図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(2014年4月24日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (11)

課題

外部の電源を必要としない充電器を提供する。

解決手段

充電器は、電気機器バッテリパック充電する。この充電器は、エンジン発電機、及びバッテリ取付部を備える。発電機は、エンジンによって駆動される。バッテリ取付部は、バッテリパックが着脱可能であるとともに、発電機からの電力をバッテリパックへ出力する。エンジンは、比較的に小型のものを採用することができ、例えば25ミリリットル以下の排気量を有するエンジンを採用することができる。

概要

背景

バッテリパック電源とする電気機器が広く利用されている。このような電気機器は、バッテリパックを予め充電しておくことで、外部の電源に接続することなく使用することができる。バッテリパックの充電は、充電器によって行われる。特許文献1に、従来の充電器が記載されている。

概要

外部の電源を必要としない充電器を提供する。 充電器は、電気機器のバッテリパックを充電する。この充電器は、エンジン発電機、及びバッテリ取付部を備える。発電機は、エンジンによって駆動される。バッテリ取付部は、バッテリパックが着脱可能であるとともに、発電機からの電力をバッテリパックへ出力する。エンジンは、比較的に小型のものを採用することができ、例えば25ミリリットル以下の排気量を有するエンジンを採用することができる。

目的

上述の問題を鑑み、本明細書で開示する技術は、外部の電源を必要としない充電器を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

電気機器バッテリパック充電する充電器であって、エンジンと、前記エンジンによって駆動される発電機と、前記バッテリパックが着脱可能であるとともに、前記発電機からの電力をバッテリパックへ出力するバッテリ取付部と、を備える充電器。

請求項2

前記エンジンは25ミリリットル以下の排気量を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の充電器。

請求項3

前記エンジンは5ミリリットル以上20ミリリットル以下の排気量を有する、請求項1又は2に記載の充電器。

請求項4

前記発電機は、交流発電機であり、前記発電機との前記バッテリ取付部との間に設けられた整流回路をさらに備える、請求項1から3のいずれか一項に記載の充電器。

請求項5

前記発電機と前記バッテリ取付部との間に設けられ、前記発電機から前記バッテリ取付部への電力供給遮断する遮断スイッチをさらに備える、請求項1から4のいずれか一項に記載の充電器。

請求項6

前記発電機の最大発電電圧は42ボルト以下である、請求項1から5のいずれか一項に記載の充電器。

請求項7

18ボルトの公称電圧と3アンペアアワーの容量を有するバッテリパックを、残容量がゼロの状態から15分以上30以内で満充電するように構成された、請求項1から6のいずれか一項に記載の充電器。

請求項8

前記エンジンは電動工具を用いて始動することができる、請求項1から7のいずれか一項に記載の充電器。

技術分野

0001

ここで開示する技術は、電気機器バッテリパック充電する充電器に関する。

背景技術

0002

バッテリパックを電源とする電気機器が広く利用されている。このような電気機器は、バッテリパックを予め充電しておくことで、外部の電源に接続することなく使用することができる。バッテリパックの充電は、充電器によって行われる。特許文献1に、従来の充電器が記載されている。

先行技術

0003

特開2005−295750号公報

発明が解決しようとする課題

0004

従来の充電器は、商用電源に接続されて使用される。そのため、例えば停電時など、商用電源が利用できないときは、バッテリパックの充電をすることができない。このような場合は、商用電源に代えて、可搬型発電装置を利用することが考えられる。可搬型の発電装置は、エンジンによって発電機を動かし、商用電源と同じ交流電力(例えばAC100ボルト)を出力する。従って、充電器の電源として使用することができる。しかしながら、汎用の発電装置は、充電器の電源としては過剰な能力を有しており、そのような発電装置を使用すると、エネルギー効率が悪いという問題がある。

0005

上述の問題を鑑み、本明細書で開示する技術は、外部の電源を必要としない充電器を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本明細書は、電気機器のバッテリパックを充電する充電器を提供する。この充電器は、エンジン、発電機、及びバッテリ取付部を備える。発電機は、エンジンによって駆動される。バッテリ取付部は、バッテリパックが着脱可能であるとともに、発電機からの電力をバッテリパックへ出力する。

0007

この充電器は、エンジンと発電機を有しているので、外部の電源を必要とすることなく、電子機器のバッテリパックを充電することができる。エンジンと発電機は、バッテリパックの充電に必要とされる電力を発電すればよいので、比較的に小型のものを採用することができる。発電機による発電電力を、商用電源のような高電圧に変換することなく、直接的にバッテリパックへ供給できるので、エネルギー効率が高いという利点も持つ。

