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技術 充電器

出願人 株式会社マキタ
発明者 田渕泰弘田賀秀行
出願日 2014年2月26日 (6年10ヶ月経過) 出願番号 2014-035389
公開日 2015年9月7日 (5年3ヶ月経過) 公開番号 2015-162926
状態 特許登録済
技術分野 電池等の充放電回路
主要キーワード 定電圧電力 基板区画 プラスターミナル 平面距離 ディファレンシャルモードノイズ 制御用直流電源 平面略長方形 略角形
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年9月7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 (9)

課題

本発明は、複数のバッテリを同時に充電可能な充電器製造コスト低減を図ることを目的とする。

解決手段

本発明に係る充電器は、バッテリが連結される複数のバッテリ連結部を備えており、複数のバッテリ連結部に連結された複数台のバッテリのうちで少なくとも二台のバッテリを同時充電できる構成の充電器であって、外部電源が接続されるノイズ対策用フィルタ基板20と、複数のバッテリ連結部に対応して設けられており、バッテリ連結部に連結されたバッテリの充電を行えるように構成された同一仕様の複数の充電用基板30とを有しており、複数の充電用基板30はフィルタ基板20の出力部に接続されており、複数の充電用基板30それぞれは並列に接続されている。

概要

背景

電動工具用直流電源であるバッテリ充電する充電器に関する技術が特許文献1に記載されている。
この充電器は、バッテリを一台毎に充電する一台用の充電器である。このため、前記充電器を使用して複数のバッテリを充電する場合には、前記バッテリを順番に充電しなければならず、充電時間が長くなるという問題がある。また、1台目のバッテリの充電完了後に2台目のバッテリに交換する必要があるため、手間が掛かるという問題もある。
この点を改善するために、複数のバッテリを同時に高速充電できるように構成された複数台用の充電器が考案されている。

概要

本発明は、複数のバッテリを同時に充電可能な充電器の製造コスト低減をることを目的とする。本発明に係る充電器は、バッテリが連結される複数のバッテリ連結部を備えており、複数のバッテリ連結部に連結された複数台のバッテリのうちで少なくとも二台のバッテリを同時充電できる構成の充電器であって、外部電源が接続されるノイズ対策用フィルタ基板20と、複数のバッテリ連結部に対応して設けられており、バッテリ連結部に連結されたバッテリの充電を行えるように構成された同一仕様の複数の充電用基板30とを有しており、複数の充電用基板30はフィルタ基板20の出力部に接続されており、複数の充電用基板30それぞれは並列に接続されている。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

バッテリが連結される複数のバッテリ連結部を備えており、前記複数のバッテリ連結部に連結された複数台のバッテリのうちで少なくとも二台のバッテリを同時充電できる構成の充電器であって、外部電源が接続されるノイズ対策用フィルタ基板と、前記複数のバッテリ連結部に対応して設けられており、前記バッテリ連結部に連結された前記バッテリの充電を行えるように構成された同一仕様の複数の充電用基板とを有しており、前記複数の充電用基板は前記フィルタ基板の出力部に接続されており、複数の充電用基板それぞれは並列に接続されていることを特徴とする充電器。

請求項2

請求項1に記載された充電器であって、前記フィルタ基板は、前記外部電源の電源線が前記充電器のハウジング内に引き込まれる位置の近傍に配置されていることを特徴とする充電器。

請求項3

請求項1又は請求項2のいずれかに記載された充電器であって、前記フィルタ基板と複数の充電用基板とは、それぞれが前記ハウジングの底面に沿って前記ハウジングの内側に取付けられており、前記フィルタ基板と充電用基板間、及び前記充電用基板の相互間には、絶縁体からなる状のリブが設けられていることを特徴とする充電器。

請求項4

請求項1から請求項3のいずれかに記載された充電器であって、外部に定電圧電力出力可能定電圧出力基板を備えており、前記定電圧出力基板が前記フィルタ基板の出力部に電気的に接続されていることを特徴とする充電器。

