JP6262019B2 - 充電器 - Google Patents

Description

この発明は、例えば充電式のねじ締め機等の電動工具の電源として用いるバッテリパック（二次電池）を充電するための充電器に関する。

この種のバッテリパックは、電動工具から取り外して別途用意した充電器で充電することにより繰り返し使用することができる。この充電器については、その機能を向上させ、あるいは使い勝手を高めるために従来より様々な工夫が施されている。例えば、下記の特許文献１には、当該充電器を壁掛け式とした場合におけるバッテリパックの取り付け、取り外し時の使い勝手を高めるための技術が開示されている。また、下記の特許文献２には、充電器の壁掛け設置をより確実に行うための技術あるいは持ち運び時の利便性を高めるための技術が開示されている。

特開２００９−２９６７２４号公報 国際公開第２０１３／１９０９５５号

しかしながら、従来例えば商用の交流１００Ｖを電源とする充電器について、外部電源出力機能を備えたものが提供されていなかった。係る充電器に外部電源出力機能を持たせるには、外部電源出力用の電源回路基板等の防水を図る必要がある。本発明は、この種の充電器について防水対策が施された外部電源出力機能を持たせることを目的とする。

上記の課題は以下の各発明により解決される。
第１の発明は、バッテリパックを充電するための充電器である。第１の発明では、本体ハウジング内に直流電源出力用の電源回路基板と該電源回路基板から分離された電源コネクタを備えている。電源回路基板は回路基板エリアに配置され、電源コネクタはコネクタエリアに配置されている。回路基板エリアとコネクタエリアとの間は、本体ハウジングに設けた防水壁部を介して水密に区画されている。第１の発明によれば、外部機器の電源コードをコネクタに接続して外部機器に電源供給することができる。電源回路基板は、コネクタエリアから水密に区画された回路基板エリアに配置されている。このため、コネクタを経てコネクタエリア内が浸水しても防水壁部により回路基板エリアへの浸水が防止され、これにより電源回路基板の防水がなされる。

第２の発明は、第１の発明において、本体ハウジングは、上側の上ハウジングと下側の下ハウジングに二分される半割り構造を備えている。防水壁部は上ハウジングと下ハウジングの双方に設けられている。第２の発明では、上ハウジング側の上防水壁部と下ハウジング側の下防水壁部を上下にオーバーラップさせて回路基板エリアとコネクタエリアが水密に区画されている。第２の発明によれば、コネクタと電源回路基板を電気的に接続する配線を伝わって回路基板エリア内に水が浸入することを防止できる。

第３の発明は、第２の発明において、上防水壁部を下防水壁部に対して電源コネクタ側にオーバーラップさせた充電器である。第３の発明によれば、コネクタエリア内に浸入した水が制御基板エリア内に浸入することをより確実に防止することができる。

第４の発明は、第１〜３の何れか１つの発明において、コネクタエリアの底部に排水用の排水孔を設けた充電器である。第４の発明によれば、コネクタエリア内に浸入した水が排水孔から排水されることから、回路基板エリア内への水の浸入をより確実に防止することができる。

第５の発明は、第１〜第４の何れか一つの発明において、電源コネクタを本体ハウジングの外部に対して水密に塞ぐ防水キャップを備えた充電器である。防水キャップは、電源コネクタを水密に塞ぐ本体部と、本体部を本体ハウジングに対して支持する支持部を備えている。支持部は、本体ハウジングを貫通して設けた支持孔に挿通されている。支持部には、外側シール部と内側シール部が設けられている。第５の発明では、両シール部を支持孔に対して内外両側から押圧させて当該支持孔を水密に塞ぐ構成となっている。第４の発明によれば、防水キャップにより電源コネクタの防水を図りつつ、当該防水キャップの紛失を防止することができる。しかも、防水キャップの支持部を挿通させた支持孔の防水が図られて、当該充電器の防水機能を一層高めることができる。

