JP6124574B2 - ポータブル電源装置 - Google Patents
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Description
この構造では、ベルトの付け外しで充電式バッテリを着脱でき、ベルトによる連結状態では、筺体の上部に設けた把手を用いて運搬できるように構成されている(特許文献1参照)。
このため、充電式バッテリと給電ユニットケースとを個別に取り扱うことができ、これらが一体に構成された構造のものに比べて、流通過程での便宜を図り得る点で有用なものである。
そして、筺体は運搬用の把手を備えて充電式バッテリも一緒に運搬可能であるが、重い充電式バッテリも一緒に運搬可能であるように強度の高い構造である必要がある。このため、ベルトを用いたことでの軽量化は図り得ても、筺体自体は頑丈で比較的大型化し易いものである。
また、充電式バッテリを専用の充電装置にセットしたり、給電ユニットケースとは別の給電対象に対して接続する際には、その充電式バッテリを給電ユニットケースから取り外して単独で持ち運ぶことになるが、重い充電式バッテリが単独では持ち運び難い形状のものであり、扱い難いという問題があった。
上記課題を解決するために講じた本発明の技術手段は、充電式バッテリと、外部への給電用出力部を有した給電ユニットケースとを備え、前記給電ユニットケースに給電用の電子回路基板、及び前記電子回路基板に対する冷却用のヒートシンクが装備され、前記給電ユニットケースに対して前記充電式バッテリが着脱可能に構成され、前記給電ユニットケースに、前記充電式バッテリを上方側からの差し込み操作で載置可能な凹入載置部が設けられ、前記給電ユニットケースは、装着状態における前記充電式バッテリの横側部に相対向して前記凹入載置部の一部を構成する中央側壁部と、その中央側壁部との間に所定間隔を隔てて相対向する外方側壁部とを備え、かつ、前記外方側壁部の外側に位置して前記ヒートシンクが装着され、前記外方側壁部の内側に位置して前記給電用の電子回路基板が装着され、その電子回路基板と前記中央側壁部との間に断熱用空間が形成されており、前記給電ユニットケースは、前記凹入載置部の下方に位置する底板部と、前記凹入載置部の底部と前記底板部との間に前記断熱用空間に連通する状態で形成された空間と、を備え、前記充電式バッテリは、当該充電式バッテリの底部に設けられた出力用端子を備え、前記凹入載置部は、当該凹入載置部の前記底部に設けられ、前記充電式バッテリの装着状態において前記出力用端子が接続する通電接続部を備え、前記通電接続部の下端側部が前記空間に位置していることである。
上記解決手段1にかかる発明によると、着脱可能な充電式バッテリは給電ユニットケースの横側部に位置して放熱し易い状態で装着されているとともに、給電用の電子回路基板は充電式バッテリとの間に、中央側壁部と断熱用空間とが存在する状態で位置している。
したがって、発熱源である充電式バッテリの発熱が電子回路基板には伝わり難い状態となり、かつもう一つの発熱源である電子回路基板からの発生熱は、外方側壁部の外側に設けた冷却用のヒートシンクの放熱作用によってケース外に放散され、効果的に冷却され易いものである。
しかも、冷却手段としてヒートシンクを用いているので、無用な騒音発生を避けられ、静けさが要望される箇所での電源供給も支障なく行い易いという利点がある。
上記課題を解決するために講じた本発明の他の技術手段は、前記給電ユニットケースの前記外方側壁部に開口部が形成されていて、この開口部の存在箇所を含めて前記外方側壁部に沿う取付板が設けられ、この取付板のケース内方側に前記電子回路基板が取り付けられ、前記外方側壁部の外側に装着される前記ヒートシンクが、前記開口部に対向して配設されているということである。
上記の解決手段2にかかる発明によると、電子回路基板の取付板が、外方側壁部に形成された開口部の存在箇所を含めて設けられ、その開口部に対向する状態に設けられたヒートシンクと取付板とが互いに近接して熱伝導されやすい状態で位置する。
したがって、給電ユニットケースの内部に配設された電子回路基板からの発生熱が、開口部に存在する取付板を介して、及び開口部を介して接触する給電ユニットケースの内部空気の保有熱が、給電ユニットケースの外部に配設されたヒートシンクに伝達されて、効率よく放熱され易いという利点がある。
上記課題を解決するために講じた本発明の他の技術手段は、前記ヒートシンクは、前記開口部に対向する平板状の台板部と、その台板部に対してほぼ垂直に立設された多数の放熱板部とを備え、かつ、前記台板部が前記開口部の周縁よりも外側に外周縁を有して前記開口部の全体を閉塞するように構成されているということである。
