(57)【要約】【課題】ユーザーがケースを分解し、あるいは改造して電池の安全性が低下するのを確実に阻止する。【解決手段】パック電池は、電池１の充電を制御する充電スイッチ３と、この充電スイッチ３で充電される電池１を収納しているケース２の分解を検出して、ケース２が分解されると分解信号を出力する分解検出スイッチ６と、この分解検出スイッチ６の分解信号で充電スイッチ３をオフに切り換えて電池１の充電電流を遮断する制御回路７とを備える。【効果】ケースが分解されたパック電池を使用できなくすることにより、ユーザーによって分解され、あるいは改造された電池の安全性が保証できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池(1)の充電を制御する充電スイッチ(3)と、この充電スイッチ(3)で充電される電池(1)を収納しているケース(2)の分解を検出して、ケース(2)が分解されると分解信号を出力する分解検出スイッチ(6)、(16)、(26)と、この分解検出スイッチ(6)、(16)、(26)の分解信号で充電スイッチ(3)をオフに切り換えて電池(1)の充電電流を遮断する制御回路(7)とを備えてなるパック電池。
【請求項２】
電池(1)の放電を制御する放電スイッチ(4)と、この放電スイッチ(4)で放電される電池(1)を収納しているケース(2)の分解を検出して、ケース(2)が分解されると分解信号を出力する分解検出スイッチ(6)、(16)、(26)と、この分解検出スイッチ(6)、(16)、(26)の分解信号で放電スイッチ(4)をオフに切り換えて電池(1)の放電電流を遮断する制御回路(7)とを備えてなるパック電池。
【請求項３】
電池(1)と直列に接続しているヒューズ(5)と、このヒューズ(5)を介して充放電される電池(1)を収納しているケース(2)の分解を検出して、ケース(2)が分解されると分解信号を出力する分解検出スイッチ(6)、(16)、(26)と、この分解検出スイッチ(6)、(16)、(26)の分解信号でヒューズ(5)を溶断して電池(1)に流れる電流を遮断する制御回路(7)とを備えてなるパック電池。
【請求項４】
制御回路(7)が、分解検出スイッチ(6)、(16)、(26)から出力される分解信号を記憶するメモリ(13)を備える請求項１ないし３のいずれかに記載されるパック電池。
【請求項５】
分解検出スイッチ(6)が、光を検出してオンオフに切り換えられる光センサーである請求項１ないし４のいずれかに記載されるパック電池。
【請求項６】
光センサーがフォトディテクタもしくはフォトカップラである請求項５に記載されるパック電池。
【請求項７】
分解検出スイッチ(26)が、通電部材(27)からなる請求項１ないし４のいずれかに記載されるパック電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケースの分解を検出するパック電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池や保護回路を内蔵するパック電池は、ユーザーがケースを分解、改造して安全性が低下するのを防止する必要がある。このことを実現するために、ケース表面に付着している外装ラベルに、ユーザーが剥した証拠が残るようにしている改ざんを防止する機能を設けたものが開発されている。特許文献１ないし３参照）。これらの公報に記載される外装ラベルは、改ざんされるとその証拠が残るので、故障や市場クレームが発生したときに原因を追求するのに役立つ。さらに、外装ラベルによって改ざんされた証拠が残ることをユーザーが予め知ることによって、改ざんしようと思わなくなるという抑制効果があり、その結果、改ざん防止につながっている。
【特許文献１】特開２００３−６８２６７号公報
【特許文献２】特開２００２−３１１８３６号公報
【特許文献３】特開２００３−１９５７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以上の公報に記載される外装ラベルは、改ざんした証拠を残るようにはできるが、ユーザーが外装ラベルを剥して、ケースを分解し、さらに改造してケースを組み立てて電気機器にセットすると再び使用できる弊害がある。このため、ケースを分解して改造したパック電池の安全性を保証できない。