図面の簡単な説明

0008

実施例1の充電器を模式的に示す。
実施例1の発電ユニットの構成を模式的に示す。
第1充電ユニットを用いた充電ユニットの電気的な構成を示す。
第2充電ユニットの電気的な構成を示すブロック図。
並列接続回路を示す。
直列接続回路を示す。
実施例2の充電器の電気的な構成を示す(一部省略)。
実施例3の充電器の電気的な構成を示す。
並列接続時の接続切替回路を示す。
直列接続時の接続切替回路を示す。

0009

本技術の一実施形態では、エンジンが、25ミリリットル以下の排気量を有するとよく、より好ましくは、5ミリリットル以上20ミリリットル以下の排気量を有することが好ましい。このような小型のエンジンであっても、バッテリパックの充電に必要な電力を、十分に発電することができる。

0010

本技術の一実施形態では、発電機が、交流発電機であることが好ましい。この場合、充電器は、発電機とのバッテリ取付部との間に設けられた整流回路をさらに備えることが好ましい。なお、交流発電機に代えて、あるいは交流発電機とともに、直流発電機を採用することもできる。

0011

本技術の一実施形態では、充電器が、遮断スイッチをさらに備えることが好ましい。この遮断スイッチは、発電機とバッテリ取付部との間に設けられ、エンジンからバッテリ取付部への電力供給遮断する。遮断スイッチを設けることにより、必要に応じて、バッテリパックの充電を直ちに中止することができる。

0012

本技術の一実施形態では、発電機の最大発電電圧が42ボルト以下であることが好ましい。最大発電電圧を小さく設定することで、比較的に小型のエンジンや発電機を採用することができる。

0013

本技術の一実施形態では、充電器が、18ボルトの公称電圧と3アンペアアワーの容量を有するバッテリを、残容量がゼロの状態から15分以上30以内で満充電することが好ましい。このような構成によると、バッテリパックにかかる負担を抑制しつつ、バッテリパックを比較的に短時間で充電することができる。

0014

本技術の一実施形態では、エンジンが、電動工具によって始動することができることが好ましい。そのための構成は特に限定されないが、例えば、エンジンのクランクシャフトに電動工具を接続可能とし、クランクシャフトを電動工具によって回転させることで、エンジンが始動する構成とすることができる。あるいは、電動工具によって駆動される第2の発電機を設け、第2の発電機によって発電された電力によって、スターターモータがエンジンを始動する構成としてもよい。

0015

本技術の一実施形態では、充電器が、検出部及び制御部をさらに備えることが好ましい。検出部は、バッテリ取付部に取り付けられたバッテリパックの状態を示す状態指標を検出する。制御部は、検出部による検出値に基づいてエンジンの出力を調節する。このような構成によると、バッテリパックの充電に必要とされる充電電力に対して、過不足のない発電を行うことができ、無用エネルギー消費を抑制することができる。

0016

本技術の一実施形態では、制御部が、エンジンへの燃料供給量を調節することによって、エンジンの出力を調節することが好ましい。このような構成によると、エンジンの出力を精度よく調節することができる。

0017

本技術の一実施形態では、充電器が、エンジンに供給される空気に燃料を混合するキャブレタをさらに備えることが好ましい。この場合、制御部は、キャブレタのスロットル開度を調節することによって、エンジンの出力を調節することが好ましい。

0018

上記した実施形態では、充電器が、キャブレタのスロットルに接続され、当該スロットルの開度を調整するアクチュエータをさらに備えることが好ましい。この場合、制御部は、そのアクチュエータを制御することによって、エンジンの出力を制御することができる。

0019

本技術の一実施形態では、制御部が、状態指標に関する目標値を記憶しており、検出部による検出値と当該目標値との大小関係に応じて、エンジンの出力を調節することが好ましい。このような構成によると、例えば、検出値が目標値よりも大きいときは、エンジンの出力を低下させ、検出値が目標値よりも小さいときは、エンジンの出力を上昇させることができる。それにより、バッテリパックを適切な状態に維持しながら、バッテリパックの充電を行うことができる。

0020

本技術の一実施形態では、状態指標が、バッテリパックの充電電流、バッテリパックの充電電圧、バッテリパックの温度の少なくとも一つを含むことが好ましい。これらの指標監視することで、充電中のバッテリパックに過大な負担がかかることを防止することができる。