上記の解決手段3にかかる発明によると、ヒートシンクが外方側壁部に形成されている開口部を閉塞する状態で配設されている。したがって、開口部の形成によってヒートシンクによる放熱性能を高めながら、そのヒートシンク自体が開口部の閉塞手段として役立っているので、構造の複雑化を招くことなく、給電ユニットケース内への雨水や水たまりからの水分の浸入を阻止可能な構造とし得る効果がある。
上記課題を解決するために講じた本発明の他の技術手段は、前記充電式バッテリに運搬用の把手が設けられているということである。
上記の解決手段4にかかる発明によると、給電ユニットケースから取り外された充電式バッテリは、それ自体に運搬用の把手が設けられているので、充電の必要が生じた際や、別の給電対象に接続する際に、容易に持ち運びし易いという利点がある。
さらに、把手を備えた充電式バッテリと給電ユニットケースとが固定手段によって着脱可能に構成されているので、給電ユニットケースには把手を備えていない小型のものを採用することができる。また、把手部分を一体に形成する必要もない構造の簡単な構成を採用し易い点でも有利である。
つまり、ポータブル電源装置を持ち運ぶ際に、把手は充電式バッテリに備えられているので、給電ユニットケースには重い充電式バッテリの重量が負荷されずに済む。したがって、給電ユニットケース自体は、把手部分を備えず、かつ重い充電式バッテリの重量を支持可能な頑丈な構造を必要としなくて済み、小型軽量化及び構造の簡素化を図り得るものである。
〔ポータブル電源装置の全体構成〕
図1乃至図3に示されるように、本発明のポータブル電源装置は、着脱自在な充電式バッテリ1と給電ユニットケース2との組み合わせで構成されている。
このように電力供給が可能な充電式バッテリ1と、外部への給電用出力部を有した給電ユニットケース2とを組み合わせることで一体化したポータブル電源装置は、一体化した状態で持ち運び可能であることにより、給電対象箇所の近くまで電源を移動させることができる。したがって、長い電源ケーブルなどを要さずに所望の給電対象箇所に対して電力供給を行える便利さがある。
充電式バッテリ1の下半側が凹入載置部21に差し込まれると、充電式バッテリ1は、給電制御機器内蔵部20の横側部に横並び状態で位置し、この状態で給電ユニットケース2と電気的に通電し接続されるように構成してある。
このように電気的に接続された状態で充電式バッテリ1と給電ユニットケース2とが、後述する固定手段5により連結固定されて一体化された状態となり、この状態で持ち運びできるように構成されている。
充電式バッテリ1は、図1乃至図3に示されるように、バッテリ本体10の底部側に入出力部11(充電式バッテリ1の出力用端子に相当する)を備えている。このバッテリ本体10を、図3に示すように給電ユニットケース2の凹入載置部21に載置することで、その凹入載置部21に設けた通電接続部22と電気的に接続されるように、バッテリ本体10側の入出力部11と、凹入載置部21側の通電接続部22との相対位置を設定してある。
尚、図示はしないが、バッテリ本体10の底部側に設けた前記入出力部11には、充電式バッテリ1を専用の充電用設備に対しても接続可能な入力用端子も備えており、充電式バッテリ1を外部からの電力供給によって充電可能に構成されている。
この三角溝条部10bは、給電ユニットケース2の凹入載置部21の内周面21a側に、充電式バッテリ1が抜き差しされる上下方向に沿って形成された三角突条部21bと同形状に形成され、三角突条部21bに係合して充電式バッテリ1の水平移動を規制しながら上下移動を案内するように構成されている。
ここでは、給電制御機器内蔵部20に近い側に位置する一対の三角溝条部10b,10b及び前記三角突条部21b,21bの間隔L1が、給電制御機器内蔵部20から遠い側に位置する一対の三角溝条部10b,10b及び前記三角突条部21b,21bの間隔L2よりも広く形成されている。
したがって、充電式バッテリ1を給電ユニットケース2の凹入載置部21に差し込み操作する際に、充電式バッテリ1側の一対の三角溝条部10b,10bの間隔L1(又はL2)と、給電ユニットケース2の凹入載置部21における一対の三角突条部21b,21bの間隔L1(又はL2)とが一致する状態としなければ差し込み挿入することができず、誤った向きで差し込まれるような不具合を避けられるように構成してある。
この把手12は、充電式バッテリ1のバッテリ本体10と給電ユニットケース2の給電制御機器内蔵部20との横並び方向で、充電式バッテリ1の中央位置よりも給電制御機器内蔵部20が存在する側に偏った位置に配設されている。
