JP4629962B2 - 充電装置及びこの充電装置の冷却方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、コードレス手工具装置のための蓄電モジュールのような電気的かつ機械的に接続可能であり、また再充電可能なバッテリのための充電装置及びこの充電装置の冷却方法に関するものである。

このような最近の再充電可能なバッテリは、充電装置によって短時間で高いエネルギ密度で充電することができるが、バッテリは極めて高い温度に発熱する。このような高エネルギ密度で再充電可能なバッテリはドリル装置、コンビネーションハンマー、手持ち丸鋸等に主に使用される。高い効率の変換によって充電装置の充電用電子機器は激しく発熱する。

コードレス手工具装置のための電気的及び機械的に接続可能でありかつ再充電可能な蓄電モジュールのための充電装置として、充電ハウジング内に充電用電子機器を有し、蓄電モジュールのための電気的及び機械的接続部を設け、充電ハウジング内に２個の通気開口間に送気ファンを配置し、最適には空気流の下流に冷却／加熱装置を配置し、空気流の出口側通気開口に蓄電モジュールの接続部を配置するものがある。（例えば、特許文献１参照。）
欧州特許出願公開第１１７８５５７公報

しかし、空気流の経路から外れるハウジングコーナー又は分離したハウジング部分に配置する充電用電子機器の有効な冷却を行うことはできず、充電ハウジングの放熱部を通過する空気は予め温められてから蓄電モジュールを冷却するものであった。蓄電モジュールで温められた空気は活用されずに周囲の環境に放出される。

本発明の目的は、バッテリ及び充電用電子機器を効率的に冷却する方法及び充電装置を得るにある。

この目的を達成するため、本発明充電装置は、再充電可能なバッテリを充電ハウジング内の充電用電子機器に対して接続するため、前記バッテリとの電気的及び機械的な接続部を有し、前記充電ハウジング内に入口側に設けた第１通気開口および出口側に設けた第２通気開口の２個の通気開口を通過する空気流を生ぜしめる送気ファンを配置し、前記第１通気開口を前記バッテリのための接続部の空間に配置した充電装置において、前記空気流の入口側の前記第１通気開口を、バッテリの冷却開口に前記空間を介して対向配置させ、充電用電子機器を前記空気流の経路に排熱可能に配置したことを特徴とする。

本発明によれば、バッテリ並びに充電用電子機器を共通の排熱空気流に沿って整列させる配置によりこの空気流を２度利用し、効率的に冷却することができる。即ち、一定の冷却面及び温度差とともに、特に、温度遷移を伴う一定の速度で空気流が流入するからである。

本発明の好適な実施例においては、バッテリの接続部に空気流の入口側の通気開口を空間として設ける。バッテリのための空気流流入側の通気開口のこの配置により、バッテリによって最初に温められた空気が送気ファンを有する充電ハウジング内に達し、この後、充電用電子機器を冷却し、この後に周囲環境に放出される。

更に、本発明の好適な実施例においては、空気流の入口側の通気開口と充電用電子機器との間に送気ファンを配置する。この構成によれば、空気流の正圧側に配置した充電用電子機器はバッテリが配置されている空気流の負圧側における圧力低下に関与せず、高速の空気流を生ずる。

更にまた、本発明の好適な実施例においては、空気流の入口側の通気開口に平面上に分布させた複数個の通気孔を設け、バッテリの冷却開口に空間を介して対向配置する。この構成によれば、バッテリ内部の個別の電池に対して冷却を済ませた空気量を分散させることができる。

更に、本発明の他の好適な実施例においては、送気ファン及び通気孔を、空気抵抗の少ない圧力室に設ける。この構成によれば、バッテリ内部の個別の電池に対して冷却を済ませた空気量を均一に分散させることができる。

本発明の更に他の好適な実施例においては、充電ハウジングの上方部分に空気流の入口側の通気開口を配置する。この構成によれば、充電装置を適切な位置に配置することにより、空気流にほこりを巻き込むことが少なくなり、このことは特に、ほこりっぽい建設現場において有利である。

本発明は、電気的及び機械的に接続可能かつ再充電可能なバッテリのための充電装置を冷却するため、充電装置の充電ハウジング内に配置した送気ファンによって空気流の空気量を移動させ、第１ステップで冷却温度ＫＴの空気量をバッテリから排熱するようバッテリを通過させる充電バッテリ冷却方法において、第２ステップでＫＴよりも高い中間温度ＺＴの空気量を充電ハウジング内の充電用電子機器を通過させることを特徴とする。

