(57)【要約】【課題】電池ホルダに過充電・過放電防止のための保護回路を組み込むことにより、対象機器への使用を容易にすることができる電池ホルダを提供する。【解決手段】電池１０の収納及び着脱が可能な電池ホルダ１であって、電池１０の収納空間２２を形成したホルダ本体２０と、ホルダ本体２０に組み込まれた内部回路３０とを備えており、内部回路３０は、過充電・過放電防止のための保護回路３１を含んでおり、保護回路３１は、電池１０の電圧を監視する監視素子と、電池１０の充電又は放電を遮断するスイッチ素子とを含んでいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の収納及び着脱が可能な電池ホルダであって、
前記電池の収納空間を形成したホルダ本体と、
前記ホルダ本体に組み込まれた内部回路とを備えており、
前記内部回路は、過充電・過放電防止のための保護回路を含んでおり、
前記保護回路は、前記電池の電圧を監視する監視素子と、前記電池の充電又は放電を遮断するスイッチ素子とを含んでいることを特徴とする電池ホルダ。
【請求項２】
前記内部回路は、さらに充電素子、電流制限素子及び抵抗のうち少なくともいずれかを含んでいる請求項１に記載の電池ホルダ。
【請求項３】
前記電池ホルダは、少なくとも一つの角部を形成しており、前記角部に前記内部回路を構成する複数の素子が配置されている請求項１又は２に記載の電池ホルダ。
【請求項４】
前記ホルダ本体は矩形形状であり、前記ホルダ本体の４つの角部のそれぞれに、前記内部回路を構成する素子の少なくとも一つが配置されている請求項１又は２に記載の電池ホルダ。
【請求項５】
前記ホルダ本体は、外形形状を前記電池の形状に合わせた電池収納部と、前記電池収納部から延出した素子収納部とを備えており、前記素子収納部に前記内部回路を構成する素子が収納されている請求項１から４のいずれかに記載の電池ホルダ。
【請求項６】
前記監視素子と前記スイッチ素子とが一体になっている請求項１から５のいずれかに記載の電池ホルダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の収納及び着脱が可能な電池ホルダに関する。
【背景技術】
【０００２】
コイン形電池やボタン形電池と呼ばれる扁平形電池は、情報機器や映像機器等のメモリバックアップ用を中心とした電源として利用されている。扁平形電池は、電池ホルダに収納された状態で取引きされる場合がある。この場合、電池ホルダは別途対象機器に取り付けられた状態で使用されることになる。
【０００３】
下記特許文献１には、瞬停防止のためのコンデンサと、過電流防止のための抵抗を備えた電池ホルダが提案されている。この構成によれば、使用電池に対応したコンデンサ及び抵抗があらかじめ電池ホルダに備えられているので、瞬停対策と過電流防止が有効に図れることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１９８０２１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、扁平形電池の大出力化が進むにつれて、大出力化した扁平形電池に必要な保護回路の仕様設計も重要になってくる。一方、前記特許文献１の電池ホルダでは、過充電・過放電防止のための保護回路は備えていない。
【０００６】
また、前記特許文献１に提案されている電池ホルダは、コンデンサ及び抵抗を備えているが、これらの仕様決定に比べ保護回路の仕様決定は困難となる。
【０００７】
このため、前記特許文献１に提案されている電池ホルダでは、この電池ホルダを組み込む機器を設計するユーザ側においては、電池ホルダに収納されている電池の種類毎に改めて保護回路の設計が必要になり、機器設計の負担が増すことになる。
【０００８】
本発明は前記のような従来の問題を解決するものであり、電池ホルダに過充電・過放電防止のための保護回路を組み込むことにより、対象機器への使用を容易にすることができる電池ホルダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明の電池ホルダは、電池の収納及び着脱が可能な電池ホルダであって、前記電池の収納空間を形成したホルダ本体と、
