(57)【要約】      （修正有）【課題】電気機器の補助電源として用いうる電気二重層コンデンサから成る補助電池の充電装置を自動販売機に組み込み、物品販売と共に充電電力も販売する充電機能付自動販売機を提供する。【解決手段】電気二重層コンデンサから成る補助電池３の充電手段と飲食物１０・タバコ１１・補助電池２５等の販売手段を具備し、既存の物品販売用自動販売機の本体前面扉１８側に電気二重層コンデンサから成る補助電池３の充電ユニット４を付設し、充電機能付自動販売機２本体の金銭投入口５にコインを投入又は紙幣差込口１４に紙幣を挿入し充電指定スイッチ６の操作により充電ユニット４の充電出力部に給電し、これに接続された電気二重層コンデンサから成る補助電池３を充電し電気二重層コンデンサが満充電になれば充電完了表示ランプ９で知らせるように構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源（１２）に接続される充電機能付自動販売機（２）と接続状態で該充電機能付自動販売機（２）から供給される電気エネルギーを整流・降圧する電源部（１３）と充電手段の充電ユニット（４）の充電出力部（７）を有し、充電ユニット（４）に接続分離自在で携帯可能な複数個の電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）に充電する手段を有し、さらに飲食物（１０）・タバコ（１１）・補助電池（２５）等の販売手段を具備し上記充電ユニット（４）の充電出力部（７）に電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を接続分離自在に接続して充電するように構成したことを特徴とする充電機能付自動販売機。
【請求項２】
充電機能付自動販売機（２）に組み込まれている充電ユニット（４）は商用電源（１２）からの交流電力を降圧・整流する電源部（１３）と該電源部（１３）と接続状態の電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）に対して定電力を供給する充電出力部（７）とを備えている請求項１記載の充電機能付自動販売機。
【請求項３】
該電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）は電気二重層コンデンサ又は電気化学コンデンサからなることを特徴とする。
【請求項４】
特定多数の該電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を該充電機能付自動販売機（２）で満充電するに要する時間は１秒乃至５分以内となるように構成されている請求項１・２・３の充電機能付自動販売機。
【請求項５】
駅・ホテル・公共場所等に充電機能付自動販売機（２）を設置し、電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を上記充電機能付自動販売機（２）に接続すると共に金銭投入口（５）又は紙幣差込口（１４）に所定代金を支払い充電指定スイッチ（６）の操作によって急速充電を行い、その後上記電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を上記充電機能付自動販売機（２）から分離して携帯し、携帯中に電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を携帯電子機器（Ｔ１）などに接続して充電又は直接電気機器（Ｔ２）などの電源として使用することを特徴とする充電方法並びに使用方法。
【請求項６】
物品販売用自動販売機（１）の同一筐体で電気二重層コンデンサ・電気化学コンデンサ等に充電する電力の販売を行う手段及び飲食物・タバコ・切手・ハガキ・雑誌・ソフトウェア等の一部又は複数の販売を行うように構成されている請求項１・２・３・４・５記載の充電機能付自動販売機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は飲食物（１０）・タバコ（１１）・補助電池（２５）などの物品販売と共に電気機器の補助電源として電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を充電する電力を販売する充電機能付自動販売機（２）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  以下の（イ）〜（ハ）のような自動販売機が知られており各々に問題があった。即ち、
（イ）携帯電話器及びモバイル機器類の充電を自動販売機で販売するものはあったが携帯電話器内蔵の電池は最近ほとんどがリチウム・イオン電池でいずれも充電には９０分乃至１２０分程度の長時間をかけて充電していた。そのため充電中は自動販売機の設置場所に携帯電話器が拘束されていたので携帯電話器として使用出来なかった。
（ロ）自動販売機の最大の特徴は物品購入手段がワンタッチで即時目的物品が入手出来る利便性にある。しかしながら従来の充電自動販売機はすべて満充電に要する時間が２０分乃至１２０分と長く本来の自動販売機としての目的にそぐわず実用化はほとんど進んでいないのが現状である。
（ハ）充電自動販売機に乾電池を接続して充電するものもあったが乾電池の劣化が早く又消耗すると更に取替えることが必要で、コスト高でもあり消耗した乾電池は鉛・カドミウム等の重金属を含んでいるので二次公害防止の為の廃棄処理等の難点がある。