空気流における空気量は、バッテリ及び充電用電子機器を順次に排熱することによって異なる冷却目的の温度遷移を生じ、これはほぼ温度差に依存する。充電用電子機器の表面温度は、バッテリの表面温度よりも高いため、冷却温度ＫＴを有する周囲の環境の取り込み空気量は、先ずバッテリを最適に冷却し、続いて中間温度ＺＴで充電用電子機器を十分冷却してから排熱温度ＡＴで再び周囲の環境に放出する。このようにして、全体的な流れの空気量は冷却のために効率よく利用できる。

次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明する。

図示のように、充電ハウジング３内に充電用電子機器２を有する充電装置１は、電気的及び機械的に接続可能な接続部４を介して、複数個の電池１１よりなる蓄電モジュール形式の再充電可能なバッテリ５に電気的及び機械的に接続する。充電ハウジング３内に送気ファン６を配置して２個の通気開口７ａ，７ｂを通過する空気流Ｌを生ずるようにし、この空気流Ｌの経路に排熱のために充電用電気機器２を配置する。空気流の入口側の通気開口７ａはバッテリの構造的な接続部４の空間に設ける。送気ファン６は空気流入口側の付き開口７ａと充電用電気機器２との間に配置する。空気流入口側通気開口７ａには、平面上に分布させた複数個の通気孔８を設け、バッテリのモジュールハウジング１２における冷却開口９に連通させ、送気ファン６と通気孔８との間に空気抵抗の少ない圧力室１０を設ける。冷却方法は、送気ファン６によって生ずる空気流Ｌに沿って仮想的な空気量Ｖが移動し、周囲の環境Ｕに対応する冷却温度ＫＴの空気量Ｖがバッテリ５の熱を排出して移動し、ＫＴよりも高い中間温度ＺＴとなって空気流Ｌが充電用電気機器２の熱を排熱して充電ハウジング３を通過し、排熱温度ＡＴで再び周囲の環境Ｕに放出される。

本発明による充電装置にバッテリパックを接続した状態の縦断面図である。

符号の説明

1 充電装置
2 充電用電子機器
3 充電ハウジング
4 接続部
5 バッテリ
6 送気ファン
7 通気開口
8 通気孔
9 冷却開口
10 圧力室
11 電池
12 バッテリのモジュールハウジング

Claims (7)

1. 再充電可能なバッテリ（５）を充電ハウジング（３）内の充電用電子機器（２）に対して接続するため、前記バッテリ（５）との電気的及び機械的な接続部（４）を有し、前記充電ハウジング（３）内に入口側に設けた第１通気開口（７ａ）および出口側に設けた第２通気開口（７ｂ）の２個の通気開口（７ａ，７ｂ）を通過する空気流（Ｌ）を生ぜしめる送気ファン（６）を配置し、前記第１通気開口（７ａ）を前記バッテリ（５）のための接続部（４）の空間に配置した充電装置において、
   前記空気流の入口側の前記第１通気開口（７ａ）を、バッテリ（５）の冷却開口（９）に前記空間を介して対向配置させ、
   充電用電子機器（２）を前記空気流（Ｌ）の経路に排熱可能に配置したことを特徴とする充電装置。
2. 前記バッテリの接続部（４）に空気流の入口側の前記第１通気開口（７ａ）を空間として設けた請求項１記載の充電装置。
3. 前記空気流の入口側の前記第１通気開口（７ａ）と充電用電子機器（２）との間に送気ファン（６）を配置した請求項１又は２記載の充電装置。
4. 前記空気流の入口側の前記第１通気開口（７ａ）に平面上に分布させた複数個の通気孔（８）を設け、バッテリ（５）の冷却開口（９）に空間を介して対向配置した請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の充電装置。
5. 前記送気ファン（６）及び前記通気孔（８）を、空気抵抗の少ない圧力室（１０）に設けた請求項３記載の充電装置。
6. 充電ハウジングの上方部分に前記空気流の入口側の前記第１通気開口（７ａ）を配置した請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の充電装置。
7. 請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の充電装置の冷却方法であって、電気的及び機械的に接続可能かつ再充電可能なバッテリ（５）のための充電装置（１）を冷却するため、前記充電装置（１）の充電ハウジング（３）内に配置した送気ファン（６）によって空気流（Ｌ）の空気量（Ｖ）を移動させ、第１ステップで冷却温度ＫＴの空気量（Ｖ）をバッテリ（５）から排熱するようバッテリを通過させる充電バッテリ冷却方法において、第２ステップでＫＴよりも高い中間温度ＺＴの空気量（Ｖ）を充電ハウジング（３）内の充電用電子機器（２）を通過させることを特徴とする充電装置の冷却方法。

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