(57)【要約】【課題】異種類電池共用充電器側のコネクタの種類を統一するとともに、異種類電池に対して安全性を損なうことなく充電することを可能にする。【解決手段】異種類電池共用充電器用変換コネクタ２０は、異種類電池共用充電器１０側と電池４０側とを充電時に接続するための変換コネクタ２０であって、異種類電池共用充電器１０側の電力線１１１に接続される第１の端子２１１と、電池４０側の電力線に接続される第２の端子２２１と、第１の端子２１１と前記第２の端子２２１とを接続した内部電力線２３と、内部電力線２３と接続された第３の端子２１２であって、異種類電池共用充電器１０側のコネクタ接続検知線１１２に接続される前記第３の端子２１２と、を備える。共用充電器１０は、コネクタ接続検知線１１２の充電開始前の電圧を基に、変換コネクタ２０に接続された電池４０の種類を判別する電池種類判別部１２を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異種類電池共用充電器側と電池側とを接続するための変換コネクタであって、
前記異種類電池共用充電器側の電力線に接続される第１の端子と、
前記電池側の電力線に接続される第２の端子と、
前記第１の端子と前記第２の端子とを接続した内部電力線と、
前記内部電力線と接続された第３の端子であって、前記異種類電池共用充電器側のコネクタ接続検知線に接続される前記第３の端子と、
を備えたことを特徴とする異種類電池共用充電器用変換コネクタ。
【請求項２】
請求項１に記載の異種類電池共用充電器用変換コネクタの前記第１の端子に接続される電力線と、
前記第３の端子に接続されるコネクタ接続検知線と、
前記コネクタ接続検知線の充電開始前の電圧を基に、前記異種類電池共用充電器用変換コネクタに接続された電池の種類を判別する電池種類判別手段と、
を備えたことを特徴とする異種類電池共用充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛電池やリチウムイオン電池等の異種類電池への充電を可能にするための、形状の異なる異種類電池のコネクタとの接続可能にする異種類電池共用充電器用変換コネクタ及び異種類電池共用充電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
充電を行って繰り返し利用することが可能な電池として、例えば、鉛電池、リチウムイオン電池、ニッケル・水素電池、ニッケル・カドミウム電池等、多数の種類が存在する。これら充電可能な各種類の電池は、それぞれ充電時の電気的及び化学的な特性が異なり、例えば、鉛電池は、比較的安全なため、充電器と鉛電池パックとをコネクタを介して接続した後、充電器の電源スイッチをオンにすることにより、直ちに充電電流が供給される。
【０００３】
一方、リチウムイオン電池は、常用領域と異常発生領域とが非常に接近しているため、安全性を確保する種々の仕組みが施され、例えば、リチウムイオン電池を充電する充電器には、リチウムイオン電池パックがコネクタを介して接続されたことを検知するコネクタ接続検知回路、リチウムイオン電池の監視情報を送受信するＣＡＮ（Controller Area Network）通信の機能等を備えている。
【０００４】
しかし、種類の異なる電池毎にそれぞれの充電器を個別に揃えることは、用意する充電器の数が増大し、余分のスペースやコストが嵩み、また、充電時に各電池に適した充電器を正しく選択して接続する必要がある。そのため、種類の異なる電池を充電することができる異種類電池共用充電器が要望されている。
【０００５】
異種類電池共用充電器として、例えば、下記の特許文献１には、ニッケル・カドミウム電池と鉛電池とを判別し、判別した結果に基づいて充電制御方法を選定する充電器について記載されている。また、下記の特許文献２には、鉛電池の充電と共用することができるようにしたニッケル・カドミウム電池用充電器について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−１３２３２号公報
【特許文献２】実開平５−８１９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述したように、鉛電池等の充電の際には、鉛電池と充電器とを電力線のみで接続するコネクタを用いればよいが、リチウムイオン電池等の充電の際には、リチウムイオン電池と充電器とを、電力線、コネクタ接続検知線、及びＣＡＮ通信用の通信線で接続するコネクタを用いなければならない。
