JP2014022265A - 電気機器及び電源装置 - Google Patents

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Takashi Ito
高史 伊藤
Shingo Kosugi
新悟 小杉
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Abstract

【課題】 移動容易であると共に安定的に自立する電気機器及び電源装置を提供する。
【解決手段】 電源装置10は、蓄電池23を収納して、重量mを有し且つ重心Gを備える蓄電池本体20と、蓄電池本体20に軸支されるシャフト32で連結される一対の車輪31を有するホイール部30と、車輪の軸部材と直交する方向に延在して蓄電池本体20から延在し、重量mを有して重心Gを有するハンドル部40とを有する。車輪のシャフトが重心Gと重心Gとの間に位置するように、蓄電池本体、ホイール部及びハンドル部が配置される。重心Gと車輪の軸部材との間の距離をlとし、重心Gと車輪の軸部材との間の距離をlとすると、m、l、m、lは、l
< (m/m)lを満たす。
【選択図】図3

Description

本発明は、移動可能な電気機器及び電源装置に関する。
携帯用蓄電池は、一定容量の電力を蓄えて持ち運び可能であり、充電器により充電可能な電池である。近年、大容量蓄電池の需要が増えている。そこで、電池容量を増やすために蓄電池を構成する電池セルの本数を増やして対応しているが、電池容量に比例し蓄電池の重量も増加することになる。
従って、重量のある蓄電池本体を運ぶために、ホイールを蓄電池本体に取り付けたり、あるいは蓄電池本体を台車などに乗せて運ぶなどの手段が取られている。
実開昭58−064069号公報
蓄電池が大容量であれば、作業可能な時間が増える。作業範囲は、蓄電池本体に接続されたコード長により制限されるので、作業範囲を広げる場合、蓄電池本体を移動させる必要がある。しかし、電池容量が大きくなれば、内蔵された電池セルの本数が増えるため、蓄電池本体重量が増えてその移動には使用者に負担が掛かる。また、作業範囲を移動させる場合、使用者が蓄電池本体を取りに戻らねばならず、作業効率が悪くなる。
そこで、蓄電池本体の下部に1対の車輪を取付け、本体の上面にハンドルを設けて持ち運び可能とすることが考えられている。この構成では、ハンドルに荷重を掛けると、ハンドルがホイールの回転軸を中心に回転して設置面に向かって倒れてしまうことがある。
ハンドルが設置面に向けて倒れる場合、ハンドルは蓄電池本体と一体となっているため、蓄電池本体も同時に回転する。この時、ホイールの外側に蓄電池本体が突出していると、蓄電池本体が接地面に衝突することがあり、ホイールによる蓄電池本体の移動を妨げるとともに、蓄電池本体の外面に擦れによる傷をつけてしまうことがある。
また、ホイール付き蓄電池本体が斜面に置かれている場合、自重によりホイールが回転して予期せぬ自走をすることがある。
本発明は、斯かる実情に鑑み、移動容易であると共に予期せぬ自走を防止した電気機器及び電源装置を提供しようとするものである。
本願発明の電気機器は、本体と、該本体に接続されるハンドル部と、前記本体に接続されて前記ハンドル部を介して外部に延在する電源コードと、前記本体を移動させるために前記本体に軸支される軸部材を有するホイール部と、を備え、前記電源コードを引っ張ることにより前記本体は移動可能であることを特徴とする。
上記構成により、電源コードを本体に対して引っ張るだけで、容易に電気機器の本体を移動できる。
本発明の電気機器は、本体と、該本体に接続されるハンドル部と、前記本体を移動させるために前記本体に軸支される軸部材を有するホイール部と、を備え、前記ハンドル部は前記ホイール部に対して移動可能に構成され、前記ハンドル部は前記ホイール部に対して移動させることで前記ホイール部を回転可能としたことを特徴とする。
上記構成により、電気機器のハンドルを引っ張るだけで、容易にホイール部のロックを解除して本体を移動させることができる。
本発明の電気機器は、本体と、該本体に接続されるハンドル部と、前記本体を移動させるために前記本体に軸支される軸部材を有するホイール部と、を備え、前記ハンドル部から手を離すと前記ハンドル部は上方に立ち上がることを特徴とする。