請求項5

請求項4に記載された充電器であって、前記定電圧出力基板は、起立した状態で前記ハウジングの内側に取付けられていることを特徴とする充電器。

請求項6

請求項1から請求項5のいずれかに記載された充電器であって、前記充電用基板は、一台の前記バッテリを充電可能な一台用の充電器で使用される充電用基板と同一であることを特徴とする充電器。

請求項7

請求項1から請求項6のいずれかに記載された充電器であって、前記充電用基板は、長辺と短辺とを縦横に備える略角形に形成されており、複数の前記充電用基板は、互いの短辺が一直線上に配置されるように並べられた状態で前記ハウジング内に収納されており、前記バッテリは、前記ハウジングに対して一定方向にスライドすることで連結される構成であり、前記バッテリのスライド方向と前記充電用基板の長辺に沿う方向とが一致することを特徴とする充電器。

技術分野

0001

本発明は、バッテリが連結される複数のバッテリ連結部を備えており、前記複数のバッテリ連結部に連結された複数のバッテリのうちで少なくとも二台のバッテリを同時充電できる構成の充電器に関する。

背景技術

0002

電動工具用直流電源であるバッテリを充電する充電器に関する技術が特許文献1に記載されている。
この充電器は、バッテリを一台毎に充電する一台用の充電器である。このため、前記充電器を使用して複数のバッテリを充電する場合には、前記バッテリを順番に充電しなければならず、充電時間が長くなるという問題がある。また、1台目のバッテリの充電完了後に2台目のバッテリに交換する必要があるため、手間が掛かるという問題もある。
この点を改善するために、複数のバッテリを同時に高速充電できるように構成された複数台用の充電器が考案されている。

先行技術

0003

特開2013−192282号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、複数台のバッテリを同時に高速充電する充電器の場合、充電電流が一台用の充電器の複数倍になるため、電気的なノイズも大きくなる。このため、国内法規制満足するためにはフィルタ回路を設ける必要がある。
したがって、複数台のバッテリを同時に充電する充電器の場合、ノイズ対策用のフィルタ回路に相当する部分と複数の充電用回路に相当部分とを備える専用の電気回路基板製作する必要がある。このため、充電器がコスト高となる。また、一台分の充電用回路が故障した場合でも、専用の電気回路基板を交換しなければならず、ユーザの負担が大きくなる。

0005

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、複数のバッテリを同時充電可能な充電器の製造コスト低減を図ることである。

課題を解決するための手段

0006

上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項1の発明は、バッテリが連結される複数のバッテリ連結部を備えており、前記複数のバッテリ連結部に連結された複数台のバッテリのうちで少なくとも二台のバッテリを同時充電できる構成の充電器であって、外部電源が接続されるノイズ対策用のフィルタ基板と、前記複数のバッテリ連結部に対応して設けられており、前記バッテリ連結部に連結された前記バッテリの充電を行えるように構成された同一仕様の複数の充電用基板とを有しており、前記複数の充電用基板は前記フィルタ基板の出力部に接続されており、複数の充電用基板それぞれは並列に接続されていることを特徴とする。

0007

本発明に係る充電器は、同一仕様の複数の充電用基板を備えており、それらの充電用基板によって前記バッテリ連結部に連結されたバッテリの充電を行えるように構成されている。
これにより、例えば、一台のバッテリを充電可能な一台用の充電器の充電用基板を使用することができるようになり、基板共用による充電器のコスト低減を図ることができる。
また、一台分の充電用基板が故障した場合でも、その基板のみを交換すれば良く、ユーザの負担軽減を図れる。
さらに、ノイズ対策用のフィルタ基板が設けられているため、単位時間当たりの充電電流の増加に起因してノイズ電流が増加してもノイズ電流を低減させることができる。

0008

請求項2の発明によると、フィルタ基板は、外部電源の電源線が充電器のハウジング内に引き込まれる位置の近傍に配置されていることを特徴とする。
このため、ハウジング内の電源線の長さ寸法を小さくでき、電源線が充電用基板からのノイズの影響を受け難くなる。