【０００８】
このように、充電器と電池とを接続するワイヤーハーネスの構造やコネクタの形状が、種類の異なる電池毎に異なるため、異種類電池共用充電器で充電する場合でも、ワイヤーハーネス及びコネクタ形状が各電池の種類毎に異なるコネクタを用意しなければならず、コネクタのオプションが増えてしまい、汎用性の低下による生産性の低下及びコストの増大を招いていた。
【０００９】
上記課題に鑑み、本発明は、異種類電池共用充電器側のコネクタの種類を統一することができるとともに、異種類電池に対して安全性を損なうことなく充電することを可能にする異種類電池共用充電器用変換コネクタ及び異種類電池共用充電器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】
【００１０】
本発明に係る異種類電池共用充電器用変換コネクタは、異種類電池共用充電器側と電池側とを接続するための変換コネクタであって、前記異種類電池共用充電器側の電力線に接続される第１の端子と、前記電池側の電力線に接続される第２の端子と、前記第１の端子と前記第２の端子とを接続した内部電力線と、前記内部電力線と接続された第３の端子であって、前記異種類電池共用充電器側のコネクタ接続検知線に接続される前記第３の端子と、を備える。
【００１１】
また、本発明に係る異種類電池共用充電器は、上記記載の異種類電池共用充電器用変換コネクタの前記第１の端子に接続される電力線と、前記第３の端子に接続されるコネクタ接続検知線とを有し、前記コネクタ接続検知線の充電開始前の電圧を基に、前記異種類電池共用充電器用変換コネクタに接続された電池の種類を判別する電池判別手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電池側の電力線に接続される第２の端子と接続された内部電力線に接続された第３の端子であって、異種類電池共用充電器側のコネクタ接続検知線に接続される前記第３の端子を備えたことにより、コネクタ接続検知線を有しない電池パックに対する擬似的なコネクタ接続検知の機能を作動させることができ、異種類電池共用充電器側のコネクタの種類を統一するとともに、異種類電池に対して安全性を損なうことなく充電することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】異種類電池共用充電器用変換コネクタの適用例を示す図である。
【図２】変換コネクタの機構及びコネクタ間の接続の態様を示す図である。
【図３】共用充電器におけるコネクタ接続検知部及び電池種類判別部の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態について、以下に図面を参照して説明する。図１は、異種類電池共用充電器用変換コネクタの適用例を示す。なお、以下の説明において、「異種類電池共用充電器」を「共用充電器」と称し、「異種類電池共用充電器用変換コネクタ」を「変換コネクタ」と称する。
【００１５】
以下の例では、リチウムイオン電池パック用のコネクタを備えた共用充電器と鉛電池パックとを接続する変換コネクタについて説明するが、本発明は、それらの種類の電池との接続に限定されるものではない。
【００１６】
図１に示すように、共用充電器１０は、リチウムイオン電池パック３０のコネクタ３１と接続可能なワイヤーハーネス及びコネクタ形状を有するリチウムイオン電池用コネクタ１１を備える。変換コネクタ２０は、共用充電器１０のリチウムイオン電池用コネクタ１１と接続可能なコネクタ形状を有する充電器側コネクタ２１を備える。
【００１７】
また、変換コネクタ２０は、鉛電池パック４０のコネクタ４１と接続可能なコネクタ形状を有する電池側コネクタ２２を備える。変換コネクタ２０は、リチウムイオン電池用コネクタ１１を、鉛電池パック４０のコネクタ４１と接続可能となるように変換する。
【００１８】
また、変換コネクタ２０は、鉛電池パック４０のコネクタ４１が電池側コネクタ２２に接続されると、共用充電器１０に対して擬似的にコネクタ接続検知を可能にし、また、共用充電器１０に対して鉛電池パック４０の電圧を判別可能にする機構を備える。
【００１９】
