JP2010170779A - 電池パック及び工具システム - Google Patents

Abstract

【課題】工具使用後に使用者が特別な操作を行わなくても電池組の残容量を確認することができる電池パック等を提供すること。
【解決手段】複数の電池セル１３〜３６で構成される電池セル組３と、電池セル組３の残容量を検出する残容量検出回路２２０と、残容量検出手段２２０の検出結果に基づいて電池セル組３の残容量を表示する表示ランプ１５０と、電池パック１がインパクトドライバ１００から外されたときに、残容量検出回路２２０を作動させて表示ランプ１５０を点灯させる駆動回路２３０とを備える。
【選択図】 図１１

Description

本発明は工具に使用される電池パック等に関し、特に、電池パック内の電池組の残容量を表示できる残容量表示機能付の電池パック等に関する。

残容量表示機能付の電池パックとして、たとえば、電池パックに残量表示ランプとランプを点灯させるための表示ボタンを備えたものがある。これは、使用者が電池パックの残容量を確認したいときに表示ボタンを操作することにより表示ランプを点灯させる等して残容量を確認するものである。このような構成では、たとえば、電池パックを工具に装着する前にボタンを操作して予定作業量に見合うだけの残容量が確保されているかを確認したり、あるいは、工具使用後にボタン操作をして充電が必要となる残容量にまで低下しているのかを確認することができる。

特開平６−１５０９７９号公報

上述した従来構成によると、工具使用の前後で使用者が表示ボタンを操作する必要があり、ボタン操作が面倒となるという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、工具使用後に使用者が特別な操作を行わなくても電池組の残容量を確認することができる電池パック等を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、工具使用時にも使用者が特別な操作を行わなくても電池組の残容量を確認することができる電池パックを提供することである。

上記目的を達成するために請求項１の発明では、工具に着脱可能に構成される電池パックであって、前記電池パックに収容される電池セルの残容量を検出する残容量検出手段と、前記残容量検出手段の検出結果に基づいて前記残容量を表示する残容量表示部と、前記電池パックを前記工具に装着したとき、または、前記電池パックが前記工具から取り外されたときに、前記電池組の残容量に基づいて前記残容量表示部を動作させる表示手段と、を備えることを特徴としている。

請求項２の発明では、工具に着脱可能に構成される電池パックであって、前記電池パックに収容される電池セルの残容量を検出する残容量検出手段と、前記残容量検出手段の検出結果に基づいて前記残容量を表示する残容量表示部と、前記工具の動作と連動して、前記電池セルの残容量に基づいて前記残容量表示部を動作させる表示手段と、を備えることを特徴としている。

請求項３に記載の発明では、前記電池パックには、前記残容量表示部に残容量を表示するための操作部が備えられており、前記表示手段は、前記操作部が操作されたときには前記残容量に応じて前記残容量表示部に動作させることを特徴としている。

請求項４の発明では、前記残容量検出手段で検出された前記残容量が前記電池セルの過放電状態と判断される所定容量以下であるときには、前記残容量表示部の動作を禁止する禁止手段を備えることを特徴としている。

請求項５の発明では、前記工具の動作状態としてトリガスイッチの操作状態を検出するものであり、前記表示手段は、前記トリガスイッチが操作されているときに前記残容量表示部を動作させることを特徴としている。

請求項６の発明では、前記電池パックには、前記電池パックから前記工具に対して信号を出力する信号出力端子を備えており、前記表示手段は、前記信号出力端子を用いて前記工具のトリガスイッチの操作状態を検出することを特徴としている。

請求項７の発明では、前記残容量検出回路は、１対のスイッチング素子を介して前記電池セルの両端電極に接続されているとともに、前記１対のスイッチング素子のスイッチング状態に応じて前記電池セルの残容量を検出可能に構成されており、前記電池パックが前記工具に装着されたとき、または、前記工具から取り外されたときに、前記一対のスイッチング素子のスイッチング状態が互い違いに切り替えられるように構成されており、一方のスイッチング素子がオンからオフに切り替わるタイミングよりも、他方のスイッチング素子がオフからオンに切り替わるタイミングのほうが早くなるように設定されていることを特徴としている。

請求項８の発明では、工具と、当該工具に着脱可能に構成される電池パックとを組み合わせた工具システムであって、前記電池パック内の電池セルの残容量を検出する残容量検出手段と、前記残容量を表示する残容量表示部と、前記電池パックが前記工具に装着されたとき、または、前記電池パックが前記工具から取り外されたときに、前記残容量に基づいて前記残容量表示部を動作させる表示手段と、を備えることを特徴としている。

