JP7060674B2 - 可搬型バッテリの充電器 - Google Patents
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Description
本発明は、2018年3月12日に、日本に出願された特願2018-044466号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
(1)本発明の態様に係る可搬型バッテリの充電器は、電動車両に用いられる可搬型のバッテリ(45)の充電器(1)の内部に配置された冷却ファン(28)と、前記充電器(1)が設置される設置面(FL)に対向する第一面(1a)と、前記第一面(1a)よりも前記設置面(FL)から離反する第二面(1b)と、を備え、前記第一面(1a)は、前記第二面(1b)よりも小さく、側面視で、前記充電器(1)の側壁(3)は、前記第一面(1a)に沿う第一辺が前記第二面(1b)に沿う第二辺よりも短い台形形状をなし、前記バッテリ(45)を載置するバッテリ室(6)と、前記バッテリ(45)の充電制御を行う基板(71,72)を格納する基板室(7)と、を更に備え、前記第一面(1a)から前記第二面(1b)に向けて、前記冷却ファン(28)、前記基板室(7)、前記バッテリ室(6)の順に配置され、前記基板室(7)と前記側壁(3)との距離は、前記バッテリ室(6)と前記側壁(3)との距離よりも小さく、前記第二面(1b)の角部は、弧状をなし、前記バッテリ室(6)は、前記バッテリ(45)を1つのみ配置可能であり、前記充電器(1)は、前記バッテリ室(6)を1つのみ有し、前記側壁(3)を外方から覆うカバー部材(4)と前記側壁(3)との間には、冷却風を導入可能または排出可能に開口する隙間部(38)が設けられ、前記隙間部(38)よりも前記設置面(FL)に近接する位置には、前記冷却風を排出可能に開口する排出口(25)または前記冷却風を導入可能に開口する導入口(25)が設けられ、前記バッテリ室(6)のバッテリ室側壁(61)と前記側壁(3)の内面との間の隙間、および前記基板室(7)と前記側壁(3)の内面との間の隙間(15)を通じて上下方向に前記冷却風を流通可能な冷却風通路(V1)が設けられている。
(7)上記(6)に記載の可搬型バッテリの充電器では、前記ガイド機構(11)を支持する連結柱(53)は、前記冷却風通路(V1)に配置されていてもよい。
図1に示すように、充電器1は、充電器1底部を構成する基台2と、充電器1側壁を構成する外装体3と、バッテリ45(図10参照)を挿入可能かつ取り出し可能に開口する開口部39(以下「バッテリ開口39」ともいう。)を形成するカバー部材4と、充電器1の骨格を構成するフレーム5(図6参照)と、バッテリ45を載置するバッテリ室6(図5参照)と、バッテリ45の充電制御を行う基板を格納する基板室7(図5参照)と、バッテリ45を載置可能なステージ8と、バッテリ45に嵌合可能な端子部9(図5参照)と、端子部9へのバッテリ45の嵌合速度を抑制する緩衝機構10(図6参照)と、ステージ8を案内するガイド機構11(図6参照)と、充電器1の内部に配置された冷却ファン28(図3参照)と、を備える。
図3の下面視で、基台2は、左右方向に長手を有する矩形状をなしている。基台2の四つの角部は、外方に凸の弧状をなしている。図5に示すように、基台2は、充電器1の構成要素を下方から支持する基台本体20と、基台本体20の四隅から床面に向けて延出する脚部21と、基台本体20の四辺から上方に延出する基台フランジ22と、を備える。
図3において、符号27は電源プラグ、符号28は冷却ファンをそれぞれ示す。
図4の前面視で、外装体3(充電器1の側壁3)は、充電器1の下面1aに沿う下辺が充電器1の上面1bに沿う上辺よりも短い台形形状をなしている。外装体3は、上側ほど開口面積が広がるように上下方向に延びる矩形筒状をなしている。外装体3の下端は、基台2に結合されている。
図2の上面視で、カバー部材4は、左右方向に長手を有する矩形枠状をなしている。図2の上面視で、カバー部材4の外形は、基台2(図3参照)の外形よりも大きい。カバー部材4の四つの角部(充電器1の上面1bの角部)は、外方に凸の弧状をなしている。
図9の上面視で、バッテリ45は、左右方向に延在する前辺45aと、後方に凸の湾曲形状をなす後辺45bと、前後方向に延在する左右一対の左辺45cおよび右辺45dと、を有している。図9、図10において符号46は、バッテリ45を把持するための把持部(取っ手)を示す。
