JP2015198459A

JP2015198459A - ファンユニットおよび充電装置

Info

Publication number: JP2015198459A
Application number: JP2014073567A
Authority: JP
Inventors: 政樹並木; Masaki Namiki
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2015-11-09

Abstract

【課題】充電時における二次電池を適切な温度に維持することを可能にするファンユニットの提供。【解決手段】ファンと、前記ファンを駆動する駆動回路部と、を有し、電池パックと充電器の少なくとも一方に着脱可能であると共に、前記電池パック又は前記充電器とは独立して前記駆動回路部により前記ファンを駆動可能なことを特徴とするファンユニットを提供する。【選択図】図１

Description

本発明はファンユニット及びファンユニットを備えた充電装置に関する。

従来、携帯用電気機器に使用される二次電池としてニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などが知られている。これらの二次電池では、充電を行っている際に、電池温度が６０℃〜７０℃を超えると酸素ガスなどが発生する。この酸素ガスの影響によって、電池の構成材料が劣化して容量が低下するおそれや、内部短絡などが発生するおそれがある。これらの問題に対処するために、従来の充電装置は、充電時に電池温度を監視し、温度が一定値を超えた場合には、充電を停止するか、または、充電電流を低下させる制御を行っている。

また、特許文献１に記載の充電器には冷却ファンが設けられており、ケースの通気孔を介して当該冷却ファンから電池パックに向けて送風し、電池パックを冷却している。

特開２０００−５８１３８号

しかしながら、従来の制御では、二次電池が高温になると、充電を停止するか、充電電流を低下させるかした後は、二次電池が自然冷却されるのを待つことになる。そのため、特に外気の温度が高いときには、二次電池が冷却されるのに時間がかかり、二次電池が満充電されるまでに長い時間がかかってしまう。

本発明は、斯かる実情に鑑み、充電時における二次電池を適切な温度に維持することを可能にするファンユニット及び充電装置を提供しようとするものである。

本発明は、ファンと、前記ファンを駆動する駆動回路部と、を有し、電池パックと充電器の少なくとも一方に着脱可能であると共に、前記電池パック又は前記充電器とは独立して前記駆動回路部により前記ファンを駆動可能なことを特徴とするファンユニットを提供する。

このような構成によれば、ファンによる送風によって二次電池および充電器を適切な温度に維持することができ、充電時間を短縮することができる。

前記電池パックに接続された場合には前記電池パックからの電力によって前記ファンを駆動することが好ましい。

前記充電器に接続された場合には前記充電器からの電力によって前記ファンを駆動することが好ましい。

前記ファンを収容するケースと、商用電源に接続可能な電源コードと、を有し、前記ファンは前記電源コードから入力された電力によって駆動することが好ましい。このような構成によれば、冷却対象を適切な温度にすることができる。

前記電源コードは前記ケースに着脱可能であり、前記電源コードを前記ケースから外した状態で前記充電器に接続することが好ましい。

前記ファンの駆動を操作する操作部を有することが好ましい。

本発明は、電池パックに備えられた二次電池を充電可能な充電器と、ファンを有するファンユニットと、を有し、前記電池パックと、前記充電器と、前記ファンユニットとは一体的に接続可能であると共に、個別に分離可能であり、前記電池パックと、前記充電器と、前記ファンユニットとのうち任意の２つが互いに接続可能であり、前記電池パックと、前記充電器と、前記ファンユニットとが一体的に接続している状態で、前記ファンは、前記充電器と、前記二次電池とを通過する流路に送風可能であり、前記ファンユニットが前記充電器のみと接続している状態で、前記ファンは前記二次電池に向けて送風可能であり、前記ファンユニットが前記充電器のみと接続している状態で、前記ファンは前記二次電池に向けて送風可能であることを特徴とする充電装置を提供する。

前記電池パックと、前記充電器と、前記ファンユニットとが一体的に接続されている状態で、前記ファンユニットは前記電池パックと前記充電器との間に配置され、前記ファンは正逆回転可能であることが好ましい。このような構成によれば、ファンを正逆回転させることにより、充電器とファンユニットとを効果的に冷却することができる。

前記充電器と、前記ファンユニットと、前記電池パックとの少なくとも１つは制御手段を有し、前記制御手段は、前記ファンの回転、停止を制御することが好ましい。このような構成によれば、制御手段がファンの回転停止を適切に制御することができる。

前記充電器は、第１の通気孔が形成された第１のケースを有し、前記電池パックは、第２の通気孔が形成された第２のケースを有し、前記ファンユニットは、第４の通気孔および第５の通気孔が形成された第３のケースを有し、前記ファンは送風方向に空気を送風し、前記電池パックと、前記充電器と、前記ファンユニットとが一体的に接続されている状態において、前記第１の通気孔に囲まれる領域を前記第４の通気孔に向けて送風方向に関して射影すると、前記第４の通気孔で囲まれる領域の少なくとも一部は、射影された第１の通気孔に囲まれる領域と重なり、前記電池パックと、前記充電器と、前記ファンユニットとが一体的に接続されている状態において、前記第２の通気孔に囲まれる領域を前記第５の通気孔に向けて送風方向に関して射影すると、前記第５の通気孔で囲まれる領域の少なくとも一部は、射影された第２の通気孔に囲まれる領域と重なることが好ましい。

