(57)【要約】【課題】外部電源が利用できない場所でも使用可能な充電器を提供すること。【解決手段】リチャーシ゛ャフ゛ルハ゛ッテリ１０２のリモート又は無接続での充電を行なうハ゛ッテリー充電器１００，１００’。本ハ゛ッテリー充電器は、ハ゛ッテリー駆動式装置１０４内に「入れたまま」の無接続充電、または、該装置外部での無接続充電を提供する。本ハ゛ッテリー充電器は、電力変換器１１０と該電力変換器に接続されたエネルキ゛ー貯蔵装置１２０とを含む。ハ゛ッテリー充電システム２００，３００，４００，５００は、ハ゛ッテリー充電器と、独立した電気接続装置２２０，３２２，４２０，５２２とを含む。１つの接続装置２２０，４２０は、ハ゛ッテリー充電器を外部エネルキ゛ー源１０６に接続してエネルキ゛ーを得て、それを貯蔵装置に貯蔵する。もう１つの接続装置３２２，５２２は、充電のためハ゛ッテリー１０２をハ゛ッテリー充電器に接続する。これらの接続装置が独立しているので、ハ゛ッテリー充電中にハ゛ッテリー充電器を外部電源に接続しておく必要はなく、ハ゛ッテリー充電が無接続になる。【選択図】　図３
2004040998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギーを貯蔵するバッテリー充電器（１００，１００’）であって、
外部エネルギー源（１０６）から得られたエネルギーを変換するための電力変換手段（１１０）と、
前記電力変換手段（１１０）の出力に接続されたエネルギー貯蔵手段（１２０）と、
から構成され、
前記電力変換手段が前記得られたエネルギーをエネルギー貯蔵手段（１２０）に貯蔵（６１０）される形態に変換し、前記エネルギーがバッテリー（１０２）の充電に使用される時まで貯蔵（６１０）され、前記外部エネルギー源（１０６）からのエネルギーの貯蔵（６１０）が前記バッテリーの充電（６２０）と独立している、バッテリー充電器。
【請求項２】
前記エネルギー貯蔵手段（１２０）がウルトラキャパシタおよびキャパシタのうちのいずれか一方または両方であり、前記エネルギー貯蔵手段（１２０）は前記バッテリー（１０２）の充電（６２０）に要する時間よりも短時間でエネルギーを貯蔵（６１０）する、請求項１のバッテリー充電器。
【請求項３】
前記エネルギー貯蔵手段（１２０）は、前記バッテリー（１０２）を充電（６２０）するのに要する１時間以上ではなく数秒または数分でエネルギーを貯蔵（６１０）する高速充電バッテリーである、請求項１のバッテリー充電器。
【請求項４】
前記外部エネルギー源（１０６）が交流（ＡＣ）エネルギー源または直流（ＤＣ）エネルギー源であり、前記バッテリー充電器（１００，１００’）が携帯性であるのに対して前記エネルギー源（１０６）の各々が固定されていて、前記電力変換手段（１１０）がＡＣ−ＤＣ変換器およびＤＣ−ＤＣ変換器のうちのいずれか一方または両方を含み、前記電力変換手段（１１０）が電力を前記エネルギー貯蔵手段（１２０）に貯蔵できる直流電流（ＤＣ）および直流電圧（ＶＤＣ）に変換する、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のバッテリー充電器。
【請求項５】
前記バッテリー充電（６２０）が前記エネルギーの貯蔵（６１０）と独立していて、前記エネルギー貯蔵型バッテリー充電器（１００，１００’）は外部エネルギー源（１０６）に無接続で前記バッテリー（１０２）を充電（６２０）する、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載のバッテリー充電器。
【請求項６】
前記エネルギー貯蔵手段に貯蔵されたエネルギーを調節するための電力調節手段（１３０）を更に含み、該電力調節手段（１３０）は貯蔵されたエネルギーを前記バッテリー（１０２）の充電に適合させる（６４０）ように構成される、請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載のバッテリー充電器。
【請求項７】
請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載のバッテリー充電器（１００，１００’）を含み、
前記バッテリー充電器（１００，１００’）を囲うハウジング（２１０，３１０，４１０，５１０）と、前記バッテリー充電器（１００，１００’）を前記外部電源（１０６）に接続してエネルギーを得るためのエネルギー源接続手段（２１２，４２０）と、
前記バッテリー充電器（１００，１００’）を前記バッテリー（１０２）に接続して該バッテリー（１０２）を充電するためのバッテリー充電接続手段（２２０，３２２，５２２）と、
を更に含み、
前記電力変換手段（１１０）の入力が前記エネルギー源接続手段（２１２，４２０）に接続され、前記エネルギー貯蔵手段（１２０）の出力が前記バッテリー充電接続手段（２２０，３２２，５２２）に接続されている、バッテリー充電システム（２００，３００，４００，５００）。
【請求項８】
前記エネルギー源接続手段（２１２，４２０）が交流電源（ＡＣ）コンセントおよび直流電源（ＤＣ）コンセントのうちのいずれか一方または両方に差し込まれるように構成されたプラグ（２１２，４２２）を含み、
前記プラグ（２１２）はハウジング（２１０，３１０，５１０）と一体型になっていて、コンセントに取り付けるときはハウジング（２１０，３１０，５１０）から伸び出し、使用しないときは該ハウジングの表面付近まで縮むように、任意選択で可動式になっているか、あるいは、前記プラグ（４２２）は電気コード（４２０）の第１の端部に接続され、該電気コード（４２０）の第２の端部が前記ハウジング（３１０，４１０，５１０）に接続可能になっていて、前記電気コードが前記ハウジング（３１０，４１０，５１０）に任意選択で格納式に接続されている、請求項７のバッテリー充電システム。
【請求項９】
前記ハウジング（３１０，５１０）が凹部（３２０，５２０）をさらに備え、前記バッテリー充電接続手段（３２２，５２２）が前記凹部（３２０，５２０）に配置され、前記凹部がバッテリー駆動式装置（１０４）を収容するように構成され、前記バッテリー駆動式装置（１０４）が前記凹部に収容されると、前記バッテリー充電接続手段（３２２，５２２）が前記バッテリー駆動式装置上の装置接続手段に接続され、入れたままバッテリー（１０２）充電するためのバッテリー（１０２）への電気接続が最終的に達成されるようになっている、請求項７または請求項８に記載のバッテリー充電システム。
【請求項１０】
