JP2007236028A - 充電装置及びこれを備えた充電池セット - Google Patents

Abstract

【課題】種類の異なる電池パックを充電できて小型の充電装置を提供する。
【解決手段】 ハウジング１８の外面に第一電池パック３ａを嵌め込み可能な第一被嵌込部３０と第一電池パック３ａとは種類の異なる第二電池パック３ｂを嵌め込み可能な第二被嵌込部３１を形成する。ハウジング１８の第一被嵌込部３０と第二被嵌込部３１の間の部分３５に吹出口３６を形成する。第一電池パック３ａ及び第二電池パック３ｂは第一被嵌込部３０及び第二被嵌込部３１の夫々に嵌め込んで夫々を充電位置に配置した状態で吹出口３６に対向する位置で互いに重複する重複部５４、５５を備える。ハウジング１８内に、第一被嵌込部３０に嵌め込まれた第一電池パック３ａの重複部５４又は第二被嵌込部３１に嵌め込まれた第二電池パック３ｂの重複部５５に吹出口３６から風を送る冷却用のファン３９を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は電動工具等に備えられる電池パックの充電装置及びこれを備えた充電池セットに関する。

例えば図８に示す充電式電動工具２には従来から図９（ａ）に示す電池パック３を着脱自在に取付けてあり、この電池パック３としては従来からニッケルカドニウム電池（Ｎｉ―Ｃｄ電池）やニッケル水素電池（Ｎｉ―ＭＨ電池）を備えたものが利用されている。ここで図８に示す電動工具２は筒状の本体部６の端部から交差する方向にハンドル部７を突出したピストル型のインパクトドライバーであって、本体部６に内装したモータ（図示せず）を駆動することで減速部（図示せず）を介して出力部８を駆動できるようになっている。ハンドル部７の本体部６と反対側の端部には電池パック取付部９を形成してあり、電池パック取付部９に第一電池パック３ａ又は第二電池パック３ｂを着脱自在に取付けた状態で使用される。ここで例えば特許文献１には充電式電動工具と該充電式電動工具の電池パックを充電する充電装置が開示されている。

また近年では電池パックの小型化を目的としてリチウムイオン電池を備えた電池パックも利用されつつあり、現状では前者の電池パックを備えた電動工具と後者の電池パックを備えた電動工具とが混在しており、これら種類の異なる電池パックは例えば図９（ｂ）に示す充電装置１等を用いて充電される。

ここで上記種類の異なる電池パックは夫々の電池パックに対応する専用の充電装置によって充電が行われていたのだが、電池パック毎に専用の充電装置が必要であるため、上記種類の異なる電池パックを備えた電動工具を混在して利用するような場合等には多くの充電装置が必要であり不便である。
特開２００５−３４２７９６号公報

本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、種類の異なる電池パックを充電できて小型の充電装置及びこれを備えた充電池セットを提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明の請求項１に係る充電装置は、ハウジング１８の外面に第一電池パック３ａを嵌め込み可能な第一被嵌込部３０と該第一電池パック３ａとは種類の異なる第二電池パック３ｂを嵌め込み可能な第二被嵌込部３１を形成し、ハウジング１８の第一被嵌込部３０と第二被嵌込部３１の間で且つ第一電池パック３ａ及び第二電池パック３ｂが第一被嵌込部３０及び第二被嵌込部３１の夫々に嵌め込まれて夫々が充電位置に配置された状態で重複する部分である重複部５４、５５が対向する位置に吹出口３６を形成し、ハウジング１８内に、第一被嵌込部３０に嵌め込まれた第一電池パック３ａの重複部５４又は第二被嵌込部３１に嵌め込まれた第二電池パック３ｂの重複部５５に前記吹出口３６から風を送る冷却用のファン３９を設けて成ることを特徴とするものである。

