(57)【要約】【課題】本発明は、異なる二種類のサイズの二次電池を一本づつ、支持されたまま充電位置へ導ける二次電池充電装置を提供する。【解決手段】本発明の二次電池充電装置は、ホッパー３を、柱形の第１二次電池５と、当該第１二次電池よりも外径寸法の小さい柱形の第２二次電池７とが混在した二種類の二次電池を収容するホッパー３から構成し、バレル１３のスロット１５を、第１二次電池５および第２次電池７のいずれか一方をスロットのスロット深さの最深側と開口側との位置で係止可能としたＶ形壁面１７を有するとともに、当該Ｖ形壁面１７で形成されるスロット深さを前記Ｖ形壁面で支持される第１二次電池、第２電池の一本だけが受容可能としたスロット深さ寸法Ｈに設定して形成されるものとした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池を収容するホッパーと、
前記前記ホッパーからの前記二次電池をスロットで受容して、充電位置へ導くバレルとを備え、
前記ホッパーは、
柱形の第１二次電池と、当該第１二次電池よりも外径寸法の小さい柱形の第２二次電池とが混在した二種類の二次電池を収容するホッパーから構成され、
前記バレルのスロットは、
前記第１二次電池および前記第２二次電池のいずれか一方を前記スロットのスロット深さの最深側と開口側との位置で係止可能としたＶ形壁面を有するとともに、当該Ｖ形壁面で形成されるスロット深さを前記Ｖ形壁面で支持される第１二次電池、第２二次電池の一本だけが受容可能としたスロット深さ寸法に設定して形成される
ことを特徴とする二次電池充電装置。
【請求項２】
前記Ｖ形壁面は、最深部に前記第２二次電池と内接して嵌る第２二次電池用係止部を有し、開口側に前記第１二次電池と内接する斜面部分で形成される第１二次電池用係止部を有して形成され、
前記スロット深さ寸法は、
前記第１二次電池の外径寸法をＤ１（直径）とし、前記第２二次電池の外径寸法Ｄ２（直径）とし、前記第２二次電池用係止部の最深端から前記第１二次電池用係止部を経た前記前記Ｖ形壁面の開口端までの距離で表される壁面高さ寸法をＨとしたとき、
Ｄ１×０．５＜Ｈ＜Ｄ２×１．５
の関係が成立することによって設定される
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池充電装置。
【請求項３】
前記第１二次電池は、単三サイズの二次電池であり、
前記第２二次電池は、単四サイズの二次電池である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二次電池充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二種類の二次電池を充電する二次電池充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池駆動式の機器を数多く利用する会社などでは、当該機器を駆動するために、小形サイズの二次電池（充電可能な電池）、多くは単三サイズや単四サイズの二次電池が使用される。このため、多量の二次電池（未充電）の充電が合理的に行えるよう、特許文献１にも開示されているように単三サイズ、単四サイズなど、各種サイズ別に二次電池の充電を行うようにした二次電池充電装置が提案されている。
【０００３】
同二次電池充電装置は、二次電池の種類別に、二次電池を専用に収容するホッパーと、当該ホッパーに収容された二次電池を一本づつスロットで受容して充電位置へ移送するバレルとを有した構造で構成される。しかし、同構造では、ホッパー、バレル、充電位置で二次電池を充電する充電部共、二次電池のサイズ（単三サイズ、単四サイズ）毎、複数種、必要となるので、かなりコスト的な負担が強いられる。
【０００４】
