(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電池タイプと異なる第２の電池タイプの電池用の充電装置を利用して前記第１の電池タイプの電池式装置を充電および／または再充電するアダプタであって、
前記第２の電池タイプの電池用の充電装置の充電端子に電気接続するように構成されている第１の端子対と、
前記第１の電池タイプの電池式装置に電気接続する第２の端子対と、
前記第１の端子対および前記第２の端子対を支持するハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、前記第１の端子対と第２の端子対との間に接続された電子回路であって、前記電池式装置が前記第２の端子対に接続され、かつ、前記第２の電池タイプの電池用の電池充電装置が前記第１の端子対に接続された場合、前記第１の電池タイプの前記電池式装置の充電を制御する電子回路と
を有し、
前記電子回路は、前記第２の端子対に接続された前記第１の電池タイプの電池が前記第１の端子対に接続された負荷に給電する場合、高い導電率を有するものであり、前記第１の電池タイプの電池が前記第２の端子対に接続され、かつ、前記第２の電池タイプの電池用の電池充電装置が前記第１の端子対に接続された場合、導電率を低減して前記第１の電池タイプの電池の充電を制限するものである
アダプタ。
【請求項２】
第１の電池タイプの電池により給電可能であり、前記第１の電池タイプの電池と異なる第２の電池タイプの電池用の充電装置を利用して充電可能および／または再充電可能なアダプタおよび照明器具であって、
光源を支持し、前記第１の電池タイプの電池を受容する空洞を有する照明器具ハウジングと、
照明器具ハウジング上にあり、前記第２の電池タイプの電池用の充電装置の充電端子に電気接続するように構成されている第１の端子対と、
前記照明器具ハウジングの前記空洞内にあり、前記第１の電池タイプの電池に電気接続する第２の端子対と、
前記照明器具ハウジング内に配置され、前記第１および第２の端子対に接続された電子回路であって、前記第１の電池タイプの電池が前記第２の端子対に接続され、かつ、前記第２の電池タイプの電池用の電池充電装置が前記第１の端子対に接続された場合、前記第１の電池タイプの電池の充電を制御するものである、前記電子回路と、
前記第１の電池タイプの電池が前記照明器具ハウジングの前記空洞内にある場合、前記第１の電池タイプの電池から前記光源に選択的に通電するスイッチと
を有するアダプタおよび照明器具。
【請求項３】
請求項１記載のアダプタにおいて、前記アダプタは前記第２の電池タイプの元の電池に対する代替物であり、
前記ハウジングは、前記第２の電池タイプの前記元の電池のハウジングと実質的に同様な構成を有し、かつ、前記第１の電池タイプの代替電池を受容する空洞を有する電池ハウジングであるアダプタ。
【請求項４】
請求項１または２記載のアダプタにおいて、前記ハウジングは前記第１の電池タイプの代替電池を受容する空洞を有する電池ハウジングであり、当該アダプタは、さらに、
前記ハウジングの前記空洞内の前記第１の電池タイプの代替電池、若しくは
前記ハウジングの前記空洞内に収容された前記第１の電池タイプの代替電池
を有するものであるアダプタ。
【請求項５】
請求項１記載のアダプタにおいて、前記電池式装置は前記第１の電池タイプの電池を使用する照明器具であり、
前記ハウジングは、前記第２の電池タイプの電池を使用する元の照明器具の端子対と実質的に同様な構成の前記第１の端子対を有し、かつ、前記第１の電池タイプの電池を受容する空洞を有する照明器具ハウジングであるアダプタ。
【請求項６】
請求項１記載のアダプタにおいて、前記ハウジングは前記第１の電池タイプの代替電池を受容する空洞を有する照明器具ハウジングであり、当該アダプタは、さらに、
前記照明器具ハウジングにより支持される光源と、
前記照明器具ハウジングの前記空洞内の前記第１の電池タイプの電池と、
前記光源を選択的に制御して光を選択的に生成するスイッチと
を有するものであるアダプタ。
【請求項７】
請求項６記載のアダプタにおいて、さらに、
前記光源と、前記第１の電池タイプの電池との間に接続され、前記スイッチに応答して前記光源に選択的に通電するコントローラを有するものであるアダプタ。
【請求項８】
請求項１または２記載のアダプタにおいて、前記電子回路は、前記第１の電池タイプの電池の電圧が所定の電位に達した場合、当該第１の電池タイプの電池に印加される充電電流を実質的にゼロ電流に低減するものであるアダプタ。
【請求項９】
請求項１記載のアダプタにおいて、前記電子回路は、
前記第１の端子対のうちの一方と前記第２の端子対のうちの一方との間に連結された導電率が制御可能な装置であって、前記第２の端子対に接続された前記第１の電池タイプの電池が、前記第１の端子対に接続された負荷に給電する場合、高い導電率を有するものである、前記導電率が制御可能な装置と、
前記第１の端子対のうちのもう一方と前記第２の端子対のうちのもう一方との間の導電接続部と、
前記第２の端子対に連結され、当該端子対間の電圧を検出して前記導電率が制御可能な装置の導電性を制御する電池充電制御回路であって、前記第１の電池タイプの電池が前記第２の端子対に接続され、かつ、前記第２の電池タイプの電池用の電池充電装置が前記第１の端子対に接続された場合、前記導電率が制御可能な装置の導電率を低減して前記第１の電池タイプの電池の充電を制限する電池充電制御回路と
を有するものであるアダプタ。
【請求項１０】
請求項９記載のアダプタにおいて、このアダプタはプロセッサを含み、
当該プロセッサは、前記電池充電制御回路を提供するものであるアダプタ。
【請求項１１】
請求項２記載のアダプタにおいて、前記電子回路は、
前記第１の端子対および前記第２の端子対に接続されたプロセッサと、
前記第１の端子対のうちの一方と前記第２の端子対のうちの一方との間に連結された導電率が制御可能な装置であって、前記第１の電池タイプの電池が前記第２の端子対に接続され、前記光源に給電する場合、高い導電率を有するものである、前記導電率が制御可能な装置と
を有するものであるアダプタ。
【請求項１２】
請求項１１記載のアダプタにおいて、前記プロセッサは、前記スイッチに応答して前記光源に選択的に通電するコントローラを有するものであるアダプタ。
【請求項１３】
請求項２または９記載のアダプタにおいて、前記電子回路は、さらに、前記第２の電池タイプの電池用の電池充電装置が前記第１の端子対に接続された場合、前記第１の電池タイプの電池の充電制限に応答して前記導電率が制御可能な装置の導電性をさらに制御し、導電率を低減するラッチ回路を有するものであるアダプタ。
【請求項１４】
請求項１３記載のアダプタにおいて、前記ラッチ回路は、前記第１の電池タイプの電池の電圧が所定の電位に達した場合、前記導電率が制御可能な装置の導電率を低減して、当該第１の電池タイプの電池に印加される充電電流を実質的にゼロ電流に低減するものであるアダプタ。
【請求項１５】
請求項１または２記載のアダプタにおいて、前記電子回路は、さらに、前記第１の電池タイプの電池が前記第２の端子対に接続され、かつ、前記第２の電池タイプの電池用の電池充電装置が前記第１の端子対に接続された場合、前記第１の電池タイプの電池の充電制限に応答して前記第１の端子対間に繰り返しかつ定期的に負荷を印加するパルス発生回路を有するものであるアダプタ。
【請求項１６】
請求項１または２記載のアダプタにおいて、前記第２の電池タイプの電池用の電池充電装置は、当該電池充電装置に電池が接続された場合その旨を示すインジケータを有し、当該アダプタは、さらに、
前記第１の電池タイプの電池の充電制限に応答して前記第１の端子対間に繰り返しかつ定期的に負荷を印加することにより、前記充電装置に電池が接続されたことを前記インジケータに提示させるパルス発生回路を有するものであるアダプタ。
【請求項１７】
請求項１６記載のアダプタにおいて、前記電池充電装置は、前記第２の電池タイプの電池が充電されたとき、前記インジケータを所定のレートでオンおよびオフにするフラッシャーを含み、前記パルス発生回路は、前記所定のレートより高いレートで繰り返しかつ定期的に負荷を印加するものであるアダプタ。
【請求項１８】
請求項１または２記載のアダプタにおいて、前第１の電池タイプの電池はリチウムイオン電池であり、前第２の電池タイプの電池はニッケルカドミウム電池であるアダプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００９年４月２２日付で出願された米国仮特許出願第６１／１７１，５９６号「Ｂａｔｔｅｒｙ  Ａｄａｐｔｅｒ  ａｎｄ  Ｐｒｏｔｅｃｔｏｒ」（電池アダプタおよびプロテクタ）の優先権を主張する２０１０年４月１６日付で出願された米国特許出願第１２／７６１，７２８号「Ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ  Ｆｌａｓｈｌｉｇｈｔ，Ｂａｔｔｅｒｙ  ａｎｄ  Ｃｈａｒｇｅｒ  Ａｄａｐｔｅｒ  ａｎｄ  Ｐｒｏｔｅｃｔｏｒ  Ｔｈｅｒｅｆｏｒ」（充電式懐中電灯、電池、および充電器アダプタ、ならびにそのプロテクタ）（これらは各々この参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、１つの電池タイプの電池式装置または電池の充電および／または再充電を、異なる電池タイプの電池式装置または電池用の充電装置を使って実現できるアダプタ回路に関する。
【背景技術】
【０００３】
懐中電灯などの携帯用照明器具を含む多くの電気装置では、何度も使用および再使用できる充電池を使用することにより、即使用できる満充電装置の常備コストを軽減している。このような装置用の電池としては、性能がよくコストも妥当で数百回再充電できるニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池が長年にわたり選ばれてきている。Ｎｉ−Ｃｄ電池セルが提供する電圧は比較的低く、例えば放電時０．９〜１．２ボルトであるため、より高電圧を提供するよう複数のセルが直列接続されることが多く、また便宜的に複数のセルが一体的に複数セル電池としてパッケージ化されることが多い。Ｎｉ−Ｃｄセルを完全に再充電するには、通常、約１．４〜１．５ボルトで充電しなければならない。
【０００４】
そのような懐中電灯の一例がＳＴＩＮＧＥＲ（登録商標）懐中電灯で、これはＳｔｒｅａｍｌｉｇｈｔ，Ｉｎｃ．（米国ペンシルバニア州Ｅａｇｌｅｖｉｌｌｅ）から１０年以上にわたり市販されている。このＳＴＩＮＧＥＲ（登録商標）懐中電灯では、円柱形の電池アセンブリ内で直列接続された複数のＮｉ−Ｃｄセルを含むＮｉ−Ｃｄ電池を使用しており、前記電池アセンブリはＳＴＩＮＧＥＲ（登録商標）懐中電灯のハウジングに嵌装され、このハウジング後端部内の定位置にテールキャップを螺着してこのハウジング内に前記電池アセンブリを保持する。このＳＴＩＮＧＥＲ（登録商標）懐中電灯の電池は、円柱形の外部シース内にパッケージ化された３つのＮｉ−Ｃｄ電池セルを有し、当該ＳＴＩＮＧＥＲ（登録商標）懐中電灯ハウジング内の同心状および同軸状の２つのバネ接点に接触する中央接点および環状接点を、前記外部シースの一端に有する。
【０００５】
Ｎｉ−Ｃｄ電池の一例は、１９９６年１月２３日付でＲ．Ｌ．Ｓｈａｒｒａｈらに付与された米国特許第５，４８６，４３２号「Ｂａｔｔｅｒｙ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ」（電池アセンブリ）（この参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に示され、説明されている。
【０００６】
Ｎｉ−Ｃｄ電池を使用する装置の一例は、１９９５年７月１１日付でＲ．Ｌ．Ｓｈａｒｒａｈらに付与された米国特許第５，４３２，６８９号「Ｆｌａｓｈｌｉｇｈｔ  ａｎｄ  Ｒｅｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｔｈｅｒｅｆｏｒ」（懐中電灯およびそのための再充電システム）（本明細書におけるこの参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）で示されたＳＴＩＮＧＥＲ（登録商標）懐中電灯および充電器システムである。
【０００７】
有害なおそれのあるカドミウムを含むＮｉ−Ｃｄ電池は、有害で環境上も望ましくないと見なすことができ、さらにそのような電池の廃棄は制限されている。そのため、Ｎｉ−Ｃｄ電池の使用は制限され法的に禁止される可能性がある。そうなった場合は交換用のＮｉ−Ｃｄ電池が入手できなくなり、使用可能な装置の多くは使用不能になる可能性がある。
【０００８】
しかしながら、近年は、性能が改善され、および／または潜在的な有害性および環境上の懸念が軽減された各種材料を使用した電池が利用可能になっている。そのような電池として知られているものの１つがリチウムイオン（Ｌｉイオン）電池であり、単位サイズおよび単位重量あたり、より大きな電気出力を有利に提供する。そのため、Ｌｉイオン電池は、同等の容量を有するＮｉ−Ｃｄ電池より小さい。ただし、充電式Ｌｉイオン電池の場合は、Ｎｉ−Ｃｄ電池に不要な安全に充電を行うための保護回路が推奨される。また、Ｎｉ−ＣｄおよびＬｉイオンセルおよび電池の標準セルサイズも通常互いに異なる。
【０００９】
さらに、Ｎｉ−Ｃｄ電池とＬｉイオン電池とでは、電気化学的特性、例えば充電終了電圧、充電電流プロファイル、高速充電方法が異なるため、使用される充電装置も異なる。例えば、Ｌｉイオン電池は、通常、放電時に約３〜４ボルトを提供し、再充電時の電圧は約４．２ボルトに達する。Ｎｉ−Ｃｄ電池用の充電器では、Ｌｉイオン電池に損傷および／または障害を生じるおそれがあるため、Ｌｉイオン電池を安全に充電できず、また一部のＬｉイオン電池に内蔵された保護回路は、危険な過充電への保護対策しか講じておらず、充電制限および／または充電カットオフは提供していないと考えられている。
【００１０】
Ｌｉイオン電池式装置の一例は、２００７年５月２２日付でＲ．Ｌ．Ｓｈａｒｒａｈらに付与された米国特許第７，２２０，０１３号「Ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ  Ｆｌａｓｈｌｉｇｈｔ  ａｎｄ  Ｂａｔｔｅｒｙ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ  Ｆｏｒ  Ｓｉｎｇｌｅ−Ｈａｎｄｅｄ  Ｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ」（断続的および連続的な片手操作用の充電式懐中電灯および電池アセンブリ）（本明細書におけるこの参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）が示すＳＴＲＩＯＮ（登録商標）懐中電灯および充電器システムである。
【００１１】
