(57)【要約】【課題】電動装置の電源システムにおいて、大きなパワーを出力することのできる電動装置本体をさらに小型化および軽量化し、しかも電動装置本体の速やかな充電作業を可能にする。【解決手段】本発明を、電動装置本体７および電源ユニット８を有する電動装置Ａと、該電源ユニット８を充電させる充電器Ｂとから成る電動装置の電源システムとする。電動装置Ａの電源ユニット８は、電動装置本体７に対して着脱自在であり且つ被充電素子３としてコンデンサ２を内蔵したパック式のものとする。充電器Ｂは、被充電素子３である充電器側蓄電池１４とこれを充電するための電源供給部４とを内蔵したものとする。そして、電源ユニット８を充電器Ｂに接続させたとき、電源ユニット８内のコンデンサ２に対して充電器側蓄電池１４から電流を供給し、電源ユニット８を充電する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動装置本体および電源ユニットを有する電動装置と、該電源ユニットを充電させる充電器とから成る電動装置の電源システムであって、電動装置の電源ユニットは、電動装置本体に対して着脱自在であり且つ被充電素子としてコンデンサを内蔵したパック式のものであり、充電器は、被充電素子である充電器側蓄電池とこれを充電するための電源供給部とを内蔵したものであり、電源ユニットを充電器に接続させたとき、電源ユニット内のコンデンサに対して充電器側蓄電池から電流を供給し、電源ユニットを充電するように設けたことを特徴とする電動装置の電源システム。
【請求項２】
充電器は、充電器側蓄電池を内蔵する蓄電池ユニットと、電源供給部を内蔵する電源ユニットとを着脱自在に接続させたものであることを特徴とする請求項１に記載の電動装置の電源システム。
【請求項３】
電源供給部は、備えてある燃料電池からの電流を充電器側蓄電池に供給するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動装置の電源システム。
【請求項４】
電動装置は、電源ユニットを着脱自在に備えた電動工具であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動装置の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動装置の電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動装置の電源システムとして、特許文献１に開示されるものがある。この電動装置では、可搬式の電動工具である電動装置本体内に、蓄電池およびコンデンサから成る被充電素子や電源回路を備えている。
【０００３】
そして、通常時には蓄電池からの電流供給でコンデンサを充電させておき、使用時にはスイッチをオンにすることでコンデンサからモータへと電流を供給し、電動装置本体を駆動させる。この電動装置によれば、コンデンサによって大きなパワーを出力することができる。
【０００４】
しかし、この電動装置においては、電動装置本体内に蓄電池、コンデンサ、電源回路等を全て内蔵する構造であるため、装置全体が大型化、高重量化するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４８１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであり、電動装置の電源システムにおいて、大きなパワーを出力することのできる電動装置本体を小型化および軽量化し、さらに電動装置本体の充電作業も速やかに完了可能なものとすることを、課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明は、電動装置本体７および電源ユニット８を有する電動装置Ａと、該電源ユニット８を充電させる充電器Ｂとから成る電動装置の電源システムである。電動装置Ａの電源ユニット８は、電動装置本体７に対して着脱自在であり且つ被充電素子３としてコンデンサ２を内蔵したパック式のものである。充電器Ｂは、被充電素子３である充電器側蓄電池１４とこれを充電するための電源供給部４とを内蔵したものである。そして、電源ユニット８を充電器Ｂに接続させたとき、電源ユニット８内のコンデンサ２に対して充電器側蓄電池１４から電流を供給し、電源ユニット８を充電するように設けている。
【０００８】
このように電源システム用の被充電素子３として、電動装置Ａ側の着脱自在な電源ユニット８に内蔵されるコンデンサ２と、充電器Ｂ側に内蔵される充電器側蓄電池１４とを備えていることで、電動装置Ａにおいては電動装置本体７をコンデンサ２による大出力で駆動させることができ、しかも、電源ユニット８にはコンデンサ２を内蔵するだけでよいために装置全体が小型、軽量化され、使い勝手も向上する。また、ユーザとっては、小型、軽量の電源ユニット８を複数携帯して電動装置Ａを長時間使用することも容易となる。そして、充電をする際には、充電器Ｂ内で既に充電させてある充電器側蓄電池１４からコンデンサ２へと大電流を一気に供給し、短時間で充電作業を完了させることができる。
