JP6084523B2 - 充電器 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、充電式の電動工具のバッテリパックを充電するための充電器に関する。

例えばねじ締め機や切断工具等の充電式電動工具に電源として用いられるバッテリパックは、工具本体から取り外して別途用意した充電器で充電することにより繰り返し使用することができる。充電器は、多くの場合商用の交流１００Ｖを電源とするもので、例えば直流１８Ｖのリチウムイオンバッテリを充電することができる。
また、従来特殊な充電器として、使用者の腰にベルト掛けして用いるタイプの充電器が提供されている。この充電器は、電気コードにより工具本体側に電気的に接続されており、工具本体に取り付けるバッテリパックとは別のバッテリパックを取り付け、この別のバッテリパックを電源とし、電気コードを経て工具本体側のバッテリパックを充電するタイプの充電器が提供されている。
これら各種の充電器について従来より様々な改良が施されている。例えば、下記の特許文献には、充電器の内部を密閉してその耐水性を高めるための技術が開示されている。

特開２０１２−９５４１７号公報

しかしながら、充電器の内部には充電時の動作制御等を行うための充電回路が収容されており、この充電回路の特にトランスやヒートシンクに取り付けたスイッチング素子等は発熱源でもある。このため、充電器の主としてケースを密閉構造として内部の耐水性を高めると、充電回路を熱源とする発熱がケース内部に蓄積されやすくなる。充電回路の発熱が対流して上方へ流れることによりケースの上面が局部的に熱くなる。充電器のケースに、局部的に熱い部分があると、使用者が触れられる場所が少なくなり、持ち運びしにくい。または、使用者が異常や故障と誤解することも考えられる。
本発明は、充電器の表面が局部的に熱くなることを抑制することを目的とする。

上記の課題は、下記の発明によって解決される。
第１の発明は、バッテリパックを充電するための充電器であって、本体ケースの内部に充電回路を備えており、この充電回路の側方に当該充電回路を熱源とする発熱を吸収する放熱リブを複数並列に備えた充電器である。
第１の発明によれば、複数並列に配置された放熱リブにより本体ケース内部の発熱が比較的熱くなりにくい本体ケースの側部に吸収されて比較的熱くなりやすい上面側との温度バランスがとられる。その結果、何ら対策を施さない場合と比較して、本体ケースの上面側の温度上昇を大幅に低下させることができる。
第２の発明は、第１の発明において、放熱リブを、本体ケースの側部の内面から内方へ向けて張り出す状態に設けた充電器である。
第２の発明によれば、本体ケースの側部内面から内方へ向けて張り出す放熱リブにより、充電回路の発熱が効率よくケース外部に放出される。
第３の発明は、第１又は第２の発明において、充電回路を熱源とする発熱により本体ケースに温度の不均衡が発生する場合に、放熱リブを温度の低い部分に設けた充電器である。
第３の発明によれば、充電回路の発熱による熱気が放熱リブに吸収されることにより本体ケースの例えば上部と側部との間の温度の不均衡が緩和される。本体ケースの温度バランスが取られる結果、当該本体ケースの全体から放熱することができる。
第４の発明は、第１〜第３の何れか１つの発明において、放熱リブを、本体ケースと同一の素材で一体に成形して設けた充電器である。
第４の発明によれば、１回の成形工程で本体ケースに放熱リブを設けることができるので、当該本体ケースひいては充電器の製作コストを低減することができる。
第５の発明は、第１〜第４の何れか１つの発明において、本体ケースは、正面にバッテリパックを取り付けるためのバッテリ取り付け部を備えたケース本体部の背面側開口に、ケース底板部を突き合わせて結合した構造を備えており、放熱リブが、ケース本体部の正面側から背面側開口に至って延びる充電器である。
第５の発明によれば、面積の大きな放熱リブを設けることによりその吸熱効果を高めることができる。また、放熱リブを、ケース本体部の正面側から背面側開口に至って延びる状態に設ける構成であるので、当該放熱リブをケース本体部と一体に成形して設ける場合に成形型の型抜きが容易になり、当該成形型及び成形工程の簡略化を図ることができる。
第６の発明は、第１〜第５の何れか１つの発明において、本体ケースが密閉構造を有する充電器である。
第６の発明によれば、本体ケースの防水性及び防塵性を高めることができる。本体ケースが密閉構造であることにより、当該本体ケースの内部により熱がこもりやすくなって放熱性が低下するが、放熱リブにより効率よく放熱できることから、当該本体ケースが局部的に高温になる等の温度の不均衡を緩和することができ、この点で特に密閉構造の本体ケースに放熱リブを設けることに大きな意義がある。
第７の発明は、第１〜第３の何れか１つの発明において、放熱リブが金属製である充電器である。
第７の発明によれば、放熱リブについてその吸熱性及び放熱性を一層高めることができる。
第８の発明は、第１〜第７の何れか１つの発明において、充電回路を熱源として本体ケースに温度の不均衡が発生する場合に、本体ケースの温度の高い側部と充電回路との間に断熱リブを備えた充電器である。
第８の発明によれば、本体ケースの側部のうち充電回路を熱源とする発熱により局部的に温度が高くなることを断熱リブにより抑制することができる。この断熱リブの遮熱効果と放熱リブの吸熱効果との相乗作用により本体ケースの温度の不均衡を緩和して当該本体ケースの全体からの放熱量を高めることができる。
第９の発明は、本体ケースの内部に充電回路を備えた電気機器であって、充電回路の側方に当該充電回路を熱源とする発熱をケースの外部に放熱するための放熱リブを複数並列に備えた電気機器である。
第９の発明によれば、例えばバッテリパックの充電器等の電気機器において、充電回路を発熱源とする本体ケースの局部的な温度上昇を抑制して本体ケース全体の温度の不均衡を緩和することができ、これにより放熱リブの放熱効果を高めて本体ケースの放熱を効率よく行うことができる。

