JP2009011108A - 電源供給装置及び充電器 - Google Patents

Abstract

【課題】電源供給装置に収納する二次電池を取り出すことなく充電でき、かつ出力時には直列回路での出力が可能で、二次電池への充電時には並列回路にすることで電池毎の制御を可能とする電源供給装置及び充電器を提供する。
【解決手段】電源供給装置には回転軸を中心に動くスイッチカバーとバネ性の端子及びそれに電気的に接続する固定端子により構成されるスイッチを有し、充電器には電源供給装置のスイッチカバーに当たる部分に凸部を有し、電源供給装置を充電器に挿入する時にこの凸部とスイッチカバーが当たることにより端子間を離す機構で電池の接続を切り替える。
【選択図】図１０

Description

本発明は、二次電池を収納しその電池電源を出力する電源供給装置とその二次電池を充電するための充電器に関するものである。

近年では、ＯＡ，通信、ＡＶ機器などの電子機器のポータブル化、コードレス化が急速に促進されておりこれらの電子機器、特に携帯電話や携帯用オーディオ機器など携帯用機器の駆動用電源としてニッケルカドミウム蓄電池やニッケル水素蓄電池、リチウム２次電池などの２次電池が幅広く使用されている。その一方、携帯用機器の多用途多機能化により消費電力は増える傾向にあり、機器に収納された電池電源だけでは使用可能時間が短くなってきている。これを解決するために一次電池である乾電池や二次電池を使用した電源供給装置により機器への電源供給をする携帯機器が知られている（例えば特許文献１参照）。
実用新案第３０５０００６号公報

しかしながら特許文献１に開示されている電源供給装置では二次電池を使用する場合には収納する電池を一旦取り外して充電した後、再び電源供給装置に挿入しなければならない。これを解決するために、電源供給装置に複数個の二次電池を収納した状態で充電できる外付け又は内臓充電器を使用する例がある。しかしながら、電源を供給する機器を駆動させる為には、電源供給時に高出力化する必要があり、電池の接続を直列回路で構成しているが、二次電池の充電時には直列回路であると、複数個の電池毎に充電制御ができなく、電池容量差のある電池を収納して充電した場合、充電効率が悪く、過充電状態となる電池が発生する。

以上のような問題点に鑑み、本発明は、電源供給装置に収納する二次電池を取り出すことなく充電し、かつ、出力時には直列接続とすることで高出力が可能となり、また電池の充電時には並列接続にすることで電池毎の制御ができる電源供給装置及び充電器を提供する。

少なくとも２個以上の二次電池を収納し、電池の接続を切り替える切替スイッチを有する電源供給装置と、前記電源供給装置と電気的に接続する端子を有する充電器とを備え、前記電源供給装置を前記充電器に電気的接続する動作又は切断する動作に連動して前記切替スイッチを動作させる構成とするものである。この構成により、電源供給装置を充電器に電気的接続するだけで、二次電池を取り出すことなく充電でき、また電源供給装置を充電器に電気的接続する動作又は切断する動作に連動して切替スイッチを動作させることで電池接続を切り替えることが可能となる。

本発明の電源供給装置及び充電器において、電源供給装置を充電器に電気的に接続するために電源供給装置を充電器に挿入したときに電源供給装置の切替スイッチが動作することにより、電源供給装置に収納されている複数個の二次電池の接続を並列にできる。電源供給装置と充電器とを電気的に切断するために電源供給装置を充電器から外したときは、電源供給装置に収納されている複数個の二次電池の電池接続が直列に切り替える。このことにより、電源供給装置を充電器に装着した電池充電時には電池接続は並列となるため、
複数個の電池に対し電池毎に充電制御が可能になり、電源供給装置を充電器から外した時は、電源供給装置による出力が直列となり電源供給をする機器への高出力化が可能となる。

以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における電源供給装置が充電器に装着された状態の斜視図である。図１は充電器２に電源供給装置１を挿入し、電源供給装置１内の二次電池を充電している状態を示している。

図２は同実施の形態１における電源供給装置の斜視図である。電源供給装置１の外装は上ケース３、下ケース４および電池蓋５で構成されている。上ケース３及び下ケース４とで形成される穴部からはスイッチカバー６、充電端子Ａ７が露出している。また、上ケース２、下ケース３のスイッチカバー６の露出部から充電端子Ａ７の配置される面に向かって切り欠き状の凹部８を設けている。