前記ハウジング（４１０）が凹部をさらに備え、前記バッテリー充電接続手段が前記凹部に配置され、前記凹部が１以上の前記バッテリー（１０２）を該凹部に収容して該バッテリー（１０２）を直接充電するように構成され、前記バッテリー（１０２）が前記凹部に収容されると、前記バッテリー充電接続手段が前記バッテリ（１０２）のバッテリー接点に接続され、前記バッテリー（１０２）を使用する電子装置（１０４）の外部にあるバッテリー（１０２）を充電するための該バッテリー（１０２）への電気接続が達成されるようになっている、請求項７〜８のうちのいずれか一項に記載のバッテリー充電システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リチャージャブルバッテリーの充電に関する。特に、本発明は、携帯型エネルギー貯蔵装置を用いてリチャージャブルバッテリーを充電することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、デジタルカメラ等の携帯型バッテリー駆動式装置は、その動作電力をバッテリーベース電源に頼っている。特に、そのような携帯機器では、リチャージャブルバッテリーを用いたバッテリーベースの電源が使用されることが多い。リチャージャブルバッテリーはＡＣコンセント等の固定電源に接続したままにすることなく機器に動作電力を供給することができるので、機器の携帯動作が可能になる。機器は、リチャージャブルバッテリーが枯渇するまで、バッテリーから得た電力で動作することができる。バッテリーが枯渇すると、リチャージャブルバッテリは、「入れたまま再充電」されるか、あるいは、再充電のため機器から取り外されて、完全に充電された交換用バッテリーと交換される。
【０００３】
従来から、入れたままバッテリー再充電を行うため、ＡＣ（交流）アダプタとそれに関連する電源コード（１つまたは複数）とが用いられている。一般に、ＡＣアダプタが空きのＡＣ電源コンセントにプラグ挿入され、関連する電源ケーブルが機器の電源入力ポートにプラグ挿入される。ＡＣアダプタはコンセントから利用可能なＡＣエネルギーを直流（ＤＣ）エネルギーに変換し、その後そのＤＣエネルギーが機器に供給され、機器内部のバッテリーが充電される。再充電中、機器はＡＣ電源コンセントに固定され、拘束される。再充電が終わると、電源ケーブルを切り離すことができ、機器は充電されたバッテリーから動作電力を取り出しつつ再び携帯することが可能になる。
【０００４】
不都合なことに、従来のバッテリーベースの電源を用いて入れたまま再充電を行なう機器は、バッテリーの再充電が比較的低速であることに悩まされることが多い。特に、大抵の従来のリチャージャブルバッテリーは、一般に、充電のために約１時間〜数時間を必要とする。最近のいわゆる「高速充電」バッテリーであっても、「通常」動作期間中に必要となる十分なレベルの電力を得て機器に貯蔵するためには、数分〜１時間近く要する場合がある。このように、入れたまま再充電している間は固定エネルギー源（たとえば、ＡＣコンセント）への電気接続によって機器が拘束されるので、バッテリー充電中は、携帯機器が真に携帯可能とはならない。
【０００５】
また、実際状況において、その場で充電することは不可能ではないにしても困難であることが多い。例えば、携帯型バッテリ駆動式機器のユーザは、非常に限られた時間しかＡＣ電源コンセントを利用可能できない場合がある（例えば、旅行中など）。そのため、ＡＣ電源コンセントを一時的に利用できたとしても、空になったバッテリを充電するのに十分なだけの時間が無い場合もある。
【０００６】
従来は、ＡＣアダプタやケーブルとともに、完全充電された予備のバッテリーを持ち歩くことがしばしばあった。その場で充電が不可能な場合や、不都合な場合は、その予備のバッテリーを機器に挿入して、空になったバッテリを交換する場合がある。しかしながら、予備のバッテリーは、携帯機器の全重量を増大させるので、機器の「携帯性」が低下してしまう。また、予備のバッテリーは、バッテリー充電を行なうのに十分な時間を要する固定エネルギー源に対する不可避の接続を引き伸ばしているに過ぎない。
【０００７】
したがって、バッテリー充電を行うのに十分な時間だけ固定エネルギー源に接続しておく必要なく、容易にバッテリーを充電する方法があると有利である。そのようなバッテリー充電の方法は、携帯型のバッテリー駆動式装置の分野における長年の要望を解決するであろう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、携帯型バッテリーで駆動される装置と共に用いられるリチャージャブルバッテリーの、入れたまま充電または無接続充電を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、機器内部のバッテリーを入れたまま充電する際、あるいは、機器から取り外したバッテリや機器外部にあるバッテリを充電する際、無接続充電を行なう。また、本発明は、バッテリー充電中、従来の固定外部エネルギー源に接続することなく、バッテリーを充電する。このように本発明は、独立した、「無接続の」、「プラグ挿入不要な」バッテリ充電手段、すなわち事実上「コードレスな」バッテリ充電手段を提供する。
【００１０】
本発明の一態様では、エネルギーを得て貯蔵するバッテリー充電器が提供される。貯蔵されたエネルギーは、携帯型バッテリー駆動式装置のバッテリーの充電に使用される。このバッテリー充電器は、外部エネルギー源から得たエネルギーを変換する電力変換手段と、前記電力変換手段の出力に接続されたエネルギー貯蔵手段とを備える。電力変換手段は、得られたエネルギーを、エネルギー貯蔵手段に貯蔵するのに適した形態に変換する。このエネルギー貯蔵型バッテリー充電器は、エネルギーの貯蔵が終わると、外部エネルギー源から切断することができる。エネルギーは、リチャージャブルバッテリーを充電するために使用される時まで、エネルギー貯蔵型バッテリー充電器に貯蔵される。
【００１１】
外部エネルギー源からのエネルギーの貯蔵は、事実上、本発明によるバッテリー充電とは無関係である。また、エネルギー貯蔵型バッテリー充電器は、リチャージャブルバッテリーを無接続充電するための手段も提供する。無接続充電の際には、エネルギー貯蔵型バッテリー充電器をリチャージャブルバッテリーに接続し、エネルギー貯蔵型バッテリー充電器に貯蔵されたエネルギーを用いてバッテリーを充電する。
【００１２】
実施形態によっては、入れたまま、すなわち、バッテリー駆動式装置内にバッテリを入れたまま、バッテリを充電する場合がある。他の実施形態では、本発明のエネルギー貯蔵型バッテリー充電器を用いてバッテリーを充電する前に、機器からバッテリを取り外す場合もある。本明細書に記載するいずれの実施形態においても、本バッテリ充電器は、バッテリーの再充電中に固定の外部エネルギー源に接続したりプラグ挿入したりする必要がなく、固定の外部エネルギー源によって拘束・束縛されないという利点がある。したがって、本発明のバッテリー充電器は、「コードレスの」すなわち「無接続の」バッテリー充電手段であると考えられる。本発明の他の態様では、リチャージャブルバッテリを充電するためのバッテリー充電装置およびバッテリー充電方法が提供される。
【００１３】
