JP2010246219A

JP2010246219A - 二次電池収容装置

Info

Publication number: JP2010246219A
Application number: JP2009090868A
Authority: JP
Inventors: Yuki Makita; 祐樹牧田; Masaya Fujii; 雅也藤井; Masaaki Konofuji; 正明甲野藤; Koichiro Esaka; 紘一郎江阪; Masahiro Makino; 正寛牧野; Toshiyuki Hirata; 俊之平田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2010-10-28

Abstract

【課題】充電を自動化しつつ未充電の二次電池と充電済みの二次電池を区分け保管する。
【解決手段】充電池ストッカ１の電池投入口１５より、非接触充電に対応した円筒状の二次電池２が投入される。二次電池２には、二次側コイルと二次電池本体が内蔵されている。充電池ストッカ１は、未充電の二次電池２を収容する前段収容部１１と、前段収容部１１から送られてきた二次電池２を保持する電池保持部１２と、電池保持部１２に保持された二次電池２の二次側コイルと磁気結合する一次側コイルを含む送電部２３と、電池保持部１２から送られてきた二次電池２を収容する後段収容部１３と、を備える。電池保持部１２にて充電が完了した二次電池２が後段収容部１３に送られた後、自動的に、前段収容部１１内の他の二次電池２が電池保持部１２上に配置され、充電が繰り返し実行される。
【選択図】図４

Description

本発明は、二次電池の充電機能をも備えた二次電池収容装置に関する。

近年、単三型の二次電池や単四型の二次電池が広く普及している。通常、ユーザは、残容量が少ない或いは残容量のない二次電池を汎用の充電器を用いて充電し、充電済みの二次電池を用いて電子機器等を駆動させる。

ところが、未充電の二次電池と充電済みの二次電池を外見で見分けることができないため、それらが混ざってしまった場合、残量チェッカなどを用いなければそれらを分けることが困難である。未充電の二次電池と充電済みの二次電池を混在させた状態では適切に電子機器等を駆動させることができないし、また、満充電に近い二次電池を未充電の二次電池であると誤認識して再度充電すると二次電池の特性劣化を招くこともある。

尚、下記特許文献１には、投入された応答器を充電して保管する充電ボックスが開示されている。但し、この充電ボックスは、二次電池に比べて容量の小さいコンデンサへの充電を目的として構成されたものでって、充電は応答器がスロープ上を滑り落ちる間に行われる。このため、二次電池のような容量が大きなものに対しては十分な充電ができない。また、この充電ボックスには、未充電の充電対象物（特許文献１において応答器）を保管するスペースがないため、連続的に複数の充電対象物が投入された場合に充電が適切に行えないこともある。このような場合に備えて、充電ボックスでは、スロープ上を滑り落ちた後の、本来充電が完了しているはずの充電対象物に対しても充電を行うようにしている。しかしながら、この方法を二次電池に適用した場合、満充電の二次電池をも再充電してしまうことになり、二次電池の特性劣化を招く。このように、特許文献１の技術は、二次電池の充電及び保管に適さない。

特開２００６−２５４６７８号公報

そこで本発明は、未充電の二次電池及び充電済みの二次電池の保管の便宜を図る二次電池収容装置を提供することを目的とする。

本発明に係る二次電池収容装置は、投入部より投入された未充電の二次電池を収容する第１収容部と、前記第１収容部内又は前記第１収容部より送られた未充電の二次電池を充電対象電池として保持して、該充電対象電池としての二次電池の充電を行う充電部と、前記充電部より送られた充電済みの二次電池を収容する第２収容部と、を備えたことを特徴とする。

これにより、ユーザに負担をかけることなく、未充電の二次電池と充電済みの二次電池を分けて保管することが可能となり、両者が混ざってしまうことによる不都合の発生が解消される。

具体的には例えば、前記投入部に投入されるべき前記二次電池は、二次側コイル及び該二次側コイルに接続された二次電池本体を有し、前記二次電池本体が充電されることで当該二次電池の充電がなされ、前記充電部は、一次側コイルを有し、前記一次側コイルを用いて前記充電対象電池としての二次電池内の二次側コイルに誘導起電力を生じさせることで前記充電対象電池としての二次電池内の二次電池本体を非接触で充電する。

充電方式として非接触式を採用することで、機械的な可動部位を減らすことができ、結果、コスト低減及び保守の簡素化が図られる。

また例えば、当該二次電池収容装置は、前記第２収容部に収容された二次電池の二次側コイルに前記一次側コイルの発生磁束が鎖交することを抑制するための磁気シールドを、更に備えている。

これにより、第２収容部に収容された充電済みの二次電池の二次側コイルに一次側コイルの発生磁束が鎖交することによる、二次電池の特性劣化が抑制される。

また例えば、前記投入部に投入されるべき前記二次電池として複数種類の二次電池が存在し、前記充電部は、前記充電対象電池の種類に応じて充電条件を制御する。

これにより、二次電池の種類に応じた適切な充電条件にて充電を行うことが可能となる。

また例えば、前記投入部に投入されるべき前記二次電池として複数種類の二次電池が存在し、前記充電部は、二次電池の種類ごとに前記充電対象電池の充電を行うための複数の専用充電部を有し、前記投入部に投入された未充電の二次電池は、種類ごとに分別されて対応する専用充電部に送られ、前記第２収容部は、二次電池の種類ごとに充電済みの二次電池を収容するための複数の専用収容部を有する。