0009

請求項3の発明によると、フィルタ基板と複数の充電用基板とは、それぞれがハウジングの底面に沿って前記ハウジングの内側に取付けられており、前記フィルタ基板と充電用基板間、及び前記充電用基板の相互間には、絶縁体により構成された状のリブが設けられていることを特徴とする。
このため、基板間の平面距離を小さくしても、基板間の沿面距離が大きくなるため規定の絶縁距離を確保できる。

0010

請求項4の発明によると、外部に定電圧電力出力可能定電圧出力基板を備えており、前記定電圧出力基板が前記フィルタ基板の出力部に電気的に接続されていることを特徴とする。
このため、定電圧出力基板からのノイズの放出を抑えることができる。

0011

請求項5の発明によると、定電圧出力基板は、起立した状態でハウジングの内側に取付けられていることを特徴とする。
このため、定電圧出力基板を収納するためのスペースを小さくできる。
請求項6の発明によると、充電用基板は、一台のバッテリを充電可能な一台用の充電器で使用される充電用基板と同一であることを特徴とする。
即ち、既存の基板を使用できるため、開発期間の短縮につながる。また、充電用基板のコスト低減、及びユーザの負担軽減を図れる。

0012

請求項7の発明によると、充電用基板は、長辺と短辺とを縦横に備える略角形に形成されており、複数の前記充電用基板は、互いの短辺が一直線上に配置されるように並べられた状態で前記ハウジング内に収納されており、前記バッテリは、前記ハウジングに対して一定方向にスライドすることで連結される構成であり、前記バッテリのスライド方向と前記充電用基板の長辺に沿う方向とが一致することを特徴とする。
このため、バッテリのスライド方向を充電器の前後方向とした場合に、並べられた複数の充電用基板の前後寸法が一枚の充電用基板の長辺寸法に等しくなる。また、並べられた複数の充電用基板の左右方向の寸法(幅寸法)が充電用基板の短辺寸法の和にほぼ等しくなる。このため、並べられた複数の充電用基板の前後寸法に対して幅寸法が大きくなりすぎず、充電器の前後左右方向の寸法バランスが良くなる。

発明の効果

0013

本発明によると、少なくとも二台のバッテリを同時充電可能な構成で、かつ専用のノイズ対策用のフィルタ回路を必要とする充電器の製造コスト低減を図ることができる。

図面の簡単な説明

0014

本発明の実施形態1に係る充電器の全体斜視図である。
前記充電器のハウジング内のフィルタ基板、充電用基板等の配置を表す平面図である。
前記充電器のハウジング内を表す斜視図である。
本発明の実施形態1に係る充電器のブロック図である。
前記充電器のフィルタ基板に設けられたフィルタ回路の模式図である。
前記充電器の充電用基板に設けられた充電回路、及びバッテリの模式図である。
従来の一台用の充電器の平面図である。
前記一台用の充電器における充電用基板等の配置を表す平面図である。

実施例

0015

[実施形態1]
以下、図1から図8に基づいて、本発明の実施形態1に係る充電器10の説明を行う。本実施形態に係る充電器10は電動工具用のバッテリ50を二台同時に高速充電できるように構成された充電器である。
ここで、図中に示す前後左右は、充電器10の前後左右に対応している。

0016

<充電器10の概要について>
充電器10は、図1に示すように、平面略長方形の箱状に形成されたハウジング12を備えている。ハウジング12は、下部開放容器状の上側ハウジング片12uと、図3に示すように、上部開放容器状の下側ハウジング片12dとが上下方向から合わせられることにより構成されている。そして、図1に示すように、上側ハウジング片12uの上面右側と上面左側とにバッテリ50(図6参照)が連結される左右一対のバッテリ連結部15が設けられている。
充電器10は、商用電源交流電源)のコンセント(図示省略)に接続可能なプラグ付きの電源線17を備えている。そして、前記電源線17の基端部が、図2等に示すように、ハウジング12の右端後部に設けられた電源用開口12eからそのハウジング12内に引き込まれている。
充電器10のハウジング12内には、図2図4に示すように、フィルタ基板20と、二セット(左右)の充電用基板30と、定電圧出力用のUSB電源基板(定電圧出力基板)40と、送風ファン18等が収納されている。

