(57)【要約】【課題】従来のバッテリーパックにおいては、バッテリーパックの外部端子に、負荷の接続と切断とが断続的に繰り返された場合であっても、該バッテリーパックの一次電池または二次電池が故障等しないようにすると共に、その機械的な構造を簡単にすること。【解決手段】少なくとも電池セルと、過大な電流の放電を遮断する保護回路とを備えたバッテリーパックであって、前記バッテリーパックの外部から外部プラス端子と外部マイナス端子との間をショート乃至低抵抗が接続されることによる異常放電遮断後の遮断維持手段を設け、前記バッテリーパックの外部から外部プラス端子と外部マイナス端子との間に所定の電圧が印加されることにより前記遮断維持手段の遮断を解除する解除手段を設けたことにより、バッテリーパックの外部端子に、負荷の接続と切断とが断続的に繰り返された場合であっても、該バッテリーパックの一次電池または二次電池が故障等しないようにすると共に、その機械的な構造を簡単にすることができる。【選択図】  図１
2004227780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも電池セルと、過大な電流の放電を遮断する保護回路とを備えたバッテリーパックであって、
前記バッテリーパックの外部から外部プラス端子と外部マイナス端子との間をショート乃至低抵抗が接続されることによる異常放電遮断後の遮断維持手段を設け、
前記バッテリーパックの外部から外部プラス端子と外部マイナス端子との間に所定の電圧が印加されることにより前記遮断維持手段の遮断を解除する解除手段を設けたこと
を特徴とするバッテリーパック。
【請求項２】
前記遮断維持手段は、
バッテリーパック内の電池セル正極端子と外部マイナス端子との間に接続させた１ｋΩ以上の抵抗ブロックであること
を特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項３】
前記解除手段は、
外部プラス端子と前記外部マイナス端子との間に配設され、両端子間に所定の電圧が印加されたことを検出する検出器であること
を特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項４】
少なくとも電池セルと、過大な電流の放電を遮断する保護回路とを備えたバッテリーパックであって、
前記保護回路には、電池セル正極端子と外部マイナス端子との間に接続された１ｋΩ以上の抵抗ブロックからなる遮断維持手段を配設し、
外部プラス端子と前記外部マイナス端子との間に電圧の検出器を配設し、
前記バッテリーパックの外部から外部プラス端子と外部マイナス端子との間をショート乃至低抵抗が接続されることによる異常放電を遮断させると共に、前記遮断維持手段により放電の遮断を維持し続け、
前記バッテリーパックの外部から外部プラス端子と外部マイナス端子との間に所定の電圧が印加されたことを前記検出器で検出し、前記遮断維持手段による放電の遮断を解除して放電を復帰させる構成にしたこと
を特徴とするバッテリーパック。
【請求項５】
前記検出器は、
充電器検出器、電圧検出器、電圧変化検出器、交流抵抗検出器または電圧降下器のいずれかであること
を特徴とする請求項３または４に記載のバッテリーパック。
【請求項６】
前記検出器には、
微分演算器またはワンショット演算器を接続すること
を特徴とする請求項３、４または５に記載のバッテリーパック。
【請求項７】
前記遮断維持手段による放電の遮断は、
電池セル負極端子と外部マイナス端子との間に接続された放電制御スイッチにより行うこと
を特徴とする請求項１、２または４に記載のバッテリーパック。
【請求項８】
前記遮断維持手段による放電の遮断は、
電池セル正極端子と外部プラス端子との間に接続された放電制御スイッチにより行うこと
を特徴とする請求項１、２、４または７に記載のバッテリーパック。
【請求項９】
前記放電制御スイッチは、
スイッチ、トランジスタまたは電界効果トランジスタのいずれかであること
を特徴とする請求項７または８に記載のバッテリーパック。
【請求項１０】
前記外部プラス端子と外部マイナス端子との間には、
コンデンサまたは電圧平滑器を接続すること
を特徴とする請求項１、３、４または８に記載のバッテリーパック。
【請求項１１】
外部プラス端子と外部マイナス端子間に、コンデンサまたは電圧平滑器を接続し、
放電制御スイッチが電池マイナス端子に接続されている回路構成の場合、外部マイナス端子と保護回路の制御ＩＣの過電流遮断復帰のための電圧供給端子または過電流電圧検出端子との間を抵抗器で接続し、または放電制御スイッチが電池プラス端子に接続されている回路構成の場合、外部プラス端子と保護回路の制御ＩＣの過電流遮断復帰のための電圧供給端子または過電流電圧検出端子との間を抵抗器で接続すること
を特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のバッテリーパック。
【請求項１２】
過大な電流の放電遮断を解除する解除手段として、Ｐチャネル電界効果トランジスタ、抵抗器及びコンデンサを設け、
前記Ｐチャネル電界効果トランジスタのドレイン端子と放電制御スイッチのスイッチ制御用端子とを接続し、
前記Ｐチャネル電界効果トランジスタのソース端子と外部プラス端子との間を接続し、
前記Ｐチャネル電界効果トランジスタのソース端子とゲート端子との間に抵抗器を並列に接続し、
前記Ｐチャネル電界効果トランジスタのゲート端子と外部マイナス端子との間にコンデンサを接続すること
を特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のバッテリーパック。
【請求項１３】
過大な電流の放電遮断を解除する解除手段として、ＰＮＰ接合のトランジスタ、抵抗器及びコンデンサを設け、
前記トランジスタのコレクタ端子と放電制御スイッチのスイッチ制御用端子とを接続し、
前記トランジスタのエミッタ端子と外部プラス端子との間を接続し、
前記トランジスタのベース端子と外部マイナス端子との間に０Ω以上の抵抗器とコンデンサとを直列に接続したブロックを接続すること
を特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載のバッテリーパック。
【請求項１４】
過大な電流の放電遮断を解除する解除手段として、Ｎチャネル電界効果トランジスタ、抵抗器及びコンデンサを設け、
前記Ｎチャネル電界効果トランジスタのドレイン端子と放電制御スイッチのスイッチ制御用端子とを接続し、
前記Ｎチャネル電界効果トランジスタのソース端子と外部マイナス端子との間を接続し、
前記Ｎチャネル電界効果トランジスタのソース端子とゲート端子との間に抵抗器を並列に接続し、
前記Ｎチャネル電界効果トランジスタのゲート端子と外部プラス端子との間にコンデンサを接続すること
を特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載のバッテリーパック。
【請求項１５】
過大な電流の放電遮断を解除する解除手段として、ＮＰＮ接合のトランジスタ、抵抗器及びコンデンサを設け、
前記トランジスタのコレクタ端子と放電制御スイッチのスイッチ制御用端子とを接続し、
前記トランジスタのエミッタ端子と外部マイナス端子との間を接続し、
前記トランジスタのベース端子と外部プラス端子との間を０Ω以上の抵抗器とコンデンサとを直列に接続したブロックを接続すること
を特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載のバッテリーパック。
【請求項１６】
過大な電流の放電遮断を解除する解除手段として、インダクタとコンデンサＡとコンデンサＢとダイオードとを設け、
前記インダクタとコンデンサＡとを直列接続し、
前記インダクタの他端を外部プラス端子に接続し、
前記コンデンサＡの他端を外部マイナス端子に接続し、
前記インダクタとコンデンサＡとの接続部にコンデンサＢを接続し、
前記コンデンサＢの他端とダイオードのアノードとを直列接続し、
該ダイオードのカソードを放電制御スイッチのスイッチ制御用端子に接続すること
を特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載のバッテリーパック。
【請求項１７】
過大な電流の放電遮断を解除する解除手段として、インダクタとコンデンサＡとコンデンサＢとダイオードを設け、
前記インダクタとコンデンサＡとを直列接続し、
前記コンデンサＡの他端を外部プラス端子に接続し、
前記インダクタの他端を外部マイナス端子に接続し、
前記インダクタとコンデンサＡとの接続部にコンデンサＢを接続し、
前記コンデンサＢの他端とダイオードのカソードとを直列接続し、
該ダイオードのアノードを放電制御スイッチのスイッチ制御用端子に接続すること
を特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載のバッテリーパック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、デジタルカメラ、パソコン、ビデオカメラ、携帯電話等の電源として使用されるバッテリーパックに関し、該バッテリーパックの外部プラス端子と外部マイナス端子との間をショート等させた場合に放電を遮断する保護回路を設けたバッテリーパックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、例えば、二次電池を有するバッテリーパックにおいては、その定格放電電流を越えた放電電流が流れた場合、前記二次電池の性能が劣化し放電容量が低下したり、該二次電池自体が故障してしまうことがある。
【０００３】
そのため、バッテリーパックの内部に、過電流放電から一次電池または二次電池を保護する保護回路を設けて、前記バッテリーパックに所定の電流値よりも大きな過電流が所定の時間以上流れた場合には、例えば、放電制御スイッチをＯＦＦ（ＯＰＥＮ）にして放電電流を遮断し、過大な電流から一次電池または二次電池を保護するものである。
【０００４】
一般的には、前記保護回路を設け、且つ、バッテリーパックの外部端子が外部の金属と容易に接触できないようにパック表面に凹部を設け、該凹部に外部端子を配設させて安全を図っている。しかし、バッテリーパックの外部端子を凹部に配設させた構成にすると、該バッテリーパックの面上に前記外部端子を配設させた場合よりも、製造工程が増えて作業性が悪くなるため、製造コストが増加するばかりでなく、根本的には、一次電池または二次電池の保護にはならないのが現状である。
【０００５】
図２９に、従来の保護回路の一例を示してある。図２９において、バッテリーパックの内部に収納された内部電池（以下、電池セル１という）は、該電池セル１の正極側が保護回路２の電池セル正極端子３に接続され、負極側が電池セル負極端子４に接続されている。
【０００６】
この電池セル正極端子３は、外部プラス端子５に接続されると共に、接続部６を介して制御用ＩＣ７の正極側電源端子８に接続されている。
【０００７】
また、電池セル負極端子４は、接続部９を介して制御用ＩＣ７の負極側電源端子１０と抵抗体１１とに接続されている。
【０００８】
抵抗体１１は、ダイオード１２のアノード側に接続されると共に、放電制御スイッチ１３に接続されている。これらダイオード１２と放電制御スイッチ１３とは、パラレルに接続されており、前記ダイオード１２のカソード側と放電制御スイッチ１３の他端側とは、ダイオード１４のカソード側と充電制御スイッチ１５とに接続されている。
【０００９】
これらダイオード１４と充電制御スイッチ１５とは、パラレルに接続されると共に、該充電制御スイッチ１５の他端側と前記ダイオード１４のアノード側とは、接続部１６を介して保護回路２の外部マイナス端子１７に接続されている。
【００１０】
また、制御用ＩＣ７の内部には、例えば、電圧検出器１８、１９と、演算器２０と、抵抗器２１と、スイッチ２２等が配設されており、前記正極側電源端子８は、電圧検出器１８を介して負極側電源端子１０に接続されている。
【００１１】
この電圧検出器１８は、電圧検出器１９と抵抗器２１とにも接続されており、該抵抗器２１はスイッチ２２に接続され、該スイッチ２２は、電圧検出器１９に接続されると共に、過電流電圧検出端子２３に接続されている。
【００１２】
この過電流電圧検出端子２３は、接続部１６を介して保護回路２の外部マイナス端子１７に接続されている。
【００１３】