【０００４】
本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、ユーザーがケースを分解し、あるいは改造して電池の安全性が低下するのを確実に阻止できるパック電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１のパック電池は、電池１の充電を制御する充電スイッチ３と、この充電スイッチ３で充電さ
れる電池１を収納しているケース２の分解を検出して、ケース２が分解されると分解信号を出力する分解検出スイッチ６、１６、２６と、この分解検出スイッチ６、１６、２６の分解信号で充電スイッチ３をオフに切り換えて電池１の充電電流を遮断する制御回路７とを備える。
【０００６】
本発明の請求項２のパック電池は、電池１の放電を制御する放電スイッチ４と、この放電スイッチ４で放電される電池１を収納しているケース２の分解を検出して、ケース２が分解されると分解信号を出力する分解検出スイッチ６、１６、２６と、この分解検出スイッチ６、１６、２６の分解信号で放電スイッチ４をオフに切り換えて電池１の放電電流を遮断する制御回路７とを備える。
【０００７】
本発明の請求項３のパック電池は、電池１と直列に接続しているヒューズ５と、このヒューズ５を介して充放電される電池１を収納しているケース２の分解を検出して、ケース２が分解されると分解信号を出力する分解検出スイッチ６、１６、２６と、この分解検出スイッチ６、１６、２６の分解信号でヒューズ５を溶断して電池１に流れる電流を遮断する制御回路７とを備える。
【０００８】
本発明のパック電池は、制御回路７が、分解検出スイッチ６、１６、２６から出力される分解信号を記憶するメモリ１３を備えることができる。
【０００９】
本発明のパック電池は、分解検出スイッチ６を、光を検出してオンオフに切り換えられる光センサーとすることができる。さらに、本発明のパック電池は、光センサーをフォトディテクタとすることができる。また、暗室等の暗い場所で分解されたときに検出できるように、分解対策として、フォトカップラと、パック電池を組み立てた状態でフォトカップラの発光素子と受光素子との間の光を遮断するケースの一部であるリブから構成することもできる。
【００１０】
さらに、本発明のパック電池は、分解検出スイッチ２６を、通電部材２７とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のパック電池は、ユーザーがケースを分解し、あるいは改造して電池の安全性が低下するのを確実に阻止できる特徴がある。それは、ユーザーがケースを分解すると、このことをケースに内蔵する分解検出スイッチが検出して分解信号を出力し、この分解信号を制御回路が検出して、充電スイッチをオフとし、あるいは放電スイッチをオフとし、あるいはまたヒューズを溶断して、パック電池を強制的に使用できない状態とするからである。
【００１２】
また、本発明の請求項４のパック電池は、制御回路が、分解検出スイッチから出力される分解信号を記憶するメモリを備えるので、ユーザーがケースを分解した履歴を、メモリに記憶される情報から確認できる。
【００１３】
さらに、本発明の請求項５のパック電池は、分解検出スイッチを、ケースを分解したときの外光を検出するフォトカップラ等の光センサーとするので、ケースの分解を確実に安定して、しかも長期間にわたって故障しないように検出できる特徴がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのパック電池を例示するものであって、本発明はパック電池を以下のものに特定しない。
【００１５】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１６】
図１と図２の断面図に示すパック電池は、充電できる円筒形電池１と、この電池１の保護回路９を実装する回路基板８とをケース２に内蔵している。電池１はリチウムイオン二次電池である。ただし、電池は、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の充電できる全ての電池とすることができる。ケース２は、この分野では慣用技術である樹脂製の箱型のものが利用でき、図示するように、上半分に相当する蓋２Ａで分割することができる。また、ケース２は、金属製の箱型でもよい。
