(57)【要約】【課題】異なる仕様の充電電流に対応可能な出力コネクタを備える携帯式のバッテリパックとする。【解決手段】前記出力コネクタ２０は、給電端子２０Ａ’と、信号端子２０Ａ”を備えており、前記給電端子２０Ａ’は、前記出力コネクタ２０に接続された電池駆動機器の要求に応じて、電流を供給可能であり、前記信号端子２０Ａ”は、電池駆動機器から前記給電端子２０Ａ’を介して吸い出される電流値に基づいて、該信号端子２０Ａ”の端子電圧を異なる電圧値に切り替え可能としてなることができる。これにより、各電池駆動機器が吸い上げる電流値を給電制御回路にて検出し、この情報を基にバッテリパックは信号端子を切り替えることができ、一のバッテリパックでもって複数の電池駆動機器に給電できる利点が得られる。【選択図】図５
2013051797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池駆動機器と接続して、該電池駆動機器に内蔵される機器側二次電池に給電するための出力コネクタを備えるバッテリパックであって、
充電可能な二次電池セル(11)と、
前記二次電池セル(11)の電力を、出力電力に変換するための給電制御回路(12)と、
前記給電制御回路(12)で変換された出力電圧を外部に出力するための前記出力コネクタ(20)と、
を備え、
前記出力コネクタ(20)は、給電端子(20A')と、信号端子(20A")を備えており、
前記給電端子(20A')は、前記出力コネクタ(20)に接続された電池駆動機器の要求に応じて、電流を供給可能であり、
前記信号端子(20A")は、電池駆動機器から前記給電端子(20A')を介して吸い出される電流値に基づいて、該信号端子(20A")の端子電圧を異なる電圧値に切り替え可能としてなることを特徴とするバッテリパック。
【請求項２】
請求項１に記載の出力コネクタを備えるバッテリパックであって、
前記給電制御回路(12)が充電電流に応じて前記信号端子(20A")の端子電圧を選択する端子電圧選択モードとして、
前記Ｄ＋端子(20c)と前記Ｄ−端子(20d)が各々、所定の電圧を有する中間電位モードと、
前記Ｄ＋端子(20c)と前記Ｄ−端子(20d)とをショートさせたショートモードと
を切替可能とすることを特徴とする出力コネクタを備えるバッテリパック。
【請求項３】
請求項２に記載の出力コネクタを備えるバッテリパックであって、
前記給電制御回路(12)が、端子電圧選択モードとしてさらに、前記信号端子(20A")の電圧を監視しない電池駆動機器に対して給電を行う非監視モードを含むことを特徴とする出力コネクタを備えるバッテリパック。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の出力コネクタを備えるバッテリパックであって、
前記中間電位モードは、スレートＰＣ用の端子電圧選択モードであり、
前記ショートモードは、スマートフォン用の端子電圧選択モードであることを特徴とする出力コネクタを備えるバッテリパック。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか一に記載の出力コネクタを備えるバッテリパックであって、
前記給電制御回路(12)が中間電位モードにおいて、
電池駆動機器から吸い出される充電電流が、所定の第一閾値電流を超える場合に、中間電位モードを継続すると共に、前記給電端子(20A')から吸い出される充電電流を、所定の第一上限電流値とした大電流モードとし、
該第一閾値電流値以上の充電電流が一定時間以上、検出されない場合に、前記信号端子(20A")の電位をショートモードに切り替えることを特徴とする出力コネクタを備えるバッテリパック。
【請求項６】
請求項５に記載の出力コネクタを備えるバッテリパックであって、さらに、
前記給電制御回路(12)がショートモードにおいて、
電池駆動機器から吸い出される充電電流が所定の第二閾値電流を超える場合に、ショートモードを継続すると共に、前記給電端子(20A')から吸い出される充電電流を、前記第一上限電流値よりも低い所定の第二上限電流値とした第二電流モードとし、
該第二閾値電流以上の充電電流が一定時間以上、検出されない場合に、非監視モードとすると共に、前記給電端子(20A')から吸い出される充電電流を、前記第二上限電流値よりも低い所定の第三上限電流値とした第三電流モードとすることを特徴とする出力コネクタを備えるバッテリパック。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の出力コネクタを備えるバッテリパックであって、
前記給電制御回路(12)が第一電流モード又は第二電流モードにおいて、
充電電流が、第一閾値電流及び第二閾値電流より低い所定の第三閾値電流を下回った状態を一定時間以上継続した場合に、前記給電端子(20A')からの給電を停止することを特徴とする出力コネクタを備えるバッテリパック。
【請求項８】
請求項６に記載の出力コネクタを備えるバッテリパックであって、
前記給電制御回路(12)が第三電流モードにおいて、
充電電流が、第三閾値電流より低い所定の第四閾値電流を下回った状態を一定時間以上継続した場合に、前記給電端子(20A')からの給電を停止することを特徴とする出力コネクタを備えるバッテリパック。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一に記載の出力コネクタを備えるバッテリパックであって、
前記出力コネクタ(20)の端子の形状が、ＵＳＢ規格と同一の形状とすることを特徴とする出力コネクタを備えるバッテリパック。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一に記載の出力コネクタを備えるバッテリパックであって、
前記バッテリパック(10,30)を、携帯型の給電器とすることを特徴とする出力コネクタを備えるバッテリパック。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一に記載の出力コネクタを備えるバッテリパックであって、さらに、
電磁誘導作用で電力を搬送して充電する送電コイル(101)を有する充電台(100)に載せられて、送電コイル(101)から電力を受け取る受電コイル(31)と、
前記受電コイル(31)に誘導される電力で前記二次電池セル(11)を充電する充電制御回路(36)と、
を備え、
充電台(100)に載せられた状態で、送電コイル(101)から前記受電コイル(31)に誘導される電力で前記二次電池セル(11)を充電可能に構成してなることを特徴とする出力コネクタを備えるバッテリパック。
【請求項１２】
電池駆動機器と、前記電池駆動機器に接続して電力供給可能なバッテリパックを備えるバッテリパックと電池駆動機器であって、
前記電池駆動機器は、
充電可能な機器側二次電池と、
電力供給を受けることのできる入力コネクタと、
前記入力コネクタにバッテリパックが接続された状態で、該接続されたバッテリパックが前記機器側二次電池を充電するための電力を供給可能かどうかを判別し、供給可能である場合に該バッテリパックから供給される電力を、前記機器側二次電池を充電する電力として制御するための機器充電制御回路と、
を備え、
前記バッテリパックは、
充電可能な二次電池セル(11)と、
前記電池駆動機器に適合させた電力に制御する給電制御回路(12)と、
制御された電力を送電する出力コネクタ(20)と、
を備え、
前記出力コネクタ(20)は、給電端子(20A')と、信号端子(20A")を備えており、
