JP6026908B2 - 電動機械器具及びバッテリパック - Google Patents

Description

本発明は、電動機械器具およびバッテリパックに関する。

永久磁石を用いたモータでは、モータに流れる電流（詳しくは電機子に流れる電流）が過大になると、そのレベルによっては、電機子から発生する磁界の影響を受けて永久磁石の減磁が発生する。モータにおける永久磁石の減磁はモータの特性の変化を引き起こすため、減磁が発生しないよう何らかの対策を講じる必要がある。

特許文献１には、モータ起動時の突入電流による減磁を防ぐために、モータへの通電経路に抵抗を挿入したり、起動時の通電電流が徐々に上昇するようトライアックで制御したりする技術が記載されている。

特開平９−２８５９７７号公報

しかし、通電経路に抵抗を挿入すると、モータ動作中は常時、抵抗による電力の損失が発生するため、その分、バッテリの残容量が早く低下してしまう。また、トライアックにより起動時の電流を制御する方法は、起動時の突入電流は防止できるものの、起動後の通常動作中に発生する過大な電流には対応できない。このように、特許文献１に記載の減磁防止技術は、バッテリ電力の犠牲を伴ったり減磁抑制効果が限定的であったりするなどの問題がある。

そこで、本発明は、電動機械器具において、バッテリの電力の無駄な消費を抑えつつ、モータ内の永久磁石の減磁をモータの動作期間全体に渡って効果的に抑制することが可能な技術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なされた、本発明の第１局面における電動機械器具は、バッテリと、モータと、瞬間最大電流上限値記憶部と、電流検出部と、電流閾値指示部と、電流超過判断部と、通電遮断部とを備えている。

モータは、界磁として永久磁石を有し、バッテリからの電力により動作する。瞬間最大電流上限値記憶部は、所定の瞬間最大電流上限値が記憶される。電流検出部は、モータに流れている電流を検出する。電流閾値指示部は、瞬間最大電流上限値記憶部に記憶されている瞬間最大電流上限値に基づいて電流閾値を生成し出力する。電流超過判断部は、電流検出部による検出電流が電流閾値以上になったか否か判断して電流閾値以上になった場合にバッテリからモータへの通電経路を遮断させるための遮断信号を出力する。通電遮断部は、電流超過判断部から遮断信号が出力された場合に通電経路を遮断する。

電流検出部は、モータに流れている電流を連続的に検出可能であり、例えば瞬間的に大きな変化が生じてもその変化した瞬間的な電流値を検出することができる。電流閾値指示部は、瞬間最大電流上限値に基づき、モータに流れる電流が瞬間最大電流上限値に到達するよりも前に通電経路が遮断されるように、電流閾値を設定する。

このように構成された電動機械器具では、仮に、モータに流れる電流が瞬間的に急増したとしても、その瞬間的に急増する電流が電流検出部により検出される。そして、電流超過判断部が、その検出された電流（急増する過程にある電流）が電流閾値以上かどうかを判断（この判断を、以下、「電流超過判断」ともいう。）して、電流閾値以上になった場合に遮断信号を出力する。よって、瞬間最大電流上限値に基づいて電流閾値指示部が電流閾値を適切に設定することで、永久磁石の減磁が発生する前に通電経路を遮断させることができる。

そのため、本発明の電動機械器具によれば、バッテリの電力の無駄な消費を抑えつつ、モータ内の永久磁石の減磁をモータの動作期間全体に渡って効果的に抑制することが可能となる。

瞬間最大電流上限値は適宜決めることができるが、モータへ通電すると永久磁石の減磁が発生する電流値に基づいて予め設定された値にするとよい。瞬間最大電流上限値が、減磁が発生する電流値（減磁が発生する電流値の範囲内における所定の値）に基づいて決められた値であれば、電流閾値指示部は、その瞬間最大電流上限値に基づいてより適切な値の電流閾値を生成することができる。

更に具体的には、瞬間最大電流上限値は、モータへ通電されてもその電流によっては永久磁石の減磁が発生するおそれのないような電流の最大値又はその最大値以下の所定の値であるとよい。

瞬間最大電流上限値がこのような値に設定されていれば、モータに流れる電流がその瞬間最大電流上限値を超えない限り減磁のおそれがないことから、その瞬間最大電流上限値に基づいて電流閾値を容易かつ適切な値に生成することができる。

そして、電流閾値指示部は、電流閾値を、瞬間最大電流上限値に対してある程度のマージをとって生成するとよい。すなわち、電流閾値指示部は、瞬間最大電流上限値記憶部に記憶されている瞬間最大電流上限値に基づき、電流超過判断部により検出電流が電流閾値以上と判断された場合にモータに流れる電流が瞬間最大電流上限値を超える前に通電遮断部により通電経路が遮断されるような、瞬間最大電流上限値よりも所定量低い値を、電流閾値として生成するようにするとよい。

このように、瞬間最大電流上限値に対してある程度のマージンをとった値に電流閾値を設定することで、モータに流れる電流が瞬間最大電流上限値を超える前に通電を遮断することができ、減磁の発生をより確実に抑制することができる。

電流超過判断部は、電流検出部による検出電流が電流閾値以上になったか否かの判断（電流超過判断）及び遮断信号の出力をコンピュータによるソフトウェア処理を経ることなくハードウェア回路により行うよう構成するとよい。

電流超過判断部の機能をハードウェア回路（ソフトウェア処理を経ない、すなわちプログラマブルではない構成）で実現することで、検出電流が電流閾値以上になってから遮断信号を出力するまでの時間をより早くすることができる。そのため、モータに流れる電流が瞬間的に電流閾値以上になってもそれを検出してより早く通電経路を遮断することができる。

本発明の電動機械器具は、バッテリパックと、そのバッテリパックが着脱可能に装着される本体とを備えた構成であってもよい。具体的には、バッテリパックには少なくともバッテリが収容され、本体には少なくともモータ及び瞬間最大電流上限値記憶部が搭載されている。このようにバッテリパックと本体とがそれぞれ別体で構成されている場合に、本体側に瞬間最大電流上限値を記憶しておくようにすれば、その本体に対応した（モータに対応した）適切な電流閾値によって電流超過判断が行われるようにすることができる。

電動機械器具がバッテリパックと本体とを備えた構成である場合、電流検出部、電流閾値指示部、電流超過判断部及び通電遮断部をどちらにどのように設けるかについては、適宜決めることができる。

例えば、本体が、モータを制御する第１制御部を備え、その第１制御部が、電流閾値指示部の機能のうち少なくとも瞬間最大電流上限値記憶部に記憶されている瞬間最大電流上限値を取得する取得機能を実現するようにし、電流閾値指示部は、その取得機能により取得した瞬間最大電流上限値に基づいて電流閾値を生成するようにしてもよい。

このように、本体内において、モータを制御する第１制御部に、電流閾値指示部の機能の少なくとも一部（少なくとも取得機能）も担わせることで、本体の構成を簡素化でき、本体のコストダウンが可能となり、ひいては電動機械器具のコストダウンが可能となる。

上記のように本体が第１制御部を備えている場合、更に次のように構成してもよい。すなわち、バッテリパックは、バッテリの状態を監視する第２制御部を備える。第１制御部は、上限値情報出力部を備える。この上限値情報出力部は、電流閾値指示部の機能のうち上記取得機能を実現するものであって、瞬間最大電流上限値記憶部に記憶されている瞬間最大電流上限値を取得してその瞬間最大電流上限値を示す上限値情報を第２制御部へ出力するものである。また、第２制御部は、電流閾値指示部の機能のうち少なくとも本体の上限値情報出力部から出力された上限値情報を取得してその上限値情報に基づいて電流閾値を示す電流閾値設定情報を生成する電流閾値設定情報生成機能を実現する。そして、電流閾値指示部は、バッテリパックに設けられる閾値生成部を備える。この閾値生成部は、第２制御部における電流閾値設定情報生成機能により生成された電流閾値設定情報に基づいて電流閾値を生成する。なお、閾値生成部は、第２制御部とは別に設けるようにしてもよいし、第２制御部がその機能を兼ねるようにしてもよい。

