(57)【要約】【課題】防爆規格を満たしつつ機器の動作状態を維持したまま電池の交換を行うことが可能な電池収納構造、及びこの電池収納構造を備える防爆機器を提供する。【解決手段】電池パックＢＰ１，ＢＰ２を個別に収納可能な収納スロットＡ１，Ａ２と、収納スロットＡ１，Ａ２に対する電池パックＢＰ１，ＢＰ２の着脱方向と交差する軸（支点ＡＸ）の周りで揺動可能に支持され、収納スロットＡ１に収納される電池パックＢＰ１が当接する端部Ｅ１と、収納スロットＡ２に収納される電池パックＢＰ２が当接する端部Ｅ２とを有し、収納スロットＡ１，Ａ２のうちの何れか一方に収納されるべき電池パックが端部Ｅ１，Ｅ２のうちの何れか一方に当接した状態で押し込まれることにより、端部Ｅ１，Ｅ２のうちの何れか他方に当接する収納スロットＡ１，Ａ２のうちの何れか他方に収納されている電池パックを排出するように揺動するシーソー４０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池を収納する電池収納構造であって、
電池を個別に収納可能な第１，第２収納部と、
前記第１，第２収納部に対する電池の着脱方向と交差する軸の周りで揺動可能に支持され、前記第１収納部に収納される電池が当接する第１端部と、前記第２収納部に収納される電池が当接する第２端部とを有し、前記第１，第２収納部のうちの何れか一方の収納部に収納されるべき電池が前記第１，第２端部のうちの何れか一方の端部に当接した状態で押し込まれることにより、前記第１，第２端部のうちの何れか他方の端部に当接する前記第１，第２収納部のうちの何れか他方の収納部に収納されている電池を排出するように揺動する揺動部材と
を備えることを特徴とする電池収納構造。
【請求項２】
前記軸は、前記第１，第２収納部の一端部から前記第１，第２収納部に収納されるべき電池が押し込まれる方向にずれた位置に設定されており、
前記揺動部材は、前記軸が前記第１端部と前記第２端部との間を通るように設定されている
ことを特徴とする請求項１記載の電池収納構造。
【請求項３】
前記軸は、前記第１収納部と前記収納部２との間の位置に設定されており、
前記揺動部材は、前記軸が前記第１端部と前記第２端部とを結ぶ直線上からずれた位置に設定されている
ことを特徴とする請求項１記載の電池収納構造。
【請求項４】
前記第１収納部に収納される電池の電極に接する一対の第１電極部材と、
前記第２収納部に収納される電池の電極に接する一対の第２電極部材とを備えており、
前記揺動部材は、前記第１収納部に収納される電池が前記一対の第１電極部材の双方に接すると同時に前記第２収納部に収納される電池が前記一対の第２電極部材の双方に接することがないようにされている
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の電池収納構造。
【請求項５】
防爆規格を満たすように設計された防爆機器であって、
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の電池収納構造を備えることを特徴とする防爆機器。
【請求項６】
防爆規格を満たすように設計された防爆機器であって、
請求項４記載の電池収納構造と、
前記電池収納構造とは分離された基板収納室と、
前記基板収納室内に収納され、前記第１，第２電極部材を介して供給される電力により動作する回路基板と、
前記第１，第２電極部材と前記回路基板とに接続されたコンデンサと
を備えることを特徴とする防爆機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を収納する電池収納構造、及びこの電池収納構造を備える防爆機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラントや工場においては、差圧伝送器や温度伝送器等のセンサ機器、流量制御弁や開閉弁等のバルブ機器、ファンやモータ等のアクチュエータ機器、その他のフィールド機器が多数設置されている。従来のフィールド機器は、プラント等に敷設された有線の通信バスに接続され、各種信号の送受信を有線通信により行うものが一般的であったが、近年では、各種信号の送受信を無線通信により行うフィールド機器（無線フィールド機器）が実現されている。
【０００３】
このような無線フィールド機器は、基本的に単独でプラント等に設置され、外部からの電力供給（例えば、通信バスを介した電力供給）を受けることができないため、電源として電池が用いられる。ここで、プラント等では可燃性のガスが用いられる場合があるため、無線フィールド機器は、防爆規格（本質安全防爆規格）を満たすように、回路基板が収納される基板収納エリアと電池が収納される電池収納エリアとが隔壁によって分離されており、基板収納エリアを露出させることなく電池収納エリアに収納される電池が交換可能に設計されている。また、無線フィールド機器で用いられる電池は、防爆規格を満たす電池パックに収納されるのが殆どであり、電池パックに収納された状態で交換が行われる。
【０００４】
具体的に、無線フィールド機器に収納された電池パックの交換は、以下の手順で行われる。まず、無線フィールド機器に設けられている蓋を取り外して電池収納エリアを露出させる。次に、電池収納エリアに収納されている電池パックを引き抜いて取り出した後に、新たな電池パックを電池収納エリアに押し込んで収納する。最後に、取り外した蓋を無線フィールド機器に取り付けて電池収納エリアを密閉することにより、電池パックの交換が終了する。尚、以下の非特許文献１には、従来の無線フィールド機器で用いられる電池パック及びその交換方法が開示されている。また、以下の非特許文献２には、電池に関する防爆規格が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】山本周二，他３名，「世界初ＩＳＡ１００．１１ａ準拠無線フィールド機器」，横河技報，Ｖｏｌ．５３，Ｎｏ．２，２０１０