請求項９の発明では、工具と、当該工具に着脱可能に構成される電池パックとを組み合わせた工具システムであって、前記電池パック内の電池セルの残容量を検出する残容量検出手段と、前記残容量を表示する残容量表示部と、前記工具の動作と連動して、前記電池セルの残容量に基づいて前記残容量表示部を動作させる表示手段と、を備えることを特徴としている。

請求項１０の発明では、前記残容量表示部に残容量を表示するための操作部が備えられており、前記表示手段は、前記操作部が操作されたときに前記残容量表示部を動作させることを特徴としている。

請求項１１の発明では、前記残容量検出手段で検出された前記残容量が前記電池セルの過放電状態と判断される所定容量以下であるときには、前記残容量表示部の動作を禁止する禁止手段を備えることを特徴としている。

請求項１２の発明では、前記工具の動作状態としてトリガスイッチの操作状態を検出するものであり、前記表示手段は、前記トリガスイッチが操作されているときに前記残容量表示部を動作させることを特徴としている。

請求項１３の発明では、前記残容量検出回路は、１対のスイッチング素子を介して前記電池組の両端電極に接続されているとともに、前記１対のスイッチング素子のスイッチ状態に応じて前記電池組の残容量を検出可能に構成されており、前記電池パックが前記工具に装着されたとき、または、工具から取り外されたときに、前記一対のスイッチング素子のスイッチング状態が互い違いに切り替えられるように構成されており、一方のスイッチング素子がオンからオフに切り替わるタイミングよりも、他方のスイッチング素子がオフからオンに切り替わるタイミングのほうが早くなるように設定されていることを特徴としている。

請求項１及び請求項８の発明によれば、使用者が特別な操作を行うことなく電池パックの残容量を確認することができる。このため、工具使用時に電池パックを工具に装着したときに表示される残容量を確認でき、電池パックが使用可能な残容量であるかを簡易に判断できる。また、工具使用後に工具から電池パックを取り外す際に表示される残容量を確認でき、電池パックの充電を行うべきか否かを簡易に判断することができる。

請求項２及び請求項９の発明によれば、工具の使用時に残容量を確認できるため、工具使用中に電池パックの充電が必要か否か、あるいは、残りの作業量を簡易に判断することができる。

請求項３及び請求項１０の発明によれば、使用者の意思によって電池パックの残容量を確認することができるため、残容量表示の利便性を確保することができる。

請求項４及び請求項１１の発明によれば、電池パックの残容量が少ないときには、残容量表示を禁止することにより、電池パックが不必要に放電されることを防止することができる。

請求項５及び請求項１２の発明によれば、工具を使用して作業している最中にも残容量を表示することができ、残りの使用作業量を判断することができる。

請求項６の発明によれば、トリガ状態検出のために新たに信号端子を追加する必要がなく構成を簡略化することができる。

請求項７及び請求項１３の発明によれば、簡易な構成で残容量を表示する回路を実現することができる。

本実施形態の電動工具を示した側面図である。 本実施形態の電動工具を示した後面図である。 電池パックの斜視図である。 電池パックの側面図である。 電池パックの上面図である。 電池パックのI-I線断面図である。 電池パックのケース分割体の上方視図である。 電池パックのケース分割体の下方視図である。 表示用基板の取り付け部位の拡大図である。 表示用基板と基板ホルダの斜視図である。 本実施形態の電気的構成を示した回路図である 本実施形態の動作を示すタイムチャートである。

本発明をインパクトドライバに適用した一実施形態について図１ないし図５を参照して説明する。なお、図１において、矢印により上下前後方向を示すとともに、矢印Iの方向を電池パック１の差込方向（挿入方向）とする。図１に示すように、インパクトドライバ１００は側面視Ｔ字状に形成されており、横長形状の本体部内１１０には、駆動源であるモータが横置きで収容されている。本体部１１０の中央下端位置からは作業者が当該インパクトドライバ１００を把持するためのハンドル部１３０が下方へ延伸形成されている。また、ハンドル部１３０下端には矩形状の台座１４０が形成されており、この台座１４０の下側から電池パック１がインパクトドライバ１００に装着されている。