上記構成により、ハンドル部が常に上方に立ち上がっており、電気機器の使い勝手に優れている。
本発明の電気機器は、本体と、該本体に接続されるハンドル部と、前記本体を移動させるために前記本体に軸支される軸部材を有するホイール部と、を備え、前記本体が前記ホイール部に対して前後いずれにも傾いた状態で移動可能なことを特徴とする。
上記構成により、電気機器の本体を前後どちら側にも移動させることができ、電気機器の使い勝手に優れている。
好ましくは、前記本体は内部に収容された蓄電池を有し、前記ホイール部は前記蓄電池を挟んで両側に配置され、前記蓄電池は前記ホイール部の設置部分より上方に配置されていることを特徴とする。上記構成により、本体が地面に接触しないので、本体の移動を容易にすることができる。
本発明の電源装置は、内部に蓄電池を収納して、重量mを有し且つ重心Gを備える蓄電池本体と、前記蓄電池本体を移動させるために前記蓄電池本体に軸支される単一の軸部材で連結される一対の車輪を有するホイール部と、前記車輪の軸部材と直交する方向を長手方向として前記蓄電池本体から延在し、重量mを有して重心Gを有するハンドル部と、を有する電源装置であって、前記車輪の軸部材が前記重心Gと前記重心Gとの間に位置するように、前記蓄電池本体、前記車輪及び前記ハンドル部が配置され、前記重心Gと前記車輪の軸部材との間の距離をlとし、前記重心Gと前記車輪の軸部材との間の距離をlとするときに、前記m、前記l、前記m、前記lは、次の関係
<(m/m)l
を満たすことを特徴とする。
上記構成により、使用者がハンドル部を引くと車輪が回転して蓄電池本体が移動するので、電源装置を移動させることができる。従って、電源装置の移動にあたり、重量のある蓄電池本体を持ち上げる必要が無くなり、電源装置の移動に要する力を低減させることができる。
また、使用者がハンドル部を引くことにより、鉛直方向から変位させて蓄電池本体を移動させる場合、使用者がハンドル部を離すと、自動的に、蓄電池本体の重心Gは、重力の作用により設置面に最も近接する位置に移動するため、ハンドル部の延在方向は鉛直方向と平行に戻る。従って、電源装置そのものの転倒を防止して、電源装置の起立状態を維持することができる。
好ましくは、前記蓄電池に接続されて前記ハンドル部を介して外部に延在する電源コードを更に有する。また、前記ケーシングには、前記電源コードを巻き取り可能な巻き取り部が設けられている。従って、電源コードを電源装置の移動方向に引き寄せることで、ハンドル部を介してホイールが回転されるので電源装置の移動が可能となる。従って、電源装置から離れた場所に使用者が位置する場合であっても、使用者が電源装置を取りに戻らずとも電源装置を引き寄せることができる。また、使用者は、電源コードの長さで決定される作業範囲を、使用者の現在の位置の近いところへ移動させることができる。
さらに、電源用コードを引き寄せて蓄電池本体を移動させた後、ハンドルが倒れたままとならずに、電源装置を自動的に起立させることができる。
好ましくは、前記蓄電池本体の形状は、前記車輪の軸部材を中心軸とする円筒形であり、前記円筒形の中心軸と直交する断面の直径は、前記車輪の直径よりも短い。この構成により、ハンドル部のホイール部の軸部材を中心とする動きによって、蓄電池本体が設置面に対してどのような配向にあっても蓄電池本体の外面が設置面と衝突しない。従って、電源装置の移動の妨げにならず、また、蓄電池本体の外面への傷を防止することができる。
さらに、本発明の電源装置は、蓄電池を収納する蓄電池本体と、前記蓄電池本体を移動させるために前記蓄電池本体に軸支される軸部材を有するホイール部と、前記ホイール部の軸部材と交差する方向に延在するハンドル部と、を有する電源装置であって、前記ハンドル部は、前記ハンドル部の延在方向に沿って前記ホイール部に対して可動に設けられると共に、前記ホイール部と係合可能な係合部を有し、前記ホイール部は、前記係合部と係合可能な被係合部を有し、前記ハンドル部が前記延在方向の一方向に移動すると、前記係合部と前記被係合部とが係合して前記ホイール部は前記ハンドル部に対して固定され、前記ハンドル部が前記延在方向の他方向に移動すると、前記係合部と前記被係合部との係合が解除されて、前記ホイール部は前記ハンドル部に対して可動となる。