第６の発明は、第５の発明において、支持孔の外側口元と内側口元に、防水キャップ側の外側シール部と内側シール部を嵌め込むための凹部を設けた充電器である。第６の発明によれば、内外のシール部が支持孔の口元に対してより大きな面積で押圧されることから、支持孔の防水性を一層高めることができる。

第７の発明は、第５又は第６の発明において、防水キャップの少なくとも支持部が弾性を有する構成とした充電器である。第７の発明によれば、支持孔の外側口元と内側口元に対して支持部の外側防水凸部と内側防水凸部がそれぞれ弾性的に押圧されて当該支持孔の防水機能を一層高めることができる。また、内側防水凸部を弾性変形させて支持孔に対して支持部を係合、離脱させることができ、これにより防水キャップの本体ハウジングに対する組み付け、分離を容易に行うことができる。

第８の発明は、第５〜第７の何れか一つの発明において、コネクタエリアに支持孔を設けた充電器である。第８の発明によれば、仮に支持孔を経てコネクタエリア内に水が浸入して防水壁部により回路基板エリア内への浸入が防止されることから当該回路基板エリアの防水性をより一層高めることができる。

本発明の実施形態に係る充電器の全体斜視図である。本図では、２口充電器が例示されている。 上ハウジングを取り外した状態の充電器の斜視図である。 上ハウジングを取り外した状態の充電器の平面図である。 電源コネクタ及びその周辺の斜視図である。本図では、上ハウジングを取り外した状態が示されている。 図１中(V)-(V)線断面矢視図であって、充電器の縦断面図である。 電源コネクタ及びその周辺の斜視図である。本図では、防水キャップを装着した状態が示されている。 電源コネクタ及びその周辺の斜視図である。本図では、防水キャップの本体部を電源コネクタから外した状態が示されている。 防水キャップ単体の斜視図である。本図は、前面側から見た状態を示している。 防水キャップ単体の斜視図である。本図は、後面側から見た状態を示している。

次に、本発明の実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。図１に示すように本実施形態で例示する充電器１は、２つのバッテリパックＢ，Ｂを同時に充電できる２口タイプの充電器である。図１において使用者はこの充電器１の手前側に位置する。以下、使用者を基準にして前後、左右及び上下の各方向を用いる。また、使用者から見て手前側を正面（前側）、その反対側を背面（後ろ側）ともいう。

充電器１の上面には、２組のバッテリ取り付け部１０，１０が左右に並列に配置されている。左右のバッテリ取り付け部１０，１０は、相互に同じ構成を備えている。左右のバッテリ取り付け部１０，１０には、それぞれスライド取り付け形式のバッテリパックＢを取り付けることができる。各バッテリ取り付け部１０は、左右一対のレール１１，１１を備えている。図１中白抜き矢印で示すように左右のレール１１，１１に沿ってバッテリパックを前方へスライドさせることにより当該バッテリパックＢをバッテリ取り付け部１０に取り付けることができる。

両レール１１，１１間には、端子カバー１２が前後方向にスライド可能に設けられている。端子カバー１２は、後方にスライドする方向（閉じ方向）にばね付勢されている。このばね付勢力に抗して端子カバー１２が開かれると、バッテリパックＢに対する端子（図では見えていない）が露出される。バッテリパックＢをレール１１，１１に沿って前方へスライドさせると、この端子カバー１２がバッテリパックＢに押されて前方へ開放される。端子カバー１２を前方へ開放しつつバッテリパックＢを図１中白抜き矢印で示すバッテリ取り付け方向（前方）へスライドさせると、露出された端子がバッテリパックＢのプラス端子とマイナス端子に電気的に接続される。