そこで、サイズ別の仕分けを要せず二次電池の充電が行えるよう、特許文献２のように混在したサイズの異なる二種類の二次電池（例えば単三サイズ、単四サイズ）の中から、一本づつ充電位置へ移送させる二次電池充電装置が提案されている。同二次電池充電装置は、一つのホッパーに、単三サイズ、単四サイズといった異なる二種類の二次電池を混在して収容させる構造とし、バレルに、大きいサイズ（単三サイズ）の二次電池の外径(直径)寸法を超える開口幅をもつ半円形のスロットを有した構造が用いられている。具体的には同装置は、バレルのスロットのスロット深さを所定に規定して、ホッパー内に混在された単三サイズ、単四サイズの二次電池を、当該スロットに一本づつ受容させる構造にして、バレルにより充電位置へ移送させる構造にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２４６２１９号公報
【特許文献２】特表２０１５−５２４２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、引用文献２のように大きいサイズ（単三サイズ）の二次電池の外径(直径)寸法を超える開口幅の半円形スロットでは、ホッパー内の混在した二種類の二次電池がスロットに一本づつ受容されるものの、バレルの半円形スロットの幅寸法が、小さいサイズの二次電池（単四サイズ）、大きいサイズの二次電池（単三サイズ）に対しても大きく定められているため、二次電池は不安定な状態でスロットに収納される。このため、スロット内の二次電池は、定位置に定まりにくく、充電位置へ移送中、二次電池の位置がずれてしまう。つまり、同電池の極位置が安定しなく、充電位置で充電が安定して行えないおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、異なる二種類のサイズの二次電池を一本づつ、支持されたまま充電位置へ導ける二次電池充電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の態様は、ホッパーを、柱形の第１二次電池と、当該第１二次電池よりも外径寸法の小さい柱形の第２二次電池とが混在した二種類の二次電池を収容するホッパーから構成し、バレルのスロットを、第１二次電池および第２二次電池のいずれか一方をスロットのスロット深さの最深側と開口側との位置で係止可能としたＶ形壁面を有するとともに、当該Ｖ形壁面で形成されるスロット深さをＶ形壁面で支持される第１二次電池、第２二次電池の一本だけが受容可能としたスロット深さ寸法に設定して形成するものとした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ホッパー内に混在されている第１二次電池、第２二次電池（第１二次電池より小）は、バレルのスロットに受容される。このスロットは、第１二次電池が開口側で支持可能、第２二次電池が最深側で支持可能なＶ形壁面をもち、さらにはスロット深さ寸法が支持された二次電池を一本だけを支持するだけの深さ寸法に規定されているので、混在した二次電池の中から、一本の二次電池だけが選別（第１二次電池あるいは第２に次電池）されながら支持される。そして、バレルにより、選別された一本の第１二次電池あるいは第２に次電池だけが支持されながら充電位置へ導かれ、同充電位置で充電が行われる。
したがって、サイズ別の仕分けが不要となる第１二次電池、第２二次電池が混在した状態から、異なるサイズの二次電池を一本づつ、支持されたまま充電位置へ導くことができ、異なるサイズの二次電池を安定して充電させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る態様となる二次電池充電装置を示す一部断面した斜視図。
【図２】同二次電池充電装置の正断面図。
【図３】同二次電池充電装置のバレルに形成されたスロットの形状を説明するための断面図。
【図４】同二次電池充電装置において単三サイズの二次電池一本だけを選別する状況を説明する断面図。
【図５】同二次電池充電装置において単四サイズの二次電池一本だけを選別する状況を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を図１から図５に示す一実施形態にもとづいて説明する。
