(57)【要約】【課題】電池の極性を意識することなく、誰でも簡単に電池をセットすることができる。【解決手段】交流入力端子２６と直流出力端子３８とを有するブリッジダイオード２４を、電池１２を収容するケース１８の一部に固定して、ブリッジダイオード２４の一対の交流入力端子２６の一方を電池１２の正極１４と接触する接点２０に接続し、交流入力端子２６の他方を電池１２の負極１６と接触する接点２０に接続し、直流出力端子３８に、電池１２で駆動される回路の該当する極性の端子に接続するリード線を接続した。この電池ボックスは、並列接続しても直列接続しても使用できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流入力端子と直流出力端子とを有するブリッジダイオードを、電池を収容するケースの一部に固定して、前記ブリッジダイオードの、一対の前記交流入力端子の一方を、電池の正極と接触する接点に接続し、前記交流入力端子の他方を電池の負極と接触する接点に接続し、前記直流出力端子に、前記電池で駆動される回路の該当する極性の端子に接続するリード線を接続したことを特徴とする極性フリー電池ボックス。
【請求項２】
交流入力端子と直流出力端子とを有するブリッジダイオードの、一対の前記交流入力端子の一方を、電池の正極と接触する接点に接続し、前記交流入力端子の他方を電池の負極と接触する接点に接続し、前記直流出力端子を、前記電池で駆動される回路の該当する極性の端子に電気接続したことを特徴とする、機器に組み込まれた極性フリー電池ボックス。
【請求項３】
請求項２に記載の極性フリー電池ボックスにおいて、
前記電池で駆動される回路から、電池の誤接続時の保護用ダイオードを除外して、前記電池で駆動される回路の該当する極性の端子に電気接続したことを特徴とする、機器に組み込まれた極性フリー電池ボックス。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の電池ボックスを複数配列し、各電池ボックスの前記直流出力端子を、それぞれ極性を揃えて直列接続したことを特徴とする極性フリー電池ボックス。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の電池ボックスを複数配列し、各電池ボックスの前記直流出力端子を、それぞれ極性を揃えて並列接続したことを特徴とする極性フリー電池ボックス。
【請求項６】
交流入力端子と直流出力端子とを有するブリッジダイオードの、一対の前記交流入力端子の一方を、電池の正極と接触する接点に接続し、前記交流入力端子の他方を電池の負極と接触する接点に接続し、前記直流出力端子を、前記電池で駆動される回路の該当する極性の端子に電気接続し、
前記電池で駆動される回路から、電池の誤接続時の保護用ダイオードを除外して、前記電池で駆動される回路の該当する極性の端子に電気接続したことを特徴とする直流駆動機器。
【請求項７】
交流入力端子と直流出力端子とを有するブリッジダイオードの、一対の前記交流入力端子の一方を、電池の正極と接触する接点に接続し、前記交流入力端子の他方を電池の負極と接触する接点に接続したユニットを複数設けて、
前記各ユニットの、前記ブリッジダイオードの一対の直流出力端子を、極性を揃えて順番に直列接続して、
全ての電池をそれぞれ独立した電池ボックスに収容した、
複数の電池を直列接続した電源により駆動され、かつ、電源の全遮断が禁止される回路の電源とすることを特徴とする直流電源回路。
【請求項８】
請求項１に記載の極性フリー電池ボックスに電池を装着するとき使用されるものであって、電池の正極を包囲し、かつ、当該正極に電気接触し、外部に負極状の突起を設けた正極カバー。
【請求項９】
電池の正極を接触させる電極と、電池の負極を接触させる電極を備えた電池ボックスを、請求項１に記載の極性フリー電池ボックスに改造するための端子であって、
第１電極カバーは、一方の面を前記電池の一方の電極に接触させるものとし、他方の面には、絶縁体を介して内側電極が固定され、前記第１電極カバーと前記内側電極の間の空間に、ブリッジダイオードが収容され、前記内側電極は前記電池の一方の電極に電気接続されるものとし、
第２電極カバーは、一方の面を前記電池の他方の電極に接触させるものとし、他方の面には、絶縁体を介して内側電極が固定され、前記内側電極は前記電池の他方の電極に電気接続されるものとし、
前記第１電極カバーと前記第２電極カバーは、前記ブリッジダイオードの交流入力端子に接続され、前記電池の正極を接触させるための電極に接触させる前記内側電極には、前記ブリッジダイオードのプラス出力端子が接続され、前記電池の負極を接触させるための電極に接触させる前記内側電極には、前記ブリッジダイオードのマイナス出力端子が接続されることを特徴とする極性フリー電池ボックス用端子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極性を意識しないで使用できる極性フリー電池ボックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