有利なことに、本発明のバッテリー充電手段は、本発明前にユーザが有していたバッテリー駆動式装置よりもバッテリー再充電の柔軟性が高いバッテリー駆動式装置をユーザに提供する。本発明は、充電器をＡＣ電源コンセントやＤＣ電源コンセントまたはポート等の外部エネルギー源に接続したままバッテリーを充電するのではなく、エネルギー貯蔵型充電器に貯蔵されたエネルギーを用いてバッテリーを充電するので、実質的に、充電中にバッテリー駆動式装置及び／又はバッテリーを固定の外部エネルギー源に接続しておく必要がない。また、本発明のバッテリー充電器によると、携帯機器のユーザは、数秒または数分で十分なエネルギーを得て貯蔵することができる。エネルギー貯蔵型バッテリー充電器がバッテリーを充電するのに十分なだけのエネルギーをいったん貯蔵してしまえば、ユーザは、そのバッテリ充電器を用いて都合の良い時にバッテリを再充電することができる。本発明の実施形態の中には、上記利点の加えて、あるいは、上記利点に代えて、他の利点を有するものもある。本発明のそれらの特徴・利点およびその他の特徴・利点については、添付の図面を参照して以下で詳しく説明する。
【００１４】
本発明の様々な特徴および利点は、添付の図面とともに以下の詳細な説明を参照すると、より容易に理解することができるであろう。図面中、類似の符号は類似の構成要素を指している。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるバッテリー充電器１００を示すブロック図である。バッテリー充電器１００は、バッテリー駆動式装置のリチャージャブルバッテリーを充電する。バッテリー充電器１００は、エネルギー貯蔵手段１２０に接続された電力変換手段１１０を備える。電力変換器手段１１０は、貯蔵のため電力の変換に使用される任意の装置または回路である。電力変換手段１１０は、バッテリー充電器１００が外部エネルギー源に電気接続されている間、その外部エネルギー源から電力／エネルギーを受け取って変換する。外部エネルギー源は、本明細書で一般に「固定」外部エネルギー源と呼ぶ任意の従来の外部エネルギー源であり、これについては以下で詳しく説明する。電力変換手段１１０によって変換されたエネルギーは、エネルギー貯蔵手段１２０に貯蔵される。
【００１６】
エネルギー貯蔵手段１２０は、本発明によって再充電される典型的なリチャージャブルバッテリーの再充電に要する時間に比べて、比較的短時間でエネルギーを貯蔵することができる任意の貯蔵装置または回路である。エネルギー貯蔵手段１２０は、エネルギーを１時間以上ではなく数秒または数分で貯蔵できるものが好ましい。本発明によると、エネルギー貯蔵手段１２０によるエネルギーの取得および貯蔵が高速であるため、エネルギーを取得して貯蔵するのに要する時間は、事実上、貯蔵されたエネルギーを用いてバッテリーを充電するのに要する時間から分離される。したがって、バッテリーの充電は、本発明のバッテリー充電器を用いたエネルギーの取得および貯蔵から独立している。
【００１７】
一実施形態によれば、エネルギー貯蔵手段１２０は、キャパシタであり、好ましくはウルトラキャパシタであって、それについては後述する。エネルギー貯蔵手段１２０が、たとえば高速充電バッテリーであることも、本発明の範囲内である。エネルギー貯蔵手段１２０に貯蔵されたエネルギーは、無接続で携帯機器のバッテリーを充電するために使用される。さらに、エネルギー貯蔵手段１２０は、バッテリー駆動式装置で使用されるリチャージャブルバッテリーを再充電するのに十分なだけの量のエネルギーを迅速に貯蔵することができる。リチャージャブルバッテリーを「再充電または充電するために十分なだけの量のエネルギー」とは、貯蔵されたエネルギー量がリチャージャブルバッテリを充電するのに十分なだけ存在し、再充電されたバッテリによってバッテリー駆動式装置が再び普通に動作すなわち通常動作することを意味する。
【００１８】
バッテリーは、限定はしないがニッケルカドミウム（ＮｉＣａｄ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）およびリチウムイオンを含む任意成分のリチャージャブルバッテリーで構成することができ、限定はしないがＡＡ、ＡＡＡ、ＤおよびＣを含む任意の形状にすることができる。バッテリー駆動式装置は、限定はしないが、いくつか挙げると、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ラップトップまたはノートブックコンピュータ、個人情報端末（ＰＤＡ）、コンパクトディスク（ＣＤ）プレイヤおよび携帯電話を含む任意の機器である。また、自動車その他の電動式乗り物または装備品から懐中電灯などの単純なバッテリ駆動式装置まで、バッテリーを使用する実質的に任意のその他のバッテリー駆動型装置あるいはそのバッテリーを充電することも、本発明の範囲内にある。そのため、装置を通常動作させるのに「十分な量のエネルギー」は様々であり、本発明を限定する意図はない。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態では、エネルギー貯蔵手段１２０としてウルトラキャパシタが用いられる。ウルトラキャパシタ１２０に貯蔵されるエネルギーは、コンデンサによって貯蔵される。したがって、ウルトラキャパシタ１２０は、バッテリーが充電される速度よりも遥かに高速にエネルギーを獲得して貯蔵することができる。以下、便宜上、限定することなく、本発明を好ましいウルトラキャパシタエネルギー貯蔵手段１２０に関して説明する。当業者であれば、ウルトラキャパシタベースの好ましい実施形態に代えて、上記以外のエネルギー貯蔵手段および上記のいずれかを含むエネルギー貯蔵手段を容易に創作することができ、そうした手段すべてが本発明の範囲内にある。
【００２０】
ウルトラキャパシタエネルギー貯蔵手段１２０は、外部エネルギー源から取り出したエネルギーを用いて電力変換器１１０により供給されるエネルギーによって、電力供給を受ける。その後、ウルトラキャパシタ１２０に貯蔵されたエネルギーは、バッテリーの充電に用いられる。後述するように、具体的には、バッテリー充電器１００は、バッテリーを充電するため入れたままバッテリーと電気接続されるか、あるいは、バッテリー駆動式装置から離れたところでバッテリーと電気接続される。バッテリー充電器１００は、外部エネルギー源から独立してバッテリーを充電すると有利である。すなわち、バッテリーを再充電する時または再充電する間は、バッテリー充電器を外部エネルギー源に取り付けず、バッテリー充電器が外部エネルギー源からエネルギーを受けないようにすると有利である。このように、本発明のバッテリー充電器１００は、携帯型エネルギー貯蔵装置であり、バッテリーを再充電する際に外部エネルギー源と接続されない関係にあるので、本明細書では「コードレス」または「事実上コードレス」であるとみなしている。
【００２１】
