JPH09180765A - 充電機能付き電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来設計の充電電池パックを従来とは異なる極
性のＤＣ電源ジャックを備えた機器内の電池装着部に装
着して充電できるようにすること。 【解決手段】充電電池パック100 と電池の任意の一方が
装着可能な電池室と、ＤＣ電源プラグが装着されている
ときには外部電源が機器に供給され、ＤＣ電源プラグが
装着されていないときには電池室に装着された電池から
機器に電源が供給されるＤＣ電源ジャック20と、充電電
池パック100 が電池室に装着されたとき、充電電池パッ
ク100 の充電端子16に接触するように設けられた充電接
点15と、充電接点15に接続され、充電電池パック100 の
電池室への装着状態を電気的に検出する検出回路22と、
検出結果に対応してＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子
23と、外部電源の接続時にスイッチング素子23を経由し
て、電池室に装着された充電電池パック100 に対して適
切な充電電流を供給する充電抵抗Ｒ1 とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は充電機能付き電子機
器に関する。

【０００２】

【従来の技術】テープレコーダー等、主としてマンガン
乾電池、アルカリ乾電池等の小型の一次電池を電源とす
る携帯用の電子機器において、一次電池用の電池室内
に、Ｎｉ−Ｃｄ(Nickel-Cadmium)蓄電池、Ｎｉ−ＭＨ(N
ickel-Metal Hydride)蓄電池、Ｌｉ−Ｉｏｎ(Litium-Io
n)蓄電池等の二次電池を装着できるものが知られてい
る。

【０００３】図６はこのような電子機器における電源部
の構成を示す図である。同図は２次電池セル１４を具備
した充電電池パック１００を機器本体内の電池室に装着
した状態を示している。充電電池パック１００は＋端子
１０、−端子１２、充電端子１６とを有し、各々、機器
本体の電池室内に設けられた＋接点１１、−接点１３、
充電接点１５と接触している。

【０００４】また、機器本体内において、−接点１３は
ＧＮＤラインに、＋接点１１はＤＣ電源ジャック２０の
固定片１８に、充電接点１５は充電抵抗Ｒ１を介して電
源ライン（＋Ｖcc）に接続されている。さらに、ＤＣ電
源ジャック２０の可動片１７は電源ライン（＋Ｖcc）
に、センターピン１９はＧＮＤラインに接続されてい
る。

【０００５】このような構成において、ＤＣ電源ジャッ
ク２０にＡＣアダプター等の外部電源が接続されていな
いときは、ＤＣ電源ジャック２０の固定片１８と可動片
１７とが接触して充電電池パック１００の＋側は電源ラ
イン（＋Ｖcc）に接続される。このため、機器はこの充
電電池パック１００を電源として動作する。

【０００６】一方、外部電源を供給すべく、ＤＣ電源ジ
ャック２０に不図示のＤＣ電源プラグが挿入されると、
ＤＣ電源ジャック２０の可動片１７と固定片１８が離
れ、センターピン１９が外部電源の−側に、可動片１７
が＋側に各々接続される。

【０００７】充電電池パック１００はその内部で、＋端
子１０と充電端子１６とが電気的に接続されており、Ｄ
Ｃ電源ジャック２０に外部電源が接続されたときには、
電源ライン（＋Ｖcc）→充電抵抗Ｒ1 →充電接点１５→
充電端子１６→２次電池セル１４→−端子１２→−接点
１３→ＧＮＤラインという経路で電流Ｉ1 が流れ、２次
電池セル１４が充電される。

【０００８】上記した電池室には充電電池パック１００
の代わりに乾電池等の一次電池を装着することも可能で
あり、図７は電池室内に乾電池２１を接続した時の電気
的な接続状態を示している。同図に示すように、電池室
に設けられた充電接点１５と乾電池２１とが電気的に接
続されるようなことはないので、乾電池２１のような一
次電池を誤って充電してしまうようなことはない。