直流駆動機器の中には、時計やリモコンのように、電池で駆動されるものも非常に多い。電池交換で、電池のプラスとマイナスを間違えないようにする煩わしさは、誰もが経験していることである。電池の入れ間違いを無くし、電池を確実にセットするために、電池の電極や電池ボックスの電極の形状が種々工夫されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２９７７４２号公報
【特許文献２】特開２００５−２４３４００号公報
【特許文献３】特開２００６−１５６３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
既知の従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
たとえ、電池の形状や外観に工夫がされていても、高齢者や視力の弱い者にとって、電池のプラスとマイナスを確認しながら、電池ボックスに電池を誤りなくセットするのは容易でない。
上記の課題を解決するために、本発明は、電池の極性を意識することなく、誰でも簡単に電池をセットすることができる、極性フリー電池ボックス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】
【０００５】
以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
〈構成１〉
交流入力端子と直流出力端子とを有するブリッジダイオードを、電池を収容するケースの一部に固定して、前記ブリッジダイオードの一対の前記交流入力端子の一方を電池の正極と接触する接点に接続し、前記交流入力端子の他方を電池の負極と接触する接点に接続し、前記直流出力端子に、前記電池で駆動される回路の該当する極性の端子に接続するリード線を接続したことを特徴とする極性フリー電池ボックス。
【０００６】
〈構成２〉
交流入力端子と直流出力端子とを有するブリッジダイオードの一対の前記交流入力端子の一方を電池の正極と接触する接点に接続し、前記交流入力端子の他方を電池の負極と接触する接点に接続し、前記直流出力端子を、前記電池で駆動される回路の該当する極性の端子に電気接続したことを特徴とする、機器に組み込まれた極性フリー電池ボックス。
【０００７】
〈構成３〉
構成２に記載の極性フリー電池ボックスにおいて、前記電池で駆動される回路から、電池の誤接続時の保護用ダイオードを除外して、前記電池で駆動される回路の該当する極性の端子に電気接続したことを特徴とする、機器に組み込まれた極性フリー電池ボックス。
【０００８】
〈構成４〉
構成１乃至３のいずれかに記載の電池ボックスを複数配列し、各電池ボックスの前記直流出力端子を、それぞれ極性を揃えて直列接続したことを特徴とする極性フリー電池ボックス。
【０００９】
〈構成５〉
構成１乃至３のいずれかに記載の電池ボックスを複数配列し、各電池ボックスの前記直流出力端子を、それぞれ極性を揃えて並列接続したことを特徴とする極性フリー電池ボックス。
【００１０】
〈構成６〉
交流入力端子と直流出力端子とを有するブリッジダイオードの一対の前記交流入力端子の一方を電池の正極と接触する接点に接続し、前記交流入力端子の他方を電池の負極と接触する接点に接続し、前記直流出力端子を、前記電池で駆動される回路の該当する極性の端子に電気接続し、前記電池で駆動される回路から、電池の誤接続時の保護用ダイオードを除外して、前記電池で駆動される回路の該当する極性の端子に電気接続したことを特徴とする直流駆動機器。
【００１１】
〈構成７〉
交流入力端子と直流出力端子とを有するブリッジダイオードの一対の前記交流入力端子の一方を電池の正極と接触する接点に接続し、前記交流入力端子の他方を電池の負極と接触する接点に接続したユニットを複数設けて、前記各ユニットの前記ブリッジダイオードの一対の直流出力端子を、極性を揃えて順番に直列接続して、全ての電池をそれぞれ独立した電池ボックスに収容した、複数の電池を直列接続した電源により駆動され、かつ、電源の全遮断が禁止される回路の電源とすることを特徴とする直流電源回路。
【００１２】
〈構成８〉
構成１に記載の極性フリー電池ボックスに電池を装着するとき使用されるものであって、電池の正極を包囲し、かつ、当該正極に電気接触し、外部に負極状の突起を設けた正極カバー。
【００１３】
〈構成９〉
