(57)【要約】【課題】  二次電池の電極の同一箇所に充電器の端子が繰り返し当接することを防止する。【解決手段】  充電器１５の装填部１７の上方から電池パック２を押し込んでいくと、電池ケース７の開口９に摺接部材２６が嵌め込まれ、摺接部材２６と開口９から露呈している二次電池３、４の周面が摺接する。電池パック２をさらに押し込んで装填部１７に装填させると、正極５及び負極６は正極端子２４及び負極端子２５と当接したまま下方にスライドする。この時、二次電池５、６は、摺接部材２６と周面の摺接抵抗によって、軸心を中心に時計回りまたは反時計回りに回転を行う。これにより、正極端子２４及び負極端子２５と正極５及び負極６の当接位置が常に異なるので、電極の同一箇所が傷付けられることによる接触不良を低減できる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の二次電池に充電を行う充電器において、
前記二次電池を装填する装填部と、
前記装填部に配置され、前記装填部に装填された二次電池の軸心の延長線上から外れた位置で前記二次電池の電極と当接する端子とを備え、
前記二次電池を前記装填部に装填することに伴って、前記電極と前記端子の当接位置を変更させる当接位置変更手段を備えたことを特徴とする充電器。
【請求項２】
前記装填部は、長手方向を一致させて並べた複数の二次電池を、その軸心を中心に回転自在に電池ケースに収容した電池パックが装填可能であることを特徴とする請求項１記載の充電器。
【請求項３】
前記当接位置変更手段は、前記電池パックが装填部に装填される際に、前記電池ケースに収容されている二次電池と摺接する摺接部材であり、前記摺接部材が前記二次電池と摺接することにより、前記二次電池がその軸心を中心に回転して前記端子と前記電極の当接位置が変更することを特徴とする請求項２記載の充電器。
【請求項４】
前記当接位置変更手段は、前記装填部に装填された二次電池の長手方向に沿って設けられた回転軸を中心に回転自在である回転部材であり、前記回転部材には前記端子が設けられており、前記二次電池または前記電池パックを前記装填部に装填することに伴って、前記回転部材が回転することにより前記電極と前記端子の当接位置が変更することを特徴とする請求項１または２記載の充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒形状の二次電池に充電を行う充電器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近時、各種電子機器の電源にニッケル・水素電池やニッケル・カドミウム電池等の二次電池が用いられている。これらの二次電池は電子機器によって電力が消費されると、充電器によって充電を行うことで繰り返し使用が可能である。消費電力の大きいデジタルカメラ等の電子機器には、複数の二次電池が電池ケースに一体に収容された電池パックが用いられる。電池パックは、電子機器の電池室に装填して使用され、電池ケースから露呈している二次電池の電極と電池室の端子が当接して給電が行われる。また、使用後は、充電器の装填部に装填され、電池ケースから露呈している二次電池の電極と装填部の端子が当接することで二次電池に充電が行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のように、二次電池は使用後に再び充電が行われて繰り返し使用されるので、電池パックが電子機器の電池室や充電器の装填部に装填されて繰り返し使用されると、二次電池の電極に対して、電池室や装填部に設けられている端子が常に同じ場所に当接する。二次電池の電極は、鉄にニッケルメッキが３〜４ミクロンの厚さで施されている。しかし、端子が電極の同一箇所に繰り返し当接すると、ニッケルメッキを傷つけてしまい鉄が露出する。鉄が露出した部分には、時間の経過とともに錆が発生する。これにより、電子機器や充電器の端子が電極に発生した錆と当接すると、電気抵抗が増大して接触不良を起こすので電子機器の動作時間の低下や、電子機器が動作しなくなるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、二次電池の電極と充電器の端子の接触不良の発生を低減させ、二次電池のより多くの繰り返し使用を行うことができる充電器を提供することを目的とする
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の充電器によれば、円筒形状の二次電池に充電を行う充電器において、前記二次電池を装填する装填部と、前記装填部に配置され、前記装填部に装填された二次電池の軸心の延長線上から外れた位置で前記二次電池の電極と当接する端子とを備え、前記二次電池を前記装填部に装填することに伴って、前記電極と前記端子の当接位置を変更させる当接位置変更手段を備えたものである。また、前記装填部は、長手方向を一致させて並べた複数の二次電池を、その軸心を中心に回転自在に電池ケースに収容した電池パックが装填可能であることが好ましい。
【０００６】
