JP2015104216A - 充電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電池パックを効率的に冷却し、電池パックのサイクル寿命を長寿命化できる充電装置を提供すること。
【解決手段】空気を取り込む第１通気孔１０１ａ及び空気を排気する第２通気孔１０１ｂを有する電池パックを着脱可能な充電装置であって、該第１通気孔１０１ａと対向可能に設けられた第１通風孔２ａと、該第２通気孔１０１ｂと対向可能に設けられた第２通風孔２ｂと、該第１通風孔２ａに空気を吐き出す第１ファン３と、該第２通風孔２ｂから空気を引き込む第２ファン４と、を備えるハウジングと、を有する充電装置１を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、充電装置に関し、詳しくは各種機器、工具等（以下、「電動工具」という）の電源として用いられる電池パックを充電するための充電装置に関する。

従来の技術

コードレス工具等の電源に用いられているリチウム電池等を備える電池パックを充電する時、大きな電流で充電すると短時間で充電できるが、充電時の電池の発熱も大きくなり、電池パックのサイクル寿命が短くなるという問題があった。

このため、電池を冷却しながら電池パックの充電を行い、充電時の電池の発熱を抑制して大きな電流で短時間に充電する充電装置が提案されている（特許文献１）。

特開２００３−１４３７６６号公報

しかしながら、従来の冷却方法を用いて充電電流を大きくすると電池パック内部の温度上昇を十分に抑制できず、電池内部のガス圧力が上昇し、電池のサイクル寿命が短くなるといった問題があった。

本発明は、電池パックを効率的に冷却することにより、電池パックのサイクル寿命を長寿命化できる充電装置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本発明は、空気を取り込む第１通気孔及び空気を排気する第２通気孔を有する電池パックを着脱可能な充電装置であって、該第１通気孔と対向可能に設けられた第１通風孔と、該第２通気孔と対向可能に設けられた第２通風孔と、該第１通風孔に空気を吐き出す第１ファンと、該第２通風孔から空気を引き込む第２ファンと、を
備えるハウジングと、を有することを特徴とする、充電装置を提供している。

また、該ハウジングは該第２ファンで引き込まれた空気を該ハウジングの外に排気するための排気孔を有することが好ましい。

このような構成の充電装置によれば、役割の異なる複数のファンが協働することによって、冷却風量及び風速を増加させ、効率よく電池パックを冷却することにより、電池パックの長寿命化を実現できる。

該ハウジングは、複数サイズの電池パックを着脱可能であって、本体部と、該本体部に対して移動可能であって該電池パックのサイズに応じて可動する可動部と、を有することが好ましい。

このような構成の充電装置によれば、電池パックのサイズに関わりなく、冷却風を電池パック内部に通過させることが可能となり、効率の良い冷却を実現でき、電池パックの長寿命化を図れる。

また、該第２通風孔及び該排気孔は該可動部に設けられ、該第１通気孔と該第２通気孔との間に電池パック側冷却風路を形成し、外気取入孔が該本体部に設けられ、該外気取入孔と該第１通風孔との間に本体部側冷却風路を形成し、該第２通風孔と該排気孔との間に可動部側冷却風路を形成し、該第１ファンは該本体部側冷却風路に配置され、該第２ファンは該可動部側冷却風路に配置されていることが好ましい。

このような構成の充電装置によれば、本体部側冷却風路から電池パック側冷却風路を通り可動部側冷却風路を滞りなく通過する冷却風が得られ、電池パックの冷却効率が上昇し、電池パックの寿命を延ばすことが可能となる。

また、該可動部を該第２通風孔から該第２通気孔に向かう方向に付勢する付勢部材をさらに有することが好ましい。

このような構成の充電装置によれば、付勢部材によって、第２通風孔と第２通気孔の対向状態が維持され、電池パックの冷却を継続的に維持することができるため、電池パックの長寿命化が図れる。

また、該ハウジングに収容され、該電池パックへの充電電流を検出する制御回路を、さらに有し、該制御回路は該充電電流に応じて該第１ファン及び該第２ファンを制御することが好ましい。