これにより、バッテリ45を前後逆にした状態でバッテリ45をバッテリ開口39に挿入しようとしても、バッテリ45の後辺45bの凸部がバッテリ開口39の前縁39aに当たるため、バッテリ45をバッテリ開口39に挿入できないようになっている。
図6に示すように、フレーム5は、充電器1の上部に配置された枠状の枠体50と、枠体50と基台2との上下間に配置された板状の第一プレート51と、第一プレート51と基台2との上下間に配置された板状の第二プレート52と、枠体50、第一プレート51および第二プレート52を連結する複数の連結柱53と、を備える。
第一プレート51および第二プレート52は、基板室7を区画している。第二プレート52は、基台2に連結されている。図6において符号54は、第二プレート52の外周端から下方にL字状に延出して第二プレート52と基台2とを連結する第二プレート連結脚を示す。
連結柱53の上下中間部には、第一プレート51が連結されている。図6において符号55は、第一プレート51の外周端から外方に延出して連結柱53の挿通部(連結部)を形成する第一プレート連結片を示す。
図5に示すように、バッテリ室6は、バッテリ45が載置されるバッテリ室底壁60と、バッテリ室底壁60に接続されるバッテリ室側壁61と、を備える。
バッテリ室側壁61は、バッテリ室底壁60の外周から上方に起立している。
図5に示すように、基板室7は、バッテリ室6の下方に配置されている。上面視で、基板室7は、バッテリ室底壁60の外周縁よりも内側に配置されている。言い換えると、上面視で、基板室7の外形は、バッテリ室底壁60の外形よりも小さい。
基板室7は、バッテリ45(図10参照)の充電制御を行う複数の基板71,72(以下「制御基板71,72」ともいう。)と、複数の制御基板71,72を格納する基板室底壁70と、を備える。
複数の第一制御基板71は、複数の第二制御基板72によって囲まれている。
複数の第二制御基板72は、バッテリ45の充電制御を行う制御回路を内側(基板室7中央)に向けて配置されている。第二制御基板72は、バッテリ室6の側壁として機能する。第二制御基板72の外面は、外装体3の内面と対向している。なお、第二制御基板72の外面には、フィンまたはヒートシンクが設けられていてもよい。
図5に示すように、ステージ8は、バッテリ開口39の内方に配置されている。ステージ8は、上下方向に移動可能である。端子部9は、バッテリ45をステージ8に載置しない状態(図5の二点鎖線で示すステージ8の位置)で、ステージ8の下方に配置されている。ステージ8は、バッテリ45をステージ8に載置したときに、下方に移動することによりバッテリ45を端子部9に嵌合させる。図5において、ステージ8が最下方に移動した状態を実線で示す。
端子開口80は、ステージ8の後部に配置されている。図2の上面視で、端子開口80は、左右方向に延在している。
連通開口81は、ステージ8の前部(端子開口80の前方)に配置されている。図2の上面視で、連通開口81は、左右方向に長手を有する矩形形状をなしている。
ステージ付勢部材95の上端は、枠体50の左右側部に取り付けられている。ステージ付勢部材95の下端は、ステージ支持体90における前下方延出部94の下端に取り付けられている。
図5において、最下方まで移動したステージ8を実線で示し、下方に移動する前(もとの位置)のステージ8を二点鎖線で示す。
図5に示すように、端子部9は、バッテリ45をステージ8に載置しない状態で、ステージ8に対してバッテリ45が載置される側の位置(上側の位置)とは反対側の位置(下側の位置)に配置されている。端子部9は、左右方向に延在する端子支持プレート96に固定されている。端子支持プレート96の左右両端部は、上下方向に延在する柱部材(不図示)を介してバッテリ室底壁60の上面に固定されている。
端子部9において端子支持プレート96の下面よりも下側の部分は、各種配線(不図示)を介して制御基板71,72などに電気的に接続される。
緩衝機構10(図6参照)は、バッテリ45(図10参照)をステージ8に載置したときに、端子部9(図5参照)へのバッテリ45の嵌合速度を抑制する。ここで、嵌合速度は、端子部9がバッテリ45の底部に嵌合するときの速度を意味する。嵌合速度は、嵌合時におけるバッテリ45と端子部9との相対速度である。実施形態では、端子部9はバッテリ室底壁60に対し定位置に固定されているため、嵌合速度はバッテリ45の下方への移動速度(落下速度)となる。実施形態によれば、緩衝機構10を有しない構成と比較して、端子部9へのバッテリ45の嵌合速度が遅くなるため、端子部9に衝撃が発生することを回避することができる。