上記構成により、ハンドル部をその延在方向の一方向に移動させて、ハンドル部の係合部とホイール部の被係合部とが係合すると、ホイール部はハンドル部に対して固定されるので、電源装置の移動を止めることができる。従って、電源装置の予期せぬ自走を防止することができる。
一方、ハンドル部をその延在方向の他方向に移動させると、ハンドル部の係合部とホイール部の被係合部との係合が解除されるので、ホイール部はハンドル部に対して可動となり、ホイール部による電源装置の移動が可能となる。すなわち、ハンドル部を延在方向に対して移動させるだけで、電源装置の移動可能状態と停止状態とを簡単に切り換えることができる。
好ましくは、前記係合部は、前記延在方向における前記ホイール部に近接する一端部に設けられ、前記被係合部は、前記ホイール部の円周方向に複数個が設けられている。上記構成により、ハンドル部を延在方法の一方向に移動させたときに、係合部が、ホイール部の複数の被係合部のうちのいずれか1つと係合するので、ハンドル部を一方向に移動させたときは、いつでもホイール部をハンドル部に対して固定でき、電源装置の移動を止めることができる。また、ハンドル部を延在方法の他方向に移動させるだけで、係合部が、ホイール部の被係合部と係合状態にあった場合であっても被係合部から遠ざかる方向に移動して、被係合部と係合しない状態を保持する。このように、ハンドル部を他方向に移動させるだけで、ホイール部をハンドル部に対して可動にでき、電源装置を移動可能にすることができる。
本発明によれば、使用者がハンドル部から手を離すと、ハンドル部は、自動的に回転してその延在方向を鉛直方向と平行になり、電源装置は起立する。従って、電気機器又は電源装置そのものの転倒を防止して、電気機器又は電源装置の起立状態を維持することができる。
本発明の実施の形態に係る電源装置の正面図である。 図1に示す電源装置の側面図である。 図1に示す電源装置の各構成部品の重心位置を示す図である。 車輪に形成された係合凹部の詳細を示す図である。 (a)は、ハンドル部に対してホイール部がロックされず、ホイール部が自在に回転できる電源装置の正面図を示し、(b)は、ハンドル部に対してホイール部がロックされて、ホイール部がロックされた電源装置の正面図を示し、(c)は、(b)に示す電源装置の側面図を示す。 電源装置の移動時の状態を示す側面図である。 電動工具に給電する電動装置の使用時の状態を示す図である。 (a)は、電源装置が自立している状態を示す図であり、(b)は、移動のためにハンドル部が傾斜している状態の電源装置を示す図であり、(c)は、電源装置が倒れている状態を示す図である。 傾斜した設置面においた電源装置を示す図である。 (a)は、補助ホイールを備えた電源装置の正面図を示し、(b)は、同装置の側面図を示す。 (a)は、電源コードの巻き取り部を備えた電源装置の正面図を示し、(b)は、同装置の側面図を示す。 アダプタを備えた電源装置を示す図である。
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
図1に、本発明の実施の形態である電源装置10を示す。電源装置10は、円筒形の蓄電池本体20と、蓄電池本体20に取り付けられたホイール部30と、蓄電池本体20に設けられたハンドル部40とからなる。
図2に示すように、蓄電池本体20は、円筒形からなるケーシング21の中心軸20A部分に、ホイール部30の軸部材を回転可能に軸支する軸支部22が設けられている。蓄電池本体20は、ケーシング21に、2次電池セルからなる蓄電池23と、蓄電池22の電力を変換する変換器24とを収納する。
ケーシング21、蓄電池23及び変換器24は、併せて重量mを有する蓄電池本体20を構成する。また、蓄電池本体20の重心Gは、図2に示すように、中心軸20Aから距離l(l>0)だけ離れたところに位置するように、ケーシング21内において、蓄電池23及び変換器24は配置される。
ホイール部30は、1対の車輪31と、車輪31の中心軸を連結する軸部材32とを有する。車輪31の直径は、ケーシング21の中心軸20Aと直交する円形断面の直径よりは大きくなるように形成されている。軸部材32は、蓄電池本体20の軸支部22によって軸支され、ホイール部30の回転により、蓄電池本体20を設置面Gに対して移動可能とする。