また、前記当接位置変更手段は、前記電池パックが装填部に装填される際に、前記電池ケースに収容されている二次電池と摺接する摺接部材であり、前記摺接部材が前記二次電池と摺接することにより、前記二次電池がその軸心を中心に回転して前記端子と前記電極の当接位置が変更するものである。
【０００７】
また、前記当接位置変更手段は、前記装填部に装填された二次電池の長手方向に沿って設けられた回転軸を中心に回転自在である回転部材であり、前記回転部材には前記端子が設けられており、前記二次電池または前記電池パックを前記装填部に装填することに伴って、前記回転部材が回転することにより前記電極と前記端子の当接位置が変更するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、円筒形状の二次電池に充電を行う充電器において、二次電池を装填する装填部と、装填部に配置され、装填部に装填された二次電池の軸心の延長線上から外れた位置で二次電池の電極と当接する端子とを備え、二次電池を装填部に装填することに伴って、電極と端子の当接位置を常に変更させる当接位置変更手段を備えたので、二次電池の電極の同一箇所が常に傷つけられることない。よって、電極と端子間の接触不良を低減させることができ、二次電池のより多くの繰り返し使用が可能となる。
【０００９】
また、装填部は、長手方向を一致させて並べた複数の二次電池を、その軸心を中心に回転自在に電池ケースに収容した電池パックが装填可能であるので、二次電池を電池ケースに収容したままの状態で二次電池に充電が可能であり、電池ケースから二次電池を取り外して充電を行うという煩雑な作業を行う必要がない。
【００１０】
また、当接位置変更手段は、電池パックが装填部に装填される際に、電池ケースに収容されている二次電池と摺接する摺接部材であり、摺接部材が二次電池と摺接することにより、二次電池がその軸心を中心に回転して端子と電極の当接位置が変更するので、電極の同一箇所が傷つくことによる接触不良を低減でき、電池パックの繰り返し使用が可能である。
【００１１】
また、当接位置変更手段は、装填部に装填された二次電池の長手方向に沿って設けられた回転軸を中心に回転自在である回転部材であり、回転部材には端子が設けられており、二次電池または電池パックを装填部に装填することに伴って、回転部材が回転することにより電極と端子の当接位置が変更するので、二次電池の電極が傷つくことによる接触不良を低減でき、二次電池または電池パックの繰り返し使用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、第１の実施形態について説明する。図１（Ａ）に示すように、電池パック２は、例えば単三乾電池の外形と等しい円筒形の二次電池３、４と、これら二次電池３、４を一体に収容する電池ケース７とから構成されている。この二次電池３、４としては、ニッケル・水素電池が使用されている。なお、二次電池３、４はニッケル・水素電池を使用したが、ニッケル・カドミウム電池等の二次電池を使用してもよい。
【００１３】
図１（Ｂ）に示すように、合成樹脂で形成された電池ケース７には、各二次電池３、４の周面より僅かに大きく、二次電池３、４の周面の約２／３を覆うような円弧面８が並列に２つ形成されている。また、電池ケース７の円弧面８には、電池ケース７に収容した二次電池３、４の周面を一部露呈させる開口９が各二次電池３、４に対応して設けられている。さらに、電池ケース７には正極５及び負極６が設けられている二次電池３、４の両端面を保持する保持部１０が電池ケース７の長辺から延設されて約Ｌ字形状に形成されている。保持部１０は、二次電池３、４が電池ケース７内で長手方向に移動することを規制するものである。なお、保持部１０は、正極５及び負極６とは干渉しないように両端面を保持している。さらに、端面を保持している部分の厚みは薄く形成されているので、保持部１０が後述する充電器に設けられた端子と、二次電池３、４の電極が当接することを妨げることはない。
【００１４】
電池ケース７に二次電池３、４を収容する場合には、電池ケース７の円弧面８の側端部８ａ、８ｂを左右に広げながら、二次電池３、４の電極を互いに逆向きにして円弧面８内に挿入する。広げられた円弧面８の両側端部８ａ、８ｂは、その復元力によって二次電池３、４が脱落しないように円弧面８内に収容している。なお、円弧面８が二次電池３、４の周面より僅かに大きく、かつ円弧面８が摩擦抵抗の少ない滑らかな面を有しているので、電池ケース７に収容された二次電池３、４は、その軸心を中心に回転自在である。
【００１５】
図２に示す充電器１５は、直方体形状をしており、その一側面には接続端子１６が、上面には装填部１７が設けられている。一側面に設けられた接続端子１６には、電源ケーブル２０の接続用コネクタ２１が接続されている。電源ケーブル２０は、その一方の端部には接続コネクタ２１が、他方の端部には家庭用のコンセントに接続するソケットが（図示せず）が設けられている。ソケットを介して家庭用のコンセントから供給された商用交流電源（例えば交流電源１００Ｖ）は、接続コネクタ２１から接続端子１６に給電される。接続端子１６に給電された商用交流電源は、充電器１５内の回路基盤に設けられたＡＣ・ＤＣコンバータ（図示せず）に送られる。ＡＣ・ＤＣコンバータは、商用交流電源を直流電流・電圧に変換する。そして、変換された直流電流・電圧は、後述する端子と当接している二次電池５，６に給電され、充電される。
