JP5574271B2 - 電動工具及び電池パック - Google Patents

Description

本発明は、過電流を防止することができる電動工具及び電池パックに関する。

従来より、大電力を要するコードレス電動工具（以下、電動工具と称す）を作動させるための二次電池として、リチウムイオン電池が広く用いられている。しかしながら、リチウムイオン電池は、大きな電力を供給することができる一方で、過電流が生じると電池寿命が著しく低下してしまう。そのため、近年の電池パックでは、二次電池に流れる電流に基づき過電流の検出を行い、過電流を検出した場合に電動工具への電力の供給を禁止している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２８１４０４号公報

本発明は、電流を検出することなく過電流を防止することの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。

上記課題を解決するために、本発明は、二次電池を備えた電池パックと接続される電動工具であって、前記二次電池から供給される電力によって駆動される駆動部と、前記二次電池から前記駆動部への電力供給を外部操作によりオン・オフ可能なトリガスイッチと、前記二次電池が所定値を超えた場合に前記二次電池から前記駆動部への電力の供給を禁止する禁止手段と、を備え、前記禁止手段は、前記二次電池の電圧を検出するサンプリング時間を、前記トリガスイッチがオンされたら第１のサンプリング時間とし、その後前記第１のサンプリング時間より短い第２のサンプリング時間とすることを特徴とする電動工具を提供している。

また、本発明は、二次電池を備えた電池パックと接続される電動工具であって、
前記二次電池から供給される電力によって駆動される駆動部と、前記二次電池から前記駆動部への電力供給を外部操作によりオン・オフ可能なトリガスイッチと、前記二次電池の電圧降下が所定値を超えた場合に前記二次電池から前記駆動部への電力の供給を禁止する禁止手段と、を備え、前記禁止手段は、前記トリガスイッチがオンされた際に生じる前記電圧降下が前記所定値を超えた場合には前記二次電池から前記駆動部への電力の供給を継続し、その後、再び前記電圧降下が前記所定値を超えた場合に前記二次電池から前記駆動部への電力供給を禁止することを特徴とする電動工具を提供している。

前記禁止手段は、前記二次電池の電圧降下が前記所定値を超えた状態が所定時間継続した場合に前記二次電池から前記駆動部への電力供給を禁止することが好ましい。

前記所定値は、前記二次電池の温度が低い場合の方が高い場合よりも大きく設定されることが好ましい。

前記所定値は、前記二次電池の残存容量が小さい場合の方が大きい場合よりも大きく設定されることが好ましい。

前記禁止手段は、前記二次電池の温度と前記二次電池の残存容量に応じた複数の前記所定値を記憶しており、前記温度が低く且つ前記残存容量が小さい場合の前記所定値は、前記温度が高く且つ前記残存容量が大きい場合の前記所定値よりも大きいことが好ましい。

また、前記禁止手段は、前記電圧降下が所定の閾値を超えた場合に、前記二次電池と前記駆動部との間の電流経路に配置されたスイッチ手段を遮断することが好ましい。

このような構成によれば、二次電池の電圧降下が所定の閾値を超えた場合に、二次電池から駆動部への電力供給を確実に遮断することができる。

また、前記禁止手段は、前記二次電池の電圧が過放電閾値を超えた場合、或いは前記電圧降下が前記所定の閾値を超えた場合の少なくとも一方を検出した際に、前記二次電池から前記駆動部への電力供給を禁止することが好ましい。

このような構成によれば、過電流を防止することができると共に、二次電池の過放電を防止することができ、二次電池の寿命低下を抑制することができる。

また、本発明の別の観点では、駆動部とトリガスイッチとを備えた電動工具と接続される電池パックであって、前記駆動部に電力を供給する二次電池と、前記二次電池の電圧降下に基づき前記二次電池から前記駆動部への電力の供給を禁止する禁止手段と、を備え、前記禁止手段は、前記二次電池の電圧を検出するサンプリング時間を、前記トリガスイッチがオンされたら第１のサンプリング時間とし、その後前記第１のサンプリング時間より短い第２のサンプリング時間とすることを特徴とする電池パックを提供している。

また、本願の別の観点では、駆動部とトリガスイッチとを備えた電動工具と接続される電池パックであって、前記駆動部に電力を供給する二次電池と、前記二次電池の電圧降下に基づき前記二次電池から前記駆動部への電力の供給を禁止する禁止手段と、を備え、前記二次電池の電圧降下が所定値を超えた場合に前記二次電池から前記駆動部への電力の供給を禁止する禁止手段と、を備え、前記禁止手段は、前記トリガスイッチがオンされた際に生じる前記電圧降下が前記所定値を超えた場合には前記二次電池から前記駆動部への電力の供給を継続し、その後、再び前記電圧降下が前記所定値を超えた場合に前記二次電池から前記駆動部への電力供給を禁止することを特徴とする電池パックを提供している。

また、前記禁止手段は、前記二次電池の電圧降下が前記所定値を超えた状態が所定時間継続した場合に前記二次電池から前記駆動部への電力供給を禁止することが好ましい。

前記所定値は、前記二次電池の温度が低い場合の方が高い場合よりも大きく設定されることが好ましい。

前記所定値は、前記二次電池の残存容量が小さい場合の方が大きい場合よりも大きく設定されることが好ましい。

前記禁止手段は、前記二次電池の温度と前記二次電池の残存容量に応じた複数の前記所定値を記憶しており、前記温度が低く且つ前記残存容量が小さい場合の前記所定値は、前記温度が高く且つ前記残存容量が大きい場合の前記所定値よりも大きいことが好ましい。

また、前記禁止手段は、前記電圧降下が所定の閾値を超えた場合に、前記二次電池と前記駆動部との間の電流経路に配置されたスイッチ手段を遮断することが好ましい。

このような構成によれば、二次電池の電圧降下が所定の閾値を超えた場合に、二次電池から駆動部への電力供給を確実に遮断することができる。

前記禁止手段は、前記二次電池の電圧が過放電閾値を超えた場合、或いは前記電圧降下が前記所定の閾値を超えた場合の少なくとも一方を検出した際に、前記二次電池から前記駆動部への電力供給を禁止することが好ましい。

このような構成によれば、過電流を防止することができると共に、二次電池の過放電を防止することができ、二次電池の寿命低下を抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態による電動工具１及び電池パック５について図１から図７を参照しながら説明する。

図１は、第１の実施の形態による電動工具１及び電池パック５の概観図であり、図２は、電動工具１及び電池パック５の回路図である。図２に示すように、本実施の形態による電動工具１と電池パック５とは、正極端子５４、負極端子５５、及び、禁止信号出力端子５６を介して着脱可能に接続される。なお、電池パック５が図示しない充電器と接続される場合には、正極端子５４、負極端子５５、及び、過充電出力端子５７を介して着脱可能に接続されることとなる。

