JP3830933B2

JP3830933B2 - 非接触型再充電性電池

Info

Publication number: JP3830933B2
Application number: JP2003347068A
Authority: JP
Inventors: 敬介後藤; 直人田中
Original assignee: 敬介後藤; 直人田中
Priority date: 2003-10-06
Filing date: 2003-10-06
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2023-10-06
Also published as: JP2005117748A

Description

本発明は電気機器に装着し乾電池用として使用すると共に電磁誘導によって充電することが出来る非接触型再充電性電池に関する。

従来の乾電池型の再充電性電池（二次電池とも言う）としては、カドミウム電池やニッケル−水素電池或いはリチウム蓄電池などが市販されている。この乾電池型の二次電池を充電する場合は、専用の充電器を用意し、充電器の接点と二次電池の端子を確認してから充電が行われていた。
一方、上記の二次電池の構造と異なるものとして、電磁誘導によって充電することが出来るものがある。例えば特開昭５４−１２４２２号や実開昭５１−９５７３５号の蓄電池などが提案されている。特開昭５４−１２４２２号の構造は、蓄電池本体の電極間に、抵抗，ダイオード，入力コイルを蓄電池本体が充電される方向にのみ電流が流れるように直列に接続してなり、且つ入力コイルのみを外に出して、一回り大きな円筒容器中に封入した蓄電池である。この蓄電池は、入力コイルに高周波電流を流してやるだけで、電磁誘導で蓄電池の入力コイルに電流が流れ、この電流を蓄電池のダイオードで整流して蓄電池本体を充電することが出来るものであり、充電装置と結線することなく充電することができ、充電のためのリード線接続作業を行う必要がなく、簡単に充電作業を行うことが可能とするものである。更にその充電装置としては出力コイルを上面に接近して内蔵した高周波発信装置からなるものが使用されていた。また実開昭５１−９５７３５号の構造は、ニッケル−カドミウム電池などの密閉式素電池の外周に誘導コイルを巻回し、その回路に整流器を介在させたものを外筐に封入したものである。外部からの電磁誘導を受けることによって充電し、その充電操作を簡素化させた密閉電磁充電式電池である。
特開昭５４−１２４２２号公報実開昭５１−９５７３５号公報

しかしながら、前記二次電池を充電する場合には、必ず単１〜単３などの電池専用の各充電器を購入し使用しなければならず、且つ電池サイズが数種類の二次電池を充電する際には、サイズ毎に充電作業を行わなければならず、手間の掛るものであった。又、充電器の接点が露出しているので、湿気の多い場所で充電すると、漏電やショートする場合があると共に充電器の接点と二次電池の端子が確実に接触していないと、接触不良を起こし、充電効果が低下する恐れがあった。更に二次電池を充電する場合、プラスとマイナスの端子を間違えて充電すると、液漏れや発熱或いは破損する危険性が大きかった。しかも専用の充電器を使用して充電する場合、二次電池の形状が乾電池と同一であるため、乾電池を二次電池と間違えて充電し易く、間違えて充電すると、乾電池は発熱し、その後に破損する危険性が大きい等の問題点があった。

一方、特開昭５４−１２４２２号は、入力コイルが外に出ていると共に充電時には入力コイルを円筒容器の下端から１８０度折り曲げて前記円筒容器の横に配置させるため、使い勝手が悪く、手間が掛かり、充電状態が分からないと共に入力コイルに損傷が生じ易く、且つ見た目が悪いものであった。このため、製品化されなかったものと考えられる。
実開昭５１−９５７３５号は、整流器が固定されていないため、ゆるみが出て故障の原因になり易かった。また充電の際には専用の充電装置が必要となり、且つ充電状態が分からないものであった。

本発明は乾電池用として使用出来ると共にそれを充電する際に充電器の筒状部内に電極を気にせずにそのまま入れるだけで充電作業が行われ、且つ電池サイズに関係なく極めて簡単に充電することが可能となる非接触型再充電性電池を提供することを目的とする。尚、本発明で言う「非接触型再充電性電池」とは、充電器の接点に乾電池型二次電池の端子が接触せず、且つ充電（蓄電）機能を有した電池を指す。