上記構成を有することで、充電装置１の第一被嵌込部３０に第一電池パック３ａを嵌め込んで第一電池パック３ａを充電でき、また第二被嵌込部３１に第二電池パック３ｂを嵌め込んで第二電池パック３ｂを充電でき、一つの充電装置１で第一電池パック３ａ及び第二電池パック３ｂの２種類の電池パックを充電できる。しかも第一電池パック３ａ及び第二電池パック３ｂは第一被嵌込部３０及び第二被嵌込部３１の夫々に嵌め込んで夫々を充電位置に配置した状態では吹出口３６に対向する位置で重複部５４、５５が互いに重複するので、第一電池パック３ａ及び第二電池パック３ｂが充電装置１に同時に装着されることを防止できる。さらにファン３９からの送風を、第一被嵌込部３０に嵌め込んだ第一電池パック３ａの重複部５４に加えて、第二被嵌込部３１に嵌め込んだ第二電池パック３ｂの重複部５５にも送ることができ、これにより充電時に高温となる第一電池パック３ａ又は第二電池パック３ｂを一つのファン３９により冷却できて充電装置１を小型化できる。

また本発明の請求項２に係る充電池セットは、上記請求項１に記載の充電装置１と、第一電池パック３ａ又は第二電池パック３ｂのうち少なくともいずれか一方を備えた充電池セットであって、前記電池パック３ａ（又は３ｂ）の重複部５４、５５の外面部において該電池パック３ａ（又は３ｂ）を第一被嵌込部３０又は第二被嵌込部３１に嵌め込んだ状態で吹出口３６に対向する位置に該電池パック３ａ（又は３ｂ）の内部に連通する通気口１７（又は２８）を形成して成ることを特徴とするものである。

上記構成を有する充電池セットは、一つの充電装置１で第一電池パック３ａ及び第二電池パック３ｂの２種類の電池パックを充電でき、また第一電池パック３ａ及び第二電池パック３ｂが同時に充電装置１に装着されることを防止できる。また充電装置１の吹出口３６から吹き出されたファン３９からの風を、被嵌込部３０（又は３１）に嵌め込んだ電池パック３ａ（又は３ｂ）の通気口１７（又は２８）から電池パック３ａ（又は３ｂ）内に流入させて電池パック３ａ（又は３ｂ）を内部から効率良く冷却できる。

本発明の充電装置にあっては、第一被嵌込部に第一電池パックを嵌め込んで第一電池パックを充電でき、また第二被嵌込部に第二電池パックを嵌め込んで第二電池パックを充電でき、また第一電池パック及び第二電池パックが充電装置に同時に装着されることも防止できる。しかもファンからの送風を第一電池パックにも第二電池パックにも送ることができ、これにより第一電池パック及び第二電池パックを一つのファンにより冷却できて装置を小型化できる。

また本発明の充電池セットは、一つの充電装置で第一電池パック及び第二電池パックの２種類の電池パックを充電でき、また第一電池パック及び第二電池パックが同時に充電装置に装着されることを防止できる。さらに第一電池パック及び第二電池パックの内部に風を送って効率良く冷却できる。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。

図１に示す充電装置１は電動工具２の二次電池として利用される電池パックを充電するものである。該充電装置１はニッケルカドニウム電池又はニッケル水素電池からなるセル４ａを内装した図４に示す第一電池パック３ａと、リチウムイオン電池からなるセル４ｂを内装した図５に示す第二電池パック３ｂの２種類の電池パックを充電可能としてあり、充電装置１と、該充電装置１によって充電される第一電池パック３ａ又は第二電池パック３ｂの少なくともいずれか一方とで充電池セットを構成している。なお充電池セットとしては、充電池セット１と第一電池パック３ａ、又は充電装置１と第二電池パック３ｂ、又は充電装置１と第一電池パック３ａ及び第二電池パック３ｂの組み合わせのいずれであっても良いものとする。

第一電池パック３又は第二電池パック３ｂが取付けられる電動工具２としては例えば背景技術で示した図８の電動工具と同様のピストル型の電動工具２が用いられるものであるため詳細な説明は省略する。なお電動工具２は第一電池パック３ａ及び第二電池パック３ｂのうちいずれか一方のみを電源として利用できるものであり、即ち電動工具２としては、第一電池パック３ａが取付けられる図８に示す電動工具２と、第二電池パック３ｂが取付けられる図示しない電動工具との２種類があるものとする。

