JP7107426B2 - 充電装置 - Google Patents

Description

本発明は電動工具に使用される電池パックの充電装置に関し、特に充電装置の騒音を低減させるものである。

従来の充電装置は、電池パック内の二次電池の高容量化に対応するために充電電流を増大させて容量確保及び充電時間の短縮を行ってきた。しかし、充電電流を増大させると充電装置内の充電回路及び電池パック内の二次電池に大きな電流が流れるため、充電回路及び二次電池の温度上昇が激しいものとなり、二次電池の劣化、故障又は充電回路を形成する素子の故障を招く虞がある。この問題を解決するため、冷却風を発生させる冷却ファンを充電装置内に設け、充電時には充電回路の発熱素子と、電池パック内の二次電池を冷却するようにした充電装置が知られている。特許文献１では、冷却ファンの駆動モードを変更することができ、オフモード又は低騒音モードを選択することで冷却ファンの騒音を低減できるようにした充電装置が開示される。また、特許文献２には、一つの冷却ファンによって電池パックと充電回路の双方を冷却可能にした充電装置が開示される。

特開２００５－２７６７３３号公報 特開２０１５－１９５３５号公報

従来の充電装置では、冷却ファンを充電装置ケースの壁面近傍に設けて、冷却風の開口部（例えば排気口）は冷却ファンと隣接するように配置される。開口部（例えば排気口）から冷却ファンまでの距離が短いと細い棒が差し込まれたような場合に、ファンに到達してしまう虞があるため、排気口となる開口部に、互い違いの柱を有する２段構造の開口部にすることにより細い棒等の異物が冷却ファンに到達しにくいように構成している。従来の開口部の構造を図１０を用いて説明する。

図１０は従来の充電装置３０１の冷却用のファン３３０と排気用の開口部３０６の断面形状を示す図である。従来の充電装置３０１では、充電装置ケース３０２の右側側壁近くにファン３３０が配置され、左側の空間から空気を吸引してファン３３０を通過し、ファン３３０の排気は直線方向にそのまま外部に排出される。排気口となる開口部３０６は、縦方向に細長いスリット状に形成され、ここでは７つのスリットが形成される。充電装置ケース３０２の右側側壁３０７の内側には、平行な壁部３０８が配置され、その壁部３０８に上下方向に細長いスリットを形成するようにした。さらに、壁部３０８の柱状部分と、充電装置ケース３０２の右側側壁３０７の柱状部分は、排気方向にみて重ならないようにした。このため、充電装置ケース３０２の右側側壁から壁面に対して垂直方向に細い棒をまっすぐ差し込んでもファン３３０に突き当たらないので、異物が中に入ってしまう虞を低減できる。しかしながら、開口部のスリットの柱部を２段構造とすると、限られた領域３１１内において開口面積を十分に確保し難くなる上に、排気の流れが直線状で無く、図中の黒矢印で示すように曲がりながら排出されるため、風量低下の原因となってしまう。さらに、ファン３３０と開口部３０６が近い構造とすると、開口部３０６からファン３３０の騒音が直接外部に漏れやすく、充電装置３０１の動作音が大きくなってしまう原因となる。

騒音の問題を解決するために、特許文献１によると、冷却用のファンの回転数を低減させることで動作音を抑えることができる。しかしながら、騒音は下がる一方で、冷却性能が低下するという問題があるため、最大冷却風量を十分確保するように設計する必要が生ずる。特許文献２は、電池パックと充電回路の双方を冷却可能にしているだけで、冷却ファンによる動作音を低減させることについては何ら考慮されていない。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、騒音を低減させるようにした充電装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、冷却ファンによる風量と冷却性能を向上させた充電装置を提供することにある。また、本発明のさらに他の目的は、開口部から冷却ファンに異物が入りにくい構造とした充電装置を提供することにある。

本願において開示される発明のうち代表的な特徴を説明すれば次のとおりである。本発明の一つの特徴によれば、電池パックが着脱可能なケースと、ケースに収容され、電池パックを充電する充電回路部と、充電回路部を冷却する冷却風を発生させるファンと、ケースの壁部に形成され冷却風を排気する開口部と、ファンの下流側から開口部まで延びファンと開口部との間で冷却風が通る冷却風路を形成する風路形成部と、を備えた充電装置とした。充電装置は、開口部を形成するケースの外側縁部と、ファンの開口部に近い側の端部とを結ぶ仮想直線上に、風路形成部の壁部が位置するように配置した。また、冷却風路を充電回路部が搭載される基板の横側又は上側に配置した。また、風路形成部は、ファンの排気方向と交差する横方向に延び横方向と逆方向への流れを防止するガイド部と、ガイド部によって案内された冷却風を電池パックを介さずに排気口に案内するダクト部と、を有するような充電装置とした。

本発明の他の特徴によれば、充電装置のケースを上方から見て左右及び前後の中心線で４等分した場合、開口部（排気口）が４等分したうちの一つの領域内に位置し、ファンの一部又は全部が開口部（排気口）と異なる領域に位置するように構成した。また、ケースを上方から見て左右及び前後の中心線で４等分した場合、ファンの半分以上の部分が４等分したうちの一つの領域内に位置し、開口部（排気口）がファンの半分以上の部分が位置する領域と異なる領域に位置するように構成した。風路形成部は、ファンの排気方向と交差する横方向に延び横方向と逆方向への流れを防止するガイド部と、ガイド部によって案内された冷却風を電池パックを介さずに開口部（排気口）に案内するダクト部と、を有する。また、冷却風路は、ファン側に設けられた第１領域と、第１領域と連続して開口部（排気口）側に設けられた第２領域と、を有し、第２領域の流れ方向の水平断面積の最大幅は、第１領域の最大幅より大きくなるように構成した。

