(57)【要約】【課題】回路基板表面の絶縁抵抗の低下を防止しながら発熱部品による弊害を防止し、発熱部品を効率よく冷却する。【解決手段】バッテリパックは、充電できる電池１と、この電池１の出力電圧を安定化する安定化回路２０を実装してなるメイン回路基板２と、安定化回路２０の出力側に接続してなる出力用の電子部品４０を実装してなるサブ回路基板４と、電池１とメイン回路基板２とサブ回路基板４とを収納してなる外装ケース６とを備えている。バッテリパックは、メイン回路基板２を防水構造として外装ケース６に収納して外装ケース６の定位置に配置すると共に、サブ回路基板４を非防水構造として外装ケース６に収納して外装ケース６の定位置に固定して、このサブ回路基板４に出力コネクタ４１を実装している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電できる電池(1)と、この電池(1)の出力電圧を安定化する安定化回路(20)を実装してなるメイン回路基板(2)と、前記安定化回路(20)の出力側に接続してなる出力用の電子部品(40)を実装してなるサブ回路基板(4)と、前記電池(1)とメイン回路基板(2)と前記サブ回路基板(4)とを収納してなる外装ケース(6)とを備える安定化回路を備えるバッテリパックであって、
前記メイン回路基板(2)を防水構造として前記外装ケース(6)に収納して外装ケース(6)の定位置に配置すると共に、前記サブ回路基板(4)を非防水構造として前記外装ケース(6)に収納して外装ケース(6)の定位置に固定して、このサブ回路基板(4)に出力コネクタ(41)を実装してなる安定化回路を備えるバッテリパック。
【請求項２】
前記電池(1)と前記メイン回路基板(2)を電池のコアパック(3)として、可撓性シート(50)を水密構造に密閉して袋状としてなる防水袋(5)に収納しており、この防水袋(5)から、メイン回路基板(2)に接続してなるリード線(7)を水密構造に引き出して、このリード線(7)をサブ回路基板(4)に接続してなる請求項１に記載される安定化回路を備えるバッテリパック。
【請求項３】
前記出力コネクタ(41)を防水構造で外装ケース(6)に固定してなる請求項１または２に記載される安定化回路を備えるバッテリパック。
【請求項４】
前記サブ回路基板(4)に接続してなる出力用の電子部品(40)がダイオード(43)とスイッチング素子(45A)とノイズフィルター(46)のいずれか又は複数である請求項１ないし３のいずれかに記載される安定化回路を備えるバッテリパック。
【請求項５】
前記外装ケース(6)が、プラスチック製の上ケース(61)と下ケース(62)とからなり、上ケース(61)は天板(61A)の周囲に周壁(61B)を有し、下ケース(62)は底板(62A)の周囲に周壁(62B)を有し、
上ケース(61)の周壁(61B)と下ケース(62)の周壁(62B)が連結されて内部に収納スペース(63)を設けており、
さらに、前記防水袋(5)に収納してなるメイン回路基板(2)を、上ケース(61)の天板(61A)に対向して配置すると共に、メイン回路基板(2)の上面には押しボタンスイッチ(31)を固定してなる請求項２に記載される安定化回路を備えるバッテリパック。
【請求項６】
前記上ケース(61)の天板(61A)には、前記押しボタンスイッチ(31)を操作する上下プレート(81)を設けており、前記天板(61A)に上下プレート(81)を外部に表出させる天窓(71)を開口すると共に、この天窓(71)と上下プレート(81)との間に上下プレート(81)の移動隙間を設けており、この上下プレート(81)を介して前記押しボタンスイッチ(31)を操作するようにしてなる請求項５に記載される安定化回路を備えるバッテリパック。
【請求項７】
前記押しボタンスイッチ(31)が電源スイッチ、又は、電池の残容量を表示する表示スイッチのいずれか又は両方である請求項５または６に記載される安定化回路を備えるバッテリパック。
【請求項８】
前記外装ケース(6)が、プラスチック製の上ケース(61)と下ケース(62)とからなり、上ケース(61)は天板(61A)の周囲に周壁(61B)を有し、下ケース(62)は底板(62A)の周囲に周壁(62B)を有し、
上ケース(61)の周壁(61B)と下ケース(62)の周壁(62B)が連結されて内部に収納スペース(63)を設けており、
さらに、下ケース(62)は、底板(62A)から上方に突出して筒状の連結ボス(67)を一体的に成形して設けており、上ケース(61)は、この連結ボス(67)と対向する位置にネジボス(66)を一体的に成形して設けており、
この筒状の連結ボス(67)に止ネジ(76)が挿入され、この止ネジ(76)が上ケース(61)のネジボス(66)にねじ込まれて上ケース(61)と下ケース(62)とが連結され、
さらにまた、下ケース(62)の底板(62A)に、排水穴(68)を設けてなる請求項１ないし７のいずれかに記載される安定化回路を備えるバッテリパック。
【請求項９】
前記充電できる電池(1)がひとつ以上のリチウムイオン電池である請求項１ないし８のいずれかに記載される安定化回路を備えるバッテリパック。
【請求項１０】
前記安定化回路(20)が、互いに並列に接続してなる複数組のＤＣ／ＤＣコンバータ(21)である請求項１ないし９のいずれかに記載される安定化回路を備えるバッテリパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電できる電池の電圧を安定化して出力する安定化回路を備えるバッテリパックに関し、とくに、出力電圧を９Ｖとする００６Ｐの電池に代わって音楽機器などの電源に使用するのに最適なバッテリパックに関する。
【背景技術】
【０００２】
出力電圧を９Ｖとする００６Ｐの電池は、屋外で使用される音楽機器、例えば、シンセサイザ、キーボード、電子ドラム等の電子楽器やエフェクタ、マルチトラックレコーダ、アンプ等の楽器周辺機器の電源に使用されることから、この電池に代わって使用できるバッテリパックは防水構造が要求される。防水構造のバッテリパックとして、複数の電池に回路基板を接続して電池のコアパックとし、電池のコアパックを、防水性である袋状の防水袋に水密構造に収納し、さらにコアパックを収納している防水袋を外装ケースに収納する構造が開発されている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３１７５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のバッテリパックは、多数の電池に回路基板を接続してなるコアパックを防水袋に収納して、外装ケースに収納するので、電池と回路基板を好ましい防水構造に収納できる。この構造のバッテリパックは、屋外で使用される電動自転車の電源に使用されるもので、回路基板には、電池の充放電を制御して電池を過充電や過放電から防止する保護回路を実装している。このバッテリパックは、全ての電子部品を防水袋に収納している回路基板に実装するので、電池に加えて回路基板も防水袋で水密構造にできる特徴がある。しかしながら、このバッテリパックは、大電流が流れて発熱するダイオード等の発熱部品を回路基板に実装するのが難しい。それは、発熱部品を防水袋の内面に配置すると、その熱で防水袋が変質し、あるいは破損して保水性を阻害する原因となるからである。また、防水袋の内部に配置している発熱部品は、防水袋で断熱されて効率よく放熱するのが難しい欠点もある。
【０００５】
この弊害は、回路基板を防水袋の外部に配置し、たとえばポッティング樹脂に埋設して防水することで解消できる。ただ、この構造は、ポッティング樹脂による理想的な防水が難しいばかりでなく、高価なポッティング樹脂を使用することから製造コストが高くなる欠点がある。
【０００６】
さらに、出力電圧を安定化して出力するバッテリパックは、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の複雑な回路構成を実現する多数の電子部品を密集して回路基板に配置している。このため、防水性が十分でないと、回路基板表面の絶縁性が低下するので、絶縁抵抗の低下に弱い電子回路が故障しやすく、寿命が短くなる欠点が弊害がある。
【０００７】
本発明は、以上の欠点を解消することを目的として開発されたもので、本発明の重要な目的は、複雑な回路構成であって回路基板表面の絶縁抵抗が低下して発生する故障を防止しながら発熱部品による弊害を防止し、さらに、発熱部品を効率よく冷却できる安定化回路を備えるバッテリパックを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