前記ホルダ本体に取り付けられた過充電・過放電防止のための保護回路とを備えており、前記保護回路は、前記電池の電圧を監視する監視素子と、前記電池の充電又は放電を遮断するスイッチ素子とを含んでいることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電池ホルダに過充電・過放電防止のための保護回路が組み込まれているので、対象機器への使用を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電池ホルダ１の斜視図。
【図２】（ａ）図は、本発明の実施の形態１に係る内部回路３０の回路構成及び素子の配置を示した概略図、（ｂ）図は保護回路３１の内部構成を示した概略図。
【図３】本発明の実施の形態２に係る電池ホルダ２の斜視図。
【図４】本発明の実施の形態２に係る内部回路３０の回路構成及び素子の配置を示した概略図。
【図５】本発明の実施の形態３に係る電池ホルダ３の斜視図。
【図６】本発明の実施の形態３に係る内部回路３０の回路構成及び素子の配置を示した概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は電池ホルダに、過充電・過放電防止のための保護回路が組み込まれている。このため、この保護回路を収納対象の電池に適したものとしておけば、電池ホルダを対象機器に取り付ける際には、対象機器側に保護回路に相当する回路を設ける必要はなくなる。このため、対象機器の設計の際に保護回路を設計することも不要になり、対象機器の設計の負担増を防止することができる。
【００１３】
前記本発明の電池ホルダにおいては、前記電池ホルダは、少なくとも一つの角部を形成しており、前記角部に前記保護回路を構成する複数の素子が配置されていることが好ましい。この構成によれば、素子同士が近接するので、素子間を接続する配線の長さを短くでき、配線の抵抗値を抑えることができる。
【００１４】
また、前記ホルダ本体は矩形形状であり、前記ホルダ本体の４つの角部のそれぞれに、前記保護回路を構成する素子の少なくとも一つが配置されていることが好ましい。この構成によれば、ホルダ本体を矩形形状とした場合に、角部を素子の収納部として有効活用することができる。
【００１５】
また、前記ホルダ本体は、外形形状を前記電池の形状に合わせた電池収納部と、前記電池収納部から延出した素子収納部とを備えており、前記素子収納部に前記保護回路を構成する素子が収納されていることが好ましい。この構成によれば、電池及び保護回路の収納には用いていない余分な部分を排除でき、電池ホルダを最小限の大きさにすることができる。
【００１６】
また、前記監視素子と前記スイッチ素子とが一体になっていることが好ましい。この構成によれば、保護回路の小型化に有利になり、電池ホルダの小型化にも有利になる。
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電池ホルダ１の斜視図を示している。図２（ａ）は、電池ホルダ１に組み込まれた内部回路３０の回路構成及び素子の配置を示している。図２（ｂ）は、内部回路３０に含まれる保護回路３１の内部構成を示している。
【００１９】
電池ホルダ１は、電池１０の収納用のホルダである。ホルダ本体２０は、絶縁性材料で形成されており、例えば絶縁性の樹脂材料による射出成形品である。ホルダ本体２０は、内部空間２１及び電池収納部２２を形成している。内部空間２１内に内部回路３０が収納されている。図１、２（ａ）に示したように、内部回路３０は、保護回路３１に加え、抵抗３４、充電素子３５及び電流制限素子３６を備えている。なお、内部空間２１を形成せず、ホルダ本体２０と内部回路３０とを一体モールド成形し、ホルダ本体２０内に内部回路３０を埋設させてもよい。
【００２０】
電池収納部２２は、電池１０を収納でき、電池１０の着脱も可能である。電池収納部２２は、一端が円形に開口した凹部であり、底部２３と底部２３から立設した内壁面２４とを形成している。内壁面２４が電池１０の外周面を囲むようにして、電池１０は電池収納部２２に収納されることになる。
【００２１】
電池１０は、充電可能な二次電池であり、コイン形電池やボタン形電池と呼ばれる扁平形電池である。電池１０は図１の図示では、表面側が正極缶である外装缶１１であり、裏面側が負極缶である封口缶１２であり、これらがガスケットを介して組み合わされている。電池１０内には、発電要素を収納し、非水電解液を充填している。
【００２２】