ハンドル部１３０内部には、後述する電池パック１の差込部２２を収容する収容空間が形成されている。台座１４０下面には、電池パック１の電極端子が接続される雄型の本体側電極端子が下方に向いた姿勢で配置されており、この本体側電極端子とモータとが電線を介して電気的に接続された状態となっている。従って、電池パック１の差込部２２をハンドル部１３０の収容空間に進入させた後、進入動作が停止したところで両端子が接続される。

図３から図６に示すように、電池パック１のケース体１０は、上下に３分割されたケース分割体１１，１２，１３を合体させることで形成されている。このケース体１０は、前後に延びる主ケース部２１とこの主ケース部２１から上方へ（主ケース部２１に対して直交方向に）突出した差込部２２とで構成されており、側面視Ｌ字型の形態とされている。これら３つのケース分割体１１，１２，１３は、主ケース体２１と差込部２２との間でケース分割体１１と１２とが分割されるとともに、主ケース部２１はケース分割体１２と１３とで分割されるようになっている。各ケース分割体１１，１２，１３はねじ止めにより一体化されている。

主ケース部２１の前方視形状は、台形形状とされており、下面の横幅寸法W2が上面の横幅寸法W1よりも大きくなっている。この主ケース部２１は上述したようにケース分割体１２，１３で構成されており、横幅寸法が最大となる高さ位置（寸法W2となる位置）で上下に分割されるようになっている。主ケース部２１の後面には、内部に収容されている電池セル３１〜３６の残存容量を表示するための表示ランプ１５０及びこの表示ランプ１５０で残容量表示を行うための操作ボタン１５１が配置されいてる。

図９及び図１０に示すように、表示ランプ１５０及び操作ボタン１５１は、表示用回路基板１５２に実装されており、この表示用回路基板１５２は、基板ホルダ１５３に対して一体化されている。基板ホルダ１５３には表示ランプ１５０及び操作ボタン１５１に対応する位置に開口部１５３Ａ、１５３Ｂが形成されており、外部からのボタン操作及び残容量の確認ができる。また、基板ホルダ１５３の左右側縁には凸条１５３Ｃが形成されてケース分割体１２の後面に形成されている収容溝１２Ａにスライドして嵌め込まれているとともに、ケース分割体１３によって押さえ込まれている。このように表示用基板１５２を基板ホルダ１５３に取り付けた理由は、操作ボタン１５１を強く押したときに生じる表示用基板１５２への応力を低減して表示用基板１５２を保護するためであり、また、操作ボタン１５１の操作に伴う表示用基板１５２の変形により電池セル３１〜３５に接触して電池セル３１〜３５を傷つけたりしないためである。
尚、防水性を向上させるために、基板ホルダ１５３の外縁又はケース分割体１２，１３にシリコンあるいはゴムリングを介在させるようにしても良い。

主ケース部２１の左右両側面のうち差込部２２と同じ前後位置には、差込部２２がインパクトドライバ１００の収容空間内に収容されたときに、当該インパクトドライバ１００に形成されているロック受け部に係止可能な１対のロック片２１１が形成されている。このロック片２１１は、電池パック１側に撓み変形可能な状態で、後述する上段側の電池セル３４，３５の収容位置から差込部２２にかけて延びている。従って、一対のロック片２１１の左右幅は、主ケース体２１の最大横幅寸法（W2）よりも小さい幅寸法（W1）となっている。また、主ケース部２１と差込部２２との境界領域のうち、両ロック片２１１に対応する位置に、それぞれのロック片２１１側へ突出形成された撓み規制部材２１２が形成されている。この撓み規制部材２１２によって、ロック片２１１の電池パック１側への撓み変形量が所定量に規制されるようになっている。

主ケース部１０の内部には、５本の電池セル３１〜３５、電池セル３１〜３６の保護機能を備えた保護回路が実装された回路基板４０、及び、インパクトドライバ１００の本体側電極端子に接続される複数の電極端子が収容されている。５本の電池セル３１〜３５は、横置きの状態で互いの長軸Lが平行となるように２段に積み重ねて配置し、下段側に配置されている電池セル３１〜３３を３本とし、上段側に配置する電池セル３４，３５を２本としている。従って、本実施形態では下段側に配置される電池セル３１〜３３の数が上段側に配置される電池セル３４，３５の数よりも多い。このように配置された電池セル３１〜３５の外郭は台形形状となっており、この主ケース部２１の形状もこの外郭形状に合わせて台形形状とされいる。また、各電池セル３１〜３５の長軸Lを横方向で互いに異なる位置となるように配置することで、上段の電池セル３４，３５を下段の電池セル３１〜３３の間に配置され、電池セル３１〜３５全体としての上下寸法が小さくされている。
図７，８に示すように、ケース分割体１２の下端面の開口幅W2は上端面の開口幅W１よりもを大きい。これは電池パック１の本体取り付け側となるケース分割体１２の上端面の開口幅W1を小さくすることによる本体取り付け部の小型化と、下端面の開口幅W2を大きくすることでドライバ本体１００が転倒しにくい形状とし、かつ電池パック１の全高L1を低くすることを目的としている。また、このような寸法としたことにより差込部２２の先端と主ケース部２１の側面との間で形成される仮想線Bよりもロック片２１１が電池パック１側に位置することになり、電池パック１が横倒しされても、ロック片２１１にその衝撃が伝わらないようになっている。