本発明の安定化回路を備えるバッテリパックは、充電できる電池１と、この電池１の出力電圧を安定化する安定化回路２０を実装してなるメイン回路基板２と、安定化回路２０の出力側に接続してなる出力用の電子部品４０を実装してなるサブ回路基板４と、電池１とメイン回路基板２とサブ回路基板４とを収納してなる外装ケース６とを備えている。バッテリパックは、メイン回路基板２を防水構造として外装ケース６に収納して外装ケース６の定位置に配置すると共に、サブ回路基板４を非防水構造として外装ケース６に収納して外装ケース６の定位置に固定して、このサブ回路基板４に出力コネクタ４１を実装している。
【０００９】
以上の安定化回路を備えるバッテリパックは、複雑な回路構成であって回路基板表面の絶縁抵抗が低下して発生する故障を有効に防止しながら発熱部品による弊害を防止し、さらに発熱部品を効率よく冷却できる特徴を実現する。それは、以上のバッテリパックが、安定化回路を実現する複雑な回路構成を実現する電子部品を実装するメイン回路基板を防水構造として外装ケースに収納し、大電流が流れて発熱する発熱部品をサブ回路基板に配置して、サブ回路基板を防水構造とすることなく外装ケースの内部に配置しているからである。とくに、以上のバッテリパックは、出力コネクタを固定しているサブ回路基板に発熱部品を配置するので、発熱部品を配置するために専用の回路基板を設ける必要がない。また、安定化回路の出力側に接続している発熱部品は、出力コネクタに接続される部品であるから、これをサブ回路基板に配置することで、発熱部品と出力コネクタとをリード線などで接続する必要がない。このため、発熱部品と出力コネクタとを確実に接続して、接触不良などの故障を防止できる。さらに、サブ回路基板は、メイン回路基板のように防水構造とされないが、安定化回路の出力側に接続されるダイオードなどの発熱部品は、メイン回路基板に実装する安定化回路のように複雑な回路構成とはならず、サブ回路基板表面の絶縁抵抗の低下による故障を少なくできる。このため、発熱部品は侵入する水分による故障を少なくしながら、熱を効率よく放熱できる特徴がある。
【００１０】
本発明の安定化回路を備えるバッテリパックは、電池１とメイン回路基板２を電池のコアパック３として、可撓性シート５０を水密構造に密閉して袋状としてなる防水袋５に収納すると共に、この防水袋５から、メイン回路基板２に接続してなるリード線７を水密構造に引き出して、このリード線７をサブ回路基板４に接続することができる。
以上のバッテリパックは、複雑な回路構成を実現する電子部品を実装するメイン回路基板を電池と一緒に防水袋に収納して、外装ケースに収納し、大電流が流れて発熱する発熱部品をサブ回路基板に配置して、サブ回路基板を防水袋に収納することなく外装ケースの内部に配置するので、メイン回路基板と電池とを防水袋に収納して優れた防水性を実現しながら、発熱部品による防水袋の弊害を確実に防止できる。さらに、発熱部品を防水袋に収納することなく外装ケースの内部に配置するので、発熱部品を効率よく冷却できる。
【００１１】
本発明の安定化回路を備えるバッテリパックは、出力コネクタ４１を防水構造で外装ケース６に固定することができる。
以上のバッテリパックは、出力コネクタを防水構造で外装ケースに固定しているので、出力コネクタと外装ケースとの間からの水の侵入を防止して、サブ回路基板に実装している発熱部品の水による故障を有効に防止できる。
【００１２】
本発明の安定化回路を備えるバッテリパックは、サブ回路基板４に接続してなる出力用の電子部品４０を、ダイオード４３とスイッチング素子４５Ａとノイズフィルター４６のいずれかひとつ又は複数とすることができる。
以上のバッテリパックは、逆流を防止するダイオードや、安定化回路からの出力をオンオフに切り換えるスイッチング素子、あるいはノイズを減少させるノイズフィルターなどを効率よく放熱しながら、これらが発熱して防水袋に熱による弊害を与えるのを有効に防止できる。
【００１３】
本発明の安定化回路を備えるバッテリパックは、外装ケース６を、プラスチック製の上ケース６１と下ケース６２で構成し、上ケース６１は天板６１Ａの周囲に周壁６１Ｂを有し、下ケース６２は底板６２Ａの周囲に周壁６２Ｂを有し、上ケース６１の周壁６１Ｂと下ケース６２の周壁６２Ｂを連結して内部に収納スペース６３を設けることができる。さらに、バッテリパックは、防水袋５に収納してなるメイン回路基板２を、上ケース６１の天板６１Ａに対向して配置すると共に、メイン回路基板２の上面には押しボタンスイッチ３１を固定することができる。
以上のバッテリパックは、上面には押しボタンスイッチを固定しているメイン回路基板を、上ケースの天板に対向して配置するので、押しボタンスイッチを操作するための機構を簡単にできる。
【００１４】
本発明の安定化回路を備えるバッテリパックは、上ケース６１の天板６１Ａに、押しボタンスイッチ３１を操作する上下プレート８１を設けることができる。このバッテリパックは、天板６１Ａに上下プレート８１を外部に表出させる天窓７１を開口すると共に、この天窓７１と上下プレート８１との間に上下プレート８１の移動隙間を設けて、この上下プレート８１を介して押しボタンスイッチ３１を操作することができる。
以上のバッテリパックは、簡単な構造としながら、外装ケースの外部から上下プレートを押して、メイン回路基板に直接に固定している押しボタンスイッチを簡単に操作できる特徴がある。とくに、上下プレートで防水袋の可撓性シートを介して押しボタンスイッチを操作するので、押しボタンスイッチを固定したメイン回路基板を防水袋に収納しながら、外装ケースの外部から簡単に操作できる。さらに、このバッテリパックは、天板に開口した天窓と上下プレートとの間にできる移動隙間から水が侵入しても、この水がメイン回路基板や電池をショートさせることはなく、侵入する水による弊害を確実に防止できる。
【００１５】
本発明の安定化回路を備えるバッテリパックは、押しボタンスイッチ３１を、電源スイッチ、又は、電池１の残容量を表示する表示スイッチのいずれか又は両方とすることができる。
以上のバッテリパックは、押しボタンスイッチを操作して電源スイッチをオンオフに切り換えて電池の無駄な消耗を防止し、あるいは押しボタンスイッチを操作して電池の残容量を検出できる。このため、使用している途中で残容量がなくなって楽器などの機器への電力供給が不意に遮断されることがなく、ユーザーは便利に使用できる。
【００１６】
本発明の安定化回路を備えるバッテリパックは、外装ケース６を、プラスチック製の上ケース６１と下ケース６２で構成し、上ケース６１は天板６１Ａの周囲に周壁６１Ｂを有し、下ケース６２は底板６２Ａの周囲６２Ｂに周壁を有し、上ケース６１の周壁６１Ｂと下ケース６２の周壁６２Ｂを連結して内部に収納スペース６３を設けることができる。さらに、下ケース６２は、底板６２Ａから上方に突出して筒状の連結ボス６７を一体的に成形して設けて、上ケース６１は、連結ボス６７と対向する位置にネジボス６６を一体的に成形して設けて、この筒状の連結ボス６７に止ネジ７６を挿入して、この止ネジ７６を上ケース６１のネジボス６６にねじ込んで上ケース６１と下ケース６２とを連結することができる。さらに、バッテリパックは、下ケース６２の底板６２Ａに、排水穴６８を設けることができる。
以上のバッテリパックは、簡単な構造としながら、外装ケースを構成する上ケースと下ケースとを連結できると共に、外装ケースに侵入した水を、下ケースに設けた排水穴から配水できる。
【００１７】
本発明の安定化回路を備えるバッテリパックは、充電できる電池１をひとつ以上のリチウムイオン電池とすることができる。
以上のバッテリパックは、小型で大容量のリチウムイオン電池を使用するので、全体を小さくしながら出力できる容量を大きくできる。また、リチウムイオン電池に特有の特性である、残容量によって出力電圧が変化する欠点を電圧安定化回路で解消できる。したがって、小型化しながら一定の電圧を長時間連結して出力できる理想的な特徴を実現する。
【００１８】
本発明の安定化回路を備えるバッテリパックは、安定化回路２０が、互いに並列に接続してなる複数組のＤＣ／ＤＣコンバータ２１を備えることができる。
以上のバッテリパックは、電圧安定化回路を複数組のＤＣ／ＤＣコンバータで実現するので、各々のＤＣ／ＤＣコンバータに小出力、小型、低発熱のものを使用しながら、出力を大きくできる特徴がある。とくに、防水袋に収納しているメイン回路基板に実装する安定化回路を小型で低発熱量のＤＣ／ＤＣコンバータとするので、防水袋内の発熱量を少なくしながら、出力を大きくできる特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例にかかる安定化回路を備えるバッテリパックの斜視図である。
【図２】図１に示すバッテリパックの分解斜視図である。
【図３】図１に示すバッテリパックを底面から見た分解斜視図である。
【図４】図１に示すバッテリパックの垂直断面図であって図６のＩＶ−ＩＶ線断面に相当する図である。
【図５】図１に示すバッテリパックの垂直断面図であって図６のＶ−Ｖ線断面に相当する図である。
【図６】図１に示すバッテリパックの上ケースを取り外した平面図である。