【非特許文献２】「工場電気設備防爆指針（国際規格に適合した技術指針２００８）」，ＪＮＩＯＳＨ−ＴＲ−ＮＯ．４３，２００８，ｐ．１７−１９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来の電池パックの交換方法は、電池収納エリアに収納されている電池パックを取り出した後で新たな電池パックを電池収納エリアに収納する必要があることから、電池パックの交換に数秒〜数分程度の時間を要する。電池パックの交換が行われている数秒〜数分程度の間は無線フィールド機器に対する電源供給が行われないため、無線フィールド機器は動作停止状態になって無線ネットワークから切断されてしまうという問題がある。
【０００７】
ここで、電池収納エリアに収納されている電池パック（交換対象の電池パック）に対して新たな電池パックを並列接続可能な構成とし、交換対象の電池パックに対して新たな電池パックを並列接続した後で交換対象の電池パックを取り出すようにすれば、電池の交換時も電源供給が行われるため、上記の問題は解消されるとも考えられる。しかしながら、複数の電池パックを並列接続することは防爆規格で禁止されている。仮に、複数の電池パックの並列接続が許容されたとしても、並列接続された電池パックの数の分だけ電流供給能力が増大するため、防爆規格を満たすように回路基板を再設計する必要が生ずる虞が考えられる。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、防爆規格を満たしつつ機器の動作状態を維持したまま電池の交換を行うことが可能な電池収納構造、及びこの電池収納構造を備える防爆機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の電池収納構造は、電池を収納する電池収納構造であって、電池（Ｂ１、Ｂ２、ＢＰ１、ＢＰ２）を個別に収納可能な第１，第２収納部（Ａ１、Ａ２）と、前記第１，第２収納部に対する電池の着脱方向と交差する軸（ＡＸ）の周りで揺動可能に支持され、前記第１収納部に収納される電池が当接する第１端部（Ｅ１）と、前記第２収納部に収納される電池が当接する第２端部（Ｅ２）とを有し、前記第１，第２収納部のうちの何れか一方の収納部に収納されるべき電池が前記第１，第２端部のうちの何れか一方の端部に当接した状態で押し込まれることにより、前記第１，第２端部のうちの何れか他方の端部に当接する前記第１，第２収納部のうちの何れか他方の収納部に収納されている電池を排出するように揺動する揺動部材（４０、８０）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、第１，第２収納部のうちの何れか一方の収納部に収納されるべき電池が揺動部材の第１，第２端部のうちの何れか一方の端部に当接した状態で押し込まれると、揺動部材が、第１，第２端部のうちの何れか他方の端部に当接する第１，第２収納部のうちの何れか他方の収納部に収納されている電池を排出するように揺動する。
また、本発明の電池収納構造は、前記軸が、前記第１，第２収納部の一端部から前記第１，第２収納部に収納されるべき電池が押し込まれる方向にずれた位置に設定されており、前記揺動部材が、前記軸が前記第１端部と前記第２端部との間を通るように設定されていることを特徴としている。
或いは、本発明の電池収納構造は、前記軸が、前記第１収納部と前記収納部２との間の位置に設定されており、前記揺動部材が、前記軸が前記第１端部と前記第２端部とを結ぶ直線上からずれた位置に設定されていることを特徴としている。
また、本発明の電池収納構造は、前記第１収納部に収納される電池の電極（Ｔ１，Ｔ２、Ｔ１１，Ｔ１２）に接する一対の第１電極部材（２０、２１ａ，２１ｂ、６１，６２、７１ａ，７２ａ）と、前記第２収納部に収納される電池の電極（Ｔ１，Ｔ２、Ｔ１１，Ｔ１２）に接する一対の第２電極部材（２０、２２ａ，２２ｂ、６１，６２、７１ｂ，７２ｂ）とを備えており、前記揺動部材が、前記第１収納部に収納される電池が前記一対の第１電極部材の双方に接すると同時に前記第２収納部に収納される電池が前記一対の第２電極部材の双方に接することがないようにされていることを特徴としている。
本発明の防爆機器は、防爆規格を満たすように設計された防爆機器（１）であって、什器の何れかに記載の電池収納構造を備えることを特徴としている。
或いは、本発明の防爆機器は、防爆規格を満たすように設計された防爆機器（１）であって、上記の電池収納構造と、前記電池収納構造とは分離された基板収納室（Ｒ２）と、前記基板収納室内に収納され、前記第１，第２電極部材を介して供給される電力により動作する回路基板（３０）と、前記第１，第２電極部材と前記回路基板とに接続されたコンデンサ（Ｃ）とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１，第２収納部のうちの何れか一方の収納部に収納されるべき電池が第１，第２端部のうちの何れか一方の端部に当接した状態で押し込まれることにより、第１，第２端部のうちの何れか他方の端部に当接する第１，第２収納部のうちの何れか他方の収納部に収納されている電池を排出するように揺動する揺動部材を備えており、電池交換を短時間で行うことができるため、防爆規格を満たしつつ機器の動作状態を維持したまま電池の交換を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態による電池収納構造及び防爆機器を簡略化して示す平面透視図である。