電池の正極を接触させる電極と、電池の負極を接触させる電極を備えた電池ボックスを、構成１に記載の極性フリー電池ボックスに改造するための端子であって、第１電極カバーは、一方の面を電池の一方の電極に接触させるものとし、他方の面には、絶縁体を介して内側電極が固定され、前記第１電極カバーと前記内側電極の間の空間に、ブリッジダイオードが収容され、前記内側電極は前記電池の一方の電極に電気接続されるものとし、第２電極カバーは、一方の面を電池の他方の電極に接触させるものとし、他方の面には、絶縁体を介して内側電極が固定され、前記内側電極は前記電池の他方の電極に電気接続されるものとし、前記第１電極カバーと前記第２電極カバーは、前記ブリッジダイオードの交流入力端子に接続され、前記電池の正極を接触させるための電極に接触させる前記内側電極には、前記ブリッジダイオードのプラス出力端子が接続され、前記電池の負極を接触させるための電極に接触させる前記内側電極には、前記ブリッジダイオードのマイナス出力端子が接続されることを特徴とする極性フリー電池ボックス用端子。
【発明の効果】
【００１４】
〈構成１の効果〉
電池ボックスとブリッジダイオードとを一体化したものである。ブリッジダイオードの交流入力端子に電池を接続するので、ケースに対して電池をどの向きに収容しても、負荷回路には正しい極性で接続される。
〈構成２の効果〉
独立した電池ボックスとしてでなく、機器に組み込まれた電池ボックスでも、極性フリーが実現できる。極性フリー電池ボックスは、電池の誤接続防止用保護用回路としても機能する。故に、極性フリー電池ボックスを組込んだ機器では、一般的に使われている電池誤接続防止用の保護ダイオードが不要になる。
〈構成３の効果〉
既存の直流回路には、電池の誤接続時の保護用ダイオードが設けられている。これを除外すると、電圧降下を最小限にして極性フリー電池ボックスを接続できる。
〈構成４の効果〉
極性フリー電池ボックスを直列接続すると、どの電池も極性フリーで接続できる。
〈構成５の効果〉
極性フリー電池ボックスを並列接続すると、ブリッジダイオードによる電源側の見かけ上の内部抵抗を下げることができる。
〈構成６の効果〉
直流機器全体として極性フリーの構造が実現する。
〈構成７の効果〉
電池を直列に接続するための極性を意識することが不用なだけでなく、電池を交換する場合にも、各電池がそれぞれ独立した電池ボックスに収容されているから、一つでも電池を接続したままにしておけば、電源の全遮断を防止できる。また、直列接続された一部の電池の機能低下に他の電池が影響されない。
〈構成８の効果〉
電池の正極を隠してしまうので、極性を意識しないで、電池を電池ボックスに装着できる。
〈構成９の効果〉
既存の機器の電池ボックスにこの端子を装着すると、簡単に、本発明の極性フリー電池ボックスに改造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】極性フリー電池ボックス１０の結線図である。
【図２】極性フリー電池ボックス１０の斜視図である。
【図３】機器に組み込まれた極性フリー電池ボックスの結線図である。
【図４】極性フリー電池ボックス１０を並列接続した場合の結線図である。
【図５】極性フリー電池ボックス１０を直列接続した場合の結線図である。
【図６】実施例５の極性フリー電池ボックス用端子の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、極性フリー電池ボックス１０の結線図、図２はその斜視図である。
この極性フリー電池ボックス１０は、電池１２を一個収容するケース１８を備えている。電池１２は既知のもので、正極１４と負極１６とを備えている。なお、この極性フリー電池ボックス１０は、電池１２の正極１４と負極１６とを区別する必要がないので、外観上、正極１４と負極１６とが識別できないような構造のものでも構わない。
【００１８】
ケース１８の側面には、ブリッジダイオード２４が固定されている。このブリッジダイオード２４は、交流入力端子２６と直流出力端子２８とを有する。ブリッジダイオード２４の一対の交流入力端子２６の一方を電池１２の正極１４と接触する接点２０に接続し、交流入力端子２６の他方を電池１２の負極１６と接触する接点２０に接続している。また、直流出力端子２８には、電池１２で駆動される回路の該当する極性の端子に接続するリード線３０を接続した。
【００１９】
許容電流が数百ミリアンペアのブリッジダイオード２４は、縦横の寸法が２ｍｍほどだから、ケース１８の側面や電池１２を収容した隙間に埋め込むことができる。従って、極性フリー電池ボックス１０は、既知の電池ボックスと全く変わらない外観に仕上げることができる。
【００２０】
上記の構造の極性フリー電池ボックス１０は、図１に示すように、電池１２の正極１４と負極１６とをどの方向に向けてケース１８に収容しても、リード線３０のプラス（＋）と表示した側に正電圧が印加され、リード線３０のマイナス（−）と表示した側に負電圧が印加される。即ち、ブリッジダイオード２４の交流入力端子２６に電池１２を接続するので、負荷回路３２には必ず正しい極性で接続される。
【００２１】