そして、この把手12の中心位置からの垂線CLは、後述するヒートシンク3を装着した状態での、給電ユニットケース2とヒートシンク3との前記横並び方向での幅L3の中央に近い位置にある。これにより、充電式バッテリ1を載置してポータブル電源装置の全体を持ち上げたとき、充電式バッテリ1と、給電ユニットケース2と、ヒートシンク3との全体の重心が、前記把手12の中心位置からの垂線CLの直下近傍に位置するように設定して、持ち上げ運搬時の重量がバランス良く保たれ易いように構成されている。
給電ユニットケース2は、前述した筺状の給電制御機器内蔵部20と、その横一側方へ延出された凹入載置部21とを、合成樹脂製材料で一体成型することにより側面視でL字状を呈するように形成されている。
前記凹入載置部21には、前述したように、バッテリ本体10の底部側に設けられている入出力部11に対して接続される通電接続部22が、その底側上面21cから上方に突出する状態で設けられている。
この底側上面21cには、図4及び図5に示すように、凹入載置部21の長手方向で前記通電接続部22から離れた位置の両側に、水抜き孔23が形成されている。そして水抜き孔23の周辺で、前記通電接続部22の存在箇所を避けた位置の底側上面21cに、水抜き孔23に近い側ほど低くなる傾斜案内面21dを形成して、凹入載置部21の底側上面21cに水が溜まらずスムースに排出され易いように構成されている。
外方側壁部25には、電子回路基板4やヒートシンク3に対する取付板26が取り付けてあり、この取付板26を介して外方側壁部25の内側に電子回路基板4が取り付けられている。また、外方側壁部25の外側にはヒートシンク3が取り付けられている。
つまり、取付板26は、図3に示すように上下方向の中間部でクランク状に屈曲形成され、外方側壁部25の板厚と同程度、もしくはそれよりも少し大きい程度の僅かな段差を有した形状に形成されている。
そして、取付板26のうち、内方側へ突出するように屈曲された上方側板部分26Aが前記開口部25Aの上側で外方側壁部25の内方側に固定され、外方側へ突出するように屈曲された下方側板部分26Bが開口部25Aに入り込んで、その下方側板部分26Bの外向きの面が開口部25Aの周辺の外方側壁部25の外面と面一になるように構成されている。
電子回路基板4は、凹入載置部21に設けられた通電接続部22と電気的に接続されており、充電式バッテリ1から導かれた直流電力を、この電子回路基板4に備えたインバータ回路(図示せず)などを介して100ボルトの交流電力に変換して出力するように構成されている。
そして、平板状の台板部30が開口部25Aの全体を閉塞するように覆う状態で、かつ取付板26の下部側板部分26Bの外向き面に対して接触する状態で、開口部25Aの周辺で外方側壁部25に取り付けてある。したがって、取付板26を介して伝達される給電ユニットケース2内の熱を、ヒートシンク3側へ効率よく伝達するように構成されている。
さらにヒートシンク3の外側は合成樹脂製のヒートシンクカバー32で覆われており、ヒートシンク3が他物に直接接触することを回避できるように構成されている。このヒートシンクカバー32は、ヒートシンク3とは別の位置で外方側壁部25にビス止めして着脱可能に固定されている。
この断熱用空間Sは、共に発熱源となる充電式バッテリ1と電子回路基板4とが、互いに近接して配設されることによる放熱性能の劣化を回避し得るように設けられたものであり、電子回路基板4を中央側壁部24寄りにではなく、外方側壁部25寄りに設けることによって、電子回路基板4と充電式バッテリ1との離間距離をできるだけ大きく確保できるように構成されている。
そして、外方側壁部25寄りに設けられた電子回路基板4は、その取付板26が外方側壁部25に形成された開口部25Aを介して外部のヒートシンク3と間で熱伝導可能な状態で配設されているので、より一層効果的な放熱が行われる状態で設けられている。
この接続コード27の遊端側には、給電対象機器(図示せず)側の入力用端子(図示せず)に対する出力端子27aが設けられており、この出力端子27aを格納状態に位置固定する格納カバー28が給電ユニットケース2の横側面20aの上部側に設けられている。
給電対象機器への電力供給を行わない場合は、接続コード27の出力端子27aを図5に実線で示すように、格納カバー28に格納した状態とする。この状態では、接続コード27の出力端子27aが高い位置にあり、かつ格納カバー28で覆われているので、雨水や、地上の水たまりの水などに触れることを避けられ、また持ち運びの際にも邪魔になりにくい状態に維持できる。
