JP2003289628A

JP2003289628A - コードレス機器システム

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Publication number: JP2003289628A
Application number: JP2002093125A
Authority: JP
Inventors: Ken Takara; 憲高良; Naofumi Mushiaki; 直文虫明; Akira Matsubara; 朗松原; Toyota Ikeuchi; 豊太池内
Original assignee: SANBURIJJI KK
Current assignee: SANBURIJJI KK
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2003-10-10
Anticipated expiration: 2022-03-28
Also published as: JP3734031B2

Abstract

(57)【要約】【課題】急速充電ができるコードレス機器システムを
提供する。【解決手段】充電器１０に着脱可能なコードレス機器
２０を充電器１０に装着して充電する。充電器１０に含
まれる直流電源により充電可能な第１の蓄電部１２と、
第１の蓄電部１２の充放電を制御する第１の充放電制御
回路１３と、コードレス機器２０に含まれる第２の蓄電
部２１と、第２の蓄電部２１の充放電を制御する第２の
充放電制御回路２２とを具備する。コードレス機器２０
の装着時、少なくとも第１の蓄電部１２から第２の蓄電
部２１に充電する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、充電器に着脱可能なコ
ードレス機器をその充電器に装着して充電するようにし
たコードレス機器システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、コードレス機器の中で、電池を内
蔵してコードレス化を図ったものが急増している。内蔵
する電池は、乾電池等などの使い捨ての一次電池や、繰
り返し使用が可能な二次電池が多く使用されている。し
かし、一次電池は電気が消耗した場合に交換する手間
と、買替えの手間に時間を必要とする。また消耗した電
池の廃棄の問題がある。そのため業務用の懐中電灯のよ
うな機器では、電池の費用と保守費用のコストがかか
る。

【０００３】また、二次電池は、すぐに使用したいとき
に電気が無くなっている場合には、二次電池の化学反応
を利用する特性から、比較的低い電流で長時間充電する
必要があり、充電中は機器が使用できなかった。また二
次電池は、一次電池では行なうことができない充放電を
繰り返しできるが、それには限度があり、寿命がきたら
交換が必要となる。この場合、上述の一次電池と同様の
問題が発生する。

【０００４】そこで、電気二重層コンデンサの大電流充
放電の特徴を生かして、二次電池の代わりに電気二重層
コンデンサを利用することが考えられている。電気二重
層コンデンサは、電極と電解液を接触させた時にできる
電気二重層に正負の電荷を相対させて蓄積する構造であ
る。このため電池のような化学反応を伴わないために、
急速な充放電が可能となる。しかし、電気二重層コンデ
ンサは、二次電池と比較して体積当りの容量が小さく、
使用時間や用途が大きな制約を受けている。

【０００５】従来の電気二重層コンデンサを使用した機
器の構成では、たとえば充電器により電気二重層コンデ
ンサを有する機器に充電される。その充電器は、交流電
源により動作する。現状では、電気二重層コンデンサを
電源とする機器は、従来の二次電池と比較して同じ容量
の場合には、電気二重層コンデンサの体積が大きくなっ
ても搭載できる電気自動車が試作されている。

【０００６】逆に容量が小さく、二次電池では容量が大
きすぎる場合には、コンピュータの半導体記憶装置のバ
ックアップ用の電源などに適用されている。しかし、二
次電池と比較して体積当りの容量が小さい電気二重層コ
ンデンサの使用は、小型のコードレス機器などの用途に
おいては、従来の二次電池を電気二重層コンデンサに置
き換えることは未だ実現できていないのが現状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑
み、有効かつ効果的に急速充電を行ない得るコードレス
機器システムを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のコードレス機器
システムは、充電器に着脱可能なコードレス機器をこの
充電器に装着して充電するようにしたコードレス機器シ
ステムであって、充電器に含まれる直流電源により充電
可能な第１の蓄電部と、この第１の蓄電部の充放電を制
御する第１の充放電制御回路と、コードレス機器に含ま
れる第２の蓄電部と、この第２の蓄電部の充放電を制御
する第２の充放電制御回路とを有し、コードレス機器の
装着時、少なくとも前記第１の蓄電部から前記第２の蓄
電部に充電するようにしたことを特徴とする。