本発明のさらに他の特徴によれば、ケースの上面に電池パックを装着するための電池パック接続部を有し、ファン及び冷却風路は、電池パック接続部の下方に位置する。冷却風路の上下の最大高さＨは、左右の最大幅Ｌ２～Ｌ４より大きい。ケースは、充電回路部を配置する回路配置領域と、回路配置領域とは別に冷却風路を配置する風路配置領域と、を有する。

本発明のさらに他の特徴によれば、充電装置は、充電回路部を冷却する冷却風を発生させ、充電回路部の下流側に配置されたファンと、電池パック接続部と離間してケースに形成され冷却風をケースの外に排気する開口部（排気口）を有する。ファンの排気側と、充電装置の開口部（排気口）とを繋ぎ、電池パックを介さずに冷却風が通る冷却風路を形成する風路形成部を設けた。開口部（排気口）は充電装置のケースの側面に設けられ、風路形成部はケースの内側側面に沿って設けられるように構成した。ケースは、充電回路部を収容する下ケースと、下ケースの上方で下ケースに固定される上ケースと、を備え、風路形成部は上ケース及び下ケースにより形成される。また、ファンは上ケースと下ケースで挟持される。ケースは、ケースに電池パックが装着されている状態で電池パックの開口と対向する第２開口部を備える。ファンは、開口部を介して電池パックを冷却する冷却風を発生させるとともに充電回路部を冷却する冷却風を発生させる。

本発明によれば、騒音を低減させることができる充電装置を提供することができる。また、冷却ファンによる風量と冷却性能を向上させた充電装置を提供することができる。また、開口部から冷却ファンに異物が入りにくい構造とした充電装置を提供することができる。また、ダクト部の長さを長くしたので、ファンと開口部（排気口）を離れた位置に設置することができ、ファンの音を十分減衰させてからケース外に伝達させることができる。また、第２の開口部から細い棒を中に差し込んでもファンの回転部に当たらないように風路形成部を湾曲するように構成したので、開口部のスリット構造を２段にすることなく安全面の品質を保つことができるようになった。また、開口部のスリット構造が２段では無く１段ですむので第２の開口部の面積を確保でき、風量、冷却性能の向上をもたらすことができる。また、電池パック接続部と離間して第２の開口部が形成されているため、第２の開口部が電池パックで塞がれることがないため風量が低下することを抑制することができる。また、第２の開口部は側面に形成されているため、第２の開口部から雨水等の異物がケース内に入り難くすることができる。

本発明の実施例に係る充電装置１の斜視図であり、電池パックが装着された状態を示す。 本実施例の充電装置１の斜視図であって、電池パックが装着されていない状態を示す。 図１の充電装置１の上ケースを取り外した状態の斜視図である。 図１の充電装置１の水平断面図である。 図１の充電装置１の鉛直断面図である。 図４の充電装置１の風路形成部３３付近の水平断面を示す部分拡大図である。 図６の充電装置１のＡ－Ａ部の鉛直断面図である。 本発明の第２の実施例に係る充電装置１０１の水平断面図である。 本発明の第３の実施例に係る充電装置２０１の水平断面図である。 従来例の充電装置３０１の開口部付近の部分水平断面図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後左右、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。

充電装置１は、電動工具等の電気機器から取り外された電池パック６０を、商用電源を用いて充電するための装置である。充電装置１のハウジングである充電装置ケース２は、上ケース３（上側ハウジング）と、下ケース４（下側ハウジング）を有して左右方向に長尺な略直方体をなしている。上ケース３と下ケース４は、電気的に絶縁性を備えた耐熱性樹脂材料を用いて射出成形によって構成される。尚、本明細書では図１における上ケース３と下ケース４間の方向を上下方向、上ケース３、下ケース４の長尺方向を左右方向、それらと直交する方向を前後方向と定義する。

上ケース３は、充電装置ケース２の上側半分を形成し、その上面の右側領域に電池パック接続部１０（図２参照）が設けられ、左側領域に表示部２８が設けられる。表示部２８には、電池パック６０の電池容量ランプ、充電状況の表示ランプ、温度異常警告ランプ、ＵＳＢ出力端子への電源供給スイッチ等が設けられる。表示部２８の前後方向の角部には、前面から上面、及び、後面から上面に跨ってスリットのような凹部群８ａ、８ｂが形成される。これら凹部群８ａ、８ｂは、強度を高めるためとデザイン上の観点から設けられるもので、上ケース３の内外で空気を連通させる貫通穴では無い。充電装置ケース２の前側壁面２ａの中央下側付近には、第１の開口部５が形成され、前側壁面２ａの右角部付近から右側壁面２ｂの前側角部付近にかけて第２の開口部６が形成される。第１の開口部５と第２の開口部６は、一方を吸気口として用い、他方を排気口として用いる。本実施例では、第１の開口部５を吸気口として用いて、第２の開口部６を排気口として用いるが、これらを逆にして、第２の開口部６を吸入側にしても良い。

第１の開口部５は、下ケース４の前側面から底面に跨って上下方向に延びる長孔であって、左右方向に複数個（１３個）並んで形成され、外気を充電装置ケース２内に取り込む。第１の開口部５は下ケース４だけを利用して形成されるが、第２の開口部６は上ケース３と下ケース４の双方を利用して設けられる。上ケース３の、右前方角部には冷却風の排出口となる第２の開口部６の上側部分が形成される。第２の開口部６の上側部分は、上ケース３の射出成形時に形成される上下方向に細長いスリット状の開口であって、開口は複数個設けられる。

