(57)【要約】【課題】  二次電池が有効に利用される電動工具を提供する。【解決手段】  電動工具は、工具本体と、工具本体に対して着脱可能な複数のバッテリパックと、工具本体に装着された複数のバッテリパックの放電を制御するコントローラを備えている。各々のバッテリパックは、二次電池セルの特性を示す特性データを記憶する記憶装置を有する。コントローラは、工具本体に装着された各々のバッテリパックの記憶装置にアクセス可能であり、記憶装置に記憶されている特性データに基づいて、複数のバッテリパックの放電を制御する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具本体と、
工具本体に対して着脱可能な複数のバッテリパックと、
工具本体に装着された複数のバッテリパックの放電を制御するコントローラを備え、
各々のバッテリパックは、ハウジングと、ハウジングに収容された単一の二次電池セルを有することを特徴とする電動工具。
【請求項２】
各々のバッテリパックは、二次電池セルの特性を示す特性データを記憶する記憶装置を有し、
前記コントローラは、工具本体に装着された各々のバッテリパックの記憶装置にアクセス可能であり、前記記憶装置に記憶されている特性データに基づいて、複数のバッテリパックの放電を制御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】
各々のバッテリパックの記憶装置は、少なくとも、二次電池セルの下限電圧を記憶しており、
前記コントローラは、工具本体に装着された各々のバッテリパックの出力電圧を測定可能であるとともに、少なくとも一つのバッテリパックの出力電圧の測定値が、そのバッテリパックの記憶装置に記憶された下限電圧を下回る場合に、複数のバッテリパックの放電を禁止又は制限することを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
【請求項４】
前記コントローラは、工具本体の最大入力電圧を記憶しており、各々のバッテリパックの出力電圧の測定値の合計値が、工具本体の最大入力電圧を上回る場合に、複数のバッテリパックの放電を禁止又は制限することを特徴とする請求項３に記載の電動工具。
【請求項５】
各々のバッテリパックの記憶装置は、少なくとも、二次電池セルの上限放電電流を記憶しており、
前記コントローラは、工具本体に装着された複数のバッテリパックによる放電電流を測定可能であるとともに、放電電流の測定値が、少なくとも一つのバッテリパックの記憶装置に記憶された上限放電電流を上回る場合に、複数のバッテリパックの放電を禁止又は制限することを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項６】
前記コントローラは、工具本体の最大入力電流を記憶しており、放電電流の測定値が、工具本体の最大入力電流を上回る場合に、複数のバッテリパックの放電を禁止又は制限することを特徴とする請求項５に記載の電動工具。
【請求項７】
各々のバッテリパックは、二次電池セルの温度を測定する温度測定素子をさらに有し、
各々のバッテリパックの記憶装置は、少なくとも、二次電池セルの上限温度を記憶しており、
前記コントローラは、工具本体に装着された各々のバッテリパックの温度測定素子に接続可能であるとともに、少なくとも一つのバッテリパックの温度測定素子による測定値が、そのバッテリパックの記憶装置に記憶された上限温度を上回る場合に、複数のバッテリパックの放電を禁止又は制限することを特徴とする請求項３から６のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項８】
前記コントローラは、一旦複数のバッテリパックの放電を禁止又は制限した後は、工具本体のメインスイッチがオフされるまで、その禁止又は制限を継続することを特徴とする請求項３から７のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項９】
前記工具本体に着脱可能なパックホルダをさらに備え、
前記複数のバッテリパックは、パックホルダに対して着脱可能であり、パックホルダを介して前記工具本体に着脱可能であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項１０】
前記コントローラの少なくとも一部は、前記工具本体に内蔵されていることを特徴とする請求項９に記載の電動工具。
【請求項１１】
前記コントローラの少なくとも一部は、前記パックホルダに内蔵されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の電動工具。
【請求項１２】
前記コントローラの一部は、前記工具本体に内蔵されており、
前記コントローラの他の一部は、前記パックホルダに内蔵されており、