まず、電動工具１の構成について説明する。電動工具１（例えばドライバドリル）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及び負極端子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及び正逆スイッチ３２を備えている。トリガスイッチ３１は、モータ２と直列に接続されており、ユーザに操作されることにより、オン・オフする。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、モータ２の回転方向を変更するためのスイッチである。

所定電圧以上（電動工具１を駆動可能な電圧）、例えば満充電に充電された状態で電池パック５が電動工具１に接続されると、正極端子５４と負極端子５５との間に所定電圧が供給される。そして、トリガスイッチ３１が閉じられると正極端子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、モータ２に所定の電力が供給される。これにより、モータ２は駆動され、モータ２に接続された先端工具（図示せず）が作動されることとなる。

コントローラ４は、電池パック５の禁止信号出力端子５６から電力供給禁止の信号が入力されると上記閉回路を遮断し、モータ２の駆動を停止させる。コントローラ４の構成については後述する。

次に、電池パック５の構成について説明する。電池パック５は、電池組５１と、サーミスタ５２と、電池保護ＩＣ５３と、残存容量検出部５９と、を備えている。なお、電池保護ＩＣ５３は、マイクロコンピュータであってもよい。

電池組５１は、複数の電池セル（二次電池）５１０を直列に接続した構成となっており、正極端子５４と負極端子５５との間に直列に接続されている。本実施の形態では、電池セル５１０は、定格電圧が３．６Ｖのリチウムイオン電池であり、電池組５１は、３．６Ｖの電池セル５１０が４個直列接続されて電池電圧が１４．４Ｖとなる。サーミスタ５２は、電池組５１に近接して配置されており、電池組５１の温度に応じた信号を出力する。なお、電池組５１を２組並列に接続して容量を大きくした構成であっても良いし、電池セル５１０の接続数が４個より多くても少なくても良い。

電池保護ＩＣ５３は、電圧検出部５３０と、過充電検出部５３１と、過放電検出部５３２と、電力供給禁止部５３３と、スイッチ５８と、を備えている。なお、電池保護ＩＣ５３がマイクロコンピュータである場合には、電圧検出部５３０、過充電検出部５３１、過放電検出部５３２、電力供給禁止部５３３の機能をＣＰＵが有する。

電圧検出部５３０は、各電池セル５１０の電圧を検出し、検出結果を過充電検出部５３１、過放電検出部５３２、又は、電力供給禁止部５３３に出力する。過充電検出部５３１は、充電中に、各電池セル５１０の電圧のいずれかが一定値（過充電閾値）以上の場合には過電圧が生じていると判断し、充電を停止させるための信号を過充電出力端子５７から充電器に出力する。過放電検出部５３２は、各電池セル５１０の電圧のいずれかが一定値（過放電閾値）以下の場合には過放電が生じていると判断し、スイッチ５８を閉じる（オン）ための信号を出力する。

電力供給禁止部５３３は、電圧検出部５３０で検出した各電池セル５１０の電圧から各電池セル５１０の電圧降下ΔＶを算出し、その電圧降下ΔＶに基づきモータ２への電力供給を禁止する。詳細には、電力供給禁止部５３３には、電池温度、電池残存容量、又は電池温度及び残存容量に応じた電池セル５１０の電圧降下ΔＶの基準電圧（電圧降下ΔＶの閾値α）を示すテーブル５３３ａ（図５参照）が記憶されており、電力供給禁止部５３３は、当該基準電圧と各電池セル５１０の降下電圧との電位差に基づき、すなわち基準電圧と電圧降下ΔＶとを比較することで電力供給禁止判断を行い、スイッチ５８を閉じる（オン）ための信号を出力する。電力供給禁止部５３３による電力供給禁止判断については後述する。なお、テーブル５３３ａは、電力供給禁止部５３３ではなく、不図示の記憶部(メモリ)に記憶する構成でも良い。

過放電検出部５３２、又は、電力供給禁止部５３３からの信号によりスイッチ５８が閉じられると、禁止信号出力端子５６とグランドラインとが接続される。これにより、禁止信号出力端子５６から電動工具１のコントローラ４のＦＥＴ４１０のゲートに電力供給禁止のための０ボルト（Ｌｏ信号）が出力されることとなる。

図１に示すように、残存容量検出部５９は、残存容量確認ボタン５９ａと、残存容量表示部５９ｂと、を備えている。残存容量表示部５９ｂは、残存容量確認ボタン５９ａが操作者により押下された際の電池組５１の残存容量をＬＥＤの点灯によって表示する。本実施の形態では、残存容量が“大”の場合には３個のＬＥＤを点灯させ、残存容量が“中”の場合には２個のＬＥＤを点灯させ、残存容量が“小”の場合には１個のＬＥＤを点灯させる。また、残存容量検出部５９は、残存容量確認ボタン５９ａが押下された際の電池組５１の残存容量を記憶しておき、電力供給禁止部５３３が電力供給禁止判断を行う際に、記憶された残存容量を示す信号を電力供給禁止部５３３に出力する。なお、残存容量Ｃを不図示の記憶部(メモリ)に記憶する構成でも良い。

ここで、図３及び図４を用いて電力供給禁止部５３３による電力供給禁止判断について詳細に説明する。図３は、電力供給禁止判断について説明するフローチャートであり、図４は、電力供給禁止判断の際の電池セル５１０の電圧及び二次電池に流れる電流の変化について説明する図である。図３のフローチャートは、トリガスイッチ３１がオンされたことを契機に開始される。

トリガスイッチ３１がオンされると、電力供給禁止部５３３は、まず、電池電圧Ｖｉｎ−１を０Ｖに初期設定し（Ｓ１０１）、所定サンプル時間ｔ１経過後（Ｓ１０２：ＹＥＳ）に、電圧検出部５３０から各電池セル５１０の電池電圧Ｖｉｎ（ｔ１）を取得する（Ｓ１０３）。なお、トリガスイッチ３１のオン時には、一瞬大きな起動電流が流れ、大きな電圧降下が生じるので（図４参照）、所定サンプル時間ｔ１は、前記電圧降下の期間を経過するような値に設定されている。続いて、電池電圧Ｖｉｎ（ｔ１）が電池電圧Ｖｉｎ−１よりも小さいか否か、すなわち、電池電圧Ｖｉｎ（ｔ１）が電池電圧Ｖｉｎ−１よりも低下しているか否かを判別する（Ｓ１０４）。

電池電圧Ｖｉｎ（ｔ１）が電池電圧Ｖｉｎ−１以上の場合には（Ｓ１０４：ＮＯ）、電圧が降下していないので、先端工具が被加工部材に作用していない無負荷（空転）状態であると判断し、電池電圧Ｖｉｎ−１を電池電圧Ｖｉｎ（ｔ１）の値に設定変更した上で（Ｓ１０５）、Ｓ１０２に戻る。なお、Ｓ１０１で電池電圧Ｖｉｎ−１は０Ｖに設定されており、電池電圧Ｖｉｎが０Ｖより小さくなることはないので、１回目のＳ１０４の判断では、必ずＮＯとなる。