一方、差込部２２には縦置き姿勢の電池セル３６が１本収容されており、主ケース部２１に配置された上段側の電池セル３４，３５の中央部分に配されている。また、下段の電池セル３１〜３３の下側、及び縦置きされた電池セル３６の上側にはそれぞれ弾性変形可能な緩衝部材２１２が設けられている。また、ケース体１０に収容されている６本の電池セル３１〜３６は、２本を並列接続し、さらにこれら並列接続した電池セルの組を直列接続して構成している。
上段の電池セル３４，３５の上側には板面を当該電池セルの円周面に対面させた状態で回路基板４０が配置されている。回路基板４０は、各電池セル３１〜３６のセル状態を監視し、異常状態と判断したときに充放電を禁止して、各セルを保護するための保護ＩＣ４０Aが実装されている。
回路基板４０には、雌型の電極端子が本体側電極端子を上方から受け入れられるようにして実装されている。電極端子は７本実装されており、このうち５本の電極端子が横置きの電池セル３４，３５の並び方向に沿って互いに隣接した状態で一列に並べて配置されている。また、残り２本の電極端子が縦置きの電池セル３６と５本の電極端子の間に配置されている。 これらの電極端子には、それぞれ充電電力供給、電池温度出力、電池種別出力、エラー出力等の機能が割り当てられている。

回路基板４０は電池セル３１〜３５の上面に配置されているとともに、表示用基板１５２は電池セル３１〜３５の端面に配置されており、それぞれの基板４０，１５３が電池パック１内で異なる面に配置されている。また、回路基板４０と表示用基板１５２とはリード線を介して電気的に接続されている。これにより、表示ランプ１５０及び操作ボタン１５１を使用者が操作確認しやすい電池パックの後面に配置することができる。たとえば、電動工具を使用している最中に電池の残容量を確認したいときには、電動工具を前方へ傾けた姿勢にすることで使用者が容易に表示ランプ１５０を視認することができる。

また、表示用基板１５２は俵積みされた電池セル３１〜３５の端面に向かい合わせの状態で配置しているため、たとえば、電池セル３１〜３５の左右側面に配置する場合に比べて表示用基板１５２を容易に配置できる。

主ケース部２１の上面には段部２１Ａが形成されており、この段部２１Ａを境にして、当該主ケース部２１の中央位置から差込部２２までの領域における高さ寸法が、主ケース部２１の先端側の高さ寸法よりも大となっている。この段部２１Ａには、電池セル３４，３５の並び方向に沿って５本のスリット２１５が形成されているとともに、これら５本のスリット２１５と差込部２２との間にさらに２本のスリット２１６が形成されている。これらのスリット２１５，２１６のうち、スリット２１５は前方および上方に開口するＬ字型の開口形状とされているとともに、スリット２１６は前方のみが開口した形状とされている。これらのスリット２１５，２１６はケース分割体１１，１２を合体させたときに電極端子の位置に対応して配置されており、工具１００の本体側電極端子が電極端子に接続されるときには、本体側電極端子がこれらのスリット２１５，２１６を介してケース体１０内に進入可能となっている。

図６に示すように、差込部２２の基端側には、差込部２２の突出方向と直交方向に膨出形成された挿入規制用凸部２２Ａが設けられているとともに、インパクトドライバ１００の収容空間１３０Ａ内には挿入規制用凸部２２Ａに対応した挿入規制部（不図示）が形成されている。この挿入規制用凸部２２Ａの膨出位置は、電池パック１内に内蔵される電池の電池種に応じて決定されており、例えば、公称電圧の低い電池パック１については、挿入規制用凸部２２Ａの膨出位置を差込部２２の基端側に配置する一方、公称電圧の高い電池パック１については、逆にその膨出位置を差込部２２の先端側に配置するようにする。そして、電池パック１が装着されるインパクトドライバ１００側については、電池パック１が正規装着されたときに、当該インパクトドライバ１００に使用可能な電池パック１のうち最も公称電圧の高いものに形成された挿入規制用凸部２２Ａに係合する挿入規制部を形成しておく。