前記給電制御回路(12)は、前記信号端子(20A")に異なる電圧に変化させることが可能であって、かつ
前記信号端子(20A")の異なる電圧と割り当てられた複数の端子電圧選択モードを備えており、
さらに前記給電制御回路(12)は、前記出力コネクタ(20)に前記入力コネクタを介して接続された電池駆動機器が吸い出す充電電流に応じて、端子電圧選択モードを切り替え可能に構成してなることを特徴とするバッテリパックと電池駆動機器。
【請求項１３】
電池駆動機器と接続して、該電池駆動機器に内蔵される機器側二次電池を充電するためのバッテリパックを用いた充電方法であって、
前記バッテリパックの出力コネクタ(20)に電池駆動機器を接続する工程と、
該電池駆動機器の要求に応じて、前記出力コネクタ(20)に含まれる給電端子(20A')を通じて、前記バッテリパックに内蔵される二次電池セル(11)から電池駆動機器側への電流の吸い出しを開始する工程と、
該電流を前記バッテリパックに含まれる給電制御回路(12)にて検出する工程と、
前記給電制御回路(12)で検出された電流の値に応じて、前記給電制御回路(12)が前記出力コネクタ(20)に含まれる信号端子(20A")の電圧を、予め設定された電流値と端子電圧の割り当てに従い、所定の電圧値に切り替える工程と、
を含むことを特徴とするバッテリパックを用いた充電方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のバッテリパックを用いた充電方法であって、
前記信号端子(20A")が、Ｄ＋端子(20c)とＤ−端子(20d)とを含んでおり、
前記電流値と端子電圧の割り当てが、
前記給電制御回路(12)が所定の第一閾値電流値以上を検出した場合には、前記Ｄ＋端子(20c)とＤ−端子(20d)を各々所定の電圧値とし、
前記給電制御回路(12)が所定の第一閾値電流値を下回った場合に、前記Ｄ＋端子(20c)と前記Ｄ−端子(20d)との両端子をショートさせ、
ることを特徴とするバッテリパックを用いた充電方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載のバッテリパックを用いた充電方法であって、
前記給電制御回路(12)が電流値に応じて前記信号端子(20A")の端子電圧を選択するモードとして、
前記Ｄ＋端子(20c)と前記Ｄ−端子(20d)が各々、所定の電圧を有する中間電位モードと、
前記Ｄ＋端子(20c)と前記Ｄ−端子(20d)とをショートさせたショートモードと
を切替可能とすることを特徴とするバッテリパックを用いた充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電できる内蔵電池を備え、さらに外部に接続される電池駆動機器に電力を供給する出力コネクタを備える携帯式の電源に最適なバッテリパック及びバッテリパックと電池駆動機器並びにバッテリパックを用いた充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内部に一対の円筒形電池を内蔵するバッテリパックは開発されている（特許文献１参照）。この公報に示すバッテリパックは、携帯式の電源として使用されるもので、その分解斜視図を図１２に示している。このバッテリパックは、一対の円筒形電池９０１の間に絶縁ホルダー９０３を配置して、この絶縁ホルダー９０３でもって円筒形電池９０１と基板回路９０４とを定位置に配置して電池組立９０９とし、この電池組立９０９を外装ケース９０２に収納している。
【０００３】
このバッテリパックは、電池駆動機器への電力供給用出力コネクタとしてＵＳＢ端子を設けている。ＵＳＢ端子はデータ通信のみならず給電も可能なコネクタとして規格化されており、広く普及している。このため、このようなＵＳＢ端子を介した給電に対応した携帯電話やスマートフォン、スレートＰＣ（タブレット端末）や携帯型音楽プレーヤなど、多くの携帯型の電池駆動機器を充電できる。このようなＵＳＢ端子を利用した充電では、ＵＳＢの規格によって充電電流が定められており、最大５００ｍＡ、また充電電圧の最大は５Ｖの範囲内で、充電が行われる。
【０００４】
一方、多種多様な電池駆動機器は、その充電電流もそれぞれ異なる。特に、近年普及しているスレートＰＣと呼ばれるものは、画面が大きく消費電力も大きいため、大容量の機器側二次電池を内蔵しており、このため充電時間もこれに応じて長くなる。一方で、充電時間を極力短くしたいという要求も強く、このため充電電流を大きくする必要がある。このような大電流での充電に対応した電池駆動機器に対して、大電流で充電するためには、一般的には専用の充電器を用意することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、各電池駆動機器ごとに専用の充電器をそれぞれ用意したのでは、持ち歩く電池駆動機器の数に応じて、携行すべき充電器も増えることとなって、携帯性を著しく阻害する。一方で、近年の電池駆動機器はＵＳＢ端子を備えているため、ＵＳＢ端子への充電が可能なＵＳＢ充電器を用意すれば、一台で複数の機器の充電が可能となる。
【０００６】
しかしながら、既存のＵＳＢ充電器では、上述の通り出力可能な電力がＵＳＢの規格上定められているため、これ以上の電力を出力することができなかった。すなわち、出力電流は最大５００ｍＡに、出力電圧は最大５Ｖにそれぞれ制限されているため、充電は可能であるものの、短時間での充電ができず、ユーザに不便を強いる結果となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１３１０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の主な目的は、異なる仕様の充電電流に対応可能な出力コネクタを備えるバッテリパック及びバッテリパックと電池駆動機器並びにバッテリパックを用いた充電方法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】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明の第１の側面に係るバッテリパックは、電池駆動機器と接続して、該電池駆動機器に内蔵される機器側二次電池に給電するための出力コネクタを備えるバッテリパックであって、充電可能な二次電池セル１１と、前記二次電池セル１１の電力を、出力電力に変換するための給電制御回路１２と、前記給電制御回路１２で変換された出力電圧を外部に出力するための前記出力コネクタ２０と、を備え、前記出力コネクタ２０は、給電端子２０Ａ’と、信号端子２０Ａ”を備えており、前記給電端子２０Ａ’は、前記出力コネクタ２０に接続された電池駆動機器の要求に応じて、電流を供給可能であり、前記信号端子２０Ａ”は、電池駆動機器から前記給電端子２０Ａ’を介して吸い出される電流値に基づいて、該信号端子２０Ａ”の端子電圧を異なる電圧値に切り替え可能としてなることができる。これにより、各電池駆動機器が吸い上げる電流値を給電制御回路にて検出し、この情報を基にバッテリパックは信号端子を切り替えることができ、一のバッテリパックでもって複数の電池駆動機器に給電できる利点が得られる。
【００１０】
また第２の側面に係るバッテリパックは、前記給電制御回路１２が充電電流に応じて前記信号端子２０Ａ”の端子電圧を選択する端子電圧選択モードとして、前記Ｄ＋端子２０ｃと前記Ｄ−端子２０ｄが各々、所定の電圧を有する中間電位モードと、前記Ｄ＋端子２０ｃと前記Ｄ−端子２０ｄとをショートさせたショートモードとを切替可能とすることができる。これにより、バッテリパックの信号端子は、２種類のモードを切り替えることにより、接続されるそれぞれの電池駆動機器に合わせた充電を開始できる。
