JP2007037361A - Charging system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、充電用端子の劣化防止を可能にする充電システムに関するものである。 The present invention relates to a charging system that enables prevention of deterioration of a charging terminal.
雨水や海水などに曝露することを想定した携帯用の電子機器(例えば携帯型の無線機)では、無線機本体及び無線機本体に装着される充電池パックともケースは防水構造となっている。 In portable electronic devices (for example, portable wireless devices) that are assumed to be exposed to rainwater, seawater, etc., the case of both the wireless device main body and the rechargeable battery pack attached to the wireless device main body has a waterproof structure.
ところで、近年の充電池パックを用いた充電システムでは、充電池パックは充電器(例えば、クレドール)に載置して、充電池パックの充電用端子の接点と充電器の充電端子の接点とを接触させる方式を採用しているため、充電池パックの充電用端子(充電用正・負極及び電圧検出端子)は、どうしてもケースから露出させて設けることになる。 By the way, in a charging system using a rechargeable battery pack in recent years, the rechargeable battery pack is placed on a charger (for example, credor), and the contact of the charging terminal of the rechargeable battery pack and the contact of the charging terminal of the charger are connected. Since the contact method is adopted, the charging terminals (charging positive / negative electrodes and voltage detecting terminals) of the rechargeable battery pack are inevitably exposed from the case.
そのため、このような充電池パックは、無線機本体に装着していても、充電用端子が外部に露出するため、使用中に雨水や海水などに曝露されることになる。このとき、充電池パックを曝露された状態で放置すると、曝露した雨水や海水の塩分で充電用端子間に微少電流が流れて電蝕を起こし、その結果、前記端子の表面に酸化皮膜や金属疲労が発生することになる。 For this reason, even when such a rechargeable battery pack is attached to the wireless device main body, the charging terminal is exposed to the outside, so that it is exposed to rainwater, seawater, and the like during use. At this time, if the rechargeable battery pack is left exposed, a minute current flows between the charging terminals due to the exposed rainwater or seawater salt, causing electric corrosion. Fatigue will occur.
そのため、この酸化皮膜や金属疲労が発生した状態で充電器に載置して充電を行うと、充電池パックの充電用端子の接点と充電器の充電端子の接点とが接触不良となり、正常な充電が行えなくなる問題がある。 For this reason, when charging is performed with this oxide film or metal fatigue placed on the charger, the contact of the charging terminal of the rechargeable battery pack and the contact of the charging terminal of the charger become poorly connected and normal. There is a problem that charging cannot be performed.
このような問題を解決する一つの方法として、例えば(特許文献1)には、図7に示すような消毒液などの電気伝導性流体が存在する雰囲気中で使用される携帯用の電子機器(以下、ハンドピース:handpiece)1の充電用端子3と、その充電器2の充電端子6との電気腐食を防止するものが記載されている。
As one method for solving such a problem, for example, Patent Document 1 discloses a portable electronic device used in an atmosphere in which an electrically conductive fluid such as a disinfectant as shown in FIG. Hereinafter, what prevents electrical corrosion between the charging terminal 3 of the handpiece 1 and the
すなわち、図7に示すように、ハンドピース1の充電電池と充電用端子3間に逆流防止用のダイオード4を設けて、前記ダイオード4によって充電電流が充電用端子3から充電電池へ流れることを許可し、充電電池から充電用端子3へ漏洩電流が流れることを禁止する。こうすることで、前記ダイオード4が無い場合は充電用端子3間に充電電池の電圧がかかり、ハンドピース1を電気伝導性流体が存在する雰囲気の中で使用中(充電器2から外して)に充電用端子3間に流体膜が生じると、前記流体膜を通じて電流が流れ、充電用端子3の接点の金属表面に腐食を生じてしまう。一方、逆流阻止ダイオード4を充電電池と充電用端子3間に設けると、前記ダイオード4は充電電池から充電用端子3への電流を流さないので、腐食を生じないというものである。 That is, as shown in FIG. 7, a backflow prevention diode 4 is provided between the charging battery of the handpiece 1 and the charging terminal 3, and the charging current flows from the charging terminal 3 to the charging battery by the diode 4. Permit and prohibit leakage current from charging battery to charging terminal 3. By doing so, the voltage of the rechargeable battery is applied between the charging terminals 3 when the diode 4 is not present, and the handpiece 1 is being used in an atmosphere where an electrically conductive fluid exists (remove from the charger 2). If a fluid film is generated between the charging terminals 3, a current flows through the fluid film, and the metal surface of the contact of the charging terminal 3 is corroded. On the other hand, when the backflow prevention diode 4 is provided between the charging battery and the charging terminal 3, the diode 4 does not flow current from the charging battery to the charging terminal 3, so that corrosion does not occur.
