JPWO2016067808A1 - 充電装置 - Google Patents

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Abstract

充電時の待機時間を短縮するため、通気孔2bが形成された電池パック2を着脱可能で、制御基板5と、該制御基板を収容し、該通気孔と対向可能に設けられた通風孔3aが形成されたハウジング3と、該ハウジングに設けられ、該制御基板と該通風孔に対して通風可能であって、該電池パックの非装着時においても稼働可能な冷却ファン6を有することを特徴とする充電装置を提供する。

Description

本発明は、充電装置に関し、詳しくは各種機器、工具等(以下、「電動工具」という)の電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。
従来の技術
近年,リチウムイオン電池を内蔵した各種の電池パックがコードレス電気機器の電源として用いられている。リチウムイオン電池は、電動工具のような高負荷機器の電源として使用するには好適である。 このような電池パックを充電する際、電池パックの発熱が大きくなるため、充電装置に冷却ファンを設け、効率よく電池パックを冷却する技術が提案されている(特許文献1)。
特開2014−117052号公報
上述の従来技術においては、電池パックの状態に応じた効率の良い冷却を行うことが可能である。しかし、電池パックの充電を行う際には、充電装置の基板や素子等の発熱も大きくなり、充電終了後には高温の基板や素子等を自然冷却する必要があった。そのため、複数の電池パックを連続して充電する(以下、連結充電とする)際には、充電装置の基板や素子等の内部部品を冷却するための時間(以下、待機時間とする)が長くかかっていた。
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決すべくなされたものであり、充電装置の内部部品を効率良く冷却することを課題としている。
上記課題の解決のため、本発明は、電池パックを着脱可能なハウジングと、ハウジングに設けられ、電池パックの非装着時においてもハウジング内に冷却風を発生させるよう稼働可能な冷却ファンと、を有することを特徴とする充電装置を提供する。
上記構成によれば、電池パック非装着の場合でもハウジング内の部品を効率良く冷却することができる。
上記充電装置は、ハウジングは、電池パックの充電を制御する制御基板を収容すると共に、電池パックが装着された際に該電池パックに設けられた通気孔と対向可能に設けられた通風孔を有し、冷却ファンにより発生した冷却風により電池パック及び制御基板の少なくとも一方を冷却可能とすることが好ましい。
上記構成によれば、制御基板と電池パックの少なくとも一方を冷却する充電装置とすることが可能である。そのため、電池パックだけでなく制御基板及びハウジング内部の冷却を迅速に行うことが可能である。さらに、非装着時においても制御基板の冷却を行うため、充電後における制御基板の冷却を効率よく行うことが可能となる。特に複数の電池パックを連続して充電する場合(連結充電)や大電流で電池パックを充電した後に充電する場合において、充電装置の部品の冷却のために費やす時間(待機時間)を短縮することにより、電池パックの充電時間の短縮が可能となる。また、充電装置内の部品温度を抑制し、装置の長寿命化を図ることが出来る。
上記充電装置は、該通風孔を開閉可能な開閉装置をさらに備え、該開閉装置は、該電池パックの装着時には該通風孔を開放し、該電池パックの非装着時には該通風孔を閉鎖することが好ましい。
このような構成によれば、電池パックが装着されていない場合、通風孔を通じての空気の流出入を防止することが出来る。そのため、制御基板及びハウジング内部の冷却を効率よく行うことが可能となり、特に連結充電において待機時間を短縮することで、電池パックの充電時間の短縮が可能となる。
該通風孔を開閉可能な開閉装置をさらに備え、該開閉装置は、該電池パックの装着時において、該電池パックの内部の温度が高くなると該通風孔を開放し、該電池パックの内部の温度が下がると該通風孔を閉鎖することが好ましい。
あるいは、該開閉装置は、バイメタルによって形成されることが好ましい。
このような構成によれば、電池パックの温度に応じて電池パックの冷却を行うことが可能となる。また、電池パックの温度が低い場合には、制御基板及びハウジング内部を重点的に冷却することが出来る。そのため、制御基板及び充電装置内部の冷却を効率よく行うことが可能となり、特に連結充電において待機時間を短縮することで、電池パックの充電時間の短縮が可能となる。
該ハウジング内部の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、該ハウジング内部の温度に応じて該冷却ファンの回転速度を制御することが好ましい。