また、該ハウジングに収容され、該電池パック内の温度を検出する制御回路を、さらに有し、該制御回路は該電池パック内の該温度に応じて該第１ファン及び該第２ファンを制御することが好ましい。

このような構成の充電装置によれば、冷却風量を可変とし、さらに充電電流又は電池パックの温度に応じた風量とすることによって、電池パックの冷却効率を高めることが出来る。そのため、電池パックの長寿命化を図れる。

また、該制御回路は、該電池パックを装着すると、該第１ファン及び該第２ファンの少なくとも一方を起動することが好ましい。

また、該制御回路は、該電池パックを取外すと、該第１ファン及び該第２ファンのうち起動中のファンを全て停止することが好ましい。

このような構成の充電装置によれば、電池パック装着時のみ、冷却機能を稼働することができ、冷却に係るエネルギーの節約が可能である。即ち、少ないエネルギーで電池パックを冷却できるうえ、電池パックの長寿命化が図れる。

さらに、上記課題を解決するために本発明は、空気を取り込む第１通気孔及び空気を排気する第２通気孔を有する電池パックを着脱可能な充電装置であって、本体部と、該本体部に対して移動可能であって、該第２通気孔と対向可能な第２通風孔を有する可動部と、該可動部に収容され、該第２通風孔から空気を吸い込む第２ファンと、を有することを特徴とする充電装置を提供している。

このような構成の充電装置によれば、電池パックのサイズに関わらず、ファンによって冷却風を電池パック内部に通過させることが可能となり、効率の良い冷却により、電池パックの長寿命化を実現できる。

また、該第１通気孔と該第２通気孔との間に電池パック側冷却風路を形成し、該本体部には該第１通気孔と対向可能な第１通風孔を有する本体部側冷却風路が形成され、該充電装置は、該本体部側冷却風路に配置され冷却風を該本体部内に取り込む第１ファンをさらに有することが好ましい。

このような構成の充電装置によれば、役割の異なる複数のファンが協働することによって、冷却風量及び風速を上げ、電池パックの冷却効率を上昇させ、電池パックの長寿命化を図れる。

また、該可動部を該第２通風孔から該第２通気孔に向かう方向に付勢する付勢部材をさらに有することが好ましい。

このような構成の充電装置によれば、付勢部材によって、第２通風孔と第２通気孔の対向状態が維持され、高い冷却効率を継続的に維持することが可能であり、電池パックの長寿命化を図れる。

また、第１通気孔及び第２通気孔を有する電池パックを着脱可能であり、かつ、該第１通気孔と対向可能に形成された第１通風孔を有するハウジングと、該ハウジングに収容され、該第１通気孔及び該第１通風孔を介して冷却風を該電池パック内に吐き出す第１ファンと、該ハウジングに収容され、該第１ファンによって該電池パック内に取り込まれた冷却風を該第２通気孔を介して該ハウジング内に引き込む第２ファンと、を有することを特徴とする、充電装置が好ましい。

また、該ハウジングは該第２ファンにより該ハウジング内に引き込まれた冷却風を該ハウジング外に排気する排気孔を有することが好ましい。

また、該ハウジングは、本体部と、該本体部に対して移動可能であって該電池パックのサイズに応じて可動する可動部と、を有し、該第２ファンは該可動部に設けられていることが好ましい。

このような構成の充電装置によれば、役割の異なる複数のファンが協働することによって、冷却風量及び風速を増加させ、電池パックのサイズに関わらず、ファンによって冷却風を電池パック内部に通過させることが可能となり、効率よく電池パックを冷却することにより、電池パックの長寿命化を実現できる。

