(57)【要約】【課題】電池の逆挿入を効果的に阻止する。【解決手段】金属ワイヤを螺旋状に折曲した第一スプリングコイル３１と、第一スプリングコイル３１の周辺を被覆しつつ、内部を開口する絶縁性のリング部３３と、第一スプリングコイル３１と接続された第二スプリングコイル３２とを備える円筒形電池ＣＢを内蔵可能な携帯式電源装置であって、リング部３３は、開口の内径を凸状電極端子ＴＴの外径よりも大きく形成し、第一スプリングコイル３１は、リング部３３の開口内に、コイルの先端を表出させており、第二スプリングコイル３２は、上面のコイルの内径を、凸状電極端子ＴＴの外径よりも大きく形成しており、第一スプリングコイル３１を、平行に並べられた一の円筒形電池ＣＢの凸状電極端子ＴＴと接触させ、第二スプリングコイル３２を、平行に並べられた他の円筒形電池ＣＢの平坦状電極端子ＦＴと接触させるよう、それぞれ構成している。【選択図】図９
2012059533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に延長され、一方の端面には、凸状に突出した電極端子を、他方の端面には、該凸状電極端子(TT)とは異なる極性の、略平坦な電極端子を、それぞれ設けてなる円筒形電池(CB)を２本以上、平行で逆向きの姿勢に並べた状態にて内部に収納可能な、一方向に開口した有底円筒状の本体ケース(10)と、
前記本体ケース(10)の開口部を着脱式に閉塞すると共に、該開口部に面する閉塞面(21)と、前記閉塞面(21)と対向する面であって外部に表出する表出面(22)とを備え、前記閉塞面(21)には複数の円筒形電池(CB)の電極端子と電気接続するためのキャップ側接続端子(27)を設けてなる略円筒状のキャップ部(20)と、
金属ワイヤを螺旋状に折曲し、複数のコイル状に構成された第一スプリングコイル(31)と、
前記第一スプリングコイル(31)と円筒形電池(CB)の電極端子との接触面において、前記第一スプリングコイル(31)の周辺を被覆しつつ、内部を開口する絶縁性のリング部(33)と、
金属ワイヤを螺旋状に折曲し、複数のコイル状に構成され、かつ前記第一スプリングコイル(31)と接続された第二スプリングコイル(32)と、
を備える円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、
前記リング部(33)は、開口の内径を凸状電極端子(TT)の外径よりも大きく形成し、
前記第一スプリングコイル(31)は、前記リング部(33)の開口内に、コイルの先端を表出させており、
前記第二スプリングコイル(32)は、上面のコイルの内径を、凸状電極端子(TT)の外径よりも大きく形成しており、
前記第一スプリングコイル(31)を、平行に並べられた一の円筒形電池(CB)の凸状電極端子(TT)と接触させ、
前記第二スプリングコイル(32)を、平行に並べられた他の円筒形電池(CB)の平坦状電極端子(FT)と接触させるよう、
それぞれ構成してなることを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、
前記第一スプリングコイル(31)と第二スプリングコイル(32)とが一体的に接続され、ケース側接続端子(30)を構成してなることを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、
前記第一スプリングコイル(31)は、円筒形電池(CB)の電極端子との接触面に向かうほどコイルの内径を小さくしてなることを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一に記載の円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、
前記第二スプリングコイル(32)は、上面のコイルの内径を、中間のコイルの内径よりも大きく形成してなることを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一に記載の円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、
前記リング部(33)が、開口の内壁の一部に、前記第一スプリングコイル(31)の先端を挿入して係止するための係止凹部(37)を設けており、
前記第一スプリングコイル(31)の先端を、前記係止凹部(37)に挿入するよう構成してなることを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一に記載の円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、さらに、
前記キャップ部(20)の表出面(22)に備えられ、前記本体ケース(10)に収納される円筒形電池(CB)の電力を出力可能な給電端子(50)を備えており、
前記給電端子(50)が、規格化された電源コネクタであることを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。
【請求項７】
請求項６に記載の円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、
前記給電端子(50)が、ＵＳＢ端子であることを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一に記載の円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、さらに、
円筒形電池(CB)を備えることを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。
【請求項９】