【０００９】図８は上記した充電電池パック１００の外
観形状の一例を示す図であり、＋端子１０、−端子１
２、充電端子１６の各端子を備えている。この充電端子
１６は、上記した電池室に円筒形の乾電池を２本を並べ
て入れたとき、ちょうど２本の乾電池間の谷間に相当す
る部分に設けられており、充電端子１６と相対する部分
に設けられた充電接点１５が乾電池２１と接触すること
はない。

【００１０】また、充電電池パック１００には特殊な形
状を有する誤挿入防止用の突起２２が設けられており、
この突起２２と相対する電池室内の位置に設けられた凹
部の形状と合致したときのみ、充電電池パック１００の
＋、−各端子１０、１２と電池室の＋、−各接点１１、
１３とが接触するように形成されている。この構成によ
り、充電電池パック１００が誤まった極性で接続される
ことがないようにしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、日本
電子機械工業会にて外部電源プラグ・ジャック（直流低
電圧用・極性統一形）の規格（ＥＩＡＪ ＲＣ−５３２
０）が制定されたことより、この規格のプラグ・ジャッ
クを採用した機器が増加しつつあるが、従来採用してい
たプラグ・ジャックとは極性が異なっている（逆にな
る）場合が多い。したがって、従来の規格による極性に
合わせて設計された充電電池パックでは本体内に装着し
た状態での充電ができなくなるばかりか、従来とは異な
る位置に充電端子を有する充電電池パックを新規に製造
せねばならず、金型代等の新たな製造コストを要してし
まう。

【００１２】図９は、上記した図６に示す構成とは逆の
極性のＤＣ電源プラグを備えた電源部の構成を示す図で
あり、電池室内で充電電池パックの充電ができるように
構成した場合の電気的な接続関係を示している。

【００１３】図６と大きく異なる点は、充電電池パック
２００の充電端子１６が２次電池セル１４の−側に接続
されている点である。また、これに伴い、電池室に設け
られた充電接点１５は充電抵抗Ｒ1 を介してＧＮＤライ
ンへと接続されている。

【００１４】このような構成において、外部電源を接続
すべく、ＤＣ電源ジャック２０に不図示のＤＣ電源プラ
グが挿入されると、ＤＣ電源ジャック２０の固定片１８
と可動片１７とが離れ、センターピン１９が外部電源の
＋側に、可動片１７が−側に接続されるので、電源ライ
ン（＋Ｖcc）→２次電池セル１４→充電抵抗Ｒ1 →ＧＮ
Ｄラインという経路で電流Ｉ1 が流れて２次電池セル１
４が充電される。

【００１５】このように、ＤＣ電源ジャック２０のセン
ターピン１９及び可動片１７と、外部電源の極性との対
応関係を変更すると、少なくとも、従来の充電電池パッ
ク１００とは内部の接続関係が異なる充電電池パック２
００を用意することが必要になる。

【００１６】図１０〜図１２は充電電池パック２００の
充電端子の位置を異ならせる理由をを説明するための図
である。図１０は、充電端子の位置が図６に示す充電電
池パック１００と同様で、内部の接続関係のみが異なる
充電電池パック３００を想定した図である。ＤＣ電源ジ
ャック２０にＡＣアダプター等の外部電源を接続して充
電する方法については、図９を用いて前記した通りであ
るのでここでの説明は省略する。

【００１７】図１１は、充電電池パック３００を図６に
示す構成の機器に装着した場合の装着状態を示す図であ
る。このような装着状態では外部電源を接続した場合に
全く充電されないばかりか、充電抵抗Ｒ1 が電源ライン
（＋Ｖcc）とＧＮＤラインとの間に接続されてしまう。
充電抵抗Ｒ1 は通常数Ω〜数１０Ω程度の低い値なの
で、充電抵抗Ｒ1 には大きな電流が流れて発熱する。ま
た、外部電源を接続しないときには、充電抵抗Ｒ1 にて
電力が消費されてすぐに電池が消耗してしまうなどの不
都合が生じる。