【図７】電池のコアパックを防水袋に収納する状態を示す斜視図である。
【図８】図７に示す電池のコアパックの分解斜視図である。
【図９】図８に示す電池ホルダの分解斜視図である。
【図１０】図２に示すバッテリパックの下ケースにサブ回路基板を固定した状態を示す背面斜視図である。
【図１１】本発明の一実施例にかかる安定化回路を備えるバッテリパックのブロック図である。
【図１２】図１１に示すバッテリパックの使用状態の一例を示す概略ブロック図である。
【図１３】図１１に示すバッテリパックの使用状態の他の一例を示す概略ブロック図である。
【図１４】図１１に示すバッテリパックの使用状態の他の一例を示す概略ブロック図である。
【図１５】本発明の他の実施例にかかる安定化回路を備えるバッテリパックのブロック図である。
【図１６】図１５に示すバッテリパックの使用状態の一例を示す概略ブロック図である。
【図１７】図１５に示すバッテリパックの使用状態の他の一例を示す概略ブロック図である。
【図１８】図１に示すバッテリパックの使用状態の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための安定化回路を備えるバッテリパックを例示するものであって、本発明はバッテリパックを以下のものに特定しない。
【００２１】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２２】
本発明の安定化回路を備えるバッテリパックは、屋内だけでなく屋外でも使用されることのある電子機器に電源として接続されて、これらの電子機器に電力を供給する。この電子機器として、電子楽器や、楽器の周辺機器等である音楽機器が使用できる。本発明のバッテリパックは、たとえば、シンセサイザーやキーボード、電子ドラム等の電子楽器の電源として使用でき、あるいは、エフェクタ、マルチトラックレコーダ、グラフィックイコライザ、シーケンサー、アンプ等の楽器周辺機器の電源として使用できる。ただ、本発明のバッテリパックは、その用途を、電子楽器や楽器周辺機器等の音楽機器に特定しない。本発明のバッテリパックは、音楽機器以外の電子機器であって、屋外でも使用される電子機器、たとえば、無線機やラジオ等に使用することもできる。
【００２３】
図１ないし図１１に示すバッテリパックは、充電できる電池１と、この電池１の出力電圧を安定化する安定化回路２０を実装してなるメイン回路基板２と、安定化回路２０の出力側に接続してなる出力用の電子部品４０を実装してなるサブ回路基板４と、電池１とメイン回路基板２とサブ回路基板４とを収納してなる外装ケース６とを備えている。バッテリパックは、メイン回路基板２を防水構造として外装ケース６に収納して外装ケース６の定位置に配置すると共に、サブ回路基板４を非防水構造として外装ケース６に収納して外装ケース６の定位置に固定している。図２ないし図９に示すバッテリパックは、電池１とメイン回路基板２を電池のコアパック３として防水袋５に収納しており、さらに、防水袋５に収納された電池のコアパック３を外装ケース６に収納して、電池１とメイン回路基板２とを防水構造としている。
【００２４】
［電池のコアパック３］
電池のコアパック３は、複数の電池１とメイン回路基板２を、電池ホルダ１０で定位置に配置している。図７と図８は電池のコアパック３の斜視図及び分解斜視図を、図９は電池ホルダ１０の分解斜視図をそれぞれ示している。これ等の図に示すコアパック３は、複数の電池１を平行な姿勢で、電池ホルダ１０の底部に収納すると共に、メイン回路基板２を電池ホルダ１０の上部の定位置に配置している。図のコアパック３は、底部に３個の電池１を互いに平行な姿勢で並べている。３個の電池１は、端面電極１Ａをリード板３０で互いに並列に接続している。このように、複数の電池１を並列接続する構造は、出力電流を大きくできる。図に示すバッテリパックは、３個の電池１を内蔵しているが、バッテリパックは、１個または２個の電池を内蔵し、あるいは４個以上の電池を内蔵することもできる。さらに、複数の電池を内蔵するバッテリパックは、これらの電池を直列に接続し、あるいは、並列と直列に接続することもできる。
【００２５】
［電池１］
電池１は、充電可能な二次電池である。本実施例においては、電池１として円筒型のリチウムイオン二次電池を使用している。リチウムイオン二次電池は、バッテリパックに内蔵する電池として適している。それは、複数のリチウムイオン二次電池を並列に接続して、内部抵抗を小さくして出力電流を大きくできるからである。また、リチウムイオン二次電池は、充電容量も大きいので、大電流を必要とする用途の場合でも、容量不足を招かずに十分な使用時間を確保できる。ただし、本発明のバッテリパックは、電池をリチウムイオン二次電池に特定せず、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の充電できる他の全ての電池も使用できる。
【００２６】
［電池ホルダ１０］
電池ホルダ１０は、図７ないし図９に示すように、電池１を挿通して保持する保持筒１１の両端に、対向壁１２を一体的に成形して連結すると共に、一対の対向壁１２の両側であって、保持筒１１の両側に、一対の支持側壁１３を一体的に成形して連結している。この電池ホルダ１０は、一対の対向壁１２と支持側壁１３の対向する内側に保持筒１１を設けて、この保持筒１１に電池１を挿入して、電池１を定位置に保持している。この電池ホルダ１０は絶縁材を成形して製作される。電池ホルダ１０を成形する絶縁材はプラスチックである。保持筒１１は、電池１を挿通する複数の挿通穴１４を貫通して設けている。電池ホルダ１０は、保持筒１１の挿通穴１４に電池１を挿通して、複数の電池１を所定の位置に保持している。図の電池ホルダ１０は、３個の電池１を挿入して保持するので、対向壁１２に３個の保持筒１１を設けて、各々の保持筒１１に挿通穴１４を設けている。これらの保持筒１１は、３個の電池１を平行な姿勢で配置できるように、対向壁１２に一体成形して設けている。
【００２７】
図９に示す電池ホルダ１０は、保持筒１１と支持側壁１３を軸方向の中間で２分割して、一対のホルダユニット１０Ａに分割している。各々のホルダユニット１０Ａは、中間で分割された保持筒１１と支持側壁１３を対向壁１２に一体的に成形して連結している。この電池ホルダ１０は、保持筒１１の分割端である開口部を挿通穴１４として電池１を挿入し、一対のホルダユニット１０Ａを連結して、複数の電池１を電池ホルダ１０に収納している。図に示す一対のホルダユニット１０Ａは、止ネジ３６を介して互いに連結している。一対のホルダユニット１０Ａは、互いに対向する分割端部の上部に、止ネジ３６を貫通させる連結片１５と、この連結片１５に挿通する止ネジ３６をねじ込む固定ボス１６とをそれぞれ一体成形して設けている。一対のホルダユニット１０Ａは、一方のホルダユニット１０Ａに設けた連結片１５に挿通する止ネジ３６を、他方のホルダユニット１０Ａに設けた固定ボス１６にねじ込んで互いに連結される。ただ、図示しないが、分割されたホルダユニットは、係止構造で連結し、あるいは接着して連結し、あるいはまた、これらを組み合わせて連結することもできる。
【００２８】
以上の電池ホルダ１０は、保持筒１１及び支持側壁１３の半分と対向壁１２とを一体的に成形してホルダユニット１０Ａとしているが、電池ホルダは、以上の構造に特定しない。電池ホルダは、複数の電池を所定の位置に保持できる他の全ての構造とすることができる。電池ホルダは、たとえば、保持筒と支持側壁を分割することなく一体構造とすることも、保持筒と両端の対向壁とを分割してなる構造とすることもできる。以上のように、複数の電池１を電池ホルダ１０で定位置に保持して電池のコアパック３とする構造は、コアパック３の組み立てを簡単かつ容易にできる特長がある。
【００２９】
保持筒１１は、図９に示すように、電池１の表面のほぼ全周に沿う筒状に挿通穴１４を開口している。ただ、保持筒は、必ずしも電池の全周に沿う筒状に挿通穴を開口する必要はない。図９に示す電池ホルダ１０は、各々の保持筒１１の一部、図において上面に開口部１１Ａを設けている。図の電池ホルダ１０は、分割された保持筒１１の対向する開口端部を切欠して開口部１１Ａを設けている。この電池ホルダ１０は、図４に示すように、保持筒１１に設けた開口部１１Ａに、温度センサ３３を配設している。このバッテリパックは、温度センサ３３で電池１の温度異常を検出しながら、電池１の充放電を制御できる特徴がある。
【００３０】
中間で分割される保持筒１１は、図示しないが、分割端側から対向壁１２側に向かって次第に内径が小さくなるテーパー状に内面を成形している。この保持筒１１は、対向壁１２側の端部の内面に突出する部分を電池１の表面に面接触させて電池１を定位置に保持できる。このように、保持筒１１を分割する構造は、プラスチックを成形する金型の設計を簡単にして、プラスチック成形を容易にできる特長がある。
【００３１】