上記構成によれば、充電器内部の温度に応じて電池パックの冷却を行うことが可能となる。さらに電池パック非装着時においても、充電器内部の温度に応じた冷却の制御を行うことが可能である。そのため、制御基板及びハウジング内部の冷却を効率よく行うことが可能となり、特に連結充電において待機時間を短縮することで、電池パックの充電時間の短縮が可能となる。
該ハウジング内部の温度が所定の温度以下になると、該冷却ファンを停止することが好ましい。
上記構成によれば、ハウジング内部の温度が所定の温度以下になるまで冷却ファンを稼働し、所定の温度以下になれば停止するため、効率よく冷却を行うことが出来る。
該電池パック内部の温度を検出する電池温度検出手段をさらに備え、該電池パック内部の温度に応じて該冷却ファンの回転速度を制御することが好ましい。
上記構成によれば、電池パック内部の温度に応じて冷却ファンの回転速度を上下させるため、効率よく冷却を行うことが出来る。
該ハウジング内部または該電池パック内部の温度状態を表示する表示部をさらに備えたことが好ましい。
上記構成によれば、表示部が温度状態を表示することにより、ユーザが充電可能かどうか判断することが可能となる。
以上のように本発明によれば、充電装置の内部部品を効率良く冷却可能な充電装置を提供できる。
本発明の実施の形態による充電装置の断面図。 本発明の実施の形態による充電装置であって、(a)充電装置が充電を行う電池パック装着時の断面図と、(b)電池パック非装着時の断面図。 本発明の実施の形態による充電装置の冷却ファンの回転速度と電池の装着及び温度、制御基板の温度との関係を示す表。 本発明の実施の形態による充電装置のLED表示部の表示と、制御基板の温度との関係を示す表。 本発明の変形例による充電装置の断面図。 本発明の変形例による充電装置と充電装置が充電を行う電池パックの装着時断面図であって、(a)電池パック内部が高温状態での断面図と、(b)電池パック内部が高温ではない状態での断面図。
以下、本発明の第1の実施の形態にかかる充電装置1と充電装置1によって充電される電池パック2を図1から図4を参照して説明する。
本発明の第1の実施の形態である充電装置1は図1及び図2に示すように、電池パック2を充電するための装置である。充電装置1の筐体は、電気的に絶縁性を備えた樹脂材料からなるハウジング3により構成される。
図1における紙面左右方向を、充電装置1の前後方向とする。また、紙面上下方向を充電装置1の上下方向とし、紙面直交方向を充電装置1の左右方向と定義する。
電池パック2を図2(a)に示す。電池パック2は、電動工具(不図示)に使用可能である。また、充電装置1に着脱可能であって、電池パック2をハウジング3の上面で略前後方向にスライドさせることで、充電装置1に装着される。電池パック2は、リチウムイオン二次電池であるセル22と、過充電、過電流等の発生を監視する保護IC(不図示)と、電池パック2の内部の温度を検出して保護ICに出力する電池側サーミスタ21と、全体の外殻を成し、セル22を収容する電池ケース25と、保護ICと電気的に接続され、充電装置1への装着時には充電装置1や電動工具との電気的な接続を行う電池端子部26とを有する。また、電池ケース25には、電池パック2内部との冷却風の移動を可能とする通気孔2a、2bが形成されている。本実施の形態においては、通気孔2aは冷却風を吸入し、通気孔2bは冷却風を排出する役割を果たす。
ハウジング3は、その内部に制御基板5と、冷却ファン6と、サーミスタ11と、LED表示部8とを収容する。ハウジング3の上面には上面通風孔3a、前側面には前面通風孔3b、後側面には後面通風孔3cが形成されている。上面通風孔3aは、電池パック2をハウジング3に装着した際、通気孔2bと対向する位置に形成されている。ハウジング3の上面には電池端子部26と接続可能な端子部7が配置されている。端子部7及び上面通風孔3aの上部を覆うように、カバー9が、ハウジング3の上面に備えられている。
冷却ファン6は制御基板5と電気的に接続されており、制御基板5から電力の供給を受けて稼働し、冷却風をハウジング3内部及び電池ケース25内部に通過させ、冷却する役割を果たす。
サーミスタ11は、ハウジング3内部の温度を検出し、制御基板5に温度情報を電気信号として出力する。なお、本実施の形態においては、サーミスタ11は制御基板5上に設けられ、制御基板5上の発熱部品の温度を検出する。充電装置1を構成する部品の中でも制御基板5は、主要な発熱源であるためである。
LED表示部8は、制御基板5と電気的に接続されており、ハウジング3内部の温度情報などを表示する。例えば、LED表示部8は、LEDから発する光の色や点滅などを用いることで、制御基板5の温度状態や充電可能な状態であるかどうかをユーザに示す。例えば、高温待機時には赤色を点滅させ、充電可能な場合には緑色を点灯させる、などの方法である。
