专利名称：充电器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种主要用于对电池组进行充电的充电器，该电池组装卸自由地设置于电动摩托车、助力自行车、电动手推车等电动车辆，对使电动车辆行驶的电动机供给电力。
背景技术：
对使电动摩托车等电动车辆行驶的电动机供给电力的电池组为了增大输出，即增大对电动车辆供给的放电电力，而内置大容量的电池或者内置许多电池来增大输出电压、输出电流。在该电池组的电池组壳体上设置有连接器而成为能够装卸自由地设置于电动车辆的结构，使电池组放电来供给电力。另外，从电动车辆卸下电池组而设置于充电器，通过充电器对内置于电池组的电池进行充电。图12表示将电池组设置于充电器的状态的一个例子。该充电器100X由角形的充电器的主体壳体IOX构成，其上表面具备组插入部，电池组BPX以直立姿势插入该插入部。这样的充电器内置有充电电路，其用于从外部接受电力供给并变换为适合于对电池组充电的电压。该充电电路安装有作为功率系半导体元件的FET、二极管、变压器等部件，它们由于通电而发热。特别在功耗为100W以上的情况下，发热量增大而充电器的内部容易充满热。因此，存在以下的问题:在充电时由于这样的发热部件的发热而主体壳体的表面变热。主体壳体的表面变热时，产生用户误解为充电器故障、电池组由于辐射热而被加热等问题。专利文献1:日本特开2004-236450号公报
实用新型内容
_6] 实用新型要解决的问题本实用新型是以解决以往的这样的问题点为目的的。本实用新型的主要目的在于提供一种能够抑制充电器发热引起的弊端的充电器。用于解决问题的方案和实用新型的效果本实用新型所涉及的第一充电器将沿一个方向延长的电池组BP以直立姿势设置于该充电器来对该电池组进行充电，该充电器能够是具备:主体壳体10，其外形为箱形，上表面的面积比要安装的电池组BP的底面大；安装部20，其设置在上述主体壳体10的上表面，用于以直立姿势安装电池组BP ；电路基板30，其内置于上述主体壳体10，安装有充电电路32，该充电电路32用于供给电力以对安装于上述安装部20的电池组BP进行充电；以及，罩部14，其覆盖上述主体壳体10的表面，具有隔热性，其中，上述主体壳体10的内部划分为设置有上述安装部20的电池安装区域以及配置有充电电路32的电路配置区域，并且上述安装部20设置在偏离上述主体壳体10的中心的位置处。由此，在将充电器的上表面设得比电池组的底面大而在纵向放置安装了电池组的状态下稳定地保持电池组的充电器中，通过将设置电池组的位置不设置在中心而设置在偏离中心的位置处来确保内部空间连续而容易配置部件等。并且，通过不是重叠而是分开地配置用于配置发热的充电电路的电路配置区域和用于安装电池组的电池安装区域，能够避免电池组由于充电电路等被加热。另外，通过设置于主体壳体的表面的隔热性的罩部，能够抑制安装于电路基板的充电电路的发热从充电器的表面发热。另外，第二充电器能够是在上述罩部14与上述主体壳体10的表面之间形成有间隙GP。由此，除了隔热性的罩部以外，在该罩部与充电器表面之间还能够隔着空气层隔热，因此，能够进一步抑制从充电器的表面散热。并且，第三充电器能够是还具备:腿部44，其在上述主体壳体10的底面设置于角部；以及散热板40，其配置在上述主体壳体10的内部的底面侧。由此,还能够从主体壳体的底面侧散热，得到能够相对地降低从表面侧散热的散热量的有益效果。并且，第四充电器能够是在上述散热板40与上述电路基板30之间存在导热片42，上述散热板40和上述电路基板30通过上述导热片42热结合。由此，能够高效地将电路基板的发热热传导到散热板，能够提高从充电器的底面侧散热的散热性能。并且，第五充电器能够是还具备显示单元50，该显示单元50设置在上述主体壳体10的上表面,上述显示单元50由半导体发光元件构成。由此,能够通过显示单元来确认充电器的动作，即使充电器的表面温度上升，也能够通过向用户示出正在进行动作来避免被误解为异常发热。并且，第六充电器能够是上述罩部14具有透光性。