さらに、図7のように、充電器2の充電回路9と充電端子6間に常開接点のリードスイッチ7を設け、他方のハンドピース1に磁石5を備えて、前記磁石5がハンドピース1を充電器2に載置してから充電器2のリードスイッチ7の接点を閉じて電流が流れるようにして、電気伝導性流体が存在する雰囲気中で使用される充電器2の充電端子6の腐食も防止するようにしている。
Further, as shown in FIG. 7, a reed switch 7 having a normally open contact is provided between the charging circuit 9 and the
なお、図7で符号8は電子スイッチ、符号10は抵抗器、符号11は制御回路であって、制御回路11は、充電端子6に挟まれた中央の感知ピンと接続している。こうすることで、制御回路11は、充電電圧を印加する前に感知ピンへ感知電圧を印加して、充電端子6間に電解電流が流れるかどうかを検出し、電解電流が流れる場合は電子スイッチ8を開状態にして、充電端子6に電流が流れることを禁止するというものである。
しかしながら、上記のものでは、ハンドピースの充電用端子の腐食を防ぐために、ダイオードによる逆流防止回路を採用しているが、ダイオードは逆電圧が印加されると僅かに漏れ電流が流れるため、漏れ電流による腐食が起こってしまう問題がある。 However, in the above, a backflow prevention circuit using a diode is employed to prevent corrosion of the charging terminal of the handpiece. However, a leakage current flows slightly when a reverse voltage is applied to the diode. There is a problem that corrosion will occur.
そこで、この発明の課題は、充電以外に携帯型電子機器の充電用端子に電流(漏れ電流のような微少な電流でも)が流れないようにすることである。 Accordingly, an object of the present invention is to prevent a current (even a minute current such as a leakage current) from flowing through a charging terminal of a portable electronic device other than charging.
上記の課題を解決するため、この発明では、充電池パックの充電用端子から充電池セルへ充電電流を流す回路間に常開接点のリードスイッチを備え、一方、上記充電器に磁石を備えて、前記磁石によって充電器の開口に充電池パックが嵌入された際にリードスイッチの接点を閉にするようにした構成を採用したのである。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, a reed switch having a normally open contact is provided between circuits for supplying a charging current from a charging terminal of a rechargeable battery pack to a rechargeable battery cell, while a magnet is provided in the charger. The configuration is such that when the rechargeable battery pack is inserted into the opening of the charger by the magnet, the contact of the reed switch is closed.
このような構成を採用したことにより、充電しないときは、回路を遮断して充電用端子に電流が流れないようにする。ここで、回路を遮断する開閉素子に半導体を使用することが考えられる。しかし、半導体はON抵抗(約100mΩ)を持つため、充電中に正確な電圧を検出できず、誤差を生じて満充電にならないなどの不具合が起きる。このとき、リードスイッチと磁石とを用いることにより、回路の開閉が電源を要せずに可能となり、充電しないときは、回路を完全に遮断することができる。また、充電時のON抵抗値も40mΩ〜60mΩと低くできるので、充電時の電圧検出の誤差も許容できる。 By adopting such a configuration, when the battery is not charged, the circuit is cut off so that no current flows through the charging terminal. Here, it is conceivable to use a semiconductor for the open / close element that interrupts the circuit. However, since the semiconductor has an ON resistance (about 100 mΩ), an accurate voltage cannot be detected during charging, and an error occurs, causing a problem such as not being fully charged. At this time, by using a reed switch and a magnet, the circuit can be opened and closed without the need for a power source, and the circuit can be completely shut down when not charged. In addition, since the ON resistance value during charging can be lowered to 40 mΩ to 60 mΩ, an error in voltage detection during charging can be allowed.
また、このとき、充電池パックの充電用端子が充電器の充電端子と接触する前にリードスイッチがONとなり、接触した充電用端子と充電端子とを分離後にリードスイッチがOFFとなるようにすることにより、リードスイッチの接点に突入電流が流れないようにできる。 At this time, the reed switch is turned on before the charging terminal of the rechargeable battery pack comes into contact with the charging terminal of the charger, and the reed switch is turned off after separating the contacting charging terminal and the charging terminal. This prevents inrush current from flowing through the contact of the reed switch.