このような構成によると電池パック、ファンユニット、充電器の間に空気の流路が形成されるため、ファンからの空気を効率よく電池パック、充電器に送出することができる。

前記ファンユニットは、前記ファンの動作を設定可能な操作パネルを有することが好ましい。

前記流路上に冷却素子と発熱素子との少なくとも１つを有することが好ましい。このような構成によると、発熱素子を駆動することに空気を冷却することで二次電池や充電器の冷却効率が上がり、発熱素子を駆動することによって、空気を暖めることで二次電池を暖めることができる。

前記ファンユニットには交流電力が入力されることが好ましい。

前記充電器が前記交流電力を前記ファンユニットに供給することが好ましい。

また、本発明は、二次電池を有する電池パックと、前記二次電池を充電可能な充電器とに接続可能であり、ファンを有するファンユニットであって、前記ファンユニットが前記電池パックと接続されている状態で、前記ファンは前記二次電池に向けて送風可能であり、前記ファンユニットが前記充電器と接続されている状態で、前記ファンは前記充電器に向けて送風可能であることを特徴とするファンユニットを提供する。

本発明の充電装置によれば、このような構成によれば、ファンによる送風によって二次電池および充電器を適切な温度に維持することができ、充電時間を短縮することができる。

本発明の第１の実施の形態による充電装置の全体図。第１の実施の形態によるファンユニットが電池パックに接続されたときを示す説明図。第１の実施の形態による充電装置が電池パックを装着している状態を示す説明図。第１の実施の形態による充電器と、ファンユニット、電池パックとの電気的な接続関係を示したブロック図。第１の実施の形態による充電処理のフローチャート。本発明の第２の実施の形態による充電装置の全体図。第２の実施の形態によるファンユニットの説明図。第２の実施の形態によるファンユニットの正面図。

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は、本発明の第１の実施の形態による充電システム１の概略図である。以下の説明において、図１に示すように充電システム１が配置されたときを基準として上下左右を定義している。

充電システム１は、充電器３と、ファンユニット５と、電池パック７とを有する。図１のように、充電器３と、ファンユニット５と、電池パック７とは一体的に接続可能であると共に、個別に分離可能である。本実施の形態では、充電器３と、ファンユニット５と、電池パック７とが一体的に接続された状態では、ファンユニット５は充電器３と電池パック７との間に配置される。即ち、ファンユニット５は、充電器３の上に装着され、電池パック７がファンユニット５の上に装着される。図２では、充電器３とファンユニット５とが切り離され、ファンユニット５は電池パック７のみと接続されている。また、図３に示すように、ファンユニット５を介することなく、電池パック７が充電器３に直接接続することも可能である。充電器３と、ファンユニット５と、電池パック７とが一体的に接続されるときにも、電池パック７が充電器３に直接接続するときにも、充電器３は電池パック７（詳細には図４の二次電池７１）を充電することが可能である。

電池パック７は二次電池７１（図４）を有している。二次電池７１の例として、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などがあるが、それ以外の二次電池が用いられていてもよい。充電器３は商用交流電源に接続される。充電器３は、交流電力を直流電力に変換し、直流電力を二次電池７１に供給し、二次電池７１を充電する。ファンユニット５は、正逆回転可能なファン５１を有する。ファン５１は、二次電池７１、あるいは、充電器３に向けて送風することができる。電池パック７は例えば携帯用の電動工具の電源として用いられる。しかし、電池パック７は電動工具以外の携帯用電気機器に使用可能なものであっても良い。

充電器３はケース３０を有し、ケース３０内部に制御基板３１と、ケーブル３２とを有している。また、ケース３０の上部に通気孔３４が設けられ、ケース３０の左側面に通気孔３３が設けられている。詳細には、通気孔３４は、制御基板３１の直上に設けられている。通気孔３３は上下方向において制御基板３１と同じ位置に設けられている。

充電器３は端子３８を有している。ケーブル３２は、制御基板３１と端子３８とを接続している。

ファンユニット５は、ケース５０を有し、ケース５０の内部に、ファン５１と、発熱素子５３と、冷却素子５２と、操作パネル５４と、制御基板５５とを備えている。ファニュニット５は、端子５７と、端子５８（図２）とを有している。充電器３とファンユニット５とが接続されると、端子５８は端子３８と接続される。

ケース５０の下部に通気孔５６が設けられ、ケース５０の上部に通気孔５９が設けられている。通気孔５６は、ファン５１の回転面と略同じ大きさであり、かつ、通気孔５６の下部の領域は、当該回転面によって規定される領域と略一致している。また、ファン５１の回転面に垂直な方向が送風方向である。通気孔５９は、通気孔５９で囲まれた領域をファン５１に送風方向に射影すると当該領域の少なくとも一部がファン５１と一部が重なるように設けられている。同様に通気孔５６は、通気孔５６で囲まれた領域をファン５１に送風方向に射影すると当該領域の少なくとも一部がファン５１と一部が重なるように設けられていてもよい。

