JPH076788A - 二次電池過放電防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単、安価な構成で、二次電池の過放電、及
び放電済み二次電池の誤使用を防ぐ過放電防止装置を提
供する。 【構成】 電子機器の電池収納部１は、本体ケース２の
側面に設けられており、二次電池３が収納できるように
なっている。前記電池収納部１の奥の面には、バネ４が
固定されると共に、コイル心棒５の先端が、窓６を通し
て内側に露出している。前記二次電池３の側面の、二次
電池３を電池収納部１に挿入したときに、コイル心棒５
と接する部分には、永久磁石９が取り付けられている。
そして、電子機器の使用により二次電池３の電圧が徐々
に低下しカットオフ電圧に達すると、それまで二次電池
３に配置された永久磁石９を吸引していたコイル心棒５
の磁化が反転することによりバネ４の復元力によって二
次電池３が電池収納部１から排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、二次電池を収納部より
排出させることが可能な二次電池過放電防止装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、充電可能な二次電池を用いる電子
機器において、二次電池を機器に装着したまま放置した
際の過放電による二次電池の寿命低下を防止する手段と
しては、例えば、特開平３−７４１３５号公報に示すよ
うに、スプリング、開閉スイッチ、スイッチングコイル
からなる電圧検出手段および回路切断手段を備えてお
り、電池の出力電圧が予め設定した基準値よりも低下し
たことを検出すると、スイッチングコイルが開閉スイッ
チを開放して電池を負荷から電気的に切断し二次電池の
過放電を防いでいた。

【０００３】あるいは別の例においては、例えば、特開
昭５５−７６５７８号公報に示すように、微分回路、ホ
ールド機能を有するスイッチング回路、リレーからなる
回路切断手段と電圧検出手段を備え、電池の出力電圧の
低下を検出し電池を負荷から切断すると共に、一旦負荷
への電流が遮断された後は二次電池の電圧が多少復帰し
ても二次電池から負荷へ電流が再供給されないようにし
ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成においては、電圧検出手段に二次電池の電圧
の監視回路の他に、放電を停止させる基準電圧との比較
を行なう回路が必要となるためコストの上昇と機器空間
の増大を招いていた。また、一旦負荷への電流が遮断さ
れた後に二次電池の電圧が多少復帰しても二次電池から
負荷に電流が再供給されないようにするためには、電圧
検出手段、回路切断手段に加えてホールド機能を有した
回路も機器に備えなければならず、同様にコストの上昇
と機器空間の増大を招いていた。

【０００５】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、コストと機器空間の増大を伴う
ことなく簡単な構成により、電圧の低下した二次電池を
負荷から切り放すことができ、さらには二次電池の電圧
が多少復帰しても二次電池から負荷に電流が再供給され
ないようにすることができる過放電防止装置を提供する
ことを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の二次電池過放電防止装置は、二次電池を収納
する収納部と、前記二次電池を前記収納部より排出させ
るように作用する付勢手段と、前記二次電池に配置され
た永久磁石と、前記収納部に二次電池を収納した時、前
記永久磁石と対向するように配置固定されたコイル心棒
と、そのコイル心棒上に配置されたソレノイドコイル
と、前記二次電池の電圧によって前記ソレノイドコイル
を駆動させるコイル駆動手段とを有することを特徴とす
る。

【０００７】また、前記コイル心棒が磁気ヒステリシス
を有する磁性材料から構成されていても良い。

【０００８】更に、前記ソレノイドコイル、前記コイル
心棒及び前記永久磁石が前記付勢手段を兼ねても良い。

【０００９】

【作用】上記の構成を有する本発明の二次電池過放電防
止装置においては、その電池収納部は二次電池を収納
し、付勢手段は二次電池をその収納部から排出するよう
に付勢し、コイル駆動手段は二次電池の電圧に応じた電
流をソレノイドコイルに供給し、ソレノイドコイル及び
コイル心棒はコイル駆動手段の発生する電流により、前
記付勢手段に逆らって二次電池に配置された永久磁石を
吸引する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１１】まず、図１、図２及び図３を用いて本発明
を具体化した一実施例の構成について説明する。

【００１２】本実施例の過放電防止装置を用いた電子機
器の電池収納部１は、本体ケース２の側面に設けられて
おり、二次電池３が収納できるようになっている。前記
電池収納部１の奥の面には、本発明の付勢手段としての
バネ４が固定されている。前記本体ケース２の内部にお
いて、前記電池収納部１の裏側の位置に円柱形をしたコ
イル心棒５が固定され、その先端は、電池収納部１の奥
の面に開けられた窓６を通して電池収納部１の内側に露
出している。前記コイル心棒５は、図３に示すような磁
気ヒステリシスを有している。

