(57)【要約】【課題】電池が逆差しされた場合でも、電池を入れ替えることなく、電池と当該電池に接続される装置との間の電力供給路を正常化することができる電力供給路切替装置を得る。【解決手段】電池１２が電池ホルダ１４に装着された状態で、当該電池１２の正極端子１２Ａ及び負極端子１２Ｂと、電池ホルダ１４の第１入力端子１４Ａ及び第２入力端子１４Ｂとの間の接続状態を正電圧検出部２２及び負電圧検出部２４により検出し、この検出結果に基づいて電池１２の正極端子１２Ａと負荷１８の電源供給端１８Ａとが接続され、かつ電池１２の負極端子１２Ｂと負荷１８の接地端１８Ｂとが接続されるように電力供給路を切替える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池が装着された状態で当該電池の正極端子及び負極端子の一方が接触される第１入力端子と、
前記電池が装着された状態で当該電池の正極端子及び負極端子の他方が接触される第２入力端子と、
前記第１入力端子と前記電池の接続対象とされる接続対象装置の電源供給端とを接続すると共に前記第２入力端子と前記接続対象装置の接地端とを接続する第１供給路、及び前記第１入力端子と前記接続対象装置の接地端とを接続すると共に前記第２入力端子と前記接続対象装置の電源供給端とを接続する第２供給路の何れかに選択的に切替え可能に構成された電力供給路と、
前記電池が装着された状態で当該電池の正極端子及び負極端子と前記第１入力端子及び前記第２入力端子との間の接続状態を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて前記電池の正極端子と前記接続対象装置の電源供給端とが接続され、かつ前記電池の負極端子と前記接続対象装置の接地端とが接続されるように前記電力供給路を切替える切替手段と、
を備えた電力供給路切替装置。
【請求項２】
前記接続対象装置を、前記電池から電力が供給される負荷装置及び前記電池に対して充電を行う充電装置の少なくとも一方とした
請求項１記載の電力供給路切替装置。
【請求項３】
前記切替手段を、前記電力供給路を電気的に切替えることのできるスイッチ素子とした
請求項１又は請求項２記載の電力供給路切替装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記第１入力端子と前記第２入力端子との間の電圧レベルに基づいて前記接続状態を検出する
請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の電力供給路切替装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力供給路切替装置に係り、特に、電池と当該電池の接続対象とされる接続対象装置との間の電力供給路を正常化するように切替える電力供給路切替装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マンガン電池、アルカリ電池、リチウム電池等の充電することのできない１次電池や、リチウム・イオン電池、ニッケル・カドミウム電池、ニッケル水素電池等の充電することのできる２次電池等の電池により駆動する電子機器が多数存在する。
【０００３】
また、このような電池により駆動する電子機器は、デジタルカメラ、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant、携帯情報端末）、ノートブック型パーソナル・コンピュータ等、携帯してのモバイル環境での使用が前提とされているものが多く、この種の電子機器では、軽量化のためにリチウム・イオン電池を使用するものが多い。
【０００４】
ところで、このような電池により駆動する電子機器では、電池の装着方向が予め定められた電池ホルダに当該電池が正常に装着された状態で電力が供給されるように構成されており、誤って電池が逆方向に装着（以下、「逆差し」という。）された場合には正常に動作しないばかりか、電池の液漏れ等が発生する場合があり、この場合には当該電子機器が破壊される場合もあった。
【０００５】
この問題を解決するために、電池が逆差しされたか否かを検出し、逆差しされたことが検出された場合には当該電池からの電力供給を遮断する技術があった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２１８３７３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この技術では、電池が逆差しされた場合に当該電池からの電力供給を遮断しているので、当該電池から電力供給を行うようにするためには当該電池を逆方向となるように入れ替える必要がある、という問題点があった。
【０００８】
この問題点を回避するために、電池の外形形状及び電池ホルダの内部形状に工夫を凝らして当該電池の電池ホルダへの逆差しをできないようにする技術もあるが、この技術では電池及び電池ホルダの双方についてコストが上昇することになる。
【０００９】