下ケース４は充電装置ケース２の下側半分を形成するものである。第１の開口部５は縦方向に細長い複数のスリットにて形成され、第２の開口部６の下側部分は、上側部分と左右方向及び前後方向が並ぶ位置に形成される。図１から理解できるように、吸気口となる第１の開口部５は横方向に拡がるようにしてある程度の開口面積を確保しているが、第２の開口部６は縦方向に配置することにより、充電装置ケース２の内側空間の底面から天井面に至るまでの側壁部分を効率良く利用する。

電池パック６０は、電池パックケース６１と、電池パックケース６１の内部に収納された図示せぬ二次電池と、二次電池へ接続され、充電装置１の接続端子部と接続される図示せぬ電池側端子部を含んで構成される。電池パック６０は、充電装置１に接続されることで電池パックケース６１の内部の収容される二次電池（図示せず）が充電される。二次電池の種類は任意であるが、例えばリチウムイオン電池を用いる場合の出力電圧は、例えば４セルで１４．４Ｖ、５セルで１８Ｖ、１０セルで３６Ｖである。

電池パックケース６１は、略直方体をなしており、その前面には外気を電池パックケース６１内に取り込むための吸入口６４が形成される。また、電池パックケース６１の上面（図１では倒立状態で充電装置１に装着しているので下側）には、図では見えない接続端子部が設けられる。電池パックケース６１の上面には、吸入口６４から取り込まれた外気を排出するための排出口（電池パックの開口に相当し図では見えない）が形成される。

図２は、図１の状態から電池パック６０を取り外した状態の斜視図である。電池パック接続部１０は、上ケース３の上面右側に配置され、そこに電池パック６０が装着可能である。電池パック接続部１０内の中央付近には、電池パック６０の排出口（図示せず）を介して電池パック６０側から空気を吸引する吸引口となる第３の開口部７（接続部開口部）が形成される。第３の開口部７は、前後方向に延びるスリット状の長孔であって、左右方向に６つ並んで形成される。第３の開口部７の形状は、電池パック６０側に形成される排気口（図示せず）の形状とほぼ一致している。電池パック接続部１０の左右両側には、前後方向に平行に延びるレール部４１ａ、４１ｂが形成される。レール部４１ａ、４１ｂに挟まれる部分には、電池パック６０の電池側端子と接続される接続端子部４２が設けられる。電池パック６０は、倒立させた状態で後方から前方側に水平方向にスライドさせることによって図１の状態に示すように装着できる。電池パック６０が電池パック接続部１０に接続されると、第３の開口部７は、電池パック６０の排出口（図示せず）と近接して対向する位置関係になる。よって、第３の開口部７から空気を吸引すると電池パック６０の内部から空気を吸引することと同等の効果を有する。電池パック６０を充電装置１から取り外すには、図１の装着状態から左右両側のラッチボタン６２（図１参照）を押しながら、又は、ラッチボタン６２を押すことなく電池パック６０を後方に水平にスライドさせると、電池パック６０を電池パック接続部１０から取り外すことができる。

接続端子部４２は、電池パック６０と充電装置１とが電池パック接続部１０において接続された場合に電池パック６０の図示しない電池側端子と嵌合するので、電池パック６０と充電装置１とが電気的に接続される。接続端子部４２には、充電用＋端子、－端子、ＬＤ端子、Ｔ端子、ＬＳ端の５つが設けられる。尚、接続端子部４２にこれら以外の信号端子を設けても良く、接続される電池パック６０に合わせて接続端子部４２は適宜設定すれば良い。

レール部４１ａ、４１ｂは、接続端子部４２の左側及び右側にそれぞれ前後方向に延びるように設けられ、電池パック６０と充電装置１とが電池パック接続部１０において接続される際に、電池パック６０のスライド溝（図示せず）が、レール部４１ａ、４１ｂに沿ってスライドすることで、電池パック６０の電池側端子が充電装置１の接続端子部４２に対する接続が案内される。また、当該接続後はスライド溝とレール部４１ａ、４１ｂにより電池パック６０が安定的に保持される。

図３は上ケース３を取り外した状態の充電装置１の斜視図である。上ケース３と下ケース４は、内部に電気素子や冷却ファン等を収容した後に複数のネジによって固定される。下ケース４は、充電装置ケース２の下側半分を形成し、側壁部分に外気を吸引するための第１の開口部５と、第２の開口部６（６ａ、６ｂ）の下側部分が形成される。第１の開口部５と第２の開口部６は合成樹脂の成形時に形成され、下ケース４の４つの角部付近には、ネジを下方向から貫通させる貫通穴を有するネジボス２２ａ～２２ｄが形成される。下ケース４の第２の開口部６の左側であって、第１の開口部５との間には、ＵＳＢソケット２４が設けられ、ＵＳＢソケット２４の装着口には、開閉可能なゴム性のキャップ２４ａが設けられる。