一対の対向壁１２は、保持筒１１の両端に位置して、互いに平行な姿勢で設けられている。対向壁１２は、保持筒１１に対して直交する板状に成形されている。さらに、一対の支持側壁１３は、保持筒１１の両側に位置して、互いに平行な垂直姿勢で設けられている。電池ホルダ１０は、下部に保持筒１１を設けて、上部にメイン回路基板２の収納部１７を設けている。電池ホルダ１０は、一対の支持側壁１３を、対向壁１２よりも上方に突出させており、一対の支持側壁１３の間に、メイン回路基板２を収納する収納部１７を設けている。この収納部１７は、支持側壁１３の間隔で幅が特定され、支持側壁１３が対向壁１２から上方に突出する突出高さで深さが特定される。収納部１７の深さ、すなわち、支持側壁１３の突出高さは、収納部１７にメイン回路基板２を収納できる高さとする。さらに、一対の対向壁１２は、支持側壁１３との境界部分を支持側壁１３と同じ高さとなるように上方に突出させており、この突出部１２Ａでメイン回路基板２を定位置に位置決めしている。すなわち、電池ホルダ１０は、対向する支持側壁１３をメイン回路基板２の両側縁に対向させてメイン回路基板２の左右を位置決めし、支持側壁１３の両端において、対向壁１２の突出部１２Ａをメイン回路基板２のコーナー部に対向させて、メイン回路基板２の前後を位置決めしている。以上の構造により、メイン回路基板２を電池ホルダ１０の収納部１７の定位置に配置している。さらに、電池ホルダ１０は、各々のホルダユニット１０Ａの上面に、メイン回路基板２を固定するための固定ボス１８を一体成形して設けている。この電池ホルダ１０は、メイン回路基板２を貫通する止ネジ３８を固定ボス１８にねじ込んで、メイン回路基板２を電池ホルダ１０の定位置に固定している。
【００３２】
さらに、電池ホルダ１０は、両側に位置する対向壁１２の外側に、リード板３０を配設している。対向壁１２は、保持筒１１の外側において、挿通穴１４の開口部である電極窓から表出する端面電極１Ａにリード板３０を溶着して連結している。図７と図８の対向壁１２は、リード板３０を嵌入する位置決凹部１９を外側面に設けており、この位置決凹部１９にリード板３０を入れて定位置に配置している。位置決凹部１９は、リード板３０の外形よりもわずかに大きい外形として、ここにリード板３０を入れて定位置に配置している。電池ホルダ１０に収納される複数の電池１は、両端の端面電極１Ａに接続されるリード板３０を介して互いに並列に接続している。
【００３３】
［リード板３０］
リード板３０は、電池の端面電極１Ａにスポット溶接やレーザ溶接等の方法で溶接して接続している。このリード板３０として、表面をニッケル等のメッキをした鉄板、ニッケル板、銅板、アルミニウム板等の金属板が好適に使用できる。図のリード板３０は、電池ホルダ１０の両端面において、３個の電池１を並列に接続している。各々のリード板３０は、その上端から突出する突出片３０Ａを備えており、この突出片３０Ａをメイン回路基板２に接続している。リード板３０は、突出片３０Ａの先端部をＬ字状に折曲して接続部３０ａとしており、この接続部３０ａをハンダ付け等の方法でメイン回路基板２の上面に接続している。
【００３４】
［メイン回路基板２］
メイン回路基板２は、図１１のブロック図に示すように、電池１を外部入力電力で充電する充電回路２２と、電池１の出力電圧を安定化する安定化回路２０と、充電回路２２と安定化回路２０の動作状態を制御する制御回路２３とを備えている。
【００３５】
充電回路２２は、ＡＣアダプタから供給される外部入力電力で電池１を充電する。電池１をリチウムイオン電池とするバッテリパックにあっては、この充電回路２２が定電圧・定電流充電して電池１を満充電する。また、電池をニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池とするバッテリパックにあっては、充電回路２２が定電流充電して電池を満充電する。充電回路２２は、外部入力電力の電圧や電流をコントロールして電池１を充電する。
【００３６】
充電回路２２は、図１２に示すように、外部入力端子である入力コネクタ４２にＡＣアダプタ９２が接続されて、入力コネクタ４２から外部入力電力が供給される状態で電池１を充電する。充電回路２２は、ＡＣアダプタ９２から電力が供給されることを制御回路２３が検出すると、制御回路２３に制御されて電池１の充電を開始する。ＡＣアダプタ９２から電力が供給されるかどうかは、たとえば、入力コネクタ４２の電位により判定することができる。さらに、充電回路２２は、電池１が満充電されると電池１の充電を終了する。
【００３７】
安定化回路２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１を備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、入力される電力を、外部に接続される電子機器に供給する最適な電圧、電流となるように変換して出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、入力側の入力ライン２４を電池１に接続しており、電池１から出力される電力を所定の電圧、電流に変換して出力する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、入力コネクタ４２にＡＣアダプタ９２が接続されて充電回路２２に外部入力電力が供給される状態においては、入力ライン２４を介して充電回路２２から供給される電力を所定の電圧、電流に変換して出力する。
【００３８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、入力ライン２４から入力される電力を、スイッチング素子やコイル、平滑コンデンサ（各々図示せず）を用いて、最適な電圧と電流に変換する。このＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、スイッチング素子をオンオフに切り換えるデューティーを調整して、最大出力の電圧と電流を一定に安定化する定電圧特性を有する。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、出力を定電圧に安定化する特性を有する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、出力を安定化するために、出力電圧をフィードバックする電圧フィードバック回路（図示せず）を備える。電圧フィードバック回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電圧でスイッチング素子のデューティーを制御して最大出力電圧を一定に安定化する。ただ、ＤＣ／ＤＣコンバータには、定電圧・定電流特性を有するものも使用できる。図に示すＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、電池１または充電回路２２から入力ライン２４に供給される約３．６Ｖの入力電圧を昇圧して、その出力電圧を９Ｖ、最大出力電流を１Ａとしている。これにより、出力電圧が９Ｖの電池を使用する電子機器の電源として便利に使用できる。ただ、本発明のバッテリパックは、出力電圧を９Ｖ、最大出力電流を１Ａに特定するものではない。バッテリパックは、その用途や需要に応じて出力電圧及び最大出力電流を種々に変更することもできる。
【００３９】
図１１に示す安定化回路２０は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ２１を備えており、入力ライン２４から入力される電力を複数のＤＣ／ＤＣコンバータ２１で所定の電圧、電流に変換して出力している。このように、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ２１を備える安定化回路２０は、各々のＤＣ／ＤＣコンバータ２１に小出力で小型のものを使用することにより、放熱効率を向上しながら全体の出力電流を大きくできる特徴がある。ただ、安定化回路２０として複数のＤＣ／ＤＣコンバータ２１を備えるバッテリパックは、これらのＤＣ／ＤＣコンバータ２１に同じものを使用すると可聴音ノイズが増幅される場合がある。とくに、このバッテリパックを音楽機器に使用する用途では、バッテリパックから可聴音ノイズが出力されると、この可聴音ノイズがアンプ等で増幅されて、大きくて不快な雑音となることがある。したがって、図のバッテリパックは、可聴音ノイズの発生を防止するために、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ２１の動作周波数を異なるように設定している。
【００４０】
