(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムイオン電池を収めたケースに対し、充電時に前記ケースに設けられた電極部に充電装置につながる第１コネクタが接続されて、前記リチウムイオン電池の充電が成され、車椅子の駆動をモータ制御部により行う第２コネクタに接続交換することにより、前記モータ制御部に給電が成されるようにした電動車椅子の電気接続構造において、
前記電極部は正電極、負電極および付加電極を有し、前記正電極は前記リチウムイオン電池の電池セルのプラス側に接続され、前記負電極はスイッチング部を有する制御回路を介して前記電池セルのマイナス側に接続され、
前記電極部に前記第２コネクタが接続された場合に、前記負電極と前記付加電極が短絡することにより前記スイッチング部が動作して、モータからの逆起電力により前記リチウムイオン電池が充電されるようにした電動車椅子の電気接続構造。
【請求項２】
前記第２コネクタは、前記ケース側に設けられた前記負電極と前記付加電極とを電気的に接続する電極を有している請求項１に記載の電動車椅子の電気接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車椅子用の電気接続構造に関し、特にモータ制御部側のコネクタと電池収納ケースとの電気的接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車椅子のモータの電源としては、特許文献１に明示されているように、従来から、リチウムイオン電池やニッケル水素電池が採用されている。実際には、車椅子のフレームに固定されたケースの中に、リチウムイオン電池及びニッケル水素電池の何れか一方が装填される。
【特許文献１】特開２０００−３４０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかして、リチウムイオン電池はニッケル水素電池に比べて、持続時間が短いので、ケース内にリチウムイオン電池を装填した場合、充電器への接続頻度が多くなり、その改善が要請されていた。
【０００４】
それ故に、本発明は、かような不具合が惹起されることがない、電動車椅子の電気接続構造を提供することを、その課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために講じた技術的手段は、「リチウムイオン電池を収めたケースに対し、充電時に前記ケースに設けられた電極部に充電装置につながる第１コネクタが接続されて、前記リチウムイオン電池の充電が成され、車椅子の駆動をモータ制御部により行う第２コネクタに接続交換することにより、前記モータ制御部に給電が成されるようにした電動車椅子の電気接続構造において、
前記電極部は正電極、負電極および付加電極を有し、前記正電極は前記リチウムイオン電池の電池セルのプラス側に接続され、前記負電極はスイッチング部を有する制御回路を介して前記電池セルのマイナス側に接続され、前記電極部に前記第２コネクタが接続された場合に、前記負電極と前記付加電極が短絡することにより前記スイッチング部が動作して、モータからの逆起電力により前記リチウムイオン電池が充電されるようにした電動車椅子の電気接続構造」である。
この場合、前記第２コネクタは、前記ケース側に設けられた前記負電極と前記付加電極とを電気的に接続する電極を有していると良い。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、逆起電力による充電が可能となり、充電器への接続頻度を低減することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を基に説明する。
【０００８】
図１に示されるように、電動車椅子用バッテリー収納ケース１０は、筐体１２を備える。筐体１２の凹部１４の底面には、電極部２０が形成される。しかして電極部２０は、等間隔に列設された４個の電極（負電極２２と補助電極２４と第１正電極２６と第２正電極２８）及び負電極２２に近接配置の付加電極２０Ｘとから構成される。負電極２２と補助電極２４との間、補助電極２４と第１正電極２６との間、第１正電極２６と第２正電極２８との間に位置すべく、筐体１２の凹部１４の底面には、夫々、溝ＧＲ１、溝ＧＲ２及び溝ＧＲ３が、形成されている。
【０００９】