また、車輪31は、設置面Gと接触する外周面31aの内側には、図4に示すように、ハンドル部40の一端部と係合可能な係合凹部31bが被係合部として複数個、間隔を空けて円周方向に形成されている。
ハンドル部40は、軸部材32の長手方向と直交する方向であって、蓄電池本体20の重心Gと中心軸20Aとを結んだ仮想延長線L上(図3参照)において、中心軸20Aに対して蓄電池本体20の重心Gとは反対側に、ケーシング21の外周面から延在する。ハンドル部40は、その延在方向に沿ってホイール部30に対して可動に設けられている。ハンドル部40の延在方向においてホイール部30に近い一端部は、ケーシング21内に挿通され、一端部の先端には、車輪31の係合凹部31bと係合可能な係合部40aが形成されている。一方、ハンドル部40の延在方向における他端部には、使用者が把持可能なグリップ41が形成されている。
ハンドル部40は、延在方向に沿ってホイール部30に対して可動に設けられている。使用者がグリップ41を把持して、グリップ41をホイール部30に向けて、すなわちハンドル部40の延在方向の一方向に沿って移動させると(図5(a)及び図5(b)参照)、図5(c)に示すように、ハンドル部40の係合部40aは、その移動方向に位置する車輪31の係合凹部31bと係合する。従って、ホイール部30は、ハンドル部40に対してロックされる。
一方、上記ロック状態から、使用者がグリップ41を把持して、グリップ41をホイール部30から離れる方向、すなわちハンドル部40の他方向に沿って移動させると、図4に示すように、ハンドル部40の係合部40aは、その移動により車輪31の係合凹部31bとの係合状態を解除して係合凹部31bから外れる。従って、ホイール部30は、ハンドル部40に対するロックが解除され、回転自在になる。
また、ハンドル部40は、ケーシング21に取り付けられた基部から他端部に向けて中空に設けられている。ハンドル部40の中空部を、蓄電池23に電気的に接続された電源コード42が挿通し、電源コード42は、グリップ41に近いコード導出部40bから外部に導出される。電源コード42は、電動工具と接続されると、蓄電池23からの電力を電動工具へ供給でき、電動工具を駆動させることができる。
ハンドル部40は、内部を挿通する電源コード42とグリップ41とを含んで、重量m2を有し、その重心G2は、仮想延長線L上に中心軸20Aから距離l(l>0)だけ離れたところに位置する。
さらに、使用者がグリップ41を離したときに、電源装置10に、蓄電池本体20を自立させる自立機能を備えさせるために、蓄電池本体20の重量m、重心Gと、ハンドル部40の重量m、重心Gとは、以下に示す式(1)の関係を満たす必要がある。なお、図6に示すように、重力加速度をg、設置面Gとハンドル部40の延在方向となす角度をθとする。
g tanθ
> l g tanθ ・・・(1)
式(1)より、以下の式(2)が導き出される。
< (m/m)l ・・・(2)
従って、蓄電池本体20の重量m及びハンドル部40の重量mに対し、上記式(2)を満たすようにl、lを調整すれば、電源装置10は自立し、ハンドル部40が設置面Gに対し倒れない。
次に、本実施の形態による電源装置10の動作およびその操作について説明する。
電源装置10は、未使用時には、図1及び図2に示すように自立している。電源装置10の使用時には、電源装置10の電源コード42に図7に示すような電動工具50を接続し、電動工具50のスイッチをオンにすると、蓄電池23から電動工具50に向けて給電され、電動工具50が駆動される。
このとき、電動工具50による作業領域を広げる場合、使用者Uがグリップ41を把持することなく電源コード42を引っ張ると、図8(b)に示すように、電源コード42を介してハンドル部40が鉛直方向より傾くので、電源コード42をたぐり寄せることによって電源装置10を使用者Uの近くに移動させることができる。そして、電源装置10の移動を終えた後、電源コード42から手を離すと、ハンドル部40は、回動して延在方向が鉛直方向となり、図8(a)に示すように起立し、図8(c)に示すように倒れることはない。
