特許 5756104 電動工具用電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5756104

(24)【登録日】2015年6月5日

(45)【発行日】2015年7月29日

(54)【発明の名称】電動工具用電源装置

(51)【国際特許分類】

   B25F 5/00 20060101AFI20150709BHJP

   H01M 8/00 20060101ALI20150709BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20150709BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20150709BHJP

【ＦＩ】

   B25F5/00 H

   H01M8/00 A

   H01M8/00 Z

   H01M10/44 P

   H01M10/48 P

【請求項の数】7

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2012-521540(P2012-521540)

(86)(22)【出願日】2011年6月23日

(86)【国際出願番号】JP2011064458

(87)【国際公開番号】WO2011162357

(87)【国際公開日】20111229

【審査請求日】2013年12月26日

(31)【優先権主張番号】特願2010-142720(P2010-142720)

(32)【優先日】2010年6月23日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000137292

【氏名又は名称】株式会社マキタ

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】梅村 卓也

(72)【発明者】

【氏名】山田 徹

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 均

【審査官】 石田 智樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２７８３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２６０１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０６５８６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０６７４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３２５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３２５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２８９９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１２２４６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｆ ５／００

Ｈ０１Ｍ ８／００

Ｈ０１Ｍ １０／４４

Ｈ０１Ｍ １０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動工具に電力を供給する電動工具用の電源装置であって、
前記電動工具から離脱可能に該電動工具と電気的に接続されるアダプタと、
燃料と酸化剤とを酸化反応させることにより、前記電動工具に供給される電力を発生させる燃料電池と、
前記電動工具に接続されて該電動工具に電力を供給する少なくとも１つの二次電池を装着可能に構成された少なくとも１つの電気的接続部と、
前記アダプタを、前記燃料電池及び前記少なくとも１つの電気的接続部と電気的に接続するケーブルと、
前記少なくとも１つの二次電池に、前記燃料電池で発電された電力を充電するための充電装置と、
前記アダプタが前記電動工具に接続されているか否かを判定する接続判定装置と
を備え、
前記充電装置は、第１充電モード及び第２充電モードを含む複数の充電動作モードを備え、
前記第１充電モードは、前記接続判定装置により前記アダプタが前記電動工具に接続されていないと判定された場合に実行され、
前記第２充電モードは、前記接続判定装置により前記アダプタが前記電動工具に接続されていると判定された場合に実行される、電源装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電源装置であって、
前記燃料電池から供給される電力を蓄える蓄電機能、及び前記アダプタを介して前記電動工具に電力を供給する放電機能を有する、少なくとも１つの蓄電装置を備えている、電源装置。

【請求項3】

請求項２に記載の電源装置であって、
前記少なくとも１つの蓄電装置は、前記充電装置により充電される、電源装置。

【請求項4】

請求項１に記載の電源装置であって、
前記第２充電モードは、前記第１充電モードにおける電圧値よりも低い電圧値、及び該第１充電モードにおける電流値よりも小さい電流値の一方にて充電を行う充電動作モードである、電源装置。

【請求項5】

請求項２ないし４のいずれか１項に記載の電源装置であって、
前記少なくとも１つの蓄電装置は、複数の蓄電装置であり、
前記電源装置は、
前記複数の蓄電装置から、前記放電機能により放電を実行する蓄電装置と前記蓄電機能により充電される蓄電装置とを選択する選択装置を備える、電源装置。

【請求項6】

請求項５に記載の電源装置であって、
前記選択装置によって前記放電機能による放電を実行する蓄電装置である放電源として選択された前記蓄電装置に蓄えられた電力が予め設定された下限に達しているか否かを判定する下限到達判定装置を備え、
前記選択装置は、前記放電源として選択された前記蓄電装置に蓄えられた電力が前記下限に達していると前記下限到達判定装置が判定したときに、該放電源として選択された該蓄電装置を充電対象に切り替える、電源装置。

【請求項7】

請求項５に記載の電源装置であって、
前記選択装置によって充電対象として選択された前記蓄電装置に蓄えられた電力が予め設定された上限に達しているか否かを判定する上限到達判定装置を備え、
前記選択装置は、前記充電対象として選択された前記蓄電装置に蓄えられた電力が前記上限に達していると前記上限到達判定装置が判定したときに、該充電対象として選択された該蓄電装置を放電源に切り替える、電源装置。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本国際出願は、２０１０年６月２３日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１０−１４２７２０号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１０−１４２７２０号の全内容を参照により本国際出願に援用する。

【技術分野】

【0002】

本発明は、電動工具に電力を供給する電動工具用電源装置に関する。

【背景技術】

【0003】

例えば、下記特許文献１に記載の電動工具用電源装置は、電動工具に電気的に接続されるアダプタ、及び電動工具に電力を供給する二次電池等から構成されている。
そして、特許文献１に記載の発明では、二次電池に蓄えられている電力が減少して、二次電池が深放電状態となると、電動工具を作動させるのに十分な電力を二次電池から得られないので、二次電池を充電する必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１−１４５２７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、電動工具の稼働可能時間を長くするには、二次電池の容量を大きくする必要があるが、二次電池の容量が大きくなるほど、深放電状態の二次電池を満充電状態まで充電するのに要する時間が長くなる。

【0006】

そして、特許文献１に記載の発明では、充電時間中に電動工具を稼働させることができないので、電動工具を使用した作業が中断する時間が長くなってしまうという問題がある。

【0007】

本発明は、上記点に鑑み、電動工具を使用した作業の中断時間を１つの電源装置でも短くすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するための本発明は、電動工具に電力を供給する電動工具用の電源装置であって、電動工具と電気的に接続されるアダプタと、燃料と酸化剤とを酸化反応させることにより、アダプタを介して電動工具に供給される電力を発生させる燃料電池とを備える、電源装置である。