なお、上記問題点は、電池ホルダに装着された２次電池に対して充電を行う場合にも発生するものである。すなわち、電池ホルダに装着された２次電池に対して充電を行う場合に上記特許文献１の技術を適用した場合、電池ホルダに充電対象とする２次電池を逆差しした場合には、充電装置から２次電池への電力供給を遮断することになり、この場合も２次電池への電力供給を行うようにするためには当該２次電池を逆方向となるように入れ替える必要が生じる。
【００１０】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、電池が逆差しされた場合でも、電池を入れ替えることなく、電池と当該電池に接続される装置との間の電力供給路を正常化することができる電力供給路切替装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の電力供給路切替装置は、電池が装着された状態で当該電池の正極端子及び負極端子の一方が接触される第１入力端子と、前記電池が装着された状態で当該電池の正極端子及び負極端子の他方が接触される第２入力端子と、前記第１入力端子と前記電池の接続対象とされる接続対象装置の電源供給端とを接続すると共に前記第２入力端子と前記接続対象装置の接地端とを接続する第１供給路、及び前記第１入力端子と前記接続対象装置の接地端とを接続すると共に前記第２入力端子と前記接続対象装置の電源供給端とを接続する第２供給路の何れかに選択的に切替え可能に構成された電力供給路と、前記電池が装着された状態で当該電池の正極端子及び負極端子と前記第１入力端子及び前記第２入力端子との間の接続状態を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて前記電池の正極端子と前記接続対象装置の電源供給端とが接続され、かつ前記電池の負極端子と前記接続対象装置の接地端とが接続されるように前記電力供給路を切替える切替手段と、を備えている。
【００１２】
請求項１に記載の電力供給路切替装置によれば、電池が装着された状態で当該電池の正極端子及び負極端子の一方が第１入力端子に接触されると共に、他方が第２入力端子に接触される。なお、上記電池には、マンガン電池、アルカリ電池、リチウム電池等の充電することのできない１次電池や、リチウム・イオン電池、ニッケル・カドミウム電池、ニッケル水素電池等の充電することのできる２次電池等のあらゆる電池を含めることができる。
【００１３】
また、本発明では、電力供給路が、第１入力端子と電池の接続対象とされる接続対象装置の電源供給端とを接続すると共に第２入力端子と接続対象装置の接地端とを接続する第１供給路、及び第１入力端子と接続対象装置の接地端とを接続すると共に第２入力端子と接続対象装置の電源供給端とを接続する第２供給路の何れかに選択的に切替え可能に構成されている。
【００１４】
ここで、本発明では、電池が装着された状態で当該電池の正極端子及び負極端子と第１入力端子及び第２入力端子との間の接続状態が検出手段によって検出され、この検出結果に基づいて電池の正極端子と接続対象装置の電源供給端とが接続され、かつ電池の負極端子と接続対象装置の接地端とが接続されるように電力供給路が切替手段によって切替えられる。
【００１５】
すなわち、本発明では、電池の正極端子及び負極端子と第１入力端子及び第２入力端子との間の接続状態を検出して、この検出結果に基づいて電池の正極端子と接続対象装置の電源供給端とが接続され、かつ電池の負極端子と接続対象装置の接地端とが接続されるように電力供給路を切替えるようにしており、これによって、電池が逆差しされた場合でも、電池を入れ替えることなく、電池と当該電池に接続される装置との間の電力供給路を正常化することができるようにしている。
【００１６】
このように、請求項１に記載の電力供給路切替装置によれば、電池が装着された状態で当該電池の正極端子及び負極端子の一方が接触される第１入力端子と、この状態で当該電池の正極端子及び負極端子の他方が接触される第２入力端子と、を備えると共に、電力供給路を、第１入力端子と電池の接続対象とされる接続対象装置の電源供給端とを接続すると共に第２入力端子と接続対象装置の接地端とを接続する第１供給路、及び第１入力端子と接続対象装置の接地端とを接続すると共に第２入力端子と接続対象装置の電源供給端とを接続する第２供給路の何れかに選択的に切替え可能に構成し、電池が装着された状態で当該電池の正極端子及び負極端子と第１入力端子及び第２入力端子との間の接続状態を検出し、この検出結果に基づいて電池の正極端子と接続対象装置の電源供給端とが接続され、かつ電池の負極端子と接続対象装置の接地端とが接続されるように電力供給路を切替えているので、電池が逆差しされた場合でも、電池を入れ替えることなく、電池と当該電池に接続される装置との間の電力供給路を正常化することができる。
【００１７】
なお、請求項２記載の電力供給路切替装置のように、請求項１に記載の発明における前記接続対象装置を、前記電池から電力が供給される負荷装置及び前記電池に対して充電を行う充電装置の少なくとも一方とすることができる。
【００１８】
本発明の接続対象装置を負荷装置とした場合は、電池が逆差しされた場合でも、電池を入れ替えることなく、電池から負荷装置に電力を供給することができる。また、本発明の接続対象装置を充電装置とした場合は、電池が逆差しされた場合でも、電池を入れ替えることなく、充電装置から電池に対して充電を行うことができる。更に、本発明の接続対象装置を負荷装置及び充電装置の双方とした場合は、電池が逆差しされた場合でも、電池を入れ替えることなく、電池から負荷装置に電力を供給することができると共に、充電装置から電池に対して充電を行うことができる。