前記工具本体に内蔵されたコントローラの一部と、前記パックホルダに内蔵されたコントローラの他の一部は、通信可能に接続されることを特徴とする請求項９から１１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、複数の二次電池を電源とする電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、電動工具が開示されている。この電動工具は、工具本体と、工具本体に着脱可能なバッテリパックを備えている。バッテリパックは、工具本体に着脱可能なハウジングと、ハウジング内に収容された複数の二次電池セルを有しており、電動工具の電源として工具本体へ電力を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７，４１４，３３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バッテリパックを電源とする電動工具では、電動工具の定格電圧に応じたバッテリパックが使用される。例えば、定格電圧が１４．４ボルトの電動工具では、公称電圧が１４．４ボルトのバッテリパックが使用され、定格電圧が１８ボルトの電動工具では、公称電圧が１８ボルトのバッテリパックが使用される。言い換えれば、定格電圧が１４．４ボルトの電動工具に、公称電圧が１８ボルトのバッテリパックは使用することができず、定格電圧が１８ボルトの電動工具に、公称電圧が１４．４ボルトのバッテリパックは使用することができない。従って、定格電圧が１４．４ボルトの電動工具を使用するユーザが、定格電圧が１８ボルトの電動工具へ買い換えた場合、そのユーザは公称電圧が１８ボルトのバッテリパックを併せて購入しなければならない。そして、公称電圧が１４．４ボルトのバッテリパックについては、内部の二次電池セルになんら問題がないとしても、定格電圧が１８ボルトの電動工具に使用することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の問題を解決するために、本技術では、電動工具が複数の二次電池セルを電源とする場合、従来のように、複数の二次電池セルを単一のバッテリパックに収容しない。それに代えて、各々の二次電池セルを、工具本体に着脱可能なバッテリパックに、それぞれ収容する構成とする。この構成によると、単一の二次電池セルを収容する各々のバッテリパックを、定格電圧が異なる電動工具の間で、共通に使用することが可能となる。例えば、定格電圧が１４．４ボルトの電動工具を使用するユーザが、定格電圧が１８ボルトの電動工具へ新たに買い換えたとする。この場合、ユーザは、不足する３．６ボルト分のバッテリパックのみを購入し、これまで使用してきた１４．４ボルト分のバッテリパックと併せて、定格電圧が１８ボルトの電動工具に使用することができる。
【０００６】
上記した単一の二次電池セルは、ニッケル水素電池セルであってもよいし、リチウムイオン電池セルであってもよいし、他の種類の二次電池セルであってもよい。バッテリパックが単一のリチウムイオン電池セルを収容する場合、そのバッテリパックの公称電圧は３．６ボルトとなる。従って、定格電圧が１４．４ボルトの電動工具は、四つのバッテリパックによって駆動することができ、定格電圧が１８ボルトの電動工具は、五つのバッテリパックによって駆動することができる。即ち、１４．４ボルトの電動工具を使用するユーザが、定格電圧が１８ボルトの電動工具へ買い換える場合、このユーザは一つのバッテリパックを買い足せばよく、既に所有する四つのバッテリパックを引き続き使用することができる。なお、ユーザは、単一のリチウムイオン電池セルを内蔵するバッテリパックに代えて、単一のニッケル水素電池セル（公称電圧１．２ボルト）を内蔵する三つのバッテリパックを買い足してもよい。
【０００７】
上記した技術に基づいて、下記する電動工具を実現することができる。この電動工具は、工具本体と、工具本体に対して着脱可能な複数のバッテリパックと、工具本体に装着された複数のバッテリパックの放電を制御するコントローラを備えている。そして、各々のバッテリパックは、ハウジングと、ハウジングに収容された単一の二次電池セルを有することを特徴とする。
【０００８】
上記した構成の電動工具が広く普及することで、ユーザは、定格電圧が異なる複数の電動工具に、複数のバッテリパック（二次電池セル）を共通に使用することが可能となる。その結果、各々の二次電池セルは、その寿命が尽きるまで、十分に使用されることになり、無駄に廃棄される二次電池セルの減少を期待することができる。
【０００９】