電圧検出器１８は、電池セル正極端子３と電池セル負極端子４との間、即ち、電池セル１の正極側と負極側との間の電圧を検出しており、電圧検出器１９は、電池セル負極端子４と外部マイナス端子１７との間に接続された抵抗体１１と、ダイオード１２、１４と、放電制御スイッチ１３と、充電制御スイッチ１５との全体の電圧を検出している。
【００１４】
これら電圧検出器１８、１９による検出した電圧検出の結果は演算器２０に入力され、該演算器２０は、前記電圧検出の結果に基づいてスイッチ２２を制御している。
【００１５】
バッテリーパックに充電・放電が行われた場合には、制御用ＩＣ７からの制御信号によって、放電制御スイッチ１３と、充電制御スイッチ１５とを制御できるようになっている。
【００１６】
ここで、バッテリーパックが通常の状態である場合、即ち、外部プラス端子５と外部マイナス端子１７とに接続された図示していない負荷に電池セル１から行う放電と、前記外部プラス端子５と外部マイナス端子１７とに接続された図示していない充電器から電池セル１に行う充電とが自由に行える場合には、放電制御スイッチ１３と、充電制御スイッチ１５とが共にＯＮ（ＣＬＯＳＥ）の状態になっている。
【００１７】
つまり、放電制御スイッチ１３と、充電制御スイッチ１５とが共にＯＮ（ＣＬＯＳＥ）の通常の状態では、放電と充電とが自由に行えるのである。
【００１８】
また、電池セル１の電圧が所定電圧値以上になる場合、即ち、過充電状態である場合には、放電制御スイッチ１３はＯＮ（ＣＬＯＳＥ）の状態のままであるが、制御用ＩＣ７からの充電制御信号２４により、充電制御スイッチ１５がＯＦＦ（ＯＰＥＮ）になる。
【００１９】
このように、充電制御スイッチ１５がＯＦＦ（ＯＰＥＮ）になった場合には、ダイオード１４の作用によって、負荷への放電はできるが、電池セル１には充電はできない状態になり、過充電に対する電池セル１の保護がなされている。
【００２０】
電池セル１の電圧が所定電圧値以下になる場合、即ち、過放電状態である場合には、充電制御スイッチ１５はＯＮ（ＣＬＯＳＥ）の状態であるが、制御用ＩＣ７からの放電制御信号２５により、放電制御スイッチ１３がＯＦＦ（ＯＰＥＮ）になる。
【００２１】
このように、放電制御スイッチ１３がＯＦＦ（ＯＰＥＮ）になった場合には、ダイオード１２の作用によって、電池セル１への充電はできるが、負荷への放電はできない状態になり、過放電に対する電池セル１の保護がなされている。
【００２２】
更に、バッテリーパックの外部から外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間に、低抵抗体が接続されたり、または電線等の導電体を接続してショートさせた場合には、充電制御スイッチ１５はＯＮ（ＣＬＯＳＥ）の状態であるが、放電制御スイッチ１３がＯＦＦ（ＯＰＥＮ）になり、負荷への放電はできない状態になる。
【００２３】
このように、従来の保護回路においては、外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間がショート状態にされた場合、例えば、略４Ａ以上の放電電流が略０．０１秒以上流れた場合に、過電流が流れたと判断し、放電制御スイッチ１３をＯＦＦ（ＯＰＥＮ）にして放電電流を遮断していた。
【００２４】
この過電流から保護した状態、即ち、放電制御スイッチ１３をＯＦＦ（ＯＰＥＮ）にした状態からオンの状態に復帰させる条件としては、例えば、バッテリーパックの外部端子の外側の抵抗値が略１００ｋΩ〜２００ＭΩ以上になった場合に、前記放電制御スイッチ１３をＯＮ（ＣＬＯＳＥ）にするようにしていた。
【００２５】
従って、バッテリーパックが接続されている電子機器等の内部回路が故障し、該電子機器等の抵抗値が、例えば、略０．８Ω以下になったような場合には、放電制御スイッチ１３をＯＦＦ（ＯＰＥＮ）にし、その状態が維持される。
【００２６】
この過大な電流から一次電池または二次電池を保護する回路としては、例えば、電池に所定値以上の電流が流れると、スイッチ手段をオフ状態にすると共に、このオフ状態から電流検出手段にて検出される電流値に略比例するように自動調整される所定時間経過後に、前記スイッチ手段を自動的にオン状態に復帰させる電池の過電流保護回路がある（特許文献１参照）。
【００２７】
この特許文献１の公知技術においては、電池に所定以上の電流が所定時間以上流れた場合、スイッチ手段をオフ状態に切りかえ、放電電流を流すものである。
【００２８】
また、充電端子に対応する移動可能な遮蔽板と、電源供給端子に対応する移動可能な遮蔽板とを備え、二次電池パックの充電端子間、電源供給端子間の短絡による発熱や発火等の重大事故を防止する構造がある（特許文献２参照）。
【００２９】
【特許文献１】
特許第３２７２１０４号公報（請求項１）
【特許文献２】
特開平９−３２０５５４号公報（第２〜３頁）
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術の過電流の保護回路においては、バッテリーパックの外部端子間に、負荷の接続と切断とが断続的に繰り返される場合、例えば、ネックレス等の金属製のチェーン等がバッテリーパックの外部端子間に接続された場合（チェーンショート）には、放電制御スイッチ１３がオンとＯＦＦ（ＯＰＥＮ）とを繰り返して、過大な電流の放電を繰り返すことにより、バッテリーパックの放電容量が低下したり、バッテリーパックの一次電池または二次電池が故障したり、バッテリーパックが発煙したり、また、前記金属製のチェーン等が高温になるため、バッテリーパックの樹脂ケースが一部溶融したり、変形したりして使用不能になったり、更には、使用者が火傷を負ったりする場合がある。一部のバッテリーパックにおいては、通常、このような問題を回避するために、一般使用者に対して取扱説明書等により  バッテリーパックの外部端子を保護するプラスチック製の端子カバーを装着することを推奨したり、ネックレス等の金属製のチェーンを接続しない注意を促していた。
【００３１】
前記バッテリーパックの外部端子間にネックレス等の金属製のチェーンを接続させた場合に、負荷の接続と切断とが断続的に繰り返される原因としては、前記金属製のチェーンは、機械的には、一見、常に前記外部端子間に接続されているようにみえるが、過大な電流によりチェーンのリングどうしの接触面に酸化等が生じるため、電気的には接続状態と非接続状態とを繰り返す、即ち、略０Ωと略∞Ωとが繰り返されるようになる。
【００３２】
そのため、例えば、バッテリーパックとネックレス等の金属製のチェーン等とを一緒にカバン等に収納した場合には、該金属製のチェーンが前記バッテリーパックの外部端子間に接触し、該バッテリーパックが故障等する場合がある。
【００３３】
ここで、前記金属製のチェーン等をバッテリーパックの外部端子間に接続した場合の具体的な例として、鉄製の喜平型のチェーンをバッテリーパックの外部端子間に接続した場合の放電電流の大きさ（電流）と、外部プラス端子５の表面温度（正極端子温度）と、外部マイナス端子１７の表面温度（負極端子温度）と、バッテリーパックの表面温度（セル表面温度）とを図３０に示す。
【００３４】
この図から明らかなように、金属製のチェーン等でバッテリーパックの外部端子間に接続された場合には、過大な電流の放電が繰り返されると共に、特に、外部プラス端子５の表面温度（正極端子温度）が高温になることが解る。
【００３５】
この過大な電流の放電が繰り返されたバッテリーパックの放電容量を測定した放電特性図を図３１に示す。
【００３６】
この図から明らかなように、金属製のチェーン等をバッテリーパックの外部端子間に接続した場合には、チェーンショート試験前とチェーンショート試験後とを比較して、放電容量が低下していることが解る。
【００３７】
前記特許文献１の公知技術においても、例えば、電池の抵抗値と略同等の負荷が断続的に接続された場合には、該電池に過電流が繰り返し流れることになり、バッテリーパックの一次電池または二次電池が故障する場合があるという問題点を有する。
【００３８】
また、前記特許文献２の公知技術においては、その機械的な構造が複雑であるため、製造が困難であり、製造コストが増加するという問題点を有する。
【００３９】
従って、従来のバッテリーパックにおいては、バッテリーパックの外部端子に、負荷の接続と切断とが断続的に繰り返された場合であっても、該バッテリーパックの一次電池または二次電池が故障等しないようにすると共に、その機械的な構造を簡単にするということに解決しなければならない課題を有している。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
上記した従来例の課題を解決する具体的手段として本発明に係る第１の発明として、少なくとも電池セルと、過大な電流の放電を遮断する保護回路とを備えたバッテリーパックであって、前記バッテリーパックの外部から外部プラス端子と外部マイナス端子との間をショート乃至低抵抗が接続されることによる異常放電を遮断する遮断維持手段を設け、前記バッテリーパックの外部から外部プラス端子と外部マイナス端子との間に所定の電圧が印加されることにより前記遮断維持手段の遮断を解除する解除手段を設けたことを特徴とするバッテリーパックを提供するものである。
【００４１】
この第１の発明において、前記遮断維持手段は、バッテリーパック内の電池セル正極端子と外部マイナス端子との間に接続させた１ｋΩ以上の抵抗ブロックであること；前記解除手段は、外部プラス端子と前記外部マイナス端子との間に配設され、両端子間に所定の電圧が印加されたことを検出する検出器であること；を付加的な要件として含むものである。
【００４２】
また、本発明に係る第２の発明として、少なくとも電池セルと、過大な電流の放電を遮断する保護回路とを備えたバッテリーパックであって、前記保護回路には、電池セル正極端子と外部マイナス端子との間に接続された１ｋΩ以上の抵抗ブロックからなる遮断維持手段を配設し、外部プラス端子と前記外部マイナス端子との間に電圧の検出器を配設し、前記バッテリーパックの外部から外部プラス端子と外部マイナス端子との間をショート乃至低抵抗が接続されることによる異常放電を遮断させると共に、前記遮断維持手段により放電の遮断を維持し続け、前記バッテリーパックの外部から外部プラス端子と外部マイナス端子との間に所定の電圧が印加されたことを前記検出器で検出し、前記遮断維持手段による放電の遮断を解除して放電を復帰させる構成にしたことを特徴とするバッテリーパックを提供するものである。
【００４３】
これら第１、２の発明において、前記検出器は、充電器検出器、電圧検出器、電圧変化検出器、交流抵抗検出器または電圧降下器のいずれかであること；前記検出器には、微分演算器またはワンショット演算器を接続すること；前記遮断維持手段による放電の遮断は、電池セル負極端子と外部マイナス端子との間に接続された放電制御スイッチにより行うこと；前記遮断維持手段による放電の遮断は、電池セル正極端子と外部プラス端子との間に接続された放電制御スイッチにより行うこと；前記放電制御スイッチは、スイッチ、トランジスタまたは電界効果トランジスタのいずれかであること；を付加的な要件として含むものである。
【００４４】
