JP2012231655A

JP2012231655A - 充電装置

Info

Publication number: JP2012231655A
Application number: JP2011100064A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Ishikura; 英明石倉
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2012-11-22
Anticipated expiration: 2031-04-27
Also published as: JP5557046B2

Abstract

【課題】複雑化や大型化を抑制できる保護カバー付の充電装置を提供する。
【解決手段】電池パックがスライド方向にスライドされて装着される装着部２０と、充電端子３０と、充電端子３０が挿通可能な開口４１ａ及び開口４１ａに連通し充電端子３０全体を収容可能な収容空間を有し、収容空間に充電端子３０全体を収容して保護する保護位置Ｐと、充電端子３０が開口４１ａから突出するように退避する退避位置との間で、スライド方向と略直交する方向に移動可能な保護カバー４０と、保護カバー４０を保護位置Ｐに向かって付勢する付勢手段とを具備し、電池パックがスライドされるに従って、保護カバー４０を保護位置Ｐから退避位置に向かって押し下げることにより、充電端子３０が電池パックの被充電端子と接触し、電池パックが装着部２０に装着されるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、電池パックを充電する充電装置に関し、特に充電端子を保護する保護カバーを具備するものに関する。

この種の充電装置として、電池パックがスライド方向にスライドされて装着される装着部が設けられ、その装着部に電池パックが装着されると、電池パックの被充電端子と、充電装置の充電端子とが接触して、電池パックが充電されるものがある（特許文献１）。

この充電装置には、充電端子の破損や汚れ、充電端子による怪我等を防止するため、電池パックが装着部に装着されていない状態において、充電端子を上方から覆って保護する平板部を有する保護カバーが設けられている。この保護カバーは、電池パックのスライド方向に移動可能に構成されており、電池パックが装着部に装着されるときには、電池パックが保護カバーを押して、電池パックの取り付け方向に移動する。これにより、充電端子が露出して電池パックの被充電端子と接触し、電池パックが充電される。

また、保護カバーは、電池パックが取り外されると、自動的に充電端子を覆う位置に復帰するように、バネによって電池パックの取り付け方向とは逆方向、つまり電池パックの取り外し方向に付勢されている。

特開２００４−１４７３６０号公報特開２００１−１２８３７２号公報

しかしながら、電池パックが装着部に装着されている装着状態において、電池パックが、保護カバーによって取り外す方向に付勢されてしまう。従って、電池パックの脱落を防止するべく、例えば電池パックを充電装置に固定する機構等を設ける必要があり、充電装置が複雑化してしまう。

一方、保護カバーがスライド方向に直線移動するのではなく、保護カバーが回転移動して、充電装置の本体内に没入するようにしたものが考えられている（特許文献２）。保護カバーは、保護カバーから離れた位置にある軸を中心として回転可能に構成してある。これにより、充電端子の上方を覆うカバー位置から、充電端子が露出するように移動して本体内に完全に没入する没入位置まで、保護カバーが大きく移動できるようにしてある。

しかしながら、保護カバーがカバー位置及び没入位置にあるときのスペースと、保護カバーが各位置間を移動する際に通過するスペースとを確保する必要があり、しかもそれらのスペースは円弧状に広がっているため、充電装置が大型化してしまう。

本発明は、上記の問題を一挙に解決すべく図ったものであり、保護カバーを設けて充電端子を破損等から保護するとともに、複雑化や大型化を抑制できる充電装置を提供することをその主たる所期課題とするものである。

すなわち、本発明に係る充電装置は、充電される電池パックがスライド方向にスライドされて装着される装着部と、前記電池パックが前記装着部に装着されたときに、前記電池パックの被充電端子と接触する充電端子と、前記充電端子が挿通可能な開口及び当該開口に連通し前記充電端子全体を収容可能な収容空間を有し、当該収容空間に前記充電端子全体を収容して保護する保護位置と、前記充電端子が前記開口から突出するように退避する退避位置との間で、前記スライド方向と略直交する上下方向に移動可能な保護カバーと、前記保護カバーを前記保護位置に向かって付勢する付勢手段とを具備し、前記電池パックが、前記装着部に向かって前記スライド方向にスライドされるに従って、前記保護カバーを前記保護位置から前記退避位置に向かって押し下げることにより、前記充電端子が前記被充電端子と接触し、前記電池パックが前記装着部に装着されることを特徴とするものである。なお、電池パックとは、樹脂等の電気絶縁性材料からなる容器に、１又は複数の二次電池を内蔵したものである。