Ｎｉ−Ｃｄ電池用の充電器では、通常、当該電池を当該充電器内の直列抵抗と見なして、充電電流を制限する。充電器が印可する電圧とその等価抵抗との組み合わせにより、充電電流は制限され、またＮｉ−Ｃｄ電池電圧が上昇して満充電に近づくに伴い充電電流が低減される。この充電方法は、充電電流が徐々に減るため、テーパー充電として知られている。Ｎｉ−Ｃｄ電池が満充電されると充電電流は低レベルに減少するが、その後も、Ｎｉ−Ｃｄ電池が充電期中にある間は、低電流レベルで充電が継続される。この低レベル過充電が継続しても、Ｎｉ−Ｃｄ電池は損傷を受けないが、Ｌｉイオン電池は損傷を受ける。さらに、Ｎｉ−Ｃｄ電池は、通常約１．５ボルト／セルで充電されるため、３つのセルを伴うＮｉ−Ｃｄ電池の場合は約４．５ボルトで充電されるが、この電圧は約４．２ボルトで充電されるＬｉイオン電池には高過ぎる。
そのため、充電終了電圧と過充電許容範囲との差が問題となり、Ｌｉイオン電池を安全に充電する上で、Ｎｉ−Ｃｄ電池用の充電器は直接使用できない。また、これら電気的・機械的特性の違いから、Ｌｉイオン電池は、単純にＮｉ−Ｃｄ電池と置き換えることができず、Ｎｉ−Ｃｄ電池用の電池充電器で安全に充電することもできない。
Ｌｉイオン電池は、代替電池として印加する場合でも、携帯装置内で使用する場合でも、Ｎｉ−Ｃｄ電池の代わりに使用できる。特にＬｉイオン電池を充電する際はＬｉイオン電池を保護する回路が所望され、これは、その保護回路が代替Ｌｉイオン電池用アダプタとして使用されるか、Ｎｉ−Ｃｄ電池または他種電池用の充電装置で再充電できるようにする代替携帯装置または元の携帯装置内で使用されるかにかかわらない。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある（国際出願日以降国際段階で引用された文献及び他国に国内移行した際に引用された文献を含む）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】  米国特許出願公開第２００６／００９１８５２号明細書
【特許文献２】  米国特許出願公開第２００７／００６４３５４号明細書
【特許文献３】  米国特許第３２２１２４５号明細書
【特許文献４】  米国特許第５４８６４３２号明細書
【特許文献５】  米国特許第５６３３５７４号明細書
【特許文献６】  米国特許第５４３２６８９号明細書
【特許文献７】  米国特許第６０９９１４７号明細書
【特許文献８】  米国特許第６１０４１６２号明細書
【特許文献９】  米国特許第６３５７５３４号明細書
【特許文献１０】  米国特許第６４６１７６４号明細書
【特許文献１１】  米国特許第６５６９５５５号明細書
【特許文献１２】  米国特許第６５８５３９１号明細書
【特許文献１３】  米国特許第６６３３１５２号明細書
【特許文献１４】  米国特許第７２２００１３号明細書
【特許文献１５】  米国特許第７３９３１２０号明細書
【特許文献１６】  米国特許第７４６６０８２号明細書
【特許文献１７】  米国特許第７６７４００３号明細書
【特許文献１８】  米国特許第６０４６５７２号明細書
【特許文献１９】  米国特許第７５７９７８２号明細書
【特許文献２０】  米国特許第７６０９００５号明細書
【特許文献２１】  米国特許第７７２３９２１号明細書
【特許文献２２】  米国特許第３９６９１４８号明細書
【特許文献２３】  米国特許第７８９１８３３号明細書
【特許文献２４】  米国特許第４０９２５８０号明細書
【特許文献２５】  米国特許第４２８２５６２号明細書
【特許文献２６】  米国特許第６７６２５８４号明細書
【特許文献２７】  米国再発行特許発明第３１４５８号明細書
【特許文献２８】  米国特許出願公開第２００５／０１２８７４１号明細書
【特許文献２９】  米国特許出願公開第２００５／０２８０３９３号明細書
【特許文献３０】  米国特許出願公開第２００７／０２５３１９４号明細書
【特許文献３１】  米国特許出願公開第２００３／０１３７８９４号明細書
【特許文献３２】  米国特許出願公開第２００６／００３９１３９号明細書
【特許文献３３】  米国特許出願公開第２００９／０２８４１７０号明細書
【特許文献３４】  米国特許出願公開第２０１０／００１３３９４号明細書
【特許文献３５】  米国特許出願公開第２０１０／０１７７５０７号明細書
【特許文献３６】  米国特許出願公開第２０１０／０２１９７７５号明細書
【特許文献３７】  米国特許出願公開第２０１１／０２２８５２１号明細書
【特許文献３８】  米国特許出願公開第２００７／０１８２３６８号明細書
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】  "Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｅａｒｃｈ  Ｒｅｐｏｒｔ  ａｎｄ  Ｗｒｉｔｔｅｎ  Ｏｐｉｎｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ"，  ＰＣＴ／ＵＳ１０／３１５６７，  ｄａｔｅｄ  ０６−２８−２０１０
【非特許文献２】  Ｐｅｌｉｃａｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，  "７０６０  ＬＥＤ  Ｌｉ−ｏｎ  Ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ  Ｂａｔｔｅｒｙ"，  ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓ，  １  ｓｈｅｅｔ，  ｐｒｉｏｒ  ｔｏ  ０４／２２／２００９
【非特許文献３】  ＵＳ  Ｐａｔｅｎｔ  &  Ｔｒａｄｅｍａｒｋ  Ｏｆｆｉｃｅ，  "Ｏｆｆｉｃｅ  Ａｃｔｉｏｎ"，  ＵＳ  Ｐａｔｅｎｔ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｎｏ．  １１／７５１，６０６，  Ｍａｒｃｈ  １７，  ２０１０，  １５  ｐａｇｅｓ
【非特許文献４】  Ｓｔｒｅａｍｌｉｇｈｔ，  Ｉｎｃ．，  "Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｔｏ  Ｏｆｆｉｃｅ  Ａｃｔｉｏｎ"，  ＵＳ  Ｐａｔｅｎｔ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｎｏ．  １１／７５１，６０６，  Ｊｕｌｙ  １９，  ２０１０，  ９  ｐａｇｅｓ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記を鑑み、１つの電池タイプの電池式装置または電池、例えばＬｉイオン電池の充電および／または再充電を、他の電池タイプの電池式装置または電池、例えばＮｉ−Ｃｄ電池または鉛蓄電池用の充電装置を使って実現できるアダプタ回路および／またはアダプタが必要とされている。  
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的を達成するため、第１の電池タイプと異なる第２の電池タイプの電池用の充電装置を利用して前記第１の電池タイプの電池式装置を充電および／または再充電するアダプタが提供され、このアダプタは、前記第２の電池タイプの電池用の充電装置の充電端子に電気接続するように構成されている第１の端子対と、前記第１の電池タイプの電池式装置に電気接続する第２の端子対と、前記第１の端子対および前記第２の端子対を支持するハウジングと、前記第１の端子対と第２の端子対との間に接続された電子回路であって、前記電池式装置が前記第２の端子対に接続され、かつ、前記第２の電池タイプの電池用の電池充電装置が前記第１の端子対に接続された場合、前記第１の電池タイプの前記電池式装置の充電を制御する電子回路とを有する。
【００１６】
別の態様によれば、元の電池をそれと異なるタイプの代替電池で置き換えるアダプタは、元の電池の端子と同様に構成された第１の端子対と、代替電池に接続する第２の端子対と、前記代替電池が前記第２の端子対に接続され、かつ、電池充電装置が前記第１の端子対に接続された場合に当該代替電池の充電を制御する電子回路とを有することができる。
【００１７】
さらに別の態様において、第１の電池タイプの電池により給電可能であり、前記第１の電池タイプの電池と異なる第２の電池タイプの電池用の充電装置を利用して充電可能および／または再充電可能なアダプタおよび照明器具は、光源を支持し、前記第１の電池タイプの電池を受容する空洞を有する照明器具ハウジングと、照明器具ハウジング上にあり、前記第２の電池タイプの電池用の充電装置の充電端子に電気接続するように構成されている第１の端子と、前記照明器具ハウジングの前記空洞内にあり、前記第１の電池タイプの電池に電気接続する第２の端子と、前記照明器具ハウジング内に配置され前記第１および第２の端子に接続された電子回路であって、前記第２の電池タイプの電池用の電池充電装置が前記第１の端子対に接続された場合、前記第２の端子に接続された前記第１の電池タイプの電池の充電を制御するものである、前記電子回路と、前記照明器具ハウジングの前記空洞内にある前記第１の電池タイプの電池から前記光源に選択的に通電するスイッチとを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
好適な実施形態に関する詳細な説明は、以下の図面を参照して読むことにより、より容易に理解を深めることができるであろう。
【図１Ａ】図１は、アダプタ構成例を含んだ懐中電灯の実施形態例の破断図である図１Ａおよび１Ｂを含む。
【図１Ｂ】図１は、アダプタ構成例を含んだ懐中電灯の実施形態例の破断図である図１Ａおよび１Ｂを含む。
【図２】図２は、電池アダプタアセンブリに内設された図１のアダプタ構成例の分解図である。
【図３】図３は、図１および２の電池アダプタ構成の詳細を例示したものである。
【図４】図４は、前記アダプタ回路構成の一実施形態例の電気的概略図である。
【図５】図５は、前記アダプタ回路構成の別の実施形態例の電気的概略図である。
【図６】図６は、図５に示した前記アダプタ回路構成の実施形態例により実行される工程のフローチャートブロック図である。
【００１９】
以上の図面では、同一の要素または特徴が複数の図に示されている場合、それらの要素に同じ参照符号を使用しており、関連性の高い若しくは修正された要素または特徴が複数の図に示されている場合は、それらの要素に同じ参照符号を使用し、あるいは「ａ」または「ｂ」などを付加している場合がある。同様に、互いに同様な要素または特徴は、異なる図中で同様な参照符号で示し、本明細書中で同様な用語で示している場合がある。なお、一般的な慣行に基づき、図面における種々の特徴は縮尺どおりではなく、種々の特徴の寸法は明瞭性のため適宜拡大または縮小されており、いずれの図で記載しているいずれの値も例示目的でのみ示している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、アダプタ構成１００、１００′の例を含む懐中電灯１０、１０′の実施形態例の破断図である図１Ａおよび図１Ｂを含み、図２は、電池アダプタアセンブリに内設された図１の例示的なアダプタ構成（ａｄａｐｔｅｒ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）１００の分解図である。懐中電灯１０、１０′などの携帯用照明器具１０、１０′は、ヘッドまたは前端１２と、後部または後端１４とを有し、円柱形の外筒２２およびヘッド２４を有するハウジング２０を含み、前記外筒２２および前記ヘッド２４の直径は異なっても、そうでなくともよい。また、照明器具１０、１０′には、ハウジング２０のヘッド２４に螺入され若しくは嵌合するヘッドアセンブリ３０と、当該ハウジング２０の後端１４に螺入され若しくは嵌合するテールキャップまたはテールアセンブリ４０とが含まれる。一時的、連続的、または定期的に照明を生じさせ、および／または照明のレベルまたは強度を制御するなど、照明器具１０、１０′の動作を制御するには、１若しくはそれ以上のスイッチ４２、４４、５５、５６が設けられる。
【００２１】
ヘッド２４に通常収容されるヘッドアセンブリ３０は、光源６０および反射体３４を含み、多くの場合、懐中電灯１０、１０′の動作を制御する電子プロセッサ５６またはスイッチモジュール５６を含む。ヘッドアセンブリ３０に通常含まれる本体３２は、ハウジング２０のヘッド２４に螺入され、反射体３６に対して定位置にレンズ３６を保持する。スイッチモジュールまたはプロセッサ５６は、スイッチ５５に応答し、また充電接点５８を含むことができ、スイッチ５５は、ハウジング２０の開口部２５に延入し若しくはこれを貫通し、作動時には照明器具１０、１０′の動作を制御するもので、充電接点５８は、それぞれ対応するハウジング２０の穴２８を貫通し、電池１５０を再充電する充電装置（図示せず）へと接続するものである。照明器具１０の前記スイッチモジュールまたはプロセッサ５６は、電気接点５２、５４、例えば接点バネ５２、５４に接続することが好ましく、その場合、元の電池の接点および代替電池アダプタ１１０の接点、例えばアダプタ１００の中央接点１２２とその周囲の環状接点１２４（図３参照）に接触する同心状のバネ接点５２、５４との間で電気接続を生じる構成が好ましい。
【００２２】
テールキャップ４０は、通常ハウジング２０の後部または後端１４に螺入され、懐中電灯１０、１０′の動作を制御する押しボタンなどのアクチュエータ４２で操作される任意選択のスイッチ４４を含んでよい。アダプタ１００で電池１５０の後端１３６に電気接点を設ける場合は、テールキャップ４０に電気接点バネ４６を含めることができる。懐中電灯１０、１０′は、ハウジング２０の側部２５に位置する１つのスイッチ５５により、または前記テールキャップ４０内に位置する１つのスイッチ４４により制御可能であり、あるいは前記側部２５および前記テールキャップ４０内にそれぞれ位置する２つのスイッチ５５、４４により制御可能である。
【００２３】
例示した照明器具１０は、Ｓｔｒｅａｍｌｉｇｈｔ，Ｉｎｃ．から市販されているＳＴＩＮＧＥＲ（登録商標）懐中電灯と同様なものである。このＳＴＩＮＧＥＲ（登録商標）懐中電灯には、側部スイッチのみのモデル、テールスイッチを有するＳＴＩＮＧＥＲ  ＸＴ（登録商標）懐中電灯などのモデル、および側部スイッチおよびテールスイッチの双方を有するＳＴＩＮＧＥＲ  ＤＳ（登録商標）懐中電灯などのモデルがある。図では、スイッチを含めることができる前記テールキャップと、光源、反射体、およびレンズなどの前記ヘッドアセンブリとの断面を示している。
【００２４】