【００１９】
また、請求項３記載の電力供給路切替装置は、請求項１又は請求項２に記載の発明における前記切替手段を、前記電力供給路を電気的に切替えることのできるスイッチ素子としたものである。なお、上記スイッチ素子には、電界効果トランジスタ（以下、「ＦＥＴ」という。）、光ＭＯＳリレー、バイポーラ型トランジスタを含めることができる。
【００２０】
このように、請求項３に記載の電力供給路切替装置によれば、請求項１又は請求項２記載の発明と同様の効果を奏することができると共に、本発明の切替手段を、電力供給路を電気的に切替えることのできるスイッチ素子としたので、高速に電池と当該電池に接続される装置との間の電力供給路を正常化することができる。
【００２１】
更に、請求項４記載の電力供給路切替装置は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の発明において、前記検出手段は、前記第１入力端子と前記第２入力端子との間の電圧レベルに基づいて前記接続状態を検出するものである。
【００２２】
請求項４に記載の電力供給路切替装置によれば、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の発明において、検出手段により、第１入力端子と第２入力端子との間の電圧レベルに基づいて電池の正極端子及び負極端子と第１入力端子及び第２入力端子との間の接続状態が検出される。
【００２３】
このように、請求項４に記載の電力供給路切替装置によれば、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の発明と同様の効果を奏することができると共に、第１入力端子と第２入力端子との間の電圧レベルに基づいて電池の正極端子及び負極端子と第１入力端子及び第２入力端子との間の接続状態を検出しているので、電池の外部形状に工夫を凝らすことなく当該接続状態を検出することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２５】
〔第１実施形態〕
本第１実施形態では、電池ホルダに装着された電池から負荷に対して駆動用の電力を供給する電子機器に本発明を適用した場合の形態について説明する。まず、図１を参照して、本実施の形態に係る電子機器１０の構成を説明する。
【００２６】
同図に示すように、電子機器１０は、単３型のアルカリ電池（以下、単に「電池」という。）１２が装着可能に構成された電池ホルダ１４と、電池ホルダ１４に装着された電池１２からの電力供給が必要とされる負荷１８と、電池ホルダ１４と負荷１８との間に介在された電力供給路切替部２０と、を含んで構成されている。なお、電子機器１０には、負荷１８に含まれる揮発性のメモリやタイマ等の常時電力供給が必要とされる部位に電力を供給する不図示のバックアップ電池（本実施の形態では、ボタン電池（Button Cell））が装着されている。
【００２７】
一方、電池ホルダ１４には、電池１２が正常に装着された状態で電池１２の正極端子１２Ａが接触される第１入力端子１４Ａと、このとき電池１２の負極端子１２Ｂが接触される第２入力端子１４Ｂと、が含まれている。なお、電池ホルダ１４は、電池１２の逆差しも可能なように構成されており、電池１２が逆差しされた場合には、電池１２の正極端子１２Ａが第２入力端子１４Ｂに、負極端子１２Ｂが第１入力端子１４Ａに、各々接触することになる。
【００２８】
また、電力供給路切替部２０には、電池１２が電池ホルダ１４に正常に装着されたことを検出する正電圧検出部２２と、電池１２が電池ホルダ１４に逆差しされたことを検出する負電圧検出部２４と、正電圧検出部２２又は負電圧検出部２４によりオン／オフの制御が可能とされた４つのスイッチ素子２６Ａ、２６Ｂ、２８Ａ、２８Ｂと、を含んで構成されている。なお、本実施の形態に係る当該４つのスイッチ素子２６Ａ、２６Ｂ、２８Ａ、２８Ｂは、ＭＯＳ−ＦＥＴで構成されている。従って、これらのスイッチ素子に対するオン／オフの制御は、各スイッチに設けられたゲート端子（以下、「制御端子」という。）に対するバイアス電圧の制御によってなされる。
【００２９】
ここで、スイッチ素子２６Ａの一方のスイッチ端子は電池ホルダ１４の第１入力端子１４Ａに、他方のスイッチ端子は負荷１８の電源供給端１８Ａに、各々接続されている。また、スイッチ素子２６Ｂの一方のスイッチ端子は電池ホルダ１４の第２入力端子１４Ｂに、他方のスイッチ端子は負荷１８の接地端１８Ｂに、各々接続されている。
【００３０】
また、スイッチ素子２８Ａの一方のスイッチ端子は電池ホルダ１４の第１入力端子１４Ａに、他方のスイッチ端子は負荷１８の接地端１８Ｂに、各々接続されている。また、スイッチ素子２８Ｂの一方のスイッチ端子は電池ホルダ１４の第２入力端子１４Ｂに、他方のスイッチ端子は負荷１８の電源供給端１８Ａに、各々接続されている。
【００３１】