このようなものであれば、保護カバーが前記スライド方向と略直交する上下方向に移動可能なので、電池パックが、保護カバーによって上下方向のみに実質的に付勢されて、電池パックを取り外す向きには実質的に付勢されないようにできる。従って、電池パックの脱落を防止する機構等を省略して、充電装置の複雑化を抑制できる。また、保護カバーは、充電端子が挿通可能な開口を有しているので、保護位置から少し下方に移動するだけで、開口から充電端子を突出させることができ、保護カバーの移動距離を短くできる。これにより、保護カバーのために確保すべきスペースを小さくでき、充電装置をコンパクトにできる。さらに、保護カバーが保護位置にあるときに、充電端子全体が収容空間に収容されて保護されるので、充電端子の破損や汚れ、充電端子による怪我を防止することができる。

様々な形状の電池パックを装着しやすくするためには、前記保護カバーに、前記電池パックが前記装着部に装着されるときの前記電池パックの進行方向手前側の端部から、前記スライド方向に沿って上り勾配となる傾斜面が形成されており、前記電池パックが、前記装着部に向かって前記スライド方向にスライドされるに従って、前記傾斜面を押圧し、その際に生じる前記上下方向の分力によって、前記保護カバーが前記退避位置に向かって押し下げられるものが望ましい。このようなものであれば、電池パックをスライド方向にスライドさせるだけで、保護カバーを下方に押し下げることができ、電池パックを装着部に容易に装着できる。

充電装置のコンパクト化をさらに図るためには、前記保護カバーが、前記手前側の端部を中心として回転可能なものであり、前記電池パックが、前記装着部に向かって前記スライド方向にスライドされるに従って、前記電池パックが挿入される側とは逆側の端部を押し下げるものが望ましい。

上述した構成の本発明によれば、保護カバーを設けて充電端子を破損等から保護するとともに、複雑化や大型化を抑制できる。

本発明の実施形態における電池パックの未装着状態での充電装置の全体斜視図。同実施形態における電池パックの装着途中での充電装置の全体斜視図。同実施形態における電池パックの装着状態での充電装置の全体斜視図。同実施形態における電池パックの側面図。同実施形態における電池パックの底面図。同実施形態における充電装置の平面図。同実施形態における電池パックの未装着状態での充電装置のＡ−Ａ’線部分断面図。同実施形態での電池パックの装着状態において、充電装置をＢ−Ｂ’線で破断した図。他の実施形態での電池パックの装着状態において、充電装置を破断した図。さらに他の実施形態での保護カバーの平面図及びＣ−Ｃ’線断面図。

本発明の一実施形態に係る充電装置１００について、図面を参照して説明する。この充電装置１００は、例えば車両、電動工具、照明装置等の電気機器に電力を供給する電池パック２００を充電するものである。

具体的にこの充電装置１００は、図１に示すように、本体ケース１０と、電池パック２００がスライド方向にスライドされて装着される装着部２０と、電池パック２００が装着部２０に装着されたときに、電池パック２００の被充電端子２０５と接触する充電端子３０と、コンセント等の外部電源と接続するための電源プラグ（図示しない）とを具備する。

電池パック２００について説明する。なお、電池パック２００の説明において、電池パック２００が装着部２０に装着されるときに電池パック２００が進行する方向を先端側、その逆側を基端側として説明する。図２、図３等に示すように、電池パック２００は概略直方体形状をなすものである。電池パック２００の底部に着目すると、図４の側面図に示すように、先端側の底部２０２よりも、基端側の底部２０１（以下、基底部ともいう）が下方に突出している。基底部２０１の両側面には、電池パック２００の長手方向に沿って延びるスライド溝２０３が形成されている。このスライド溝２０３の延びる方向がスライド方向である。また、図５の底面図に示すように、基底部２０１には、先端側に開口しスライド方向に沿って延びるスリット２０４が形成されており、そのスリット２０４に被充電端子２０５が収容されている。