更に、第１、２の発明において、外部プラス端子と外部マイナス端子間に、コンデンサまたは電圧平滑器を接続し、放電制御スイッチが電池マイナス端子に接続されている回路構成の場合、外部マイナス端子と保護回路の制御ＩＣの過電流遮断復帰のための電圧供給端子または過電流電圧検出端子との間を抵抗器で接続し、または放電制御スイッチが電池プラス端子に接続されている回路構成の場合、外部プラス端子と保護回路の制御ＩＣの過電流遮断復帰のための電圧供給端子または過電流電圧検出端子との間を抵抗器で接続すること；過大な電流の放電遮断を解除する解除手段として、Ｐチャネル電界効果トランジスタ、抵抗器及びコンデンサを設け、前記Ｐチャネル電界効果トランジスタのドレイン端子と放電制御スイッチのスイッチ制御用端子とを接続し、前記Ｐチャネル電界効果トランジスタのソース端子と外部プラス端子との間を接続し、前記Ｐチャネル電界効果トランジスタのソース端子とゲート端子との間に抵抗器を並列に接続し、前記Ｐチャネル電界効果トランジスタのゲート端子と外部マイナス端子との間にコンデンサを接続すること；過大な電流の放電遮断を解除する解除手段として、ＰＮＰ接合のトランジスタ、抵抗器及びコンデンサを設け、前記トランジスタのコレクタ端子と放電制御スイッチのスイッチ制御用端子とを接続し、前記トランジスタのエミッタ端子と外部プラス端子との間を接続し、前記トランジスタのベース端子と外部マイナス端子との間に０Ω以上の抵抗器とコンデンサとを直列に接続したブロックを接続すること；過大な電流の放電遮断を解除する解除手段として、Ｎチャネル電界効果トランジスタ、抵抗器及びコンデンサを設け、前記Ｎチャネル電界効果トランジスタのドレイン端子と放電制御スイッチのスイッチ制御用端子とを接続し、前記Ｎチャネル電界効果トランジスタのソース端子と外部マイナス端子との間を接続し、前記Ｎチャネル電界効果トランジスタのソース端子とゲート端子との間に抵抗器を並列に接続し、前記Ｎチャネル電界効果トランジスタのゲート端子と外部プラス端子との間にコンデンサを接続すること；過大な電流の放電遮断を解除する解除手段として、ＮＰＮ接合のトランジスタ、抵抗器及びコンデンサを設け、前記トランジスタのコレクタ端子と放電制御スイッチのスイッチ制御用端子とを接続し、前記トランジスタのエミッタ端子と外部マイナス端子との間を接続し、前記トランジスタのベース端子と外部プラス端子との間を０Ω以上の抵抗器とコンデンサとを直列に接続したブロックを接続すること；過大な電流の放電遮断を解除する解除手段として、インダクタとコンデンサＡとコンデンサＢとダイオードとを設け、前記インダクタとコンデンサＡとを直列接続し、前記インダクタの他端を外部プラス端子に接続し、前記コンデンサＡの他端を外部マイナス端子に接続し、前記インダクタとコンデンサＡとの接続部にコンデンサＢを接続し、前記コンデンサＢの他端とダイオードのアノードとを直列接続し、該ダイオードのカソードを放電制御スイッチのスイッチ制御用端子に接続すること；過大な電流の放電遮断を解除する解除手段として、インダクタとコンデンサＡとコンデンサＢとダイオードを設け、前記インダクタとコンデンサＡと��直列接続し、前記コンデンサＡの他端を外部プラス端子に接続し、前記インダクタの他端を外部マイナス端子に接続し、前記インダクタとコンデンサＡとの接続部にコンデンサＢを接続し、前記コンデンサＢの他端とダイオードのカソードとを直列接続し、該ダイオードのアノードを放電制御スイッチのスイッチ制御用端子に接続すること；を付加的な要件として含むものである。
【００４５】
本発明に係るバッテリーパックは、バッテリーパックの外部から外部プラス端子と外部マイナス端子との間をショート乃至低抵抗が接続されることによる異常放電を遮断し、前記バッテリーパックの外部から外部プラス端子と外部マイナス端子との間に所定の電圧が印加されることにより前記放電の遮断を解除して放電を復帰させる構成にしたことにより、バッテリーパックの外部端子に、ショート状態と切断とが断続的に繰り返された場合であっても、最初のショート状態で放電の遮断が維持されるので、該バッテリーパックの一次電池または二次電池が故障等しないようにすることができるため、その機械的な構造を簡単にしても安全なのである。
【００４６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を具体的な実施の形態に基づいて詳しく説明する。なお、この第１の実施の形態において、前記従来技術と同一部分については、説明が重複するため、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。また、制御用ＩＣ７については、前記従来技術で示したものに限定されるものではなく、他の構成の制御用ＩＣであっても使用することができる。
【００４７】
本発明に係る第１の実施の形態のバッテリーパックの保護回路３０の略示的な回路図を図１に示してある。保護回路３０に接続される電池セル１としては、一次電池または二次電池のいずれであっても良い。また、電池セル１は、２個以上を組み合わせたものであっても良い。例えば、２個の電池セルを直列接続したものであっても良い。
【００４８】
これら電池セル１と保護回路３０とは、バッテリーパックの内部に収納されている。保護回路３０には、電池セル正極端子３と外部マイナス端子１７との間に接続された遮断維持手段による放電の遮断を維持するための１ｋΩ以上の抵抗ブロック３１が配設されている。この抵抗ブロック３１としては、抵抗値が１ｋΩ以上２００ＭΩ以下であることが好ましい。
【００４９】
また、外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間に検出器３２として充電器検出器が接続・配設されており、該検出器３２により、前記外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間の電圧を常に検出している。この図１においては、該検出器３２と抵抗ブロック３１とが外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間にパラレルに接続されている。
【００５０】
この検出器３２としては、前記充電器検出器の他に、例えば、電圧検出器、電圧変化検出器、交流抵抗検出器または電圧降下器等を使用することができる。
【００５１】
検出器３２により検出した外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間の電圧は、制御用ＩＣ７の過電流遮断解除信号の入力端子３３に入力される。つまり、検出器３２である充電器検出器によって、外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間の電圧が充電電圧であることを検出し、その検出の結果を過電流遮断解除信号の入力端子３３に入力するのである。
【００５２】
検出された充電電圧が適正な電圧であれば、放電制御スイッチ１３と充電制御スイッチ１５とが、共にＯＮ（ＣＬＯＳＥ）の状態であるため、電池セル１に充電をすることができ、もし、検出された充電電圧が異常な電圧であれば、該異常な電圧を検出器３２または制御用ＩＣ７が検出し、該制御用ＩＣ７からの充電制御信号２４により、前記充電制御スイッチ１５をＯＦＦ（ＯＰＥＮ）にし、電池セル１を充電しないため、異常な充電電圧に対して電池セル１を保護するのである。
【００５３】
保護回路３０の外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間を、バッテリーパックの外部から電線等を接続させてショートさせる乃至低抵抗の負荷を接続させた場合には、電池セル１から過大な電流の放電が生じることにより、その異常を過電流電圧検出端子２３より制御用ＩＣ７が検出し、充電制御スイッチ１５はＯＮ（ＣＬＯＳＥ）の状態を保持させているが、放電制御信号２５を出力して放電制御スイッチ１３（スイッチ）をＯＦＦ（ＯＰＥＮ）の状態にさせ、放電を遮断、即ち、放電しない状態にさせる。
【００５４】
この放電制御スイッチ１３としては、前記スイッチの他に、例えば、トランジスタ（電界効果トランジスタ）等を使用することもできる。
【００５５】
この放電を遮断させた状態は、電池セル正極端子３と外部マイナス端子１７との間に抵抗ブロック３１が接続されていることにより、放電状態に復帰させることなく、前記放電を遮断した状態を維持する。
【００５６】
この放電を遮断した状態を解除するためには、バッテリーパックの外部から外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間に所定の電圧を印加させることにより、該所定の電圧に達したことを検出器３２により検出し、その検出結果を制御用ＩＣ７の過電流遮断解除信号の入力端子３３に入力することにより、該制御用ＩＣ７から放電制御信号２５を出力して放電制御スイッチ１３をＯＮ（ＣＬＯＳＥ）の状態にさせ、前記放電を遮断した状態を解除して、通常の状態、即ち、充電・放電が自由にできる状態に復帰させることができる。
【００５７】
この放電を遮断した状態を解除する状態の一例を示すと、例えば、バッテリーパックを図示していない充電器に接続させた場合、外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間の測定した電圧が略４．２Ｖ程度になり、検出器３２（充電器検出器）は、予め設定された設定電圧４．０Ｖと比較し、その測定電圧が設定電圧以上であることを検出して充電器が接続されたと判断し、過電流遮断解除信号（放電電流遮断解除信号）を制御用ＩＣ７に入力し、前記放電遮断状態を解除させる。
【００５８】
また、放電を遮断した状態を解除する状態の他の一例を示すと、例えば、バッテリーパックを図示していない充電器に接続させた場合、外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間の測定した交流抵抗値が２００ｍΩになり、検出器３２（交流抵抗検出器または充電器検出器）は、予め設定された設定交流抵抗値３００ｍΩと比較し、その測定交流抵抗値が設定交流抵抗値以下であることを検出して充電器が接続されたと判断し、過電流遮断解除信号（放電電流遮断解除信号）を制御用ＩＣ７に入力し、前記放電遮断状態を解除させる。
【００５９】
このように、外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間に図示していない充電器が接続されたことを検出できれば良いのであるから、その検出方法は、これらに限られるものではなく、他の方法により検出しても良い。
【００６０】
つまり、ひとたび過電流放電による異常な状態になった場合には、放電を遮断した状態が維持されるため、例えば、図示していないネックレス等の金属製のチェーン等が外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間に繰り返し接続された（チェーンショート）としても、放電制御スイッチ１３がＯＦＦ（ＯＰＥＮ）の状態、即ち、放電を遮断した状態を維持しているので、バッテリーパックの一次電池または二次電池が故障等しないようにできると共に、該故障による発煙・温度上昇等も生じないため、安全性を高めることができるのである。
【００６１】
そして、放電を遮断した状態を解除させる前記所定の電圧を、例えば、図示していない充電器の電圧にすることにより、ユーザーは該充電器にバッテリーパックを接続して、充電状態にさえすれば良いのであるから、簡単に通常の状態に復帰させることができ、再び該バッテリーパックを正当な状態で使用することができるようになるのである。
【００６２】
バッテリーパックの略示的な底面図を図２（ａ）に示し、その正面図を図２（ｂ）に示してある。本発明に係るバッテリーパック３５は、前述のように、チェーンショート等が発生したとしても、過電流放電による異常な状態になった場合には、直ちに放電を遮断した状態を維持し続け、その安全性が高いため、図２（ａ）、（ｂ）に示したように、外部プラス端子５ａと、外部マイナス端子１７ａとをバッテリーパック３５の底面と略面一に近接した状態で配設させることができ、バッテリーパック３５の底面に凹部を形成し、該凹部に外部端子を配設させる必要がないため、バッテリーパック３５及び図示していない充電器の充電部の形状を簡略化でき、その製造コストを削減できると共に、設計上の制約を少なくできるのである。
【００６３】
本発明に係る第２の実施の形態のバッテリーパックの保護回路４０の略示的な回路図を図３に示してある。なお、この第２の実施の形態においては、検出器３２と制御用ＩＣ７との間に微分演算器４１を接続・配設させたものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態と同一であるため、前記第１の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
この第２の実施の形態においては、検出器３２として電圧検出器を使用すると共に、該検出器３２と制御用ＩＣ７との間に微分演算器４１としてコンデンサを接続させている。なお、検出器３２として電圧検出器を使用した場合であっても、前記第１の実施の形態と同様に、微分演算器４１を接続させない場合であっても良い。
【００６５】
このように、検出器３２（電圧検出器）の過電流遮断解除信号（放電電流遮断解除信号）の出力を微分演算器４１（コンデンサ）を介して制御用ＩＣ７に入力させることにより、外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間の電圧が所定の電圧以上になった場合に、最初の一定時間のみ、前記過電流遮断解除信号が制御用ＩＣ７に入力されるようになるのである。