【0009】

本発明に係る電源装置では、電動工具に供給される電力は、燃料電池により発電されており、燃料電池は、燃料等の残量が減少したときに燃料等を補充することにより、容易に発電を再開させることができる。

【0010】

そして、燃料等を補充するために必要な時間は、通常、深放電状態の二次電池を満充電状態まで充電するのに要する時間に比べて短いので、電動工具を使用した作業の中断時間を１つの電源装置でも短くすることができる。

【0011】

本発明の電源装置は、電動工具に接続されてその電動工具に電力を供給する二次電池に、燃料電池で発電された電力を充電するための充電装置を有してもよい。
また、本発明の電源装置は、燃料電池から供給される電力を蓄える蓄電機能、及びアダプタを介して電動工具に電力を供給する放電機能を有する、少なくとも１つの蓄電装置を備えてもよい。

【0012】

また、少なくとも１つの蓄電装置は、充電装置により充電されてもよい。
また、アダプタが電動工具から離脱可能に電動工具と電気的に接続される場合、本発明の電源装置は、アダプタが電動工具に接続されているか否かを判定する接続判定装置を備えてもよい。この場合、充電装置は、第１充電モード及び第２充電モードを含む複数の充電動作モードを備え、第１充電モードは、接続判定装置によりアダプタが電動工具に接続されていないと判定された場合に実行され、第２充電モードは、接続判定装置によりアダプタが電動工具に接続されていると判定された場合に実行されてもよい。

【0013】

第２充電モードは、第１充電モードにおける電圧値よりも低い電圧値、及び第１充電モードにおける電流値よりも小さい電流値の一方にて充電を行う充電動作モードであってもよい。

【0014】

また、少なくとも１つの蓄電装置が複数の蓄電装置である場合、本発明に係る電源装置は、複数の蓄電装置から、放電機能により放電を実行する蓄電装置と蓄電機能により充電される蓄電装置とを選択する選択装置を備えてもよい。

【0015】

また、本発明の電源装置は、選択装置によって放電源として選択された蓄電装置に蓄えられた電力が予め設定された下限に達しているか否かを判定する下限到達判定装置を備えてもよい。この場合、選択装置は、放電源として選択された蓄電装置に蓄えられた電力が下限に達していると下限到達判定装置が判定したときに、その放電源として選択された蓄電装置を充電対象に切り替えてもよい。

【0016】

なお、下限は、どのような大きさに設定されてもよい。例えば、蓄電装置が深放電状態（すなわち、蓄電装置に蓄えられた電力が電動工具を作動させるには不十分な状態）であるときに蓄電装置に蓄えられている電力の大きさを下限に設定してもよい。

【0017】

また、本発明の電源装置は、選択装置によって充電対象として選択された蓄電装置に蓄えられた電力が予め設定された上限に達しているか否かを判定する上限到達判定装置を備えてもよい。この場合、選択装置は、充電対象として選択された蓄電装置に蓄えられた電力が上限に達していると上限到達判定装置が判定したときに、その充電対象として選択された蓄電装置を放電源に切り替えてもよい。

【0018】

なお、上限は、どのような大きさに設定されてもよい。例えば、蓄電装置が満充電状態であるときに蓄電装置に蓄えられている電力の大きさを上限に設定してもよい。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１実施形態に係る電源装置の概念図である。

【図2】第１実施形態に係る電源装置のブロック図である。

【図3A】第１実施形態に係る電源装置の充電制御処理の一部を示すフローチャートである。

【図3B】第１実施形態に係る電源装置の充電制御処理の残りの部分を示すフローチャートである。

【図4】本発明の第２実施形態に係る電源装置の概念図である。

【図5】第２実施形態に係る電源装置のブロック図である。

【図6A】第２実施形態に係る電源装置の充電制御処理の一部を示すフローチャートである。

【図6B】第２実施形態に係る電源装置の充電制御処理の別の一部を示すフローチャートである。

【図6C】第２実施形態に係る電源装置の充電制御処理のさらに別の一部を示すフローチャートである。

【図6D】第２実施形態に係る電源装置の充電制御処理の残りの部分を示すフローチャートである。

【図7A】本発明の第３実施形態に係る電源装置の充電制御処理の一部を示すフローチャートである。

【図7B】第３実施形態に係る電源装置の充電制御処理の残りの部分を示すフローチャートである。

【符号の説明】

【0020】

１…電動工具、１Ａ…電池パック、１０…電源装置、１１…アダプタ、１１Ａ…ケーブル、１３…燃料電池、１５…二次電池、１７…電源ケーシング、１７Ａ…背負いベルト、１９…電流検出器、２１…第１スイッチ素子、２３…第２スイッチ素子、２５…制御部、２７…電源部

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下の各実施形態は、電動ドライバーや電動ドリル等の電動工具に電力を供給する電動工具用電源装置に本発明を適用した例であり、図面と共に説明する。
（第１実施形態）
１．電動工具用電源装置の概要
図１に示すように、本第１実施形態に係る電動工具用電源装置１０（以下、電源装置１０と略称する。）は、アダプタ１１、（図２に示す）燃料電池１３、及び二次電池１５等を含んでいる。なお、燃料電池１３は電源ケーシング１７に収納され、二次電池１５は電源ケーシング１７の外壁面（本第１実施形態では、上面側外壁面）から離脱可能に外壁面に装着されている。