【００１６】
充電器１５の上面に設けられた装填部１７には、上面が凹形状に窪んで形成されており電池パック２が装填される。装填部１７は、載置面２３、正極端子２４、負極端子２５、摺接部材２６が設けられている。装填部１７の底面に設けられた載置面２３は、電池ケース７から約１／３程度露呈している二次電池３、４の周面と同一円弧形状をしている。
【００１７】
装填部１７の短辺で形成されている側面には、電池パック２が装填部１７に装填された際に、電池ケース７から露呈している二次電池３、４の正極５及び負極６に当接する突起形状の正極端子２４及び負極端子２５が設けられている。この正極端子２４及び負極端子２５と二次電池３、４の正極５及び負極６が当接することで、二次電池３、４に充電が行われる。なお、正極端子２４及び負極端子２５は、装填部１７に装填された電池パック２の二次電池３、４の軸心の延長線上から外れた位置に設けられている。
【００１８】
さらに、装填部１７の長辺で形成されている側面には、当接位置変更手段である摺接部材２６が設けられている。摺接部材２６は、電池パック２が装填部１７に装填される際に、電池ケース７に設けられた開口９と対応した位置に固定されている。摺接部材２６としては、例えばゴム、シリコンなど、二次電池３、４の周面と摺接した際に適度な摩擦抵抗を有する部材が用いられる。なお、本実施形態では、摺接部材２６としては板状のゴムを用いる。
【００１９】
次に、上記のように構成された本実施形態における充電器１５の作用について説明する。電池パック２は円筒形状の２本の二次電池３、４が、その軸心を中心に回転自在に電池ケース７に収容されている。この電池パック２はデジタルカメラ等の電子機器の電池室に装填して使用する。電池パック２が使用され、二次電池３、４の電力が消費されると、電池パック２は充電器１５の装填部１７に装填されて充電が行われる。
【００２０】
図３（Ａ）に示すように、充電器１５の装填部１７に設けられた正極端子２４及び負極端子２５と、二次電池３、４の正極５及び負極６の方向を一致させて、電池パック２を装填部１７の上方から押し込む。この時、装填部１７に設けられた摺接部材２６は、電池ケース７に設けられた開口９に嵌め込まれる。これにより、摺接部材２６と開口９から露呈している二次電池３、４の周面が摺接する。
【００２１】
そして、電池パック２を徐々に装填部１７に押し込んで装填させると、二次電池３、４の正極５及び負極６は正極端子２４及び負極端子２５と当接したまま下方にスライドを行う。この時図３（Ｂ）に示すように、二次電池５は、摺接部材２６と周面の摺接抵抗によって、軸心を中心に時計回り方向に回転を行う。二次電池６は、摺接部材２６と周面の摺接抵抗によって、軸心を中心に反時計回り方向に回転を行う。これにより、繰り返し電池パック２を装填部１７に装填しても、二次電池３、４の正極５及び負極６に当接する正極端子２４及び負極端子２５の当接位置が常に異なるので、二次電池３、４の電極に施されたニッケルメッキの同一箇所が傷付けられることによる電極と端子の接触不良を低減できる。
【００２２】
次に、第２の実施形態を説明する。なお、第１の実施形態のものと同様の構成部材については、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。図４に示す充電器３０には、電池パック３１が装填可能である。電池パック３１は、二次電池３、４の両端面に設けられた正極５及び負極６を露呈させ、かつ長手方向を一致させて並べた２本の二次電池３、４を電池ケース３２に収容したものである。
【００２３】
充電器３０は、電池パック３１を装填する装填部３３、家庭用のコンセントから電源を受電する接続端子１６を備えている。接続端子１６には、電源コード２０の接続コネクタ２１が接続され、コンセントからの商用交流電源が受電される。接続端子１６に受電された商用交流電源は、前述した第１の実施形態を同様にして装填部３３に装填された電池パック３１の二次電池３、４に給電し、充電を行う。
【００２４】
充電器３０の上面に設けられた装填部３３は、凹形状に窪んでおり、その底面には載置面２３が、側面には正極端子２４が設けられた回転部材４０、及び負極端子２５が設けられた回転部材４１等を備えている。載置面２３は、二次電池３、４の周面と同一円弧形状をしている。当接位置変更手段である回転部材４０、４１は、装填部３３の短辺で形成された側面に設けられており、回転機構によって回転自在である。なお、載置面２３の下部には、充電回路の配線パターンやＡＣ・ＤＣコンバータなどの電気部品を実装した回路基板４２を備えている（図５参照）。
【００２５】
図５及び図６を用いて回転機構の構成を説明する。回転機構は、ハンダ付用金具４５、軸部材４６から構成されており、回転部材４０、４１を回転自在とするものである。本実施形態では、負極端子２５が設けられた回転部材４１について説明するが、正極端子２４が設けられている回転部材４０にも同様の構成の回転機構が設けられている。