充電装置１を構成する充電回路部の大部分は、回路基板２０上に搭載される。回路基板２０は単層または多層のプリント基板であって、各種電子素子を半田付け等によって固定した後に図示しない複数のネジによって下ケース４に固定される。回路基板２０には、チョークコイル１３ａ、１３ｂと、コンデンサ１４と、トランス１５と、３つのダイオード１６ａ～１６ｃと、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１７等が搭載される。ダイオード１６ｃとＦＥＴ１７の背面の放熱部は、アルミ製の冷却用フィン１８に接するように固定され、冷却用フィン１８によって高い放熱性が維持される。また、ダイオード１６ａ、１６ｂの背面の放熱部も別の冷却用フィン１９に固定される。冷却用フィン１８と１９は、冷却機能に加えて、充電回路部を流れる冷却風を所定の方向、即ちファン３０の吸入側に案内するためのガイド部の機能を果たす。冷却用フィン１８の左側側方には、チョークコイル１３ｂとコンデンサ１４が配置される。ここでは発熱が大きい素子（例えばダイオード１６ａ～１６ｃ、ＦＥＴ１７、トランス１５）が、第１の開口部５に近くであって２つの冷却用フィン１８と１９に囲まれる冷却風の風路に直接曝される位置に配置される。冷却用フィン１９の右側の前方側には、別のチョークコイル１３ａが設けられる。

冷却用フィン１９の後方部分の右側には冷却用のファン３０が設けられる。図ではファン３０を四角い箱にて模式的に示しているが、ファン３０としては、例えば広く市販されているＤＣファン、冷却ファンと呼ばれるものを用いる。ファン３０は上ケース３と下ケース４によって挟持されている。ファン３０は、電子機器の発熱を空気によって冷却して、熱を放散させることによって電子素子の寿命を延ばす目的で用いられるもので、合成樹脂製の偏平な直方体のケースに収容され、軸方向の一面側が吸入側となり、反対面側が排気側となる。ここではファン３０の軸線Ｂ１方向左側が吸入側（上流側）で、右側が排気側（下流側）となるように、ファン３０が配置される。第１の開口部５を通って充電装置ケース２内に流入した空気は、ファン３０を通過した後に風路形成部３３を通って、第２の開口部６を介して充電装置ケース２の外部に排出される。

ファン３０の下流側には、ファン３０の下流側からケース２の壁部に形成された第２の開口部６まで延びる、排出風の通路となる風路形成部３３が形成される。風路形成部３３のうち分割水平面よりも下側空間は、外側導風壁３４と、下ケース４の内壁面及び底面と、内側導風壁３５によって画定され、第２の開口部６に至る空気通路（風路）となる。風路形成部３３のうち図示しない上側空間は、上ケース３（図２参照）の内側に形成される。その形状は充電装置ケース２の水平断面形状が同形であり、上ケース３には外側導風壁３４と、内側導風壁３５に相当する壁部が形成される。風路形成部３３の底面は下ケース４によって画定されるが、天井面は上ケース３によって画定される。上ケース３の下面側の四隅には、下方に突出するように図示しないネジボスが形成される。図示しないネジボスは上ケース３と一体に形成され、下ケース４の貫通穴付きのネジボス２２ａ～２２ｄと対応する雌ネジ穴が形成され、図示しないネジを用いて上ケース３と下ケース４がネジ止めされる。尚、上ケース３と下ケース４の固定方法は任意で有り、ネジを用いる方法以外に公知の固定部材を用いて固定するようにしても良い。

第１の開口部５から矢印方向に吸引された外気は、冷却用フィン１８と、冷却用フィン１９の間を主に流れ、その流れが冷却用フィン１８の後壁面１８ｂによって、吸入方向から約９０度曲げられて、冷却用フィン１９の切り欠き部１９ｃに向けて流れる。切り欠き部１９ｃを通過した空気は、ファン３０の前室２５に流入する。冷却用フィン１９はＬ字状に曲げられたアルミ板であって、左壁面１９ａと後壁面１９ｂを有する。冷却用フィン１８、１９の上端は、上ケース３の天井面に当接または近接する位置まで延びる大きさとされる。冷却用フィン１８と１９は、それぞれ回路基板２０の上に載置された状態にてシリコン等の樹脂によって回路基板２０に固定される。

回路基板２０には、電池パック６０と電気的に接続するための図示しない接続線が接続される。回路基板２０は電池パック６０の充電時に充電電流、充電電圧等を所定の条件に応じて調整、制御することで電池パック６０を安全且つ迅速に充電する。尚、ここでは図示していないが、回路基板２０にはマイクロコンピュータが搭載されており、電池パック６０の充電動作を高度に制御、例えば、電池セル温度を監視して、電池セル温度に応じて充電電流を調整するように構成している。

図４は図１の充電装置１の水平断面図である。ここでは充電装置ケース２を上方から見て前後方向の中心線Ｘ１と、左右方向の中心線Ｘ２を図示している。中心線Ｘ１及び中心線Ｘ２で充電装置ケース２を４等分して４つの領域を定義した場合、冷却風の排気口となる第２の開口部６が４等分したうちの一つの領域（右下の領域）内に位置し、ファン３０の少なくとも半分以上又は全部が、ファン３０の軸線Ｂ１が排気口と異なる領域（右上の領域）に位置する。ファン３０の前室２５からファン３０を矢印の方向に通過した冷却風は、風路形成部３３の左右方向に細い幅の部分を前方側に流れ、排気される冷却風の一部が第２の開口部右側面６ａから右方向に排出され、残りが第２の開口部前側面６ｂから前方側に排出される。

図５は図１の充電装置１におけるファン３０の軸線Ｂ１を通る鉛直断面図である。ファン３０は、充電装置ケース２の電池パック接続部１０の下側の内部空間において、底面から天井面までをほぼ利用して収容できる最大径のファン３０としている。回路基板２０が下ケース４の底面から上方に延びるように設けられたリブによって下ケース４の底面から浮いた状態で保持され、冷却風の流れる冷却室９は回路基板２０の上側空間となる。下ケース４の底面の４隅には、脚部１１ａ～１１ｄ（図では１１ｃ、１１ｄは見えない）が形成され、充電装置１を載置した際に、下ケース４の底面が載置面よりも所定の距離を隔てるように構成される。また、電池パック接続部１０の下方にファン３０、冷却風路（風路形成部３３）が配置される。ファン３０、冷却風路を最適に配置することで充電装置１の大型化を抑制することができる。