【0022】

電源ケーシング１７には１対の背負いベルト１７Ａが設けられており、ユーザは、電源装置１０を背負った状態で電動工具１を使用することができる。
また、アダプタ１１は、１対のケーブル１１Ａを介して燃料電池１３及び二次電池１５等に電気的に接続されているとともに、電動工具１から離脱可能に電動工具１に物理的に装着されて電動工具１と電気的に接続される中継器である。燃料電池１３は、燃料と酸化剤とを酸化反応させることにより電力を発生し、二次電池１５は、充放電可能な化学電池やキャパシタ等である。

【0023】

なお、本第１実施形態に係る燃料電池１３は、改質後の燃料（水素）を当該燃料電池１３における発電要素に供給するのではなく、図示しない燃料タンクに蓄えられた液体燃料（メタノール）を発電要素に直接供給する直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）を採用している。

【0024】

また、本第１実施形態では、アダプタ１１は、少なくとも電動工具１との電気的接続部（接続端子）が、電動工具用電池パック１Ａ（以下、電池パック１Ａと略称する。）の電気的接続部（接続端子）と同一の配置・形状に構成されている。

【0025】

このため、ユーザは、アダプタ１１を介して電源装置１０から電力の供給を受けて電動工具１を稼働させる場合、及び電池パック１Ａから電力の供給を受けて電動工具１を稼働させる場合のいずれかをユーザの自由意志で選択することができる。

【0026】

電池パック１Ａとは、電動工具１に直接的に装着される電源であって、一次電池又は二次電池にて構成されるものであるが、本第１実施形態では、充放電可能な化学電池やキャパシタ等にて構成されている。

【0027】

また、本第１実施形態では、二次電池１５として電池パック１Ａと同一又は互換性のある二次電池を使用しているので、電源ケーシング１７に設けられた二次電池１５との電気的接続部（接続端子）は、電池パック１Ａが装着可能な配置・形状に構成されている。

【0028】

２．電源装置の電気的構成
図２に示すように、電源ケーシング１７内には、燃料電池１３、電流検出器１９、第１スイッチ素子２１、第２スイッチ素子２３及び制御部２５等が収納されている。

【0029】

なお、燃料電池１３と二次電池１５とは、互いに並列に接続された状態でアダプタ１１（電動工具１）に接続されているので、アダプタ１１（電動工具１）には、燃料電池１３及び二次電池１５のうちの少なくとも一方から電力（電流）が供給される。そこで、以下、燃料電池１３及び二次電池１５を総称するときは、電源部２７という。

【0030】

そして、第１スイッチ素子２１は、電源部２７からアダプタ１１に至る電流経路を開閉する。第２スイッチ素子２３は、燃料電池１３から出力される電流の経路を開閉する。より具体的には、第２スイッチ素子２３がＯＮすると、燃料電池１３から電流が流れて燃料電池１３の電力が供給され、一方、第２スイッチ素子２３がＯＦＦすると、燃料電池１３からの電力供給が停止する。

【0031】

これら第１スイッチ素子２１及び第２スイッチ素子２３の動作は制御部２５により制御されている。この制御部２５は、演算部及び記憶部等を含むマイクロコンピュータによって構成されているとともに、二次電池１５から電力の供給を受けて動作する。電流検出器１９は、電源部２７からアダプタ１１（電動工具１）に供給される電流値を検出する。電流検出器１９から出力される検出信号は、制御部２５に入力される。

【0032】

なお、制御部２５には、アダプタ１１が電動工具１に接続されているか否かを示す信号が伝送される信号線Ｌ１、燃料電池１３が接続されているか否かを示す信号、及び燃料電池１３用の燃料の残量又は燃料電池１３の出力電圧値を示す信号が伝送される信号線Ｌ２、並びに二次電池１５の出力電圧値を示す信号及び出力電流値を示す信号が伝送される信号線Ｌ３が接続されている。

【0033】

３．電源装置の動作
制御部２５は、当該制御部２５に内蔵されたＲＯＭ等の図示しない記憶部に記憶されたプログラムにしたがって、図３Ａ−３Ｂのフローチャートに示される充電制御処理を実行して、第１スイッチ素子２１及び第２スイッチ素子２３のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより二次電池１５への充電等を制御する。制御部２５の記憶部には、この充電制御処理を実行するためのプログラム、及び二次電池１５を充電する際の充電電流値及び充電電圧値が記憶されている。

【0034】

充電制御処理は、下記タイミング（ａ）〜（ｃ）のいずれかが到来すると実行される。
（ａ）二次電池１５が電源装置１０に装着されたタイミング
（ｂ）アダプタ１１が電動工具１に対して着脱されたタイミング
（ｃ）アダプタ１１が電動工具１に接続されたまま電動工具１が作動していない状態が所定時間継続した後、電動工具１が作動したタイミング
なお、制御部２５は、二次電池１５から電力の供給を受けて動作するので、充電制御処理は二次電池１５が電源装置１０に装着されていないときには実行されない。そして、二次電池１５が電源装置１０に装着されると、制御部２５に電力が供給されて充電制御処理が実行される。その後、充電制御処理が終了すると、上記（ｂ）又は（ｃ）のタイミングが到来したときに、再び、充電制御処理が実行される。

【0035】

燃料電池１３が接続されていない場合、及び燃料電池１３用の燃料の残量又は燃料電池１３の出力電圧が所定値以下となった場合には、その旨の警告（本第１実施形態では、警告ランプの点灯）が発生される。