【図２】同電池収納構造及び防爆機器を簡略化して示す正面透視図である。
【図３】同電池収納構造及び防爆機器を簡略化して示す右側面透視図である。
【図４】図１〜図３に示す状態の防爆機器及び電池パックの等価回路である。
【図５】本発明の第１実施形態による防爆機器の電池交換方法を説明するための平面透視図である。
【図６】同電池交換方法を説明するための回路図である。
【図７】本発明の第２実施形態による電池収納構造を簡略化して示す正面透視図である。
【図８】同電池収納構造を簡略化して示す左側面透視図である。
【図９】本発明の第３実施形態による電池収納構造を簡略化して示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態による電池収納構造及び防爆機器について詳細に説明する。
【００１３】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による電池収納構造及び防爆機器を簡略化して示す平面透視図であり、図２は、同電池収納構造及び防爆機器を簡略化して示す正面透視図であり、図３は、同電池収納構造及び防爆機器を簡略化して示す右側面透視図である。尚、図１〜図３に示す防爆機器１は、防爆規格を満足するように設計された機器であり、例えば差圧伝送器や温度伝送器等のセンサ機器、流量制御弁や開閉弁等のバルブ機器、ファンやモータ等のアクチュエータ機器、その他のプラントや工場に設置されるフィールド機器である。
【００１４】
図１〜図３に示す通り、本実施形態の防爆機器１は、筐体１０、貫通電極２０、回路基板３０、及びシーソー４０（揺動部材）を備えており、電池パックＢＰ１，ＢＰ２の何れか一方を筐体１０内に収納し、筐体１０内に収納された電池パック（電池パックＢＰ１，ＢＰ２の何れか一方）から回路基板３０に電力が供給されることによって動作する。尚、図１〜図３に図示している防爆機器１は、正面に取り付けられるカバー（図示省略）が筐体１０から取り外されて、電池パックＢＰ１，ＢＰ２の交換が行われる状態のものである。このため、図１〜図３では、電池パックＢＰ１，ＢＰ２の双方が筐体１０内に挿入されているが、不図示のカバーが防爆機器１の正面に取り付けられた状態では、電池パックＢＰ１，ＢＰ２の何れか一方のみが筐体１０に収納される。
【００１５】
ここで、電池パックＢＰ１，ＢＰ２は、防爆規格を満たすように、電池（例えば、塩化チオニルリチウム電池等の自己放電が極めて少ない一次電池）を、合成樹脂によって形成された箱形形状のケースに収納したものである。この電池パックＢＰ１，ＢＰ２の一端面には、貫通電極２０（具体的には、一対の貫通電極２１ａ，２１ｂ或いは一対の貫通電極２２ａ，２２ｂ）と接触する一対の電極（プラス電極Ｔ１及びマイナス電極Ｔ２：図４参照）が設けられている。尚、本実施形態では、電池パックＢＰ１，ＢＰ２の形状が箱形形状である場合を例に挙げて説明するが、電池パックＢＰ１，ＢＰ２の形状は、他の形状（例えば、円柱形状）であっても良い。
【００１６】
筐体１０は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ：Steel Use Stainless）や合成樹脂によって形成された中空箱形形状の部材であり、防爆規格を満たすように、その内部が隔壁１１によって電池収納室Ｒ１と基板収納室Ｒ２とに分離されている。尚、本実施形態では、筐体１０の形状が中空箱形形状である場合を例に挙げて説明するが、筐体１０の形状は中空箱形形状に限られず、他の形状（例えば、中空円柱形状）であっても良い。
【００１７】
電池収納室Ｒ１は、電池パックＢＰ１，ＢＰ２の何れか一方を収納する収納室であり、電池パックＢＰ１を収納可能な収納スロットＡ１（第１収納部）と、電池パックＢＰ２を収納可能な収納スロットＡ２（第２収納部）とを備える。また、電池収納室Ｒ１は、隔壁１１が設けられている側とは反対の側が開口部ＯＰとされており、この開口部ＯＰを介して電池パックＢＰ１，ＢＰ２の着脱（電池収納室Ｒ１への電池パックＢＰ１，ＢＰ２の挿入、及び電池収納室Ｒ１からの電池パックＢＰ１，ＢＰ２の取り出し）が可能である。尚、電池パックＢＰ１が収納スロットＡ１に収納されている場合、又は電池パックＢＰ２が収納スロットＡ２に収納されている場合には、上述した不図示のカバーが開口部ＯＰに取り付けられ、電池収納室Ｒ１は、密閉されて外気から遮断された状態になる。
【００１８】
基板収納室Ｒ２は、回路基板３０を収納する収納室であり、隔壁１１によって密閉されて外気から遮断されている。つまり、電池収納室Ｒ１の開口部ＯＰに取り付けられている不図示のカバーが取り外されて、電池収納室Ｒ１が露出した状態になったとしても、基板収納室Ｒ２は隔壁１１により密閉されているため、外気が電池収納室Ｒ１を介して基板収納室Ｒ２に侵入することはない。このように、基板収納室Ｒ２を密閉して外気から遮断するのは、正常な状態だけでなく、予想される事故時にも、基板収納室Ｒ２に収納された回路基板３０が可燃性ガスの点火源にならないようにするためである。
【００１９】
貫通電極２０は、隔壁１１を貫通するように設けられた電極であり、電池収納室Ｒ１に収納される電池パックＢＰ１，ＢＰ２の電極に接することによって、電池パックＢＰ１，ＢＰ２の電力を、基板収納室Ｒ２に収納された回路基板３０に供給するものである。具体的に、貫通電極２０は、収納スロットＡ１に収納される電池パックＢＰ１の一対の電極に接するように配設された一対の貫通電極２１ａ，２１ｂ（第１電極部材）と、収納スロットＡ２に収納される電池パックＢＰ２の一対の電極に接するように配設された一対の貫通電極２２ａ，２２ｂ（第２電極部材）とを備える。
【００２０】