図２には、筐体１２内にニッケル水素電池３０を装填したときの、ニッケル水素電池３０と充電装置（例えば、充電器）４０との接続関係が、模式的に示される。ニッケル水素電池３０は、電池セル３２、保護回路３４及び電池温度検出のサーミスタ３６を備える。電池セル３２のプラス側は第２正電極２８に接続され、電池セル３２のマイナス側は保護回路３４を介して負電極２２に接続される。補助電極２４と負電極２２とがサーミスタ３６を介して接続される。付加電極２０Ｘは、アイドル電極となっており、ニッケル水素電池３０とは電気的接続関係にはない。尚、筐体１２に付加電極２０Ｘを設けるのは、筐体１２をニッケル水素電池３０とリチウムイオン電池とで共通化するためであるので、筐体１２をニッケル水素電池３０を装填する場合に限定するのであれば、付加電極２０Ｘを設ける必要はない。
【００１０】
充電装置４０は、周知の構造を有しており、充電装置４０から延出するコネクタ４２の電極部５０は、筐体１２の電極部２０と同様の構造となっており、４個の電極：負電極５２と補助電極５４と第１正電極５６と第２正電極５８とから構成される。また、負電極５２と補助電極５４との間、補助電極５４と第１正電極５６との間及び第１正電極５６と第２正電極５８との間には、夫々、絶縁リブ５０Ｒ１、５０Ｒ２及び５０Ｒ３が、コネクタ４２の先端部と一体形成されている。しかして、第１正電極５６のみがアイドル端子とされ、負電極５２、補助電極５４及び第２正電極５８が、充電装置４０の内部の対応個所に接続されている。そして、充電装置４０側のコネクタ４２の電極部５０が、図示されるように、筐体１２の凹部１４内において、筐体１２側の電極部２０と着脱自在に接続されとき、充電装置４０側のコネクタ４２の電極部５０の負電極５２、補助電極５４、第１電極５４及び第２正電極５８が筐体１２側の電極部２０の負電極２２、補助電極２４、第１正電極２６及び第２正電極２８に、夫々、接触すると共に、コネクタ４２の絶縁リブ４２Ｒ１、４２Ｒ２及び４２Ｒ３が、夫々、筐体１２の凹部１４の底面の溝ＧＲ１、溝ＧＲ２及び溝ＧＲ３に嵌挿される。
【００１１】
かような装填がなされた後、充電装置４０がオンされると、筐体１２側の電極部２０の負電極２２、補助電極２４及び第２正電極２８が、夫々、充電装置４０側のコネクタ４２の電極部５０の負電極５２、補助電極５４及び第２正電極５８を介して、充電装置４０の内部の対応個所と通電状態となり、電池セル３２が充電される。
【００１２】
充電完了後、充電装置４０がオンされたまま（つまり充電装置４０が図示されない電源との通電状態が維持されたまま）コネクタ４２が筐体１２の凹部１４から抜かれた場合、図示されない車椅子の金属製のフレームにコネクタ４２が接触したとしても、コネクタ４２の絶縁リブ４２Ｒ１、４２Ｒ２及び４２Ｒ３が、金属フレームによる、負電極５２と補助電極５４との間の導通、補助電極５４と第１正電極５６との間の導通及び第１正電極５６と第２正電極５８との間の導通を、夫々阻止するので、充電装置４０の内部回路の短絡が未然に防止される。
【００１３】
しかして、かような電極間の導通阻止のためには、絶縁リブ４２Ｒ１（４２Ｒ２及び４２Ｒ３についても同様）の突出度（図１の右方向）及び高さ（図１の上下方向）が、両側の電極よりも大きく設定される必要がある。
【００１４】
図３には、筐体１２内にリチウムイオン電池６０を装填したときの、リチウムイオン電池６０と充電装置７０との接続関係が、模式的に示される。リチウムイオン電池６０は、電池セル６２及び制御回路６４を備える。電池セル６２のマイナス側は、制御回路６４を介して、第１正電極２６に接続され、電池セル６２のマイナス側は制御回路６４を介して負電極２２に接続される。補助電極２４と付加電極２０Ｘは制御回路６４の入力端子に接続される。
【００１５】
充電装置７０は、周知の構造を有しており、充電装置７０から延出するコネクタ７２の電極部８０は、筐体１２の電極部２０と同様の構造となっており、４個の電極：負電極８２と補助電極８４と第１正電極８６と第２正電極８８とから構成される。しかして、第２正電極８８のみがアイドル端子とされ、負電極８２、補助電極８４及び第１正電極８６が、充電装置７０の内部の対応個所に接続されている。そして、充電装置７０側のコネクタ７４の電極部８０が、図示されるように、筐体１２の凹部１４内において、筐体１２側の電極部２０と着脱自在に接続された後、充電装置７０がオンされると、筐体１２側の電極部２０の負電極２２、補助電極２４及び第１正電極２６が、夫々、充電装置７０側のコネクタ７２の電極部８０の負電極８２、補助電極８４及び第１正電極８６を介して、充電装置７０の内部の対応個所と通電状態となり、電池セル６２が充電される。このとき、付加電極２０Ｘは、充電装置７０側の電極部８０とは、電気的接続関係にはない。
【００１６】
尚、図３に示す構造においても、コネクタ７２の絶縁リブ７２Ｒ１、７２Ｒ２及び７２Ｒ３が、夫々、筐体１２の凹部１４の底面の溝ＧＲ１、溝ＧＲ２及び溝ＧＲ３に嵌挿される。
【００１７】