充電装置１００の各部について説明する。なお、充電装置１００の説明において、電池パック２００が装着部２０に装着されるときに、電池パック２００が進行する進行方向を後方、それに対向する逆側の向きを前方として説明する。また、充電装置１００の高さ方向を上下方向として説明する。

図１等に示すように、本体ケース１０は、概略直方体形状をなし、内部に電源回路基板（図示しない）等を収容するものであり、上側ケース１１と下側ケース１２とが嵌合して構成される。

図１、図６等に示すように、装着部２０は、電池パック２００を載置するための載置部２１と、電池パック２００のスライド溝２０３にスライド可能に嵌合する嵌合凸部２２とを具備する。

図１等に示すように、載置部２１は、前記上側ケース１１の上面に形成され、スライド方向に沿って延びる有底溝状をなすものである。載置部２１の幅は電池パック２００の短手方向の幅よりも大きく設定されている。載置部２１の底面２１ａには、充電端子３０の一部及び後述する保護カバー４０を収容する、概略直方体形状をなす収容凹部２４が形成されている（図７）。

図１等に示すように、嵌合凸部２２は、載置部２１の右側面及び左側面からそれぞれ内方に突出し、スライド方向に沿って延びるものである。

図７等に示すように、充電端子３０は、装着部２０に配置された、概略等厚平板状のものであり、その一面がスライド方向に沿うように立てて配置されている。充電端子３０の上端部３０ｂの前側には、電池パック２００の被充電端子２０５と接触して給電する接点部３１が設けられている。充電端子３０の下端部３０ａは収容凹部２４に収容されており、充電端子３０の上端部３０ｂは収容凹部２４から突出している。図１に示すように、充電端子３０は複数（ここでは７つ）であり、各充電端子３０は、互いに平行かつスライド方向と直交する水平方向に沿って並べられている。また、各充電端子３０は前記電源回路基板と電気的に接続されている。

さらに、本発明の充電装置１００は、電池パック２００が装着部２０に装着されていない未装着状態において、充電端子３０を保護する保護カバー４０を具備している。

図１及び図７等に示すように、保護カバー４０は収容凹部２４を塞ぐように設けられており、電気絶縁性を有する材料（ここでは樹脂）からなるものである。具体的にこの保護カバー４０は、載置部２１の底面２１ａと平行な矩形状の天板部４０ａと、天板部４０ａの各側面からそれぞれ下方に延出する各側板部４０ｂ、４０ｃ、４０ｄとを具備する。より詳しくは、前方の側板部４０ｂは天板部４０ａの前側面から、一対のサイド側の側板部４０ｄは天板部４０ａの右側面及び左側面から、後方の側板部４０ｃは天板部４０ａの後側面から、下方に延出している。前方の側板部４０ｂは天板部４０ａから斜めに延出しており、保護カバー４０の前方部に、前方の端部（電池パック４０が装着部２０に装着されるときの電池パック４０の進行方向手前側の端部）からスライド方向に沿って上り勾配となる傾斜面４０ｂ１が形成されるようにしてある。傾斜面４０ｂ１の前方端の上下方向の位置は、載置部２０の底面２１ａと同一平面上またはそれよりも下方である。

また、保護カバー４０は、充電端子３０が挿通可能な複数の端子孔４１（ここでは７つ）を有する。この各端子孔４１は、前記各充電端子３０に対応して設けられており、スライド方向と直交する水平方向に沿って並べられている。各端子孔４１は、保護カバー４０の厚み方向に貫通し、前方の側板部４０ｂから天板部４０ａに亘って、スライド方向に延びる孔（ここでは矩形状の長孔）である。端子孔４１の内周と充電端子３０の外周とは、充電端子３０が挿通可能である程度に近接している。

さらに、保護カバー４０は、前記端子孔４１の上部開口４１ａに連通し、充電端子３０全体を収容可能な収容空間４２を有する。この収容空間４２は、端子孔４１の間の空間と、端子孔４１よりも下方の空間とから構成される。

図７に示すように、保護カバー４０の前方の端部は、本体ケース１０に取り付けられているとともに、保護カバー４０は、後述する上方の保護位置Ｐと下方の退避位置Ｑとの間で、移動可能に構成されている。ここでは、保護カバー４０は、前方の端部にある回転軸Ｌを中心として回転可能に取り付けられるとともに、前方の端部に取り付けられたバネ（ここではねじりコイルバネ）によって、上方に（図７においては反時計回りに）付勢されている。