カバー9は、側面視略矩形の形状を有する。カバー9はバネ10を備えており、カバー9の後下端は、バネ10を介してハウジング3の上面に接続される。詳細には、カバー9の後下端部はバネ10の前端部に係止されており、バネ10の後端部はハウジング3の内部に係止されている。また、バネ10はカバー9を後方へ付勢する。カバー9とバネ10は、本発明における開閉装置に相当する。
電池パック2の非装着時には、カバー9は、バネ10の付勢力によって、上面通風孔3aの上面を覆い、閉鎖するように配置される(図2(b))。
電池パック2の装着時には、電池パック2がカバー9の後面を押圧することによりカバー9がハウジング3の上面をバネ10の付勢力に抗してスライドし、上面通風孔3aを開放する位置に移動する(図2(a))。このとき、電池端子部26と端子部7とが互いに接触することにより電気的に接続する。さらに、上面通風孔3aと通気孔2bとが対向し、電池ケース25内部からハウジング3内部へと至る冷却風の通路を形成する。
制御基板5は、ハウジング3の底部に設置されており、端子部7と電気的に接続されている。制御基板5は、端子部7及び電池端子部26を介して電池パック2とも電気的に接続する。また、制御基板5は、充電装置1の各部品を制御する制御回路5Aを備える。
制御回路5Aは、LED表示部8の制御を行う。また制御回路5Aは、サーミスタ11、21が検出した温度情報に基づいて冷却ファン6の動作を制御することで、充電装置1及び電池パック2の温度も制御する。冷却ファン6の動作詳細は後述する。また、制御回路5Aは、電池パック2の保護ICを介して温度情報、電池種別情報、及び過充電と過電流の発生の有無に関する信号を受取り、これらの信号に基づいて充電電流を制御する。
制御回路5Aは、サーミスタ11の検出した制御基板5の温度と、電池パック2の装着の有無及び電池パック2の温度情報に基づいて冷却ファン6の回転速度を制御する。図3には、冷却ファン6の制御を説明する表を示す。図3の列方向には制御基板5の温度の状態を示し、行方向には電池パック2の装着状態及び電池パック2の温度の状態を示す。これらの状態に個々対応して、図3の如く冷却ファン6の回転速度が決定される。
すなわち、電池パック2が高温である場合には、制御回路5Aは、冷却ファン6の回転速度を高くし、電池パック2の冷却が早く行われるようにする。一方、制御基板5が高温である場合にも、冷却ファン6の回転速度を上げ、制御基板5の冷却を迅速に行うように制御する。特に本発明では、電池パック2の非装着時であっても、制御基板5の温度に応じて冷却ファン6の稼働と回転速度が制御される。制御基板5の温度が高温で迅速な冷却を要する場合は、制御回路5Aは、冷却ファン6の回転を高速にする。また、制御基板5の温度が高温に至らないが冷却が必要な場合、制御回路5Aは、冷却ファン6の回転を中速にする。冷却が必要でない場合、制御回路5Aは、冷却ファン6の回転を停止する。なお、基板常温の場合には中速に限らず、低速とする、或いは温度に応じて、摂氏1〜29度なら停止又は低速とし、摂氏30〜39度なら中速とするようにしてもよい。
次に、LED表示部8の表示と制御基板5の温度との対応を図4に示す。LED表示部8は、制御基板5の温度状態に応じてその表示を変更する。例えば制御基板5が高温(本実施の形態においては摂氏40度以上)である場合には、部品の保護のため、充電を開始することが出来ない高温待機状態となる。この場合LED表示部8が、例えば赤色に点滅することによって高温待機状態であることを示し、充電装置1内部の状態をユーザに知らせることが出来る。また、電池パック2が装着されておらず、制御基板が常温(摂氏0度超、40度未満)、低温(摂氏0度以下)である場合には、例えば緑色に点灯することによって充電が可能であることを表示する。電池パック2が装着されており、制御基板が常温(摂氏0度超、40度未満)、低温(摂氏0度以下)である場合には、例えば橙色に点灯することによって充電中であることを表示する。ユーザは、これらの表示を見ることにより、充電装置1の状態を知ることが可能となる。
冷却時の動作について説明する。図2(a)、(b)には冷却風の通過する様子を矢印として示している。図2(a)に示すように、電池パック2を装着した状態で冷却ファン6が稼働すると、冷却風は、通気孔2aから電池ケース25内部を通過し、通気孔2bと上面通風孔3aを介してハウジング3内部へと至る。冷却風が電池ケース25内部を通過する際には、冷却風がセル22等の内部部品の周囲を通過するため、これらの部材を冷却することが出来る。冷却風は、その後、冷却ファン6を通って後面通風孔3cより外部へ排出される。
さらに、ハウジング3内部には、別の冷却風の通路が形成される。図2(a)に示すように、冷却ファン6が稼働すると、前面通風孔3bから後面通風孔3cに至る冷却風の通路が形成される。冷却風は、制御基板5等の部品を冷却しながらハウジング3の内部を通過し、後面通風孔3cを介して外部へ排出される。
