JP2002078212A - 充電器 - Google Patents

充電器

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造として能率よく組み立てし、しか
も、発熱部品を効率よく冷却する。 【解決手段】 充電器は、ケース1に充電回路を内蔵し
ている。充電回路は発熱部品を備えている。発熱部品と
ケース1の内面との間に弾性変形する弾性熱伝導シート
6を挟着しており、発熱部品の発生熱を、弾性熱伝導シ
ート6を介してケース1に伝導して放熱するようにして
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は二次電池を充電する
充電器に関する。
【0002】
【従来の技術】充電器のケースに内蔵される充電回路
は、トランスや半導体素子等の発熱部品を備える。発熱
部品は熱をケースの外部に効率よく放熱する必要があ
る。このことを実現するために、従来の充電器は、発熱
部品に直接にアルミニウム等の金属製のヒートシンクを
固定している。ヒートシンクはケースの内部に配設さ
れ、あるいはケースの一部を構成する構造としている。
ヒートシンクをケースの内部に配設する充電器は、ヒー
トシンクの熱を放熱させるために、ケースに複数のスリ
ットを設けて外気と換気できる構造としている。ヒート
シンクをケースの一部とする充電器は、アルミニウム等
の金属でケースの一部を構成し、この内面に発熱部品を
固定している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ヒートシンクをケース
の内部に配設して、スリットで換気させる充電器は、発
熱部品の熱を効率よく放熱するのが難しい。外気を空気
の対流作用で取り入れてヒートシンクを冷却し、ヒート
シンクを介して発熱部品を冷却するからである。空気の
対流作用でケース内の空気を換気して冷却されるヒート
シンクは、効率よく冷却するのが難しい。スリットを大
きく開口して、ヒートシンクの冷却効果を高くすること
はできるが、スリットを大きくすると塵等の異物が侵入
しやすくなる。このため、スリットを大きく開口するこ
とができず、ヒートシンクの冷却が制限される。
【0004】ケースの一部をヒートシンクで構成する構
造は、効率よく冷却できるが、ケースであるヒートシン
クの内面に直接に発熱部品を固定するので、組み立てと
構造が複雑になる欠点がある。能率よく組み立てできる
構造は、ケースに内蔵するプリント基板に充電回路を実
装する構造である。この構造は、プリント基板をケース
に入れて能率よく組み立てできる。ケースに発熱部品を
固定する構造は、ケースに固定している発熱部品とプリ
ント基板とをリード線で連結する必要がある。この構造
は、ケースとプリント基板とを分離できる構造にでき
ず、ケースとプリント基板とをリード線で連結する状態
で組み立てる必要があり、組み立てと発熱部品にリード
線を接続するのに手間がかかる欠点がある。さらに、ケ
ースの一部をヒートシンクとするために、ケースの構造
も複雑になって製造コストが高くなる。
【0005】本発明は、このような欠点を解決すること
を目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、発
熱部品を効率よく冷却しながら簡単な構造で能率よく組
み立てできる充電器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の充電器は、ケー
ス1に充電回路を内蔵している。充電回路は発熱部品を
備えている。発熱部品とケース1の内面との間に弾性変
形する弾性熱伝導シート6を挟着しており、発熱部品の
発生熱を、弾性熱伝導シート6を介してケース1に伝導
して放熱するようにしている。
【0007】弾性熱伝導シート6にはシリコンゴムシー
トが適している。弾性熱伝導シート6に接触するケース
1の内面は、複数の放熱リブ7を設けている。複数の放
熱リブ7は先端縁を弾性熱伝導シート6の表面に押圧し
て、隣接する放熱リブ7の間に換気隙間8を設けてい
る。この構造は発熱部品の熱を放熱リブ7と換気隙間8