請求項８に記載の円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、
前記円筒形電池(CB)が充電可能な二次電池であることを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置に関し、例えば電子機器に電力を供給する電源コネクタを備える緊急充電器等の携帯式電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や携帯音楽プレーヤ等の携帯型電子機器の普及に伴い、外出先で電池が切れた場合に充電する必要が生じており、近くに商用電源が無くともこれらの携帯機器を充電可能な、いわゆる緊急用、非常用の充電器（「緊急充電器」あるいは「非常用充電器」、「緊急給電器」、「ブースタ」等とも呼ばれる。）が開発されている。このような緊急充電器は、専用の電池を内蔵しているものが多いが、この構成では予め緊急充電器を充電しておく必要があり、外出先で放電容量が不足したり、あるいは充電を忘れていた場合等は使用できない問題があった。
【０００３】
このような問題を解決するため、既存の単三電池や単四電池等の規格化された電池を交換自在に内蔵する緊急充電器が提案されている。ここで電池として例えばニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等、充電可能な二次電池を使用すれば再使用が可能となり、また電池容量が無くなっても、予備の二次電池を持ち歩いたり、出先で一次電池や充電済みの二次電池を購入することで容量を補充することができる。
【０００４】
一方で、電気機器の高機能化や高出力化、駆動時間の長大化等の要求のため、消費電力も増大しており、これに応じて充電器に求められる容量も大きくなっている。このような充電器において高出力化を図るには、内蔵する電池の本数を多くすることが考えられる。内蔵電池の本数を多くすると、直列接続された電池の本数分だけ出力電圧が高くなる。しかしその一方で、誤って逆向きに電池がセットされることも考えられ、特に電池本数が多くなると、逆向きの電池の本数によっては、例えば本来放電されるべき内蔵電池の一部が、他の電池で充電されることも考えられる。そこで、このような逆向きの挿入を阻止する構造が求められる。
【０００５】
電池が逆向きにセットされた場合に、電池の電気的な接続がなされないようにした端子構造は開発されている（特許文献１〜３）。例えば特許文献１に示す端子構造は、図２２に示すように、先細りするように捲回された２組のコイルスプリング９０の一方、図２２において左側のコイルスプリングの上面に、樹脂製の受け部材９１を被覆している。受け部材９１は、中央を開口して受け入れ空間を開口しており、図２３に示すように、ここに電池の正極端子９２を挿入してコイルスプリングと導通させる一方、誤って電池の負極端子９３を接合させようとした場合は、受け部材９１で負極端子９３との導通が妨げられて、電池の逆挿入を阻止できる。
【０００６】
しかしながら、この構造では左側のコイルスプリングにおいては逆挿入を防止できるものの、右側のコイルスプリングにおいては、このような逆挿入を阻止できないという問題があった。すなわち、図２３の端子構造は、左側のコイルスプリングに正極端子９２を、右側のコイルスプリングに負極端子９３を接続するよう企図しているが、左側のコイルスプリングに負極端子９３を接続しようとしても、上述した受け部材９１で導通を阻止できる一方、右側のコイルスプリングに正極端子９２を接続しようとすれば、導通が可能となり、右側でのコイルスプリングでの逆挿入を阻止できない。
【０００７】
また、コイルスプリングの先端に樹脂製の受け部材９１を外れないように固定する必要があるところ、図２２、図２３の構造では単に受け部材９１の下面に形成された凹溝９４にコイルスプリングの先端を引っ掛けているに過ぎず、外れ易いという問題があった。この受け部材９１が外れると、逆挿入導通阻止機能が損なわれるところ、確実に固定するため接着やインサート成型を行おうとすれば製造コストの高騰を招くという問題もあった。さらに、コの構造では、凸状に突出した端子（正極端子９２）のみを導通できるに止まり、平板状の負極端子９３については、逆挿入を回避できないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平４−１０２５６１号公報
【特許文献２】特開平３−２３０４７２号公報
【特許文献３】特開２００２−１８４３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従来のこのような問題点を解決するために成されたものである。本発明の主な目的は、簡単且つ安価な構造で電池の逆挿入を効果的に阻止可能な、円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、一方向に延長され、一方の端面には、凸状に突出した電極端子を、他方の端面には、該凸状電極端子ＴＴとは異なる極性の、略平坦な電極端子を、それぞれ設けてなる円筒形電池ＣＢを２本以上、平行で逆向きの姿勢に並べた状態にて内部に収納可能な、一方向に開口した有底円筒状の本体ケース１０と、前記本体ケース１０の開口部を着脱式に閉塞すると共に、該開口部に面する閉塞面２１と、前記閉塞面２１と対向する面であって外部に表出する表出面２２とを備え、前記閉塞面２１には複数の円筒形電池ＣＢの電極端子と電気接続するためのキャップ側接続端子２７を設けてなる略円筒状のキャップ部２０と、金属ワイヤを螺旋状に折曲し、複数のコイル状に構成された第一スプリングコイル３１と、前記第一スプリングコイル３１と円筒形電池ＣＢの電極端子との接触面において、前記第一スプリングコイル３１の周辺を被覆しつつ、内部を開口する絶縁性のリング部３３と、金属ワイヤを螺旋状に折曲し、複数のコイル状に構成され、かつ前記第一スプリングコイル３１と接続された第二スプリングコイル３２と、を備える円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、前記リング部３３は、開口の内径を凸状電極端子ＴＴの外径よりも大きく形成し、前記第一スプリングコイル３１は、前記リング部３３の開口内に、コイルの先端を表出させており、前記第二スプリングコイル３２は、上面のコイルの内径を、凸状電極端子ＴＴの外径よりも大きく形成しており、前記第一スプリングコイル３１を、平行に並べられた一の円筒形電池ＣＢの凸状電極端子ＴＴと接触させ、前記第二スプリングコイル３２を、平行に並べられた他の円筒形電池ＣＢの平坦状電極端子ＦＴと接触させるよう、それぞれ構成できる。