実施形態の中には、外部エネルギー源を従来のＡＣ電源コンセント等のＡＣエネルギー源にしているものがあり、ＡＣ電源コンセントは固定されていて携帯することができない。そのような実施形態の場合、電力変換手段１１０は、ＡＣ入力電圧および電流をＤＣ出力電圧およびＤＣ出力電流に変換するＡＣ−ＤＣ変換器にすることが好ましい。例えば、ＡＣ−ＤＣ変換器１１０は、変圧器および整流器を備える場合がある。変圧器は、第１の振幅を有する入力ＡＣ電圧を第２の振幅を有する第２のＡＣ電圧に変換する。通常、第１の振幅は第２の振幅よりも大きい。次いで、その第２のＡＣ電圧を、整流器によってＤＣ出力電圧に変換または整流する。このＤＣ出力電圧は、ウルトラキャパシタ１２０を通電するのに適した電圧にすることが好ましい。ＡＣ−ＤＣ変換器は、レギュレータ部すなわちレギュレータ回路をさらに備える場合がある。レギュレータ回路は、ＤＣ出力電圧またはＤＣ出力電流あるいはその両方を調節する回路である。たとえば、ＡＣ−ＤＣ変換器は、１２０ＶＡＣのＡＣ入力電圧を５ＶＤＣに調節されたＤＣ出力電圧に変換する場合がある。当業者であれば、ＡＣ−ＤＣ変換器１１０に熟知しているので、過度の実験を行うことなく所与の用途について適当な変換器１１０を容易に選択することができるであろう。そのような変換器もすべて本発明の範囲内である。
【００２２】
バッテリー充電器の他の実施形態１００’では、外部エネルギー源は、限定はしないが、自動車や航空機の補助装置ポート（ＡＵＸポート）を含むＤＣエネルギー源である。たとえば、多くの自動車は、１２ＶＤＣ電源／エネルギー源として機能する補助装置ポート（たとえば、タバコのライタ）を備えている。本明細書では、そのような補助装置ポートすべてを従来の固定外部エネルギー源とみなしており、また本発明の主旨としてもそのように考える。そのような実施形態の場合、電力変換手段１１０’は、ＤＣエネルギー源のＤＣ入力電圧および電流をＤＣ出力電圧および電流に変換するＤＣ−ＤＣ変換器である。この変換されたＤＣ出力電圧／電流は、ウルトラキャパシタ１２０を通電するのに適した電圧にすることが好ましい。ＤＣ−ＤＣ変換器１１０’は、ＤＣ出力電圧またはＤＣ出力電流あるいはその両方を調節するレギュレータをさらに備える場合がある。例えば、ＤＣ−ＤＣ変換器１１０’は、自動車の補助装置ポートの１２ＶＤＣを５ＶＤＣに調節された出力電圧に変換する場合がある。当業者であれば、ＤＣ−ＤＣ変換器１１０’に熟知しているので、過度な実験を行うことなく所与の用途について適当な変換器１１０’を容易に選択することができるであろう。そのような変換器もすべて本発明の範囲内である。
【００２３】
図２Ａは、通電のため外部電源１０６に接続された好ましいウルトラキャパシタベースバッテリー充電器１００、１００’を示すブロック図である。図２Ｂは、本発明に従ってバッテリー駆動式装置１０４のバッテリー１０２を充電するためバッテリー１０２に接続された好ましいウルトラキャパシタベースバッテリー充電器１００、１００’を示すブロック図である。
【００２４】
電力変換器１１０、１１０’のＤＣ出力電圧およびＤＣ出力電流をウルトラキャパシタ１２０に供給して、ウルトラキャパシタ１２０を通電する。すなわち、ウルトラキャパシタ１２０にエネルギーを貯蔵する。ウルトラキャパシタ１２０は、一般に従来のキャパシタよりも桁違いに高い静電容量を有するキャパシタであり、「スーパキャパシタ」１２０とも呼ばれることもある。化学反応によってエネルギーを貯蔵／放出するバッテリーと異なり、ウルトラキャパシタ１２０は、エネルギーを電荷として、すなわち１以上の電極に貯蔵する。したがって、ウルトラキャパシタ１２０は極めて高速に充電することができ、リチャージャブルバッテリー１０２を充電するのに通常１時間〜数時間が必要となるのに比較して、通常、数秒または数分程度で充電することができる。ウルトラキャパシタ１２０に貯蔵された電荷には、バッテリー１０２を充電するため後で使用されるエネルギー源としての役割がある。
【００２５】
大抵のウルトラキャパシタは、電解液を分極することによりエネルギーを静電気的に貯蔵する電気化学キャパシタである。電解液中に吊るした電極に電圧を加えて電解液を分極させ、電極に向かって移動する電解質イオンを発生させる。電極はキャパシタの第１のプレートとして機能し、電解質イオンは第２のプレートとして機能する。そのように形成されたプレートは互いにオングストロームのオーダで隔離配置されるので、電極の単位面積当たりの静電容量を、一対の電極を備えた従来のキャパシタより桁違いに高くすることができる。実際には、ウルトラキャパシタは、電解質中に一対の電極を吊るすようにして構成される。電極対に電圧を加えると、電極対のうちの第１の電極に第１の極性の電解質イオンが誘引され、電極対のうちの第２の電極に第２の極性の電解質イオンが誘引される。逆極性に帯電した２枚の電極を電解液中に吊るしたこのような電気化学キャパシタは、電極対の各電極に相補極性の電解質イオンが形成されることから、「２重層」コンデンサと呼ばれることもある。
【００２６】
電気化学ウルトラキャパシタは、一般に、極めて多孔性な電極材料を用いることにより、得られる静電容量をさらに増大させている。たとえば、米国カリフォルニア州Ｓａｎ　ＤｉｅｇｏにあるＭａｘｗｅｌｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社から商品名ＰｏｗｅｒＣａｃｈｅ（登録商標）で販売されているウルトラキャパシタでは、ポーラスカーボンベースの電極材料が使用されている。また、ウルトラキャパシタの電極として、様々な高分子化合物も使用されている。たとえば、Ｒｕｄｇｅ他による米国特許第５，５２７，６４０号「Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ」には、高分子化合物の電極を用いたウルトラキャパシタが開示されている。本発明を何らかの特定のウルトラキャパシタテクノロジに限定する意図はない。上記のウルトラキャパシタだけでなく、当業者にとって既知のウルトラキャパシタや当業者であれば創造可能な他のウルトラキャパシタも、本発明の範囲内である。
【００２７】
電力変換器１１０によって生成されるＤＣ出力電圧およびＤＣ出力電流は、ウルトラキャパシタ１２０を通電するのに適したものにすることが好ましい。電圧および電流の適合性は、本発明のバッテリー充電器１００、１００’で使用されるウルトラキャパシタ１２０を選択することで、概ね決定または確立される。具体的には、選択されたウルトラキャパシタ１２０で使用される電極の種類や実施形態を含むウルトラキャパシタ１２０の設計および実装すなわち製造法によって、ウルトラキャパシタ１２０の望ましい、実質的に最適な動作電圧および最大入力電流が決まる。例えば、Ｍａｘｗｅｌｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社で製造されているＰｏｗｅｒＣａｃｈｅ（登録商標）ウルトラキャパシタを充電するのに適したＤＣ電圧は、そのウルトラキャパシタに関するデータシートにより、約３．７ＶＤＣとして与えられる。当業者であれば、本発明で使用するウルトラキャパシタを選択すれば、選択したウルトラキャパシタ１２０の仕様から、適当な電圧および電流を容易に判定することができる。