由此，通过使罩部具有透光性，能够改善充电器的外观美观，另外通过更换罩部还能够容易进行外观设计的改变。并且，使显示单元的半导体发光元件的发光扩散而实现更美观的显示。并且，第七充电器能够是在上述主体壳体10的内部，上述电池安装区域和上述电路配置区域配置为对角状。由此，在主体壳体内的有限空间内能够使安装电池组的部位和设置发热的部件的部位极力地分开，能够降低热可能对电池组造成的影响。并且，第八充电器能够是还具备使电池组BP与上述安装部20机械卡合连结的卡合构造。由此，能够在将电池组安装于充电器的状态下机械地连结，能够提高连接的稳定性并且提高电连接的可靠性。并且，第九充电器能够是在上述主体壳体10的内部，通过肋16对上述电池安装区域进行划分。由此，即使水滴等从安装电池组的部位浸入，也能够通过肋防止水向其他部位浸入，实现防止向电池组的散热、由于浸水引起的电子电路被腐蚀，提高充电器的可靠性。
图1是表示本实用新型的一个实施方式所涉及的充电器的外观立体图。图2是表示将电池组安装于图1的充电器的状态的外观立体图。图3是图1的充电器的俯视图。图4是从背面看图1的充电器的外观立体图。图5是图3的俯视图的沿V-V线的垂直截面图。图6是表示从图1的充电器卸下罩部和上壳体的状态的分解立体图。图7是图3的俯视图的沿VI1-VII线的垂直截面图。图8是从斜下方看从图1的充电器卸下下壳体的状态的立体图。[0026]图9是表示从图8的充电器卸下散热板和导热片的状态的分解立体图。图10是表示从斜下方看图1的充电器的状态的外观立体图。图11是表示将电池组与充电器连接的状态的电路图。图12是表示将电池组设置于以往的充电器的状态的立体图。附图标记说明100U00X:充电器;10、10X:主体壳体；11:上壳体；12:下壳体；14:罩部；16:肋；18:缺口 ；19:凸部；20:安装部；22:连接端子；22a:充电端子；22b:信号端子；30:电路基板；31:控制电路；32:充电电路；33:整流电路；34:充放电端子；36:控制部；37:外部端子；39:电池；40:散热板；42:导热片；44:腿部；50:显示单元;BP、BPX:电池组；GP:间隙。
具体实施方式
下面，根据附图说明本实用新型的实施方式。但是，以下所示的实施方式是用于将本实用新型的技术思想具体化，并不是将本实用新型限定为以下的内容。另外，在本说明书中，为了容易理解权利要求书，对“权利要求书”和“用于解决问题的方案”部分所示的部件附加与实施例所示的部件相对应的编号。但是，绝不是将权利要求书所示的部件限定为实施方式的部件。特别是实施方式所记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，在没有特别记载的情况下，并不是将本实用新型的范围仅限定于此，而只不过是单纯的说明例子。此外，为了明确地说明，有时夸张示出各附图所示的部件的大小、位置关系等。并且，在以下的说明中，以相同的名称、附图标记表示相同或同质的部件，并适当地省略详细说明。并且，构成本实用新型的各要素也可以是以同一部件构成多个要素来用一个部件兼作多个要素的形式，相反，也可以由多个部件分担实现一个部件的功能。另外，在一部分的实施例、实施方式中说明的内容也能够使用于其他实施例、实施方式等。图1示出本实用新型的一个实施方式所涉及的充电器100的外观。将电池组BP设置于该充电器100来对该电池组BP进行充电。因此，充电器100与商用电源等外部电源连接，将从该外部电源得到的电力变换为适合于对电池组BP充电的电力，通过对电池组BP供给电力来进行充电。因此，在充电器100的内部，容纳有用于将从外部供给的电力变换为充电电压的充电电路32 (在后面详细说明)。图1所示的充电器100由外形为箱形的主体壳体10构成。在主体壳体10的上表面设置有用于以直立姿势设置电池组BP的安装部20。电池组BP如图2所示那样，以直立姿势插入到安装部20而被充电。该电池组BP具有沿纵向延长的箱状的外形。另外，在其底面具备用于与充电器100的安装部20连接的组侧连接器。