【００１８】図１２は、図６に示す充電電池パック１０
０を図１０の構成を有する機器に装着した場合の装着状
態を示す図である。このような装着状態においても充電
ができないばかりか、充電抵抗Ｒ1 が電源ライン（＋Ｖ
cc）とＧＮＤラインとの間に接続されるので、発熱や電
池の著しい消耗などの不都合が生じる。

【００１９】以上説明したように、従来のＤＣ電源ジャ
ックとは異なる極性のＤＣ電源ジャックを用いた場合に
は、従来からある充電電池パックを機器本体の電池室に
装着した状態で充電することはできず、充電端子の位置
並びに内部の接続関係を変更した新規の充電電池パック
を用意する必要がある。

【００２０】なお、充電電池パックの端子位置を従来と
共通として、誤挿入防止用突起の形状を変更するように
すれば、図１１、図１２に示す構成の持つ問題を回避で
きるが、新規の充電電池パックを用意する必要があるこ
とに変わりはない。

【００２１】本発明の充電機能付き電子機器はこのよう
な課題に着目してなされたものであり、その目的とする
ところは、従来の機器に合わせて設計された充電電池パ
ックに対し何の変更を加えることなしに、従来とは異な
る極性のＤＣ電源ジャックを備えた機器内の電池装着部
に装着して充電できる充電機能付き電子機器を提供する
ことにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明に係る充電機能付き電子機器は、充電
端子付の充電電池パックと乾電池等の電池の任意の一方
が装着可能な電池装着部と、ＤＣ電源プラグが装着され
ているときには外部電源が機器に供給され、ＤＣ電源プ
ラグが装着されていないときには電池装着部に装着され
た電池から機器に電源が供給されるＤＣ電源ジャック
と、充電電池パックが電池装着部に装着されたとき、充
電電池パックの充電端子に接触するように設けられた充
電接点と、充電接点に接続され、充電電池パックの電池
装着部への装着状態を電気的に検出する検出手段と、検
出手段の検出結果に対応してＯＮ／ＯＦＦするスイッチ
ング手段と、外部電源の接続時に前記スイッチング手段
を経由して、電池装着部に装着された充電電池パックに
対して適切な充電電流を供給する充電電流制限手段とを
具備し、充電電池パックが電池装着部に装着されている
とき、ＤＣ電源ジャックに接続された外部電源から供給
される電流により、充電電池パックを充電する。

【００２３】また、第２の発明に係る充電機能付き電子
機器は、第１の発明に係る充電機能付き電子機器におい
て、充電電流制限手段として抵抗を用いる。また、第３
の発明に係る充電機能付き電子機器は、第１または第２
の発明に係る充電機能付き電子機器において、トランジ
スタまたはＦＥＴに検出手段とスイッチング手段とを兼
用させる。

【００２４】すなわち、第１の発明に係る充電機能付き
電子機器においては、充電端子付の充電電池パックと乾
電池等の電池の任意の一方が装着可能な電池装着部に充
電電池パックが装着されたとき、充電電池パックの充電
端子に充電接点が接触することにより、この充電接点に
接続された検出手段によって、充電電池パックの電池装
着部への装着状態が検出され、検出手段の検出結果に対
応してスイッチング手段がＯＮ／ＯＦＦされる。次に、
ＤＣ電源ジャックにＤＣ電源プラグを装着すると外部電
源が機器に供給される。このとき、充電電流制限手段に
よって、前記スイッチング手段を経由して、電池装着部
に装着された充電電池パックに対して適切な充電電流が
供給される。また、ＤＣ電源ジャックにＤＣ電源プラグ
が装着されていないときには電池装着部に装着された電
池から機器に電源が供給される。

【００２５】また、第２の発明に係る充電機能付き電子
機器は、第１の発明に係る充電機能付き電子機器におい
て、充電電流制限手段としての抵抗によって、充電電流
が制限される。

