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電動工具ケース - 特開2008−132549 | j-tokkyo
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【発明の名称】 電動工具ケース
【発明者】 【氏名】北村 浩康

【氏名】安倍 秀明

【氏名】久保田 俊幸

【要約】 【課題】電動工具ケースに電動工具及び二次電池を収納して持ち運んでいる際に二次電池を充電できる電動工具ケースを提供する。

【解決手段】電動工具本体2a及び電動工具本体2aの動作電源となる二次電池6とが収納される電動工具ケース1である。燃料電池9を備える。燃料電池9を利用して発電する発電手段を備える。発電手段で発生させた燃料電池9の電力で二次電池6を充電する充電手段を備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電動工具本体及び電動工具本体の動作電源となる二次電池とが収納される電動工具ケースにおいて、燃料電池と、該燃料電池を利用して発電する発電手段と、該発電手段で発生させた燃料電池の電力で前記二次電池を充電する充電手段を備えて成ることを特徴とする電動工具ケース。
【請求項2】
前記充電手段により二次電池が満充電状態となった時に該二次電池の充電を自動的に停止する制御手段を設けて成ることを特徴とする請求項1に記載の電動工具ケース。
【請求項3】
前記二次電池を冷却するためのファンを備え、該ファンを二次電池の充電時及び充電完了後に自動的に駆動する制御手段を設けて成ることを特徴とする請求項2に記載の電動工具ケース。
【請求項4】
前記発電手段として燃料電池を発電するために必要な電気機器を備え、燃料電池の発電開始時における前記電気機器の動作電源を前記二次電池とすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電動工具ケース。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は電動工具が収納される電動工具ケースに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電池パックのような二次電池を動作電源として備えた手持式の電動工具が利用されており、例えば特許文献1には電動工具の二次電池を商用電源を用いて充電する充電器が開示されている。
【0003】
ところで上記電動工具は付属の二次電池や充電器と共に電動工具ケースに収納されて作業現場に持ち運ばれる。しかし電動工具ケースに電動工具を収納して持ち運んでいる時には商用電源を利用できないため二次電池を充電できないため、二次電池の充電が不十分である場合には作業現場で充電器を用いて二次電池を充電する必要があり、このように作業現場で二次電池の充電を行った場合にはその間に電動工具を利用できないという問題があった。
【特許文献1】特開2005−73350号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、電動工具ケースに電動工具を収納して持ち運んでいる際に二次電池を充電できる電動工具ケースを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するために本発明に係る電動工具ケースは、電動工具本体2a及び電動工具本体2aの動作電源となる二次電池6とが収納される電動工具ケース1において、燃料電池9と、該燃料電池9を利用して発電する発電手段と、該発電手段で発生させた燃料電池9の電力で前記二次電池6を充電する充電手段を備えて成ることを特徴とする。このような構成とすることで、発電手段で燃料電池9を発電すると共に、充電手段により前記発電手段で発生した電力で電動工具ケース1内に収納した二次電池6を充電できる。
【0006】
また請求項2は請求項1において、前記充電手段により二次電池6が満充電状態となった時に該二次電池6の充電を自動的に停止する制御手段を設けて成ることを特徴とする。このような構成により、二次電池6が満充電状態となった時に二次電池6の充電を自動的に停止して二次電池6の過充電を防止できる。
【0007】
また請求項3は請求項2において、前記二次電池6を冷却するためのファン16を備え、該ファン16を二次電池6の充電時及び充電完了後に自動的に駆動する制御手段を設けて成ることを特徴とする。二次電池6の充電時は勿論、充電完了後にもファン16により二次電池6を冷却できる。
【0008】