図１１に本実施形態の回路構成を示す。インパクトドライバ１００と電池パック１との間には正負電極２２０，２２１及び信号出力用端子２２３が接続されており、正負電極２２０，２２１により電池パック１からインパクトドライバ１００に対して電力供給を行うとともに、信号出力端子２２３により電池パック１からインパクトドライバ１００に対して放電停止用の信号を出力する。

インパクトドライバ１００には、電池パックから供給される電力をトリガスイッチ回路１６０を介してモータ１７０及びLED１８０に供給される。又、トリガスイッチ回路１６０にはモータ１７０及びLED１８０への電力供給を停止する停止回路１９０が直列に接続されている。使用者がドライバドリス１００のトリガスイッチ３００を操作することにより、トリガスイッチ回路１６０内のスイッチング制御回路１６１がFET１６２をスイッチング制御することにより、モータ1７0の回転数をトリガ操作量に応じた回転数に調整する。又、トリガ操作と同時にスイッチ１６３が閉じられるため、電流制限抵抗１８１を介して電源供給が行われてLED１８０が点灯する。

停止回路１９０は、信号出力端子２２３を介して電池パック１から入力される過放電信号を受けると、FET１９１をオフすることにより、電流経路を遮断して、モータ１７０及びLED１８０への電源供給を停止させる。

信号出力用端子２２３は停止回路１９０のほかに、LED１８０と電流制限抵抗１８１の共通接続点に接続されているとともに、電池セル組３（電池セル３１〜３６のことをいう）の負極に接続されている。

電池パック１内部には、電池セル３１〜３６、保護ＩＣ４０Ａ、残容量検出回路２２０、駆動回路２３０、表示ランプ１５０、操作ボタン１５１が備えられている。保護ＩＣ４０Ａは、各電池セル３１〜３６の過放電、過電流、過充電を検出し、各電池セル３１〜３６を保護する。本実施形態では、電池セル３１〜３６の過放電状態あるいは過電流状態（過負荷状態）となっていると判断したときには、信号出力端子２２３からインパクトドライバ１００に対して信号を出力し、停止回路１９０作動させる。なお、残容量検出回路２２０、駆動回路２３０が本発明で追加された構成である。

残容量検出回路２２０は、電池セル組３の電圧を検出し、検出した電圧に応じて２つの表示ランプ１５０の一方または双方を点灯させる。ここで、電池セル組３の電池電圧と残容量とはある所定の関係を有していることから、電池セル組３の電池電圧を検出し、その電圧に応じて点灯する表示ランプ１５０の数を変更することで電池セル組３の残容量を把握できる。また、電池セル組３の残容量を検出するほう方法として、たとえば、電池セル組３の放電電流とその放電時間の積から放電量を算出し、この放電量に基づいて残容量を検出するようにしてもよい。
駆動回路２３０は電池セル組３と残容量検出回路の間に介在されており、残容量検出回路２２０を特定のタイミングで作動させる回路である。この駆動回路２３０は、電池セル組３の正極と残容量検出回路２２０の一方側の端子との間にPチャネルFET２３１が接続されており、電池セル組３の負極と残容量検出回路２２０の他方側の端子との間にNチャネルFET２３２が接続されている。各FET２３１，２３２のゲート端子は信号出力用端子２２３に接続されている。また、FET２３２には操作スイッチ１５１が並列接続されている。従って、各FET２３１，２３２がオン状態のとき、あるいは、FET２３１がオン状態のときに操作ボタン１５１を操作することにより残容量検出回路２２０に電池セル組３の電圧が印加されて、表示ランプ１５０が点灯する。

以下、本実施形態の動作について図１２を参照して説明する。電池パック１をインパクトドライバ１００に装着することなく単独で保持しているときには（図中（１）の期間）、信号出力用端子２２３は電池セル組３の負極に接続された状態であり、各ＦＥＴ２３１，２３２のゲート端子の電位はロウレベル（電池セル組３の負極電位）となっているため、ＦＥＴ２３１がオン、ＦＥＴ２３２がオフとなり、残容量検出回路２２０は動作しない。ただし、操作ボタン１５１を操作すると、残容量検出回路２２０と電池セル組３が接続されるため、残容量に応じて表示ランプ１５０が点灯する。