電動工具２から取外されて充電装置１に充電される両電池パック３ａ、３ｂは種類だけではなく形状及び大きさも異なる。

図４に示す第一電池パック３ａはブロック状の第一ケース１１で外郭を構成してあり、該第一ケースにセル４ａ（図６参照）を内装している。第一ケース１１の電動工具２に取付けられる側の一面である下面において一辺側（一端側）に偏った部分の中央からは非対称な外周形状を有する第一嵌込部１２を下方に向けて垂直に突出している。第一嵌込部１２の突端部の外周面には電極１３を設けてあり、また同部には第一接続端子１４（図３参照）を設けている。また第一ケース１１の下面の中央からは第一嵌込部１２の基端部の三方を囲むように第一嵌込部１２よりも背の低い矩形状の台部１５を下方に向けて突出形成している。そして第一嵌込部１２及び台部１５を電動工具２の電池パック取付部９に着脱自在に取付けることで、第一電池パック３ａの電極１３が電池パック取付部９に設けた図示しない端子に接続されて電動工具２に電力を供給できるようになっている。

また第一ケース１１の台部１５の下面における第一嵌込部１２と該第一嵌込部１２とは反対側の辺の間には第一ケース１１内のセル４ａに通じる第一通気口１７を形成してあり、第一通気口１７は第一ケース１１の第一嵌込部１２側の一辺と平行な複数のスリット１７ａで構成されている。

図５に示す第二電池パック３ｂは第一電池パック３ａに対して扁平で一方向に長い箱状の第二ケース１８で外郭を構成してあり、該第二ケース１８にセル３ｂを内装している。第二ケース１８の電動工具２に取付けられる側の一面である下面において長手方向の一側の端部を除く部分には第二嵌込部１９を下方に向けて突出形成してあり、該第二嵌込部１９は第二ケース１８の長手方向に長い矩形状に形成されている。第二嵌込部１９の第二ケース１８の長手方向における一側の端部には下方及び第二ケース１８の長手方向の一側に開口する端子挿入溝２１を形成してあり、各端子挿入溝２１の奥部にセル３ｂに接続された電極２３を設けている。第二嵌込部１９の両側面からは外側方に向けて側面視逆Ｌ字状の係合部２２を一体に突出してあり、本例では左右で対となる係合部２２を第二嵌込部１９の長手方向に複数組（詳しくは３組）設けている。なお各係合部２２の縦片部２２ａの上端は第二ケース１８の下面に一体に連続している。そして第二嵌込部１９及び各係合部２２を電動工具の電池パック取付部に着脱自在に取付けることで、電極２３が同電池パック取付部に設けた図示しない端子に接続されて電動工具に電力を供給できるようになっている。

また第二嵌込部１９の下面中央部には凹所２４を形成している。凹所２４の底部における第二ケース１８の長手方向における前記一側と反対側の端部からは下方に向けて電池側コネクタ部２５を突出してあり、電池側コネクタ部２５には第二接続端子２６（図３参照）を設けている。また第二ケース１８の下面における長手方向の一側の一辺と第二嵌込部１９の間の部分（即ち長手方向の一側の端部）には第二ケース１８内のセル４ｂに通じる第二通気口２８を形成してあり、第二通気口２８は第一ケース１１の短手方向に長い複数のスリット２８ａで構成されている。

図１に示す充電装置１は平面視長方形で箱状のハウジング３２で外郭を構成している。ハウジング３２の上面の短手方向の片側半部には、第一電池パック３ａの第一嵌込部１２を着脱自在に嵌め込み可能な第一被嵌込部３０と、第二電池パック３ｂの第二嵌込部１９を着脱自在に嵌め込み可能な第二被嵌込部３１を形成している。第一被嵌込部３０はハウジング３２の長手方向の一端側に形成され、第二被嵌込部３１は第一被嵌込部３０に対してハウジング３２の長手方向における他端側に離れた位置に形成されている。なおハウジング３２の上面の第一被嵌込部３０及び第二被嵌込部３１を設けた側とは反対側の半部には充電モードを切り替える等する操作部や各種状態を表示する表示部が形成される。