図１に示すように充電器３とファンユニット５とが接続されていると状態では、通気孔５６と通気孔３４とは以下のような位置関係になる。即ち、通気孔５６で囲まれる領域を、通気孔３４で囲まれる領域に送風方向に射影すると、通気孔３４で囲まれた領域の少なくとも一部は、射影された通気孔５６で囲まれる領域と重なる。

発熱素子５３は電気的に発熱するヒータである。冷却素子５２はペルチェ素子である。尚、図１には詳細に示していないが、発熱素子５３と、冷却素子５２とは図１の紙面に垂直する方向に関して異なる位置に設けられている。発熱素子５３、および、冷却素子５２とはファン５１の上部に設けられている。但し、発熱素子５３と、冷却素子５２とはファン５１の上部全体を覆っているのではなく一部のみを覆っている。従って、ファン５１の回転によって生じる空気の流路が、発熱素子５３および冷却素子５２に遮断されることはない。尚、図面においてファン５１によって空気が流れる方向を矢印で示している。

電池パック７はケース７０を有し、その内部に二次電池７１が設けられている。ケース７０の下部に通気孔７９が設けられ、右側面に通気孔７７が設けられている。通気孔７９は二次電池７１の直下に設けられ、通気孔７７は二次電池と上下方向に一致する位置に設けられている。ファンユニット５と電池パック７とが接続されると、通気孔５９と通気孔７１との位置関係は以下のようになる。即ち、通気孔５９で囲まれる領域を、通気孔７９で囲まれる領域に送風方向に射影すると、通気孔７９で囲まれた領域の少なくとも一部は、射影された通気孔５９で囲まれる領域と重なる。

また、充電器３と電池パック７とがファンユニット５を介することなく接続されると、通気孔７９と通気孔３４とは以下のような位置関係になる。即ち、通気孔７９で囲まれる領域を、通気孔３４で囲まれる領域に送風方向に射影すると、通気孔３４で囲まれた領域の少なくとも一部は、射影された通気孔７９で囲まれる領域と重なる。

電池パック７は端子７５を有している。図１のようにファンユニット５と電池パック７とが接続されると、端子５７と端子７５とが接続される。また、図３のように充電器３と電池パック７とが接続されると、端子３８と端子７５とが接続される。

また、図２に示すように、ケース７０の外部には使用者が操作可能な操作パネル５４が設けられている。操作パネル５４には、電源スイッチと、自動制御、温風、冷風、送風を選択可能なボタンが設けられている。温風が選択されると、発熱素子５３がオンしてファン５１が回転する。また、冷風が選択されると、冷却素子５２がオンしてファン５１が回転する。送風が選択されると、発熱素子５３も冷却素子５２もオフの状態でファン５１が回転する。自動が選択されると、後述の図５の処理が実行される。尚、温風、冷風、送風が選択されたときのファン５１の回転方向は、後述の第１の回転方向か、その逆の第２の回転方向かのいずれかに固定されていてもよい。あるいは、操作パネル５４に回転方向を切替えるボタンを設けておき、当該ボタンで設定された方向にファン５１が回転するようにしてもよい。

図１に示すように、充電器３、ファンユニット５、電池パック７とが接続されている状態で、通気孔３３、３４、５６、５７、７１、７７によって空気の流路が形成される。また、この流路の途中に二次電池７１、ファン５１、制御基板３１（詳細には後述の電源回路４２）が設けられている。図１に示すように、ファン５１が第１の方向に回転すると、上記の流路に沿って、電池パック７からファンユニット５を経て充電器３へと空気が流れる。即ち、空気は、通気孔７７、７１、５９、５６、３４、３３をこの順序で通過する。ファン５１が第１の方向と逆の第２の方向に回転すると、当該流路に沿って、充電器３からファンユニット５を経て電池パック７へと空気が流れる。即ち、空気は、通気孔３３、３４、５６、５９，７１、７７をこの順序で通過する。

尚、図１の状態から電池パック７を取り外したときには、ファン５１が第１の方向に回転すると、空気は、ファンユニット５（通気孔５９）から、充電器３へと流れ、最終的に通気孔３３から外部へ排出される。

また、図２に示すようにファンユニット５が、電池パック７のみと接続されているときには、ファン５１が第２の方向に回転すると、空気は、ファンユニット５（通気孔５６）から、電池パック７へと流れ、通気孔７７から排出される。逆にファン５１が第１の方向に回転すると、空気は図２に矢印で示すよう、電池パック７（通気孔７７）から、ファンユニット５へと流れ、通気孔５６から排出される。尚、ファン５１は基本的には充電器３からの電力で回転する。しかし、ファンユニット５が電池パック７のみと接続されている状態では、二次電池７１がファン５１へと電力を供給することで、ファン５１が回転する。