複数のＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、図示しないが、各々のＤＣ／ＤＣコンバータ２１に内蔵されるスイッチング素子を特定の周波数でスイッチングする発振回路を備えている。この発振回路として、例えば、コントロールＩＣが使用できる。コントロールＩＣである発振回路は、スイッチング素子をオンオフに制御する動作周波数が所定の周波数となるように時定数を調整している。このＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、コントロールＩＣからの発振信号でスイッチング素子を所定の動作周波数でオンオフにスイッチングして、入力ライン２４から入力される電力を所定の出力電圧に変換して出力している。
【００４１】
複数のＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、動作周波数を１００ｋＨｚ以上、好ましくは２００ｋＨｚ以上であって、１ＭＨｚ以下としている。さらに、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、可聴音ノイズの発生を有効に防止するために、各々の動作周波数の差を１０ｋＨｚ以上、好ましくは１５ｋＨＺ以上、さらに好ましくは２０ｋＨｚ以上としている。
【００４２】
図に示す安定化回路２０は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ２１として、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ａと第２のＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ｂとを備えている。第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ａと第２のＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ｂは、入力ライン２４を介して電池１に接続している。第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ａと第２のＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ｂは、各々の動作周波数を３２０ｋＨｚ±５〜５０ｋＨｚとして電圧の変換効率を低下させることなく、効果的に可聴音ノイズの発生を防止できる。この安定化回路２０は、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２１の動作周波数を３５０ｋＨｚとし、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ２１の動作周波数を２９０ｋＨｚとしている。
【００４３】
以上の安定化回路２０で所定の電圧と電流に変換された出力は、リード線７を介してメイン回路基板２からサブ回路基板４に出力される。図７と図８に示すメイン回路基板２は、リード線７を脱着自在に接続できるように接続コネクタ２９を固定している。リード線７は、両端に連結コネクタ７０を備えており、この連結コネクタ７０を接続コネクタ２９に挿入して、リード線７をメイン回路基板２に脱着自在に連結して電気接続している。メイン回路基板２にリード線７が接続された電池のコアパック３は、リード線７を水密構造で引き出す状態で防水袋５に収納される。
【００４４】
制御回路２３は、メイン回路基板２に実装される充電回路２２と安定化回路２０と入力ライン２４に接続された入力スイッチ２５を制御して、電池１の充放電を制御している。さらに、制御回路２３は、電池１の残容量を検出する残容量検出回路２６を備えており、この残容量検出回路２６で電池１の残容量を検出しながら、電池１の充電と放電とを制御している。残容量検出回路２６は、電池１を充放電する電流を積算して残容量を演算し、また、電圧を検出して残容量を検出することができる。
【００４５】
［防水袋５］
防水袋５は、可撓性シート５０を水密構造に密閉して袋状に成形している。防水袋５の可撓性シート５０には、プラスチックシートが使用できる。プラスチックシートには、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンイミド（ＰＥＩ）、ペット（ＰＥＴ）等が使用できる。袋状の防水袋５は、図７に示すように、開口部５１から電池のコアパック３を挿入すると共に、図２に示すように、開口部５１からリード線７を引き出した状態で、開口部５１を水密に閉塞して防水構造としている。このバッテリパックは、電池１にメイン回路基板２を接続してなる電池のコアパック３を防水袋５に収納するので、電池１に加えてメイン回路基板２も一緒に防水構造として外装ケース６に収納できる。さらに、このバッテリパックは、防水袋５で電池のコアパック３を防水しながら、これをクッション材に使用して、外装ケース６の衝撃を吸収して、耐衝撃強度を向上することもできる。
【００４６】
図２の防水袋５は、開口部５１から引き出されるリード線７の外側に沿って、開口部５１のほぼ全体を熱溶着して閉塞している。さらに、図２の防水袋５は、熱溶着された溶着部５２の間にできる隙間であって、リード線７に沿う挿通隙間５３にシリコン樹脂等のシール材５４を充填している。このように、挿通隙間５３にシール材５４を充填する構造は、リード線７を開口部５１から水密構造で引き出して、防水袋５を確実に防水できる特長がある。リード線７をシール材５４で閉塞する防水袋５は、閉塞部分を気密に閉塞することができる。このバッテリパックは、防水袋５内の空気温度が変化して膨張し、あるいは収縮するとき、可撓性シート５０が変形し、防水袋５から空気が排気されたり、防水袋５に空気が吸入されることがない。したがって、温度変化で防水袋５の内部に外気が侵入するのを理想的な状態で阻止して、結露水に起因する電池１やリード板３０の腐食を確実に阻止できる。さらに、気密に閉塞される防水袋は、内部に残存する気体を、乾燥された空気や不活性ガスとして、結露等を有効に防止することもできる。
【００４７】
以上のようにして、防水袋５から水密構造で引き出されたリード線７は、サブ回路基板４に接続される。このリード線７は、先端に設けた連結コネクタ７０を、サブ回路基板４に固定してなる連結コネクタ４９に挿入して、サブ回路基板４に脱着自在に連結しながら電気接続される。
【００４８】
［サブ回路基板４］
サブ回路基板４は、防水袋５に収納することなく、外装ケース６に収納して、外装ケース６の定位置に固定している。図２に示すサブ回路基板４は、外装ケース６の一方の端面であって、出力コネクタ４１及び入力コネクタ４２を表出させる開口窓６４、６５を開口してなる端面壁６２Ｃの内側に水平な姿勢で配置している。サブ回路基板４は、図２と図１０に示すように、これを貫通する止ネジ７９を下ケース６２に設けた固定ボス６９にねじ込んで、外装ケース６の定位置に固定している。
【００４９】
サブ回路基板４は、安定化回路２０の出力側に接続される出力用の電子部品４０と、安定化回路２０の出力を外部に出力する出力コネクタ４１と、ＡＣアダプタ９２から外部入力電力が供給される入力コネクタ４２とを実装している。出力用の電子部品４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力側に接続される逆流を阻止するダイオード４３や、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１からの出力をオンオフに切り換える出力スイッチ４５であるスイッチング素子４５Ａ、あるいはまた、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１からの出力ライン４４に接続されるノイズフィルター４６等である。
【００５０】
バッテリパックは、図１１に示すように、サブ回路基板４上において、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ａと第２のＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ｂの出力側に、逆流を阻止するダイオード４３を接続すると共に、各々のダイオード４３の出力側に出力スイッチ４５であるスイッチング素子４５Ａを接続している。出力スイッチ４５であるスイッチング素子４５Ａは、メイン回路基板２に実装される制御回路２３でオンオフに制御される。このバッテリパックは、大電流が流れて発熱する発熱部品であるダイオード４３やスイッチング素子４５Ａをサブ回路基板４に配置している。このサブ回路基板４は、防水袋５に収納されないので、発熱部品で発生する熱で防水袋５が変質し、あるいは破損して保水性を阻害するのを有効に防止できる。また、これらの発熱部品を防水袋の内部に収納すると、防水袋で断熱されて効率よく放熱するのが難しくなるが、本発明の構造では、発熱部品をサブ回路基板４に配置して外装ケース６の内部に配置するので、発熱部品から発生する熱を外装ケース６の内部で効率よく放熱できる。さらにまた、安定化回路２０の出力側に接続している出力用の電子部品４０は、出力コネクタ４１に接続される部品であるため、これをサブ回路基板４に配置することで、出力用の電子部品４０と出力コネクタ４１とをサブ回路基板４上で確実に接続して、接触不良などを有効に防止できる。