このように、バッテリパック内において、バッテリの状態を監視する第２制御部に、電流閾値指示部の機能の少なくとも一部（少なくとも電流閾値設定情報生成機能）も担わせることで、バッテリパックの構成を簡素化でき、バッテリパックのコストダウンが可能となり、ひいては電動機械器具のコストダウンが可能となる。

しかも、バッテリパック側において、本体側から上限値情報を取得してそれに基づいて電流閾値を生成することで、バッテリパックが多種多様な本体に装着されても、その本体に応じた適切な電流閾値を生成でき、その本体に応じた適切な電流超過判断を行うことができる。

また、バッテリパックが電流超過判断部を備えるようにし、本体が通電遮断部を備えるようにしてもよい。その場合、バッテリパックは、更に、電流超過判断部により検出電流が電流閾値以上になったと判断された場合に遮断信号を本体へ出力する遮断信号出力部を備え、本体側の通電遮断部は、バッテリパックから遮断信号が入力された場合に通電経路を遮断するようにするとよい。

このように、電流超過判断はバッテリパック側で実行させるものの、遮断信号に基づく通電経路の遮断は本体側で実行させることで、バッテリパックの小型化、コストダウンが可能となる。

また、電流超過判断部及び通電遮断部をバッテリパックに搭載するようにしてもよい。本体の構成によっては、バッテリパックから本体へ遮断信号を出力しても本体側でその遮断信号に基づく通電経路の遮断ができない構成となっている可能性もある。そこで、電流超過判断部及び通電遮断部をバッテリパックに搭載することで、本体の構成にかかわらず、検出電流が電流閾値以上になった場合はバッテリパック側で通電経路を遮断することができる。

また、電流検出部、電流閾値指示部、電流超過判断部及び通電遮断部を、本体に搭載するようにしてもよい。このようにすることで、バッテリパックに依存することなく、本体内で減磁抑制のための各機能を実現することができる。そのため、ごく簡素な構成の（例えば上記第２制御部がないような）バッテリパックが本体に装着される可能性がある場合は特に有用である。

また、本体が、操作スイッチと、操作スイッチの操作量を示す操作量信号をバッテリパックへ出力する操作量信号出力部とを備え、バッテリパックが、電流検出部と、電流閾値指示部と、電流超過判断部と、通電遮断部とを備えるようにしてもよい。この場合、更に、バッテリパックは、バッテリからモータへの通電経路を導通・遮断するスイッチング素子と、本体から入力される操作量信号に基づいて上記スイッチング素子をオン・オフさせることによりバッテリからモータへの通電を制御する制御部とを備えるようにし、通電遮断部は、電流超過判断部から遮断信号が出力された場合、上記スイッチング素子を強制的にオフさせることで通電経路を遮断するようにするとよい。

このように、減磁抑制のための各機能の大部分をバッテリパック内で実現することで、本体内の構成を簡素化しつつ減磁を抑制することが可能となる。
電流閾値指示部は、アナログの電流閾値を生成して電流超過判断部へ出力する構成とすることができる。アナログの電流閾値を生成することで、電流超過判断部を簡素なハードウェア回路で実現でき、且つ検出電流が電流閾値以上となった場合にそれを短時間で検出することが可能となる。

本発明の電動機械器具は、さらに、モータの永久磁石の温度を直接的又は間接的に検出する温度検出部を備え、電流閾値指示部は、瞬間最大電流上限値、及び温度検出部により検出された温度に基づいて電流閾値を生成するようにしてもよい。

電動機械器具は、一般に、屋外で使用されることが多く、幅広い温度環境で用いられる。一方、永久磁石の減磁には温度特性があり、永久磁石の種類（材料）によって、温度が高いほど減磁しやすいものもあれば、逆に温度が低いほど減磁しやすいものもある。そこで、電流閾値の生成に永久磁石の温度を反映させることで、様々な温度環境下で使用されても減磁を抑制することが可能となる。

本発明の第２局面におけるバッテリパックは、電動機械器具の本体に装着されて使用されるバッテリパックであって、バッテリと、電流検出部と、電流閾値指示部と、電流超過判断部とを備えている。

バッテリは、本体に搭載されている、界磁として永久磁石を有するモータへ、電力を供給するためのものである。電流検出部は、バッテリからモータへ流れている電流を検出する。電流閾値指示部は、本体に記憶されている所定の瞬間最大電流上限値に基づいて、電流閾値を生成し出力する。電流超過判断部は、電流検出部による検出電流が電流閾値以上になったか否か判断して電流閾値以上になった場合にバッテリからモータへの通電経路を遮断させるための遮断信号を出力する。

このように構成されたバッテリパックでは、仮に、本体側のモータに流れる電流が瞬間的に急増したとしても、その瞬間的に急増する電流が電流検出部により検出される。そして、電流超過判断部が電流超過判断を行い、検出電流が電流閾値以上になった場合に遮断信号を出力する。そのため、本発明の第１局面と同様の効果を発揮し得る。

第１実施形態の電動機械器具の電気的構成を表すブロック図である。 第２実施形態の電動機械器具の電気的構成を表すブロック図である。 第２実施形態のバッテリパックの第２制御部が実行する閾値設定用ＰＷＭ信号生成処理を表すフローチャートである。 第３実施形態の電動機械器具の電気的構成を表すブロック図である。 第４実施形態の電動機械器具の電気的構成を表すブロック図である。 第５実施形態の電動機械器具の電気的構成を表すブロック図である。 第６実施形態の電動機械器具の電気的構成を表すブロック図である。 第７実施形態の電動機械器具の電気的構成を表すブロック図である。

以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に示された具体的手段や構造等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の形態を採り得る。また、下記の実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態であり、下記の複数の実施形態を適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。

［第１実施形態］
図１に示す本実施形態の電動機械器具１は、電動工具として構成され、より具体的には、被材へ穴をあけたりネジの締結作業を行ったりするために用いられるドライバドリルとして構成されている。

図１に示すように、本実施形態の電動機械器具１は、モータ２と、バッテリ３と、メインスイッチ４と、駆動用ＦＥＴ５と、駆動制御部６と、電流検出部７と、上限電流値記憶部８と、設定値出力部９と、閾値設定部１０と、電流超過判断部１１と、遮断信号出力ラッチ部１２と、ＡＮＤ回路１３とを備えている。

モータ２は、界磁として永久磁石を備えたブラシ付き直流モータであり、バッテリ３から電力供給を受けて動作する。バッテリ３は、直列接続された複数（本実施形態では５つ）のセルを有している。本実施形態における各セルは、二次電池（例えばリチウムイオン二次電池）セルとして構成されている。

メインスイッチ４は、バッテリ３からモータ２への通電経路におけるモータ２よりも上流側（バッテリ３の正極側）の経路上に挿入され、この通電経路を導通（オン）・遮断（オフ）する。メインスイッチ４は、電動機械器具１の使用者等によりオン・オフ操作される。

駆動用ＦＥＴ５は、バッテリ３からモータ２への通電経路におけるモータ２よりも下流側（バッテリ３の負極側）の経路上に挿入され、この通電経路を導通（オン）・遮断（オフ）する。駆動用ＦＥＴ５は、本実施形態では、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。駆動用ＦＥＴは、ＡＮＤ回路１３から出力される駆動信号によりオン・オフされる。すなわち、駆動信号がＨｉｇｈレベル（Ｈレベル）のときにオンし、駆動信号がＬｏｗレベル（Ｌレベル）のときにオフして通電経路が遮断される。

ＡＮＤ回路１３は、駆動制御部６からの制御信号と遮断信号出力ラッチ部１２からの遮断信号の論理積を演算してその演算結果を駆動用ＦＥＴ５のゲートに出力する。
駆動制御部６は、メインスイッチ４がオフされているときはＬレベルの制御信号をＡＮＤ回路１３へ出力し、メインスイッチ４がオンされているときはＨレベルの制御信号をＡＮＤ回路１３へ出力する。そのため、メインスイッチ４がオンされたときに、遮断信号出力ラッチ部１２からの遮断信号がＨレベルであれば、駆動用ＦＥＴ５がオンして、バッテリ３からモータ２へ電流が流れ、モータ２が動作（回転）する。