図４は、充電器３と、ファンユニット５と、電池パック７との電気的な接続関係を示したブロック図である。

充電器３の端子３８は、プラス端子３８Ａと、マイナス端子３８Ｂと、温度検出用端子３８Ｃと、電池識別用端子３８Ｄと、制御端子３８Ｅと、制御電源端子３８Ｆとを有している。

ファンユニット５の端子５８は、プラス端子５８Ａと、マイナス端子５８Ｂと、温度検出用端子５８Ｃと、電池識別用端子５８Ｄと、制御端子５８Ｅと、制御電源端子５８Ｆとを有し、それぞれ、それぞれ、プラス端子３８Ａと、マイナス端子３８Ｂと、温度検出用端子３８Ｃと、電池識別用端子３８Ｄと、制御端子３８Ｅ、制御電源端子３８Ｆとに接続されている。

また、端子５７は、プラス端子５７Ａと、マイナス端子５７Ｂと、温度検出用端子５７Ｃと、電池識別用端子５７Ｄと、制御端子５７Ｅと、制御電源端子５７Ｆとを有している。端子５８Ａは端子５７Ａと接続され、端子５８Ｂは端子５７Ｂと接続されている。

電池パック７の端子７５は、プラス端子７５Ａと、マイナス端子７５Ｂと、温度検出用端子７５Ｃと、電池識別用端子７５Ｄ、制御端子７５Ｅと、制御電源端子７５Ｆとを有し、それぞれ、プラス端子５７Ａと、マイナス端子５７Ｂと、温度検出用端子５７Ｃと、電池識別用端子５７Ｄと、制御端子５７Ｅと、制御電源端子５７Ｆと接続されている。尚、電池パック７が直接充電器３と接続されたときには、プラス端子７５Ａと、マイナス端子７５Ｂと、温度検出用端子７５Ｃと、電池識別用端子７５Ｄと、制御端子７５Ｅと、制御電源端子７５Ｆとは、それぞれ、プラス端子３８Ａと、マイナス端子３８Ｂと、温度検出用端子３８Ｃと、電池識別用端子３８Ｄと、制御端子３８Ｅと、制御電源端子３８Ｆとに接続される。

制御基板３１は、マイコン４１と、電源回路４２と、温度センサ４３とを備えている

制御基板５５は、マイコン６１を有している。マイコン６１は、ファン５１の回転（回転の開始と停止）を制御している。充電器３の電力は、端子５８Ｆを介して、制御基板５５およびマイコン６１に供給され、制御基板５５およびマイコン６１とは駆動する。但し、ファンユニット５が電池パック７のみと接続されているときには、二次電池７１からの電力が、端子５７Ｆを介して制御基板５５およびマイコン６１に供給される。

電池パック７は、二次電池７１からの電力で駆動する制御基板７２を有している。制御基板７２は、マイコン７４と、電池識別素子７８と温度センサ７６とを備えている。電池識別素子７８は、二次電池７１の種類（電池容量や、定格電圧など）を示す抵抗を有している。電池識別素子７８は、自身の抵抗値を示す識別信号をマイコン７４に転送する。マイコン７４は、受信した識別信号を端子７５Ｄ、５７Ｄを介してマイコン６１に転送する。マイコン６１は、受信した識別信号を端子５８Ｄ、３８Ｄを介してマイコン４１に転送する。

温度センサ７６は、二次電池７１の近傍に設けられ、二次電池７１の温度を検出し、その検出結果（二次電池温度情報）をマイコン７４に転送する。マイコン７４は、端子７５Ｃ、５７Ｃを介して二次電池温度情報をマイコン６１に転送する。マイコン６１は、受信した電池温度情報をマイコン４１に転送する。

電源回路４２は、商用交流電力を直流電力に変換する。本実施の形態では、電源回路４２は、二次電池７１を充電するための充電用直流電力と、マイコン４１を駆動するための制御電力（例えば電圧５Ｖ）とを供給している。充電用直流電力は、端子３８Ａ、３８Ｂ、５７Ａ、５７Ｂ、５８Ａ、５８Ｂ、７５Ａ、７５Ｂを介して二次電池７１に供給される。制御用直流電力は、端子３８Ｅ、５８Ｅを介して、制御基板５５に供給される。

温度センサ４３は、電源回路４２の近傍に配置され、電源回路４２の温度を検出し、検出結果（回路温度情報）をマイコン４１に送信する。尚、温度センサ４３は、電源回路４２近傍のみならず、制御基板３１において発熱が懸念される場所にも設けられていてもよい。この場合には、温度情報はこれらのセンサの検出結果も含む。後述するが、マイコン４１は、電池温度情報と回路温度情報とに基づいて電源回路４２を制御する。