【0036】

そして、充電制御処理が開始されると、先ず、アダプタ１１が電動工具１に接続されているか否かが判定され（Ｓ１）、アダプタ１１が電動工具１に接続されていないと判定された場合には（Ｓ１：ＮＯ）、第１充電モードにて二次電池１５を充電すべく、第１充電モード用の充電電流値及び充電電圧値が、ＲＯＭから取得される（Ｓ３）。

【0037】

次に、二次電池１５に蓄えられている電力量、つまり充電量が測定された後（Ｓ５）、二次電池１５が満充電状態であるか否かが判定される（Ｓ７）。なお、本第１実施形態では、二次電池１５の出力電圧値に基づいて、充電量の測定及び満充電状態であるか否かの判定がなされる。つまり、二次電池１５の出力電圧値が満充電状態を示す電圧値以上であれば、満充電状態であると判定する。

【0038】

そして、二次電池１５が満充電状態であると判定された場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、第１スイッチ素子２１及び第２スイッチ素子２３がＯＦＦされた後（Ｓ９）、本充電制御処理が終了する。

【0039】

一方、二次電池１５が満充電状態でないと判定された場合には（Ｓ７：ＮＯ）、第２スイッチ素子２３がＯＮされた後（Ｓ１１）、再び、Ｓ５が実行される。つまり、燃料電池１３から二次電池１５に電力が供給されて二次電池１５が満充電状態となるまで二次電池１５が充電される。このとき、二次電池１５は、Ｓ３にてＲＯＭから取得された第１充電モード用の充電電流値及び充電電圧値にて充電される。

【0040】

本第１実施形態では、充電電流値及び充電電圧値が第１充電モード用の充電電流値及び充電電圧値となるように、第２スイッチ素子２３を周期的にＯＮ／ＯＦＦしている。つまり、Ｓ１１では、第２スイッチ素子２３を所定時間ＯＮして、燃料電池１３から電力を所定時間出力させる。なお、充電電流値及び充電電圧値を調整するための制御部を別途設けて第２スイッチ素子２３を連続的にＯＮしてもよい。

【0041】

また、Ｓ１にてアダプタ１１が電動工具１に接続されていると判定された場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、二次電池１５に蓄えられている充電量が測定された後（Ｓ１３）、その充電量が満充電状態の３０％を超えているか否かが判定され（Ｓ１５）、充電量が満充電状態の３０％以下であると判定された場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、第１充電モード用の充電電流値及び充電電圧値が、ＲＯＭから取得される（Ｓ１７）。

【0042】

次に、第１スイッチ素子２１がＯＦＦされ（Ｓ１９）、第２スイッチ素子２３がＯＮされた後（Ｓ２１）、再び、Ｓ１３が実行される。つまり、燃料電池１３から二次電池１５に電力が供給されて充電量が満充電状態の３０％を超えるまで、二次電池１５は、Ｓ１７にてＲＯＭから取得された第１充電モード用の充電電流値及び充電電圧値にて充電される。

【0043】

なお、充電電流値及び充電電圧値の具体的な制御手法は、アダプタ１１が電動工具１に接続されていないと判定された場合と同様な手法である。
また、Ｓ１５にて充電量が満充電状態の３０％を超えていると判定された場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、第１スイッチ素子２１がＯＮされて（Ｓ２３）、電源装置１０が電動工具１に電力を供給することが可能な状態となった後、電流検出器１９の検出値に基づいて電動工具１に供給している電力、つまり負荷電流が測定される（Ｓ２５）。

【0044】

次に、二次電池１５の充電量が満充電状態の８０％を超えているか否かが判定され（Ｓ２７）、充電量が満充電状態の８０％を超えていると判定された場合には（Ｓ２７：ＹＥＳ）、Ｓ２５にて測定された負荷電流の値に基づいて電動工具１が稼働しているか否かが判定される（Ｓ２９）。

【0045】

そして、電動工具１が稼働していると判定された場合には（Ｓ２９：ＹＥＳ）、再び、Ｓ１３が実行され、一方、電動工具１が稼働していないと判定された場合には（Ｓ２９：ＮＯ）、第１スイッチ素子２１及び第２スイッチ素子２３がＯＦＦされた後（Ｓ３１）、本充電制御処理が終了する。

【0046】

また、Ｓ２７にて二次電池１５の充電量が満充電状態の８０％以下であると判定された場合には（Ｓ２７：ＮＯ）、第２充電モードにて二次電池１５を充電すべく、第２充電モード用の充電電流値及び充電電圧値が、ＲＯＭから取得される（Ｓ３３）。

【0047】

次に、第２スイッチ素子２３がＯＮされた後（Ｓ３５）、再び、Ｓ１３が実行される。つまり、燃料電池１３から二次電池１５に電力が供給されて充電量が満充電状態の８０％を超えるまで、二次電池１５は、Ｓ３３にてＲＯＭから取得された第２充電モード用の充電電流値及び充電電圧値にて充電される。

【0048】

なお、充電電流値及び充電電圧値の具体的な制御手法は、アダプタ１１が電動工具１に接続されていないと判定された場合と同様な手法である。
ここで、第２充電モード用の充電電流値及び充電電圧値は、第１充電モード用の充電電流値及び充電電圧値に比べて、その絶対値が低い（小さい）値に設定されている。本第１実施形態では、二次電池１５としてリチウムイオン電池を用いているので、１セル当たりの第１充電モード用の充電電流値は約２Ｃ（Ｃは充電レートを表す単位）であり、第１充電モード用の充電電圧値は約４．２Ｖであり、第２充電モード用の充電電流値は約１Ｃ（Ｃは充電レートを表す単位）であり、第２充電モード用の充電電圧値は約４．０Ｖである。