本実施形態に係る充電器を正面側から見た斜視図である。 本実施形態に係る充電器を背面側から見た斜視図である。 本実施形態に係る充電器の内部を一部破断して示した正面側の斜視図である。 ケース本体部の斜視図である。本図は、ケース底板部を取り外してケース本体部の内部を背面側から見た状態を示している。 ケース底板部を正面側（内面側）から見た斜視図である。

次に、本発明の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１及び図２は、本実施形態に係る充電器１を示している。本実施形態では、作業者が携帯するタイプの充電器１を例示する。この充電器１は腰ベルト２により作業者の腰に吊り下げておくことができる。
この充電器１は、本体ケース１０の正面にバッテリパック３を取り付けるためのバッテリ取り付け部２０を備えている。この充電器１によれば、バッテリ取り付け部２０に取り付けたバッテリパック３を電源として、使用中の電動工具（図示省略）に取り付けた別のバッテリパックを取り付けたままで充電することができる。
本体ケース１０は、正面側のケース本体部１１の背面側開口に平板形状のケース底板部１２を結合した構造を備えている。図４にケース本体部１１が単独で示され、図５にケース底板部１２が単独で示されている。ケース本体部１１とケース底板部１２はそれぞれ合成樹脂の成形により製作されている。図２に示すようにケース本体部１１の背面側開口を塞ぐ状態でケース底板部１２がビス１５〜１５によりビス止めされて本体ケース１０が構成されている。また、図４に示すようにケース本体部１１の開口端面には、細長い凹溝１１ｃが全周にわたって設けられている。これに対して図５に示すようにケース底板部１２の正面側端面には細い突条１２ｂが全周にわたって設けられている。凹溝１１ｃ内に沿って突条１２ｂを嵌め合わせた凹凸係合状態で、ケース本体部１１にケース底板部１２が相互に結合されている。これにより当該本体ケース１０は密閉構造を有しており、その防水性及び防塵性が高められている。
ケース底板部１２の左右側部に腰ベルト２を挿通させるためのベルト掛け部１２ａ，１２ａが設けられている。