これにより、第一スプリングコイルにのみリング部を固定すれば足り、第二スプリングコイルにはリング部を省略しつつ、誤挿入時の電気接続阻止機能をいずれも発揮でき、製造コストを低減できる効果が得られる。
【００１１】
また、第２の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、前記第一スプリングコイル３１と第二スプリングコイル３２とが一体的に接続され、ケース側接続端子３０を構成できる。これにより、ケース側接続端子を介して、複数の円筒形電池を直列に接続できる。
【００１２】
さらに、第３の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、前記第一スプリングコイル３１は、円筒形電池ＣＢの電極端子との接触面に向かうほどコイルの内径を小さくできる。これにより、第一スプリングコイルの弾性を安定的に発揮させることができる。
【００１３】
さらにまた、第４の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、前記第二スプリングコイル３２は、上面のコイルの内径を、中間のコイルの内径よりも大きく形成できる。これにより、第二スプリングコイルの内径を変化させて弾性力を安定的に発揮させつつ、凸状電極と接触し難い形状に維持できる。
【００１４】
さらにまた、第５の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、前記リング部３３が、開口の内壁の一部に、前記第一スプリングコイル３１の先端を挿入して係止するための係止凹部３７を設けており、前記第一スプリングコイル３１の先端を、前記係止凹部３７に挿入するよう構成できる。これにより、リング部を第一スプリングコイルの先端に装着した状態で、リング部が回転して抜け落ちる事態を効果的に阻止できる利点が得られる。
【００１５】
さらにまた、第６の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、さらに前記キャップ部２０の表出面２２に備えられ、前記本体ケース１０に収納される円筒形電池ＣＢの電力を出力可能な給電端子５０を備えており、前記給電端子５０が、規格化された電源コネクタとできる。これにより、ＵＳＢ端子や携帯電話の充電端子のような、規格化あるいは標準化された端子に接続可能な端子を備えた、普及型の電子機器に給電できる。
【００１６】
さらにまた、第７の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、前記給電端子５０を、ＵＳＢ端子とすることができる。これにより、広く普及しているＵＳＢ端子で給電可能な電子機器に給電できる。
【００１７】
さらにまた、第８の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、さらに円筒形電池ＣＢを備えることができる。これにより、円筒形電池を本体ケースに内蔵して、電子機器に給電できる。
【００１８】
さらにまた、第９の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、前記円筒形電池ＣＢを充電可能な二次電池とできる。これにより、充電可能な円筒形電池を本体ケースに内蔵して、電子機器に給電できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置を示す斜視図である。
【図２】図１の携帯式電源装置を背面から見た斜視図である。
【図３】図２の携帯式電源装置のキャップ部を外して電池を取り出した状態を示す分解斜視図である。
【図４】図２の携帯式電源装置のＩＶ−ＩＶ線における水平断面図である。
【図５】図２の携帯式電源装置から内ケースを外した状態を示す斜視図である。
【図６】図５の携帯式電源装置の更なる分解斜視図である。
【図７】下ケースにキャップ部を装着した状態を背面から見た斜視図である。
【図８】変形例に係るケース側接続端子を示す断面図である。
【図９】ケース側接続端子を示す拡大斜視図である。
【図１０】リング部を装着した第一スプリングコイルを示す三面図である。
【図１１】図１０の第一スプリングコイルに円筒形電池の凸状電極端子を接触させた状態を示す断面図である。
【図１２】図９の第二スプリングコイルに円筒形電池の平坦状電極端子を接触させた状態を示す断面図である。
【図１３】図１０の第一スプリングコイルに誤って円筒形電池の平坦状電極端子を接続させようとする状態を示す断面図である。
【図１４】第一スプリングコイルにリング部を装着する状態を示す断面図である。
【図１５】変形例に係るリング部を装着した第一スプリングコイルを示す断面図である。
【図１６】実施例２に係るケース側接続端子を示す斜視図である。
【図１７】図１６に示すリング部の斜視図である。
【図１８】図１７のリング部を背面から見た斜視図である。
