(57)【要約】      （修正有）【課題】アルカリ電池の充電をするためのチャージ回復装置を提供する。【解決手段】外部電源を介してアルカリ電池負荷の充電をするための装置であって、アルカリ電池負荷を電気的に接続するように収納する電池受け座と、外部電源に電気的に接続される電源コネクターと、電源コネクターと電気的に接続され、アルカリ電池負荷の電圧規格に応じて充電信号出力を生成する充電信号生成ユニットと、電池受け座及び充電信号生成ユニットに電気的に接続され、電池受け座及び充電信号生成ユニットの間の断続を切替える安全スイッチと、安全スイッチに電気的に接続され、充電信号出力に基づいてタイマー操作を開始するタイマーユニットと、安全スイッチ及びタイマーユニットに電気的に接続され、タイマーユニットからのタイマー信号に基づいて、安全スイッチが充電期間の終りに電気的な接続を切断するスイッチ制御ユニットとを有するチャージ回復装置。【選択図】図１
2008218382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源を介してアルカリ電池負荷の充電をするための装置であって、
前記アルカリ電池負荷を電気的に接続するように収納する電池受け座と、
前記外部電源に電気的に接続される電源コネクターと、
前記電源コネクターと電気的に接続され、前記アルカリ電池負荷の電圧規格に応じて充電信号出力を生成する充電信号生成ユニットと、
前記電池受け座及び前記充電信号生成ユニットに電気的に接続され、前記電池受け座及び前記充電信号生成ユニットの間の断続を切替える安全スイッチと、
前記安全スイッチに電気的に接続され、前記安全スイッチを介して前記充電信号生成ユニットから前記電池受け座への充電信号出力に基づいてタイマー操作を開始するタイマーユニットと、
前記安全スイッチ及び前記タイマーユニットに電気的に接続され、前記タイマーユニットからのタイマー信号に基づいて、前記安全スイッチが充電期間の終りに前記電池受け座及び前記充電信号生成ユニットの間の電気的な接続を切断するように制御するスイッチ制御ユニットと、
を有することを特徴とするアルカリ電池のチャージ回復装置。
【請求項２】
前記タイマーユニットは、前記電池受け座に設けられ、充電期間が予め設定されており、前記充電期間の終りに前記タイマー信号を前記スイッチ制御ユニットに出力することを特徴とする請求項１に記載のチャージ回復装置。
【請求項３】
前記アルカリ電池としては複数のアルカリセルを有し、
前記電池受け座は、直列接続するように前記アルカリ電池の複数のアルカリセルを収容し、
前記充電信号生成ユニットは、前記アルカリ電池の直列接続されたアルカリセルの電圧規格に応じる充電信号出力を生成するための可変電圧回路を有することを特徴とする請求項１に記載のチャージ回復装置。
【請求項４】
前記充電信号生成ユニットはさらに、前記可変電圧回路に電気的に接続され、前記可変電圧回路の充電信号を設定するための多位置形スイッチを有することを特徴とする請求項３に記載のチャージ回復装置。
【請求項５】
前記可変電圧回路は、充電信号出力を示す電圧値を１．７１〜２．０３［Ｖ］の予定電圧値の整数倍になるように調節し、前記整数倍としては前記多位置形スイッチにより決められることを特徴とする請求項４に記載のチャージ回復装置。
【請求項６】
さらに、前記電池受け座に設けられ、前記スイッチ制御ユニットに電気的に接続され、前記アルカリ電池負荷の温度を検出し、当該検出温度に応じて前記検出温度信号を前記スイッチ制御ユニットに出力する温度検出ユニットを有し、
前記スイッチ制御ユニットはさらに、前記アルカリ電池負荷の温度が所定安全温度範囲からはずれたとき、前記安全スイッチが前記検出温度信号に応じて前記充電信号生成ユニット及び前記電池受け座の間の電気的な接続を切断するように制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のチャージ回復装置。
【請求項７】
