(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の二次電池(1)を脱着できるように装着して充電する充電器であって、充電される電池(1)の温度を検出する温度センサー(4)を備えており、この温度センサー(4)で検出した検出温度を充電停止温度に比較して、検出温度が充電停止温度よりも高くなると充電を停止するようにしてなる複数チャンネルの充電器において、
電池(1)が装着されたことを別々に独立して検出する複数の装着検出部(8)を有すると共に、温度センサー(4)の数は装着される全電池数よりも少なく、各々の装着検出部(8)で検出する電池(1)の装着位置によって充電を停止する充電停止温度を変更するようにしてなる複数チャンネルの充電器。
【請求項２】
温度センサー(4)が、隣接して装着される２個の電池(1)の間に配設されてなる請求項１に記載される複数チャンネルの充電器。
【請求項３】
検出温度が充電停止温度になると充電電流を遮断して充電を停止する請求項１に記載される複数チャンネルの充電器。
【請求項４】
検出温度が充電停止温度になると充電電流をトリクル充電電流に切り換えて実質的な充電を停止する請求項１に記載される複数チャンネルの充電器。
【請求項５】
各々の電池(1)と直列に充電電流を制御するスイッチング素子(6)を接続しており、検出温度が充電停止温度になるとスイッチング素子(6)をオフにして充電を停止する請求項１に記載される複数チャンネルの充電器。
【請求項６】
装着検出部(8)が、電池(1)に接続される出力端子(9)の電圧変化を検出して電池(1)の装着を検出する請求項１に記載される複数チャンネルの充電器。
【請求項７】
装着検出部(8)が、電池(1)の装着を検出するリミットスイッチである請求項１に記載される複数チャンネルの充電器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個の電池を充電する充電器に関し、とくに、電池温度を検出して充電電流を制御する充電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池の温度は充電中に上昇する。とくに、満充電にされた後にさらに継続して充電される電池の温度は急激に上昇する。したがって、電池の温度を検出して、電池の満充電を検出して充電を停止することができる。また、異常な電池も充電すると温度が上昇することがある。このため、電池温度を検出して異常な電池の充電を停止することもできる。
【０００３】
電池の満充電を検出し、あるいは、異常な電池を温度で検出する充電器は、電池の温度を検出する温度センサーを備えている。温度センサーは、充電される各々の電池温度を検出するために、各電池に接近して配設される。複数の電池を充電する複数チャンネルの充電器は、各々の電池の温度を正確に検出するために、各々の電池に接近して温度センサーを配設する。この構造の充電器は、温度センサーの数を電池個数と同じにする必要がある。たとえば、４本の電池を充電する充電器は、４つの温度センサーを必要とする。このため、温度センサーの数が多くなって部品コストと製造コストが高くなる欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
温度センサーの個数が多くなる欠点は、ひとつの温度センサーで複数の電池温度を検出する構造で解消できる。このことを実現する充電器は、隣接する電池の間に温度センサーを配設する。この充電器は、全ての装着部に電池を装着して充電するとき、電池の温度を充電停止温度よりも低くできる。たとえば、充電停止温度を６０℃とする充電器は、電池温度が６０℃に上昇すると充電を停止できる。しかしながら、複数チャンネルの充電器は、必ずしも全ての装着部に電池をセットして充電するとは限らない。たとえば電池を４列に並べて充電する複数チャンネルの充電器において、２本の電池を両端部分に離してセットして充電するとき、温度センサーの充電停止温度を６０℃に設定しているにもかかわらず、電池温度が６５℃に上昇するまで充電は停止されなくなった。電池は、温度が異常に高くなるまで充電すると性能が低下してしまう。この弊害を避けるために、両端に装着された電池の温度が６０℃になると充電が停止されるように充電停止温度を５５℃と低くすると、全てのチャンネルに電池を装着して充電するときに、電池の温度が５５℃に上昇すると充電が停止される。充電を停止する温度が低くなると、電池を満充電できず、また、異常でない電池の充電が停止される等の弊害が発生する。
【０００５】
本発明は、このような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、少ない温度センサーでもって、電池の温度が設定された温度になると確実に充電を停止できる複数チャンネルの充電器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の複数チャンネルの充電器は、複数の二次電池１を脱着できるように装着して充電する充電器であって、充電される電池１の温度を検出する温度センサー４を備える。充電器は、温度センサー４で検出した検出温度を充電停止温度に比較して、検出温度が充電停止温度よりも高くなると充電を停止する。さらに、充電器は、電池１が装着されたことを別々に独立して検出する複数の装着検出部８を有する。温度センサー４の数は、装着される全電池１数よりも少なくしている。さらに、温度センサー４は、各々の装着検出部８で検出する電池１の装着位置によって充電を停止する充電停止温度を変更している。