在此，作为电池组BP，示出助力自行车用的电池组。但是，也能够将本实用新型用作其他的电动车辆用或者电动工具、电动摩托车、便携设备等的其他电池组的充电器。(安装部20)为了放置电池组BP，使主体壳体10的上表面比电池组BP的底面大。另外，在主体壳体的上表面设置有用于安装电池组BP的安装部20。对于安装部20，从充电器100的表面凹陷为凹状，在将电池组BP插入到该部分的状态下将电池组BP保持为直立姿势。在图3的俯视图所示的例子中，安装部20被设置在后述的电池安装区域。在此，并不是设置在充电器100的中央，而是设置在图中向右侧偏离的位置处。[0037]—般地，为了在将纵长的电池组设置于充电器的状态下稳定地保持电池组，从重心、平衡等观点出发优选将安装部设置在充电器的中央附近。特别是为了纵向放置安装如助力自行车用电池组那样的大型且重的电池组，考虑重量平衡是重要的，理想的是配置在中心。在此，用于安装电池组的安装部形成为凹状以使电池组的下端的一部分嵌入充电器内，因此部分地占用了充电器的内部侧的空间。因此，当将安装部配置在中央时，充电器的内部空间被分断，被安装部分断的两侧的各空间的大小变窄，空间效率变差。例如，为了高效地配置如变压器、线圈那样的比较大型的部件，优选确保连续的空间。此外，当将安装部配置在中央时，环绕其周围地配置充电电路。构成充电电路的电子部件中包括功率晶体管、二极管、变压器等发热量大的部件。因此，当在安装电池组的安装部的四周环绕电池组周围地配置发热部件时，从周围对电池组加热，认为会对电池组的寿命产生影响。因此，在本实施方式中，通过将用于安装电池组BP的安装部20设置在偏离充电器100的中心的位置处，来使发热部件与电池组BP分开，缓和热的影响。另外，通过使安装部20偏离中心，重心平衡相对降低，但是通过将电池组BP的下端以嵌入方式插入到充电器100而提高了连接稳定性。另外，为了实现这样的嵌入，将安装部20形成为凹状，虽然充电器100的内部空间被局部分断，但通过如上述那样设置在偏离中心的位置处，将分断抑制为最小限度，确保了主体壳体10的内部空间宽阔。(卡合构造)此外，还能够附加机械连接构造，以机械地将电池组BP坚固地连结于安装部20。例如在图1、图2、图4的例子中，设置有使电池组BP与充电器100卡合的卡合构造。在此，将安装部20的形状设为凹状，并且与电池组BP的底面对应地形成为台阶状。并且，在凹状的内壁面形成有缺口 18，构成为与设置于电池组BP的凸部19卡合。通过这样的卡合构造，在将电池组BP安装于充电器100的状态下，能够实现机械连接构造，维持连结状态。另外，在安装部20的底面设置有用于与电池组BP电连接的连接端子22。连接端子22如图5的截面图所示，是贯通安装部20的底面的平板状，在主体壳体10的内面侧与充电电路32等电气部件连接。连接端子22与设置于电池组BP的底面的组侧连接器连接。由此，对电池组BP供给电力，另外能够在电池组BP和充电器100之间传递电信号。在该例子中，平行地排列有平板状的四个连接端子22。其中，两端的两个连接端子22为高电压端子，内侧的两个连接端子22为信号用端子。(主体壳体10)如图6的分解立体图所不,将充电器100的主体壳体10分割为上壳体11和下壳体12两个。该主体壳体10由隔热性和耐热性优异的绝缘性部件构成。在该例子中，为聚碳酸酯ABS树脂制品。在主体壳体10的内部容纳安装了充电电路32的电路基板30。充电电路32是供给电力以对安装于安装部20的电池组BP进行充电的电路。在此，将从外部的电源供给的电力变换为适合于充电的电力。这样，在主体壳体10的内部划分为配置了充电电路32的电路配置区域和设置有安装部20的电池安装区域。换一种说法，发热部件配置在电路配置区域，不配置在电池安装区域，由此，极力地避免热传导到电池组BP。另外，优选在主体壳体10的内部将电池安装区域和电路配置区域对角状地配置，通过这样的配置，能够在主体壳体10内的有限的空间中极力地使用于安装电池组BP的部位和用于设置发热部件的部位分开，能够降低热可能对电池组BP产生的影响。