ガイド機構11(図6参照)は、バッテリ45(図10参照)をステージ8に載置したときに、ステージ8を案内する。
図2の上面視で、ガイド機構11は、バッテリ45の重心位置P2(図9参照)を囲むように複数配置されている。ここで、バッテリ45の重心位置は、バッテリ45の中心位置と実質的に同じ位置である。実施形態において、ガイド機構11は、バッテリ45の重心位置P2を囲む三角形の領域(図2の上面視で逆三角形をなす一点鎖線で囲まれた領域)を形成するように三つ配置されている。
前ガイド機構11は、ステージ8の左右方向中心位置に配置されている。
左ガイド機構11および右ガイド機構11は、ステージ8の前後方向中心位置よりも後方にオフセットした位置に配置されている。
図7に示すように、スライダ110は、ステージ支持体90における第一下方延出部92および第二下方延出部93に固定されている。
図6に示すように、レール111は、連結柱53の上半部の内側部分に固定されている。
図12に示すように、冷却ファン28は、充電器1の左下部に搭載されている。冷却ファン28は、基板室7の下方に配置されている。実施形態においては、充電器1の下面1aから上面1bに向けて、冷却ファン28、基板室7、バッテリ室6の順に配置されている。冷却ファン28は、基台本体20の左部に取り付けられている。
図13は、図5のXIII-XIII断面を含む図である。図13においては、基板室底壁70などの図示を省略している。
図13の上面視で、冷却ファン28は、基台本体20の中央位置に配置されている。図13の上面視で、三つの第二制御基板72は、バッテリ45の充電制御を行う制御回路を内側(基板室7中央)に向けて配置されている。第二制御基板72の内面には、制御回路を含む制御チップが複数設けられている。
図13の上面視で、冷却ファン28は、前第二制御基板72と後第二制御基板72との間の中央位置に配置されている。冷却ファン28と右第二制御基板72との離反間隔は、冷却ファン28と前第二制御基板72(または後第二制御基盤72)との離反間隔よりも大きい。
図9に示すように、カバー本体40には、LED基板130が設けられていてもよい。LED基板130は、カバー本体40とガイド機構11との上下方向間に配置されている。LED基板130は、左右方向に長手を有する長方形板状をなしている。LED基板130には、複数のLED素子131が左右方向に間隔をあけて直線状に並んで配置されている。LED基板130の左右端部は、ガイド機構11を避けた位置で、カバー本体40に取り付けられている。例えば、LED基板130の左右端部は、タッピングねじ等の固定部材132によってカバー本体40に固定されている。上面視で、ガイド機構11は、LED基板130の左右中央部と重なる位置に配置されている。上面視で、ガイド機構11は、LED基板130の前端よりも後方に位置している。
以下、実施形態の充電器1の作用について説明する。
実施形態においては、バッテリ45をステージ8に載置しない状態(以下「初期状態」ともいう。)で、ステージ8はバッテリ開口39の内方に配置されている(図5参照)。
初期状態で、端子部9はステージ8の下方に配置されている。図5において、初期状態の位置にあるステージ8を二点鎖線で示す。
実施形態においては、左右一対のステージ付勢部材95(図6では左のステージ付勢部材95のみ図示)がステージ8を常時上方へ付勢しているため、ステージ8はバッテリ45と共にステージ付勢部材95の付勢力に抗して下方へ移動していく。
加えて、実施形態においては、三つのガイド機構11(図6参照)がステージ8の三辺に一つずつ配置されているため、ステージ8をバッテリ45と共に下方へスムーズに移動させることができる。ステージ8が下方へ移動するに従って、端子開口80からは端子部9が上方に徐々に突出してくる。
実施形態においては、二つの緩衝機構10(図6参照)がステージ8の二辺においてガイド機構11を前後方向外方から挟むように配置されているため、端子部9へのバッテリ45の嵌合時に、端子部9に作用する負荷をバランスよく抑制することができる。
実施形態においては、左右一対のステージ付勢部材95(図6参照)がステージ8を常時上方へ付勢しているため、バッテリ45が載置されていないステージ8を、もとの位置へスムーズに移動させることができる。
以下、実施形態の冷却ファン28の作用について説明する。
実施形態において、冷却ファン28(図12参照)は、充電器1の上部から冷却風を吸込み、充電器1の下部から充電器1の内部を通過した風を吐き出す。