上記した電動工具は、バッテリパックの有効利用を促進するために、二次電池セルの特性が互いに異なるような、様々なバッテリパックを使用可能であることが好ましい。この場合、コントローラは、バッテリパックに内蔵された二次電池セルの特性に応じて、バッテリパックの放電を制御することが好ましい。そのことから、本技術の一実施形態では、各々のバッテリパックが、二次電池セルの特性を示す特性データを記憶する記憶装置を有することができる。この場合、コントローラは、工具本体に装着された各々のバッテリパックの記憶装置にアクセス可能とし、記憶装置に記憶されている特性データに基づいて、複数のバッテリパックの放電を制御するように構成することができる。
【００１０】
ここで、前記した記憶装置には、二次電池セルの特性として、例えば、二次電池セルの上限電圧、二次電池セルの下限電圧、二次電池セルの最大放電電流、二次電池セルの最大充電電流、二次電池セルの上限温度、二次電池セルの下限温度、二次電池セルの容量、といった特性値の少なくとも一つを記憶させるとよい。
【００１１】
本技術の一実施形態では、各々のバッテリパックの記憶装置が、少なくとも、二次電池セルの下限電圧を記憶していることが好ましい。この場合、コントローラは、工具本体に装着された各々のバッテリパックの出力電圧を測定可能であるとともに、少なくとも一つのバッテリパックの出力電圧の測定値が、そのバッテリパックの記憶装置に記憶された下限電圧を下回る場合に、複数のバッテリパックの放電を禁止又は制限することが好ましい。この構成によると、バッテリパック（二次電池セル）の過放電が防止され、バッテリパック（二次電池セル）の劣化や損傷を抑制することができる。
【００１２】
上記した実施形態では、コントローラが、工具本体の最大入力電圧を記憶しており、各々のバッテリパックの出力電圧の測定値の合計値が、工具本体の最大入力電圧を上回る場合に、複数のバッテリパックの放電を禁止又は制限することが好ましい。この構成によると、工具本体に過大な電圧が供給されることを防止して、工具本体のモータや他の電気要素の損傷することを防止することができる。
【００１３】
本技術の他の一実施形態では、各々のバッテリパックの記憶装置が、少なくとも、二次電池セルの上限放電電流を記憶していることが好ましい。この場合、コントローラは、工具本体に装着された複数のバッテリパックによる放電電流を測定可能であるとともに、放電電流の測定値が、少なくとも一つのバッテリパックの記憶装置に記憶された上限放電電流を上回る場合に、複数のバッテリパックの放電を禁止又は制限することが好ましい。この構成によると、バッテリパック（二次電池セル）の過電流が防止され、バッテリパック（二次電池セル）の劣化や損傷を抑制することができる。
【００１４】
上記した実施形態では、コントローラが、工具本体の最大入力電流を記憶しており、放電電流の測定値が、工具本体の最大入力電流を上回る場合に、複数のバッテリパックの放電を禁止又は制限することが好ましい。この構成によると、工具本体に過大な電流が供給されることを防止して、工具本体のモータや他の電気要素の損傷を防止することができる。
【００１５】
本技術の他の一実施形態では、各々のバッテリパックが、二次電池セルの温度を測定する温度測定素子をさらに有するとともに、各々のバッテリパックの記憶装置が、少なくとも、二次電池セルの上限温度を記憶していることが好ましい。この場合、コントローラは、工具本体に装着された各々のバッテリパックの温度測定素子に接続可能であるとともに、少なくとも一つのバッテリパックの温度測定素子による測定値が、そのバッテリパックの記憶装置に記憶された上限温度を上回る場合に、複数のバッテリパックの放電を禁止又は制限することが好ましい。この構成によると、バッテリパック（二次電池セル）の過熱が防止され、バッテリパック（二次電池セル）の劣化や損傷を抑制することができる。
【００１６】
上記した各実施形態において、コントローラは、一旦複数のバッテリパックの放電を禁止又は制限した後は、工具本体のメインスイッチがオフされるまで、その禁止又は制限を継続することが好ましい。この構成によると、バッテリパックの放電の禁止又は制限が、ユーザが意図しないタイミングで解除されてしまい、工具本体が突然に動き出すといったことを防止することができる。
【００１７】
本技術に係る電動工具では、複数のバッテリパックが、パックホルダを介して電動工具に着脱可能に構成されてもよい。この場合、パックホルダは、工具本体に着脱可能であり、かつ、複数のバッテリパックにも着脱可能な構成とするとよい。パックホルダを用いることで、従来の電動工具の工具本体、即ち、複数の二次電池セルを有する単一のバッテリパックを使用する工具本体を、単一の二次電池セルを有する複数のバッテリパックによって使用することが可能となる。
【００１８】