0017

<充電器10のハウジング12について>
充電器10のハウジング12の下側ハウジング片12d(以下、ハウジング12という)は、図2図3に示すように、内部が樹脂製の塀状に延びるリブRによって複数に区画されている。即ち、ハウジング12の右端部には、電源用開口12eの前側位置に前後方向に長いフィルタ基板用区画20kが前記リブRにより形成されている。そして、フィルタ基板用区画20kに前記フィルタ基板20(図2ハッチング参照)がハウジング12の底面に平行な状態で収納されて、そのハウジング12に取付けられている。

0018

ハウジング12の右端前部、即ち、フィルタ基板用区画20kの前側には、USB電源基板区画40kが同じくリブRにより形成されている。そして、USB電源基板区画40kに、図3に示すように、USB電源基板40が起立した状態で収納されて、そのハウジング12に取付けられている。さらに、USB電源基板区画40kの前側にはUSBコネクタ43を収納するUSBコネクタ区画43kが形成されている。

0019

ハウジング12のほぼ中央には、図2図3に示すように、直線状のリブRがハウジング12の前端位置から後端位置まで連続して形成されており、そのリブRの右側が略角形の右側充電基板用区画30rとなっている。また、前記リブRの左側が同じく略角形の左側充電基板用区画30fとなっている。そして、右側と左側の充電基板用区画30r,30fにそれぞれ充電用基板30(図2のハッチング参照)がハウジング12の底面に平行な状態で収納されて、前記ハウジング12に取付けられている。このように、各基板20,30,40がそれぞれ樹脂製のリブRによって形成された各々の区画20k,30r,30f,40kに収納されているため、各基板20,30,40を近づけて配置しても各基板20,30,40間の沿面距離を大きくでき、規定の絶縁距離を確保できる。

0020

充電器10のハウジング12内には、図3等に示すように、後部右側と後部左側とにバッテリ連結部15に連結されたバッテリ50を冷却するための送風ファン18が左右の充電用基板30の上側に設けられている。

0021

<充電器10のフィルタ基板20について>
充電器10のフィルタ基板20は、ノイズ対策用のフィルタ回路を備える長方形状の基板である。フィルタ基板20は、電源ラインを流れる伝導ノイズディファレンシャルモードノイズコモンモードノイズ)を低減させるとともに、高調波電流制限値以下に抑えられるように構成されている。即ち、フィルタ基板20は、図5に示すように、ディファレンシャルモードノイズを低減させるXコンデンサCxと、コモンモードノイズを低減させるコモンモードフィルタ22、及び高周波のコモンモードノイズをグランドGに逃がすYコンデンサCyとを備えている。さらに、フィルタ基板20は、高調波電流を制限値以下に抑えるためのチョークコイル24を備えている。

0022

フィルタ基板20の入力部には、図4図5に示すように、充電器10の電源線17が接続されている。また、フィルタ基板20の出力部には、左右の充電用基板30とUSB電源基板40とが並列に接続されている。
ここで、フィルタ基板20は、上記したように、ハウジング12の電源用開口12eの近傍に形成されたフィルタ基板用区画20kに収納されている。このため、ハウジング12の電源用開口12eから引き込まれてフィルタ基板20に接続される電源線17のハウジング12内の長さ寸法を小さくできる。このため、電源線17が充電用基板30からのノイズの影響を受け難くなる。