電池収納部２２の底面２３に沿って負極電極４０が内壁面２４から延出している。電池収納部２２の内周部には正極電極４１が立設している。電池収納部２２に電池１０を収納した状態では、電池１０の底面すなわち封口缶１２が負極電極４０に当接し、外装缶１１の側面が正極電極４１に当接する。
【００２３】
ホルダ本体２０の外周面２５から負極端子４２が延出し、外周面２６から正極端子４３が延出している。負極端子４２及び正極端子４３は、機器側に接続するための端子である。負極電極４０と負極端子４２との間、及び正極電極４１と正極端子４３とには、内部回路３０を構成する素子が接続されている。
【００２４】
図２（ａ）に示したように、負極電極４０と負極端子４２との間には、保護回路３１及び抵抗３４が接続されている。保護回路３１は、過充電・過放電防止のためのものである。抵抗３４は過電流を制限するためのものである。
【００２５】
図２（ａ）では、保護回路３１は保護回路モジュールの例を示している。保護回路モジュールは、複数の素子が一つのモジュールとして一体になっている。図２（ｂ）に示したように、保護回路３１は、監視素子である監視ＩＣ３２とスイッチ素子３３とを備えている。スイッチ素子は例えばＦＥＴ（電解効果型トランジスタ）である。
【００２６】
保護回路３１として保護回路モジュールを用いた場合は、それぞれ独立した素子を用いる場合と比べて、保護回路３１の素子間の距離が短くなり、電力ロスが抑制できる。またノイズの影響を抑え、素子の誤動作を抑制できるとともに、小型化に有利になり、電池ホルダ１の小型化にも有利になる。
【００２７】
保護回路３１の監視素子３２は、電池１０の充電時に、電池１０の電圧を監視する。そして、電池１０の電圧が規定値以上になると、スイッチ素子３３により充電電流が遮断されることになる。電池１０の放電時にも監視素子３２は電池１０の電圧を監視し、電池１０の電圧が規定値以下になると、スイッチ素子３３により放電電流が遮断されることになる。
【００２８】
正極電極４１と正極端子４３との間には、充電素子である充電ＩＣ３５及び電流制限素子３６が接続されている。充電ＩＣ３５は、充電開始から充電完了までの間の充電を制御するためのものである。この制御は、例えば充電の初期では流す電流を小さくし、一定の電圧に達すると定電流充電し、満充電近くになると定電圧充電にするというものである。
【００２９】
電流制限素子３６は、過電流保護のための素子であり、例えばＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタである。
【００３０】
ここで、電池１０の出力が大きくなるほど、過充電・過放電防止のための保護回路の重要性も大きくなる。これに伴って、対象機器の設計の際における負担も増加することになる。本実施の形態の電池ホルダ１は、内部回路３０に過充電・過放電防止のための保護回路３１が含まれている。このため、保護回路３１を収納対象の電池に適した設計としておけば、電池ホルダ１を対象機器に取り付ける際には、対象機器側に保護回路３１に相当する回路を設ける必要はなくなる。このため、対象機器の設計の際に保護回路を設計することも不要になり、対象機器の設計の負担増を抑えることができる。
【００３１】
また、本実施の形態の例では、内部回路３０は保護回路３１に加え、抵抗３４、充電素子３５及び電流制限素子３６を備えている。充電素子３５についても電池１０の保護に関係する素子であり、抵抗３４及び電流制限素子３６は電池１０の保護に直接関係する素子である。そして、これらの素子についても、保護回路３１と同様に、収納対象の電池に適した設計が必要となる。したがって、本実施の形態の例のように、保護回路３１に各種素子を追加した内部回路３０の構成は、対象機器の設計の負担増の防止に一層有利になる。
【００３２】
次に、図１、２（ａ）を参照しながら、内部回路３０を構成する素子の配置について説明する。図１、２（ａ）に示したように、ホルダ本体１は略矩形状であり、角部を形成している。角部２７ａには、保護回路３１及び抵抗３４を配置している。角部２７ｂは、充電素子３５及び電流制限素子３６が配置されている。
【００３３】
すなわち、ホルダ本体１の角部２７ａ及び角部２８ａには、それぞれ複数の素子が配置されていることになる。この構成では素子同士が近接するので、素子間を接続する配線の長さを短くでき、配線の抵抗値を抑えることができる。