図３は同実施の形態１における電池蓋を外した状態の電源供給装置の斜視図である。上ケース３には凹部である電池収納部９が形成されている。電池収納部９において、上ケース３の穴部から、マイナス端子１０、プラス端子１１が露出しており、電池収納部９に電池１２を入れると接続が可能となる。電池１２は本実施の形態では単３型ニッケル水素電池２本を使用する場合を示している。また、側面部には上ケース３、下ケース４とで形成される穴部から出力用コネクタ１３が露出しており、出力用コネクタ１３を介して携帯電話などの各種機器と接続をする。

切替スイッチは、図４で示すスイッチカバー６、図５で示す可動バネ端子１６と固定端子１７、及び図６の電源供給装置の電池の接続図内で示す電池の直並列の切替回路から構成されている。図４は同実施の形態１における電源供給装置の断面斜視図で、電源供給装置１の内部構成のうち、スイッチカバー６の周囲部分を示す。スイッチカバー６は貫通穴を有し、そこに棒状のシャフト１４を貫通させている。シャフト１４は電源供給装置１の内部で上ケース３及び下ケース４とで固定され、スイッチカバー６はシャフト１４を中心軸として動く。

図５は同実施の形態１における電源供給装置の基板部分の斜視図で、電源供給装置１の内部構成のうち、出力制御用の基板部分を示す。基板Ａ１５には電池接続用のマイナス端子１０、プラス端子１１、充電器２との接続用の充電端子Ａ７、出力用コネクタ１３及び可動バネ端子１６、固定端子１７が取り付けられている。また、固定端子１７は可動バネ端子１６の可動部分に接触した状態で取り付けられている。

図６は同実施の形態１における電源供給装置の電池の接続図で、電源供給装置１における複数個の電池１２の接続状態を示す。可動バネ端子１６と固定端子１７とが接触した状態では出力用コネクタ１３のＣＮ＋端子とＣＮ−端子間の電池接続は直列を構成している。複数個の電池のそれぞれのプラス端子（ＣＨ１＋端子、ＣＨ２＋端子）とマイナス端子（ＣＨ１−端子、ＣＨ２−端子）が充電端子７にそれぞれ接続されており、電池１２の充電時に可動バネ端子１６と固定端子１７とが離れた状態とすることにより、充電端子７から見ると電池接続を並列とすることができる。

図７は同実施の形態１における充電器の斜視図で、充電器２の外装は上ケース１８、下ケース１９で構成されている。上ケース１８には凹部である電源供給装置収納部２０が形
成されている、電源供給装置収納部２０には上ケース１８で形成される穴部から充電端子Ｂ２１が露出しており、電源供給装置収納部２０に電源供給装置１を挿入すると、電源供給装置１の充電端子Ａ７と充電器２の充電端子Ｂ２１とが接続される。また電源供給装置収納部２０には凸形状したによる凸形状リブ２２が設けられている。

図８は同実施の形態１における充電器の基板部分の斜視図である。充電器２の内部には充電制御用の基板Ｂ２３が収納されている。基板Ｂ２３には電源供給装置との接続用の充電端子Ｂ２１、ＡＣ入力コネクタ２４が取り付けられている。

図９は同実施の形態１における電源供給装置を充電器に挿入する途中の断面図である。充電器２の凸形状リブ２２と電源供給装置１のスイッチカバー６とは、電源供給装置１を充電ユニット２１に挿入する時に接触する位置関係としている。可動バネ端子１６は可動のバネ性を有しており、スイッチカバー６の可動部分に隣接する位置に取り付けられている。充電器２の凸形状リブ２２と充電端子Ｂ２１との間の寸法（ａ）は電源供給装置１のスイッチカバー６と充電端子Ａ７との間の寸法（ｂ）よりも長くしており（本実施の形態１では６ｍｍ長くしている）、スイッチカバー６と凸形状リブ２２とが当たった後に、充電端子Ａ７と充電端子Ｂ２１とが接触することとなる。充電器２から電源供給装置１を外すときは、同様に充電端子Ａ７と充電端子Ｂ２１との非接触状態になった後、スイッチカバー６と凸形状リブ２２との当たりが解除される。

図１０は同実施の形態１における電源供給装置を充電器に挿入する途中で充電器のリブと電源供給装置のスイッチカバーが当たり始める時の断面図である。スイッチカバー６と凸形状リブ２２とが接触してスイッチカバー６を回転させることにより、スイッチカバー６の可動部分に近接して取り付けられている可動バネ端子１６が動き、固定端子１７と離れる。

図１１は同実施の形態１における電源供給装置を充電器に完全に挿入した時の断面図である。可動バネ端子１６と固定端子１７とが離れた状態で充電端子Ａ７と充電端子Ｂ２１とが接触した状態となっている。

