(57)【要約】【課題】  使用する再充電バッテリの寿命が尽きて再充電不能になった場合に、バッテリパック全体を廃棄して新たなバッテリパックと交換することの不経済性及び廃棄物増加による環境汚染を解消するバッテリパック及びそれを使用する携帯型電子機器を提供する。【解決手段】  バッテリパック１０は、バッテリハウジング１２の側面に形成されたバッテリ実装穴１６に着脱可能な再充電バッテリ２０及びこの再充電バッテリ２０を充電するソーラーセル３０を備えている。再充電バッテリ２０が再充電不能になり、その寿命が尽きると、再充電バッテリ２０をハウジング１２のバッテリ実装穴１６から取り外して、新しい再充電バッテリ２０と交換してバッテリファスナ２４により固定するのみで、再使用又は継続使用が可能である。
2006501624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着脱可能な再充電バッテリ（２０）、太陽光を集めて前記再充電バッテリを所定レベルのバッテリ電圧に充電する充電ソーラーセル（３０）を有する着脱可能な再充電バッテリを備えるバッテリパックにおいて、バッテリハウジング（１２）の側面にバッテリ実装穴（１６）を水平方向に形成して内部に前記再充電バッテリ（２０）を実装可能にし、前記バッテリ実装穴（１６）に挿入され、前記バッテリハウジング（１２）に実装された前記再充電バッテリ（２０）は、バッテリファスナ（２４）により固定され、且つ電力端子（１４）が接続されることを特徴とする着脱可能な再充電バッテリを備えるバッテリパック。
【請求項２】
前記再充電バッテリ（２０）は、再充電回路が搭載された再充電回路基板（２２）と一体化され、前記バッテリ実装穴（１６）内に挿入されて前記電力端子（１４）と接続されるか又は前記再充電バッテリ（２０）は、前記再充電回路基板（２２）と一体化された前記バッテリハウジング（１２）のバッテリ実装穴（１６）に挿入され、前記電力端子（１４）に接続されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項３】
充電ソーラーセル（３０）からの直流（ＤＣ）電圧が、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ）により基準電圧と比較され、前記ＤＣ電圧がバッテリ電圧に対応するとき、前記再充電回路基板（２２）の再充電回路は、インダクタ（３５）及びコンデンサ（３６）を介してＤＣ電圧を蓄積及びフィルタし、前記ＤＣ電圧を整流ダイオードを介してＤＣ電圧に整流し、前記充電ソーラーセル（３０）からのＤＣ電圧で前記再充電バッテリ（２０）を迅速に充電し、前記充電ソーラーセル（３０）からのＤＣ電圧が過供給されるときは、再充電回路基板（２２）の再充電回路は、パルス幅変調（ＰＷＭ）回路（３２）を使用して過充電を阻止しながら前記再充電バッテリ（２０）を迅速に充電することを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項４】
太陽光を収集する前記充電ソーラーセル（３０）は、前記バッテリハウジング（１２）の上面のみに一体形成され、又は補助ソーラーセル（４２）が、前記バッテリハウジング（１２）に対して出し入れ可能に付加的に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項５】
前記充電ソーラーセル（３０）の光収集突起が光収集面積を拡大するために突出形成されることを特徴とする請求項１又は４に記載のバッテリパック。
【請求項６】
着脱可能な再充電バッテリを備えるバッテリパックを適用する携帯型電子機器において、
バッテリハウジング（１２）の側面に前記再充電バッテリ（２０）が挿入されるバッテリ実装穴（１６）が水平方向に形成され、前記バッテリ実装穴（１６）を介して前記バッテリハウジング（１２）内に前記再充電バッテリ（２０）が挿入され前記バッテリハウジング（１２）内に実装される前記再充電バッテリ（２０）は、バッテリファスナ（２４）の挿入により固定され、電力端子（１４）に接続されて機器ボディー（４０）に取り付けられることを特徴とする携帯型電子機器。