図５のフローチャートを参照して、充電器３のマイコン４１が行う本発明の充電処理について説明する。

Ｓ１において、マイコン４１はファンユニット５が装着されているかを判断する。例えば、マイコン４１は、端子５８Ｆから電力が出力されたときにファンユニット５が装着されていると判断する。あるいは、マイコン４１は、制御端子３８Ｅ、５８Ｅを介して、マイコン５１と通信を行って、ファンユニット５の装着を確認するようにしてもよい。

Ｓ１において、ファンユニット５が装着されていないと判断したときには（Ｓ１：ＮＯ）、マイコン４１は、Ｓ３において電池パック７が接続されたのを確認したのちに、Ｓ５において、電源回路６２に二次電池７１への電力の供給を開始させ、二次電池７１の充電を開始する。尚、マイコン４１は、端子５８Ｄから識別信号を受信したときに、電池パック７が装着されたと判断する。

Ｓ１において、ファンユニット５が装着されていると判断したときには（Ｓ１：ＹＥＳ）、Ｓ７において、マイコン４１は、電池パック７がファンユニット５に装着されたのを確認する。Ｓ３と同様に、端子５８Ｄから識別信号を受信したときに、電池パック７がファンユニット５に装着されたと判断する。なお、ステップＳ３、Ｓ７において電池パック７が充電器３に接続されていない場合は、電池パック７が接続されるまで待機する。

Ｓ９において、電池温度情報（温度センサ７６からの信号）に基づいて、二次電池７１の温度が４０℃以上であるか、あるいは、回路温度情報（温度センサ４３からの信号）に基づいて、電源回路４２の温度が４０℃以上であるかを判断する。

Ｓ９において、二次電池７１の温度と、電源回路４２の温度との少なくとも１つが４０℃以上であると判断したときに、マイコン４１は、冷却素子５２をオンさせて（Ｓ１１）、冷却素子５２による空気の冷却を開始する。具体的には、マイコン４１は、制御端子３８Ｅ，５８Ｅを介して冷却素子５２をオンさせる制御信号をマイコン６１に送出する。当該制御信号を受け取ったマイコン６１は冷却素子５２をオンさせる。

続いて、Ｓ１７において、マイコン４１は、制御端子３８Ｅ、５８Ｅ、マイコン６１を介して、ファン５１を駆動する。具体的には、マイコン４１は、ファン５１を駆動させる制御信号をマイコン６１に送出する。当該制御信号を受け取ったマイコン６１は、ファン５１を駆動させる。

尚、二次電池７１の温度が電源回路４２の温度より高い場合には、二次電池７１を優先的に冷却するためにファン５１から二次電池７１に向けて空気が流れるようにファン５１を第２の方向に回転する。これにより、冷却素子５２で冷却された空気が二次電池７１へ送られる。一方、電源回路４２の温度が二次電池７１の温度より高い場合には、電源回路４２を優先的に冷却するためにファン５１から電源回路４２に向けて空気が流れるようにファン５１を第１の方向に回転する。但し、空気の流れる向きは上記に限定されない。例えば、二次電池７１を常に優先的に冷却する場合には、二次電池７１と電源回路４２との温度を比較せず、常にファン５１から二次電池７１へと空気が流れるようにファン５１を回転するようにしてもよい。尚、Ｓ９において４０℃を閾値とした比較を行っているが、閾値は４０℃に限定されない。本実施の形態では、充電電流を制限せずとも二次電池７１が劣化しない温度の上限を６０〜７０℃と想定し、それより十分に低い温度（２０〜３０℃低い温度）を閾値として設定している。このようにすることで、二次電池７１が上限温度に達するかなり前から二次電池７１の冷却が開始される。このタイミングで冷却を開始すれば、充電電流を制限せずに充電を続けても二次電池７１が上限温度に達することを防ぐことができる。尚、二次電池７１の温度、及び、電源回路４２の温度が共に所定の温度（例えば、３０℃）を下回ったら、マイコン４１は、制御端子３８Ｅ、５８Ｅ、及び、マイコン６１を介して、ファン５１の回転を停止させる。具体的には、マイコン４１は、ファン５１および冷却素子５２を停止させる制御信号をマイコン６１に送出し、マイコン６１は当該制御信号に基づき冷却素子５２をオフさせる。これにより二次電池の温度が過剰に低下するのを防ぐことができる。尚、ファン５１は停止せず冷却素子５２のみをオフするようにしても良い。

Ｓ９において、二次電池７１の温度と、電源回路４２の温度との両方が４０℃未満であると判断したときに、Ｓ１３において、マイコン４１は、電池温度情報に基づいて、二次電池７１の温度が１０℃以下であるかを判断する。

二次電池７１の温度が１０℃以下であるときには（Ｓ１３：ＹＥＳ）、Ｓ１５において発熱素子５３をオンにして、発熱を開始させる。具体的には、マイコン４１は、制御端子３８Ｅ，５８Ｅを介して発熱素子５３をオンさせる制御信号をマイコン６１に送出する。当該制御信号を受け取ったマイコン６１は発熱素子５３をオンさせる。