電池パック１をインパクトドライバ１００に装着すると（図中（２）の期間）、信号出力用端子２２３が電流制限抵抗１８１を介して電池セル組３の正極側に接続されるため、この信号出力用端子２２３の電位はハイレベルに変化する。従って、ＦＥＴ２３１はオフ、ＦＥＴ２３２はオンとなる。各ＦＥＴ２３１，２３２のスイッチ状態が変化するタイミングは異なっており、ＦＥＴ２３２がオンに切り替わった後にＦＥＴ２３１がオフする。従って、各ＦＥＴ２３１，２３２のスイッチ状態を異なるタイミングで互い違いに切り替える構成である。各ＦＥＴ２３１，２３２のゲート端子に寄生容量が存在しており、信号出力用端子２２３の電圧変化に対してゲート端子の電圧変化が遅れることを利用している。

ここで、ＦＥＴ２３１についてはゲート端子の電圧がドレイン端子の電圧（電池電圧）に達すると、スイッチ状態がオンからオフに切り替わり、ＦＥＴ２３２についてはゲート端子の電圧がソース端子の電圧よりも高くなるとスイッチ状態がオフからオンに切り替わる。具体的には、ＦＥＴ２３１がオンからオフに切り替わるゲート電圧は、素子の特性上、ドレイン電圧に対して約２Ｖ以内の電圧範囲となったときであり、ＦＥＴ２３２がオフからオンに切り替わるゲート電圧は、ソース電圧から約２Ｖ以上高い電圧になったときである。

従って、電池パック１をインパクトドライバ１００に装着する場合には、信号出力用端子２２３の電位がロウレベルからハイレベルに変化し、これに伴って、各ＦＥＴ２３１，２３２のゲート電圧が上昇する。このときに、ＦＥＴ２３２が先にゲート電圧がソース電圧よりも２Ｖ以上高くなってオン状態に切り替わる。一方、ＦＥＴ２３２はオン状態を維持しているため、残容量検出回路２２０が作動して表示ランプ１５０が点灯する。各ＦＥＴ２３１，２３２のゲート電圧がさらに上昇してＦＥＴ２３２のゲート電圧がドレイン電圧に対して２Ｖ以内の電圧範囲まで上昇すると、ＦＥＴ２３２がオフする。そうすると、残容量検出回路２２０の動作が停止して表示ランプ１５０が消灯する。

電池パック１をインパクトドライバ１００に装着した状態でトリガスイッチを操作すると（図中（３）の期間）、トリガスイッチ回路１６０が動作して、モータ１７０を駆動させると共に、ＬＥＤ１８０を点灯させる。このとき、信号出力用端子２２３の電位は、ＬＥＤ１８０のアノード電圧にまで低下する。ここで、ＬＥＤ１８０のアノード電圧がたとえば３〜４Ｖの電圧のものを使用すれば、ＦＥＴ２３１、２３２の双方がオンすることとなるため残容量表示回路２２０が動作して表示ランプ１５０が点灯する。従って、トリガスイッチを操作している最中は、表示ランプ１５０が点灯状態とされる。

続いて、トリガスイッチを戻すと（図中（４）の期間）、トリガスイッチ回路１６０が停止することによりモータ１７０が停止し、ＬＥＤ１８０が消灯する。このとき、信号出力用端子２２３の電位は、電流制限抵抗１８１を介して電池セル組３に接続されてハイレベルに切り替わる。これにより、ＦＥＴ２３１がオフする一方、ＦＥＴ２３２はオン状態を維持する。

インパクトドライバ１００の使用を終了して電池パック１をインパクトドライバ１００から取り外すと（図中（５）の期間）、信号出力用端子２２３の電位がハイレベルからロウレベルに変化するため、ＦＥＴ２３１がオフからオンに切り替わり、ＦＥＴ２３２がオンからオフに切り替わる。

ここで、ＦＥＴ２３１についてはゲート端子の電圧がドレイン端子の電圧（電池電圧）以下になるとスイッチ状態がオフからオンに切り替わり、ＦＥＴ２３２についてはゲート端子の電圧がソース端子の電圧と等しくなるとスイッチ状態がオンからオフに切り替わる。具体的には、ＦＥＴ２３１がオフからオンに切り替わるゲート電圧は、素子の特性上、ドレイン電圧よりも約２Ｖ以上の低い電圧となったときであり、ＦＥＴ２３２がオンからオフに切り替わるゲート電圧は、ソース電圧から約２Ｖ以内の電圧範囲になったときである。