本技術に係る電動工具では、コントローラの少なくとも一部を、前記工具本体に内蔵させることができる。あるいは、コントローラの少なくとも一部を、前記したパックホルダに内蔵させることもできる。本技術に係る一実施形態では、コントローラの一部が、前記工具本体に内蔵されており、コントローラの他の一部が、パックホルダに内蔵されている。そして、工具本体に内蔵されたコントローラの一部と、パックホルダに内蔵されたコントローラの他の一部は、通信可能に接続されるように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施例１の電動工具を示しており、ここで、三つのバッテリパックは工具本体に取り付けられている。
【図２】図２は、実施例１の電動工具を示しており、ここで、三つのバッテリパックは工具本体から取り外されている。
【図３】図３は、工具本体を図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た図であり、バッテリ取付部の内部構造を示す。
【図４】図４は、図２中のＩＶ−ＩＶ線における断面図であり、バッテリ取付部の内部構造を示す。
【図５】図５は、バッテリパックの外観を示す斜視図。
【図６】図６は、図５中のＶI−ＶI面における断面図であり、バッテリパックの内部構造を示す図。
【図７】図７は、実施例１の電動工具の回路構成を示す回路図である。
【図８】図８は、実施例１の変形例であって、五つのバッテリパックを電源とする電動工具を示す。
【図９】図９は、実施例２の電動工具を示しており、ここで、バッテリホルダは工具本体に取り付けられ、三つのバッテリパックはパックホルダに取り付けられている。
【図１０】図１０は、実施例２の電動工具を示しており、ここで、パックホルダは工具本体から取り外され、三つのバッテリパックはパックホルダから取り外されている。
【図１１】図１１は、パックホルダを図１０中のＸＩ−ＸＩ方向から見た図であり、バッテリ取付部の内部構造を示す。
【図１２】図１２は、図１０中のＸＩI−ＸＩＩ線における断面図であり、バッテリ取付部の内部構造を示す。
【図１３】図１３は、実施例２の電動工具の回路構成を示す回路図である。
【図１４】図１４は、実施例２の電動工具の回路構成の変形例を示す回路図である。
【図１５】図１５は、実施例２の電動工具の回路構成の他の変形例を示す回路図である。
【図１６】図１６は、実施例２の変形例であって、五つのバッテリパックを電源とする電動工具を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施例１）
図面を参照して、実施例１の電動工具１０について説明する。図１、図２は、電動工具１０の外観を示している。図１、図２に示すように、電動工具１０は、工具本体１２と、複数のバッテリパック１００を備えている。工具本体１２には、工具が着脱可能な工具ホルダ１４と、ユーザによって操作されるメインスイッチ１６と、ユーザによって保持されるグリップ１８が設けられている。また、工具本体１２には、工具ホルダ１４を駆動するモータ５０（図７参照）や回路基板２２が収容されている。
【００２１】
工具本体１２には、三つのバッテリ取付部３０が設けられている。三つのバッテリ取付部３０は、グリップ１８の端部に位置している。各々のバッテリ取付部３０には、一つのバッテリパック１００を着脱可能に構成されている。工具本体１２には、各々のバッテリ取付部３０からバッテリパック１００を排出させる排出部材２４が設けられている。図３、図４に示すように、各々のバッテリ取付部３０には、正極入力端子３２、負極入力端子３４、第１通信端子３６、第２通信端子３８、第３通信端子４０が設けられている。これらの各端子は、回路基板２２からバッテリ取付部３０まで伸びている。
【００２２】
図５、図６に示すように、バッテリパック１００は、ハウジング１０２と、ハウジング１０２に収容された単一の二次電池セル１１０を備えている。ハウジング１０２は、柱形状を有しており、工具本体１２のバッテリ取付部３０に着脱可能な形状を有している。二次電池セル１１０は、リチウムイオン電池セルであり、その公称電圧は３．６ボルトである。従って、バッテリパック１００の公称電圧も３．６ボルトである。一方、工具本体１２の定格電圧は、１０．８ボルトとなっている。
【００２３】
バッテリパック１００は、正極出力端子１２２、負極出力端子１２４を有している。正極出力端子１２２は、ハウジング１０２の一方の端部に配置されており、二次電池セル１１０の正極１１０ａに電気的に接続されている。負極出力端子１２４は、ハウジング１０２の他方の端部に配置されており、二次電池セル１１０の負極１１０ｂに電気的に接続されている。正極出力端子１２２と負極出力端子１２４はそれぞれ、ハウジング１０２内に収容されているとともに、ハウジング１０２に形成された開口を通じて外部に露出している。
【００２４】