また、このような構成は、充電池セルと接続された充電用端子を、前記充電池セルを収容するケースの一方の端部に露出させた携帯用の電子機器に適用できる。 Such a configuration can be applied to a portable electronic device in which a charging terminal connected to a rechargeable battery cell is exposed at one end of a case that houses the rechargeable battery cell.
この発明は、以上のように構成したことにより、例えば、雨水や海水が頻繁にかかるような場所で使用した場合でも、充電用端子の劣化を起こさない。そのため、乾燥させれば繰り返し充電が可能である。 Since the present invention is configured as described above, for example, even when used in a place where rainwater or seawater is frequently applied, the charging terminal does not deteriorate. Therefore, repeated drying is possible if it is dried.
また、その際、回路を開閉するために採用したリードスイッチは、電源を必要とせず、また、その接点の開閉も非接触でできるので、漏れ電流を生じない。 Further, at that time, the reed switch employed for opening and closing the circuit does not require a power source, and the contact can be opened and closed without contact, so that no leakage current is generated.
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
この形態の充電システムは、図1に示すように、充電池パック20と充電器30とで構成されている。
As shown in FIG. 1, the charging system of this embodiment includes a
充電池パック20は、携帯無線機用のもので、図1のように、充電池セル21と充放電保護回路(以下、充電回路)22及びリードスイッチ24を収容したケースの一方の端部に、充電用端子23を露出させている。
The
また、この充電池パック20は、防水構造を採用しており、充電池パック20に水がかかることがあっても充電池パック20の内部に水が浸入することはないようにしてある。
Further, the
このとき、前記露出させた充電池パック20の充電用端子23には、電食以外の腐食を防止するため、純ニッケル材料または金メッキした金属材料を使用すると、錆びを有効に防止することができる。
At this time, rusting can be effectively prevented by using pure nickel material or gold-plated metal material for the
この充電池パック20は、図2の回路ブロック図に示すように、この充電用端子23のプラス端子とマイナス端子は、充電回路22を介して充電池セル21に接続する構成となっており、この形態では、充電用端子23から充電池セル21へ充電電流を流す回路、すなわち、充電用端子23のプラス端子と充電回路22間にリードスイッチ24を配置した構成となっている。
As shown in the circuit block diagram of FIG. 2, the
前記リードスイッチ24は、常開(メーク)接点のもので、図1のように充電用端子23の上方に設けられている。
The
また、前記充電池セル21は、この形態では、2pcsのLi−ionセルを直列に接続したものである。
In this embodiment, the
充電回路22は、充電池セル21の電圧を監視して過充電と過放電を防止するための充放電を管理する保護回路である。
The
また、充電池パック20には、プラスの放電用端子25とマイナスの放電用端子25が設けられており、図2のように、プラスの放電用端子25をリードスイッチ24と充電回路22間に接続し、マイナスの放電用端子25は充電回路22に接続する構成となっている。
Further, the
一方、充電器30は、図1のように、開口31を上方に向けて形成し、その上方に向けて形成した開口31内に充電端子32を設けた構成となっている。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the
前記開口31は、充電池パック20と嵌合する形状に形成され、充電池パック20の充電用端子23の露出した一方の端部を下にして嵌入すると、露出した充電池パック20の充電用端子23と開口31内に設けた充電端子32とが接触するようにしてある。
The
この開口31には、充電端子32の上方に、磁石33を設けてある。この磁石33は、充電池パック20のリードスイッチ24の接点をオンにするためのもので、磁石33は、開口31の側壁に埋設して見えなくしても良いし、露出させるようにしても良い。また、磁石33は、充電池パック20を開口31へ嵌入した際に、充電池パック20の充電用端子23と開口31内の充電端子32とが接触するよりも先に充電池パック20のリードスイッチ24が閉になり、逆に、前記充電池パック20を充電器30から取出す際には、接触した前記充電用端子23と充電端子32とが分離してから、前記充電池パック20のリードスイッチ24が開となる位置に配置する。
A
なお、図では記載していないが、充電器30には、充電用電源及び充電コントロール回路を備えていることは当然である。
Although not shown in the figure, the
この形態は、上記のように構成されており、充電池パック20は、充電器30から分離しているとき(携帯型の電子機器に装着時も)は、図1のように、リードスイッチ24の接点は開となっているので、充電用端子23には電流が流れず、腐食は起きない。
This embodiment is configured as described above, and when the
次に、充電を行うため、充電池パック20の充電用端子23の露出した一方の端部を下にして、充電器30の開口31へ嵌入すると、充電器30の開口31に設けた磁石33により、まず、図3のように、充電池パック20のリードスイッチ24の接点が閉となる。このとき、充電池パック20の充電用端子23は充電器30の充電端子32と未だ接触していないので、リードスイッチ24の接点には、突入電流が流れず、接点を傷めることはない。さらに、充電池パック20を嵌入すると、図4のように、充電池パック20の充電用端子23と開口31内の充電端子32とが接触して充電を開始する。
