JP5092648B2

JP5092648B2 - 充電装置

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Publication number: JP5092648B2
Application number: JP2007248250A
Authority: JP
Inventors: 利夫溝口; 治久藤澤; 圭太齋藤
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2027-09-25
Also published as: US20090085514A1; CN101399385A; CN101399385B; JP2009081921A

Description

本発明は、コードレス電動工具の駆動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ものである。

充電装置の構成を図４乃至６を用いて説明する。充電装置１００は上ケース３と下ケース４からなる本体ケース２内に、回路基板５や充電端子６を配置して構成される。上ケース３には、電池パック７を接続するための電池接続部８が設けられている。電池接続部８は、電池パック７が挿入された際に電池パック７を保持するための差込穴８ａと、差込穴８ａの底部には電池パック７の充放電端子９と当接する充電端子６が貫通する端子挿通孔１０が設けられている。一方、下ケース４には、充電回路を構成する電子部品が搭載された回路基板５が収容され、充電端子６が充電回路と電気的に接続ている。また、下ケース４の底部側側面には充電装置１００の内部に浸入した水を排出するための排水口１１が設けられている。

ところで、充電装置１００は、屋外で使用されることがあるため、雨水に濡れてしまう場合がある。その際の充電装置１００内に雨水等が浸入した場合について図５及び図６を用いて説明する。図５に示すように、充電装置１００に電池パック７が接続されていない場合、差込穴８ａは外部に対して開口しているため、差込穴８ａに雨水がかかってしまう。差込穴８ａの底部には端子挿通孔１０が設けられているため、差込部８ａにかかった雨水は、端子挿通孔１０から本体ケース２内（充電装置１００内）に入り込み、回路基板５上に流れ落ちてしまう。その後、回路基板５と下ケース４との隙間から下ケース４に流れ落ち下ケース４に設けた排水口１１から充電装置１００の外部へ排水される。

一方、充電装置１００に電池パック７が接続されている場合、図６に示すように、電池パック７を充電装置１００の差込穴８ａに挿入した状態では、差込穴８ａは電池パック７によって塞がれる。しかしながら、差込穴８ａと電池パック７の間に隙間１２があるため、この隙間１２を通って差込穴８ａに浸入した水は、矢印に示す方向に流れ込み、差込穴８ａの底部に設けられた端子挿通孔１０から回路基板５上に流れ落ちる。その後、上記と同様に下ケース４に設けた排水口１１から充電装置１００の外へ流れ出る。なお、充電装置の水抜き構造は特許文献１にも開示されている。

このように充電装置１００に雨水が浸入すると、回路基板５は水に弱いため、水に濡れると充電回路の短絡よる充電不良や電池パック７が満充電になっても充電が停止しない過充電などの誤動作が発生したり、充電回路を構成する電子部品が電腐して充電装置１００の故障の原因となる。そのため、充電装置１００内に水が浸入しない構成、あるいは水が浸入しても充電回路が故障しないように、上ケース３と下ケース４には極力風窓等の開口部を設けない構成として水の浸入を防いだり、あるいは水に弱い電子部品にシリコン等の防水剤を塗布することにより充電装置１００の防水を行っていた。

実開平６−６８３０３号

しかしながら、風窓等の開口部を設けない構成としても充電装置１００と電池パック７との隙間１２は存在してしまうため、隙間１２を通って端子貫通孔１０から充電装置１００内に浸入する水は防ぐことができない。そのため、回路基板５には端子挿通孔１０の下側付近を中心にシリコンを広範囲に塗布して防水していたが、シリコン塗布にはコストがかかると共に、回路基板５を分解する際、シリコンを取り除かなければならないためリサイクル性が悪いという問題があった。また、端子挿通孔１０の下側付近には水に弱い電子部品を搭載しない工夫をしてきたが、回路基板５の実装上の制約により理想的な基板設計が出来ず回路基板５（充電装置１００）が大型化してしまい小型化の障害となっていた。