この場合には、Ｓ１７において、マイコン４１は、ファン５１を第２の方向に回転させる。ファン５１の回転方法はＳ５と同様であるため説明を省略する。これにより、ファン５１から二次電池７１へ向けて空気が流れる。発熱素子５３によって空気は暖められ、暖められた空気が二次電池７１へ供給されることにより二次電池７１を温めることが可能である。二次電池７１は、温度が低下すると、内部の物質の化学的反応が鈍くなり、電池容量が低下する。本実施の形態ではそのような状態になる前に暖めた空気を二次電池７１に供給することにより、電池容量の低下を防ぐことができる。尚、二次電池７１の温度が所定の温度（例えば２０℃）を上回ったら、マイコン４１は、制御端子３８Ｅ、５８Ｅ、及び、マイコン６１を介して、ファン５１の回転を停止させ、発熱素子５３をオフさせる。尚、マイコン５１によるファン５１の停止方法は、上記の方法と同じであるため説明を省略する。

また、Ｓ１３において、二次電池７１の温度が１０℃未満のときには（Ｓ１３：ＮＯ）、発熱素子５３、冷却素子５２をオフのままファンを駆動する。このときには、例えば、二次電池７１を優先的に冷却するため第１の方向でファン５１を回転し、電池パック７から充電器３へと空気が流れるようにしても良いし、あるいは、その逆回転でファン５１を回転してもよい。マイコン４１によるファン５１の回転方法は上述した方法と同様であるため説明を省略する。

Ｓ１８において、マイコン４１は、電源回路６２に二次電池７１への電力の供給を開始させ、二次電池７１の充電を開始する。

以上の処理によれば、二次電池７１と、制御回路４１（電源回路４２）の温度に基づいて、ファン５１と、発熱素子５３と、冷却素子５２とを適切に制御できる。これによって、二次電池７１と、電源回路４２とを適切な温度に維持することができる。特に、充電中に二次電池７１が適切な温度に保たれるため、二次電池７１に供給する電力を制限する必要がなくなる。これにより、二次電池７１の充電時間を短縮することができる。

また、従来の充電器や、電池パックにもファンユニット５を接続することができるため、既に充電器や電池パックを所有している使用者にもファンユニット５を利用して二次電池や制御回路の冷却などを行うことができる。

尚、Ｓ１３で否定判定された場合にはＳ１７を行わず、ファン５１を回転しないままＳ１８において充電を開始するようにしてもよい。また、図５の処理（特にＳ９〜Ｓ１７）を定期的（充電中）に実行して、二次電池７１、電源回路４２の何れかの温度が４０℃以上、または、１０℃以下になったときにファンを駆動するようにしてもよい。

マイコン４１は、マイコン６１を介さず、ファン５１、発熱素子５３、冷却素子５２の制御（オンオフの切替）を直接してもよい。例えば、マイコン４１が、端子３８Ｆ（ファン５１）への電力の供給を切替え可能なようにしておき、Ｓ１７の時点まで端子３８Ｆへの電力を遮断しておき、Ｓ１７になった時点でファン５１へと電力を供給するようにする。ファン５１は、電力の供給を受けた場合には、マイコン６１の制御と独立して回転可能に設定しておくことで、マイコン４１が直接ファン５１を制御できる。発熱素子５３および冷却素子５２に関しても、例えば、マイコン４１から発熱素子５３および冷却素子５２のそれぞれの給電ラインに直接接続される端子を設けておき、マイコン４１の制御により当該端子への給電を切替えるようにすることで、マイコン４１が発熱素子５３および冷却素子５２のオンオフを直接切替えるようにすることができる。このような場合には、ファンユニット５にマイコン６１が設けられていなくともよい。マイコン６１が設けられていないときには、端子５７Ｃ、５７Ｄ、５７Ｅが端子５８Ｃ、５８Ｄ、５８Ｅに接続される。これにより、マイコン７４とマイコン４１とが電池温度情報、回路温度情報、識別情報、制御信号などを送受信することができる。

また、マイコン４１の代わりに、マイコン６１、または、マイコン７４が図５の処理を行うようにしても良い。マイコン６１、マイコン７４とは端子３８Ｃ〜３８Ｅ、５８Ｃ〜５８Ｅ、５７Ｃ〜５７Ｅ、７５Ｃ〜７５Ｅを介して相互に情報（二次電池温度情報、回路温度情報、識別情報、制御信号）の交換が可能である。従って、これらの情報を受け取ることで、マイコン６１、７２でも図５の処理を行うことが可能である。

また図５の処理では、充電器３と、ファンユニット５と、電池パック７とが接続されている場合にファンを回転させていた。しかし、例えば、充電器３がファンユニット５に接続されておらず、ファンユニット５が電池パック７のみと接続されているときにも二次電池７１の温度が高いことが考えられる。この場合には、例えば、マイコン６１、または、７１が二次電池７１の温度（二次電池温度情報）に基づいて、Ｓ９〜Ｓ１１と同様の冷却素子５２のオンオフを切替える制御を行い、Ｓ１７と同様にしてファン５１を回転させる制御を行っても良い。この場合には、ファン５１を回転させる電力は二次電池７１から供給される。このような構成によって、ファンユニット５が充電器３のみと接続されているときにも二次電池５１の温度制御を適切に行うことができる。