図５に示すようにケース底板部１２の正面側（内面側）には、充電回路Ｃを構成する回路基板１３やコンデンサ１４、トランス１７及びヒートシンク１８が配置されている。トランス１７及びヒートシンク１８に取り付けられたスイッチング素子等が発熱源となる。
図１，３，４に示すようにケース本体部１１は、正面側から見て右側に上記バッテリ取り付け部２０を備え、左側に回路収容部２１を備えている。バッテリ取り付け部２０には、左右一対のレール部２０ａ，２０ａが設けられている。バッテリパック３をバッテリ取り付け部２０の上方から下方に向けてスライドさせると、バッテリパック３が左右のレール部２０ａ，２０ａに案内されて取り付けられる。左右のレール部２０ａ，２０ａの間には、正負の端子部２０ｂ，２０ｂが配置されている。正負の端子部２０ｂ，２０ｂの間には、制御信号送受信用のコネクタ２０ｃが配置されている。左右一対のレール部２０ａ，２０ａに沿ってバッテリパック３をスライドさせて取り付けると、正負の端子部２０ｂ，２０ｂとコネクタ２０ｃがバッテリパック３に対してそれぞれ電気的に接続される。
バッテリ取り付け部２０の上部には、バッテリパック３のロック爪が嵌まり込んでその取り付け状態をロックするための係合凹部２０ｄが設けられている。
バッテリ取り付け部２０の下方であって、本体ケース１０の下面からは、電源コード１６が引き出されている。この電源コード１６の先端側は、作業者が把持する電動工具に接続されている。この電源コード１６を経て、電動工具に装着したバッテリパックを充電するための電力が当該充電器１から供給される。この充電器１でバッテリパックを充電しつつ、作業者は電動工具を使用することができるので作業を効率よく迅速に進行させることができる。

図３に示すように回路収容部２１の内側に充電回路Ｃが収容されている。回路収容部２１の内面側には、断熱リブ２２と複数の放熱リブ２３〜２３が設けられている。断熱リブ２２は、充電回路Ｃの上方であって回路収容部２１の上部に一体に成形されている。断熱リブ２２は、ケース本体部１１の上面壁部１１ａとの間に空間部２２ａをおいて設けられている。充電回路Ｃの発熱による熱気は、上方に位置するこの断熱リブ２２に吸収され、かつ空間部２２ａの熱伝導率が低いことからケース本体部１１の上面壁部１１ａに伝わりにくくなっている。
放熱リブ２３〜２３は、充電回路Ｃの左側方であって本体ケース１０の左側部内面に沿って同じく一体に成形されている。この放熱リブ２３〜２３は、ケース本体部１１の左側壁部１１ｂの内面から内方（右方向）へ向けて相互に平行に張り出す状態に設けられている。また、各放熱リブ２３は、左側壁部１１ｂの正面側から背面側開口（ケース底板部１２の突き合わせ部）に至る幅方向の全範囲にわたって延びている。本実施形態では、７枚の放熱リブ２３〜２３が左側壁部１１ｂの上側ほぼ半分の範囲に設けられている。この放熱リブ２３〜２３によって充電回路Ｃの発熱による熱気が吸収されて、ケース本体部１１の左側壁部１１ｂに伝わりやすくなっている。
充電回路Ｃを構成するトランス１７やヒートシンク１８に取り付けたスイッチング素子を主たる発熱源とする発熱による熱気は上方へ流れる性質を有することから、何ら対策を施さない場合には本体ケース１０の上面側の側壁が他の部位よりも加熱されて当該上面側の側壁について本体ケース１０に局部的に熱い部位が発生する。このように本体ケースの特に上面が局部的に熱くなる問題は、熱気をより分散して吸収することにより解消することができる。係る観点から、上記例示したように充電回路Ｃから上方へ流れる熱気を断熱リブ２２により形成した空間部２２ａにおける空気層の断熱性によりケース本体部１１の上面壁部１１ａに伝わりにくくする一方、比較的温度が上がりにくい左側壁部１１ｂについて放熱リブ２３〜２３により熱を伝わりやすくすることより、本体ケース１０の温度バランスをとって局部的に熱くなる部位をなくすことができる。