【００１７】
回路基板８に実装される保護回路９のブロック図を図３に示す。この図の保護回路９は、充電電流を制御する充電スイッチ３と、放電電流を制御する放電スイッチ４と、過電流で溶断されるヒューズ５と、充電スイッチ３及び放電スイッチ４のオンオフを制御し、また過電流でヒューズ５を溶断する制御回路７と、ケース２の分解を検出する分解検出スイッチ６とを備える。
【００１８】
充電スイッチ３と放電スイッチ４とヒューズ５は直列に接続されて、電池１の正極と出力端子１０との間に接続している。充電スイッチ３と放電スイッチ４はＦＥＴである。ただ、充電スイッチと放電スイッチは、制御回路７の信号でオンオフに切り換えできる全ての素子、たとえばバイポーラトランジスター等の半導体スイッチング素子やリレー等も使用できる。
【００１９】
ヒューズ５は、過電流で溶断され、さらに制御回路７からの信号で強制的に溶断される。ヒューズ５を強制的に溶断するために、ヒューズ５に接近して加熱抵抗１８を設け、さらに加熱抵抗１８に通電するスイッチング素子１９を制御回路７でオンオフに制御する。制御回路７がスイッチング素子１９をオンに切り換えて、加熱抵抗１８に通電し、加熱抵抗１８がジュール熱で加熱され、これがヒューズ５を加熱して溶断する。図の保護回路９は、電池１と直列にヒューズ５を設け、このヒューズ５を遮断するために、ヒューズ５に熱的に結合された加熱抵抗１８と、この加熱抵抗１８に直列接続されたＦＥＴ等のスイッチング素子１９とからなる遮断回路を、電池１の正極側と負極側との間に接続し、制御回路７でスイッチング素子１９のゲート信号を制御している。制御回路７がスイッチング素子１９をオン状態とすると、電池１から加熱抵抗１８に電流が流れる。よって、加熱抵抗１８が発熱し、ヒューズ５が溶断される。これにより、これ以後、パック電池の使用をできなくすることができる。
このような保護回路として、たとえば、本出願人による特開平９−２６１８８３号公報（図４参照）、本出願人による特開２０００−３４０２６７号公報（図１参照）に開示される技術が利用できる。
【００２０】
充電スイッチ３は、電池１が満充電になるとオンからオフに切り換えられて、電池１の過充電を防止する。また、放電スイッチ４は、電池１が完全に放電されるとオフに切り換えられて、電池１の過放電を防止する。電池１の満充電と完全に放電されたことは制御回路７で検出される。したがって、制御回路７は、電池１に流れる電流を検出し、また電圧を検出して、電池１の残容量を演算している。電池１の電流を検出するために、保護回路９は、電池１と直列に接続している電流検出抵抗１１を備える。この電流検出抵抗１１の両端の電圧を検出して、電池１に流れる充電電流と、放電電流を判別して検出する。
【００２１】
さらに、図３のパック電池は、電池温度を検出する温度センサー１２を備える。温度センサー１２は、電池１に接近して熱結合状態で配設されるサーミスタである。温度センサー１２は、電池１の温度で電気抵抗が変化して電池温度を検出する。制御回路７は、温度センサー１２で検出される電池温度が設定温度よりも高くなると、充電状態にあっては充電スイッチ３をオフに、放電状態にあっては放電スイッチ４をオフに切り換えて充電や放電を停止する。また、電池温度が異常に高くなると、ヒューズ５を溶断して充放電を停止する。
【００２２】
さらにまた、図のパック電池は、ケース２の分解を検出する分解検出スイッチ６を内蔵している。分解検出スイッチ６は、ケース２の分解を検出すると分解信号を出力する。図１と図２に示す分解検出スイッチ６は、ケース２を分解した状態で外光を検出する光センサーである。光センサーは、図１に示すように、ケース２を密閉する状態で光を受光せず、図２に示すようにケース２を分解すると外光を受光して分解信号を出力する。この光センサーは、フォトダイオードやフォトトランジスタ、あるいはフォトダイオードやフォトトランジスタを内蔵する集積回路のフォトカップラである。フォトダイオードやフォトトランジスタは、外光を受光してオン、外光を受光しない状態でオフとなる。したがって、これ等の光センサーは、ケース２の分解を検出するときに、オン信号の分解信号を出力する。ただ、分解検出スイッチ６は、光センサーから出力される信号のオンオフを反転して、分解信号をオフ信号とすることもできる。光センサーの分解検出スイッチ６は、ケース２を開くときに外光を受光する位置に配置される。図１のパック電池は、ケース２の蓋２Ａを開く状態で、外光を受光できる位置、すなわち、回路基板８の蓋側に固定している。