【００２６】また、第３の発明に係る充電機能付き電子
機器は、第１または第２の発明に係る充電機能付き電子
機器において、検出手段とスイッチング手段とを兼用す
るトランジスタまたはＦＥＴによって充電電池パックの
装着状態が検出されるとともに、この検出結果に対応し
たＯＮ／ＯＦＦ動作が行われる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。まず、図１を参照して本発明
の実施形態の概略を説明する。同図は、２次電池セル１
４を具備した充電電池パック１００を機器本体内の電池
装着部としての電池室に装着した状態を示している。充
電電池パック１００は＋端子１０、−端子１２、充電端
子１６とを有し、各々、機器本体の電池室内に設けられ
た＋接点１１、−接点１３、充電接点１５と接触してい
る。また、機器本体内において、−接点１３はＧＮＤラ
インに、＋接点１１はＤＣ電源ジャック２０の固定片１
８に、充電接点１５は充電抵抗Ｒ１を介して電源ライン
（＋Ｖcc）に接続されている。さらに、ＤＣ電源ジャッ
ク２０の可動片１７は電源ライン（＋Ｖcc）に、センタ
ーピン１９はＧＮＤラインに接続されている。

【００２８】以上の構成は従来と同様であるが、本実施
形態においてはさらに検出手段としての検出回路２２と
スイッチング手段としてのスイッチング素子２３とで構
成される充電制御回路２１を具備している。そして、充
電電流制限手段としての充電抵抗Ｒ1 が充電制御回路２
１内のスイッチング素子２３を介してＤＣ電源ジャック
２０の固定片１８と可動片１７との間に接続されてお
り、充電接点１５が充電制御回路２１内の検出回路２２
に接続されている。

【００２９】上記した構成において、充電制御回路２１
の検出回路２２にて、充電電池パック１００が電池室に
装着されているかどうかを検出し、充電電池パック１０
０が装着されていると判断したときはスイッチング素子
２３がＯＮとなって、充電抵抗Ｒ1 がＤＣ電源ジャック
２０の固定片１８と可動片１７との間に接続される。こ
の時点で、外部電源を接続すべく、不図示のＤＣ電源プ
ラグをＤＣ電源ジャック２０に装着すると、充電抵抗Ｒ
1 を介して充電電池パック１００の適切な充電が行われ
る。

【００３０】また、充電電池パック１００が装着されて
いないときは、スイッチング素子２３はＯＦＦ状態とな
っているので、電池室に乾電池などの一次電池が装着さ
れている場合に、誤まって充電してしまうようなことは
ない。

【００３１】図２は本発明の第１実施形態の構成を示す
図である。同図において、電池室内に設けられた＋接点
１１が機器内の電源ライン（＋Ｖcc）に接続され、電源
ライン（＋Ｖcc）はＤＣ電源ジャック２０のセンターピ
ン１９に接続されている。また、電池室内に設けられた
−接点１３はＤＣ電源ジャック２０の固定片１８に接続
され、ＤＣ電源ジャック２０の可動片１７は機器のＧＮ
Ｄラインに接続されている。さらに、ＮＰＮトランジス
タＱ1 のエミッタはＧＮＤラインに、コレクタは充電抵
抗Ｒ1 を介して、ＤＣ電源ジャック２０の固定片１８
（−接点１３と同電位）に接続されている。ＮＰＮトラ
ンジスタＱ1 のベースとＧＮＤラインとの間には抵抗Ｒ
3 が接続されるとともに、ＮＰＮトランスミッタＱ１の
ベースは抵抗Ｒ2 を介して充電接点１５へ接続されてい
る。

【００３２】図２に示す充電電池パック１００は図６に
示す充電電池パック１００と同一のものであり、＋端子
１０、−端子１２、充電端子１６を有し、充電端子１６
は＋端子１０と内部で接続されている。

【００３３】また、第１実施形態では、充電抵抗Ｒ1 、
抵抗Ｒ2 及びＮＰＮトランジスタＱ1 が図１に示す充電
制御回路２１を構成しているが、ＮＰＮトランジスタＱ
1 が検出回路２２の機能とスイッチング素子２３の機能
とを兼用している。