そして、格納状態に位置する出力端子27aを、図1及び図7に仮想線で示すように格納カバー28に格納された状態から同図に実線で示すように取り外すには、次のようにする。つまり、格納カバー28には、前記対向側板28aと、その対向側板28aの充電式バッテリ1側寄りの端縁から給電制御機器内蔵部20の横側面20a側に折り曲げられた前側板28cとにわたって切り欠き部28dを形成してあり、この切り欠き部28dに手指を挿入するなどして、格納カバー28に格納された位置の出力端子27aを押し出し、同図に実線で示されるように取り外された状態とする。
給電ユニットケース2と充電式バッテリ1とは、次のような固定手段5により、互いに連結固定された状態と、その連結固定が解除された状態とに切換可能に構成されている。
上記固定手段5は、図1及び図3乃至図6に示されるように、充電式バッテリ1の下部を上方側から差し込み可能な凹入載置部21を給電ユニットケース2に備え、その給電ユニットケース2の給電制御機器内蔵部20の上部に、平面視で充電式バッテリ1の上側に重なる位置と充電式バッテリ1の上側から外れた位置とに位置変更可能なロック部材50を備えて構成されている。
そして、ロック部材50は、充電式バッテリ1が凹入載置部21から上方側へ抜け出すことを阻止する役割を果たし、これらのロック部材50及び凹入載置部21によって、充電式バッテリ1を上下で挟み込んだ状態に連結固定可能に構成されている。
このロック部材50は、給電制御機器内蔵部20の上部に設けたバネ板52の付勢作用によって、下方側から上方側への付勢力を受けた状態で前記ガイド突起51,51に案内されながらスライド移動するように構成されている。
図3に仮想線で示されるように、ラッチ用突起部50aがバネ板52の頂部を乗り越えて充電式バッテリ1から離れる側に移動すると、ロック部材50の先端側も平面視で充電式バッテリ1の上面に重合する位置から外れて、図1に実線で示すように、充電式バッテリ1の凹入載置部21からの抜き出しが可能になり、給電ユニットケース2と充電式バッテリ1との分離が可能となる。
本発明で用いられる充電式バッテリ1は、給電ユニットケース2に載置して、給電ユニットケース2の給電用出力部としての接続コード27に、給電対象機器として、例えば草刈り機や吸水ポンプ等の各種動力機器を接続したり、照明器具や調理器具、あるいは、音響機器やパソコンや通信機器を接続するなど、各種の用途に用いることができる。
また、充電式バッテリ1自体は、給電ユニットケース2に載置していない状態で、例えば、図8に示すように、耕耘機6の駆動用モータ60に対する電力供給用の電源として用いることのできるものである。この場合、耕耘機6には前記給電ユニットケース2の凹入載置部21と同様な構造のバッテリ装填部61が設けられている。このとき、充電式バッテリ1の把手12がバッテリ本体10と給電ユニットケース2の給電制御機器内蔵部20との横並び方向で、充電式バッテリ1の中央位置よりも給電制御機器内蔵部20が存在する側に偏った位置に配設されているので、充電式バッテリ1を図8に示すような傾いた姿勢に操作し易く、バッテリ装填部61に対する挿抜操作を行い易いものである。
したがって、上記構造の充電式バッテリ1は、ポータブル電源装置の電力供給源として用いることの他、上記構造の耕耘機6に対する動力源として用いることもできる。
上記の実施形態では、固定手段5として、充電式バッテリ1の下部を上方側から差し込み可能な凹入載置部21とスライド操作可能なロック部材50とを用いたものであるが、このような構造に限られるものではない。
例えば、図示はしないが、充電式バッテリ1側に適宜係合部を設け、給電ユニットケース2側に揺動して姿勢切換可能なフック部材を設けて、そのフック部材を充電式バッテリ1の係合部に係脱させることで、連結固定状態と、固定解除状態とに切り換えられるように構成してもよい。
同様に、充電式バッテリ1側に揺動して姿勢切換可能なフック部材を設けて、そのフック部材と係合する係合箇所を給電ユニットケース2側に設けて連結固定されるように構成してもよい。
その他の構成は、前述した実施形態と同様の構成を採用すればよい。
上記の実施形態では、充電式バッテリ1の入出力部11をバッテリ本体10の底面側に設け、給電ユニットケース2の通電接続部22を凹入載置部21の底側上面21cに設けた構造のものを例示したが、これに限られるものではない。