【請求項７】
前記バッテリパック（１０）は、機器ボディー（４０）と一体構成されるか又は前記機器ボディー（４０）と別体に構成されることを特徴とする請求項６に記載の携帯型電子機器。
【請求項８】
前記機器ボディー（４０）は、携帯型通信機器のボディーであることを特徴とする請求項６又は７に記載の携帯型電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソーラーセルを有し、連続的に使用可能にする着脱可能な再充電バッテリを備えるバッテリパックに関し、特に充電ソーラーセルを使用するバッテリパックの寿命が尽きて交換する必要が生じた際に、使用されたバッテリパック全体を交換することなく、単に使用された再充電バッテリを交換することによりバッテリパックを継続して使用可能にする着脱可能な再充電バッテリを備えるバッテリパック及び斯かるバッテリパックを備える携帯型電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報及び通信技術の急速な進歩と共にインターネット革命による携帯型通信機器の普及により、現代人のライフスタイルを変えているのは周知である。特に、携帯電話機（Cellular Phone）の実現技術は、著しく開発されているにも拘らず、この携帯電話機を動作させるバッテリパックの実現技術の開発は遅れている。
【０００３】
斯かる携帯電話機は、バッテリ電圧の低下を電圧センサ（感知器）により自動的に検出することにより再充電バッテリの再充電時期を自動的に認識する。バッテリは、完全に放電する前又はバッテリが強制的に放電された後に再充電可能である。
【０００４】
更に、携帯電話機は、持ち運びを便利にするために小型且つ軽量でなくてはならず、そのために携帯電話機のハウジング、即ちボディーのみならず、再充電バッテリ、即ち電源からの電気により充電される二次電池のサイズ及び重量を低減することが重要である。
【０００５】
従って、再充電バッテリは、ニッケルカドミウムバッテリからニッケル水素バッテリを経て、リチウムイオンバッテリへと開発され、小型化且つ軽量化された。しかし、再充電バッテリの小型化及び軽量化技術は、機器ボディーに比較して遅れている。再充電バッテリのサイズ及び容量を低減する代わりに、電源からの電気により充電される二次電池を実現する原理と全く異なる原理に基づくソーラーセルが再充電バッテリの電力補給手段として採用されて、別体のバッテリ充電器の助けなくバッテリを充電している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
充電用ソーラーセルを採用する携帯型電子機器の従来のバッテリパックでは、バッテリパック内の再充電バッテリの寿命がきて、バッテリが最早充電できなくなると、消耗したバッテリパックは廃棄して新しいバッテリパックと交換しなければならなかった。充電用ソーラーセルを採用するバッテリパックはバッテリ充電器（図示せず）を使用する再充電バッテリを充電する不便を低減するという利点を有するが、バッテリパック自身の寿命を伸ばすことができない。その結果、従来のバッテリパックは、バッテリパックの寿命の制約を克服できないという課題がある。
【０００７】
本発明は、従来技術の上述した課題に鑑みなされたものであり、斯かる課題を克服又は低減する、即ち寿命を大幅に伸ばして廃棄物の発生を抑えることが可能なバッテリパック及びそれを使用する電子機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】
【０００８】
本発明の着脱可能な再充電バッテリを備えるバッテリパックは、着脱可能な再充電バッテリ、太陽光を収集して再充電バッテリを所定レベルのバッテリ電圧に充電する充電ソーラーセルを有するバッテリパックであって、バッテリハウジングの側面にバッテリ実装穴を水平方向に形成して内部に再充電バッテリを実装可能にし、バッテリ実装穴に挿入されバッテリハウジングに実装された再充電バッテリは、バッテリファスナにより固定され且つ電力端子が接続されることを特徴とする。