従って、電池パック１をインパクトドライバ１００から取り外す場合には、信号出力用端子２２３の電位がハイレベルからロウレベルに変化し、これに伴って、各ＦＥＴ２３１，２３２のゲート電圧が低下する。このときに、ＦＥＴ２３１が先にゲート電圧がドレイン電圧よりも２Ｖ以上低くなってオン状態に切り替わる。一方、ＦＥＴ２３２はオン状態を維持しているため、残容量検出回路２２０が作動して表示ランプ１５０が点灯する。各ＦＥＴ２３１，２３２のゲート電圧がさらに低下してＦＥＴ２３２のゲート電圧がドレイン電圧に対して２Ｖ以内の電圧範囲まで低下すると、ＦＥＴ２３２がオフする。そうすると、残容量検出回路２２０の動作が停止して表示ランプ１５０が消灯する。

インパクトドライバ１００のトリガスイッチ３００の操作中に保護ＩＣ４０Ａが電池セル組３の過電流状態または過放電状態を検出した場合、保護ＩＣ４０ＡのポートＰＡから信号を出力して、ＦＥＴ４０Ｂをオンに切り替えることで、信号出力用端子２２３の信号レベルをロウレベルに切り替える。電池パック１がインパクトドライバ１００に接続されている場合には、信号出力用端子２２３の電位がロウレベルに切り替わり、停止回路１９０のＦＥＴ１９１がオフして、モータ１７０、ＬＥＤ１８０への電力供給が停止される。このときには、ＦＥＴ２３２のゲート電圧もロウレベルに切り替わるため残容量表示回路２２０の動作が停止して、表示ランプ１５０が消灯する。

本実施形態によれば、インパクトドライバ１００に電池パック１を装着する際に使用者が特別な操作を行うことなく電池パック１の残容量を確認することができるため、使用開始に当たって電池パックが使用可能な残容量であるかを容易に判断することができる。

また、トリガスイッチを操作している時には常に電池パック１の残容量を確認できるため、インパクトドライバ１００の使用中に電池パック１の充電が可能か否か、あるいは、残りの作業可能量を簡易に判断することができる。

また、インパクトドライバ１００から電池パック１を取り外す際に使用者が特別な操作を行うことなく電池パック１の残容量を確認することができるため、インパクトドライバ１００の使用後に電池パック１の充電を行うべきか否かを簡易に判断することができる。

また、操作ボタン１５１の操作により、使用者の意思によって電池パック１の残容量を確認することができるため、残容量表示の利便性を確保することができる。また、電池パック１が過放電状態あるいは過電流状態（過負荷状態）であるときには、保護ＩＣ４０Ａが作動して残容量検出回路２２０の動作が禁止されるため、電池パック１が不必要に放電されたり、あるいは、過負荷状態による一時的な電池セル組３の電圧低下に起因して不正確な残容量を表示するといった不具合を防止できる。

また、信号出力用端子を利用してトリガスイッチの状態を検出する構成であるため、トリガスイッチ検出のために新たに信号端子を追加する必要がなく構成を簡略化することができる。また、残容量検出回路は、１対のＦＥＴ２３１，２３２を介して電池セル組３の両端電極に接続し、ＦＥＴ２３１，２３２のスイッチ状態に応じて電池セル組３の残容量を検出可能に構成し、一方のＦＥＴ２３１，２３２がオンからオフに切り替わるタイミングよりも、他方のＦＥＴ２３１，２３２がオフからオンに切り替わるタイミングのほうが早くなるように設定しているため、簡易な構成で残容量を表示する回路を実現することができる。

１ 電池パック ２１ 主ケース部 ２２ 差込部
３１，３２，３３，３４，３５，３６ 電池セル ４０ 回路基板（禁止手段）
１００ インパクトドライバ １１０ 本体部
１３０ ハンドル部 １５０ 表示ランプ
１５１ 操作ボタン １７０ モータ
２１１ ロック片 ２１２ 緩衝部材
２１３ 端子板 ２１４ タブ
２１５，２１６ スリット 残容量検出回路 ２２０
２３０ 駆動回路 ２３１ PチャネルFET
２３２ NチャネルFET