バッテリパック１００は、回路基板１１２を有している。回路基板１１２は、ハウジング１０２内に収容されている。回路基板１１２には、記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ）１１４、サーミスタ１１６、第１通信端子１２６、第２通信端子１２８、第３通信端子１３０が設けられている。サーミスタ１１６は、二次電池セル１１０の温度を測定するための素子であり、二次電池セル１１０の近傍に配置されている。サーミスタ１１６は、二次電池セル１１０の温度に応じて、その抵抗値を変化させる。第１通信端子１２６と第２通信端子１２８と第３通信端子１３０のそれぞれは、ハウジング１０２に形成された開口を通じて外部に露出している。
【００２５】
記憶装置１１４は、二次電池セル１１０の特性を示す特性データを記憶している。この特性データには、二次電池セル１１０の上限電圧、二次電池セル１１０の下限電圧、二次電池セル１１０の最大放電電流、二次電池セル１１０の最大充電電流、二次電池セル１１０の上限温度、二次電池セル１１０の下限温度、二次電池セル１１０の容量、といった特性値が含まれている。
【００２６】
図７は、電動工具１０の電気的な構成を示す回路図である。図７に示すように、バッテリパック１００では、第１通信端子１２６が回路基板１１２の記憶装置１１４に接続されており、第２通信端子１２８が回路基板１１２の接地端子（図示省略）に接続されており、第３通信端子１３０がサーミスタ１１６に接続されている。
【００２７】
工具本体１２は、モータ５０、電力供給回路５２、メインスイッチ検出回路５４、コントローラ６０、第１マルチプレクサ６２、第２マルチプレクサ６４、バッファ回路６６、アンプ回路６８を備えている。電力供給回路５２は、正極入力端子３２と負極入力端子３４とモータ５０を、電気的に接続している。
【００２８】
三つのバッテリパック１００を工具本体１２へ装着すると、バッテリパック１００の正極出力端子１２２は、工具本体１２の正極入力端子３２に電気的に接続され、バッテリパック１００の負極出力端子１２４は、工具本体１２の負極入力端子３４に電気的に接続される。工具本体１２内では、電力供給回路５２が、三つのバッテリパック１００を、モータ５０へ直列に接続する。即ち、三つの二次電池セル１１０が、モータ５０に対して直列に接続される。
【００２９】
電力供給回路５２には、メインスイッチ１６が設けられている。それにより、ユーザがメインスイッチ１６をオン操作すると、電力供給回路５２は電気的に閉鎖（接続）され、ユーザがメインスイッチ１６をオフ操作すると、電力供給回路５２は電気的に開放（切断）される。また、メインスイッチ１６は可変速スイッチであり、ユーザによるオン操作の操作量に応じて、速度指令信号を出力する。メインスイッチ１６の速度指令信号は、コントローラ６０へ入力される。
【００３０】
電力供給回路５２には、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）５８が設けられている。ＦＥＴ５８のゲートは、コントローラ６０に接続されている。コントローラ６０は、ＦＥＴ５８をオンオフすることによって、電力供給回路５２を電気的に開閉することができる。詳しくは後述するが、コントローラ６０は、ＦＥＴ５８を制御することによって、三つのバッテリパック１００の放電を禁止及び制限することができる。
【００３１】
電力供給回路５２には、シャント抵抗７０が設けられている。シャント抵抗７０は、電力供給回路５２に流れる電流を測定するための抵抗素子である。電力供給回路５２に流れる電流は、二次電池セル１１０による放電電流であって、かつ、モータ５０に供給される電流である。シャント抵抗７０に生じた電圧は、アンプ回路６８を通じて、コントローラ６０へ入力される。コントローラ６０は、シャント抵抗７０に生じた電圧に基づいて、電力供給回路５２に流れる電流を測定することができる。
【００３２】
三つのバッテリパック１００の第１通信端子１２６は、工具本体１２の三つの第１通信端子３６へそれぞれ接続される。工具本体１２の三つの第１通信端子３６は、第１マルチプレクサ６２を介して、コントローラ６０に接続されている。この構成により、コントローラ６０は、バッテリパック１００の記憶装置１１４へアクセス可能となっており、記憶装置１１４に記憶されている特性データを取得することができる。また、コントローラ６０は、バッテリパック１００の記憶装置１１４に、データの書き込み行うこともできる。
【００３３】
三つのバッテリパック１００の第２通信端子１２８は、工具本体１２の三つの第２通信端子３８へそれぞれ接続される。工具本体１２の三つの第２通信端子３８は、工具本体１２内で接地されている。この構成により、全てのバッテリパック１００の回路基板１１２は、工具本体１２のコントローラ６０と同じ電位に接地される。
【００３４】
三つのバッテリパック１００の第３通信端子１３０は、工具本体１２の三つの第３通信端子４０へそれぞれ接続される。工具本体１２の三つの第３通信端子４０は、第１マルチプレクサ６２を介して、コントローラ６０に接続されている。この構成により、コントローラ６０は、三つのバッテリパック１００のサーミスタ１１６にそれぞれ接続して、各々のバッテリパック１００の二次電池セル１１０の温度を測定することができる。