0021

本技術の一実施形態では、発電機が、少なくとも一つの第1発電コイルと、少なくとも一つの第2発電コイルを含み、第1発電コイルと第2発電コイルとが並列に接続されたときは第1の発電電圧で発電し、第1発電コイルと第2発電コイルとが直列に接続されたときは第1の発電電圧よりも高い第2の発電電圧で発電することが好ましい。このような構成によると、充電すべきバッテリパックの特性(特に公称電圧)に応じて、発電電圧を切り替えることができる。

0022

本技術の一実施形態では、発電機に対して選択的に取付可能な第1ユニット及び第2ユニットをさらに備えることが好ましい。この場合、第1ユニットは、第1発電コイルと第2発電コイルを並列に接続する並列接続回路を有することが好ましい。第2ユニットは、第1発電コイルと第2発電コイルを直列に接続する直列接続回路を有することが好ましい。このような構成によると、公称電圧が低いバッテリパックを充電するときは、第1ユニットを使用することによって、第1発電コイルと第2発電コイルとを並列に接続することができる。公称電圧が高いバッテリパックを充電するときは、第2ユニットを使用することによって、第1発電コイルと第2発電コイルとを直列に接続することができる。

0023

本技術の一実施形態では、バッテリ取付部が、第1バッテリ取付部と第2バッテリ取付部を有することが好ましい。この場合、第1バッテリ取付部は、第1ユニットに設けられており、第1の公称電圧を有する第1バッテリパックを受け入れるように構成されていることが好ましい。第2バッテリ取付部は、第2ユニットに設けられており、第1の公称電圧よりも高い第2の公称電圧を有する第2バッテリパックを受け入れるように構成されていることが好ましい。このような構成によると、第1バッテリパックを充電するときに、誤って第2ユニットが使用されることを避けることができる。同様に、第2バッテリパックを充電するときに、誤って第1ユニットが使用されることを避けることができる。

0024

上記した実施形態では、第1ユニットが、第1バッテリパックの充電電流を調節する第1制御部を有し、第2ユニットが、第2バッテリパックの充電電流を調節する第2制御部を有することが好ましい。各々のユニットが制御部を有することにより、第1バッテリパックと第2バッテリパックのそれぞれに対して、適切な充電を行うことができる。

0025

あるいは、他の一実施形態では、充電器が、発電機とバッテリ取付部との間に設けられた接続切替回路を備えることが好ましい。この場合、接続切替回路は、第1発電コイルと第2発電コイルとを並列に接続する並列接続回路と、第1発電コイルと第2発電コイルとを直列に接続する直列接続回路とを、選択的に形成することが好ましい。接続切替回路による並列と直列との切替えは、充電器によって自動的に行われてもよいし、ユーザによる手動で行われてもよい。

0026

本技術の一実施形態では、充電器が、バッテリ取付部に取り付けられたバッテリパックが出力する信号に基づいて、前記エンジンを停止する信号を出力する停止制御部をさらに備えることが好ましい。このような構成によると、バッテリパックになんらかの異常が生じている場合に、エンジンを停止して充電を中止することができる。バッテリパックが出力する信号を利用することで、様々なバッテリパックに対応する充電器を簡素に構成することができる。

0027

上記した実施形態において、充電停止信号は、バッテリパックの充電電圧と充電電流と温度の少なくとも一つが所定の許容範囲外れたときに、バッテリパックから出力される信号であることが好ましい。このような構成によると、バッテリパックがダメージを受けるやすい状態で、充電が継続されることを防止することができる。

0028

前記した停止制御部は、互いに独立して動作する第1停止制御部と第2停止制御部を有することが好ましい。この場合、第1停止制御部と第2停止制御部の各々が、バッテリ取付部に取り付けられたバッテリパックが出力する信号に基づいて、前記エンジン停止信号を出力することが好ましい。二つの停止制御部を有することにより、一方の停止制御部に異常が生じたときでも、バッテリパックを保護することができる。

0029

前記した停止制御部は、バッテリパックの充電電圧を検出可能であるとともに、検出した充電電圧が所定の許容範囲を外れたときにも、前記エンジン停止信号を出力することが好ましい。このような構成によると、バッテリパックがエンジン停止信号を出力できない場合でも、バッテリパックを適切に充電することができる。

0030

本技術の一実施形態では、充電器が、エンジンの点火を制御するイグニッションユニットをさらに備えることが好ましい。この場合、イグニッションユニットは、前記エンジン停信号を受信したときに、エンジンの点火を停止することが好ましい。エンジンの点火が停止されることで、エンジンを確実に停止することができる。