電流検出部７は、モータ２に流れている電流を検出する。電流検出部７は、例えば、抵抗値のごく小さいシャント抵抗を有する構成となっており、シャント抵抗の電圧が、モータ２に流れる電流の電流値を示すアナログ信号として電流超過判断部１１に入力される。そのため、電流検出部７は、モータ２に流れている電流を連続的に検出できる。すなわち、モータ２に流れる電流が瞬間的に大きく変動しても、その変動する過程の電流を検出することができる。

電流超過判断部１１は、電流検出部７により検出された電流（検出電流）と、閾値設定部１０により設定（閾値設定部１０で生成されて出力）された電流閾値とを比較し、検出電流が電流閾値より低い場合はＨレベルの信号を出力し、検出電流が電流閾値以上となった場合はＬレベルの信号（遮断信号）を出力する。

電流超過判断部１１は、コンピュータによるソフトウェア処理を行うことなく上記比較及び判断結果を示す信号の出力を行うことが可能な（すなわちプログラマブルではない）ハードウェア回路により構成されている。具体的には、本実施形態の電流超過判断部１１は、アナログのコンパレータにより構成されている。

遮断信号出力ラッチ部１２は、電流超過判断部１１からＬレベルの遮断信号が出力された時（詳しくは出力信号がＨレベルからＬレベルに転じた時）に、その出力時から一定時間、そのＬレベルの遮断信号をラッチして、そのラッチした遮断信号（以下、ラッチ遮断信号という）をＡＮＤ回路１３へ出力する。

検出電流が電流閾値以上になると、電流超過判断部１１からＬレベルの遮断信号が出力され、それが遮断信号出力ラッチ部１２により一定時間ラッチされてＡＮＤ回路１３へ出力される。そのため、そのラッチされている間は、駆動制御部６からの制御信号にかかわらず駆動用ＦＥＴ５は強制的にオフされ、モータ２の電流が強制的に遮断される。

遮断信号出力ラッチ部１２が電流超過判断部１１からの遮断信号をどの程度の時間ラッチするかについては適宜決めることができる。例えば、予め固定した時間を定めてもよいし、メインスイッチ４がオフされるまでの間としてもよいし、メインスイッチ４が一旦オフされて再びオンされるまでの間としてもよい。

上限電流値記憶部８は、モータ２に流れる電流の上限値である上限電流値が記憶されている。この上限電流値は、モータ２の永久磁石の減磁が発生しないような値に設定されている。すなわち、上限電流値は、モータ２へ通電されても（たとえ瞬間的な通電であっても）その電流によっては永久磁石の減磁が発生するおそれのないような電流の最大値（以下、最大限度値ともいう）又はその最大値限度値以下の所定の値に設定されている。

どの程度の電流をモータ２に流すとその内部の永久磁石がその電流によって（詳しくはその電流によって電機子から発生する磁界によって）減磁されるかは、永久磁石の種類や形状、電機子との相対的位置関係などの各種要件から、理論的あるいは実験的に知る（又は推測する）ことができる。つまり、最大でどの程度の電流までは減磁が発生するおそれがないかについては予め把握できる。

そこで、減磁が発生するおそれがない電流の範囲の最大限度値に基づき、その最大限度値又はその最大限度値以下の所定の値を、上限電流値として設定することができる。本実施形態では、その最大限度値が、上限電流値として上限電流値記憶部８に記憶されている。

設定値出力部９は、上限電流値記憶部８に記憶されている上限電流値に基づいて電流閾値を演算し、その演算した電流閾値を示す閾値情報を閾値設定部１０へ出力する。本実施形態では、設定値出力部９は、閾値情報として、演算した電流閾値に応じたデューティ比のパルス信号である閾値設定用ＰＷＭ信号を出力する。

閾値設定部１０は、設定値出力部９から出力された閾値設定用ＰＷＭ信号に基づき、その閾値設定用ＰＷＭ信号のデューティ比が示す電流閾値を設定（生成）し、電流超過判断部１１へ出力する。閾値設定部１０は、本実施形態では、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）を備えており、このＬＰＦによって、入力される閾値設定用ＰＷＭ信号を平滑化してアナログの電流閾値（アナログ電圧値）を生成する。

ここで、電流超過判断部１１をプログラマブルではないハードウェア回路により構成していることの意義について、簡単に説明する。たとえ瞬間的であっても、モータ２に上記最大限度値を超える大電流が流れて大きな逆磁界が永久磁石に加わると、永久磁石の減磁が発生する。

例えばニッケル・カドミウム蓄電池のような、従来広く用いられているバッテリは、放電能力が標準的であるため、大きな電流が流れるとバッテリの内部抵抗によってバッテリ出力電圧が低下し、これにより過度な電流上昇が抑えられていた。つまり、バッテリ自身の性能により、モータ側で減磁が発生するほどの大電流が流れることはほとんどなかった。

これに対し、近年、バッテリの高性能化により、バッテリの内部抵抗が非常に小さくなってきている。そのため、モータに流れる電流が大きくなってもバッテリ出力電圧はあまり下がらず、よって過大な電流が流れると永久磁石に加わる逆磁界もどんどん大きくなって、永久磁石の減磁が発生するおそれがある。

モータを過電流から保護するための回路等は、すでに様々なものが提案されて実用化されている。しかし、従来の過電流保護方法は、マイクロコンピュータによるソフトウェア処理を経て通電を遮断する構成であったため、電流が実際に過電流状態になってから通電経路が遮断されるまでの時間差（応答遅れ）が比較的大きい。そもそも従来の過電流保護は、過電流によるモータやバッテリの過熱を保護することが主目的であり、過電流を認識から実際に通電を遮断するまでの時間はある程度は許容されている。そのため、マイクロコンピュータでのソフトウェア処理に多少時間がかかっても問題はない。

減磁の発生を抑えることだけを考えれば、応答遅れを考慮して、電流閾値をより低い値に設定すれば、減磁の発生を抑えることは可能である。しかし、そのためには電流閾値を上記最大限度値よりも非常に低い値にする必要があり、モータ２の正常な動作に影響を及ぼしてしまう。

しかも、従来の過電流保護は、突入電流のような瞬間的な大電流はエラーとしてむしろキャンセルされることが多い。つまり、従来の過電流保護のほとんどは、瞬間的な電流よりもむしろ平均的な電流に着目し、検出電流を平均化したり検出電流から高周波成分を除去したりするなどして、瞬間的な大電流はむしろキャンセルことが多い。

しかし、永久磁石の減磁という観点では、既述の通り、たとえ瞬間的であっても最大限度値を超える大電流が流れると減磁が発生してしまう。そのため、減磁を抑制するためには、電流が過度に上昇してきた場合はその電流が最大限度値を超える前に素早く通電を低減又は停止させる必要がある。よって、検出電流から瞬間的な電流成分をキャンセルするような従来の過電流保護方法では、瞬間的な大電流による減磁発生を防ぐことはできない。

そこで、本実施形態では、モータ２固有の特性に応じて設定された上限電流値をもとに電流閾値を設定し、その電流閾値及び検出電流に基づき、ソフトウェア処理を行うことなくハードウェア処理によって、検出電流が電流閾値以上となったか否か判断し、電流閾値以上となった場合は遮断信号を出力してモータ２への通電を強制停止させるようにしている。ソフトウェア処理を介さないハードウェア回路による処理であるため、検出電流が電流閾値以上になったらごく短時間で通電を強制停止させることができる。

電流閾値は、設定値出力部９が設定するのであるが、その電流閾値についてより具体的に説明する。設定値出力部９は、モータ２に流れる電流が電流閾値以上となった場合に、その後その電流が上限電流値を超える前に電流超過判断部１１からＬレベルの遮断信号が出力（ひいては駆動用ＦＥＴ５が強制オフされてモータ２への通電が強制停止）されるように、電流閾値を演算する。