懐中電灯１０、１０′は、充電式懐中電灯１０、１０′であることが好ましく、またハウジング２０上、例えば照明器具１０のハウジング２０のヘッド３０上に、前記外部充電接点５８を含む物理的な充電器インターフェースを有することが好ましい。充電接点５８を２つ含む充電器インターフェースの一例は、ＳＴＩＮＧＥＲ（登録商標）懐中電灯に見られ、上記の米国特許第５，４３２，６８９号が説明するように、この懐中電灯は、２つの充電接点が設けられた三角形のガイドプレートをヘッド上に有する。この三角形のガイドプレートは、前記充電器の三角形の位置合わせ用凹部により当該充電器に受容され、前記凹部により当該充電器の２つの充電接点と位置合わせされ、前記照明器具は、一対のバネ式ジョー部材などであることが好ましい一対のジョー部材により、前記充電器内で把持および保持される。照明器具１０の前記充電器インターフェースは、照明器具１０が元のＮｉ−Ｃｄ電池を含むか、アダプタ１００および代替Ｌｉイオン電池１５０を含むかにかかわらず同じであるため、どちらのタイプの電池であっても、当該照明器具１０および／または当該照明器具１０の元のＮｉ−Ｃｄ電池の充電用に提供される前記充電装置で、安全に充電および／または再充電できる。
【００２５】
図１Ａは、懐中電灯１０の例を示したもので、この場合、上述の電池アダプタ構成１００は、元の電池、例えば別タイプの元の電池に代えて当該照明器具１０に挿入可能な代替電池パッケージとして構成されている。図１Ｂは、懐中電灯１０′の例を示したもので、この場合、上述の電池アダプタ構成１００′は、懐中電灯１０′の一部として構成されており、前記異なるタイプの代替電池は、元の電池、例えば同じタイプの元の電池に代えて当該照明器具１０′に直接挿入できる。どちらの例でも、前記代替電池は、異なるタイプの電池および／または異なるタイプの電池を含む懐中電灯で動作するよう設計された充電装置により再充電可能である。その一般的な一例において、前記元の電池は、ほとんどの場合ニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池であり、また前記代替電池は、リチウムイオン（Ｌｉイオン）電池であり、前記電池充電装置は、Ｎｉ−Ｃｄ電池および／またはＮｉ−Ｃｄ電池を含む懐中電灯を充電することを目的とする。
【００２６】
本明細書で説明する電池アダプタ構成は、元来Ｎｉ−Ｃｄ電池を使用する懐中電灯のハウジング２０に挿入される電池アダプタ１００で使用される場合、通常、前記ハウジング２０の後端１４から挿通され、その後端１４に前記テールキャップを螺入することで、元のＮｉ−Ｃｄ電池と同様に前記ハウジング２０内部に保持される。電池アダプタ１００は、その前端１２０上に同心状の電気接点、例えば元の電池のように環状電気接点に囲まれた中央電気接点を有する。ＳＴＩＮＧＥＲ（登録商標）懐中電灯に係る電池アダプタ１００の例は、一般に、現在ＳＴＩＮＧＥＲ（登録商標）懐中電灯に使用されているニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池と同じサイズおよび形状で、接点（端子）構成も同じであるが、アダプタ１００は、別の懐中電灯にも使用できるより小型のリチウムイオン（Ｌｉイオン）電池１５０を使用する。
【００２７】
アダプタアセンブリ１００は、中央の空洞を画成する円柱形のハウジング１１０を有し、その内部には、懐中電灯１００およびＬｉイオン電池１５０の間のインターフェースを実装した電子回路２２０を含む回路基板アセンブリ２００が設けられている。通常、回路基板アセンブリ２００は、前記ハウジング１１０の前端１１２内で、段部またはリッジ部１１６、あるいはディスク２１０が隣接または当接する他の突出形状の付近に位置する。回路基板２２０は、電池１５０の接点に接続する接点を支持するエンドキャップ１２０と絶縁ディスク２１０との間で支持される。エンドキャップ１２０は、その一端に、環状（リング）接点１２４に囲まれた中央接点１２２を含む同心状の端子（接点）を有することができ、例えばアダプタ１００で置き換えようとしているＮｉ−Ｃｄ電池の同心状の端子構成に対応するよう、前記中央接点１２２の電位は比較的正で、前記リング接点１２４の電位は比較的負である。絶縁ディスク２１０は、Ｌｉイオン電池１５０の同心状端子１５２、１５４に接触する軸方向に延出した同心状および同軸状の２つのバネ接点２０２、２０４を支持する（図３参照）。
【００２８】
例えば、Ｓｔｒｅａｍｌｉｇｈｔ，Ｉｎｃ．が市販するＳＴＲＩＯＮ（登録商標）懐中電灯では、３セルのＮｉ−Ｃｄ  ＳＴＩＮＧＥＲ（登録商標）懐中電灯電池より長さも直径も小さい単一セルＬｉイオン電池を使用しているが、機械的な違いおよび電気的な違いの双方により、前記単一セルＬｉイオン電池を単純にＳＴＩＮＧＥＲ（登録商標）懐中電灯に入れて動作させることはできない。電池１５０の例は、その一端に同心状の接点１５２、１５４を有することができ、中央接点１５２は環状（リング）接点１５４に囲まれ、例えば前記中央接点１５２の電位は比較的正で、前記リング接点１５４の電位は比較的負である。これにより、電池１５０の前記中央端子１５２は、中央の同心状および同軸状の接点バネ２０２に接続し、電池１５０の前記リング端子１５４は、外側の同心状および同軸状の接点バネ２０４に接続する。
【００２９】
Ｌｉイオン電池の一例は、２００７年５月２２日付でＲ．Ｌ．Ｓｈａｒｒａｈらに付与された米国特許第７，２２０，０１３号「Ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ  Ｆｌａｓｈｌｉｇｈｔ  ａｎｄ  Ｂａｔｔｅｒｙ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ  Ｆｏｒ  Ｓｉｎｇｌｅ−Ｈａｎｄｅｄ  Ｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ」（断続的および連続的な片手操作用の充電式懐中電灯および電池アセンブリ）（この参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に説明されている。
【００３０】
図示したように、ハウジング１１０がＬｉイオン電池１５０を完全に収容するよう最大長になっている場合は、ハウジング１１０内でＬｉイオン電池１５０を保持するための後部エンドキャップ１３０が設けられる。ハウジング１１０の壁に十分な厚さがある場合は、エンドキャップ１２０および１３０に螺合するハウジング１１０両端にネジ山が切られるが、エンドキャップ１２０、１３０は、溶接、超音波溶接、化学溶接、熱溶融、接着剤、または他の任意の適切な方法でハウジング１１０に取り付けることもできる。Ｌｉイオン電池がその後端に露出した端子１５６を有する場合、エンドキャップ１３０は、そのような後部端子へのアクセスを可能にする中央開口部１３６か、Ｌｉイオン電池１５０の前記後部端子１５６への電気接点となる導電性の中央端子１３６かを有することができる。
【００３１】
アダプタ１００で置き換える予定のＮｉ−Ｃｄ電池の直径よりＬｉイオン電池１５０の外径が実質的に小さい場合など、便宜的に全長より短くしたハウジング１１０は、エンドキャップ１２０から段部１１６まで、または段部１１６を超えて短距離のみ、延在させることができる。照明器具１０のハウジング２０内においてＬｉイオン電池１５０の嵌装が緩すぎないようにする上で有用な場合は、電池１５０の長さの半分未満など短距離だけ段部１１６を超えてハウジング１１０を延長させることができ、またはプラスチックまたは段ボールその他の適切なスリーブを使って間隙を埋めることができる。
【００３２】
いずれの場合も、回路基板２００およびディスク２１０は、移動を制限する形状、例えばハウジング１１０の段部１１６、またハウジング１１０の端部１１２に固定されたエンドキャップ１２０などにより、ハウジング１１０内の望ましい位置に保持されることが好ましい。あるいは、接着剤、溶接、または他の適切な手段により、ハウジング１１０内にディスク２１０を配置してもよい。
【００３３】
このように、アダプタ１００は、自らで置き換えるＮｉ−Ｃｄ電池の端子構成を実質的に再現するエンドキャップ１２０の端子構成を有することにより、また電池１５０の使用が意図された当該照明器具１０の接点構成を実質的に再現する同心状および同軸状のバネ２０２、２０４などの接点構成を有することにより、前記Ｎｉ−Ｃｄ電池を「模倣」する。また後述するように、アダプタ１００は、前記Ｎｉ−Ｃｄ電池の充電に利用される充電器に適合するよう、そのようなＮｉ−Ｃｄ電池の特定の電気的特性を「模倣」することが好ましい。さらに、多くのＬｉイオン電池には安全回路も含まれ、この安全回路は、当該Ｌｉイオン電池セルの電圧が過度に上昇または低下し、あるいは電流が過度に上昇した場合、前記安全回路の内部の前記Ｌｉイオンセルを電池出力端子から接続解除できる。アダプタ１００が提供するインターフェースは、これらの安全回路特性の適切な作用を妨げてはならない。
【００３４】
図１Ｂの携帯用照明器具１０′におけるアダプタ１００′の例は、照明器具１０で使用されるアダプタ１００の例と比べて機能的に同一であるが、構成的には異なってもよい。例えば、アダプタ１００′の回路基板アセンブリ２００の回路基板２２０は、プロセッサおよび／またはスイッチモジュール５６に直接接続してもよいため、照明器具１０のモジュール５６から延出する接点５２、５４のようなバネ接点が不要で、またはこれを有さない。回路基板２００はハウジング１１０′内に収容され、このハウジング１１０′は、回路基板２００と同様な長さを有することができるため、上述のハウジング１１０より短い。ディスク２１０と、そこから延出する接点バネ２０２、２０４は、上記のとおり、Ｌｉイオン電池１５０の前端において同心状の接点１５２、１５４と電気的に接触する。通常、照明器具１０′のハウジング２２は、例えば回路基板２００を短くでき、直径を若干小さくできることにより、またＬｉイオン電池１５０の直径が比較的小さいことにより、照明器具１０のハウジング２２より短くできる、あるいは、Ｎｉ−Ｃｄ電池を内部に受容するよう構成されたハウジングを照明器具１０′に使用する場合は、アダプタハウジング１００′をハウジング１１０同様に長くでき、またはスリーブを設けて電池１５０がハウジング２２に適切に嵌合するようにできる。また、電池端部のエンドキャップ１３０が不要になり、これを排除できる。
【００３５】
モジュール５６および回路基板２００の回路機能を共通の回路基板または回路アセンブリで組み合わせることのできるアダプタ１００′および照明器具１０′では、アセンブリを単純化でき、信頼性を高め、および／またはコストを削減できるという付加的な利点が得られる。さらに、このような回路機能の組み合わせにより、組み合わせた回路をより小型なパッケージで提供することも実現でき、望ましい場合により小型の照明器具１０′を提供できる。
【００３６】
有利なことに、照明器具１０′は、異なるタイプの電池を使用する照明器具１０用の電池充電装置と機械的な互換性を維持するよう提供できる。そのため、Ｌｉイオン電池式照明器具１０の充電器インターフェースは、Ｎｉ−Ｃｄ電池式照明器具１０と同じ機械的構成を有し、同じ充電器で充電および／または再充電できることが好ましい。例えば、前記照明器具１０′の充電接点５８およびヘッド３０は、照明器具１０の充電接点５８およびヘッド３０と実質的に同様な構成をなし、照明器具１０も照明器具１０′も照明器具１０用の充電装置内に配置して充電できる。これは、元の電池と実質的に同様な接点構成がアダプタ１００に設けられて電池アダプタ１００の代替電池１５０に、照明器具１０ハウジング２２およびその充電装置との機械的互換性が保たれることと同様である。
【００３７】
以上のアダプタ１００、１００′の利点の１つは、代替電池タイプまたは代替エネルギー貯蔵装置を用いることで環境への有害性を緩和でき、および／または元の電池と比べて性能を改善できるということである。
【００３８】
懐中電灯１０′は、充電式懐中電灯１０′であることが好ましく、またハウジング２０上、例えば照明器具１０′のハウジング２０のヘッド３０上に、前記外部充電接触５８を含む物理的な充電器インターフェースを有することが好ましい。２つの充電接点５８を含む照明器具１０′の前記充電器インターフェースは、照明器具１０の前記充電器インターフェースと物理的に同じであることが好ましく、したがって照明器具１０′は、照明器具１０を充電および／または再充電する同じ充電器内に配置および受容されることが好ましい。このように、照明器具１０′は、元の照明器具１０の便利な代替品となることができ、照明器具１０が備える充電装置で充電および／または再充電できる。
【００３９】
照明器具１０′に適した充電器インターフェースは、ＳＴＩＮＧＥＲ（登録商標）懐中電灯用のものであってよく、そのヘッドに、２つの充電接点が設けられた三角形のガイドプレートを有する。照明器具１０′の三角形ガイドプレートは、照明器具１０の充電装置の三角形の位置合わせ用凹部により受容され、２つの充電接点が設けられた前記凹部により前記充電器の接点と位置合わせされてよく、前記照明器具１０′は、一対のバネ式ジョー部材などであることが好ましい一対のジョー部材により、前記充電器内で把持および保持される。前記照明器具１０′はＬｉイオン電池１５０を含むが、アダプタ１００により、照明器具１０とそれ本来のＮｉ−Ｃｄ電池用に提供された充電装置でもＬｉイオン電池１５０を安全に充電および／または再充電できるため、当該照明器具１０′の充電器インターフェースは照明器具１０用のものと同じである。
【００４０】
いずれの場合も、利用者は、充電装置を取り替える必要はなく、照明器具１０を照明器具１０′で置き換え、または照明器具１０用の元の電池を代替アダプタ電池１００、１５０で置き換えるだけでよい。多くの場合、前記充電装置は建築物または車両の内部に取り付けられ、そのような充電装置と電源との間の電気配線は、比較的永続して設置される。そのような設備の一例は、数十、場合により数百の照明器具用の充電装置が壁、車両その他の構造に永続的に取り付けられた警察または消防署の環境であり、その場合、前記充電装置への電気配線は、例えば導管またはワイヤートレイで、ＡＣ電源および／または車両電源に配線接続されているため、それらを変更および／または交換するのは不便および／または高価である。本明細書で説明するアダプタ構成を使うと、照明器具１０を照明器具１０′と取り替えることにより、または元の電池を電池アダプタ１００および交換電池１５０と取り替えることにより、上記の費用および不便を回避できる。また、元の電池は経時的に電力を失い、および／または障害が起こる場合もあるため、定期的な交換が必要であり、本アダプタ構成を使用すると、寿命が長く、および／または充放電回数が多いなど有利に動作し、環境負荷もより少ない新式電池タイプへの取り替えが可能になる。
【００４１】
図３は、図１および２の電池アダプタ構成の詳細を例示したものである。その内部には、前記照明器具１０とＬｉイオン電池１５０との間、ならびにアダプタ１００で置き換えることが意図されたＮｉ−Ｃｄ電池用充電器とＬｉイオン電池１５０との間に、適切な電子インターフェースを提供する種々の電子部品を有した回路基板２２０が見られる。同心状および同軸状のバネ２０２、２０４は、それぞれ軸方向に突出した端部を有し、各端部は、絶縁ディスク２１０に設けられた各々の穴を貫通して延出し、回路基板２２０にはんだ付けなどで接続されている。エンドキャップ１２０は、一般に、閉じた端部を有する短い円筒形の絶縁体１２６であり、その上に中央端子１２２および外側の環状端子１２４が同心円状に固定される。端子１２２、１２４は、ワイヤーをはんだ付けして回路基板２２０に接続できる。