【０００９】
再充電バッテリは、再充電回路が搭載された再充電回路基板と一体化され、バッテリ実装穴内に挿入されて電力端子と接続されるか、又は前記再充電回路基板と一体化されたバッテリハウジングのバッテリ実装穴に挿入され、前記電力端子に接続される。
【００１０】
充電ソーラーセルからのＤＣ電圧がＭＯＳ−ＦＥＴにより基準電圧と比較され、ＤＣ電圧がバッテリ電圧に対応するとき、再充電回路基板の再充電回路は、インダクタ及びコンデンサを介してＤＣ電圧を蓄積及びフィルタし、ＤＣ電圧を整流ダイオードを介してＤＣ電圧に整流し、充電ソーラーセルからのＤＣ電圧で再充電バッテリを迅速に充電し、充電ソーラーセルからのＤＣ電圧が過供給されるときは、再充電回路基板の再充電回路は、パルス幅変調回路を使用して過充電を阻止しながら再充電バッテリを迅速に充電する。
【００１１】
太陽光を収集する充電ソーラーセルは、バッテリハウジングの上面のみに一体形成され、又は補助ソーラーセルがバッテリハウジングに対して出し入れ可能に付加的に設けられている。
【００１２】
充電ソーラーセルの光収集突起が光収集面積を拡大するために突出形成されている。
【００１３】
また、本発明の着脱可能な再充電バッテリを備えるバッテリパックを適用する携帯型電子機器は、バッテリハウジングの側面に再充電バッテリが挿入されるバッテリ実装穴が水平方向に形成され、このバッテリ実装穴を介してバッテリハウジング内に再充電バッテリが挿入されバッテリハウジング内に実装される再充電バッテリは、バッテリファスナの挿入により固定され、電力端子に接続されて機器ボディーに取り付けられることを特徴とする。
【００１４】
バッテリパックは、機器ボディーと一体構成されるか又は機器ボディーと別体に構成される。
【００１５】
機器ボディーは、携帯型通信機器のボディーである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の着脱可能な再充電バッテリを備えるバッテリパック及び斯かるバッテリパックを備える携帯型電子機器は、次の如き実用上の顕著な効果を有する。即ち、再充電バッテリが再充電不能になり寿命が尽きたとき、バッテリパック全体を新しいものと交換することなく再充電バッテリのみを着脱して交換することにより継続使用可能であるので、経済的であると共に廃棄物の増加による環境汚染の軽減が可能である。また、再充電バッテリは、バッテリハウジングの側面に形成されたバッテリ実装穴に着脱可能であり、交換が容易であると共にバッテリファスナによりバッテリハウジングに簡単に固定可能である。更に、装着再充電バッテリは、一体化された充電用ソーラーセルにより再充電可能であるので、商用電源が利用できない場合でも、太陽光等により充電して、長時間使用可能であり、特に携帯型通信機器等の電子機器に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明による着脱可能な再充電バッテリを備えるバッテリパック及び斯かるバッテリパックを備える電子機器の好適実施例の構成及び動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。尚、本発明のバッテリパックは、携帯電話機について説明されているが、本発明はバッテリパックを必要とするカムコーダ（カメラ付きレコーダ）やノートブックＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の各種携帯型通信機器に適用可能である。
【００１８】