【図１９】図９の第二スプリングコイルに誤って円筒形電池の凸状電極端子を接続させようとする状態を示す断面図である。
【図２０】変形例に係る第二スプリングコイルに円筒形電池の平坦状電極端子を接触させた状態を示す断面図である。
【図２１】図２０に示す第二スプリングコイルに誤って円筒形電池の凸状電極端子を接続させようとする状態を示す断面図である。
【図２２】従来の電極構造を示す斜視図である。
【図２３】図２２の電極構造の断面図である。
【図２４】図２２の受け部材を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置を例示するものであって、本発明は円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置を以下のものに特定しない。なお、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
（実施例１）
【００２１】
図１〜図２１に、実施例１に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置を示す。これらの図において、図１は実施例１に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置１００を示す斜視図、図２は図１の携帯式電源装置１００を背面から見た斜視図、図３は図２の携帯式電源装置１００のキャップ部２０を外して電池を取り出した状態を示す分解斜視図、図４は図２の携帯式電源装置１００のＩＶ−ＩＶ線における水平断面図、図５は図２の携帯式電源装置１００から内ケースを外した状態を示す斜視図、図６は図５の携帯式電源装置１００の更なる分解斜視図、図７は下ケース１４にキャップ部２０を装着した状態を背面から見た斜視図、図８は変形例に係るケース側接続端子３０Ｂを示す断面図、図９はケース側接続端子３０を示す拡大斜視図、図１０はリング部３３を装着した第一スプリングコイル３１を示す三面図、図１１は図１０の第一スプリングコイル３１に円筒形電池ＣＢの凸状電極端子ＴＴを接触させた状態を示す断面図、図１２は図９の第二スプリングコイル３２に円筒形電池ＣＢの平坦状電極端子ＦＴを接触させた状態を示す断面図、図１３は図１０の第一スプリングコイル３１に誤って円筒形電池ＣＢの平坦状電極端子ＦＴを接続させようとする状態を示す断面図、図１４は第一スプリングコイル３１にリング部３３を装着する状態を示す断面図、図１５は変形例に係るリング部３３Ｂを装着した第一スプリングコイル３１を示す断面図、図１６は実施例２に係るケース側接続端子３０Ｃを示す斜視図、図１７は図１６に示すリング部３３Ｃの斜視図、図１８は図１７のリング部３３Ｃを背面から見た斜視図、図１９は図９の第二スプリングコイル３２に誤って円筒形電池ＣＢの凸状電極端子ＴＴを接続させようとする状態を示す断面図、図２０は変形例に係る第二スプリングコイル３２に円筒形電池ＣＢの平坦状電極端子ＦＴを接触させた状態を示す断面図、図２１は図２０に示す第二スプリングコイル３２に誤って円筒形電池ＣＢの凸状電極端子ＴＴを接続させようとする状態を示す断面図を、それぞれ示している。
【００２２】
図１〜図４に示す円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置１００は、本体ケース１０と、キャップ部２０で構成される。本体ケース１０は中空の円筒状であり、円筒形電池ＣＢを複数本、平行に並べた状態で開口部から挿入して収納できる。またキャップ部２０は、本体ケース１０に円筒形電池ＣＢを収納した状態で、本体ケース１０の開口部を閉塞した状態に連結、固定される。このとき、直列接続された円筒形電池ＣＢは、ケース側接続端子３０及びキャップ側接続端子２７を介して回路基板３８と電気接続される。また回路基板３８に実装された電圧変換回路によって、円筒形電池ＣＢの直列電圧は、給電端子５０から出力されるべき所定の出力電圧に変換される。
【００２３】
キャップ部２０には、図１に示すように端面に給電端子５０を、上面には給電スイッチ２６を設けており、給電端子５０に、給電したい電子機器ＥＤのプラグＰＧを接続し、給電スイッチ２６をＯＮすることで給電が開始される。これにより、電子機器ＥＤを駆動したり電子機器ＥＤに内蔵される電池を充電することが可能となる。
【００２４】
この携帯式電源装置１００は、内蔵する円筒形電池ＣＢ２本を縦方向に繋げた分の長さに、キャップ部２０の長さを加えた全長であって、しかも本体の形状は円筒形電池ＣＢの直径よりもわずかに太い程度に抑えており、必要最小限のサイズに抑えたスティック状としている。小型で軽量であることは、携行する上で有利となる。またこのような携帯式電源装置１００は、常時携行することからデザイン性も求められ、特に携帯型電子機器のファッショナブル化に相応しいデザインセンスも要求されている。図１、図２のような棒状でシンプルなデザインの携帯式電源装置１００は、このような要求にも充足できる。以下、各部材の詳細を順次説明する。
（本体ケース１０）
【００２５】
本体ケース１０は、図３、図５、図６に示すように円筒形電池ＣＢの接続方向に延長された有底円筒状に形成され、一方向に開口してここから円筒形電池ＣＢを内部に収納する。その全長は円筒形電池ＣＢの接続本数に従って決定され、内径は円筒形電池ＣＢを平行に並べた状態でスムーズに挿入でき、かつ収納した円筒形電池ＣＢが内部でがたつかないよう、最小限の大きさとする。ここでは、図４に示すように２本の単三電池を縦に１組ずつ、２組の単三電池を横に、計４本収納できるよう、内径、外径、全長のクリアランスが設計される。
【００２６】