本発明の目的は、上記問題を解決し、安価な構成で回路基板を防水すると共に、回路基板のリサイクル性を向上することである。

上記目的を達成するため、本発明は、電池パックを保持する電池接続部と、該電池接続部の下方に位置し前記電池パックの端子と接続する充電端子が設けられる回路基板と、前記電池接続部が設けられる第１のケースと、該第１のケースと共に本体ケースを形成し、該本体ケース内に浸入した水を排出する排出口を有する第２のケースとを備えた充電装置において、前記電池接続部は、前記電池パックを保持する保持部を有し、該保持部は、前記電池パックを挿入する挿入部と、該挿入部の底部に前記本体ケースの内側方向に突出しており突出方向に沿って貫通孔が形成された突出部と、前記充電端子が挿通する端子挿通孔とを有し、該端子挿入孔の外周には前記保持部の底部から前記本体ケース外側方向に突出し該端子挿通孔の少なくとも一部を覆い、前記挿入部に前記電池パックを挿入した際に前記電池パックの挿入側端部と当接する隔壁を設け、該突出部は前記回路基板に設けられた挿入孔に挿入されることを特徴とする充電装置を提供している。

前記電池接続部の前記保持部と前記突出部の前記貫通孔は連通していることが好ましい。

前記突出部は、前記第１のケースと一体に構成されていることが好ましい。

前記突出部は、前記挿入孔に挿入された際に前記回路基板の下方に位置する部分を有することが好ましい。

前記充電端子は前記回路基板に直接取り付けられ、前記回路基板は前記充電端子の下方に位置することが好ましい。

前記第２のケースは前記本体ケース内側に突出するリブを有し、前記回路基板は該リブに当接して前記第２のケース内に収容され、前記回路基板を前記第１のケース及び前記第２のケース間に挟むことにより、前記突出部を前記挿入孔に挿入することが好ましい。

本発明によれば、本体ケースの内側に突出し貫通孔を有する突出部が回路基板の挿入孔に挿入されるように構成したため、雨水が貫通孔に沿って回路基板の挿入孔を介して流れるため、回路基板に雨水がかかることを防止することができる。また、電池接続部を形成する電池保持部の底部に突出部を設けたため、保持部に入り込んだ雨水が自然に底面に集まるため、より自然に突出部の貫通孔に流れるようになり、雨水を貫通孔に導くための部材を設ける必要がなく、複雑な構成にすることなく回路基板に雨水がかかることを防止することができる。さらに、電池接続部の底部に設けられた端子挿通孔を覆う隔壁を設けたため、自然に底部に集まった雨水が端子挿通孔から回路基板上へ流れることを塞き止めることができ、より一層回路基板の防水効果を向上することができる。

請求項２によれは、ガイド部を突出部の突出方向に沿った貫通孔としたため、突出部に流れ込んだ雨水が、その全周を囲まれた貫通孔に沿って流れるため、雨水を確実にガイドでき回路基板に雨水がかかることをより確実に防止することができる。

また、電池接続部の保持部と突出部の貫通孔が連通する構成にしたため、雨水が電気接続部から自然に貫通孔に流れるようになり、雨水を貫通孔に導くための部材を設ける必要がなく、複雑な構成にすることなく回路基板に雨水がかかることを防止することができる。

また、端子挿通孔を覆う隔壁が電池パックの保持部への挿入側端部に当接するため、電池パックの位置決めを正確にでき電池パックと充電装置の各端子の接続を確実にできる。

また、突出部を第１のケースと一体に形成したため、回路基板の防水を複雑な構成にすることなく簡単な構成で実現することができる。

また、突出部の先端部が回路基板の挿入部に挿入された際に回路基板より下方に位置するため、突出部の貫通孔を通った雨水が直接第２ケース側に流れるため、回路基板の防水をより一層強化することができる。

また、第１のケースと第２のケースを組み合わせた際に突出部が回路基板の挿入穴に入ることができるため、充電端子を回路基板に直接取り付けられることができ、充電端子と回路基板をつなぐリード線等の別部材を設ける必要がなく、安価で小型化が可能な充電装置を提供することができる。

また、第２のケースにリブを突設し、回路基板を第１のケースと第２のケースに挟み込み、突出部を回路基板の挿入孔に挿入するようにしたため、回路基板を充電装置内に簡単に位置決めできる。

本発明の実施形態について図１乃至３を用いて説明する。図１は本発明となる充電装置の上面図、図２は図１の断面図、図３は図２の充電装置に電池パックを接続した状態を示す図である。

充電装置１は、電池パック７が接続される電池接続部８と、本体ケース２を構成する上ケース３及び下ケース４と、電池パック７を充電するための不図示の充電回路が搭載される回路基板５から主に構成されており、電源コード１３から不図示の充電回路を介して後述する充電端子６に電力が供給され、充電端子６と電池接続部８に接続された電池パック７の充放電端子９が接触することにより電池パック７を充電することができる。