ここで、貫通電極２１ａ及び貫通電極２２ａは、電池パックＢＰ１，ＢＰ２のプラス電極Ｔ１（図４参照）にそれぞれ接する電極であり、貫通電極２１ｂ及び貫通電極２２ｂは、電池パックＢＰ１，ＢＰ２のマイナス電極Ｔ２（図４参照）にそれぞれ接する電極である。貫通電極２１ａ及び貫通電極２２ａは、回路基板３０の電源入力端子Ｔ０（図４参照）に接続されており、貫通電極２１ｂ及び貫通電極２２ｂは、接地又は回路基板３０の共通電位（回路コモン）に接続されている。尚、電池パックＢＰ１，ＢＰ２のプラス電極Ｔ１とマイナス電極Ｔ２との位置関係が逆である場合には、貫通電極２１ａと貫通電極２１ｂとの位置関係及び貫通電極２２ａと貫通電極２２ｂとの位置関係も逆になる。
【００２１】
回路基板３０は、防爆機器１の機能を実現するための回路が形成された基板であり、基板収納室Ｒ２に収納されて、貫通電極２０を介して供給される電力により動作する。この回路基板３０には、例えば、温度や圧力等を測定する回路、流体の流量を制御する回路、ファンやモータ等の回転数を制御する回路、或いは有線又は無線により通信を行う回路等の各種の回路が形成されている。
【００２２】
シーソー４０は、シーソー部材４１とスペーサ４２ａ，４２ｂとを備えており、電池パックＢＰ１，ＢＰ２の何れか一方が収納スロットＡ１，Ａ２の何れか一方に押し込まれたときに、収納スロットＡ１，Ａ２の何れか他方に収納されている電池パックＢＰ１，ＢＰ２の何れか他方を排出する方向に揺動するよう構成されている。このシーソー４０は、防爆機器１の動作状態を維持したまま電池パックＢＰ１，ＢＰ２の交換を可能とするために設けられる。
【００２３】
シーソー部材４１は、隔壁１１に形成された凹部１２に取り付けられた支点ＡＸ（収納スロットＡ１，Ａ２に対する電池パックＢＰ１，ＢＰ２の着脱方向と交差する軸）の周りで揺動可能に支持された棒状の部材である。このシーソー部材４１は、一方の腕の端部が収納スロットＡ１内に配置され、或いは他方の腕の端部が収納スロットＡ２内に配置される。これにより、シーソー４０は、一方の端部Ｅ１（第１端部）が収納スロットＡ１に収納される電池パックＢＰ１に当接し、或いは他方の端部Ｅ２（第２端部）が収納スロットＡ２に収納される電池パックＢＰ２に当接するようにされている。
【００２４】
尚、シーソー部材４１を支持する支点ＡＸは、隔壁１１の凹部１２に取り付けられていることから、収納スロットＡ１，Ａ２の一端部から電池パックＢＰ１，ＢＰ２が押し込まれる方向にずれた位置に取り付けられているということができる。また、シーソー４０は、端部Ｅ１と端部Ｅ２との間が支点ＡＸによって支持されていることから、上記の軸が端部Ｅ１と端部Ｅ２との間を通るように設定されているということができる。尚、隔壁１１の凹部１２は、電池パックＢＰ１，ＢＰ２が挿入されたときのシーソー４０の揺動を妨げないように形成されている。
【００２５】
スペーサ４２ａ，４２ｂは、収納スロットＡ１，Ａ２に挿入される電池パックＢＰ１，ＢＰ２と貫通電極２０との距離を調整するために設けられる。スペーサ４２ａは、シーソー部材４１の一方の端部（端部Ｅ１）において電池パックＢＰ１が当接する部分に取り付けられ、スペーサ４２ｂは、シーソー部材４１の他方の端部（端部Ｅ２）において電池パックＢＰ２が当接する部分に取り付けられる。具体的に、スペーサ４２ａ，４２ｂは、収納スロットＡ１に収納される電池パックＢＰ１が貫通電極２１ａ，２１ｂに接すると同時に収納スロットＡ２に収納される電池パックＢＰ２が貫通電極２２ａ，２２ｂに接することがないようにするものである。つまり、スペーサ４２ａ，４２ｂは、回路基板３０に対して電池パックＢＰ１，ＢＰ２が並列接続されることがないようにするものである。
【００２６】
図４は、図１〜図３に示す状態の防爆機器及び電池パックの等価回路である。図４に示す通り、電池パックＢＰ１，ＢＰ２は、電池５１、抵抗５２、及びダイオード５３をそれぞれ備える。電池５１は、電池パックＢＰ１，ＢＰ２の箱形形状のケースに収納された電池（例えば、塩化チオニルリチウム電池等の一次電池）であり、正極が抵抗５２に接続され、負極が電池パックＢＰ１，ＢＰ２のマイナス電極Ｔ２に接続される。抵抗５２は、過電流を防止するための電流制限抵抗であり、電池５１とダイオード５３との間に設けられる。ダイオード５３は、電流が電池５１に流れ込むのを防止するために設けられた逆流防止用ダイオードであり、アノード電極が抵抗５２に接続され、カソード電極が電池パックＢＰ１，ＢＰ２のプラス電極Ｔ１に接続される。尚、抵抗５２及びダイオード５３は、電池５１とともに電池パックＢＰ１，ＢＰ２の箱形形状のケースに収納される。
【００２７】
防爆機器１に設けられる貫通電極２１ａ及び貫通電極２２ａは、回路基板３０の電源入力端子Ｔ０に接続されている。これに対し、貫通電極２１ｂ及び貫通電極２２ｂは、接地又は回路基板３０の共通電位（回路コモン）に接続されている。また、貫通電極２１ａ及び貫通電極２２ａと回路基板３０の電源入力端子Ｔ０との接続点には、コンデンサＣが接続されている。このコンデンサＣは、電池パックＢＰ１，ＢＰ２によって充電されて、回路基板３０の電源入力端子Ｔ０に印加される電圧を保持するためのものである。
【００２８】
詳細は後述するが、電池パックＢＰ１，ＢＰ２の交換時には、一時的に、電池パックＢＰ１が貫通電極２１ａ，２１ｂに接しておらず、且つ、電池パックＢＰ２が貫通電極２２ａ，２２ｂに接していない状態になって、電池パックＢＰ１，ＢＰ２から回路基板３０への電力供給が行われない状態が生ずる。このような状態が生じても、コンデンサＣによって回路基板３０の電源入力端子Ｔ０に印加される電圧を保持することで、防爆機器１の動作状態を維持するようにしている。尚、コンデンサＣの容量は、回路基板３０の消費電力と電池パックＢＰ１，ＢＰ２の交換に要する時間とを考慮して設定される。ここで、回路基板３０の内部に蓄えられている電力によって防爆機器１の動作状態を維持することができるのであれば、コンデンサＣを省略することは可能である。但し、防爆機器１の動作状態を確実に維持するためには、回路基板３０の外部にコンデンサＣを設けるのが好ましい。