以上のように本発明によれば、電池を効率的に冷却することにより、電池パックのサイクル寿命を長寿命化できる充電装置を提供できる。

本発明の第１の実施の形態による充電装置及び充電装置が充電を行う電池パックの外観を示す側面図。 本発明の第１の実施の形態による充電装置の外観を示す上面図。 本発明の第１の実施の形態による充電装置の図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面及び充電装置が充電を行う電池パックの部分断面図。 本発明の第１の実施の形態による電池パックの内部を示す断面図。 本発明の第１の実施の形態による充電装置及び充電装置が充電を行う電池パックの外観を示す側面図。 本発明の第１の実施の形態による充電装置の外観を示す上面図。 本発明の第１の実施の形態による充電装置のブロック図。 本発明の第１の実施の形態による充電装置の、二次電池温度に応じた制御フローを示す図。 本発明の第１の実施の形態による充電装置の、二次電池温度に応じたファンの動作条件を示す表。 本発明の第２の実施の形態による充電装置の、充電電流に応じた制御フローを示す図。 本発明の第２の実施の形態による充電装置のファンの、充電電流に応じた動作条件を示す表。

以下、本発明の第１の実施の形態を図１から図９を参照して説明する。

本発明の第１の実施の形態である充電装置１は、電池パック１００を充電するための装置である。図１及び２に示すように、充電装置１の筐体は、電気的に絶縁性を備えた耐熱性樹脂材料からなるハウジング２により構成される。電池パック１００は、充電装置１に着脱可能であって、電池パック１００を装着方向Ａに沿ってスライドさせることで、充電装置１に装着される。図１における紙面左右方向を、充電装置１の上下方向とする。また、紙面上下方向を充電装置１の前後方向とし、紙面直交方向を充電装置１の左右方向と定義する。図４における、紙面左右方向を、電池パック１００の前後方向とする。また、紙面上下方向を電池パック１００の上下方向とし、紙面直交方向を電池パック１００の左右方向と定義する。

ハウジング２は、ハウジング２の下部を構成する本体部９と、本体部９に対して移動可能な可動部５と、から構成される。ハウジング２の前面には、交流電源と接続可能な電源コード７が設けられている。本体部９の上面には、第１通風孔２ａが形成されていて（図２）、本体部９の右側面には外気取入孔２ｃが形成されている（図１）。本体部９内部には外気取入孔２ｃと第１通風孔２ａとを結ぶ本体部側冷却風路６ａが規定され、本体部側冷却風路６ａ上には第１ファン３が配置されている。尚、図２は図１の装着状態で電池パック１００を外した状態を示している。

ファンユニットとなる可動部５は、本体部９の上面と対向し電池パック１００を支持する支持部５Ａと、支持部５Ａの電池パック１００の装着方向Ａの下流側（後方）に位置し上方に突出する突起部５Ｂと、から構成される。支持部５Ａの下面は本体部９の上面を摺動可能であって、支持部５Ａの上面は電池パック１００の下面と当接可能である。突起部５Ｂには、電池パック１００の後面と対向可能な対向面５Ｃが規定されている。図３に示すように、対向面５Ｃには、第２通風孔２ｂが形成されている。

図３に示すように、突起部５Ｂの後面であって第２通風孔２ｂの後方の位置には、排気孔２ｄが形成されている。突起部５Ｂには、第２通風孔２ｂと排気孔２ｄとを結ぶ略直線状の可動部側冷却風路６ｃが規定されている。可動部側冷却風路６ｃ上には、第２ファン４が配置されている。

支持部５Ａの後方であって本体部９内には、一端が支持部５Ａに接続し他端が本体部９に支持されているコイルバネ１０が設けられている。このコイルバネ１０によって、可動部５は、装着方向Ａとは反対側に付勢されている。コイルバネ１０は、本発明の付勢部材に相当する。

電池パック１００は、図４に示すように、主に電池パックケース１０１と、その内部に収納された二次電池１０２とから構成されている。二次電池１０２には、例えばリチウム電池などの、充電可能な電池が用いられる。

電池パックケース１０１は、略直方体の形状を成しており、下面には第１通気孔１０１ａが、後面には第２通気孔１０１ｂが形成されている。第１通気孔１０１ａは、冷却風を電池パック１００内部に取り込むための孔で、第２通気孔１０１ｂは、第１通気孔１０１ａから取り込まれた冷却風を電池パック１００外部に排出するための孔である。電池パックケース１０１内部には、第１通気孔１０１ａと第２通気孔１０１ｂとを結ぶ電池パック側冷却風路６ｂが規定され、電池パック側冷却風路６ｂ上には二次電池１０２が配置されている。

