(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラス極と、マイナス極と、前記プラス極と前記マイナス極間の電気的な絶縁を行うための絶縁体と、電池の残量を測定表示する残量表示手段とを有し、マイナス極としては電池のケースが用いられ、絶縁体としては一端に押し穴部が設けられた絶縁シートが用いられた乾電池において、前記残量表示手段は、樹脂モールドし前記プラス極と前記マイナス極に接続した発光ダイオードであり、前記押し穴部を押して発光ダイオードのマイナスリードと前記ケースとを接触させた際に発光ダイオードを可視表示させることを特徴とする残量表示機能付き乾電池。
【請求項２】
発光ダイオードは、樹脂モールド内に蛍光体を混入させた情報伝達用発光ダイオードを用いたことを特徴とする請求項１記載の残量表示機能付き乾電池。
【請求項３】
発光ダイオードは、樹脂モールドを蛍光体で被覆させた情報伝達用発光ダイオードを用いたことを特徴とする請求項１記載の残量表示機能付き乾電池。
【請求項４】
情報伝達用発光ダイオードの発光面に前記発光ダイオードの光を受けて光量を表示する樹脂板を併設したことを特徴とする請求項１乃至３記載の残量表示機能付き乾電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池に関するものであり、詳しくは電池電圧を監視し、電池残量を正確に知るための残量表示方法及び残量表示機能付き乾電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３の断面構成図に示すように、従来の乾電池においては、乾電池の残量表示は乾電池のマイナス極を構成するケース３１上に電気的な絶縁を行うための絶縁シート３２を設け、その上に銀ペースト等で作られた発熱体３３を印刷塗布し、更にその上に温度を感じて発光色が変わる感熱シート３４が取り付けられたものであり、これらの部分を総称として発光体３８と呼んでいる。発熱体３３の一端は絶縁シート３２の一部に穴を設けスルーホール３５を通じてプラス極３６の極板に接続されている。
【０００３】
このような構成において、使用者が電池の残量を知りたい際は、絶縁シート３２の一方の端に設けられた押し穴部３７の発熱体３３を黒矢印方向から押す。これによって発熱体３３とマイナス極のケース３１とが接触をし、電気的な回路が構成される。即ち、乾電池のプラス極３６から発熱体３３を通じてマイナス極に電流が流れることになる。そのためにある程度抵抗値を持たせた発熱体３３は電池の残容量に応じて発熱し、その熱によって発光体３８が発光して電池の容量が残っていることを知ることができる。当然ながら、電池の残量が無い際は発光しない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、発熱体を発熱させることにより発光体を発光させているために、数百ミリアンペアという非常に大きな電流を必要としており、それにより電池の中に蓄えられているエネルギーを浪費していた。
【０００５】
また、通常発熱体の塗布には印刷手法が多く用いられているが、この手法では塗布量にバラツキが生じやすいため、抵抗値のバラツキが生じることによる発熱状況にバラツキが多くなり、それに伴い発光状況にバラツキが多い不正確な残量表示となっていた。
【０００６】
更に、発熱させることにより発光するために、発光に必要な温度も高く、電池が熱を帯びる恐れもあった。
【０００７】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、電池のエネルギー消費を抑え、正確な残量表示を行うことができ、電池が熱を帯びることもない電池の残量表示方法及び残量表示機能付き乾電池を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、樹脂モールドした発光ダイオードをプラス極とマイナス極に接続する方法及びこれを用いた乾電池であり、これにより電池のエネルギー消費を抑え、正確な残量表示を行うことができ、電池が熱を帯びることもなく、さらには発光量の差により視覚的に乾電池の残量を知ることができる。
【０００９】
この際、発光ダイオードとしては樹脂モールド内に蛍光体を混入、もしくは樹脂モールドを蛍光体で被覆した情報伝達用発光ダイオードを用い、情報伝達用発光ダイオードの発光面に樹脂板を併設することで、エッジライジング効果により、発光量を光の線の延び具合に置き換えることで、数値表示等の応用的な表示方法も可能となり、使用者はより具体的に電池の残量を知ることができる。この構成において、使用者が乾電池の残量を知りたい際は、押し穴部を押し込むことで、表示用発光ダイオードのマイナスリードとマイナス極であるケースとが接触をし、電気的な回路が形成される。即ち、乾電池のプラス極とマイナス極間で表示用発光ダイオードに電圧が引加され、表示用発光ダイオードは発光する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態においては、電池として乾電池を用いており、絶縁体として絶縁シートを用いている。
【００１１】
図１に示す乾電池の断面構成図において、１は電池のマイナス極を構成するケース、２はプラス極、３はマイナス極であるケース１とプラス極２間の電気的な絶縁を行う絶縁シート、４は封口板、５は絶縁シート３に設けられた押し穴部、６は残量表示手段であり、具体的には絶縁シート３の外部に設けた発光ダイオードである。
【００１２】
また７は絶縁シート３の一部に設けられたスルーホールであり、このスルーホール７を通じて発光ダイオード６のプラスリード８はプラス極２の極板に接合されている。９は発光ダイオード６のマイナスリードである。