另外，也可以将充电器100设为防水构造。在该情况下，如图5的截面图所示，在连接端子22的背面侧设置肋16而物理地划分主体壳体10内部，使得即使水从设置了连接端子22的部位向主体壳体10的内部浸入，也不对充电电路32等电子部件产生影响。电池安装区域被肋16封闭，但不密闭。另外，在所划分的室的下表面设置有排水孔，能够将从上部浸入的水排出到外部。这样，从用于配置电池组BP的安装部20的背面侧极力地排除电子部件，不将发热部件配置在电池组BP的下面，由此防止热传导到位于上部的电池组BP，并且即使水等浸入，也能够使其不影响电子电路，能够提高电池组BP的可靠性。(显示单元50)并且，在主体壳体10的上表面设置有显示单元50。显示单元50设置在与安装部20不同的部位处。在图6的例子中，将显示单元50设置在安装部20的左侧。显示单元50显示充电器100正在进行动作。例如在充电中以红色闪烁，在充电结束时切换为连续点亮，由此能够向用户通知充电的进展和结束。作为显示单元50，可以适当地利用半导体发光元件。特别是LED，电力消耗低，也不用担心灯泡破碎，能够适当地使用。这样，能够通过显示单元50确认充电器100的动作，即使充电器的表面温度上升，也能够通过向用户显示正在进行动作来避免被误解为异常发热。(罩部14)并且，在上壳体11的上表面，如图6的分解立体图所示那样，覆盖有罩部14。罩部14形成切出有与安装部20对应的开口的大小和形状以能够覆盖除了安装部20以外的上壳体11的上表面。将该罩部14设为隔热性优异的部件。如此，通过在隔热性的主体壳体10的上表面进一步配置隔热性的罩部14，能够进一步提高隔热效果，抑制充电器内部的热传导到充电器的表面。特别是通过提高用户的手容易触摸到的上部罩的上表面的隔热效果，即使在充电中用户的手触摸到，也能够避免因高温而感到异常，或者产生低温灼伤。另外，罩部14优选具备透光性。由此，能够提高充电器100的外观设计性。例如，通过改变罩14的颜色、透明度，能够容易地改变为各种外观设计的充电器。此外，使显示单元50的半导体发光元件的发光扩散，实现更美观的显示。例如，对LED的发光部分附近进行褶皱加工，能够使光漫反射，成为面状的发光。并且，能够使罩部14与上壳体11重叠而双重地保护主体壳体10的上表面，还能够得到能够提高机械强度的有益效果。特别是将助力自行车用的电池组那样的比较大且重的电池组BP用的充电器放置在地板上来使用的情况很多。因此，还考虑到用户脚踩或误将电池组BP掉到充电器的上表面的情形。因此，通过从强度方面对上壳体11的表面进行加强，还能够得到能够对抗这样的外力的辅助效果。为了具备充分的强度，该罩部14为聚碳酸酯制品。(间隙GP)在罩部14与主体壳体10的表面之间形成间隙GP。通过形成这样的间隙GP，还形成空气层的隔热层，能够进一步抑制从充电器100表面散热的散热量。间隙GP的大小为
0.05mnT2mm左右，优选为0.2_左右。另外，在罩部14与主体壳体10的表面之间，不需要在全部部位使其分开，也可以部分地接触。(散热板40)并且，该充电器100在底面侧设置有用于散热的散热机构。S卩，在主体壳体10的内部，在底面侧配置有散热板40。在图7的截面图所示的例子中，在电路基板30的背面侧配置有散热板40。该散热板40为热传导性优异的金属制品，例如为铝板等。散热板40并不必须设置在电路基板30的前面，优选配置在电路配置区域的附近，更优选配置在特别发热的部件的附近，由此能够高效地散热。在图8的立体图所示的例子中，以电池安装区域的对角线上的部位为中心进行配置。(导热片42)并且，如图9的分解立体图所示，在散热板40与电路基板30之间隔着导热片42。导热片42为具备绝缘性且热传导性优异的部件。由此，提高散热板40与电路基板30的热结合，能够促进从电路基板30向散热板40的热传导从而提高散热性。另外，导热片42优选具有柔软性。由此，能够在散热板40与电路基板30之间按压而降低接触面处的间隙，防止空气层的形成。