図５〜図７に示すように、本体ケース１０は内ケース１２と外ケース１１で構成される。外ケース１１は、強度の向上及びデザインの観点から、アルミニウム等の金属製とする。また内ケース１２は、内蔵される円筒形電池ＣＢの絶縁を維持するため、絶縁性の部材で構成される。例えば内ケース１２をプラスチック等の樹脂製とする。また内ケース１２は、上ケース１３と下ケース１４に二分割される。ここで本体ケースを二分割する際、必ずしも二等分とする必要はなく、例えば図６に示す内ケース１２では、キャップ部２０との連結部分は、下ケース１４のみに担わせて、この環状部分を除いた部分を、上ケース１３とほぼ半分に等分するよう構成している。この構成では、キャップ部２０との連結部分を一体とすることで、連結に際して負荷がかかる部分の強度を増して信頼性を向上できる。
【００２７】
上ケース１３と下ケース１４を連結し、内ケース１２を得た後、外ケース１１の開口端に内ケース１２を挿入して本体ケース１０とする。この際、図５及び図６に示すように、内ケース１２の外面に、内ケース１２の延長方向に沿って凹状の挿入スリット１８を設け、一方外ケース１１の内面に、この挿入スリット１８に挿入される凸状の挿入突起を設ける。これにより、内ケース１２は位置決めされて外ケース１１に挿入、固定される。
（円筒形電池ＣＢ）
【００２８】
円筒形電池ＣＢは、両側の端面に電極を備えており、一方の端面には、凸状に突出した電極端子ＴＴ（一般には正極端子）を、他方の端面には、ほぼ平坦な電極端子ＦＴ（一般には負極端子）を、それぞれ設けている。このような円筒形電池ＣＢは、既存の電池が利用できる。好ましくは充電可能な二次電池とすることで、充電によって繰り返し使用できる。特にニッケル水素電池が好適であるが、ニッケルカドミウム電池やリチウムイオン電池等としてもよい。また、市販の一次電池を使用することもでき、例えば電池容量が無くなった場合は不足する場合は、比較的容易に入手、購入可能な市販の電池を利用可能とすることで、利便性が向上する。
【００２９】
なお、円筒形電池ＣＢの凸状電極端子ＴＴは、一般には正極端子が利用され、平坦状電極端子ＦＴは一般には負極端子が利用されている。ただ、電池の種類によっては電極端子の極性を逆とした構成が採用されており、その場合は負極端子の凸状電極端子を第一スプリングコイル３１と、正極端子の平坦状電極端子を第二スプリングコイル３２と、それぞれ接続するよう構成できることはいうまでもない。本明細書においては、凸状電極端子ＴＴを正極端子、平坦状電極端子ＦＴを負極端子とする円筒形電池ＣＢを用いた例について、説明する。
【００３０】
なお本実施例に係る携帯式電源装置１００は、二次電池の充電機能を備えておらず、放電機能のみ備える。このため、二次電池の再充電は、市販の充電器等を使用して行う。ただ、二次電池の充電機能を付加してもよいことはいうまでもない。この場合は、回路基板３８に、充電に必要な電圧に変換する充電回路を実装し、さらに充電用の電力を外部から受けるための入力端子を設ける。このような部材の付加によって、携帯式電源装置の外形が多少大きくなり、またコストも上昇することは避けられない。したがって、求められる仕様やコストに応じてこれらは付加されることになる。
【００３１】
図３、図４の例では、円筒形電池ＣＢとして２本の単三電池を長さ方向に２本直列に接続し、さらにこれを２組、逆向きの姿勢で平行に並べ、ケース側接続端子３０を介して直列に接続した状態でケースに収納している。ただ、円筒形電池ＣＢの本数は４本に限られず、２本又は３本以上としてもよい。図８の変形例では、４本の円筒形電池を、２直２並で接続するケース側接続端子３０Ｂの例を示している。また単三電池に限らず単四電池や、それよりも大きいサイズの電池を利用することも可能である。加えて、第一スプリングコイル３１と第二スプリングコイル３２の、異なる２種類のコイルスプリングを並べて接続する構成の他、第一スプリングコイル３１を２つ、あるいは第二スプリングコイル３２２つ、並べる構成としてもよい。この場合、並列接続であれば隣接するコイルスプリング同士を接続し、また直列接続する場合は、一方のコイルスプリングをキャップ側接続端子と接続する。
（ケース側接続端子３０）
【００３２】
下ケース１４の底面にはケース側接続端子３０が設けられる。ケース側接続端子３０は、図９の斜視図に示すように、リング部３３を上面に固定した第一スプリングコイル３１と、第二スプリングコイル３２とで構成される。これら第一スプリングコイル３１と第二スプリングコイル３２は、金属ワイヤを螺旋状に折曲し、一体的に構成される。各スプリングコイルは、螺旋状に捲回することで、弾性力を維持できるようにする。またこの際、同じ径でコイルを捲回するのでなく、コイルの内径が徐々に狭くなるように、又は広くなるように捲回することで、弾性力をより安定的に発揮できる。
【００３３】
このケース側接続端子３０は、図４及び図１０、図１１、図１２に示すように第一スプリングコイル３１を円筒形電池ＣＢの正極端子側に、第二スプリングコイル３２を負極端子側に、それぞれ接続するよう構成される。さらに、誤って第一スプリングコイル３１が負極端子側に、あるいは第二スプリングコイル３２が正極端子側に接続されようとしても、導通を阻止する逆挿入導通阻止機能を備えている。
（リング部３３）
【００３４】
具体的には、第一スプリングコイル３１は、図１０に示すように先端にリング部３３を被覆している。このリング部３３は、絶縁性を備える部材、例えばプラスチック等の樹脂製で構成される。リング部３３は、第一スプリングコイル３１の周辺を被覆しつつ、内部を開口している。そしてリング部開口内において、第一スプリングコイル３１の先端を表出させており、円筒形電池ＣＢの正極端子を第一スプリングコイル３１と接触させると、正極端子の凸状電極端子ＴＴがリング部開口内に侵入して、ここに表出された金属ワイヤと接触して導通される。このため第一スプリングコイル３１の先端の金属ワイヤは、図９等に示すように、円弧状に湾曲された捲回方向から、終端近傍で中心に向かって鋭角に折曲された直線状部分３６を有しており、この直線状部分３６が正極端子との接触部分を構成する。