【００２６】
ハンダ付用金具４５は、その一方の端部を回路基板４２に設けられた貫通穴４７に挿通させ、回路基板４２から突出した部分を充電回路の配線パターンにハンダ付けされている。また、他方の端部には、軸部材４６の挿通部４６ａを挿通させる挿通穴４５ａが設けられている。
【００２７】
軸部材４６は導電性の部材で形成されており、一方の端部には挿通部４６ａが、他方の端部には回転部材４１に設けられた回転穴４１ａに挿通させる回転軸部４６ｂが設けられている。挿通部４６ａをハンダ付用金具４５の挿通穴４５ａに挿通させ、ハンダ付用金具４５から突出した挿通部４６ａをかしめることで、ハンダ付用金具４５と軸部材４６を固定する。回転軸部４６ｂは、回転部材４１の負極端子２５が設けられている反対側から回転穴４１ａに挿通され、装填部３３側に突出した回転軸部４６ｂの先端を回転部材４１が回転軸部４６ｂを中心に回転自在となる程度にかしめる。なお、ハンダ付用金具４５、軸部材４６、及び回転部材４１は電気的に接続されている。
【００２８】
次に上記構成による作用について説明する。デジタルカメラなどの電子機器によって使用された電池パック３１は、充電器３０によって充電が行われる。充電器３０の装填部３３に装填される電池パック３１は、図７（Ａ）に示すように、回転部材４０、４１の正極端子２４及び負極端子２５と、電池ケース３２に収容された二次電池３、４の電極の正極５及び負極６を対応させて装填部３３の上方から押し込まれる。電池パック３１が装填部３３に押し込まれていくと、電池ケース３２から露呈している二次電池３、４の正極５及び負極６は、回転部材４０、４１に設けられた正極端子２４及び負極端子２５に当接しながら下方にスライドする。
【００２９】
これにより、図７（Ｂ）に示すように、回転部材４０、４１は回転軸部４６ｂを中心に例えば時計方向に回転する。なお、回転部材４０、４１の回転方向は、時計方向に限るものではなく、二次電池３、４の正極５及び負極６と回転部材４０、４１の正極端子２４及び負極端子２５の位置関係や当接角度などによって反時計方向に回転してもよい。また、電池パック３１を装填部３３から取り外すときにも、二次電池３、４の正極５及び負極６と、回転部材４０、４１の正極端子２４及び負極端子２５が当接しながら電池パック３１が上方に抜き取られるので、二次電池３、４の正極５及び負極６に対して回転部材４０、４１の正極端子２４及び負極端子２５は常に異なる位置に当接する。従って、二次電池３、４の正極５及び負極６に施されたニッケルメッキの同一箇所を傷付けることによる接触不良を低減できる。
【００３０】
なお、第２の実施形態では、装填部３３に装填する二次電池３、４は、電池ケース３２内で回転を行わないが、これに限らず、電池ケース３２内で二次電池３、４の軸心を中心に回転自在に収容された電池パックを用いてもよい。この場合は、回転部材４０、４１とともに二次電池３、４も回転するので、回転部材４０、４１の端子が二次電池３、４の電極に当接する位置がさらに変化するので、繰り返し充電を行ってもニッケルメッキが傷つけられるのをより低減できる。
【００３１】
また、第２の実施形態では、装填部３３に電池パック３１を装填したが、電池パッ３１を用いずに二次電池３、４をそのまま装填してもよい。また、充電器３０の装填部３３には、２本の二次電池３、４が装填可能であるが、装填部３３に二次電池３、４を２本以上装填可能な構成にしてもよい。
【００３２】
なお、第１及び第２の実施形態では、二次電池３、４を並列に配置して電池ケースに収容した電池パックと、この電池パックを装填可能な装填部を備えた充電器を用いて説明したが、二次電池３、４を直列に配置して電池ケースに収容した電池パックと、この電池パックを装填可能な装填部を備えた充電器に本発明を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】二次電池と電池ケースの外観を示す斜視図である。
【図２】摺接部材を備えた充電器を示す外観斜視図である。
【図３】電池パックの装着方向を示す説明図である。
【図４】回転部材を備えた充電器を示す外観斜視図である。
【図５】回転機構の構成を示す分解斜視図である。
【図６】回転機構の構成を示す断面図である。
【図７】第２実施形態における電池パックの装着方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
２  電池パック
３、４  二次電池
５  正極端子
６  負極端子
７  電池ケース
９  開口
１５  充電器
１７  装填部
２４  正極端子
２５  負極端子
２６  摺接部材
４０、４１  回転部材
４５  ハンダ付用金具
４６  軸部材
４６ｂ  回転軸部
【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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