JPS5931463A - 充電池の残存容量表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 充電池の充電エネルギーを絶体値的（こ検出表示するた
め携帯用ｖ′ｌ′Ｉ（等に利用される。

従来例の構成とその問題点 従来より充電池のエネルギー粥を検出表示する方法は、
充電池と充電器又は負荷との間に抵抗を挿入し、充電電
流又は放電電流が流れることにより前記抵抗の両端に発
生する電圧を検出し、特殊なメモリー素子等を使用し、
充電物に対し、とれた（ｊ放電さぜたかを表示するもの
があった。しかし、この場合、充電池に直列に抵抗を挿
入するので、この部分て充電池の特性か十分に発揮でき
ない欠点かあった。

発明の「１的 〜″’　ｌ’　Ｈの回転ヘッドを利用して、充電池の残
存容［７ｉを計ｆｌｌｌｌするこ々にある。

発明の構成 充電池式のＶ　ｉ’　Ｈの回転ヘッドに近接して、充電
池からの配線の一部を設け、この配線に流れる直流電流
によって生しる磁界を前記回転ヘッドで検出し、表示す
る回路を設けたものである。

実施例の説明 第１図は回転ヘッド式′ｖＴｌ（のヘッド部を簡略化し
たもので、（１）はシリンクー、（２）と（３）は回転
ヘッドて、シリンター（１ンの外周に沿って回転する。

（４１は磁気テープ、（５）は回転ヘッド（２＋（３１
に近接して設けた配線で、（イ）（ロ）間に電流を流す
ように構成されている。

第１図で、Ｓ’　ｉ’　Ｊｌか動作している時、回転ヘ
ッド（２）により磁気テープに記録又は再生しているか
、回にヘッド（３）は動作状態にｉ／ｊっていない。こ
の状態で、電流の流れている配線（５）の一部を凹’Ｉ
Ｇ、ヘッド（３）に近接して設けることにより、配線（
５）に発生した曲流磁界をヘッドの回転により検出でき
る。

又、ヘッドか回転しているので、半周期的にはヘッド（
２１と（：３）か入れかわるかこのときは両者を？ｂ気
的又は機械的に切換えれはよい。すなわち、〜ＩＩ＋１
＜そのものの機能（記録・再生）をしてぃ４ｆい側のヘ
ッドを常に配線（５）による直流磁界を検出できるよう
に構成する。尚、回転ヘッドの位置検出は公知の技術を
用いれは容易にできる。

第２図において、（１）はシリンダー、（２１と（３）
は回転ヘッド、（４）は磁気テープ、（５）は回転ヘッ
ドに近接させて設けた配線、（６）はスイッチ、（７）
は充電器、（８）はりｉ’　ｌ（の各部の回路（電源負
荷）、（９）は充電池、（１０）は回転ヘッドの位置検
出と同期して切換えられるスイッチ、　（ＩｌｌはＶ　
Ｔ　Ｒの映像回路、０２＋は増幅器である。ここで先ず
、Ｖ　ｉ’　Ｒそのものの機能として、映像回路（１１
１からの信号か、スイッチ００）により回転ヘッド＋２
１３１か磁気テープ（４１側に来てもする場合のみ記録
又は再生動作をする。

次ニ回転ヘッド（１功）Ｖ　ｉ’　Ｊ（そのものの動作
をしない時間帯かある、それは磁気テープ（４）側と反
対方向にきているときである。この反対側にきたヘッド
から、ｌｕＪ換スイッチ（ヘッドの位置検出用スイッチ
であり、ヘッドか決められた位置にきたときにＯＮ−リ
ル゛■′を繰返すように構成する）によブ ち増幅器（１２）の入力へ配線される。又一方磁気テー
プと反対側に充−池（９）からの配線の一部を近接さ充
電池（９）の回路に放電し、充電時は充電器（３）から
スイッチ（６）の（Ａ）を介して充電される。まず充電
時を考えると充電電流は、充電器（７）からスイッチ（
６）を介し配線（５）の（イ）〜（川に流れる。このと
き配線（５）（こ発生する磁界は充電電流に比例する。

この磁界を回転ヘッドで検出すると第３図のチャート図
のよう１こなる（但し充電時にはＶ　ｉ’　Ｈの本来の
機能をもたないときても回転ヘッドたけは動作させてお
く必要かある）。ます充？ｌ流が１．。