図１から図３に示すように、電池パック１００を充電装置１に装着する時、電池パック１００を装着方向Ａに沿って可動部５の支持部５Ａ上を移動させる。電池パック１００が対向面５Ｃを押圧することにより、可動部５がコイルバネ１０の付勢力に抗して装着方向Ａに沿って移動する。電池パック１００が、第１通気孔１０１ａと第１通風孔２ａとが対向する位置まで到達すると電池パック１００の充電装置１への装着が完了する。このとき、コイルバネ１０が可動部５を装着方向Ａの逆方向に付勢することにより電池パック１００に形成される第２通気孔１０１ｂと可動部５に形成される第２通風孔２ｂとは対向状態を維持している。

電池パック１００が充電装置１に装着された状態では、上述のように第１通風孔２ａと第１通気孔１０１ａとが対向し、同時に、第２通気孔１０１ｂと第２通風孔２ｂとが対向する。これらの通気孔及び通風孔が対向することによって、本体部９の内部と電池パック１００内部を通り可動部５の内部に至る、冷却風路６が形成される。すなわち、冷却風路６は電池パック１００内の冷却風路である電池パック側冷却風路６ｂと、ハウジング２内の冷却風路である、本体部側冷却風路６ａ及び可動部側冷却風路６ｃ（ハウジング側冷却風路）から形成されている。

次に充電装置１及び電池パック１００での冷却風の流れについて説明する。第１ファン３は、外気取入孔２ｃを介して外気を冷却風として、本体部９内部に取り込む。取り込まれた冷却風は、本体部側冷却風路６ａを通り、第１通風孔２ａを介して電池パック１００側に送り込まれる。つまり第１ファン３は、冷却風を電池パック１００に吐き出す役割を果たす。

電池パック１００側に送り込まれた冷却風は、第１通気孔１０１ａから、電池パック側冷却風路６ｂを通り、電池パック１００の内部に入る。冷却風は二次電池１０２を冷却し、その後、可動部５から吸引され、第２通気孔１０１ｂを通じて第２通風孔２ｂに到達する。

その後、冷却風は、第２通風孔２ｂを介して、可動部５の内部に入る。可動部５の内部で、第２ファン４は、第２通風孔２ｂを介して冷却風を吸引する。このようにして冷却風は、ハウジング２の内部から冷却風路６を通り、滞ることなく二次電池１０２を冷却し、第２ファン４に到達することとなる。最終的に、冷却風は、排気孔２ｄを介して、ハウジング２の外部へ放出される。つまり、第２ファン４は、冷却風を電池パック１００から吸引する役割を果たす。

本実施の形態では、電池パックのサイズが異なる場合であっても、冷却風路６が形成される。図５には、電池パック１００よりも容量が小さく前後方向の長さが短い電池パック１０６が、充電装置１に装着された状態を示す。この場合、電池パック１０６のサイズに応じて可動部５が装着方向Ａに沿って移動するため、第２通気孔１０１ｂと第２通風孔２ｂとの対向状態は維持され、冷却風路６が形成される。尚、図６は充電装置１（可動部５）に電池パックを装着していない状態を示す。

このように、第２通気孔１０１ｂと第２通風孔２ｂの対向状態が維持されることにより、電池パック１００又は電池パック１０６と可動部５との間で冷却風路６を形成でき、異なるサイズの電池パックであっても、冷却風がハウジング２の外へ逃げることを防止できる。そのため、一定量の冷却風量を、電池パック１００又は電池パック１０６の内部へ通風させることができ、第１ファン３及び第２ファン４の効率の良い稼働状態を維持できるため、二次電池１０２及び電池パック１００若しくは電池パック１０６の温度が上昇することを抑制でき、高い冷却効率を得ることができる。その結果、二次電池１０２及び電池パック１００若しくは電池パック１０６の寿命を延ばすことが出来る。なお、第２通気孔１０１ｂ、第２通風孔２ｂの一方又は両方に、それらの孔を囲むようにゴム等の弾性体を設ければ、より高い冷却効率を得ることができる。可動部５に電池パック１００が装着された際にゴムが他方側に接触して密閉構造とすることができるため、冷却風が電池パック１００と可動部５との接続部分から逃げてしまうことを抑制することができる。

