(57)【要約】      （修正有）【課題】長時間の連続使用などにより電池残量がかなり減少した端末を、さらに長時間充電せずに置いた場合などに起こる自然放電によって電池が過放電状態に陥ることを防ぎ、夏休み、春休みなどの長期休み空けにおいても、充電状態を点検せずにすぐに端末を使用開始できる状態を維持できる充電システムを提供する。【解決手段】スイッチを接続、切断する制御回路ＣＴＰは、日単位の長時間を計数する第一のタイマーＴＭ１、時間または分単位の短時間を計数する第二のタイマーＴＭ２を備え、第一のタイマーの設定時間ごとに第二のタイマーを計数し、計数の間、一斉、個別で指定される携帯端末Ｔ１〜５のスイッチＲＬ１〜５を接続して短時間充電を行うとともに、第二のタイマーの設定時間が経過すればスイッチを切断する充電制御機能により、長時間サイクルごとに短時間充電を行ない、長時間の自然放電により端末が過放電状態となることを防止する。【選択図】図１
0003198503.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数個の携帯端末に一斉または個別に充電を行う充電システムに関して、端末に対して長時間間隔の充電サイクルを指定する第一のタイマー、および充電サイクルごとに短時間充電を指定する第二のタイマー、ならびに端末を一斉または個別に電源との接続、切断を行なうスイッチからなる充電制御機能を備え、所定サイクルごとに短時間充電を行うことにより、長時間の自然放電により端末が過放電状態となることを防止するトリクル充電システム。
【請求項２】
長時間間隔の充電サイクルにおいて所定サイクルごとの短時間充電を行う少なくとも充電初回において、全端末が急速充電域を超えて緩速充電域までの充電がなされていることを電流検出センサーにより確認し、充電不足と認識される端末に対しては緩速充電域までの補充電を行う機能を備える請求項１に記載するトリクル充電システム。
【請求項３】
接続される端末個々の充電電流を電流検出センサーにより測定し、測定値記憶メモリーに記憶させて、同時充電電流値の合計が所定値を超えないように端末をグループ化し、グループごとに長時間間隔の短時間充電を行う機能を備える請求項１、請求項２に記載するトリクル充電システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】端末に対して長時間間隔の充電サイクルを指定する第一のタイマー、および充電サイクルごとに短時間充電を指定する第二のタイマー、ならびに端末を一斉または個別に電源との接続、切断を行なうスイッチからなる充電制御機能を備え、所定サイクルごとに短時間充電を行うことにより、長時間の自然放電により端末が過放電状態となることを防止するトリクル充電システム。
【背景技術】
【０００２】スマホ、タブレットなどの携帯端末を教育現場で利用する場合、学生数に相当する多くの端末を纏めて充電を行う充電システムが実用化されているが、長時間充電せずに使い続け電池残量がかなり減少した携帯端末を、さらに長期間充電せずに置いた場合などは自然放電により電池が過放電状態となる。過放電に陥った端末は再充電に長時間を要したり、最悪の場合は再充電が不能になるなどの障害が起こり易いため、夏休み、春休みなどの長期休み空けには端末の充電状態を確認したり再充電したりなどの点検が欠かせない。このため、長期休み空けにおいても、端末を点検せずに直ちに使用開始できる状態を維持できる充電システムが求められている。
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】長時間の連続使用などにより電池残量がかなり減少した端末を、さらに長時間充電せずに置いた場合などに起こる自然放電によって電池が過放電状態に陥ることを防ぎ、夏休み、春休みなどの長期休み空けにおいても、充電状態を点検せずにすぐに端末を使用開始できる状態を維持できる充電システムを提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】端末に対して長時間間隔の充電サイクルを指定する第一のタイマー、および充電サイクルごとに短時間充電を指定する第二のタイマー、ならびに端末を一斉または個別に電源との接続、切断を行なうスイッチからなる充電制御機能を備え、所定サイクルごとに短時間充電を行うことにより、長時間の自然放電により端末が過放電状態となることを防止する。