【００２９】
図４中のスイッチＳＷ１は、電池パックＢＰ１に設けられたプラス電極Ｔ１及びマイナス電極Ｔ２と防爆機器１に設けられた貫通電極２１ａ，２１ｂとの接続関係を示す仮想的なスイッチである。また、スイッチＳＷ２は、電池パックＢＰ２に設けられたプラス電極Ｔ１及びマイナス電極Ｔ２と防爆機器１に設けられた貫通電極２２ａ，２２ｂとの接続関係を示す仮想的なスイッチである。
【００３０】
スイッチＳＷ１は、電池パックＢＰ１のプラス電極Ｔ１及びマイナス電極Ｔ２が貫通電極２１ａ，２１ｂにそれぞれ接していない状態ではオフ状態であり、電池パックＢＰ１のプラス電極Ｔ１及びマイナス電極Ｔ２が貫通電極２１ａ，２１ｂにそれぞれ接することによってオン状態になる。同様に、スイッチＳＷ２は、電池パックＢＰ２のプラス電極Ｔ１及びマイナス電極Ｔ２が貫通電極２２ａ，２２ｂにそれぞれ接していない状態ではオフ状態であり、電池パックＢＰ２のプラス電極Ｔ１及びマイナス電極Ｔ２が貫通電極２２ａ，２２ｂにそれぞれ接することによってオン状態になる。
【００３１】
図１〜図３に示す状態では、電池パックＢＰ１のプラス電極Ｔ１及びマイナス電極Ｔ２が貫通電極２１ａ，２１ｂに接しておらず、電池パックＢＰ２のプラス電極Ｔ１及びマイナス電極Ｔ２が貫通電極２２ａ，２２ｂに接している。このため、図１〜図３に示す状態は、図４に示す通り、スイッチＳＷ１がオフ状態になり、スイッチＳＷ２がオン状態になっている回路と等価であり、電池パックＢＰ２からの電力が回路基板３０に供給される。
【００３２】
次に、上記構成における防爆機器１の電池パックＢＰ１，ＢＰ２の交換方法について説明する。図５は、本発明の第１実施形態による防爆機器の電池交換方法を説明するための平面透視図であり、図６は、同電池交換方法を説明するための回路図である。尚、以下では、電池収納室Ｒ１の収納スロットＡ１に収納されている電池パックＢＰ１を、収納スロットＡ２の電池パックＢＰ２に交換する場合を例に挙げて説明する。
【００３３】
まず、電池パックＢＰ１，ＢＰ２の交換作業を行う作業者が、防爆装置１の正面に設けられた不図示のカバーを取り外して防爆装置１の電池収納室Ｒ１を露出させる。すると、収納スロットＡ１に収納されている状態の電池パックＢＰ１が現れる。次に、作業者は、新たな電池パックＢＰ２を用意し、開口部ＯＰから電池収納室Ｒ１の収納スロットＡ２に対して新たな電池パックＢＰ２を挿入させる。
【００３４】
作業者が収納スロットＡ２に挿入された電池パックＢＰ２を押し込むと、図５（ａ）に示す通り、電池パックＢＰ２がシーソー４０の端部Ｅ２に当接した状態になる。但し、図５（ａ）に示す状態では、電池パックＢＰ２の電極（プラス電極Ｔ１及びマイナス電極Ｔ２：図４参照）が、貫通電極２２ａ，２２ｂに接していないため、図６（ａ）に示す通り、スイッチＳＷ２はオフ状態である。このため、図５（ａ）に示す状態では、電池パックＢＰ１から回路基板３０への電力供給が継続され、電池パックＢＰ２から回路基板３０への電力供給は行われない。
【００３５】
作業者が、収納スロットＡ２に挿入された電池パックＢＰ２を図５（ａ）に示す状態から更に押し込むと、電池パックＢＰ２に端部Ｅ２が当接しているシーソー４０は、支点ＡＸを中心として時計回り方向に揺動する。すると、シーソー４０の端部Ｅ１が当接している電池パックＢＰ１は、作業者が電池パックＢＰ２を押し込む力と同程度の力で、電池パックＢＰ２の押し込み方向とは反対方向に押し出され、電池パックＢＰ１は貫通電極２１ａ，２１ｂから離間する。
【００３６】
これにより、図５（ｂ）示す通り、電池パックＢＰ１が貫通電極２１ａ，２１ｂに接しておらず、且つ、電池パックＢＰ２が貫通電極２２ａ，２２ｂに接していない状態になり、図６（ｂ）に示す通り、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が共にオフ状態になる。この図５（ｂ）に示す状態では、電池パックＢＰ１，ＢＰ２から回路基板３０への電力供給は行われないが、電池パックＢＰ１により充電されたコンデンサＣによって回路基板３０の電源入力端子Ｔ０に印加される電圧が保持される。このため、図５（ｂ）に示す状態になる時間が短時間（例えば、０．５秒以内）であれば、防爆機器１の動作状態は維持される。
【００３７】
作業者が、収納スロットＡ２に挿入された電池パックＢＰ２を図５（ｂ）に示す状態から更に押し込むと、電池パックＢＰ２に端部Ｅ２が当接しているシーソー４０は、支点ＡＸを中心として時計回り方向に更に揺動する。すると、作業者により押し込まれている電池パックＢＰ２は、電極（プラス電極Ｔ１及びマイナス電極Ｔ２：図４参照）が、貫通電極２２ａ，２２ｂに接した状態になり、シーソー４０により押し出されている電池パックＢＰ１は更に押し出された状態になる。
【００３８】
これにより、図５（ｃ）示す通り、電池パックＢＰ２が貫通電極２２ａ，２２ｂに接している一方で、電池パックＢＰ１が貫通電極２１ａ，２１ｂに接していない状態になり、図６（ｃ）に示す通り、スイッチＳＷ１はオフ状態のままでスイッチＳＷ２がオン状態になる。この図５（ｃ）に示す状態になると、電池パックＢＰ１に代わって電池パックＢＰ２から回路基板３０への電力供給が行われる。
【００３９】