以上の構成から、電池１２が電池ホルダ１４に正常に装着されたとき、スイッチ素子２６Ａ及びスイッチ素子２６Ｂを双方ともオンさせ、かつスイッチ素子２８Ａ及びスイッチ素子２８Ｂを双方ともオフさせることにより、電池１２から負荷１８に電力を供給することのできる電力供給路（本発明の「第１供給路」に相当。）を形成することができる。また、電池１２が電池ホルダ１４に逆差しされたとき、スイッチ素子２８Ａ及びスイッチ素子２８Ｂを双方ともオンさせ、かつスイッチ素子２６Ａ及びスイッチ素子２６Ｂを双方ともオフさせることにより、電池１２から負荷１８に電力を供給することのできる電力供給路（本発明の「第２供給路」に相当。）を形成することができる。
【００３２】
一方、図２（Ａ）には正電圧検出部２２の内部回路が、図２（Ｂ）には負電圧検出部２４の内部回路が、各々示されている。
【００３３】
図２（Ａ）に示すように、本実施の形態に係る正電圧検出部２２はオペアンプ２２Ａを含んで構成されており、オペアンプ２２Ａの反転入力端は抵抗Ｒ１を介して電池ホルダ１４の第１入力端子１４Ａに接続されると共に抵抗Ｒ２を介して接地され、非反転入力端は基準電圧Ｖｒｅｆを出力可能に構成された基準電圧源２２Ｂを介して接地されている。従って、オペアンプ２２Ａの非反転入力端には基準電圧Ｖｒｅｆが印加されることになる。
【００３４】
なお、基準電圧源２２Ｂは、前述の不図示のバックアップ電池からの出力電圧を基準電圧Ｖｒｅｆに変換して出力するものである。また、本実施の形態では、基準電圧Ｖｒｅｆを電池１２の定格電圧レベル（ここでは、１．５Ｖ）の略半分のレベルとしているが、０Ｖ超で、かつ電池１２の定格電圧レベルを抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の各々の抵抗値の比率によって予め定められた分圧比で分圧したときの電圧レベル（ここでは、１．２６Ｖ）未満のレベルであれば如何なるレベルとしてもよい。
【００３５】
また、オペアンプ２２Ａの出力端はスイッチ素子２６Ａ及びスイッチ素子２６Ｂの制御端子に接続されている。更に、基準電圧源２２Ｂの接地ラインは電池ホルダ１４の第２入力端子１４Ｂに接続されている。
【００３６】
すなわち、本実施の形態に係る正電圧検出部２２は、電池ホルダ１４の各入力端子間の電圧レベルに応じた分圧レベルと基準電圧Ｖｒｅｆとを比較対象としたコンパレータを構成しており、電池１２が電池ホルダ１４に正常に装着されている場合にハイレベルが出力され、逆差しされている場合にローレベルが出力される構成となっている。なお、正電圧検出部２２のオペアンプ２２Ａも不図示のバックアップ電池からの電力によって駆動される。
【００３７】
一方、図２（Ｂ）に示すように、本実施の形態に係る負電圧検出部２４はオペアンプ２４Ａを含んで構成されており、オペアンプ２４Ａの反転入力端は抵抗Ｒ１と同一の抵抗値とされた抵抗Ｒ３を介して電池ホルダ１４の第２入力端子１４Ｂに接続されると共に抵抗Ｒ２と同一の抵抗値とされた抵抗Ｒ４を介してオペアンプ２４Ａの非反転入力端に接続され、当該非反転入力端は正電圧検出部２２と同様の基準電圧Ｖｒｅｆを出力可能に構成された、基準電圧源２２Ｂと同一構成の基準電圧源２４Ｂを介して接地されている。従って、オペアンプ２４Ａの非反転入力端には基準電圧Ｖｒｅｆが印加されることになる。
【００３８】
また、オペアンプ２４Ａの出力端はスイッチ素子２８Ａ及びスイッチ素子２８Ｂの制御端子に接続されている。更に、基準電圧源２４Ｂの接地ラインは電池ホルダ１４の第１入力端子１４Ａに接続されている。
【００３９】
すなわち、本実施の形態に係る負電圧検出部２４は、電池ホルダ１４の各入力端子間の電圧に応じた分圧レベルと基準電圧Ｖｒｅｆとを比較対象としたコンパレータを構成しており、電池１２が電池ホルダ１４に逆差しされている場合にハイレベルが出力され、正常に装着されている場合にローレベルが出力される構成となっている。なお、負電圧検出部２４のオペアンプ２４Ａも不図示のバックアップ電池からの電力によって駆動される。
【００４０】
電池１２が本発明の電池に、第１入力端子１４Ａが本発明の第１入力端子に、第２入力端子１４Ｂが本発明の第２入力端子に、負荷１８が本発明の接続対象装置に、正電圧検出部２２及び負電圧検出部２４が本発明の検出手段に、スイッチ素子２６Ａ、２６Ｂ、２８Ａ、２８Ｂが本発明の切替手段に、第１入力端子１４Ａ及び第２入力端子１４Ｂから負荷１８に至る接続ラインが本発明の電力供給路に、各々相当する。
【００４１】
次に、本実施の形態に係る電子機器１０の作用として、本発明に特に関係する電力供給路切替部２０の作用を説明する。
【００４２】
電子機器１０を使用するに当たり、ユーザは、電池１２を電池ホルダ１４に装着する。このときの装着は、正常な装着でも逆差しでもよい。
【００４３】
ここで、電池１２が電池ホルダ１４に正常に装着された場合は、正電圧検出部２２からスイッチ素子２６Ａ、２６Ｂの制御端子に対してハイレベルの電圧が印加され、スイッチ素子２６Ａ、２６Ｂはオン状態となる。また、この場合、負電圧検出部２４からスイッチ素子２８Ａ、２８Ｂの制御端子に対してローレベルの電圧が印加され、スイッチ素子２８Ａ、２８Ｂはオフ状態となる。
【００４４】
従って、この場合は、電池１２から負荷１８に電力を供給することのできる電力供給路（本発明の「第１供給路」に相当。）を形成することができる。