【００５１】
さらに、図１１に示すバッテリパックは、各々のダイオード４３の出力側を互いに接続して、出力ライン４４としている。すなわち、このバッテリパックは、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ａと第２のＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ｂを、ダイオード４３を介して互いに並列に接続している。さらに、バッテリパックは、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ２１からの出力ライン４４に出力コネクタ４１を接続している。図１１のバッテリパックは、出力ライン４４に、複数の出力コネクタ４１を並列に並べて接続している。このように、出力ライン４４に、複数の出力コネクタ４１を並列に接続する構造は、図１３に示すように、複数の電子機器９０を接続して、これらの電子機器９０に効率よく電力供給できる特徴がある。図に示すバッテリパックは、２個の出力コネクタ４１を並列に接続しているが、バッテリパックは、１個の出力コネクタを配置し、あるいは３個以上の出力コネクタを並列に接続することもできる。
【００５２】
このように、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ２１を並列に接続してひとつの出力ライン４４に接続する構造は、各々のＤＣ／ＤＣコンバータ２１に流れる最大電流を小さくできる特徴がある。例えば、図１１に示すように、最大電流を１Ａとする第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ａと第２のＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ｂとを並列に接続する構造は、出力ライン４４での最大電流を２Ａにできる。したがって、複数の出力コネクタ４１からの出力電流の和が２Ａとなるまで出力しながら、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ａと第２のＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ｂに許容値を超えた電流が流れるのを有効に防止して安全性を向上できる。
【００５３】
バッテリパックは、例えば、図１４に示すように、複数に分岐された接続コード９１Ｘを介して、ひとつの出力コネクタ４１に複数の電子機器９０が並列に接続されることもある。このとき、ひとつの出力コネクタ４１から出力される電流の総和が各々のＤＣ／ＤＣコンバータ２１の最大出力電流である１Ａを超える可能性がある。ただ、このバッテリパックは、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ２１を並列に接続して、ひとつの出力ライン４４に出力コネクタ４１を設けているので、ひとつの出力コネクタ４１から出力される電流の総和が個々のＤＣ／ＤＣコンバータ２１の最大電流を超える場合においても、各々のＤＣ／ＤＣコンバータ２１に流れる電流を１Ａ以下としてＤＣ／ＤＣコンバータ２１の負担を軽減できる。
【００５４】
ただ、本発明のバッテリパックは、必ずしも複数のＤＣ／ＤＣコンバータ２１を並列に接続してひとつの出力ラインから出力する必要はない。図１５に示すバッテリパックは、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力を、互いに独立する出力ライン８４を介して個別に出力コネクタ４１に接続している。このバッテリパックは、図１６に示すように、各々の出力コネクタ４１から出力される電力を、互いに接続されない電子機器９０に供給することで可聴音ノイズの発生を確実に防止できる。ただ、図１７に示すように、各々の出力コネクタ４１から出力される電力を、互いに接続される電子機器９０に供給することもある。この場合においても、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ２１の動作周波数を異なるように設定しているので、可聴音ノイズの発生を防止できる。
【００５５】
さらに、図１１と図１５に示すバッテリパックは、サブ回路基板４上において、出力ライン４４、８４にノイズフィルター４６を接続している。このノイズフィルター４６は、直流電流を阻止することなく、特定の周波数領域以上の周波数に対して高いインピーダンスを与えるものである。このノイズフィルター４６は、たとえば、可聴音よりも高い周波数領域の交流をカットするものを使用して、出力コネクタ４１から出力される電流を遮断することなく、特定のノイズ成分を有効にカットできる。図１１に示すバッテリパックは、出力ライン４４をひとつとしているので、この出力ライン４４にひとつのノイズフィルター４６を配置している。図１５のバッテリパックは、２本の出力ライン８４にそれぞれノイズフィルター４６を配置している。
【００５６】
出力コネクタ４１は、接続コード９１を介して電子機器９０に接続できるように、外装ケース６の外部に表出して配置している。図２と図１０に示すサブ回路基板４は、２個の出力コネクタ４１を、端面壁６２Ｃに開口した開口窓６４に対向する位置に並べて固定している。この出力コネクタ４１は、図１１と図１５に示すように、出力ライン４４、８４に接続しており、安定化回路２０で安定化された電力が供給される。図２の出力コネクタ４１は、接続コード９１の先端連結具（図示せず）が挿入される円筒状の筒部４１Ｘを有しており、この筒部４１Ｘの内部に設けた中心軸４１Ａを負極、その外周に設けた弾性接点４１Ｂを正極としている。図１１と図１５の出力コネクタ４１は、中心軸４１Ａを負極、その外周に設けた弾性接点４１Ｂを正極としているが、出力コネクタは、極性を逆に構成することもできる。また、出力コネクタの極性を反転させるアダプタ（図示せず）を使用することで、容易に極性を反転することもできる。さらに、中心軸がプラスの電子機器を使用する場合には、極性変換ケーブル（図示せず）を接続して、簡単に極性を変換しながら電力供給することもできる。
【００５７】
入力コネクタ４２は、ＡＣアダプタ９２の接続ケーブル９３を接続できるように、外装ケース６の外部に表出して配置している。図２と図１０に示すサブ回路基板４は、端面壁６２Ｃに開口した開口窓６５に対向する位置であって、出力コネクタ４１と逆側に入力コネクタ４２を固定している。サブ回路基板４に固定される入力コネクタ４２は、リード線７を介して、メイン回路基板２に設けた充電回路２２に接続しており、ＡＣアダプタ９２から供給される外部入力電力を充電回路２２に供給している。図２の入力コネクタ４２は、接続ケーブル９３の先端連結具（図示せず）が挿入される円筒状の筒部４２Ｘを有しており、この筒部４２Ｘの内部に設けた中心軸４２Ａを正極、その外周に設けた弾性接点４２Ｂを負極としている。
【００５８】
以上の出力コネクタ４１と入力コネクタ４２は、防水構造で外装ケース６に固定している。図１０に示す出力コネクタ４１と入力コネクタ４２は、周囲に絶縁樹脂４７を充填して、防水構造を実現している。この絶縁樹脂４７は、外装ケース６との境界部分やサブ回路基板４との接続部分を被覆する状態で充填している。外装ケース６との境界部分に充填される絶縁樹脂４７は、開口窓６４、６５から水分が侵入するのを確実に防止する。また、サブ回路基板４との接続部分に充填される絶縁樹脂４７は、出力コネクタ４１や入力コネクタ４２とサブ回路基板４との接続部分を防水構造としながら、これらを強固に連結できる特徴もある。とくに、出力コネクタ４１と入力コネクタ４２は、外部に接続される接続コード９１や接続ケーブル９３の先端連結具（図示せず）を脱着する時に無理な力が作用することがあるが、このように、絶縁樹脂４７を介してサブ回路基板４に固定することで、サブ回路基板４との接続状態が不安定になって、接触不良の原因となるのを有効に防止できる。以上の絶縁樹脂４７には、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂、エポキシ系樹脂等の樹脂が利用できる。
【００５９】
以上の構造は、電池１とメイン回路基板２を防水袋５に収納して防水構造としている。ただ、本発明のバッテリパックは、メイン回路基板や電池を防水する構造を防水袋に特定しない。メイン回路基板や電池は、たとえば、絶縁樹脂をポッティングして防水構造とすることもできる。この構造は、メイン回路基板を絶縁樹脂に埋設して絶縁し、電池の端面電極とリード板との接続部を絶縁樹脂でモールドして絶縁することができる。