電池パック2をハウジング3から取り外すと、図2(b)に示すように、上面通風孔3aはカバー9によって閉鎖される。このとき前面通風孔3bから後面通風孔3cに至る、ハウジング3内部を通過する冷却風の通路が残される。電池パック2が取り外された場合でも、制御基板5は、サーミスタ11の検出した温度に基づいて、冷却ファン6を稼働し、制御基板5及びハウジング3内部の冷却を行うことが出来る。
上述のように、本発明によれば、制御基板5及びハウジング3内部と、電池パック2との双方を冷却する充電装置1とすることが可能である。そのため、電池パック2だけでなく制御基板5及びハウジング3内部の冷却を迅速に行うことが可能である。さらに、電池パック2の非装着時においても制御基板5の冷却を行うため、充電後における制御基板5の冷却を効率よく行うことが可能となる。特に複数の電池パック2を連続して充電する場合(連結充電)において、高温待機状態にある充電装置1の内部部品の冷却のために費やす時間(待機時間)を短縮することにより、電池パック2の充電時間の短縮が可能となる。また、充電装置1内の部品温度を抑制し、装置の長寿命化を図ることが出来る。
また、カバー9が上面通風孔3aの開閉を行うため、電池パック2が装着されていない場合、上面通風孔3aを通じての冷却風の流出入を防止することが出来る。そのため冷却風の通路を、電池パック2の装着状態に応じて変更可能である。したがって、制御基板5及びハウジング3内部の冷却を効率よく行うことが可能となり、連結充電における待機時間の短縮が可能となる。また、カバー9により上面通風孔3aが閉じられるため、上方からハウジング3内への粉塵等の侵入を防止することも可能となる。
本発明において、制御基板5は、サーミスタ11の検出温度に基づいて、冷却ファン6制御を行う。そのため、充電装置1内部の温度に応じて電池パック2の冷却を行うことが可能となる。さらに電池パック2非装着時においても、制御基板5(ハウジング3内部)の温度に応じた冷却の制御を行うことが可能である。そのため、連結充電における待機時間の短縮が可能となる。
また本発明では、図3に示すように制御基板5の温度が所定の温度以下になるまで冷却ファン6を稼働し、所定の温度以下になれば停止するため、冷却に必要な電力を節約しながら効率よく制御基板5の冷却を行うことが出来る。さらに、電池パック2内部の温度に応じて冷却ファン6の回転速度を上下させるため、効率よく電池パック2の冷却を行うことが出来る。
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。本実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせ等にいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
本実施の形態においては、冷却ファン6は、前面通気孔3b及び上面通気孔3aから吸気し、後面通気孔3cから排気するように冷却風を誘導したが、本発明はこの形態に限定されるものではない。本実施の形態とは逆に、後面通気孔3cから吸気し、前面通気孔3b及び上面通気孔3aから排気するように冷却ファン6を稼働させても良い。この場合においても、本実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。また冷却ファン6は、軸流ファンだけでなく、シロッコファンなど他の種類のファンを用いてもよい。
本実施の形態において、開閉装置であるカバー9とバネ10は、電池パック2の着脱に応じて上面通風孔3aの開閉を行うよう機能した。しかし、本発明はこの形態に限定されるものではない。例えば、カバー9とバネ10の代わりに、電池パック2内部の温度に応じて開閉を行うような開閉装置を設けた構成も、本発明の範囲内である。
<変形例> 以下に本発明の変形例にかかる充電装置101を図5及び図6を用いて説明する。本実施の形態においては、開閉装置の一例としてカバー9とバネ10を用いたが、本変形例においては、カバー9とバネ10の代わりにカバー109を用いる。なお、本変形例において、カバー109以外の部材は、本実施の形態と同様である。これらの部材には、本実施の形態と同一の符号を付し、説明を省略する。
カバー109は、バイメタルから成る板状の部材であり、前端部がハウジング3に固定される。また、カバー109は、常温及び低温では上面通風孔3aの下部を覆い、閉鎖するように設けられる(図5)。詳細には、カバー109は、線膨張係数の異なる2種の板状の金属を、表裏貼り合わせた構造を有している。カバー109の上面側には相対的に線膨張係数の大きな金属材料を用い、下面側には線膨張係数の小さな金属材料を用いた構成としている。
電池パック2を装着すると、カバー109は、通気孔2bを介して電池パック2内部の空気と接触する。電池パック2が非装着であるか、電池パック2内部の温度が常温若しくは低温である場合、上面通風孔3aはカバー109によって閉鎖された状態が継続される(図5及び図6(b))。