【００４５】
一方、電池１２が電池ホルダ１４に逆差しされた場合は、正電圧検出部２２からスイッチ素子２６Ａ、２６Ｂの制御端子に対してローレベルの電圧が印加され、スイッチ素子２６Ａ、２６Ｂはオフ状態となる。また、この場合、負電圧検出部２４からスイッチ素子２８Ａ、２８Ｂの制御端子に対してハイレベルの電圧が印加され、スイッチ素子２８Ａ、２８Ｂはオン状態となる。
【００４６】
従って、この場合も、電池１２から負荷１８に電力を供給することのできる電力供給路（本発明の「第２供給路」に相当。）を形成することができる。
【００４７】
このように、本実施の形態に係る電力供給路切替部２０によれば、電池１２を正常に装着しても逆差ししても、何れの場合も電池１２から負荷１８に対して電力を供給することができる。
【００４８】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る電力供給路切替部２０では、電池１２が装着された状態で当該電池１２の正極端子１２Ａ及び負極端子１２Ｂの一方が接触される第１入力端子１４Ａと、この状態で当該電池１２の正極端子１２Ａ及び負極端子１２Ｂの他方が接触される第２入力端子１４Ｂと、を備えると共に、電力供給路を、第１入力端子１４Ａと電池１２の接続対象とされる負荷１８の電源供給端１８Ａとを接続すると共に第２入力端子１４Ｂと負荷１８の接地端１８Ｂとを接続する第１供給路、及び第１入力端子１４Ａと負荷１８の接地端１８Ｂとを接続すると共に第２入力端子１４Ｂと負荷１８の電源供給端１８Ａとを接続する第２供給路の何れかに選択的に切替え可能に構成し、電池１２が装着された状態で当該電池１２の正極端子１２Ａ及び負極端子１２Ｂと第１入力端子１４Ａ及び第２入力端子１４Ｂとの間の接続状態を検出し、この検出結果に基づいて電池１２の正極端子１２Ａと負荷１８の電源供給端１８Ａとが接続され、かつ電池１２の負極端子１２Ｂと負荷１８の接地端１８Ｂとが接続されるように電力供給路を切替えているので、電池１２が逆差しされた場合でも、電池１２を入れ替えることなく、電池１２と負荷１８との間の電力供給路を正常化することができる。
【００４９】
従って、電池１２が逆差しされた場合でも、電池１２を入れ替えることなく、電池１２から負荷１８に電力を供給することができる。
【００５０】
また、本実施の形態に係る電力供給路切替部２０では、本発明の切替手段として、電力供給路を電気的に切替えることのできるスイッチ素子を適用したので、高速に電池１２と負荷１８との間の電力供給路を正常化することができる。
【００５１】
更に、本実施の形態に係る電力供給路切替部２０では、第１入力端子１４Ａと第２入力端子１４Ｂとの間の電圧レベルに基づいて電池１２の正極端子１２Ａ及び負極端子１２Ｂと第１入力端子１４Ａ及び第２入力端子１４Ｂとの間の接続状態を検出しているので、電池１２の外部形状に工夫を凝らすことなく当該接続状態を検出することができる。
【００５２】
なお、本実施の形態において適用した正電圧検出部２２及び負電圧検出部２４の構成（図２（Ａ）、図２（Ｂ）参照）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００５３】
また、本実施の形態では、本発明の検出手段として正電圧検出部２２及び負電圧検出部２４の２つの検出部を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、一例として図３に示すように、１つの電圧検出部を適用する形態とすることもできる。
【００５４】
以下、図３に示す電子機器１０Ｂの構成について説明する。なお、同図における図１に示される電子機器１０と同一の構成要素には図１と同一の番号を付して、その説明を省略する。
【００５５】
この電子機器１０Ｂでは、図１に示される電子機器１０において用いられていた正電圧検出部２２及び負電圧検出部２４に代えて電圧検出部２３が適用されている。
【００５６】
この電圧検出部２３は、図３（Ｂ）に示すように正電圧検出部２２と略同様の構成とされており、オペアンプ２２Ａの出力端子が分岐されて当該オペアンプ２２Ａの出力レベルを反転するインバータ回路２２Ｃを介してスイッチ素子２８Ａ、２８Ｂに接続されている点のみが正電圧検出部２２と異なっている。なお、インバータ回路２２Ｃは、オペアンプ２２Ａの出力レベルがハイレベルである場合はローレベルに、ローレベルである場合はハイレベルに、各々変換するものとして構成されている。また、インバータ回路２２Ｃも不図示のバックアップ電池からの電力により駆動される。
【００５７】
従って、この電子機器１０Ｂの電力供給路切替部２０Ｂでは、電池１２が電池ホルダ１４に正常に装着された場合は、電圧検出部２３からスイッチ素子２６Ａ、２６Ｂの制御端子に対してハイレベルの電圧が印加され、スイッチ素子２６Ａ、２６Ｂはオン状態となる。また、この場合、電圧検出部２３からスイッチ素子２８Ａ、２８Ｂの制御端子に対してローレベルの電圧が印加され、スイッチ素子２８Ａ、２８Ｂはオフ状態となる。
【００５８】
従って、この場合は、電池１２から負荷１８に電力を供給することのできる電力供給路（本発明の「第１供給路」に相当。）を形成することができる。
【００５９】