【００４２】
Ｌｉイオン電池１５０の例は、正の中央端子１５２および負の環状端子１５４を有しており、これらは、例えばハウジング１１０内で、またはハウジング１１０が全長より短い場合は照明器具１０内で、アダプタ１００および電池１５０が組み立てられると、同心状および同軸状の接点バネ２０２、２０４にそれぞれ接続する。
【００４３】
例示したように、ハウジング１１０は、アダプタ１００およびそれで置き換える予定のＮｉ−Ｃｄ電池の長さが実質的に同じ場合、アダプタ１００の全長と同じ長さのプラスチック製スリーブである。ハウジング１１０は、その後端１１４と前端１１２との間の導電経路提供に利用されない部分では非導電性であるが、説明する実施形態例のように、端部１１２、１１４間に導電経路を提供するハウジング１１０を使用することが望ましい場合は、アルミニウムまたは銅などの金属、あるいは別の導電材料で作製できる。その場合は、端部１１４と、前端、例えば端部１１２若しくはその付近との間に別個の導電体を提供できる。
【００４４】
図４および５は、電子回路３００、３００′を含むアダプタ１００、１００′の回路構成例の電気的概略図であり、これら電子回路３００、３００′は、Ｎｉ−Ｃｄ電池に代えてＬｉイオン電池１５０の使用が意図された照明器具１０、１０′または充電器４００その他の装置と、Ｌｉイオン電池１５０との間で特定の電気的特性を示す適切なインターフェースを提供する回路基板２２０上に位置してよい。アダプタ１００、１００′は、灯部または光源ＬおよびスイッチＳＷと組み合わされて、照明器具１０、１０′を構成する。
【００４５】
電子回路３００、３００′には、３つの主な機能的部分−電池電圧検出器３２０と、直列保護要素Ｑ８を含む電池プロテクタ３４０と、パルス発生回路３６０と−が含まれており、通常これらはすべて回路基板２２０に設けられるものである。中央端子１２２および中央接点バネ２０２が正の＋バス３０２を通じて接続される一方、外側のリング端子１２４は負のバス３０４ａに接続され、外側のバネ接点２０４は、双方向に導電率が制御可能な保護要素Ｑ８を介してバス３０４ａに接続された電池の負のバス３０４ｂに接続される。
【００４６】
電子回路３００、３００′は、図４に示すように本質的にアナログ式の回路を使って、あるいは図５に示すように例えばマイクロプロセッサまたは他のデジタルプロセッサ３５６を含んだ本質的にデジタル式の回路を使って実装でき、電圧検出機能３２０を実行し、双方向に導電率が制御可能な保護要素Ｑ８を制御し、パルス発生機能を実行する。いずれの場合も、電子回路３００、３００′は、充電器４００に接続されていない場合、例えば１か月あたり電池１５０の容量の約５パーセント未満、好ましくは３パーセント未満しか流出させない電流ドレインのように、ほとんど電流を消費しないよう構成されることが好ましい。
【００４７】
以降では、電子回路３００、３００′のうち本質的にアナログ式の回路実施形態３００を図４に関連付けて説明したのち、本質的にデジタル式の実施形態３００′を図５および６に関連付けて説明する。どちらの実施形態でも、照明器具１０、１０′には、光源Ｌ、例えば灯部Ｌまたは発光ダイオード（ＬＥＤ）などの固体光源と、光源Ｌを選択的にオンおよびオフにするスイッチＳＷとを含めることができる。いずれかの実施形態でも、追加態様または代替態様として、懐中電灯の技術分野で公知のように、ＬＥＤ  ６０に選択的に通電するコントローラ５６を懐中電灯１０、１０′に含めることができる。コントローラ５６は、例えばスイッチ５５の動作に応答してＯＦＦ、瞬間的なＯＮ、および連続的なＯＮをＬＥＤ  ６０に提供する比較的単純な回路であってよく、またはＬＥＤ  ６０を流れる電流も制御または調節するものであってよく、または懐中電灯の技術分野で公知のように、スイッチ５５に応答してＬＥＤ  ６０の光量を落とし点滅させるなど複雑な制御機能も提供して、ＬＥＤ  ６０に選択的に通電するデジタル式のコントローラまたはプロセッサ５６であってもよい。照明器具１０、１０′は、種々のレベルの光および／または種々の動作時間を提供するよう、白熱灯などの灯部ＬおよびＬＥＤ  ６０の双方を含んでよい。
【００４８】
ＬＥＤ用などのコントローラ構成の一例は、２００８年１２月１６日付でＭａｒｋ  Ｗ．Ｓｎｙｄｅｒらに付与された米国特許第７，４６６，０８２号「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｒｅｄｕｃｉｎｇ  ａｎｄ  Ｂｏｏｓｔｉｎｇ  Ｖｏｌｔａｇｅ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  ＬＥＤ  Ｃｕｒｒｅｎｔ」（ＬＥＤ電流を制御する電圧を増減させる電子回路）（本明細書におけるこの参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に示され、説明されている。コントローラ構成の別の例は、２０１０年３月９日付でＲａｙｍｏｎｄ  Ｌ．Ｓｈａｒｒａｈらに付与された米国特許第７，６７４，００３号「Ｆｌａｓｈｌｉｇｈｔ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｐｌｕｒａｌ  Ｓｗｉｔｃｈｅｓ  ａｎｄ  ａ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ」（複数のスイッチおよびコントローラを有する懐中電灯）（本明細書におけるこの参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に示され、説明されている。
【００４９】
電池１５０は、上述のように端子１５２、１５４を含み、端子１５２、１５４の一方と同電位の端子１５６、例えば負のリング端子１５４を後端に含むこともできるが、この端子１５６は、電子回路３００の本構成では利用されない。
【００５０】
等価に表された充電器４００は電源４１０を含み、この電源４１０が提供するＡＣ電圧またはＤＣ電圧は、照明器具１０、１０′への印可用に整流され、ダイオード４１２を通過し、灯部ＬおよびスイッチＳＷとして等価に示された光源とその制御部を含む懐中電灯１０、１０′内の接点４０２、４０４で提供される。照明器具１０、１０′の接点４０２、４０４は、アダプタ１００、１００′の回路基板２２０および回路３００、３００′の接点または端子１２２、１２４にそれぞれ接続する。充電器４００は、充電器４００が充電中の電池などに供電しているかどうかを示す表示灯（図示せず）を含むことができ、またこれを含むことが好ましい。照明器具１０、１０′が充電器４００内に配置されており、および／または充電中であると、スイッチＳＷは開いた状態になるため、照明器具１０の灯部Ｌは、通常、オフになる。
【００５１】
公知のように、充電器４００は、充電器４００が充電電流を供給中かどうか決定し、それに応答して充電表示灯の点灯を制御する電子回路を含むことができる。充電器４００の充電表示灯は、通常、充電器４００が電池または照明器具を充電中でない場合オフになり、通常、充電器４００が充電中の場合はオンになるか点滅し、通常、電池または照明器具が満充電されると（異なるレートで）点滅する。充電器４００は、充電器と呼べるものであるＡＣまたはＤＣ充電電源４１０を含み、その他、充電器について公知のように、インジケータ、照明器具１０、１０′を受容するレセプタクル、電池１５０を内部に伴う電池アダプタ１００、および／または電流および／または電圧を制限する回路などを設けてもよい。
【００５２】
Ｎｉ−Ｃｄ電池用の充電器４１０は、通常、充電電流を制限し、これは充電器４１０内の抵抗で概略的に表される。充電器４１０が印可する電圧とその等価抵抗との組み合わせにより、充電電流は制限され、またＮｉ−Ｃｄ電池電圧が上昇して満充電に近づくに伴い、充電にテーパーがかかるなど充電電流が低減される。充電終了電圧が約４．５ボルトであるＮｉ−Ｃｄ電池に比べて充電電圧が約４．２ボルトであるＬｉイオン電池１５０にとって、上記のように充電電流が低減後も継続されることは望ましくない。
【００５３】
アダプタ１００、１００′の回路３００、３００′は、Ｎｉ−Ｃｄ電池用の各種充電器をＬｉイオン電池の安全な充電に使用可能にすることで、この問題を克服する。
【００５４】
Ｓｔｒｅａｍｌｉｇｈｔ  ＳＴＩＮＧＥＲ（登録商標）懐中電灯の例では４タイプの充電器が利用でき、当該懐中電灯の製造期間中にわたり供給され、使用が継続される。そのうち１タイプの充電器は、Ｎｉ−Ｃｄ電池を安全に連続充電できるよう、十分低い一定のＤＣ充電電流を提供し、約１０時間以上で再充電を完了する。その他の充電器では、通常、異なる態様および異なるレートで充電電流にパルスを印加し、充電電流および電池電圧を測定することにより、通常約２時間で高速充電が行える。パルス発生タイプの充電器は、通常、所定の反復時間とそれより短時間の電池放電が交互配置され、また任意選択で電池電圧の測定中に電流をゼロにする態様で、充電電流のパルスを電池に印加する。異なるパルス発生タイプの充電器は、通常、異なる電流レベルで電流パルスを印加する。パルス発生タイプの充電器では電池電圧にＡＣ成分が導入され、パルス発生レート、パルス電流、および製造公差の設計上の相違により、各種充電器のパルス発生レートは互いに異なる。他の装置用の充電器では、電池が所定の電圧に達するまで一定のＤＣ充電電流を提供し、それ以降は前記所定電圧に等しい一定ＤＣ電圧で充電を継続し、それとともに充電電流が経時的に減少する。
【００５５】
また、これらの異なる充電器は、ＡＣ入力が１１７ボルトで出力電流が最大５００ミリアンペアの変圧器、最大出力８００ミリアンペアの別の変圧器、および直流電圧が約１１〜１７ボルトで通常約１２〜１４ボルトの自動車用ＤＣ電源への直接接続により動作可能である。このそれぞれの場合において、Ｎｉ−Ｃｄ電池とのインターフェースにおける前記充電器の電気的特性は、電力のタイプ、動作、および電源に応じて異なるアダプタ１００、１００′の回路３００、３００′は、これら種々の充電器のいずれでも、利用される電源と無関係に動作可能である。
【００５６】
充電すべき電池１５０がアダプタ１００、１００′の電子回路３００、３００′経由で充電器４００に接続されている場合、直列要素Ｑ８は、充電電流が充電器４００から正のバス３０２を通じて電池１５０へ流れ、負のバス３０４ａ、３０４ｂ、および要素Ｑ８を通じて戻るよう、少なくとも初期、導電性を有する。回路３００、３００′および電池１５０を含むアダプタ１００、１００′が懐中電灯１０、１０′などの利用装置に接続されている場合、電池１５０の放電中、電流は逆方向に流れる。直列要素Ｑ８には、当該直列要素Ｑ８が導電性のとき、電池１５０を充電する際は一方向に電流を流し、電池１５０を放電させる際は逆方向に電流を流す双方向ＦＥＴトランジスタが含まれる。双方向トランジスタＱ８は、導電率が制御可能な装置であり、その導電率は、ゲート電極に印加される電位で制御される。要素Ｑ８のゲートに正の電位が印加されると要素Ｑ８はオンになり（導電性になり）、その正の電位は、例えば回路３００の抵抗Ｒ１２、または回路３００のプロセッサ３５６を通じて提供される。
【００５７】
電圧検出器機能３２０および電池プロテクタ機能３４０は、次のように連動する。Ｌｉイオン電池１５０の充電中、その充電状態が１００％すなわち満充電に近づくに伴い、当該電池の端子電圧は満充電電圧へと上昇し、本明細書の電池１５０の例の満充電電圧は、単一セルＬｉイオン電池で約４．２ボルトである。電池１５０の電圧が４．２ボルトに達すると、電圧検出器回路３２０が双方向要素Ｑ８を非導電性にして充電を停止する。このように充電電流は徐々に減少せず、本質的にゼロに低減され、それ以降の充電は行われない。この時点で通常のＬｉイオン電池１５０は満充電の約９５％であり、この充電体系では、電池１５０の耐用期間中に可能な充放電サイクル数が増えると考えられている。電圧検出器３２０もＬｉイオン電池１５０の充電電流におけるリップルの影響を除去するフィルターとして機能する。
【００５８】
パルス発生回路機能３６０は、次のように動作する。前記充電器４００は、電池が充電中かどうか、また電池が満充電状態に達したかどうかを示すことが望ましく、これは通常、表示灯が充電中に点滅または点灯し、照明器具または電池が充電器４００に接続されていないときオフになることで示される。任意選択のパルス発生回路３６０では、充電器４１０の端子４０２、４０４間に、標準化されたパルスレートで抵抗Ｒ１などの負荷を導入することにより、無負荷（充電していない）状態から負荷がかかった（充電している）状態に切り替えて、充電表示灯をオン・オフに点滅させる。
【００５９】
図４に示したように、アダプタ１００、１００′の回路３００の実施形態例は本質的にアナログ式で、次のように動作する。Ｌｉイオン電池１５０の充電中、その充電状態が１００％すなわち満充電に近づくに伴い、当該電池の端子電圧は満充電電圧へと上昇し、例えば単一セルＬｉイオン電池の満充電電圧は約４．２ボルトである。電池１５０の電圧が４．２ボルトに達すると、電圧検出器回路３２０は次の態様で充電を停止する。電池電圧は、分圧器Ｒ１９、Ｒ２２、Ｒ２３により分圧され、コンデンサ（キャパシタ）Ｃ５によりフィルタリングされる。分圧された電池電圧は、電圧調整集積回路であるＩＣ２により内部生成された基準電圧と比較される。Ｌｉイオン電池１５０の電圧が４．２ボルトに達すると、ＩＣ２の矢印入力での電圧が２．５ボルトに達してＩＣ２がトランジスタＱ１０をオンにし、トランジスタＱ１０がトランジスタＱ９をオンにして、トランジスタＱ９が電池プロテクタ２４０のトランジスタＱ８のゲートを比較的負にするため、トランジスタＱ８がオフになり、内部を通る充電電流が止まって電池１５０の充電が制限される。単一セルＬｉイオン電池をその充電終了電圧４．２ボルトで満充電の約９５％まで再充電すると、Ｌｉイオン電池の信頼性および耐用期間が高まると考えられており、これと対照的に、過充電は耐用期間を短くする作用があり、上記でさらに充電を続けて１００％の充電状態に近づくことを許すと過充電が生じるおそれがある。
【００６０】
Ｌｉイオン電池は、過充電されると損傷を受けやすく、耐用期間が短くなりやすい。従来の充電方法では、通常、一定の電流で、または少なくとも制限された電流で、所定の電圧に達するまでＬｉイオン電池を充電した後、、充電電流が低い値に徐減するまで一定の電圧で充電を続ける。前記制限電圧は、通常、満充電の約９５％など満充電に近いことを表しており、電池を充電するテーパー電流により、電池は最大１００％に充電される。ただし、これは過充電という望ましくない結果を招く。そのため、アダプタ１００、１００′の回路３００の電池プロテクタ３４０は、過充電の危険性を避けるよう動作することが好ましい。
【００６１】