【００１１】
さらにまた第３の側面に係るバッテリパックは、前記給電制御回路１２が、端子電圧選択モードとしてさらに、前記信号端子２０Ａ”の電圧を監視しない電池駆動機器に対して給電を行う非監視モードを含むことができる。これにより、バッテリパックは、信号端子を監視していない電池駆動機器においても、充電することができる。
【００１２】
さらにまた第４の側面に係るバッテリパックは、前記中間電位モードは、スレートＰＣ用の端子電圧選択モードであり、前記ショートモードは、スマートフォン用の端子電圧選択モードであることができる。これにより、大きな電力供給を必要とする電池駆動機器か否かを判別することができる。
【００１３】
さらにまた第５の側面に係るバッテリバックは、前記給電制御回路１２が中間電位モードにおいて、電池駆動機器から吸い出される充電電流が、所定の第一閾値電流を超える場合に、中間電位モードを継続すると共に、前記給電端子２０Ａ’から吸い出される充電電流を、所定の第一上限電流値とした第一電流モードとし、該第一閾値電流値以上の充電電流が一定時間以上、検出されない場合に、前記信号端子２０Ａ”の電位をショートモードに切り替えることができる。これにより、バッテリパックは、まず電池駆動機器が多くの充電電流を要求する機器か否かの判別を行い、吸い上げられる電流を検出できない場合に、信号端子の電位をショートモードへ自動的に切り替えることで、電池駆動機器に応じた充電電流を供給できる。
【００１４】
さらにまた第６の側面に係るバッテリパックは、前記給電制御回路１２がショートモードにおいて、電池駆動機器から吸い出される充電電流が所定の第二閾値電流を超える場合に、ショートモードを継続すると共に、前記給電端子２０Ａ’から吸い出される充電電流を、前記第一上限電流値よりも低い所定の第二上限電流値とした第二電流モードとし、該第二閾値電流以上の充電電流が一定時間以上、検出されない場合に、非監視モードとすると共に、前記給電端子２０Ａ’から吸い出される充電電流を、前記第二上限電流値よりも低い所定の第三上限電流値とした第三電流モードとすることができる。これにより、電池駆動機器が吸い出す電流値に応じて、さらに詳細に電池駆動機器の要求に応じた充電電流を供給できる。
【００１５】
さらにまた第７の側面に係るバッテリパックは、前記給電制御回路１２が第一電流モード又は第二電流モードにおいて、充電電流が、第一閾値電流及び第二閾値電流より低い所定の第三閾値電流を下回った状態を一定時間以上継続した場合に、前記給電端子２０Ａ’からの給電を停止することができる。これにより、バッテリパックは電池駆動機器毎に充電電流に応じて適切な状態で充電を終了できる。このバッテリパックは、例えばスレートＰＣ等を第一電流モードにより充電し、スマートフォン等を第二電流モードで充電することができる。
【００１６】
さらにまた第８の側面に係るバッテリパックは、前記給電制御回路１２が第三電流モードにおいて、充電電流が、第三閾値電流より低い所定の第四閾値電流を下回った状態を一定時間以上継続した場合に、前記給電端子２０Ａ’からの給電を停止することができる。これにより、内蔵される機器側二次電池の蓄電容量が少ない低容量性負荷の電池駆動用機器であっても第三電流モードで充電した後、確実に満充電として給電を停止させることができる。
【００１７】
さらにまた第９の側面に係るバッテリパックは、前記出力コネクタ２０の端子の形状を、ＵＳＢ規格と同一の形状とすることができる。これにより、規格化され、広く普及しているＵＳＢ端子を備える様々な電池駆動機器に対して給電可能とすると共に、出力電流を各電池駆動機器に応じた電力に調整することで、一のバッテリパックでもって複数の電池駆動機器に給電できる利点が得られる。
【００１８】
さらにまた第１０の側面に係るバッテリパックは、前記バッテリパック１０、３０を、携帯型の給電器とすることができる。これにより、バッテリパックは、商用電源等が利用できない環境での緊急給電器として、多種類の電池駆動機器へ電力供給を可能とすることができる。
【００１９】
さらにまた第１１の側面に係るバッテリパックは、電磁誘導作用で電力を搬送して充電する送電コイル１０１を有する充電台１００に載せられて、送電コイル１０１から電力を受け取る受電コイル３１と、前記受電コイル３１に誘導される電力で前記二次電池セル１１を充電する充電制御回路３６と、を備え、充電台１００に載せられた状態で、送電コイル１０１から前記受電コイル３１に誘導される電力で前記二次電池セル１１を充電可能に構成してなることができる。これにより、バッテリパックに内蔵する二次電池セルを充電するために、無接点充電が利用でき、給電器への機械的な接続を省いてより便利に使用できる利点が得られる。
【００２０】
さらにまた第１２側面に係るバッテリパックと電池駆動機器は、電池駆動機器と、前記電池駆動機器に接続して電力供給可能なバッテリパックを備えるバッテリパックと電池駆動機器であって、前記電池駆動機器は、充電可能な機器側二次電池と、電力供給を受けることのできる入力コネクタと、前記入力コネクタにバッテリパックが接続された状態で、該接続されたバッテリパックが前記機器側二次電池を充電するための電力を供給可能かどうかを判別し、供給可能である場合に該バッテリパックから供給される電力を、前記機器側二次電池を充電する電力として制御するための機器充電制御回路と、を備え、前記バッテリパックは、充電可能な二次電池セル１１と、前記電池駆動機器に適合させた電力に制御する給電制御回路１２と、制御された電力を送電する出力コネクタ２０と、を備え、前記出力コネクタ２０は、給電端子２０Ａ’と、信号端子２０Ａ”を備えており、前記給電制御回路１２は、前記信号端子２０Ａ”に異なる電圧に変化させることが可能であって、かつ前記信号端子２０Ａ”の異なる電圧と割り当てられた複数の端子電圧選択モードを備えており、さらに前記給電制御回路１２は、前記出力コネクタ２０に前記入力コネクタを介して接続された電池駆動機器が吸い出す充電電流に応じて、端子電圧選択モードを切り替え可能に構成することができる。これにより、異なる種類の電池駆動機器であっても、複数の端子電圧選択モードを用意することで一のバッテリパックを用いて充電に対応できる。またバッテリパックは、電池駆動機器の給電器として機能し、この電池駆動機器の給電可能な端子電圧選択モードに変更可能なため、様々な電池駆動機器への給電が可能となり、接続先の電池駆動機器の種別に応じた切替等の煩わしい操作を行うことなく充電を行うことができる。
【００２１】
さらにまた第１３の側面に係るバッテリパックを用いた充電方法は、前記バッテリパックの出力コネクタ２０に電池駆動機器を接続する工程と、該電池駆動機器の要求に応じて、前記出力コネクタ２０に含まれる給電端子２０Ａ’を通じて、前記バッテリパックに内蔵される二次電池セル１１から電池駆動機器側への電流の吸い出しを開始する工程と、該電流を前記バッテリパックに含まれる給電制御回路１２にて検出する工程と、前記給電制御回路１２で検出された電流の値に応じて、前記給電制御回路１２が前記出力コネクタ２０に含まれる信号端子２０Ａ”の電圧を、予め設定された電流値と端子電圧の割り当てに従い、所定の電圧値に切り替える工程と、を含むことができる。
【００２２】