【００６６】
なお、微分演算器４１（コンデンサ）を使用する換わりに、ワンショット演算器等を使用して、外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間の電圧が所定の電圧以上になった場合に、一回のみ過電流遮断解除信号を制御用ＩＣ７に入力させるようにしても良い。
【００６７】
本発明に係る第３の実施の形態のバッテリーパックの保護回路５０の略示的な回路図を図４に示してある。なお、この第３の実施の形態においては、検出器３２の信号を制御用ＩＣ７とは別に設けた演算器５１に入力するものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態と略同一であるため、前記第１の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【００６８】
この第３の実施の形態においては、検出器３２として電圧検出器を使用し、該検出器３２により外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間の電圧が所定の電圧以上になったことを検出した場合には、検出器３２から放電スイッチ接続信号５２を演算器５１に入力する。
【００６９】
また、演算器５１には、制御用ＩＣ７からも放電スイッチ接続信号５３が入力されており、前記演算器５１は、これら放電スイッチ接続信号５２と放電スイッチ接続信号５３との信号を演算し、該演算した信号５４が、例えば、共にＨＩＧＨの時に放電制御スイッチ１３をＯＮ（ＣＬＯＳＥ）の状態、即ち、通常の状態に復帰させるものである。
【００７０】
このように、検出器３２の信号により、放電制御スイッチ１３を制御できれば良いのであるから、その回路構成は、これに限定されるものではなく、例えば、第２の実施の形態と第３の実施の形態とを組み合わせる、即ち、微分演算器４１を介して演算器５１に放電スイッチ接続信号５２を入力して、前記放電制御スイッチ１３を制御しても良い。
【００７１】
本発明に係る第４の実施の形態のバッテリーパックの保護回路６０の略示的な回路図を図５に示してある。なお、この第４の実施の形態においては、放電制御スイッチ１３としてトランジスタ（電界効果トランジスタ）を使用したものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態と略同一であるため、前記第１の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【００７２】
この第４の実施の形態においては、放電制御スイッチ１３には、制御用ＩＣ７から放電スイッチ接続信号６１が電流逆流防止器６２（ダイオード）を介して入力されている。放電制御スイッチ１３の電界効果トランジスタのゲート端子とソース端子とには、抵抗器６３が接続されている。
【００７３】
また、検出器３２として電圧降下器（ツェナーダイオード）を使用し、外部プラス端子５の電圧が前記検出器３２（ツェナーダイオード）の降伏電圧を超えた場合に、その放電スイッチ接続信号６４を放電制御スイッチ１３（電界効果トランジスタ）に入力、即ち、該放電制御スイッチ１３の電界効果トランジスタのゲート端子に入力する。
【００７４】
この放電スイッチ接続信号６４が放電制御スイッチ１３に入力されることにより、放電制御スイッチ１３をＯＮの状態にして、通常の状態に復帰させることができる。
【００７５】
本発明に係る第５の実施の形態のバッテリーパックの保護回路７０の略示的な回路図を図６に示してある。なお、この第５の実施の形態においては、前記第４の実施の形態の外部マイナス端子１７と微分演算器４１との間に検出器３２を接続させたものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態及び第４の実施の形態と略同一であるため、前記第１の実施の形態及び第４の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【００７６】
この第５の実施の形態においては、検出器３２として電圧降下器（ツェナーダイオード）を使用し、外部マイナス端子１７の電圧が検出器３２（ツェナーダイオード）を介して微分演算器４１（コンデンサ）に入力される。
【００７７】
この微分演算器４１は、抵抗器２０１を介して外部プラス端子５に接続されている。前記微分演算器４１と抵抗器２０１との間には、過電流遮断解除スイッチ２１１が接続されている。
【００７８】
この過電流遮断解除スイッチ２１１としては、例えば、図６に示したように、電界効果トランジスタのソース端子とダイオードのカソードとを接続すると共に、電界効果トランジスタのドレイン端子とダイオードのアノードとを接続するという回路構成等を用いることができる。
【００７９】
つまり、前記微分演算器４１と抵抗器２０１とに、過電流遮断解除スイッチ２１１の電界効果トランジスタのゲート端子が接続すると共に、該電界効果トランジスタのソース端子とダイオードのカソードとが外部プラス端子５に接続され、該電界効果トランジスタのドレイン端子とダイオードのアノードとが放電スイッチ信号接続部７２に接続されている。
【００８０】
そのため、外部プラス端子５に所定の電圧、例えば、充電器の充電電圧が印加された場合には、最初の一定時間のみ、微分演算器４１に電流が流れ、検出器３２の検出電圧以上の電圧が検出器３２に印加された際に、微分演算器４１が過電流遮断解除スイッチ２１１の制御信号をオンに切り替え、過電流遮断解除スイッチ２１１がオンになり、外部プラス端子と放電制御スイッチの制御端子間を電気的に接続し、過電流遮断解除スイッチ２１１が放電スイッチ接続信号７１を放電制御スイッチ１３に入力されることにより、放電制御スイッチ１３をＯＮの状態にして、電池マイナス端子と外部マイナス端子間の電圧をゼロＶに切り替え、通常の状態に復帰させることができる。
【００８１】
従って、例えば、充電器の充電電圧が印加された場合には、過電流遮断解除スイッチ２１１の一部であるＰチャネル電界トランジスタのソース端子とゲート端子間の電圧が０（ゼロ）Ｖから約−２Ｖ以下に切り替わり、前記過電流遮断解除スイッチ２１１のソース端子とドレイン端子間が接続されるように動作する。ここで、前記Ｐチャネル電界トランジスタのソース端子とドレイン端子間の抵抗値が低い状態の遷移電圧は、約−２Ｖである。
【００８２】
なお、検出器３２として電流制限器（抵抗器）等を用いても良く、また、電流逆流防止器６２（ダイオード）の換わりに電流制限器（抵抗器）等を用いても良い。
【００８３】
また、放電スイッチ信号接続部７２と放電制御スイッチ１３との間に抵抗器等を接続させても良く、更に、抵抗器６３の換わりに電圧平滑器（コンデンサ）等を接続させてもよい。
【００８４】
本発明に係る第６の実施の形態のバッテリーパックの保護回路８０の略示的な回路図を図７に示してある。なお、この第６の実施の形態においては、ダイオード１２及び放電制御スイッチ１３（スイッチ）と並列に放電制御スイッチ８１（スイッチ）とダイオード８２とを接続させ、検出器３２の出力をワンショット演算器８３を介して、前記放電制御スイッチ８１に出力するものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態と略同一であるため、前記第１の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【００８５】
この第６の実施の形態においては、制御用ＩＣ７による放電の制御を放電制御スイッチ１３により行わせ、ワンショット演算器８３による放電の制御を放電制御スイッチ８１により行わせて、放電の制御を分離させたものである。
【００８６】
つまり、過電流放電による異常な状態になった場合には、放電制御スイッチ１３をＯＦＦ（ＯＰＥＮ）にして、放電を遮断した状態にさせ、外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間に図示していない充電器が接続された場合には、検出器３２、例えば、電圧変化検出器により電圧の変化を検出して出力する。
【００８７】
この検出器３２（電圧変化検出器）の出力により、ワンショット演算器８３が１回のみ放電制御スイッチ８１に放電スイッチ接続信号８４を出力することにより、前記放電制御スイッチ８１がＯＮ（ＣＬＯＳＥ）して、放電を遮断した状態から通常の状態に復帰させるのである。
【００８８】
このように、制御用ＩＣ７の放電制御信号２５の経路と、ワンショット演算器８３の放電スイッチ接続信号８４の経路とを分けた場合には、制御用ＩＣ７に対する前記ワンショット演算器８３の放電スイッチ接続信号８４による影響が全く生じなくなり、より一層制御を安定化させることができるのである。
【００８９】
本発明に係る第７の実施の形態のバッテリーパックの保護回路１００の略示的な回路図を図８に示してある。なお、この第７の実施の形態においても、前記第１の実施の形態と略同一であるため、前記第１の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【００９０】
この第７の実施の形態においては、接続部１６と過電流電圧検出端子２３との間に、抵抗器１０１が接続、即ち、該抵抗器１０１を介して外部マイナス端子１７と過電流電圧検出端子２３とが接続されているのである。
【００９１】
また、ダイオード１２のアノード側には、過電流遮断状態復帰用スイッチ１０２が接続されており、該過電流遮断状態復帰用スイッチ１０２の他端側は、前記抵抗器１０１と過電流電圧検出端子２３との間に接続されている。
【００９２】
外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間に所定の電圧が印加された場合には、検出器３２がその電圧の変化等を検出し、過電流遮断状態復帰用スイッチ接続信号１０３を前記過電流遮断状態復帰用スイッチ１０２に出力して、該過電流遮断状態復帰用スイッチ１０２をＯＮ（ＣＬＯＳＥ）にして放電を遮断した状態から通常の状態に復帰させることができる。
【００９３】
本発明に係る第８の実施の形態のバッテリーパックの保護回路１１０の略示的な回路図を図９に示してある。なお、この第８の実施の形態においては、前記第７の実施の形態の検出器３２の過電流遮断状態復帰用スイッチ接続信号１０３をワンショット演算器８３を介して過電流遮断状態復帰用スイッチ１０２に出力させているものであり、その他の回路構成については、前記第１の実施の形態及び第７の実施の形態と略同一であるため、前記第１の実施の形態及び第７の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【００９４】
この第８の実施の形態においては、検出器３２の過電流遮断状態復帰用スイッチ接続信号１０３をワンショット演算器８３を介して過電流遮断状態復帰用スイッチ１０２に出力させているため、外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間に所定の電圧が印加され、検出器３２でその電圧の変化等を検出した場合に、最初の１回のみ過電流遮断状態復帰用スイッチ接続信号１０３を過電流遮断状態復帰用スイッチ１０２に出力して、該過電流遮断状態復帰用スイッチ１０２をＯＮ（ＣＬＯＳＥ）にして放電を遮断した状態から通常の状態に復帰させるのである。
【００９５】
本発明に係る第９の実施の形態のバッテリーパックの保護回路１２０の略示的な回路図を図１０に示してある。なお、この第９の実施の形態においては、前記第１の実施の形態と略同一であるため、前記第１の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【００９６】
放電制御スイッチ１３として電界効果トランジスタを使用し、該放電制御スイッチ１３のソース端子に過電流遮断復帰用スイッチ１２１のソース端子が接続され、該過電流遮断復帰用スイッチ１２１のソース端子にダイオード１２２のアノード側が接続されると共に、前記過電流遮断復帰用スイッチ１２１のドレイン端子に前記ダイオード１２２のカソード側が接続されている。ここで、ダイオード１２２は、単独のダイオードまたは前記過電流遮断復帰用スイッチ１２１である電界効果トランジスタ内部の寄生ダイオードである。
【００９７】