0031

本明細書で開示する技術は、電動工具、デジタルカメラ携帯電話スマートフォンタブレット電動アシスト自転車電動バイク、及び玩具を含む、各種の電気機器のバッテリパックの充電器に適用することができる。

0032

本技術の一実施形態では、発電機の原動機として、2ストロークエンジン、4ストロークエンジン、ロータリーエンジン、及びスターリングエンジンを含む、各種のエンジンを採用することができる。

0033

図1は、実施例の充電器10を模式的に示す。この充電器10は、二種類のバッテリパック18a、18bを充電することができる。バッテリパック18a、18bは、電気機器の一種である電動工具用のバッテリパックであり、電動工具に対して着脱可能に構成されている第1バッテリパック18aと第2バッテリパック18bは、互いに異なる公称電圧を有している。本実施例では、第1バッテリパック18aの公称電圧は18ボルトであり、第2バッテリパック18bの公称電圧は36ボルトである。但し、第1バッテリパック18a及び第2バッテリパック18bの公称電圧は、これらの値に限定されない。

0034

図1に示すように、充電器10は、発電ユニット12と、第1充電ユニット14aと、第2充電ユニット14bを備えている。第1充電ユニット14aと第2充電ユニット14bは、発電ユニット12に対して選択的に取付可能となっている。第1バッテリパック18aを充電するときは、第1充電ユニット14aが発電ユニット12に取り付けられ、第2バッテリパック18bを充電するときは、第1充電ユニット14aに代えて、第2充電ユニット14bが発電ユニット12に取り付けられる。第1充電ユニット14aには、第1バッテリ取付部16aが設けられている。第1バッテリ取付部16aは、第1バッテリパック18aが着脱可能に構成されている。一方、第2充電ユニット14bには、第2バッテリ取付部16bが設けられている。第2バッテリ取付部16bは、第2バッテリパック18bが着脱可能に構成されている。

0035

図2を参照して、発電ユニット12の構成について説明する。図2に示すように、発電ユニット12は、エンジン38と、燃料タンク56と、キャブレタ42と、サーボモータ52と、イグニッションユニット48を備えている。エンジン38には、燃料に点火するための点火プラグ40が設けられている。エンジン38は、燃料を燃焼することによって、出力シャフト36を回転させる。エンジン38の形式は特に限定されない。例えば、エンジン38は、2ストロークエンジン、4ストロークエンジン、ロータリーエンジン、及びスターリングエンジンを含む、各種のエンジンであってもよい。一例であるが、本実施例のエンジン38は、2ストロークエンジンである。エンジン38の排気量についても特に限定されない。エンジン38の排気量は、バッテリパック18a、18bの充電に必要とされる能力に応じて、適宜選択することができる。例えば、公称電圧が50ボルト以下の電動工具用のバッテリパック18a、18bの場合、排気量が25ミリリットル以下の小型エンジンを採用することができる。特に、公称電圧が10ボルト以上36ボルト以下の場合、エンジン38の排気量は5ミリリットル以上20ミリリットル以下とすることができる。加えて、エンジン38の排気量を決定する際は、バッテリパック18a、18bの容量についても考慮することが好ましい。

0036

エンジン38の燃料は、燃料タンク56に蓄えられる。燃料タンク56内の燃料は、キャブレタによってエンジン38へ供給される。キャブレタ42は、燃料タンク56から吸い上げた燃料を、エンジン38へ供給される空気に混合する。キャブレタ42には、エンジン38へ供給される空気量を調節するスロットル44が設けられている。スロットル44は、リンク54を介して、サーボモータ52に接続されている。サーボモータ52は、スロットル44の開度を調節するアクチュエータである。イグニッションユニット48は、プラグコード50を介して点火プラグ40に接続されている。イグニッションユニット48は、エンジン38の回転に同期して、点火プラグ40に高電圧を断続的に供給する。それにより、エンジン38の点火タイミングが制御される。イグニッションユニット48が点火プラグ40への電圧供給を停止すれば、エンジン38も停止する。

0037

発電ユニット12は、発電機34を備えている。発電機34は、エンジン38の出力シャフト36に接続されており、エンジン38によって駆動される。発電機34は、三相交流発電機であり、エンジン38によって駆動されると、三相交流電力を発生する。発電機34による発電電力は、第1又は第2充電ユニット14a、14bに送られ、バッテリパック18a、18bの充電に利用される。出力シャフト36には、冷却ファン32が設けられている。冷却ファン32は、回転することによって、発電機34及びエンジン38に冷却風を送る。出力シャフト36の先端にはスピンナ30が固定されている。なお、発電機34は、単相交流発電機であってもよいし、直流発電機であってもよい、発電機34の形式は特に限定されない。