【0049】

４．本第１実施形態に係る電源装置の特徴
本第１実施形態では、電動工具１に供給される電力は、燃料電池１３により発電されており、燃料電池１３は、燃料等の残量が減少したときに燃料等を補充することにより、容易に発電を再開させることができる。

【0050】

そして、燃料等を補充するために必要な時間は、通常、深放電状態の二次電池を満充電状態まで充電するのに要する時間に比べて短いので、電動工具１を使用した作業の中断時間を１つの電源装置１でも短くすることができる。つまり、電動工具１の実質的な稼働可能時間を１つの電源装置１０でも長くすることができる。

【0051】

本第１実施形態に係る燃料電池１３の燃料タンクは、着脱可能なカートリッジ方式のタンクであるので、燃料タンクを交換することにより容易に燃料を補充することができる。
また、本第１実施形態では、燃料電池１３で発電された電力を電池パック１Ａに充電することができるので、電源装置１０を電池パック１Ａの充電器としても使用することができる。

【0052】

また、本第１実施形態では、燃料電池１３から供給された電力を蓄える蓄電機能、及びアダプタ１１を介して電動工具１に電力を供給する放電機能を有する二次電池１５を備えているので、長時間、安定的に電力を電動工具１に供給することができる。

【0053】

また、本第１実施形態では、電池パック１Ａの接続端子と二次電池１５の接続端子とを同一の配置・形状として互換性を維持しているので、電池パック１Ａおよび二次電池１５の双方を充電することができるとともに、電池パック１Ａを二次電池１５として利用することもできる。

【0054】

また、本第１実施形態では、第１充電モードは、アダプタ１１が電動工具に接続されていないと判定された場合に実行され、一方、第２充電モードは、アダプタ１１が電動工具に接続されていると判定された場合に実行されるので、二次電池１５の寿命を損なうことなく充電を実行することができる。

【0055】

つまり、電動工具１を稼働させながら二次電池１５に充電を行うと、長時間二次電池１５に負荷が加わることにより二次電池１５に対する負荷が大きくなるので、二次電池１５の寿命を損なうおそれがあるが、本第１実施形態では、電動工具１が稼働し得る状態であるアダプタ１１が電動工具１に接続されていると判定された場合には、電動工具１が稼働しない状態であるアダプタ１１が電動工具１に接続されていないと判定された場合に比べて、低い電圧値又は小さい電流値にて充電を行うので、二次電池１５に対する負荷が大きくなることを抑制でき、二次電池１５の寿命を損なうことを抑制できる。

【0056】

５．発明特定事項と本第１実施形態との対応関係
本第１実施形態では、二次電池１５が本発明における蓄電装置の一例であり、電池パック１Ａが本発明における二次電池の一例であり、制御部２５が接続判定装置の一例及び充電装置の一例である。

【0057】

（第２実施形態）
図４に示すように、本第２実施形態に係る電源装置１０は、複数の二次電池１５が装着可能に構成されているとともに、図５に示すように、第１スイッチ素子２１及び第２スイッチ素子２３が二次電池１５毎に設けられている。

【0058】

なお、本第２実施形態は、複数の二次電池１５が装着可能な構成としたものであるが、以下、説明を容易にするために、２つの二次電池１５が装着されている場合を例に本第２実施形態を説明する。

【0059】

そして、二次電池１５が装着される複数の装着部（本第２実施形態では２つの装着部）のうち、第１の装着部に装着された二次電池１５を第１の二次電池１５Ａと呼び、第２の装着部に装着された二次電池１５を第２の二次電池１５Ｂと呼び、第１の二次電池１５Ａ及び第２の二次電池１５Ｂを総称するときは二次電池１５と記す。

【0060】

また、第１の二次電池１５Ａ用の第１スイッチ素子２１、第２スイッチ素子２３それぞれを第１スイッチ素子２１Ａ、第２スイッチ素子２３Ａと記し、第２の二次電池１５Ｂ用の第１スイッチ素子２１、第２スイッチ素子２３それぞれを第１スイッチ素子２１Ｂ及び第２スイッチ素子２３Ｂと記し、第１スイッチ素子２１Ａ、２１Ｂを総称するときは第１スイッチ素子２１と記し、第２スイッチ素子２３Ａ、２３Ｂを総称するときは第２スイッチ素子２３と記す。

【0061】

１．電源装置の動作
図６Ａ，６Ｂ，６Ｃ及び図６Ｄは、本第２実施形態に係る電源装置１０における充電制御処理を示すフローチャートであり、この充電制御処理も第１実施形態と同様なタイミングで実行される。なお、制御部２５は、第１の二次電池１５Ａ及び第２の二次電池１５Ｂのうち少なくとも一方から電力の供給を受けて動作するので、いずれの二次電池１５も電源装置１０に装着されていないときには充電制御処理は実行されない。

【0062】

そして、充電制御処理が実行されると、図６Ａ−６Ｄに示すように、先ず、電源装置１０に装着されている二次電池１５の個数が２個であるか否かが判定され（Ｓ４１）、装着されている二次電池１５の個数が２個でない、つまり１個であると判定された場合には（Ｓ４１：ＮＯ）、いずれの装着部に二次電池１５が装着されているのかが認識される（Ｓ４３）。以下、Ｓ４３にて第１の装着部に二次電池１５が装着されていると認識されたものとして説明する。