Claims (13)

1. 工具に着脱可能に構成される電池パックであって、
   前記電池パックに収容される電池セルの残容量を検出する残容量検出手段と
   前記残容量検出手段の検出結果に基づいて前記残容量を表示する残容量表示部と、
   前記電池パックを前記工具に装着したとき、または、前記電池パックが前記工具から取り外されたときに、前記電池組の残容量に基づいて前記残容量表示部を動作させる表示手段と、を備えることを特徴とする電池パック。
2. 工具に着脱可能に構成される電池パックであって、
   前記電池パックに収容される電池セルの残容量を検出する残容量検出手段と
   前記残容量検出手段の検出結果に基づいて前記残容量を表示する残容量表示部と、
   前記工具の動作と連動して、前記電池セルの残容量に基づいて前記残容量表示部を動作させる表示手段と、を備えることを特徴とする電池パック。
3. 前記電池パックには、前記残容量表示部に残容量を表示するための操作部が備えられており、
   前記表示手段は、前記操作部が操作されたときには前記残容量に応じて前記残容量表示部に動作させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池パック。
4. 前記残容量検出手段で検出された前記残容量が前記電池セルの過放電状態と判断される所定容量以下であるときには、前記残容量表示部の動作を禁止する禁止手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電池パック。
5. 前記工具の動作状態としてトリガスイッチの操作状態を検出するものであり、
   前記表示手段は、前記トリガスイッチが操作されているときに前記残容量表示部を動作させることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の電池パック。
6. 前記電池パックには、前記電池パックから前記工具に対して信号を出力する信号出力端子を備えており、
   前記表示手段は、前記信号出力端子を用いて前記工具のトリガスイッチの操作状態を検出することを特徴とする請求項５に記載の電池パック。
7. 前記残容量検出回路は、１対のスイッチング素子を介して前記電池セルの両端電極に接続されているとともに、前記１対のスイッチング素子のスイッチング状態に応じて前記電池セルの残容量を検出可能に構成されており、
   前記電池パックが前記工具に装着されたとき、または、前記工具から取り外されたときに、前記一対のスイッチング素子のスイッチング状態が互い違いに切り替えられるように構成されており、一方のスイッチング素子がオンからオフに切り替わるタイミングよりも、他方のスイッチング素子がオフからオンに切り替わるタイミングのほうが早くなるように設定されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の電池パック。
8. 工具と、当該工具に着脱可能に構成される電池パックとを組み合わせた工具システムであって、
   前記電池パック内の電池セルの残容量を検出する残容量検出手段と、
   前記残容量を表示する残容量表示部と、
   前記電池パックが前記工具に装着されたとき、または、前記電池パックが前記工具から取り外されたときに、前記残容量に基づいて前記残容量表示部を動作させる表示手段と、を備えることを特徴とする工具システム。
9. 工具と、当該工具に着脱可能に構成される電池パックとを組み合わせた工具システムであって、
   前記電池パック内の電池セルの残容量を検出する残容量検出手段と、
   前記残容量を表示する残容量表示部と、
   前記工具の動作と連動して、前記電池セルの残容量に基づいて前記残容量表示部を動作させる表示手段と、を備えることを特徴とする工具システム。
10. 前記残容量表示部に残容量を表示するための操作部が備えられており、
    前記表示手段は、前記操作部が操作されたときに前記残容量表示部を動作させることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の電池パック。
11. 前記残容量検出手段で検出された前記残容量が前記電池セルの過放電状態と判断される所定容量以下であるときには、前記残容量表示部の動作を禁止する禁止手段を備えることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれかに記載の電池パック。
12. 前記工具の動作状態としてトリガスイッチの操作状態を検出するものであり、
    前記表示手段は、前記トリガスイッチが操作されているときに前記残容量表示部を動作させることを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれかに記載の電池パック。
13. 前記残容量検出回路は、１対のスイッチング素子を介して前記電池組の両端電極に接続されているとともに、前記１対のスイッチング素子のスイッチ状態に応じて前記電池組の残容量を検出可能に構成されており、
    前記電池パックが前記工具に装着されたとき、または、工具から取り外されたときに、前記一対のスイッチング素子のスイッチング状態が互い違いに切り替えられるように構成されており、一方のスイッチング素子がオンからオフに切り替わるタイミングよりも、他方のスイッチング素子がオフからオンに切り替わるタイミングのほうが早くなるように設定されていることを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれかに記載の電池パック。

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