〜【、ｌの間は流れていない状態を示し、　このときは
ヘッドは回転していても配線（５）には磁界か生しない
ためＣ６には出力されない。次に１．１−Ｃ２間は充電
電流かの＋１Ａたけ流れたとすると配線（５）の磁界は
前記の＋ＬＡに対応した分たけ発生し、ヘッドで検出さ
れた電圧（電流）は増幅器（１２；で増幅され００　か
パルス状で発生する。又Ｌ２〜ｔ３の間では、充＆％ｉ
流を少し増加ぎせ■ｂ　ＡとＡｆつたと仮定すると配線
（５）の磁界も電流が増加した分、たけ増加し、　。０
には電流か増加した分だけレヘルか大きく出力される。

又第３図の条件では（３Ｃ）の最初のパルス（イ）は■
方向に始まり（ロ）の○方向で終り、この状態か繰返さ
れるか、（イ）は回転ヘッドか配線（５）の磁界中に突
入する時点であり、又（ロ）は、前記磁界から離れてい
くときである（この状態はヘッドの巻線の方向や配線（
５）の取付方向で、極性が逆になることもあり一例を示
す）。

次ｌこ充電池の放電のときのチャートを第４図に示す。

動作は充電池（９）から配線（５）を通りスイッチ（６
）の（１３）を介しＩｒ１ｌ路（８）〔負荷〕へ流れ放
電する。このさき配線（５）には、充電時と逆方向の電
流が流れるため磁界の方向か逆になり動作としては、充
電時と同一である。但し０ｏの極性は逆になる。

次に００　で出力されたパルスを用いて充電池の工２・
ルギーｈ１を表示する方法について説明する。

まず３愉により出力されるパルスをカウントし、表示す
る一例を第５図に示す。（′、は第２図の００に接続さ
れ第３図及び第４図の１″′０のパルスか加えられる。

（１３）は前記Ｌ′ｏ　（’ｉ　）のパルスの極性を判
別する回路で、これは’＋１　に発生したパルスの極性
か■か先であるか、ｅか先であるかを判別し出力ｆＡ］
にその状態に応したレベルか得られる回路（例えば■か
先の場合ヲ１−１、○が先の場合はＬとする）である。

その状態により【」１″、Ｄ（ＪＷＮ形カウンター（１
４１をカウントＬＩ　Ｐさせるか、カウント１）　Ｕ＼
〜へさせる。例えば充電時の８０　の極性の場合は、カ
ウントＵＰし、放電時の００　の極性のときは、カウン
トＩ）　ＯＷ　Ｎの方向で動作させること分 により、充電時にカラン）Ｕｌ’させた方が充電エネル
ギーであり、放電時に同一のエネルギーたけ使用できる
のであるから、同一条件によりカウント１）（ＪＷＮさ
せてやることにより残さ才］たエネルギーＭかわかる。

この表示を表示器（１５１て行１．１う。

次に、より高精度で行なう手段を第６図に示す。

Ｌｌには第２図の”ｆｌか接わ°Ｃさね、第３図及び第
４図で示したｅｆｌの波形か加えらゎる。次にピーク値
ホールド回路（１６（により０１　　の■又はｅのいず
１１かのレベルを選択（整流）し、ｔｆｌｉＢ・の最大
レベル又はそれに対応するレベル（平均値、実効値でも
よい）を、−１１，４１的にホールドし、その出力を電
圧（電流）制御発振器ｔ１７１に入力し、そのレベルに
より前記発振器め周波数を変化させる。次にこの発振器
で得られた発振周波数をＵＰ、Ｉ）　（Ｊ　Ｗ　Ｎカウ
ンター（１８）に入力し、カウント［Ｊ　ｌ’又はカウ
ントＤＯ〜′Ｎを杓なう。

又このカウントＵＰとカウントＤ　（Ｊ　Ｗ　Ｎの選択
は、極性判別回路（１９）で行ない、動作は第５図のと
きと同一であるＣ反充電、放電のときは、第２図のスイ
ッチ（６）を手動又は充電用コネクタなどに連動して動
作させるため、それらの切換時と連動してカウントＵ１
′とカウントＩ）（ハ〜Ｎの切換えを行なってもよい）
。このカウンターの出力を、表示器（２０！て表わす。