さらにまた第１４の側面に係るバッテリパックを用いた充電方法は、前記信号端子２０Ａ”が、Ｄ＋端子２０ｃとＤ−端子２０ｄとを含んでおり、前記電流値と端子電圧の割り当てが、前記給電制御回路１２が所定の第一閾値電流値以上を検出した場合には、前記Ｄ＋端子２０ｃとＤ−端子２０ｄを各々所定の電圧値とし、前記給電制御回路１２が所定の第一閾値電流値を下回った場合に、前記Ｄ＋端子２０ｃと前記Ｄ−端子２０ｄとの両端子をショートさせ、ることができる。これにより、バッテリパックは、信号端子の電圧を検出している電池駆動機器の動作に応じて、自動的に適合した信号端子電圧に切り替えることができ、異なる充電電流の電池駆動機器に対応することができる。
【００２３】
さらにまた第１５の側面に係るバッテリパックを用いた充電方法は、前記給電制御回路１２が電流値に応じて前記信号端子２０Ａ”の端子電圧を選択するモードとして、前記Ｄ＋端子２０ｃと前記Ｄ−端子２０ｄが各々、所定の電圧を有する中間電位モードと、前記Ｄ＋端子２０ｃと前記Ｄ−端子２０ｄとをショートさせたショートモードとを切替可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１に係るバッテリパックがスレートＰＣに接続された状態を示す斜視図である。
【図２】実施例１に係るバッテリパックがスマートフォンに接続された状態を示す斜視図である。
【図３】実施例１に係るバッテリパックがその他の電池駆動機器に接続された状態を示す斜視図である。
【図４】各電池駆動機器へ電力を供給する実施例１に係るバッテリパックの接続機器の識別のフローチャートである。
【図５】実施例１に係るバッテリパックの回路を示すブロック図である。
【図６】実施例１に係るバッテリパックの出力コネクタ側からの外観を示す斜視図である。
【図７】実施例１に係るバッテリパックの受電コネクタ側からの外観を示す斜視図である。
【図８】実施例１に係るバッテリパックの分解斜視図である。
【図９】実施例２に係るバッテリパックの回路を示すブロック図である。
【図１０】実施例２に係るバッテリパックを無接点充電器に載置される状態を示す斜視図である。
【図１１】実施例２に係るバッテリパックの分解斜視図である。
【図１２】従来のバッテリパックの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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出力コネクタを備えるバッテリパック及びバッテリパックと電池駆動機器並びにバッテリパックを用いた充電方法を例示するものであって、本発明は出力コネクタを備えるバッテリパック及びバッテリパックと電池駆動機器並びにバッテリパックを用いた充電方法を以下のものに特定しない。さらに、本明細書においては、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」及び「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）
【００２６】
以下、実施例１として、電池駆動機器へ電力を供給できるバッテリパックについて、図１から図８に基づいて説明する。これらの図において、図１はバッテリパックがスレートＰＣに接続された状態を示す斜視図、図２はバッテリパックがスマートフォンに接続された状態を示す斜視図、図３はバッテリパックがその他の電池駆動機器に接続された状態を示す斜視図である。さらに、図４は各電池駆動機器へ電力を供給するバッテリパックの接続機器の識別のフローチャートを示している。さらにまた、図５は実施例１に係るバッテリパックの回路を示すブロック図、図６は実施例１に係るバッテリパックの出力コネクタ側からの外観を示す斜視図、図７は実施例１に係るバッテリパックの受電コネクタ側からの外観を示す斜視図、図８は実施例１に係るバッテリパックの分解斜視図である。
【００２７】
まず図１から図３に示すバッテリパックが電池駆動機器に接続された状態を示している。各電池駆動機器には、電力を供給される入力コネクタを有している。このような電力供給に関し従来は、ＡＣ／ＤＣアダプタ等を利用し充電を行っていたが、最近ではＵＳＢ端子を利用し、情報通信と共に電力供給をも可能な電池駆動機器が主流となりつつある。しかし、ＵＳＢによる給電可能な電池駆動機器は、各機器により充電電流や充電電圧が異なることが多く存在するため、各々の充電装置毎の給電器が必要となっている。そこでこの実施例１で示すバッテリパックは、ＵＳＢ端子より電池駆動機器への電力供給を可能とし、持ち運びが可能で、さらに電池駆動機器の種別の限定を回避することができる。
【００２８】
図１に示す電池駆動機器５０は、大型な液晶パネルを搭載したスレートＰＣを示している。スレートＰＣはタブレットＰＣ等とも呼ばれ、内部に大型な機器側二次電池５３を収納しているため電力供給に関して大電力による充電を必要とする。このバッテリパック１０の出力コネクタ２０は、情報通信と共に電力を給電することができるＵＳＢ端子２０Ａとしている。ＵＳＢ端子２０Ａは、ＵＳＢ接続ケーブル８０を接続し、電池駆動機器５０の入力コネクタであるＵＳＢ入力端子５１と接続されることにより、電力供給させることができる。ただ、バッテリパック１０の内部の二次電池セルへの充電は、無接点充電回路を付加してもよい。このような例のバッテリパックは、バッテリパック３０として図９から図１１に示し、実施例２として後述詳細に説明する。このバッテリパック３０は、バッテリパック１０と同様に電池駆動機器への電力供給が可能である。よって以下記載しているバッテリパック１０は、バッテリパック３０とすることもできる。
【００２９】
さらにこのスレートＰＣである電池駆動機器５０は、ＵＳＢ端子２０Ａの後述する信号端子２０Ａ”を監視し、受電可能な給電器か否かを判別している。このバッテリパック１０は、ＵＳＢの信号端子２０Ａ”の制御によりこのスレートＰＣである電池駆動機器５０の給電器とすることを可能としている。一方、電池駆動機器５０側が受電不可能な給電器と判断した場合には、充電動作を停止させる。この時点で、バッテリパック１０は、送電を一定時間停止させる。
【００３０】
図２に示す電池駆動機器６０は、携帯電話やスマートフォン等を示している。このような電池駆動機器６０は、スレートＰＣである電池駆動機器５０と同様、ＵＳＢ端子２０Ａの信号端子２０Ａ”を監視し、受電可能な給電器か否かを判断している。さらに、急速充電が可能な電池駆動機器も存在しているため、ＵＳＢにおける信号端子の制御と共に、電池駆動機器側が要求する電力を供給することを可能としている。この電池駆動機器６０は、駆動用電池としての機器側二次電池６３を有している。
【００３１】
電池駆動機器６０の機器側二次電池６３に対する電力供給は、給電器としてのバッテリパック１０のＵＳＢ端子２０Ａより行われる。具体的には、ＵＳＢ接続ケーブル８０の一方をバッテリパック１０のＵＳＢ端子２０Ａと接続し、さらに他方を、電池駆動機器６０の入力コネクタであるＵＳＢ入力端子６１とを接続することにより、機器側二次電池６３の充電を行うことができる。
【００３２】
図３に示す電池駆動機器７０は、内蔵される機器側二次電池７３の容量が小さい、例えば携帯音楽プレーヤや携帯録音機のような、低容量性負荷の機器を示している。このような電池駆動機器７０の中には、ＵＳＢ端子２０Ａの信号端子２０Ａ”を監視していない機種もあり、さらに供給電力も大電力は必要としない機種もある。このような電池駆動機器７０に対しても実施例のバッテリパック１０は、小電力又は大電力による充電を可能とし、確実に満充電させることができる。
【００３３】