二次電池充電装置は、未充電の二種類の柱形の二次電池、例えば単三サイズの二次電池５（本願の第１二次電池に相当）、それより外形寸法の小さい単四サイズの二次電池７（本願の第２二次電池に相当）を充電する装置である。
図１は同二次電池充電装置の外観（大部分）を示し、図２は同じく正断面図を示し、図３は同じく各部の断面を示し、図４および図５は同じく充電作業の際の二次電池５，７が選別されるときをそれぞれ示している。
【００１２】
この二次電池充電装置の構造を説明すると、図１，２中１は、例えばパネルなどを組み合わせて箱形に構成された二次電池充電装置の本体(一部だけ図示)である。この本体１の上部には、上部に入口部３ａを有し、下部に横向きの出口部３ｂを有したホッパー３が設けられている。このホッパー３は、ホッパー３の入口部３ａから、二種類の未充電電池である上記単三サイズの二次電池５やそれより外形寸法の小さい単四サイズの二次電池７が投入されると、双方のサイズの二次電池５，７が混在して収容され、これらを並列（一列）に整列させながら、ホッパー下端に有る細長開口をもつ上記出口部３ｂへ順に導ける構造で形成されている。ちなみに二次電池５，７は、例えばニッケル水素電池やリチウムイオン電池などで構成された単三や単四サイズの電池が用いられる。
【００１３】
ホッパー３の下側となる本体１内の下部には、充電ずみの二次電池５，７を収容するための電池シュート部９が設けられている。電池シュート部９は、上方に開口した入口部９ａを有する。この電池シュート部９の入口部９ａとホッパー３の入口部３ａとの間には、両者間を内接するよう円筒状のハウジング１１が設けられる。このハウジング１１内に回転駆動式のバレル１３が収められている。
【００１４】
バレル１３は、例えば図１に示されるように、中心部に回転軸部１３ａを有する円筒形のドラムで形成される。このバレル１３の回転軸部１３ａは、図示はしないが駆動モータ（駆動源）の出力軸につながる。バレル１３全体は、この駆動モータの作動により、回転軸部１３ａを回転中心に、図２中の矢印方向ａで示す回転方向へ回転される構造となっている。なお、図２〜図５では、バレル１３は、図面の簡略化のため、図１のような筒形のバレルでなく、中実のバレルとして表している。
【００１５】
このバレル１３の外周部には、例えば所定の周方向の範囲内において、所定間隔で周方向に並行に複数のスロット、例えば４個のスロット１５が並んで設けられている。これらスロット１５は、いずれもホッパー３の出口部３ｂから一本づつ、二次電池（二次電池５あるいは二次電池７）が安定した姿勢で受容されるようにした構造をもつ。このスロット１５の詳細な構造が図３に示されている。
【００１６】
このスロット１５は、いずれも図１および図２に示されるようにバレル１３の外周面をＶ形に凹ませたＶ形壁面１７を有して形成される。むろん、Ｖ形壁面１７の開口は、ホッパー３の出口部３ｂと対応する位置関係に有る。このＶ形壁面１７は、スロット空間（Ｖ形壁面１７で囲まれる空間）のスロット深さにおける最深側と、それとは反対の開口側との位置にそれぞれ係止部１８ａ，１８ｂを有し、単三サイズの二次電池５と単四サイズの二次電池７のいずれかが係止部１８ａ，１８ｂで係止されるようにしてある。
【００１７】
すなわち、図２に示されるようにＶ形壁面１７（スロット深さ）の最深部には、単四サイズの二次電池７の円形な外形部分が内接して嵌る円弧面が形成され、スロット１５の最深位置において単四サイズの二次電池７が係止される。つまり、最深部の円弧面から、二次電池７と係止する二次電池７用の係止部１８ａ（本願の第２に次電池用係止部に相当）を構成している。
【００１８】
またＶ形壁面１７（スロット深さ）の開口側の各斜面は、単三サイズの二次電池５と内接する斜面部分としてある。この斜面部分は、Ｖ形壁面１７の拡開角度を二次電池５の外径に基づき規定して形成され、この二次電池５と内接する斜面部分にて、スロット１５の開口側で単三サイズの二次電池５が係止される。つまり、Ｖ形壁面１７の斜面部分を利用して、二次電池５と係止する二次電池５用の係止部１８ｂ（本願の第１に次電池用係止部に相当）を構成している。