図１に示すように、充電装置１は、商用電源から電力を供給するための電源コード１３と、電池パック７を接続するための電池接続部８を有している。電池接続部８には、図２、図３に示すように、差込タイプ電池パック７を差し込むための差込部８ａが形成されており、差込部８ａの底部には、電源コード１３から供給された電力を接続された電池パック７に供給するための正極端子６ａと負極端子６ｂからなる充電端子と、電池パック７からの温度情報等の電池パック情報が入力される信号端子６ｃが後述する端子挿通孔１０を介して露出しており、充電端子６ａ、６ｂと信号端子６ｃに対応する電池パック７の端子９を接続することにより電池パック７を充電することができる。また、図１に示すように、電池パック７の充電状態を表示するため、例えば発光ダイオードからなる表示部１４が設けられている。例えば、電池パック７の充電中は発光ダイオードを点灯させ、充電が終了したら点滅させることにより使用者は電池パック７の充電状態を把握することができる。、発光ダイオード等により表示する構成のものに限らずブザーや音声等の音で充電状態を報知するようにしてもよい。また、充電装置を持ち運ぶ際にベルト等を通すためのベルト取付部を有し、使用者が取付部に取り付けたベルトを肩に掛けて容易に持ち運ぶことができる。なお、差込式の充電装置に限らずスライド式の充電装置にも適用可能である。

次に充電装置１の内部について図２及び図３を用いて説明する。充電装置１は、電池接続部８が形成される上ケース３と、回路基板を収納する下ケース４とに２分割されており、上ケース３と下ケース４で本体ケース２を構成している。

下ケース４には、不図示の充電回路を構成する電子部品を搭載した回路基板５が収納されており、回路基板５には、電池パック７の充放電端子９と接続される充電端子６ａ、６ｂ、信号端子６ｃが直接接続されている。また、下ケース４から回路基板５の方へ突出するリブ１５が１つ或いは複数設けられており、このリブ１５は回路基板５の下側に当接して回路基板５を受けるように設けられている。更に、下ケース４の内部側面側には、リブ１５と同様に回路基板５を受けるように受け部１６が設けられている。また、下ケース４には下ケース４の内部と外部を連通する後述する排水口１１が設けられている。

一方、上ケース３には、電池接続部８すなわち差込部８ａが一体的に形成されており、電池接続部８の差込部８ａの底部には、回路基板５に接続された充電端子６ａ、６ｂ、信号端子６ｃが差込部８ａに露出するように、各端子６に対応して端子挿通孔１０が形成されている。また、差込部８ａの底部であって端子挿通孔１０と異なる位置には、差込部８ａの底部から下ケース４側に突出する突出部１７が差込部８ａと一体的に形成され、突出部１７には差込部８ａと下ケース４とを連通するガイド部を形成する貫通孔１８が設けられている。更に、差込部８ａの底部には端子挿通孔１０の外周を囲むようにして差込部８ａの底部から上方（下ケース４側と反対側）に突出した隔壁１９が設けられている。また、差込部８ａ内であって充電装置１の充電端子６の上方には差込部８ａの内側へ突出する（一方の内面から対向する方向へ突出）突出部２０が設けられている。更に、上ケース３の側面側であって下ケース４の受け部１６と対向する位置には、下ケース４の受け部１６と共に回路基板５を挟むための端部２１が設けられている。回路基板５には、上ケース３と一体的に設けらた貫通孔１８を有する突出部１７を挿入するための挿入穴２２が形成されている。

ところで、充電装置１の使用場所として、屋内だけでなく屋外でも使用されることがある。そのため雨水等が充電装置１にかかった場合、充電装置１の内部にまで浸入してしまうことがある。充電装置１の内部には、充電回路を構成する多数の電子部品が回路基板５上に搭載されており、回路基板５は電池接続部８の差込部８ａ底部に設けられた端子挿通孔１０の下方にも配置されている。従って、上記した図５及び図６に示すように、電池パック７が差込部８ａに接続されていない場合、雨水は差込部８ａから端子挿通孔１０を通って充電装置１内部にまで浸入してしまう。また、電池パック７が差込部８ａに接続されている場合にも、雨水は電池パック７と差込部８ａ間の隙間１２から端子挿通孔１０を通って充電装置１内部にまで浸入してしまう。上記したように端子挿通孔１０の下方には回路基板５が位置しているため、充電装置１内部に浸入した雨水が直接回路基板５や電子部品にかかり、その結果、充電装置１の故障を招くことがある。また、回路基板５を防水剤で保護すること、端子挿通孔１０を避けて回路基板５を配置する等、雨水による故障を防止する方法は考えられるが、防水剤によるコストアップや、回路基板５すなわち充電装置１の大型化を招いてしまう。