さらに、電池プロテクタ３４０は、Ｌｉイオン電池１５０を保護するよう次のように動作することが好ましい。電池の端子電圧が所定の値に達してトランジスタＱ８が非導電性になると、電池１５０にほとんど若しくはまったく電流が流れなくなり、バス３０２ａの電位は傾向として負の方向に増加し、例えば通常、−８〜−１０ボルトになって、電池プロテクタ３４０のトランジスタＱ７がオンになり、コンデンサＣ３の充電が開始される。コンデンサＣ３が充電されるに伴ってトランジスタＱ６がオンになると、さらに、ダイオードＤ４を介してトランジスタＱ９がオンになり、トランジスタＱ８がオフになるため、電池１５０が放電しない限り、付加的な充電は確実に停止される。このように、電池プロテクタ３４０は、充電電流が止まって電池電圧が若干低下しても、充電をさらに確実に終了させる。端子１２２、１２４間に接続された負荷などにより電池１５０の放電が必要になった場合は、バス３０４ａにおける電圧をより低い値（より低い負値の電位）に低減して、トランジスタＱ７およびＱ９がトランジスタＱ８を解放してこれを導電性にするようにし、またバス３０４ｂでの電圧を低減して、電圧検出器３２０もトランジスタＱ８を解放してこれを導電性にし、これにより電池１５０からの放電電流、例えばトランジスタＱ８およびバス３０４ａ、３０４ｂ、およびバス３０２を通じた放電電流を可能にする。これにより電池１５０は放電し、前記負荷、例えば照明器具１０の灯部Ｌまたは別の装置への電流を提供する。
【００６２】
電圧検出器３２０には、Ｌｉイオン電池１５０の充電電流におけるリップルの影響を除去する回路も含まれる。リップル、例えばＤＣ充電電圧および電流のＡＣ変動は、パルスタイプの高速充電器４００、またはＡＣ電源を利用した充電器４００により導入される。電圧検出器３２０のトランジスタＱ１１は通常オンで、トランジスタＱ１２をオフに保つが、コンデンサＣ６経由でトランジスタＱ１１に連結されたバス３０２に存在するリップルによりトランジスタＱ１１の導電性が変化し、トランジスタＱ１２が導電性になって、抵抗Ｒ２４、ひいては抵抗Ｒ１９、Ｒ２２、Ｒ２３の分圧器に接続され、それらの分圧比が変化する。この分圧比変化により電池電圧がわずかに変化し、リップルが存在しても、充電のカットオフを望ましい所定の電圧、例えば約４．２ボルトで効果的に行う。
【００６３】
付加的に、また任意選択で、回路３００に、種々の充電器に関連付けて標準化されたパルスレートを導入するパルス発生回路３６０を含めることができる。前記充電器４００は、電池が充電中かどうか、また当該電池が満充電状態に達したかどうかを示すことが望ましい。そのような指標を提供する方法の１つは、電池の充電中に点灯し、当該電池が満充電になったとき点滅する照明器具を提供することである。ＳＴＩＮＧＥＲ（登録商標）懐中電灯に利用される充電器には、上記の特徴を備えたものと、備えていないものがある。前者では、種々の充電器およびアダプタ１００、１００′のパルスレート競合により、種々のレートで表示灯が点滅して、利用者を混乱させる可能性および／または不明瞭な指標を生成する可能性があるが、パルス発生回路３６０はこれを克服する。
【００６４】
通常、Ｎｉ−Ｃｄ電池充電器４００は、負荷のない状態を電池に接続されていない状態と解釈して充電表示灯をオフにし、充電電流が存在する状態を電池が充電中であるか充電された状態と解釈する。一方、Ｌｉイオン電池では、満充電に達して充電電流が停止されると充電電流ゼロの状態が生じ、これがＮｉ−Ｃｄ電池充電器により負荷または電池がない状態と解釈されて、充電表示灯がオフになり、または少なくとも不明瞭な態様で動作し、Ｎｉ−Ｃｄ充電器は、充電表示灯を点滅させるなどでＬｉイオン電池の充電が完了した旨を示す代わりに、誤って電池が存在しない旨を示してしまう。
【００６５】
パルス発生回路３６０はこれらの違いを解消するものであり、電池が満充電された旨の点滅光を充電器が提供しない場合でも、充電器４００がそのような点滅光を以下のとおり示すようにする。パルス発生回路は、電池１５０が満充電に達し、電圧検出器３２０が電池プロテクタ３４０のトランジスタＱ６をオンにした場合のみ動作する。トランジスタＱ６がオンになると、ダイオードＤ５経由でトランジスタＱ５がオンになって、発振器ＩＣ１の入力１がバス３０４ａの電位に等しくなり、発振器ＩＣ１が振動できるようになる。
【００６６】
パルス発生回路３６０に含まれる発振器集積回路ＩＣ１は、種々の抵抗Ｒ４〜Ｒ８、Ｒ２５およびコンデンサＣ１と連動して周期的なパルスを確立する、例えばパルス出力を提供するよう構成された「５５５」タイプのタイマー集積回路である。回路３６０の一例は、約１ヘルツのレートでパルスを提供し、その出力は約１０％の場合低く、約９０％の場合高く、例えば約１３０ミリ秒の間は低く、約９００ミリ秒の間は高い。前記低出力は同期トランジスタＱ３をオンにし、これによりトランジスタＱ２がオンになり、これによりさらにトランジスタＱ１がオンになって充電器４００にかかる負荷としての抵抗Ｒ１に接続する一方、前記高出力は、トランジスタＱ１〜Ｑ３をオフにして充電器４００の負荷を取り除く。
【００６７】
すべての充電器４００は何らかのソース抵抗を有するため、抵抗Ｒ１の負荷が充電器４００の出力にかかると、Ｎｉ−Ｃｄ電池の充電器４１０は、大量の電流を引き込む電池が存在すると解釈して、充電表示灯を点灯させる。抵抗Ｒ１の負荷が取り除かれると充電電流もなくなり、Ｎｉ−Ｃｄ電池の充電器４１０は、電池が存在しないと解釈して、その充電表示灯をオフにする。そのため、Ｌｉイオンイオン電池１５０が満充電に達した時点でパルス発生回路３６０が負荷Ｒ１をパルス態様で印加すると、前記充電器は、充電器４１０への照明器具挿脱がＲ１負荷のパルスレートで起こっていると解釈するため、Ｎｉ−Ｃｄ電池充電器４１０を「だまし」て、その充電表示灯を点滅させることになり、Ｌｉイオン電池の満充電が適切に示される。
【００６８】
種々の充電器４００は異なる内部レート、例えばパルス充電レートおよび／または満充電表示灯点滅レートで動作するため、パルス発生回路３６０は、充電器４１０の最速内部レートより若干高い周波数で動作することが好ましい。結果として、抵抗Ｒ１のパルス負荷は充電器４１０の内部レートに先手を打つことになり、それらの充電表示灯を、パルス発生回路３６０が確立するレートに同期させるよう作用して、満充電表示灯の点滅レートを約１ヘルツなど比較的均一にする傾向がある。この点滅は、電池１５０を含むアダプタ１００、１００′が前記充電器４１０から取り外されるまで続き、取り外し後は、トランジスタＱ５およびＱ６がオフになって、パルス発生回路３６０のＩＣ１の動作を妨げる。
【００６９】
ツェナーダイオードＤ１、トランジスタＱ４、抵抗Ｒ９、ダイオードＤ２、およびコンデンサＣ２を含む電圧調整器は、制御された動作電圧をパルス発生回路３６０に提供する。６．８ボルトで動作するツェナーダイオードＤ１の場合は、パルス発生回路３６０でトランジスタＱ４のエミッタに約６．１ボルトが印可され、これによりバス３０２および３０４ａ間の電圧変動が実質的に低減される。
【００７０】
アダプタ１００、１００′の本質的にデジタル式のアダプタ回路３００′実施形態例の動作は、図５と、図６の工程４００のフローチャートブロック図を併せて示すように、次のとおりである。
【００７１】
電子回路３００′の本質的にデジタル式の実施形態では、マイクロプロセッサまたは他のデジタルプロセッサ３５６が、その内部メモリＭまたは外部電子メモリＭに格納されたプログラム命令の制御下で、少なくとも回路部３２０、３４０、および３６０の機能、例えば前記アナログ回路実施形態で電圧調整装置ＩＣ２が実行する電圧検出機能、前記アナログ回路実施形態でトランジスタＱ６およびＱ９が双方向トランジスタＱ８制御時に実行する電池保護機能、および前記アナログ回路実施形態でタイミング装置ＩＣ１が実行するパルス発生機能を実行する。
【００７２】
例示した回路３００′において、プロセッサ３５６はスイッチ５５の動作に応答したコントローラ５６によるＬＥＤ  ６０への選択的通電と関連して上述した機能も実行するが、コントローラ５６は、必要に応じてプロセッサ３５６と別個に提供してもよい。スイッチ５５については、プロセッサ３５６からの共通のスイッチ入力ＳＷＣに接続された２つの接点を有する例をとって図示しており、その各スイッチ接点は、プロセッサ３５６からの別個のスイッチ入力ＳＷ１、ＳＷ２にも接続されている。
【００７３】
さらに、スイッチ５５は２つの接点を有するとして例示しているが、１つのスイッチの２つの接点であっても、２つの別個のスイッチであってもよく、および／または追加スイッチを設けてもよく、またスイッチ接続部を異なる形態、例えばスイッチ５５のように開閉を切り換える代わりに、選択的に抵抗に接続して異なる電圧をプロセッサに印可するようにしてもよい。
【００７４】
さらに、照明器具１０、１０′には望ましい任意数の光源Ｌおよび／または６０を含めることができ、前記光源は、灯部ＬをスイッチＳＷで切り換えるなど、スイッチで直接切り換えてよく、またはスイッチ５５などの１若しくはそれ以上のスイッチでプロセッサ３５６に前記光源Ｌ、６０を制御させるなど、スイッチで間接的に切り換えてもよい。
【００７５】
前記ＬＥＤ光源６０、６０′はプロセッサ３５６の出力Ｌｏ、Ｌｏ′の電流で直接制御できるが、より一般的な例として、ＬＥＤ  ６０が照明用であり光度を上げる目的でより大量の電流を必要とする場合、出力Ｌｏ、Ｌｏ′は、ＬＥＤ６０、６０′への電流を伝送および制御するトランジスタＱ２０、Ｑ２０′を制御するよう接続される。図１Ｂの照明器具１０′のようにアダプタ１００、１００′が照明器具１０、１０′内に一体化される場合は、必要に応じ、前記ＬＥＤ点灯回路６０、Ｑ２０をバス３０２と３０４ａとの間に接続でき、または前記ＬＥＤ点灯回路６０′、Ｑ２０をバス３０２と３０４ｂとの間に接続できる。
【００７６】
さらに、電池１５０の電圧を直接印可せずＬＥＤ６０、６０′への電圧を制御することが望ましいこともあり、その場合は、例えばＬＥＤ  ６０′に関して図示したようにプロセッサ３５６の機能に含まれた変換回路３５８として、または例えばＬＥＤ  ６０に関して図示したように別個の電圧変換回路３５８として、任意選択の電圧変換回路を設けることができる。
【００７７】
アナログ式の実施形態同様、デジタル式の実施形態でも双方向トランジスタＱ８は導電性（すなわちオン）であり、これは、各々のゲート電極Ｇが、プロセッサ３５６内の抵抗（回路３００の抵抗Ｒ１２と機能的に同様）を経由して、正のバス３０２など正の電位に接続されているためであり、一方、それらのソース電極はバス３０４ａおよび３０４ｂの比較的負の電圧で変動し、双方向トランジスタＱ８は、各々のゲート電極Ｇがプロセッサ３５６内の各ソース電極Ｓに接続された場合（回路３００のトランジスタＱ９が導電性すなわちオンになるのと機能的に同様）、非導電性（オフ）になる。変換回路３５８は、公知のように、電池１５０からの電圧を減少または増加させることができる。
【００７８】
前記デジタルプロセッサ３５６が電池電圧を検出する際に使用する分圧器Ｒ１９、Ｒ２２は、通常、フィルターコンデンサＣ５を含むが、これを含まなくともよい。回路３００′の分圧器は、回路３００のトランジスタＱ１２、抵抗Ｒ２４、およびコンデンサＣ６、Ｃ７により提供されるリップル補正機能を含んでも、含まなくともよい。フィルタリングは、プロセッサ３５６が公知の態様でデジタルフィルタリングを適用することにより行われる。プロセッサ３５６は、通常、充電が終了される所定の電池電圧、例えばＬｉイオン電池１５０では約４．２ボルトを検出する目的で電圧を比較するための内部電圧基準を含み、プロセッサ出力Ｓ、Ｇは、各々のゲートおよびソースを駆動するなどにより直接的に、または回路３００のようにトランジスタＱ９および抵抗Ｒ１６を介して、またはトランジスタＱ９間それに代わる駆動回路、例えばプロセッサ３５６とトランジスタＱ８との間に接続されたレベルシフタ回路３５４として上述した回路のいずれかを駆動するなどにより１若しくはそれ以上の中間トランジスタを介して間接的に、双方向に導電率が制御可能な保護要素Ｑ８を制御できる。
【００７９】
また、前記デジタルプロセッサ３５６は電池１５０充電の終了に応答して、パルス発生ソフトウェア機能３６０を有効にし、またはそのパルス発生機能が実行中の場合は、直接的に、または回路３００などのトランジスタＱ２および／またはＱ３など１若しくはそれ以上の中間トランジスタを介して間接的に、トランジスタＱ１および負荷抵抗Ｒ１へのパルスの印加を制御するプロセッサ出力Ｐを有効にする。
【００８０】
前記デジタルプロセッサ３５６は、通常、調整された電圧源ではなく、妥当に制御された電源（電圧）を必要とする。前記デジタルプロセッサ３５６にＶ＋およびＶ−を入力した場合の動作電圧は、電池１５０から、またはアダプタ４００が充電器４００に接続されている場合は充電器４１０から、またはこれら双方からＯＲ機能を提供する一対のダイオードを介して提供され、これにより電圧の高い方が前記デジタルプロセッサに供電する（ダイオードのＯＲ機能は、例えばトランジスタＱ５およびＱ９をトランジスタＱ６とカップリングする回路３００のダイオードＤ４、Ｄ５により提供される）。充電器４００および電池１５０から利用可能な電圧Ｖ＋、Ｖ−の変動が望ましい値より大きい場合は、例えば回路３００のツェナーダイオードＤ１およびトランジスタＱ４により提供される電圧調整器と同様の電圧調整器を設けることができる。
【００８１】
図６は、図５に示した前記アダプタ回路構成３００′の実施形態例により実行される例示的な工程６００のフローチャートブロック図である。工程６００の例は、６０２から開始し、前記照明器具１０、１０′が充電装置に接続されているかどうかを決定する工程６１０へと進む。照明器具１０、１０′が充電装置内にある場合（６１０−Ｙ）、灯部Ｌおよび／またはＬＥＤ  ６０などの光源はオフにされ（６２２）、その電池１５０の充電へと進む。照明器具１０、１０′が充電装置内にない場合（６１０−Ｎ）、工程６００は照明器具１０、１０′の動作へと進む。
【００８２】
照明器具１０、１０′が充電装置内にあり（６１０−Ｙ）、灯部Ｌおよび／またはＬＥＤ  ６０などの前記光源がオフにされると（６２２）、前記電池１５０の充電は、次のように進められる。上記の電池電圧検出３２０のように、電池電圧検出工程６２０は、電池または他のエネルギー貯蔵装置（ｅｎｅｒｇｙ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｄｅｖｉｃｅ：ＥＳＤ）の電圧をサンプリングする工程６２４と、望ましくないノイズおよび／またはリップル電圧成分を除去するため、サンプリングされたＥＳＤ電圧をフィルタリングする工程６２６と、結果的に得られたサンプリングおよびフィルタリング済みＥＳＤ電圧を測定する工程６２８とを含む。
【００８３】
次に、６２０で測定された前記ＥＳＤ電圧を利用して、上記の電池保護３４０と同様、充電中の電池１５０の保護６４０にアクションが必要かどうかを決定する。前記６２０で測定されたＥＳＤ電圧が６４２で所定のカットオフ電圧値未満と決定された場合（６４２−Ｙ）、電池１５０の充電は安全であり、６４４で充電電流が印加されて、例えば回路３００の前記双方向スイッチＱ８をオンにして電池１５０が充電され、前記ＥＳＤの充電６４６が適切に行われる。このように充電電流が印加されると、工程６００はループして、前記照明器具１０、１０′が充電装置に接続されているかどうかを決定する工程６１０へと戻る。この前記充電ループ６１０、６２０、６４０、６４６は、前記電池または他のＥＳＤ  １５０の電圧が所定のカットオフ値未満である限り続けられ、照明器具１０、１０′は、６１０で継続して前記充電装置接続されたままとなる。