0038

スピンナ30には、工具係合部30aが設けられている。工具係合部30aは、六角柱の形状を有している。工具係合部30aは、六角ナットの形状を模して形成されており、汎用の電動工具を係合させることができる。出力シャフト36(即ち、エンジン38のクランクシャフト)は電動工具によって回転させることができ、それによってエンジン38を始動することができる。

0039

図3図4を参照して、第1充電ユニット14a及び第2充電ユニット14bの構成について説明する。図3に示すように、第1充電ユニット14aは、並列接続回路62a、整流回路64、遮断スイッチ68、電流検出回路70、正極出力端子72、負極出力端子74、通信端子76、コントローラ78、及び過充電監視回路80を備えている。並列接続回路62aは、整流回路64へ電気的に接続されており、整流回路64は、遮断スイッチ68及び電流検出回路70を介して、正極出力端子72及び負極出力端子74に接続されている。

0040

正極出力端子72、負極出力端子74及び通信端子76は、第1バッテリ取付部16aに設けられている。第1バッテリパック18aが第1バッテリ取付部16aに取り付けられると、正極出力端子72及び負極出力端子74は、第1バッテリパック18a内の複数の電池セル20へ電気的に接続される。また、通信端子76は、第1バッテリパック18a内のバッテリコントローラ22と通信可能に接続される。

0041

一方、図4に示すように、第2充電ユニット14bは、直列接続回路62b、整流回路64、遮断スイッチ68、電流検出回路70、正極出力端子72、負極出力端子74、通信端子76、コントローラ78、及び過充電監視回路80を備えている。直列接続回路62bは、整流回路64へ電気的に接続されており、整流回路64は、遮断スイッチ68及び電流検出回路70を介して、正極出力端子72及び負極出力端子74に接続されている。

0042

正極出力端子72、負極出力端子74及び通信端子76は、第2バッテリ取付部16bに設けられている。第2バッテリパック18bが第2バッテリ取付部16bに取り付けられると、正極出力端子72及び負極出力端子74は、第2バッテリパック18b内の複数の電池セル20へ電気的に接続される。また、通信端子76は、第2バッテリパック18b内のバッテリコントローラ22と通信可能に接続される。

0043

図3図4を比較して明らかなように、第1充電ユニット14aと第2充電ユニット14bは、基本的に共通する構成を有している。但し、第1充電ユニット14aは、直列接続回路62bに代えて、並列接続回路62aを有する点で、第2充電ユニット14bと相違する。図5図6を参照して、直列接続回路62b及び並列接続回路62aについて説明する。図5図6に示すように、本実施例の発電機34は、第1コイル群92と第2コイル群94を有している。第1コイル群92は、U相コイル、V相コイル及びW相コイルを含む複数のコイルを含み、第2コイル群94も、U相コイル、V相コイル及びW相コイルを含む複数のコイルを含む。図5に示すように、並列接続回路62aは、二つのコイル群92、94を並列に接続する。この場合、発電機34による最大の発電電圧は、21ボルト程度となる。一方、図6に示すように、直列接続回路62bは、二つのコイル群92、94を直列に接続する。この場合、発電機34による最大の発電電圧は、42ボルト程度となる。

0044

前述したように、第1充電ユニット14aは、公称電圧の低い第1バッテリパック18aの充電に用いられる。そのため、第1充電ユニット14aでは、発電機34の二つのコイル群92、94を並列に接続することによって、発電機34による発電電圧を低くする。この場合、二つのコイル群92、94が並列に接続されることにより、発電機34の出力電流が増加することから、充電時間を短縮することができる。一方、第2充電ユニット14bは、公称電圧の高い第2バッテリパック18bの充電に用いられる。そのため、第2充電ユニット14bでは、発電機34の二つのコイル群92、94を直列に接続することによって、発電機34による発電電圧を高くする。このように、本実施例の充電器10では、使用する充電ユニット14a、14bに応じて、発電機34による発電電圧が変更される。それにより、スイッチング電源などの回路を必要とすることなく、単一の発電機34によって、公称電圧の異なるバッテリパック18a、18bを充電することができる。

0045

本実施例の発電機34は三相交流発電機であるが、発電機34は単相交流発電機であってもよい。この場合でも、発電機34が少なくとも二つのコイルを有し、それらの接続態様を直列と並列との間で切り替えることによって、発電機34による発電電力を変更することができる。