一方、電池電圧Ｖｉｎ（ｔ１）が電池電圧Ｖｉｎ−１よりも小さい場合には（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、電圧が降下しているため、先端工具が被加工部材に作用している負荷状態であると判断し、以降で、過負荷状態（過電流状態）であるか否かの判断を行う。

まず、Ｓ１０４の判断時から所定サンプル時間ｔ２経過後（Ｓ１０６：ＹＥＳ）に、電圧検出部５３０から各電池セル５１０の電池電圧Ｖｉｎ（ｔ２）を、サーミスタ５２から現在の電池温度Ｔｉｎを、残存容量検出部５９から電池組５１の残存容量Ｃを取得する（Ｓ１０７）。ここで、所定サンプリング時間ｔ２は、所定サンプリング時間ｔ１より短い時間となっている（ｔ１＞ｔ２）。所定サンプリング時間ｔ１は上記したように、モータ２起動時の急激な電圧降下を無視（許容）するための時間として設定しているが、起動後には電池セル電圧を精度良く検出するためにサンプリング時間ｔ２を起動直後の時間ｔ１より短くしている。続いて、電池温度Ｔｉｎ及び残存容量Ｃに応じた電圧降下の基準電圧（電圧降下閾値）閾値α（Ｔ）をテーブル５３３ａから取得し（Ｓ１０８）、電池電圧Ｖｉｎ−１と電池電圧Ｖｉｎ（ｔ２）との電位差ΔＶ（＝Ｖｉｎ−１−Ｖｉｎ（ｔ２））が閾値α（Ｔ）より大きいか否かを判断する（Ｓ１０９）。電位差ΔＶが閾値α（Ｔ）以下の場合には（Ｓ１０９：ＮＯ）、負荷状態ではあるが過負荷状態（過電流）ではないと判断して、電池電圧Ｖｉｎ−１を電池電圧Ｖｉｎ（ｔ２）の値に設定変更した上で（Ｓ１１１）、Ｓ１０６に戻る。

一方、電位差ΔＶが閾値α（Ｔ）より大きい場合には（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、過負荷状態（過電流状態）であると判断して、スイッチ５８を閉じるための信号を出力する（Ｓ１１０）。これにより、禁止信号出力端子５６から後述するＦＥＴ４１０のゲートに０ボルト（Ｌｏ信号）が入力されてＦＥＴ４１０がオフし、モータ２への電力供給が遮断されることとなる。以上のような構成により、本実施の形態による電動工具１及び電池パック５は、電流を検出することなく二次電池の電圧降下によって過電流を防止することができるため、二次電池の寿命低下を抑制することができる。

ここで、ドライバドリルとしての電動工具１で被加工部材にネジ締めを行う場合の電池セル電圧と電流の関係の一例を図４に基づいて説明する。

電池パック５をドライバドリル１に接続すると、トリガスイッチ３１がオンされていないので、電流が流れるための閉回路が構成されておらず、電流は流れず電池セル電圧も降下しない（図４の領域Ａ）。時間ｔ０でトリガスイッチ３１がオンされると、その瞬間すなわちモータ２の起動時に瞬間的に過電流（大電流）が流れ、それに伴って電池セル５１０の電圧が電圧降下閾値αを越えて急激に低下する。本実施の形態では、所定サンプリング時間ｔ１をこの起動時の電圧降下を検出しないような時間に設定することで、起動時にモータ２が停止することを防止している（図４の領域Ｂ）。領域Ｂでは、図３のフローチャートのＳ１０１からＳ１０５の処理を実行する。

その後、ネジを締めることで負荷が生じるため、無負荷状態の電流より大きい電流が閉回路（二次電池）に流れると共に、電圧降下が生じ電池セル電圧がトリガスイッチ３１のオン前の電圧より若干降下する（図４の領域Ｃ）。負荷が一定でネジ締めが継続する間は僅かながら電池セル電圧は低下していくため、領域Ｃでは、図３のフローチャートのＳ１０４でＹｅｓとなり、Ｓ１０６からＳ１１１の処理を実行する。所定サンプリング時間ｔ２（ｔ２＜ｔ１）で電池セル電圧を検出し、前回検出の電池セル電圧と最新の電池セル電圧とを比較し、Ｓ１０９でＮＯの場合には、最新の電池セル電圧を記憶させる（Ｓ１１１）。なお、所定サンプリング時間ｔ２は上記したように、電圧降下を精度良く検出するためにサンプリング時間を起動直後の時間ｔ１より短くしている。

時間ｔａでネジが締まらない状態（ネジ締め終了状態）になると、負荷が急激に増加するため電流が急激に上昇すると共に電池セル電圧が急激に降下する（図４の領域Ｄ）。時間ｔａから所定サンプリング時間ｔ２経過後の時間ｔｂでは、電池セル電圧の電圧降下ΔＶが閾値αよりも大きいため直ちに放電が停止される。領域Ｄでは、図３のフローチャートのＳ１１０の処理を実行する。

なお、トリガスイッチ３１がオフされた場合には、その時点でフローチャートは終了することとなる。また、電池電圧（各電池セルの電圧）は常に電圧検出部５３０で検出されており、各電池セル５１０の電圧が所定の過放電閾値Ｖｔｈ以下となった場合には、過放電検出部５３２で過放電が生じていると判断し、図３のフローチャートのいずれの時点でも、スイッチ５８を閉じるための信号を出力して放電を停止させる。従って、過放電に夜二次電池の寿命低下を抑制することができる。但し、電力供給禁止判断及び過放電判断は、各電池セル５１０の電圧に限らず、電池組５１の電圧に基づいて行ってもよいし、各電池セル５１０の電圧と電池組５１の電圧の両方に基づいて行ってもよい。

図５は、電力供給禁止部５３３に記憶されたテーブル５３３ａの一例を示した図である。負荷状態でモータ２を継続して使用すると、図４に示すように、電池セル５１０に流れる電流が増加する一方で、電池セル５１０の電圧は低下する。本実施の形態では、無負荷状態（空転状態）の電圧からの電圧降下ΔＶに基づき電力供給禁止判断を行っているが、残存容量が大きいほど過負荷状態（過電流状態）の電圧までの電圧降下は小さくなる。すなわち、電池温度が一定の場合、残存容量が大きいほど電圧降下ΔＶは小さくなる傾向がある。従って、本実施の形態によるテーブル５３３ａでは、残存容量Ｃが“大”の場合の閾値αは、残存容量Ｃが“中” 及び“小”の場合よりも小さな値に設定されている。また、通常、電池セルは、電池温度が低いほど内部抵抗が大きくなるため、各電池セル５１０の電圧降下も大きくなる。従って、本実施の形態によるテーブル５３３ａでは、電池温度Ｔｉｎが低くなるほど閾値αも大きな値に設定されている。なお、本実施の形態では、閾値αは、α１〜α４の４通りの中から選択されるが、閾値αの選択肢を増やしてより精密に電力供給禁止判断を行ってもよい。また、電圧降下は残存容量よりも電池温度に依存するため、電池温度のみに応じて閾値αを設定しても良い。

