(57)【要約】【課題】電池の装着方向を意識する必要がなく、かつ高い安全性を有する充電装置及び電子機器を提供する。【解決手段】本発明の充電装置は、第１端子１０は、電池５０の正極５１が当接する場合にその正極５１が当接する部分以外の部分に、電池５０の負極５２が当接する場合にその負極５２が当接する凸部１１、１２が電池５０の正極５１の長さＰＬより短い長さで形成され、第２端子２０は、電池５０の正極５１が当接する場合にその正極５１が当接し、かつ電池５０の負極５２が当接する場合にその負極５２が当接する凸部２１が形成され、スイッチ３０は、第１端子１０又は第２端子２０の変位に連動して第１充電経路と第２充電経路とを選択的に切り換える操作レバー３１を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の正極又は負極のいずれか一方に当接する第１端子と、
前記第１端子に対向し、前記電池の正極又は負極の他方に当接する第２端子と、
前記第１端子が電源の電圧出力に接続され前記第２端子が前記電源のグランドに接続される第１充電経路と前記第２端子が前記電源の電圧出力に接続され前記第１端子が前記電源のグランドに接続される第２充電経路とを選択的に切り換えるスイッチと、を備え、
前記第１端子は、前記電池の正極が当接する場合にその正極が当接する部分以外の部分に、前記電池の負極が当接する場合にその負極が当接する凸部が前記電池の正極の長さより短い長さで形成され、
前記第２端子は、前記電池の正極が当接する場合にその正極が当接し、かつ前記電池の負極が当接する場合にその負極が当接する凸部が形成され、
前記第１端子又は前記第２端子は、前記第１端子と前記第２端子との間隔が変化する方向へ変位可能に支持され、
前記スイッチは、前記第１端子又は前記第２端子の変位に連動して前記第１充電経路と前記第２充電経路とを選択的に切り換える機構を含む、充電装置。
【請求項２】
電池の正極又は負極のいずれか一方に当接する第１端子と、
前記第１端子に対向し、前記電池の正極又は負極の他方に当接する第２端子と、
前記第１端子が負荷の電圧入力に接続され前記第２端子が前記負荷のグランドに接続される第１放電経路と前記第２端子が前記負荷の電圧入力に接続され前記第１端子が前記負荷のグランドに接続される第２放電経路とを選択的に切り換えるスイッチと、を備え、
前記第１端子は、前記電池の正極が当接する場合にその正極が当接する部分以外の部分に、前記電池の負極が当接する場合にその負極が当接する凸部が前記電池の正極の長さより短い長さで形成され、
前記第２端子は、前記電池の正極が当接する場合にその正極が当接し、かつ前記電池の負極が当接する場合にその負極が当接する凸部が形成され、
前記第１端子又は前記第２端子は、前記第１端子と前記第２端子との間隔が変化する方向へ変位可能に支持され、
前記スイッチは、前記第１端子又は前記第２端子の変位に連動して前記第１放電経路と前記第２放電経路とを選択的に切り換える機構を含む、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
電池を充電する充電装置、電池を電源として動作する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池を充電する充電装置、電池を電源として動作する電子機器においては、例えば電池ホルダ等の電池を装着する部分に、対向する２つの端子が設けられている。この２つの端子は、一方が正極端子（電池の正極が当接すべき端子）に設定され、他方が負極端子（電池の負極が当接すべき端子）に設定されている。つまり電池ホルダ等の２つの端子間に電池を装着する際には、電池ホルダ等の正極端子に電池の正極が当接し、電池ホルダ等の負極端子に電池の負極が当接する向きで電池を装着する必要がある。そしてそれとは逆向きに電池を装着すると、電池の充電が出来ない、電子機器が動作しないといった不具合が生ずるだけでなく、充電装置や電子機器の故障等が生ずる可能性もある。そのためユーザは、充電装置や電子機器に電池を装着する際に、常に電池の向きに注意を払わなければならないことになる。
【０００３】
このような課題を解決することを目的とした従来技術としては、正極端子と負極端子とを組み合わせた複合端子を電池の両極に対応する位置にそれぞれ設けた電池ホルダが公知である。当該従来技術によれば、電池の装着方向にかかわらず、電池の正極が正極端子に当接し、電池の負極が負極端子に当接するので、電池の向きを意識する必要がない（例えば特許文献１〜４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−００６７５９号公報