以上の作業を行うと、電池パックＢＰ２は、電池収納室Ｒ１の収納スロットＡ２に収納された状態になる。最後に、作業者が、シーソー４０によって押し出された電池パックＢＰ１を電池収納室Ｒ１から取り出し、不図示のカバーを電池収納室Ｒ１の開口部ＯＰに取り付けて電池収納室Ｒ１を密閉することにより、電池パックＢＰ１，ＢＰ２の交換作業が終了する。
【００４０】
以上の通り、本実施形態の防爆機器１は、電池パックＢＰ１，ＢＰ２の何れか一方が収納スロットＡ１，Ａ２の何れか一方に押し込まれたときに、収納スロットＡ１，Ａ２の何れか他方に収納されている電池パックＢＰ１，ＢＰ２の何れか他方を排出する方向に揺動するよう構成されたシーソー４０を備えており、交換対象の電池パックの取り出しと、新たな電池パックの収納とを同時に行うことができるため、電池パックの交換作業を短時間で行うことができる。これにより、防爆機器１の動作状態を維持したまま電池パックの交換を行うことができる。
【００４１】
また、シーソー４０は、収納スロットＡ１に収納される電池パックＢＰ１が貫通電極２１ａ，２１ｂに接すると同時に収納スロットＡ２に収納される電池パックＢＰ２が貫通電極２２ａ，２２ｂに接することがないようにされているため、電池パックＢＰ１，ＢＰ２の並列接続を禁止する防爆規格も満たされる。ここで、回路基板３０の電源入力端子Ｔ０に印加される電圧を保持するコンデンサＣを設けているため、電池パックＢＰ１が貫通電極２１ａ，２１ｂに接しておらず、且つ、電池パックＢＰ２が貫通電極２２ａ，２２ｂに接していない状態になっても、電池パックＢＰ１，ＢＰ２の交換が短時間（例えば、０．５秒以内）で行われる限りは、防爆機器１の動作状態を維持することができる。
【００４２】
〔第２実施形態〕
図７は、本発明の第２実施形態による電池収納構造を簡略化して示す正面透視図であり、図８は、同電池収納構造を簡略化して示す左側面透視図である。尚、図７，８においては、図１〜図３に示した構成に相当する構成については同一の符号を付してある。上述した第１実施形態の電池収納構造は、箱形形状のケースに電池５１が収納された電池パックＢＰ１，ＢＰ２の何れか一方を収納するものであったが、本実施形態の電池収納構造は、ケースに収納されていない電池Ｂ１，Ｂ２の何れか一方をそのまま収納するものである。
【００４３】
電池Ｂ１，Ｂ２は、例えば単一型（Ｄサイズ）の一次電池である。具体的に、電池Ｂ１，Ｂ２は、一方の端面の中央部にプラス電極Ｔ１１が形成されるとともに、他方の端面の中央部にマイナス電極Ｔ１２が形成された略円柱形状の電池である。この電池Ｂ１，Ｂ２としては、電池パックＢＰ１，ＢＰ２に収納される電池と同様に、塩化チオニルリチウム電池等の自己放電が極めて少ない一次電池を用いることができる。
【００４４】
図７，図８に示す通り、本実施形態の電池収納構造は、収納ケース６０とシーソー４０とを備える。収納ケース６０は、例えばステンレス鋼や合成樹脂によって形成され、上面が開口部ＯＰ１とされた中空箱形形状の部材である。尚、収納ケース６０の底面には、シーソー４０が配置された位置に対応する位置に、シーソー４０の揺動を可能にするための開口部（図示省略）が形成されている。この収納ケース６０は、電池Ｂ１を収納可能な収納スロットＡ１と、電池Ｂ２を収納可能な収納スロットＡ２とを備えており、電池Ｂ１，Ｂ２の何れか一方を収納する。
【００４５】
収納ケース６０の正面側の内壁には、収納スロットＡ１，Ａ２に跨って延在するプラス電極６１が設けられている。また、収納ケース６０の背面側の内壁には、収納スロットＡ１，Ａ２に対応する２つのマイナス電極コイルスプリング６２が設けられている。上記のプラス電極６１及び収納スロットＡ１に対応するマイナス電極コイルスプリング６２は、収納スロットＡ１に収納される電池Ｂ１のプラス電極Ｔ１１及びマイナス電極Ｔ１２にそれぞれ接する一対の電極部材（第１電極部材）である。また、上記のプラス電極６１及び収納スロットＡ２に対応するマイナス電極コイルスプリング６２は、収納スロットＡ２に収納される電池Ｂ２のプラス電極Ｔ１１及びマイナス電極Ｔ１２にそれぞれ接する一対の電極部材（第２電極部材）である。
【００４６】
シーソー４０は、収納ケース６０の下部に配置されており、電池Ｂ１，Ｂ２の何れか一方が収納スロットＡ１，Ａ２の何れか一方に押し込まれたときに、収納スロットＡ１，Ａ２の何れか他方に収納されている電池Ｂ１，Ｐ２の何れか他方を排出する方向に揺動するよう構成されている。具体的に、シーソー４０は、収納ケース６０の下方に配置された支点ＡＸの周り（図７の紙面内）で揺動可能に構成されている。このシーソー４０は、一方の端部Ｅ１が収納スロットＡ１に収納される電池Ｂ１に当接し、或いは他方の端部Ｅ２が収納スロットＡ２に収納される電池Ｂ２に当接するようにされている。
【００４７】
また、シーソー４０は、収納スロットＡ１に収納される電池Ｂ１のプラス電極Ｔ１１及びマイナス電極Ｔ１２がプラス電極６１及び収納スロットＡ１に対応するマイナス電極コイルスプリング６２にそれぞれ接すると同時に、収納スロットＡ２に収納される電池Ｂ２のプラス電極Ｔ１１及びマイナス電極Ｔ１２がプラス電極６１及び収納スロットＡ２に対応するマイナス電極コイルスプリング６２にそれぞれ接することがないようにする。具体的に、シーソー４０は、図８に示す通り、収納ケース６０の下部において、収納ケース６０の正面側（プラス電極６１が設けられている側）に配置されており、収納スロットＡ１，Ａ２に電池Ｂ１，Ｂ２が挿入されたときに、電池Ｂ１，Ｂ２のプラス電極Ｔ１１が同時にプラス電極６１に接しないようにされている。尚、電池Ｂ１，Ｂ２のマイナス電極Ｔ１２が収納スロットＡ１，Ａ２に対応するマイナス電極コイルスプリング６２に同時に接することは許容される。
【００４８】