【００８４】
電池またはＥＳＤ  １５０は、充電（再充電）され続けるに伴い、内部に電荷が蓄積されて電圧が上昇する。内部に蓄積された電荷が満充電（１００％）レベルに近づいてくると、その電池の電圧は、所定の電圧、例えば通常のＬｉイオン電池１５０の例では約４．２ボルトに達する。そのレベルにＥＳＤ電圧が達すると、前記所定のカットオフ電圧未満ではなくなり（すなわち、それ以上になり）６４２−Ｎへ進み、工程６００の前記電池保護６４０機能は、６４８で、例えば回路３００の前記双方向スイッチＱ８をオフにして前記ＥＳＤの前記充電６４６を適切に終了することにより、電池またはＥＳＤ  １５０の充電を終了する。この「満充電」状態は、Ｌｉイオン電池では通常、満充電の約９５％であり、通常、工程６００がループ６１０、６２０、６４０、６４８を実行する間、継続され、６１０で照明器具１０、１０′が前記充電装置に接続され続けている限り、付加的な充電電流はＥＳＤ  １５０に適用されない。
【００８５】
任意選択で、６４８の充電終了に続き、６６０でパルス負荷、例えばトランジスタＱ１および抵抗Ｒ１が前記充電装置４００の端子間に印加され、上述のようにパルス負荷の印加および除去により前記充電インジケータをオンおよびオフにする。６６０での前記パルス負荷の印加には２若しくはそれ以上の工程を含めることができ、これらは例えば６６２での望ましいパルスオン、パルスオフ信号の生成、および６６４でのトランジスタＱ１などへの前記信号の印加により抵抗Ｒ１の負荷を印加および除去するなどである。
【００８６】
上述した工程６００の充電部分６１０、６２０、６４０は、６１０で照明器具１０、１０′が前記充電装置に接続されている限り続く。照明器具１０、１０′が前記充電装置からはずされ若しくは前記充電装置に接続されていない場合（６１０−Ｎ）、あるいは例えば電源がはずされ若しくは故障し、または停電により、前記充電装置が照明器具１０、１０′に電力を提供していない場合、工程６００は、６１０−Ｎから、照明器具１０、１０′の動作を制御する部分へと進む。なお、工程６００のこの動作部分は、上述のように、本質的にコントローラ５６が実行する機能である。
【００８７】
そのため、コントローラ５６は、前記電池または他のＥＳＤ  １５０の充電を制御するプロセッサ３５６とは別途に、およびこれと連動して照明器具１０、１０′の動作を制御するよう設けられる。あるいは、プロセッサ３５６は、照明器具１０、１０′の動作およびその電池または他のＥＳＤの充電の双方を制御するよう設けてもよい。
【００８８】
照明器具１０、１０′の操作６５０は、操作者によるスイッチ５５などのスイッチの作動で始まる。スイッチの作動は、６５２で検出され、６５４でデコードされて、スイッチ５５の作動態様により操作者が発信したモードが決定される。例えば、不完全な作動は瞬間的な動作の信号であってよく、完全な作動は継続的な動作の信号であってよく、異なるタイミングでの複数回の作動は点滅するモードの信号であってよく、延長された作動は光量を落とし若しくは落とした光量を戻すモードの信号であってよいなどである。前記発信されたモードが６５４でデコードされると、プロセッサ３５６は、６５６でデコードされたモードを設定して、そのモードで動作するよう照明器具１０、１０′を制御する。
【００８９】
６５２〜６５６で選択されたモードでは前記光源Ｌ、６０をオンにすべきでない場合（６５８−Ｎ）、６５９で当該光源Ｌ、６０がオフにされ、工程６００は、照明器具１０、１０′が充電電力を受け取らない（６１０−Ｎ）限り、かつ、オンになる信号を受け取らない限り、動作制御ループ６１０、６５０で決定６１０に戻る。電力消費量を削減するため、前記ループ６１０〜６５０は、スイッチ作動が検出されるまで検出工程６５２で一時停止または停止される。
【００９０】
６５２〜６５６で選択されたモードで前記光源Ｌ、６０をオンにすべき場合（６５８−Ｙ）は、６８０で当該光源がオンにされ操作され、例えば前記選択されたモードに対応するＬＥＤ電流レベルが６８２で設定される。その電流レベルの制御６８０には、ＬＥＤなどの前記光源における電流を測定する工程６８４と、その電流を望ましいレベルに制御する工程６８０とが含まれる。
【００９１】
例えば、前記測定された電流が高過ぎると６８６で決定された場合（６８６−Ｙ）、例えば６５０で選択されたモード用に６８２で設定されたレベルを前記測定された電流が超えると、６８８で所定の量だけ電流レベルが低下され、ループ６１０〜６５０〜６８０が継続される。前記測定された電流が高過ぎないことが６８６で決定された場合（６８６−Ｎ）、例えば６５０で選択されたモード用に６８２で設定されたレベルを前記測定された電流が超えていないと、前記測定された電流が低すぎないか決定するため、６９０で電流レベルがテストされる。前記測定された電流が低過ぎると６９０で決定された場合（６９０−Ｙ）は、６９２で所定の量だけ電流レベルが上昇され、ループ６１０〜６５０〜６８０が継続される。前記測定された電流が低過ぎないことが６９０で決定された場合（６９０−Ｎ）、電流は変更されず、ループ６１０〜６５０〜６８０が継続される。電流制御ループ６１０〜６５０〜６８０は、モードを変更するスイッチ作動が６５２で検出されるまで、または照明器具１０、１０′への充電電力印加が６１０−Ｙで検出されるまで、６５０で選択されたモードに対応するレベルへ電流を調整するループとして引き続き実行される。
【００９２】
このように、照明器具１０、１０′の動作制御と、その電池１５０または他のＥＳＤの充電とを組み合わせた機能は、すべて、特定の照明器具の便宜に合わせて、デジタルプロセッサ３５６を備えた本質的にデジタル式の回路３００′により、または電池の充電を制御するデジタルプロセッサ３５６および動作を制御するコントローラ５６を備えた回路３００′により実行され、または本質的にアナログ式の回路３００により実行される。
【００９３】
元の電池を、それと異なるタイプの代替電池１５０で置き換えるアダプタ１００、１００′は、元の電池の端子と実質的に同様な構成の第１の端子対１２２、１２４と、代替電池１５０に電気接続する第２の端子対２０２、２０４と、第１の端子対の一方１２４と第２の端子対の一方２０４との間に連結された、導電率が可変制御可能な装置Ｑ８であって、第２の端子対２０２、２０４に接続された代替電池１５０が、第１の端子対１２２、１２４に接続された負荷６０に供電する場合、高い導電率を有する、導電率が可変制御可能な装置Ｑ８と、第１の端子対の他方１２２と第２の端子対の他方２０２との間の導電接続部３０２と、第２の端子対２０２、２０４に連結され、その端子対間の電圧を検出して前記可変導電率装置Ｑ８の導電性を制御し導電率を低減する電池充電制御回路３００、３００′であって、代替電池１５０が第２の端子対２０２、２０４に接続され、かつ、電池充電装置４００が第１の端子対１２２、１２４に接続された場合、代替電池１５０の充電を制限する電池充電制御回路３００、３００′とを有することができる。アダプタ１００、１００′は、さらに、前記電池充電装置４００が第１の端子対１２２、１２４に接続された場合、代替電池１５０の充電制限に応答して可変導電率装置Ｑ８の導電性をさらに制御し導電率を低減するラッチ回路３４０、Ｑ６、Ｑ７を有することができる。アダプタ１００、１００′は、さらに、代替電池１５０が第２の端子対２０２、２０４に接続され、かつ、電池充電装置４００が第１の端子対１２２、１２４に接続された場合、前記代替電池１５０の充電制限に応答して第１の端子対１２２、１２４間に繰り返し定期的に負荷Ｒ１を印加するパルス発生回路３６０を有することができる。前記元の電池はニッケルカドミウム電池であってよく、前記代替電池１５０はリチウムイオン電池１５０であってよい。
【００９４】
元の電池を、それと異なるタイプの代替電池１５０で置き換えるアダプタ１００、１００′は、元の電池の端子と実質的に同様な構成の第１の端子対１２２、１２４と、代替電池１５０に電気接続する第２の端子対２０２、２０４と、第１の端子対１２２、１２４および前記第２の端子対２０２、２０４を支持するハウジング１１０、１２０、２１０と、前記ハウジング１１０、１２０、２１０に内設された電子回路３００であって、前記代替電池１５０が前記第２の端子対２０２、２０４に接続され、かつ、電池充電装置４００が前記第１の端子対１２２、１２４に接続された場合、前記代替電池１５０の充電を制御する電子回路３００とを有することができる。前記第１の端子対１２２、１２４は、中央端子１２２と、中央端子１２４を取り囲む環状リング端子１２４とを含んでよく、または、第２の端子対２０２、２０４は、同心状および同軸状の内部バネ端子２０２と外部バネ端子２０４とを含んでよく、または、第１の端子対１２２、１２４は、中央端子１２２と、中央端子１２２を取り囲む環状リング端子１２４とを含んでよく、かつ、第２の端子対２０２、２０４は、同心状および同軸状の内部バネ端子２０２と外部バネ端子２０４とを含んでよい。
【００９５】
元の電池を、それと異なるタイプの代替電池１５０で置き換えるアダプタ１００、１００′は、元の電池の端子と実質的に同様な構成の第１の端子対１２２、１２４と、代替電池１５０に電気接続する第２の端子対２０２、２０４と、前記第１の端子対１２２、１２４の一方と前記第２の端子対２０２、２０４の一方との間に連結された導電率が制御可能な装置Ｑ８であって、第２の端子対２０２、２０４に接続された代替電池が、第１の端子対１２２、１２４に接続された負荷Ｑ１、Ｒ１に供電する場合、高い導電率を有する、導電率が制御可能な装置Ｑ８と、第１の端子対１２２、１２４の他方と第２の端子対２０２、２０４の他方との間の導電接続部と、第２の端子対２０２、２０４に連結され、その端子対間の電圧を検出して前記導電率が制御可能な装置Ｑ８の導電性を制御し導電率を低減する電池充電制御回路３００、３４０であって、代替電池１５０が第２の端子対２０２、２０４に接続され、かつ、電池充電装置４００が第１の端子対１２２、１２４に接続された場合、代替電池１５０の充電を制限する電池充電制御回路３００、３４０とを有する。電池充電制御回路３２０、３４０は、代替電池１５０の電圧が所定の電位に達した場合、当該代替電池１５０に印加される充電電流を実質的にゼロ電流に低減することができる。アダプタ１００、１００′は、さらに、前記電池充電装置４００が第１の端子対１２２、１２４に接続された場合、前記代替電池１５０の充電制限に応答して導電率が制御可能な装置Ｑ８の導電性をさらに制御し導電率を低減するラッチ回路３４０を有することができる。ラッチ回路３４０は、前記代替電池１５０の電圧が所定の電位に達した場合、導電率が制御可能な装置Ｑ８の導電率を低減して、前記代替電池１５０に印加される充電電流を実質的にゼロ電流に低減することができる。アダプタ１００、１００′は、さらに、代替電池１５０が第２の端子対２０２、２０４に接続され、かつ、電池充電装置４００が第１の端子対１２２、１２４に接続された場合、前記代替電池１５０の充電制限に応答して第１の端子対１２２、１２４間に繰り返し定期的に負荷Ｑ１、Ｒ１を印加するパルス発生回路３６０を有することができる。電池充電制御回路３２０、３４０は、元の電池用の電池充電装置４００を異なるタイプの代替電池１５０に連結して、この異なるタイプの代替電池１５０を充電することができる。電池充電装置４００は、当該電池充電装置に電池が接続された場合その旨を示すインジケータを有することができ、アダプタ１００、１００′は、さらに、前記代替電池１５０の充電制限に応答して第１の端子対１２２、１２４間に繰り返し定期的に負荷Ｑ１、Ｒ１を印加することにより、前記充電装置に電池が接続されたことを当該充電装置の前記インジケータが示すようにするパルス発生回路３６０を有することができる。電池充電装置４００は、元の電池が充電されると前記インジケータを所定のレートでオンおよびオフにするフラッシャー、例えば点滅回路を含んでよく、その場合、パルス発生回路３６０は、前記所定のレートより高いレートで繰り返し定期的に負荷Ｑ１、Ｒ１を印加する。前記アダプタ１００、１００′は、さらに、元の電池と実質的に同様な構成のハウジング１１０を有することができ、ハウジング１１０は、前記代替電池１５０を受容する空洞を有し、第１の端子対１２２、１２４および第２の端子対２０２、２０４を含む。ハウジング１１０は、ハウジング１１０の前記空洞に受容された代替電池１５０を収容でき、またはハウジング１１０は、導電率が制御可能な装置Ｑ８と、導電接続部と、電池充電制御回路３００、３００′とを収容でき、あるいは、ハウジング１１０は、ハウジング１１０の前記空洞に受容された代替電池１５０を収容でき、かつ、導電率が制御可能な装置Ｑ８と、導電接続部と、電池充電制御回路３００、３００′とを収容できる。第１の端子対１２２、１２４は、中央端子１２２と、中央端子１２２を取り囲む環状リング端子１２４とを含んでよく、または、第２の端子対２０２、２０４は、同心状および同軸状の内部バネ端子２０２と外部バネ端子２０４とを含んでよく、または、第１の端子対１２２、１２４は、中央端子１２２と、中央端子１２２を取り囲む環状リング端子１２４とを含んでよく、かつ、第２の端子対２０２、２０４は、同心状および同軸状の内部バネ端子２０２と外部バネ端子２０４とを含んでよい。前記元の電池はニッケルカドミウム電池であってよく、前記代替電池１５０はリチウムイオン電池であってよい。
【００９６】