そして、充電完了後、充電装置７０がオンされたまま（つまり充電装置７０が図示されない電源との通電状態が維持されたまま）コネクタ７２が筐体１２の凹部１４から抜かれた場合、図示されない車椅子の金属製のフレームにコネクタ７２が接触したとしても、コネクタ７２の絶縁リブ７２Ｒ１、７２Ｒ２及び７２Ｒ３が、金属フレームによる、負電極８２と補助電極８４との間の導通、補助電極８４と第１正電極８６との間の導通及び第１正電極８６と第２正電極８８との間の導通を、夫々阻止するので、充電装置７０の内部回路の短絡が未然に防止される。
【００１８】
充電が終わった電池は、コネクタ９０を介して、モータ制御部１００に接続される。すなわち、図４に示されるように、筐体１２の凹部１４内において、筐体１２側の電極部２０と着脱自在に接続されるコネクタ９０の電極部９２は、負電極２２、補助電極２４並びに第１正電極２６及び第２正電極２８と必ず接続される負電極９４、補助電極９６並びに正電極９８とからなっており、筐体１２内に装填されているニッケル水素電池３０の、モータ制御装置への通電を可能とする。尚、補助電極９６は、このとき、アイドル端子となっている。また、コネクタ９０側には電源がないので、端子間の導通に伴う内部回路の短絡は問題とならないので、コネクタ９０にはリブは設ける必要がないとの理由で、図では省略してあるが、雨水等による漏電防止の観点から設けるのが望ましい。
【００１９】
図５に示されるように、充電が終わった筐体１２内のリチウムイオン電池６０は、コネクタ１９０を介して、モータ制御部１００に接続される。すなわち、筐体１２の凹部１４内において、筐体１２側の電極部２０と着脱自在に接続されるコネクタ１９０の電極部１９２は、付加電極２０Ｘ及び負電極２２、補助電極２４並びに第１正電極２６及び第２正電極２８と必ず接続される負電極１９４、補助電極１９６並びに正電極１９８とからなっており、筐体１２内に装填されているリチウムイオン電池６０の、モータ制御部１００への通電を可能とする。尚、補助電極１９６は、このとき、アイドル端子となっている。
【００２０】
コネクタ１９０の負電極１９４は、制御回路６４の２つのポート：６４Ａ及び６４Ｂに接続されている。制御回路６４の一方のポート６４Ｂは図示されないスイッチング部を有しており、コネクタ１９０が接続されたとき、負電極２２と付加電極２２Ｘが負電極１９４により導通されると、スイッチング部を閉じる。モータで逆起電力が生起された場合、この逆起電力は、制御装置１００及びコネクタ１９０の負電極１９４を介して、制御装置６４の双方のポート：６４Ａ及び６４Ｂに印加される。ポート６４Ｂへの印加と同時に、制御装置６４はスイッチング部を閉じて、ポート６４Ａとリチウムイオン電池６０のマイナス側が導通されて、リチウムイオン電池６０の電池セル６２のマイナス側に起電力が印加され、電池セル６２が充電される。
【００２１】
制御回路２４は、補助電極２４に通電がなされていない場合、リチウムイオン電池６０をして出力のみ行わせしめる。しかし、付加電極２４に通電がなされた場合、補助電極２４への通電がなされていなくても、入力が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る電動車椅子用バッテリー収納ケースの全体斜視図。
【図２】図１に示す収納ケースの筐体の内部に装填されたニッケル水素電池を充電する際のコネクタ接続を説明する図。
【図３】図１に示す収納ケースの筐体の内部に装填されたリチウムイオン電池を充電する際のコネクタ接続を説明する図。
【図４】図１に示す収納ケースの筐体の内部に装填されたニッケル水素電池をモータ制御装置に印加する際のコネクタ接続を説明する図。
【図５】図１に示す収納ケースの筐体の内部に装填されたリチウムイオン電池をモータ制御装置に印加する際のコネクタ接続を説明する図。
【符号の説明】
【００２３】
１２  筐体
２０  電極部
２２  負電極
２４  補助電極
２６  第１正電極
２８  第２正電極
ＧＲ１  溝
ＧＲ２  溝
ＧＲ３  溝
４０  充電器
４２  コネクタ（第１コネクタ）
４２Ｒ１  絶縁リブ
４２Ｒ２  絶縁リブ
４２Ｒ３  絶縁リブ
７０  充電装置（充電器）
７２  コネクタ（第１コネクタ）
７２Ｒ１  絶縁リブ
７２Ｒ２  絶縁リブ
７２Ｒ３  絶縁リブ
９０  コネクタ（第２コネクタ）
１００  モータ制御部
１９０  コネクタ（第２コネクタ）
１９２  コネクタ電極部
【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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