Next, in order to perform charging, when the exposed one end of the charging
そして、充電が終了して、充電池パック20を充電器30から取外す場合は、図5のように充電池パック20の充電用端子23と充電器30の充電端子32とが分離した直後は、リードスイッチ24の接点は磁石33によって閉じた状態に保たれる。
And when charging is completed and the
そののち、図6のように、充電池パック20が離れると、磁石33の磁界が作用しなくなって、充電池パック20のリードスイッチ24の接点が開となる。このとき、リードスイッチ24が開となっても充電池パック20の充電用端子23と充電器30の充電端子32とは離れた状態なので、リードスイッチ24に突入電流が流れることはなく接点を傷めることはない。
After that, as shown in FIG. 6, when the
こうして、充電池パック20は、充電器30から取外すと、図1のように、リードスイッチ24の接点は開となっているので、充電用端子23に電流は流れず、腐食は起きない。
Thus, when the
このように、リードスイッチ24は回路の開閉が電源を要せず可能である。また、充電しないときは、回路を完全に遮断することができる。その際、充電時のON抵抗値も40mΩ〜60mΩと低くできるので、充電時の電圧検出の誤差も許容できる。
Thus, the
なお、実施形態では、リードスイッチ24をプラスの充電用端子23にのみ設けたものを示したが、これに限定されることはなく、プラス端子とマイナス端子の両側に設けるようにしても良い。
In the embodiment, the
また、実施形態では、リードスイッチ24を充電用端子23と充電回路22間に設けたものについて述べたが、これに限定されるものではない。例えば、充電用端子23からの充電電流を直接(充電回路22を介さずに)充電池セル21へ流すタイプの充電池パックでは、充電用端子23から充電池セル21へ充電電流を流す回路、すなわち、充電用端子23と充電池セル21間にリードスイッチ24を配置する。
In the embodiment, the
また、実施形態では、充電池パック20の充電電圧を充電器30に知らせる電圧検出用の端子については述べなかったが、このような端子を設ける場合は、リードスイッチ24のON抵抗が低いので、充電用端子23を電圧検出用の端子と兼用することが可能である。
In the embodiment, the voltage detection terminal that informs the
ところで、この形態の充電池パック20と同様な構成を有する携帯用の電子機器、つまり、充電池セル21と充電回路22を介して接続された充電用端子23を、前記充電池セル21と充電回路22とを収容するケースの一方の端部に露出させた電子機器であれば、本願の充電システムを構成できる。
By the way, a portable electronic device having the same configuration as the
すなわち、充電用端子と充電回路間にリードスイッチを設け、前記電子機器の充電器に磁石を設ければ、本願の充電システムを簡単に構成できる。 That is, if a reed switch is provided between the charging terminal and the charging circuit and a magnet is provided in the charger of the electronic device, the charging system of the present application can be easily configured.
20 充電池パック
21 充電池セル
22 充電回路
23 充電用端子
24 リードスイッチ
30 充電器
31 開口
32 充電端子
33 磁石
20
Claims (3)
前記充電池パックを嵌入する開口が上方に向けて形成され、その上方に向けて形成された開口内に充電端子を設けて、その開口に充電池パックの一方の端部を下にして嵌合すると、充電池パックの露出した充電用端子と開口内の充電端子とが接触するようにした充電器とからなり、
上記充電池パックは、充電用端子から充電池セルへ充電電流を流す回路間に常開接点のリードスイッチを備え、一方、上記充電器に磁石を備えて、前記磁石によって充電器の開口に充電池パックが嵌入された際にリードスイッチの接点を閉にするようにした充電システム。 A rechargeable battery pack with a charging terminal exposed at one end of a case containing a rechargeable battery cell;
An opening for fitting the rechargeable battery pack is formed facing upward, a charging terminal is provided in the opening formed upward, and one end of the rechargeable battery pack is fitted into the opening. Then, it consists of a charger that makes the exposed charging terminal of the rechargeable battery pack contact the charging terminal in the opening,
The rechargeable battery pack includes a reed switch with a normally open contact between circuits for supplying a charging current from the charging terminal to the rechargeable battery cell, and on the other hand, the charger includes a magnet, and the magnet opens the charger opening. A charging system that closes the contacts of the reed switch when the battery pack is inserted.
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