0046

以下では、充電ユニット14aと第2充電ユニット14bとで共通する構成について説明する。図3図4に示すように、第1充電ユニット14a及び第2充電ユニット14bは、発電ユニット12に取り付けられることによって、発電ユニット12へ電気的に接続される。このとき、整流回路64は、並列接続回路62aを介して発電機34に接続され、コントローラ78は、サーボモータ52及びイグニッションユニット48に接続される。また、過充電監視回路80も、イグニッションユニット48に接続される。

0047

発電機34で発電された三相交流電力は、並列接続回路62a又は直列接続回路62bを介して、整流回路64へ入力される。整流回路64は、発電機34で発電された三相交流電力を直流電力に変換する。整流回路64は、正極出力端子72及び負極出力端子74へ電気的に接続されている。整流回路64からの直流電力は、充電電力として、正極出力端子72及び負極出力端子74から第1バッテリパック18a又は第2バッテリパック18bへ供給される。

0048

遮断スイッチ68は、整流回路64と正極出力端子72とを接続する回路上に設けられている。遮断スイッチ68がオンされると、整流回路64と正極出力端子72は電気的に導通し、遮断スイッチ68がオフされると、整流回路64と正極出力端子72は電気的に遮断される。一例ではあるが、本実施例の遮断スイッチ68は半導体スイッチであり、詳しくは電界効果トランジスタFET)である。あるいは、遮断スイッチ68は、例えばリレーのような、物理的に接触する接点を有するスイッチであってもよい。遮断スイッチ68は、コントローラ78によって制御される。

0049

電流検出回路70は、整流回路64と負極出力端子74とを接続する回路上に設けられており、バッテリパック18a、18bの充電電流を検出する。一例ではあるが、本実施例の電流検出回路70は、シャント抵抗であり、充電電流の大きさに応じた電圧信号を出力する。電流検出回路70による検出値は、コントローラ78に入力される。

0050

コントローラ78は、主に、マイクロプロセッサを用いて構成されている。コントローラ78は、発電ユニット12も含め、充電器10の全体の動作を制御する。コントローラ78は、電流検出回路70による充電電流の検出値に基づいて、サーボモータ52を制御し、それによってエンジン38の出力を調節する。一例ではあるが、コントローラ78は、充電電流の目標値を記憶しており、充電電流の検出値が目標値よりも小さいときは、エンジン38の出力を上昇させ、検出値が目標値よりも大きいときは、エンジン38の出力を低下させる。それにより、充電電流が目標値に維持されるように、エンジン38の出力が調節される。エンジン38の出力を直接的に調節することで、スイッチング電源などの回路が不要になるとともに、無用な燃料の消費が抑制される。なお、コントローラ78は、充電電流に代えて、充電電圧や温度といった、バッテリパック18a、18bの状態を示すその他の指標に基づいて、エンジン38の出力を調節することも好ましい。

0051

コントローラ78は、正極出力端子72の電圧を監視することによって、バッテリパック18a、18bの充電電圧を検出することができる。コントローラ78は、充電電圧の上限値を記憶しており、検出された充電電圧が上限値を超えたときに、バッテリパック18a、18bが満充電又は過充電であると判断する。この場合、コントローラ78は、イグニッションユニット48へ所定の信号(エンジン停止信号)を出力して、エンジン38を停止させる。それにより、バッテリパック18a、18bの過充電を防止する。加えて、コントローラ78は、遮断スイッチ68をオフし、バッテリパック18a、18bを発電機34から電気的に切り離す

0052

加えて、コントローラ78は、充電電流の上限値を記憶しており、電流検出回路70による充電電流の検出値がその上限値を超えたときは、サーボモータ52又はその他の構成要素に異常が生じていると判断して、イグニッションユニット48へ前記したエンジン停止信号を出力する。その結果、エンジン38は停止し、バッテリパック18a、18bの充電が中止される。加えて、コントローラ78は、遮断スイッチ68をオフし、バッテリパック18a、18bを発電機34から電気的に切り離す。それにより、バッテリパック18a、18bに過大な電流が流れ、バッテリパック18a、18bがダメージを受けることを防止される。