【0063】

次に、第１の二次電池１５Ａの充電量が測定された後（Ｓ４５）、第１の二次電池１５Ａが満充電状態であるか否かが判定され（Ｓ４７）、第１の二次電池１５Ａが満充電状態でないと判定された場合には（Ｓ４７：ＮＯ）、第１の二次電池１５Ａ用の第２スイッチ素子２３ＡがＯＮされた後（Ｓ４９）、再び、Ｓ４５が実行される。

【0064】

一方、第１の二次電池１５Ａが満充電状態であると判定された場合には（Ｓ４７：ＹＥＳ）、第１スイッチ素子２１及び第２スイッチ素子２３がＯＦＦされた後（Ｓ５１）、本充電制御処理が終了する。つまり、第１の二次電池１５Ａが満充電状態となるまで充電され、満充電状態となると、充電制御が終了する。なお、本第２実施形態では、二次電池１５への充電は、上記した第１充電モードにて実行される。

【0065】

また、Ｓ４１にて装着されている二次電池１５の個数が２個であると判定された場合には（Ｓ４１：ＹＥＳ）、第１の二次電池１５Ａ及び第２の二次電池１５Ｂの充電量が測定された後（Ｓ５３）、アダプタ１１が電動工具１に接続されているか否かが判定される（Ｓ５５）。

【0066】

そして、アダプタ１１が電動工具１に接続されていないと判定された場合には（Ｓ５５：ＮＯ）、第１スイッチ素子２１（２１Ａ、２１Ｂ）がＯＦＦされた後（Ｓ５７）、第１の二次電池１５Ａが満充電状態であるか否かが判定される（Ｓ５９）。

【0067】

このとき、第１の二次電池１５Ａが満充電状態でないと判定された場合には（Ｓ５９：ＮＯ）、第１の二次電池１５Ａ用の第２スイッチ素子２３ＡがＯＮされ（Ｓ６１）、第１の二次電池１５Ａの充電量が測定された後（Ｓ６３）、再び、Ｓ５９が実行される。これにより、第１の二次電池１５Ａが満充電状態となるまで充電される。

【0068】

そして、第１の二次電池１５Ａが満充電状態であると判定された場合には（Ｓ５９：ＹＥＳ）、第２の二次電池１５Ｂが満充電状態であるか否かが判定され（Ｓ６５）、第２の二次電池１５Ｂが満充電状態でないと判定された場合には（Ｓ６５：ＮＯ）、第２の二次電池１５Ｂ用の第２スイッチ素子２３ＢがＯＮされる（Ｓ６７）。

【0069】

次に、第２の二次電池１５Ｂの充電量が測定された後（Ｓ６９）、再び、Ｓ６５が実行され、第２の二次電池１５Ｂが満充電状態となるまで充電される。そして、第２の二次電池１５Ｂが満充電状態であると判定された場合には（Ｓ６５：ＹＥＳ）、第１スイッチ素子２１及び第２スイッチ素子２３がＯＦＦされた後（Ｓ７１）、本充電制御処理が終了する。

【0070】

また、Ｓ５５にてアダプタ１１が電動工具１に接続されていると判定された場合には（Ｓ５５：ＹＥＳ）、第１の二次電池１５Ａの充電量と第２の二次電池１５Ｂの充電量とが比較されて充電量の大きい方の二次電池が選択される（Ｓ７３）。なお、以下、Ｓ７３にて第１の二次電池１５Ａが充電量の大きい方の二次電池として選択されたものとして説明する。

【0071】

次に、第１の二次電池１５Ａの充電量が満充電状態の３０％以上であるか否かが判定され（Ｓ７５）、充電量が満充電状態の３０％未満であると判定された場合には（Ｓ７５：ＮＯ）、第１の二次電池１５Ａ用の第２スイッチ素子２３ＡがＯＮされる（Ｓ７７）。

【0072】

その後、第１の二次電池１５Ａ及び第２の二次電池１５Ｂの充電量が測定された後（Ｓ７９）、再び、Ｓ７５が実行される。つまり、第１の二次電池１５Ａの充電量が満充電状態の３０％以上となるまで、第１の二次電池１５Ａへの充電が実行される。

【0073】

また、第１の二次電池１５Ａの充電量が満充電状態の３０％以上であると判定された場合には（Ｓ７５：ＹＥＳ）、第１の二次電池１５Ａ用の第２スイッチ素子２３ＡがＯＦＦされるとともに、第１の二次電池１５Ａ用の第１スイッチ素子２１ＡがＯＮとなり（Ｓ８１）、第１の二次電池１５Ａから電動工具１に電力を供給することが可能な状態となる。

【0074】

次に、第２の二次電池１５Ｂが満充電状態であるか否か判定され（Ｓ８３）、第２の二次電池１５Ｂが満充電状態でないと判定された場合には（Ｓ８３：ＮＯ）、第２の二次電池１５Ｂ用の第２スイッチ素子２３ＢがＯＮされて第２の二次電池１５Ｂへの充電が開始された後（Ｓ９２）、第１の二次電池１５Ａ及び第２の二次電池１５Ｂの充電量が測定される（Ｓ９１）。

【0075】

一方、第２の二次電池１５Ｂが満充電状態であると判定された場合には（Ｓ８３：ＹＥＳ）、第２の二次電池１５Ｂ用の第２スイッチ素子２３ＢがＯＦＦされて第２の二次電池１５Ｂへの充電が停止された後（Ｓ８５）、電流検出器１９の検出値に基づいて電動工具１に供給している電力、つまり負荷電流が測定される（Ｓ８７）。