充電器１は、概ね偏平箱体形状の本体ハウジング２を有している。本体ハウジング２は、上側の上ハウジング３と下側の下ハウジング４を結合した半割り構造を備えている。図では、上ハウジング３と下ハウジング４の結合部（半割り結合部）に符号Ｊが付されている。上ハウジング３に上記バッテリ取り付け部１０，１０が設けられている。下ハウジング４の下面四隅には、設置用の脚部４ａ〜４ａが設けられている。本体ハウジング２の前面右端部寄りに電源コネクタ２０が装備されている。この電源コネクタ２０に、例えば携帯音楽プレーヤや携帯電話等の外部機器（図示省略）の電源コードを接続してこれら外部機器を利用することができ、またその充電をすることができる。本実施形態の充電器１は、外部機器に対して直流の電源（例えば直流５Ｖ）を供給できる機能を備えている。本実施形態では、電源コネクタ２０として、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）のＡ雌端子が装備されている。本実施形態は、電源コネクタ２０の防水構造に特徴を有している。係る防水構造の詳細は後述する。

図２及び図３は、上ハウジング３を取り外して内部の全体が見える状態を示している。下ハウジング４内には、バッテリ取り付け部１０，１０用の充電制御部１３，１３が収容されている。充電制御部１３，１３は、それぞれ各種のデバイスを搭載した制御基板１３ａを備えている。下ハウジング４の右側部からは電源コード６が引き込まれている。この電源コード６を経て当該充電器１に商用１００Ｖ電源が供給される。本実施形態において充電制御部１３については特に変更を要しないことから、その詳細な説明を省略する。

図４及び図５に示すように電源コネクタ２０は、コネクタ本体２１と外部電源出力用の電源回路基板２２を備えている。本実施形態では、コネクタ本体２１と電源回路基板２２は、分離されて配置されている。コネクタ本体２１と電源回路基板２２は、図示省略した配線により電気的に接続されている。コネクタ本体２１は、防水壁部５と下ハウジング４の側壁により区画された平面視ほぼ矩形のコネクタエリア５Ａ内に取り付けられている。コネクタ本体２１は、コネクタ基板７上に固定されている。コネクタ基板７はコネクタエリア５Ａ内に固定されている。コネクタ本体２１の差し込み口は、本体ハウジング２の正面右端部寄りにおいて結合部Ｊの上下に跨って設けた矩形の開口部２ａに嵌め込まれて固定されている。

防水壁部５は、下ハウジング４に一体に成形されている。防水壁部５は、下ハウジング４の底面から上方へ張り出す状態に設けられている。図示するように防水壁部５は、下ハウジング４の右前角部において、右側部から前面部に跨ってＬ字形に形成されている。防水壁部５は結合部Ｊよりも上方へ延びる高さで形成されている。この防水壁部５により、コネクタエリア５Ａと回路基板エリア５Ｂは、相互に水密に区画されている。防水壁部５の左上部には配線を挿通するための凹部５ａが設けられている。また、コネクタエリア５Ａ内において、下ハウジング４の底部には排水孔５ｂが設けられている。コネクタ本体２１若しくは開口部２ａを経て外部からコネクタエリア５Ａ内に侵入した水は、この排水孔５ｂを経て外部に排水される。

図５に示すように下ハウジング４の防水壁部５に対応して、上ハウジング３にも防水壁部９が一体に成形されている。上ハウジング３側の防水壁部９は、当該上ハウジング３の天板部から下方へ張り出す状態に設けられている。図では示されていないが、この防水壁部９は、上ハウジング３の右前角部において、その右側部から前面部に跨ってＬ字形に形成されている。下ハウジング４側の防水壁部５を同じく、この防水壁部９によっても上ハウジング３の右前角部に平面視ほぼ矩形のコネクタエリア５Ａが形成される。

図５に示すように上ハウジング３側の防水壁部９は、下ハウジング４側の防水壁部５に対して高さ方向にオーバーラップしている。このため、図５に示すように、上ハウジング３側の防水壁部９の下部は、下ハウジング４側の防水壁部５の上部に対して前側（コネクタ本体２１側）に張り出している。すなわち、前側から、コネクタ本体２１、上ハウジング３側の防水壁部９、下ハウジング４側の防水壁部５の順に配置されている。下ハウジング４側の防水壁部５の上部と上ハウジング３側の防水壁部９の下部が高さ方向にオーバーラップしていることにより、本体ハウジング２の右前角部に形成されるコネクタエリア５Ａとその周囲の主として回路基板エリア５Ｂとの間の高い水密性（防水性）が確保されている。