【０００９】
また、上記構成を具備する本発明において、充電器Ｂは、充電器側蓄電池１４を内蔵する蓄電池ユニットｂ１と、電源供給部４を内蔵する電源ユニットｂ２とを着脱自在に接続させたものであることが好適である。このようにすることで、まずは充電器Ｂ側の蓄電池ユニットｂ１と電源ユニットｂ２を接続させた状態で充電器側蓄電池１４を充電させておき、充電完了後に、蓄電池ユニットｂ１を取り外して持ち運んだうえで、電源ユニット８に接続させてコンデンサ２の充電を行うことができる。つまり、蓄電池ユニットｂ１と電源ユニットｂ２を着脱自在に設けたことで、充電器側蓄電池１４に充電を行っておく場所と、電源ユニット８のコンデンサ２に充電を行う場所とを、別々に設けることができる。
【００１０】
また、本発明において電源供給部４は、備えてある燃料電池２５からの電流を充電器側蓄電池１４に供給するものであることが好適である。一般的に燃料電池２５は電流出力が小さいものであるが、充電器Ｂ側で燃料電池２５により或る程度の時間をかけて充電器側蓄電池１４を充電させておき、そのうえで、充電器側蓄電池１４からの電流出力によって電源ユニット８のコンデンサ２を充電させる方式とすることで、電源ユニット８の充電作業を短時間で完了させることができる。つまり、充電器Ｂに燃料電池２５を用いた構成であっても、電源ユニット８への充電作業を速やかに完了することができる。
【００１１】
また、本発明において電動装置Ａは、電源ユニット８を着脱自在に備えた電動工具であることも好適である。このようにすることで、大きなパワーを出力可能な電動工具を、小型、軽量であって使い勝手のよいものとして提供することができ、しかも、電動工具の電源ユニット８の充電作業も短時間で完了可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、電動装置の電源ユニットを、コンデンサを内蔵した着脱自在なパック式のものとし、充電器を、充電器側蓄電池と電源供給部を内蔵したものとし、電源ユニットを充電器に接続させれば、電源ユニット内のコンデンサに対して充電器側蓄電池から電流を供給するように設けた。これにより、大出力であるにも関わらず小型、軽量な電動装置とすることができ、しかも電動装置の速やかな充電作業も可能になるといった効果を奏する。
【００１３】
また、充電器を、蓄電池ユニットと電源ユニットを着脱自在に接続させたものとすることで、充電作業を行う場所を、高い自由度で選択可能になるといった効果を奏する。
【００１４】
また、電源供給部を、備えてある燃料電池からの電流を充電器側蓄電池に供給するものとすることで、燃料電池を用いた充電器によって、電源ユニットへの充電作業を速やかに完了できるようになるといった効果を奏する。
【００１５】
また、電動装置を、電源ユニットを着脱自在に備えた電動工具とすることで、大出力であり且つ小型、軽量の電動工具を、短時間での充電作業が可能なものとして提供できるようになるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態における第１例の電動装置の電源システムを示し、（ａ）は電動装置本体の側面図、（ｂ）は電源ユニットの斜視図、（ｃ）は充電器の斜視図である。
【図２】同上の電源ユニットの断面図である。
【図３】同上の電源ユニットと充電器の回路図である。
【図４】本発明の実施形態における第２例の電動装置の電源システムを構成する充電器の斜視図である。
【図５】同上の電源ユニットと充電器の回路図である。
【図６】本発明の実施形態における第３例の電動装置の電源システムを構成する電源ユニットと充電器の回路図である。
【図７】本発明の実施形態における第３例の電動装置の電源システムを示し、（ａ）は電動装置の側面図、（ｂ）は充電器の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を、添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図１には、本発明の実施形態における第１例の電動装置Ａおよび充電器Ｂを示している。
【００１８】
電動装置Ａは、可搬式の電動工具である電動装置本体７と、この電動装置本体７に着脱自在に装着されるパック式の電源ユニット８とから成る。電動装置本体７は図１（ａ）に示すようなものであって、モータや動力伝達機構を内蔵する筒体部９からこれと略直交する方向にハンドル部１０を延設し、ハンドル部１０に引き込み自在なトリガスイッチ５を設けている。そして、ハンドル部１０に対して着脱自在に電源ユニット８を装着する構造となっている。