【0076】

次に、Ｓ８７にて測定された負荷電流の値に基づいて電動工具１が稼働しているか否かが判定され（Ｓ８９）、電動工具１が稼働していると判定された場合には（Ｓ８９：ＹＥＳ）、第１の二次電池１５Ａ及び第２の二次電池１５Ｂの充電量が測定された後（Ｓ９１）、第１の二次電池１５Ａの充電量が満充電状態の０％とみなすことが可能な程度まで低下したか否かが判定される（Ｓ９３）。

【0077】

そして、第１の二次電池１５Ａの充電量が満充電状態の０％とみなすことが可能な程度まで低下していないと判定された場合には（Ｓ９３：ＮＯ）、再び、Ｓ８３が実行され、一方、第１の二次電池１５Ａの充電量が満充電状態の０％とみなすことが可能な程度まで低下したと判定された場合には（Ｓ９３：ＹＥＳ）、第１の二次電池１５Ａ用の第１スイッチ素子２１ＡがＯＦＦされ（Ｓ９５）、第１の二次電池１５Ａから電動工具１への電力供給が停止される。

【0078】

次に、第２の二次電池１５Ｂの充電量が満充電状態の３０％を超えているか否かが判定され（Ｓ９７）、第２の二次電池１５Ｂの充電量が満充電状態の３０％以下であると判定された場合には（Ｓ９７：ＮＯ）、第１の二次電池１５Ａ及び第２の二次電池１５Ｂの充電量が測定された後（Ｓ９９）、再びＳ９７が実行される。

【0079】

一方、第２の二次電池１５Ｂの充電量が満充電状態の３０％を超えていると判定された場合には（Ｓ９７：ＹＥＳ）、Ｓ７３が再び実行される。このとき、第１の二次電池１５Ａの充電量が第２の二次電池１５Ｂの充電量より小さくなっているので、第２の二次電池１５Ｂが選択される（Ｓ７３）。

【0080】

つまり、放電源として選択された二次電池１５が深放電状態となったときに、その放電源として選択された二次電池１５が充電対象の二次電池１５に選択されるとともに、それまで充電対象として選択されていた二次電池１５が放電源の二次電池１５として選択されることとなる。

【0081】

また、Ｓ８９にて電動工具１が稼働していないと判定された場合には（Ｓ８９：ＮＯ）、Ｓ７３にて放電源として選択された二次電池１５用の第１スイッチ素子２１（この場合は、第１の二次電池１５Ａ用の第１スイッチ素子２１Ａ）がＯＦＦされた後（Ｓ１０１）、放電源として選択された二次電池１５（以下、第１の二次電池１５Ａと記す。）の充電量が測定される（Ｓ１０３）。

【0082】

そして、第１の二次電池１５Ａが満充電状態であるか否かが判定され（Ｓ１０５）、満充電状態でないと判定された場合には（Ｓ１０５：ＮＯ）、第１の二次電池１５Ａ用の第２スイッチ素子２３ＡがＯＮされて第１の二次電池１５Ａへの充電が開始された後（Ｓ１０７）、再び、Ｓ１０１が実行される。

【0083】

その後、第１の二次電池１５Ａが満充電状態であると判定された場合には（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、第１スイッチ素子２１及び第２スイッチ素子２３がＯＦＦされた後（Ｓ１０９）、本充電制御処理が終了する。

【0084】

２．本第２実施形態に係る電源装置の特徴
本第２実施形態では、複数の二次電池１５が装着可能であるので、電動工具１の稼働時間を長くすることができる。

【0085】

また、本第２実施形態では、複数の二次電池１５から、放電機能により放電させる二次電池と蓄電機能により充電させる二次電池とを選択するので、二次電池１５に対する負荷を軽減することができ、二次電池１５の寿命が損なわれることを抑制しつつ、電動工具１の稼働時間を長くすることができる。

【0086】

また、本第２実施形態では、二次電池１５が深放電状態又は満充電状態になっているか否かを判定し、放電源として選択された二次電池１５が深放電状態となったときに、その放電源として選択された二次電池１５を充電対象に切り替えるので、二次電池１５の寿命が損なわれることを抑制しつつ、効率よく、二次電池１５を充放電させることができる。

【0087】

３．発明特定事項と本第２実施形態との対応関係
本第２実施形態では、制御部２５が本発明における選択装置の一例、及び下限到達判定装置の一例である。

【0088】

（第３実施形態）
本第３実施形態は、上記第２実施形態の変形例であり、本第３実施形態は、Ｓ５５にてアダプタ１１が電動工具１に接続されていると判定された場合（Ｓ５５：ＹＥＳ）以降の電源装置１０における充電制御処理が、第２実施形態における充電制御処理（図６Ｂ及び６Ｃ）と異なる。そこで、以下、Ｓ５５にてアダプタ１１が電動工具１に接続されていると判定された場合（Ｓ５５：ＹＥＳ）以降の電源装置１０における充電制御処理を、図７Ａ及び７Ｂを用いて説明する。

【0089】

１．電源装置の動作
Ｓ５５にてアダプタ１１が電動工具１に接続されていると判定された場合には（Ｓ５５：ＹＥＳ）、第１の二次電池１５Ａの充電量と第２の二次電池１５Ｂの充電量とが比較されて充電量の大きい方の二次電池が選択される（Ｓ１１１）。なお、以下、Ｓ１１１にて第１の二次電池１５Ａが充電量の大きい方の二次電池として選択されたものとして説明する。