過電流遮断復帰用スイッチ１２１のゲート端子とソース端子とには、抵抗器１２３が並列に接続され、前記過電流遮断復帰用スイッチ１２１のゲート端子には、ダイオード１２５のカソード側が接続されている。ここで、抵抗器１２３は、ダイオード１２５から電圧が印加されていない場合に、過電流遮断復帰用スイッチ１２１のゲート端子とソース端子間の電圧を０（ゼロ）Ｖに保持する働きを有する。
【００９８】
また、過電流遮断復帰用スイッチ１２１のドレイン端子には、過電流遮断復帰用スイッチ１２６のドレイン端子が接続されており、該ドレイン端子にダイオード１２７のカソード側が接続されると共に、前記過電流遮断復帰用スイッチ１２６のソース端子に前記ダイオード１２７のアノード側が接続されている。ここで、ダイオード１２７は、単独のダイオードまたは前記過電流遮断復帰用スイッチ１２６である電界効果トランジスタ内部の寄生ダイオードである。
【００９９】
過電流遮断復帰用スイッチ１２６のゲート端子とソース端子とには、抵抗器１２８が並列に接続され、前記過電流遮断復帰用スイッチ１２６のゲート端子には、ダイオード１３０のカソード側が接続されている。ここで、抵抗器１２８は、ダイオード１３０から電圧が印加されていない場合に、過電流遮断復帰用スイッチ１２６のゲート端子とソース端子間の電圧を０（ゼロ）Ｖに保持する働きを有する。
【０１００】
ダイオード１２５のアノード側とダイオード１３０のアノード側とは接続されると共に、過電流遮断解除スイッチ２１１の一部である電界効果トランジスタのドレイン端子に接続されている。
【０１０１】
ここで、ダイオード１２５、１３０は、過電流遮断復帰用スイッチ１２６のゲート端子の電圧が過電流遮断復帰用スイッチ１２１のゲート端子に印加されないようにするために使用するものである。
【０１０２】
ダイオード１２５、１３０を仮に省略した場合には、過電流遮断状態において、過電流遮断復帰用スイッチ１２１のＮチャネル電界効果トランジスタのゲート端子の電圧が常に約２Ｖ以上になり、過電流遮断復帰用スイッチ１２１がオン状態を維持してしまうことがある。
【０１０３】
外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間に所定の電圧が印加された場合には、その電圧が微分演算器４１を介して、最初の一定時間のみ  過電流遮断解除スイッチ２１１のゲート端子に伝わり、過電流遮断解除スイッチ２１１のＰチャネル電界効果トランジスタのソース端子とゲート端子間の電圧を  約０Ｖから約−２Ｖ以下に切り替え、過電流遮断解除スイッチ２１１の電界効果トランジスタのソース端子とドレイン端子との間を接続し、外部プラス端子５の電圧がダイオード１２５のアノード側とダイオード１３０のアノード側とに印加される。
【０１０４】
その際、微分演算器４１により、最初の一定時間のみ過電流遮断解除スイッチ２１１がオンになり、ダイオード１２５・ダイオード１３０に電圧が印加されることになる。これにより、過電流遮断復帰用スイッチ１２１と過電流遮断復帰用スイッチ１２６とをＯＮ（ＣＬＯＳＥ）にして、電池マイナス端子と過電流電圧検出端子（または電圧供給端子）２３間の電圧をゼロＶに切り替え、制御用ＩＣ７が電池マイナス端子と過電流電圧検出端子（または電圧供給端子）２３との間の電圧約ゼロＶを測定し、制御用ＩＣ７の状態を過電流遮断状態から通常の状態、即ち、充電及び放電が自由に行える状態に切り替え、放電制御スイッチ１３と充電制御スイッチ１５をオンに切り替え、放電を遮断した状態から通常の状態に復帰させることができる。
【０１０５】
本発明に係る第１０の実施の形態のバッテリーパックの保護回路１４０の略示的な回路図を図１１に示してある。なお、この第１０の実施の形態においても、前記第１の実施の形態と略同一であるため、前記第１の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【０１０６】
この第１０の実施の形態においては、外部プラス端子５と接続部６との間に、抵抗体１１と、放電制御スイッチ１３と、充電制御スイッチ１５とを直列に接続し、該放電制御スイッチ１３及び充電制御スイッチ１５と並列にダイオード１２、１４が接続されており、該ダイオード１２、１４の接続される方向は、電流の流れる向きがそれぞれ反対の方向になるように接続されている。ここで、ダイオード１２は、単独のダイオードまたは前記放電制御スイッチ１３である電界効果トランジスタ内部の寄生ダイオードである。同様に、ダイオード１４は、単独のダイオードまたは前記放電制御スイッチ１５である電界効果トランジスタ内部の寄生ダイオードである。
【０１０７】
また、外部プラス端子５は、接続部１３１を介して過電流電圧検出端子２３に接続されている。
【０１０８】
このように、放電制御スイッチ１３と、充電制御スイッチ１５との回路構成は、外部マイナス端子１７側に設けるだけでなく、外部プラス端子５側に設けても良いのである。
【０１０９】
本発明に係る第１１の実施の形態のバッテリーパックの保護回路３００の略示的な回路図を図１２に示してある。なお、この第１１の実施の形態においては、前記第５の実施の形態の電流逆流防止器（ダイオード）６２を抵抗器２１２に換えると共に、抵抗器６３を削除したものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態及び第５の実施の形態と同一であるため、前記第１の実施の形態及び第５の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【０１１０】
前記第５の実施の形態のバッテリーパックの回路図の図６においては、制御用ＩＣ７の放電スイッチ接続信号６１がダイオード６２を介して放電制御スイッチ１３の電界効果トランジスタのゲート端子に接続されているため、ダイオード６２のカソードからアノードの方向に電流が流れないため、抵抗器６３を削除することができないものであったが、この第１１の実施の形態においては、制御用ＩＣ７の放電スイッチ接続信号６１が抵抗器２１２を介して放電制御スイッチ１３である電界効果トランジスタのゲート端子電圧に接続されているため、前記放電スイッチ接続信号６１が約０（ゼロ）Ｖのとき、前記放電制御スイッチ１３のゲート端子電圧を０（ゼロ）Ｖにすることができるため、抵抗器６３を削除することができるようになる。
【０１１１】
本発明に係る第１２の実施の形態のバッテリーパックの保護回路３１０の略示的な回路図を図１３に示してある。なお、この第１２の実施の形態においては、前記第１１の実施の形態の検出器３２を削除したものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態及び第１１の実施の形態と同一であるため、前記第１の実施の形態及び第１１の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【０１１２】
この第１２の実施の形態において、制御用ＩＣ７が過電流遮断状態である場合、スイッチ１５は、該過電流遮断状態をオンの状態にする機能を有するものと仮定して説明する。
【０１１３】
外部マイナス端子１７と外部プラス端子５間に、例えば、図示していない充電器等が接続されて電圧が印加されたときは、最初の一定時間のみ、外部マイナス端子１７の電圧が微分演算器４１（コンデンサ）を介して過電流遮断解除スイッチ２１１のゲート端子に電圧が印加され、該過電流遮断解除スイッチ２１１のＰチャネル電界効果トランジスタのソース端子とゲート端子との間の電圧が約−２Ｖ以下になり、前記過電流遮断解除スイッチ２１１がオンの状態に切り替わり、外部プラス端子５の電圧が放電制御スイッチ１３のゲート端子に印加され、放電制御スイッチ１３がオンに切り替わる。
【０１１４】
そのため、電池マイナス端子４と外部マイナス端子１７間が接続されるようになり、制御用ＩＣ７の負極側電源端子１０と過電流電圧検出端子（または電圧供給端子）２３との間の電圧が約０（ゼロ）Ｖになり、制御用ＩＣ７は通常の状態に復帰する。
【０１１５】
外部マイナス端子１７と外部プラス端子５との間に電圧が印加されてから、最初の一定時間経過後においては、過電流遮断解除スイッチ２１１はオフ状態になって、放電スイッチ接続信号６１が＋２Ｖ以上であるため、放電制御スイッチ１３のオン状態は維持される。
【０１１６】
本発明に係る第１３の実施の形態のバッテリーパックの保護回路３２０の略示的な回路図を図１４に示してある。なお、この第１３の実施の形態においては、前記第１２の実施の形態に電圧平滑器（コンデンサ）２０２を追加したものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態及び第１２の実施の形態と同一であるため、前記第１の実施の形態及び第１２の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【０１１７】
この第１３の実施の形態においては、微分演算器（コンデンサ）４１と抵抗器２０１とに並列に電圧平滑器（コンデンサ）２０２を接続させたものである。
【０１１８】
制御用ＩＣ７の過電流電圧検出端子（または電圧供給端子）２３と外部マイナス端子１７との間には、抵抗器１０１が接続されており、電圧平滑器（コンデンサ）２０２は、外部マイナス端子１７と外部プラス端子５間に接続されている。
【０１１９】
ここで、この制御用ＩＣ７は、過電流遮断状態である場合、該制御用ＩＣ７の負極側電源端子１０と過電流電圧検出端子（または電圧供給端子）２３との間を約５００ｋΩの抵抗器で接続された状態になるという機能を有するもの（実際の二次電池用の制御用ＩＣ７においては、このような機能を有するものが多く存在する。）と仮定して説明する。
【０１２０】
抵抗器１０１と電圧平滑器（コンデンサ）２０２とは、外部マイナス端子１７と外部プラス端子５との間に接続された異常に低い抵抗値を有する抵抗体、例えば、チェーン等が接続された状態、即ち、ショート状態から開放された状態に切り替わったとき、過電流遮断解除スイッチ２１１をオン状態に切り替えない働きをする。
【０１２１】
つまり、外部マイナス端子１７と外部プラス端子５との間に接続された異常に低い抵抗値を有する抵抗体が接続された状態から開放された状態に切り替わったとき、抵抗器１０１と電圧平滑器（コンデンサ）２０２との作用により、外部マイナス端子１７と外部プラス端子５との間電圧がゆっくりと上昇すると共に、微分演算器４１（コンデンサ）の電圧もゆっくりと上昇するようになり、その後、一定時間経過後においては、微分演算器４１（コンデンサ）の電圧は、外部マイナス端子１７と外部プラス端子５との間の電圧と略同電圧になる。
【０１２２】
このため、抵抗器１０１には非常に小さな電流が流れるようになり、抵抗器１０１の両端の電圧は約０Ｖを維持し、過電流遮断解除スイッチ２１１の一部であるＰチャネル電界効果トランジスタのソース端子とゲート端子との間の電圧は約０Ｖを維持するようになり、過電流遮断解除スイッチ２１１がオンの状態に切り替わらないようにできるのである。
【０１２３】
従って、例えば、電圧平滑器（コンデンサ）２０２を接続させない場合について検討すると、バッテリーパック外部端子に異常に低い抵抗値を有する抵抗体が断続的に繰り返し接続された場合には、放電制御スイッチ１３は前記抵抗体が離れた瞬間、微分演算器４１と抵抗器１０１とに大きな電流が流れるため、抵抗器１０１の両端に大きな電圧が発生して過電流遮断解除スイッチ２１１が接続状態に切り替わり、過電流遮断解除スイッチ２１１の開放状態を保持することができないのである。
【０１２４】
つまり、例えば、バッテリーパック外部端子に金属チェーンが断続的に接続された場合、バッテリーパックは放電を繰り返してしまうため、前記金属チェーンが異常に発熱してしまうのである。
【０１２５】
ここで、抵抗器１０１の抵抗値は、約１ｋΩ〜２００ｋΩであることが好ましく、電圧平滑器（コンデンサ）２０２の静電容量値は、約０．２２μＦ〜約１００μＦであることが好ましい。
【０１２６】
また、抵抗器２０１の抵抗値は、約１０ｋΩ〜２ＭΩであることが好ましく、微分演算器（コンデンサ）４１の静電容量値は、約０．００２μＦ〜約１０μＦであることが好ましい。
【０１２７】
この場合、実験を行った結果、抵抗器１０１の抵抗値（以下、Ｒ１０１と示す）と電圧平滑器（コンデンサ）２０２の静電容量値（以下、Ｃ２０２と示す）とを掛けた値（時定数Ａ）が、抵抗器２０１の抵抗値（以下、Ｒ２０１と示す）と微分演算器（コンデンサ）４１の静電容量値（以下、Ｃ４１と示す）と定数０．３とを掛けた値（時定数Ｂ）以上であることが好ましいことが解った。即ち、式１に示す式が成り立つことが好ましいのである。