【０００７】
温度センサー４は、隣接して装着される２個の電池１の間に配設することができる。この充電器は、温度センサー４の数を半分にして、部品コストと製造コストを低減できる。充電器は、検出温度が充電停止温度になると充電電流を遮断して充電を停止することができる。充電器は、検出温度が充電停止温度になると充電電流をトリクル充電電流に切り換えて実質的な充電を停止することもできる。充電器は、各々の電池１と直列に充電電流を制御するスイッチング素子６を接続して、検出温度が充電停止温度になるとスイッチング素子６をオフにして充電を停止することができる。
【０００８】
装着検出部８は、電池１に接続される出力端子９の電圧変化を検出して電池１の装着を検出することができる。この構造は、簡単な回路構成として、電池１の装着を検出できる。装着検出部８は、電池１の装着を検出するリミットスイッチとすることもできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
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充電器を例示するものであって、本発明は充電器を以下のものに特定しない。
【００１０】
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、「特許請求の範囲の欄」、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。
【００１１】
複数チャンネルの充電器は、図１の断面図に示すように、ケース２に複数の電池１を脱着できるように装着する装着部３を設けている。図の充電器は、４個の電池１を装着するチャンネル１〜４の装着部３を設けている。本発明の充電器は、２個以上の電池１を充電することができる。したがって、２〜３個、あるいは５個以上の電池１を充電できる構造とすることができる。充電器の装着部３は、ここにセットされる電池１の＋−の電極に接触する出力端子（図示せず）を設けている。出力端子が電池１に接続されて、装着部３の電池１が充電される。
【００１２】
図２は、複数チャンネルの充電器の回路図である。この充電器は、入力される交流を電池１を充電する直流電圧に変換すると充電電源部５と、この充電電源部５の出力側と各々の電池１との間に接続しているスイッチング素子６と、スイッチング素子６を制御する充電／放電制御部７と、充電／放電制御部７に電池１の温度信号を入力する温度センサー４と、電池１の装着を検出する装着検出部８とを備える。
【００１３】
充電電源部５は、入力される商用電源、日本においては交流１００Ｖを電池１の充電電圧に変換する。この充電電源部５は、図示しないが、電圧を変換するトランスと、交流を整流する整流回路と、整流された脈流を平滑する平滑回路とを備える。この充電電源部５は、充電／放電制御部７からの信号をフィードバックして、定電流特性とし、あるいは定電圧特性とすることもできる。
【００１４】
スイッチング素子６は、トランジスターやＦＥＴ等の半導体スイッチング素子である。スイッチング素子６は、充電電源部５と各々の電池１との間に接続されて、各々の電池１の充電電流を制御する。このスイッチング素子６は、充電／放電制御部７でオンオフに制御される。オンのスイッチング素子６は、これに接続している電池１に充電電流を流す。オフのスイッチング素子６は、接続している電池１の充電電流を遮断して充電を停止させる。スイッチング素子６は、電池１が満充電されるとき、あるいは検出温度が充電停止温度に上昇するとオンからオフに切り換えられる。
【００１５】
温度センサー４は、装着される全電池数よりも少ない。図の充電器は、充電する電池１の数を４個、温度センサー４を２個とする。したがって、温度センサー４は、全ての電池１の温度を独立して検出しない。図１の充電器は、隣接して装着される２個の電池１の間にひとつの温度センサー４を配設している。すなわち、チャンネル１と２の間と、チャンネル３と４の間に温度センサー４を配設している。図の充電器は、隣接して装着される電池１の間に突出している凸部３Ａを有する。この凸部３Ａに温度センサー４を配設している。この構造の充電器は、充電する全電池数の半分の個数の温度センサー４で温度を検出する。温度センサーは、３列以上に平行に並べて装着される電池のほぼ中央に配設することもできる。たとえば３列の電池の中央部に、あるいは４列の電池の中央部にひとつの温度センサーを配設することもできる。ただ、全電池数に対する温度センサーの個数を少なくすることは、温度センサーから離れて装着される電池の温度を検出する精度が低下する。図１に示すように、ひとつの温度センサー４を隣接する２個の電池１の間に配設する充電器は、温度センサー４で正確に電池温度を検出できる。したがって、充電器は、好ましくは、全電池数の半分の温度センサー４を、電池１の間に配設する。
【００１６】
温度センサー４は、サーミスターである。ただ、温度センサーには、サーミスター以外のものであって、温度によって電気抵抗が変化する全ての素子を使用することができる。
【００１７】