ハウジング３２の上面部における第一被嵌込部３０と第二被嵌込部３１との間の部分からなる中間部３５には吹出口３６を設けてあり、該吹出口３６はハウジング３２の短手方向に長い複数のスリット３６ａで構成されている。吹出口３６はハウジング３２内に形成された空気流路３７を介してハウジング３２に形成した吸込口３８に連通接続されている。吸込口３８は脚部３４を介して載置面よりも上方に配置されたハウジング３２の底面部に形成している。図６等に示すようにハウジング３２内の吹出口３６に対向する位置には冷却用のファン３９を設けてあり、ファン３９を運転することで、吸込口３８からハウジング３２内に外部空気を吸い込んで、該空気を吹出口３６から上方に向けて吹き出せるようにしている。

上記充電装置１の図１に示す第一被嵌込部３０は第一電池パック３ａの第一嵌込部１２が合致する平面形状を有する上方のみ開口した凹部からなる。第一被嵌込部３０の内面の第一電池パック３ａの電極１３に対応する位置に第一充電端子４１を設けてあり、また同部の第一接続端子１４に対応する位置には第一被接続端子４２（図３参照）を設けている。

ここで図６に示すように第一電池パック３ａの第一嵌込部１２を充電装置１の第一被嵌込部３０に嵌め込んだ状態では、第一電池パック３ａの電極１３に第一充電端子４１が電気的に接続されて充電され、同時に第一被接続端子４２に第一電池パック３ａの第一接続端子１４が接触して電気的に接続されるようになっている。

さらに上記第一被嵌込部３０に第一嵌込部１２を嵌め込んで第一電池パック３ａを充電位置に配置した状態では、第一電池パック３ａの第一ケース１１の一部が充電装置１の中間部３５上に位置して当接又は接近し、同時に台部１５の第一通気口１７が中間部３５の吹出口３６に対向して平面視で重複する。従って上記第一電池パック３ａの充電時において充電装置１の吹出口３６から吹き出されたファン３９からの送風は第一通気口１７を介して第一電池パック３ａの第一ケース１１内に流入し、この風により第一電池パック３ａ内のセル４ａ等の内装部品を直接冷却でき、充電時に第一電池パック３ａが高温になることを防止できる。

また図１に示す第二被嵌込部３１は上方及び第一被嵌込部３０とは反対側に向けて開口する凹部からなる。第二被嵌込部３１の底部における第一被嵌込部３０側の端部からは上方に向けて第二充電端子４３を突出している。また第二被嵌込部３１において第二電池パック３ｂの各係合部２２に対応する位置には被係合部４４を設けている。被掛合部４４は図２のように第二被嵌込部３１の両側の内面の上部から内側方に向けて被係合部４４を突出してあり、被係合部４４の下方には第二電池パック３ｂの逆Ｌ字状の係合部２２の横片部２２ｂが挿入される隙間４５が形成されている。また第二被嵌込部３１の底部の中央部からは装置側コネクタ部４６を突設してあり、装置側コネクタ部４６には第二被接続端子４７（図３参照）を設けている。

また図１等に示すように上記第二被嵌込部３１の底部上にはばね４８を介して移動板４９を配設している。移動板４９の第二充電端子４３、各被係合部４４、装置側コネクタ部４６の上方の対応する部分には切欠５０や孔５１を形成して通過可能としてあり、これにより移動板４９は、図１や図２のように第二被嵌込部３１の上部に配置された未使用状態から、図７のように第二被嵌込部３１の下部に配置され第二被嵌込部３１の底部に近接した嵌込状態まで、第二嵌込部１９内を上下に移動できるようにしている。また第二被嵌込部３１に第二電池パック３ｂの第二嵌込部１９が嵌め込まれていない状態では、移動板４９は図１や図２のようにばね４８により上記未使用状態の位置に移動することとなり、この場合、移動板４９の上面よりも下方に第二充電端子４３、各被係合部４４、装置側コネクタ部４６の全部又は大部分を配置できる。