0053

コントローラ78は、通信端子76に接続されており、バッテリパック18a、18bのバッテリコントローラ22と通信可能に接続される。バッテリコントローラ22は、バッテリパック18a、18b内で充電電圧(即ち、電池セル20の電圧)を監視している、そして、バッテリコントローラ22は、検出された充電電圧が所定値を超えるときに、バッテリパック18a、18bが満充電又は過充電である判断して、充電停止信号を出力する。充電器10のコントローラ78は、バッテリパック18a、18bからの充電停止信号を受信すると、イグニッションユニット48へ前述のエンジン停止信号を出力して、エンジン38を停止させる。それにより、バッテリパック18a、18bの過充電を防止する。加えて、コントローラ78は、遮断スイッチ68をオフし、バッテリパック18a、18bを発電機34から電気的に切り離す。

0054

本実施例の充電器10は、充電器10内で検出された充電電圧だけでなく、バッテリパック18a、18b内で検出された複数の電池セル20の各々又は全体の充電電圧が上限値を超えたときに、エンジン38を停止することによって、充電を終了することができる。それにより、充電器10において充電電圧を正しく検出できない場合でも、バッテリパック18a、18bの過充電を防止することができる。

0055

なお、コントローラ78は、バッテリパック18a、18bが出力するその他の信号に基づいて、サーボモータ52及び/又はイグニッションユニット48を制御することもできる。例えば、コントローラ78は、バッテリパック18a、18bが所定の異常信号を受信したときに、イグニッションユニット48へ前記エンジン停止信号を出力することができる。この異常信号は、例えば、バッテリパック18a、18b(即ち、電池セル20)の充電電流や温度が所定の許容範囲を外れたときに、バッテリパック18a、18bが出力信号とすることができる。あるいは、コントローラ78は、バッテリパック18a、18bから所定の信号を受信できないときに、バッテリパック18a、18bに異常が生じていると判断して、前記エンジン停止信号を出力してもよい。

0056

本実施例の充電器10では、バッテリパック18a、18bの過充電を防止するために、過充電監視回路80がさらに設けられている。過充電監視回路80は、通信端子76に接続されており、バッテリパック18a、18bが出力する充電停止信号を受信することができる。過充電監視回路80は、バッテリパック18a、18bからの充電停止信号を受信すると、イグニッションユニット48へ前述のエンジン停止信号を出力して、エンジン38を停止させる。それにより、バッテリパック18a、18bの過充電を防止する。過充電監視回路80は、前述したコントローラ78とは異なるマイクロプロセッサ、あるいは充電停止信号を検出し得るその他の集積回路を有することから、コントローラ78とは独立して動作することができる。そのことから、コントローラ78にエラーが生じた場合でも、過充電監視回路80によってバッテリパック18a、18bの過充電が防止される。なお、過充電監視回路80は、コントローラ78と同様に、バッテリパック18a、18bが出力するその他の信号に基づいて、イグニッションユニット48を制御(例えば停止)するものであってもよい。

0057

本実施例の充電器10は、第1充電ユニット14aを使用することによって、公称電圧が18ボルトの第1バッテリパック18aを充電することができる。また、第2充電ユニット14bを使用することによって、公称電圧が36ボルトの第2バッテリパック18bを充電することができる。ここで、第1充電ユニット14aを使用した場合は、発電機34は最大で約21ボルトの発電を行うことができるので、12ボルト、14.4ボルト、18ボルトといった、公称電圧が20ボルト以下のバッテリパックを充電することもできる。一方、第2充電ユニット14bを使用した場合、発電機34は最大で約42ボルトの発電を行うことができるので、21.6ボルト、25.2ボルト、28.8ボルト、32.4ボルトといった、公称電圧が40ボルト以下のバッテリパックを充電することもできる。

0058

本実施例の充電器10は、18ボルトの公称電圧と3アンペアアワーの容量を有する第1バッテリパック18aを、残容量がゼロの状態から15分以上30以内で満充電することができる。一方、36ボルトの公称電圧と3アンペアアワーの容量を有する第2バッテリパック18bについては、残容量がゼロの状態から30分以上60以内で満充電することができる。

0059

図7を参照して、実施例2の充電器110について説明する。実施例2の充電器110では、実施例1の充電器10と比較して、並列接続回路62aと直列接続回路62bのみが交換可能に設けられている。その他の構成については、実施例1の構成と共通している。実施例1と共通する構成については、同一の符号を付すことによって、ここでは重複する説明を省略する。