また請求項4は請求項1乃至3のいずれか1項において、前記発電手段として燃料電池9を発電するために必要な電気機器を備え、燃料電池9の発電開始時における前記電気機器の動作電源を前記二次電池6とすることを特徴とする。燃料電池9の発電開始時における電気機器の動作電源を二次電池6とすることで、電気機器を起動するために別途キャパシタや二次電池6等の電力貯蔵装置を設けることなく、電気機器による燃料電池9の発電を開始できる。
【発明の効果】
【0009】
請求項1に係る発明では、電動工具ケースに電動工具及び二次電池を収納して持ち運んでいる時に燃料電池を利用して二次電池を充電でき、作業現場で二次電池を充電するなどの必要がない。
【0010】
また請求項2に係る発明では、請求項1に係る発明の効果に加えて、二次電池が満充電状態となった時に充電を自動的に停止して二次電池の過充電を防止できる。
【0011】
また請求項3に係る発明では、請求項1又は請求項2に係る発明の効果に加えて、ファンを運転して二次電池を確実に冷却でき、二次電池で火傷することを防止でき、また二次電池の電池寿命を延ばすことができる。
【0012】
また請求項4に係る発明では、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に係る発明の効果に加えて、気機器を起動するために別途キャパシタや二次電池等の電力貯蔵装置を設けることなく電気機器による燃料電池の発電を開始でき、コストを削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、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及び図2に示す本例の電動工具ケース1は、電動工具本体2a及び電池パック2bを備えた電動工具2と、該電動工具2の商用電源用の充電器3とを出し入れ自在に収納するものであり、収納される電動工具2と前記充電器3からなる付属品とで電動工具セットを構成する。
【0014】
電動工具2はインパクトドライバとして利用される手持式のインパクト回転工具であり、電動工具2の主体を構成する電動工具本体2aは、先端に出力部(図示せず)を設けた筒状の本体部4と、本体部4の出力部と反対側から突設したグリップ部5とで構成してある。出力部は電動工具本体2aに内装した駆動用モータ(図示せず)を駆動源として回転駆動するものであり、駆動用モータを駆動して出力部に着脱自在に取付けたドライバービットなどの工具を回転し、この工具でねじ類を締め付けたり緩めたりできる。
【0015】
電池パック2bは充放電可能なリチウムイオン電池からなる二次電池6を備え、電動工具2のグリップ部5の突端部に着脱自在に取付けられて駆動用モータの動作電源となる。
【0016】
充電器3には電池パック2bを着脱自在に取付けられるようにしてあり、充電器3に電池パック2bを取付けた状態で該充電器3を商用電源に接続することで、商用電源の電力で電池パック2b内の二次電池6を充電できるようになっている。
【0017】
上記電動工具本体2a、電池パック2b、充電器3を収納する電動工具ケース1は一面が開口した長方形箱状のケース本体7で主体を構成してあり、ケース本体7の底部を下にした状態で上方に位置する開口部は図示しない開閉自在な蓋によって閉塞される。ケース本体7の長辺側の外側面には把手8を設けてあり、把手8を把持して電動工具ケース1の持ち運びができるようになっている。
【0018】
電動工具本体2a、電池パック2b、充電器3の夫々はケース本体7内の所定位置に配置して収納されるものであり、このうち電池パック2b及び充電器3は長方形状のケース本体7において後述のファン16が設けられる一短辺側に収納される。これら電動工具本体2a、二次電池6、充電器3の夫々をケース本体7に収納した状態において所定位置に固定する手段としては、例えば各機器を嵌め込んで収納するための電動工具ケース1内に形成した凹所や、各機器を係止する係止手段などが挙げられる。
【0019】
上記電動工具ケース1内には、既述の充電器3とは別に、燃料電池9と、該燃料電池9を利用して発電する発電手段と、該発電手段で発生させた燃料電池9の電力で電池パック2bの二次電池6を充電する充電手段とを設けている。
【0020】
燃料電池9はケース本体7の底部上に設けてあり、該燃料電池9はケース本体7の底部の略全面に亘っている。燃料電池9は水素と空気中に含まれる酸素とをもとに発電が行われるものであり、アノード10、電解膜11、カソード12を順に積層してなるセル13をセパレータ14を介して多数積層し、これらセル13を直列で接続して構成したセルスタックからなる。各セル13におけるアノード10及びカソード12は気体を通す構造をしており、水素をアノード10に供給すると共に酸素を含む空気をカソード12に供給することで、アノード10側の水素は水素イオンとなって電解膜11を通過してカソード12に至り、カソード12側の酸素と反応して水となる。この時、アノード10側では水素から電子が切り離される反応が起こり、またカソード12側では電子を利用して水が生成される反応が起こり、これにより燃料電池9には直流の電気が発生する。なお燃料電池9の発電時に生じた水は別途電動工具ケース1に設けたタンクで回収する、又は電動工具2に設けた布に染み込ませて乾燥させるものとする。