の両方で効率よく放熱できる。さらに、弾性熱伝導シー
ト6は、第1表面を発熱部品に面接触させて、第2表面
を放熱リブ7に接触させることにより、発熱部品の熱を
効率よく放熱できる。発熱部品は充電回路のトランス5
や半導体素子等であるが、これ等の発熱部品はケース1
に内蔵しているプリント基板4に固定される。さらに、
このプリント基板4には、弾性熱伝導シート6を保持す
るホルダー12を固定し、ホルダー12を介して弾性熱
伝導シート6を発熱部品に接するように配設することが
できる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための充電器を例示するもので
あって、本発明は充電器を以下のものに特定しない。
【0009】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材
に特定するものでは決してない。
【0010】図1の平面図と図2の断面図に示す充電器
は、ケース1に充電回路を内蔵している。ケース1は、
プラスチックを箱形に成形している上ケース1Aと下ケ
ース1Bからなる。上ケース1Aと下ケース1Bは周囲
に設けた周壁2を互いに連結して、閉鎖構造としてい
る。上ケース1Aは、パック電池や電池を内蔵する電気
機器等の電池内蔵ユニットを脱着できるように装着する
装着部3を設けている。
【0011】図の装着部3は、電池内蔵ユニットを水平
方向にスライドして装着する溝形で、図1の平面図に示
すように、溝内面の両側に、電池内蔵ユニットを引っか
ける凸条10を設けている。電池内蔵ユニットは、図示
しないが凸条10を案内する連結溝を設けている。溝形
の装着部3は、図において下端にストッパ壁11を設け
ている。電池内蔵ユニットは、ストッパ壁11に当たる
まで上から下にスライドして装着される。ストッパ壁1
1に当接すると、決められた定位置にセットされる。定
位置に装着された電池内蔵ユニットは、凸条10を連結
溝に案内して、装着部3に外れないように連結される。
この状態で、装着部3に設けている充電接点(図示せ
ず)は電池内蔵ユニットの充電端子(図示せず)に接続
される。充電された電池内蔵ユニットを充電器から外す
ときは、電池内蔵ユニットを、図において下から上にス
ライドさせる。図の充電器は、装着部3に設けた凸条1
0を連結溝に連結するので、電池内蔵ユニットを外れな
いように連結できる。
【0012】下ケース1Bはプリント基板4を固定して
いる。プリント基板4は充電回路を実現する部品を実装
している。充電回路は入力される電圧を電池の充電電圧
に変換するトランス5と、このトランス5の出力を整流
する整流回路と、整流された脈流をリップルの少ない直
流とする平滑回路とを備える。トランス5は、入力され
る電力の一部を熱として消費して発熱部品となる。
【0013】図の充電器は、発熱部品であるトランス5
の発熱を有効に放熱するために、トランス5の表面に弾
性熱伝導シート6を面接触させて互いに密着させてい
る。さらに、弾性熱伝導シート6は、上ケース1Aの内
面にも接触して、上ケース1Aの内面と発熱部品とで弾
性熱伝導シート6を挟着している。上ケース1Aは、図
3に示している上ケース1Aの底面図に示すように、弾
性熱伝導シート6に接触させる部分に複数列の放熱リブ
7を設けている。放熱リブ7は弾性熱伝導シート6の表
面に先端縁を押圧して、放熱リブ7の間に換気隙間8を
設けている。放熱リブ7は、弾性熱伝導シート6を多少
は押し潰す状態で先端縁を弾性熱伝導シート6の表面に
密着させている。放熱リブ7の先端縁は、所定の幅で線
状に弾性熱伝導シート6の表面に密着する。
【0014】弾性熱伝導シート6は、弾性変形できると
共に、発熱部品の熱をケース1の内面に伝導できる熱伝
導率のシートである。この弾性熱伝導シート6として、
シリコンゴムシートが最適である。シリコンゴムシート
は、耐熱性があって優れた弾性を有し、さらに、熱伝導
も優れているので、発熱部品とケース1内面に密着し
て、発熱部品の熱を効率よくケース1に伝導できる。た
だ、本発明の充電器は、弾性熱伝導シートをシリコンゴ
ムシートには特定しない。弾性熱伝導シートは、シリコ
ンゴムシートに代わって、たとえば金属粉や無機粉末等