【特許文献】  特公平１０−１１６３８８  特公２００２−８１２７  特公２００２−６３６４５  特公２００３−１９６７３５  特公２００２−２２２４６３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  このように従来の上記（イ）〜（ハ）のようないずれの充電自動販売機も自動販売機としては適切なものではなかった。特に従来充電自動販売機（上記（イ）、（ロ）参照）は充電自動販売機に携帯電話器を機種ごとに分類して充電可能な機種のみ接続して一定時間をかけて充電するため特定機種のみしか利用出来ず、又携帯電話器のバッテリが満充電になるまで携帯電話器の使用は制限せれるという大きな欠点があった。特に外出先で携帯電話器のバッテリの電力が無くなったとき迅速容易にその携帯電話に充電できる適切な充電自動販売機がなく不便であった。【０００４】  そこで本発明の目的は全国規模で不特定多数箇所に設置されている自動販売機に充電機能を付加し、その利便性に見合う迅速で電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）に約１３秒程度の高速で充電しその後この電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を充電機能付自動販売機（２）から取り外し携帯電子機器（Ｔ１）に接続し十分な時間をかけて充電又は直接電気機器（Ｔ２）の電源として使用する等まったく新しい利用方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  上記目的を達成するため本発明に係る充電機能付自動販売機（２）は既存の物品販売用自動販売機（１）の前面扉（１８）側に電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を充電する為の充電ユニット（４）を付設し、充電機能付自動販売機（２）本体の金銭投入口（５）にコインを投入又は紙幣差込口（１４）に紙幣を挿入し、充電指定スイッチ（６）の操作により充電ユニット（４）の充電出力部（７）に給電し、これに接続された電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を充電する。電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）が充電状態にあるときは充電中表示ランプ（８）で知らせ、電気二重層コンデンサが満充電になれば充電完了表示ランプ（９）で知らせるように構成した。【０００６】  充電機能付自動販売機（２）を不特定多数場所に設置され、物品購入のときは金銭投入口（５）又は紙幣差込口（１４）に所定代金を支払い所望の物品の物品指定スイッチ（１５）を操作することにより物品取り出し口（１６）へ物品が排出される。【０００７】  該本発明に係る電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）への充電方法は、充電機能付自動販売機（２）を不特定多数場所に設置し、充電機能付自動販売機（２）に電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を該充電機能付自動販売機（２）の充電出力部（７）へ接続すると共に、上記充電機能付自動販売機（２）の金銭投入口（５）又は紙幣差込口（１４）に所定代金を支払い充電指定スイッチ（６）を操作することにより迅速に充電し、その後電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を上記充電機能付自動販売機（２）から分離して携帯し携帯電子機器（Ｔ１）に接続して充電又は直接電気機器（Ｔ２）の電源として使用する方法である。
【発明の効果】
【０００８】  本発明は上述の構成により次のように莫大な効果を奏する。
現在携帯電話器の利用者数は我が国において約８，１１１万人に達し今や生活必需品となっている。この携帯電話器を含む携帯電子機器（Ｔ１）の外出中に生じる電池切れを迅速に回復することが充電機能付自動販売機（２）を利用することによって解決できる。【０００９】  携帯電子機器（Ｔ１）・電気機器（Ｔ２）の予備電池として電気二重層コンデンサを用いることは電気二重層コンデンサの特性から充放電に化学反応を伴う電子の移動もなく電荷が蓄積でき、充放電を繰り返しても劣化がなく１０万回以上も可能で長寿命なことから携帯用電子機器の補助電池として最適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】  図１乃至図９は本発明の実施形態について充電機能付自動販売機（２）の実施例を示す図であり、本実施例では電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を充電する場合の例について説明する。【００１１】  この充電機能付自動販売機（２）は前面が扉（１８）になっており物品棚（１９）を設け、その前面にはサンプルが視認出来る透明窓（２０）・使用料金を投入する金銭投入口（５）・紙幣差込口（１４）・金銭返却口（１７）・物品取り出し口（１６）も併せて設けている。（図２参照）【００１２】  充電機能付自動販売機（２）の前面の扉（１８）パネルに充電ユニット（４）を付設し、電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）が充電ユニット（４）の充電出力部（７）（図３参照）に自在に脱着可能な挿入口（２４）を設け、かつ充電手段の充電指定スイッチ（６）及び充電状況を視認する充電中表示ランプ（８）と充電完了表示ランプ（９）が設けられている。（図２参照）【００１３】  既存の物品販売用自動販売機（１）に設けられた販売代金受け入れ確認信号を端子（２８）を通じて充電機能付自動販売機（２）の充電ユニット（４）の信号入力端子（２７）に送信する。