保護位置Ｐ及び退避位置Ｑについてより詳しく説明する。保護カバー４０は、収容空間４２に充電端子３０全体を収容して保護する保護位置Ｐ（図７）と、充電端子３０が端子孔４１から突出するように退避する退避位置Ｑ（図８）との間で、スライド方向と略直交する上下方向に移動可能に構成してある。

保護カバー４０は、付勢手段たるバネ５０によって、保護位置Ｐに向かって上方に付勢されているので、電池パック２００の未装着状態においては、保護カバー４０（Ｐ）は保護位置Ｐに位置する。この保護位置Ｐにおいては、各充電端子３０の上端は、各端子孔４１の間の収容空間４２に収容されている。

一方、電池パック２００が装着部２０に装着されている装着状態においては、保護カバー４０（Ｑ）は電池パック２００によって押し下げられて、退避位置Ｑに位置する。この退避位置Ｑにおいては、保護カバー４０（Ｑ）の端子孔４１の開口４１ａからは、少なくとも充電端子３０の接点部３１が突出している。また、保護カバー４０が退避位置Ｑにある場合において、前方の側板部４０ｂの上面（傾斜面４０ｂ１）は、載置部２１の底面２１ａと同一平面上にある。さらに、保護カバー４０が退避位置Ｑにある場合において、後方の側板部４０ｃの下端４０ｃ１は、収容凹部２４の底部２４ａに当接している。

また、保護カバー４０が退避位置Ｑにある場合において、電池パック２００の基底部２０１の底面には、保護カバー４０の前方の側板部４０ｂの表面が面接触している。これら各面が面接触しているので、電池パック２００は保護カバー４０によって上方のみに実質的に付勢されており、電池パック２００を取り外す方向には実質的に付勢されていない。

電池パック２００が装着部２０に装着されるときの過程について説明する。まず、図２に示すように、電池パック２００の基底部２０１を、載置部２１の前方に載置する。次に、図３に示すように、電池パック２００のスライド溝２０３に、充電装置１００の嵌合凸部２２が嵌合するように、電池パック２００をスライド方向にスライドしていく。そのスライドに伴って、電池パック２００の基底部２０１が、前記保護カバー４０を保護位置Ｐ（図７）から退避位置Ｑ（図８）に向かって押し下げていく。より詳しくは、電池パック２００の基底部２０１が、前方の側板部４０ｂの傾斜面４０ｂ１を押圧し、その際に生じる下方向の分力によって、保護カバー４０が退避位置Ｑに向かって押し下げられる。これにより、充電装置１００の充電端子３０が、開口４１ａから突出して、電池パック２００の被充電端子２０５と接触し、電池パック２００の装着部２０への装着が完了する（図３）。なお、このとき、充電装置１００の載置部２０における前方を向く面２２ａが、電池パック２００の基底部２０１における先端側を向く面２０６に当接して、電池パック２００がそれ以上先端側に進まないように規制している。

本実施形態の充電装置１００によれば、保護カバー４０が前記スライド方向と略直交する上下方向に移動可能なので、電池パック２００が、保護カバー４０によって前記直交方向に付勢されるが、電池パック２００を取り外す向きには実質的に付勢されないようにできる。従って、電池パック２００の脱落を防止する機構等を省略して、充電装置１００の複雑化を抑制できる。また、保護カバー４０は、充電端子３０が挿通可能な開口４１ａを有しているので、保護位置Ｐから少し下方に移動するだけで、開口４１ａから充電端子３０を突出させることができ、保護カバー４０の移動距離を短くできる。これにより、保護カバー４０のために確保すべきスペースを小さくでき、充電装置１００をコンパクトにできる。さらに、保護カバー４０が保護位置Ｐにあるときに、充電端子３０全体が収容空間４２に収容されて保護されるので、充電端子３０の破損や汚れ、充電端子３０による怪我を防止することができる。