電池パック2内部の温度が高温である場合、電池パック2内部の高温の空気と接触したカバー109は、図6(a)に示すように、下方へと曲がるように変形する。詳細には、上面を構成する相対的に先膨張係数の大きな板材が、下面を構成する板材よりも大きく膨張することにより、カバー109は下方へ曲がる。カバー109が下方へ曲がることによって、上面通風孔3aは開放される。上面通風孔3aの開放によって、電池パック2内部とハウジング3の内部とは、通気孔2b及び上面通風孔3aを介して連通する。電池パック2内部とハウジング3内部とが連通することによって、電池パック2からハウジング3へとつながる冷却風の通路が形成される。
本変形例の構成によって、電池パック2内部の温度に応じて、上面通風孔3aの開閉を行う開閉装置とすることができる。このような構成によれば、電池パック2非装着時、または、電池パック2内部の温度が常温または低温である場合には、冷却風の通路をハウジング3の内部のみに限定し、制御基板5及びハウジング3内部を重点的に冷却することが出来る。また、電池パック2内部の温度が高温である場合には、電池パック2にも冷却風を通風させることにより、制御基板5及びハウジング3内部だけでなく、電池パック2の冷却も行うことが可能となる。
このような構成によって、電池パック2の装着の有無および内部の温度に応じて、高温となった部位及び部品を効率よく冷却することのできる充電装置101を提供できる。
さらなる変形例として、カバー9、109の代わりに、上面通風孔3aを覆い得る部材とその部材の移動を行うモータとを組み合わせた開閉装置とすることもできる。この場合、制御基板5がサーミスタ11、21の温度に応じて開閉装置を制御することによって、上面通風孔3aの開閉を制御する。このような構成によっても、電池パック2の装着の有無および内部の温度に応じて、高温となった部位及び部品を効率よく冷却することのできる充電装置1とすることができる。
本実施の形態及び変形例においては、電池パック2を1つ装着可能な充電装置1、101を提示したが、本発明はこの形態に限定されるものではない。上面通風孔3a、開閉装置、端子部7等をそれぞれ複数個ハウジング3上に配置し、電池パック2を同時に複数個装着可能な充電装置1とすることも可能である。この場合においても複数の通風孔のうち、電池パック2を装着した通風孔のみを開閉装置で閉鎖する構成とし、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。あるいは、装着状態で内部が高温となった電池パック2に対してのみ、開閉装置を用いて通風孔を開放する構成とし、変形例と同様の効果を得ることができる。
本実施の形態及び変形例においては、制御基板5にサーミスタ11を配置したが、本発明はこの形態に限定されるものではない。例えば、ハウジング3内部の温度を検出するため、サーミスタ11をその他の部品の近傍に配置してもよい。
本実施の形態及び変形例においては、高温、常温及び低温の定義にかかる閾値を、摂氏40度及び摂氏0度とした。しかし、本発明はこの形態に限定されるものではない。電池パック及び充電装置を構成する部品の性質を鑑みて、高温、常温及び低温の定義は適宜変更され得る。
本実施の形態及び変形例においては、LED表示部8の表示するハウジング3内部の温度状態として、高温待機状態や充電可能等表示する構成としたが、本発明はこの形態に限定されるものではない。例えば、液晶の表示部を設けて温度の値そのものを表示するような構成としても良い。
本実施の形態及び変形例においては、セル22はリチウムイオン電池としたが、本発明はこの形態に限定されるものではない。本発明のセルは、リチウムイオン電池セル、ニッケル水素電池セル、リチウムイオンポリマー電池セル、ニッケルカドミウム電池セル等を含む。
1…充電装置、2…電池パック、3…ハウジング、5…制御基板、6…冷却ファン、7…端子部、8…表示部、9…カバー、10…バネ、11…サーミスタ
上記課題の解決のため、本発明は、電池パックを着脱可能なハウジングと、ハウジングに設けられ、該電池パックが該ハウジングに装着されているとき及び電池パックの非装着時においてもハウジング内に冷却風を発生させるよう稼働可能な冷却ファンと、を有することを特徴とする充電装置を提供する。
また、電池パックの充電を制御する制御基板を収容すると共に該電池パックが着脱可能なハウジングと、該ハウジングの内部に収容され、該制御基板により駆動される冷却ファンと、有し、該冷却ファンは、該電池パックが該ハウジングに装着されているとき及び該電池パックが該ハウジングから外された後も該制御基板により駆動される充電装置を提供する。
該ハウジング内部の温度を検出する温度検出手段と、該ハウジング内部の温度に応じて該冷却ファンの回転速度を制御する制御部をさらに備えることが好ましい。