を充填して熱伝導をよくしたプラスチック製のゴム状弾
性体、あるいは、天然あるいは合成ゴム等も使用でき
る。
【0015】弾性熱伝導シート6は、上ケース1Aと下
ケース1Bを連結する状態で、発熱部品と上ケース1A
の放熱リブ7に挟まれて、多少押し潰される程度の厚
さ、すなわち、発熱部品と上ケース1Aとの間隔よりも
多少厚いシート状に成形される。発熱部品と上ケース1
Aの間隔よりも厚い弾性熱伝導シート6は、発熱部品と
上ケース1Aで挟着すると薄く押し潰されて、発熱部品
と上ケース1Aの内面、図においては放熱リブ7の先端
縁に密着する。図の弾性熱伝導シート6は、図において
下面である第1表面を発熱部品であるトランス5の表面
に面接触して密着され、上面である第2表面を放熱リブ
7の先端縁に密着する状態で接触させている。とくに、
放熱リブ7は弾性熱伝導シート6に局部的に接触するの
で、弾性熱伝導シート6の表面を線状に押し潰して、先
端縁を隙間なく密着させている。
【0016】図2に示す弾性熱伝導シート6は、ホルダ
ー12を介して所定の位置に配設している。ホルダー1
2は、プラスチックあるいは金属で、たとえば、方形状
の枠形状に成形されている。ホルダー12は、弾性熱伝
導シート6の対向する2側面あるいは3〜4方向の側面
に当接して弾性熱伝導シート6を押圧して保持する内周
面を有する。さらに、ホルダー12は下方に延長して支
持脚13を連結している。この支持脚13は、下端をプ
リント基板4に連結しており、ホルダー12をプリント
基板4から離れた位置に保持している。ホルダー12と
支持脚13とは、多少は遊びのある状態で連結されてお
り、ホルダー12に連結された弾性熱伝導シート6の位
置を微調整できるようにしている。ただ、支持脚は、ホ
ルダーに一体成形することもできる。ホルダー12は、
弾性熱伝導シート6を、発熱部品であるトランス5の表
面に面接触して密着させて、所定の位置に配設できるよ
うにしている。
【0017】上ケース1Aと下ケース1Bが互いに固定
されて、弾性熱伝導シート6は発熱部品と上ケース1A
の内面に多少は押し潰される状態で挟着される。上ケー
ス1Aと下ケース1Bは、一方のケース1の貫通孔を貫
通して、他方のケース1に一体成形して設けているボス
9に止ネジの先端をねじ込んで固定され、あるいは、周
壁2を超音波溶着して固定することができる。
【0018】以上の構造の充電器が使用状態で温度が上
昇する特性を図4に示している。比較のために、弾性熱
伝導シートを使用しない充電器の温度特性を図5に示し
ている。これ等の図は、トランスの表面の温度と、ケー
ス上面である装着部の表面温度と、装着部に装着してい
る電池の表面温度と、室温とを示している。これ等の図
は、弾性熱伝導シートの有無以外は同じ構造として、同
じ条件で電池を充電して温度を測定した。ただし、弾性
熱伝導シートを設けた充電器で電池を充電したときの室
温は24℃、弾性熱伝導シートのない充電器で電池を充
電したときの室温は25℃であった。
【0019】これ等の図に示すように、充電を開始した
最初は、発熱部品であるトランス温度、装着部の温度、
電池温度が次第に上昇する。充電が進行して充電電流が
減少すると温度は次第に低下する。弾性熱伝導シートを
設けている充電器は、図4に示すように、発熱部品であ
るトランス表面の最高温度が58℃となって室温から3
4℃上昇したのに対し、弾性熱伝導シートを設けていな
い充電器は、トランス表面の最高温度が64℃となって
室温から39℃も上昇し、上昇温度が5℃も高くなっ
た。このことから、弾性熱伝導シートでもって、発熱部
品であるトランスの熱を有効にケースに伝導して放熱で
きることがわかる。トランスの熱はケースに伝導さる
が、電池温度の上昇は17℃と同じになった。このこと
から、ケース1に伝導されるトランス5の熱は、ケース
1で放熱されて電池を加熱することがないことがわか
る。
【0020】以上の充電器は、発熱部品であるトランス
5とケース1との間に弾性熱伝導シート6を配設して、
トランス5の発熱を有効に放熱する。本発明は充電器の
発熱部品をトランスに特定しない。発熱部品には、スイ
