(57)【要約】      （修正有）【課題】電気機器の接地側に取り出されて除去されていた電力を当該電気機器に使用する二次電池の充電に利用する。【解決手段】電力供給用スイッチ４を２組の二次電池１Ａ，１Ｂのうちのいずれか一方の二次電池１Ａに接続させることにより、電力供給用の電気回路を確立するとともに、電力供給用スイッチ４と連動する充電用スイッチ７をの他方の組の二次電池１Ｂに接続させることにより、各種電気回路２の接地側に取り出される正電位を正電源５とし、前記電気機器の接地側に配設した負電源６との間に二次電池を接続させて充電用の電気回路を確立して当該他方の組の二次電池１Ｂに前記正電源５から供給される電力を充電し、前記電力供給用の電気回路に組み込まれていた一方の組の二次電池１Ａに対して充電が必要となったときには、前記電力供給用スイッチ７および充電用スイッチ４を連動させて、前記二次電池１Ａおよび前記他方の二次電池１Ｂとの接続を切換える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給用スイッチを、電気機器の各種電気回路のうち少なくとも１つへ電力を供給する供給電源として交互に用いられる２組の二次電池のうちのいずれか一方の組の二次電池に接続させることにより、電力供給用の電気回路を確立するとともに、
前記電力供給用スイッチと連動する充電用スイッチを、２組の二次電池のうちの他方の組の二次電池に接続させることにより、前記各種電気回路の接地側に取り出される正電位からなる正電源と、前記電気機器の接地側に配設した負電源との間に二次電池を接続させて充電用の電気回路を確立して当該他方の組の二次電池に前記正電源から供給される電力を充電し、
前記電力供給用の電気回路に組み込まれていた一方の組の二次電池に対して充電が必要となったときには、前記電力供給用スイッチおよび充電用スイッチを連動させて、前記一方の組の二次電池および前記他方の組の二次電池との接続を切換えることを特徴とする二次電池の充電方法。
【請求項２】
前記電力供給用の電気回路に組み込まれていた一組の二次電池のバッテリー残量を監視し、前記バッテリー残量が一定値以下である場合に、前記電力供給用スイッチおよび充電用スイッチを連動させてそれぞれの接続する一組の二次電池を切換えることを特徴とする請求項１に記載の二次電池の充電方法。
【請求項３】
前記バッテリー残量の検出は、当該一組の二次電池から電力が供給される電気回路としての制御部において行なうことを特徴とする請求項２に記載の二次電池の充電方法。
【請求項４】
電気機器の各種電気回路の少なくとも１つへ電力を供給する供給電源として、交互に用いられる２組の二次電池と、
前記２組の二次電池のうちいずれか一方の組の二次電池に接続させることにより、前記電気機器の各種電気回路の少なくとも１つへ電力を供給する電力供給用の電気回路を確立させる電力供給用スイッチと、
前記電力供給用スイッチに連動し、２組の二次電池のうちの他方の組の二次電池に接続させることにより、前記各種電気回路の接地側に取り出される正電位からなる正電源より他方の組の二次電池を通して前記電気機器の接地側に配設した負電源側へ電力を供給する充電用の電気回路を確立する充電用スイッチと
を備えることを特徴とする二次電池の充電装置。
【請求項５】
前記電力供給用の電気回路に組み込まれていた一組の二次電池のバッテリー残量を検出し、前記バッテリー残量が一定値以下である場合には、充電が必要である旨の信号を発生させる制御を行うバッテリー残量検出部と、前記充電が必要である旨の信号を受信したときに、前記電力供給用スイッチおよび充電用スイッチを連動させてそれぞれの接続する一組の二次電池を切換える制御を行うスイッチ制御部と
を有することを特徴とする請求項５に記載の二次電池の充電装置。
【請求項６】
前記バッテリー残量検出部と、スイッチ制御部は、当該一組の二次電池から電力が供給される、電気回路としての制御部に配設されていることを特徴とする請求項５に記載の二次電池の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯無線装置などの小型の電気機器に使用される二次電池の充電方法および充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ニッケルカドミウム電池、粒子有無イオン電池、ニッケル水素電池などの二次電池は、充電可能であるというその「繰り返し利用性」が高く評価され、近年、めざましい速度で普及した携帯のＣＤプレーヤ、ＭＤプレーヤ、コードレススピーカなど、比較的小型で携帯可能な電気機器に多く用いられている。
【０００３】