また、該制御部は、該ハウジングの内部の温度と、該電池パックの該ハウジングへの装着有無とに基づいて該冷却ファンの回転速度を制御することが好ましい。
また、該制御部は、該ハウジングの内部の温度が所定の温度の場合において、該電池パックの該ハウジングへの装着有無に応じて該冷却ファンの回転速度が異なるように制御することが好ましい。
該制御部は、該ハウジングの内部の温度が所定の温度以下になると、該冷却ファンを停止することが好ましい。
該電池パックの内部の温度を検出する電池温度検出手段をさらに備え、
該制御部は、該電池パックの内部の温度、該ハウジングの内部の温度、及び該電池パックの該ハウジングへの装着有無に応じて該冷却ファンの回転速度を制御することが好ましい。

Claims (10)

  1. 電池パックを着脱可能なハウジングと、
    該ハウジングに設けられ、該電池パックの非装着時においても該ハウジング内に冷却風を発生させるよう稼働可能な冷却ファンと、を有することを特徴とする充電装置。
  2. 該ハウジングは、該電池パックの充電を制御する制御基板を収容すると共に、該電池パックが装着された際に該電池パックに設けられた通気孔と対向可能に設けられた通風孔を有し、
    該冷却ファンにより発生した該冷却風により該電池パック及び該制御基板の少なくとも一方を冷却可能としたことを特徴とする請求項1に記載の充電装置。
  3. 該通風孔を開閉可能な開閉装置をさらに備え、
    該開閉装置は、該電池パックの装着時には該通風孔を開放し、該電池パックの非装着時には該通風孔を閉鎖することを特徴とする請求項2に記載の充電装置。
  4. 該通風孔を開閉可能な開閉装置をさらに備え、該開閉装置は、該電池パックの装着時において、該電池パックの内部の温度が高くなると該通風孔を開放し、該電池パックの内部の温度が下がると該通風孔を閉鎖することを特徴とする請求項2に記載の充電装置。
  5. 該開閉装置は、バイメタルによって形成されることを特徴とする請求項4に記載の充電装置。
  6. 該ハウジングの内部の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
    該ハウジングの内部の温度に応じて該冷却ファンの回転速度を制御することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の充電装置。
  7. 該ハウジングの内部の温度が所定の温度以下になると、該冷却ファンを停止することを特徴とする請求項6に記載の充電装置。
  8. 該電池パックの内部の温度を検出する電池温度検出手段をさらに備え、
    該電池パックの内部の温度に応じて該冷却ファンの回転速度を制御することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の充電装置。
  9. 該ハウジングの内部または該電池パックの内部の温度状態を表示する表示部をさらに備えたことを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の充電装置。
  10. 電池パックの充電を制御する制御基板を収容すると共に該電池パックが着脱可能なハウジングと、
    該ハウジングの内部に収容され、該制御基板により駆動される冷却ファンと、有し、
    該冷却ファンは、該電池パックが該ハウジングから外された後も該制御基板により駆動されることを特徴とする充電装置。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109328422A (zh) * 2016-05-31 2019-02-12 工机控股株式会社 充电装置
JP6920880B2 (ja) * 2017-05-17 2021-08-18 株式会社マキタ 電動工具のバッテリパックを充電する充電器
TWM575626U (zh) * 2017-06-26 2019-03-11 美商米沃奇電子工具公司 電池充電器
US11719675B2 (en) * 2018-05-11 2023-08-08 Battery Solutions, LLC Gas detection device for lithium-ion battery storage system
JP7224791B2 (ja) * 2018-06-26 2023-02-20 株式会社マキタ クリーナ
TWM604073U (zh) 2018-07-30 2020-11-11 美商米沃奇電子工具公司 電池充電器
JP7110798B2 (ja) * 2018-07-30 2022-08-02 工機ホールディングス株式会社 充電装置
CN210120406U (zh) 2018-10-17 2020-02-28 米沃奇电动工具公司 电池充电器
DE102019120031A1 (de) * 2019-07-24 2021-01-28 Elringklinger Ag Kontrolleinrichtung