共用充電器１０は、リチウムイオン電池用コネクタ１１に、変換コネクタ２０を介して、鉛電池パック４０が接続されると、変換コネクタ２０の機構により入力される後述するコネクタ接続検知線の電圧を基に、鉛電池パック４０が共用充電器１０に接続されたことを検知すると共にその電圧の種類を判別する電池種類判別部１２、及びリチウムイオン電池パック３０が接続されたことを検知するコネクタ接続検知部１３を備える。
【００２０】
図２は、変換コネクタ２０の機構及びコネクタ接続の態様を示す。なお、図１〜図３において、同一の構成要素には同一の符号を付している。図２の（ａ）は、変換コネクタ２０の機構、及びリチウムイオン電池用コネクタ１１と変換コネクタ２０と鉛電池パック４０のコネクタ４１との接続の態様を模式的に示している。一方、図２の（ｂ）は、リチウムイオン電池用コネクタ１１とリチウムイオン電池パック３０のコネクタ３１との接続の態様を模式的に示している。
【００２１】
図２の（ａ）に示すように、変換コネクタ２０は、共用充電器１０側の電力線１１１に接続される第１の端子２１１と、電池側の電力線４１１に接続される第２の端子２２１と、第１の端子２１１と第２の端子２２１とを接続した内部電力線２３と、内部電力線２３と接続された第３の端子２１２であって、共用充電器１０側のコネクタ接続検知線１１２に接続される第３の端子２１２を備える。
【００２２】
変換コネクタ２０を、共用充電器１０のリチウムイオン電池用コネクタ１１と鉛電池パック４０のコネクタ４１とに接続すると、充電開始前では、鉛電池パック４０の電池電圧が、鉛電池パック４０のコネクタ４１の電力線４１１、変換コネクタ２０の電池側コネクタ２２の第２の端子２２１、及び内部電力線２３を経由して、充電器側コネクタ２１の第３の端子２１２に出力される。
【００２３】
共用充電器１０は、変換コネクタ２０の第３の端子２１２に接続されるコネクタ接続検知線１１２に入力される電圧を、予め設定された閾値と比較して、その大小の判定を行う比較回路により、鉛電池パック４０の電圧を判別する。
【００２４】
そして、判別した電圧を基に、鉛電池パック４０が共用充電器１０に接続されたことを検知すると共に、該判別した電圧に対応した充電設定で、電力線１１１から鉛電池パック４０の鉛電池に対する充電電流の給電を開始する。
【００２５】
一方、図２の（ｂ）に示すように、共用充電器１０のリチウムイオン電池用コネクタ１１とリチウムイオン電池パック３０のコネクタ３１とが、変換コネクタ２０を介することなく、直接接続される場合、リチウムイオン電池用コネクタ１１のコネクタ接続検知線１１２には、リチウムイオン電池パック３０の電圧及び鉛電池パック４０の電圧は入力されない。
【００２６】
共用充電器１０は、コネクタ接続検知線１１２に何らの電池の電圧が検知されないことを確認した後、コネクタ接続検知線１１２を介して、リチウムイオン電池パック３０に接続確認用の電圧（例えば、コネクタ接続検知線１１２の一方の片側線に＋５Ｖ）を印加する。
【００２７】
リチウムイオン電池パック３０は、共用充電器１０からコネクタ接続検知線１１２に印加された電圧を検知することにより、共用充電器１０と接続されたことを検知し、また、該電圧が印加された一方の片側線とは別の他方の片側線との間に閉回路を形成する。
【００２８】
共用充電器１０は、リチウムイオン電池パック３０内でコネクタ接続検知線１１２に対して形成される閉回路によりループ電流が流れることを検知し、該ループ電流の検知により、リチウムイオン電池パック３０がコネクタ１１及びコネクタ３１により接続されたことを検知する。
【００２９】
そして、共用充電器１０は、リチウムイオン電池パック３０と、ＣＡＮ通信線１１３を介してリチウムイオン電池パック３０の電池の状態情報を送受信し、リチウムイオン電池パック３０の電池に適した充電設定で、電力線１１１からリチウムイオン電池パック３０の電池への充電電流の給電を開始する。
【００３０】
図３は、共用充電器１０における、電池種類判別部１２及びコネクタ接続検知部１３の構成例を示す。電池種類判別部１２は、一例として、抵抗分割回路１２１により、例えば１２Ｖ、２４Ｖ、４８Ｖの電圧を判別するための閾値電圧を生成する。そして、スイッチ１３４をオフにし、スイッチ１３５をオンにした状態で、各閾値電圧とコネクタ接続検知線１１２の電圧とを、電圧比較回路１２２により比較する。該比較の結果によりコネクタ接続検知線１１２の電圧が、何れの閾値電圧の間の電圧であるかを電圧判別論理回路１２３により判別する。
【００３１】