【００１９】
これによって、二次電池５，７のいずれか一方が、Ｖ形壁面１７（スロット１５）の最深側、開口側に係止（支持）される構造としている。
またＶ形壁面１７がなすスロット深さは、係止部１８ａ，１８ｂで係止（支持）された二次電池５，７の一本だけを受容するスロット深さ寸法に設定されている。
【００２０】
この点を図３に示されるスロット形状に基づき説明すると、単三サイズの二次電池５の外径寸法をＤ１（直径：１４．５ｍｍ）とし、単四サイズの二次電池７の外径寸法Ｄ２（直径：１０．５ｍｍ）とする。また係止部１８ａの最深端から係止部１８ｂを経たＶ形壁面１７の開口端までの距離で表される壁面高さ寸法をＨとする。
【００２１】
このとき、単四サイズの二次電池７を一本だけスロット１５に受容（収納）させるには、壁面高さＨは、二次電池７の半径＜Ｈ＜二次電池７の半径の１，５倍の範囲内にあることが求められる。また単三サイズの二次電池５を一本だけスロット１５に受容（収納）させるには、壁面高さＨは、二次電池５の半径＜Ｈ＜二次電池５の半径の１，５倍の範囲内であることが求められる。
【００２２】
すなわち、係止部１８ａ，１８ｂで支持される単三サイズ、単四サイズの二次電池５，７のどちらか一方を一本だけをスロット１５に収容させる、つまりスロット１５で、単三サイズの二次電池５の一本だけ、あるいは単四サイズの二次電池７の一本だけを選別して安定して収容させるには、「単三サイズの二次電池５の半径＜Ｈ＜単四サイズの二次電池７の半径の１．５」で規定される範囲内、すなわち「１４，５×０．５＜Ｈ＜１０．５×１．５」の関係が成立する範囲内で壁面高さ寸法Ｈを設定すればよいことがわかる。
つまり、スロット１５のスロット深さは、この関係で求まる壁面高さ寸法Ｈに基づき設定すればよい。
【００２３】
こうした係止部１８ａ，１８ｂの形成、壁面高さ寸法Ｈ（スロット深さ）の規定により、混在したホッパー３の二種類の二次電池５，７の中から、一本の二次電池５（あるいは７）だけが受容され、係止部１８ｂ(あるいは１８ａ)にて係止される。つまり、一本の二次電池５（あるいは７）だけが、スロット１５により、安定姿勢で支持されながら選別される構造となっている。
【００２４】
この選別された一本の二次電池５あるいは二次電池７だけが、バレル１３の回転変位により、ホッパー３と隣接した位置に配置された充電位置αへ導けられる。すなわち、充電位置αのうち、例えばスロット両側に位置する本体１の壁面には、充電部（図示しない）と導通する充電接点部２１（図１のみ図示）が設けられ、同充電位置αにおいて二次電池５（あるいは７）の充電が行われる構造となっている。ちなみに充電終了後は、バレル１３の回転変位により、スロット１５は充電位置αから電池シュート部９の入口部９ａに至る。
【００２５】
つぎに、このように構成された二次電池充電装置の作用を説明する。
今、ホッパー３には、未充電の単三サイズの二次電池５、同じく同二次電池５より小さい外径の単四サイズの二次電池７が混在されて、多数本、収容されているとする。この状態から二次電池充電装置を運転する。
【００２６】
すると、駆動モータにより、バレル１３は回転し始める（矢印ａ方向）。スロット１５がホッパー３の出口部３ｂに至ると、ホッパー３の出口部３ｂから、同地点に到達している二次電池（５あるいは７）がスロット１５内へ進入する。
図４に示されるようにスロット１５に進入する二次電池が、単三サイズの二次電池５である場合、同二次電池５は、Ｖ形壁面１７の開口側の斜面部分で形成される一対の係止部１８ｂにて、両側から支持（係止）される。
【００２７】
ここで、スロット１５の壁面高さＨは、単三サイズの二次電池５の半径より大きく、単四サイズの二次電池７の半径の１．５倍よりも小さく設定されているので、スロット１５には、単三サイズの二次電池５が一本だけ受容されるだけで、たとえ単三サイズや単四サイズの二次電池５，７が続いて進入することがあっても、当該二次電池５，７の重心位置Ｇ１、Ｇ２はスロット１５の開口端から外側へ外れた位置にあるため、スロット１５には受容されることはない。つまり、スロット１５には、単三サイズの二次電池５の一本だけが係止部１８ｂで支えられながら収められる。