前記タイマーユニットは、前記充電信号生成ユニット及び前記電池受け座の間の電気的な接続を切断し、前記タイマー動作を停止させるようにすることを特徴とする請求項１に記載のチャージ回復装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャージ回復装置に関し、より詳しくはアルカリ電池のチャージ回復装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の電子機器の小型化、携帯容易性によって、電源として電池を多く使っている。近年、環境負荷低減、環境保全などの検討の中で、充電電池の需要がさらに高まり、廃棄やリサイクルまでを考慮した材料の使用が求められる。アルカリ電池としては、いろいろの組合せ例えばカーボン・亜鉛、亜鉛・マンガンなどが用いられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
アルカリ電池としては、異なる材料組合せを用いることにより特性及び充電条件が異なるのであるが、アルカリ電池を充電するとき、充電電圧を誤ると、電池内部の材料が化学変化を起こし、過熱をきたし、電池の破裂、液漏れの危険が生じる問題がある。このため、メーカはアルカリ電池が充電して繰り返し使うことを望まず充電できない使い捨て電池としてきた。しかし、電池代がかかり、環境の負担にもなる。環境を汚さず、資源の有効活用及び経費の節約を考えて、アルカリ電池の充電技術についての研究開発乃至製品化の声が聞こえて来てる。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、アルカリ電池の充電をするためのチャージ回復装置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】
【０００５】
上記目的を解決するために、本発明のチャージ回復装置は、外部電源を介してアルカリ電池負荷の充電をするための装置であって、アルカリ電池負荷を電気的に接続するように収納する電池受け座と、外部電源に電気的に接続される電源コネクターと、電源コネクターと電気的に接続され、アルカリ電池負荷の電圧規格に応じて充電信号出力を生成する充電信号生成ユニットと、電池受け座及び充電信号生成ユニットに電気的に接続され、電池受け座及び充電信号生成ユニットの間の断続を切替える安全スイッチと、安全スイッチに電気的に接続され、安全スイッチを介して充電信号生成ユニットから電池受け座への充電信号出力に基づいてタイマー操作を開始するタイマーユニットと、安全スイッチ及びタイマーユニットに電気的に接続され、タイマーユニットからのタイマー信号に基づいて、安全スイッチが充電期間の終りに電池受け座及び充電信号生成ユニットの間の電気的な接続を切断するように制御するスイッチ制御ユニットと、を有することを特徴とする。
【０００６】
前記チャージ回復装置においては、タイマーユニットは、好ましくは、電池受け座に設けられ、充電期間が予め設定されており、充電期間の終りにタイマー信号をスイッチ制御ユニットに出力するようにする。
【０００７】
前記チャージ回復装置においては、好ましくは、アルカリ電池負荷としては複数のアルカリセルを有し、電池受け座は、直列接続するようにアルカリ電池負荷の複数のアルカリセルを収容し、充電信号生成ユニットは、アルカリ電池負荷の直列接続されたアルカリセルの電圧規格に応じて充電信号出力を生成するための可変電圧回路を有するようにする。
【０００８】
前記チャージ回復装置においては、充電信号生成ユニットはさらに、可変電圧回路に電気的に接続され、可変電圧回路の充電信号を設定するための多位置形スイッチを有することが好ましい。
【０００９】
前記チャージ回復装置においては、可変電圧回路は、充電信号出力を示す電圧値を１．７１Ｖ〜２．０３Ｖの予定電圧値の整数倍になるように調節し、整数倍としては多位置形スイッチにより決められるようにする。
【００１０】