【００１３】前記コイル心棒５上には、ソレノイドコイ
ル７が巻かれており、その先端はソレノイド駆動回路８
と電気的につながれている。前記二次電池３の側面の、
二次電池３を電池収納部１に挿入したときに、コイル心
棒５と接する部分には、永久磁石９が取り付けられてい
る。前記二次電池３の上面には、正極端子１０及び図示
しない負極端子が露出されている。前記電池収納部１の
内壁の、二次電池３が電池収納部１に収納されたときに
前記正極端子１０及び負極に対応する位置には、電極１
１の一方の端部が露出するとともに、電極１１の他方の
端部は、前記ソレノイド駆動回路８を含む本体回路基板
に電気的に接続されている。

【００１４】前記ソレノイド駆動回路８は、二次電池３
に接続されて電力を供給されると共に、前記ソレノイド
コイル７につながれて、ソレノイドコイル７への電気の
通電動作を制御する。

【００１５】次に、図３、図４、図５を用いて本実施例
の動作を説明する。

【００１６】十分に充電された二次電池３が、バネ４の
弾性力に抗して電池収納部１にセットされると、正極端
子１０及び図示しない負極端子から電極１１を通して機
器の本体電気回路（図示せず）及びソレノイド駆動回路
８に電力が供給される。ソレノイド駆動回路８は、図４
に示すように二次電池３の電圧に応じてソレノイド７に
流す電流を制御するため、満充電状態の二次電池３をセ
ットした場合には、満充電時の電池電圧ｖ_Aに対応する
電流ｉ_Aをソレノイドコイル７に供給する。

【００１７】ソレノイドコイル７は、電流を流されるこ
とによってコイル内部に磁場を生じるため、コイル心棒
５は磁場によって磁化されるが、コイル心棒５は図３に
示すような磁気ヒステリシスを持っているため、電流ｉ
_Aによって生じる磁場Ｈ_A中ではＭ_Aの値まで磁化され
る。磁化Ｍ_Aの向きはプラスの時に電池収納部１側がＮ
極になるようにとってあり、永久磁石９はＳ極が表側に
露出するように二次電池３に配置されているため、二次
電池３は磁力により吸引され、バネ４の作用に坑して電
池収納部１内部に保持される。

【００１８】電子機器の使用にともなって二次電池３の
電圧は徐々に低下してゆく。電池電圧がｖ_Bまで低下し
た時にソレノイド電流ｉ_Bは負の値をとり、ソレノイド
コイル７の内部に生じる磁場Ｈ_Bも負になるが、コイル
心棒５の磁化は、図３のヒステリシス上のＢ点を通るた
め正の値Ｍ_Bになり、依然コイル心棒５と永久磁石９は
引き合って二次電池３を電池収納部１の内部に保持して
いる。

【００１９】さらに二次電池３の電圧が低下して行き、
予め設定してあったカットオフ電圧ｖ_Cに達すると、ソ
レノイド電流ｉ_Cに対応する磁場Ｈ_Cにおいてコイル心棒
５の磁化Ｍ_Cは負の値に反転し、コイル心棒５と永久磁
石９の間には吸引力が働かなくなるため、二次電池３は
図５のようにバネ４の復元力により電池収納部１から排
出される。二次電池３の排出にともなって正極端子１０
及び負極端子と電極１１の接続も外れるため、二次電池
３は負荷から電気的に切り放される。

【００２０】このように、二次電池３のカットオフ電圧
においてコイル心棒５を磁化反転させ吸引力を失わせる
ことによって、二次電池３はバネ４の復元力で電池収納
部１から排出されるため、電池のカットオフ電圧と電池
電圧を比較する回路を別に設ける必要がなく、電池の放
出動作自体は電力を必要としないため報知手段のための
電源も必要としない。また、放電された二次電池３は負
荷から切り放されるため、もし使用者が気づかずに放置
していた場合でも二次電池３の過放電は起こらないた
め、二次電池３の寿命低下を確実に防ぐことが出来る。

【００２１】放電が終了し一旦排出された二次電池３は
負荷が切り放されることにより電池電圧が若干回復す
る。電圧ｖ_Dまで回復した二次電池３が再び電池収納部
１にセットされた場合、ソレノイドコイル７に供給され
る電流ｉ_Dはソレノイドコイル７内部にＨ_Dの磁場を発生
させるが、一旦Ｃ点まで磁化されたコイル心棒５の磁化
過程は図３のヒステリシス上Ｄ点を通って戻るため磁化
Ｍ_Dは依然負の値をとり、コイル心棒５と永久磁石９の
間では吸引力は働かないため、二次電池３はすぐに電池
収納部１から排出される。