【００２８】
電力変換器１１０、１１０’で変換されたＤＣ出力電圧およびＤＣ出力電流は、ウルトラキャパシタ１２０に印加して、ウルトラキャパシタ１２０を通電するのに使用される。したがって、ＤＣ電圧および電流の形態で印加されたエネルギーが、ウルトラキャパシタ１２０の静電容量によって貯蔵される。エネルギーが貯蔵されると、貯蔵されたエネルギーがウルトラキャパシタ１２０に保持されるので、いわゆる「エネルギー貯蔵型」バッテリー充電器１００、１００’は外部電源１０６から切り離される。さらに、ウルトラキャパシタ１２０の容量的に貯蔵されたエネルギーは、バッテリー充電器１００が外部エネルギー源１０６に接続されているか否かに関らず、バッテリー１０２の充電に利用することができる。
【００２９】
本発明によると、エネルギー貯蔵型バッテリー充電器１００、１００’は、バッテリー充電器１００、１００’を外部エネルギー源１０６から切り離したままバッテリー１０２を充電する。しかしながら、バッテリー１０２の充電中にエネルギー貯蔵型バッテリー充電器１００、１００’を外部エネルギー源１０６に接続しておくことも、本発明の範囲内である。具体的には、エネルギー貯蔵型バッテリー充電器１００、１００’をバッテリー１０２に接続すると、バッテリー充電器１００、１００’に貯蔵されているエネルギーによってバッテリー１０２が充電される。実施形態によっては、バッテリー１０２を機器１０４内に置いたままバッテリー１０２を充電する場合がある。他の実施形態では、バッテリー１０２を充電する前に、バッテリー１０２を機器１０４から取り外す場合もある。
【００３０】
バッテリー充電器１００、１００’は、オプションで、ウルトラキャパシタ１２０の出力部に電力調節手段１３０をさらに備える場合がある。電力調節手段１３０の入力は、ウルトラキャパシタ１２０の出力に接続される。このオプションの電力調節手段１３０の出力は、バッテリー１０２を充電するとき、最後にバッテリー１０２に接続される。電力調節手段１３０は、ウルトラキャパシタ１２０の電圧または電流あるいはその両方を調節して、それらの電圧および／または電流がバッテリー１０２を充電するのに適するようにするものであれば任意の装置または回路でよい。
【００３１】
実施形態によっては、電力調節手段１３０は、ウルトラキャパシタ１２０の電圧をバッテリー１０２を充電するのに適した別の電圧に変換するＤＣ−ＤＣ変換器である。ＤＣ−ＤＣ変換器１３０は、限定はしないが、リニアレギュレータ、スイッチングレギュレータおよび変換器、並びにチャージポンプ変換器を含む当業者にとって既知の様々なＤＣ−ＤＣ変換器のうちのいずれであってよい。たとえば、ＤＣ−ＤＣ変換器１３０には、米国カリフォルニア州ＳｕｎｎｙｖａｌｅにあるＭａｘｉｍ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓから販売されてるＭＡＸ６７９　Ｓｔｅｐ　Ｕｐ　Ｒｅｇｕｌａｔｅｄ　Ｃｈａｒｇｅ　Ｐｕｍｐ　Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒを用いることができる。バッテリー充電器１００、１００’に関するＤＣ−ＤＣ変換器１３０の選択は、特定の充電用途および充電されるバッテリー１０２によって決まる。当業者であれば、過度な実験を行うことなく、そうした選択を容易に行うことができる。
【００３２】
他の実施形態では、電力調節手段１３０は、ウルトラキャパシタ１２０によって生成された電圧および電流を調節することにより、充電中のバッテリー１０２の損傷を防止する場合がある。さらに他の実施形態では、電力調節手段１３０は、リチャージャブルバッテリーの充電用に特別に設計された回路または装置である場合がある。例えば、そのような装置の１つは、米国カリフォルニア州ＳｕｎｎｙｖａｌｅにあるＭａｘｉｍ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社で製造されているＭＡＸ１６４５　Ａｄｖａｎｃｅｄ−Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ−Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ，　Ｌｅｖｅｌ−２　Ｂａｔｔｅｒｙ　Ｃｈａｒｇｅｒｓ　ｗｉｔｈ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｌｉｍｉｔｉｎｇである。この場合も、当業者は、多数の電力調節器と、バッテリーの充電に使用される電圧及び／又は電流に対してそれらの電力調節器を使用することに熟知している。そのような電力調節器もすべて本発明の範囲内である。
【００３３】
バッテリー１０２がバッテリー充電器１００、１００’によって直接（すなわち、機器１０４の外部で）充電されている場合、電力調節手段１３０が有ると好ましい。従って、バッテリー充電器１００、１００’は、それが入れたまま充電に使用されているか外部充電に使用されているかに関らず、バッテリー１０２を充電しながら電力調節を行なうことが好ましい。他の実施形態の中には、機器１０４が充電電圧および充電電流の電力調節を行なうものもあり、入れたまま充電のための電力調節手段１３０の本発明のバッテリー充電器１００、１００’への組み込みが軽減される場合がある。しかしながら、本発明のバッテリー充電器１００、１００’は、機器１０４が電力調節を行なう場合であっても、電力調節手段１３０をオプションで備える。上記のように、かかる調節手段１３０は、充電用途および充電するバッテリーによって決まる。
【００３４】
本発明によれば、バッテリー充電器１００、１００’は、様々な異なるシステム実施形態で実現することができる。図３は、従来のＡＣアダプタユニットと同様の形態にパッケージ化されたバッテリー充電システム２００を示している。図３では、カメラ形態のバッテリー駆動式装置１０４の一例の横の破線内に、バッテリー充電システム２００を図示している。バッテリー充電システム２００は、ハウジング手段２１０にハウジングされたバッテリー充電器１００、１００’と、充電のため前記バッテリー充電器１００、１００’をバッテリーに接続するための接続手段２２０と、前記バッテリー充電器１００、１００’を外部エネルギー源に接続するための接続手段２１２とを備える。
【００３５】
図３に示したエネルギー源接続手段２１２は、一例として、従来のＡＣコンセントに接続するように構成された電気プラグ２１２の実施形態である。電気プラグ２１２は、２ピン電気プラグまたは３ピン電気プラグからなる。図３は、同様に一例として、２ピンプラグ２１２を示している。図示しない他の実施形態では、電源接続手段２１２’は、例えば自動車や航空機に設けられたＤＣ電源コンセントやポートなどの従来のＤＣ電源コンセントやポートに接続するように構成された電気プラグ２１２’である。