なお、本発明で、極性フリー電池ボックスと呼んでいるのは、電池ボックスとブリッジダイオードを一体化した電池ボックスの事を指している。ブリッジダイオードは、ダイオードの機能を有する半導体素子を使用して、図のような等価回路を有するもののことを指している。
【実施例２】
【００２２】
図３は、機器に組み込まれた極性フリー電池ボックスの結線図である。
この実施例では、電池ボックスが機器のケースと一体化されたような場合のものの例を示す。電池ボックスが独立に販売されたり、機器に対して後付けされるような場合には、図１の構造が好ましい。しかし、機器に最初から一体化されるような場合には、図３のような設計が好ましい。
【００２３】
この図の例でも、ブリッジダイオード２４の一対の交流入力端子２６の一方を電池１２の正極１４と接触する接点２０に接続し、交流入力端子２６の他方を電池１２の負極１６と接触する接点２０に接続している。そして、直流出力端子２８を、電池１２で駆動される回路の該当する極性の端子に電気接続している。こうして、機器に組み込まれた電池１２ボックスでも、極性フリーが実現できる。
【００２４】
ここで、電池１２にブリッジダイオード２４を接続すると、ダイオード２２を２個挿入した分だけ電圧降下が生じる。一般的なブリッジダイオードでは、ブリッジ内部で使用されているダイオードがシリコンダイオードである。シリコンダイオードは、1個当たりの電圧降下が0.6V〜0.7Vある。一方、この実施例では、ショットキーバリアブリッジダイオードを使用している。ブリッジの内部で使用されているダイオードが、ショットキーバリアダイオードのときは、ダイオード１個あたりの電圧降下は、0.2V程度で済む。これで、電圧降下を実用上十分なところまで、抑制できる。一方、既存の直流回路には、電池１２の誤接続時の保護のために、ダイオード３４を内蔵しているものが多い。これを除外すると、電圧降下を最小限にできる。これにより、ブリッジダイオード２４を追加することによるコストアップも抑制できる。
【実施例３】
【００２５】
図４は、極性フリー電池ボックス１０を並列接続した場合の結線図である。
図のように、極性フリー電池ボックス１０を並列接続した場合には、各ケース１８にそれぞれ電池１２を自由な向きで収容して正常に使用できる。しかも、図４の回路を負荷回路側から見たとき、ダイオード２２を単純な直列抵抗と考えると、電源の内部抵抗が２分の１になるから、電圧降下がより少なく、さらに実用性の高いものになる。
【００２６】
電池が複数本あったときに、収容するための向きに悩むことも少なくない。この発明ではその悩みを完全に解消できる。また、図３のように、機器に一体化した場合でも、収容する電池の向き等の説明や注意書きが全く不要で、取扱がきわめて簡便になる。しかも、図３の回路に乾電池２本の並列接続をして、ダイオード３４を除外すると、電圧降下は既存の回路と同等になる。
【実施例４】
【００２７】
図５は、極性フリー電池ボックス１０を直列接続した場合の結線図である。
図のように、極性フリー電池ボックス１０を直列接続した場合にも、各ケース１８にそれぞれ電池１２を自由な向きで収容して正常に使用できる。なお、この場合には、電池一個をそれぞれ独立したケース１８に収容する。即ち、既知の電池ボックスのように、数本の電池を方向を揃えて数本一括して収容するという方法は採用しない。
【００２８】
この場合でも、電池１２を直列に接続するための極性を意識することが全く不用になる。さらに、電池１２を交換する場合にも、各電池１２がそれぞれ独立した電池ボックスに収容されているから、一つでも電池１２を接続したままにしておけば、電源の全遮断を防止できる。また、直列接続された一部の電池１２の機能低下に他の電池１２が影響されない。
【００２９】
即ち、一般的な複数個の直列接続された電池ボックスは、電池を1個でも外すと、機器への電源供給が遮断される。しかし、本発明による、極性フリー電池ボックスを複数個直列接続した場合には、電池を外した極性フリー電池ボックスのみが機能を停止するだけである。機器への電源供給は他の電池から継続的に供給されるため、電源が切断される事は無い。
【００３０】
一般的な直列接続の電池ボックスの場合、電池が１個でも劣化していた場合は、他の正常な電池にも悪影響を及ぼし、機器への電源供給が滞り、機器が正常に動作しなくなる。しかしながら、本発明の極性フリー電池ボックスに接続されている電池の出力電圧は、常にブリッジダイオードのＶｆと比較をされている。
【００３１】
Ｖｆよりも電池の出力電圧が高い場合は、電池の機能が優先する。即ち、電池から機器側に電流が供給される。一方、Ｖｆよりも電池の出力電圧が低い場合は、電池の機能が無効になる。即ち、電池が解から切り離されたのと同じ扱いになる。故に、劣化している電池が混在していた場合においても、劣化していない電池は劣化した電池の影響を受けることなく正常に機能し、機器への電源供給が継続されるという効果がある。
【実施例５】
【００３２】