对于散热板40，能够适当地使用例如寸一- >'>一卜(商品名)那样的硅制的材质。另外，为了提高热传导，优选在电路基板30的与散热板40接触的面上覆盖金属等导电性高的部件。此外，在图9的例子中，重叠配置两个导热片42。此外，在主体壳体10的底面，以容易散热的方式设置腿部44，使主体壳体10的底面与充电器100的设置面分开。如图10的从底面看的立体图所示那样，腿部44设置在下壳体12的四角。由此，促进从下壳体12的背面侧的散热，其结果是能够相对地抑制向上壳体11的热传导。另外，下壳体12的背面通常不是用户的手触摸的部位，因此安全性也得到保证。(充电电路32)接着，在图11中示出充电电路32的电路图。安装部20的连接端子22中的配置在两端的正负的充电端子22a与设置于安装部20的电池组BP的正负的充放电端子34连接，向电池组BP供给充电电力。正极侧的充电端子22a如图11的电路图所示，与充电电路32连接而向电池组BP供给电力，对内置于电池组BP的电池39进行充电。图中的充电器100通过整流电路33将从商用电源(未图示)供给的交流电源变换为直流，通过充电电路32将该直流的电压变换为充电用的电压而从充电端子22a输出。该充电电路32例如改变用于将连接在整流电路33的输出侧和正极侧的充电端子22之间的开关元件(未图示)控制为接通/断开的占空比，来调整为最适于对电池组BP进行充电的充电电压和充电电流。在一对充电端子22a之间配置有作为非充电端子的信号端子22b。图中所示的连接端子22具备两个信号端子22b。这些信号端子22b能够是被输入内置于电池组BP的电池39的异常信号的异常信号端子、被输入内置于电池组BP的电池39的温度信号的温度信号端子、被输入内置于电池组BP的电池39的识别信号的识别信号端子等。在该例子中，设置了两个信号端子22b，但也可以设置三个以上或只设置一个。另外，也能够将信号端子设为传递这些信号以外的信号、例如电池的充电状态、电池的各种信息的信号端子。在对异常信号端子22b输入异常信号时，控制电路31判断为电池组BP异常，将充电电路32切换为断开而停止充电。并且，控制电路31根据输入到温度信号端子22b的温度信号来检测内置于电池组BP的电池39的温度。在电池温度比最高温度高时，该控制电路31切断充电电流来中断充电，或者减少充电电流使电池温度降低。在电池温度比设定温度低时，以正常的充电电流进行充电。并且，控制电路31根据从识别信号端子输入的电池的识别信号来辨别最适于对电池组BP进行充电的电压和电流值，改变从充电端子22a输出的充电电压和充电电流。当对该充电器100安装电池组BP时，由控制电路31接收从电池组BP的控制部36输出的电池的识别信号，控制电路31根据所输入的电池的识别信号来辨别电池组BP的类型，控制充电电路32以成为最适于对该电池组BP进行充电的电压和电流值。该充电器100根据从电池组BP输入的电池的识别信号来辨别对电池组BP进行充电的充电电压和充电电流，切换为最适合的电压来进行充电，因此能够以一个充电器100对输出电压不同的多种电池组BP进行充电。但是，充电器并不必须切换输出电压，也能够以固定的输出电压对电池组进行充电。电池组BP自由装卸地安装于电动工具等电气设备，向这些设备供给电力。虽然未图示，但是该电池组BP在壳体内内置有多个能够进行充电的二次电池。内置于电池组BP的二次电池是锂离子电池。但是，二次电池也能够为镍氢电池、镍镉电池、聚合物电池等能够进行充电的其他所有的电池。对于多个二次电池，虽然未图示，但是通过将多个串联连接来提高输出电压，并且通过将多个并联连接来增大输出电流。二次电池为锂离子电池的电池组BP例如将16个电池以四个串联四个并联的方式连接而使输出电压为14.4V，或者将20个电池以五个串联四个并联的方式连接而使输出电压为18V。但是，电池组并不限定内置的二次电池的个数、连接状态。能够与所使用的电气设备的种类、用途相应地设计各种电池组内置的二次电池的个数和输出电压。并且，图11所示的电池组BP具备与配置于充电器100的安装部20的多个连接端子22连接的多个外部端子37。在将电池组BP安装于充电器100的安装部20的状态下，多个外部端子37配置在与安装部20的底面相对的底面上。图1的电池组BP在电池组壳体的下端的侧面设置有多个凸部19，将其引导至设置于充电器100的安装部20的缺口 18来设置于安装部20的固定位置处。本实用新型所涉及的充电器能够适当地用作例如电动助力自行车用的电池组用充电器、电动摩托车、电动工具、便携设备等的电池组用的充电器。