実施形態においては、充電器1の上面1bの角部が弧状をなしているため、充電器1を設置面FLに複数並べて隣接させた場合であっても、隣り合う二つの充電器1の上面1bの角部同士が接触しない(図14参照)。すなわち、図14に示すように、隣り合う二つの充電器1の角部の間に隙間16が生じる。したがって、充電器1の上面1bの角部において風の流れは妨げられ難く、導入口38を通じて充電器1の内部に冷却風をスムーズに導入することができる。
実施形態においては、充電器1の下面1aから上面1bに向けて、冷却ファン28、基板室7、バッテリ室6の順に配置されているため、導入口38からの冷却風は、バッテリ室6、基板室7の順に流れる。したがって、基板室7を通過して暖まった風がバッテリ室6に流れる可能性は低い。
実施形態においては、基台2の凹部23が床面FLとの間に排出口25を形成しているため、充電器1の内部を通過して暖まった風を、充電器1の外部にスムーズに排出することができる。
この構成によれば、充電器1の内部に配置された冷却ファン28を備えることで、冷却ファン28により冷却風を充電器1の内部に送ることができるため、充電器1を冷却することができる。加えて、充電器1は、充電器1が設置される設置面FLに対向する第一面1aと、第一面1aよりも設置面FLから離反する第二面1bと、を備え、第一面1aは、第二面1bよりも小さく、側面視で、充電器1の側壁3は、第一面1aに沿う第一辺が第二面1bに沿う第二辺よりも短い台形形状をなしていることで、以下の効果を奏する。例えば、側面視で充電器の側壁が矩形をなしていると、充電器を設置面に複数並べて隣接させた場合、隣り合う二つの充電器の側壁同士が接触するため、隣り合う二つの充電器の間に熱がこもり易く、冷却性能が低下する可能性が高い。これに対し、この構成によれば、側面視で充電器1の側壁3が台形形状をなしていることにより、充電器1を設置面FLに複数並べて隣接させた場合であっても、隣り合う二つの充電器1の側壁3同士が接触しないため(図15に示すように、隣り合う二つの充電器1の側壁3の間に隙間17が生じるため)、隣り合う二つの充電器1の間に熱がこもり難く、冷却性能が低下する可能性は低い。加えて、充電器1を設置面FLに複数並べて隣接させた場合であっても、隣の充電器1からのもらい熱を抑え、隣り合う二つの充電器1の側壁3の間に生じる隙間17で充電器1を冷却することができる。加えて、充電器1の側壁3は、第一面1aに沿う第一辺が第二面1bに沿う第二辺よりも短い台形形状をなしていることで、第一辺が第二辺よりも長い台形形状をなす場合と比較して、充電器1の設置面積を小さくすることができる。
上記実施形態では、充電器1が設置される設置面を屋内の平坦な床面FLとした例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、充電器1の設置面は、屋外の地面であってもよく、水平面に対して傾斜する傾斜面であってもよい。
この構成によれば、充電器1の側壁3に冷却風用の開口部を設けることなく、充電器1の側壁3とカバー部材4との間の排出口(隙間部)を利用して冷却風の排出を制御することができる。この構成においても、充電器1の側壁3に特別な加工を施す必要がなく、好適である。
すなわち、側壁3とカバー部材4との間には、冷却風を導入可能または排出可能に開口する隙間部38が設けられていてもよい。
この構成によれば、導入口25からの冷却風は、基板室7、バッテリ室6の順に流れ、排出口38から排出されるため、基板(図5に示す第二制御基板72)に冷却風を直接当てることができ、基板の冷却効率が向上する。
図17は、図13に相当する断面を含む図である。図17においては、基板室底壁70などの図示を省略している。
例えば、図17の上面視で、冷却ファン28は、前第二制御基板72の右部と後第二制御基板72の右部との間の中央位置に配置されていてもよい。冷却ファン28と右第二制御基板72との離反間隔は、冷却ファン28と前第二制御基板72(または後第二制御基盤72)との離反間隔よりも小さくてもよい。すなわち、冷却ファン28は、図13の位置よりも、右第二制御基板72に近接する位置に配置されていてもよい。
この構成によれば、冷却ファン28が図13の位置に配置された場合と比較して、右第二制御基板72の冷却効率を高めることができる。
ところで、カバー本体40に下方延出壁220を設けた場合、ステージ8が下方に移動すると、ステージ8とカバー部材4との上下方向間に隙間が生じてしまう。これに対し、本変形例では、枠体212の上下高さを、前記隙間を塞ぐ大きさに設定したことで、ステージ8が下方に移動した場合でも、ステージ8とカバー部材4との間に隙間が生じることを防止することができる。したがって、ステージ8とカバー部材4との間等に物が落ちることなどを防止することができる。