図６は実施例５の極性フリー電池ボックス用端子の説明図である。
図６（ａ）は電池１２の側面図である。この電池１２に対して、図６（ｂ）に示すような端子を装着する。即ち、正極１４に正極カバー３６を装着する。正極カバー３６は、正極１４を包囲し、かつ、正極１４に電気接触し、外部に負極１６状の突起を設けたものである。これにより、電池１２の両方の端子が外観上区別のつかない形状になる。従って、利用者は、極性を全く意識することなく、自然に容易に電池を電池ボックスに装着できる。その状態を図６（ｃ）に示す。
【００３３】
図の（ｄ）はさらに別の実施例である。第１電極カバー４０と第２電極カバー４２とは、どちらを電池１２の正極に接触させても構わない。第１電極カバー４０は一方の面、即ち、図の右側の面を電池１２の一方の電極に接触させる。また、第１電極カバー４０の他方の面には、絶縁体４６を介して内側電極４４が固定されている。第１電極カバー４０と内側電極４４とは電気導体、絶縁体４６はプラスチック等からなる。第１電極カバー４０と内側電極４４の間の空間に、ブリッジダイオード４８が収容されている。内側電極４４は、例えば、図の（ｅ）に示したケース１８のばね接点２１を収容できるカップ状をしている。
【００３４】
第２電極カバー４２は、一方の面、即ち、図の左側の面を電池１２の他方の電極に接触させる。第２電極カバー４２の他方の面には、絶縁体５２を介して内側電極５０が固定されている。第２電極カバー４２と内側電極５０とは電気導体、絶縁体５２はプラスチック等からなる。内側電極５０は、例えば、図の（ｅ）に示したケース１８の接点２０に押しつけられる形状をしている。第１電極カバー４０と第２電極カバー４２とはコード５４で連結されている。外観はこのとおりであるが、その内部の結線を、図６（ｅ）で説明する。なお、図６（ｅ）の太い実線が電気の流れを示す。主要部以外の部分は、細い実線で区別して作図してある。その結線５６〜６０は、図６（ｄ）に示すように、第１電極カバー４０や第２電極カバー４２やコード５４の内部に収容されてしまうものである。
【００３５】
図６（ｅ）に示すように、ブリッジダイオード４８の交流入力端子に接続された第１結線５６と第２結線５８とは、それぞれ第１電極カバー４０と第２電極カバー４２に電気接続される。一方、ブリッジダイオード４８のブラス出力端子に接続された第４結線６２は、ケース１８の接点２０に電気接続される。また、ブリッジダイオード４８のマイナス出力端子に接続された第３結線６０は、ばね接点２１に電気接続される。即ち、、図６（ｄ）に示した端子を、既存の機器の電池ボックスに装着すると、本発明で説明した極性フリー電池ボックスに変えることができる。第１電極カバー４０と第２電極カバー４２とを既存の機器の電池ボックスに接着剤あるいは弾力で強固に固定できれば、極性フリー電池ボックスを取り付けた機器を簡単に改造することができる。
【００３６】
以上のような極性フリー電池ボックスは、ＴＶのリモコン、エアコンのリモコン、時計、懐中電灯、携帯ゲーム機、ゲーム機本体のワイヤレスリモコン等、様々な機器に使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
この発明は、単１、単２・・といった汎用の電池のみならず、ボタン電池や充電可能な二次電池等にも利用できる。接続極性を誤らないための特殊なコネクタが不要なので、電池を着脱する機構の簡素化とコストダウンが可能である。例えば、手軽に交換できる電気自動車用のバッテリーの取り付けボックス等にも利用できる。さらに、プロパンガスのように家庭用燃料電池を定期的に交換するような場合に、燃料電池の接続
【符号の説明】
【００３８】
１０  極性フリー電池ボックス
１２  電池
１４  正極
１６  負極
１８  ケース
２０  接点
２１  ばね接点
２２  ダイオード
２４  ブリッジダイオード
２６  交流入力端子
２８  直流出力端子
３０  リード線
３２  負荷回路
３４  保護回路
３６  正極カバー
４０  第１電極カバー
４２  第２電極カバー
４４  内側電極
４６  絶縁体
４８  ブリッジダイオード
５０  内側電極
５２  絶縁体
５４  コード
５６  第１結線
５８  第２結線
６０  第３結線
６２  第４結線
【図１】
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【図２】
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【図３】
2012123904.tif 000005
【図４】
2012123904.tif 000006
【図５】
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【図６】
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