ファンを２つ設けた場合、単数のファンを用いた場合より冷却風量は増え、冷却効率は上昇する。特に、本実施の形態では、電池パック１００又は電池パック１０６に対して、冷却風路６において冷却風が流れる方向の上流側に、第１ファン３を配置して冷却風を送気し、下流側に電池パック１００内の冷却風を吸気するための第２ファン４を配置しているため、冷却風路６が安定し、電池パック１００又は電池パック１０６内部の乱流や冷却風路６外に逃げる冷却風の発生が防がれる。これにより、二次電池１０２及び電池パック１００若しくは電池パック１０６の温度が上昇することを抑制でき、高い冷却効果が得られる。その結果、二次電池１０２及び電池パック１００若しくは電池パック１０６の長寿命化につながる。

第１の実施の形態における充電装置１のブロック図を図７に示す。充電装置１は主に、整流回路２０１、メイン電源２０４、電源２０３、電源２１２、レギュレータ２１４、補助電源２０２、マイコン２１５及び充電状況の表示手段２１３を有し、交流電源２００と接続された状態で電池パック１００の内部にある二次電池１０２を充電する。これらの回路は、ハウジング２（本体部９及び可動部５）内に設置される。

整流回路２０１は、交流電源２００から得られた電流を整流し、直流電流としてメイン電源２０４及び補助電源２０２に出力する。メイン電源２０４は、スイッチング素子２０４ａとＦＥＴ２０４ｂとを備える。ＦＥＴ２０４ｂは、スイッチングを行い、整流回路２０１からの直流出力をパルス列波形の電圧とする。パルス列波形の電圧は、トランス２０５の一次側巻線に印加され、トランス２０５により昇圧（若しくは降圧）され整流回路２０６に出力される。整流回路２０６は、トランス２０５の２次側から得られる出力電圧を整流及び平滑して直流電圧を生成し、出力するように構成されている。

補助電源２０２は、整流回路２０１に接続されて給電され、電源２０３を介してスイッチング素子２０４ａに電源電圧を供給し、電源２１２及びレギュレータ２１４を介してマイコン２１５に安定化した電源電圧を供給する。

整流回路２０６から出力された電圧及び電流は、フィードバック回路２０８によって電圧及び電流の制御を受け、プラス端子２１１ａ及びマイナス端子２１１ｂを介して二次電池１０２へ出力される。

電池パック１００には、充電用のプラス端子１１１ａ及びマイナス端子１１１ｂとが備えられ、装着時には充電装置１側プラス端子２１１ａとマイナス端子２１１ｂとにそれぞれ接続する。電池パック１００は、内部に電池種判別素子１０３、感温素子であるサーミスタ１０４、及び保護ＩＣ１０５を主に備え、電池パック１００の装着時に充電装置１の回路とそれぞれ電気的に接続する。電池種判別素子１０３及びサーミスタ１０４は、二次電池１０２の種別及び温度を電気信号として、マイコン２１５に出力する。保護ＩＣ１０５は、二次電池１０２の状態に応じて電気信号を出力する。一例として、保護ＩＣ１０５は、二次電池１０２が過電流、過放電及び過充電のいずれでもない通常の使用電圧ではハイ信号を出力し、過電流、過放電又は過充電を知らせる場合等、通常状態以外ではロー信号を出力する。マイコン２１５は、上記各電気信号に加え、充電電流を電流検出部２１０を介して読み取る。マイコン２１５は本発明の制御回路に相当する。

第１の実施の形態では、マイコン２１５は、サーミスタ１０４から出力される二次電池１０２の温度に応じて、第１ファン３及び第２ファン４の出力制御を行う。例えば、充電開始時は、第２ファン４のみを作動させ、二次電池１０２がある一定の温度に達すると第１ファン３も作動させる。