【００１３】
周知のように発光ダイオード６には、可視光域の光を放出する表示用発光ダイオードと赤外線域の光を放出する情報伝達用発光ダイオードがある。以下、それぞれの発光ダイオード６を用いた場合の動作について説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
発光ダイオード６として、表示用発光ダイオードを用いた場合の動作について、図１を用いて詳細に説明する。
【００１５】
この構成において、使用者が乾電池の残量を知りたい際は、押し穴部５を黒矢印方向即ち電池の外部から内部に向けて押し込むことで、表示用発光ダイオードのマイナスリード９とマイナス極であるケース１とが接触をし、電気的な回路が形成される。即ち、乾電池のプラス極２とマイナス極間で表示用発光ダイオードに電圧が引加され、表示用発光ダイオードは発光する。
【００１６】
一般的に乾電池は、内部のリーク電圧により、店頭表示されている際等には、徐々に容量が減じてくる特性を持っており、店頭での放置時間が長くなると初期の容量でなくなる。また一般的に乾電池は初期電圧１．５〜１．６Ｖｄｃを持っているのに対し、表示用発光ダイオードの点灯電圧は１．４Ｖｄｃ程度である。従って本構成の乾電池においては、正確で視覚的な残量表示を行うことができ、電池が熱を帯びることもないだけでなく、乾電池が長期放置されたものか否かの判定を行うことができる。
【００１７】
（実施の形態２）
発光ダイオード６として、情報伝達用発光ダイオードを用いた場合の動作について、図１を用いて詳細に説明する。
【００１８】
この構成において、使用者が乾電池の残量を知りたい際は、押し穴部５を黒矢印方向即ち電池の外部から内部に向けて押し込むことで、情報伝達用発光ダイオードのマイナスリード９とマイナス極であるケース１とが接触をし、電気的な回路が形成される。即ち、乾電池のプラス極２とマイナス極間で情報伝達用発光ダイオードに電圧が引加され、情報伝達用発光ダイオードは発光する。
【００１９】
この情報伝達用発光ダイオードは、ＧａＡｓ等の半導体で構成され安定的な特性を有しており、消費電流も１０ミリアンペア程度と少ないことが特徴であるが、本実施の形態においては、情報伝達用発光ダイオードの樹脂モールド内に蛍光体を混入していることを更なる特徴としている。これにより従来は不可視光である赤外線を発光している情報伝達用発光ダイオードにおいても可視光線を発するようにすることができ、発光による残量表示を可能とした。
【００２０】
周知のように乾電池は、乾電池内に蓄積された容量が少なくなればプラス極とマイナス極に発生する電圧は除々に低下する。一般的には、電池の容量が無くなったと言われるのは、電池電圧が０．９Ｖｄｃ以下となったときである。一方、本実施の形態に用いた情報伝達用発光ダイオードは電池電圧が０．９Ｖｄｃ程度となった際から電流が流れ始め、電圧の上昇に従って急激に電流が流れるようになるが、その電流量に応じて情報伝達用発光ダイオードの発光量は増していく。
【００２１】
即ち、乾電池の残量が少なくなれば発光量が少なくなり、０．９Ｖｄｃ以下になれば発光しない。よって使用者はこの発光量によって乾電池の残量を知ることができる。
【００２２】
また図２に示すように、情報伝達用発光ダイオード１１の発光面に併設して、例えば、やや白濁透明のエポキシ樹脂板１０を配置することで、エッジライジング効果を得ることができ、発光量を光の線の延び具合に置き換えることができる。ここで、白濁透明のエポキシ樹脂板１０を用いたのは、白濁により光の反射を増加させ、乱光源とすることでより視覚的に捉えやすくするためであり、白濁透明でなく、何らかの色や色彩としても良いことはいうまでもない。
【００２３】
この構成により、樹脂板１０の表面に光の線の延び具合に合わせて、例えば０．９Ｖｄｃから１．５Ｖｄｃの表示をしておき、どの表示の位置まで光の線が延びているかを視認することで、使用者はより具体的に電池の残量を知ることができる。
【００２４】
なお、図１・図２の断面構成図は模式的に表しているが、実際は、規格寸法となるように発光ダイオード６、樹脂板１０等が電池内に埋め込まれる構成となることはいうまでもない。
【００２５】
なおまた、本実施の形態２において、樹脂モールド内に蛍光体を混入した構成としているが、樹脂モールドを蛍光体で被覆するなどしても良いし、その方法は問わないことはいうまでもない。
【００２６】
【発明の効果】
上記実施の形態から明らかなように、本発明によれば、従来と比較してごく小さなエネルギーで、正確に、かつ視覚的に残量を表示することができ、発熱手段を持たないため電池が熱を帯びることを防止することができる。
【００２７】
また樹脂板等を用いて、発光量を光の線の延び具合に置き換えることで、数値表示等の応用的な表示方法も可能となり、使用者はより具体的に電池の残量を知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における残量表示機能付き乾電池の断面構成図
【図２】本発明の他の実施の形態における残量表示機能付き乾電池の断面構成図
【図３】従来の残量表示機能付き乾電池の断面構成図
【符号の説明】
１  ケース（マイナス極）
２  プラス極
３  絶縁体（絶縁シート）
５  押し穴
６  発光ダイオード
９  マイナスリード
１０  樹脂板
１１  情報伝達用発光ダイオード
【図１】
0003690050.tif 000002
【図２】
0003690050.tif 000003
【図３】
0003690050.tif 000004