【００３４】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る電池ホルダ２の斜視図を示している。図４は、電池ホルダ２に組み込まれた内部回路３０の回路構成及び素子の配置を示している。実施の形態１と同一又は対応する部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００３５】
実施の形態２は、実施形態１の内部回路３０における各素子の配置を変更したものである。図３、４に示したように、ホルダ本体１の角部２７ａには保護回路３１、角部２７ｂには充電素子３５、角部２７ｃには電流制限素子３６、角２７ｄには抵抗３４が配置されている。
【００３６】
本実施の形態は、ホルダ本体１の外形が矩形状に制限される場合に、特に有効になる。本実施の形態によれば、ホルダ本体１の４つの各角部に、それぞれ素子を配置することにより、角部を有効活用することができる。
【００３７】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係る電池ホルダ３の斜視図を示している。図６は、電池ホルダ３に組み込まれた内部回路３０の回路構成及び素子の配置を示している。実施の形態１と同一又は対応する部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００３８】
実施の形態３は、実施の形態１、２に比べホルダ２０の外形形状が異なっている。本実施の形態の電池ホルダ３は、電池収納部２１は電池１０を収納するための最小限の大きさとし、かつ素子収納部２７、２８は内部回路３０を構成する素子をするための最小限の大きさとしたものである。
【００３９】
具体的には、図５に示した電池ホルダ２０は、外形が略円形の電池収納部２１と電池収納部２１から延出した素子収納部２８、２９とを備えている。素子収納部２８には、保護回路３１及び抵抗３４が収納されており、素子収納部２９には、充電素子３５及びは電流制限素子３６が収納されている。
【００４０】
この構成によれば、電池１０及び内部回路３０の収納には用いていない余分な部分を排除でき、電池ホルダ２０を最小限の大きさにすることができる。
【００４１】
なお、前記各実施の形態においては、保護回路３１は、図２（ｂ）に示したように、監視素子３２とスイッチ素子３３とが一体になった保護素子モジュールを用いた例で説明したが、それぞれ別個に用意した監視素子３２及びスイッチ素子３３を接続して配置してもよい。
【００４２】
また、内部回路３０を構成する素子は、適宜選択することが可能である。例えば、内部回路３０を構成する素子は、監視素子及びスイッチ素子のみとしてもよい。この構成では、監視素子及びスイッチ素子以外の素子は機器側に設けることになる。しかしながら、過充電・過放電防止のため主要部である監視素子及びスイッチ素子は、電池ホルダ側にあるので、機器側の設計の負担を軽減できることには変りない。したがって、内部回路３０は少なくとも監視素子及びスイッチ素子を備えた構成とし、充電素子、電流制限素子、抵抗について適宜選択して採用すればよい。
【００４３】
また、内部回路３０を構成する各素子は、着脱可能としてもよい。この構成によれば、素子の交換や不要な素子の取り外しが可能になる。
【００４４】
また、前記各実施の形態においては、電池収納部への収納対象が扁平形電池の例で説明したが、電池形状は筒形等の他の形状であってもよい。この場合、各実施の形態における電池収納部２２の形状は電池形状に合わせた形状になる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように本発明の電池ホルダは、過充電・過放電防止のための保護回路を組み込むことにより、対象機器への使用を容易にすることができるので、充電可能な二次電池用の電池ホルダとして有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１，２，３  電池ホルダ
１０  電池
２０  ホルダ本体
２１  電池収納部
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ  角部
２８，２９  素子収納部
３０  内部回路
３１  保護回路
３２  監視素子
３３  スイッチ素子
３４  抵抗
３５  充電素子
３６  電流制限素子
【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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