ッチング素子として使用されるトランジスター、あるい
は整流用のダイオード等の半導体素子とすることもでき
る。半導体素子は、表面に直接弾性熱伝導シートを密着
し、あるいは放熱用の金属プレートを固定して、この金
属プレートを弾性熱伝導シートに密着してケースに放熱
させる。半導体素子や金属プレートの熱をケースに伝導
する弾性熱伝導シートは、前述のトランスと同じよう
に、半導体素子や金属プレートとケースとの間に弾性熱
伝導シートを挟着して、半導体素子の熱をケースに伝導
して放熱する。
【0021】
【発明の効果】本発明の充電器は、発熱部品を効率よく
冷却できると共に、簡単な構造で能率よく組み立てでき
る特長がある。それは、本発明の充電器が、発熱部品と
ケースの内面との間に弾性変形する弾性熱伝導シートを
挟着しており、発熱部品の発生熱を弾性熱伝導シートを
介してケースに伝導して放熱しているからである。この
構造の充電器は、発熱部品とケース内面との間に配設さ
れて挟着される弾性熱伝導シートが、発熱部品とケース
内面とに確実に接触するので、発熱部品の熱を有効にケ
ースに伝導して効率よく放熱できる。しかも、この充電
器は、ケースの内面に直接に発熱部品を固定しないの
で、極めて簡単な構造として能率よく組み立てして、安
価に多量生産できる特長もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の充電器の平面図
【図2】図1に示す充電器の断面図
【図3】図1に示す充電器の上ケースの底面図
【図4】本発明の実施例の充電器の使用状態における温
度上昇の特性を示すグラフ
【図5】従来の充電器の使用状態における温度上昇の特
性を示すグラフ
【符号の説明】
1…ケース 1A…上ケース 1
B…下ケース 2…周壁 3…装着部 4…プリント基板 5…トランス 6…弾性熱伝導シート 7…放熱リブ 8…換気隙間 9…ボス 10…凸条 11…ストッパ壁 12…ホルダー 13…支持脚

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケース(1)に充電回路を内蔵する充電器
    において、充電回路の発熱部品とケース(1)の内面との
    間に弾性変形する弾性熱伝導シート(6)を挟着してお
    り、発熱部品の発生熱を弾性熱伝導シート(6)を介して
    ケース(1)に伝導して放熱することを特徴とする充電
    器。
  2. 【請求項2】 弾性熱伝導シート(6)がシリコンゴムシ
    ートである請求項1に記載される充電器。
  3. 【請求項3】 ケース(1)の内面に複数の放熱リブ(7)を
    設けており、この放熱リブ(7)の先端縁を弾性熱伝導シ
    ート(6)の表面に押圧すると共に、放熱リブ(7)の間に換
    気隙間(8)を設けている請求項1に記載される充電器。
  4. 【請求項4】 弾性熱伝導シート(6)が、第1表面を発
    熱部品に面接触して、第2表面を放熱リブ(7)に接触さ
    せている請求項3に記載される充電器。
  5. 【請求項5】 発熱部品がトランス(5)と半導体素子の
    いずれかである請求項1に記載される充電器。
  6. 【請求項6】 発熱部品がケース(1)に内蔵しているプ
    リント基板(4)に固定されており、このプリント基板(4)
    に弾性熱伝導シート(6)を保持するホルダー(12)を固定
    して、ホルダー(12)を介して弾性熱伝導シート(6)を発
    熱部品に接して配設している請求項1に記載される充電
    器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1305433C (zh) * 2003-07-17 2007-03-21 东芝泰格有限公司 充电式吸尘器***
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JP2015008567A (ja) * 2013-06-25 2015-01-15 株式会社マキタ 充電器

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