元の電池を、それと異なるタイプの代替電池１５０で置き換えるアダプタ１００、１００′は、元の電池の端子と実質的に同様な構成の第１の端子対１２２、１２４と、代替電池１５０に電気接続する第２の端子対２０２、２０４と、第１の端子対１２２、１２４および前記第２の端子対２０２、２０４を支持するハウジング１１０と、前記ハウジング１１０に内設された電子回路３００、３００′であって、代替電池１５０が前記第２の端子対２０２、２０４に接続され、かつ、電池充電装置４００が前記第１の端子対１２２、１２４に接続された場合、前記代替電池１５０の充電を制御する電子回路３００、３００′とを有することができる。ハウジング１１０は、前記元の電池と実質的に同様な構成を有することができ、代替電池１５０を受容する空洞を有する。ハウジング１１０は、代替電池１５０を受容する空洞を有することができ、アダプタ１００、１００′は、さらに、ハウジング１１０の前記空洞内の代替電池１５０か、ハウジング１１０の前記空洞内に収容された代替電池１５０かを有することができる。電子回路３００は、前記代替電池１５０の電圧が所定の電位に達した場合、当該代替電池１５０に印加される充電電流を実質的にゼロ電流に低減することができる。第１の端子対１２２、１２４は、中央端子１２２と、中央端子を取り囲む環状リング端子１２４とを含んでよく、または、第２の端子対２０２、２０４は、同心状および同軸状の内部バネ端子２０２と外部バネ端子２０４とを含んでよく、または、第１の端子対１２２、１２４は、中央端子１２２と、中央端子１２２を取り囲む環状リング端子１２４とを含んでよく、かつ、第２の端子対２０２、２０４は、同心状および同軸状の内部バネ端子２０２と外部バネ端子２０４とを含んでよい。電子回路３００、３００′は、前記第１の端子対１２２、１２４の一方と前記第２の端子対２０２、２０４の一方との間に連結された導電率が制御可能な装置Ｑ８であって、第２の端子対２０２、２０４に接続された代替電池１５０が、第１の端子対１２２、１２４に接続された負荷Ｑ１、Ｒ１に供電する場合、高い導電率を有する、導電率が制御可能な装置Ｑ８と、第１の端子対１２２、１２４の他方と第２の端子対２０２、２０４の他方との間の導電接続部３０２と、第２の端子対２０２、２０４に連結され、その端子対間の電圧を検出して前記導電率が制御可能な装置Ｑ８の導電性を制御し導電率を低減する電池充電制御回路３００、３００′であって、代替電池１５０が第２の端子対２０２、２０４に接続され、かつ、電池充電装置４００が第１の端子対１２２、１２４に接続された場合、代替電池１５０の充電を制限する電池充電制御回路３００、３００′とを有することができる。電子回路３００、３００′は、前記電池充電装置４００が第１の端子対１２２、１２４に接続された場合、前記代替電池１５０の充電制限に応答して導電率が制御可能な装置Ｑ８の導電性をさらに制御し導電率を低減するラッチ回路３４０をさらに有することができる。ラッチ回路３４０は、前記代替電池１５０の電圧が所定の電位に達した場合、導電率が制御可能な装置Ｑ８の導電率を低減して、前記代替電池１５０に印加される充電電流を実質的にゼロ電流に低減することができる。電子回路３００、３００′は、代替電池１５０が第２の端子対２０２、２０４に接続され、かつ、電池充電装置４００が第１の端子対１２２、１２４に接続された場合、前記代替電池１５０の充電制限に応答して第１の端子対１２２、１２４間に繰り返し定期的に負荷Ｑ１、Ｒ１を印加するパルス発生回路３６０をさらに有することができる。電子回路３００、３００′は、元の電池用の電池充電装置４００を異なるタイプの代替電池１５０に連結して当該異なるタイプの代替電池１５０を充電する電池充電制御回路３００、３００′をさらに有することができる。電池充電装置４００は、当該電池充電装置に電池が接続された場合その旨を示すインジケータを有することができ、アダプタ１００、１００′は、さらに、前記代替電池１５０の充電制限に応答して第１の端子対１２２、１２４間に繰り返し定期的に負荷Ｑ１、Ｒ１を印加することにより、前記充電装置に電池が接続されたことを当該充電装置の前記インジケータが示すようにするパルス発生回路３６０を有することができる。電池充電装置４００は、元の電池が充電されると前記インジケータを所定のレートでオンおよびオフにするフラッシャー、例えば点滅回路を含んでよく、その場合、パルス発生回路３６０は、前記所定のレートより高いレートで繰り返し定期的に負荷Ｑ１、Ｒ１を印加する。前記元の電池はニッケルカドミウム電池であってよく、前記代替電池１５０はリチウムイオン電池であってよい。
【００９７】
第１の電池タイプと異なる第２の電池タイプの電池用の充電装置４００を利用する、第１の電池タイプの電池式装置１０、１０′、１００、１００′を充電および／または再充電するアダプタ１００、１００′は、前記第２の電池タイプの電池用の充電装置４００の充電端子に電気接続する構成の第１の端子対５８、１２２、１２４と、前記第１の電池タイプの電池式装置に電気接続する第２の端子対２０２、２０４と、前記第１の端子対５８、１２２、１２４および前記第２の端子対２０２、２０４を支持するハウジング２０、１１０、１１０′と、ハウジング２０、１１０、１１０′に内接され、前記第１および第２の端子対５８、１２２、１２４、２０２、２０４間に接続された電子回路３００、３００′であって、前記電池式装置が前記第２の端子対２０２、２０４に接続され、かつ、前記第２の電池タイプの電池用の電池充電装置４００が前記第１の端子対５８、１２２、１２４に接続された場合、前記第１の電池タイプの前記電池式装置１０、１０′、１００、１００′の充電を制御する電子回路３００、３００′とを有することができる。アダプタ１００、１００′は、前記第２の電池タイプの元の電池を置き換える代替品であってよく、ハウジング１１０、１１０′は、前記第２の電池タイプの元の電池と実質的に同様な構成を有し、前記第１の電池タイプの代替電池１５０を受容する空洞を有した電池ハウジング１１０、１１０′であってよい。ハウジング１１０、１１０′は、前記第１の電池タイプの代替電池１５０を受容する空洞を有する電池ハウジング１１０、１１０′であり、アダプタ１００、１００′は、さらに、ハウジング１１０、１１０′の前記空洞内の前記第１の電池タイプの代替電池１５０か、ハウジング１１０、１１０′の前記空洞内に収容された前記第１の電池タイプの代替電池１５０かを有することができる。前記電池式装置１０、１０′、１００、１００′は、前記第１の電池タイプの電池を使用する照明器具１０、１０′であってよく、ハウジング２０は、第２の電池タイプの電池を使用する元の照明器具と実質的に同様な構成の第１の端子対５８を有し、前記第１の電池タイプの代替電池１５０を受容する空洞を有した照明器具ハウジング２０であってよい。ハウジング２０は、前記第１の電池タイプの代替電池１５０を受容する空洞を有する照明器具ハウジング２０であってよく、アダプタ１００、１００′は、さらに、照明器具ハウジング２０により支持される光源Ｌ、６０と、照明器具ハウジング２０の前記空洞内の前記第１の電池タイプの代替電池１５０と、光源Ｌ、６０を選択的に制御して光を選択的に生成するスイッチＳＷ、５５とを有することができる。アダプタ１００、１００′は、さらに、前記光源Ｌ、６０と、前記第１の電池タイプの電池１５０との間に接続された、前記スイッチＳＷ、５５に応答して前記光源Ｌ、６０に選択的に通電するコントローラ５６、３５６を有することができる。電子回路３００、３００′は、前記電池１５０の電圧が所定の電位に達した場合、当該電池１５０に印加される充電電流を実質的にゼロ電流に低減することができる。第１の端子対５８、１２２、１２４は、中央端子１２２と、中央端子を取り囲む環状リング端子１２４とを含んでよく、または、第２の端子対２０２、２０４、４０２、４０４は、同心状および同軸状の内部バネ端子と外部バネ端子とを含んでよく、または、第１の端子対は、中央端子と、中央端子を取り囲む環状リング端子とを含んでよく、かつ、第２の端子対は、同心状および同軸状の内部バネ端子と外部バネ端子とを含んでよい。電子回路３００、３００′は、前記第１の端子対の一方と前記第２の端子対の一方との間に連結された導電率が制御可能な装置Ｑ８であって、第２の端子対に接続された第１の電池タイプの電池が、第１の端子対に接続された負荷Ｑ１、Ｒ１に供電する場合、高い導電率を有する、導電率が制御可能な装置Ｑ８と、第１の端子対の他方と第２の端子対の他方との間の導電接続部３０２と、第２の端子対に連結され、その端子対間の電圧を検出して前記導電率が制御可能な装置Ｑ８の導電性を制御し導電率を低減する電池充電制御回路３００、３００であって、前記第１の電池タイプの電池が第２の端子対に接続され、かつ、前記第２の電池タイプの電池用の電池充電装置４００が第１の端子対に接続された場合、電池１５０の充電を制限する電池充電制御回路３００、３００′とを有することができる。アダプタ１００、１００′はプロセッサ３５６を含んでよく、プロセッサ３５６は、電池充電制御回路３００、３００′を提供する。前記電子回路３００、３００′は、前記第２の電池タイプの電池用の電池充電装置４００が第１の端子対に接続された場合、前記第１の電池タイプの前記電池１５０の充電制限に応答して前記導電率が制御可能な装置Ｑ８の導電性をさらに制御し導電率を低減するラッチ回路３４０をさらに有することができる。ラッチ回路３４０は、前記第１の電池タイプの前記電池の電圧が所定の電位に達した場合、導電率が制御可能な装置Ｑ８の導電率を低減して、前記第１の電池タイプの前記電池１５０に印加される充電電流を実質的にゼロ電流に低減することができる。電子回路３００、３００′は、前記第１の電池タイプの電池が第２の端子対に接続され、かつ、前記第２の電池タイプの電池用の電池充電装置４００が第１の端子対に接続された場合、前記第１の電池タイプの前記電池１５０の充電制限に応答して前記第１の端子対間に繰り返し定期的に負荷Ｑ１、Ｒ１を印加するパルス発生回路３６０をさらに有することができる。前記第２の電池タイプの電池用の前記電池充電装置４００は、当該電池充電装置に電池が接続された場合その旨を示すインジケータを有することができ、アダプタ１００、１００′は、さらに、前記第１の電池タイプの前記電池１５０の充電制限に応答して第１の端子対間に繰り返し定期的に負荷Ｑ１、Ｒ１を印加することにより、前記充電装置４００に電池が接続されたことを当該充電装置４００の前記インジケータが示すようにするパルス発生回路３６０を有することができる。電池充電装置４００は、前記第２の電池タイプの電池が充電されると前記インジケータを所定のレートでオンおよびオフにするフラッシャー、例えば点滅回路を含んでよく、その場合、パルス発生回路３６０は、前記所定のレートより高いレートで繰り返し定期的に負荷Ｑ１、Ｒ１を印加する。前第１の電池タイプの電池はリチウムイオン電池であってよく、前第２の電池タイプの電池はニッケルカドミウム電池であってよい。
【００９８】
第１の電池タイプの電池１５０により給電可能で、前記第１の電池タイプの電池と異なる第２の電池タイプの電池用の充電装置４００を利用して充電可能および／または再充電可能なアダプタ１００、１００′および照明器具１０、１０′は、光源Ｌ、６０を支持し、前記第１の電池タイプの電池１５０を受容する空洞を有する照明器具ハウジング２０と、照明器具ハウジング２０上にあり、前記第２の電池タイプの電池用の充電装置４００の充電端子に電気接続する構成の第１の端子対５８と、前記第１の電池タイプの電池１５０に電気接続する、前記照明器具ハウジング２０の前記空洞内の第２の端子対２０２、２０４と、前記照明器具ハウジング２０に内設され前記第１および第２の端子対に接続された電子回路３００、３００′であって、前記第１の電池タイプの電池が前記第２の端子対２０２、２０４に接続され、かつ、前記第２の電池タイプの電池用の電池充電装置４００が前記第１の端子対５８に接続された場合、前記第１の電池タイプの電池１５０の充電を制御する電子回路３００、３００′と、前記第１の電池タイプの電池が前記照明器具ハウジング２０の前記空洞内にある場合、前記第１の電池タイプの電池１５０から前記光源Ｌ、６０に選択的に通電するスイッチＳＷ、５５とを有することができる。電子回路３００、３００′は、前記第１および第２の端子対５８、２０２、２０４に接続されたプロセッサ３５６と、前記第１の端子対５８の一方と前記第２の端子対の一方との間に連結された導電率が制御可能な装置Ｑ８であって、前記第１の電池タイプの電池１５０が前記第２の端子対２０２、２０４に接続されて光源Ｌ、６０に供電する場合、高い導電率を有する導電率が制御可能な装置Ｑ８とを含んでよい。プロセッサ３５６には、前記スイッチＳＷ、５５に応答して光源Ｌ、６０に選択的に通電するコントローラ５６を含めることができる。前記電子回路３００、３００′は、前記第１の電池タイプの電池１５０の電圧が所定の電位に達した場合、当該第１の電池タイプの電池１５０に印加される充電電流を実質的にゼロ電流に低減することができる。前記電子回路３００、３００′は、前記第２の電池タイプの電池用の電池充電装置４００が第１の端子対に接続された場合、前記第１の電池タイプの前記電池１５０の充電制限に応答して前記導電率が制御可能な装置Ｑ８の導電性をさらに制御し導電率を低減するラッチ回路３４０をさらに有することができる。ラッチ回路３４０は、前記第１の電池タイプの前記電池の電圧が所定の電位に達した場合、導電率が制御可能な装置Ｑ８の導電率を低減して、前記第１の電池タイプの前記電池１５０に印加される充電電流を実質的にゼロ電流に低減することができる。電子回路３００、３００′は、前記第１の電池タイプの電池が第２の端子対に接続され、かつ、前記第２の電池タイプの電池用の電池充電装置４００が第１の端子対に接続された場合、前記第１の電池タイプの前記電池１５０の充電制限に応答して前記第１の端子対間に繰り返し定期的に負荷Ｑ１、Ｒ１を印加するパルス発生回路３６０をさらに有することができる。前第１の電池タイプの電池はリチウムイオン電池であってよく、前第２の電池タイプの電池はニッケルカドミウム電池であってよい。
【００９９】
リチウムイオン電池により給電可能で、ニッケルカドミウム電池用の充電装置を利用して充電可能および／または再充電可能なアダプタ１００、１００′および照明器具１０、１０′は、光源Ｌ、６０を支持し、リチウムイオン電池１５０を受容する空洞を有する照明器具ハウジング２０と、照明器具ハウジング２０上にあり、ニッケルカドミウム電池用の充電装置４００の充電端子に電気接続する構成の第１の端子対５８と、リチウムイオン電池１５０に電気接続する、前記照明器具ハウジング２０の前記空洞内の第２の端子対２０２、２０４と、照明器具ハウジング２０に内設され第１および第２の端子対に接続された電子回路３００、３００′であって、前記リチウムイオン電池が前記第２の端子対２０２、２０４に接続され、かつ、ニッケルカドミウム電池用の電池充電装置４００が第１の端子対５８に接続された場合、前記リチウムイオン電池１５０の充電を制御する電子回路３００、３００′と、前記リチウムイオン電池が前記照明器具ハウジング２０の前記空洞内にある場合、前記リチウムイオン電池１５０から前記光源Ｌ、６０に選択的に通電するスイッチＳＷ、５５とを有することができる。電子回路３００、３００′は、第１および第２の端子対５８、２０２、２０４に接続されたプロセッサ３５６と、前記第１の端子対５８の一方と前記第２の端子対２０２、２０４の一方との間に連結された導電率が制御可能な装置Ｑ８であって、リチウムイオン電池１５０が第２の端子対２０２、２０４に接続されて光源Ｌ、６０に供電する場合、高い導電率を有する導電率が制御可能な装置Ｑ８とを含んでよい。プロセッサ３５６には、前記スイッチＳＷ、５５に応答して光源Ｌ、６０に選択的に通電するコントローラ５６を含めることができる。電子回路３００、３００′は、前記リチウムイオン電池１５０の電圧が所定の電位に達した場合、当該リチウムイオン電池に印加される充電電流を実質的にゼロ電流に低減することができる。電子回路３００、３００′は、ニッケルカドミウム電池用の前記電池充電装置４００が第１の端子対５８に接続された場合、前記リチウムイオン電池１５０の充電制限に応答して導電率が制御可能な装置Ｑ８の導電性をさらに制御し導電率を低減するラッチ回路３４０をさらに有することができる。ラッチ回路３４０は、前記リチウムイオン電池１５０の電圧が所定の電位に達した場合、導電率が制御可能な装置Ｑ８の導電率を低減して、前記リチウムイオン電池に印加される充電電流を実質的にゼロ電流に低減することができる。電子回路３００、３００′は、リチウムイオン電池が第２の端子対２０２、２０４に接続され、かつ、ニッケルカドミウム電池用の電池充電装置４００が第１の端子対５８、１２４に接続された場合、前記リチウムイオン電池１５０の充電制限に応答して第１の端子対５８、１２４間に繰り返し定期的に負荷Ｑ１、Ｒ１を印加するパルス発生回路３６０をさらに有することができる。