本発明は上記問題点を解消するために成されたものであり、つまり、非接触型再充電性電池として、汎用乾電池と略同じ大きさで且つ絶縁性の半透明な合成樹脂で形成したケースの内部に少なくとも、二次コイルと二次電池及び充電回路とを配置させ、且つケースの一端にプラス端子を突設すると共に他端にマイナス端子を設け、更に二次コイルがケースの少なくとも中間部に設け、尚且つ充電回路に発光ダイオードを取付けると共に該発光ダイオードをプラス端子側に取付けた構造とする。また二次コイルを二次電池の外周全体に巻回し、且つ基盤に折曲可能なシート基盤を用い、その基盤にＩＣ基盤用の薄い電子部品を配置すると共に基盤を二次電池の外周に沿って取付けられたものとしても良い。

請求項１のように汎用乾電池と略同じ大きさで且つ絶縁性のケース（１）の内部には少なくとも、起電力を誘導させるための二次コイル（２）と、起電流を充電する二次電池（３）と、該二次電池（３）と二次コイル（２）に接続すると共に起電流が二次電池（３）へ充電されるための充電回路（４）とが配置され、且つケース（１）の一端にプラス端子（1a）を突設すると共に他端にマイナス端子（1b）を設け、更に二次コイル（２）がケース（１）の少なくとも中間部に設けたことにより、乾電池用として使用出来ると共にそれを充電する際に充電器本体（５）の筒状部（5a）内部に、電極を気にせずにそのまま入れるだけで充電作業が行われ、且つ電池サイズに関係なく極めて簡単に充電することが可能となると共に外周が合成樹脂で従来の乾電池とひと目で区別できるため、間違えて従来の乾電池を充電する恐れがないものとなる。従って、本発明品を充電する際、充電器（Ｂ）の接点と接触することなく充電作業が行えるため、従来の如きプラスとマイナスのセット間違いによる破損の事故がなくなり、且つ充電作業が能率化すると共に従来の如きサイズ毎の専用充電器が不要となり、１つだけ充電器（Ｂ）を用意するだけで良く、且つ従来の充電器に対しても二次電池と同様にしてセットすれば、充電出来るものとなり、極めて重宝なものとなるのである。
またケース（１）を半透明とし、充電回路（４）に発光ダイオード（4a）を取付けると共に該発光ダイオード（4a）をプラス端子（1a）側に取付けることにより、充電している間は発光ダイオード（4a）が輝くため、該発光ダイオード（4a）が点灯しているか否かをチェックするだけで充電状態が分かるものとなる。

請求項２のように二次コイル（２）が二次電池（３）の外周全体に巻回され、且つ基盤（41）が折曲可能なシート基盤であり、その基盤（41）にはＩＣ基盤用の薄い電子部品が配置されると共に基盤（41）が二次電池（３）の外周に沿って取付けられることにより、市販されている乾電池型二次電池（３）をケース（１）の内部に入れて使用出来るため、部品の共通化が可能となると共に軽量化も可能となり、安価に提供できるものとなる。しかもケース（１）を多種類の色の合成樹脂で形成すれば、カラフルな乾電池用として楽しく使用出来るものとなる。