次に、図２を用いて、電動工具１のコントローラ４の構成について説明する。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、表示部４３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、ドレインがモータ２に、ゲートが禁止信号出力端子５６に、ソースが負極端子５５にそれぞれ接続されている。抵抗４１１は、正極端子５４とＦＥＴ４１０のゲートとの間に接続されている。コンデンサ４１２は、ＦＥＴ４１０のゲートとソースとの間に接続されている。ＦＥＴ４１０のゲートと、抵抗４１１と、コンデンサ４１２との接点を接点Ａとする。

ＦＥＴ４１０は、電池パック５からモータ２に正常に電力が供給されている間はオン状態である。すなわち、電動工具１と電池パック５が接続されると電池電圧が抵抗４１１を介して接点Ａ（ＦＥＴ４１０のゲート）に印加されるためＦＥＴ４１０はオンする。一方、禁止信号出力端子５６からＦＥＴ４１０のゲートに０ボルト（Ｌｏ信号）が入力されると、ＦＥＴ４１０はオフし、モータ２への電力供給を遮断する。

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のゲート及び禁止信号出力端子５６に接続され、ソースが負極端子５５に接続されている。また、ゲートは、抵抗４２１を介してモータ２及びＦＥＴ４１０のドレインと接続されると共に、互いに並列に接続された抵抗４２２及びコンデンサ４３３を介して負極端子５５に接続されている。ＦＥＴ４２０のゲート側の接点Ｂに電圧が生ずると、ＦＥＴ４２０がオンし、ＦＥＴ４２０のドレインと接続されている接点Ａは、負極端子５５（グランドライン）と接続される。接点Ａは、ＦＥＴ４１０のゲートと接続されているため、ＦＥＴ４１０のゲートも負極端子５５と接続され、ＦＥＴ４１０がオフすることとなる。

表示部４３は、抵抗４３０と表示装置（本実施の形態ではＬＥＤ）４３１で構成され、ＦＥＴ４１０のドレインとソースの間に、並列に接続されている。トリガスイッチ３１がオフ状態、もしくは、ＦＥＴ４１０がオンして、トリガスイッチ３１がオンしてモータ２に電力が供給されている場合には、表示部４３の両端には電位差がないので、表示装置４３１は点灯しない。一方、ＦＥＴ４１０がオフ状態になると、ドレインとソースとの間に電位差が生じるので、電流が抵抗４３０を介して流れるので表示装置４３１が点灯する。これにより、ユーザは、過放電又は過電流により電動工具１を動作させることができないことを認識することができる。なお、表示部４３は上記した残存容量検出部５９の残存容量表示部５９ｂと兼用しても良い。この場合、例えばＬＥＤの点灯と点滅で残存容量と過放電又は過電流を見分けるようにしても良い。

次に、以上のように構成された電動工具１及び電池パック５の動作を説明する。まず、図２及び図６を参照しながら、電動工具１と電池パック５とが接続された状態でトリガスイッチ３１がオンされた場合の電動工具１及び電池パック５の動作について説明する。

図６（ａ）は、トリガスイッチ３１のオン・オフのタイミングを示した図である。図６（ｂ）は、図１の接点Ａ、接点Ｂ、接点Ｃにおける電圧ＶＡ、電圧ＶＢ、電圧ＶＣのタイムチャートで、縦軸は電圧ＶＡ、電圧ＶＢ、電圧ＶＣであり、横軸は時間である。図６（ｃ）は、電池セル５１０に流れる電流のタイムチャートで、縦軸は電流Ｉであり、横軸は時間である。

時刻ｔ０は、トリガスイッチ３１がオンされた後で、モータ２に電池パック５から正常に電力が供給されている任意の時刻とする。ここでは、トリガスイッチ３１は、時刻ｔ０から時刻ｔ３まではオンされており、時刻ｔ３でオフされるものとする。また、図６（ｃ）に示すように、電流Ｉは、時刻ｔ０ではＩ１であるが、時間が経過するに従って上昇するものとする（時刻ｔ１で過電流値Ｉ２となる）。

電池パック５の電力供給禁止部５３３は、電力供給を禁止すべきと判断した時点でスイッチ５８をオンする（図６（ｃ）では時刻ｔ１）。すなわち、電圧降下ΔＶが閾値αを超えた時点でスイッチ５８をオンする。スイッチ５８のオンによって禁止信号出力端子５６から０ボルト（Ｌｏ信号）が出力され、ＦＥＴ４１０のゲートに入力される。これにより、図６（ｂ）に示すように、一定値を保っていた電圧ＶＡは、時刻ｔ１から低下し、オン電圧Ｖ１よりも低電圧になったときにＦＥＴ４１０はオフする。これにより、モータ２への電力の供給は遮断される。

ＦＥＴ４１０がオフすると、電流経路は、抵抗４２１、抵抗４２２及びコンデンサ４２３を経由する経路、すなわち、メイン電流スイッチオフ保持回路４２を経由する経路に変わるため、接点Ｃの電圧ＶＣが上昇する。同時に、電圧ＶＢも上昇し、オン電圧Ｖ１を越える時刻ｔ２で、ＦＥＴ４２０がオンする。すると、接点Ａ、すなわち、ＦＥＴ４１０のゲートは、負極端子５５と接続される。

ここで、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のオフにより過電流状態が解消され、再びＦＥＴ４１０がオンして電力の供給が開始されるが、すぐにまた過電流状態となってしまい、再度ＦＥＴ４１０がオフされるという繰り返しが生じる。しかしながら、本実施の形態では、メイン電流スイッチオフ保持回路４２を備えているため、過電流状態が解消されてスイッチ５８がオフしたとしても、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ＦＥＴ４１０はオフ状態を維持する。従ってモータ２への電力供給の遮断は維持される。

そして、時刻ｔ３でトリガスイッチ３１がオフされると、電圧ＶＢは低下し、時刻ｔ４でオン電圧Ｖ１を下回るため、ＦＥＴ４２０がオフする。一旦、ＦＥＴ４２０がオフした後は、再び抵抗４１１を介して電池電圧がＦＥＴ４１０のゲートに印加され、すなわち、電圧ＶＡが滑らかに立ち上がり、電圧ＶＡがオン電圧Ｖ１を超えた時刻ｔ８でＦＥＴ４１０がオンとなる。この状態で、トリガスイッチ３１をオンすることで、モータ２への電力供給が可能となる。なお、過放電の場合も同様の動作となる。