例えば、充電器は、自動二輪車のモバイルバッテリの充電器に限らず、電動車両以外の電気機器の充電器に適用してもよい。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
1a 第一面(下面)
1b 第二面(上面)
3 外装体(側壁)
4 カバー部材
6 バッテリ室
7 基板室
25 排出口、導入口
28 冷却ファン
38 導入口、排出口(隙間部)
39 バッテリ開口(開口部)
45 バッテリ
71,72 制御基板(基板)
FL 設置面
Claims (7)
- 電動車両に用いられる可搬型のバッテリ(45)の充電器(1)の内部に配置された冷却ファン(28)と、
前記充電器(1)が設置される設置面(FL)に対向する第一面(1a)と、前記第一面(1a)よりも前記設置面(FL)から離反する第二面(1b)と、を備え、
前記第一面(1a)は、前記第二面(1b)よりも小さく、
側面視で、前記充電器(1)の側壁(3)は、前記第一面(1a)に沿う第一辺が前記第二面(1b)に沿う第二辺よりも短い台形形状をなし、
前記バッテリ(45)を載置するバッテリ室(6)と、
前記バッテリ(45)の充電制御を行う基板(71,72)を格納する基板室(7)と、を更に備え、
前記第一面(1a)から前記第二面(1b)に向けて、前記冷却ファン(28)、前記基板室(7)、前記バッテリ室(6)の順に配置され、
前記基板室(7)と前記側壁(3)との距離は、前記バッテリ室(6)と前記側壁(3)との距離よりも小さく、
前記第二面(1b)の角部は、弧状をなし、
前記バッテリ室(6)は、前記バッテリ(45)を1つのみ配置可能であり、
前記充電器(1)は、前記バッテリ室(6)を1つのみ有し、
前記側壁(3)を外方から覆うカバー部材(4)と前記側壁(3)との間には、冷却風を導入可能または排出可能に開口する隙間部(38)が設けられ、
前記隙間部(38)よりも前記設置面(FL)に近接する位置には、前記冷却風を排出可能に開口する排出口(25)または前記冷却風を導入可能に開口する導入口(25)が設けられ、
前記バッテリ室(6)のバッテリ室側壁(61)と前記側壁(3)の内面との間の隙間、および前記基板室(7)と前記側壁(3)の内面との間の隙間(15)を通じて上下方向に前記冷却風を流通可能な冷却風通路(V1)が設けられていることを特徴とする可搬型バッテリの充電器。 - 前記第一面(1a)としての前記充電器(1)の下面(1a)は、前記第二面(1b)としての前記充電器(1)の上面(1b)よりも小さく、
側面視で、前記側壁(3)は、前記下面(1a)に沿う下辺が前記上面(1b)に沿う上辺よりも短い台形形状をなしていることを特徴とする請求項1に記載の可搬型バッテリの充電器。 - 前記カバー部材(4)は、前記バッテリ(45)を挿入可能かつ取り出し可能に開口する開口部(39)を形成することを特徴とする請求項1または2に記載の可搬型バッテリの充電器。
- 前記隙間部(38)は、前記第一面(1a)よりも前記設置面(FL)から離反する位置に設けられ、前記冷却風を導入可能に開口する導入口(38)であり、
前記導入口(38)よりも前記設置面(FL)に近接する位置には、前記冷却風を排出可能に開口する前記排出口(25)が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の可搬型バッテリの充電器。 - 前記隙間部(38)は、前記第一面(1a)よりも前記設置面(FL)から離反する位置に設けられ、前記冷却風を排出可能に開口する排出口(38)であり、
前記排出口(38)よりも前記設置面(FL)に近接する位置には、前記冷却風を導入可能に開口する前記導入口(25)が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の可搬型バッテリの充電器。 - 前記バッテリ室(6)に収容され、前記バッテリ(45)を載置可能なステージ(8)と、
前記ステージ(8)を案内するガイド機構(11)と、を更に備え、
前記ガイド機構(11)は、前記冷却風通路(V1)にわたり配置されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の可搬型バッテリの充電器。 - 前記ガイド機構(11)を支持する連結柱(53)は、前記冷却風通路(V1)に配置されている請求項6に記載の可搬型バッテリの充電器。
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