（図３参照）【００１４】  充電機能付自動販売機（２）は電源部（１３）にて商用電源（例えば１００〜２２０Ｖ交流）を降圧し直流に整流して充電ユニット（４）の充電出力部（７）に供給する。（図４参照）【００１５】  定電圧・定電流制御回路から成る充電出力部（７）には電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）が接続分離自在に接続される出力端子（２１）を備えている。（図４参照）【００１６】  図２において８・９はＬＥＤランプや液晶等の充電管理表示部であり、電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）の充電状態又は充電量をこの表示部に表示し、電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）の保持者はこの充電中表示ランプ（８）と充電完了表示ランプ（９）に従って電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を挿入口（２４）から脱着すればよい。【００１７】  電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）は扁平円筒型ケース（２３）を有し、例えば縦辺Ｌ１が１０ｃｍ、横辺Ｌ２が４ｃｍ、厚さＬ３が２ｃｍの小型としてハンドバック・ポケット・カバン等に容易に収納して携帯可能な大きさとする。この電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）の先端には電極端子（２２）が埋設されていて前記端子（２１）に接続分離自在に接続される。（図６・図７参照）【００１８】  電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）は端子（２１）と端子（２２）の接続状態で充電出力部（７）から供給される電気エネルギーを蓄える。電気二重層コンデンサ（２６）と端子（２２）及び電池ケース（２３）で構成されている。（図６参照）【００１９】  現在市販されている携帯電話器に使用されているリチウ厶・イオン電池の仕様は一般的には３．７Ｖで６００ｍＡｈなので電流１＝０．６〔Ａ〕、時間ｔ＝３６００〔ｓｅｃ〕とするとその電荷Ｑは数式１により２１６０〔Ｃ〕である。【００２０】
【数１】
Ｑ＝Ｉ×ｔ
【００２１】  上記携帯電話器のリチウム・イオン電池に満充電後の通話時間は連続で約１２０分程度である。
【００２２】  例えば本実施例では上記携帯電話器の電池切れに対する補助に用いる観点からリチウム・イオン電池の約１／２程度の通話時間とすれば、必要な電気二重層コンデンサの電荷Ｑは２１６０〔Ｃ〕の１／２の１０８０〔Ｃ〕で、コンデンサの印加電圧Ｖ＝５〔Ｖ〕で設定するとその電気二重層コンデンサの容量Ｃ〔Ｆ〕は数式２により２１６〔Ｆ〕になる。
【００２３】
【数２】
Ｃ＝Ｑ／Ｖ
【００２４】  該充電機能付自動販売機（２）の充電出力部（７）からの出力電圧をＶ＝５〔Ｖ〕、充電出力電流をＩ＝８５〔Ａ〕とすると、電気二重層コンデンサの容量Ｃ＝２１６〔Ｆ〕なので、充電時間ｔ〔ｓｅｃ〕は数式３により約１２．７秒になり、該充電機能付自動販売機（２）の最大の目的である迅速性を満たすことができる。
【００２５】
【数３】
ｔ＝ＶＣ／Ｉ
【００２６】  大容量（２１６〔Ｆ〕）の蓄電機能を持つ電気二重層コンデンサ（２６）の充電に要する時間は約１２．７秒で行い、充電が終わればその満充電の電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を携帯しつつ携帯電話等モバイル機器に十分な時間をかけて充電することが可能であるので便利である。（図６参照）
【００２７】  充電ユニット（４）としては例えば図４に示す回路が適用出来る。図４においてこの電源部（１３）は商用電源（１２）から電力が供給される整流回路（３０）と整流回路（３０）から電気エネルギーが供給されるスイッチング部（３１）及び補助電源（３２）とスイッチング部（３１）から出力トランス（３３）を介して電気エネルギーが供給される高周波整流回路（３４）を備える。さらに高周波整流回路（３４）から充電出力部（７）へ供給される電気エネルギーの電圧・電流を検出して定電力とするための定電圧・定電流制御部（３５）及びＰＷＭ制御部（３６）とＰＷＭ制御部（３６）からスイッチング部（３１）へ制御信号が出力される駆動トランス（３７）を備える。
【実施例】
【００２８】  上述のような充電機能付自動販売機（２）を用いて携帯電子機器（Ｔ１）へ充電する方法について以下説明する。ホテル・駅・公共場所等に充電機能付自動販売機（２）を設置して商用電源（１２）に接続し大容量コンデンサ（４０）（図４参照）をフロート充電して満充電状態で待機させておく。予め多数の電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を多数の使用者に販売しておき、必要なとき上記ホテル・駅・公共場所等に設置の充電機能付自動販売機（２）の挿入口（２４）（図２参照）出力端子（２１）に電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）の入力端子（２２）（図３参照）を接続すると共に金銭投入口（５）又は紙幣差込口（１４）に所定代金を支払い充電指定スイッチ（６）を操作すると急速充電される。長くとも十数秒以内で充電完了表示ランプ（９）が点灯し充電の完了を知り得る。