【０００９】本発明のコードレス機器システムにおい
て、前記第１の蓄電部および前記第２の蓄電部は、好ま
しくは、電気二重層コンデンサまたは電気化学キャパシ
タにより構成される。

【００１０】本発明のコードレス機器システムにおい
て、前記第２の蓄電部は、前記第１の蓄電部または前記
直流電源により充電可能とすれば好ましい。

【００１１】本発明のコードレス機器システムにおい
て、前記第１の蓄電部の充電出力に応じて、前記第２の
蓄電部に対する充電経路を前記第１の蓄電部または前記
直流電源に切り替えるよう構成すれば有利である。

【００１２】また、本発明のコードレス機器システムに
おいて、前記第２の充放電制御回路は、前記コードレス
機器または前記充電器に含まれることを特徴とする。

【００１３】さらに、本発明のコードレス機器システム
において、前記第１の蓄電部は、好ましくは、前記直流
電源に複数並列接続される。

【００１４】本発明によれば、充電器に内蔵された直流
電源により、予め第１の蓄電部を充電状態にしておき、
コードレス機器を接続したときに、まず充電器の蓄電部
からコードレス機器の蓄電部に充電される。その後、定
格電圧に達していない場合は、回路を直流電源からの供
給に切り替えて、定格電圧に達するまで、直流電源から
の電源により充電し、充電を完了する。本発明ではコー
ドレス機器の蓄電部は好適には、電気化学キャパシタを
備えているので、急速充電が可能となることに加え、そ
の体積が従来の電気二重層コンデンサよりも小さいので
各種のコードレス機器に適用可能となる。

【００１５】また、第２の蓄電部の充放電制御回路は、
充電器側ではなくコードレス機器側に配置が可能であ
る。本発明の充電器の蓄電部を、電気二重層コンデンサ
または電気化学キャパシタで構成すれば、充電器の蓄電
部も急速充電することが可能である。また、充電器の第
２の蓄電部は、直流電源に複数並列接続されることで、
切替え使用が可能であり、コードレス機器が接続された
ときに順次切り替えることにより、直ちに満充電にする
ことが可能である。したがって、つねに急速充電が可能
になるコードレス機器システムを実現することができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面により詳細に説明する。図１は、本発明を適用したコ
ードレス機器システムの具体的な構成例を示している。
この実施形態ではコードレス機器として、充電器１０に
着脱可能な誘導棒２０を有し、誘導棒２０を充電器１０
に装着して充電するように構成される。

【００１７】図２は充電器１０の構成例を示している。
充電器１０は、家庭用電源等から給電されて直流電流を
生成する直流電源１１と、この直流電源１１により充電
可能な蓄電部（第１の蓄電部）１２と、この蓄電部１２
の充放電を制御する充放電制御回路（第１の充放電制御
回路）１３とを具備している。これらは匡体１４内に配
置され、直流電源１１には端子１５から給電される。ま
た、匡体１４の上部には誘導棒２０の着脱に応じて接続
する充電端子１６が配設されている。

【００１８】図３は、誘導棒２０の構成例を示してい
る。誘導棒２０は棒状を呈し、蓄電部（第２の蓄電部）
２１と、この蓄電部２１の充放電を制御する充放電制御
回路（第２の充放電制御回路）２２とを含んでいる。発
光部２３内部にはリテーナ２４により複数の光源（例え
ばＬＥＤ）２５が列設されている。ＬＥＤ２５は、スイ
ッチ２６の操作で点消灯するようになっている。誘導棒
２０の下部には、充電器１０への着脱に応じて接続する
充電端子２７が配設されている。

【００１９】ここで、図４は、充電器１０および誘導棒
２０を含むコードレス機器システムの構成を示してい
る。誘導棒２０の蓄電部２１は電気化学キャパシタによ
り構成される。ここで使用する電気化学キャパシタは、
擬似容量キャパシタとも呼ばれ、白金系元素であるＲｕ
（ルテニウム）やＩｒ（イリジウム）の酸化物であるＲ
ｕＯ₂やＩｒＯ₂を電極として酸化還元反応による擬似
容量を利用したキャパシタである。容量としては、単位
体積あたり電気二重層コンデンサの２倍以上のものが既
に実用化されている。大電流の充放電能力は、電気二重
層コンデンサに匹敵するものである。