【００３６】
いくつかの実施形態に従って、図３は、充電器接続手段２２０を充電コード２２０として図示している。充電コード２２０は、細長い電気コードと、該電気コードの一端に配置された最終的にバッテリと電気接続するためのコネクタ２２２とを含む。図３に示すように、コネクタ２２２は充電コード２２０の遠い方の端部に設けられ、充電コード２２０の近い方の端部がハウジング２１０に接続される。充電コード２２０は、該コードの近い方の端部で、ハウジング２１０と着脱可能に接続することもできるし、ハウジング２１０と実質的に永久接続することもできる。バッテリーを入れたまま充電する際、充電コード２２０は、図３に示すように、ハウジング２１０内に格納されたバッテリー充電器１００、１００’を機器１０４に接続する。あるいは、充電コード２２０は、バッテリー充電器１００、１００’を、機器１０４外部にあるリチャージャブルバッテリーを充電するためのバッテリートレイまたはキャリア（図示せず）に接続することもできる。コネクタ２２２は、充電コード２２０を機器１０４またはバッテリートレイに着脱可能に接続することが好ましい。
【００３７】
バッテリー充電システム２００は、外部から見ると、従来のＡＣアダプタと物理的に似ているように見えるかもしれない。しかしながら、本バッテリー充電システム２００はエネルギーを貯蔵するが、従来のＡＣアダプタは貯蔵しない。したがって、本バッテリー充電システム２００は、内部的には、従来のＡＣアダプタと物理的かつ電気的に異なるものである。さらに、本バッテリー充電システム２００はエネルギー貯蔵手段１２０を有しているが、従来のＡＣアダプタにはそれが無い。したがって、本バッテリー充電システム２００は、従来のＡＣアダプタよりも幾分大型になる場合があり、通常は大型になる。
【００３８】
図４は、バッテリー充電システム３００のバッテリー充電器１００、１００’をドッキングポートすなわち受け台の形態で示している。バッテリー充電ドッキングポートシステム３００は、ドッキングポートハウジング３１０に格納されたバッテリー充電器１００、１００’と、充電器接続手段３２２とを備える。ハウジング３１０は、機器１０４を受容するように構成された凹部、スロットまたは窪み３２０を備える。充電器接続手段３２２は、前記凹部内に配置され、入れたまま充電するため機器１０４を凹部に挿入するときに、機器１０４内のバッテリーに電気接続される。バッテリー充電システム３００は、固定外部エネルギー源に接続してバッテリー充電器１００、１００’を通電するためのエネルギー源相互接続手段（図示せず）をさらに備える。
【００３９】
バッテリー充電器１００、１００’を通電するためには、エネルギー源相互接続手段を用いて、ドッキングポートシステム３００をＡＣ壁コンセントまたはＤＣコンセントに電気接続する。実施形態によっては、エネルギー源相互接続手段は、バッテリー充電システム２００について上述したプラグ実施形態２１２、２１２’と同様のものである場合もある。好ましい実施形態では、バッテリー充電システム２００、３００のエネルギー源相互接続手段は格納式である。例えば、バッテリー充電器１００、１００’を通電している間はハウジング２１０、３１０からプラグ２１２、２１２’が延び出て、通電が完了するとプラグ２１２、２１２’がハウジング２１０、３１０に格納されて、プラグ２１２、２１２’がハウジング表面と同一面になるように構成される。他の実施形態として、エネルギー源相互接続手段は、図５について後述するものと同様のものもある。
【００４０】
バッテリー充電システム２００、３００は、エネルギー貯蔵手段１２０を通電するため、比較的短時間だけＡＣコンセントまたはＤＣコンセントに電気接続される。この短期間の長さは、エネルギー貯蔵手段１２０の実施形態によって決まる。好ましいウルトラキャパシタ１２０の実施形態の場合、この短期間の長さは、ウルトラキャパシタの静電容量とバッテリー充電システム２００、３００に流し込むことができる最大電流とによって決まる。
【００４１】
ドッキングポートシステム３００に関して、例えば図４に示すようなカメラ１０４などの機器１０４内部のバッテリー１０２の入れたまま充電を実施するためには、機器１０４を凹部または窪み３２０に配置する。充電器接続手段３２２は、凹部３２０内に配置された電気接点３２２である。電気接点３２２は、機器１０４の表面にある接点（図示せず）とつがいを成し、該接点に電気接続されるように構成される。電気接点３２２は、実施形態に応じて圧力接点、摩擦接点、機械接点、または、限定はしないが対を成す雄／雌コネクタを含む他の接触手段のうちの１つ、あるいは、それらの組合せを含む。電気接点３２２に代えて、又は電気接点３２２に加えて、限定はしないが誘導結合を含む電気接点以外の充電器接続手段３２２を使用することもでき、それも本発明の範囲内である。さらに、固定手段を用いて、充電中に、前記接点または該固定手段によって機器１０４をバッテリー充電システム３００に物理的に固定することもできる。固定手段の追加により、輸送中に機器１０４を凹部３２０に固定するのが容易になる。
【００４２】
機器が凹部３２０に配置されると、ドッキングポートシステム３００は、機器１０４のバッテリー１０２を入れたまま充電する。実施形態によっては、ハウジング３１０は、該ハウジング３１０の表面に、発光ダイオード（ＬＥＤ）その他のインジケータ等のインジケータ手段３１６をさらに備える場合がある。実施形態によっては、インジケータ３１６は、ドッキングポートシステム３００がバッテリー１０２を充電するのに十分なだけのエネルギーを有していることを示すものである場合がある。他の実施形態では、インジケータは、ドッキングポートシステム３００が十分なエネルギーを有しておらず再度通電しなければならないことを示すものである場合がある。さらに他の実施形態では、十分なエネルギー状態と不十分なエネルギー状態とが両方とも示される場合がある。さらに、実施形態によっては、挿入された機器１０４がバッテリー充電システム３００と電気的に接触しているか否かをユーザに通知するインジケータ（図示せず）をオプションで備える場合もある。
【００４３】
さらに他のバッテリー充電システム実施形態（図示せず）では、機器が三脚を使用するカメラ１０４その他の機器である場合、バッテリー充電器１００、１００’は、三脚に組み込んで、機器１０４とともに使用することもできる。例えば、バッテリー充電器１００、１００’は、三脚の取付具の一部に組み込むことができる。カメラ１０４が三脚に接続されると、バッテリー充電器１００、１００’とカメラ１０４との間が電気接続される。
【００４４】