前記チャージ回復装置においては、好ましくは、さらに、電池受け座に設けられ、スイッチ制御ユニットに電気的に接続され、アルカリ電池負荷の温度を検出し、当該検出温度に応じて検出温度信号をスイッチ制御ユニットに出力する温度検出ユニットを有し、スイッチ制御ユニットはさらに、アルカリ電池負荷の温度が所定安全温度範囲からはずれたとき、安全スイッチが検出温度信号に応じて充電信号生成ユニット及び電池受け座の間の電気的な接続を切断するように制御するようにする。
【００１１】
前記チャージ回復装置においては、タイマーユニットは充電信号生成ユニット及び電池受け座の間の電気的な接続を切断し、タイマー動作を停止させるようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のチャージ回復装置によれば、充電信号生成ユニットによって、アルカリ電池負荷の電圧規格に応じて対応する充電信号出力を生成することができ、電池負荷の過熱による破裂、液漏れなどを防止しながらアルカリ電池負荷を充電することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本発明のチャージ回復装置１の構成の一例を概略示すブロック図である。図１に示すように、本発明の好ましい実施例にかかるチャージ回復装置１は、外部電源１０１を介してアルカリ電池負荷の充電をするための装置であって、電池受け座２と、電源コネクター３と、充電信号生成ユニット４と、安全スイッチ５と、温度検出ユニット６と、タイマーユニット７と、スイッチ制御ユニット８とを有する。
【００１５】
外部電源１０１としては、一般的に商用ＡＣ電源又はＤＣ電源を用いる。この例では、外部電源１０１は、例示するために、商用ＡＣ電源を用いる。
【００１６】
電池受け座２は、アルカリ電池負荷を電気的に接続するように収納する。この例では、アルカリ電池負荷は複数のアルカリセル１００、１００、・・・を含み、電池受け座２は、アルカリセル１００、１００、・・・と電気的に接続するようにアルカリ電池負荷の直列接続した複数のアルカリセル１００、１００、・・・を収納する。
【００１７】
電源コネクター３としては、外部電源１０１に電気的に接続されるようにする。
充電信号生成ユニット４は、電源コネクター３と電気的に接続されており、アルカリ電池負荷の電圧規格に応じて充電信号出力を生成する。
【００１８】
この例では、充電信号生成ユニット４は、具体的に、電池受け座２に設けられ、アルカリ電池負荷の直列接続されたアルカリセル１００、１００、・・・の電圧規格に応じて充電信号出力を生成する可変電圧回路４１と、電池受け座２に設けられ、可変電圧回路４１に電気的に接続され、可変電圧回路４１の充電信号出力を調整するように設定する多位置形スイッチ４２とからなっている。ここで、多位置形スイッチ４２がスイッチの所定位置にセットされると、可変電圧回路４１が、かかる多位置形スイッチ４２の所定位置に応じて外部電源１０１からの電圧をＤＣ充電電圧の所定値を充電信号出力として生成するように制御される。
【００１９】
充電信号出力のＤＣ充電電圧としては、所定電圧値の決まった整数倍であり、当該整数倍としては、多位置形スイッチ４２から選ばれるものである。この例においては、電池受け座２は、４個のＡＡマンガンアルカリセル１００、１００、１００、１００まで直列接続可能な構成である。１つのＡＡマンガンアルカリセル１００へ充電する所定電圧としては、１．７１  Ｖ〜２．０３Ｖとする。チャージ回復装置１では、多位置形スイッチ４２の１から４から適当に選択し、１〜４のＡＡマンガンアルカリセル１００、１００、１００、１００を所定に充電することができる。例えば、充電するアルカリセル１００の数に応じて対応する充電電圧値を調整し例えば１．７１Ｖ、３．４２Ｖ、５．１３Ｖ及び６．８４ＶのＤＣ充電電圧を出力する。具体的には、３個のＡＡマンガンアルカリセルを充電するとき、多位置形スイッチ４２は可変電圧回路４１のＤＣ充電電圧に応じて充電信号出力が５．１３Ｖに設定され、４個のＡＡマンガンアルカリセルを充電するときは、６．８４Ｖに設定される。
【００２０】