また、ファンユニット５が電池パック７のみと接続されているときに、マイコン７１が図５のＳ１３−Ｓ１７の処理を実行することで、二次電池７１を暖めるようにするようにしても良い。

また、ファンユニット５が充電器３のみと接続されているときにも、電源回路４２の温度（回路温度情報）に基づいて、マイコン４１または６１がＳ９〜Ｓ１１、およびＳ１７と同様の処理を行うようにしても良い。

次に、図６〜８を参照して、本願の第２の実施の形態の充電システム１０１について説明する。尚、第１の実施の形態と同じ構成については同じ参照番号を付し説明を省略する。充電システム１０１は、充電器１０３と、ファンユニット１０５と、電池パック７とを有する。第１の実施の形態では、充電器３は、端子３８Ｆ、５８Ｆを介して、直流電力をファン５１およびマイコン６１に供給していた。第２の実施の形態では、充電器１０３は、交流電力を変換せずに、交流電力をそのままファンユニット１０５に供給する。即ち、充電器１０３においてケース３０の内部に電源供給コード３７が設けられている。この電源供給コード３７は、充電器１０３が接続する商用電源と接続されるコードと接続されている。

また、図７、８に示すように、ファンユニット１０５は、単独で商用電源と接続され、ケース５０に対して着脱可能な電源コード３５を有する。電源コード３５の一端には、操作パネル５４の奥側（横）に設けられた端子６７と接続されるプラグ３６が設けられている。電源コード３５の他端には商用電源と接続する不図示の電源プラグが設けられている。端子６７はプラグ３６と接続可能になっている。端子６７がプラグ３６と接続されると、交流電力が制御基板５５に供給される。制御基板５５は不図示の電源回路を有しており、当該電源回路を介してマイコン６１およびファン５１に電力が供給される。一方、ファンユニット１０５を充電器１０３に接続する場合には、電源コード３５（プラグ３６）をファンユニット１０５から外し、端子６７を充電器１０３に設けられた不図示の端子部に接続する。この構成により充電器１０３に入力された交流電力が電源供給コード３７、端子６７を介してファンユニット１０５に供給される。尚、交流電力が直接ファン５１に供給され、ファン５１を回転するようにしても良い。

第２の実施の形態では、電源コード３５、又は電源供給コード３７および端子６７を介してファンユニット１０５に交流電力が供給され、制御基板５５が当該交流電力を直流電力に変換するため、ファンユニット５は充電器１０３から直流電力を受け取る必要はない。そのため、第２の実施の形態において、ファンユニット１０５は端子５８Ｆを有していない。また、充電器１０３が端子３８Ｆを有していなくともよい。あるいは、ファン５１のみが端子６７から交流電力を供給され、制御基板５５は端子３８Ｆから直流電力を供給されるようにしてもよい。

第２の実施の形態の上記の構成によれば、ファンユニット１０５に交流電源が供給されても、第１の実施の形態と同じように電池パック７や、充電器１０３を適切に冷却することができる。すなわち、ファンユニット１０５は充電器１０３や電池パック７と接続することなく、単独で駆動することができる。その際、操作パネル５４に設けた各種スイッチによりファン５１の回転数や回転方向を設定することができる。

本発明による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。

上記の実施の形態では、充電器３と、ファンユニット５と、電池パック７とが一体的に接続される場合に、ファンユニット５が、充電器３と電池パック７との間に配置される構成であったが、充電器３と、ファンユニット５と、電池パック７との配置方法はこれに限定されない。例えば、充電器３と、電池パック７とが直接接続された状態（図３のような状態）において、ファンユニット５が充電器３または電池パック７に装着される構成であってもよい。即ち、上から順に、ファンユニット５、電池パック７、充電器３とが接続される構成や、上から順に電池パック７、充電器３、ファンユニット５が接続される構成などであってもよい。これらの場合であっても、ファン５１からの空気が二次電池７１および電源回路４２を通過するように流路を構成する。また、この場合には、ファンユニット５が装着される対象に端子５７あるいは端子５８に対応する端子を設けるようにする。

例えば、冷却素子５２（ペルチェ素子）は、ファン５１の上部に設けられていたが、それ以外の場所に設けられていてもよい。例えば、ファン５１の側面や、ファンユニット５の内部における空気の流路の何れかの場所に設けられていてもよい。

電池パック７が制御基板７２を有しておらず、センサ７６と識別素子７８のみが設けられていてもよい。この場合にはセンサ７６が端子７５Ｃと直接接続され、識別素子７８が端子７５Ｄと直接接続される。この構成によりマイコン４１、および、マイコン６１が電池温度情報、および、識別情報を取得することができる。