または、使用者Uがグリップ41を直接把持して、ハンドル部40を引くことによって電源装置10を移動させることができる。そして、電源装置10の移動を終えた後、グリップ41から手を離すと、ハンドル部40は、回動して延在方向が鉛直方向となり、図8(a)に示すように起立し、図8(c)に示すように倒れることはない。
また、グリップ41を把持して電源装置10を移動させるとき、ハンドル部40をホイール部30に対してハンドル部40の延在方向の他方向に沿って移動させると、ハンドル部40の係合部40aは車輪31の係合凹部31bと係合しない。従って、ハンドル部40に対してホイール部30が自由に回転でき、電源装置10を自由に移動させることができる。
そして、電源装置10の移動を終えたときに、グリップ41をホイール部30に向けて、すなわちハンドル部40の延在方向の一方向に沿って移動させると、ハンドル部40の係合部40aは、その移動方向に位置する車輪31の係合凹部31bと係合する。従って、ホイール部30は、ハンドル部40に対してロックされる。ホイール30がロックされるので、電源装置10を図9に示すような傾斜した設置面においた場合の自走を防止できる。また、ホイール部30のハンドル部40に対するロックは、車輪31の回転が停止したときに自動的に行われても良い。
なお、ハンドル部40の設置面に向けた転倒をより確実に防止するために、図10に示すように、補助ホイール25をケーシング21に取り付けることができる。この構成において、補助ホイール25の重量mは、蓄電池本体20の重量mに比較して相当軽量であるため、補助ホイール25が取り付けられた蓄電池本体20の重心Gは、補助ホイール25の取付前とほとんど変わらない。従って、電源装置の自立性を損なうことなく、ハンドル部40の転倒をより確実に防止することができる。
また、図11に示すように、蓄電池本体20は、電源コード42を巻き取り可能とする巻き取り部26を有する。巻き取り部26は、ケーシング21の外周面に設けられて、所望の長さの電源コード42を導出口40bから取り出し可能とし、残りの長さの電源コード42を巻き取り部26に巻き取っている。なお、本体20の外部における電源コード42の可変とするために、電源コード42の巻き取りや導出口40bから外部に延びるコード長を一定とするための操作部(図示せぬ)をハンドル部40に備えることもできる。
さらに、図12に示すように、蓄電池本体20から延びる電気コード42の先端にアダプタ43を設けることもできる。アダプタ43は、電動工具50に装着可能な電池パックと同形状をしている。従って、アダプタ43を電動工具50の電池パック取付部に取り付けて、アダプタ43を介して電動工具50に給電することもできる。
また、アダプタ43又は蓄電池本体20のいずれかに、電圧を変換する変換回路(図示せず)を備えることもできる。従って、アダプタ43を、直流駆動の電動工具50に接続すると、電動工具50の定格電圧を識別し、電動工具に最適な電圧を出力する。なお、直流駆動の電動工具のみならず、交流駆動の電動工具も使用することができる。
さらに、蓄電池本体20と共にモータ等を本体ハウジングに収納し、本体ハウジングの外周に刃物を取り付ければ、本体ハウジングを移動させながら芝刈りなどの作業を行うことのできる電気機器とすることもできる。
なお、上記実施の形態において、変換器24は、DC−DCコンバータ、DC−ACコンバータのいずれでも良く、また、出力電圧は、電源装置10の用途に応じて変更することができる。
10 電源装置
20 蓄電池本体
23 蓄電池
30 ホイール部
31 車輪
32 軸部材
40 ハンドル部

Claims (12)

  1. 本体と、
    該本体に接続されるハンドル部と、
    前記本体に接続されて前記ハンドル部を介して外部に延在する電源コードと、
    前記本体を移動させるために前記本体に軸支される軸部材を有するホイール部と、
    を備え、
    前記電源コードを引っ張ることにより前記本体は移動可能であることを特徴とする電気機器。
  2. 本体と、
    該本体に接続されるハンドル部と、
    前記本体を移動させるために前記本体に軸支される軸部材を有するホイール部と、
    を備え、
    前記ハンドル部は前記ホイール部に対して移動可能に構成され、
    前記ハンドル部は前記ホイール部に対して移動させることで前記ホイール部を回転可能としたことを特徴とする電気機器。