このようにコネクタ接続検知線１１２の電圧を判別することにより、共用充電器１０は、変換コネクタ２０に接続された鉛電池パック４０の接続を検知すると共に、接続された鉛電池パック４０の出力電圧の種類を判別することができる。そのため、出力電圧の異なる複数種類の鉛電池パックに対して一つの共用充電器１０により適正な充電設定で充電を行うことが可能となる。
【００３２】
なお、電池種類判別部１２の構成は、上述の抵抗分割回路１２１、電圧比較回路１２２及び電圧判別論理回路１２３のハードウェアを用いる構成に代えて、コネクタ接続検知線１１２の電圧を図示省略のＡ／Ｄ変換器によりアナログ信号からデジタル信号に変換し、コネクタ接続検知線１１２のデジタル電圧値を、予め設定された数値の閾値電圧と比較する処理をソフトウェアにより実行して、何れの閾値電圧の間の電圧であるかを判定して電池の種類を判別する構成としてもよい。
【００３３】
コネクタ接続検知部１３は、リチウムイオン電池パック３０とのコネクタ接続を検知するため、上述の電池種類判別部１２によるコネクタ接続の検知及び電圧判別の動作後、リチウムイオン電池パック３０以外の電池パックが接続されていないことを検知した後に動作する。
【００３４】
コネクタ接続検知部１３は、スイッチ１３４をオンにして例えば＋５Ｖの電圧源１３１を、コネクタ接続検知線１１２の一方の片側線に印加する。このとき、コネクタ接続検知線１１２の他方の片側線を接地するスイッチ１３５はオフにする。
【００３５】
電圧源１２１をコネクタ接続検知線１１２の一方の片側線に印加し、コネクタ接続検知線１１２の他方の片側線に接続した発光ダイオード１３２が、リチウムイオン電池パック３０における閉回路の形成によるループ電流で発光することを、フォトトランジスタ１３３の導通により検知する。これにより、共用充電器１０は、リチウムイオン電池パック３０と接続されたことを検知する。そして、リチウムイオン電池に適した充電設定により、充電電流の給電を開始する。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態の変換コネクタ２０は、コネクタ接続検知線を有しない電池パックに対して、共用充電器１０において擬似的なコネクタ接続検知を可能にする。そのため、共用充電器１０側のコネクタ１１の種類を、リチウムイオン電池等のような安全性確認のためのワイヤーハーネスを具備するコネクタに統一することができる。
【００３７】
共用充電器１０は、変換コネクタ２０によって出力されるコネクタ接続検知線１１２の電圧の判別により、変換コネクタ２０に接続された電池パックの種類を判別することが可能となり、異種類電池に対して安全性を損なうことなく充電することが可能になる。
【００３８】
共用充電器１０側のコネクタ１１の種類を統一することにより、共用充電器１０側のコネクタ１１のワイヤーハーネスやコネクタ形状の種類を単一化することができるため、共用充電器１０の生産性が向上する。また、変換コネクタ２０は、既存のコネクタと既存のワイヤーハーネスとを用いて容易に低コストで作製可能である。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上に述べた実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成又は実施形態を採ることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０    共用充電器
１１    リチウムイオン電池用コネクタ
１１１  電力線
１１２  コネクタ接続検知線
１１３  ＣＡＮ通信線
１２    電池種類判別部
１２１  抵抗分割回路
１２２  電圧比較回路
１２３  電圧判別論理回路
１３    コネクタ接続検知部
１３１  電圧源
１３２  発光ダイオード
１３３  フォトトランジスタ
１３４  スイッチ
１３５  スイッチ
２０    変換コネクタ
２１    充電器側コネクタ
２２    電池側コネクタ
３０    リチウムイオン電池パック
３１    コネクタ
４０    鉛電池パック
４１    コネクタ
４１１  電池側の電力線
【図１】
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【図２】
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【図３】
2015220796.tif 000005