【００３４】上記した構成において、充電電池パック１
００が電池室に装着されている場合は、充電接点１５は
電源ライン（＋Ｖcc）に接続されている。このため、抵
抗Ｒ2 を介してＮＰＮトランジスタＱ1 のベースへ電流
Ｉ1 が流れ込み、ＮＰＮトランジスタＱ1 がＯＮ状態と
なる。この状態でＡＣアダプター等の外部電源を接続す
べく、ＤＣ電源ジャック２０に不図示のＤＣ電源プラグ
が挿入されると、電源ライン（＋Ｖcc）→充電電池パッ
ク１００→充電抵抗Ｒ1 →トランジスタＱ1 →ＧＮＤラ
インという経路で電流が流れ、充電電池パック１００が
充電される。

【００３５】また、充電電池パック１００が装着されて
いない場合は、抵抗Ｒ2 を介してＮＰＮトランジスタＱ
1 のベースへ電流が流れることもなく、ＮＰＮトランジ
スタＱ1 のベースは抵抗Ｒ3 を介してＧＮＤラインに接
続されているので、ＮＰＮトランジスタＱ1 がＯＮ状態
となることはない。従って、電池室内の乾電池などを誤
って充電してしまうようなことはない。

【００３６】上記した第１実施形態によれば、従来の機
器に合わせて設計された充電電池パックに対し何ら変更
を加えることなしに、従来とは異なる極性のＤＣ電源ジ
ャックを備えた機器内の電池装着部に装着して充電でき
る。これによって、充電電池パック及び電池室の新たな
設計が不要となり、その分の製造コストを削減できる。

【００３７】図３は本発明の第２実施形態の構成を示す
図である。第２実施形態では図１に示す検出回路２２と
スイッチング素子２３とを兼用するものとしてＮｃｈの
ＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｍ１）を使用している。その他の構成
は第１実施形態と同様である。

【００３８】本構成によれば充電接点１５とＧＮＤライ
ンとの間に接続された抵抗Ｒ2 、Ｒ3 により分圧された
電圧がＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｍ１）のゲートに加わることに
なるが、この電圧が一定値以上となればＭＯＳ−ＦＥＴ
（Ｍ１）はＯＮとなり、一定値以下となればＯＦＦとな
る。即ち、充電電池パック１００が装着されたときのみ
ＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｍ１）がＯＮとなり、この時点で外部
電源を接続することにより、充電電池パック１００の充
電が可能となる。

【００３９】本実施形態においても第１実施形態と同等
の効果を奏する。図４は本発明の第３実施形態の構成を
示す図である。第３実施形態では図１に示す検出回路２
２としてコンパレータＵ１を、図１に示すスイッチング
素子２３としてＮＰＮトランジスタＱ１を用いている。
その他の構成は第１実施形態と同様である。

【００４０】このような構成において、＋ＶccとＧＮＤ
ラインの間に接続された抵抗Ｒ4 、Ｒ5 により分圧され
た電圧が、コンパレータＵ１の−入力端子へ入力され、
充電接点とＧＮＤラインの間に接続された抵抗Ｒ2 、Ｒ
3 により分圧された電圧がコンパレータＵ１の＋入力端
子へ入力される。

【００４１】ここで、充電電池パック１００が接続され
たときに＋入力端子の電圧が−入力端子よりも高くなる
ようにＲ2 〜Ｒ5 の値をあらかじめ設定しておけば、コ
ンパレータＵ1 の出力端子２４が電源ライン（＋Ｖcc）
に近い電圧となり、抵抗Ｒ6を介してトランジスタＱ1
のベースへ電流が流れ、トランジスタＱ1 がＯＮとな
る。この時点で外部電源を接続することにより、充電電
池パック１００の充電が可能となる。

【００４２】また、充電電池パック１００が装着されて
いないときは、コンパレータＵ１の＋入力端子の電圧が
抵抗Ｒ3 を介してＧＮＤレベルとなるため、−入力端子
の電圧よりも低くなる。この結果コンパレータＵ１の出
力端子２４のレベルはＧＮＤラインに近い状態となり、
トランジスタＱ1 はＯＦＦとなる。