電源回路基板２２は、コネクタエリア５Ａの外側後方の回路基板エリア５Ｂ内に配置されている。防水壁部５と防水壁部９により区画されたコネクタエリア５Ａの後方及び左方にも複数の区画壁部８〜８が設けられている。各区画壁部８も、下ハウジング４の底部から上方へ張り出す状態に設けられている。回路基板エリア５Ｂは、防水壁部５の後方に設けた区画壁部８によりコネクタエリア５Ａの後方に隣接して設けられている。電源回路基板２２は、この回路基板エリア５Ｂ内において、その面方向を上方に沿わせた起立状態に配置されている。

以上のように構成した本実施形態の充電器１によれば、本体ハウジング２の前面右寄りにＵＳＢ接続方式の電源コネクタ２０を備えている。この電源コネクタ２０に、例えば携帯音楽プレーヤ等の外部機器（図示省略）の電源コードを接続することにより、当該充電器１から外部機器に電源が供給される。主として電動工具のバッテリを充電するための充電器１に、従来にない外部電源出力機能を持たせることにより、当該充電器１の使い勝手をより高めることができる。しかも、電源コネクタ２０のコネクタ本体部２１が電源回路基板２２から物理的に分離されて、コネクタエリア５Ａ内に配置された構成となっている。コネクタエリア５Ａは、防水壁部５，９により回路基板エリア５Ｂから水密に区画されている。このため、コネクタ本体２１若しくは本体ハウジング２の開口部２ａを経て外部からコネクタエリア５Ａ内に浸入した水が、回路基板エリア５Ｂ内に浸入することが防止されて、電源回路基板２２及び充電制御部１３，１３の高い耐水性が確保されている。

以上説明した実施形態には種々変更を加えることができる。図６及び図７は、コネクタ本体２１を取り付けた開口部２ａに防水キャップ３０を追加装備した構成が示されている。この防水キャップ３０は、適度な弾性を有するゴムを素材として一体に成形されたもので、図８及び図９に示すようにそれぞれ矩形平板形状を有する本体部３１と支持部３２を備えている。支持部３２は、本体部３１の一方の長辺側（下端縁）に沿ってＬ字形に張り出す状態に設けられている。本体部３１の上部には使用者が指先で摘むためのつまみ部３１ａが設けられている。本体部３１の後面には、コネクタ本体２１の差し込み口に嵌め込むためのシール部３１ｂが一体に設けられている。このシール部３１ｂがコネクタ本体２１の差し込み口に弾性的に嵌め込まれることにより当該コネクタ本体２１の差し込み口を経たコネクタエリア５Ａ内への水の浸入が防止される。また、コネクタ本体２１の差し込み口にシール部３１ｂが嵌め込まれることにより、その周囲（当該本体部３１の後面）が本体ハウジング２の開口部２ａに弾性的に押し当てられて当該開口部２ａが水密に塞がれる。

開口部２ａの下側には、スリット孔形状の支持孔２ｃが形成されている。この支持孔２ｃに防水キャップ３０の支持部３２が挿入されている。本体ハウジング２の支持孔２ｃに支持部３２が挿入されて、本体部３１がコネクタ本体２１の差し込み口に対して開閉可能に支持されている。支持部３２には、それぞれ棒形状をなす２つのシール部３２ａ，３２ｂが一体に設けられている。前側のシール部３２ａは、本体部３１との結合部付近に沿って上側に盛り上がる状態に設けられている。後ろ側のシール部３２ｂは、前側のシール部３２ａに対して一定の間隔をおいて平行に設けられている。後ろ側のシール部３２ｂは、支持部３２の上下両面にそれぞれ断面半円形に盛り上がる状態に設けられている。前側のシール部３２ａと後ろ側のシール部３２ｂとの間の間隔は、支持孔２ｃの深さ（下ハウジング４の肉厚）よりもやや小さな寸法に設定されている。