【００３５】
バッファ回路６６は、第２マルチプレクサ６４を介して、各々のバッテリ取付部３０の正極入力端子３２及び負極入力端子３４へ接続されている。バッファ回路６６は、一つのバッテリ取付部３０の正極入力端子３２及び負極入力端子３４へ選択的に接続され、正極入力端子３２と負極入力端子３４の間の電圧に応じた信号を出力する。バッファ回路６６の出力信号は、コントローラ６０へ入力される。コントローラ６０は、第２マルチプレクサ６４を制御し、バッファ回路６６の出力信号を受信することで、各々のバッテリパック１００（即ち、二次電池セル１１０）の出力電圧を測定することができる。
【００３６】
メインスイッチ検出回路５４は、メインスイッチ１６のオンオフを検出するための回路である。図７に示す回路構成により、メインスイッチ検出回路５４は、メインスイッチ１６がオフされている間、コントローラ６０へハイレベルの電圧信号（Ｖｃｃ）を出力し、メインスイッチ１６がオンされている間は、コントローラ６０へローレベルの電圧信号（ＧＮＤ）を出力する。コントローラ６０は、メインスイッチ検出回路５４の出力信号に基づいて、メインスイッチ１６のオンオフを検出することができる。
【００３７】
本実施例の電動工具１０では、コントローラ６０が、工具本体１２に装着された三つのバッテリパック１００の放電を制御する。コントローラ６０は、工具本体１２に装着された各々のバッテリパック１００の記憶装置１１４にアクセス可能であり、記憶装置１１４に記憶されている特性データに基づいて、三つのバッテリパック１００の放電を制御することができる。以下、コントローラ６０が実行する放電制御の主要例を説明する。
【００３８】
コントローラ６０は、バッファ回路６６を用いて各々のバッテリパック１００の出力電圧を測定し、少なくとも一つのバッテリパック１００の出力電圧の測定値が、そのバッテリパック１００の記憶装置１１４に記憶された下限電圧を下回る場合に、ＦＥＴ５８をターンオフしてバッテリパック１００の放電を禁止することができる。それにより、バッテリパック１００（二次電池セル１１０）の過放電が防止され、バッテリパック１００（二次電池セル１１０）の劣化や損傷を抑制することができる。なお、コントローラ６０は、バッテリパック１００の放電を完全に禁止せず、ＦＥＴ５８を断続的にオフすることによって、バッテリパック１００の放電を部分的に制限してもよい。
【００３９】
加えて、コントローラ６０は、工具本体１２の最大入力電圧を記憶しており、各々のバッテリパック１００の出力電圧の測定値の合計値が、工具本体１２の最大入力電圧を上回る場合に、ＦＥＴ５８を断続的にオフすることによって、バッテリパック１００の放電を部分的に制限することができる。即ち、コントローラ６０は、ＦＥＴ５８をＰＷＭ制御することによって、三つのバッテリパック１００から工具本体１２へ供給される電圧を、工具本体１２の最大入力電圧以下とすることができる。それにより、工具本体１２に過大な電圧が供給されることを防止して、モータ５０やメインスイッチ１６等の損傷を防止することができる。なお、コントローラ６０は、ＦＥＴ５８を完全にターンオフし、バッテリパック１００の放電を禁止してもよい。
【００４０】
コントローラ６０は、シャント抵抗７０を用いて三つのバッテリパック１００による放電電流を測定し、放電電流の測定値が、少なくとも一つのバッテリパック１００の記憶装置１１４に記憶された上限放電電流を上回る場合に、ＦＥＴ５８をターンオフしてバッテリパック１００の放電を禁止（中止）することができる。この構成によると、バッテリパック１００（二次電池セル１１０）の過電流が防止され、バッテリパック１００（二次電池セル１１０）の劣化や損傷を抑制することができる。なお、コントローラ６０は、バッテリパック１００の放電を完全に禁止せず、ＦＥＴ５８を断続的にオフすることによって、バッテリパック１００の放電を部分的に制限してもよい。
【００４１】
加えて、コントローラ６０は、工具本体１２の最大入力電流を記憶しており、放電電流の測定値が、工具本体１２の最大入力電流を上回る場合に、ＦＥＴ５８をターンオフしてバッテリパック１００の放電を禁止（中止）することができる。それにより、工具本体１２の電力供給回路５２に過大な電流が供給されることを防止して、モータ５０やメインスイッチ１６等の損傷を防止することができる。なお、コントローラ６０は、バッテリパック１００の放電を完全に禁止せず、ＦＥＴ５８を断続的にオフすることによって、バッテリパック１００の放電を部分的に制限してもよい。
【００４２】