図５は、バッテリー充電システムの他の実施形態４００をバッテリー充電トレイ４００の形態で示している。バッテリー充電トレイシステム４００は、機器１０４の外部でバッテリー１０２を充電するものである。バッテリー充電トレイ４００は、機器１０４からバッテリー１０２を取り外した後、そのバッテリー１０２を収容して充電する。図５に示すように、バッテリー充電トレイシステム４００は、ハウジング４１０に封入されたバッテリー充電器１００、１００’と、充電器接続手段（図示せず）と、エネルギー源接続手段４２０とを備える。図５に図示したエネルギー源接続手段４２０は、電源コード４２０の実施形態の例である。
【００４５】
ハウジング４１０は、表面にバッテリー１０２を収容するように構成された凹部をさらに備える。充電器接続手段は、凹部内に配置された電気接点である。電気接点は、充電の際にバッテリー１０２上の接点と電気的に接触する。エネルギー源接続手段の電源コード４２０実施形態はその一端にプラグ手段４２２を備え、プラグ手段４２２は外部ＡＣコンセントまたはＤＣコンセントに挿入される。電源コード４２０は、その反対側の端部でハウジング４１０と接続される。
【００４６】
図５は、ＡＣコンセントに着脱可能に接続するための３ピンプラグ４２２手段の例を示している。しかしながら、バッテリー充電トレイシステム４００は、２ピンプラグや、ＤＣコンセントに対して相補的なプラグ等、他の手段４２２を用いて実施することもできる。実施形態によっては、電源コード４２０は、その反対側の端部に、該電源コード４２０をハウジング４１０と着脱可能に接続するための電源コード接続手段４２４をさらに備える場合もある。電源コード接続手段４２４は、ハウジング４１０の差込口に着脱可能に接続するためのコネクタまたはプラグ４２４、あるいは該差込口とつがいを成すコネクタまたはプラグ４２４である。他の実施形態では、電源コード４２０は、その反対側の端部において、ハウジング４１０と実質的に永久接続される（すなわち、配線される）場合がある。これらの実施形態の中には、電源コード４２０をハウジング４１０内に格納することができるものもある。当業者であれば接続手段４２０、４２２、４２４のこれらの実施形態および他の実施形態を容易に創作することができ、それらもすべて本発明の範囲内である。エネルギー供給が終わると、外部エネルギー源（たとえば、コンセント）から電源コード４２０が切り離され、このエネルギー貯蔵型バッテリー充電トレイシステム４００は、ハウジング４１０の凹部に挿入されたバッテリー１０２を「コードレスに」充電する用意ができる。
【００４７】
図６は、バッテリー充電システムの他の実施形態をホルスタ５００の形態で示している。このバッテリー充電ホルスタシステム５００は、デジタルカメラ（図示せず）や携帯電話１０４（図示のような）などの機器１０４を収容するように構成されている。ホルスタシステム５００は、ベルトやストラップなど、ユーザが自分の衣類やバッグに関連して身に付ける物に装着することができるという点で容易に携行することができるので、バッテリー充電器１００、１００’を持ち運ぶ手段と、持ち運びながら機器１０４のバッテリーを充電する手段との両方を提供することができる。
【００４８】
ホルスタシステム５００は、ハウジング５１０に組み込まれたバッテリー充電器１００、１００’を備えている。ハウジング５１０は、機器１０４を収納するように構成された凹部５２０を有する。ホルスタシステム５００は、凹部５２０内に、最終的にバッテリー充電器１００、１００’を機器１０４内のバッテリーと電気接続する充電器接続手段５２２をさらに備える。実施形態によっては、充電器接続手段５２２は、機器１０４側にある相補型接点（図示せず）と電気接続するための、凹部５２０内に設けられた電気接点５２２である。ホルスタシステム５００は、外部エネルギー源（図示せず）と電気接続してバッテリー充電器１００、１００’を通電するための接続手段をさらに備える。
【００４９】
実施形態の中には、このエネルギー源接続手段が、バッテリー充電トレイシステム４００について上述した電源コード４２０などの電源コード（図示せず）を含むものもある。外部電源が利用できる場合、この電源コードを用いてバッテリー充電器１００、１００’を通電することができる。例えば、ＤＣエネルギー源を使用するホルスタシステム５００の一実施形態では、電源コードのプラグを自動車の補助電源ポートに挿入することにより、バッテリー充電器１００、１００’を通電することもできる。ＡＣエネルギー源の場合、図５に示した電源コード４２０と同様の電源コードが使用される。
【００５０】
実施形態に応じて、電源コードは、着脱可能（すなわち、ホルスタハウジング５１０から取り外し可能）にしたり、ハウジング５１０内に格納可能にすることもできる。他の実施形態では、エネルギー源接続手段が、ハウジング５１０と一体化されたプラグ（同様に図示せず）を備える場合もある。一体化プラグにより、必要に応じて、電源コード無しでホルスタ５００を空きのＡＣコンセントやＤＣコンセントに直接挿入し、バッテリー充電器１００、１００’を通電することが可能になる。実施形態の中には、一体型プラグ手段が、ハウジング５１０の表面から延ばした後、折畳みまたは格納できるようなプラグになっているものもある。格納式プラグは、ハウジング５１０の表面と同一面の位置まで格納されるのが好ましい。
【００５１】
上記の例示的システム実施形態２００、３００、４００と同様に、ホルスタシステム５００も、ＡＣ外部電源およびＤＣ外部電源のうちの一方または両方を使用するように構成される。ホルスタシステム５００の通電が終わると、機器１０４をホルスタ５００の凹部５２０内に配置すれば（図６の両矢印に示すように）いつでも機器１０４（たとえば、携帯電話）のバッテリーを充電できるようになる。さらに他の実施形態では、ホルスタハウジング５１０は、ホルスタハウジング５１０をベルト、ストラップ、衣類または鞄に固定する手段をさらに備え、ユーザがホルスタシステム５００を容易に所持または携帯できるようにする場合がある。図６は一体型スロット形態の固定手段５２４の一実施形態を示すものであり、ベルトやストラップをこの固定手段に通すことで、ホルスタハウジング５１０をベルトやストラップに着脱可能に装着することができるようになっている。当業者であれば、他の固定手段を容易に創作することができ、それらすべても本発明の範囲内である。
【００５２】
有利なことに、本発明によれば、バッテリー充電器１００、１００’は、外部電源に接続すること無くバッテリー１０２を充電することができる。そのため、システム実施形態２００、３００、４００、５００のうちのいずれかによるバッテリー充電器１００、１００’は、空いている従来のＡＣ電源コンセントまたはＤＣ電源コンセントを用いて通電することができるようになっている。バッテリー充電器１００、１００’の通電が終わると、例えばバッテリー駆動式装置１０４を持って旅行にでる場合、そのバッテリー充電器１００、１００’を旅行鞄、スーツケース、ブリーフケースまたはハンドバッグ（以降、「鞄」）に入れて携行することができる。旅行者は、次々と場所を移動している間、機器１０４のバッテリー１０２を充電するために、エネルギー貯蔵型バッテリー充電器１００、１００’に貯蔵されたエネルギーを容易に利用またはアクセスすることができる。例えば、鞄の中で機器１０４をエネルギー貯蔵型ドッキングポートシステム３００の窪み状スロット３２０に挿入しておくことにより、次々と場所を移動している間にバッテリー１０２が充電される。同様に、エネルギー貯蔵型バッテリー充電システム２００も、バッグの中で持ち運ばれながらバッテリー１０２を充電することができる。さらに、エネルギー貯蔵型バッテリー充電器１００、１００’は、ＡＣ電源コンセントやＤＣ電源コンセントが利用できない場合や、利用するのに都合が悪い時でも、いつでもバッテリー１０２を充電するのに便利に使用することができる。