【００３５】
一方、誤って第一スプリングコイル３１に円筒形電池ＣＢの負極端子を接続させようとしても、図１３に示すように、リング部３３が負極端子の平板状電極と当接する結果、第一スプリングコイル３１との接触をリング部３３によって遮られ、導通が阻害される。このようにして、リング部３３を備える第一スプリングコイル３１は、正極端子のみを導通させ、負極端子が接触された場合は導通を阻止する逆挿入導通阻止機能を実現している。
（係止凹部３７）
【００３６】
またリング部３３は、図９、図１０に示すように、リング部開口の内面に、第一スプリングコイル３１の先端を挿入して係止するための係止凹部３７を設けている。係止凹部３７は、リング部開口の側壁を貫通させず、内面側にのみ開口されており、金属ワイヤ先端を挿入できる大きさに形成される。そして第一スプリングコイル３１の先端をリング部開口の内面側から挿入して、リング部３３を第一スプリングコイル３１に固定する。このように、第一スプリングコイル３１の先端をリング部３３に挿入して保持することにより、第一スプリングコイル３１からリング部３３が回転して抜け落ちる事態を効果的に阻止できる。
【００３７】
また、この構成であれば、リング部３３を第一スプリングコイル３１に装着する作業を、図１４に示すようにリング部３３の下面側から第一スプリングコイル３１を挿入し、金属ワイヤの先端を係止凹部３７に挿入するだけで、図１０に示すように嵌合できる。この作業は極めて簡単で、作業性に優れる。例えば図２２、図２３、図２４に示す従来例では、受け部材９１の外面側からワイヤの先端を切り欠き９５に挿入する必要があり、図２４に示す受け部材９１にはワイヤを挿入する凹溝９４が形成されていることと相俟って、ワイヤを弾性変形させて凹溝９４に挿入させつつ、先端を切り欠き９５に挿入させねばならず、装着に非常に手間がかかる欠点があった。これに対して上記実施の形態では、このような作業を要せず、単にワイヤの先端をリング部３３の下面側から挿入し、先端を係止凹部３７に係止するのみで足り、極めて簡単に短時間で装着できる利点が得られる。
【００３８】
さらに、第一スプリングコイル３１の先端の直線状部分３６を、正極端子との接続部分として利用しつつ、リング部３３が第一スプリングコイル３１から抜け落ちないようにするストッパとしても兼用している。すなわち、従来は図２２のように、スプリングコイルの先端を正極端子との接続部分とするために、金属ワイヤであるコイル先端を正極端子側に突出気味に折曲させ、その弾性によって継続的にコイル先端を正極端子側に押圧させるよう構成していた。この構成では、金属ワイヤの先端を自由端としておく必要があり、いいかえると金属ワイヤの先端を受け部材９１の嵌合のために利用することができなった。
【００３９】
一方で、本実施の形態ではこのような従来技術とは逆に、金属ワイヤの先端をリング部３３との嵌合構造に利用し、リング部開口の内面に開口された係止凹部３７に挿入して、リング部３３と第一スプリングコイル３１との連結を強固なものとしている。
【００４０】
その一方、第一スプリングコイル３１の弾性維持、すなわち第一スプリングコイル３１を信頼性高く正極端子側に押圧するため、本実施の形態では第一スプリングコイル３１を、上面に向かうほどコイルの内径を小さくすることで、弾性力を発揮させている。また本願発明者らの試験によれば、金属ワイヤの先端を突出させて正極端子と接触される構成では、金属ワイヤの一箇所の折曲のみでは塑性変形によって弾性が失われ易くなり、信頼性の面では劣ること、また先端を突出させるため金属ワイヤ先端が斜めとなって点接触となること、等に対し、本実施例では金属ワイヤ先端をより平行に近い姿勢で接触できるため、正極端子と第一スプリングコイル３１とが線状の接触となって接触面積を増やせること、また第一スプリングコイル３１自体をコイルの内径が徐々に小さくなるように螺旋状に捲回することで、十分な弾性力を永続的に発揮できることを見出し、信頼性の面で従来の端子構造に劣らないケース側接続端子とできることを確認した。
【００４１】
その一方、第一スプリングコイル３１の弾性維持、すなわち第一スプリングコイル３１を信頼性高く正極端子側に押圧するため、本実施の形態では第一スプリングコイル３１を、上面に向かうほどコイルの内径を小さくすることで、弾性力を発揮させている。また、金属ワイヤの先端を突出させて正極端子と接触される構成では、金属ワイヤの一箇所の折曲のみでは塑性変形によって弾性が失われ易くなること、また先端を突出させるため金属ワイヤ先端が斜めとなって点接触となること、等に対し、本実施例では金属ワイヤ先端をより平行に近い姿勢で接触できるため、正極端子と第一スプリングコイル３１とが線状の接触となって接触面積を増やせること、また第一スプリングコイル３１自体をコイルの内径が徐々に小さくなるように螺旋状に捲回することで、十分な弾性力を永続的に発揮でき、従来の端子構造に劣らないケース側接続端子とできると考えられる。
【００４２】
なお図１０等の例では、係止凹部３７を、正極端子と接する面側に開口させている。特に図９の例では、挿入された金属ワイヤ先端が抜け落ちないように、係止凹部３７の上面を開放させず、リング部内面において断面がＬ字状に切り込みを設けている。ただ、このように係止凹部３７は、リング部３３の上面に連通する開口を設ける必要は必ずしも無く、図１５の断面図に示すように、係止凹部３７Ｂを内面側のみを開口させて、上面側を閉塞することもできる。
（実施例２）
【００４３】
