JPH0340061Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案はNi−Cd電池等の二次電池の充電時に
おいて、該電池の満充電状態を電池温度によつて
検出する所謂温度センサ付充電器に係り、その温
度センサの選定及び収納構造に関するものであ
る。

(ロ) 従来の技術 一般にアリカリ蓄電池、特に密閉型のNi−Cd
電池の充電制御方式としては次の三つの方式があ
る。

一定の充電電流を電池に供給し、タイマ手段
にセツトされた所定の時間が経過すれば前記充
電電流の供給を停止するタイマ制御方式。

充電中の電池の端子間電圧を検出し、該電圧
が前記電池の満充電後に降下し、その降下電圧
が所定値になれば充電電流の供給を停止する電
圧センサ制御方式。

充電中の電池の外装鑵表面温度を検出し、該
温度が前記電池の満充電時の温度に達したとき
に充電電流の供給を停止する温度センサ制御方
式。

前記の方式について例えば実開昭58−78748
号公報に開示されている「電池の充電装置」があ
る。ところで充電される電池はいつも完全に放電
してしまつたものとは限らず、一定の時間だけ充
電電流を供給する場合電池によつて過充電になつ
たり不足充電になつたりするため時間の設定が難
かしい。

前記の方式については例えば特開昭54−
143836号公報に開示されている「密閉形ニツケル
カドミウム蓄電池の充電法」がある。この公報か
らも明らかなように電圧センサ制御方式の場合に
は電圧検出手段の他に逐次電池電圧を記憶する記
憶回路と、電池電圧の最大値と降下電圧とを比較
する比較回路が必要であり、回路構成が複雑化し
て生産コストが上がり、しかも充電器自身大型化
する惧れがある。

前記の方式については例えば実公昭58−
36202号公報に開示されている「電池の充電回路」
がある。この公報においては、温度検出手段とし
てサーモスタツトを用いているが、サーモスタツ
トというものは元来該サーモスタツトの周囲の温
度を検出して開閉するものであるがためにいくら
電池の外装鑵に密着させても該電池の周囲の温度
の影響を受けて電池のみの温度を厳密に検出する
ことは困難である。

(ハ) 考案が解決しようとする問題点 本考案が解決しようとする問題点は周囲温度の
影響を受けずに電池のみの温度を正確に検出する
ことのできる温度センサを見出すこと及びそのセ
ンサの充電器への最適な取付構造を与えることで
ある。

(ニ) 問題点を解決するための手段 有底の電池収納凹部を有する合成樹脂製のハウ
ジングにNi−Cd電池等の被充電電池を着脱自在
に配設し、前記収納凹部の内側壁に充電回路の充
電電流出力端となる弾性を有する端子金具を取着
すると共に、前記収納凹部の底部には前記電池の
外装鑵に密着するようにスプリング等によつて付
勢されて該電池の温度変化を検出する焦電性を有
した例えばピエゾプラスチツクセンサの如き高分
子の温度検出素子を埋設せしめ、該素子の出力電
圧の変化に応答するスイツチング手段を前記充電
回路に介挿せしめるものである。

(ホ) 作用 前記温度検出素子、とりわけピエゾプラスチツ
クセンサは該センサの周囲の温度変化を検出し、
その変化温度に対応した出力電圧を発生する。従
つて温度変化の極めて少ない外部環境温度の影響
はほとんど受けない。

(ヘ) 実施例 固体に熱変化を与えたときに生ずる電気変位を
焦電効果という。この効果は、もともと無機の結
晶で古くから発見されていたが、近年フツ素系ポ
リマに大きな焦電性があることが認められ以来ポ
リビニリデンフルオライド（PVDF）系の極性高
分子が脚光を浴びている。

本考案は上述の焦電性高分子を材料を用いて構
成されてなるピエゾプラスチツクセンサを温度検
出素子として充電器に組み込んだものである。こ
のピエゾプラスチツクセンサは、温度変化による
ひずみを自発分極を有するその結晶中に受け、該
自発分極の大きさが変化することによつて前記結
晶の表面電荷のバランスがくずれ、前記センサに
電位差を生ずるものである。

一方、被充電電池としてNi−Cd蓄電池を用い
るとき、これを急速に充電すると充電末期には、
該電池内の酸素ガス吸収反応によつて電池温度が
急激に上昇する。この上昇温度を前記ピエゾプラ
スチツクセンサで検出し、且該センサの温度上昇
に応じた出力電圧の変化によつて電池の充電回路
内に介挿されている周知のスイツチング手段を作
動せしめ急速充電を終了せしめる。