さらに、電池駆動機器７０の機器側二次電池７３への電力供給も、上記と同様にバッテリパック１０のＵＳＢ端子２０Ａより行われる。具体的には、ＵＳＢ接続ケーブル８０の一方をバッテリパック１０のＵＳＢ端子２０Ａと接続し、さらに他方を電池駆動機器７０の入力コネクタであるＵＳＢ入力端子７１と接続することにより機器側二次電池７３の充電を行うこととができる。
（第一電流モード）
【００３４】
このように、スレートＰＣやスマートフォン、あるいは低容量性負荷の携帯機器といった、充電電流が異なる複数の電池駆動機器に対して、同一のバッテリパックを用いてそれぞれ充電することができる。この様子を、図４に示すフローチャートに基づいて説明する。
まずステップＳ１では、電池駆動機器に接続されたバッテリパック１０が電力出力を開始する。ここで、バッテリパック１０のＵＳＢ端子２０Ａは、後述する給電端子２０Ａ’と信号端子２０Ａ”を有している。さらに、信号端子２０Ａ”は、Ｄ＋端子２０ｃとＤ−端子２０ｄを有し、各端子にはそれぞれ所定の電圧が印加されている。ここで、バッテリパックはＤ＋端子２０ｃとＤ−端子２０ｄにそれぞれ印加される電圧値を可変としている。また複数の異なる電圧値の組み合わせが予め用意されており、各組み合わせを端子電圧選択モードとして切り替え可能としてる。端子電圧選択モードの切り替えは、電池駆動機器から吸い出される充電電流に応じて行われる。
ステップＳ２においては、まず端子電圧選択モードとして、Ｄ＋端子２０ｃとＤ−端子２０ｄがそれぞれ所定の電圧を有する中間電位モードとしている。ここでは、例えば５Ｖ電源を分圧した中間電位として、タブレットＰＣの仕様電圧に応じたタブレットＰＣモードとしている。
【００３５】
電池駆動機器５０がスレートＰＣのような中間電位を検出する電池駆動機器である場合は、バッテリパック１０のＤ＋端子２０ｃとＤ−端子２０ｄの各々の電圧（中間電位）を検出し、受電可能な給電器か否かの判定を行っている。その結果、電池駆動機器５０は、受電可能と判断した場合に充電を開始し、異なれば充電を制限し停止させている。
ステップＳ３においては、バッテリパック１０は後述するＤＣ−ＤＣコンバータ１３にて出力電流を検出し、測定開始時が第一閾値電流値（例えば８０ｍＡ）以上の場合にはＹＥＳ方向のステップＳ１２へ移行する。これにより吸い出される最大充電電流値を第一電流モードとした充電可能なスレートＰＣである電池駆動機器５０或いは信号端子２０Ａ”を監視していない機器は、吸い出す充電電流で継続させる。但しこの時点でのバッテリパック１０は、スレートＰＣである電池駆動機器５０或いは信号端子２０Ａ”を監視していない機器が要求する電流を最大１または１．５Ａまでの充電電流として供給することができる第一電流モードとすることができる。但し、上記第一閾値電流値に関しては、８０ｍＡに限定されるものではなく、仕様に合った電流値とすることができる。
【００３６】
一方、出力電流の測定開始時が８０ｍＡ未満のバッテリパック１０は、ＮＯ方向のステップＳ４へと移行する。このステップＳ４移行する電池駆動機器は、満充電に近いスレートＰＣである電池駆動機器５０、中間電位を検出せずＤ＋端子２０ｃとＤ−端子２０ｄとの間のショートを検出して充電を開始するタイプの機器（例えば、スマートフォン）、または、満充電に近い信号端子２０Ａ”を監視していない機器である。このステップＳ４では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３において出力電流が８０ｍＡ未満の状態が約５秒経過した場合には、ステップＳ５へ移行する。一方この時間帯で８０ｍＡ以上の出力電流を検出した場合には、ＮＯ方向のステップＳ２へと戻り再度検証を実行する。このようなステップは、充電開始時には、十分な充電流値に達しないことがあるので、電流値が小さくてもしばらく充電を行うことになる。
（第二電流モード））
【００３７】
ステップＳ５へ移行した場合には、バッテリパック１０の電力出力を約０．２５秒停止させる。さらにステップＳ６へ移行し、給電制御回路１２がバッテリパック１０の情報端子２０Ａ”であるＤ＋端子２０ｃとＤ−端子２０ｄとの間をショートさせる。これにより、バッテリパック１０は、接続されている機器を信号端子２０Ａ”を監視してショート情報を得ることができるスマートフォン等のような電池駆動機器６０、又は信号端子２０Ａ”を監視していないその他の電池駆動機器と認識する。この両端子のショートは、Ｓｍａｒｔ  Ｐｈｏｎｅ  ｍｏｄｅの仕様とした端子電圧選択モードとしている。一方、満充電に近いスレートＰＣである電池駆動機器５０は、信号端子２０Ａ”に中間電位を検出できないために充電が停止される。
【００３８】
次にステップＳ７へ移行したバッテリパック１０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３にて出力電流を検出し、測定開始時が第二閾値電流値としての１５０ｍＡ以上の場合にはＹＥＳ方向のステップＳ１２へ移行する。これにより吸い出される最大充電電流値を第二電流モードとした充電が可能なスマートフォン等である電池駆動機器６０は、充電を継続させる。但し、バッテリパック１０は、信号端子２０Ａ”を監視していないその他の電池駆動機器が第二閾値電流値としての１５０ｍＡ以上の場合にも充電を継続させることができる。この時点でのバッテリパック１０は、スマートフォンである電池駆動機器６０或いは信号端子２０Ａ”を監視していないその他の電池駆動機器が要求する電流を最大１Ａまでの充電電流として供給することができる第二電流モードとすることができる。一方、出力電流の測定開始時が第二閾値電流としての１５０ｍＡ未満の場合におけるバッテリパック１０は、満充電に近いスマートフォンである電池駆動機器６０、満充電に近い信号端子２０Ａ”を監視していない電池駆動機器であり、ＮＯ方向のステップＳ８へと移行する。但し、上記第二閾値電流値に関しては、１５０ｍＡに限定されるものではなく、仕様に合った電流値とすることができる。
（第三電流モード）
【００３９】
さらにこのステップＳ８では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３の出力電流が１５０ｍＡ未満の状態が約５分経過した場合には、ＹＥＳ方向のステップＳ９へ移行する。こ一方この時間帯で１５０ｍＡを超える出力電流を検出した場合には、ＮＯ方向のステップＳ６へと戻る。このようなステップは、充電開始時には、十分な充電流値に達しないことがあるので、電流値が小さくてもしばらく充電を行うことになる。
【００４０】
ステップＳ９へ移行したバッテリパック１０は、満充電に近いスマートフォンである電池駆動機器６０、或いは、信号端子２０Ａ”を監視していないその他の電池駆動機器への充電を継続することができる。さらにバッテリパック１０は、内蔵される機器側二次電池の蓄電容量が少ない低容量性負荷用の電池駆動用機器７０により吸い出される最大充電電流値を第三電流モードとし充電することもできる。さらにまた、バッテリパック１０は、接続される電池駆動機器が信号端子２０Ａ”を監視しない場合に非監視モードとし、充電することもできる。この電池駆動機器への出力電流が、第四閾値電流値としての３０ｍＡ以上の場合には、ＹＥＳ方向へ移行し充電を繰り返す動作となる。これに対し、充電電流が３０ｍＡ未満の場合には、ＮＯ方向のステップＳ１０へ移行する。但し、上記第四閾値電流値に関しては、３０ｍＡに限定されるものではなく、仕様に合った電流値とすることができる。
【００４１】