装着検出部８は、電池１に接続される出力端子９の電圧変化を検出して電池１の装着を検出する。装着検出部８は、複数の電池１が装着されたことを別々に独立して検出する。したがって、４個の電池１を充電する充電器は、４組の装着検出部８を有する。図の装着検出部８は、プルアップ抵抗を有する。プルアップ抵抗は、一端を電源回路１０に、他端を出力端子９に接続している。この装着検出部８は、電池１が装着されないときに出力端子９の電圧を電源電圧とし、電池１が装着されるときに出力端子９の電圧を電池電圧とする。電源電圧は、電池電圧よりも高く設定される。したがって、電池１を装着すると出力端子９の電圧が低下するので電池１の装着を検出できる。
【００１８】
以上の装着検出部８は、出力端子９の電圧変化で電池１の装着状態を電気的に検出する。装着検出部は、たとえばチャンネル１〜４の装着部にリミットスイッチを配設し、各々のリミットスイッチで各チャンネルの電池装着状態を判別することもできる。さらに、各チャンネルに近接スイッチを設けて、電池の装着を検出することもできる。
【００１９】
充電／放電制御部７は、温度センサー４と装着検出部８からの信号で、スイッチング素子６を制御する。充電／放電制御部７は、温度センサー４から入力される検出温度を充電停止温度に比較し、検出温度が充電停止温度よりも高くなると、スイッチング素子６をオフにして充電を停止させる。充電停止温度は、電池１を装着する状態で変化させる。したがって、充電／放電制御部７は、各々の装着検出部８で検出する電池１の装着位置によって、温度センサー４が電池１の充電を停止する充電停止温度を変更する。
【００２０】
表１と２は、電池を装着する状態によって変化される充電停止温度を示している。表１は、充電開始時の温度が３３℃よりも高いときの充電停止温度を示し、表２は、充電開始時の温度が３３℃以下のときの充電停止温度を示している。これらの表において、ＴＨ１は、チャンネル１と２の間に配設している温度センサー４の充電停止温度を示し、ＴＨ２は、チャンネル３と４の間に配設している温度センサー４の充電停止温度を示している。これらの表に示すように、電池の装着本数を１、２、３、４本と変化させると共に、電池が装着される位置によって充電停止温度は変化される。充電停止温度は、これらの表に示すように、多数の電池を装着するときに平均的に高く、装着する電池の数が少なくなると低くする。それは、多数の電池を一緒に充電するとき、電池温度が同じであっても温度センサー４の検出温度は高くなるからである。
【００２１】
【表１】
0003738194.tif 000002
【００２２】
【表２】
0003738194.tif 000003
【００２３】
充電／放電制御部７は、温度センサー４の検出温度を、表１または表２に示す充電停止温度に比較し、検出温度がこの表の充電停止温度よりも高くなると、スイッチング素子６をオフにして充電を停止させる。充電／放電制御部７は、いずれかの温度センサー４の検出温度が充電停止温度よりも高くなると、全てのスイッチング素子６をオフにして充電を停止させる。ただし、いずれかの温度センサー４の検出温度が充電停止温度より高くなるときに、全てのスイッチング素子６をオフに切り換えるのではなく、充電停止温度を越えた温度が検出された温度センサー４の近傍に配設しているチャンネルのスイッチング素子６のみをオフにして充電を停止させることもできる。たとえば、ＴＨ１の温度センサー４の検出温度が充電停止温度を越えて、ＴＨ２の温度センサー４の検出温度が充電停止温度を越えないときに、チャンネル１と２のスイッチング素子６をオフに切り換え、ＴＨ２の温度センサー４の検出温度が充電停止温度を越えて、ＴＨ１の温度センサー４が充電停止温度を越えないときは、チャンネル３と４のスイッチング素子６をオフに切り換えるように制御することもできる。
【００２４】
以上の充電器は、検出温度が充電停止温度を越えるときにスイッチング素子６をオフにして充電を停止させるが、検出温度が充電停止温度をこえるときに、充電を停止させることなく、トリクル充電に切り換えて実質的に充電を停止することもできる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の複数チャンネルの充電器は、少ない温度センサーでもって、設定温度になった電池の充電を確実に停止できる特長がある。それは、本発明の充電器が、電池が装着されたことを別々に独立して検出する複数の装着検出部を有し、各々の装着検出部で検出する電池の装着位置によって充電を停止する充電停止温度を変更しているからである。この充電器は、装着検出部で検出された電池の装着状態に応じて、最適な充電停止温度に変更して充電を停止するので、温度センサーの数を装着される全電池数よりも少なくするにも関わらず、電池の実質的な温度が設定された温度になると確実に充電を停止できる。このように、温度センサーの数を少なくできる充電器は、部品コストと製造コストを低減して安価に多量生産できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の複数チャンネルの充電器の断面図
【図２】本発明の実施例の複数チャンネルの充電器の回路図
【符号の説明】
１…電池
２…ケース
３…装着部              ３Ａ…凸部
４…温度センサー
５…充電電源部
６…スイッチング素子
７…充電／放電制御部
８…装着検出部
９…出力端子
１０…電源回路
【図１】
0003738194.tif 000004
【図２】
0003738194.tif 000005