ファン３０を貫通する空気は、左側の前室２５内から右側の風路形成部３３側に流れる。ファン３０の流入側空間となる前室２５は、冷却用フィン１９の切り欠き部１９ｃを介して冷却風ＡＦ１が流入する上に、冷却用フィン１９の右側部分を通って前室２５に至る冷却風ＡＦ２とに加えて、電池パック６０の排出口から第３の開口部７を介して流入する冷却風ＡＦ３が、ダクト２１によって案内されてファン３０に流入する。つまり、ファン３０には、第１の開口部５から吸入されて、前室２５を介してファン３０に流入する空気（冷却風ＡＦ１、ＡＦ２）と、第３の開口部７からダクト２１を介してファン３０に流入する電池パック６０の内部からの冷却風ＡＦ３が吸引されることになる。下ケース４に上ケース３が固定された状態で回路基板２０の上側にダクト２１が位置するため、電池冷却風路（ＡＦ３）と回路冷却風路（ＡＦ１、ＡＦ２）とは互いに独立している。このように、第１の開口部５（図２参照）と第３の開口部７が充電装置１への吸入風の入口となる。ファン３０に吸引された冷却風ＡＦ１～ＡＦ３は、ファン３０内で混合（合流）されて風路形成部３３側にて排気風ＥＸ１として排出される。

電池パック６０の充電時には、吸入口６４から電池パック６０の内部空間内に取り込まれた外気が、電池パック６０の図示しない排出口に至り、排出口及び第３の開口部７（図２参照）を通って充電装置ケース２の内部に吸引される。電池パック６０の吸入口６４（図１参照）から排出口に至る過程では、電池パックケース６１内部の二次電池や回路素子等を冷却する。図では見えない電池パックケース６１の排出口は、電池パック６０を充電装置１に装着した際に充電装置１の第３の開口部７（図２参照）に隣接するように位置づけられ、充電装置１側の冷却ファンによって電池パックケース６１の内部の空気が充電装置ケース２の内部に吸引される。

図６は図４の充電装置１における風路形成部３３付近の水平断面を示す部分拡大図である。この水平断面位置は、上ケース３と下ケース４の分割面付近である。風路形成部３３を流れる風は、冷却室９を流れる風とは混合しないように内側導風壁３５によって分離される。風路形成部３３は、縦方向（前後方向）に細長い空間であり、ファン３０の排気側と排気口となる第２の開口部６とを繋ぎ、電池パック６０を介さずに冷却風が通る冷却風路を形成するものである。このように風路形成部３３の占める距離Ｌ２をファン３０の軸方向長さＬ１よりも短くしたのでファン３０を右側壁面２ｂに隣接配置する構成に比べて、さほど空間を犠牲にせずに本発明の構成を実現できる。内側導風壁３５はファン３０の前側側面から上面視でＵ字状の壁となり、前側でネジボス２２ａと接合され下ケース４の前側壁部に到達する。つまり、チョークコイル１３ａやＵＳＢソケット２４が配置される空間（冷却室９）側の空気は、ファン３０を通らないと風路形成部３３側には流れることができない。

風路形成部３３は、軸線Ｂ１方向に見てファン３０の投影範囲内に位置するガイド部３６と、ガイド部３６から軸線Ｂ１と直交方向に延在するように連続するダクト部３７によって形成される。ファン３０は下ケース４の右側壁面２ｂから距離Ｌ２を隔てて配置される。ここではファン３０の軸線Ｂ１方向の長さをＬ１とすると、Ｌ２≦Ｌ１となる関係とする。このようにガイド部３６の距離Ｌ２を確保するのは、風路を上面視で９０度曲げるためである。ダクト部３７は第２の開口部６に向かって延ばされた風路である。ダクト部３７のうちガイド部３６に隣接する接続通路部３７ａは、左右方向の幅Ｌ３が幅Ｌ２より狭く構成された部分である。一方、高さＨ３（図７にて後述）は、上ケース３の天井面から下ケース４の底面までの全体を利用するので、接続通路部３７ａは上下方向に細長いものの十分な断面積を確保できる。上面視でＵ字状に形成される内側導風壁３５よりも左側には、充電回路の一部を配置することができるので、回路基板２０の有効利用面積の低下を抑制できる。このように接続通路部３７ａの左右方向の幅を狭くすることによって、ファン３０によって発せられた音が第２の開口部６を介して外部に伝達することを効果的に抑制できる。本実施例ではファン３０を第２の開口部６より流路的に十分離して配置することによって、図１０にて示した従来の充電装置のファン３３０から排気口までの長さに比べて十分な流路長を確保できた。よってファン３０によって発せられた音が第２の開口部６を介して外部に伝達することを効果的に抑制できる。