上記構成における電池収納構造での電池Ｂ１，Ｂ２の交換は、第１実施形態で説明した電池パックＢＰ１，ＢＰ２の交換方法とほぼ同様の方法で行われる。例えば、収納スロットＡ１に収納されている電池Ｂ１を、収納スロットＡ２の電池Ｂ２に交換する場合には、作業者は、まず新たな電池Ｂ２を開口部ＯＰ１から収納スロットＡ２に挿入する。このとき、新たな電池Ｂ２のマイナス電極Ｔ１２が収納スロットＡ２に対応するマイナス電極コイルスプリング６２に当接するように電池Ｂ２をスロットＡ２に挿入し、図７，図８中の電池Ｂ１と同様に、電池Ｂ２のプラス電極Ｔ１１が収納ケース６０の上方に配置された状態にする。
【００４９】
次に、作業者は、スロットＡ２に挿入された電池Ｂ２のプラス電極Ｔ１１を下方に押し込んで電池Ｂ２の全体をスロットＡ２に収納する。電池Ｂ２の押し込みが行われると、シーソー４０が揺動して電池Ｂ１のプラス電極Ｔ１１が収納ケース６０の上方に押し出され、図７，図８に示す状態になる。尚、電池Ｂ２の押し込みを行っている最中に、電池Ｂ１，Ｂ２のプラス電極Ｔ１１が同時にプラス電極６１に接することはない。最後に、作業者が、シーソー４０によって押し出された電池Ｂ１を取り出すことにより、電池Ｂ１，Ｂ２の交換作業が終了する。
【００５０】
以上の通り、本実施形態の電池収納構造は、電池Ｂ１，Ｂ２の何れか一方が収納スロットＡ１，Ａ２の何れか一方に押し込まれたときに、収納スロットＡ１，Ａ２の何れか他方に収納されている電池Ｂ１，Ｂ２の何れか他方を排出する方向に揺動するよう構成されたシーソー４０を備えており、交換対象の電池の取り出しと、新たな電池の収納とを同時に行うことができるため、電池の交換作業を短時間で行うことができる。これにより、本実施形態の電池収納構造を防爆機器に適用すれば、防爆機器の動作状態を維持したまま電池の交換を行うことができる。
【００５１】
また、シーソー４０は、収納スロットＡ１に収納される電池Ｂ１のプラス電極Ｔ１１及びマイナス電極Ｔ１２がプラス電極６１及び収納スロットＡ１に対応するマイナス電極コイルスプリング６２にそれぞれ接すると同時に、収納スロットＡ２に収納される電池Ｂ２のプラス電極Ｔ１１及びマイナス電極Ｔ１２がプラス電極６１及び収納スロットＡ２に対応するマイナス電極コイルスプリング６２にそれぞれ接することがないようにされている。このため、電池Ｂ１，Ｂ２の並列接続を禁止する防爆規格も満たされる。
【００５２】
尚、本実施形態では、ケースに収納されていない電池Ｂ１，Ｂ２の何れか一方を収納する電池収納構造について説明したが、ケースに収納された電池Ｂ１，Ｂ２を収容することも可能である。但し、電池Ｂ１，Ｂ２を収納するケースは、電池Ｂ１，Ｂ２と同様の略円柱形状（或いは、略四角形状）であって、一方の端面の中央部にプラス電極Ｔ１１が形成されるとともに、他方の端面の中央部にマイナス電極Ｔ１２が形成されたものである必要がある。
【００５３】
〔第３実施形態〕
図９は、本発明の第３実施形態による電池収納構造を簡略化して示す平面図である。尚、図９においては、図１〜図３，図７，図８に示した構成に相当する構成については同一の符号を付してある。上述した第１，第２実施形態では、新たな電池パック（電池）の押し込みが行われる方向と、シーソー４０によって交換対象の電池パック（電池）が押し出される方向とが逆であったが、本実施形態では新たな電池パック（電池）の押し込みが行われる方向に、交換対象の電池パック（電池）が押し出されるものである。
【００５４】
図９に示す通り、本実施形態の電池収納構造は、収納ケース７０とシーソー８０とを備える。収納ケース７０は、例えばステンレス鋼や合成樹脂によって形成され、左側面が開口部ＯＰ１１とされるとともに右側面が開口部ＯＰ１２とされた中空箱形形状の部材である。この収納ケース７０は、電池Ｂ１を収納可能な収納スロットＡ１と、電池Ｂ２を収納可能な収納スロットＡ２とを備えており、電池Ｂ１，Ｂ２の何れか一方を収納する。
【００５５】
収納ケース７０の正面側の内壁には、収納スロットＡ１，Ａ２に対応する２つのプラス電極７１ａ，７１ｂが設けられている。また、収納ケース７０の背面側の内壁には、収納スロットＡ１，Ａ２に対応する２つのマイナス電極コイルスプリング７２ａ，７２ｂが設けられている。上記のプラス電極７１ａ及びマイナス電極コイルスプリング７２ａは、収納スロットＡ１に収納される電池Ｂ１のプラス電極Ｔ１１及びマイナス電極Ｔ１２にそれぞれ接する一対の電極部材（第１電極部材）である。また、上記のプラス電極７１ｂ及びマイナス電極コイルスプリング７２ｂは、収納スロットＡ２に収納される電池Ｂ２のプラス電極Ｔ１１及びマイナス電極Ｔ１２にそれぞれ接する一対の電極部材（第２電極部材）である。
【００５６】
シーソー８０は、収納ケース７０の内部において、収納スロットＡ１と収納スロットＡ２との間に配置されており、電池Ｂ１，Ｂ２の何れか一方が収納スロットＡ１，Ａ２の何れか一方に押し込まれたときに、収納スロットＡ１，Ａ２の何れか他方に収納されている電池Ｂ１，Ｐ２の何れか他方を排出する方向に揺動するよう構成されている。具体的に、シーソー８０は、扇形状の部材であり、収納スロットＡ１と収納スロットＡ２との間に設けられた支点ＡＸの周り（図９の紙面内）で揺動可能に構成されている。
【００５７】
このシーソー８０は、一方の端部Ｅ１が収納スロットＡ１に収納される電池Ｂ１に当接し、或いは他方の端部Ｅ２が収納スロットＡ２に収納される電池Ｂ２に当接するようにされている。尚、シーソー８０を支持する支点ＡＸ（軸）は、シーソー８０の２つの辺が交わる位置に設定されていることから、上記の軸が端部Ｅ１と端部Ｅ２とを結ぶ直線上からずれた位置に設定されているということができる。
【００５８】