以上例示した充電器１によれば、断熱リブ２２により本体ケース１０の上面壁部１１ａの加熱を抑制する一方、放熱リブ２３〜２３により本体ケース１０の左側壁部１１ｂの放熱性を高めることにより当該本体ケース１０の温度バランスが良くなり、結果として当該本体ケース１０の放熱性を高めることができる。
また、充電回路Ｃの発熱により本体ケース１０の特に上面（上面壁部１１ａ）が局部的に熱くなることがなくなるので、当該充電器１を腰ベルト２により腰に巻き付けて携帯する際に背中が熱くなることがない。
また、ケース本体部１１の背面側開口にシール部材を挟み込んでケース底板部１２を結合することにより当該本体ケース１０の防水性及び防塵性を確保する構成を例示したが、係る密閉構造の本体ハウジング１０について放熱リブ２３〜２３を設けて本体ケース１０の温度バランスを取ることに大きな意義がある。

以上説明した実施形態には種々変更を加えることができる。例えば、断熱リブ２２を省略して充電回路Ｃの左側方に設けた放熱リブ２３〜２３によってのみ本体ケース１０の温度バランスをとる構成としてもよい。
また、複数の放熱リブ２３〜２３をケース本体部１１の成形時に一体に設けた構成を例示したが、同じ樹脂材料を素材として別途成形した放熱リブをケース本体部１１の左側壁部１１ｂの内面に取り付ける構成としてもよい。このことから、複数の金属製の放熱リブをケース本体部１１の左側壁部１１ｂの内面に取り付ける構成としてもよい。
さらに、電動工具に取り付けたバッテリパックを取り付けたままで充電するための充電器であって、バッテリ取り付け部２０に取り付けたバッテリパック３を充電のための電源とする充電器１を例示したが、電動工具から取り外したバッテリパックをバッテリ取り付け部２０に取り付けて充電する形態の充電器であって、商用１００Ｖ電源を充電するための電源とする充電器についても同様に適用することができる。

１…充電器
２…腰ベルト
３…バッテリパック（充電のための電源）
１０…本体ケース
１１…ケース本体部、１１ａ…上面壁部、１１ｂ…左側壁部、１１ｃ…凹溝
１２…ケース底板部、１２ａ…ベルト掛け部、１２ｂ…突条
１３…回路基板
１４…コンデンサ
１５…ビス
１６…電源コード
１７…トランス
１８…ヒートシンク
２０…バッテリ取り付け部
２０ａ…レール部、２０ｂ…端子部、２０ｃ…コネクタ、２０ｄ…係合凹部
２１…回路収容部
Ｃ…充電回路
２２…断熱リブ、２２ａ…空間部
２３…放熱リブ

Claims (8)

1. バッテリパックを充電するための充電器であって、本体ケースの内部に充電回路を備えており、該充電回路の側方であって、使用時に該充電回路の上方となる上面壁部を除いて前記本体ケースの側壁部の内面に、該充電回路を熱源とする発熱を吸収する放熱リブを複数並列に備えた充電器。
2. 請求項１記載の充電器であって、前記放熱リブを、前記本体ケースの側壁部の内面から内方へ向けて張り出す状態に設けた充電器。
3. 請求項１又は２記載の充電器であって、前記放熱リブを、前記本体ケースと同一の素材で一体に成形して設けた充電器。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載した充電器であって、前記充電対象であるバッテリパックを第１のバッテリパックとしたときに、前記本体ケースは、正面に前記第１のバッテリパックを充電するための電源としての第２のバッテリパックを取り付けるためのバッテリ取り付け部を備えたケース本体部の背面側開口に、ケース底板部を突き合わせて結合した構造を備えており、前記放熱リブが、前記ケース本体部の正面側から背面側開口に至って延びる充電器。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載した充電器であって、前記本体ケースが密閉構造を有する充電器。
6. 請求項１又は２に記載した充電器であって、前記放熱リブが金属製である充電器。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載した充電器であって、前記本体ケースの上面壁部と前記充電回路との間に断熱リブを備え、該断熱リブと前記上面壁部との間に断熱用の空間部を配置した充電器。
8. 本体ケースの内部に充電回路を備えた電気機器であって、前記充電回路の側方であって、使用時に該充電回路の上方となる上面壁部を除いて前記本体ケースの側壁部の内面に、該充電回路を熱源とする発熱を吸収して前記本体ケースの外部に放熱するための放熱リブを複数並列に備えた電気機器。

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