そこで、本発明の充電装置１は、電池接続部８の底部に、充電装置１内に連通したガイド部を形成する貫通孔１８を有する突起部１７を、回路基板５の挿入穴２２を貫通するように設けた構成にした。この突出部１７と挿入穴２２の関係について図１乃至図３を用いて詳細に説明する。

図２に示すように、電池パックが接続されていない場合、差込部８ａは外部に対して開口しているため、雨水が直接差込部８ａに入り込んでしまう。また、図３に示すように、電池パック７を接続した場合にも、電池パック７の外面と差込部８ａの内面間の隙間１２から雨水が差込部８ａに入り込んでしまう。しかしながら、本発明によれば、差込部８ａに入り込んだ雨水は、差込部８ａと連通し差込部８ａ底部にガイド部として形成した貫通孔１８を有する突出部１７を設けたことによって、回路基板５にかかることなく下ケース４の排水口１１から排水することができる。すなわち、差込部８ａの底部には下ケース４側に突出し突出方向に沿った貫通孔１８を有する突出部１７が差込部８ａと連通して設けられ、回路基板５にはこの突出部１７が挿入される挿入穴２２が設けられている。さらに、突出部１７の端部は、回路基板５の挿入穴２２に挿入した際に回路基板５の下面と同一位置、或いは回路基板５の下面から下ケース４側に突出した位置にある。従って、差込部８ａに入り込みその底部に達した雨水は、図３の矢印で示すように、突出部１７の貫通孔１８を通って回路基板５の下側（下ケース４側）に流れて下ケース４の排水口１１から充電装置１外部に排水されるため、簡単な構成で回路基板５を防水することができる。

また、差込部８ａと突出部１７の貫通孔１８を連通させたため、差込部８ａの底部に達した雨水が自然に突出部１７の貫通孔１８を通って流れ出るため、特別な部材を設ける必要がなく充電装置１の防水構造を安価で簡単に構成することができる。また、突出部１７の端部を回路基板５の下面と同面、或いは下面より下側に突出した構成としたため、より確実に回路基板５を防水することができる。更に、突出部１７を上ケース３と一体に形成したため、別部品を使用することなく安価に回路基板５を防水することができる。

また、差込部８ａの底部に、端子挿通孔１０を囲むように隔壁１９を設けたため、差込部８ａの底部に達した雨水が隔壁１９により塞き止められ、端子挿通孔１０から回路基板５上に流れることを防止でき、確実に突出部１７の貫通孔１８から雨水を排出することができるため、より確実に回路基板５を防水することができる。また、電池パック７を差込部８ａに挿入した際、隔壁１９は突起部２０と共に電池パック７の位置決め手段を構成することができるため、電池パック７の充放電端子９と充電装置の充電端子６を確実に接続させながら、端子側すなわち端子挿通孔１０から雨水が流れ込むことを防止することができる。

このとき、本発明によれば、差込部８ａの底部に貫通孔１８を有する突出部１７を形成し、この突出部１７が回路基板５の挿入穴２２を貫通して回路基板５の下方に突出しているため、差込部８ａに入り込んだ雨水は、突出部１７の貫通孔１８を通って下ケース４に流れ、さらに、下ケース４に形成した排水口１１から充電装置１の外部に流れ出ることができる。すなわち、回路基板５に雨水が直接当たることなく、雨水を充電装置１の外部に流れ出すことができるため、回路基板５に搭載されている不図示の電子部品が水によって故障してしまうことを防止するすることができる。

さらに、充電装置１は、下ケース４に設けられたリブ１５及び受け部１６に回路基板５の下側を当接させて下ケース４に回路基板５を収容し、その後、図２に示すように上ケース３をはめ合せることにより構成することができる。その際、差込部８ａの設けられた突出部１７が回路基板５の挿入穴２２に入り込むと共に、上ケース３の端部２１と下ケース４の受け部１６とにより回路基板５を挟むことで、本体ケース２内（下ケース４内）に回路基板５を確実に固定保持することができる。従って、回路基板５をネジ等の別部品を使わずに下ケース４に固定することができるため、充電装置１の組み立てが容易となり、部品を減らすことができコストを低減することができる。