このように、本実施の形態による電動工具１は、トリガスイッチ３１がオンされている状態でＦＥＴ４１０によるモータ２への電力の供給が遮断された場合、トリガスイッチ３１がオンされている間は、ＦＥＴ４１０によるモータ２への電力の供給の禁止状態を維持するメイン電流スイッチオフ保持回路４２を備えているため、電力の供給の許可及び禁止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。すなわち、ＦＥＴ４１０のオフにより過電流状態が解消され、再びＦＥＴ４１０がオンして電力の供給が開始されるが、すぐにまた過電流状態となってしまい、再度ＦＥＴ４１０がオフされるという繰り返しを防止することができる。なお、メイン電流スイッチオフ保持回路４２は、過放電の場合にも同様に作用する。

続いて、図２及び図７を参照しながら、トリガスイッチ３１がオンされた状態で所定電圧に充電された電池パック５が電動工具１に接続された際の電動工具１及び電池パック５の動作について説明する。

図７（ａ）は、トリガスイッチ３１のオン・オフのタイミングを示した図である。図７（ｂ）は、接点Ａ、接点Ｂにおける電圧ＶＡ及び電圧ＶＢのタイムチャートで、縦軸は電圧ＶＡ及び電圧ＶＢであり、横軸は時間である。

時刻ｔ０は、トリガスイッチ３１がオンされた状態の電動工具１に電池パック５が接続された時刻とする。ここでは、時刻ｔ６まではトリガスイッチ３１がオンしており、時刻ｔ６でトリガスイッチ３１がオフするものとする。図７（ｂ）に示すように、電池パック５が接続されると、電圧ＶＡ及び電圧ＶＢは共に上昇する。

ここで、本実施の形態では、電圧ＶＢが電圧ＶＡよりも早く立ち上がるように、抵抗４１１とコンデンサ４１２とからなる回路の時定数と、抵抗４２１とコンデンサ４２３とからなる回路の時定数とが設定されている。本実施の形態では抵抗４１１、コンデンサ４１２、抵抗４２１、コンデンサ４２３はそれぞれ１ＭΩ、１μＦ、１ｋΩ、１μＦとする。従って、電圧ＶＢは電圧ＶＡよりも早く立ち上がり、時刻ｔ５でオン電圧Ｖ１を超え、ＦＥＴ４２０がオンする。ＦＥＴ４２０がオンすると、接点Ａの電圧ＶＡは０ボルトになるため、ＦＥＴ４１０のゲートに０ボルト（Ｌｏ信号）が入力され、ＦＥＴ４１０はオンしない。ＦＥＴ４１０のオフ状態は、トリガスイッチ３１がオフされるまで維持される。

時刻ｔ６でトリガスイッチ３１がオフされると、コンデンサ４２３の電荷が抵抗４２２により放電するので電圧ＶＢは低下し、オン電圧Ｖ１より低下するとＦＥＴ４２０はオフする。ＦＥＴ４２０がオフしたことにより、電動工具１内では正極端子５４、抵抗４１１、コンデンサ４１２を経由して負極端子５５に至る閉回路が形成され、電圧ＶＡは上昇する。

このような構成により、トリガスイッチ３１がオンされた状態で電動工具１が電池パック５に接続された場合に、モータ２へ電力供給がされて動作を始めてしまうことを防止することができる。

以上説明したように、本実施の形態による電動工具１及び電池パック５によれば、各電池セル５１０の電圧降下に基づき電力供給禁止判断を行うので、電流を検出することなく過電流を防止することができ、二次電池の寿命低下を抑制することができる。

また、電池セル５１０の温度及び電池組５１の残存容量に応じて異なる閾値α（Ｔ）を用いるので、より適切に過電流を防止することができる。

また、トリガスイッチ３１がオンされている状態でＦＥＴ４１０によるモータ２への電力の供給が禁止された場合、トリガスイッチ３１がオンされている間は、ＦＥＴ４１０によるモータ２への電力の供給の禁止状態を維持するメイン電流スイッチオフ保持回路４２を備えているため、電力供給の許可及び禁止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。

また、電池セル５１０としてリチウムイオン電池を用いているので、過電流の防止がより効果的である。

また、過電流を検出したら直ちにモータ２（放電）を停止するため、二次電池の寿命低下を抑制することができる。また、モータ起動時（トリガスイッチのオン時）に生じる電圧降下は許容し過負荷による電圧降下を禁止するため、作業開始直後にモータが停止することを防止でき、作業性を向上することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

電池電圧は、例えば、微小なノイズによって降下することがあるが、上記実施の形態における図３のＳ１０４では、そのような場合であっても負荷状態であると判断してしまう虞がある。そのような状況を考慮して、第２の実施の形態では、電池電圧Ｖｉｎと電池電圧Ｖｉｎ−１との差が所定の閾値よりも大きい場合に負荷状態と判断する。第２の実施の形態による電力供給禁止判断について図８及び図９を用いて説明する。

図８は、第２の実施の形態による電力供給禁止判断について説明するフローチャートであり、図９は、第２の実施の形態による電力供給禁止判断の際の電圧及び電流の変化について説明する図である。第１の実施形態では、トリガスイッチ３１のオン時（駆動初期）のサンプリング時間ｔ１と、それ以降のサンプリング時間ｔ２を変える構成（ｔ１＞ｔ２）としたが、本実施の形態では、同一サンプリング時間ｔとして説明する。但し、サンプリング時間ｔはトリガスイッチ３１のオン時に生じる電圧降下が閾値αを超える時間より大きくなるように設定するものとする。

Ｓ２０１からＳ２０３までは図３のＳ１０１からＳ１０３と同様の処理を行い、その後、電池電圧Ｖｉｎ−１と電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）との電位差が０より大きいか否かを判別する（Ｓ２０４’）。Ｓ２０１で電池電圧Ｖｉｎ−１は０Ｖに設定されており、電池電圧Ｖｉｎが０Ｖより小さくなることはないので、１回目のＳ２０４’の判断では、必ずＮＯとなり、時間ｔ１において最初に検出した電圧Ｖｔ１がＶｉｎ−１として記憶される。その後、図９の領域Ｃの初期領域に示すように、時間ｔ１から次のサンプリング時間ｔ経過後の時間ｔ２での電池電圧Ｖｔ２は、時間ｔ１での電圧Ｖｔ１（Ｖｉｎ−１）より大きくなっているため、Ｓ２０４’でＮＯとなり、Ｓ２０５で時間ｔ２での電圧Ｖｔ２をＶｉｎ−１として記憶する。本実施の形態では、図９の領域Ｃの初期領域では電池電圧が上昇するため、この電池電圧の更新が行われる。

電池電圧Ｖｉｎ−１が電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）より大きい場合には（Ｓ２０４’：ＹＥＳ）、電池電圧Ｖｉｎ−１と電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）との電位差がＶａ（絶対値）よりも大きいか否かを判別する（Ｓ２０４）。

電池電圧Ｖｉｎ−１と電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）との電位差がＶａ以下の場合には（Ｓ２０４：ＮＯ）、電圧変動があったとしても微小なノイズの影響によるものと考えられるので、無負荷（空転）状態であると判断し、電池電圧Ｖｉｎ−１を電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）の値に設定変更した上で（Ｓ２０５）、Ｓ２０２に戻る。