図１は、着脱可能な再充電バッテリを備えるバッテリパック１０が本発明による機器のボディー４０に組み込まれた携帯型通信機器である携帯電話機の斜視図である。図２は、本発明の機器のボディー４０から着脱可能な再充電バッテリ付きバッテリパック１０が分離されている携帯電話機の斜視図である。図３は、本発明の携帯型通信機器である機器のボディー４０が一体化されたバッテリパック１０のバッテリ装着穴１６に挿入されつつある再充電バッテリ２０の斜視図である。図４は、本発明の携帯型通信機器の機器ボディーから分離されたバッテリパック１０のバッテリ実装穴１６に挿入される再充電回路基板２２が一体化された再充電バッテリ２０を示す図である。
【００１９】
更に、図５は、本発明の充電ソーラーセル３０と一体化されたバッテリパック１０のバッテリ実装穴１６に挿入及び着座された再充電バッテリ２０を示す断面図である。図６は、着脱可能な補助ソーラーセル４２から分離されたバッテリパック１０のバッテリ実装穴１６に挿入及び着座された再充電バッテリ２０の断面図である。
【００２０】
図示の如く、充電ソーラーセルを適用するバッテリパック１０は、充電ソーラーセル３０を適用するバッテリパック１０の寿命が尽き、バッテリパック１０を交換する必要が生じた際に、バッテリパック１０の全体を新しいものと交換するのではなく、使用済みの再充電バッテリ２０を新しいものと交換することにより、継続して使用可能である。
【００２１】
即ち、本発明のバッテリパック１０は、充電ソーラーセル３０がバッテリパック１０のバッテリハウジング１２の外側に一体的に取り付けられるベース構造体を使用し、充電ソーラーセル３０を通して太陽光を収集し、バッテリパック１０の移動中であっても、再充電バッテリ２０をあるレベルのバッテリ電圧に充電する。バッテリ実装穴１６は、バッテリハウジング１２に水平方向に形成され、ユーザが再充電バッテリ２０を挿入及び交換可能にする。
【００２２】
バッテリファスナ（固定具）２４が、バッテリ実装穴１６の一端であるバッテリハウジング１２の一側に挿入され、バッテリ実装穴１６に実装された再充電バッテリ２０を固定する。このバッテリファスナ２４は、バッテリハウジング１２の一側に一体的に形成するか又はバッテリハウジング１２と分離してもよい。バッテリ実装穴１６の開口端は、再充電バッテリ２０が携帯型通信機器の機器ボディー４０と一体化される構造体によるバッテリハウジング１２の後部及び側部に選択的に形成可能であるが、これに制限されない。
【００２３】
更に、典型的な蓋構造のように、各々ある程度の傾きを有するロック用突起（参照符号は省略）が、突出するバッテリファスナ２４の両端に形成される。そして、対応するロック受け又は凹部（参照符号は省略）がバッテリ実装穴１６の両端に形成され、これによりバッテリファスナ２４が所定の押圧力でバッテリハウジング１２のバッテリ実装穴１６内に挿入され、その結果、バッテリファスナ２４はバッテリ実装穴１６に固定されるようにする。バッテリファスナ２４及びバッテリ実装穴１６の高さは、バッテリパック１０が組み合わされる機器のボディー４０の連結部に適合するように決定される。
【００２４】
電力端子１４は、バッテリハウジング１２のバッテリ実装穴１６の端部へ延びるように取り付けられ、その結果、バッテリ実装穴１６に挿入され且つ着座された再充電バッテリ２０及び充電ソーラーセル３０の両方は連結され、電力の供給を可能にする。特に、再充電バッテリ２０に接続される電力端子１４は、再充電バッテリ２０が挿入されるとき、再充電バッテリ２０に接触するよう構成されるのが好ましい。
【００２５】
更に、再充電回路を搭載する再充電回路基板２２は、再充電バッテリ２０と水平方向に一体的に組み込まれ、充電ソーラーセル３０により集められた太陽光を使用して再充電バッテリ２０をバッテリ電圧に迅速に充電する。これにより、バッテリハウジング１２のバッテリ実装穴１６に実装された再充電バッテリ２０の再充電回路基板２２は、バッテリハウジング１２の電力端子１４に接触して接続されるように構成されている。
【００２６】
再充電バッテリ２０は、再充電回路基板２２がバッテリハウジング１２のバッテリ実装穴１６内に挿入且つ着座され、再充電回路を有する再充電回路基板２２を再充電バッテリ２０と一体化することなく、電力端子１４及び再充電回路基板２２が電力供給するように構成可能である。この場合には、再充電回路基板２２は、バッテリハウジング１２のバッテリ実装穴１６の一側に水平方向に取り付けられ、少なくとも接触端子１４が再充電バッテリ２０に配置されて再充電回路基板２２と接続される。