【００２０】この例では蓄電部２１において電気化学キ
ャパシタは、電圧２．３Ｖ−１２０Ｆを２本並列接続し
た。充電器１０において直流電源１１は１２Ｖ，５Ａ、
また蓄電部１２の電気二重層コンデンサは、２．３Ｖ−
６０Ｆを５個直列接続したものを単位として、これをさ
らに４並列接続にした（以下、このような直列並列接続
を、簡略して５直列４並列と呼ぶ）１１．５Ｖ−４８Ｆ
である。

【００２１】第１の充放電制御回路１３および第２の充
放電制御回路２２はそれぞれ、蓄電部１２あるいは蓄電
部２１に充電する際、所定電圧（定格電圧）以上になら
ないように制御し（過電圧制御機能）、また蓄電部１２
あるいは蓄電部２１から放電する際、所定電圧を保持す
るように制御する（定電圧制御機能）。

【００２２】上記構成において、充電器１０の蓄電部１
２は、直流電源１１により予め充電しておく。誘導棒２
０を充電器１０に装着することで、充電端子１６および
充電端子２７が接続し、まず充電器１０の蓄電部１２に
蓄電されている電気が、誘導棒２０の蓄電部２１に急速
充電される。この実施形態では、蓄電部２１は、時間１
０秒で満充電状態となり、その後３時間使用可能だっ
た。

【００２３】充電器１０の蓄電部１２による充電の際、
蓄電部２１が定格電圧に達しない場合は、スイッチ１７
により充電回路を、直流電源１１による充電に切り替え
る。そして定格電圧になるまで直流電源１１により蓄電
部２１に給電し、充電を完了する。この場合、充電器１
０の蓄電部１２による充電から直流電源１１による充電
への切替えタイミングは、蓄電部１２の電流値が直流電
源１１の定格電流値を下回る直前が好適である。

【００２４】上記の場合、充電器１０の蓄電部１２とし
ては、電気二重層コンデンサ（あるいは電気化学キャパ
シタ）のみで、コードレス機器側の蓄電部２１を充電し
ようとすれば、大容量の電気二重層コンデンサ（電気化
学キャパシタ）が必要となるので充電器１０が大型化し
てしまい、コストアップになってしまう場合もある。一
方、反対に電気二重層コンデンサ（電気化学キャパシ
タ）の容量を小さくする場合、コードレス機器側の蓄電
部２１を充電しようとすれば、大容量の直流電源１１が
必要となる。したがって、蓄電部１２の容量と直流電源
１１の容量は充電条件により、適切な構成となるように
する。

【００２５】また、コードレス機器側の蓄電部２１と充
電器１０の蓄電部１２の比較としては、電圧は充電器１
０の蓄電部１２の電圧がより高いことが好ましい。電圧
の差が大きいほど、電気の移動速度が速くなる。容量と
しては、充電器１０の蓄電部１２の容量がより高いこと
が好ましいが、直流電源１１による追加充電が可能であ
るため極端に小さくなければ問題ない。

【００２６】直流電源１１と充電器１０内蔵の蓄電部１
２との比較としては、直流電源１１の電圧は蓄電部１２
の充電電圧以上が好ましい。その電流値は、好ましくは
２Ａから５０Ａ、より好ましくは５Ａから３０Ａであ
る。電流値が２Ａより小さい場合は、充電器１０内蔵の
蓄電部１２やコードレス機器側の蓄電部２１への充電時
間が長くなってしまう。なお、５０Ａより大きい場合、
電源が大型になり、コスト高となる。

【００２７】（第２の実施形態）つぎに、本発明の第２
の実施形態を説明する。図５は、この実施形態における
充電器１０および誘導棒２０を含むコードレス機器シス
テムの構成を示している。蓄電部２１において電気化学
キャパシタは、電圧２．３Ｖ−１２０Ｆを２本並列接続
した。充電器１０において直流電源１１は１２Ｖ，５
Ａ、また蓄電部１２の電気二重層コンデンサは、２．３
Ｖ−６０Ｆを５直列４並列接続したもので、１１．５Ｖ
−４８Ｆである。特にこの例では充電器１０において第
２の充放電制御回路１８が含まれる。