【００２８】
また図５に示されるようにスロット１５に進入する二次電池が、単四サイズの二次電池７（単三サイズより小）である場合、同二次電池７は、Ｖ形壁面１７の最深端に形成されている係止部分、すなわち二次電池７の外形形状と対応した円弧曲面でなる係止部１８ａに嵌り、最深部で支持（係止）される。
【００２９】
このときスロット１５の壁面高さＨは、上述のように単三サイズの二次電池５の半径より大きく、単四サイズの二次電池７の半径の１．５倍よりも小さく設定されているために、スロット１５には、単四サイズの二次電池７は一本だけ受容されるだけで、たとえ単四サイズの二次電池７が続いて進入することがあっても、当該二次電池７の重心位置Ｇ２はスロット１５の開口端から外側へ外れた位置にあるため、スロット１５には受容されることはない。つまり、スロット１５には、単四サイズの二次電池７の一本だけが係止部１８ａで支えられながら収められる。
【００３０】
このようにして各スロット１５には、単三サイズの二次電池５、単四サイズの二次電池７のいずれか一方の二次電池が一本だけ受容される。そして、選別された二次電池（５あるいは７）は、順次、バレル１３の回転方向前側に有る充電位置αに導かれ、同位置において充電接点部２１との導通が行われる。つまり、充電部（図示しない）により、同充電接点部２１を通じて二次電池５あるいは二次電池７における充電が行われる。充電が完了すると、バレル１３の回転変位により、充電を終えた二次電池５，７は、電池シュート部９の入口部９ａに至り、充電ずみの二次電池５，７がスロット１５から電池シュート部９へシュートされる。これにより、充電ずみの二次電池５，７は、電池シュート部９に順次、収容され、電池駆動式の機器に利用できる体制が整う。
【００３１】
以上のように二次電池充電装置におけるバレル１３のスロット１５では、単三サイズの二次電池５（第１二次電池）、単四サイズの二次電池７（第２二次電池）のいずれかだけを支持するＶ形壁面１７の係止構造と、二次電池５あるいは二次電池７の一本だけを支持するだけのスロット深さ寸法に規定する構造との組み合わせにより、混在した二次電池５，７の中から、一本の二次電池だけを選別するだけでなく、選別した二次電池を不用意に動かないよう支持することができる。
【００３２】
それ故、単三サイズの二次電池５（第１二次電池）、単四サイズの二次電池７（第２二次電池）が混在した状態から、それぞれ異なるサイズの二次電池を一本づつ、それぞれ定位置に支持されたまま充電位置αへ導くことができ、異なるサイズの二次電池の充電を安定して行うことができる。特に充電の需要が多い、単三サイズや単四サイズの二次電池の充電には好適である。
しかも、二次電池５，７の選別は、Ｖ形壁面１７の最深部や斜面部分に係止部１８ａ，１８ｂを形成したり、Ｖ形壁面１７の壁面高さＨを設定するだけでよく、簡単な構造ですみ、コスト的な負担は小さくてすむ。
【００３３】
なお、上述した一実施形態における各構成およびそれの組合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であることはいうまでもない。また本発明は、上述した実施形態によって限定されることはなく、「特許請求の範囲」によってのみ限定されることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３４】
３  ホッパー
５  単三サイズの二次電池（第１二次電池）
７  単四サイズの二次電池（第１二次電池）
１３  バレル
１５  スロット
１７  Ｖ形壁面
１８ａ  係止部（第２に次電池用係止部）
１８ｂ  係止部（第２に次電池用係止部）
Ｈ  壁面高さ（スロット深さ寸法）
α  充電位置
【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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