0023

<充電器10の充電用基板30について>
充電器10の充電用基板30は、ハウジング12のバッテリ連結部15に連結されたバッテリ50を充電する充電回路を備える基板である。前記充電器10の充電用基板30(図2参照)には、図8に示すように、一台用の充電器60において使用される充電用基板30(図8のハッチング参照)と同一の基板が使用される。
充電用基板30は、図2に示すように、前後方向に長く、左右方向に短い略角形の基板であり、上記したように、略角形に形成されたハウジング12の左右の充電基板用区画30f,30rにそれぞれ収納されている。

0024

左右の充電用基板30は、互いの長辺が合わせられ、短辺が一直線上に配置されるように並べられた状態でハウジング12に取付けられている。即ち、並べられた左右の充電用基板30の前後寸法が一枚の充電用基板30の長辺寸法に等しくなり、左右方向の寸法(幅寸法)が二枚の充電用基板30の短辺寸法の和にほぼ等しくなる。このため、二枚の充電用基板30を左右に並べたときの前後寸法に対して幅寸法が大きくなりすぎず、充電器10の前後左右方向の寸法バランスが良くなる。
これに対し、一台用の充電器60の場合には、図8に示すように、充電用基板30の長辺が幅方向(左右方向)、短辺が前後方向となるように配置されている。これにより、図7に示すように、充電器60の幅寸法が前後寸法よりも若干大きくなり、前後左右の長さバランスが良くなる。なお、一台用の充電器60のバッテリ連結部65は、前記充電器10のバッテリ連結部15と同一である。

0025

左右の充電用基板30は、左右のバッテリ連結部15に対応している。即ち、右側の充電用基板30により右側のバッテリ連結部15に連結されたバッテリ50を充電できるように構成されている。また、左側の充電用基板30により左側のバッテリ連結部15に連結されたバッテリ50を充電できるように構成されている。充電用基板30は、図6に示すように、電源回路31とマイコン34と電圧検出回路35等から構成されている。そして、図4等に示すように、電源回路31に対してフィルタ基板20の出力部から電力が供給される。

0026

充電用基板30の電源回路31は、交流電源を充電用直流電源(Vp)と制御用直流電源(Vcc電源)とに変換するための電気回路である。電源回路31には、図6に示すように、充電用直流電源の出力端子31p,31e(Vp,グランドG)が設けられており、それらの出力端子31p,31eが電線32によってそれぞれバッテリ連結部15(図1参照)に設けられたプラスターミナルPとマイナスターミナルNとに接続されている。

0027

充電用基板30のマイコン34は、電圧検出回路35の電圧信号等に基づいてバッテリ50の充電制御等を行う部分であり、出力端子o1から電源回路31に対して充電電流のオンオフ指示信号を出力できるように構成されている。また、マイコン34には通信端子s1が設けられており、その通信端子s1が通信ケーブルによって充電器10のバッテリ連結部15に設けられたコネクタCNに接続されている。

0028

<充電器10のバッテリ連結部15について>
充電器10のバッテリ連結部15は、図1に示すように、バッテリ50が連結される部分であり、左右両側位置にバッテリ50を前後スライド可能にガイドするガイドレール15rを備えている。左右のガイドレール15r間には、後端位置に前記送風ファン18により圧送された空気を放出させる空気噴出口15fが形成されている。また、左右のガイドレール15r間には、中央部分に前後スライド可能に構成された端子カバー15cが設けられており、その端子カバー15cに覆われている位置にプラスターミナルP、マイナスターミナルN(図3、及び図6参照、図1では省略)、及び通信用のコネクタCNが配置されている。

0029

上記構成により、バッテリ50が充電器10のバッテリ連結部15に設けられたガイドレール15rに沿って後から前にスライドする過程で、端子カバー15cがバッテリ50に押されて前方にスライドし、露出したプラスマイナスターミナルP,NとコネクタCNに対して、図6に示すように、バッテリ50の正負接続端子P,NとコネクタCNとが接続される。そして、充電器10(バッテリ連結部15)のターミナルP,NとコネクタCNに対して、バッテリ50の正負の接続端子P,NとコネクタCNとが接続された状態で、バッテリ50は充電器10に連結される。