風路形成部３３のうち、接続通路部３７ａの下流側には、第２の開口部６が形成される部分に接する排気口配置室３７ｂが形成される。排気口配置室３７ｂは、充電装置ケース２の壁面にスリット状の排出口（第２の開口部６）を配置する空間である。ネジボス２２ａは排気口配置室３７ｂの空間３８を確保するために、理想的な配置位置からやや左側にオフセットされる。充電装置ケース２の右側側面部分に第２の開口部６の右側面６ａが形成され、充電装置ケース２の前側側面部分に第２の開口部６の前側面６ｂが形成される。第２の開口部６の右側面６ａは縦方向に細長い３本のスリットである。また、第２の開口部６の前側面６ｂは縦方向（上下方向）に細長い４本のスリットである。排気口配置室３７ｂでは軸線Ｃ１方向に流れてきた冷却風が、スリット状の開口を通って外部に排出される。第２の開口部６のそれぞれのスリット部分に冷却風が効果的に分散されて排出されるように、また、排気抵抗を低くするために、排気口配置室３７ｂとして所定の空間３８が確保される。空間３８の左右方向に見た最大幅Ｌ４は、接続通路部３７ａの幅Ｌ３、ガイド部３６の幅Ｌ２よりも大きい。風路形成部３３によって画定される冷却風路は、ファン３０側に設けられた第１領域（ガイド部３６）と、第１領域と連続して排気口（第２の開口部６）側に設けられた第２領域（ダクト部３７）を有し、第２領域たるダクト部３７の流れ方向断面積の最大幅Ｌ４は、第１領域の最大幅Ｌ２より大きくなる。

ファン３０から排出された空気は、ガイド部３６では軸線Ｂ１方向と平行方向に流れる。しかしながら、ダクト部３７では冷却風が中心線Ｃ１と平行に流れることになる。そこで、ガイド部３６の流路の屈曲方向外周側に外側導風壁３４を設けて、外側導風壁３４の形状を湾曲させることによってファン３０から出た空気をダクト部３７の流路方向（軸線Ｃ１方向）に導くようにした。ダクト部３７のうち左右の幅が絞り込まれた部分（接続通路部３７ａ）の前後方向の長さは、ファン３０の排気側の開口（図示せず）の直径とほぼ同じ程度の長さ、またはそれ以上とする。このようにダクト部３７のうち接続通路部３７ａの軸線Ｃ１方向の長さをある程度確保することによって、ファン３０の動作音が第２の開口部６から外部に漏れるのを抑制できる。また、ガイド部３６だけでなくダクト部３７を配置したことによって、第２の開口部６から異物がファン３０に入り込むことを抑制できる。特に、第２の開口部６の右側面６ａ、第２の開口部６の前側面６ｂを通してファン３０の一部が直視できない位置関係となるので、第２の開口部６のスリット状の開口を通過できる程度の細い棒を、第２の開口部６からどの方向にまっすぐ差し込んだとしても、壁部（内側導風壁３５、外側導風壁３４、又は充電装置ケース２の内壁）のいずれかに突き当たり、ファン３０まで到達しない。つまり、開口部を形成する充電装置ケース２の外側縁部と、ファン３０の開口部に近い側の端部とを結ぶ仮想直線を何本引いたとしても、すべての仮想直線上に風路形成部３３の壁部が位置することになる。

図７は図６の充電装置１のＡ－Ａ部の鉛直断面図である。図７の断面図から理解できるように、内側導風壁３５は、上ケース３から下方向の分割面まで延びる上側部分と、下ケース４から上方向の分割面まで延びる下側部分が合わせられることによって構成される。このように内側導風壁３５は、上ケース３と下ケース４の射出成形時の分割方向（上下方向）と同じ方向に延びるように形成され、従来と同じ製造工程によって上ケース３と下ケース４を製造することができる。つまり、風路形成部３３の外縁が上ケース３、下ケース４の右側壁面２ａ、天井面、底面により画定される。また、風路形成部３３の一部は回路基板２０よりも下まで延在する。風路形成部３３は回路基板２０の横側（図７において回路基板２０の右側）に設けられており、上下方向において回路基板２０の上側から下側まで延在している。一方で風路形成部３３は回路基板２０の真下の領域（上下方向における回路基板２０と下ケース４の底面との間の領域）には配置されていない。即ち、図４、図５等から明らかなように、回路基板２０が配置される領域（図４の冷却室９の破線で示す回路配置領域）風路形成部３３が配置される領域（風路配置領域）は、左右方向にずれており、上下方向にオーバーラップしていない。これにより上下方向の寸法を抑えることができる。風路形成部３３のうち接続通路部３７ａは、図６で示した幅Ｌ２やＬ４に対して幅Ｌ３が狭く（細く）形成されるものの、上下方向の高さＨ３が最大に確保されるので、排気抵抗を大きくすることなく効果的に冷却風を排気できる。

以上説明したように、本実施例ではファン３０の下流側に風路形成部３３を配置し、風路形成部３３の風路の長さを長くしたので、騒音を抑制することができた。ファン３０の駆動音が充電装置ケース２の外部に漏れることを大きく抑制でき、結果として第２の開口部６を介して充電装置１のファン３０の動作音を低減することができた。さらに、風路形成部３３の中間部分の幅を絞り込むようにしたので、ファン３０の駆動音が充電装置ケース２の外部に漏れることをより一層抑制でき、結果として第２の開口部６を介して充電装置１のファン３０の動作音を低減することができた。

ファン３０の動作音のうち、吸入側の第１の開口部５を介して外部に伝わる音もゼロでは無いが、第１の開口部５は充電装置１を４等分したうち、図４の左下の領域内に主に配置され、右下の領域にまで延在する。しかしながら、左下の領域と右下の領域は、共にファン３０の主要配置領域（右上の領域）とは別であるため、吸入流路長は排気流路に比べて十分長いため、吸入側から第１の開口部５を介して外部に漏れるファン３０の音は十分小さい。また、ファン３０の吸入側には、アルミニウム製の冷却用フィン１９による上面視でＬ字状の壁部が形成されるので、ファンから第１の開口部５を介した動作音の伝達はさらに小さくなる。