加えて言えば、各開口４１ａが、充電端子３０ごとに対応して設けられているので、各充電端子３０の間に金属片等の異物が入ってしまった場合であっても、保護カバー４０の上下方向の移動の際に、開口４１ａの間の隔壁が異物を下方に押しのけて除去することができ、充電端子３０のショートを防止できる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。例えば、スライド溝は電池パックの基底部に設けられ、充電装置にスライド溝と嵌合する嵌合凸部が設けられるものとしたが、これに限られるものではない。前記電池パック及び前記装着部の一方に、前記スライド方向に沿って延びるスライド溝が形成されており、前記電池パック及び前記装着部の他方に、前記スライド溝にスライド可能に嵌合する嵌合凸部が形成されているものであればよい。

また、保護カバーは回転移動するものとしたが、前記スライド方向と略直交する上下方向に直線移動するものとしてもよい（図９）。具体的な一例としては、保護カバー４０が、収容凹部２４の側壁に沿ってスライド可能に構成したものを挙げることができる。より詳しくは、保護カバー４０の各側板部４０ｂ、４０ｃ、４０ｄが、収容凹部２４の側壁に当接している。また、保護カバー４０は、付勢手段たるバネ５０によって上方に付勢されている。ここでは、バネ５０は、保護カバー４０の側板部４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ（ここでは前方の側板部４０ｂ及び後方の側板部４０ｃ）の下端に設けられている。このようなものであれば、保護カバー４０がスライド方向に実質的に移動しないので、端子孔４１のスライド方向の開口距離を小さくすることができ、充電装置１００内部への異物の侵入をより効果的に防止することができる。

さらに、保護カバーを中実なブロック体としてもよい。図１０を参照して、具体的な一例について説明する。この保護カバー４０は、平面視において矩形状をなす中実なブロック体であり、上面の前方に傾斜面４０ｂ１が形成されている。また、保護カバー４０の上面には、充電端子３０ごとに開口４１ａが設けられており、その開口４１ａから下方に収容空間４２が貫通している。開口４１ａ及び収容空間４２は、充電端子３０ごとに対応して設けられており、１つの収容空間４２に１つの充電端子３０が収容される。ここでは、収容空間４２は後方に開口するものとしたが、これに限られるものではない。このようなものであれば、充電端子３０のショートをより効果的に防止することができる。

加えて言えば、保護カバーとして複数の隔壁を設け、その隔壁の間に充電端子を挿通させるようにしてもよい。このとき、収容空間は前方や後方に開口していてもよい。その他、本発明は上記の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前述した種々の構成の一部又は全部を適宜組み合わせて構成してもよい。

１００・・・充電装置
２００・・・電池パック
１０・・・本体ケース
２０・・・装着部
３０・・・充電端子
４０・・・保護カバー
４１・・・端子孔
４１ａ・・・開口
４２・・・収容空間
５０・・・バネ（付勢手段）

Claims

充電される電池パックがスライド方向にスライドされて装着される装着部と、
前記電池パックが前記装着部に装着されたときに、前記電池パックの被充電端子と接触する充電端子と、
前記充電端子が挿通可能な開口及び当該開口に連通し前記充電端子全体を収容可能な収容空間を有し、当該収容空間に前記充電端子全体を収容して保護する保護位置と、前記充電端子が前記開口から突出するように退避する退避位置との間で、前記スライド方向と略直交する上下方向に移動可能な保護カバーと、
前記保護カバーを前記保護位置に向かって付勢する付勢手段とを具備し、
前記電池パックが、前記装着部に向かって前記スライド方向にスライドされるに従って、前記保護カバーを前記保護位置から前記退避位置に向かって押し下げることにより、前記充電端子が前記被充電端子と接触し、前記電池パックが前記装着部に装着されることを特徴とする充電装置。
前記保護カバーに、前記電池パックが前記装着部に装着されるときの前記電池パックの進行方向手前側の端部から前記スライド方向に沿って上り勾配となる傾斜面が形成されており、
前記電池パックが、前記装着部に向かって前記スライド方向にスライドされるに従って、前記傾斜面を押圧し、その際に生じる前記上下方向の分力によって、前記保護カバーが前記退避位置に向かって押し下げられる請求項１記載の充電装置。
前記保護カバーが、前記手前側の端部を中心として回転可能なものであり、前記電池パックが、前記装着部に向かって前記スライド方向にスライドされるに従って、前記電池パックが挿入される側とは逆側の端部を押し下げる請求項２記載の充電装置。