一方、電池１２が電池ホルダ１４に逆差しされた場合は、電圧検出部２３からスイッチ素子２６Ａ、２６Ｂの制御端子に対してローレベルの電圧が印加され、スイッチ素子２６Ａ、２６Ｂはオフ状態となる。また、この場合、電圧検出部２３からスイッチ素子２８Ａ、２８Ｂの制御端子に対してハイレベルの電圧が印加され、スイッチ素子２８Ａ、２８Ｂはオン状態となる。
【００６０】
従って、この場合も、電池１２から負荷１８に電力を供給することのできる電力供給路（本発明の「第２供給路」に相当。）を形成することができる。
【００６１】
すなわち、この電子機器１０Ｂの電力供給路切替部２０Ｂも、本実施の形態に係る電力供給路切替部２０と同様に作用する。
【００６２】
この場合、本発明の検出手段を本実施の形態に比較して単純化することができるので、本発明を、より低コストで実現することができる。
【００６３】
〔第２実施形態〕
上記第１実施形態では、装着された電池から印加された電圧のレベルに基づいて電池の正極端子及び負極端子と電池ホルダの第１入力端子及び第２入力端子との間の接続状態を検出する場合の形態について説明したが、本第２実施形態では、装着された電池の外形形状に基づいて上記接続状態を検出する場合の形態について説明する。
【００６４】
まず、図４及び図５を参照して、本第２実施形態に係る電子機器１０Ｃの構成を説明する。なお、ここでは、図５に示すように、電池として正極端子１３Ａ及び負極端子１３Ｂが同一面上に設けられた板状の電池パック（以下、単に「電池」という。）１３を適用した場合について説明する。
【００６５】
図５に示すように、本実施の形態に係る電池ホルダ１５には、電池蓋３４と、電池１３の周面形状に対応する矩形状とされた挿入口３６と、が設けられている。ここで、電池蓋３４は、一端部が挿入口３６の一端部に図５矢印Ａ方向に回動可能に取り付けられており、挿入口３６を閉塞させた状態でロックすることができるものとされている。なお、当該ロック機構については図示を省略する。
【００６６】
この電池ホルダ１５に電池１３を装着するときには、電池蓋３４を、挿入口３６を開放させた状態とし、当該挿入口３６に電池１３を図５矢印Ｂ方向に挿入した後、電池蓋３４を回動させて挿入口３６を閉塞させた状態でロックする。
【００６７】
ここで、電池蓋３４には、電池１３が正常に装着された状態で電池１３の正極端子１３Ａが接触される第１入力端子１５Ａと、このとき電池１３の負極端子１３Ｂが接触される第２入力端子１５Ｂと、が設けられている。なお、電池ホルダ１５は、電池１３の逆差しも可能なように構成されており、電池１３が逆差しされた場合には、電池１３の正極端子１３Ａが第２入力端子１５Ｂに、負極端子１３Ｂが第１入力端子１５Ａに、各々接触することになる。
【００６８】
なお、電池１３には周面の一面に凹部３８が形成されており、電池ホルダ１５の内部には当該電池１３が正常に装着された状態で凹部３８に対応する位置に電池１３の逆差しを検出するためのスイッチ３２が設けられている。ここで、凹部３８は、電池１３の周面の一面のみに形成されたものであるので、スイッチ３２は、電池１３が正常に装着された場合にはオフ状態となり、逆差しされた場合にはオン状態となる。
【００６９】
一方、図４に示すように本実施の形態に係る電力供給路切替部２０Ｃは、スイッチ３２のオン／オフの状態が検出可能に構成された切替部３０と、切替部３０によりオン／オフの制御が可能とされた４つのスイッチ素子２６Ａ、２６Ｂ、２８Ａ、２８Ｂと、を含んで構成されている。なお、本実施の形態に係る当該４つのスイッチ素子２６Ａ、２６Ｂ、２８Ａ、２８Ｂも、ＭＯＳ−ＦＥＴで構成されている。従って、これらのスイッチ素子に対するオン／オフの制御は、各スイッチに設けられた制御端子に対するバイアス電圧の制御によってなされる。
【００７０】
ここで、スイッチ素子２６Ａの一方のスイッチ端子は電池ホルダ１５の第１入力端子１５Ａに、他方のスイッチ端子は負荷１８の電源供給端１８Ａに、各々接続されている。また、スイッチ素子２６Ｂの一方のスイッチ端子は電池ホルダ１５の第２入力端子１５Ｂに、他方のスイッチ端子は負荷１８の接地端１８Ｂに、各々接続されている。
【００７１】
また、スイッチ素子２８Ａの一方のスイッチ端子は電池ホルダ１５の第１入力端子１５Ａに、他方のスイッチ端子は負荷１８の接地端１８Ｂに、各々接続されている。また、スイッチ素子２８Ｂの一方のスイッチ端子は電池ホルダ１５の第２入力端子１５Ｂに、他方のスイッチ端子は負荷１８の電源供給端１８Ａに、各々接続されている。
【００７２】
以上の構成から、電池１３が電池ホルダ１５に正常に装着されたとき、スイッチ素子２６Ａ及びスイッチ素子２６Ｂを双方ともオンさせ、かつスイッチ素子２８Ａ及びスイッチ素子２８Ｂを双方ともオフさせることにより、電池１３から負荷１８に電力を供給することのできる電力供給路（本発明の「第１供給路」に相当。）を形成することができる。また、電池１３が電池ホルダ１５に逆差しされたとき、スイッチ素子２８Ａ及びスイッチ素子２８Ｂを双方ともオンさせ、かつスイッチ素子２６Ａ及びスイッチ素子２６Ｂを双方ともオフさせることにより、電池１３から負荷１８に電力を供給することのできる電力供給路（本発明の「第２供給路」に相当。）を形成することができる。
【００７３】