权利要求1.一种充电器，将沿一个方向延长的电池组(BP)以直立姿势设置于该充电器来对该电池组进行充电，该充电器的特征在于，具备: 主体壳体(10)，其外形为箱形，上表面的面积比要安装的电池组(BP)的底面大；安装部(20)，其设置在上述主体壳体(10)的上表面，用于以直立姿势安装电池组(BP)； 电路基板(30)，其内置于上述主体壳体(10)，安装有充电电路(32)，该充电电路(32)用于供给电力以对安装于上述安装部(20)的电池组(BP)进行充电；以及， 罩部(14)，其覆盖上述主体壳体(10)的表面，具有隔热性， 其中，上述主体壳体(10)的内部划分为设置有上述安装部(20)的电池安装区域以及配置有充电电路(32)的电路配置区域，并且上述安装部(20)设置在偏离上述主体壳体(10)的中心的位置处。
2.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于， 在上述罩部(14)与上述主体壳体(10)的表面之间形成有间隙(GP)。
3.根据权利要求1或者2所述的充电器，其特征在于，还具备: 腿部(44)，其在上述主体壳体(10)的底面设置于角部；以及 散热板(40)，其配置在上述主体壳体(10)的内部的底面侧。
4.根据权利要求3所述的充电器，其特征在于， 在上述散热板(40)与上述电路基板(30)之间存在导热片(42)， 上述散热板(40)和上述电路基板(30)通过上述导热片(42)热结合。
5.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于， 还具备显示单元(50)，该显示单元(50)设置在上述主体壳体(10)的上表面， 上述显示单元(50)由半导体发光元件构成。
6.根据权利要求5所述的充电器，其特征在于， 上述罩部(14)具有透光性。
7.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于， 在上述主体壳体(10)的内部，上述电池安装区域和上述电路配置区域配置为对角状。
8.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于， 还具备使电池组(BP)与上述安装部(20)机械卡合连结的卡合构造。
9.根据权利要求7所述的充电器，其特征在于， 在上述主体壳体(10)的内部，通过肋(16)对上述电池安装区域进行划分。
专利摘要本实用新型提供一种抑制充电器发热导致的弊端的充电器。具备主体壳体(10)，其外形为箱形，上表面的面积比要安装的电池组(BP)的底面大；安装部(20)，其设置在主体壳体(10)的上表面，用于以直立姿势安装电池组(BP)；电路基板(30)，其内置于主体壳体(10)，安装有充电电路(32)，该充电电路(32)用于供给电力以对安装于安装部(20)的电池组(BP)充电；罩部(14)，其覆盖主体壳体(10)的表面，具有隔热性，其中，将主体壳体(10)的内部划分为设置有安装部(20)的电池安装区域和配置有充电电路(32)的电路配置区域，并且将安装部(20)设置在偏离主体壳体(10)的中心的位置处。
文档编号H02J7/00GK203026970SQ201220569680
公开日2013年6月26日 申请日期2012年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者井上浩一 申请人:三洋电机株式会社