また上記の例では、リング部を樹脂成形した一体物としているが、リング部を二分割した構成としてもよい。例えば図１６〜図１８に示す実施例２に係るケース側接続端子３０Ｃでは、リング部３３Ｃを支点３４を中心に分割し、かつ旋回式に開閉する構造とし、第一スプリングコイル３１Ｃの上面に位置するコイルを両側から挟み込むようにして固定している。またリング部３３Ｃを閉塞した状態で、リング部３３Ｃの上下面に設けたフック３５によってリング部３３Ｃの先端同士を係止し、開かないように固定状態に維持できる。この構成であればリング部３３Ｃを第一スプリングコイル３１Ｃに装着する作業が一層簡単で、しかもコイル先端を完全に左右から挟み込んで固定する形式のため、装着後の外れが防止でき、信頼性も高い。さらに図１６の例では、第二スプリングコイル３２Ｃの金属ワイヤ先端を下方側に折曲している。これにより、先端部分が突出して円筒形電池ＣＢの電極端子と接触し、点接触状態となる事態を回避して、第二スプリングコイル３２Ｃの上面の広い領域で接触させ、接触抵抗を低減できる。
（第二スプリングコイル３２）
【００４４】
第二スプリングコイル３２は、第一スプリングコイル３１とは逆に、負極端子とのみ導通させ、正極端子と導通しないような構成とする。具体的には、図９及び図１２に示すように、第二スプリングコイル３２のコイルの径を、上側、すなわち円筒形電池ＣＢの端面電極側に向かうほど広くなるように形成している。そして上面の第二スプリングコイル３２の内径は、正極端子の外径よりも十分大きくする。この構成により、第二スプリングコイル３２の上面を平坦状電極である負極端子と接触させて、導通させることができる。一方、誤って正極端子側を第二スプリングコイル３２と接触させようとすると、図１９に示すように、第二スプリングコイル３２の内径が正極端子の外径よりも十分大きい結果、正極端子と第二スプリングコイル３２とが接触されず、導通されない。このように、第二スプリングコイル３２の形状を変更するという極めて簡単な変更のみで、第二スプリングコイル３２にも逆挿入導通阻止機能を付加できる。
【００４５】
このように実施例によれば、第一スプリングコイル３１と第二スプリングコイル３２とを非対称とすることで、従来の端子構造と異なり、第一スプリングコイル３１のみならず第二スプリングコイル３２にも逆挿入導通阻止機能を持たせることができる。すなわち従来であれば、図２２、図２３等に示すように、２つ並んだスプリングコイルの形状を同じに形成していたため、正極端子と接触させるためにスプリングコイルの中央にワイヤを折曲させる必要が生じ、このため、受け部材９１を設けないスプリングコイルが正極端子と誤って導通する事態を回避できなかった。これに対し、本願発明ではスプリングコイルの形状を異ならせることにより、正極端子のみならず、負極端子に対しても、逆挿入導通阻止機能を持たせることに成功したものである。また第一スプリングコイル３１と第二スプリングコイル３２の外観を異ならせることで、組立時に左右と取り違える事態を低減できる。
【００４６】
第二スプリングコイル３２を第一スプリングコイル３１と同様に、リングの内径が徐々に小さくなるように形成すると、正極端子と接触する可能性があるため、この構成は採用できない。よって、図１２や図１９に示すように、徐々にリングの内径が広くなる形状としたり、あるいは図２０や図２１に示す第二スプリングコイル３２Ｄのように、中央が狭くなり両端面が広くなる鼓状にする。あるいはまた、コイルの内径を、ほぼ一定としてもよい。
（回転防止リブ３９）
【００４７】
加えてリング部３３Ｃには、第一スプリングコイル３１Ｃから外れないように、リング部３３Ｃと第一スプリングコイル３１Ｃとの相対的な回転を防止する回転防止リブ３９を設けている。回転防止リブ３９は、図１７〜図１８に示すように、リング部３３Ｃの開口において、中央に向かって突出させた一対の突起であり、これらの突起の間に第一スプリングコイル３１Ｃ先端の直線状部分３６を挿入できるように形成している。この構成によって、第一スプリングコイル３１Ｃに装着されたリング部３３Ｃは、水平面内の回転を回転防止リブによって阻害され、この結果リング部３３Ｃが第一スプリングコイル３１Ｃから外れる事態を回避できる。
（キャップ部２０）
【００４８】
キャップ部２０は、図１〜図４等に示すように、本体ケース１０とほぼ断面形状を等しくする、側面を半円状とした矩形状であり、円筒状の端面の一方を開口部に面する閉塞面２１とし、その反対側を、外部に表出する表出面２２とする。上述の通り、円筒状側面には給電スイッチ２６を設けている。また表出面２２には給電端子５０を設けており、さらに閉塞面２１には、本体ケース１０の開口部に着脱式に装着するための連結機構を備える。連結機構は、キャップ部２０と本体ケース１０を接続後にほぼ同一面に連なる円筒状としつつ、十分な連結強度を得るため、閉塞面２１には、本体ケース１０の開口部端縁と当接する当接面と、この当接面よりも内側に、段差状に突出させた連結筒２３を設けている。
（キャップ側接続端子２７）
【００４９】
また連結筒２３の端面には、連結時に円筒形電池ＣＢの一方の電極と接触させるキャップ側接続端子２７を設けている。図７の例では、キャップ側接続端子２７は、正極端子と接触される側では矩形状の金属板２７ａとし、負極端子と接触される側ではワイヤを折曲させた突起状端子２７ｂとしている。図３、図４、図６の例では、円筒形電池ＣＢ１〜４を左右に２本ずつ計４本、本体ケース１０に挿入し、先に挿入した円筒形電池ＣＢの先端をケース側接続端子３０に接触させる。この際、第一スプリングコイル３１に対しては正極端子を、第二スプリングコイル３２に対しては負極端子を、それぞれ接触させるように挿入する。そして、先に挿入した第一円筒形電池ＣＢ１の正極が第一スプリングコイル３１に、第二円筒形電池ＣＢ２の負極が第二スプリングコイル３２に、それぞれ接触され、後から挿入した第三円筒形電池ＣＢ３の負極端子が、キャップ側接続端子２７の突起状端子２７ｂに、第四円筒形電池ＣＢ４の正極端子が、金属板２７ａに、それぞれ接触される。