【００２７】
更に、太陽光を収集する充電ソーラーセル３０は、バッテリハウジング１２の上面のみに形成され、収集効率を増加する。しかし、図６に示す如く、更に補助ソーラーセル４２が上面に形成された充電ソーラーセル３０及び充電ソーラーセル３０の下の内部スペースを形成するバッテリ実装穴１６間のスペースに挿抜可能に取り付けられている。これにより、補助ソーラーセル４２は充電ソーラーセル３０と共に、光収集領域を拡大することが可能である。更に、図５に示す如く、バブル状の光収集突起が充電ソーラーセル３０から突出するように形成され、光収集領域を拡張するのが好ましい。
【００２８】
一方、本発明のバッテリパック１０は、図７の充電回路図に示すように、再充電バッテリ２０が過充電されるのを防止して充電ソーラーセル３０を介して再充電バッテリ２０を迅速に充電する回路を含んでいる。この回路は、充電ソーラーセル３０により収集された太陽光のＤＣ電圧を携帯電話機が必要とする再充電バッテリ２０の基準電圧と比較するＭＯＳ−ＦＥＴ３３を接続することにより、電流供給方向をスイッチングする。更に、ＰＷＭ回路３２を含み、バッテリ電圧を超えるＤＣ電圧が充電ソーラーセル３０から過供給されるとき、再充電回路を保護する。
【００２９】
更に、ＭＯＳ−ＦＥＴ３３により基準電圧と比較される充電ソーラーセル３０のＤＣ電圧がバッテリ電圧に対応するとき、エネルギーの蓄積及びフィルタの後、定格電圧で再充電バッテリ２０を迅速に充電するために、再充電回路は、基本的にはインダクタ３５、印加ＤＣ電圧を充放電するコンデンサ３６及び印加されるＤＣ電圧を再充電バッテリのＤＣ電圧に適合するバッテリ電圧に整流する整流ダイオード３４により形成される。
【００３０】
充電ソーラーセル３０を適用するバッテリパック１０の寿命が尽き、バッテリパック１０内の再充電バッテリ２０が最早充電できなくなると、上述の如く構成された着脱可能な再充電バッテリ２０を有するバッテリパック１０は、バッテリハウジング１２のバッテリ実装穴１６に挿入される再充電バッテリ２０を固定するバッテリファスナ２４がバッテリハウジング１２から分離され、新たなバッテリパック１０と完全に交換しなければならない従来のバッテリパック１０とは異なり、使用済みの再充電バッテリ２０をバッテリハウジング１２から取り出す。
【００３１】
新しい再充電バッテリ２０がバッテリハウジング１２のバッテリ実装穴１６に挿入されると、再充電バッテリ２０は、バッテリファスナ２４により固定され、そして再充電バッテリ２０は、バッテリハウジング１２の電力端子１４と接触して接続され、充電ソーラーセル３０を有するバッテリパック１０は、バッテリパック１０の全体を新しいバッテリパック１０と交換することなく、使用済みの再充電バッテリ２０を新しいものと交換することにより継続して使用可能である。
【００３２】
一方、本発明による交換された新しい再充電バッテリ２０を有するバッテリパック１０は、再充電回路基板２２上に実装された再充電回路を使用して充電ソーラーセル３０から供給されるＤＣ電圧により迅速に充電されると共に再充電回路は保護される。
【００３３】
充電ソーラーセル３０からのＤＣ電圧は、ＭＯＳ−ＦＥＴ３３により基準電圧と比較される。もしＤＣ電圧がバッテリ電圧に対応すると、インダクタ３５及びコンデンサ３６によりエネルギーの蓄積及びフィルタを行い、ＤＣ電圧は整流ダイオード３４によりバッテリ電圧に整流され、その後に再充電バッテリ２０は迅速に充電される。
【００３４】
充電ソーラーセル３０からのＤＣ電圧が過供給されると、ＭＯＳ−ＦＥＴ３３は再充電回路へのＤＣ電圧の供給を遮断して、ＤＣ電流をバック回路３２へ供給し、再充電回路が過充電されるのを阻止する。バック回路３２を通って安定化されたＤＣ電流は、再充電回路のインダクタ３５及びコンデンサ３６により蓄積及びフィルタされ、そして再充電バッテリ２０は、整流ダイオード３４を介してバッテリ電圧で迅速に充電される。