また、シーソー８０は、収納スロットＡ１に収納される電池Ｂ１のプラス電極Ｔ１１及びマイナス電極Ｔ１２がプラス電極７１ａ及びマイナス電極コイルスプリング７２ａにそれぞれ接すると同時に、収納スロットＡ２に収納される電池Ｂ２のプラス電極Ｔ１１及びマイナス電極Ｔ１２がプラス電極７１ｂ及びマイナス電極コイルスプリング７２ｂにそれぞれ接することがないようにする。具体的に、シーソー８０は、図９に示す通り、端部Ｅ１，Ｅ２が、収納ケース７０の正面側（プラス電極７１ａ，７１ｂが設けられている側）に配置されており、収納スロットＡ１，Ａ２に電池Ｂ１，Ｂ２が挿入されたときに、電池Ｂ１，Ｂ２のプラス電極Ｔ１１が同時にプラス電極７１ａ，７１ｂに接しないようにされている。尚、電池Ｂ１，Ｂ２のマイナス電極Ｔ１２がマイナス電極コイルスプリング７２ａ，７２ｂに同時に接することは許容される。
【００５９】
上記構成における電池収納構造での電池Ｂ１，Ｂ２の交換は、以下の手順で行われる。例えば、収納スロットＡ１に収納されている電池Ｂ１を、収納スロットＡ２の電池Ｂ２に交換する場合には、作業者は、まず新たな電池Ｂ２を開口部ＯＰ１１から収納スロットＡ２に挿入する。このとき、新たな電池Ｂ２のマイナス電極Ｔ１２がマイナス電極コイルスプリング７２ｂに当接するように電池Ｂ２をスロットＡ２に挿入し、図９に示す通り、電池Ｂ２のプラス電極Ｔ１１が収納ケース７０の左方に配置された状態にする。
【００６０】
次に、作業者は、スロットＡ２に挿入された電池Ｂ２のプラス電極Ｔ１１を、収納スロットＡ１側に押し込んで電池Ｂ２の全体をスロットＡ２に収納する。電池Ｂ２の押し込みが行われると、シーソー８０が揺動して電池Ｂ１のプラス電極Ｔ１１が収納ケース７０の開口部ＯＰ１２側に押し出され、図９に示す通り、電池Ｂ１のプラス電極Ｔ１１が収納ケース７０の右に配置された状態になる。尚、電池Ｂ２の押し込みを行っている最中に、電池Ｂ１のプラス電極Ｔ１１がプラス電極７１ａに接すると同時に電池Ｂ２のプラス電極Ｔ１１がプラス電極７１ｂに接することはない。最後に、作業者が、シーソー８０によって押し出された電池Ｂ１を取り出すことにより、電池Ｂ１，Ｂ２の交換作業が終了する。
【００６１】
以上の通り、本実施形態の電池収納構造は、電池Ｂ１，Ｂ２の何れか一方が収納スロットＡ１，Ａ２の何れか一方に押し込まれたときに、収納スロットＡ１，Ａ２の何れか他方に収納されている電池Ｂ１，Ｂ２の何れか他方を排出する方向に揺動するよう構成されたシーソー８０を備えており、交換対象の電池の取り出しと、新たな電池の収納とを同時に行うことができるため、電池の交換作業を短時間で行うことができる。これにより、本実施形態の電池収納構造を防爆機器に適用すれば、防爆機器の動作状態を維持したまま電池の交換を行うことができる。
【００６２】
また、シーソー８０は、収納スロットＡ１に収納される電池Ｂ１のプラス電極Ｔ１１及びマイナス電極Ｔ１２がプラス電極７１ａ及びマイナス電極コイルスプリング７２ａにそれぞれ接すると同時に、収納スロットＡ２に収納される電池Ｂ２のプラス電極Ｔ１１及びマイナス電極Ｔ１２がプラス電極７１ｂ及びマイナス電極コイルスプリング７２ｂにそれぞれ接することがないようにされている。このため、電池Ｂ１，Ｂ２の並列接続を禁止する防爆規格も満たされる。
【００６３】
尚、本実施形態では、第２実施形態と同様に、ケースに収納されていない電池Ｂ１，Ｂ２の何れか一方を収納する電池収納構造について説明したが、ケースに収納された電池Ｂ１，Ｂ２を収容することも可能である。但し、電池Ｂ１，Ｂ２を収納するケースは、電池Ｂ１，Ｂ２と同様の略円柱形状（或いは、略四角形状）であって、一方の端面の中央部にプラス電極Ｔ１１が形成されるとともに、他方の端面の中央部にマイナス電極Ｔ１２が形成されたものである必要がある。
【００６４】
以上、本発明の実施形態による電池収納構造及び防爆機器について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記第２，第３実施形態では、収納ケース６０，７０にマイナス電極コイルスプリング６２やマイナス電極コイルスプリング７２ａ，７２ｂが設けられている例について説明したが、これらに代えて板バネを設けても良い。また、第３実施形態では、シーソー８０の形状が扇形状である場合を例に挙げて説明したが、シーソー８０の形状は、円形、三角形、四角形等の、扇形状以外の形状であっても良い。
【符号の説明】
【００６５】
１                防爆機器
２０              貫通電極
２１ａ，２１ｂ    貫通電極
２２ａ，２２ｂ    貫通電極
３０              回路基板
４０，８０        シーソー
６１              プラス電極
６２              マイナス電極コイルスプリング
７１ａ，７１ｂ    プラス電極
７２ａ，７２ｂ    マイナス電極コイルスプリング
Ａ１，Ａ２        収納スロット
ＡＸ              支点
Ｂ１，Ｂ２        電池
ＢＰ１，ＢＰ２    電池パック
Ｃ                コンデンサ
Ｅ１，Ｅ２        端部
Ｒ２              基板収納室
Ｔ１，Ｔ１１      プラス電極
Ｔ２，Ｔ１２      マイナス電極
【図１】
2014078414.tif 000003
【図２】
2014078414.tif 000004
【図３】
2014078414.tif 000005
【図４】
2014078414.tif 000006
【図５】
2014078414.tif 000007
【図６】
2014078414.tif 000008
【図７】
2014078414.tif 000009
【図８】
2014078414.tif 000010
【図９】
2014078414.tif 000011