【０１２８】
【式１】
Ｒ１０１×Ｃ２０２  ≧  Ｒ２０１×Ｃ４１×０．３
【０１２９】
また、過電流遮断状態において制御用ＩＣ７の負極側電源端子１０と過電流電圧検出端子（または電圧供給端子）２３との間を接続する制御用ＩＣ７の内部の抵抗器（図２９の抵抗器２１に相当する）の抵抗値（以下、Ｒ２１と示す）の値が大きい場合、該抵抗器２１の抵抗値Ｒ２１を考慮することが好ましく、この場合、抵抗器１０１の抵抗値Ｒ１０１と抵抗器２１の抵抗値Ｒ２１とを足した値に、電圧平滑器（コンデンサ）２０２の静電容量値Ｃ２０２を掛けた値（時定数Ａ）が、抵抗器２０１の抵抗値Ｒ２０１と微分演算器（コンデンサ）４１の静電容量値Ｃ４１と定数０．８とを掛けた値（時定数Ｂ）以上であるあることが好ましいことが解った。即ち、式２に示す式が成り立つことが好ましいのである。
【０１３０】
【式２】
（Ｒ１０１＋Ｒ２１）×Ｃ２０２  ≧  Ｒ２０１×Ｃ４１×０．８
【０１３１】
本発明に係る第１４の実施の形態のバッテリーパックの保護回路３３０の略示的な回路図を図１５に示してある。なお、この第１４の実施の形態においては、前記第１２の実施の形態に過電流遮断解除スイッチ２２１と抵抗器２２２とを追加したものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態及び第１２の実施の形態と同一であるため、前記第１の実施の形態及び第１２の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【０１３２】
この第１４の実施の形態においては、過電流遮断解除スイッチ２１１と同様に、微分演算器４１と抵抗器２０１との間に、過電流遮断解除スイッチ２２１が接続されている。
【０１３３】
この過電流遮断解除スイッチ２２１についても、過電流遮断解除スイッチ２１１と同様に、例えば、電界効果トランジスタのソース端子とダイオードのカソードとを接続すると共に、電界効果トランジスタのドレイン端子とダイオードのアノードとを接続するという回路構成等を用いることができる。
【０１３４】
図１５に示してあるように、過電流遮断解除スイッチ２２１の一部である電界効果トランジスタのゲート端子は、前記微分演算器４１と抵抗器２０１との間に接続されており、前記電界効果トランジスタのソース端子とダイオードのカソードとが外部プラス端子５に接続され、該電界効果トランジスタのドレイン端子とダイオードのアノードとが充電スイッチ信号接続部２２３を介して、充電制御スイッチ１５に接続されている。
【０１３５】
つまり、過電流遮断解除スイッチ２１１、２２１は、それぞれの電界効果トランジスタのドレイン端子とダイオードのアノードとの接続が異なる以外は、同じように接続されているのである。
【０１３６】
また、充電スイッチ信号接続部２２３は、抵抗器２２２を介して制御用ＩＣ７の充電制御端子２６１に接続されている。
【０１３７】
ここで、この制御用ＩＣ７は、過電流遮断状態である場合、充電制御端子２６１の電圧を約０（ゼロ）Ｖに維持する機能を有するもの（実際の二次電池用の制御用ＩＣ７においては、このような機能を有するものがある。）と仮定して説明する。
【０１３８】
外部マイナス端子１７と外部プラス端子５との間に、例えば、充電器等が接続されて電圧が印加されたときは、最初の一定時間のみ、外部マイナス端子１７の電圧が微分演算器４１（コンデンサ）を介して、過電流遮断解除スイッチ２１１、２２１のゲート電圧に印加され、過電流遮断解除スイッチ２１１、２２１のＰチャネル電界効果トランジスタのソース端子とゲート端子との間の電圧が、約−２Ｖ以下になり、過電流遮断解除スイッチ２１１、２２１がオンに切り替わるため、外部プラス端子５に印加された電圧が放電制御スイッチ１３のゲート端子と、充電制御スイッチ１５のゲート端子とに印加され、放電制御スイッチ１３と充電制御スイッチ１５とがオンに切り替わる。
【０１３９】
これにより、電池マイナス端子４と外部マイナス端子１７との間が接続されるようになり、制御用ＩＣ７の負極側電源端子１０と過電流電圧検出端子（または電圧供給端子）２３との間の電圧が約０（ゼロ）Ｖになり、制御用ＩＣ７は通常の状態に復帰することができる。
【０１４０】
本発明に係る第１５の実施の形態のバッテリーパックの保護回路３４０の略示的な回路図を図１６に示してある。なお、この第１５の実施の形態においては、前記第１４の実施の形態に抵抗器２０３を追加したものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態及び第１４の実施の形態と同一であるため、前記第１の実施の形態及び第１４の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【０１４１】
この第１５の実施の形態においては、過電流遮断解除スイッチ２１１、２２１と抵抗器２０１とが、抵抗器２０３を介して外部プラス端子５に接続されているものである。
【０１４２】
このように、過電流遮断解除スイッチ２１１、２２１と外部プラス端子５との間に、抵抗器２０３を接続させることにより、該外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間に、例えば、偶発的な静電気等が印加された場合であっても、前記過電流遮断解除スイッチ２１１、２２１を該静電気等の印加による部品破壊から保護することができるのである。
【０１４３】
本発明に係る第１６の実施の形態のバッテリーパックの保護回路３５０の略示的な回路図を図１７に示してある。なお、この第１６の実施の形態においては、前記第１３の実施の形態と第１５の実施の形態とを組み合わせた回路構成であり、その他の構成については、前記第１の実施の形態と同一であるため、前記第１の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【０１４４】
この第１６の実施の形態においては、抵抗器１０１と電圧平滑器（コンデンサ）２０２とは、外部マイナス端子１７と外部プラス端子５との間に接続された異常に低い抵抗値を有する抵抗体、例えば、チェーン等が接続された状態（ショート状態）から開放された状態に切り替わったとき、過電流遮断解除スイッチ２１１、２２１をオン状態に切り替えないように動作する。
【０１４５】
つまり、前述した第１３の実施の形態と第１５の実施の形態との回路動作を得ることができるため、例えば、実際の製品とする場合において、最適な回路構成の一つなのである。
【０１４６】
要するに、本発明のバッテリーパックにおいては、これら実施の形態のいくつかを適宜組み合わせた回路構成にしても良いのである。
【０１４７】
本発明に係る第１７の実施の形態のバッテリーパックの保護回路３６０の略示的な回路図を図１８に示してある。なお、この第１７の実施の形態においては、前記第１６の実施の形態の過電流遮断解除スイッチ２２１を削除し、ダイオード２１５、２２５を追加したものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態及び第１６の実施の形態と同一であるため、前記第１の実施の形態及び第１６の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【０１４８】
この第１７の実施の形態においては、過電流遮断解除スイッチ２１１であるＰチャネル電界効果トランジスタのドレイン端子とダイオードのアノードとが、ダイオード２１５、２２５のアノードに接続され、該ダイオード２１５のカソードは、放電スイッチ信号接続部７２に接続され、前記ダイオード２２５のカソードは、充電スイッチ信号接続部２２３に接続されている。
【０１４９】
即ち、過電流遮断解除スイッチ２１１がダイオード２１５を介して放電スイッチ信号接続部７２に接続されると共に、ダイオード２２５を介して充電スイッチ信号接続部２２３に接続されているのである。
【０１５０】
ここで、ダイオード２１５、２２５は、充電制御スイッチ１５のゲート端子の電圧が放電制御スイッチ１３のゲート端子に印加されないようにするために使用するものである。
【０１５１】
このため、外部マイナス端子１７と外部プラス端子５との間に電圧が印加されたときは、最初の一定時間のみ、過電流遮断解除スイッチ２１１がオンに切り替わり、外部プラス端子５の電圧がダイオード２１５を介して放電制御スイッチ１３のゲート端子に印加され、放電制御スイッチ１３がオンに切り替わると共に、ダイオード２２５を介して充電制御スイッチ１５のゲート端子に印加され、充電制御スイッチ１５がオンに切り替わる。
【０１５２】
これにより、電池マイナス端子４と外部マイナス端子１７との間が接続され、制御用ＩＣ７の負極側電源端子１０と過電流電圧検出端子（または電圧供給端子）２３との間の電圧が約０（ゼロ）Ｖになって、制御用ＩＣ７は通常の状態に復帰することができるのである。
【０１５３】
本発明に係る第１８の実施の形態のバッテリーパックの保護回路３７０の略示的な回路図を図１９に示してある。なお、この第１８の実施の形態においては、前記第１６の実施の形態の過電流遮断解除スイッチ２２１と抵抗器２１２、２２２とを削除し、放電制御スイッチ９１とダイオード９２と抵抗器９４とを追加したものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態及び第１６の実施の形態と同一であるため、前記第１の実施の形態及び第１６の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【０１５４】
この第１８の実施の形態においては、過電流遮断解除スイッチ２１１であるＰチャネル電界効果トランジスタのドレイン端子とダイオードのアノードとが、放電制御スイッチ９１のゲート端子と抵抗器９４とに接続され、該抵抗器９４の他端側は、前記放電制御スイッチ９１のソース端子とダイオード９２のアノードと抵抗体１１と放電制御スイッチ１３のソース端子とダイオード１２のアノードとに接続されている。
【０１５５】
また、ダイオード９２のカソードは、放電制御スイッチ９１のドレイン端子と放電制御スイッチ１３のドレイン端子とダイオード１２のカソードと充電制御スイッチ１５のドレイン端子とダイオード１４のカソードとに接続されている。
【０１５６】
ここで、制御用ＩＣ７は、過電流遮断状態である場合、充電制御スイッチ１５をオン状態に保持する機能を有するものと仮定して説明する。
【０１５７】
外部マイナス端子１７と外部プラス端子５との間に、例えば、充電器等が接続されて電圧が印加された場合は、最初の一定時間のみ、過電流遮断解除スイッチ２１１がオンに切り替わるため、外部プラス端子５の電圧が放電制御スイッチ９１のゲート端子に印加され、放電制御スイッチ９１がオンに切り替わる。
【０１５８】
これにより、電池マイナス端子４と外部マイナス端子１７との間が接続されることになり、制御用ＩＣ７の負極側電源端子１０と過電流電圧検出端子（または電圧供給端子）２３との間の電圧が約０（ゼロ）Ｖになり、制御用ＩＣ７は通常の状態に復帰することができる。
【０１５９】
また、抵抗器９４は、過電流遮断解除スイッチ２１１がオフ状態のとき、放電制御スイッチ９１のゲート端子電圧を０（ゼロ）Ｖに維持する作用を有する。
【０１６０】
本発明に係る第１９の実施の形態のバッテリーパックの保護回路３８０の略示的な回路図を図２０に示してある。なお、この第１９の実施の形態においては、前記第９の実施の形態のダイオード１２５、１３０を削除し、過電流遮断解除スイッチ２２１と抵抗器２１２とを追加したものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態及び第９の実施の形態と同一であるため、前記第１の実施の形態及び第９の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【０１６１】
この第１９の実施の形態においては、過電流遮断解除スイッチ２１１であるＰチャネル電界効果トランジスタのドレイン端子とダイオードのアノードとが、過電流遮断復帰用スイッチ１２１のゲート端子と抵抗器１２３とに接続され、過電流遮断解除スイッチ２２１であるＰチャネル電界効果トランジスタのドレイン端子とダイオードのアノードとが、過電流遮断復帰用スイッチ１２６のゲート端子と抵抗器１２８とに接続されている。