前記二次電池に関しては、従来より、その充電方法や装置が数多く提案されている。従来は、交流電源に通じるコンセントに充電器を接続し、この充電器に二次電池を満充電となるまで装填しておくことにより充電を完了させる方法が一般的であった。最近においては、例えば、特開平８−１４９０６３号公報に開示されたように、交流電源に通じるコンセントに接続した充電器を用いず、電気機器に送信されるマイクロ波を直流電流に変換し、二次電池に充電する充電方法がされている。
【０００４】
また、前述のような電気機器は、例えば、モータ、スピーカ、バンド・パス・フィルタなどの各種電気回路において、動作させる機器にとって不要な電力は接地側に取り出され、除去されている。例えば、受信した音情報をスピーカやイヤホン等によって再生するように構成した電気回路においては、当該スピーカでは再現されない音源データ以外の情報分の電力は接地側に取り出され、除去されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１４９０６３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明者は、二次電池を利用する電気機器において無駄に除去されていた電力に着目し、この除去されていた電力を有効に利用する新たな発明を完成させるに至った。
【０００７】
つまり、本発明は、前述のように、電気機器の各種電気回路における接地側に取り出されて除去されていた電力を当該電気機器に使用する二次電池の充電に利用して、二次電池の延命を図ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため、本発明の二次電池の充電方法は、電力供給用スイッチを、電気機器の各種電気回路のうち少なくとも１つへ電力を供給する供給電源として交互に用いられる２組の二次電池のうちのいずれか一方の組の二次電池に接続させることにより、電力供給用の電気回路を確立するとともに、前記電力供給用スイッチと連動する充電用スイッチを、２組の二次電池のうちの他方の組の二次電池に接続させることにより、前記各種電気回路の接地側に取り出される正電位からなる正電源と、前記電気機器の接地側に配設した負電源との間に二次電池を接続させて充電用の電気回路を確立して当該他方の組の二次電池に前記正電源から供給される電力を充電し、前記電力供給用の電気回路に組み込まれていた一方の組の二次電池に対して充電が必要となったときには、前記電力供給用スイッチおよび充電用スイッチを連動させて、前記一方の組の二次電池および前記他方の組の二次電池との接続を切換えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の二次電池の充電方法によれば、電気機器の各種電気回路における接地側に取り出されて除去されていた電力を前記電気機器に使用する二次電池の充電に利用することができる。
【００１０】
また、前記電力供給用の電気回路に組み込まれていた一組の二次電池のバッテリー残量を監視し、前記バッテリー残量が一定値以下である場合に、前記電力供給用スイッチおよび充電用スイッチを連動させてそれぞれの接続する一組の二次電池を切換えることを特徴とし、さらには、前記バッテリー残量の検出は、当該一組の二次電池から電力が供給される、電気回路としての制御部において行なうことを特徴とする。
【００１１】
これらの二次電池の制御方法によれば、前記電力供給用の電気回路に組み込まれた一組の二次電池の充電のタイミングを的確に検出し、前記電力供給用スイッチおよび充電用スイッチを自動的に連動させて、それぞれの接続する一組の二次電池を確実に切換えることができる。
【００１２】
そして、本発明の二次電池の充電装置は、電気機器の各種電気回路の少なくとも１つへ電力を供給する供給電源として交互に用いられる２組の二次電池と、前記２組の二次電池のうちいずれか一方の組の二次電池に接続させることにより、前記電気機器の各種電気回路の少なくとも１つへ電力を供給する電力供給用の電気回路を確立させる電力供給用スイッチと、前記電力供給用スイッチに連動し、２組の二次電池のうちの他方の組の二次電池に接続させることにより、前記各種電気回路の接地側に取り出される正電位からなる正電源より他方の組の二次電池を通して前記電気機器の接地側に配設した負電源側へ電力を供給する充電用の電気回路を確立する充電用スイッチとを備えることを特徴とする。
【００１３】
この二次電池の充電装置によれば、前記充電用の電気回路において、前記充電用スイッチが接続される前記他方の組の二次電池に、前記各種電気回路の接地側に取り出される正電位からなる正電源から前記電気機器の接地側に配設した負電源側へ流れる電流を充電させることができる。
