電池パック２は、前記変形形態（２）の記憶回路２３に加えて、容量算出回路２４を備えている。
【００５３】
容量算出回路２２は、電池セル２１への充電電流及び該電池セル２１の放電電流を検出し、それらの電流の積算値により電池パック２の残容量を算出するものである。また、本実施形態の記憶回路２３は、電池パック２の残容量を充電毎に記憶するものとして動作する。
【００５４】
そして、充電器２の充電制御回路４４は、記憶回路２３に記憶された残容量の平均が所定値より大きいときには、当該電池パック２が例えば電動工具本体３に装着された時に消費される容量は比較的少ないものと判断し、電池パック２の目標充電容量を小さく設定する。一方、記憶回路２３に記憶された残容量の平均が所定値以下のときには、充電制御回路４４は、当該電池パック２から例えば電動工具本体３に装着された時に比較的多くの容量が消費されるものと判断し、電池パック２の目標充電容量を比較的大きく設定する制御を行ってもよい。
【００５５】
これによっても、電池パック２の使用可能時間の確保と容量劣化の抑制とをバランスよく実現することができる。
【００５６】
（４）前記変形形態（３）では、電池パック２に容量算出回路２４を備え、この容量算出回路２４により電池セル２１への充電電流及び電池セル２１の放電電流を検出することで電池パック２の残容量を算出するようにしたが、これに限らず、その電池パック２の残容量を、電池パック２が充電器２に装着された時点における電池電圧と電池温度とから推定するようにしてもよい。
【００５７】
図８は、本実施形態の電池パック２及び充電器４の構成を示す図であり、図８に示すように、本実施形態は、前記第１の実施形態の構成に加えて、充電器４に容量検出回路４５が備えられている。容量検出回路４５は、電池パック２が充電器４に装着されたときに、電池パック２の温度検出回路２２との間で通信可能に接続されるようになっており、温度検出回路２２から出力された電池温度情報に基づいて、電池パック２の残容量を検出し、その検出信号を充電制御回路４４に出力する。
【００５８】
図９は、電池電圧と放電時間（放電容量）との関係を示す図であり、図９に示すように電池電圧は、放電時間が長くなるほど略線形的に小さくなる。また、その電池電圧は、電池温度に影響を受け、電池温度が高くなるほど大きくなる。
【００５９】
容量検出回路４５は、電池温度及び電池電圧と電池パック２の残容量との関係をテーブル形式であるいは演算式として予め記憶しており、それらを用いて、電池パック２が充電器４に装着された時点の電池電圧と、その時点において温度検出回路２２から出力される電池温度情報が示す電池温度とに基づいて、電池パック２の残容量を推定的に導出する。
【００６０】
そして、容量検出回路４５により導出された電池パック２の残容量を示す信号が充電制御回路４４に出力され、充電制御回路４４は電池パック２の残容量に応じて、目標充電容量を設定する。この構成によっても、前記変形形態（３）と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
（５）前記第１の実施形態及び前記他の変形形態（１）〜（４）において、電池パック２を満充電状態まで充電しないようにしたが、一旦電池パック２を満充電状態まで充電したのち、その容量が所定値に低下するまで強制的に放電するようにしてもよい。図１０は、本実施形態の電池パック及び充電器の構成を示す図である。
【００６２】
図１０に示すように、本実施形態では、第１の実施形態に対し温度検出回路２２に代えて、充電器４にさらに放電回路４６を備えている。
【００６３】
放電回路４６は、電池セル２１に蓄積された電荷を一定の電流値で放電するものであり、電池パック２が満充電まで充電されると、充電制御回路４４の指示を受けて、その充電完了直後から、又は所定時間経過後から放電を開始し、電池パック２の容量劣化を防止又は抑制できる容量になるまで放電する。
【００６４】
なお、充電完了時点から前記所定時間経過後に放電を行うようにすると、充電が完了すると比較的早いうちに電池パック２を電気器具本体３に装着して使用される場合に、使用者に電池パック２が使用できる時間が短くなることによる利便性や作業性の低下を招来したり、あるいは寿命が短くなっていないのに短くなったものと勘違いさせたりするのを回避することができる。
【００６５】
（６）使用者が自らの電動工具の使い方を考慮して充電量を手動で変えられるように、充電量を指定する入力を行うための操作部を設けても良い。図１１は、この操作部を備えた充電装置の一例を示す図である。
【００６６】
図１１に示すように、本実施形態においては、第１の実施形態における充電器４（図３参照）に更に複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が備えられており、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３により充電容量が設定されている。例えば、スイッチＳＷ１をオンにすることにより、電池パック２には略１００％（満充電）まで充電する指示が行われ、スイッチＳＷ２をオンにすることにより、電池パック２には満充電の約７５％まで充電する指示が行われ、スイッチＳＷ３をオンにすることにより、電池パック２には満充電の約５０％まで充電する指示が行われるようになっている。