例えば、充電式バッテリ1の入出力部11をバッテリ本体10の横側面側に設け、給電ユニットケース2の通電接続部22をバッテリ本体10の横側面側に対向する位置に設けてもよい。この場合、給電ユニットケース2に対する充電式バッテリ1の搭載方向を上下方向ではなく水平横方向となるように構成するとよい。
その他の構成は、前述した実施形態と同様の構成を採用すればよい。
上記の実施形態では、ヒートシンク3を給電ユニットケース2の外方側壁部25の下部に形成された開口部25Aの周辺にビス止めするなどして連結した構造のものを示したが、これに限られるものではない。
例えば、外方側壁部25に電子回路基板4を取り付けるための取付板26に対して、直接に、あるいは適宜熱伝導部材を介してヒートシンク3を取り付けるように構成してもよい。
その他の構成は、前述した実施形態と同様の構成を採用すればよい。
上記の実施形態では、給電ユニットケース2内に設けた電子回路基板4に、インバータ回路などを用いた給電用の電子回路を設けた構造のものを例示したが、これに限られるものではない。
例えば、図示しないが電子回路基板4に充電用の電子回路を設けるようにしてもよい。
上記の実施形態では、給電ユニットケース2からの給電用出力部として、給電制御機器内蔵部20の横側部から導出された可撓性を有した接続コード27を設けた構造のものを例示したが、これに限られるものではない。
例えば、図示しないが給電制御機器内蔵部20の上部に出力用のコネクタを設けて、給電対象機器の入力用端子を差し込み可能に構成したり、給電制御機器内蔵部20の上部から接続コード27を延出したり、あるいは給電ユニットケース2内に巻き取り可能な伸縮コードを設けるなど、各種の構造を採用可能である。
その他の構成は、前述した実施形態と同様の構成を採用すればよい。
2 給電ユニットケース
3 ヒートシンク
4 電子回路基板
11 出力用端子
12 把手
21 凹入載置部
22 通電接続部
24 中央側壁部
25 外方側壁部
25A 開口部
26 取付板
30 台板部
31 放熱板部
S 断熱用空間
Claims (4)
- 充電式バッテリと、
外部への給電用出力部を有した給電ユニットケースとを備え、
前記給電ユニットケースに給電用の電子回路基板、及び前記電子回路基板に対する冷却用のヒートシンクが装備され、
前記給電ユニットケースに対して前記充電式バッテリが着脱可能に構成され、
前記給電ユニットケースに、前記充電式バッテリを上方側からの差し込み操作で載置可能な凹入載置部が設けられ、
前記給電ユニットケースは、装着状態における前記充電式バッテリの横側部に相対向して前記凹入載置部の一部を構成する中央側壁部と、その中央側壁部との間に所定間隔を隔てて相対向する外方側壁部とを備え、かつ、前記外方側壁部の外側に位置して前記ヒートシンクが装着され、前記外方側壁部の内側に位置して前記給電用の電子回路基板が装着され、その電子回路基板と前記中央側壁部との間に断熱用空間が形成されており、
前記給電ユニットケースは、前記凹入載置部の下方に位置する底板部と、前記凹入載置部の底部と前記底板部との間に前記断熱用空間に連通する状態で形成された空間と、を備え、
前記充電式バッテリは、当該充電式バッテリの底部に設けられた出力用端子を備え、
前記凹入載置部は、当該凹入載置部の前記底部に設けられ、前記充電式バッテリの装着状態において前記出力用端子が接続する通電接続部を備え、
前記通電接続部の下端側部が前記空間に位置しているポータブル電源装置。 - 前記給電ユニットケースの前記外方側壁部に開口部が形成されていて、この開口部の存在箇所を含めて前記外方側壁部に沿う取付板が設けられ、この取付板のケース内方側に前記電子回路基板が取り付けられ、前記外方側壁部の外側に装着される前記ヒートシンクが、前記開口部に対向して配設されている請求項1記載のポータブル電源装置。
- 前記ヒートシンクは、前記開口部に対向する平板状の台板部と、その台板部に対してほぼ垂直に立設された多数の放熱板部とを備え、かつ、前記台板部が前記開口部の周縁よりも外側に外周縁を有して前記開口部の全体を閉塞するように構成されている請求項2記載のポータブル電源装置。
- 前記充電式バッテリに運搬用の把手が設けられている請求項1〜3のいずれか一項記載のポータブル電源装置。
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US11967728B2 (en) | 2021-02-22 | 2024-04-23 | Makita Corporation | Battery pack |
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