第１の実施の形態における、二次電池１０２の温度に応じた制御のフローチャートを、図８に示す。また、第１の実施の形態における二次電池１０２の温度に応じたファンの動作条件を図９に示す。フローは、電源コード７が外部電源に接続され、マイコン２１５に電源が入ると、Ｓ３００より開始される。初期状態では第１ファン３及び第２ファン４は、共に停止している（Ｓ３０１）。Ｓ３０２において、電池種判別素子１０３からの信号に基づいて、電池パック１００装着の有無及び種類（定格電圧等）が確認される。電池パック１００が装着されている場合（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、Ｓ３０３以降に進み、電池パック１００が装着されていない場合（Ｓ３０２：Ｎｏ）、Ｓ３０１に戻る。

Ｓ３０３からＳ３０９では、二次電池１０２の温度に応じた第１ファン３及び第２ファン４の回転数の制御が行われる。マイコン２１５は、あらかじめ設定した温度閾値であるＴａ、Ｔｂ及びＴｃを判断基準として、第１ファン３及び第２ファン４を制御する。本実施の形態では、二次電池１０２の温度が高くなると、動作ファンの数又はファンの回転数を段階的に増し、冷却風量を増やしていく。二次電池１０２の温度がＴａより小さい場合は（Ｓ３０３：Ｙｅｓ）、第２ファン４のみを回転数小で動作させる（Ｓ３０６）。Ｔａ以上Ｔｂ未満の時は（Ｓ３０３：Ｎｏ、Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、第１ファン３と第２ファン４とを回転数小で動作させる（Ｓ３０７）。さらに温度がＴｂ以上Ｔｃ未満となれば（Ｓ３０４：Ｎｏ、Ｓ３０５：Ｙｅｓ）、第１ファン３と第２ファン４とを回転数中で動作させる（Ｓ３０８）。温度がＴｃ以上となると（Ｓ３０５：Ｎｏ）、第１ファン３と第２ファン４とを回転数大で動作させる（Ｓ３０９）。

Ｓ３１０では、マイコン２１５は電流検出部２１０の電気信号に基づいて電池パック１００の充電状態を確認する。二次電池１０２がリチウム電池の場合、一般的に定電流・定電圧充電方式により充電される。所定の充電電流で充電を行い、電池電圧が定電圧値（例えば４．２Ｖ／セル×セル数）に達したら、充電電圧を定電圧値に維持した状態で充電電流を下げていく。充電電流が満充電電流値に達したら満充電と判断して充電を終了する方式である。したがって、電流検出部２１０からの信号が満充電電流値に達して電池パック１００が満充電状態であれば（Ｓ３１０：Ｙｅｓ）、Ｓ３１１において、第２ファンのみ回転数小で動作させる。満充電状態でなければ（Ｓ３１０：Ｎｏ）、再びＳ３０２に戻り、電池パック１００の装着状態から判断する。電池パック１００が充電装置１から取り外された場合は（Ｓ３１２：Ｎｏ）、Ｓ３１３において全てのファンを停止させる。このように、マイコン２１５は、二次電池１０２の温度に応じて第１ファン３及び第２ファン４の回転数を制御する。電池パックが接続される前後に両方のファンを停止することで充電待機時の消費電力も低減することができる。

次に第２の実施の形態について図１０及び図１１に基づいて説明する。第２の実施の形態においては、マイコン２１５は、検出された充電電流に応じて、第１ファン３及び第２ファン４の制御を行う。例えば、充電電流が少ないときは、第２ファン４のみを作動させ、充電電流がある値を超えると第１ファン３も作動させる。