上記実施の形態においては、電池受け座２にアルカリセル１００を最大４個配置することができるが、配置個数は上記に限らず、必要に応じて電池受け座２の配置数を変えることができる。電池受け座２に配置される電池の種類や個数も上記に限らない。いうまでもないが、多位置形スイッチ４２のスイッチ位置の設定の数量及び可変電圧回路４１の充電信号出力に応じたＤＣ充電電圧は上記に限らず、必要に応じて増減変更することができる。
【００２１】
安全スイッチ５は、電池受け座２及び充電信号生成ユニット４の可変電圧回路４１に電気的に接続されており、電池受け座２及び充電信号生成ユニット４の可変電圧回路４１の間の電気的な断続をするように作動する。
【００２２】
タイマーユニット７は、安全スイッチ５に電気的に接続されており、安全スイッチ５を介して充電信号生成ユニット４からの充電信号出力に基づいて電池受け座２へのタイマーの操作をする。この例では、タイマーユニット７は、充電期間がセットされるように電池受け座２に設けられ、充電期間の終りにタイマー信号を出力する。充電期間としては、この例において６０分間とするが、これに限らない。安全スイッチ５は、充電信号生成ユニット４及び電池受け座２の間の電気的な接続を遮断するとき、タイマーユニット７がタイマーの作動を停止する。
【００２３】
温度検出ユニット６は、アルカリ電池負荷の温度を検出するように電池受け座２に設けられており、スイッチ制御ユニット８に電気的に接続され、検出した温度値に応じて検出温度信号をスイッチ制御ユニット８に送出する。
【００２４】
スイッチ制御ユニット８は、タイマーユニット７からタイマー信号を受信するように安全スイッチ５及びタイマーユニット７に電気的に接続され、安全スイッチ５を制御して充電期間の終りに電池受け座２及び充電信号生成ユニット４の間の電気的な接続を切断するように作動される。スイッチ制御ユニット８は、安全スイッチ５を制御してアルカリ電池負荷の温度が安全限界値からはずれたとき、温度検出ユニット６による検出温度信号に基づいて充電信号生成ユニット４及び電池受け座２の間の電気的な接続を切断するように作動される。
【００２５】
次に、本発明のチャージ回復装置の動作を図２のチャートに基づいて説明する。まず、ステップ９０１では、電池受け座２内に充電するためのアルカリセル１００を電気的に直列接続するように収容する。次に、ステップ９０２では、多位置形スイッチ４２は電池受け座２に配置されたアルカリセル１００の数に応じて整数倍に設定することにより、可変電圧回路４１の充電信号出力に応じたＤＣ充電電圧を設定する。ステップ９０３では、電源コネクター３は、外部電源１０１に電気的に接続され、外部電源１０１の電力によって可変電圧回路４１が充電信号出力を生成しアルカリセル１００に送出する。このとき、安全スイッチ５により充電信号生成ユニット４の可変電圧回路４１及び電池受け座２の間を電気的に接続させ、安全スイッチ５を介して可変電圧回路４１から所定のＤＣ充電電圧を有する充電信号出力を電池受け座２に出力する。このようにして、アルカリセル１００の充電を開始する。ステップ９０４では、タイマーユニット７はタイマーの操作を始める。
【００２６】
次いで、ステップ９０５では、温度検出ユニット６は、連続的にアルカリセル１００の温度を検出し、検出した温度に応じて検出温度信号をスイッチ制御ユニット８に出力する。スイッチ制御ユニット８は、この検出温度信号に基づいてアルカリセル１００の温度が安全温度の上限値を超えていないと判断するとき、ステップ９０９に進み、超えた場合、９０６に進む。なお、この例では、温度上限値を４５℃とする。ステップ９０６では、スイッチ制御ユニット８により、アルカリセル１００の充電を中止すべく安全スイッチ５が電池受け座２及び充電信号生成ユニット４の可変電圧回路４１の間の電気的な接続を切断するように制御される。このとき、タイマーユニット７はタイマーの操作を停止する。
【００２７】