【００２２】二次電池３を充電器によって十分に充電し
てから電池収納部１にセットすると、電池電圧はｖ_Aま
で回復しているため、ソレノイドコイル７には磁場Ｈ_A
が印加されてコイル心棒５の磁化は再び反転し正の値に
なる。正に磁化したコイル心棒５と永久磁石９の間には
吸引力が働き、二次電池３は電池収納部１に保持され電
子機器の使用が可能になる。

【００２３】このように、コイル心棒５に磁気ヒステリ
シスを有する磁性材料を使用することにより、放電した
ままの二次電池が電池収納部１に挿入されても電池収納
部１から排出されるため、二次電池３が十分に充電され
ていることを判定する回路を特別に設けることなく、誤
使用による放電終了電池の過放電を防ぐことができる。

【００２４】次に図６及び図３、図４を用いて第二の実
施例を説明する。

【００２５】本実施例はその構成においては第一の実施
例とほぼ同様であるが、図６に示すように電池収納部１
の奥の面に配置されていたバネがなく、コイル心棒５の
端面は電池収納部１の奥の面に開けられた窓６を通し、
電池収納部１の内壁と同一平面にそろえられて露出され
ている。

【００２６】十分に充電された二次電池３が電池収納部
１にセットされた場合は、第一の実施例と同様に二次電
池３はコイル心棒５と永久磁石９の吸引力によって電池
収納部１に保持されている。電子機器の使用にともない
二次電池３の電圧が低下しカットオフ電圧ｖ_Cに達する
と、コイル心棒５の磁化は反転し負の値Ｍ_Cになりコイ
ル心棒５の電池収納部１側に現れる極はＳ極となる。永
久磁石９はＳ極が露出するように二次電池３表面に配置
されているため、コイル心棒５と永久磁石９の間の磁力
は斥力となり、二次電池３は反発力を受けて電池収納部
１より排出され、正極端子１０及び負極端子と電極１１
の接続も外れるため、二次電池３は負荷から電気的に切
り放され過放電が防がれる。このように、コイル心棒５
と永久磁石９の反発力を利用することにより、バネを用
いずに二次電池３を負荷から切り放し過放電を防ぐこと
ができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の二次電池過放電防止装置によれば、二次電池の電
圧によってソレノイドコイルを駆動させ二次電池に配置
された永久磁石を吸引し、カットオフ電圧において吸引
力をうしなわせて付勢手段によって二次電池を収納部か
ら排出させるようにしたので、コストと機器空間の増大
を伴うことなく簡単な構成により、電圧の低下した二次
電池を負荷から切り放すことができる。さらには、コイ
ル心棒に磁気ヒステリシスを有する磁性材料を用いれ
ば、二次電池の電圧が多少復帰しても負荷に電流が再供
給されないようにすることができ、使用者が放電しきっ
た二次電池を機器にセットした場合でも放電は行われず
電池が排出されるため、二次電池の過放電を確実に防ぐ
ことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の二次電池過放電防止装置の断
面図である。

【図２】図２は、電気的構成を示すブロック図である。

【図３】図３は、コイル心棒の磁気ヒステリシスを示す
図である。

【図４】図４は、二次電池の電圧とソレノイドコイルの
駆動電流との関係を示す図である。

【図５】図５は、動作を示す断面図である。

【図６】図６は本発明の第二の実施例の断面図である。

【符号の説明】

１ 電池収納部 ２ 本体ケース ３ 二次電池 ４ バネ ５ コイル心棒 ７ ソレノイドコイル ８ ソレノイド駆動回路 ９ 永久磁石

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二次電池を収納する収納部と、 前記二次電池を前記収納部より排出させるように作用す
   る付勢手段と、 前記二次電池に配置された永久磁石と、 前記収納部に二次電池を収納した時、前記永久磁石と対
   向するように配置固定されたコイル心棒と、 そのコイル心棒上に配置されたソレノイドコイルと、 前記二次電池の電圧によって前記ソレノイドコイルを駆
   動するコイル駆動手段とを有することを特徴とする二次
   電池過放電防止装置。
2. 【請求項２】 前記コイル心棒が磁気ヒステリシスを有
   する磁性材料からなることを特徴とする請求項１に記載
   の二次電池過放電防止装置。
3. 【請求項３】 前記ソレノイドコイル、前記コイル心棒
   及び前記永久磁石が前記付勢手段を兼ねることを特徴と
   する請求項１または２に記載の二次電池過放電防止装
   置。