このステップＳ１０では、バッテリパック１０の出力電流が３０ｍＡ未満で約５分経過した場合、ＹＥＳ方向のステップＳ１１へ移行する。一方３０ｍＡ以上の出力電流を時間内に検出した場合には、ＮＯ方向のステップＳ９へ戻り、充電を継続する。
【００４２】
ステップＳ１１へ移行したバッテリパック１０は、満充電であるとして送電を停止させる。これにより満充電に近いスマートフォンである電池駆動機器６０、信号端子２０Ａ”を監視していないその他の電池駆動機器、或いは、低容量負荷である電池駆動機器７０は、確実に満充電とし、電流を停止することができ過充電を防ぐことができる。
（第一電流モード又は第二電流モード）
【００４３】
ステップ１２へ移行したバッテリパック１０は、スレートＰＣである電池駆動機器５０又はスマートフォンである電池駆動機器６０、或いは信号端子２０Ａ”を監視していないその他の電池駆動機器との接続と認識している。この電池駆動機器への出力電流が、第三閾値電流値としての６０ｍＡ以上の場合には、ＹＥＳ方向へ移行し充電を繰り返す動作となる。これに対し、充電電流が６０ｍＡ未満の場合には、ＮＯ方向のステップＳ１３へ移行する。但し、上記第三閾値電流値に関しては、６０ｍＡに限定されるものではなく、仕様に合った電流値とすることができる。
【００４４】
ステップＳ１３へ移行したバッテリパック１０は、出力電流が６０ｍＡ未満で約１分経過した場合には、ＹＥＳ方向のステップＳ１４へ移行する。一方６０ｍＡ以上の出力電流を時間内に検出した場合には、ＮＯ方向のステップＳ１２へ戻り、充電を継続する。
【００４５】
ステップＳ１４へ移行したバッテリパック１０は、満充電であるとして送電を停止させる。これにより、スレートＰＣである電池駆動機器５０又はスマートフォンである電池駆動機器６０或いは、信号端子２０Ａ”を監視していないその他の電池駆動機器は、確実に満充電とし、電流を停止することができ過充電を防ぐことができる。
【００４６】
以上のように実施例のバッテリパック１０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３に流れる出力電流値を判断基準とし、スレートＰＣとしての電池駆動機器５０、スマートフォン等としての電池駆動機器６０又はその他の信号端子２０Ａ”を監視していない機器電池駆動機器かを判断している。さらにバッテリパック１０は、電池駆動機器側の満充電を検出して電力の供給を停止させることもできる。これにより、電池駆動機器の機器側二次電池は、過充電されることなく安定した充電電流を受けることができ、安全性を確保することができる。
【００４７】
図５は、実施例１のバッテリパック１０が電池駆動機器５０、６０、７０と接続された回路のブロック図を示している。このバッテリパック１０は、ＵＳＢ端子２０Ａを、電池駆動機器５０、６０、７０の入力コネクタであるＵＳＢ入力端子５１、６１、７１と接続されている。
（電池駆動機器）
【００４８】
接続される電池駆動機器５０、６０、７０は、システム制御回路５４、６４、７４とシステム駆動用の機器側二次電池５３、６３、７３を内蔵している。さらに、この機器側二次電池５３、６３、７３への充電は、外部電源接続のためのＵＳＢ入力端子５１、６１、７１より電力を受電し、機器充電制御回路５２、６２、７２により制御された電力が供給される。これらの電池駆動機器５０、６０、７０は、電力供給のための携帯型の給電器として、実施例１のバッテリパック１０を接続している。
（バッテリパック１０）
【００４９】
このバッテリパック１０は、出力コネクタ２０、押しボタンスイッチ２１、ＬＥＤ２２及び受電コネクタ２３を外装に表出させている。さらに、バッテリパック１０は、給電制御回路１２、スイッチ１５、スイッチング回路１７、残容量検出回路１８及び充電制御回路１６を集積させた回路基板１９を配置している。さらにまた、バッテリパック１０は、電力出力原としての二次電池セル１１を備えている。
（給電制御回路１２）
【００５０】
この実施例１のバッテリパック１０は、電池駆動機器への電力供給を制御する給電制御回路１２を備えている。さらにこの給電制御回路１２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３及びＤ端子電圧制御部１４を備え、モード切替手段としている。Ｄ端子電圧制御部１４により後述する信号端子２０Ａ”の端子の電圧を制御させることにより種々の電池駆動機器への送電を可能としている。
（ＵＳＢ端子２０Ａ）
【００５１】
給電制御回路１２の出力は、出力コネクタ２０を経由し、電池駆動機器へ電力を供給可能としている。この出力コネクタ２０は、ＵＳＢ端子２０Ａを利用している。このＵＳＢ端子２０Ａには、給電端子２０Ａ’と信号端子２０Ａ”を有している。さらに給電端子２０Ａ’は、ＰＬＵＳ端子２０ａとＧＮＤ端子２０ｂで構成され、さらにまた信号端子２０Ａ”は、Ｄ＋端子２０ｃとＤ−端子２０ｄで構成されている。
（ＤＣ−ＤＣコンバータ１３）
【００５２】
給電端子２０Ａ’は、バッテリパック１０内のＤＣ−ＤＣコンバータ１３からの電力を受け、電池駆動機器５０、６０、７０が要求する電力を送電可能としている。これにより、バッテリーパック１０は、電池駆動機器を選ぶことなく、ＵＳＢ入力端子を有する全ての電池駆動機器に対応させた電力を供給することができる。
【００５３】
またＤＣ−ＤＣコンバータ１３は、前述したフローチャートでも説明したように電池駆動機器側へ電力を送電し、電池駆動機器５０、６０、７０が吸い出す充電電流の値を識別している。これにより、バッテリパック１０は、接続されている電池駆動機器がスレートＰＣ、スマートフォン又は低容量性負荷を判断し、それぞれの要求される電流を送電することができる。
（Ｄ端子電圧制御部１４）
【００５４】
実施例１のＤ端子電圧制御部１４は、信号端子２０Ａ”のＤ＋端子２０ｃとＤ−端子２０ｄの端子電圧を制御する。ここでは、給電端子２０Ａ’を通じて電池駆動機器から吸い出される充電電流値に応じて、信号端子２０Ａ”の端子電圧を変化させている。電池駆動機器から吸い出される充電電流は、バッテリパック１０のＤＣ−ＤＣコンバータ１３により検出される。また、初期状態の信号端子２０Ａ”の端子電圧は、５Ｖ電源を分圧した中間電位である。このＤ端子電圧制御部１４は、検出された充電電流に応じて、Ｄ＋端子２０ｃとＤ−端子２０ｄの端子電圧を、モード切替手段にて変更することができる。モード切替手段は、複数の端子電圧の組み合わせとして、中間電位モード、ショートモードを用意している。また、信号端子２０Ａ”の端子電圧を監視しない電池駆動機器向けの非監視モードを備えることもできる。
【００５５】
例えば、Ｄ端子電圧制御部１４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３の出力電流値が予め定められた第一閾値電流値以上の場合には、中間電位モードとして、Ｄ＋端子２０ｃとＤ−端子２０ｄを各々の電圧を中間電位の状態に保持する。一方、Ｄ端子電圧制御部１４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３の出力電流値が予め定められた第一閾値電流値未満の場合には、ショートモードとして、Ｄ＋端子２０ｃとＤ−端子２０ｄを各々の電圧をショート状態とする。これらの動作は、給電制御回路１２によりＤＣ−ＤＣコンバータ１３とＤ端子電圧制御部１４との情報の伝達制御により行っている。
【００５６】