図１〜図４は本発明の実施形態の再充電性電池（Ａ）を示す図であり、これに基づいて説明する。（１）は単１〜単４の汎用乾電池と略同じ大きさで且つ絶縁性の色付き合成樹脂で形成したケースであり、該ケース（１）は２分割されており、その一端側にはプラス端子（1a）を突設させて配置すると共に他端側にはマイナス端子（1b）を配置している。またケース（１）としては、半透明の場合には図２に示すように形成し、不透明の場合には図３に示すような発光ダイオード用のぞき穴を穿設し、且つ前記ケース（１）には、いろいろな色を用意しておくと良い。（２）はケース（１）の内部の少なくとも中間部に配置した二次コイルであり、該二次コイル（２）は後述する充電器（Ｂ）に接近した時に起電力を誘導させるためのものである。また二次コイル（２）は、図２に示すように後述する二次電池（３）の外周に巻回し、且つ中間部だけでなく外周全体に巻回させても良い。一方、図３に示すように二次コイル（２）を後述する二次電池（３）と充電回路（４）の間に配置させても良い。この時、前記二次電池（３）の下方に二次コイル（２）を配置させても良い。（３）は起電流を充電する二次電池であり、該二次電池（３）としては、市販されているニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電池などを用い、ケース（１）よりも一回り小さなものを用いると良い。（４）は起電流を二次電池（３）へ充電させるために配置した充電回路であり、該充電回路（４）に発光ダイオード（4a）をプラス端子（1a）側に取付けておくと良い。この時、発光ダイオード（4a）の保護用として抵抗（4b）を設けておくと良い。また充電回路（４）には、基盤（41）と、並列に配置したコンデンサー（42）と、直列に配置したダイオード（43）とがある（図４参照）。しかも前記充電回路（４）は二次電池（３）と二次コイル（２）に接続されていると共にケース（１）のプラス端子（1a）及びマイナス端子（1b）に接続されている。前記基盤（41）に折曲可能なシート基盤を用いた場合は、図２に示すように基盤（41）へＩＣ基盤用の薄い電子部品を配置すると共に該基盤（41）は二次電池（３）の外周に沿って取付ける。また基盤（41）としてケース（１）内部に設置できる円盤状のものに所定の部品を取付けたものとしても良い。更に前記基盤（41）はプラス端子（1a）側に設けると良い。尚、前記充電回路（４）としては、非接触型用の充電式シェーバーなどで用いられているものと同じ構造のものを使用すると良い。

図１、図５、図６は本実施形態の充電器（Ｂ）を示す図であり、これに基づいて説明する。（５）は上方が開口する円形の筒状部（5a）を有した充電器本体であり、該充電器本体（５）は絶縁性の色付き合成樹脂で形成され、前記筒状部（5a）の大きさは、その内部には単１〜単４汎用乾電池用のものを入れ易く、且つ取出し易い大きさが良い。（６）は充電器本体（５）の筒状部（5a）に内蔵した一次コイルである。（７）は充電器本体（５）の内部に配置させた高周波発振回路であり、該発振回路（７）は並列に配置したトランジスター（71）及び抵抗（72）と、直列に配置したコンデンサー（73）とから成されている。（８）は充電器本体（５）の内部に配置した整流回路であり、該整流回路（８）には、並列に配置したコンデンサー（81）と、四角形状に配置した４個のダイオード（82）とがある。（９）は充電器（Ｂ）の差込プラグである。

本発明の再充電性電池（Ａ）の使用方法について説明する。本発明は、ケース（１）の一端にプラス端子（1a）を突設すると共に他端にマイナス端子（1b）を設け、且つ汎用乾電池と略同じ大きさに形成されているので、乾電用として使用することが出来る。先ず始めに本発明品を電気機器の収納箇所に装着して使用する。次に出力電圧が低下した場合には本発明品を充電すれば良い。この時は図１、図６に示すような充電器（Ｂ）を用意し、電源を入れておく。先ず本発明品を電気機器から取外し、充電器本体（５）の筒状部（5a）内部に入れる。この場合、本発明品は電極を気にせず単に挿入するだけで良い。すると二次コイル（２）が充電器（Ｂ）の一次コイル（６）によって起電力が誘導されると共に発光ダイオード（4a）を点灯させて輝き、ケース（１）の一部が明るくなるため、充電されていることが確認できるものとなる。尚、前記ケース（１）の少なくとも中間部に二次コイル（２）が配置されているため、ケース（１）が上になっても下になっても二次コイル（２）は安定して一次コイル（６）で誘導されるものとなる。
又、本発明品を市販の充電器で充電する時には、予め電池サイズと同じ専用充電器を用意すると共に電源を入れておく。先ず本発明品のプラス端子（1a）とマイナス端子（1b）を、専用充電器の端子に合わせて接触させてセットする。そして所定の充電時間待てば良い。この時の充電時間の目安としては、一般のものと同様に０．３アンペアのものを用いると４時間〜５時間で、１．０アンペアのものを用いると１．２時間〜１．５時間である。