また、図９の領域Ｃに示すように、負荷状態では、急激な電圧降下は生じないが電池電圧はゆっくりと降下していくため、時間ｔｎでの電圧Ｖｔｎ（最新の検出電圧）は、最新の検出時より所定サンプリング時間ｔ前の時間ｔｎ−１での電池電圧Ｖｔｎ−１（ステップＳ２０５で記憶された前回検出した電池電圧Ｖｉｎ−１に相当）より小さくなるが、このＶｔｎ−１とＶｉｎの電位差は微小のため、絶対値Ｖａを超えない。従って、Ｓ２０４でＮＯとなり、電池電圧Ｖｉｎ−１を電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）の値に設定変更した上で（Ｓ２０５）、Ｓ２０２に戻る。

このように、所定サンプリング時間毎に検出された最新の電圧Ｖｔｎと前回検出された電圧Ｖｔｎ−１（すなわち記憶された電圧Ｖｉｎ−１）との電位差が小さい場合には、Ｓ２０５において最新の電池電圧（最大値）をＶｉｎ−１として記憶する。

なお、本実施の形態ではＳ２０４’とＳ２０４の両方で負荷状態か否か、すなわち電圧降下が生じているか否かを判断するようにしたが、どちらか一方のみでも良い。

一方、電池電圧Ｖｉｎ−１と電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）との電位差がＶａよりも大きい場合には（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、負荷状態であると共に電圧降下が生じていると判断し、以降で、過負荷状態（過電流状態）であるか否かの判別を行う。この判別は、図９の領域Ｄにおける判別となる。すなわち、図９の時間ｔｎでの電池電圧Ｖｔｎ（Ｖｉｎ−１に相当）と時間ｔｎ＋１での電池電圧Ｖｔｎ−１との電位差が、図９の領域Ｃでの電圧降下より大きいため、過負荷状態の判別を行う。なお、Ｓ２０４のＹＥＳの判断時の電池電圧Ｖｉｎ−１は、図９の時間ｔｎでの電池電圧Ｖｔｎとなる。

まず、電池温度Ｔｉｎをサーミスタ５２から取得し（Ｓ２０６）、取得した電池温度Ｔｉｎに基づき閾値α（Ｔ）を設定した上で（Ｓ２０７）、電池電圧Ｖｉｎ−１と電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）との電位差ΔＶが閾値α（Ｔ）よりも大きいか否かを判断する（Ｓ２０８）。電池電圧Ｖｉｎ−１と電池電圧Ｖｉｎとの電位差ΔＶが閾値α（Ｔ）よりも大きい場合には（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、急激な電圧降下が生じているので、過負荷状態（過電流状態）であると判断し、スイッチ５８を閉じるための信号を出力し（Ｓ２１８）、放電を停止させる。この状態は、第１の実施形態を示す図４の領域Ｄの状態に相当する。

一方、電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）（すなわち図９の時間ｔｎ＋１での電圧Ｖｔｎ＋１）と電池電圧Ｖｉｎ−１（すなわち図９の時間ｔｎでの電圧Ｖｔｎ）との電位差ΔＶが閾値α（Ｔ）以下の場合には（Ｓ２０８：ＮＯ）、次の所定サンプル時間ｔ経過後（Ｓ２０９：ＹＥＳ）に、電圧検出部５３０から各電池セル５１０の最新の電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）（すなわち図９の時間ｔｎ＋２での電圧Ｖｔｎ＋２）を取得し（Ｓ２１０）、記憶してある電池電池電圧Ｖｉｎ−１（すなわち図９の時間ｔｎでの電圧Ｖｔｎ）と最新の電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）（すなわち図９の時間ｔｎ＋２での電圧Ｖｔｎ＋２）との電位差ΔＶ１（＝Ｖｉｎ−１−Ｖｉｎ（ｔ））が閾値α（Ｔ）より大きいか否かを判断する（Ｓ２１１）。すなわち、図９の領域Ｄに示すように、時間ｔｎでの電池電圧Ｖｔｎ（Ｖｉｎ−１に相当）に対して、１回の（最初の）サンプリングでの電池電圧Ｖｔｎ＋１（時間ｔｎ＋１）では、その電位差Δ１が閾値α（Ｔ）を超えなかったが（Ｓ２０８：ＮＯ）、２回目の（次の）サンプリングでの電池電圧Ｖｔｎ＋２で、電圧Ｖｔｎとの電位差ΔＶが閾値α（Ｔ）より大きいか否かを判断する。電位差ΔＶ１が閾値α（Ｔ）より大きい場合には（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、過負荷状態であると判断してスイッチ５８を閉じるための信号を出力し（Ｓ２１８）、放電を停止させる。

一方、電位差ΔＶ１が閾値α（Ｔ）以下の場合には（Ｓ２１１：ＮＯ）、まだ過負荷状態ではないが、図９の領域Ｄに示すように、その後、徐々に電圧が降下（電流が増加）して過電流となる虞がある。従って、電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）（すなわち時間ｔｎ＋２での電圧Ｖｔｎ＋２）を記憶すると共に（Ｓ２１２’：ＹＥＳ）、次の所定サンプリング時間ｔ経過後（Ｓ２１２：ＹＥＳ）に、各電池セル５１０の電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）（すなわち図９の時間ｔｎ＋３での電圧Ｖｔｎ＋３）を電圧検出部５３０から取得し（Ｓ２１３）、取得した電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）が前回検出した電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）（すなわち図９の時間ｔｎ＋２での電圧Ｖｔｎ＋２）よりも小さいか否か、すなわち、最新の電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）（Ｖｔｎ＋３）が前回の電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）（Ｖｔｎ＋２）よりも低下しているか否かを判別する（Ｓ２１４）。

最新の電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）（Ｖｔｎ＋３）が前回の電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）（Ｖｔｎ＋２）以上である場合には（Ｓ２１４：ＮＯ）、もはや電圧降下は生じていないので、Ｖｉｎ−１を最新の電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）（Ｖｔｎ＋３）の値に設定変更した上で（Ｓ２１５）、Ｓ２０２に戻る。なお、一時的に電圧降下がなくなったが、すぐに電圧降下が再発する場合が考えられるため、Ｓ２０４でＮＯとなった後に、さらに次のサンプリング時の電池電圧と前回のサンプリング電圧とを比較して電圧降下があった場合に継続して過電流検出を行うようにしても良い。

一方、最新の電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）（Ｖｔｎ＋３）が前回の電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）（Ｖｔｎ＋２）より小さい場合には（Ｓ２１４：ＹＥＳ）、電圧降下は継続して生じているため、電圧降下が生じた図９の時間ｔｎでの電池電圧Ｖｔｎ（すなわちＳ２０５で記憶した電圧Ｖｉｎ−１）と時間ｔｎ＋３での最新の電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）（Ｖｔｎ＋３）との電位差ΔＶ２（＝Ｖｉｎ−１−Ｖｉｎ（ｔ））が閾値α（Ｔ）より大きいか否かを判断する（Ｓ２１６）。