表示内容は第５図と同一である。

又０Ｉのレベルを検出する目的は、例えば急速充電舌を
行なったときは、充電電流が大きく短時間で充電でき、
弱電流で長時間充電したときと同一の充電エネルギーか
得られるため、これら同−エネルギーであるにも力）か
わらすカウントＵ　ｌ’に差かあっては高い精度か得ら
れないためである。従って電流Ｍに対応する”ｎ　（ｃ
′ｉ　）は第３図の００の図のよう（こ（イ）又は（ロ
）のピーク値か前記電流ζこ比例する。この電圧レベル
を検出ホールドし電圧（電流）　ｔｌｔ制御発振器＋１
７Ｎこ入力することにより前記電流に比例した周波数か
得られ、例えばＩＡで１６時間充電したときの０の電圧
をａ〜・とじ、その古きの電圧（電流）潤油Ｊ発振器の
発振周波数が１１１ｚ　テ、Ｌツだトｔｈ＋；ＪＩ　Ｘ
　１６　Ｘ　３６００＝　！１７，６００カウントする
ことになり、又２Ａで８時間充電したとしたら００の電
圧は２１１Ｖとなり発振周波数も２倍になり２１１７．
となる。従って２．　ｘ　８　ｘ　３６００二５７６０
０カウントとなり充電エネルギー１１１が同一であるた
め同一の表示を行なう。

次に放電時は、極性判別回路（１！ＩＩの出力（Δ）か
充電時に対し反転するため、Ｌｌ　ｌ″、１）（ＪＷＮ
カウンター（＋８１ｉ：ｔカウンタ−１３（昌〜′Ｎに
切換えられ、放電に要したエネルギー１１；に対応し減
算力育）なわれる。例えは、ＩＡで１６時間放電させる
とＩ′ｌｉｌ記計騨のように５７６００カウントとなり
このときは減算であり、この時間使用するとエネルギー
は０と４する。

但しこの場合は理想的へ充電池の場合であり、実際には
、効率を考え充電時の発振周波数と放電時の発振周波数
を０（）のレベルか同一でも少し斐える手段を必要とす
る（例えは抵抗分割にし、　。０のレベルをｃ、　　に
接続するとき充電時のレベルと放電時のレベルを変える
など）。

次にヘッドで検出されたパルスを積分し、アナログ表示
する方法を一例をあけて説明する。第７図は回路図であ
り、。ｉには第２図の００が接続され、極性判別回路（
２１）により充電時であるが、放電時であるかを検出し
く第５図Ｉの説明と同一）、その出力により接点部）を
作動させる。充電時は、）ム側（こ切換イつり、　（，
に発生したパルス＋；ｔタイオー１’　（２３＋により
整流され抵抗（２，１１と容Ｉ素子（２５］　（コンデ
ン→）−５電気工重層キャパシタ等）により積分さＩ］
、前記容トｉ素了に充電されその結果を増幅器Ｃ，，！
８＋　Ｃ高入力インピータンスのもの）により増幅し、
その出力を表示計（２！ｌ＋　（電圧計なと）で表わす
。

第８図のチャートにおいて、１０〜１′１については、
充電及び放電も行なっていない状態を示し、ヘッドから
の入力かｆ４いため、　（４、にも入力されてこｆｌい
。従って表示計（２９）の表示もＯてあり、′・１〜Ｉ
２にムると、充電′市流ＸＡ流れた状態を示す。

そのときの表示計（２！］）の表示は０７　　のパルス
毎に上昇していく。又１２〜１゛３の間は２ＸＡの電流
で充電されている状態を示しており、このときの表示は
、１．１−１２のときにくらべ２倍の大きさで」−昇し
ていく。次に　３〜４の間は、充電か完了し、放電を待
機又は使用していない状態であり、ＣＩへの入力はない
。従って表示も１゛３　点て表示された値か保持される
（表示Ｊ１に表われｆ、ｆ　＜でも、容ｉｉ素子（？５
）に記゛トシさせておき必要に応じて表示Ｒ１に表わす
ようにしてもよい）。次に　’　４　Ｊ２１．　（＆に
ついては放電時の状態を表わし、　ｆ７７には、充電時
とは位相の反転した信号か入力される。従って極性判別
回路（２１）により検出され、接点（２２）は（１〕）
の方向に１．７Ｊ換わり、容［１１素子（２５）に充′
市された工不ルキーか抵抗（２ｆｉｌにより１１１１分
されタイオード（２７］を介して徐々に放電される。こ
の状態を第８図の１′４〜′（５に示す。ここで　・１
〜５の間は　５〜　Ｇの間より（８１のパルスレ・＼ル
が小さいので客用素子の放電表示計（（２！＋１の表示
）■は少なく１′５〜１′６では大きくなる。