また、設定値出力部９は、検出電流が電流閾値以上になったことが検出されてから実際にモータ２への通電が強制停止されるまでの間の応答遅れを考慮して、上限電流値よりも所定量低い値に電流閾値を設定する。より具体的には、設定値出力部９は、上限電流値以下であって且つモータ２の通常動作に支障を来すことの無い（通常動作に必要な電流値よりは十分高い）レベルの値に、電流閾値を設定する。

本実施形態では、上記のように、電流超過判断部１１が、ソフトウェア処理を行うことなくハードウェア回路の処理により動作するよう構成されている。そのため、本実施形態における上記応答遅れは、従来の過電流保護方法での応答遅れよりも大幅に短い。よって、電流閾値を上限電流値に近い値に設定できる。そのため、モータ２の通常動作に支障を与えることを抑えつつ、モータ２を減磁電流から保護することができる。

以上説明したように、本第１実施形態の電動機械器具１では、電流検出部７がモータ２に流れている電流を連続的に検出してアナログ信号として出力し、一方、閾値設定部１０が、上限電流値に基づいて演算された電流閾値をアナログ出力する。そして、電流超過判断部１１は、検出電流と電流閾値を比較し、検出電流が電流閾値以上になったら、Ｌレベルの遮断信号を出力して、駆動用ＦＥＴ５を強制オフさせ、モータ２への通電を強制停止させる。特許文献１に記載の技術のように、通電経路に抵抗を挿入して電流上昇を抑えるものではないのはもちろん、起動時の突入電流にしか対応できないものでもない。

そのため、バッテリ３の電力の無駄な消費を抑えつつ、モータ２内の永久磁石の減磁をモータ２の動作期間全体に渡って効果的に抑制することができる。
また、電流超過判断部１１は、コンピュータによるソフトウェア処理を経ないハードウェア回路（本例ではアナログコンパレータ）により構成されている。入力される処理対象の検出電流及び電流閾値がいずれもアナログ信号であることも、簡素なハードウェア回路での構成を可能としている要因の１つである。そのため、簡素な構成ながら、モータ２に流れる電流が瞬間的に電流閾値以上になっても、それを検出してより早く（上限電流値を超える前に）通電経路を遮断することができる。

また、電流超過判断部１１から出力されたＬレベルの遮断信号は、遮断信号出力ラッチ部１２によって一定時間ラッチされ、そのラッチされたラッチ遮断信号がＡＮＤ回路１３へ出力される。そのため、モータ２に流れる電流が電流閾値以上に上昇した場合に、モータ２への通電を必要十分な時間、強制停止させることができ、永久磁石の減磁の抑制効果をより高めることができる。

なお、本実施形態において、上限電流値記憶部８は本発明の瞬間最大電流上限値記憶部の一例に相当し、駆動用ＦＥＴ５は本発明の通電遮断部の一例に相当し、設定値出力部９及び閾値設定部１０からなる構成は本発明の電流閾値指示部の一例に相当する。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態の電動機械器具２０について、図２を用いて説明する。図２に示す本実施形態の電動機械器具２０も、第１実施形態の電動機械器具１と同様、ドライバドリルとして構成されている。

図２に示すように、本実施形態の電動機械器具２０は、バッテリパック１６と、本体１８とを備えている。バッテリパック１６は、本体１８に着脱可能である。図２は、バッテリパック１６が本体１８に装着されて両者が電気的に接続された状態を示している。

なお、本実施形態の電動機械器具２０も、第１実施形態の電動機械器具１と同様、モータ２と、バッテリ３と、メインスイッチ４と、駆動用ＦＥＴ５と、電流検出部７と、上限電流値記憶部８と、設定値出力部９と、閾値設定部１０と、電流超過判断部１１と、遮断信号出力ラッチ部１２と、ＡＮＤ回路１３とを備えている。そのため、第１実施形態と同じこれら各構成要素については第１実施形態と同じ符号を付し、その詳細説明は省略する。そして、以下、主に第１実施形態の電動機械器具１と異なる部分について説明する。

バッテリパック１６は、バッテリ３と、第２制御部２５と、電流検出部７と、閾値設定部１０と、電流超過判断部１１と、遮断信号出力ラッチ部１２とを備えている。なお、バッテリパック１６は、図示は省略したものの、バッテリ３の電圧を所定電圧値の制御電圧に降圧する電源回路を備えており、第２制御部２５をはじめバッテリパック１６内の各部のほとんどは、この電源回路からの制御電圧を電源として動作する。

バッテリ３の正極は、正極端子２１に接続され、バッテリ３の負極は、電流検出部７を介して負極端子２２に接続されている。遮断信号出力ラッチ部１２からのラッチ遮断信号は、ラッチ遮断信号出力端子２４から本体１８へ出力される。

第２制御部２５は、セル状態監視部２６と、上限電流値入力部２７と、設定値出力部９とを備えている。セル状態監視部２６は、バッテリ３の各セルの電圧やバッテリ３の残容量などの、バッテリ３の各種状態監視を行い、監視結果に応じた各種の処理を行う。

上限電流値入力部２７は、本体１８から上限電流値入力端子２３を介して入力される上限電流値を入力（受信）する。設定値出力部９は、上限電流値入力部２７に入力された上限電流値に基づいて、第１実施形態で説明したように電流閾値を演算し、その電流閾値を示す閾値設定用ＰＷＭ信号を閾値設定部１０へ出力する。詳細は図３を用いて後述する。

本体１８は、モータ２と、駆動用ＦＥＴ５と、トリガスイッチ部３０と、第１制御部３５とを備えている。駆動用ＦＥＴ５は、ドレインがモータ２に接続され、ソースが負極端子３２に接続されている。なお、本体１８は、図示は省略したものの、バッテリパック１６が装着されたときにバッテリ３から供給される電圧を所定電圧値の制御電圧Ｖｃｃに降圧する電源回路を備えており、モータ２を除く、第１制御部３５をはじめ本体１８内の各部のほとんどは、この電源回路からの制御電圧Ｖｃｃを電源として動作する。

バッテリパック１６が本体１８に装着されると、バッテリパック１６の正極端子２１と本体１８の正極端子３１、バッテリパック１６の負極端子２２と本体１８の負極端子３２、バッテリパック１６の上限電流値入力端子２３と本体１８の上限電流値出力端子３３、バッテリパック１６のラッチ遮断信号出力端子２４と本体１８のラッチ遮断信号入力端子３４とが、それぞれ電気的に接続される。

トリガスイッチ部３０は、ユーザにより直接引き操作されるトリガ（図示略）と、トリガの操作状態に応じてオン・オフされるメインスイッチ４と、操作量信号出力部３６とを備えている。メインスイッチ４は、一端が正極端子３１に接続され、他端がモータ２に接続されている。操作量信号出力部３６は、使用者によるトリガの引き操作量に応じて抵抗値が変化する可変抵抗を備え、その操作量に応じた操作量信号を出力する。使用者がトリガをわずかに引くと、メインスイッチ４がオンし、正極端子３１とモータ２との間の通電経路が導通する。その状態から使用者がさらにトリガを引くと、その引き操作量に応じた操作量信号が第１制御部３５に入力される。

第１制御部３５は、上限電流値記憶部８と、上限電流値出力部３９と、トリガレベル入力部３７と、速度制御部３８と、ＡＮＤ回路１３とを備えている。上限電流値出力部３９は、上限電流値記憶部８に記憶されている上限電流値を読み出し（取得し）、その上限電流値を、上限電流値出力端子３３を介してバッテリパック１６へ出力する。

トリガレベル入力部３７は、トリガスイッチ部３０からの操作量信号を入力し、その操作量信号に応じた操作量情報を速度制御部３８へ出力する。速度制御部３８は、トリガレベル入力部３７から入力された操作量情報に基づき、トリガの引き量に応じた速度でモータ２を回転させるためのＰＷＭ駆動信号を生成する。すなわち、トリガの引き量に応じたデューティ比のＰＷＭ駆動信号を生成する。そして、その生成したＰＷＭ駆動信号をＡＮＤ回路１３へ出力する。