【００１４】
そして、前記電力供給用の電気回路に組み込まれていた一方の組の二次電池に対して充電が必要となったときには、前記電力供給用スイッチおよび充電用スイッチを連動させて、前記電力供給用の電気回路を確立する一組の二次電池と、前記充電用の電気回路を確立する一組の二次電池とを切換えることで、当該電気機器が備えた２組の二次電池のいずれに対しても充電を行うことが可能となる。
【００１５】
また、前記電力供給用の電気回路に組み込まれていた一組の二次電池のバッテリー残量を検出し、前記バッテリー残量が一定値以下である場合には、充電が必要である旨の信号を発生させる制御を行うバッテリー残量検出部と、前記充電が必要である旨の信号を受信したときに、前記電力供給用スイッチおよび充電用スイッチを連動させてそれぞれの接続する一組の二次電池を切換える制御を行うスイッチ制御部とを有し、さらには、前記バッテリー残量検出部とスイッチ制御部は、当該一組の二次電池から電力が供給される電気回路としての制御部に配設されていることを特徴とする
これらの二次電池の充電装置によれば、前述した二次電池の充電方法を自動かつ確実に実行することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本実施形態の二次電池の充電装置は、ＣＤプレーヤ、ＭＤプレーヤ、コードレススピーカ等の二次電池を駆動電源のうちの少なくとも１つとして使用する電気機器に組み込まれている。
【００１７】
前記電気機器は、電力供給用として２組の二次電池１を備えており、本実施形態においては、図１に示すように、各組１つずつ、計２つの二次電池１を備えている。これらの２つの二次電池１は、一方の二次電池１Ａが前記電気機器の、例えば、モータ、スピーカ、バンドパスフィルタ、制御部３などの各種電気回路２の少なくとも１つへ電力を供給する電力供給用の電気回路に組み込まれているときは、他方の二次電池１Ｂに対して充電が施され、逆に、他方の二次電池１Ｂが前記電気機器の各種電気回路２の少なくとも１つへ電力を供給する電力供給用の電気回路に組み込まれているときは、前記一方の二次電池１Ａに対して充電が施されるように構成されている。
【００１８】
すなわち、本実施形態の二次電池の充電装置は、前記２つの二次電池１Ａ、１Ｂのうちいずれか一方の二次電池１に接続させることにより、前記電気機器の各種電気回路２の少なくとも１つへ電力を供給する電力供給用の電気回路を確立させる電力供給用スイッチ４と、前記電力供給用スイッチ４に連動し、２つの二次電池１のうちの他方の二次電池１Ｂに接続させることにより、前記各種電気回路２の接地側に取り出される正電位からなる正電源５より二次電池１Ｂを通して前記電気機器の接地側に前記正電源５より低い電圧とされて配置された負電源６へ電力を供給する充電用の電気回路を確立する充電用スイッチ７とを備えている。
【００１９】
本実施形態においては、前記電力供給用スイッチ４および充電用スイッチ７は、図１に示すような公知のメカ式リレースイッチ８の一部とされており、その説明は省略する。
【００２０】
また、本実施形態においては、前記電気機器の制御部３は、電力供給用の電気回路に組み込まれた二次電池１から電力が供給される各種電気回路２であり、前記制御部３には、前記電力供給用の電気回路に組み込まれていた一組の二次電池１のバッテリー残量を検出し、前記バッテリー残量が一定値以下である場合に、充電が必要である旨の信号を発生させる制御を行うバッテリー残量検出部９と、前記充電が必要である旨の信号を受信したときに、前記電力供給用スイッチ４および充電用スイッチ７を連動させて、それぞれの接続する二次電池１を切換えるべく、前記メカ式リレースイッチ８の駆動制御を行うスイッチ制御部１０が配設されている。
【００２１】
次に、前記二次電池１の充電方法について説明する。
【００２２】
まず、前記電力供給用スイッチ４を、一方の二次電池１Ａ（図１においては右側に配置された二次電池１Ａ）にその両極側において接続させることにより、電力供給用の電気回路を確立するとともに、前記電力供給用スイッチ４と連動する充電用スイッチ７を、他方の二次電池１Ｂ（図１においては左側に配置された二次電池１Ｂ）の両極側に接続させる。
【００２３】
このように、前記一方の二次電池１Ａに電力供給用スイッチ４を接続させて、電力供給用の電気回路を確立することにより、前記一方の二次電池１Ａから、各種電気回路２としての前記制御部３に必要な電力が供給されることとなる。このとき、この供給される二次電池１Ａの電圧を、前記制御部３のバッテリー残量検出部９において監視する。