【特許文献２】特開平１１−０１６５５１号公報
【特許文献３】特開平１１−３２９３８９号公報
【特許文献４】特表２０１０−５２５５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記の従来技術は、いずれも正極端子と負極端子とが近接配置された複合端子を用いる構成であるため、例えば複合端子に電池の一部が接触したり異物が付着したりすることで正極端子と負極端子とが短絡し、それによって電池の正極と負極とが短絡する虞がある。つまり上記の従来技術は、電池の正極と負極とが短絡して誤動作や故障等が生ずる可能性があり、安全性の面で課題がある。
【０００６】
このような状況に鑑み本発明はなされたものであり、その課題は、電池の装着方向を意識する必要がなく、かつ高い安全性を有する充電装置及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
＜本発明の第１の態様＞
本発明の第１の態様は、電池の正極又は負極のいずれか一方に当接する第１端子と、前記第１端子に対向し、前記電池の正極又は負極の他方に当接する第２端子と、前記第１端子が電源の電圧出力に接続され前記第２端子が前記電源のグランドに接続される第１充電経路と前記第２端子が前記電源の電圧出力に接続され前記第１端子が前記電源のグランドに接続される第２充電経路とを選択的に切り換えるスイッチと、を備え、前記第１端子は、前記電池の正極が当接する場合にその正極が当接する部分以外の部分に、前記電池の負極が当接する場合にその負極が当接する凸部が前記電池の正極の長さより短い長さで形成され、前記第２端子は、前記電池の正極が当接する場合にその正極が当接し、かつ前記電池の負極が当接する場合にその負極が当接する凸部が形成され、前記第１端子又は前記第２端子は、前記第１端子と前記第２端子との間隔が変化する方向へ変位可能に支持され、前記スイッチは、前記第１端子又は前記第２端子の変位に連動して前記第１充電経路と前記第２充電経路とを選択的に切り換える機構を含む、充電装置である。
【０００８】
第１端子は、電池の正極が当接する場合にその正極が当接する部分以外の部分に、電池の負極が当接する場合にその負極が当接する凸部が電池の正極の長さより短い長さで形成されている。そのため第１端子に電池の正極が当接し、第２端子に電池の負極が当接する場合には、電池の正極は第１端子の凸部に当接しない。他方、第１端子に電池の負極が当接し、第２端子に電池の正極が当接する場合には、電池の負極は第１端子の凸部に当接する。したがって第１端子に電池の負極が当接し、第２端子に電池の正極が当接する場合には、第１端子に電池の正極が当接し、第２端子に電池の負極が当接する場合より、第１端子の凸部の長さだけ第１端子と第２端子の間隔が長くなる。
【０００９】
第１端子又は第２端子は、第１端子と第２端子との間隔が変化する方向へ変位可能に支持されている。そしてスイッチは、第１端子又は第２端子の変位に連動して第１充電経路と第２充電経路とを選択的に切り換える機構を含む。それによって第１端子に電池の正極が当接し、第２端子に電池の負極が当接する場合には、第１端子が電源の電圧出力に接続され第２端子が電源のグランドに接続される（第１充電経路）。他方、第１端子に電池の負極が当接し、第２端子に電池の正極が当接する場合には、第２端子が電源の電圧出力に接続され第１端子が電源のグランドに接続される（第２充電経路）。
【００１０】
つまり本発明に係る充電装置は、電池の装着方向にかかわらず、常に電池の正極は電源の電圧出力に自動的に接続され、電池の負極は電源のグランドに自動的に接続されることになる。したがってユーザは、電池の向きを意識する必要がない。そして本発明に係る充電装置は、従来技術のように正極端子と負極端子とが近接配置された複合端子を用いない構成であるため、電池の正極と負極とが短絡して誤動作や故障等が生ずる虞がほとんどなく高い安全性を実現することができる。
【００１１】
これにより本発明の第１の態様によれば、電池の装着方向を意識する必要がなく、かつ高い安全性を有する充電装置を提供できるという作用効果が得られる。
【００１２】
＜本発明の第２の態様＞