JP7350576B2 (ja) * 2019-09-09 2023-09-26 株式会社マキタ 充電器
US11670808B2 (en) 2019-12-03 2023-06-06 Milwaukee Electric Tool Corporation Charger and charger system
JP2023544852A (ja) * 2020-10-08 2023-10-25 イーコントロールズ エルエルシー フォークリフト用リチウムイオン電池

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63120534U (ja) * 1987-01-27 1988-08-04
JP2000215922A (ja) * 1999-01-26 2000-08-04 Matsushita Electric Works Ltd 充電装置
JP2004282895A (ja) * 2003-03-14 2004-10-07 Hitachi Koki Co Ltd 充電機能付き直流電源装置
JP2005129359A (ja) * 2003-10-23 2005-05-19 Matsushita Electric Works Ltd 充電装置
JP2009289694A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Hitachi Koki Co Ltd 電池パック
JP2012074161A (ja) * 2010-09-27 2012-04-12 Panasonic Eco Solutions Power Tools Co Ltd 充電器
JP2013054884A (ja) * 2011-09-02 2013-03-21 Clean Venture 21 Corp 蓄電池システム
JP2013146133A (ja) * 2012-01-13 2013-07-25 Pfu Ltd 電動車両用充電装置、その管理装置、管理方法及び管理システム

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62234878A (ja) * 1986-04-05 1987-10-15 Seibu Electric & Mach Co Ltd 太陽電池用蓄電池温度維持装置
US7189473B2 (en) * 2003-06-03 2007-03-13 Eastway Fair Company Limited Battery venting system
TW200830662A (en) * 2007-01-10 2008-07-16 Mobiletron Electronics Co Ltd Battery charger for power tool
US20130076305A1 (en) * 2011-09-26 2013-03-28 Oregon Scientific Global Distribution Limited Wireless charger system with radio controlled clock
JP6030018B2 (ja) * 2013-04-16 2016-11-24 株式会社マキタ 充電システム

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63120534U (ja) * 1987-01-27 1988-08-04
JP2000215922A (ja) * 1999-01-26 2000-08-04 Matsushita Electric Works Ltd 充電装置
JP2004282895A (ja) * 2003-03-14 2004-10-07 Hitachi Koki Co Ltd 充電機能付き直流電源装置
JP2005129359A (ja) * 2003-10-23 2005-05-19 Matsushita Electric Works Ltd 充電装置
JP2009289694A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Hitachi Koki Co Ltd 電池パック
JP2012074161A (ja) * 2010-09-27 2012-04-12 Panasonic Eco Solutions Power Tools Co Ltd 充電器
JP2013054884A (ja) * 2011-09-02 2013-03-21 Clean Venture 21 Corp 蓄電池システム
JP2013146133A (ja) * 2012-01-13 2013-07-25 Pfu Ltd 電動車両用充電装置、その管理装置、管理方法及び管理システム

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