電池温度情報、回路温度情報、識別情報、制御信号はそれぞれ個別の端子（３８Ｃ、５８Ｃ、５７Ｃ、７５Ｃ；３８Ｄ、５８Ｄ、５７Ｄ、７５Ｄ；３８Ｃ、５８Ｃ、５７Ｃ、７５Ｃ；３８Ｆ、５８Ｆ、５７Ｆ、７５Ｆ）によって転送されていたが、これらの端子を有さずに、マイコン７４、６１、４１の通信を可能にする端子を充電器３と、ファンユニット５と、電池パックとに１つずつ設け、当該端子を介して電池温度情報、回路温度情報、識別情報、制御信号などを転送するようにしても良い。

１充電システム
３充電器
５ファンユニット
７電池パック
４１マイコン
４２電源回路
４３温度センサ
５１ファン
５２発熱素子
５３冷却素子
６１マイコン
７４マイコン
７６温度センサ

Claims

ファンと、前記ファンを駆動する駆動回路部と、を有し、
電池パックと充電器の少なくとも一方に着脱可能であると共に、前記電池パック又は前記充電器とは独立して前記駆動回路部により前記ファンを駆動可能なことを特徴とするファンユニット。
前記電池パックに接続された場合には前記電池パックからの電力によって前記ファンを駆動することを特徴とする請求項１に記載のファンユニット。
前記充電器に接続された場合には前記充電器からの電力によって前記ファンを駆動することを特徴とする請求項１に記載のファンユニット。
前記ファンを収容するケースと、
商用電源に接続可能な電源コードと、を有し、
前記ファンは前記電源コードから入力された電力によって駆動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のファンユニット。
前記電源コードは前記ケースに着脱可能であり、
前記電源コードを前記ケースから外した状態で前記充電器に接続することを特徴とする請求項４に記載のファンユニット。
前記ファンの駆動を操作する操作部を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のファンユニット。
電池パックに備えられた二次電池を充電可能な充電器と、
ファンを有するファンユニットと、を有し、
前記電池パックと、前記充電器と、前記ファンユニットとは一体的に接続可能であると共に、個別に分離可能であり、
前記電池パックと、前記充電器と、前記ファンユニットとのうち任意の２つが互いに接続可能であり、
前記電池パックと、前記充電器と、前記ファンユニットとが一体的に接続している状態で、前記ファンは、前記充電器と、前記二次電池とを通過する流路に送風可能であり、
前記ファンユニットが前記電池パックのみと接続している状態で、前記ファンは前記二次電池に向けて送風可能であり、
前記ファンユニットが前記充電器のみと接続している状態で、前記ファンは前記充電器に向けて送風可能であることを特徴とする充電装置。
前記電池パックと、前記充電器と、前記ファンユニットとが一体的に接続されている状態で、前記ファンユニットは前記電池パックと前記充電器との間に配置され、
前記ファンは正逆回転可能であることを特徴とする請求項７に記載の充電装置。
前記充電器と、前記ファンユニットと、前記電池パックとの少なくとも１つは制御手段を有し、
前記制御手段は、前記ファンの回転、停止を制御することを特徴とする請求項７に記載の充電装置。
前記充電器は、第１の通気孔が形成された第１のケースを有し、
前記電池パックは、第２の通気孔が形成された第２のケースを有し、
前記ファンユニットは、第４の通気孔および第５の通気孔が形成された第３のケースを有し、
前記ファンは送風方向に空気を送風し、
前記電池パックと、前記充電器と、前記ファンユニットとが一体的に接続されている状態において、前記第１の通気孔に囲まれる領域を前記第４の通気孔に向けて送風方向に関して射影すると、前記第４の通気孔で囲まれる領域の少なくとも一部は、射影された第１の通気孔に囲まれる領域と重なり、
前記電池パックと、前記充電器と、前記ファンユニットとが一体的に接続されている状態において、前記第２の通気孔に囲まれる領域を前記第５の通気孔に向けて送風方向に関して射影すると、前記第５の通気孔で囲まれる領域の少なくとも一部は、射影された第２の通気孔に囲まれる領域と重なることを特徴とする請求項７乃至９の何れか１項に記載の充電装置。
前記ファンユニットは、前記ファンの動作を設定可能な操作パネルを有することを特徴とする請求項７乃至１０の何れか１項に記載の充電装置。
前記流路上に冷却素子と発熱素子との少なくとも１つを有することを特徴とする請求項７乃至１１に記載の充電装置。
前記ファンユニットには交流電力が入力されることを特徴とする請求項７乃至１２に記載の充電装置。
前記充電器が前記交流電力を前記ファンユニットに供給することを特徴とする請求項１３に記載の充電装置。
二次電池を有する電池パックと、前記二次電池を充電可能な充電器とに接続可能であり、ファンを有するファンユニットであって、
前記ファンユニットが前記電池パックと接続されている状態で、前記ファンは前記二次電池に向けて送風可能であり、
前記ファンユニットが前記充電器と接続されている状態で、前記ファンは前記充電器に向けて送風可能であることを特徴とするファンユニット。