【0090】

次に、第１の二次電池１５Ａの充電量が満充電状態の３０％以上であるか否かが判定され（Ｓ１１３）、充電量が満充電状態の３０％未満であると判定された場合には（Ｓ１１３：ＮＯ）、第１の二次電池１５Ａ用の第２スイッチ素子２３ＡがＯＮされる（Ｓ１１５）。

【0091】

その後、第１の二次電池１５Ａ及び第２の二次電池１５Ｂの充電量が測定された後（Ｓ１１７）、再び、Ｓ１１３が実行される。そして、第１の二次電池１５Ａの充電量が満充電状態の３０％以上であると判定された場合には（Ｓ１１３：ＹＥＳ）、第１の二次電池１５Ａ用の第２スイッチ素子２３ＡがＯＦＦされるとともに、第１の二次電池１５Ａ用の第１スイッチ素子２１ＡがＯＮとなり（Ｓ１１９）、第１の二次電池１５Ａから電動工具１に電力を供給することが可能な状態となる。

【0092】

次に、第２の二次電池１５Ｂが満充電状態であるか否か判定され（Ｓ１２１）、第２の二次電池１５Ｂが満充電状態でないと判定された場合には（Ｓ１２１：ＮＯ）、第２の二次電池１５Ｂ用の第２スイッチ素子２３ＢがＯＮされて第２の二次電池１５Ｂへの充電が開始される（Ｓ１２３）。その後、第１の二次電池１５Ａ及び第２の二次電池１５Ｂの充電量が測定され（Ｓ１２５）、再び、Ｓ１２１が実行される。

【0093】

一方、第２の二次電池１５Ｂが満充電状態であると判定された場合には（Ｓ１２１：ＹＥＳ）、第２の二次電池１５Ｂ用の第２スイッチ素子２３ＢがＯＦＦされて第２の二次電池１５Ｂへの充電が停止された後（Ｓ１２７）、電流検出器１９の検出値に基づいて電動工具１に供給している電力、つまり負荷電流が測定される（Ｓ１２９）。

【0094】

次に、Ｓ１２９にて測定された負荷電流の値に基づいて電動工具１が稼働しているか否かが判定され（Ｓ１３１）、電動工具１が稼働していると判定された場合には（Ｓ１３１：ＹＥＳ）、再び、Ｓ１１１が実行される。

【0095】

このため、第１の二次電池１５Ａの充電量が第２の二次電池１５Ｂの充電量より大きい場合には、引き続いて第１の二次電池１５Ａが放電源の二次電池１５として選択され、一方、第１の二次電池１５Ａの充電量が第２の二次電池１５Ｂの充電量を下回った場合には、第２の二次電池１５Ｂが放電源の二次電池１５として選択される。

【0096】

また、Ｓ１３１にて電動工具１が稼働していないと判定された場合には（Ｓ１３１：ＮＯ）、Ｓ１１１にて放電源として選択された二次電池１５用の第１スイッチ素子２１（この場合は、第１の二次電池１５Ａ用の第１スイッチ素子２１Ａ）がＯＦＦされた後（Ｓ１３３）、放電源として選択された二次電池１５（以下、第１の二次電池１５Ａと記す。）の充電量が測定される（Ｓ１３５）。

【0097】

そして、第１の二次電池１５Ａが満充電状態であるか否かが判定され（Ｓ１３７）、満充電状態でないと判定された場合には（Ｓ１３７：ＮＯ）、第１の二次電池１５Ａ用の第２スイッチ素子２３ＡがＯＮされて第１の二次電池１５Ａへの充電が開始された後（Ｓ１３９）、再び、Ｓ１３３が実行される。

【0098】

その後、第１の二次電池１５Ａが満充電状態であると判定された場合には（Ｓ１３７：ＹＥＳ）、第１スイッチ素子２１及び第２スイッチ素子２３がＯＦＦされた後（Ｓ１４１）、本充電制御処理が終了する。

【0099】

２．本第３実地形態に係る電源装置の特徴
本第３実施形態では、充電対象として選択された二次電池１５が満充電状態となったときに、その充電対象として選択された二次電池１５を放電源に切り替えるので、二次電池１５の寿命が損なわれることを抑制しつつ、効率よく、二次電池１５を充放電することができる。
３．発明特定事項と本第３実地形態との対応関係
本第３実施形態では、制御部２５が本発明における選択装置の一例、及び上限到達判定装置の一例である。

【0100】

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、電池パック１Ａと接続端子と二次電池１５の接続端子とを同一の配置・形状として互換性を維持していたが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0101】

また、上述の実施形態では、二次電池１５を備えていたが、本発明はこれに限定されるものではない。
上述の実施形態では、ピストル型の電動工具１に本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、例えば芝刈り機等の園芸用工具にも適用できる。

【0102】

また、上述の実施形態では、燃料電池１３として直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、第２及び第３実施形態では、アダプタ１１が電動工具１に接続されているか否かによらず、第１充電モードにて充電したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１実施形態と同様に、アダプタ１１が電動工具１に接続されているか否かに応じて充電動作モードを変更してもよい。

【0103】

また、上述の実施形態では、二次電池１５としてリチウムイオン電池を用いたが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えばキャパシタ等の蓄電装置を用いてもよい。
また、第１実施形態では、第２充電モード用の充電電流値及び充電電圧値は、第１充電モード用の充電電流値及び充電電圧値に比べて、その絶対値が低い値に設定されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、第２充電モード用の充電電流値及び充電電圧値のうちいずれか一方を、第１充電モード用の充電電流値及び充電電圧値に比べて、その絶対値が低い値としてもよい。

【0104】

また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7A】

【図7B】