【００５３】
本発明のさらに他の態様では、バッテリー駆動式装置のリチャージャブルバッテリーを充電するための方法６００を提供する。方法６００は、エネルギーを貯蔵するための携帯手段または携帯エネルギー貯蔵装置に貯蔵されたエネルギーでリチャージャブルバッテリーを充電するステップ６２０を含む。実施形態によっては、リチャージャブルバッテリーを充電するステップ６２０は、バッテリーを機器に取り付けた状態で入れたまま実施される場合がある。他の実施形態では、充電するステップ６２０は、バッテリーを機器から取り外した状態で実施される場合もある。
【００５４】
図７は方法６００の好ましい実施形態のフロー図を示していて、この方法は、エネルギー貯蔵装置にエネルギーを貯蔵するステップ６１０をさらに含む。エネルギー貯蔵装置は、ウルトラキャパシタ、キャパシタまたは高速充電バッテリーが好ましい。また、エネルギーはエネルギー貯蔵装置に高速に貯蔵されることが好ましい。エネルギーはバッテリーを充電する前に貯蔵され、バッテリーの充電が都合よく独立し、事実上コードレス充電になるようにすることが好ましい。上記のように、エネルギー貯蔵装置にエネルギーを貯蔵するのに要する時間は、バッテリーを充電するのに要する時間と比較して短い。また、上述したように、エネルギー貯蔵装置に高速に貯蔵されるエネルギー量は、再充電されたリチャージャブルバッテリが機器の平常動作または通常動作中に電力を供給するのに十分なだけの量である。
【００５５】
好ましい実施形態の方法６００は、外部エネルギー源からエネルギーを得るステップと、エネルギーをエネルギー貯蔵装置で貯蔵される形態に変換するステップ６３０とをさらに含む。前記エネルギーを得るステップは、前記エネルギー貯蔵装置を、限定はしないがＡＣ電源コンセントまたはＤＣ補助装置ポート等の外部エネルギー源に電気接続するステップを含むことが好ましい。前記変換するステップ６３０は、外部エネルギー源からの電圧および電流を貯蔵装置による貯蔵に適した電圧および電流に変換することを含む。そのような変換ステップ６３０が任意選択で実施される場合、該ステップ６３０は貯蔵ステップ６１０よりも前に実施される。エネルギーを得るステップ、変換するステップ６３０および貯蔵するステップ６１０が完了すると、貯蔵装置は外部エネルギー源から切り離すことが好ましい。
【００５６】
例えば、変換するステップ６３０は、ＡＣエネルギー源のＡＣ電圧およびＡＣ電流を、好ましいウルトラキャパシタ等の貯蔵装置での使用に適したＤＣ電圧およびＤＣ電流に変換することを含む場合がある。他の例では、変換するステップ６３０は、ＤＣエネルギー源のＤＣ電圧およびＤＣ電流を、好ましいウルトラキャパシタでの使用に適したＤＣ電圧およびＤＣ電流に変換することを含む場合がある。エネルギーの貯蔵６１０に好ましいウルトラキャパシタを使用する場合の電圧および電流の適合性については、既に上で詳しく説明した。また、電圧および電流の適合性に関する詳細な情報は、ウルトラキャパシタの製造業者および／または仕入れ先から入手可能である。当業者であれば、過度の実験を行うことなく電圧および電流の適合性を容易に判定することができる。
【００５７】
方法６００は、任意選択で、バッテリーを充電するステップ６２０の前に、貯蔵装置に貯蔵されたエネルギーを調節するステップ６４０をさらに含む場合がある。好ましくは、調節するステップ６４０は、好ましいウルトラキャパシタの電圧および電流を適合させることを含む場合があり、その場合、バッテリーはそのウルトラキャパシタ電圧及び電流を用いて充電される。例えば、好ましいウルトラキャパシタ電圧のＤＣ−ＤＣ変換を実施することにより、そのウルトラキャパシタの電圧を調節６４０することができる。他の実施例では、バッテリーを充電６２０する前に好ましいウルトラキャパシタの電流を調節６４０することにより、好ましいウルトラキャパシタの電流を制限または調節することができる。
【００５８】
ここまで、バッテリー充電器１００、１００’、並びに、バッテリー充電器１００、１００’を採用したバッテリー充電システム２００、３００、４００、５００の幾つかの実施形態について説明してきた。また、リチャージャブルバッテリーを充電するための方法６００のいくつかの実施形態についても説明した。上記の実施形態は、本発明の原理を示す多数の特定の実施形態のうちのいくつかを示す単なる例に過ぎないと考えるべきである。明らかに、当業者であれば、特許請求の範囲に規定した本発明の範囲から外れることなく、多数の他の構成を容易に創作することができる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明のエネルギー貯蔵型充電器は、外部電源から切り離された状態でリチャージャブルバッテリーを充電することができるので、外部電源が利用できない場所で使用することができる。また、リチャージャブルバッテリの充電は、バッテリを機器に取り付けたまま行なうこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるバッテリー充電器の一実施形態を示すブロック図である。
【図２Ａ】バッテリー充電器を通電するために外部電源に接続された本発明のバッテリー充電器の一実施形態を示すブロック図である。
【図２Ｂ】本発明に従ってバッテリー駆動式装置のバッテリーを充電するため、該バッテリーに接続されたバッテリー充電器の一実施形態を示すブロック図である。
【図３】バッテリー駆動式装置の例に関連して本発明によるバッテリー充電器の一実施形態を示す斜視図である。
【図４】バッテリー駆動式装置の例に関連して本発明によるバッテリー充電器の他の実施形態を示す斜視図である。
【図５】複数のリチャージャブルバッテリーの例に関連して本発明によるバッテリー充電器の他の実施形態を示す斜視図である。
【図６】他のバッテリー駆動式装置の例に関連して本発明によるバッテリー充電器のさらに他の実施形態を示す斜視図である。
【図７】本発明に従ってリチャージャブルバッテリーを充電するための方法を示すフロー図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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