【0021】
ケース本体7には燃料電池9のアノード10に供給される水素を貯留する燃料タンク15を設けてあり、該燃料タンク15内の水素は図示しない水素供給路を介して燃料電池9のアノード10に供給される。該燃料タンク15内の水素を燃料電池9のアノード10に供給する水素供給手段としては、例えば水素供給路に設けた開閉自在な電磁弁等の弁を開くことで燃料タンク15の内圧によりアノード10に水素を供給するものや、水素供給路に設けたポンプを駆動することでアノード10に水素を供給するものなどが挙げられ、該水素供給手段は後述の制御回路部25で制御され、これにより燃料タンク15内の水素を燃料電池9のアノード10に供給するか否かを切替えられるようになっている。
【0022】
ケース本体7内の燃料タンク15と反対側の端部にはファン16を設けてあり、燃料電池9に対向するケース本体7の底部には多数の空気取り込み口17を形成し、ファン16に対向するケース本体7の側面部には空気排出口(図示せず)を形成している。ファン16を運転すると、空気取り込み口17から電動工具ケース1内に酸素を含む空気を取り込み、この空気が燃料電池9を通過して空気排出口から排出される。ここでファン16の運転は制御回路部25により制御されて燃料電池9のカソード12に酸素を含む空気を供給する酸素供給手段を構成するものであり、このファン16と、燃料タンク15、水素供給手段、制御回路部25で発電手段を構成している。また上記のようにファン16を運転した場合、燃料電池9を通過した空気は電動工具ケース1内を通って二次電池6近傍を通過し、この後、空気排出口から排出されるようになっており、即ちファン16は二次電池6や電動工具ケース1を冷却するための冷却手段を兼用している。またケース本体7の底面部の四隅には複数の脚部20を突設してあり、各脚部20を床などの載置面に載置した状態で空気取り込み口17と載置面との間に隙間が形成されるようにしてある。従って電動工具ケース1の各脚部20を載置面に載置した状態では前記隙間を利用して空気取り込み口17から電動工具ケース1内に確実に空気を取り込めるようになっている。
【0023】
電動工具ケース1のケース本体7の内部には充電手段として燃料電池9に接続された回路装置21を設けてあり、該回路装置21の回路構成図を図3に示す。なお図3では二次電池6を接続可能な充電端子間に二次電池6を接続した状態を示すものであり、充電端子を二次電池6に替えて図示してあり、また水素供給手段の図示を省略している。
【0024】
回路装置21は、燃料電池9の正極及び負極間に順に直列で接続したインダクタ22、ダイオード23、充電端子を備えると共に、ダイオード23及び充電端子(二次電池6)と並列に接続したスイッチング素子24と、該スイッチング素子24に接続されて出力電圧及び出力電流を監視しながらスイッチング素子24をPWM制御するマイコン26を備えた制御回路部25とを備えており、インダクタ22、ダイオード23、スイッチング素子24、制御回路部25とで昇圧回路部18を構成している。
【0025】
回路装置21における昇圧回路部18の出力側には、充電端子(二次電池6)と並列にファン16及びファン16に直列で接続したファン用スイッチング素子27を接続してあり、スイッチング素子27に接続したマイコン26からの信号によりスイッチング素子27のON/OFFを切替えてファン16のON/OFFを切替えられるようにしている。
【0026】
ケース本体7の所定位置に電池パック2bを収納した場合、該電池パック2bの二次電池6は充電端子に電気的に接続されるようになっている。二次電池6を充電端子に接続した状態では、マイコン26を備えた制御回路部25、ファン16、水素供給手段などの燃料電池9を発電するために必要な電気機器の電源は二次電池6及び燃料電池9によって構成され、これにより燃料電池9の発電開始時及び発電開始直後には制御回路部25、ファン16、水素供給手段の電源として二次電池6を利用できるようになっている。
【0027】