以下本考案充電器の一実施例について図面を参
照しながら詳細に説明する。

第１図は充電器の要部縦断面図である。１は
ABS樹脂製の充電器ハウジングであり、２はこ
のハウジング１に設けられた電池収納凹部であ
る。前記電池収納凹部２はその内側壁に後述せる
充電回路の充電電流出力端となる弾性を有する逆
Ｕ字形状の端子金具３，３を取着すると共に、前
記電池収納凹部２の底部中央に焦電性を有した温
度検出素子としてのピエゾプラスチツクセンサ４
を埋設せしめている。このピエゾプラスチツクセ
ンサ４は薄い平板状のセンサであり、外力を加え
ると容易に変形するものである。そして前記ピエ
ゾプラスチツクセンサ４は弾性を有する実施例の
ようなコイルばね５，５又はゴム等によつて上方
に付勢されており、前記電池収納凹部２内に着脱
自在に配設される被充電電池としてのNi−Cd蓄
電池６，６，６の一つの外装鑵に密着するように
なつている。但し斯かる実施例においては前記電
池収納凹部２の底面の一部にピエゾプラスチツク
センサ４を配し、被充電電池群のうちの一本の電
池外装鑵に接触するようになされているが、底部
全面にピエゾプラスチツクセンサを張りめぐらせ
て被充電電池の全てに接触させれば尚良い。そし
て前記ピエゾプラスチツクセンサ４はリード線
７，７を介して前記ハウジング１外部の後述する
スイツチング手段に接続されている。

第２図は本考案充電器の回路構成を示すブロツ
ク図である。

８は交流電源、９は該交流電源８の出力を直流
の充電電流に変換する整流器、１０は該整流器９
と前記電池６とによつて構成される充電回路１１
に介挿されると共に前記ピエゾプラスチツクセン
サ４からの出力信号によつてオン・オフ制御され
るスイツチング手段である。このスイツチング手
段は前述した実開昭58−78748号公報のようなト
ランジスタ等の半導体素子や、特開昭54−143836
号公報のようなリレースイツチが最適である。

電池６を上記回路によつて大電流で急速充電し
てやると該電池６の温度は充電開始後ゆつくりと
上昇するが、満充電状態に近づくにつれて温度の
上昇速度が急激に増加する。この温度の上昇速度
が予め設定された値になると、前記ピエゾプラス
チツクセンサ４の出力電圧が所定値に達し、この
出力電圧を受けて前記スイツチ手段１０がオフへ
切換わる。従つて前記充電回路１１が開成し、前
記電池６への充電電流の供給が遮断される。

(ト) 考案の効果 本考案は以上の説明の如く、有底の電池収納凹
部を有するハウジングに被充電電池を着脱自在に
配設し、前記収納凹部の内側壁に充電回路の充電
電流出力端となる端子金具を取着すると共に、前
記収納凹部の底部には前記電池の外装鑵に密着す
るように付勢されて該電池の温度変化を焦電性を
有した高分子からなる温度検出素子を埋設せし
め、該素子の出力電圧の変化に応答するスイツチ
ング手段を前記充電回路に介挿せしめてなるもの
であり、次のような効果がある。

従来のサーモスタツトよりなる温度検出素子
に比して小型であり且非常に薄型であるため充
電器自身のコンパクト化が図れる。

焦電性高分子はフレキシブルで変形させやす
く電池に対する密着性が良く、また電池温度上
昇に対する感度が良いので、正確に電池の温度
を検出することができる。

焦電性高分子は自ら温度変化に対応した電圧
を発生するので、その電圧検出回路を簡単にで
き、しかも変化の少ない電池の外部環境温度の
影響を受けないために電池の正確な温度を検出
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案充電器の一実施例要部縦断面
図、第２図は同じく一実施回路のブロツク図であ
る。 ２……電池収納凹部、１……ハウジング、６…
…被充電電池、１１……充電回路、３……端子金
具、４……ピエゾプラスチツクセンサ（温度検出
素子）、１０……スイツチング手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 有底の電池収納凹部を有するハウジングに被充
   電電池を着脱自在に配設し、前記収納凹部の内側
   壁に充電回路の充電電流出力端となる端子金具を
   取着すると共に、前記収納凹部の底部には前記電
   池の外装鑵に密着するように付勢されて該電池の
   温度変化を検出する焦電性を有した高分子からな
   る温度検出素子を埋設せしめ、該素子の出力電圧
   の変化に応答するスイツチング手段を前記充電回
   路に介挿せしめてなる充電器。