後ろ側のシール部３２ｂを弾性変形させつつ支持孔２ｃ内に押し込んで、支持部３２が支持孔２ｃ内に挿入されている。支持部３２が支持孔２ｃ内に挿入されて当該防水キャップ３０が本体ハウジング２の前面右側に支持されている。支持部３２は、前後のシール部３２ａ，３２ｂ間に当該支持孔２ｃの口元を位置させた状態で挿入されている。この挿入状態で前側のシール部３２ａが支持孔２ｃの口元に対して外側から押圧され、後ろ側のシール部３２ｂが支持孔２ｃの口元に対して内側から押圧されて、当該支持孔２ｃのシールがなされる。

シール部３２ａ，３２ｂが弾性的に押圧される支持孔２ｃの口元には、断面半円形の凹部が当該口元に沿って設けられている。この凹部にシール部３２ａ，３２ｂがそれぞれより大きな面積で弾性的に押圧されることにより、支持孔２ｃの内外間におけるシール（防水、防塵）がより確実になされるようになっている。

支持部３２を介して支持された本体部３１は、上方に回動させてそのシール部３１ｂをコネクタ本体２１の差し込み口に弾性的に嵌め込めば図６に示すように閉じられる。図６に示すように防水キャップ３０が閉じられることにより、コネクタ本体２１若しくは開口部２ａを経てコネクタエリア５Ａ内に外部から水や粉塵等が浸入することが防止される。

つまみ部３１ａを摘んで本体部３１を下方へ回動させることにより本体部３１を図７に示すように開くことができる。図７に示すように防水キャップ３０の本体部３１を開くことにより、コネクタ本体２１に外部電源コードを接続することができ、これにより当該充電器１から外部機器に対して電源供給可能な状態となる。

以上説明した実施形態にはさらに変更を加えることができる。防水キャップ３０は省略することができる。防水キャップ３０を備えない場合であっても、コネクタ本体２１から浸入した雨水等はコネクタエリア５Ａ内に留まって最終的に排水孔５ｂから排水される。従って、電源回路基板２２及び充電制御部１３，１３等に対する防水性が確保される。

電源コネクタ２０を本体ハウジング２の前面右寄りに配置した構成を例示したが、当該電源コネクタ２０の位置について任意である。例えば、本体ハウジングの前面左寄りの位置の他、上面、後面若しくは左右側面に設けることもできる。

下ハウジング４側の防水壁部５の上部と上ハウジング３側の防水壁部９の下部を高さ方向にオーバーラップさせた構成を例示したが、係るオーバーラップ構造を省略してもよく、例えば上下の防水壁部を相互に面一に突き合わせた構成としてもよい。この場合、下ハウジング４側の防水壁部５の上端部と上ハウジング３側の防水壁部９の下端部との間にシールゴム等を挟み込ませた状態で両防水壁部５，９を相互に面一に突き合わせることにより、当該コネクタエリア５Ａの防水性をより一層高めることができる。

上ハウジング３側の防水壁部９は省略してもよい。この場合、下ハウジング４側の防水壁部の高さ寸法を例えば上ハウジング３の天板付近にまで延長することにより例示した構成とほぼ同等の防水機能を持たせることができる。

外部電源供給用の電源コネクタ２０としてＵＳＢ接続形式のコネクタを例示したが、その他様々な形態のコネクタについて例示した防水壁部を適用することにより同様の作用効果を得ることができる。

２つのバッテリパックＢ，Ｂを同時に充電することができる二口タイプの充電器１を例示したが、１口タイプあるいは３つ以上のバッテリパックを同時に充電することができる多口タイプの充電器について例示した外部電源供給機能及びその防水機能を適用することができる。

本体部３１を上下に回動させて開閉する上下開閉式の防水キャップ３０を例示したが、これに代えて本体部を左右に回動させて開閉する左右開閉式の防水キャップを電源コネクタに併設してもよい。