第２の実施の形態である充電電流に応じた制御のフローチャートを、図１０に示す。また、第２の実施の形態における二次電池１０２の充電電流に応じたファンの動作条件を図１１に示す。Ｓ４０３、Ｓ４０４及びＳ４０５以外は、第１の実施の形態と同じであるため説明を省略する。Ｓ４０３からＳ４０５において、マイコン２１５は、充電電流のあらかじめ設定した電流閾値であるＩａ、Ｉｂ及びＩｃを判断基準として、第２ファン４及び第１ファン３を制御する。ここで、第１の実施の形態で示したように、リチウム電池の充電は定電流・定電圧充電方式が一般的である。充電時間を短縮する等の理由から、定電流区間における充電電流を段階的に変更する場合がある。具体的には、充電初期には充電電流Ｉｃで開始し、充電電圧(電池電圧）が定電圧値に達したら充電電流Ｉｂ（＜Ｉｃ）に切り替える。その際に電池電圧は低下するが再び上昇し、再び電池電圧が定電圧値に達したら充電電流Ｉａ（＜Ｉｂ）に切り替える。その後、再び電池電圧が定電圧値に達したら定電圧充電に切り替え、充電電流が満充電電流値に達したら充電を終了する方法である。第２の実施の形態では、充電電流が増すと、動作ファンの数又はファンの回転数を段階的に増し、冷却風量を増やしていく。言い換えると、充電初期は充電電流を大きくするため二次電池の発熱が大きくなる可能性があるため、充電初期は冷却風量を増やし、充電が進むに従い冷却風量を減らしていく。充電初期は充電電流が大きいため充電電流がＩｃ以上の場合（Ｓ４０５：Ｎｏ）、第１ファン３と第２ファン４とを回転数大で動作させる。この場合は、電流閾値を３つとし、定電流区間の充電電流を４回以上切り替えることを想定している。充電電流がＩｂ以上Ｉｃ未満となれば（Ｓ４０４：Ｎｏ、Ｓ４０５：Ｙｅｓ）、第１ファン３と第２ファン４とを回転数中で動作させる（Ｓ３０８）。充電電流がＩａ以上Ｉｂ未満の時は（Ｓ４０３：Ｎｏ、Ｓ４０４：Ｙｅｓ）、第１ファン３と第２ファン４とを回転数小で動作させる（Ｓ３０７）。充電電流がＩａより小さい場合は（Ｓ４０３：Ｙｅｓ）、第２ファン４のみを回転数小で動作させる（Ｓ３０６）。すなわち充電後期であり定電圧充電区間でこの制御を行う。

上述のように、二次電池１０２の温度又は充電電流に応じた、適正な冷却風量を制御することによって、二次電池１０２内部が高温化することを防ぐだけでなく、二次電池１０２の状態に応じた効率の良い充電を実現でき、二次電池１０２及び電池パック１００の長寿命化という効果を得ることができる。

なお、本発明の充電装置は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

例えば、本実施の形態においては、制御時の判断基準となる閾値を３つとしたが、それ以上又は以下の数の閾値を設定することによる制御も可能である。ファンの数を可動部に設置された１つとして、ファンの制御を行うことも可能である。また、ファンの数を３つ以上として、各ファンの制御を行うこともできる。制御の方式もファンの動作状態及び回転数にとどまらない。例えば、ファンの回転翼の角度を制御することによって、冷却風量を調節することも考えられる。本実施の形態を示す図面には、プロペラを具備する軸流ファンが記載されているが、例えばシロッコファンや遠心ファンなど、これ以外の種類のファンを用いることも可能である。マイコン２１５は、二次電池の温度及び充電電流の両方の値に基づいて、制御を行うことも可能である。例えば、図８及び図１０のそれぞれのフローから得られる各ファンの回転数のうち、より大きな回転数を採用する。制御の基準とする温度は、二次電池１０２の温度に限られない。例えば、電池パック１００内の冷却風や回路等の温度を計測して、この温度に基づき各ファンを制御することも可能である。

１・・充電装置 ２・・ハウジング ３・・第１ファン ４・・第２ファン ５・・可動部 ６・・冷却風路 ９・・本体部 １００・・電池パック ２ａ・・第１通風孔 １０１ａ・・第１通気孔 １０１ｂ・・第２通気孔 ２ｂ・・第２通風孔 １０４・・サーミスタ ２１５・・マイコン