そして図７のように第二電池パック３ｂの第二嵌込部１９をこの第二被嵌込部３１に嵌め込んだ状態では、第二電池パック３ｂの電極２３に第二充電端子４３が電気的に接続されて充電され、同時に第二被接続端子４７に第二電池パック３ｂの第二接続端子２６が接触して電気的に接続されるようになっている。

上記第二電池パック３ｂの第二嵌込部１９を充電装置１の第二被嵌込部３１に嵌め込む場合、まず第二電池パック３ｂの第二嵌込部１９を移動板４９の上面に当てた状態で、該第二電池パック３ｂをばね４８に抗して移動板４９と共に前記嵌込状態と略同レベルまで下方に移動し、これにより第二電池パック３ｂの各係合部２２を各被係合部４４の第一被嵌込部３０側に形成された隙間を通過させる。そしてこの後、第二電池パック３ｂを第一被嵌込部３０側にスライドして、第二電池パック３ｂの各係合部２２を充電装置１の各被係合部４４の下方の隙間４５に挿入して各係合部２２と各被係合部４４を係止する。またこのように第二電池パック３ｂをスライドしたときに、第二電池パック３ｂの端子挿入溝２１内に充電装置１の第二充電端子４３が挿入されて該第二充電端子４３が電極２３に電気的に接続され、同時に第二電池パック３ｂの電池側コネクタ部２５が充電装置１の装置側コネクタ部４６が機械的に接続され、同時に第二接続端子２６が第二被接続端子４７に電気的に接続される。

さらに上記第二被嵌込部３１に第二嵌込部１９を嵌め込んで第二電池パック３ｂを充電位置に配置した状態では、第二電池パック３ｂの第二ケース１８の一部が充電装置１のハウジング３２の中間部３５上に位置して当接又は接近し、同時に第二ケース１８の第二通気口２８が中間部３５の吹出口３６に対向して平面視で重複する。即ち第一電池パック３ａ及び第二電池パック３ｂを第一被嵌込部３０及び第二被嵌込部３１の夫々に嵌め込んで夫々を充電位置に配置した状態では、第一電池パック３ａの一部を構成する重複部５４と第二電池パック３ｂの一部を構成する重複部５５とが吹出口３６に対向する位置で重複するようにしてある。従って上記第二電池パック３ｂの充電時において充電装置１の吹出口３６から吹き出されたファン３９からの送風は重複部５５に形成した第二通気口２８を介して第二電池パック３ｂの第二ケース１８内に流入し、この風により第二電池パック３ｂ内のセル４ｂ等の内装部品を冷却でき、充電時に第二電池パック３ｂが高温になることを防止できる。またこの場合、第一電池パック３ａ及び第二電池パック３ｂを第一被嵌込部３０及び第二被嵌込部３１の夫々に嵌め込んで夫々を充電位置に配置した状態では、第一電池パック３ａの重複部５４と第二電池パック３ｂの重複部５５とが重複するので、第一電池パック３ａ及び第二電池パック３ｂの両方が同時に充電装置１に装着充電されることを防止できる。

ここで上記充電装置１には、第一充電端子４１に第一電池パック３ａの電極１３が接続された場合には第一充電端子４１側に給電し、第二充電端子４３に第二電池パック３ｂの電極２３が接続された場合には第二充電端子４３側に給電する切替手段を設けてあり、以下切替手段について詳述する。

図３のブロック図に示すように充電装置１は充電用電源として図示しない外部電源に接続されて充電用電力を生成する電源回路５６を備えている。電源回路５６には切替リレー５７の共通端子５７ａを接続している。また切替リレー５７のノーマルクローズ端子５７ｂ（消磁された状態で接続される端子）は第一電池パック３ａの電極１３が接続される第一充電端子４１に接続してあり、切替リレー５７のノーマルオープン端子５７ｃ（消磁された状態で切断される端子）は第二電池パック３ｂの電極２３が接続される第二充電端子４３に接続してある。また充電装置１には充電制御回路５８を設けてあり、前述の第一電池パック３ａの第一接続端子１４が接続される第一被接続端子４２及び第二電池パック３ｂの第二接続端子２６が接続される第二被接続端子４７の夫々が充電制御回路５８に接続してある。