【０１００】
元のニッケルカドミウム電池を、代替リチウムイオン電池１５０で置き換えるアダプタ１００、１００′は、元のニッケルカドミウム電池と実質的に同様な構成のハウジング１１０、１１０′であって、リチウムイオン代替電池１５０を受容する空洞を有し、その空洞内にリチウムイオン代替電池１５０を有し、元のニッケルカドミウム電池と実質的に同様な構成の第１の端子対１２２、１２４を含み、リチウムイオン代替電池１５０に電気接続する第２の端子対２０２、２０４を含む、ハウジング１１０、１１０′と、前記第１の端子対１２２、１２４の一方と前記第２の端子対２０２、２０４の一方との間に連結された導電率が制御可能な装置Ｑ８であって、リチウムイオン代替電池１５０が前記第２の端子対２０２、２０４に接続されて光源Ｌ、６０に供電する場合、高い導電率を有する導電率が制御可能な装置Ｑ８と、前記第１の端子対の他方と前記第２の端子対の他方との間の導電接続部３０２と、第２の端子対２０２、２０４に連結され、その端子対間の電圧を検出して前記導電率が制御可能な装置Ｑ８の導電性を制御し導電率を低減する電池充電制御回路３００、３００′であって、電池充電装置４００が第１の端子対に接続された場合、第２の端子対２０２、２０４に接続されたリチウムイオン代替電池１５０の充電を制限する電池充電制御回路３００、３００′とを有することができる。電池充電制御回路３００、３００′は、リチウムイオン代替電池１５０の電圧が所定の電位に達した場合、リチウムイオン代替電池１５０に印加される充電電流を実質的にゼロ電流に低減することができる。前記アダプタ１００、１００′は、さらに、電池充電装置４００が第１の端子対１２２、１２４に接続された場合、リチウムイオン代替電池１５０の充電制限に応答して導電率が制御可能な装置Ｑ８の導電性をさらに制御し導電率を低減するラッチ回路３４０を有することができる。ラッチ回路３４０は、リチウムイオン代替電池１５０の電圧が所定の電位に達した場合、導電率が制御可能な装置Ｑ８の導電率を低減して、前記リチウムイオン代替電池１５０に印加される充電電流を実質的にゼロ電流に低減することができる。前記アダプタ１００、１００′は、さらに、電池充電装置４００が第１の端子対に接続された場合、リチウムイオン代替電池１５０の充電制限に応答して第１の端子対間に繰り返し定期的に負荷Ｑ１、Ｒ１を印加するラッチ回路３６０を有することができる。電池充電制御回路３００、３００′は、元のニッケルカドミウム電池用の電池充電装置４００をリチウムイオン代替電池１５０に連結して、リチウムイオン代替電池１５０を充電することができる。電池充電装置４００は、当該電池充電装置に電池が接続された場合その旨を示すインジケータを有することができ、アダプタ１００、１００′は、さらに、リチウムイオン代替電池１５０の充電制限に応答して第１の端子対間に繰り返し定期的に負荷Ｑ１、Ｒ１を印加することにより、前記充電装置に電池が接続されたことを当該充電装置の前記インジケータが示すようにするパルス発生回路３６０を有することができる。電池充電装置４００は、元の電池が充電されると前記インジケータを所定のレートでオンおよびオフにするフラッシャー、例えば点滅回路を含んでよく、パルス発生回路３６０は、前記所定のレートより高いレートで繰り返し定期的に負荷Ｑ１、Ｒ１を印加できる。
【０１０１】
元の電池を、それと異なるタイプの代替電池１５０で置き換えるアダプタ１００、１００′は、元の電池とサイズおよび形状が実質的に同様な構成のハウジング１１０、１１０′であって、代替電池１５０を受容する空洞を有し、元の電池の端子と実質的に同様な構成の第１の端子対１２２、１２４を含み、ハウジング１１０、１１０′内の前記空洞内に代替電池１５０がある場合、代替電池１５０に電気接続する第２の端子対２０２、２０４を含む、ハウジング１１０、１１０′と、前記第１の端子対の一方と前記第２の端子対の一方との間に連結された導電率が制御可能な装置Ｑ８であって、代替電池１５０が第２の端子対２０２、２０４に接続されて光源Ｌ、６０に供電する場合、高い導電率を有する導電率が制御可能な装置Ｑ８と、前記第１の端子対の他方と前記第２の端子対の他方との間の導電接続部３０２と、第２の端子対２０２、２０４に連結され、その端子対間の電圧を検出して前記導電率が制御可能な装置Ｑ８の導電性を制御し導電率を低減する電池充電制御回路３００、３００′であって、代替電池１５０が第２の端子対２０２、２０４に接続され、かつ、電池充電装置４００が第１の端子対１２２、１２４に接続された場合、代替電池１５０の充電を制限する電池充電制御回路３００、３００′とを有することができる。アダプタ１００、１００′は、さらに、前記ハウジング２０の前記空洞内の代替電池１５０か、前記ハウジング２０の前記空洞内に完全に収容された代替電池１５０かを有することができる。電池充電制御回路３００、３００′は、代替電池１５０の電圧が所定の電位に達した場合、当該代替電池１５０に印加される充電電流を実質的にゼロ電流に低減することができる。前記アダプタ１００、１００′は、さらに、前記電池充電装置４００が第１の端子対１２２、１２４に接続された場合、前記代替電池１５０の充電制限に応答して導電率が制御可能な装置Ｑ８の導電性をさらに制御し導電率を低減するラッチ回路３４０を有することができる。ラッチ回路３４０は、前記代替電池１５０の電圧が所定の電位に達した場合、導電率が制御可能な装置Ｑ８の導電率を低減して、前記代替電池１５０に印加される充電電流を実質的にゼロ電流に低減することができる。前記アダプタ１００、１００′は、さらに、代替電池１５０が第２の端子対に接続され、かつ、電池充電装置４００が第１の端子対に接続された場合、前記代替電池１５０の充電制限に応答して第１の端子対間に繰り返し定期的に負荷Ｑ１、Ｒ１を印加するパルス発生回路３６０を有することができる。電池充電制御回路３００、３００′は、元の電池用の電池充電装置４００を異なるタイプの代替電池１５０に連結して、この異なるタイプの代替電池１５０を充電することができる。電池充電装置４００は、当該電池充電装置に電池が接続された場合その旨を示すインジケータを有することができ、アダプタ１００、１００′は、さらに、前記代替電池１５０の充電制限に応答して第１の端子対間に繰り返し定期的に負荷Ｑ１、Ｒ１を印加することにより、前記充電装置に電池が接続されたことを当該充電装置の前記インジケータが示すようにするパルス発生回路３６０を有することができる。電池充電装置４００は、元の電池が充電されると前記インジケータを所定のレートでオンおよびオフにするフラッシャー、例えば点滅回路を含んでよく、パルス発生回路３６０は、前記所定のレートより高いレートで繰り返し定期的に負荷Ｑ１、Ｒ１を印加できる。ハウジング１１０、１１０′は、ハウジング２０の前記空洞に受容された代替電池１５０を収容でき、または、ハウジング１１０、１１０′は、導電率が制御可能な装置Ｑ８と、導電接続部３０２と、電池充電制御回路３００、３００′とを収容でき、または、ハウジング１１０、１１０′は、ハウジング１１０、１１０′の前記空洞に受容された代替電池１５０を収容でき、かつ、導電率が制御可能な装置Ｑ８と、導電接続部３０２と、電池充電制御回路３００、３００′とを収容できる。第１の端子対１２２、１２４は、中央端子１２２と、中央端子を取り囲む環状リング端子１２４とを含んでよく、または、第２の端子対２０２、２０４は、同心状および同軸状の内部バネ端子と外部バネ端子とを含んでよく、または、第１の端子対１２２、１２４は、中央端子と、中央端子を取り囲む環状リング端子とを含んでよく、かつ、第２の端子対２０２、２０４は、同心状および同軸状の内部バネ端子と外部バネ端子とを含んでよい。前記元の電池はニッケルカドミウム電池であってよく、前記代替電池１５０はリチウムイオン電池であってよい。
【０１０２】
本明細書における用語「約」は、寸法、サイズ、配合、パラメータ、形状その他の数量および特徴が厳密なものでもそうである必要もなく、必要に応じ、許容誤差、換算係数、丸め、測定誤差など、および当業者に知られている他の要因を反映したおおよそのもの、および／または比較的大きく若しくは小さいものであってよいことを意味する。一般に、寸法、サイズ、配合、パラメータ、形状その他の数量または特徴は、それらを明示的に記載しているかどうかにかかわらず、「約」または「おおよそ」のものである。なお、サイズ、形状、および寸法が非常に異なる実施形態の場合は、説明された構成を使用している場合がある。
【０１０３】
例えば、用語「上」、「下」、「左」、「右」、「前部」、「後部」、「側部」、「頂部」、「底部」、「前方」、「後方」、「下方」、および／または「上方」は、本明細書において本構成の１若しくはそれ以上の実施形態および／または使用を説明する上で便宜的に使用される可能性があるが、説明された物品は、望ましい任意の配向で配置でき、および／または望ましい任意の位置および／または配向で利用できる。位置および／または配向に関するこのような用語は、単に便宜的なものであり、特許請求の範囲に記載された本発明を限定するものではないと理解すべきである。
【０１０４】
用語「電池」は、本明細書において、１若しくはそれ以上の電気化学セルを有する電気化学的装置を指すため、電池は、個々のユニットであるか、パッケージ化したユニットであるかにかかわらず、単一のセルまたは複数のセルを含んでよい。電池は、充電すると電気エネルギーを貯蔵でき、放電すると蓄電エネルギーの少なくとも一部が回収できる他のエネルギー貯蔵装置（ＥＳＤ）、例えばコンデンサ型貯蔵装置を含んでもよい。
【０１０５】
元の電池の端子と実質的に同様な構成の端子対は、通常であれば元の電池の端子が接触する接点および／または端子、例えば照明器具または他の電池式装置のハウジング内部に電気接触できる。元の照明器具または他の電池式装置の端子と実質的に同様な構成の端子対は、通常であれば元の照明器具または他の電池式装置の端子が接触する接点および／または端子、例えば照明器具または他の電池式装置のハウジング外部に電気接触できる。用語「電池式」（ｂａｔｔｅｒｙ  ｐｏｗｅｒｅｄ）および「電池式」（ｂａｔｔｅｒｙ  ｏｐｅｒａｔｅｄ）は均等と見なされ、本明細書で同義的に使用できる。
【０１０６】
以上、前述の諸実施形態を例にとり本発明を説明したが、当業者であれば、以下の請求項により定義される本発明の要旨を逸脱しない範囲で、変形形態が明確に理解されるであろう。例えば、説明したタイプのアダプタ１００、１００′は、Ｎｉ−Ｃｄ電池に代えてニッケル金属水素化物（ＮｉＭＨ）電池を利用する用途、またはＮｉＭＨ電池に代えてＬｉイオン電池を利用する用途、または鉛酸電池に代えてＬｉイオン電池を利用する用途、またはアルカリ電池に代えてＬｉイオン電池を利用する用途、またはＮｉ−Ｃｄ電池またはＮｉＭＨ電池に代えてリチウムポリマー電池を利用する用途、あるいは別の望ましい代替品または種々の電池タイプの組み合わせに使用できる。
【０１０７】
本構成のアダプタは、任意の電池式電気および／または電子装置と併用でき、これは、前記装置がもともと使い捨て電池を利用するものであったか、再充電可能な電池を利用するものであったかにかかわらず、また元の電池を置き換えるか、異なる電池タイプを利用していた装置を置き換えるかにかかわらない。このような装置の例としては、携帯用照明器具、懐中電灯、携帯用電気製品、携帯用電池式掃除機、携帯電話、携帯情報端末、携帯用ＣＤおよびＤＶＤプレーヤー、携帯用音楽装置（例えばＭＰ３プレーヤーおよびｉＰｏｄ（登録商標）装置）、ポータブルコンピュータなどがある。また、本構成のアダプタは、前記装置用とその元の電池用に提供される各種の充電装置および充電器で使用できる。
【０１０８】
双方向トランジスタＱ８は、本構成において本質的にアナログ態様で操作して高導電率（例えば、オン）および低導電率（例えば、オフ）の状態間で変化する可変被制御導電率を提供できる導電率が制御可能な装置であり、または高導電率（例えば、オン）および低導電率（例えば、オフ）の状態間でより迅速に変化する（例えば、スイッチ）本質的にデジタル態様の導電率が制御可能な装置である。本構成では、双方向トランジスタＱ８が高導電率（例えば、オン）および低導電率（例えば、オフ）の状態間で比較的急速に変更されるラッチ回路３４０が提供されることが好ましい。
【０１０９】
照明器具１０、１０′については、例えば図１および４で、電源１００、１００′、１５０と、光源Ｌ、６０、例えば灯部または発光ダイオード（ＬＥＤ）と、電池１５０からの電力を光源Ｌ、６０に選択的に印加するスイッチ５５、ＳＷとを有する照明器具として図示しているが、当技術分野で周知のように、コントローラ、マイクロプロセッサ、および他のデジタル式およびアナログ式コントローラを有する照明器具を備えたより複雑な照明器具構成も提供可能である。例えば、本明細書で説明したアダプタ１００、１００′は、種々の照明器具、例えば２０１０年３月９日付けでＲａｙｍｏｎｄ  Ｌ．Ｓｈａｒｒａｈらに付与された米国特許第７，６７４，００３号「Ｆｌａｓｈｌｉｇｈｔ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｐｌｕｒａｌ  Ｓｗｉｔｃｈｅｓ  ａｎｄ  ａ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ」（複数のスイッチおよびコントローラを有する懐中電灯）で説明されている制御可能な照明器具および２００８年１２月１６日付けでＭａｒｋ  Ｗ．Ｓｎｙｄｅｒらに付与された米国特許第７，４６６，０８２号「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｒｅｄｕｃｉｎｇ  ａｎｄ  Ｂｏｏｓｔｉｎｇ  Ｖｏｌｔａｇｅ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  ＬＥＤ  Ｃｕｒｒｅｎｔ」（ＬＥＤ電流を制御する電圧を減少および増加させる電子回路）（これらは各々この参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）で説明されている照明器具とも併用できる。
【０１１０】
最後に、記載した数値は一般的または例示的な値であって限定を意図した値ではなく、これらより実質的に大きく、および／または実質的に小さい値を除外するものではない。所与の全実施形態における値は、記載した例示的または一般的な値より実質的に大きく、および／または実質的に小さくてもよい。例えば、電池セルの数、充電電圧、灯部点滅レートなどは、本明細書に記載したものと異なってもよい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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