このような構成により電源供給装置１を充電器２に装着する時に充電器２の凸形状リブ２２による凸部が電源供給装置１の凹部８を通った後、電源供給装置１のスイッチカバー６に当たって回転させることにより、可動バネ端子１６が動き、接触していた固定端子１７と離れ、電池収納部９にある複数個の電池の接続は並列となる。その後、充電端子Ａ７と充電端子Ｂ２１とが接続され、複数個の電池が電池毎に制御された状態で充電される。電源供給装置１を充電器２から取り外す時は、充電端子Ａ７と充電端子Ｂ２１との接続が離れた後、充電器２の凸形状リブ２２と電源供給装置１のスイッチカバー６とが離れることにより可動バネ端子１６が動いて元の位置に戻り固定端１７と接触し、複数個の電池は直列での出力が可能となる。

このように、本発明による電源供給装置には回転軸を中心に動くスイッチカバーとバネ性の端子及びそれに接触する端子により構成されるスイッチを有し、充電器には電源供給装置のスイッチカバーに当たる部分に凸部を有している。また、電源供給装置を充電器に挿入する時にこの凸部とスイッチカバーが当たることによりスイッチの端子間を離す機構を有している。そのスイッチの端子間の接触、非接触により、電源供給装置を充電器に装着したときには電源供給装置に収納された複数個の電池の接続が直列から並列に切り替わり電池毎の制御を行いながら二次電池の充電を行なう。また、電源供給装置を充電器から外したときは電源供給装置に収納された電池の電池接続を直列にすることができるため、電池の高出力化が可能となる。

本発明による複数個の二次電池を収納した電源供給装置はスイッチ機構を有し、充電器には電源供給装置のスイッチに当たる部分に凸形状を有し、電源供給装置を充電器に着脱するとき充電器の凸形状により、電源供給装置のスイッチを切り替え、電源供給装置を充電器に装着したときには複数個の電池の電気回路が直列回路から並列回路に切り替わり、電源供給装置を充電器から外したときは電源供給装置に収納された電池の電気回路は並列回路から直列回路に切り替わることから携帯電話や携帯音楽プレーヤーなどのモバイル機器への電源供給装置とその専用充電器に好適に適用できる。

本発明の実施の形態１における電源供給装置が充電器に装着された状態の斜視図 同実施の形態１における電源供給装置の斜視図 同実施の形態１における電池蓋を外した状態の電源供給装置の斜視図 同実施の形態１における電源供給装置の断面斜視図 同実施の形態１における電源供給装置の基板部分の斜視図 同実施の形態１における電源供給装置の電池の接続図 同実施の形態１における充電器の斜視図 同実施の形態１における充電器の基板部分の斜視図 同実施の形態１における電源供給装置を充電器に挿入する途中の断面図 同実施の形態１における電源供給装置を充電器に挿入する途中で充電器のリブと電源供給装置のスイッチカバーが当たり始める時の断面図 同実施の形態１における電源供給装置を充電器に完全に挿入した時の断面図

符号の説明

１ 電源供給装置
２ 充電器
３ 上ケース
４ 下ケース
５ 電池蓋
６ スイッチカバー
７ 充電端子Ａ
８ 凹部
９ 電池収納部
１０ マイナス端子
１１ プラス端子
１２ 電池
１３ 出力用コネクタ
１４ シャフト
１５ 基板Ａ
１６ 可動バネ端子
１７ 固定端子
１８ 上ケース
１９ 下ケース
２０ 電源供給装置収納部
２１ 充電端子Ｂ
２２ 凸形状リブ
２３ 基板Ｂ
２４ ＡＣ入力コネクタ

Claims (3)

1. 少なくとも２個以上の二次電池を収納し、電池の接続を切り替える切替スイッチを有する電源供給装置と、
   前記電源供給装置と電気的に接続する端子を有する充電器とを備え、
   前記電源供給装置を前記充電器に電気的接続する動作又は切断する動作に連動して前記切替スイッチを動作させることを特徴とする電源供給装置及び充電器。
2. 電源供給装置の電池の接続を切り替える切替スイッチが電池接続の直並列を切り替えることを特徴とする請求項１記載の電源供給装置及び充電器。
3. 電源供給装置の切替スイッチが回転軸を中心に動くスイッチカバーと、電気的に接続する固定端子と可動バネ端子を備え、
   充電器の側壁に凸形状の凸形状リブを設け、前記電源供給装置を前記充電器に接続する際、前記凸形状リブが前記切替スイッチのカバーに当たることによりカバーが回転軸を中心に動き、前記可動バネ端子を押し込み、前記可動バネ端子と前記固定端子との接続を切り替えることを特徴とする請求項１記載の電源供給装置及び充電器。

Images