【００２８】第２の実施形態において、充電器１０の蓄
電部１２は、直流電源１１により予め充電しておく。誘
導棒２０を充電器１０に装着することで、充電端子１６
および充電端子２７が接続し、まず充電器１０の蓄電部
１２に蓄電されている電気が誘導棒２０の蓄電部２１に
急速充電される。この実施形態では、蓄電部２１は、時
間１０秒で満充電状態となり、その後３時間使用可能だ
った。

【００２９】（第３の実施形態）つぎに、本発明の第３
の実施形態を説明する。図６は、この実施形態における
充電器１０および誘導棒２０を含むコードレス機器シス
テムの構成を示している。蓄電部２１において電気化学
キャパシタは、電圧２．３Ｖ−１２０Ｆを２本並列接続
した。充電器１０において直流電源１１は１２Ｖ，５
Ａ、また蓄電部１２の電気化学キャパシタは、２．３Ｖ
−１２０Ｆを５直列２並列接続したもので、１１．５Ｖ
−４８Ｆである。特にこの例では、充電器１０において
蓄電部１２は、電気化学キャパシタにより構成される。

【００３０】第３の実施形態において、充電器１０の蓄
電部１２は、直流電源１１により予め充電しておく。誘
導棒２０を充電器１０に装着することで、充電端子１６
および充電端子２７が接続し、まず充電器１０の蓄電部
１２に蓄電されている電気が誘導棒２０の蓄電部２１に
急速充電される。この実施形態では、蓄電部２１は、時
間１０秒で満充電状態となり、その後３時間使用可能だ
った。

【００３１】（第４の実施形態）つぎに、本発明の第４
の実施形態を説明する。図７は、この実施形態における
充電器１０および誘導棒２０を含むコードレス機器シス
テムの構成を示している。蓄電部２１において電気化学
キャパシタは、電圧２．３Ｖ−１２０Ｆを２本並列接続
した。充電器１０において直流電源１１は１２Ｖ，５
Ａ、また蓄電部１２の電気二重層コンデンサは、２．３
Ｖ−６０Ｆを５直列３並列接続したもの１１．５Ｖ−３
６Ｆを３ユニット並列接続する。特にこの例では、充電
器１０において蓄電部１２は複数並列接続され、それぞ
れが切替えスイッチ１９で適宜切り替えられるように構
成される。

【００３２】第４の実施形態において、充電器１０の蓄
電部１２は、直流電源１１により予め充電しておく。誘
導棒２０を充電器１０に装着することで、充電端子１６
および充電端子２７が接続し、まず充電器１０の蓄電部
１２に蓄電されている電気が誘導棒２０の蓄電部２１に
急速充電される。この実施形態では、蓄電部２１は、時
間８秒で満充電状態となり、その後３時間使用可能だっ
た。

【００３３】ここで、本発明の変形例において、図８に
示すように、蓄電部２１において電気二重層コンデンサ
は、電圧２．３Ｖ−１２０Ｆを２本並列接続した。充電
器１０において直流電源１１は１２Ｖ，５Ａ、また蓄電
部１２の電気化学キャパシタは、２．３Ｖ−１２０Ｆを
５直列２並列接続し、１１．５Ｖ−４８Ｆである。

【００３４】この変形例において、充電器１０の蓄電部
１２は、直流電源１１により予め充電しておく。誘導棒
２０を充電器１０に装着することで、充電端子１６およ
び充電端子２７が接続し、まず充電器１０の蓄電部１２
に蓄電されている電気が、誘導棒２０の蓄電部２１に急
速充電される。この実施形態では蓄電部２１は、時間６
秒で満充電状態となり、その後１．５時間使用可能だっ
た。

【００３５】さらに本発明の別の変形例において、蓄電
部２１において、電気二重層コンデンサは、電圧２．３
Ｖ−６０Ｆを２本並列接続した。充電器１０において直
流電源１１は１２Ｖ，５Ａ、また蓄電部１２の電気二重
層コンデンサは、２．３Ｖ−６０Ｆを５直列４並列接続
し、１１．５Ｖ−４８Ｆである。