ＡＮＤ回路１３には、バッテリパック１６から出力されるラッチ遮断信号が、ラッチ遮断信号入力端子３４を介して入力される。このラッチ遮断信号は、モータ２に流れる電流が電流閾値以上にならない限り、Ｈレベルである。そのため、モータ２に流れる電流が電流閾値より低い通常動作時は、ＡＮＤ回路１３から出力される駆動信号は、速度制御部３８から出力されるＰＷＭ駆動信号と同じである。つまり、モータ２の回転は、トリガの引き量に応じた速度に制御される。そして、バッテリパック１６からＬレベルのラッチ遮断信号が入力されると、ＡＮＤ回路１３からの駆動信号は、速度制御部３８からのＰＷＭ駆動信号に関係なくＬレベルとなり、駆動用ＦＥＴ５が強制的にオフされる。

なお、第１制御部３５及び第２制御部２５は、本実施形態では、ＣＰＵやメモリ、Ｉ／Ｏ、その他の各種周辺回路等を備えたマイクロコンピュータにより構成されている。
そのため、本体１８の第１制御部３５において、上限電流値記憶部８は不揮発性のメモリであり、速度制御部３８の機能はＣＰＵがプログラムを実行することにより実現される。バッテリパック１６の第２制御部２５においても、セル状態監視部２６の一部又は全て、及び設定値出力部９は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより実現される。但しもちろん、第１制御部３５及び第２制御部２５がマイクロコンピュータにより構成されていることはあくまでも一例である。

ここで、バッテリパック１６の第２制御部２５が設定値出力部９の機能を実現するために実行する閾値設定用ＰＷＭ信号生成処理について、図３を用いて説明する。第２制御部２５は、制御電圧が供給されることにより動作を開始すると、図３の閾値設定用ＰＷＭ信号生成処理を開始する。

第２制御部２５は、図３の閾値設定用ＰＷＭ信号生成処理を開始すると、Ｓ１１０で、本体１８から上限電流値入力部２７へ上限電流値が入力されたか否か判断する。上限電流値が入力されていない場合は、Ｓ１５０で、デューティ比１００％の閾値設定用ＰＷＭ信号を出力する。つまり、本体１８から上限電流値が入力されない場合は、電流超過判断を無効化する。

本体１８から上限電流値入力部２７へ上限電流値が入力された場合は、Ｓ１２０で、その入力された上限電流値に応じた電流閾値を演算する。Ｓ１３０では、その演算した電流閾値を設定するための閾値設定用ＰＷＭ信号のデューティ比を算出する。Ｓ１４０では、その算出したデューティ比の閾値設定用ＰＷＭ信号を閾値設定部１０へ出力する。

このように構成された本第２実施形態の電動機械器具２０では、本体１８の第１制御部３５内に上限電流値記憶部８が設けられ、ここから上限電流値が読み出されてバッテリパック１６へ出力される。そして、バッテリパック１６では、本体１８から入力された上限電流値に基づき、電流閾値が演算・生成されて電流超過判断部１１へ出力される。

そのため、バッテリパック１６では、装着される本体１８に対応した（モータ２の永久磁石の特性に対応した）適切な電流閾値が生成され、それに基づく適切な電流超過判断が行われる。

また、本体１８においては、上限電流値記憶部８及び上限電流値出力部３９が第１制御部３５の一機能として実現される。つまり、モータ２の制御を主機能とする第１制御部３５が、上限電流値記憶部８及び上限電流値出力部３９の機能も兼ね備えている。これにより、本体１８の構成の簡素化が実現され、本体１８のコストダウンが可能となり、ひいては電動機械器具２０のコストダウンが可能となる。

また、バッテリパック１６においては、上限電流値入力部２７及び設定値出力部９が第２制御部２５の一機能として実現される。つまり、バッテリ３の状態監視を主目的とする第２制御部２５が、上限電流値入力部２７及び設定値出力部９の機能も兼ね備えている。これにより、バッテリパック１６の構成の簡素化が実現され、バッテリパック１６のコストダウンが可能となり、ひいては電動機械器具２０のコストダウンが可能となる。

しかも、バッテリパック１６において、本体１８から上限値情報を取得してそれに基づいて電流閾値が生成されるため、バッテリパック１６が多種多様な本体に装着されても、その本体が持つモータの永久磁石の特性に応じた適切な電流閾値を生成でき、その本体に応じた適切な電流超過判断を行うことができる。

また、電流超過判断部１１による電流超過判断はバッテリパック１６で行われるものの、その電流超過判断により検出電流が電流閾値以上と判断された場合のモータ２の通電電流強制遮断は本体１８側で行われる。このように、通電電流の強制遮断については本体１８側に任せることで、その分、バッテリパック１６の小型化、コストダウンが可能となる。

なお、本実施形態において、トリガスイッチ部３０は本発明の操作スイッチの一例に相当し、上限電流値出力部は本発明の上限値情報出力部の一例に相当し、閾値設定部１０は本発明の閾値生成部の一例に相当する。また、電流超過判断部１１は、本発明の遮断信号出力部の一例にも相当するものである。また、バッテリパック１６の第２制御部２５における上限電流値入力部２７及び設定値出力部９による実現される機能は、本発明の第２制御部が備える電流閾値設定情報生成機能の一例に相当する。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態の電動機械器具４０について、図４を用いて説明する。図４に示す本実施形態の電動機械器具４０も、第２実施形態の電動機械器具２０と同様、ドライバドリルとして構成されている。また、本実施形態の電動機械器具４０がバッテリパック４１とこれを着脱可能な本体４６とを備えた構成であることも第２実施形態と同様である。

また、本実施形態の電動機械器具４０の構成要素の一部は、図２に示した第２実施形態の電動機械器具２０の構成要素と同じである。そのため、第２実施形態と同じ構成要素については第２実施形態と同じ符号を付し、その詳細説明は省略する。そして、以下、主に第２実施形態の電動機械器具２０と異なる部分について説明する。

図４に示すように、バッテリパック４１は、バッテリ３と、第２制御部４２と、電流検出部７と、電流超過判断部１１と、遮断信号出力ラッチ部１２とを備えている。第２制御部４２は、セル状態監視部２６を備えているものの、第２実施形態の第２制御部２５（図２）が備えていた上限電流値入力部２７や設定値出力部９は備えていない。また、バッテリパック４１は、閾値設定部１０も備えていない。

本実施形態では、閾値設定部１０は本体４６に備えられている。バッテリパック４１には、その本体４６内の閾値設定部１０で生成された電流閾値（アナログ電圧）が入力され、その電流閾値が直接、電流超過判断部１１へ入力される。

本体４６は、モータ２と、駆動用ＦＥＴ５と、トリガスイッチ部３０と、第１制御部４７と、閾値設定部１０とを備えている。第１制御部４７は、第２実施形態の第１制御部３５（図２）と比較して、上限電流値出力部３９がなく、設定値出力部４８が備えられている。設定値出力部４８は、上限電流値記憶部８から上限電流値を取得し、その上限電流値に基づいて電流閾値を演算する。そして、その演算した電流閾値を示す閾値設定用ＰＷＭ信号を閾値設定部１０へ出力する。閾値設定部１０は、閾値設定用ＰＷＭ信号のデューティ比が示す電流閾値を生成してバッテリパック４１へ出力する。

このように、本第３実施形態の電動機械器具４０は、バッテリパック４１が簡素化された構成となっているため、その分、バッテリパックのコストダウンが可能となる。バッテリパックにある程度の高機能をもたせつつコストダウンも実現した場合などは、本第３実施形態のような構成が有用である。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態の電動機械器具５０について、図５を用いて説明する。図５に示す本実施形態の電動機械器具５０も、第２実施形態の電動機械器具２０と同様、バッテリパック５１と本体５６を備えたドライバドリルとして構成されている。