Claims (15)

1. 空気を取り込む第１通気孔及び空気を排気する第２通気孔を有する電池パックを着脱可能な充電装置であって、
   該第１通気孔と対向可能に設けられた第１通風孔と、
   該第２通気孔と対向可能に設けられた第２通風孔と、
   該第１通風孔に空気を吐き出す第１ファンと、
   該第２通風孔から空気を引き込む第２ファンと、
   を備えるハウジングとを有することを特徴とする充電装置。
2. 該ハウジングは該第２ファンで引き込まれた空気を該ハウジングの外に排気するための排気孔を有することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
3. 該ハウジングは、複数サイズの電池パックを着脱可能であって、本体部と、該本体部に対して移動可能であって該電池パックのサイズに応じて可動する可動部と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の充電装置。
4. 該第２通風孔及び該排気孔は該可動部に設けられ、
   該第１通気孔と該第２通気孔との間に電池パック側冷却風路を形成し、
   外気取入孔が該本体部に設けられ、
   該外気取入孔と該第１通風孔との間に本体部側冷却風路を形成し、該第２通風孔と該排気孔との間に可動部側冷却風路を形成し、
   該第１ファンは該本体部側冷却風路に配置され、該第２ファンは該可動部側冷却風路に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の充電装置。
5. 該可動部を該第２通風孔から該第２通気孔に向かう方向に付勢する付勢部材をさらに有することを特徴とする請求項３又は４に記載の充電装置。
6. 該ハウジングに収容され、該電池パックへの充電電流を検出する制御回路を、
   さらに有し、
   該制御回路は該充電電流に応じて該第１ファン及び該第２ファンを制御することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の充電装置。
7. 該ハウジングに収容され、該電池パック内の温度を検出する制御回路を、
   さらに有し、
   該制御回路は該電池パック内の該温度に応じて該第１ファン及び該第２ファンを制御することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の充電装置。
8. 該制御回路は、該電池パックを装着すると、該第１ファン及び該第２ファンの少なくとも一方を起動することを特徴とする請求項６又は７に記載の充電装置。
9. 該制御回路は、該電池パックを取外すと、該第１ファン及び該第２ファンのうち起動中のファンを全て停止することを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の充電装置。
10. 空気を取り込む第１通気孔及び空気を排気する第２通気孔を有する電池パックを着脱可能な充電装置であって、
    本体部と、
    該本体部に対して移動可能であって、該第２通気孔と対向可能な第２通風孔を有する可動部と、
    該可動部に収容され、該第２通風孔から空気を吸い込む第２ファンとを有することを特徴とする充電装置。
11. 該第１通気孔と該第２通気孔との間に電池パック側冷却風路を形成し、
    該本体部には該第１通気孔と対向可能な第１通風孔を有する本体部側冷却風路が形成され、
    該充電装置は、該本体部側冷却風路に配置され冷却風を該本体部内に取り込む第１ファンをさらに有することを特徴とする請求項１０に記載の充電装置。
12. 該可動部を該第２通風孔から該第２通気孔に向かう方向に付勢する付勢部材をさらに有することを特徴とする請求項１１に記載の充電装置。
    
13. 第１通気孔及び第２通気孔を有する電池パックを着脱可能であり、かつ、該第１通気孔と対向可能に形成された第１通風孔を有するハウジングと、
    該ハウジングに収容され、該第１通気孔及び該第１通風孔を介して冷却風を該電池パック内に吐き出す第１ファンと、
    該ハウジングに収容され、該第１ファンによって該電池パック内に取り込まれた冷却風を該第２通気孔を介して該ハウジング内に引き込む第２ファンとを有することを特徴とする充電装置。
14. 該ハウジングは該第２ファンにより該ハウジング内に引き込まれた冷却風を該ハウジング外に排気する排気口を有することを特徴とする請求項１３に記載の充電装置。
15. 該ハウジングは、本体部と、該本体部に対して移動可能であって該電池パックのサイズに応じて可動する可動部と、を有し、
    該第２ファンは該可動部に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の充電装置。
    

Images