【００２３】
分解検出スイッチ６を光センサーとするパック電池は、ケース２で外光を遮断する。したがって、ケース２を非透光性の材料で製作し、かつ、外光が侵入しない密閉構造とする。図１と図２に示すパック電池は、出力端子を備えるコネクタ１４を回路基板８に固定しており、このコネクタ１４を外部に表出するための開口窓１５をケース２に開口している。ケース２は、この部分から外光が侵入しない構造とする。電極窓１５は、コネクタ１４等で密閉して外光の侵入を阻止できる。また、電極窓１５において、コネクタ１４とケース２との間に隙間があっても、隙間の内面に黒色等の外光を吸収する暗色に着色して阻止できる。ただし、この構造のケース２は、外光が直接には入射しないで、暗色に着色された面に反射して入射する構造とする。このケース２は、外光が暗色に着色された面で反射するときに吸収されて内部に入射せず、また入射光を著しく弱くする。
【００２４】
さらに、分解検出スイッチを光センサーとするパック電池は、図示しないが、光センサーの受光部を遮断する遮光リブをケースの内面、たとえば、蓋の内面に設けることもできる。ケースは、光センターの受光部に対向する位置に遮光リブを設ける。このパック電池は、ケースの蓋を閉じた状態では、遮光リブが光センサーの受光部を覆って受光部に入射する光を遮断する。さらに、このパック電池は、蓋が開かれると遮光リブが光センサーの受光部を開放し、ここから光が入射して蓋が開かれたことを検出する。このケースは、必ずしも全体を非透光性とする必要はない。
【００２５】
ケース２をプラスチックで成形しているパック電池は、ケース２を成形するプラスチックに外光を吸収する暗色の顔料や染料を添加して、プラスチックを非透光性とする。ケース２を金属製とするパック電池は、金属が光を透過させないので、隙間ができない密閉構造として、外光を遮断できる。
【００２６】
ケース２を非透光性として分解検出スイッチ６を光センサーとするパック電池は、ケース２が分解されたことを確実に検出できる。また、光センサーは物理的な可動部分がなく、長期間にわたって故障しないで、ケース２の分解を安定して検出できる。ここでは、光センサーはフォトディテクタであるが、暗室等の暗い場所で分解されたときに検出できるように、分解対策として、フォトカップラと、パック電池を組み立てた状態でフォトカップラの発光素子と受光素子との間の光を遮断するケースの一部であるリブとから構成することもできる。
【００２７】
ただし、本発明のパック電池は、図４と図５に示すように、ケース２の分解を、リミットスイッチやマイクロスイッチのように、ケースの分解によって接点が物理的にオンオフに切り換えられる分解検出スイッチ１６で検出することもできる。このパック電池は、リミットスイッチやマイクロスイッチの分解検出スイッチ１６を、分解されるケース２がプランジャー１７を押す位置に配置する。すなわち、図４に示すように、ケース２を分解しない状態では、分解検出スイッチ１６のプランジャー１７が蓋２Ａに押されてオンとなり、図５に示すように、ケース２の蓋２Ａが開かれてプランジャー１７が押されなくなると、オフに切り換えられる位置に配置される。この分解検出スイッチ１６は、分解信号をオフ信号とするが、ケースのプランジャーを押す状態でオフとして、分解信号をオン信号とすることもできる。リミットスイッチやマイクロスイッチのように、ケース２の分解で接点をオンオフに切り換える分解検出スイッチ１６を備えるパック電池は、ケース２を非透光性の材料とする必要がなく、また外光が入射する構造として、ケース２の分解を検出できる。また、接点をオンオフさせる分解信号を出力するので、ケース２の分解を検出するための電子回路を簡単にできる特徴がある。
【００２８】