【００６０】
［外装ケース６］
外装ケース６は、図１ないし図５に示すように、プラスチック製の上ケース６１と下ケース６２とからなる。上ケース６１は、天板６１Ａの周囲に周壁６１Ｂを有し、下ケース６２は、底板６２Ａの周囲に周壁６２Ｂを有している。外装ケース６は、上ケース６１と下ケース６２の周壁を連結して内部に収納スペース６３を設けており、この収納スペース６３に、防水袋５に収納された電池のコアパック３と、サブ回路基板４とを収納している。
【００６１】
下ケース６２は、底板６２Ａから上方に突出して筒状の連結ボス６７を一体的に成形して設けている。上ケース６１は、この連結ボス６７と対向する位置にネジボス６６を一体的に成形して設けている。上ケース６１と下ケース６２は、この筒状の連結ボス６７に止ネジ７６を挿入し、この止ネジ７６を上ケース６１のネジボス６６にねじ込んで互いに連結している。
【００６２】
下ケース６２は、サブ回路基板４が配置される側の端面を端面壁６２Ｃとして、他の３辺に設けた周壁６２Ｂよりも高く成形している。この端面壁６２Ｃには、出力コネクタ４１を外部に表出させる開口窓６４と、入力コネクタ４２を外部に表出させる開口窓６５とを開口している。さらに、上ケース６１は、この端面壁６２Ｃと対向する面において、端面壁６２Ｃを案内する凹部６１Ｃを設けている。
【００６３】
さらに、下ケース６２は、底板６２Ａに、排水穴６８を開口して設けている。図に示す下ケース６２は、底板６２Ａの四隅に貫通孔を開口して排水穴６８としている。さらに、図の下ケース６２は、排水穴６８の内側に位置して、外部からの異物の侵入を阻止する侵入阻止部７７を排水穴６８に対向して設けている。この侵入阻止部７７は、外装ケース６からの排水を妨げないように、排水穴６８の開口縁部に設けた連結部７８を介して、排水穴６８から離れた位置に配置している。この外装ケース６は、内部に侵入した水を、図５の矢印で示すように、下ケース６２の底板６２Ａに設けた排水穴６８から外部に排水する。
【００６４】
さらに、上ケース６１と下ケース６２は、収納スペース６３に収納される電池のコアパック３を定位置に配置するために位置決リブ７４、７５を一体成形して設けている。図に示す上ケース６１は、天板６１Ａの下面から突出して、電池ホルダ１０の前後を位置決めする位置決リブ７４を設けている。この位置決リブ７４は、電池ホルダ１０の前後の対向面１２に平行な垂直壁で、対向面１２の上端部に対向して設けている。さらに、図に示す下ケース６２は、底板６２Ａの上面から突出して、電池ホルダ１０の前後を位置決めする位置決リブ７５を設けている。この位置決めリブ７５も、電池ホルダ３の前後の対向面１２に平行な垂直壁で、対向面１２の下端部に対向して設けている。電池のコアパック３は、電池ホルダ１０の前後が位置決リブ７４、７５で位置決めされて、外装ケース６の定位置に正確に配置される。とくに、電池のコアパック３は、可撓性シート５０からなる防水袋５に収納しているので、外装ケース６に収納する状態では、外装ケース６の内面との間に防水袋５の可撓性シート５０を介在する状態で上ケース６１と下ケース６２に挟着されて、がたつきのない安定した状態で収納される。このように、外装ケース６に対して正確な位置にコアパック３を配置できる構造は、メイン回路基板２に固定された押しボタンスイッチ３１と発光ダイオード３２を外装ケース６の正確な位置に配置できる特徴がある。
【００６５】
バッテリパックは、図４に示すように、外装ケース６の収納スペース６３に、電池のコアパック３を収納する状態において、防水袋５に収納してなるメイン回路基板２を、上ケース６１の天板６１Ａに対向して配置している。メイン回路基板２は、上面に押しボタンスイッチ３１を固定している。この押しボタンスイッチ３１は、電源スイッチ、または、電池の残容量を表示する表示スイッチのいずれか、または両方とすることができる。さらに、上ケース６１は、天板６１Ａの内面に、押しボタンスイッチ３１を操作するための上下プレート８１を配置している。上下プレート８１は、本体部８１Ａの両側に弾性アーム８１Ｂを一体成形して設けており、本体部８１Ａを上ケース６１の天板６１Ａに設けた天窓７１から外部に表出させている。天板６１Ａに開口した天窓７１とこの天窓７１に配置される上下プレート８１の本体部８１Ａとの間には、移動隙間を設けており、上下プレート８１を上下方向に往復運動できるようにしている。上下プレート８１は、一対の弾性アーム８１Ｂを天板６１Ａの内面に固定して、弾性的に上下に往復運動できるようにしている。この上下プレート８１は、天板６１Ａの天窓７１から表出する本体部８１Ａを押し下げる状態で、上下プレート８１の下面が防水袋５の可撓性シート５０を介して押しボタンスイッチ３１を押すようにしている。この構造は、押しボタンスイッチ３１を固定したメイン回路基板２を防水袋５に収納しながら、外装ケース６の外部から操作できる。したがって、上下プレート８１と天窓７１との間にできる移動隙間から内側に水が侵入しても、この水はメイン回路基板２や電池１をショートさせることなく、防水袋５に沿って流下されて、下ケース６２の排水穴６８から排水できる。このため、天窓７１から侵入する水による弊害を防止できる。
【００６６】
さらに、メイン回路基板２は、バッテリパックの充電状態や電池１の残容量を外部に表示する表示部として、発光ダイオード３２を上面に固定している。さらに、この発光ダイオード３２の光を外装ケース６の外部に確実に表示させるために、上ケース６１の天板６１Ａには、表示窓７２を開口すると共に、発光ダイオード３２の光をこの表示窓７２に案内するライトガイド８２を配設している。ライトガイド８２は、透光性を有するプラスチック等を柱状に成形したもので、メイン回路基板２に固定される発光ダイオード３２と対向する位置に固定している。図に示す上ケース６１は、ライトガイド８２を定位置に固定するために、筒状の保持部７３を天板６１Ａの内面に突出して一体成形して設けている。発光ダイオード３２の光は、防水袋５を透過してライトガイド８２の下面に照射されて、ライトガイド８２を透過して表示窓７２から外部に照射される。したがって、防水袋５は、少なくとも上面側を、透光性を有する可撓性シート５０で成形している。この構造も、発光ダイオード３２を固定したメイン回路基板２を防水袋５に収納しながら、発光ダイオード３２の光を外装ケース６の外部に確実に照射できる。
【００６７】
メイン回路基板２に固定される押しボタンスイッチ３１は、図１１に示すように、制御回路２３に接続している。この押しボタンスイッチ１６は、出力コネクタ４１から外部への電力供給をオンオフに切り換える電源スイッチと、電池１の残容量を表示する表示スイッチの両方に併用している。この押しボタンスイッチ３１は、押す時間の長さで、残容量の表示スイッチとバッテリパックの電源スイッチとを切り換えている。押しボタンスイッチ３１は、たとえば、短く押されると表示スイッチが操作されたと判定し、長く押されると電源スイッチが操作されたと判定することができる。この制御回路２３は、押しボタンスイッチ３１から入力されるオン信号が設定時間よりも短いと表示スイッチが操作されたと判定し、設定時間よりも長いと電源スイッチが操作されたと判定する。ただ、バッテリパックは、外部への電力供給を制御する電源スイッチと電池の残容量を表示する表示スイッチとを別々に設けることもできる。さらに、バッテリパックは、電池の残容量を表示する表示スイッチをなくし、放電中、充電中の容量を、発光ダイオードを点灯して表示することもできる。このバッテリパックは、放電中の電池の残容量を発光ダイオードの点灯にてリアルタイムで表示することにより、使用者が、常にこの表示を確認しながら使用できる。このため、使用中、例えば、楽器の演奏中において、電池の残容量が低下していることを随時確認しながら使用でき、使用中において、突然のバッテリ切れにより使用できなくなる弊害を確実に防止できる。
【００６８】
制御回路２３は、押しボタンスイッチ３１が短い時間押されると、表示スイッチが操作されたと判定して、電池１の残容量検出回路２６に表示信号を出力して残容量を表示させる。残容量検出回路２６は、表示部である発光ダイオード３２の点灯色や点灯状態で電池１の残容量を表示する。この残容量検出回路２６は、押しボタンスイッチ３１から表示信号が入力されると、一定の時間、発光ダイオード３２を点灯して電池１の残容量を表示する。
【００６９】
さらに、制御回路２３は、押しボタンスイッチ３１が長い時間押されると、電源スイッチが操作されたと判定する。電源スイッチがオフ状態からオン状態に操作されると、制御回路は、入力スイッチ２５をオンに切り換えて入力ライン２４から安定化回路２０に電力を供給し、さらに、各々のＤＣ／ＤＣコンバータ２１をオン状態として入力ライン２４から供給される電力を所定の出力電圧に変換し、さらにまた、出力スイッチ４５であるスイッチング素子４５Ａをオンに切り換えて、安定化回路２０から出力される電力を出力コネクタ４１から出力する。さらに、制御回路２３は、電源スイッチがオン状態からオフ状態に操作されると、入力スイッチ２５をオフに切り換えて入力ライン２４から安定化回路２０への電力供給を停止すると共に、各々のＤＣ／ＤＣコンバータ２１と出力スイッチ４５をオフに切り換えて、出力コネクタ４１への電力供給を停止する。