【００４３】なお、充電抵抗Ｒ1 は、充電電流を適当な
値とするのが目的であるので、抵抗の代わりに定電流回
路を使用するのも一つの方法である。本実施形態におい
ても第１実施形態と同等の効果を奏する。

【００４４】図５は本発明の第４実施形態の構成を示す
図である。図４実施形態は、図２に示す第１実施形態の
構成を、逆の極性関係を持つように変更した実施形態で
ある。すなわち、図１０に示す構成に適合するように製
造した充電電池パック３００を、図１０とは逆の極性を
有するＤＣ電源ジャックを備えた機器の電池室に装着し
た場合でも充電できるようにするものである。

【００４５】本実施形態においても第１実施形態と同等
の効果を奏する。なお、上記した第１、第２、第４実施
形態においては、図１に示す検出回路２２とスイッチン
グ手段２３とを１つの素子で兼用しているので、構成が
より簡単になる効果を奏する。

【００４６】

【発明の効果】請求項１、２に記載の発明によれば、従
来の機器に合わせて設計された充電電池パックに対し何
の変更を加えることなしに、従来とは異なる極性のＤＣ
電源ジャックを備えた機器内の電池装着部に装着して充
電できる効果を奏する。また、請求項３に記載の発明に
よれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、構成が
より簡単になる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の概略を説明するための図で
ある。

【図２】本発明の第１実施形態の構成を示す図である。

【図３】本発明の第２実施形態の構成を示す図である。

【図４】本発明の第３実施形態の構成を示す図である。

【図５】本発明の第４実施形態の構成を示す図である。

【図６】従来の電子機器における電源部の構成を示す図
である。

【図７】電池室内に乾電池を接続した時の電気的な接続
状態を示す図である。

【図８】充電電池パックの外観形状の一例を示す図であ
る。

【図９】図６に示す構成とは逆の極性のＤＣ電源プラグ
を備えた機器の電源部の構成を示す図である。

【図１０】充電端子の位置が図６に示す充電電池パック
と同様で、内部の接続関係のみが異なる充電電池パック
を想定したときの構成図である。

【図１１】充電電池パックを図６に示す構成の機器に装
着した場合の装着状態を示す図である。

【図１２】図９に示す充電電池パックを図１０の構成を
有する機器に装着した場合の装着状態を示す図である。

【符号の説明】

１０…＋端子、１１…＋接点、１２…−端子、１３…−
接点、１４…２次電池セル、１５…充電接点、１６…充
電端子、１７…可動片、１８…固定片、１９…センター
ピン、２０…ＤＣ電源ジャック、２１…充電制御回路、
２２…検出回路、２３…スイッチング素子、１００、２
００、３００…充電電池パック、Ｒ1 …充電抵抗。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充電端子付の充電電池パックと乾電池等
   の電池の任意の一方が装着可能な電池装着部と、 ＤＣ電源プラグが装着されているときには外部電源が機
   器に供給され、ＤＣ電源プラグが装着されていないとき
   には電池装着部に装着された電池から機器に電源が供給
   されるＤＣ電源ジャックと、 充電電池パックが電池装着部に装着されたとき、充電電
   池パックの充電端子に接触するように設けられた充電接
   点と、 充電接点に接続され、充電電池パックの電池装着部への
   装着状態を電気的に検出する検出手段と、 検出手段の検出結果に対応してＯＮ／ＯＦＦするスイッ
   チング手段と、 外部電源の接続時に前記スイッチング手段を経由して、
   電池装着部に装着された充電電池パックに対して適切な
   充電電流を供給する充電電流制限手段と、 を具備し、 充電電池パックが電池装着部に装着されているとき、Ｄ
   Ｃ電源ジャックに接続された外部電源から供給される電
   流により、充電電池パックを充電するようにしたことを
   特徴とする充電機能付き電子機器。
2. 【請求項２】 充電電流制限手段として抵抗を用いたこ
   とを特徴とする請求項１記載の充電機能付き電子機器。
3. 【請求項３】 トランジスタまたはＦＥＴに検出手段と
   スイッチング手段とを兼用させたことを特徴とする請求
   項１または２記載の充電機能付き電子機器。