【０１６２】
また、制御用ＩＣ７から放電スイッチ接続信号６１が、抵抗器２１２を介して放電制御スイッチ１３のゲート端子に入力されている。
【０１６３】
このような回路構成にすることにより、制御用ＩＣ７が過電流遮断状態である場合に、充電制御スイッチ１５をオフ状態に維持する機能を有する場合であっても、過電流遮断を復帰させることができるようになる。
【０１６４】
外部マイナス端子１７と外部プラス端子５との間に、例えば、充電器等が接続されて電圧が印加されたときは、最初の一定時間のみ、過電流遮断解除スイッチ２１１、２２１がオンに切り替わり、外部プラス端子５の電圧が過電流遮断復帰用スイッチ１２１、１２６のゲート端子に印加され、該過電流遮断復帰用スイッチ１２１、１２６がオンに切り替わる。
【０１６５】
これにより、電池マイナス端子４と外部マイナス端子１７との間が接続されるようになり、制御用ＩＣ７の負極側電源端子１０と過電流電圧検出端子（または電圧供給端子）２３との間の電圧が約０（ゼロ）Ｖになり、制御用ＩＣ７を通常の状態に復帰させることができる。
【０１６６】
本発明に係る第２０の実施の形態のバッテリーパックの保護回路３９０の略示的な回路図を図２１に示してある。なお、この第２０の実施の形態においては、前記第１２の実施の形態の過電流遮断解除スイッチ２１１と抵抗器２０１とを削除し、過電流遮断解除スイッチ（トランジスタ）２０７と抵抗器２０５とを追加したものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態及び第１２の実施の形態と同一であるため、前記第１の実施の形態及び第１２の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【０１６７】
この第２１の実施の形態においては、外部マイナス端子１７が直列に接続された微分演算器４１と抵抗器２０５とを介して過電流遮断解除スイッチ（トランジスタ）２０７のベース端子に接続されている。この過電流遮断解除スイッチ２０７としては、例えば、ＰＮＰ接合のトランジスタ等を使用することができる。
【０１６８】
また、過電流遮断解除スイッチ２０７のエミッタ端子は、外部プラス端子５に接続されており、該過電流遮断解除スイッチ２０７のコレクタ端子は、放電スイッチ信号接続部７２を介して放電制御スイッチ１３（電界効果トランジスタ）のゲート端子と抵抗器２１２とに接続されたものである。
【０１６９】
本発明に係る第２１の実施の形態のバッテリーパックの保護回路４００の略示的な回路図を図２２に示してある。なお、この第２１の実施の形態においては、前記第２０の実施の形態に抵抗器２０１と電圧平滑器（コンデンサ）２０２とを追加したものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態及び第２０の実施の形態と同一であるため、前記第１の実施の形態及び第２０の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【０１７０】
この第２１の実施の形態においては、電圧平滑器（コンデンサ）２０２を外部マイナス端子１７に接続し、その他端側を抵抗器２０１と過電流遮断解除スイッチ２０７のエミッタ端子に接続させており、該抵抗器２０１は、微分演算器４１と抵抗器２０５とに接続されている。
【０１７１】
このように、抵抗器２０１と電圧平滑器（コンデンサ）２０２とを追加したことにより、外部マイナス端子１７と外部プラス端子５との間に接続された異常に低い抵抗値を有する抵抗体、例えば、金属線またはチェーン等が接続された状態（ショート状態）から開放された状態に切り替わったとき、過電流遮断解除スイッチ２０７をオン状態に切り替えないようにできる。
【０１７２】
本発明に係る第２２の実施の形態のバッテリーパックの保護回路４１０の略示的な回路図を図２３に示してある。なお、この第２２の実施の形態においては、前記第１６の実施の形態の過電流遮断解除スイッチ２１１、２２１の換わりに、過電流遮断解除スイッチ２０７、２０８にしたものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態及び第１６の実施の形態と同一であるため、前記第１の実施の形態及び第１６の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【０１７３】
この第２２の実施の形態においては、外部プラス端子５が抵抗器２０３を介して過電流遮断解除スイッチ２０７、２０８のエミッタ端子と抵抗器２０１と電圧平滑器（コンデンサ）２０２とに接続されている。
【０１７４】
過電流遮断解除スイッチ２０７、２０８のベース端子は抵抗器２０５に接続されており、該過電流遮断解除スイッチ２０７のコレクタ端子は、放電スイッチ信号接続部７２を介して放電制御スイッチ１３（電界効果トランジスタ）のゲート端子と抵抗器２１２とに接続され、前記過電流遮断解除スイッチ２０８のコレクタ端子は、充電スイッチ信号接続部２２３を介して充電制御スイッチ１５（電界効果トランジスタ）のゲート端子と抵抗器２２２とに接続されたものである。
【０１７５】
本発明に係る第２３の実施の形態のバッテリーパックの保護回路４２０の略示的な回路図を図２４に示してある。なお、この第２３の実施の形態においては、前記第１２の実施の形態における外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との接続を入れ替えたものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態と同一であるため、前記第１の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【０１７６】
この第２３の実施の形態においては、第１２の実施の形態のバッテリーパックの回路図の図１３と比較して、放電制御スイッチ１３と充電制御スイッチ１５とが外部プラス端子５側に接続されている。
【０１７７】
過電流遮断解除スイッチ（電界効果トランジスタ）２１１は、Ｎチャネル電界効果トランジスタである。放電制御スイッチ１２は、Ｐチャネル電界効果トランジスタである。過電流遮断解除スイッチ（電界効果トランジスタ）２１１のソース端子は、外部マイナス端子１７に接続されている。過電流遮断解除スイッチ（電界効果トランジスタ）２１１のドレイン端子は、放電制御スイッチ１２のゲート端子に接続されている。
【０１７８】
本発明に係る第２４の実施の形態のバッテリーパックの保護回路４３０の略示的な回路図を図２５に示してある。なお、この第２４の実施の形態においては、前記第２３の実施の形態の過電流遮断解除スイッチ（電界効果トランジスタ）２１１を過電流遮断解除スイッチ（トランジスタ）２０８に換えたものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態と同一であるため、前記第１の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【０１７９】
この第２４の実施の形態においては、前記第２３の実施の形態のバッテリーパックの回路図の図２８と比較して、過電流遮断解除スイッチ（電界効果トランジスタ）２１１の換わりに過電流遮断解除スイッチ（トランジスタ）２０８が配置されている。
【０１８０】
過電流遮断解除スイッチ（トランジスタ）２０８は、ＮＰＮ接合のトランジスタである。過電流遮断解除スイッチ（トランジスタ）２０８のエミッタ端子に、外部マイナス端子１７が接続され、過電流遮断解除スイッチ（トランジスタ）２０８のベース端子に抵抗器２０５と微分演算器（コンデンサ）４１が直列に接続されている。
【０１８１】
また、微分演算器（コンデンサ）４１は外部プラス端子５に接続されており、過電流遮断解除（トランジスタ）スイッチ２０８のコレクタ端子に放電制御スイッチ１３（電界効果トランジスタ）のゲート端子が接続されている。
【０１８２】
本発明に係る第２５の実施の形態のバッテリーパックの保護回路４４０の略示的な回路図を図２６に示してある。なお、この第２５の実施の形態においては、前記第１２の実施の形態の過電流遮断解除スイッチ２１１と抵抗器２０１と微分演算器４１とを削除し、インダクタ２５１とコンデンサＡ２５２とコンデンサＢ２５４とコンデンサ２５８とダイオード２５５とを追加したものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態及び第１２の実施の形態と同一であるため、前記第１の実施の形態及び第１２の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【０１８３】
この第２６の実施の形態においては、インダクタ２５１を外部プラス端子５に接続し、その他端側を接続部２５３を介してコンデンサＡ２５２とコンデンサＢ２５４とに接続させ、該コンデンサＡ２５２の他端側は、外部マイナス端子１７に接続されている。
【０１８４】
また、コンデンサＢ２５４の他端側には、ダイオード２５５のアノード側が接続されており、該ダイオード２５５のカソード側は、放電スイッチ信号接続部７２を介して抵抗器２１２とコンデンサ２５８と放電制御スイッチ１３のゲート端子に接続され、該コンデンサ２５８の他端側は、該放電制御スイッチ１３のソース端子とダイオード１２のアノードと抵抗体１１とに接続されている。
【０１８５】
外部マイナス端子１７と外部プラス端子５との間に電圧が印加された場合は、最初の一定時間のみ、コンデンサＡ２５２とインダクタ２５１とに電流が流れるが、コンデンサＡ２５２の電圧が上昇し、該コンデンサＡ２５２の電圧が外部マイナス端子１７と外部プラス端子５との間の電圧に近くなると、コンデンサＡ２５２により電流が遮断される。
【０１８６】
これにより、インダクタ２５１に約２Ｖ以上の電圧が発生し、外部マイナス端子１７と接続部２５３との間の電圧が約６Ｖ以上になり、放電制御スイッチ１３のソース端子とゲート端子間電圧が約２Ｖ以上になって、放電制御スイッチ１３がオンに切り替わる。
【０１８７】
これにより、電池マイナス端子４と外部マイナス端子１７との間が接続され、制御用ＩＣ７の負極側電源端子１０と過電流電圧検出端子（または電圧供給端子）２３との間の電圧が約０（ゼロ）Ｖになり、制御用ＩＣ７を通常の状態に復帰させることができる。
【０１８８】
ここで、インダクタ２５１は、約１ｍＨ〜５０ｍＨであることが好ましく、コンデンサ２５２とコンデンサ２５４は、約１ｕＦ〜１０００ｕＦであることが好ましい。
【０１８９】
また、コンデンサ２５８は、約０．００１ｕＦ〜１０ｕＦであることが好ましく、抵抗器２１２は、１０ＫΩ〜５００ＫΩが好ましい。
【０１９０】
本発明に係る第２６の実施の形態のバッテリーパックの保護回路４５０の略示的な回路図を図２７に示してある。なお、この第２６の実施の形態においては、前記第２５の実施の形態における外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との接続を入れ替えたものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態及び第２５の実施の形態と同一であるため、前記第１の実施の形態及び第２５の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【０１９１】
この第２６の実施の形態においては、第２５の実施の形態のバッテリーパックの回路図の図２６と比較して、放電制御スイッチ（電界効果トランジスタ）１３が電池プラス端子側に配置されている。それに伴い、過電流遮断解除のための回路部分も異なる。
【０１９２】
インダクタ２５１とコンデンサＡ２５２を直列接続し、コンデンサＡ２５２を外部プラス端子５に接続し、インダクタ２５１を外部マイナス端子１７に接続し、インダクタ２５１とコンデンサＡ２５２の接続部２５３をコンデンサＢ２５４に接続し、コンデンサＢ２５４とダイオード２５５を直列接続し、コンデンサＢ２５４をダイオード２５５のカソードに接続し、ダイオード２５５のアノードを放電制御スイッチ１３のスイッチ制御用端子に接続する。
【０１９３】