【００１９】
電源ユニット８は、図１（ｂ）に示すような箱型のものであって、装着時にハンドル部１０内に挿入される接続部１１を柱状に突出させている。接続部１１の先端部には、電動装置本体７内の回路に電気接続される接続端子６を設けている。充電器Ｂは、図１（ｃ）に示すような箱型のものであって、充電時に電源ユニット８の接続部１１が挿入される接続穴１２を設けている。接続穴１２内には、接続部１１の接続端子６と電気接続される接続端子１を設けている。
【００２０】
以下、電源ユニット８とこれを充電する充電器Ｂの構成について、図３の回路図に基づいて説明する。
【００２１】
電源ユニット８には、電動装置本体７を駆動させるための被充電素子３として、コンデンサ２を内蔵している。特に、このコンデンサ２は電気二重層コンデンサであることが好ましく（図２参照）、この場合には、さらに高いエネルギ密度と蓄電効率が得られる。
【００２２】
充電器Ｂには、商用電源３０を入力して動作する電源回路１３と、電源回路１３により充電される充電器側蓄電池１４と、充電器側蓄電池１４の温度を検知する温度センサ１５と、充電器側蓄電池１４の電圧と温度を監視しながら充電制御を行う充電制御回路１６と、電源ユニット８接続時にコンデンサ２と充電器側蓄電池１４の間に介在することになる逆流防止ダイオード１７および電流制限回路１８を内蔵している。
【００２３】
上記構成から成る第１例の充電器Ｂにおいて、通常時には、充電器Ｂに備えてあるプラグ１９（図１（ｃ）参照）をコンセントに接続する等して、電源回路１３に商用電源３０を接続させておく。このとき、電源回路１３を介して商用電源３０と充電器側蓄電池１４を直列接続する閉回路４０が形成される。電源回路１３は、商用電源３０からの電流を充電器側蓄電池１４に供給するように、充電制御回路１６によって制御される。
【００２４】
充電制御回路１６は、充電器側蓄電池１４と並列になるよう閉回路４０に接続されており、さらに温度センサ１５および電源回路１３に接続されている。充電制御回路１６は、充電器側蓄電池１４の電圧を検知し、且つ、温度センサ１５からの出力によって充電器側蓄電池１４の温度を検知しながら、充電器側蓄電池１４に対して適正充電を行うように電源回路１３を制御する。
【００２５】
つまり、充電器Ｂにおいては、電源回路１３、温度センサ１５および充電制御回路１６によって、充電器側蓄電池１４に電流を供給して充電するための電源供給部４を形成している。
【００２６】
電動装置Ａの電源ユニット８を充電する際には、電動装置本体７から取り外した電源ユニット８の接続部１１を充電器Ｂの接続穴１２内に挿入し、電源ユニット８に内蔵するコンデンサ２と充電器Ｂに内蔵する充電器側蓄電池１４とを電気接続させる。このとき、充電器側蓄電池１４、電流制限回路１８、逆流防止ダイオード１７、コンデンサ２をこの順に直列接続する閉回路５０が形成される。そして、電源ユニット８内のコンデンサ２には、電流制限回路１８と逆流防止ダイオード１７を介して充電器側蓄電池１４から電流が供給される。
【００２７】
コンデンサ２への充電が完了すると、充電器Ｂから電源ユニット８を取り外し、充電完了後の電源ユニット８を電動装置本体７に装着すればよい。充電完了後の電源ユニット８を装着した電動装置Ａにおいては、コンデンサ２から電流を供給して電動装置本体７を駆動することができる。
【００２８】
このように、第１例の電源システムによれば、電源ユニット８が有するコンデンサ２によって電動装置Ａを大きなパワーで駆動させることができ、しかも、電源ユニット８には被充電素子３としてコンデンサ２を内蔵するだけでよいことから、装置全体の小型、軽量化が達成される。
【００２９】
また、パック式の電源ユニット８が小型、軽量化されることで、ユーザにとっては充電済みの電源ユニット８を複数携帯することも容易となる。このように電源ユニット８を複数携帯した場合、小型、軽量の電動装置Ａを、大出力で且つ長時間に亘って使用することが可能となる。
【００３０】
さらに、充電をする際には、充電器Ｂ側にて既に充電させてある充電器側蓄電池１４からコンデンサ２へと大電流を一気に供給することができる。そのため、電源回路１３の出力電流能力を余り大きくせずとも、電源ユニット８内のコンデンサ２の充電作業を短時間で完了させることができる。
【００３１】
次に、本発明の実施形態における第２例の電動装置Ａおよび充電器Ｂについて、図４、図５に基づいて説明する。なお、本発明の基本的な構成は上記した第１例の構成と同様であるから、第１例と同様の構成については詳しい説明を省略し、第１例と相違する特徴的な構成についてのみ以下に詳述する。
【００３２】