ｔ６以後は休止状態（Ｖ　ｉ’　Ｈを使用後）であり、
表示計（２！１１に表示されるレベルは第８図の（イ）
のレベルたけ残り、あと（イ）のレベルかＯになるまで
は充電池の使用か可能であることがわかる。同第２　ａ
ｌで示した回転ヘッドからの信号取出方法は一例であり
、ブラシ式又はロータリートランス式とも、ヘッドから
の信号取出しの方法については公知の技術を採用するこ
とかできる。

発明の効果 充電池に充電されたエイ・ルキー量により、Ｖ　ｉ’１
＜の便用時間か表示され、使用中に充電池の工不ルキー
か予期しｊＡいときになくなることかなく安心して使用
できる。又特殊なメモリー素子（例えは充電池の残存容
量をメモリーできるよう象釦子）を便用Ｉ　Ｌ　ｆ、；
　＜ても、Ｖ　ｉ’　Ｈに使用されている回転ヘッドの
一部を使用することにより信頼性も向」−でき、コスト
的にも有利となる。又回路もＩＣ化又ハマイクロコンピ
ュータの記憶回路の一部を使用するこ七かてきる等小形
化か可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転ヘッド部を示す斜視図、第２図は本発明装
置の回路図、第３図は充電時のパルス波形図、第４図は
放電時のパルス波形図、第５図はパルスの表示回路図、
第６図はパルスの表示回路の他実施例を示す回路図、第
７図はパルスをアナロク表示する回路図、第８図は充電
、放電時のパルス波形図である。 （２＋（３１・・・回転ヘッド、（５）・・配線、ｔＪ
　４１（１８１・・カウンター、（ｌｆｉｌ・・ピーク
値ホールド回路、（１７）・・電圧（電流）制御発振器
、（２５）・・・各組素子、（Ｉ　５＋　（２（ＩＩ・
・・表示器、（２！１１・・・表示計 代理人　弁理士　入　島　−公 第１凹 １ 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ０）充電池式のｖ　’ｌ’　Ｈの回転ヘッドに近接して
   、充電池からの配線の一部を設け、この配線に流オ］る
   直流電流によって牛しる磁界を前記回転ヘッドで検出し
   、表示する回路を設けたことを特徴とする充電池の残存
   容附表示装置。 （２）　　回転ヘッドにより検出された磁界を表示子る
   １１羽烙として、回転。ヘッドの回転数に対応して発生
   ずるパルス数をカウントするＵ　Ｐ　、　、　１．）　
   （Ｊ　Ｗ　Ｎ形カウンター回路を用いた特許請求の範囲
   第１項記載の充電池の残存界隈表示装置。 （３）　　１ｊＨ１転ヘツドにより検出された磁界を表
   示する「回路として、磁界の強弱による電比レベルを一
   部ホールドするピーク値ホールド回路と、前記レベルに
   より周波数を変化さぜる電比又は電流制御発振器と、充
   電時得られた発振周波数をカウンターによりカウント入
   し、次に放電時に得られたを振周波数により前記カウン
   ターでカウントさ、Ｉｔた数値よりＩ成算を行ない、こ
   の減算過程を表示する回路を設けた特許請求の範囲第１
   項記載の充電池の残ｒ７−容１１ｉ表示装置。 （４１回転ヘッドより検出された磁界を表示する回路と
   して、磁界の強弱による電圧レベル又はパルスを、充電
   時には容１１：素子に充電し、放１ｕ時には前記回転ヘ
   ッドにより検出された電圧レベルて前記容１１１素子に
   充電されたエネルギーを放７１ｉ　Ｌ、、これを、表示
   する回路を設けた特許請求の範囲第１項記載の充電池の
   残存容計表示装置。