図８は本発明の第２の実施例に係る充電装置１０１の水平断面図である。第２の実施例では限られた高さの範囲内で風量を増大するために、２つのファン１３０、１３１を横方向（前後方向）に並べて配置した。ファン１３０の吸気は、図中矢印に示すように左から右方向であって、排気はファン１３０の右側の軸線Ｂ２方向に排気される。また、ファン１３１の吸気方向も同様に、矢印に示すように左から右方向であって、排気はファン１３１の右側の軸線Ｂ３方向に排気される。ファン１３０、１３１から排出された排気風は、外側導風壁１３４及び下ケース１０４の右側壁１０４ａに案内されて風路形成部１３３の内部を前側に向けて矢印１３９の方向に流れ、充電装置ケース１０２の前方右角の第２の開口部６から外部に排出される。ここでは２つのファン１３０、１３１のほぼ大部分が、装置ケース１０２の後方右側空間に含まれる。ファン１３１の一部が中心線Ｘ１よりもわずかに前方側に突出するが、冷却風が排出される部分は、ほぼ中心線Ｘ１よりも後方側である。従って、風路形成部１３３を流れる矢印１３９方向の排気風は、充電装置ケース１０２の前後長の半分以上を流れることになって、装置ケース１０２に排出される前に十分なダクト長が確保されることになる。従って、ファン１３０、１３１の回転に伴う騒音の外部への伝達を大幅に抑制できる。

上ケース１０３の風路形成部１３３部分の内部形状も下ケース１０４の形状とほぼ同様であって、風路形成部１３３の上側半分の空間を画定する。上ケース１０３には、電池パック６０の排出口から第３の開口部７を介して流入する空気が、ファン１３１の吸入側になる前室１２５に流入し、主にファン１３１によって吸引される。一方、ファン１３０側の大部分の空気は、Ｌ字状に曲げられた冷却用フィン１１９の後壁面１１９ｂの後側を左側から右側に流れて、主にファン１３０に流入する。充電装置１０１の内部空間のうち中心線Ｘ２よりも左側の空間内の配置は、第一の実施例の充電装置１と同じである。一方、冷却用フィン１１９は、第一の実施例の冷却用フィン１９に比べて後壁面１１９ｂの左右の長さが短く形成され、後壁面１１９ｂの後方側をファン１３０に向けて空気が流れるように構成される。

図９は本発明の第３の実施例に係る充電装置２０１の水平断面図である。充電装置２０１では使用するファン２３０を一つとして、その軸線Ｂ４の向きを前向きにした。また、風路形成部２３３はファン２３０の左右方向幅Ｗと同じ程度として、長さＬ５の風路形成部２３３を確保した。風路形成部２３３の右側は、上ケース２０３及び下ケース２０４の右側側壁によって画定され、左側は、上ケース２０３及び下ケース２０４と一体形成された内側導風壁２３５によって画定される。風路形成部２３３の上側は上ケース２０３（図示せず）の上側壁面によって画定され、風路形成部２３３の下側は下ケース２０４（図示せず）の上側壁面によって画定される。

風路形成部２３３を大きく確保するために、回路基板２２０の大きさを小さくして集積化を促進する必要がある。また、充電装置を中心線Ｘ１及びＸ２で４等分した際に、右後の領域内にファン２３０の中心点が含まれる様に配置し、排気口たる第２の開口部２０６が４等分したうちの右下の領域内に配置する。このように風路形成部２３３を大きく確保して、しかもその長さＬ５を充電装置ケース２の奥行き（前後長）のほぼ半分を確保できれば、流路抵抗を増やすこと無く排気口たる第２の開口部２０６までの距離を大きくして、外部に伝わる排気音を従来の充電装置に比べて大きく抑制することができる。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、充電装置のファン３０と風路形成部３３の配置は上述の実施例のような配置だけに限られずに、風路形成部３３によるファン３０から排気口までの距離が十分確保できるように構成できるならば、任意の配置構造としても良い。充電装置を中心線Ｘ１及びＸ２で４等分した際に同じ領域（例えば、右前の領域）に第２の開口部とファンの大部分を配置しても良い。その際、第一及び第２の実施例のように外側導風壁３４、１３４で風向きを変えることで風路の距離を確保することができる。或いは、第三の実施例のような直線的な風路を、充電装置の長手方向（左右方向）に沿って配置し、ファンの含まれる領域と排気口が形成される領域が異なるように構成しても良い。これらの構成でも、図１０で示した従来例の構成に比べてファンから排気口までの距離を十分確保することができる。尚、充電装置を中心線Ｘ１及びＸ２で４等分した際に、第２の開口部６（排気口）がすべて同じ領域内に形成されるように構成したが、第一の開口部５と同様に第２の開口部６も二つの領域に跨るように形成しても良い。