0060

充電器110は、並列接続回路62aを有する第1充電ユニット114aと、直列接続回路62bを有する第2充電ユニット114bを有している。第1充電ユニット114aと第2充電ユニット114bは、交流発電機34と整流回路64との間へ、択一的に取り付けることができる。実施例1で説明した第1バッテリパック18aを充電するときは、並列接続回路62aを有する第1充電ユニット114aが充電器110に取り付けられる。このとき、充電器110は、実施例1で説明した発電ユニット12と第1充電ユニット14aとの組み合わせと、実質的に同一の構成を有する。一方、実施例1で説明した第2バッテリパック18bを充電するときは、第1充電ユニット114aに代えて、直列接続回路62bを有する第2充電ユニット114bが充電器110に取り付けられる。このとき、充電器110は、実施例1で説明した発電ユニット12と第2充電ユニット14bとの組み合わせと、実質的に同一の構成を有する。充電器110のバッテリ取付部116は、第1バッテリパック18aと第2バッテリパック18bの両者を択一的に着脱することができる。

0061

本実施例の充電器110においても、使用する充電ユニット114a、114bに応じて、発電機34による発電電圧が変更される。それにより、スイッチング電源などの回路を必要とすることなく、単一の発電機34によって、公称電圧の異なるバッテリパック18a、18bを充電することができる。

0062

図8図9図10を参照して、実施例3の充電器210について説明する。実施例3の充電器210では、実施例1、2の充電器10、110と異なり、並列接続回路62aと直列接続回路62bの二つの回路が、一つの接続切替回路262によって構成されている。その他の構成については、実施例1の構成と共通している。実施例1と共通する構成については、同一の符号を付すことによって、ここでは重複する説明を省略する。

0063

接続切替回路262は、発電機34と整流回路64との間に設けられている。図9図10に示すように、接続切替回路262は、複数のスイッチング素子271、272、273を有している。実施例1で説明した第1バッテリパック18aを充電するとき、接続切替回路262は、第1スイッチング素子271及び第3スイッチング素子273をオンするとともに、第2スイッチング素子272をオフする。それにより、発電機34の第1コイル群92と第2コイル群94は、互いに並列に接続される。このとき、充電器210は、実施例1で説明した発電ユニット12と第1充電ユニット14aとの組み合わせと、実質的に同一の構成を有する。一方、実施例1で説明した第2バッテリパック18bを充電するときは、図10に示すように、接続切替回路262が、第1スイッチング素子271及び第3スイッチング素子273をオフするとともに、第2スイッチング素子272をオンする。それにより、発電機34の第1コイル群92と第2コイル群94は、互いに直列に接続される。このとき、充電器210は、実施例1で説明した発電ユニット12と第2充電ユニット14bとの組み合わせと、実質的に同一の構成を有する。充電器210のバッテリ取付部216は、第1バッテリパック18aと第2バッテリパック18bの両者を択一的に着脱することができる。

0064

本実施例の充電器210では、接続切替回路262によって、発電機34による発電電圧を変更することができる。それにより、スイッチング電源などの回路を必要とすることなく、単一の発電機34によって、公称電圧の異なるバッテリパック18a、18bを充電することができる。

0065

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

実施例

0066

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的な有用性を持つものである。

0067

10、110、210:充電器
12:発電ユニット
14a、114a:第1充電ユニット
14b、114b:第2充電ユニット
16a:第1バッテリ取付部
16b:第2バッテリ取付部
18a:第1バッテリパック
18b:第2バッテリパック
34:発電機
38:エンジン
42:キャブレタ
44:スロットル
48:イグニッションユニット
52:サーボモータ
54:リンク
62a:並列接続回路
62b:直列接続回路
64:整流回路
68:遮断スイッチ
70:電流検出回路
78:コントローラ
80:過充電監視回路
92:第1コイル群
94:第2コイル群
262:接続切替回路

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 株式会社SUBARUの「 ジャンクションボックス制御装置」が 公開されました。( 2020/04/09)

    【課題】充電リレーをジャンクションボックス内に備えた電動車両の走行用回路の温度を効率よく低減する。【解決手段】ジャンクションボックス1内の正極走行用回路温度又は負極走行用回路温度が、放熱が必要と考えら... 詳細

  • 三洋電機株式会社の「 ラック型の電源装置」が 公開されました。( 2020/04/09)

    【課題】ラック型の電源装置の配置の自由度を向上させ、また冷却ファンの数を電池モジュールの数よりも少なくしつつ、電池モジュールの冷却能力の差を抑制する。【解決手段】ラック型の電源装置は、複数の二次電池セ... 詳細

  • 本田技研工業株式会社の「 車両用蓄電器状態表示装置」が 公開されました。( 2020/04/09)

    【課題】外部充電設備からの電力の流れを示すことでユーザが蓄電器の状態を適確に認識することができる車両用蓄電器状態表示装置を提供する。【解決手段】外部充電設備(40)から電力が供給される蓄電器(21)と... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