以上説明したように、本発明の充電装置によれば、電池接続部８すなわち差込部８ａに本体ケース２内に突出し突出方向に沿った貫通孔１８を有する突出部１７を設け、突出部１７を回路基板５に設けた挿入穴２２に挿入することにより、回路基板５を大型化することなく確実に回路基板５を防水することができ、回路基板５の濡れによって生じる充電不良や充電装置の誤動作、電子部品の腐食による充電回路の故障を防止することができる。また、電池接続部８の差込部８ａと突出部１７の貫通孔１８は連通しており、突出部１７を差込部８ａの底部に設けたため、差込部８ａの底部に達した雨水を、特別な部材を設ける必要なく自然に充電装置１外部に排出することができる。さらに、差込部８ａの底面に端子挿通孔１０を囲む隔壁１９を設けたため、端子挿通孔１０からの雨水の漏れを防止でき、より確実に回路基板５を防水することができる。

なお、本実施形態では、突出部１７にガイド部として貫通孔１８を設ける構成にしたが、差込部８ａに入り込んだ雨水が回路基板５にかからないようにすれば良く、突出部１７の全周に亘って内壁を構成するように貫通孔１８を設けず、突出部１７の突出方向に沿って雨水が流れるように、断面がＣ形のガイド部としても良い。
さらに、隔壁１９が電池パック７の挿入側端部に当接し電池パック７の位置決めができるため、回路基板５の防水を図りながら確実に電池パック７を充電することができる。また、電池接続部８の突出部１７を上ケース３と一体的に構成したため、別部材を設ける必要がなく簡単な構成で充電装置１を構成することができる。

また、下ケース４に回路基板５を支持するリブ１５を設け、回路基板５を下ケース４に収容した状態で上ケース３と下ケース４を組み合わせた際に、回路基板５を上ケース３と下ケース４で挟む構成にしたため、回路基板５を位置決めして保持するための別部材を設ける必要がなく、安価で簡単な構成とすることができる。

また、図１に示すように、充電装置１を持ち運ぶ際にベルト等を引っ掛けるフック部３０を有しており、持ち運び時等にフック部３０にベルトを引っ掛けて使用者の肩に掛けることができるように構成している。

本発明になる充電装置の一実施形態を示す上面図である。本発明になる充電装置の一実施形態を示す図１の断面図ある。本発明になる図２の充電装置に電池パックを接続した状態を示す断面図である。従来技術になる充電装置の一実施形態を示す上面図である。従来技術になる充電装置の一実施形態を示す図４の断面図ある。従来技術になる図５の充電装置に電池パックを接続した状態を示す断面図である。

符号の説明

１は充電装置、２は本体ケース、３は上ケース、４は下ケース、５は回路基板、６は充電端子、７は電池パック、８は電池接続部、９は電池パックの充放電端子、１０は端子挿通孔、１１は排水口、１２は隙間、１３は電源コード、１４は表示部、１５はリブ、１６は受け部、１７は突出部、１８は貫通孔（ガイド部）、１９は隔壁、２０は突起部、２１は上ケース端部、２２は挿入穴である。

Claims

電池パックを保持する電池接続部と、
該電池接続部の下方に位置し前記電池パックの端子と接続する充電端子が設けられる回路基板と、
前記電池接続部が設けられる第１のケースと、
該第１のケースと共に本体ケースを形成し、該本体ケース内に浸入した水を排出する排出口を有する第２のケースと、
を備えた充電装置において、
前記電池接続部は、前記電池パックを保持する保持部を有し、
該保持部は、前記電池パックを挿入する挿入部と、該挿入部の底部に前記本体ケースの内側方向に突出しており突出方向に沿って貫通孔が形成された突出部と、前記充電端子が挿通する端子挿通孔とを有し、該端子挿入孔の外周には前記保持部の底部から前記本体ケース外側方向に突出し該端子挿通孔の少なくとも一部を覆い、前記挿入部に前記電池パックを挿入した際に前記電池パックの挿入側端部と当接する隔壁を設け、
該突出部は前記回路基板に設けられた挿入孔に挿入されることを特徴とする充電装置。
前記電池接続部の前記保持部と前記突出部の前記貫通孔は連通していることを特徴とする請求項１記載の充電装置。
前記突出部は、前記第１のケースと一体に構成さ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。
前記突出部は、前記挿入孔に挿入された際に前記回路基板の下方に位置する部分を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の充電装置。
前記充電端子は前記回路基板に直接取り付けられ、前記回路基板は前記充電端子の下方に位置することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の充電装置。
前記第２のケースは前記本体ケース内側に突出するリブを有し、前記回路基板は該リブに当接して前記第２のケース内に収容され、前記回路基板を前記第１のケース及び前記第２のケース間に挟むことにより、前記突出部を前記挿入孔に挿入することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の充電装置。