【００２４】
また、前記他方の二次電池１Ｂには、前記電力供給用スイッチ４と連動する充電用スイッチ７をその両極側に接続させることにより、二次電池１Ｂの両極に正電源５と負電源６とを接続させて、前記充電用の電気回路を確立し、前記他方の二次電池１Ｂに、当該電気機器の各種電気回路２の接地側に取り出される正電位からなる正電源５より供給される電力を充電する。
【００２５】
そして、前記電力供給用の電気回路に組み込まれていた一方の二次電池１Ａに対して充電が必要となったとき、すなわち、前記バッテリー残量検出部９において、前記バッテリー残量が一定値以下であることを検出した場合には、当該バッテリー残量検出部９から充電が必要である旨の信号を出力し、この信号を受けたことを契機に、前記スイッチ制御部１０において、メカ式リレースイッチを駆動させ、前記電力供給用スイッチ４および充電用スイッチ７を連動させて、前記電力供給用の電気回路を確立する二次電池１Ａと、前記充電用の電気回路を確立する二次電池１Ｂとを切換える制御を行う。
【００２６】
そして、前述のようにして、電力供給用の電気回路に組み込まれた二次電池１から前記電気機器の制御部３に必要な電力を供給している間に、充電用の電気回路に組み込まれた二次電池１に対して前記正電源５から供給される電力を充電させることを繰り返す。
【００２７】
このような二次電池の充電装置および充電方法によれば、前記電気機器において除去されていた電力を、二次電池１の充電用電力として有効利用することができ、しかも、前記電力供給用の電気回路に組み込まれた二次電池１の充電のタイミングを的確に検出し、前記メカ式リレースイッチ８を自動に駆動させて前記電力供給用スイッチ４および充電用スイッチ７を連動させて、それぞれの接続する二次電池１を確実に切換えることができる。
【００２８】
本実施形態の二次電池の充電装置および充電方法は、特に、小型化された携帯無線機器などに有用である。
【００２９】
例えば、音声情報を含む電波を受信して周波数変換を行う携帯無線機器において生成されて接地側に取り出されるキャリア波等を、音声情報を除く正電位からなる正電源６として用いることによって、二次電池１の充電を行うことができる。
【００３０】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００３１】
例えば、本実施形態においては、各組の二次電池は１つずつ用意し、電力供給と充電とに交互に供するようにしたが、前記各組の二次電池を２個以上の複数個とし、それぞれの二次電池に接続する前記電力供給用スイッチ、および前記充電用スイッチを配設する構成の二次電気の充電装置とすることも可能である。その場合の充電方法は本実施形態に準ずるものとなる。
【００３２】
また、前記二次電池の電力の供給先は電気機器内の１つの電気回路に限らず、また、前記実施形態のように前記バッテリー残量検出部において供給される電力の電圧を監視する必要がない場合等には、制御部である必要もない。また、バッテリー残量検出部、スイッチ制御部は任意である。バッテリー残量検出部は、既に電気機器に組み込まれているバッテリー残量を検出する制御部を利用した制御とすることも可能である。また、ユーザの判断により、充電のタイミングを決定したり、前記電力供給用スイッチと充電用スイッチとを切換えることも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、簡単な構成および方法で、電気機器の各種電気回路における接地側に取り出されて除去されていた電力を当該電気機器に使用する二次電池の充電に利用することができ、前記電気機器の二次電池の使用可能時間を効果的に延ばすことができる。また、電気機器の使用に当たっては、従来のように交流電源に通じるコンセントに接続させて用いる充電器を携帯する必要もなく、例えば、野外などのように、従来の方法では充電不可能であった地域（交流電源の確保ができない状態）における使用においても、その充電を憂慮する必要がないので、前記電気機器はきわめて使用感のよいものとなるなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二次電池の充電装置の一実施形態を示すブロック図
【符号の説明】
１  二次電池
２  各種電気回路
３  制御部
４  電力供給用スイッチ
５  正電源
６  負電源
７  充電用スイッチ
８  メカ式リレースイッチ
９  バッテリー残量検出部
１０  スイッチ制御部
【図１】
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