電位差ΔＶ２が閾値α（Ｔ）より大きい場合には（Ｓ２１６：ＹＥＳ）、過負荷状態であると判断してスイッチ５８を閉じるための信号を出力し（Ｓ２１８）、放電を停止させる。一方、電位差ΔＶ２がα（Ｔ）以下の場合には（Ｓ２１６：ＮＯ）、前回の電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）を最新の電池電圧Ｖｉｎ（ｔ）の値、すなわち前回検出した時間ｔｎ＋２での電池電圧Ｖｔｎ＋２）を時間ｔｎ＋３での最新の電池電圧Ｖｔｎ＋３に設定変更した上で（Ｓ２１７）、Ｓ２１２に戻る。電圧降下が生じている間、すなわちＳ２１４でＹＥＳの間は、すなわち、図９の時間ｔｎ＋ｘまでＳ２１２からＳ２１７の処理を繰り返す。図９の時間ｔｎ＋ｘにおいて、電圧降下が開始した時間ｔｎでの電池電圧Ｖｔｎ（Ｖｉｎ−１に相当）と時間ｔｎ＋ｘでの電池電圧Ｖｔｎ＋ｘとの電位差ΔＶ２が閾値α（Ｔ）を超えるため、Ｓ２１６でＹＥＳと判断し、放電を停止させる。また、Ｓ２０６、Ｓ２０７で電池温度Ｔに基づいて閾値α（Ｔ）を設定するようにしたが、第１の実施形態のように、電池温度Ｔと残存容量Ｃの両方に基づいて閾値α（Ｔ）を設定するようにしてもよい。更に、電池温度Ｔ及び残存容量Ｃは、放電中に変化するため、Ｓ２１２からＳ２１７の繰り返し処理の中で、電池温度Ｔや残存容量Ｃに基づいて閾値α（Ｔ）の設定するようにすれば、より正確に過電流検出を行うことができ、二次電池の寿命低下を更に抑制することができる。

以上説明した第２の実施の形態によれば、微小なノイズや負荷状態での微小な電圧降下の影響を受けずに電力供給禁止判断を行うことができると共に、負荷が徐々に増加し、電圧降下（電流）が徐々に増加した場合にも確実に電力供給禁止判断を行うことができる。

なお、本実施の形態において、モータ２が本発明の駆動部に、電力供給禁止部５３３を含むマイクロコンピュータ（電池保護ＩＣ）５３が本発明の禁止手段に、メイン電流スイッチオフ保持回路４２が本発明の維持手段にそれぞれ相当する。

本発明による電動工具１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。

例えば、上記実施の形態では、電力供給禁止部５３３及びスイッチ５８は電池パック５に、ＦＥＴ４１０は電動工具１にそれぞれ設けられていたが、これらは、電動工具１及び電池パック５内にどのような組み合わせで設けられてもよい。また、電力供給禁止部５３３からの信号によりモータ２への電力を遮断することができれば、スイッチ５８及びＦＥＴ４１０は、これら以外の構成であってもよい。

また、上記実施の形態では、電動工具１及び電池パック５は、電池セル５１０（モータ２）に流れる電流を検出することなく、電池セル５１０の電圧降下に基づき電力供給禁止判断を行ったが、併せて電流を検出してもよい。この場合、電池セル５１０の電圧降下に基づき電力供給禁止判断を行うと共に、電流に基づいて過電流の判断を行えば、より確実に過電流を防止することができる。

更に、上記実施の形態では、電圧降下ΔＶが閾値αを超えたら直ちに過電流と判断しＦＥＴ４１０を遮断するように構成したが、図１０、図１１に示すように、サンプリング時間ｔを一定とし、電圧降下ΔＶが閾値αを超えた時間が所定時間Ｔｔｈ継続した際に時間ｔｃでＦＥＴ４１０を遮断するようにしても良い。なお、図１１は図３に対して、サンプリング時間を一定とした点、Ｓ１０９でＹＥＳの場合に所定時間Ｔｔｈが経過したか否かを判断する点、フラグセットの有無を判断している点以外は図３と同じである。この場合、図１１のフローチャートにおいて、Ｓ１０９の次の判断として、フラグをセットした後（１１２’）、過電流状態が所定時間Ｔｔｈを越えたか否かの判断を行い、超えた場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、放電を停止する。超えない場合（Ｓ１１２：ＮＯ）は、Ｓ１０２に戻り、フラグセットが有りか否かを判断する（Ｓ１０４’：ＹＥＳ）。フラグセットがある場合には、再びＳ１０９の判断を行う。ここで、所定時間Ｔｔｈは、モータ２の起動時（トリガスイッチ３１のオン時）に生じる急激な電圧降下（過電流）は微少な時間であるため、起動時に生じる急激な電圧降下（過電流）が生じる時間より長い時間、例えば起動時の閾値α以上の電圧降下が生じる時間の２倍に設定すれば良い。この場合、サンプリング時間ｔを微小な時間とすると、モータ起動時にＳ１０４でＹＥＳとなり、Ｓ１０９でＹＥＳとなる可能性がある。しかしながら、モータ起動時に急激な電圧降下が生じ閾値αを超えても、その発生している時間は短いため、所定時間Ｔｔｈ継続することはなく、Ｓ１１２でＮＯとなるため、モータ起動時に放電を停止することはない。また、電池温度Ｔや残存容量Ｃ等に応じて所定時間Ｔｔｈを設定するようにしても良い。

また、第１の実施形態では、モータ起動時のサンプリング時間と、起動後のサンプリング時間を変えるように構成したが、第２の実施形態に適用しても良く、或いは、第２の実施形態のようにサンプリング時間を一定としても良い。すなわち、モータ起動時に生じる電圧降下を無視（許容）することができ、モータ起動時にＦＥＴ４１０が遮断されること無く、電圧降下を確実に検出することができるサンプリング時間にすれば良い。

また、上記実施の形態では、残存容量検出部５９は、確認スイッチが操作者により押下された時の電池組５１の残存容量を検出及び記憶したが、例えば、トリガスイッチ３１のオフ時や、電池パック５の電動工具１からの離脱時に電池組５１の残存容量を検出及び記憶しておいてもよい。また、電池組５１の替わりに各電池セル５１０の残存容量を検出及び記憶してもよい。また、残存容量確認ボタン５９ａが押下された場合だけ、電池温度Ｔと残存容量Ｃの両方に基づいて閾値αを決定し、それ以外の場合には、電池温度Ｔのみで閾値αを設定するようにしても良いし、電池温度Ｔや残存容量Ｃとは関係なく固定の閾値αとしても良い。電池温度Ｔのみで閾値を設定する場合には、電池温度Ｔが低いほど閾値を大きくすることが好ましい。