また、本実施形態の電動機械器具５０の構成要素の一部は、図２に示した第２実施形態の電動機械器具２０の構成要素と同じである。そのため、第２実施形態と同じ構成要素については第２実施形態と同じ符号を付し、その詳細説明は省略する。そして、以下、主に第２実施形態の電動機械器具２０と異なる部分について説明する。

本実施形態のバッテリパック５１は、第２実施形態のバッテリパック１６（図２）と比較して、負極端子２２と電流検出部７との間の通電経路に通電遮断部としての経路遮断用ＦＥＴ５２が挿入されている点、及び遮断信号出力ラッチ部１２からのラッチ遮断信号が本体５６には出力されずにバッテリパック５１内の経路遮断用ＦＥＴ５２のゲートに入力される点が異なる。

経路遮断用ＦＥＴ５２は、本実施形態では、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴであり、ドレインが負極端子２２に接続され、ソースが電流検出部７に接続されている。経路遮断用ＦＥＴ５２は、検出電流が電流閾値より小さい通常時はオンされるが、検出電流が電流閾値以上になるとオフされて、通電経路を遮断する。

一方、本体５６は、第２実施形態の本体１８（図２）と比較して、第１制御部５７にＡＮＤ回路１３が備えられていない点が異なる。本実施形態の第１制御部５７では、速度制御部３８からのＰＷＭ駆動信号が、ＡＮＤ回路を経由することなく駆動用ＦＥＴ５のゲートへ入力される。

このように、本第４実施形態の電動機械器具５０では、減磁抑制のための通電経路遮断が、バッテリパック５１側で行われる。そのため、このバッテリパック５１が仮に通電遮断機能のない本体に装着されて使用されたとしても、検出電流が電流閾値以上になった場合はバッテリパック５１側で通電経路を遮断することができる。つまり、本体の構成にかかわらず、バッテリパック５１側の機能にて、本体が備えるモータの永久磁石の減磁を抑制することができる。

［第５実施形態］
次に、第５実施形態の電動機械器具６０について、図６を用いて説明する。図６に示す本実施形態の電動機械器具６０は、図４に示した第３実施形態の電動機械器具４０と同様、バッテリパック６１と本体６６を備えたドライバドリルとして構成されている。

また、本実施形態の電動機械器具６０の構成要素の一部は、図４に示した第３実施形態の電動機械器具４０の構成要素と同じである。そのため、第４実施形態と同じ構成要素については第４実施形態と同じ符号を付し、その詳細説明は省略する。そして、以下、主に第４実施形態の電動機械器具４０と異なる部分について説明する。

本実施形態のバッテリパック６１は、バッテリ３は備えているものの、他の第２制御部や電流検出部７、電流超過判断部１１、遮断信号出力ラッチ部１２は備えていない。本実施形態のバッテリパック６１は、他の各実施形態のバッテリパックに比べて非常に簡素な構成となっている。

一方、本体６６は、第４実施形態の本体４６（図４）の構成に加えてさらに、電流検出部７、電流超過判断部１１及び遮断信号出力ラッチ部１２を備えている。つまり、本実施形態の電動機械器具６０は、モータ２の制御及び減磁抑制のための制御のほぼ全てが本体６６側で行われる。

そのため、本体６６は、装着されるバッテリパックに依存することなく、減磁抑制のための各機能を実現することができる。よって、本実施形態のバッテリパック６１のようなごく簡素な構成のバッテリパックが本体６６に装着される可能性がある場合は特に有用である。

［第６実施形態］
上記第５実施形態では、モータ２の制御及び減磁抑制のための制御のほぼ全てが本体側で行われる構成の電動機械器具を示したが、本第６実施形態では、逆に、モータ２の制御及び減磁抑制のための制御の大半がバッテリパック側で行われるよう構成された電動機械器具について説明する。

図７に示す本実施形態の電動機械器具７０は、第２実施形態の電動機械器具２０と同様、バッテリパック７１と本体７６を備えたドライバドリルとして構成されている。
また、本実施形態の電動機械器具７０の構成要素の一部は、図２に示した第２実施形態の電動機械器具２０の構成要素と同じである。そのため、第２実施形態と同じ構成要素については第２実施形態と同じ符号を付し、その詳細説明は省略する。そして、以下、主に第２実施形態の電動機械器具２０と異なる部分について説明する。

本実施形態の本体７６は、第２実施形態の本体１８（図２）と比較して、第１制御部や駆動用ＦＥＴがない。トリガスイッチ部３０の操作量信号出力部３６からの操作量信号は、操作量信号出力端子７７からバッテリパック７１へ出力される。なお、上限電流値記憶部８及び上限電流値出力部３９は、本体７６に備えられており、上限電流値出力部３９から上限電流値出力端子３３を介してバッテリパック７１へ上限電流値が出力される。

一方、バッテリパック７１は、第２実施形態のバッテリパック１６（図２）と比較して、ＡＮＤ回路１３及び駆動用ＦＥＴ５が設けられている点、及び第２制御部７２内にトリガレベル入力部３７及び速度制御部３８が備えられている点で異なる。

駆動用ＦＥＴ５は、本実施形態では、第４実施形態のバッテリパック５１内の経路遮断用ＦＥＴ５２と全く同じように、バッテリパック７１の負極端子２２と電流検出部７との間の通電経路に挿入されている。そして、この駆動用ＦＥＴ５のゲートに、ＡＮＤ回路１３からの駆動信号が入力される。

第２制御部７２内においては、本体７６から操作量信号入力端子７３を介して入力された操作量信号がトリガレベル入力部３７に入力され、その操作量信号に基づいてトリガレベル入力部３７が操作量情報を生成して速度制御部３８へ出力する。速度制御部３８は、その操作量情報に基づいてＰＷＭ駆動信号を生成し、ＡＮＤ回路１３へ出力する。

したがって、バッテリパック７１に設けられた駆動用ＦＥＴ５は、第２実施形態の本体１８に設けられた駆動用ＦＥＴ５と同じく、速度制御部３８からのＰＷＭ駆動信号及び遮断信号出力ラッチ部１２からの出力信号に応じてオン・オフされる。つまり、トリガの引き操作量に応じたモータ２の通電制御（速度制御）と、減磁抑制のための通電経路強制遮断が、共に、駆動用ＦＥＴ５のオン・オフにより実現される。

このように、モータ２の通電制御及び減磁抑制のための各種機能の大部分をバッテリパック７１内で実現することで、本体７６の構成を簡素化しつつ、減磁を抑制することが可能となる。なお、本実施形態において、第２制御部７２は本発明の制御部の一例に相当し、駆動用ＦＥＴ５は本発明のスイッチング素子の一例に相当する。

［第７実施形態］
次に、第７実施形態の電動機械器具８０について、図８を用いて説明する。図８に示す本実施形態の電動機械器具８０は、図２に示した第２実施形態の電動機械器具２０と同様、バッテリパック１６と本体８６を備えたドライバドリルとして構成されている。

また、本実施形態の電動機械器具８０の構成要素の一部は、図２に示した第２実施形態の電動機械器具２０の構成要素と同じである。そのため、第２実施形態と同じ構成要素については第２実施形態と同じ符号を付し、その詳細説明は省略する。そして、以下、主に第２実施形態の電動機械器具２０と異なる部分について説明する。

本実施形態の電動機械器具８０において、バッテリパック１６は、第２実施形態のバッテリパック１６と全く同じである。一方、本体８６は、第２実施形態の本体１８（図２）と比較して、温度センサ８２を備えている点、及び第１制御部８７内にモータ温度検出部８８が備えられている点で異なる。また、第１制御部８７内の上限電流値出力部８９の機能も、第２実施形態の第１制御部３５内の上限電流値出力部３９とは一部異なっている。

温度センサ８２は、モータ２の温度を検出するためにモータ２の近傍に設けられている。温度センサ８２は、例えばサーミスタなどの感温素子により構成することができる。
第１制御部８７内のモータ温度検出部８８には、温度センサ８２から、その温度センサ８２により検出された温度に応じたアナログの温度検出信号が入力される。モータ温度検出部８８は、温度センサ８２から入力される温度検出信号に基づき、モータ２の温度を算出し、上限電流値出力部８９へ出力する。