このように充電端子に二次電池6を接続した時には、制御回路部25のマイコン26は、二次電池6の電力によりファン16の運転を開始して燃料電池9のカソード12に酸素を含む空気を送ると共に、同じく二次電池6の電力により水素供給手段を制御して燃料タンク15内の水素を燃料電池9のアノード10に供給し、これにより燃料電池9の発電を開始し、またこれと同時にスイッチング素子24を制御して二次電池6の充電を開始する。マイコン26は二次電池6の充電時において二次電池6の電圧値及び電流値を監視しながら定電流定電圧方式で二次電池6を充電するものであり、即ち図4に示すように二次電池6の充電は最初に定電流充電を行い、二次電池6の電池電圧が規定値に達すると定電圧充電に移行し、この後、二次電池6に流れる電流値が徐々に低下して規定値となるとスイッチング素子24をOFFにして充電を完了し、これにより二次電池6が満充電状態となった時に充電を自動的に停止するようにしている。なおマイコン26は二次電池6の電池電圧が高くなった時もスイッチング素子24をOFFにして充電を停止するように設定してある。
【0028】
また図4に示すようにマイコン26は二次電池6の充電が完了した時から所定時間t経過した後にスイッチング素子27をOFFにしてファン16を停止するように設定してある。即ちファン16は二次電池6の充電開始時点から二次電池6の充電完了後の所定時間tが経過する時点まで継続して行われる。
【0029】
上記電動工具ケース1に設けた充電手段で電動工具2の二次電池6を充電するには、電動工具本体2aから取り外した二次電池6を電動工具ケース1内の所定位置に収納し、二次電池6の端子を充電端子に接続する。二次電池6を充電端子に接続すると、充電端子に接続した二次電池6を動作電源としてマイコン26が作動すると共に該マイコン26の指令によりファン16や水素供給手段が作動し、燃料電池9の発電が開始され、またこれと同時に二次電池6の充電を開始する。そして二次電池6の充電が完了する時点までファン16及びポンプが継続して運転され、該充電が完了した時点でポンプが停止し、この所定時間t後にファン16が停止する。
【0030】
以上説明したように本発明の電動工具ケース1は、発電手段で燃料電池9を発電すると共に充電手段により発電手段で発生した電力で電動工具ケース1内に収納した二次電池6を充電できるので、電動工具ケース1に電動工具2及び二次電池6を収納して持ち運んでいる時に燃料電池9を利用して二次電池6を充電でき、電動工具2を電動工具ケース1で持ち運んだ後に作業現場などで二次電池6を充電する必要がない。
【0031】
また本例では充電手段により二次電池6が満充電状態となった時に該二次電池6の充電を自動的に停止する制御手段(マイコン)を設けているので、二次電池6の過充電を防止できる。また二次電池6を冷却するためのファン16を二次電池6の充電時及び充電完了後に自動的に駆動する制御手段(マイコン26)を設けているので、ファン16により充電時及び充電完了直後の二次電池6を確実に冷却できる。従って二次電池6で火傷することを防止でき、また二次電池6の電池寿命を延ばすことができる。
【0032】
また発電手段を構成する制御回路部25、ファン16、水素供給手段からなる各電気機器は、燃料電池9の発電開始時における動作電源を二次電池6とするものであるので、各電気機器を起動するために別途キャパシタや二次電池6等の電力貯蔵装置を設けることなく、電気機器による燃料電池9の発電を開始でき、コストを削減できる。
【0033】
なお本例の燃料電池9は燃料として水素を用いるものであるが、燃料としてメタノールやエタノールなどのアルコール燃料を用いても良いものとする。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の実施の形態の一例を示す電動工具ケースの蓋を開いた状態を示す平面図である。
【図2】同上の電動工具ケースの側面図である。
【図3】同上の回路装置の回路構成図である。
【図4】(a)は充電中及び充電完了後におけるファンの運転状態を示すグラフであり、(b)は充電中及び充電完了後において二次電池に流れる充電電流を示すグラフである。
【符号の説明】
【0035】
1 電動工具ケース
2 電動工具
2a 電動工具本体
6 二次電池
9 燃料電池
16 ファン
【出願人】 【識別番号】000005832
【氏名又は名称】松下電工株式会社
【出願日】 平成18年11月27日(2006.11.27)
【代理人】 【識別番号】100087767
【弁理士】
【氏名又は名称】西川 惠清

【識別番号】100085604
【弁理士】
【氏名又は名称】森 厚夫


【公開番号】 特開2008−132549(P2008−132549A)
【公開日】 平成20年6月12日(2008.6.12)
【出願番号】 特願2006−319011(P2006−319011)