【００５０】
なお、上述の通りケース側接続端子３０にスプリングコイルを利用することで、キャップ部２０と本体ケース１０との連結機構側にスプリングを配置でき、さらにこのスプリングで円筒形電池の長さ方向におけるクリアランスの公差を吸収でき、加えて連結機構による係止部分に垂直方向から応力を加えることで摩擦抵抗を増し、接続を確実ならしめる効果も得られる。
（回路基板３８）
【００５１】
キャップ部２０の内部には、回路基板３８が配置される。回路基板３８は平板状のガラスエポキシ基板であり、円筒形電池ＣＢの電圧を変換するための電圧変換回路等の電子部品を表面や裏面に実装している。電圧変換回路は、円筒形電池ＣＢの出力電圧を安定化して出力するＤＣ／ＤＣコンバータが好適に利用できる。
（基板ホルダ４０）
【００５２】
また回路基板３８を保持するために、キャップ部２０内部には基板ホルダ４０が設けられる。基板ホルダ４０は、上面に回路基板３８や給電端子５０を載置し、背面にはキャップ側接続端子２７を保持すると共に、このキャップ側接続端子２７を回路基板３８に電気接続するための機械的な接続を担う。
（給電端子５０）
【００５３】
給電端子５０は、規格化された電源コネクタを利用することで、この規格を採用したより多くの電子機器に給電できる。実施例１では、給電端子５０としてＵＳＢ端子のＡタイプを採用している。近年特にＵＳＢ端子を給電ポートとして利用する電子機器や、ＵＳＢ端子に対応するための接続アダプタが数多く出回っているため、これを利用することで多くの電子機器に給電できる。また、ＵＳＢ端子のＢタイプを採用してもよい。この給電端子５０は、表出部の幅方向に、長方形状に開口されている。またキャップ部２０の円筒状側面には、電力供給の開始を指示する給電スイッチ２６が設けられる。
【００５４】
なお上記の実施例では、給電端子としてＵＳＢ端子を直接、キャップ部の表出面に設ける例を説明したが、本発明はこの構成に限られるものでない。例えば、ＵＳＢ端子以外の規格化された給電端子や、あるいは電子機器専用に設計された端子を設けることもできる。あるいは、このようなＵＳＢ端子や専用端子を、ケーブルを介して表出面から延長させることもできる。この構成では、電子機器に携帯式電源装置を直接挿抜し難いような構成であっても、ケーブルを介することで接続することができ、取り回しの利便性が向上できる。例えば、携帯電話を胸ポケットに入れたまま充電する場合は、棒状の携帯式電源装置では嵩張って不便であることから、上着の内ポケットに携帯式電源装置を挿入して、ケーブルを介して携帯電話と接続することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置は、単三電池や単四電池等の規格化された電池を用いて、携帯電話や携帯型音楽プレーヤ用を充電する緊急充電器、あるいは緊急充電器を充電するための充電器として、好適に利用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１００、２００…携帯式電源装置
１０…本体ケース
１１…外ケース
１２…内ケース
１３…上ケース
１４…下ケース
１８…挿入スリット
２０…キャップ部
２１…閉塞面
２２…表出面
２３…連結筒
２６…給電スイッチ
２７…キャップ側接続端子；２７ａ…金属板；２７ｂ…突起状端子
３０、３０Ｂ、３０Ｃ…ケース側接続端子
３１、３１Ｃ…第一スプリングコイル
３２、３２Ｃ、３２Ｄ…第二スプリングコイル
３３、３３Ｂ、３３Ｃ…リング部
３４…支点
３５…フック
３６…直線状部分
３７、３７Ｂ…係止凹部
３８…回路基板
３９…回転防止リブ
４０…基板ホルダ
５０…給電端子
９０…コイルスプリング
９１…受け部材
９２…正極端子
９３…負極端子
９４…凹溝
９５…切り欠き
ＣＢ…円筒形電池；ＣＢ１…第一円筒形電池；ＣＢ２…第二円筒形電池
ＣＢ３…第三円筒形電池；ＣＢ４…第四円筒形電池
ＥＤ…電子機器；ＰＧ…プラグ；ＴＴ…凸状電極端子；ＦＴ…平坦状電極端子
【図１】
2012059533.tif 000003
【図２】
2012059533.tif 000004
【図３】
2012059533.tif 000005
【図４】
2012059533.tif 000006
【図５】
2012059533.tif 000007
【図６】
2012059533.tif 000008
【図７】
2012059533.tif 000009
【図８】
2012059533.tif 000010
【図９】
2012059533.tif 000011
【図１０】
2012059533.tif 000012
【図１１】
2012059533.tif 000013
【図１２】
2012059533.tif 000014
【図１３】
2012059533.tif 000015
【図１４】
2012059533.tif 000016
【図１５】
2012059533.tif 000017
【図１６】
2012059533.tif 000018
【図１７】
2012059533.tif 000019
【図１８】
2012059533.tif 000020
【図１９】
2012059533.tif 000021
【図２０】
2012059533.tif 000022
【図２１】
2012059533.tif 000023
【図２２】
2012059533.tif 000024
【図２３】
2012059533.tif 000025
【図２４】
2012059533.tif 000026