【００６７】
電池パック２の使用者が、充電後比較的短い時間内に電池パック２を使用するときには、例えばスイッチＳＷ１をオンにすることで電池パック２が満充電まで充電され、充電後比較的長時間放置するときには、例えばスイッチＳＷ３をオンにすることで電池パック２が満充電まで充電される。
【００６８】
図１２は、このようにスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が操作された場合における定電圧回路４２の出力電圧及び定電流回路４３の充電電流の変化を示す図であり、矢印ａ及び矢印ｄは、スイッチＳＷ１が操作された場合の前記出力電圧及び充電電流の変化を示し、矢印ｂ及び矢印ｅは、スイッチＳＷ２が操作された場合の前記出力電圧及び充電電流の変化を示し、矢印ｃ及び矢印ｆは、スイッチＳＷ３が操作された場合の前記出力電圧及び充電電流の変化を示す。なお、図面の視認性を考慮して、前記出力電圧及び充電電流の変化を示す各グラフを、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の各操作パターンごとにずらして示している。
【００６９】
図１２に示すように、スイッチＳＷ１がオンされた場合、充電開始時点ｔ０から電池電圧が所定の電圧値Ｖｐ１に達する時刻ｔ２までの期間は、定電流回路４３はその充電電流を所定の電流値Ｉｐ１で一定にして充電を行うことで電池電圧が徐々に上昇し、時刻ｔ２以降の期間は、定電圧回路４２はその出力電圧を所定の電圧値Ｖｐ１で一定にして充電を行うことで充電電流が徐々に小さくなる。そして、その充電電流値が所定値Ｉｐ２まで低下する（時刻ｔ１）と、充電が完了したものとして、電池パック２への充電電流が遮断される。この充電制御により、電池パック２は略満充電まで充電される。
【００７０】
一方、スイッチＳＷ２がオンされると、充電開始時点ｔ０から時刻ｔ２まで、前記出力電圧及び充電電流はスイッチＳＷ１をオンした場合と略同様に制御され、電池電圧が所定の電圧値Ｖｐ１に達する時刻ｔ２に、定電流回路４３はその充電電流を遮断する。この充電制御により、スイッチＳＷ１がオンされた場合に比して、時刻ｔ２から時刻ｔ１までに電池パック２に供給される充電電流の分だけ電池パック２に蓄積される充電容量が減り、電池パック２には、例えば満充電の７５％まで充電される。
【００７１】
また、スイッチＳＷ３がオンされると、充電開始時点ｔ０から時刻ｔ２までの間の時刻ｔ３まで、前記出力電圧及び充電電流はスイッチＳＷ１をオンした場合と略同様に制御され、時刻ｔ３に、定電流回路４３はその充電電流を遮断する。この充電制御により、スイッチＳＷ２がオンされた場合に比して、さらに時刻ｔ３から時刻ｔ２までに電池パック２に供給される充電電流の分だけ電池パック２に蓄積される充電容量が減り、電池パック２には、例えば満充電の５０％まで充電される。
【００７２】
このような構成を前記第１の実施形態及び変形形態（１）〜（５）に搭載することにより、使用者が自らの電動工具の使い方を考慮して充電量を設定する機能も搭載することができる。なお、スイッチの数やスイッチに対応する充電量等は適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本実施形態の充電式電動器具セットを構成する充電器及び当該充電器に好適な電池の外観の概略図である。
【図２】電池パック及び充電器の外観を示す図である。
【図３】充電式電動器具セットの回路構成を示すブロック図である。
【図４】リチウムイオン電池の一般的な性質を示すグラフである。
【図５】本実施形態における電池パックの充電制御を示すグラフである。
【図６】変形形態（２）の電池パック及び充電器の構成を示す図である。
【図７】変形形態（３）の電池パック及び充電器の構成を示す図である。
【図８】変形形態（４）の電池パック及び充電器の構成を示す図である。
【図９】電池電圧と放電時間（放電容量）との関係を示す図である。
【図１０】変形形態（５）の電池パック及び充電器の構成を示す図である。
【図１１】変形形態（６）の充電装置の一例を示す図である。
【図１２】スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が操作された場合における定電圧回路の出力電圧及び定電流回路の充電電流の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
２    電池パック
２１  電池セル
２２  温度検出回路
２３  記憶回路
２４  容量算出回路
４    充電器
４１  電源回路
４２  定電圧回路
４３  定電流回路
４４  充電制御回路
４５  容量検出回路
ＳＷ１〜ＳＷ３  スイッチ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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