第２例においては、図示のように、充電器Ｂをさらに２ユニットに分割させて着脱自在としている。具体的には充電器Ｂを、蓄電池ユニットｂ１と電源ユニットｂ２に分離形成し、両ユニットｂ１，ｂ２を、接続コード２０を介して着脱自在に接続させている。蓄電池ユニットｂ１は、充電器側蓄電池１４と逆流防止ダイオード１７と電流制限回路１８を内蔵するブロックであり、電源ユニットｂ２は、充電器側蓄電池１４を充電するための電源供給部４を内蔵するブロックである。
【００３３】
上記構成から成る第２例の電源システムにおいては、電動装置Ａの電源ユニット８を充電するに際して、まず充電器Ｂ側の蓄電池ユニットｂ１と電源ユニットｂ２を接続状態にセットしておき、商用電源３０から電源ユニットｂ２を介して蓄電池ユニットｂ１内の充電器側蓄電池１４に電流を供給し、充電器側蓄電池１４の充電を行う。
【００３４】
充電器側蓄電池１４の充電完了後は、蓄電池ユニットｂ１を電源ユニットｂ２から取り外し、蓄電池ユニットｂ１だけを別の場所にまで持ち運び、その別の場所において、電源ユニット８と蓄電池ユニットｂ１を接続させてコンデンサ２の充電を行うことができる。
【００３５】
このように、蓄電池ユニットｂ１と電源ユニットｂ２を着脱自在に設けることで、商用電源３０のコンセント等が設けてある電源ユニットｂ２設置用の場所と、電源ユニット８に対する充電を行う場所とを、距離を隔てた別々の箇所に設定することができる。そのため、商用電源３０等の設備の有無に拘束されることなく、自由な場所で電源ユニット８に充電作業を行うことができる。
【００３６】
次に、本発明の実施形態における第３例の電動装置Ａおよび充電器Ｂについて、図６に基づいて説明する。なお、本発明の基本的な構成は上記した第１例の構成と同様であるから、第１例と同様の構成については詳しい説明を省略し、第１例と相違する特徴的な構成についてのみ以下に詳述する。
【００３７】
第３例の充電器Ｂは、第１例において商用電源３０と接続されるように設けてあった電源回路１３の代わりに燃料電池２５を配置した構造となっている。つまり、充電器Ｂには、燃料電池２５と、燃料電池２５から供給される電流で充電される充電器側蓄電池１４と、温度センサ１５と、充電器側蓄電池１４の電圧と温度を監視しながら燃料電池２５を制御する充電制御回路１６と、逆流防止ダイオード１７と、電流制限回路１８を内蔵している。
【００３８】
充電器Ｂ内では、燃料電池２５と充電器側蓄電池１４を直列接続する閉回路６０が形成されている。充電制御回路１６は、充電器側蓄電池１４に並列となるように閉回路６０に接続され、さらに温度センサ１５および燃料電池２５に接続されている。充電制御回路１６は、充電器側蓄電池１４の電圧を検知し、且つ、温度センサ１５からの出力によって充電器側蓄電池１４の温度を検知しながら、充電器側蓄電池１４に対して適正充電を行うように燃料電池２５を制御する。
【００３９】
上記構成から成る第３例の充電器Ｂによれば、商用電源３０等の外部電源を利用することなく、内蔵してある燃料電池２５を用いて充電器側蓄電池１４を充電させることができる。一般的に燃料電池２５は電流出力が小さく、仮に燃料電池２５によって電源ユニット８を直接充電しようとすれば、充電完了までに長時間を要することになる。これに対して第３例では、充電器Ｂ側で燃料電池２５の電流出力により或る程度の時間をかけて充電器側蓄電池１４の充電を完了させておき、そのうえで、充電器側蓄電池１４からの電流出力によって電源ユニット８のコンデンサ２を短時間で充電させることができる。
【００４０】
図７には、本発明の変形例を示している。この変形例は、第１例で示した電源システムにおいて、着脱自在なパック式の電源ユニット８を設けるのでなく、コンデンサ２を電動装置本体７と一体に内蔵した例である。充電の際には、電動装置本体７のハンドル部１０を充電器Ｂに直接挿入し、接続端子１を介して、電動装置本体７に内蔵するコンデンサ２と充電器Ｂに内蔵する充電器側蓄電池１４とを電気接続させる。
【００４１】
以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記各例の実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、各例において適宜の設計変更を行うことや、各例の構成を適宜組み合わせて適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
２  コンデンサ
３  被受電素子
４  電源供給部
７  電動装置本体
８  電源ユニット
１４  充電器側蓄電池
２５  燃料電池
Ａ  電動装置
Ｂ  充電器
ｂ１  蓄電池ユニット
ｂ２  電源ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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