  3. 本体と、
    該本体に接続されるハンドル部と、
    前記本体を移動させるために前記本体に軸支される軸部材を有するホイール部と、
    を備え、
    前記ハンドル部から手を離すと前記ハンドル部は上方に立ち上がることを特徴とする電気機器。
  4. 本体と、
    該本体に接続されるハンドル部と、
    前記本体を移動させるために前記本体に軸支される軸部材を有するホイール部と、
    を備え、
    前記本体が前記ホイール部に対して前後いずれにも傾いた状態で移動可能なことを特徴とする電気機器。
  5. 前記本体は内部に収容された蓄電池を有し、
    前記ホイール部は前記蓄電池を挟んで両側に配置され、
    前記蓄電池は前記ホイール部の設置部分より上方に配置されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一に記載の電気機器。
  6. 内部に蓄電池を収納して、重量mを有し且つ重心Gを備える蓄電池本体と、
    前記蓄電池本体を移動させるために前記蓄電池本体に軸支される単一の軸部材で連結される一対の車輪を有するホイール部と、
    前記車輪の軸部材と直交する方向を長手方向として前記蓄電池本体から延在し、重量mを有して重心Gを有するハンドル部と、
    を有する電源装置であって、
    前記車輪の軸部材が前記重心Gと前記重心Gとの間に位置するように、前記蓄電池本体、前記ホイール部及び前記ハンドル部が配置され、
    前記重心Gと前記車輪の軸部材との間の距離をlとし、前記重心Gと前記車輪の軸部材との間の距離をlとするときに、前記m、前記l、前記m、前記lは、次の関係
    < (m/m)l
    を満たすことを特徴とする電源装置。
  7. 前記蓄電池に電気的に接続されて前記ハンドル部を介して外部に延在する電源コードを更に有することを特徴とする請求項6に記載の電源装置。
  8. 前記蓄電池本体には、前記電源コードを巻き取り可能な巻き取り部が設けられていることを特徴とする請求項7に記載の電源装置。
  9. 前記蓄電池本体の形状は、前記車輪の軸部材を中心軸とする円筒形であり、前記円筒形の中心軸と直交する断面の直径は、前記車輪の直径よりも短いことを特徴とする請求項6から8のいずれか一に記載の電源装置。
  10. 蓄電池を収納する蓄電池本体と、
    前記蓄電池本体を移動させるために前記蓄電池本体に軸支される軸部材を有するホイール部と、
    前記ホイール部の軸部材と交差する方向に延在するハンドル部と、
    を有する電源装置であって、
    前記ハンドル部は、前記ハンドル部の延在方向に沿って前記ホイール部に対して可動に設けられると共に、前記ホイール部と係合可能な係合部を有し、
    前記ホイール部は、前記係合部と係合可能な被係合部を有し、
    前記ハンドル部が前記延在方向の一方向に移動すると、前記係合部と前記被係合部とが係合して前記ホイール部は前記ハンドル部に対して固定され、
    前記ハンドル部が前記延在方向の他方向に移動すると、前記係合部と前記被係合部との係合が解除されて、前記ホイール部は前記ハンドル部に対して可動となることを特徴とする電源装置。
  11. 前記係合部は、前記延在方向における前記ホイール部に近接する一端部に設けられ、
    前記被係合部は、前記ホイール部の円周方向に複数個が設けられていることを特徴とする請求項10記載の電源装置。
  12. 前記蓄電池本体に軸部材が軸支された補助ホイールをさらに有することを特徴とする請求項10又は11記載の電源装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2021005512A (ja) * 2019-06-27 2021-01-14 株式会社豊田中央研究所 円筒型電源システム

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JP2021005512A (ja) * 2019-06-27 2021-01-14 株式会社豊田中央研究所 円筒型電源システム
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