0030

<充電器10の動作について>
次に、本実施形態に係る充電器10の動作について説明する。
前記充電器10により二台のバッテリ50を同時に充電する場合には、充電器10の左右のバッテリ連結部15に対してそれぞれ前記バッテリ50を連結する(図6参照)。そして、左右のバッテリ連結部15に対してそれぞれバッテリ50が連結されたことが確認されると、二台のバッテリ50の充電が開始される。即ち、左右の充電用基板30に設けられたマイコン34が電源回路31を駆動させることでバッテリ50の充電が行われる。二台のバッテリ50が同時充電されると充電電流が二倍になるため、ノイズ電流も大きくなる。しかし、ノイズ対策用のフィルタ基板20の働きにより前記ノイズ電流を低減させることができる。そして、所定の充電完了条件成立すると、マイコン34が電源回路31の駆動を停止させてバッテリ50の充電が完了する。

0031

<本実施形態に係る充電器10の長所について>
本発明の充電器10は、同一仕様の二セットの充電用基板30を備えており、それらの充電用基板30によって左右のバッテリ連結部15に連結されたバッテリ50の充電を行えるように構成されている。これにより、例えば、一台のバッテリを充電可能な一台用の充電器60(図8参照)の充電用基板30を使用することができるようになり、基板共用による充電器10のコスト低減を図ることができる。
また、一台分の充電用基板30が故障した場合でも、その基板30のみを交換すれば良く、ユーザの負担軽減を図れる。
さらに、ノイズ対策用のフィルタ基板20が設けられているため、単位時間当たりの充電電流の増加に起因してノイズ電流が増加してもノイズ電流を低減させることができる。

0032

また、フィルタ基板20は、外部電源の電源線17が充電器10のハウジング12内に引き込まれる位置の近傍に配置されている。このため、ハウジング12内の電源線17の長さ寸法を小さくでき、電源線17が充電用基板30からのノイズの影響を受け難くなる。
また、フィルタ基板20と充電用基板30間、及び充電用基板30の相互間には、絶縁体(樹脂)により構成された塀状のリブRが設けられている。このため、基板20,30間の平面距離を小さくしても、基板20,30間の沿面距離が大きくなるため規定の絶縁距離を確保できる。
また、USB電源基板40(定電圧出力基板)がフィルタ基板20の出力部に電気的に接続されているため、USB電源基板40からのノイズの放出を抑えることができる。
また、USB電源基板40は、起立した状態でハウジング12の内側に取付けられているため、USB電源基板40を収納するためのスペースを小さくできる。
また、並べられた二セットの充電用基板30の前後寸法が一枚の充電用基板30の長辺寸法に等しく、二セットの充電用基板30の幅寸法が充電用基板30の短辺寸法の和にほぼ等しくなる。このため、並べられた二セットの充電用基板30の前後寸法に対して幅寸法が大きくなりすぎず、充電器10の前後左右方向の寸法バランスが良くなる。

0033

<変更例>
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、実施形態では、バッテリ50を連結するためのバッテリ連結部15を左右に備え、二台のバッテリ50を同時充電できる充電器10について説明した。しかし、例えば、前記バッテリ連結部15を三セット以上備え、少なくとも二台のバッテリ50を同時充電できる充電器に本発明を適用することも可能である。
また、本実施形態では、充電器10のハウジング12の右端部にフィルタ基板20とUSB電源基板40とを配置し、左右の充電用基板30をハウジング12の中央部分に並べて配置する例を示した。しかし、左右の充電用基板30の間にフィルタ基板20とUSB電源基板40とを配置する構成でも可能である。

0034

10・・・充電器
12・・・ハウジング
12e・・電源用開口
15・・・バッテリ連結部
17・・・電源線
20・・・フィルタ基板
30・・・充電用基板
40・・・USB電源基板(定電圧出力基板)
50・・・バッテリ
R・・・・リブ

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