一方、切替部３０は、スイッチ３２がオフ状態となっているとき、すなわち、電池１３が電池ホルダ１５に正常に装着されているときにハイレベルとなり、スイッチ３２がオン状態となっているとき、すなわち、電池１３が電池ホルダ１５に逆差しされているときにローレベルとなる第１出力端３０Ａと、第１出力端３０Ａとは逆のレベルとなる第２出力端３０Ｂと、の２つの出力端が備えられている。そして、第１出力端３０Ａは、スイッチ素子２６Ａ及びスイッチ素子２６Ｂの制御端子に、第２出力端３０Ｂは、スイッチ素子２８Ａ及びスイッチ素子２８Ｂの制御端子に、各々接続されている。
【００７４】
電池１３が本発明の電池に、第１入力端子１５Ａが本発明の第１入力端子に、第２入力端子１５Ｂが本発明の第２入力端子に、負荷１８が本発明の接続対象装置に、スイッチ３２が本発明の検出手段に、スイッチ素子２６Ａ、２６Ｂ、２８Ａ、２８Ｂが本発明の切替手段に、第１入力端子１５Ａ及び第２入力端子１５Ｂから負荷１８に至る接続ラインが本発明の電力供給路に、各々相当する。
【００７５】
次に、本実施の形態に係る電子機器１０Ｃの作用として、本発明に特に関係する電力供給路切替部２０Ｃの作用を説明する。
【００７６】
電子機器１０Ｃを使用するに当たり、ユーザは、電池１３を電池ホルダ１５に装着する。このときの装着は、正常な装着でも逆差しでもよい。
【００７７】
ここで、電池１３が電池ホルダ１５に正常に装着された場合は、切替部３０の第１出力端３０Ａからスイッチ素子２６Ａ、２６Ｂの制御端子に対してハイレベルの電圧が印加され、スイッチ素子２６Ａ、２６Ｂはオン状態となる。また、この場合、切替部３０の第２出力端３０Ｂからスイッチ素子２８Ａ、２８Ｂの制御端子に対してローレベルの電圧が印加され、スイッチ素子２８Ａ、２８Ｂはオフ状態となる。
【００７８】
従って、この場合は、電池１３から負荷１８に電力を供給することのできる電力供給路（本発明の「第１供給路」に相当。）を形成することができる。
【００７９】
一方、電池１３が電池ホルダ１５に逆差しされた場合は、切替部３０の第１出力端３０Ａからスイッチ素子２６Ａ、２６Ｂの制御端子に対してローレベルの電圧が印加され、スイッチ素子２６Ａ、２６Ｂはオフ状態となる。また、この場合、切替部３０の第２出力端３０Ｂからスイッチ素子２８Ａ、２８Ｂの制御端子に対してハイレベルの電圧が印加され、スイッチ素子２８Ａ、２８Ｂはオン状態となる。
【００８０】
従って、この場合も、電池１３から負荷１８に電力を供給することのできる電力供給路（本発明の「第２供給路」に相当。）を形成することができる。
【００８１】
このように、本実施の形態に係る電力供給路切替部２０Ｃによれば、電池１３を正常に装着しても逆差ししても、何れの場合も電池１３から負荷１８に対して電力を供給することができる。
【００８２】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る電力供給路切替部２０Ｃでは、電池１３が装着された状態で当該電池１３の正極端子１３Ａ及び負極端子１３Ｂの一方が接触される第１入力端子１５Ａと、この状態で当該電池１３の正極端子１３Ａ及び負極端子１３Ｂの他方が接触される第２入力端子１５Ｂと、を備えると共に、電力供給路を、第１入力端子１５Ａと電池１３の接続対象とされる負荷１８の電源供給端１８Ａとを接続すると共に第２入力端子１５Ｂと負荷１８の接地端１８Ｂとを接続する第１供給路、及び第１入力端子１５Ａと負荷１８の接地端１８Ｂとを接続すると共に第２入力端子１５Ｂと負荷１８の電源供給端１８Ａとを接続する第２供給路の何れかに選択的に切替え可能に構成し、電池１３が装着された状態で当該電池１３の正極端子１３Ａ及び負極端子１３Ｂと第１入力端子１５Ａ及び第２入力端子１５Ｂとの間の接続状態を検出し、この検出結果に基づいて電池１３の正極端子１３Ａと負荷１８の電源供給端１８Ａとが接続され、かつ電池１３の負極端子１３Ｂと負荷１８の接地端１８Ｂとが接続されるように電力供給路を切替えているので、電池１３が逆差しされた場合でも、電池１３を入れ替えることなく、電池１３と負荷１８との間の電力供給路を正常化することができる。
【００８３】
従って、電池１３が逆差しされた場合でも、電池１３を入れ替えることなく、電池１３から負荷１８に電力を供給することができる。
【００８４】
また、本実施の形態に係る電力供給路切替部２０Ｃでは、本発明の切替手段として、電力供給路を電気的に切替えることのできるスイッチ素子を適用したので、高速に電池１３と負荷１８との間の電力供給路を正常化することができる。
【００８５】
なお、本実施の形態では、スイッチ３２による電池１３の装着状態の検出結果に基づいて自動的に電力供給路を切替える場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、当該検出結果に基づいて、ユーザによる手動によって電力供給路を切替える形態とすることもできる。
【００８６】
この場合、本実施の形態に係る電力供給路切替部２０Ｃにおける切替部３０に代えて、スイッチ３２により電池１３の逆差しが検出されたときに、その旨を明示する明示手段と、当該明示手段による明示に応じたユーザからの電力供給路の切替え指示を入力するための入力手段と、当該入力手段により切替え指示が入力されたときに電池１３の正極端子１３Ａと負荷１８の電源供給端１８Ａとが接続され、かつ電池１３の負極端子１３Ａと負荷１８の接地端１８Ｂとが接続されるように電力供給路を切替える供給路切替手段と、を備える。