本発明の第２の態様は、電池の正極又は負極のいずれか一方に当接する第１端子と、前記第１端子に対向し、前記電池の正極又は負極の他方に当接する第２端子と、前記第１端子が負荷の電圧入力に接続され前記第２端子が前記負荷のグランドに接続される第１放電経路と前記第２端子が前記負荷の電圧入力に接続され前記第１端子が前記負荷のグランドに接続される第２放電経路とを選択的に切り換えるスイッチと、を備え、前記第１端子は、前記電池の正極が当接する場合にその正極が当接する部分以外の部分に、前記電池の負極が当接する場合にその負極が当接する凸部が前記電池の正極の長さより短い長さで形成され、前記第２端子は、前記電池の正極が当接する場合にその正極が当接し、かつ前記電池の負極が当接する場合にその負極が当接する凸部が形成され、前記第１端子又は前記第２端子は、前記第１端子と前記第２端子との間隔が変化する方向へ変位可能に支持され、前記スイッチは、前記第１端子又は前記第２端子の変位に連動して前記第１放電経路と前記第２放電経路とを選択的に切り換える機構を含む、電子機器である。
【００１３】
本発明に係る電子機器は、電池の装着方向にかかわらず、常に電池の正極は負荷の電圧入力に自動的に接続され、電池の負極は負荷のグランドに自動的に接続されることになる。したがってユーザは、電池の向きを意識する必要がない。そして本発明に係る電子機器は、従来技術のように正極端子と負極端子とが近接配置された複合端子を用いない構成であるため、電池の正極と負極とが短絡して誤動作や故障等が生ずる虞がほとんどなく高い安全性を実現することができる。
【００１４】
これにより本発明の第２の態様によれば、電池の装着方向を意識する必要がなく、かつ高い安全性を有する電子機器を提供できるという作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電池の装着方向を意識する必要がなく、かつ高い安全性を有する充電装置及び電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る充電装置の構成を図示した正面図。
【図２】本発明に係る充電装置の構成を図示した正面図。
【図３】第１端子と第２端子との間に電池が装着された状態を拡大図示した正面図。
【図４】第１端子と第２端子との間に電池が装着された状態を拡大図示した正面図。
【図５】本発明に係る電子機器の構成を図示した正面図。
【図６】本発明に係る電子機器の構成を図示した正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。  
尚、本発明は、以下説明する実施例に特に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【００１８】
＜本発明に係る充電装置＞
本発明に係る充電装置について、図１〜図４を参照しながら説明する。  
図１及び図２は、本発明に係る充電装置の構成を図示した正面図である。
【００１９】
本発明に係る充電装置は、第１端子１０、第２端子２０、スイッチ３０、ＡＣ−ＤＣコンバータ４０を備える。
【００２０】
第１端子１０は、例えば金属板であり、導電性を有する材料で形成された板状の部材である。第１端子１０は、電池５０が装着される部分の所定位置に固定されて設けられており、電池５０の正極５１又は負極５２のいずれか一方に当接する。第１端子１０は、電池５０の正極５１が当接する場合にその正極５１が当接する部分以外の部分に、電池５０の負極５２が当接する場合にその負極５２が当接する凸部１１、１２が形成されている。
【００２１】
第２端子２０は、例えば金属板であり、導電性を有する材料で形成された板状の部材である。第２端子２０は、第１端子１０に対向し、電池５０の正極５１又は負極５２の他方に当接する。第２端子２０は、電池５０の正極５１が当接する場合にその正極５１が当接し、かつ電池５０の負極５２が当接する場合にその負極５２が当接する凸部２１が形成されている。第２端子２０は、第１端子１０と第２端子２０との間隔が変化する方向（符号Ｘで示した方向）へ変位可能に支持されているとともに、コイルばね２２のばね力によって符号Ｘ１で示した方向へ付勢されている。
【００２２】
スイッチ３０は、第１端子１０がＡＣ−ＤＣコンバータ４０の電圧出力Ｖｏｕｔに接続され第２端子２０がＡＣ−ＤＣコンバータ４０のグランドＧＮＤに接続される第１充電経路と、第２端子２０がＡＣ−ＤＣコンバータ４０の電圧出力Ｖｏｕｔに接続され第１端子１０がＡＣ−ＤＣコンバータ４０のグランドＧＮＤに接続される第２充電経路とを選択的に切り換える。より具体的にはスイッチ３０は、例えば２つの入力端子Ａ１、Ａ２、及び４つの出力端子Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２を有するノンショーティングの２極双投スイッチである。入力端子Ａ１は第２端子２０に接続されている。入力端子Ａ２は第１端子１０に接続されている。出力端子Ｂ１及びＣ２は、ＡＣ−ＤＣコンバータ４０の電圧出力Ｖｏｕｔに接続されている。出力端子Ｂ２及びＣ１は、ＡＣ−ＤＣコンバータ４０のグランドに接続されている。