さらに、本発明のパック電池は、図６と図７に示すように、分解検出スイッチ２６を、ケース２の内面に固定した通電部材２７として、この通電部材２７の断線を検出して、ケース２が分解されたことを検出することもできる。図６に示すパック電池は、電池１の周囲であって、電池１とケース２との間に通電部材２７であるワイヤーを配設すると共に、このワイヤーの両端を回路基板８に接続している。ただ、通電部材は、必ずしも電池の周囲に配設する必要はなく、ケースが分解されると切断される位置に配設することができる。さらに、通電部材は、薄膜金属板、または、導電性ラベルとすることもできる。図のパック電池は、通電部材２７をケース２の内面に固定するために、ケース２の内面に固定部材２８を配設している。図に示す固定部材２８は両面テープである。ただ、パック電池は、通電部材を接着剤等で直接にケースの内面に固定することもできる。
【００２９】
このパック電池は、通電部材２７であるワイヤーを張設した電池１と回路基板８とをケース２内に配設した状態でケース２を閉塞し、ケース２の内面に設けた固定部材２８にワイヤーを付着させて、ワイヤーをケース２に固定する。通電部材２７であるワイヤーの長さは、ケース２が分解されるとワイヤーに切断力が作用する長さとする。たとえば、ワイヤーは、ケース２の内面に沿う長さとして、ケース２が分解されるときの外力によってワイヤーに切断力を作用させることができる。さらに、通電部材２７であるワイヤーは、好ましくは、ケース２を分解するときの外力で切断されるが、落下等の衝撃では切断されない強度のものを使用する。この構造のパック電池は、図７に示すように、ケース２を分解すると、蓋２Ａの内面に固定されたワイヤーが強制的に引っ張られて切断される。このとき、制御回路は、通電部材２７に通電できなくなったことを分解信号として検出する。このパック電池も、ケース２を非透光性の材料とする必要がなく、また外光が入射する構造として、ケース２の分解を検出できる。また、ケース２の分解を検出するための電子回路を簡単にできる特徴がある。
【００３０】
制御回路７は、分解検出スイッチ６の分解信号を検出して、充電スイッチ３をオフに切り換えて充電できない状態とし、あるいは放電スイッチ４をオフに切り換えて放電できない状態とし、あるいはヒューズ５を溶断して充放電をできない状態として、パック電池を使用できない状態とする。制御回路７は、分解検出スイッチ６の分解信号を検出すると、好ましくは、充電スイッチ３をオフ、放電スイッチ４をオフ、ヒューズ５を溶断する状態としてパック電池を使用できない状態とする。ただ、制御回路７は、分解信号を検出して、充電スイッチ３と放電スイッチ４の何れかをオフとし、あるいはこれ等のスイッチをオフとすることなく、ヒューズ５を溶断してパック電池を使用できない状態とすることもできる。
【００３１】
さらに、制御回路７は、分解検出スイッチ６から出力される分解信号を記憶するＥＥＰＲＯＭ等のメモリ１３を備える。このパック電池は、メモリ１３に記憶される分解信号からケース２が分解されたことを経歴として残すことができる。このパック電池は、メモリ１３に記憶される分解信号から、ユーザーがケース２を分解したかどうかを判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施例にかかるパック電池の概略断面図である。
【図２】図１に示すパック電池を分解した状態を示す概略断面図である。
【図３】本発明の一実施例にかかるパック電池のブロック図である。
【図４】本発明の他の実施例にかかるパック電池の概略断面図である。
【図５】図４に示すパック電池を分解した状態を示す概略断面図である。
【図６】本発明の他の実施例にかかるパック電池の概略断面図である。
【図７】図６に示すパック電池を分解した状態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…電池
２…ケース                ２Ａ…蓋
３…充電スイッチ
４…放電スイッチ
５…ヒューズ
６…分解検出スイッチ
７…制御回路
８…回路基板
９…保護回路
１０…出力端子
１１…電流検出抵抗
１２…温度センサー
１３…メモリ
１４…コネクタ
１５…開口窓
１６…分解検出スイッチ
１７…プランジャー
１８…加熱抵抗
１９…スイッチング素子
２６…分解検出スイッチ
２７…通電部材
２８…固定部材
【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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