実施例１の送電開始時の給電制御回路１２は、まずＤＣ−ＤＣコンバータ１３から出力される電流値が、第一閾値電流値（例えば８０ｍＡ）を超えているか否かを判別している。この電流値が超えている場合のバッテリパック１０は、電池駆動機器５０がスレートＰＣであると認識し、電池駆動機器５０が要求する電流を供給し、最大１又は１．５Ａまでの電流で送電継続させることができる。一方、スレートＰＣである電池駆動機器５０側では、Ｄ＋端子２０ｃとＤ−端子２０ｄとを所定の電圧値とした中間電位を認識することにより、受電可能な給電器が接続されたものと判断し、充電を開始する。これにより、バッテリパック１０のＤＣ−ＤＣコンバータ１３は、電池駆動機器５０への充電電流を検出することができる。ただ、バッテリパック１０は、信号端子２０Ａ”を監視していない機器が第一閾値電流値を超えた充電を開始した場合にも、同様に機器が要求する電流を供給することができる。
【００５７】
一方、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３からの出力電流が第一閾値電流値未満の場合、バッテリパック１０は、モード切替手段により信号端子２０Ａ”のＤ＋端子２０ｃとＤ−端子２０ｄとの間をショート状態としたショートモードへ移行する。さらにこの時点で、給電制御回路１２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３からの出力される電流値が、第二閾値電流値（例えば１５０ｍＡ）を超えているか否かを判別している。この第二閾値電流値を超えている場合、バッテリパック１０は、接続されている電池駆動機器が携帯電話やスマートフォン等の電池駆動機器６０であると認識し、このような電池駆動機器６０が要求する電流を供給する。ここでは、最大１Ａまでの電流で送電継続させることができる。ただ、バッテリパック１０は、信号端子２０Ａ”を監視していない機器が第二閾値電流を超えた充電を開始した場合にも、同様に機器が要求する電流を供給することができる。
一方、電池駆動機器６０側では、Ｄ＋端子２０ｃとＤ−端子２０ｄとがショート状態であることを認識することにより、受電可能な給電器が接続されたものと判断し、充電を開始する。これにより、バッテリパック１０のＤＣ−ＤＣコンバータ１３は、電池駆動機器６０への充電電流を検出することができる。
【００５８】
ここで、検出された電流値が第二閾値電流を超えていないと判断したバッテリパック１０は、接続されている電池駆動機器が低容量負荷としての電池駆動機器７０と認識し、電池駆動機器７０が要求する電流を供給し、最大５００ｍＡまでの電流で送電継続させることができる。
【００５９】
一方、スレートＰＣである電池駆動機器５０又は携帯電話やスマートフォン等の電池駆動機器６０と認識したバッテリパック１０は、第三閾値電流値を超えない電流値と判断した場合、供給電流を停止させることができる。また、低容量負荷の電池駆動機器７０と認識したバッテリパック１０は、第四閾値電流値を超えない電流値と判断した場合、供給電流を停止させることができる。これにより、バッテリパック１０は、各電池駆動機器の満充電を検出し、過充電を防止することができ、安全性の確保を行うことができる。
（二次電池セル１１）
【００６０】
ここでバッテリパック１０の電力出力原としての二次電池セル１１は、２本を並列に接続し、大電流出力を給電制御回路１２で制御されている。これにより、バッテリパック１０は、電池駆動機器５０、６０、７０が要求する電力を供給可能としている。この実施例１での二次電池セルは、２本を並列で利用しているがこれに限るものではなく、１本でも又は３本以上とすることもできる。
【００６１】
さらに二次電池セルは、円筒形のリチウムイオン二次電池としている。リチウムイオン二次電池は、ラップトップタイプのマイクロコンピュータ等の電源など種々に多用されている１８６５０の円筒形電池を使用できる。
【００６２】
さらにまたこの実施例での二次電池セルは、体積エネルギー密度の大きいリチウムイオン二次電池を使用することで、全体を軽く及び小さくして利便性を良く電池駆動機器へ充電可能なバッテリパックに利用できる特徴がある。ただこれに限るものではなく、二次電池セルは、リチウムポリマー電池、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円筒形の二次電池とすることもできる。
（スイッチング回路１７）
【００６３】
ここで給電制御回路１２は、二次電池セル１１の出力をスイッチ１５のＯＮ／ＯＦＦにより電力供給の制御を実行している。スイッチ１５のＯＮ／ＯＦＦは、スイッチング回路１７により実行される。これを利用し電池駆動機器５０、６０、７０への電力供給の開始は、ユーザにより操作される押しボタンスイッチ２１により実行することができる。押しボタンスイッチ２１が押されることにより、スイッチング回路１７が動作し、スイッチ１５をＯＮとすることができる。これにより、二次電池セル１１の電力は、給電制御回路１２を経由し、電力の出力コネクタ２０であるＵＳＢ端子２０Ａより電池駆動機器５０、６０、７０へ電力を供給することができる。この供給に際しＵＳＢ端子２０Ａは、電池駆動機器５０、６０、７０側のＵＳＢ入力端子５１、６１、７１と接続される。
（残容量検出回路１８）
【００６４】
さらにバッテリパック１０は、二次電池セル１１の残容量を残容量検出回路１８にて検出しており、残容量が少ない場合には、電力供給を停止するようスイッチング回路１７を制御し、スイッチ１５をＯＦＦとしている。これにより、二次電池セル１１の過放電を制限し、二次電池セルの保護を行うことができる。
（充電制御回路１６）
【００６５】
ここでバッテリパック１０の二次電池セル１１は、外部電源からの電力を受電コネクタ２３より入力され、その電力を充電制御回路１６により制御された電力により充電される。この充電制御回路１６は、二次電池セル１１の電圧、充電電流及び電池温度等を監視しつつ、二次電池セル１１を充電している。このバッテリパック１０には、充電状況及び送電状況を把握するＬＥＤ２２を有している。例えば、二次電池セル１１を充電中の残容量検出回路１８は、ＬＥＤ２２を制御し点滅間隔を早くさせ、満充電に達した場合には点灯させることができる。さらには、電池駆動機器へ送電中のＬＥＤ２２は、点滅間隔を遅くさせることができる。一方ＬＥＤの種別によっては、充電中は橙色とし、満充電に達した場合には緑色とさせ、電池駆動機器への送電中には赤色を表示させることで、色による確認表示を可能とすることもできる。
【００６６】
このバッテリパック１０の外観を図６及び図７の斜視図により示している。まず、図６は、実施例１に係るバッテリパックの電力出力コネクタ側からの外観の斜視図を示している。バッテリパック１０は外装ケース４０である上外装ケース４０Ａと下外装ケース４０Ｂで構成されている。この上外装ケース４０Ａは、上部にスイッチ窓４１よりスイッチ１５の操作部４２を表出させている。これにより、バッテリパック１０は、スイッチ１５の操作部４２をユーザが操作することにより、電池駆動機器への送電を開始させることができる。
【００６７】
さらに、ＬＥＤ２２の点滅又は発光色が識別できる表示部４３を設けている。これにより、バッテリパック１０は、内部の二次電池セル１１の充電状況及び電池駆動機器への送電状況がＬＥＤ２２の点滅又は発光色を識別されることにより確認することができる。
【００６８】
さらにまた、図の左側面には、コネクタ窓４４Ａ、４４Ｂが開口されており、出力コネクタ２０であるＵＳＢ端子２０Ａを二箇所に表出させている。これにより、バッテリパック１０は、出力端子２０と電池駆動機器側の受電端子であるＵＳＢ入力端子とを接続させることにより、送電可能となる。
【００６９】