コントローラ６０は、各々のバッテリパック１００のサーミスタ１１６に接続し、少なくとも一つのバッテリパック１００のサーミスタ１１６による測定値が、そのバッテリパック１００の記憶装置１１４に記憶された上限温度を上回る場合に、ＦＥＴ５８をターンオフしてバッテリパック１００の放電を禁止することができる。それにより、バッテリパック１００（二次電池セル１１０）の過熱を防止して、バッテリパック１００（二次電池セル１１０）の劣化や損傷を抑制することができる。なお、コントローラ６０は、バッテリパック１００の放電を完全に禁止せず、ＦＥＴ５８を断続的にオフすることによって、バッテリパック１００の放電を部分的に制限してもよい。
【００４３】
上記したように、コントローラ６０は、バッテリパック１００（二次電池セル１１０）の電圧、電流、温度に応じて、バッテリパック１００の放電を禁止又は制限することができる。ここで、コントローラ６０は、一旦バッテリパック１００の放電を禁止又は制限した後は、メインスイッチ検出回路５４によってメインスイッチ１６のオフが検出されるまで、その放電の禁止又は制限を継続するように構成されている。それにより、バッテリパック１００の放電の禁止又は制限が、ユーザが意図しないタイミングで解除されてしまい、工具本体１２が突然に作動するといったことを防止する。
【００４４】
上述した電動工具１０では、工具本体１２の定格電圧が１０．８ボルトであり、バッテリパック１００の公称電圧が３．６ボルトであるので、三つのバッテリパック１００が使用されている。当然ではあるが、工具本体１２の定格電圧は１０．８ボルトに限定されるものではなく、使用するバッテリパック１００の数も三つに限定されない。例えば、図８に示す電動工具１１のように、工具本体１２の定格電圧を１８ボルトとし、使用するバッテリパック１００の数を五つとすることもできる。
【００４５】
ここで、定格電圧が１０．８ボルトの電動工具１０と、定格電圧が１８ボルトの電動工具１１の間で、ユーザはバッテリパック１００を共通に使用することができる。従って、ユーザは、所有するバッテリパック１００を有効に使用することができる。例えば、定格電圧が１０．８ボルトの電動工具１０を使用するユーザが、定格電圧が１８ボルトの電動工具１１へ買い換えたとする。この場合、ユーザは、不足する二つのバッテリパック１００のみを購入し、これまで使用してきた三つのバッテリパック１００と併せて、定格電圧が１８ボルトの電動工具１１に使用することができる。そして、内部の二次電池セル１１０が完全に劣化したものから順に、バッテリパック１００を買い換えていくことができる。
【００４６】
（実施例２）
図面を参照して、実施例２の電動工具２００について説明する。図９、図１０は、実施例２の電動工具２００の外観を示している。図９、図１０に示すように、電動工具１０は、工具本体２１２と、複数のバッテリパック１００と、パックホルダ２１４を備えている。実施例１の電動工具１０と比較して、実施例２の電動工具２００では、三つのバッテリパック１００が、パックホルダ２１４を介して、工具本体２１２に着脱される構成となっている。以下では、実施例２の電動工具２００について詳細に説明するが、実施例１の電動工具１０と共通する構成については、同一の参照番号を付すことによって説明を省略する。
【００４７】
工具本体２１２には、一つのバッテリ取付部２１６が設けられている。一方、パックホルダ２１４の上面には、工具コネクタ２１８が設けられている。パックホルダ２１４の工具コネクタ部２１８は、工具本体２１２のバッテリ取付部２１６に着脱可能となっている。パックホルダ２１４の下面には、三つのバッテリ取付部３０が設けられている。図１１、図１２に示すように、パックホルダ２１４のバッテリ取付部３０は、実施例１で説明した工具本体１２のバッテリ取付部３０と同じ構成を有している。各々のバッテリ取付部３０は、一つのバッテリパック１００を着脱可能となっている。なお、工具本体２１２のバッテリ取付部２１６には、パックホルダ２１４に代えて、複数の二次電池セルを単一のハウジングに収容する従来のバッテリパックを取り付けることもできる。
【００４８】
図１３は、電動工具２００の電気的な構成を示す回路図である。工具本体２１２は、モータ５０、電力供給回路５２の一部、工具コントローラ２２０、記憶装置２２２を備えている。工具コントローラ２２０は、メインスイッチ１６に接続されており、メインスイッチ１６が出力する速度指令信号が、工具コントローラ２２０に入力される。記憶装置２２２は、工具本体２１２の特性データを記憶している。この特性データには、工具本体２１２の最大入力電圧、工具本体２１２の最大入力電流が含まれる。
【００４９】