次に本発明の充電器（Ｂ）の使用方法について説明する。先ず差込プラグ（９）を家庭用コンセントなどに差込んで電源を入れる。その後、電圧が下がった再充電性電池（Ａ）を充電器本体（５）の筒状部（5a）内部に入れる。この時、再充電性電池（Ａ）は図６に示すように単に挿入し、例えプラス端子（1a）が上になったり或いはマイナス端子（1b）が上になったりしても気にせずに入れれば良い。この状態にしておけば、一次コイル（６）に高周波電流が流れ、電磁誘導されて二次コイル（２）に起電流を生じ、二次電池（３）が充電されるのである。この時、筒状部（5a）内部に入れるだけで充電できるため、電池サイズに関係なく充電できるものとなる。又、電磁誘導で充電される他の蓄電池でも、筒状部（5a）内部に入れるだけで、簡単に充電することが可能となる。尚、本発明の充電器（Ｂ）を使用して再充電性電池（Ａ）が充電される充電時間は、１４時間〜１６時間である。この時、本発明の再充電性電池（Ａ）を１日以上放置させた場合、本発明の充電器（Ｂ）には過充電防止機能が設けられていないが、０．１アンペア前後の微弱電流によって充電するため、高温になる心配がない。従って、筒状部（5a）内部に二次電池（３）を取り忘れて、入れたまま充電し続けても大丈夫である。また０．２アンペアのものとすれば、充電時間は７時間〜８時間となり、急速充電したい時は、アンペアを上げると共に過充電防止機能付き、又は温度コントロール機能付きの充電器（Ｂ）を用いれば良い。

本発明の再充電性電池（Ａ）は乾電池用として使用出来るため、通信機器，コンピューター，おもちゃ，音響機器，防犯グッズ等の携帯機器に幅広く使用出来るものとなる。

本発明の再充電性電池と充電器の実施形態の要部断面を示す説明図である。本実施形態の再充電性電池の要部を示す分解部品斜視図である。他の実施形態の再充電性電池の要部を示す分解部品斜視図である。本実施形態の再充電性電池の配線図である。本実施形態の充電器の配線図である。本発明の使用状態を示す説明図である。

符号の説明

１ケース
1a プラス端子
1b マイナス端子
２二次コイル
３二次電池
４充電回路
4a 発光ダイオード
41 基盤
42 コンデンサー
43 ダイオード

Claims

汎用乾電池と略同じ大きさで且つ絶縁性の半透明な合成樹脂で形成したケース（１）の内部には少なくとも、起電力を誘導させるための二次コイル（２）と、起電流を充電する二次電池（３）と、該二次電池（３）と前記二次コイル（２）に接続すると共に起電流が前記二次電池（３）へ充電されるための充電回路（４）とが配置され、且つ前記ケース（１）の一端にプラス端子（1a）を突設すると共に他端にマイナス端子（1b）を設け、更に前記二次コイル（２）が前記ケース（１）の少なくとも中間部に設け、尚且つ前記充電回路（４）に発光ダイオード（4a）を取付けると共に該発光ダイオード（4a）を前記プラス端子（1a）側に取付けたことを特徴とする非接触型再充電性電池。
前記二次コイル（２）が前記二次電池（３）の外周全体に巻回され、且つ前記基盤（41）が折曲可能なシート基盤であり、その基盤（41）にはコンデンサー（42），ダイオード（43）のＩＣ基盤用の薄い電子部品が配置されると共に前記基盤（41）が前記二次電池（３）の外周に沿って取付けられた請求項１記載の非接触型再充電性電池。