【考案の効果】
【０００５】システムに接続した全端末に対して、長時間間隔の充電サイクルごとに短時間充電を繰り返すことにより、自然放電による過放電を防止するとともに、請求項２では、放電量の多い端末をまず緩速領域まで再充電しておいて以降は短時間充電を繰り返し、さらに請求項３では、長期休み期間中などに充電電流の超過により充電システムや教室のブレーカーが切断されることを回避することにより、夏休み、春休みなどの長期休み空けに電池状態を点検せずにすぐに端末を使用できるようにすることが出来る。
【考案を実施するための形態】
【０００６】図１に本考案に基づくトリクル充電システムの構成概念図を示す。ＡＣ１００Ｖ電源はスイッチＲＬ１〜５によって入り切りされ、接続されるアダプターＰ１〜５によりＤＣに変換されてそれぞれの携帯端末Ｔ１〜５に充電が行われる。すなわち、どの端末を何時どれだけの時間充電するかは、どのスイッチを何時どれだけの時間閉じるかにより指定され、これらの時間はタイマーＴＭ１，ＴＭ２により設定制御される。ＩＳはクランプタイプの交流センサーでありＡＣ１００Ｖラインの電流値を検出し、制御回路ＣＴＰに構成される整流ダイオードＤ、ＡＤ変換ＣならびにＣＰＵなどにより数値化されてメモリーＭに端末ごとの値が記憶される。
【０００７】図２に携帯端末に利用されるリチウムイオン電池の充電電流特性を示す。ｔ１は電池が過放電した場合に回復を促すプリ充電域を示す。過放電には至らず電池残量が減少した場合の充電では、急速充電域ｔ２で急速充電（定電流充電）が開始され短時間で満充電の７０％〜８０％に充電されて緩速充電域ｔ３に移行して緩速充電（定電圧充電）が行われ、満充電域ｔ４に達する。急速充電電流はＡＣ１００Ｖ換算では２００ｍＡ程度と多いが緩速充電電流は大幅に少ない。また電池の減りが少ない場合は急速充電を経ずに緩速充電を開始するなど充電電流や充電時間は電池の放電状態により大きく異なるとともに、万一過放電状態に陥ると長時間のプリ充電が行われるか最悪の場合は充電不能となるため過放電は極力避けなければならない。
【０００８】請求項１に関しては、例えば制御回路ＣＴＰに構成されるＣＰＵなどにより、タイマーＴＭ１を長時間、ＴＭ２を短時間に設定し、長時間サイクルの繰り返しでスイッチＲＬ１〜５を短時間ＯＮさせることにより、端末Ｔ１〜５に対して長時間サイクルの短時間充電が繰り返されるため、端末はトリクル充電の繰り返しで過放電が防がれる。充電時に流れる合計の充電電流値を減らしたい場合にはスイッチを一斉にＯＮさせず、一個、または複数個をグループとして長時間サイクルで短時間充電を順次行うことが有効である。
【０００９】請求項２に関しては、充電する端末の放電状態が一律である保障はなく、放電の大きな端末に関しては長時間サイクルごとの短時間充電で十分な充電に到達させることは困難と考えられるため、少なくとも充電初回においては全端末が急速充電域を超えて緩速充電域までの充電がなされていることを電流検出センサーにより確認し、充電不足が認められる端末に対しては緩速充電域までの補充電を行うことにより、端末ごとの充電状態を揃えて以降、長時間サイクルによる短時間充電を行う方式である。
【００１０】初回充電においては、スイッチを一個ずつ所定時間ＯＮさせて電流センサーにより個々の端末への充電電流をポーリング測定して、得られた測定電流値を記憶メモリーに記憶して急速充電域か緩速充電域かを判断し、急速充電域の端末に対しては急速充電を行って緩速充電域に到達したことをポーリング測定で確認して初回充電を終了する。図３に初回充電の充電電流概念図を示す。（１）はポーリング測定により獲られた各端末の充電電流値を示し、Ｉｔを急速充電域と緩速充電域を分ける閾値電流とすれば、Ｔ１とＴ２が急速充電域に有ることが解る。このため、Ｔ１とＴ２に対してのみ急速充電を行うことにより（２）に示すごとく、いずれの端末も充電電流は閾値Ｉｔより下回り全端末が緩速充電域に入っていることが示されている。