加えて、工具本体２１２は、正極入力端子２３２、負極入力端子２３４、第１通信端子２３６、第２通信端子２３８、第３通信端子２４０、第４通信端子２４２を備えている。これらの端子は、工具本体２１２のバッテリ取付部２１６に配置されている。正極入力端子２３２及び負極入力端子２３４は、モータ５０へ電気的に接続されている。第１通信端子２３６は、メインスイッチ１６のモータ５０側に接続されている。第２通信端子２３８は、工具コントローラ２２０へ電気的に接続されている。第３及び第４通信端子２４０、２４２は、記憶装置２２２へ電気的に接続されている。
【００５０】
パックホルダ２１４は、電力供給回路５２の一部、メインスイッチ検出回路５４、コントローラ６０、第１マルチプレクサ６２、第２マルチプレクサ６４、バッファ回路６６、アンプ回路６８を備えている。電力供給回路５２には、ＦＥＴ５８及びシャント抵抗７０が設けられている。
【００５１】
加えて、パックホルダ２１４は、正極出力端子２５２、負極出力端子２５４、第１通信端子２５６、第２通信端子２５８、第３通信端子２６０、第４通信端子２６２を備えている。これらの端子は、パックホルダ２１４の工具コネクタ２１８に配置されている。正極出力端子２５２は、電力供給回路５２を介して、正極入力端子３２へ電気的に接続されている。負極出力端子２５４は、電力供給回路５２を介して、負極入力端子３４へ電気的に接続されている。第１通信端子２５６は、メインスイッチ検出回路５４へ電気的に接続されている。第２通信端子２５８及び第３通信端子２６０は、コントローラ６０へ電気的に接続されている。第４通信端子２６２は、パックホルダ２１４の回路の接地電位に接続されている。
【００５２】
図１３に示すように、パックホルダ２１４を工具本体２１２へ取り付けると、パックホルダ２１４の各端子２５２、２５４、２５６、２５８、２６０、２６２が、工具本体２１２の対応する端子２３２、２３４、２３６、２３８、２４０、２４２へ、電気的に接続される。それにより、パックホルダ２１４のコントローラ６０は、工具本体２１２の工具コントローラ２２０及び記憶装置２２２と、通信可能に接続される。パックホルダ２１４のコントローラ６０と、工具本体２１２の工具コントローラ２２０及び記憶装置２２２は、協業して、実施例１で説明したコントローラ６０と同じように機能する。
【００５３】
ただし、本実施例の電動工具２００では、パックホルダ２１４のコントローラ６０が、工具本体２１２の記憶装置２２２にアクセスし、工具本体２１２の特性データ（最大入力電圧及び最大入力電流）を取得する。そして、取得する工具本体２１２の特性データに基づいてＦＥＴ５８をオンオフし、バッテリパック１００の放電を制御する。そのことから、パックホルダ２１４及び複数のバッテリパック１００は、特定の工具本体２１２に限られず、複数の工具本体２１２において共通に使用することができる。
【００５４】
実施例２の電動工具２００において、図１３に示す回路構成は、適宜変形することができる。例えば図１４に示すように、ＦＥＴ５８を工具本体２１２へ配置し、そのＦＥＴ５８の制御は、工具コントローラ２２０によって行うように構成してもよい。あるいは、図１５に示す回路構成へ変更してもよい。この回路構成では、パックホルダ２１４のコントローラ６０が、バッテリパック１００の出力電圧や放電電流といった指標の測定を行い、その測定値に基づいて、バッテリパック１００の放電を禁止又は制限を指令する信号を出力する。この信号は、通信端子２５８、２３８を通じて、工具本体２１２の工具コントローラ２２０へ送信される。工具コントローラ２２０は、パックホルダ２１４のコントローラ６０からの信号を受けて、ＦＥＴ５８をターンオフするといった、バッテリパック１００の放電を禁止又は制限する処理を行う。この構成によると、工具本体２１２とパックホルダ２１４の間の通信端子の数を削減することができる。
【００５５】
上述した電動工具１０では、工具本体２１２の定格電圧が１０．８ボルトであり、バッテリパック１００の公称電圧が３．６ボルトであるので、三つのバッテリパック１００が使用されている。当然ではあるが、工具本体２１２の定格電圧は１０．８ボルトに限定されるものではなく、使用するバッテリパック１００の数も三つに限定されない。例えば、図１６に示す電動工具２０１のように、工具本体２１２の定格電圧を１８ボルトとし、使用するバッテリパック１００の数を五つとすることもできる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００５７】
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００５８】
１０、１１、２００、２０１：電動工具
１２、２１２：工具本体
５０：モータ
６０：コントローラ
１００：バッテリパック
１０２：ハウジング
１１０：二次電池セル
１１４：記憶装置
１１６：サーミスタ
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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