１…充電装置、２…充電装置ケース、２ａ…前側壁面、２ｂ…右側壁面、３…上ケース、４…下ケース、５…第１の開口部、６…第２の開口部、６ａ…第２の開口部右側面、６ｂ…第２の開口部前側面、７…第３の開口部、８ａ，８ｂ…凹部群、９…冷却室、１０…電池パック接続部、１１ａ，１１ｂ…脚部、１３ａ，１３ｂ…チョークコイル、１４…コンデンサ、１５…トランス、１６ａ～１６ｃ…ダイオード、１７…ＦＥＴ、１８，１９…冷却用フィン、１８ａ，１９ａ…左壁面、１８ｂ，１９ｂ…後壁面、１９ｃ…切り欠き部、２０…回路基板、２１…ダクト、２２ａ～２２ｄ，２３ｄ…ネジボス、２４…ＵＳＢソケット、２４ａ…キャップ、２５…（ファンの）前室、２８…表示部、３０…ファン、３３…風路形成部、３４…外側導風壁、３５…内側導風壁、３６…ガイド部（第１領域）、３７…ダクト部（第２領域）、３７ａ…接続通路部、３７ｂ…排気口配置室、３８…空間、４１ａ，４１ｂ…レール部、４２…接続端子部、６０…電池パック、６１…電池パックケース、６２…ラッチボタン、６４…吸入口、１０１…充電装置、１０２…充電装置ケース、１０３…上ケース、１０４…下ケース、１０４ａ…右側壁、１０６…開口部、１１９…冷却用フィン、１１９ｂ…後壁面、１２５…（ファンの）前室、１３０，１３１…ファン、１３３…風路形成部、１３４…外側導風壁、１３５…内側導風壁、２０１…充電装置、２０３…上ケース、２０４…下ケース、２０６…開口部、２２０…回路基板、２３０…ファン、２３３…風路形成部、２３５…内側導風壁、３０１…充電装置、３０２…充電装置ケース、３０６…開口部、３０７…右側側壁、３０８…壁部、３１１…領域、３３０…ファン、ＡＦ１～ＡＦ３…冷却風、ＥＸ１…排気風

Claims (15)

1. 電池パックが着脱可能なケースと、
   前記ケースに収容され、前記電池パックを充電する充電回路部と、
   前記ケースに収容され、前記充電回路部を冷却する冷却風を発生させるファンと、
   前記ケースの壁部に形成され、前記冷却風を排気する排気口と、
   前記ケースの壁部に形成され、前記冷却風を吸入する吸気口と、
   前記ケースを載置させた状態において、前記ファンの下流側から略水平方向に前記排気口まで延び、前記ファンと前記排気口との間で前記冷却風が通る冷却風路を形成する風路形成部と、
   を備え、
   前記ケースを上方から見て左右及び前後の中心線で４つの領域にわけた場合、前記ファンの半分以上が、前記排気口が位置する領域と異なる領域であって前記吸気口が位置する領域と異なる領域に位置する、ことを特徴とする充電装置。
2. 前記排気口を形成する前記ケースの外側縁部と、前記ファンの前記排気口に近い側の端部とを結ぶ仮想直線上に、前記風路形成部の壁部が位置することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
3. 前記冷却風路は、前記充電回路部が搭載される回路基板の横側又は上側に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の充電装置。
4. 前記ファンは前記充電回路部の下流側に配置され、
   前記風路形成部は、前記ファンの排気方向と交差する横方向に延び前記横方向と逆方向への流れを防止するガイド部と、前記ガイド部によって案内された前記冷却風を前記電池パックを介さずに前記排気口に案内するダクト部と、を有す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充電装置。
5. 前記ファンは前記充電回路部の下流側に配置され、
   前記排気口が前記４つの領域のうちの一つの領域内に位置し、前記ファンの一部又は全部が前記排気口と異なる領域に位置することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の充電装置。
6. 前記ファンは前記充電回路部の下流側に配置され、
   前記ファンの半分以上の部分が前記４つの領域のうちの一つの領域内に位置し、前記排気口が前記ファンの半分以上の部分が位置する前記領域と異なる領域に位置することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の充電装置。
7. 前記冷却風路は、前記ファン側に設けられた第１領域と、前記第１領域と連続して前記排気口側に設けられた第２領域と、を有し、前記第２領域の流れ方向断面積の最大幅は、前記第１領域の最大幅より大きいことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の充電装置。
8. 前記ケースの上面に前記電池パックを装着するための電池パック接続部を有し、前記ファン及び前記冷却風路は、前記電池パック接続部の下方に位置することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の充電装置。
9. 前記冷却風路の上下の最大高さＨは、左右の最大幅Ｌより大きいことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の充電装置。
10. 前記ケースは、前記充電回路部を配置する回路配置領域と、前記回路配置領域とは別に前記冷却風路を配置する風路配置領域と、を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の充電装置。
11. 前記ケースは、前記電池パックが着脱可能な電池パック接続部を有し、
    前記ファンは、前記充電回路部の下流側に配置され、
    前記排気口は、前記電池パック接続部と離間して前記ケースに形成され、前記冷却風を前記ケースの外に排気する排気口であり、
    前記風路形成部は、前記ファンの排気側と前記排気口とを繋ぎ、前記電池パックを介さずに前記冷却風が通る冷却風路を形成することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の充電装置。
12. 前記排気口は前記ケースの側面に設けられることを特徴とする請求項１１に記載の充電装置。
13. 前記風路形成部は前記ケースの側面に沿って設けられることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の充電装置。
14. 前記ケースは、前記充電回路部を収容する下ケースと、前記下ケースの上方で前記下ケースに固定される上ケースと、を備え、
    前記風路形成部は、前記上ケース及び前記下ケースで形成されていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の充電装置。
15. 前記ケースは、前記電池パックが着脱可能な電池パック接続部と、前記電池パック接続部に前記電池パックが装着されている状態で前記電池パックの開口と対向する接続部排気口と、を備え、
    前記ファンは、前記接続部排気口を介して前記電池パックを冷却する冷却風を発生させるとともに前記充電回路部を冷却する冷却風を発生させることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の充電装置。

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