ステップ９０７では、スイッチ制御ユニット８は、温度検出ユニット６からの温度検出信号に基づいてアルカリセル１００の温度が温度下限値より低くなるとき、直ちにステップ９０８に進む。そうでなければ、ステップ９０６に戻る。なお、この例では、温度下限値を３０℃とする。ステップ９０８では、スイッチ制御ユニット８により安全スイッチ５を制御して充電信号生成ユニット４の可変電圧回路４１及び電池受け座２の間を電気的に接続し、アルカリセル１００に対する充電を再び始める。ここで、タイマーユニット７は新たにタイマー操作を開始する。
【００２８】
この例では、充電する電池はマンガンアルカリセルを用い、安全温度を４５℃〜３０℃に設定しているが、上記に限らず、アルカリセルの種類や規格に応じて安定温度範囲を設定すればよい。
【００２９】
ステップ９０９では、充電期間が満了後、スイッチ制御ユニット８はタイマーユニット７からタイマー終了信号を受信し、ステップ９００に進む。ステップ９００では、スイッチ制御ユニット８は安全スイッチ５により充電信号生成ユニット４の可変電圧回路４１及び電池受け座２の電気的な接続を切断するように制御し、アルカリセル１００の充電回復操作を終了する。そうでなければ、ステップ９０５に戻る。
【００３０】
この例では、温度検出ユニット６は、充電回復期間においてアルカリセル１００が過熱にならないように監視するように設けられたものである。本発明のチャージ回復装置においては、例えばマンガンアルカリセルなどのアルカリセルと異なり充電電圧規格を有するタイプのアルカリ電池を電池受け座２に入れて充電するとき、充電信号生成ユニット４の充電信号出力がこのアルカリ電池の充電電圧規格に該当しないので、充電期間においてこのアルカリ電池の温度は安全温度範囲から容易く超えてしまうことがある。温度検出ユニット６は、この規格が違っている電池を充電するとしても、いつでも充電している電池の温度を監視し、安全を確保することができる。本発明のチャージ回復装置１は、周囲の温度を随時検知することができるところ、例えば、赤外線により温度を検出可能である工場に設けられているとき、温度検出ユニット６の設置はしなくて良い。
【００３１】
また、電池受け座２は、アルカリセル１００を１個のみ収容するように構成した場合、多位置形スイッチ４２を設けなくてもいい。
【００３２】
多位置形スイッチ４２は、位置を調整できるように回転タイプや、押圧タイプ、レバータイプなどのスイッチが用いることもできる。上記実施の形態では、充電信号生成手段４と電源コネクター３が電池受け座２に一体に設けられているが、電池受け座２に電気的に接続可能であるように脱着自在に設けられるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明のチャージ回復装置によれば、充電信号生成ユニット４によって、アルカリ電池負荷の電圧規格に応じて対応する充電信号出力を生成することができる。このチャージ回復装置では温度検出ユニット６によって、いつも充電中のアルカリ電池負荷の温度を監視することができ、充電回復操作において過熱による液漏れ、破裂の危険を防止することができる。
【００３４】
本発明のチャージ回復装置によれば、アルカリ電池が繰り返し充電できアルカリ電池の使い捨てを大幅に低減し、経費の節約や環境負荷の低減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のチャージ回復装置の構成の一例を概略示すブロック図である。
【図２】図１の実施例の装置によるチャージ回復動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１        チャージ回復装置
２        電池受け座
３        電源コネクター
４        充電信号生成ユニット
５        安全スイッチ
６        温度検出ユニット
７        タイマーユニット
８        スイッチ制御ユニット
４１      可変電圧回路
４２      多位置形スイッチ
１００    アルカリ電池（セル）
１０１    外部電源
９００〜９０９    ステップ
【図１】
2008218382.tif 000003
【図２】
2008218382.tif 000004