【００２３】
スイッチ３０は、操作レバー３１を含む。操作レバー３１は、その一例として、図示の如くＬ字形状の部材である。操作レバー３１は、一端が第２端子２０に連結されており、他端がスイッチ３０の接点切り換え機構に連結されている。したがってスイッチ３０の接点切り換え機構は、第２端子２０の変位に連動して動作することになる。それによって上記の第１充電経路と第２充電経路は、第２端子２０の変位に連動して選択的に切り換えられる。
【００２４】
「電源」としてのＡＣ−ＤＣコンバータ４０は、例えば商用交流電源（図示せず）の交流電力を所定電圧の直流電力に変換するスイッチング電源装置であり、電池５０を充電するための電源装置である。電池５０は、例えばニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池等の二次電池である。
【００２５】
図３及び図４は、第１端子１０と第２端子２０との間に電池５０が装着された状態を拡大図示した正面図である。
【００２６】
前述したように第１端子１０は、電池５０の正極５１が当接する場合にその正極５１が当接する部分以外の部分に、電池５０の負極５２が当接する場合にその負極５２が当接する凸部１１、１２が形成されている。他方、第２端子２０は、電池５０の正極５１が当接する場合にその正極５１が当接し、かつ電池５０の負極５２が当接する場合にその負極５２が当接する凸部２１が形成されている。
第１端子１０の凸部１１、１２の長さＴＬ１は、電池５０の正極５１の長さＰＬより短い長さで形成されている。例えば単三電池の場合、電池５０の長さＤＬ（電池５０の正極５１の端部から負極５２までの長さ）は５０．５ｍｍであり、電池５０の正極５１の長さＰＬは１．６ｍｍである。この場合、第１端子１０の凸部１１、１２の長さＴＬ１は、例えば１．０ｍｍに設定すれば良い。第２端子２０の凸部２１の長さＴＬ２は、任意の長さに設定して良く、例えば１．０ｍｍに設定すれば良い。
【００２７】
まず第１端子１０に電池５０の正極５１が当接し、第２端子２０に電池５０の負極５２が当接する場合について、図３を参照しながら説明する。  
第１端子１０に電池５０の正極５１が当接する場合、電池５０の正極５１は、第１端子１０の凸部１１、１２が形成されている部分以外の部分に当接し、第１端子１０の凸部１１、１２には当接しない。他方、電池５０の負極５２は、第２端子２０の凸部２１に当接する。したがって第１端子１０と第２端子２０との間隔Ｌは、電池５０の長さＤＬに、第２端子２０の凸部２１の長さＴＬ２を加算した長さ（ＤＬ＋ＴＬ２）となる。
【００２８】
この場合、第１端子１０は、スイッチ３０の入力端子Ａ２と出力端子Ｃ２とが接続されることによって、ＡＣ−ＤＣコンバータ４０の電圧出力Ｖｏｕｔに接続される（図１）。他方、第２端子２０は、スイッチ３０の入力端子Ａ１と出力端子Ｃ１とが接続されることによって、ＡＣ−ＤＣコンバータ４０のグランドＧＮＤに接続される（図１）。その結果、電池５０の正極５１がＡＣ−ＤＣコンバータ４０の電圧出力Ｖｏｕｔに接続され、電池５０の負極５２がＡＣ−ＤＣコンバータ４０のグランドＧＮＤに接続される（第１充電経路）。
【００２９】
つづいて第１端子１０に電池５０の負極５２が当接し、第２端子２０に電池５０の正極５１が当接する場合について、図４を参照しながら説明する。  
第１端子１０に電池５０の負極５２が当接する場合、電池５０の正極５１は、第２端子２０の凸部２１に当接する。他方、電池５０の負極５２は、第１端子１０の凸部１１、１２に当接する。したがって第１端子１０と第２端子２０との間隔Ｌは、電池５０の長さＤＬに、第１端子１０の凸部１１、１２の長さＴＬ１及び第２端子２０の凸部２１の長さＴＬ２を加算した長さ（ＤＬ＋ＴＬ１＋ＴＬ２）となる。
【００３０】
つまり第１端子１０に電池５０の負極５２が当接し、第２端子２０に電池５０の正極５１が当接する場合（図４）には、第１端子１０に電池５０の正極５１が当接し、第２端子２０に電池５０の負極５２が当接する場合（図３）より、第１端子１０の凸部１１、１２の長さＴＬ１（例えば１．０ｍｍ）だけ第１端子１０と第２端子２０の間隔Ｌが長くなる。それによって第２端子２０が符号Ｘ２で示した方向へ変位し、スイッチ３０が切り換えられる。
【００３１】