（図２参照）【００２９】  その後電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を充電機能付自動販売機（２）から分離する。この分離によって直ちに携帯移動が可能となりハンドバック・ポケット・カバン等に収納して移動し、その移動中に電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を携帯電子機器（Ｔ１）に接続して充電させる。（図３参照）【００３０】  電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を携帯電話器（４１）等の充電用に用いる場合電気二重層コンデンサの放電電圧特性を補正するために携帯電話器（４１）に適合する接続具（３８）内にＤＣ／ＤＣコンバータ（３９）を内蔵した接続具（３８）を介してそれぞれの携帯電話器（４１）と電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を接続して使用する。（図３・図６参照）【００３１】  携帯電話器（４１）のバッテリのほとんどははリチウム・イオン電池が用いられ、電池の性質上満充電に達するまでには一般的に６０〜１２０分もかかるが本発明では外出移動中でも電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）から容易に充電させられるので従来の定置式充電器設置場所に携帯電話器等モバイル機器が６０〜１２０分も拘束される不便は発生しない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】  国内には約５９０万台（平成１５年度日本自動販売機工業会調べ）もの自動販売機が設置されており、街を歩けば５分毎に既存の物品販売用自動販売機（１）が見かけると言われるほどである。この既存の物品販売用自動販売機（１）を充電機能付自動販売機（２）に改造し、多数の携帯電子機器（Ｔ１）の利用者が電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を所持し、該充電機能付自動販売機（２）により充電することで従来の充電自動販売機の欠点である設置場所に携帯電子機器（Ｔ１）が長時間拘束される不便は生じない。【００３３】  該充電機能付自動販売機（２）は既存の物品販売用自動販売機（１）の扉（１８）に充電ユニット（４）を付設し、電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）を挿入するための挿入口（２４）を追加工し、電源部（１３）からの電源線を商用電源（１２）の商用電源接続部（２９）に接続し、代金支払い確認の信号出力端子（２８）を充電ユニット（４）の信号入力端子（２７）に接続することで簡単に改造できる。【００３４】  充電機能付自動販売機（２）が充電電力を販売する手段の充電代金の受け入れ機構又それに伴う電子制御回路等既存の物品販売用自動販売機（１）の機構は機能を変更せずに共用できるので改造に要する費用が軽減できる。【００３５】  充電機能付自動販売機（２）の設置場所を新たに設けることなく既存の物品販売用自動販売機（１）を利用するので、設置場所の新たな確保が不要となり、又場所の使用料についての経費が不要になり低コストで目的を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る既存の物品販売用自動販売機（１）の要部斜視図である。
【図２】充電機能付自動販売機（２）の説明用要部斜視図である。
【図３】基本的構成説明用ブロック図である。
【図４】電源部の一例を示すブロック図である。
【図５】電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）の例を示す斜視図である。
【図６】電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）の斜視図である。
【図７】電気二重層コンデンサから成る補助電池（３）の説明用断面図である。
【図８】第一使用状態を示す説明用斜視図である。
【図９】第二説明用斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】１    物品販売用自動販売機
２    充電機能付自動販売機
３    電気二重層コンデンサから成る補助電池
４    充電ユニット
５    金銭投入口
６    充電指定スイッチ
７    充電出力部
８    充電中表示ランプ
９    充電完了表示ランプ
１０  飲食物
１１  タバコ
１２  商用電源
１３  電源部
１４  紙幣差込口
１５  物品指定スイッチ
１６  物品取り出し口
１７  金銭返却口
１８  前面扉
１９  物品棚
２０  透明窓
２１  出力端子
２２  入力端子
２３  電池ケース
２４  挿入口
２５  補助電池
２６  電気二重層コンデンサ
２７  信号入力端子
２８  代金確認信号出力端子
２９  商用電源接続部
３０  整流回路
３１  スイッチング部
３２  補助電源
３３  出力トランス
３４  高周波整流回路
３５  電圧制御部
３６  ＰＷＭ制御部
３７  駆動トランス
３８  接続具
３９  ＤＣ／ＤＣコンバータ
４０  フロート用電気二重層コンデンサ
４１  携帯電話器
Ｔ１  携帯電子機器
Ｔ２  電気機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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