【００７０】
以上のバッテリパックは、押しボタンスイッチ３１を長く押さない状態では安定化回路２０を動作しない状態に保持できるので、出力コネクタ４１に電子機器９０を接続しない状態や、出力コネクタ４１に電子機器９０を接続するが電子機器９０を使用しない状態では、電池１の無駄な消費を防止できる。それは、安定化回路２０が動作状態にあると、電子機器９０を接続しない状態でも電力を消費するからである。さらに、以上の制御回路２３は、待機状態ではスリープ状態にあって電力消費を最小限としている。制御回路２３は、押しボタンスイッチ３１から信号（トリガー信号）が入力され、あるいは、入力コネクタ４２にＡＣアダプタ９２が接続されて外部入力電力が供給されると動作状態となる。
【００７１】
以上のバッテリパックは、以下のようにして、出力コネクタ４１に接続される電子機器９０に電力を供給し、また、内蔵される電池１を充電する。
［内蔵される電池から電子機器に電力供給する状態］
入力コネクタ４２にＡＣアダプタ９２が接続されない状態において、押しボタンスイッチ３１が長押しされて、電源スイッチがオンに操作されたことを検出すると、制御回路２３は、入力スイッチ２５と出力スイッチ４５をオンに切り換えると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１を動作状態とする。この状態で、電池１から出力される電力が、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１で所定の電圧に変換されて出力コネクタ４１から出力され、出力コネクタ４１に接続される電子機器９０に電力を供給する。このとき、制御回路２３は、電池１の残容量が設定容量よりも大きいことを検出しながら電池１を放電する。このバッテリパックは、電池１の残容量を検出して電池１から放電するので、電池１が過放電されるのを防止できる。制御回路２３は、電池１の残容量が最低容量よりも小さくなると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１を停止すると共に、入力スイッチ２５と出力スイッチ４５をオフに切り換えて電池１からの放電を中止する。
【００７２】
［ＡＣアダプタから供給される外部入力電力で電子機器に電力供給する状態］
入力コネクタ４２にＡＣアダプタ９２が接続される状態において、押しボタンスイッチ３１が長押しされて、電源スイッチがオンに操作されたことを検出すると、制御回路２３は、入力スイッチ２５と出力スイッチ４５をオンに切り換えると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１を動作状態とする。入力コネクタ４２にＡＣアダプタ９２が接続される状態では、動作状態にある充電回路２２から電力が出力される。このため、充電回路２２から供給ライン２４に供給される電力が、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１で所定の電圧に変換されて出力コネクタ４１から出力され、出力コネクタ４１に接続される電子機器９０に電力を供給する。
ただ、制御回路は、外部入力端子にＡＣアダプタが接続される状態では、充電回路から出力される電力で電池を充電しながら、ＤＣ／ＤＣコンバータへ電力供給することもできる。
【００７３】
［外部入力端子にＡＣアダプタを接続して電池を充電する状態］
制御回路２３は、入力コネクタ４２にＡＣアダプタ９２が接続されて、ＡＣアダプタ９２から外部入力電力が供給されることを検出すると、電池１の充電を開始する。制御回路２３は、ＡＣアダプタ９２から外部入力電力が供給される状態であって、外部に電子機器９０の接続されない状態、あるいは電子機器９０が接続されるが、この電子機器９０に電力を供給しない状態、すなわちバッテリパックの電源スイッチがオフの状態において電池１を充電する。制御回路２３は、入力スイッチ２５と出力スイッチ４５をオフに保持すると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１を停止した状態で、充電回路２２を動作状態として電池１を充電する。制御回路２３は、残容量検出回路２６で電池１の残容量を検出しながら、充電回路２２を制御して電池１を充電する。電池１が満充電されると、制御回路２３は、充電回路２２を停止して電池１の充電を終了する。
さらに、バッテリパックは、表示部である発光ダイオード３２の発光色や点灯状態を変化させて、電池１が充電中であることを表示し、また、電池１の充電が終了したことを表示することもできる。
【００７４】
以上のバッテリパックは、例えば、図１８に示すように、電気ギターの音色を変換するエフェクタ９０Ａの電源として便利に使用できる。このバッテリパック１００は、外装ケース６の外形をエフェクタ９０Ａの外形に近似する大きさと形状としている。このバッテリパック１００は、例えば、エフェクタ９０Ａを収納するハードケース９４に、エフェクタ９０Ａに代わって収納しながら便利に持ち運びできる。さらに、図のバッテリパック１００は、複数の出力コネクタ４１を備えることで、分岐された接続コード９１Ｘを介して複数のエフェクタ９０Ａに安定して電力を供給しながら、他の電子機器９０Ｂに電力供給して便利に使用できる。ただ、本発明のバッテリパックは、その外形を、図１８に示すエフェクタの外形と近似する大きさと形状には特定しない。バッテリパックは、その用途に応じて種々の大きさと形状にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明にかかるバッテリパックは、シンセサイザー、キーボード、電子ドラム等の電子楽器や、エフェクタ、マルチトラックレコーダ、グラフィックイコライザ、シーケンサー、アンプ等の楽器の周辺機器である音楽機器用の電源として好適に利用できる。
【符号の説明】
【００７６】
１…電池                      １Ａ…端面電極
２…メイン回路基板
３…コアパック
４…サブ回路基板
５…防水袋
６…外装ケース
７…リード線
１０…電池ホルダ              １０Ａ…ホルダユニット
１１…保持筒                  １１Ａ…開口部
１２…対向壁                  １２Ａ…突出部
１３…支持側壁
１４…挿通穴
１５…連結片
１６…固定ボス
１７…収納部
１８…固定ボス
１９…位置決凹部
２０…安定化回路
２１…ＤＣ／ＤＣコンバータ    ２１Ａ…第１のＤＣ／ＤＣコンバータ
２１Ｂ…第２のＤＣ／ＤＣコンバータ
２２…充電回路
２３…制御回路
２４…入力ライン
２５…入力スイッチ
２６…残容量検出回路
２９…接続コネクタ
３０…リード板                ３０Ａ…突出片
３０ａ…接続部
３１…押しボタンスイッチ
３２…発光ダイオード
３３…温度センサ
３６…止ネジ
３８…止ネジ
４０…出力用の電子部品
４１…出力コネクタ            ４１Ｘ…筒部
４１Ａ…中心軸
４１Ｂ…弾性接点
４２…入力コネクタ            ４２Ｘ…筒部
４２Ａ…中心軸
４２Ｂ…弾性接点
４３…ダイオード
４４…出力ライン
４５…出力スイッチ            ４５Ａ…スイッチング素子
４６…ノイズフィルター
４７…絶縁樹脂
４９…接続コネクタ
５０…可撓性シート
５１…開口部
５２…溶着部
５３…挿通隙間
５４…シール材
６１…上ケース                ６１Ａ…天板
６１Ｂ…周壁
６１Ｃ…凹部
６２…下ケース                ６２Ａ…底板
６２Ｂ…周壁
６２Ｃ…端面壁
６３…収納スペース
６４…開口窓
６５…開口窓
６６…ネジボス
６７…連結ボス
６８…排水穴
６９…固定ボス
７０…接続コネクタ
７１…天窓
７２…表示窓
７３…保持筒
７４…位置決リブ
７５…位置決リブ
７６…止ネジ
７７…侵入阻止部
７８…連結部
７９…止ネジ
８１…上下プレート            ８１Ａ…本体部
８１Ｂ…弾性アーム部
８２…ライトガイド
８４…出力ライン
９０…電子機器                ９０Ａ…エフェクタ
９０Ｂ…他の電子機器
９１…接続コード              ９１Ｘ…分岐された接続コード
９２…ＡＣアダプタ
９３…接続ケーブル
９４…ハードケース
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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