上限電流値出力部８９は、上限電流値記憶部８から上限電流値を取得し、その取得した上限電流値を、モータ２の温度に応じて補正する。
既述の通り、永久磁石の減磁には温度特性があり、永久磁石の種類（材料）によってその特性も異なる。そのため、減磁抑制をより適切に実現するためには、永久磁石の温度も考慮して電流閾値を生成するのが好ましい。そこで本実施形態では、上限電流値出力部８９が、モータ２の温度に応じて上限電流値を補正する。永久磁石はモータ２の内部における、円筒状の固定子の内周面に取り付けられている。そのため、温度センサ８２により検出される温度は、モータ２内の永久磁石の温度に近く、よって永久磁石の温度として扱っても差し支えない。

上限電流値出力部８９は、例えば、永久磁石の減磁の温度特性が、温度が低いほど減磁しやすくなるような特性である場合は、上限電流値記憶部８から取得した上限電流値を、検出された温度に基づき、その温度が低いほど上限電流値も低くなるように補正する。これにより、温度が低いほど電流閾値も低く設定されることになる。

このように、電流閾値の生成に永久磁石の温度を反映させることで、電動機械器具８０が様々な温度環境下で使用されても減磁を効果的に抑制することが可能となる。なお、本実施形態において、温度センサ８２は本発明の温度検出部の一例に相当する。

［他の実施形態］
（１）図２に示した第２実施形態の電動機械器具２０において、閾値設定部１０は、第２制御部２５内に備えるようにしてもよい。逆に、設定値出力部９は第２制御部２５とは別構成としてもよい。図５，図７，図８に示した各電動機械器具５０，７０，８０も同様である。

（２）図３に示した第３実施形態の電動機械器具４０において、閾値設定部１０は、第１制御部４７内に備えるようにしてもよいし、バッテリパック４１内に備えるようにしてもよい。図６の電動機械器具６０も同様である。

（３）図２に示した第２実施形態の電動機械器具２０において、本体１８に、駆動用ＦＥＴ５とは別に経路遮断用ＦＥＴを設け、駆動用ＦＥＴ５は速度制御部３８からのＰＷＭ駆動信号によりオン・オフさせ、経路遮断用ＦＥＴはバッテリパック１６からのラッチ遮断信号によりオン・オフさせるようにしてもよい。図１，図４，図６，図７，図８に示した各電動機械器具１，４０，６０，７０，８０も同様である。

（４）上限電流値に基づいて電流閾値を生成するための具体的構成は、上記各実施形態で示した構成に限らない。例えば、制御部内で、上限電流値に基づいて電流閾値（デジタル値）を演算し、その演算した電流閾値を、制御部内又は制御部外に設けたＤＡ変換器でアナログ信号に変換して電流超過判断部１１へ出力するようにしてもよい。

また例えば、デジタルポテンショメータを設け、上限電流値に基づいて演算された電流閾値（デジタル値）をそのデジタルポテンショメータに入力することで、デジタルポテンショメータからアナログの電流閾値を出力させるようにしてもよい。

上限電流値記憶部８に記憶されている上限電流値に基づいて電流閾値を生成して電流超過判断部１１へ出力するための具体的回路等は、その機能を実現出来る限り様々な構成が考えられ、上記各実施形態で示した構成はそのうちの一例に過ぎない。

（５）上限電流値記憶部８に記憶される上限電流値は、上記実施形態では、モータ２へ通電されても（たとえ瞬間的な通電であっても）その電流によっては永久磁石の減磁が発生するおそれのないような電流の最大値（最大限度値）であったが、このように最大限度値に設定することは必須ではない。

例えば、最大限度値以下の所定の値に設定してもよい。また例えば、最大限度値より大きい範囲内（つまり減磁が発生し得る範囲内）の所定の値に設定してもよい。その場合、設定値出力部９は、例えば、上限電流値が最大限度値よりもどの程度大きいかを考慮して、適切なマージンをとって電流閾値を演算するようにするとよい。

電流超過判断部１１で検出電流が電流閾値以上と判断された場合に、モータ２に流れる電流が最大限度値を超える前に（あるいは上限電流値を超える前に）モータ２の電流を強制的に遮断させることができる限り、上限電流値をどのような値に設定するか、またその上限電流値に基づいて電流閾値をどのように演算するかについては、適宜決めることができる。

（６）電流超過判断部１１をアナログコンパレータにより構成するのも一例にすぎない。コンピュータによるソフトウェア処理を経ることなく検出電流が電流閾値以上となったかどうかを判断してその判断結果を示す信号を出力できる限り、電流超過判断部１１の具体的なハードウェア回路構成は特に限定されるものではない。

また、各制御部としてのマイクロコンピュータと電流超過判断部１１（例えばアナログコンパレータ）とがＳＩＰ（System In Package ）のように１つのパッケージ内に納められた構成とすることもできる。

（７）第１制御部又は第２制御部とは別に、第３の回路等を設けて、この第３の回路等によって上限電流値の読み込みから閾値情報（閾値設定用ＰＷＭ信号など）の生成まで（あるいは更に電流超過判断部１１へ入力する電流閾値の生成まで）を担うようにしてもよい。

（８）バッテリパックが備える第２制御部は、上述した各実施形態における各機能（セル状態監視や電流閾値演算等）に加えて、従来のバッテリパックのマイコンが一般的に備えている過電流検出機能、過負荷検出機能、過放電検出機能なども兼ね備えた構成であってもよい。

（９）上記実施形態では、第１制御部及び第２制御部は、マイクロコンピュータに限らず、例えばＡＳＩＣやＦＰＧＡ、その他の各種ＩＣ、ロジック回路等により構成してもよい。

（１０）上記実施形態のモータ２はブラシ付きＤＣモータであったが、永久磁石を備えた他の各種モータを備えた電動機械器具に対しても本発明を適用可能である。
（１１）上記実施形態では、本発明を電動工具（具体的にはドライバドリル）に適用した例を示したが、本発明は、電動工具に限らず、例えば刈払機のような電動作業機など、あらゆる種類の電動機械器具に適用可能である。

１，２０，４０，５０，６０，７０，８０…電動機械器具、２…モータ、３…バッテリ、４…メインスイッチ、５…駆動用ＦＥＴ、６…駆動制御部、７…電流検出部、８…上限電流値記憶部、９…設定値出力部、１０…閾値設定部、１１…電流超過判断部、１２…遮断信号出力ラッチ部、１３…ＡＮＤ回路、１６，４１，５１，６１，７１…バッテリパック、１８，４６，５６，６６，７６，８６…本体、２１，３１…正極端子、２２，３２…負極端子、２３…上限電流値入力端子、２４…ラッチ遮断信号出力端子、２５，４２，７２…第２制御部、２６…セル状態監視部、２７…上限電流値入力部、３０…トリガスイッチ部、３３…上限電流値出力端子、３４…ラッチ遮断信号入力端子、３５，４７，５７，８７…第１制御部、３６…操作量信号出力部、３７…トリガレベル入力部、３８…速度制御部、３９，８９…上限電流値出力部、４８…設定値出力部、５２…経路遮断用ＦＥＴ、７３…操作量信号入力端子、７７…操作量信号出力端子、８２…温度センサ、８８…モータ温度検出部。

Claims (17)