【００８７】
この構成では、スイッチ３２により電池１３の逆差しが検出されたときに、その旨が明示手段によって明示される。そして、当該明示手段による明示に応じたユーザからの電力供給路の切替え指示が入力手段により入力されたときに電池１３の正極端子１３Ａと負荷１８の電源供給端１８Ａとが接続され、かつ電池１３の負極端子１３Ａと負荷１８の接地端１８Ｂとが接続されるように電力供給路が供給路切替手段によって切替えられる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００８８】
また、上記各実施の形態では、本発明の接続対象装置として負荷１８を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、装着された電池を充電するための充電装置を適用することもできる。
【００８９】
図６には、この場合の一例として、図１に示した電子機器１０において、負荷１８に代えて充電装置４０を接続した場合の構成が示されている。この場合、充電装置４０の電源供給端４０Ａがスイッチ素子２６Ａ及びスイッチ素子２８Ｂの他方のスイッチ端子に接続され、接地端４０Ｂがスイッチ素子２６Ｂ及びスイッチ素子２８Ａの他方のスイッチ端子に接続される。すなわち、充電装置４０の電源供給端４０Ａ及び接地端４０Ｂが、各々負荷１８の電源供給端１８Ａ及び接地端１８Ｂと同じ位置付けとなる。
【００９０】
この構成における電力供給路切替部２０の作用は上記第１実施形態と同様である。この場合は、電池が逆差しされた場合でも、電池を入れ替えることなく、充電装置から電池に対して充電を行うことができる。
【００９１】
更に、本発明の接続対象装置として、負荷及び充電装置の双方を同時に適用することもできることは言うまでもない。この場合は、電池が逆差しされた場合でも、電池を入れ替えることなく、電池から負荷に電力を供給することができると共に、充電装置から電池に対して充電を行うことができる。
【００９２】
【発明の効果】
本発明の電力供給路切替装置によれば、電池が装着された状態で当該電池の正極端子及び負極端子の一方が接触される第１入力端子と、この状態で当該電池の正極端子及び負極端子の他方が接触される第２入力端子と、を備えると共に、電力供給路を、第１入力端子と電池の接続対象とされる接続対象装置の電源供給端とを接続すると共に第２入力端子と接続対象装置の接地端とを接続する第１供給路、及び第１入力端子と接続対象装置の接地端とを接続すると共に第２入力端子と接続対象装置の電源供給端とを接続する第２供給路の何れかに選択的に切替え可能に構成し、電池が装着された状態で当該電池の正極端子及び負極端子と第１入力端子及び第２入力端子との間の接続状態を検出し、この検出結果に基づいて電池の正極端子と接続対象装置の電源供給端とが接続され、かつ電池の負極端子と接続対象装置の接地端とが接続されるように電力供給路を切替えているので、電池が逆差しされた場合でも、電池を入れ替えることなく、電池と当該電池に接続される装置との間の電力供給路を正常化することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る電子機器１０の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る電力供給路切替部２０の正電圧検出部２２及び負電圧検出部２４の内部構成を示す回路図である。
【図３】第１実施形態の変形例の説明に供する図であり、（Ａ）は電子機器１０Ｂの構成を示すブロック図であり、（Ｂ）は電子機器１０Ｂの電力供給路切替部２０Ｂにおける電圧検出部２３の内部構成を示す回路図である。
【図４】第２実施形態に係る電子機器１０Ｃの構成を示すブロック図である。
【図５】第２実施形態に係る電子機器１０Ｃにおける電池ホルダ１５及び電池１３の構成、及び電池１３の電池ホルダ１５への装着手順を示す概略斜視図である。
【図６】他の電子機器の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０、１０Ｂ、１０Ｃ    電子機器
１２、１３    電池
１４Ａ    第１入力端子
１４Ｂ    第２入力端子
１５Ａ    第１入力端子
１５Ｂ    第２入力端子
１８    負荷（接続対象装置）
２０、２０Ｂ、２０Ｃ    電力供給路切替部
２２    正電圧検出部（検出手段）
２４    負電圧検出部（検出手段）
２６Ａ、２６Ｂ    スイッチ素子（切替手段）
２８Ａ、２８Ｂ    スイッチ素子（切替手段）
３２    スイッチ（検出手段）
４０    充電装置（接続対象装置）
【図１】
2004201367.tif 000003
【図２】
2004201367.tif 000004
【図３】
2004201367.tif 000005
【図４】
2004201367.tif 000006
【図５】
2004201367.tif 000007
【図６】
2004201367.tif 000008