【００１１】請求項３に関しては、端末に対してポーリング測定を行うことにより、全ての端末に必要となる充電電流値を求めて積算することにより合計の充電電流値が算出され、この値がブレーカーなどで規制される所定値を超えないように端末をグループ化し、グループごとに同時充電を行うものであり、万一規定値を超えてブレーカーが遮断された場合には長期休みが終わった時点で端末は過放電となりすぐに使用できないことも起こり得る。
【実施例】
【００１２】電源としては商用のＡＣ１００Ｖを使用し、携帯端末はスマホ、タブレットなどを対象とし、充電器は携帯端末に添付されるＡＣ／ＤＣアダプター、充電電流測定はクランプタイプの交流センサー、携帯端末に給電するスイッチはトライアックを使用した。制御回路は交流センサーで検出された電流波を整流し、ＡＤ変換して充電電流値を読み出し、ワンチップマイコンにより、ポーリング機能、充電機能、タイマー時間などを制御した。長時間サイクルタイマーは２４時間とし、短時間充電タイマーは１時間とした。構成を５端末としたため、ピーク充電電流はＡＣ１００Ｖで１Ａ程度であり、ブレーカーに大きな負担を与えるものでは無いが、端末数の大きなシステムでは無視できなくなる。また充電電流の測定はＡＣ１００ＶではなくＤＣ５Ｖラインでも可能であり、スイッチもトライアックに限るものではないなど、機能、性能、素材、ディメンジョンなどに関しては、本考案の趣旨を逸脱しない範囲であれば種々変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案のトリクル充電システムを示す構成概念図
【図２】携帯端末におけるリチュウムイオン電池の充電電流波形
【図３】初期充電電流を示す概念図
【符号の説明】ＩＳ        電流検出センサー
ＲＬ１〜５  スイッチ
Ｐ１〜５    アダプター電源
Ｔ１〜５    携帯端末
ＣＴＰ      制御回路
Ｄ          整流回路
Ｃ          ＡＤ変換
ＴＭ１      タイマー１
ＴＭ２      タイマー２
Ｍ          電流値記憶メモリー
Ｉ          充電電流値
Ｔ          充電時間
ｔ１        プリ充電域
ｔ２        急速充電域
ｔ３        緩速充電域
ｔ４        満充電域
Ｉｔ        充電電流閾値
【図１】
0003198503.tif 000003
【図２】
0003198503.tif 000004
【図３】
0003198503.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月27日(2015.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数の携帯端末を個々に一斉または個別に所定時間接続、切断するスイッチを通して充電電流を供給する充電システムにおいて、スイッチを接続、切断する制御回路は、日単位の長時間を計数する第一のタイマー、時間または分単位の短時間を計数する第二のタイマーを備え、第一のタイマーの設定時間ごとに第二のタイマーを計数し、計数の間、一斉、個別で指定される端末のスイッチを接続して短時間充電を行うとともに、第二のタイマーの設定時間が経過すればスイッチを切断する充電制御機能により、長時間サイクルごとに短時間充電を行ない、長時間の自然放電により端末が過放電状態となることを防止するトリクル充電システム。
【請求項２】
長時間サイクルごとに短時間充電を行なう充電サイクルにおいて、充電初回に於いては、端末に接続されるスイッチを順次切り替えながら所定時間接続、切断して、電流検出センサーで検出する充電電流を制御回路における整流回路、ＡＤ変換回路により測定し、緩速充電域までの充電がなされていないと判定される端末に対しては、該当する端末に接続するスイッチを接続して緩速充電域までの補充電を行う機能を備える請求項１に記載するトリクル充電システム。
【請求項３】
接続される端末個々の充電電流を電流検出センサーで検出する充電電流を制御回路における整流回路、ＡＤ変換回路で測定し、測定値を電流値記憶メモリーに記憶し、記憶された電流値により同時充電する電流値合計が所定値を超えないように端末を選定してグループ化し、グループごとにスイッチを制御して長時間サイクルごとに短時間充電を行なう、請求項１または請求項２に記載するトリクル充電システム。