【００３５】
一方、本発明による着脱可能な再充電バッテリ２０を有するバッテリパック１０は、商品の携帯型電子機器の機器ボディー４０と一体化でき又は商品の機器ボディー４０から分離可能である。従来のバッテリパックと異なり、本発明のバッテリパック１０は、充電ソーラーセル３０からの収集された太陽光を使用して電力を供給してそれを充電することが可能である。その結果、バッテリパック１０及び機器ボディー４０は、相互に分離する必要はないのでバッテリパック１０は簡単な形状にすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
上述の如く、着脱可能なリチウムバッテリを備えるバッテリパックは、充電ソーラーセル３０を適用するバッテリパックの寿命が尽きてバッテリパックを交換する必要が生じたとき、バッテリパックの全体を交換することなく、再充電バッテリ２０を交換することにより継続して使用される。充電ソーラーセル３０により充電される再充電バッテリ２０は、過充電を防止しながら迅速に充電可能である。
【００３７】
その結果、充電ソーラーセルを有するバッテリパックは、再充電バッテリの寿命が尽きた場合でも、充電ソーラーセルを有するバッテリパック全体を破棄することなく、再充電バッテリを交換して再使用可能である。そこで、コストのみならずバッテリパックを廃棄することにより生じる環境汚染も低減可能である。更に、迅速な充電と再充電回路の保護が行われるので、使用の利便性が増し、本発明のバッテリパックはバッテリパックを必要とする携帯電子機器に広く使用されるとき有効である。
【００３８】
以上、本発明による着脱可能な再充電バッテリを備えるバッテリパック及びそれを使用する携帯型電子機器の好適実施例の構成及び動作を詳述した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものでないことに留意されたい。本発明の要旨及び精神を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明による着脱可能な再充電バッテリパックを備える携帯型通信機器の実施例の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す携帯型通信機器のバッテリパックを分離した状態の斜視図である。
【図３】図１に示す携帯型通信機器のバッテリパックに再充電バッテリを挿入する状態を示す斜視図である。
【図４】図１に示す携帯型通信機器のバッテリパックに再充電バッテリを挿入するベルの具体例を示す斜視図である。
【図５】図１に示す携帯型通信機器の再充電バッテリを充電する充電ソーラーセルを示す断面図である。
【図６】補助ソーラーセルの出し入れ状態を示す図５と同様の断面図である。
【図７】本発明によるバッテリパックの再充電バッテリを充電する充電回路の回路図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  バッテリパック
１２  バッテリハウジング
１４  電力端子
１６  バッテリ実装穴
２０  再充電バッテリ
２２  再充電回路基板
２４  バッテリファスナ（バッテリ固定具）
３０  充電ソーラーセル
３３  ＭＯＳ−ＦＥＴ
３４  整流ダイオード
３５  インダクタ
３６  コンデンサ
４０  機器ボディー
４２  補助ソーラーセル
【図１】
2006501624.tif 000003
【図２】
2006501624.tif 000004
【図３】
2006501624.tif 000005
【図４】
2006501624.tif 000006
【図５】
2006501624.tif 000007
【図６】
2006501624.tif 000008
【図７】
2006501624.tif 000009
【国際調査報告】
2006501624.tif 000010
2006501624.tif 000011