また、上記実施の形態では、電池温度Ｔｉｎ及び残存容量Ｃに応じた閾値α（Ｔ）を取得しているが、電池温度Ｔｉｎと残存容量Ｃのいずれか一方に応じた閾値α（Ｔ）を取得する構成としてもよい。

また、上記実施の形態では、電池セル５１０としてリチウムイオン電池を用いたが、リチウムイオン電池に限定されるものではない。

第１の実施の形態による電動工具及び電池パックの概観図 第１の実施の形態による電動工具及び電池パックの回路図 第１の実施の形態による電力供給禁止判断について説明するフローチャート 第１の実施の形態による電力供給禁止判断の際の電圧及び電流の変化について説明する図 第１の実施の形態による電力供給禁止部に記憶されたテーブルの一例を示した図 第１の実施の形態による電力供給が禁止された際の電動工具及び電池パックの動作を説明する図 第１の実施の形態によるトリガスイッチがオンされた状態で電池パックが電動工具に接続された際の電動工具及び電池パックの動作を説明する図 第２の実施の形態による電力供給禁止判断について説明するフローチャート 第２の実施の形態による電力供給禁止判断の際の電圧及び電流の変化について説明する図 第１の実施の形態の変形例を示す電力供給禁止判断の際の電圧及び電流の変化について説明する図 第１の実施の形態の変形例を示す電力供給禁止判断について説明するフローチャート

１ 電動工具
２ モータ
３１ トリガスイッチ
４１０ ＦＥＴ
４２ メイン電流スイッチオフ保持回路
５ 電池パック
５１ 電池組
５１０ 電池セル
５２ サーミスタ
５３３ 電力供給禁止部
５８ スイッチ
５９ 残存容量検出部

Claims (16)

1. 二次電池を備えた電池パックと接続される電動工具であって、
   前記二次電池から供給される電力によって駆動される駆動部と、
   前記二次電池から前記駆動部への電力供給を外部操作によりオン・オフ可能なトリガスイッチと、
   前記二次電池の電圧降下が所定値を超えた場合に前記二次電池から前記駆動部への電力の供給を禁止する禁止手段と、を備え、
   前記禁止手段は、前記二次電池の電圧を検出するサンプリング時間を、前記トリガスイッチがオンされたら第１のサンプリング時間とし、その後前記第１のサンプリング時間より短い第２のサンプリング時間とすることを特徴とする電動工具。
2. 二次電池を備えた電池パックと接続される電動工具であって、
   前記二次電池から供給される電力によって駆動される駆動部と、
   前記二次電池から前記駆動部への電力供給を外部操作によりオン・オフ可能なトリガスイッチと、
   前記二次電池の電圧降下が所定値を超えた場合に前記二次電池から前記駆動部への電力の供給を禁止する禁止手段と、を備え、
   前記禁止手段は、前記トリガスイッチがオンされた際に生じる前記電圧降下が前記所定値を超えた場合には前記二次電池から前記駆動部への電力の供給を継続し、その後、再び前記電圧降下が前記所定値を超えた場合に前記二次電池から前記駆動部への電力供給を禁止することを特徴とする電動工具。
3. 前記禁止手段は、前記二次電池の電圧降下が前記所定値を超えた状態が所定時間継続した場合に前記二次電池から前記駆動部への電力供給を禁止することを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
4. 前記所定値は、前記二次電池の温度が低い場合の方が高い場合よりも大きく設定され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。
5. 前記所定値は、前記二次電池の残存容量が小さい場合の方が大きい場合よりも大きく設定され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。
6. 前記禁止手段は、前記二次電池の温度と前記二次電池の残存容量に応じた複数の前記所定値を記憶しており、
   前記温度が低く且つ前記残存容量が小さい場合の前記所定値は、前記温度が高く且つ前記残存容量が大きい場合の前記所定値よりも大きい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。
7. 前記禁止手段は、前記電圧降下が所定の閾値を超えた場合に、前記二次電池と前記駆動部との間の電流経路に配置されたスイッチ手段を遮断することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電動工具。
8. 前記禁止手段は、前記二次電池の電圧が過放電閾値を超えた場合、或いは前記電圧降下が前記所定の閾値を超えた場合の少なくとも一方を検出した際に、前記二次電池から前記駆動部への電力供給を禁止することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電動工具。
9. 駆動部とトリガスイッチとを備えた電動工具と接続される電池パックであって、
   前記駆動部に電力を供給する二次電池と、
   前記二次電池の電圧降下に基づき前記二次電池から前記駆動部への電力の供給を禁止する禁止手段と、を備え、
   前記禁止手段は、前記二次電池の電圧を検出するサンプリング時間を、前記トリガスイッチがオンされたら第１のサンプリング時間とし、その後前記第１のサンプリング時間より短い第２のサンプリング時間とすることを特徴とする電池パック。
10. 駆動部とトリガスイッチとを備えた電動工具と接続される電池パックであって、
    前記駆動部に電力を供給する二次電池と、
    前記二次電池の電圧降下に基づき前記二次電池から前記駆動部への電力の供給を禁止する禁止手段と、を備え、
    前記二次電池の電圧降下が所定値を超えた場合に前記二次電池から前記駆動部への電力の供給を禁止する禁止手段と、を備え、
    前記禁止手段は、前記トリガスイッチがオンされた際に生じる前記電圧降下が前記所定値を超えた場合には前記二次電池から前記駆動部への電力の供給を継続し、その後、再び前記電圧降下が前記所定値を超えた場合に前記二次電池から前記駆動部への電力供給を禁止することを特徴とする電池パック。
11. 前記禁止手段は、前記二次電池の電圧降下が前記所定値を超えた状態が所定時間継続した場合に前記二次電池から前記駆動部への電力供給を禁止することを特徴とする請求項１０に記載の電池パック。
12. 前記所定値は、前記二次電池の温度が低い場合の方が高い場合よりも大きく設定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池パック。
13. 前記所定値は、前記二次電池の残存容量が小さい場合の方が大きい場合よりも大きく設定されることを特徴とする請求項９から１２のいずれか一項に記載の電池パック。
14. 前記禁止手段は、前記二次電池の温度と前記二次電池の残存容量に応じた複数の前記所定値を記憶しており、
    前記温度が低く且つ前記残存容量が小さい場合の前記所定値は、前記温度が高く且つ前記残存容量が大きい場合の前記所定値よりも大きい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池パック。
15. 前記禁止手段は、前記電圧降下が所定の閾値を超えた場合に、前記二次電池と前記駆動部との間の電流経路に配置されたスイッチ手段を遮断することを特徴とする請求項９から１４のいずれか一項に記載の電池パック。
16. 前記禁止手段は、前記二次電池の電圧が過放電閾値を超えた場合、或いは前記電圧降下が前記所定の閾値を超えた場合の少なくとも一方を検出した際に、前記二次電池から前記駆動部への電力供給を禁止することを特徴とする請求項９から１５のいずれか一項に記載の電池パック。

Images