この場合、第１端子１０は、スイッチ３０の入力端子Ａ２と出力端子Ｂ２とが接続されることによって、ＡＣ−ＤＣコンバータ４０のグランドＧＮＤに接続される（図２）。他方、第２端子２０は、スイッチ３０の入力端子Ａ１と出力端子Ｂ１とが接続されることによって、ＡＣ−ＤＣコンバータ４０の電圧出力Ｖｏｕｔに接続される（図２）。その結果、電池５０の正極５１がＡＣ−ＤＣコンバータ４０の電圧出力Ｖｏｕｔに接続され、電池５０の負極５２がＡＣ−ＤＣコンバータ４０のグランドＧＮＤに接続される（第２充電経路）。
【００３２】
このようにして本発明に係る充電装置は、電池５０の装着方向にかかわらず、常に電池５０の正極５１はＡＣ−ＤＣコンバータ４０の電圧出力Ｖｏｕｔに自動的に接続され、電池５０の負極５２はＡＣ−ＤＣコンバータ４０のグランドＧＮＤに自動的に接続されることになる。したがってユーザは、電池５０の向きを意識する必要がない。そして本発明に係る充電装置は、従来技術のように正極端子と負極端子とが近接配置された複合端子を用いない構成であるため、電池５０の正極５１と負極５２とが短絡して誤動作や故障等が生ずる虞がほとんどなく高い安全性を実現することができる。したがって本発明によれば、電池５０の装着方向を意識する必要がなく、かつ高い安全性を有する充電装置を提供することができる。
【００３３】
＜本発明に係る電子機器＞
本発明に係る電子機器について、図５及び図６を参照しながら説明する。
【００３４】
図５及び図６は、本発明に係る電子機器の構成を図示した正面図である。  
本発明に係る電子機器は、ＡＣ−ＤＣコンバータ４０に代えて、電池５０の直流電力で動作する負荷装置６０が設けられている以外は、図１及び図２に図示した充電装置と同じ構成である。そのため図１及び図２に図示した充電装置と共通する構成要素については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。  
尚、電子機器の実施例において電池５０は、例えばニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池等の二次電池に特に限定されず、乾電池等の一次電池であっても良い。
【００３５】
第１端子１０に電池５０の正極５１が当接し、第２端子２０に電池５０の負極５２が当接する場合には、第１端子１０は、スイッチ３０の入力端子Ａ２と出力端子Ｃ２とが接続されることによって、負荷装置６０の電圧入力Ｖｉｎに接続される（図５）。第２端子２０は、スイッチ３０の入力端子Ａ１と出力端子Ｃ１とが接続されることによって、負荷装置６０のグランドＧＮＤに接続される（図５）。その結果、電池５０の正極５１が負荷装置６０の電圧入力Ｖｉｎに接続され、電池５０の負極５２が負荷装置６０のグランドＧＮＤに接続される（第１放電経路）。
【００３６】
他方、第１端子１０に電池５０の負極５２が当接し、第２端子２０に電池５０の正極５１が当接する場合には、第２端子２０が符号Ｘ２で示した方向へ変位し、スイッチ３０が切り換えられる。それによって第１端子１０は、スイッチ３０の入力端子Ａ２と出力端子Ｂ２とが接続されることによって、負荷装置６０のグランドＧＮＤに接続される（図６）。第２端子２０は、スイッチ３０の入力端子Ａ１と出力端子Ｂ１とが接続されることによって、負荷装置６０の電圧入力Ｖｉｎに接続される（図６）。その結果、電池５０の正極５１が負荷装置６０の電圧入力Ｖｉｎに接続され、電池５０の負極５２が負荷装置６０のグランドＧＮＤに接続される（第２放電経路）。
【００３７】
このようにして本発明に係る電子機器は、電池５０の装着方向にかかわらず、常に電池５０の正極５１は負荷装置６０の電圧入力Ｖｉｎに自動的に接続され、電池５０の負極５２は負荷装置６０のグランドＧＮＤに自動的に接続されることになる。したがってユーザは、電池５０の向きを意識する必要がない。そして本発明に係る電子機器は、従来技術のように正極端子と負極端子とが近接配置された複合端子を用いない構成であるため、電池５０の正極５１と負極５２とが短絡して誤動作や故障等が生ずる虞がほとんどなく高い安全性を実現することができる。したがって本発明によれば、電池５０の装着方向を意識する必要がなく、かつ高い安全性を有する電子機器を提供することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０  第１端子
１１、１２  第１端子の凸部
２０  第２端子
２１  第２端子の凸部
３０  スイッチ
３１  操作レバー
４０  ＡＣ−ＤＣコンバータ
５０  電池
５１  電池の正極
５２  電池の負極
６０  負荷装置
【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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