電源コネクタ２０の電源回路基板２２を充電制御部１３とは切り離して配置した構成を例示したが、係る電源コネクタの電源回路を充電制御部１３に実装して基板を共通化した構成としてもよい。

１…充電器
２…本体ハウジング、２ａ…開口部
Ｊ…半割り結合部
３…上ハウジング
４…下ハウジング、４ａ…脚部
５…防水壁部（下ハウジング側）、５ａ…凹部、５ｂ…排水孔
５Ａ…コネクタエリア
５Ｂ…回路基板エリア
６…電源コード
７…コネクタ基板
８…区画壁部
９…防水壁部（上ハウジング側）
Ｂ…バッテリパック
１０…バッテリ取り付け部
１１…レール
１２…端子カバー
１３…充電制御部
２０…電源コネクタ
２１…コネクタ本体
２２…電源回路基板
３０…防水キャップ
３１…本体部、３１ａ…つまみ部、３１ｂ…シール部
３２…支持部，３２ａ…シール部（前側）、３２ｂ…シール部（後ろ側）

Claims (8)

1. バッテリパックを充電するための充電器であって、本体ハウジングの上面に前記バッテリパックを取り付けるためのバッテリ取り付け部を備え、前記本体ハウジングの下面に設置用の脚部を備え、前記本体ハウジング内に直流電源出力用の電源回路基板と該回路基板から分離された電源コネクタを備えており、前記回路基板をその面方向を上下に沿わせた起立姿勢で回路基板エリアに配置し、前記電源コネクタをそのコネクタ接続方向を設置面に沿わせた横向き姿勢でコネクタエリアに配置し、
   前記回路基板エリアは、前記バッテリ取り付け部に接続された充電制御部が設けられた充電制御エリアと区画する区画壁部と、前記コネクタエリアと区画する防水壁部とによって周囲が区画されることで形成されており、前記区画壁部が前記コネクタ接続方向に延出し、前記コネクタエリアと前記回路基板エリアが前記コネクタ接続方向に並設され、かつ前記充電制御エリアが前記回路基板エリアに対して前記コネクタ接続方向と直交する方向に並設され、
   前記回路基板エリアと前記コネクタエリアとの間を、前記本体ハウジングに設けた前記防水壁部を介して水密に区画した充電器。
2. 請求項１記載の充電器であって、前記本体ハウジングは、上側の上ハウジングと下側の下ハウジングに二分される半割り構造を備えており、前記防水壁部を前記上ハウジングと前記下ハウジングの双方に設け、上ハウジング側の上防水壁部と下ハウジング側の下防水壁部を上下にオーバーラップさせて前記回路基板エリアと前記コネクタエリアを水密に区画した充電器。
3. 請求項２記載の充電器であって、前記上防水壁部を前記下防水壁部に対して前記電源コネクタ側にオーバーラップさせた充電器。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載した充電器であって、前記コネクタエリアの底部に排水用の排水孔を設けた充電器。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載した充電器であって、前記電源コネクタを前記本体ハウジングの外部に対して水密に塞ぐ防水キャップを備えており、該防水キャップは、前記電源コネクタを水密に塞ぐ本体部と、該本体部を前記本体ハウジングに対して支持する支持部を備えており、該支持部は、前記本体ハウジングを貫通して設けた支持孔に挿通されており、該支持部に外側シール部と内側シール部を設け、該両シール部を前記支持孔に対して内外両側から押圧させて当該支持孔を水密に塞ぐ構成とした充電器。
6. 請求項５記載の充電器であって、前記支持孔の外側口元と内側口元に、前記外側シール部と前記内側シール部を嵌め込むための凹部を設けた充電器。
7. 請求項５又は６記載の充電器であって、前記防水キャップの少なくとも前記支持部が弾性を有する構成とした充電器。
8. 請求項５〜７の何れか１項に記載した充電器であって、前記コネクタエリアに前記支持孔を設けた充電器。
   

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