そして制御手段を構成する充電制御回路５８は、第一電池パック３ａの第一接続端子１４が第一被接続端子４２に接続された場合には、切替リレー５７をノーマルクローズ端子５７ｂ側に切り替え、第二電池パック３ｂの第二接続端子２６が第二被接続端子４７に接続された場合には、切替リレー５７をノーマルオープン端子５７ｂ側に切り替えるように設定してあり、これにより第一充電端子４１に第一電池パック３ａの電極１３が接続された場合には切替リレー５７をノーマルクローズ端子５７ｂ側に切り替え、第二充電端子４３に第二電池パック３ｂの電極２３が接続された場合には切替リレー５７をノーマルオープン端子５７ｃ側に切り替えられるようになっている。従って充電装置１の第一被嵌込部３０に第一電池パック３ａの第一嵌込部１２が嵌め込まれた場合には第一電池パック３ａを充電でき、また第二被嵌込部３１に第二電池パック３ｂの第二嵌込部１９が嵌め込まれた場合には第二電池パック３ｂを充電できる。

このように本発明では一つの充電装置１で種類の異なる第一電池パック３ａ及び第二電池パック３ｂを充電できる。しかも充電装置１は一つの充電用電源からの電力の供給を切替リレー５７により第一充電端子４１側又は第二充電端子４３側のいずれかに自動的に切り替えることができるので、第一充電端子４１用と第二充電端子４３用の充電用電源を兼用できて充電装置１の小型化も実現できる。さらに一つのファン３９で第一被嵌込部３０に嵌め込まれる第一電池パック３ａと第二被嵌込部３１に嵌め込まれる第二電池パック３ｂとを冷却でき、ファン３９を兼用できてこの点でも充電装置１の小型化を実現できる。

本発明の実施の形態の一例を示す充電装置の斜視図である。 同上の充電装置の断面図である。 同上の充電装置のブロック図である。 第一電池パックの下面側から見た斜視図である。 第二電池パックの下面側から見た斜視図である。 同上の充電装置に第一電池パックを装着した状態を示す側断面図である。 同上の充電装置に第二電池パックを装着した状態を示す側断面図である。 従来の電動工具の側面図である。 同上の充電池セットを示すものであり、（ａ）は電池パックの斜視図であり、（ｂ）は充電装置の斜視図である。

符号の説明

１ 充電装置
３ａ 第一電池パック
３ｂ 第二電池パック
１８ ハウジング
３０ 第一被嵌込部
３１ 第二被嵌込部
３６ 吹出口
３９ ファン
５４ 重複部
５５ 重複部

Claims (2)

1. ハウジングの外面に第一電池パックを嵌め込み可能な第一被嵌込部と該第一電池パックとは種類の異なる第二電池パックを嵌め込み可能な第二被嵌込部を形成し、ハウジングの第一被嵌込部と第二被嵌込部の間で且つ第一電池パック及び第二電池パックが第一被嵌込部及び第二被嵌込部の夫々に嵌め込まれて夫々が充電位置に配置された状態で重複する部分である重複部が対向する位置に吹出口を形成し、ハウジング内に、第一被嵌込部に嵌め込まれた第一電池パックの重複部又は第二被嵌込部に嵌め込まれた第二電池パックの重複部に前記吹出口から風を送る冷却用のファンを設けて成ることを特徴とする充電装置。
2. 上記請求項１に記載の充電装置と、第一電池パック又は第二電池パックのうち少なくともいずれか一方を備えた充電池セットであって、前記電池パックの重複部の外面部において該電池パックを第一被嵌込部又は第二被嵌込部に嵌め込んだ状態で吹出口に対向する位置に該電池パックの内部に連通する通気口を形成して成ることを特徴とする充電池セット。

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