また、図７は、実施例１に係るバッテリパックの受電コネクタ側からの外観の斜視図を示している。この図の右側面には、外部電源の受電コネクタ２３であるＤＣ入力コネクタ２３Ａ及びＵＳＢ入力コネクタ２３Ｂを備えている。商用電源を直流電力へ変換された電力が受電コネクタ２３より入力されることで、バッテリパック１０は、内部の二次電池セル１１を充電させることができる。
【００７０】
さらに図８は、このバッテリパック１０の受電コネクタ側からの分解斜視図を示している。このバッテリパック１０は、図の中央部に二次電池セル１１と回路基板１９を保持している基板絶縁ホルダー２４を有した組立電池２５を備えている。回路基板１９には、押しボタンスイッチ２１及びＬＥＤ２２と図示していないがその他の回路を備えている。さらに右側面には、商用電源を直流電力として受電する受電コネクタ２３であるＤＣ入力コネクタ２３Ａ及びＵＳＢ入力コネクタ２３Ｂを備えている。押しボタンスイッチ２１の上部には、操作部４２が配置されている。さらにまた、バッテリパック１０は、組立電池２５を上下から上外装ケース４０Ａ及び下外装ケース４０Ｂである外装ケース４０で挟み込み、下部よりネジ４５により止めて固定する形態としている。これにより、バッテリパック１０は、一体構成とすることができ、多種類の電池駆動機器に対しての携帯型の緊急給電器として効果を発揮することができる。
（実施例２）
【００７１】
以上の例ではバッテリパックへは、外部電源と接点を介して充電する例を説明したが、本発明はこの構成に限られず、無接点でバッテリパックの二次電池セルを充電することも可能である。このような例を実施例２として、図９から図１１に基づいて説明する。これらの図において、図９は実施例２に係るバッテリパックの回路を示すブロック図である。さらにまた、図１０は実施例２に係るバッテリパックを無接点充電器に載置される状態を示す斜視図、図１１は実施例２に係るバッテリパックの分解斜視図である。
【００７２】
図９は、実施例２のバッテリパック３０が電池駆動機器５０、６０、７０と接続された回路のブロック図を示している。この実施例２のバッテリパック３０は、実施例１のバッテリパック１０に無接点充電可能な受電コイル３１と直列コンデンサ３２及び受電コイル３１からの誘導起電力を直流電力に変換する充電制御回路３６を追加して設置されている。これにより、バッテリパック３０の電力の出力関連は、実施例１のバッテリパック１０と同様の動作を実行できる。違いとして実施例２の回路基板１９’には、実施例１と同様に給電制御回路１２、スイッチ１５、スイッチング回路１７及び残容量検出回路１８を集積しているが、その他に充電制御回路３６と直列コンデンサ３２を集積させ配置している。これにより、二次電池セル１１は、充電される電力を商用電源からの直流電力以外に、無接点による充電を可能としている。
【００７３】
実施例２に係るバッテリパックを無接点充電器に載置される状態の斜視図を図１０に示している。受電コイル３１を内蔵したバッテリパック３０は、無接点の充電器１００に載置させることにより、誘導起電力を発生させ内部の二次電池セル１１を充電させることができる。この無接点の充電台１００は、商用電源を直流電力に変換するＡＣアダプタ１０５より電力を受け、内部に配置されている送電コイル１０１より磁束を発生させることができる。さらに、充電台１００は、ケーシング１０２で絶縁されており、載置プレート１０３に記された図形１０４上にバッテリパック３０を載置させることで送電することができる。
【００７４】
さらに図１１は、このバッテリパック３０の出力コネクタ側からの分解斜視図を示している。バッテリパック３０は、外装ケース４０’である上外装ケース４０Ａ’と下外装ケース４０Ｂ’で構成されている。このバッテリパック３０は、二次電池セル１１と回路基板１９’を保持している基板絶縁ホルダー２４’を有した組立電池２５’を備えている。回路基板１９’には、押しボタンスイッチ２１及びＬＥＤ２２と図示していないがその他の回路を備えている。さらに左側面には、出力コネクタ２０であるＵＳＢ端子２０Ａを二箇所に設けている。押しボタンスイッチ２１の上部には、操作部４２が配置されている。
【００７５】
このバッテリパック３０は、図の中央下部に示している受電コイル３１とシールドプレート３３を備えている。さらに、受電コイル３１には、コイルの中心引出線３１ａと外周引出線３１ｂを有している。このコイルの中心引出線３１ａと外周引出線３１ｂは、上述の回路基板１９’に電気的に接合される。さらにこの受電コイル３１及びシールドプレート３３は、下外装ケース４０Ｂ’の内部に設けてあるコイル配置部３４に配置され下外装ケース４０Ｂ’と固定される。さらにまた、回路基板１９’を有した組立電池２５’は、上部より上外装ケース４０Ａ’が装着され、下外装ケース４０Ｂ’とで挟み込まれ、下部よりネジ４５により止めて固定されている。一体化されたバッテリパック３０は、出力コネクタ２０であるＵＳＢ端子２０Ａをコネクタ窓４４Ａ’，４４Ｂ’より表出させることができる。これによりバッテリパック３０は、ＵＳＢ接続により様々な電池駆動機器へ電力を供給できる給電器とすることができる。さらに、このバッテリパック３０は、無接点による充電が可能なため、ケーブル等を接続することなく、充電台１００に載置させておくだけで常に満充電を維持させておくことができ、緊急給電器としての効果を十分に発揮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明に係る出力コネクタを備えるバッテリパック及びバッテリパックと電池駆動機器並びにバッテリパックを用いた充電方法は、ＵＳＢ充電が可能なスレートＰＣ、スマートフォン等及び携帯録音機等の電池駆動機器へ接続できる出力コネクタを備えるバッテリパックとして、好適に利用できる。
【符号の説明】
【００７７】
１０、３０…バッテリパック
１１…二次電池セル
１２…給電制御回路
１３…ＤＣ−ＤＣコンバータ
１４…Ｄ端子電圧制御部
１５…スイッチ
１６、３６…充電制御回路
１７…スイッチング回路
１８…残容量検出回路
１９、１９’…回路基板
２０…出力コネクタ
２０Ａ…ＵＳＢ端子
２０Ａ’…給電端子
２０ａ…ＰＬＵＳ端子
２０ｂ…ＧＮＤ端子
２０Ａ”…信号端子
２０ｃ…Ｄ＋端子
２０ｄ…Ｄ−端子
２１…押しボタンスイッチ
２２…ＬＥＤ
２３…受電コネクタ
２３Ａ…ＤＣ入力コネクタ
２３Ｂ…ＵＳＢ入力コネクタ
２４、２４’…基板絶縁ホルダー
２５、２５’…組立電池
３１…受電コイル
３１ａ…中心引出線
３１ｂ…外周引出線
３２…直列コンデンサ
３３…シールドプレート
３４…コイル配置部
４０、４０’…外装ケース
４０Ａ、４０Ａ’…上外装ケース
４０Ｂ、４０Ｂ’…下外装ケース
４１…スイッチ窓
４２…操作部
４３…表示部
４４Ａ、４４Ｂ、４４Ａ’、４４Ｂ’…コネクタ窓
４５…ネジ
５０、６０、７０…電池駆動機器
５１、６１、７１…ＵＳＢ入力端子
５２、６２、７２…機器充電制御回路
５３、６３、７３…機器側二次電池
５４、６４、７４…システム制御回路
８０…ＵＳＢ接続ケーブル
１００…充電台
１０１…送電コイル
１０２…ケーシング
１０３…載置プレート
１０４…図形
１０５…ＡＣアダプタ
９０１…円筒形電池
９０２…外装ケース
９０３…絶縁ホルダー
９０４…基板回路
９０９…電池組立
Ｓ１〜Ｓ１４…ステップ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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