1. バッテリと、
   界磁として永久磁石を有し、前記バッテリからの電力により動作するモータと、
   所定の瞬間最大電流上限値が記憶される瞬間最大電流上限値記憶部と、
   前記モータに流れている電流を検出する電流検出部と、
   前記瞬間最大電流上限値記憶部に記憶されている前記瞬間最大電流上限値に基づいて電流閾値を生成し出力する電流閾値指示部と、
   前記電流検出部による検出電流が前記電流閾値以上になったか否か判断して前記電流閾値以上になった場合に前記バッテリから前記モータへの通電経路を遮断させるための遮断信号を出力する電流超過判断部と、
   前記電流超過判断部から前記遮断信号が出力された場合に、予め決められた期間、前記出力された前記遮断信号をラッチして前記ラッチした前記遮断信号であるラッチ遮断信号を出力するラッチ部と、
   前記ラッチ部から前記ラッチ遮断信号が出力されている間に前記通電経路を遮断する通電遮断部と、
   を備えていることを特徴とする電動機械器具。
2. 請求項１に記載の電動機械器具であって、
   前記通電遮断部とは別に設けられ、使用者によるオン、オフの操作に応じて前記通電経路を導通、遮断させるよう構成されたメインスイッチであって、前記使用者によりオンされると前記通電経路を導通させ、使用者によりオフされると前記通電経路を遮断するよう構成されたメインスイッチを備え、
   前記予め決められた期間は、前記電流超過判断部から前記遮断信号が出力されてから、前記メインスイッチがオフされるまでの間である、
   ことを特徴とする電動機械器具。
3. 請求項１に記載の電動機械器具であって、
   前記通電遮断部とは別に設けられ、使用者によるオン、オフの操作に応じて前記通電経路を導通、遮断させるよう構成されたメインスイッチであって、前記使用者によりオンされると前記通電経路を導通させ、使用者によりオフされると前記通電経路を遮断するよう構成されたメインスイッチを備え、
   前記予め決められた期間は、前記電流超過判断部から前記遮断信号が出力されてから、前記メインスイッチが一旦オフされて再びオンされるまでの間である、
   ことを特徴とする電動機械器具。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の電動機械器具であって、
   前記瞬間最大電流上限値は、前記モータへ通電すると前記永久磁石の減磁が発生する電流値に基づいて予め設定された値である
   ことを特徴とする電動機械器具。
5. 請求項４に記載の電動機械器具であって、
   前記瞬間最大電流上限値は、前記モータへ通電されてもその電流によっては前記永久磁石の減磁が発生するおそれのないような電流の最大値又はその最大値以下の所定の値である
   ことを特徴とする電動機械器具。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の電動機械器具であって、
   前記電流閾値指示部は、前記瞬間最大電流上限値記憶部に記憶されている前記瞬間最大電流上限値に基づき、前記電流超過判断部により前記検出電流が前記電流閾値以上と判断された場合に前記モータに流れる電流が前記瞬間最大電流上限値を超える前に前記通電遮断部により前記通電経路が遮断されるような、前記瞬間最大電流上限値よりも所定量低い値を、前記電流閾値として生成する
   ことを特徴とする電動機械器具。
7. 請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の電動機械器具であって、
   前記電流超過判断部は、前記電流検出部による検出電流が前記電流閾値以上になったか否かの判断及び前記遮断信号の出力をコンピュータによるソフトウェア処理を経ることなくハードウェア回路により行うよう構成されている
   ことを特徴とする電動機械器具。
8. 請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の電動機械器具であって、
   少なくとも前記バッテリが収容されたバッテリパックと、
   前記バッテリパックが着脱可能に装着され、少なくとも前記モータ及び前記瞬間最大電流上限値記憶部が搭載された本体と、
   を備えていることを特徴とする電動機械器具。
9. 請求項８に記載の電動機械器具であって、
   前記本体は、前記モータを制御する第１制御部を備え、
   前記第１制御部は、前記電流閾値指示部の機能のうち少なくとも前記瞬間最大電流上限値記憶部に記憶されている前記瞬間最大電流上限値を取得する取得機能を実現するよう構成されており、
   前記電流閾値指示部は、前記取得機能により取得した前記瞬間最大電流上限値に基づいて前記電流閾値を生成する
   ことを特徴とする電動機械器具。
10. 請求項９に記載の電動機械器具であって、
    前記バッテリパックは、前記バッテリの状態を監視する第２制御部を備え、
    前記第１制御部は、前記電流閾値指示部の機能のうち前記取得機能を実現するものであって、前記瞬間最大電流上限値記憶部に記憶されている前記瞬間最大電流上限値を取得してその瞬間最大電流上限値を示す上限値情報を前記第２制御部へ出力する上限値情報出力部を備え、
    前記第２制御部は、前記電流閾値指示部の機能のうち少なくとも前記本体の前記上限値情報出力部から出力された前記上限値情報を取得してその上限値情報に基づいて前記電流閾値を示す電流閾値設定情報を生成する電流閾値設定情報生成機能を実現するよう構成されており、
    前記電流閾値指示部は、前記バッテリパックに設けられて前記第２制御部における前記電流閾値設定情報生成機能により生成された前記電流閾値設定情報に基づいて前記電流閾値を生成する閾値生成部を備えている
    ことを特徴とする電動機械器具。
11. 請求項８〜請求項１０の何れか１項に記載の電動機械器具であって、
    前記バッテリパックは、
    前記電流超過判断部と、
    前記ラッチ部と、
    前記ラッチ部から出力される前記ラッチ遮断信号を前記本体へ出力するラッチ遮断信号出力部と、
    を備え、
    前記通電遮断部は、前記本体に搭載され、前記バッテリパックから前記ラッチ遮断信号が入力された場合に前記通電経路を遮断する
    ことを特徴とする電動機械器具。
12. 請求項８〜請求項１０の何れか１項に記載の電動機械器具であって、
    前記電流超過判断部、前記ラッチ部及び前記通電遮断部は、前記バッテリパックに搭載されている
    ことを特徴とする電動機械器具。
13. 請求項８又は請求項９に記載の電動機械器具であって、
    前記電流検出部、前記電流閾値指示部、前記電流超過判断部、前記ラッチ部及び前記通電遮断部は、前記本体に搭載されている
    ことを特徴とする電動機械器具。
14. 請求項８に記載の電動機械器具であって、
    前記本体は、
    操作スイッチと、
    前記操作スイッチの操作量を示す操作量信号を前記バッテリパックへ出力する操作量信号出力部と、
    を備え、
    前記バッテリパックは、
    前記電流検出部と、
    前記電流閾値指示部と、
    前記電流超過判断部と、
    前記ラッチ部と、
    前記通電遮断部と、
    前記バッテリから前記モータへの通電経路を導通・遮断するスイッチング素子と、
    前記本体から入力される前記操作量信号に基づいて前記スイッチング素子をオン・オフさせることにより前記バッテリから前記モータへの通電を制御する制御部と、
    を備え、
    前記通電遮断部は、前記ラッチ部から前記ラッチ遮断信号が出力された場合、前記スイッチング素子を強制的にオフさせることで前記通電経路を遮断する
    ことを特徴とする電動機械器具。
15. 請求項１〜請求項１４の何れか１項に記載の電動機械器具であって、
    前記電流閾値指示部は、アナログの前記電流閾値を生成して前記電流超過判断部へ出力する
    ことを特徴とする電動機械器具。
16. 請求項１〜請求項１５の何れか１項に記載の電動機械器具であって、
    前記モータの前記永久磁石の温度を直接的又は間接的に検出する温度検出部を備え、
    前記電流閾値指示部は、前記瞬間最大電流上限値、及び前記温度検出部により検出された温度に基づいて前記電流閾値を生成する
    ことを特徴とする電動機械器具。
17. 電動機械器具の本体に装着されて使用されるバッテリパックであって、
    前記本体に搭載されている、界磁として永久磁石を有するモータへ、電力を供給するためのバッテリと、
    前記バッテリから前記モータへ流れている電流を検出する電流検出部と、
    前記本体に記憶されている瞬間最大電流上限値に基づいて電流閾値を生成し出力する電流閾値指示部と、
    前記電流検出部による検出電流が前記電流閾値以上になったか否か判断して前記電流閾値以上になった場合に前記バッテリから前記モータへの通電経路を遮断させるための遮断信号を出力する電流超過判断部と、
    前記電流超過判断部から前記遮断信号が出力された場合に、予め決められた期間、前記出力された前記遮断信号をラッチして前記ラッチした前記遮断信号であるラッチ遮断信号を出力するラッチ部と、
    を備えていることを特徴とするバッテリパック。

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