外部マイナス端子１７と外部プラス端子５との間に電圧が印加された場合は、、最初の一定時間のみ、コンデンサＡ２５２とインダクタ２５１とに電流が流れるが、コンデンサＡ２５２の電圧が上昇し、外部マイナス端子１７と外部プラス端子５との間の電圧に近くなると、コンデンサＡ２５２により電流が遮断され、インダクタ２５１に約２Ｖ以上の電圧が発生し、外部マイナス端子と接続部２５３との間の電圧が約−２Ｖ以下になり、その電圧がコンデンサＢ２５４とダイオード２５５を介して、放電制御スイッチ１３のソース端子とゲート端子間電圧が約−２Ｖ以下になり、放電制御スイッチ１３がオンに切り替わる。
【０１９４】
これにより、電池プラス端子３と外部プラス端子５との間が接続されるようになり、制御用ＩＣ７の負極側電源端子１０と過電流電圧検出端子（または電圧供給端子）２３との間の電圧が約０（ゼロ）Ｖになり、制御用ＩＣ７を通常の状態に復帰させることができる。
【０１９５】
本発明に係る第２７の実施の形態のバッテリーパックの保護回路４６０の略示的な回路図を図２８に示してある。なお、この第２７の実施の形態においては、前記第１７の実施の形態と第２５の実施の形態とを組み合わせたものであり、その他の構成については、前記第１の実施の形態、第１７の実施の形態及び第２５の実施の形態と同一であるため、前記第１の実施の形態、第１７の実施の形態及び第２５の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明し、説明が重複するため、その詳細な説明は省略する。
【０１９６】
この第２７の実施の形態においては、インダクタ２５１とコンデンサＡ２５２との接続部２５３にコンデンサＢ２５４、２５６が接続されており、該コンデンサＢ２５６の他端側は、ダイオード２５７のアノードに接続され、該ダイオード２５７のカソードは、充電スイッチ信号接続部２２３を介して充電制御スイッチ１５のゲート端子と抵抗器２２２とコンデンサ２５９とに接続され、該コンデンサ２５９の他端側は、外部マイナス端子１７に接続されている。
【０１９７】
この第２７の実施の形態においては、外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間に、例えば、充電器等を接続した場合に、放電制御スイッチ１３と充電制御スイッチ１５とが、一定の時間オン状態になるように動作する。
【０１９８】
この回路は、制御用ＩＣ７が、過電流遮断状態において、充電制御端子２６１の電圧を約０（ゼロ）Ｖに維持する機能を有する場合に対して有効であり、外部マイナス端子１７と外部プラス端子５との間に電圧が印加されたとき、最初の一定時間のみ、放電制御スイッチ１３と充電制御スイッチ１５とがオンに切り替わり、電池マイナス端子４と外部マイナス端子１７間が接続され、制御用ＩＣ７の負極側電源端子１０と過電流電圧検出端子（または電圧供給端子）２３との間の電圧が約０（ゼロ）Ｖになり、制御用ＩＣ７を通常の状態に復帰させることができる。
【０１９９】
要するに、本発明に係る実施の形態で示したいずれかの具体例またはその組み合わせを用いることにより、バッテリーパックの外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間をショート等させた場合に放電を遮断し、該ショート等が解除されたとしても、前記外部プラス端子５と外部マイナス端子１７との間に、充電器等の所要の電圧が接続（印加）されるまでは、前記放電を遮断を維持し続けることができるのである。
【０２００】
なお、前記実施の形態においては、いずれも電池セル１が１個の場合について説明したが、２個以上の電池セル１をシリアルまたはパラレルに接続させても良い。
【０２０１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１の発明に係るバッテリーパックは、少なくとも電池セルと、過大な電流の放電を遮断する保護回路とを備えたバッテリーパックであって、前記バッテリーパックの外部から外部プラス端子と外部マイナス端子との間をショート乃至低抵抗が接続されることによる異常放電を遮断する遮断維持手段を設け、前記バッテリーパックの外部から外部プラス端子と外部マイナス端子との間に所定の電圧が印加されることにより前記遮断維持手段の遮断を解除する解除手段を設けたことにより、バッテリーパックの外部端子に、ショート状態と切断とが断続的に繰り返された場合であっても、最初のショート状態で放電の遮断が維持されるので、該バッテリーパックの一次電池または二次電池が故障等しないようにすることができ、安全性を向上させることができるため、その機械的な構造を簡単にしても安全にできるという優れた効果を奏する。
【０２０２】
また、本発明の第２の発明に係るバッテリーパックにおいても、少なくとも電池セルと、過大な電流の放電を遮断する保護回路とを備えたバッテリーパックであって、前記保護回路には、電池セル正極端子と外部マイナス端子との間に接続された１ｋΩ以上の抵抗ブロックからなる遮断維持手段を配設し、外部プラス端子と前記外部マイナス端子との間に電圧の検出器を配設し、前記バッテリーパックの外部から外部プラス端子と外部マイナス端子との間をショート乃至低抵抗が接続されることによる異常放電を遮断させると共に、前記遮断維持手段により放電の遮断を維持し続け、前記バッテリーパックの外部から外部プラス端子と外部マイナス端子との間に所定の電圧が印加されたことを前記検出器で検出し、前記遮断維持手段による放電の遮断を解除して放電を復帰させる構成にしたことにより、バッテリーパックの外部端子に、ショート状態と切断とが断続的に繰り返された場合であっても、最初のショート状態で放電の遮断が維持されるので、チェーンショート等が生じた場合であっても、前記バッテリーパックの一次電池または二次電池が故障等しないようにすることができ、安全性を向上させることができるため、その機械的な構造を簡単にしても安全にできるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図２】（ａ）同バッテリーパックを略示的に示した底面図であり、（ｂ）その正面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図８】本発明の第７の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図９】本発明の第８の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図１０】本発明の第９の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図１１】本発明の第１０の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図１２】本発明の第１１の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図１３】本発明の第１２の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図１４】本発明の第１３の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図１５】本発明の第１４の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図１６】本発明の第１５の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図１７】本発明の第１６の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図１８】本発明の第１７の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図１９】本発明の第１８の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図２０】本発明の第１９の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図２１】本発明の第２０の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図２２】本発明の第２１の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図２３】本発明の第２２の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図２４】本発明の第２３の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図２５】本発明の第２４の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図２６】本発明の第２５の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図２７】本発明の第２６の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図２８】本発明の第２７の実施の形態に係るバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図２９】従来例であるバッテリーパックの保護回路を略示的に示した回路図である。
【図３０】従来例であるバッテリーパックの外部端子間に鉄製の喜平型のチェーンを接続させた試験による放電電流の大きさ（電流）と、外部プラス端子の表面温度（正極端子温度）と、外部マイナス端子の表面温度（負極端子温度）と、バッテリーパックの表面温度（セル表面温度）の変化を示した図である。
【図３１】従来例であるバッテリーパックの図１４の試験前と試験後における放電容量の変化を測定した放電特性図である。
【符号の説明】
１  電池セル
２、３０、４０、５０、６０、７０、８０、１００、１１０、１２０、１４０、３００、３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０、３９０、４００、４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０  バッテリーパックの保護回路
３  電池セル正極端子  ；  ４  電池セル負極端子
５、５ａ  外部プラス端子  ；  ６、９、１６  接続部
７  制御用ＩＣ  ；  ８  正極側電源端子  ；  １０  負極側電源端子
１１  抵抗体  ；  １２、１４  ダイオード  ；  １３  放電制御スイッチ
１５  充電制御スイッチ  ；  １７、１７ａ  外部マイナス端子
１８、１９  電圧検出器  ；  ２０  演算器  ；  ２１  抵抗器
２２  スイッチ  ；  ２３  過電流電圧検出端子（または電圧供給端子）
２４  充電制御信号  ；  ２５  放電制御信号  ；  ３１  抵抗ブロック
３２  検出器  ；  ３３  過電流遮断解除信号の入力端子
３５  バッテリーパック  ；  ４１  微分演算器  ；  ５１  演算器
５２、５３、６１、６４、７１、８４  放電スイッチ接続信号
５４  演算した信号  ；  ６２  電流逆流防止器
６３、９４、１０１、１２３、１２８、２０１、２１２、２２２  抵抗器
７２  放電スイッチ信号接続部  ；  ８１、９１  放電制御スイッチ
８２、９２、１２２、１２５、１２７、１３０、２１５、２２５  ダイオード
８３  ワンショット演算器  ；  １０２  過電流遮断状態復帰用スイッチ
１０３  過電流遮断状態復帰用スイッチ接続信号
１２１、１２６  過電流遮断復帰用スイッチ
１３１、２５３  接続部  ；  ２０２  電圧平滑器（コンデンサ）
２０７、２０８、２１１、２２１  過電流遮断解除スイッチ
２２３  充電スイッチ信号接続部  ；  ２５１  インダクタ
２５２  コンデンサＡ  ；  ２５４、２５６  コンデンサＢ
２５５、２５７  ダイオード  ；  ２５８、２５９  コンデンサ
２６１  充電制御端子
【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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【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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