【００３６】この変形例において、充電器１０の蓄電部
１２は、直流電源１１により予め充電しておく。誘導棒
２０を充電器１０に装着することで、充電端子１６およ
び充電端子２７が接続し、まず充電器１０の蓄電部１２
に蓄電されている電気が、誘導棒２０の蓄電部２１に急
速充電される。この実施形態では、蓄電部２１は時間６
秒で満充電状態となり、その後１．５時間使用可能だっ
た。

【００３７】本発明は上記実施形態にのみ限定されるこ
となく、本発明の範囲内で種々の変形が可能であり、そ
れらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもな
い。たとえば、上記実施形態で説明した電圧あるいは電
流等の具体的数値等は、それらの好適なものを示すもの
であり、必要に応じて適宜変更等が可能である。また、
上記実施形態では主として、コードレス機器として誘導
棒を説明したが、本発明のコードレス機器システムは、
電気シェーバー、電動歯ブラシ、小型クリーナーおよび
電動ドリル等のコードレス機器の種類を問わず適用し得
ることは勿論であり、上記実施形態と同様な作用効果を
得ることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来の二次電池の充電時間と比較して、急速充電が可能と
なり充電器の小型化、低コスト化が実現できる等の利点
を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態におけるコードレス機器シス
テムの具体的な構成例を示す斜視図である。

【図２】本発明の実施形態における充電器の内部構成図
である。

【図３】本発明の実施形態におけるコードレス機器とし
ての誘導器の内部構成を示す図である。

【図４】本発明の実施形態におけるコードレス機器シス
テムの構成例を示すブロック図である。

【図５】本発明の第２の実施形態におけるコードレス機
器システムの構成例を示すブロック図である。

【図６】本発明の第３の実施形態におけるコードレス機
器システムの構成例を示すブロック図である。

【図７】本発明の第４の実施形態におけるコードレス機
器システムの構成例を示すブロック図である。

【図８】本発明のコードレス機器システムの変形例にお
ける構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０充電器１１直流電源１２第１の蓄電部１３第１の充放電制御回路１４匡体１５端子１６充電端子２０誘導棒２１第２の蓄電部２２第２の充放電制御回路２３発光部２５ＬＥＤ２７充電端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松原朗沖縄県中頭郡北谷町北前１丁目16番７号有限会社サンブリッジ内 (72)発明者池内豊太沖縄県中頭郡北谷町北前１丁目16番７号有限会社サンブリッジ内Ｆターム(参考） 5G003 AA01 AA04 BA02 CA04 CA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】充電器に着脱可能なコードレス機器を該
充電器に装着して充電するようにしたコードレス機器シ
ステムであって、上記充電器に含まれる直流電源により充電可能な第１の
蓄電部と、この第１の蓄電部の充放電を制御する第１の
充放電制御回路と、上記コードレス機器に含まれる第２
の蓄電部と、この第２の蓄電部の充放電を制御する第２
の充放電制御回路とを有し、上記コードレス機器の装着時、少なくとも上記第１の蓄
電部から上記第２の蓄電部に充電するようにしたことを
特徴とするコードレス機器システム。
【請求項２】前記第１の蓄電部および前記第２の蓄電
部は、電気二重層コンデンサまたは電気化学キャパシタ
により構成されることを特徴とする、請求項１に記載の
コードレス機器システム。
【請求項３】前記第２の蓄電部は、前記第１の蓄電部
または前記直流電源により充電可能であることを特徴と
する、請求項１または２に記載のコードレス機器システ
ム。
【請求項４】前記第１の蓄電部の充電出力に応じて、
前記第２の蓄電部に対する充電経路を前記第１の蓄電部
または前記直流電源に切り替えることを特徴とする、請
求項３に記載のコードレス機器システム。
【請求項５】前記第２の充放電制御回路は、前記コー
ドレス機器または前記充電器に含まれることを特徴とす
る、請求項１〜４のいずれかに記載のコードレス機器シ
ステム。
【請求項６】前記第１の蓄電部は、前記直流電源に複
数並列接続されることを特徴とする、請求項１〜５のい
ずれかに記載のコードレス機器システム。