これにより、複数種類の二次電池を混ぜて投入しても、種類ごとに分けた状態で二次電池が充電されて保管されるため、ユーザの便宜が図られる。

また例えば、前記充電部にて複数の未充電の二次電池を複数の充電対象電池として保持して同時に充電することが可能であり、前記充電部にて複数の充電対象電池を同時に充電する場合において、前記充電部は、充電中の充電対象電池の充電状態を個別に判断して、充電が完了したと判断される充電対象電池のみを充電済みの二次電池として前記第２収容部に送る。

これにより、各充電対象電池に対して過不足のない充電が可能となる。

本発明によれば、未充電の二次電池及び充電済みの二次電池の保管の便宜が図られる。

本発明の意義ないし効果は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。

本発明の第１実施形態に係る充電池ストッカの外観斜視図である。非接触充電に対応した二次電池の外観斜視図である。本発明の第１実施形態に係り、充電池ストッカ内に二次電池が１つも収容されていない時における充電池ストッカの内部構成図である。本発明の第１実施形態に係り、充電池ストッカ内に７つの二次電池が収容されている時における充電池ストッカの内部構成図である。図１の充電池ストッカに設けられた電池保持部の外観斜視図である。本発明の第１実施形態に係り、スロープ上を二次電池が転がっている状態における充電池ストッカの内部構成図である。本発明の第１実施形態に係り、蓋を取り除いた充電池ストッカを斜め上方から見た透過図である。本発明の第１実施形態に係り、充電済みの二次電池を収容した後段収容部が引き出される様子を示す図である。本発明の第１実施形態に係る送電部の外観斜視図（ａ）と、該送電部を形成する一次側コアの正面図（ｂ）である。非接触充電に対応した二次電池の外観正面図である。非接触充電に対応した二次電池の断面図である。非接触充電に対応した二次電池の分解図である。本発明の第１実施形態に係り、二次電池が電池保持部の窪み部上に配置されている状態における電池保持部及び二次電池の断面図である。本発明の第１実施形態に係る充電池ストッカ及び二次電池の概略的な電気回路図である。本発明の第１実施形態に係り、充電池ストッカにおける動作の流れを表すフローチャートである。本発明の第１実施形態に係り、変形された充電池ストッカの内部構成図である。図１の充電池ストッカに設けることのできる電池保持部の外観斜視図であって、一次側コイルの変形例を説明するための図である。図１の充電池ストッカに設けることのできる、一次側コイル内蔵型の電池保持部を側方から見た平面図である。本発明の第２実施形態に係る充電池ストッカの外観斜視図である。本発明の第２実施形態に係る充電池ストッカの断面図である。本発明の第２実施形態に係り、充電池ストッカにおける二次電池の充電工程を説明するための図であって、二次電池を収容した充電池ストッカの透過図である。本発明の第２実施形態に係る充電池ストッカの電気系及び制御系のブロック図である。本発明の第２実施形態に係り、充電池ストッカの電池保持部及び電池保持部の周辺部を上方から見た拡大透過図である。本発明の第２実施形態に係り、充電池ストッカに設けられた入口弁及び出口弁の周辺構造を説明するための透過図である。本発明の第３実施形態に係る充電池ストッカの外観斜視図である。本発明の第３実施形態に係り、充電池ストッカ内に複数の二次電池が収容されている時における充電池ストッカの内部構成図である。本発明の第３実施形態に係り、充電池ストッカ内に設けられた２つの弁の内、一方の弁が開いている時の充電池ストッカの内部構成図（ａ）と他方の弁が開いている時の充電池ストッカの内部構成図（ｂ）である。本発明の第３実施形態に係り、充電池ストッカの主筐体の上面を取り去った時における充電池ストッカを、上方から見た平面図である。本発明の第４実施形態に係り、充電池ストッカ内に複数の二次電池が収容されている時における充電池ストッカの内部構成図である。図２９の充電池ストッカにおける前段収容部を明示するための図である。本発明の第４実施形態に係り、充電池ストッカに設けられた弁が閉じている時における充電池ストッカの内部構成図である。本発明の第４実施形態に係り、充電池ストッカに設けられるべき送電部の配置位置の変形例を説明するための図である。本発明の第４実施形態に係り、コンベア周辺の構造変形例を説明するための図である。本発明の第５実施形態に係り、充電池ストッカ内に複数の二次電池が収容されている時における充電池ストッカの内部構成図である。図３４の充電池ストッカにおける前段収容部及び電池保持部を明示するための図である。図３４の充電池ストッカに設けられたコンベアの外観斜視図である。本発明の第５実施形態に係り、比較的小さな二次電池がコンベアに設けられた穴を通過する様子と、比較的大きな二次電池がコンベアの駆動によってコンベア上を移動する様子と、を示す図である。本発明の第５実施形態に係り、充電池ストッカに設けられた入口弁近傍の構造例を示す図である。本発明の第５実施形態に係り、充電池ストッカにおける二次電池の充電工程を説明するための図である。本発明の第５実施形態に係り、充電池ストッカの電池保持部に保持されている二次電池の本数と一次側回路への入力電流値との関係を示す図である。

以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。以下に第１〜第６実施形態を説明するが、矛盾なき限り、或る実施形態の説明において記載した事項を他の実施形態に適用することもできる。この適用の際、同一名称部位間の符号の相違は、適宜、無視される。例えば、この適用の際、第１及び第２実施形態における充電池ストッカの符号である“１”と“１０１”との相違は、適宜、無視される（図１及び図１９参照）。尚、或る物体の断面図においては、図２０のように一般的に該物体の断面部位に対して斜線が施されるが、後に参照される一部の断面図（例えば図１３）においては、図示煩雑化の防止のため、該斜線の図示を省略することがある。

＜＜第１実施形態＞＞
本発明の第１実施形態を説明する。図１は、一次側機器とも言うべき、第１実施形態に係る充電池ストッカ１の外観斜視図である。図２は、二次側機器とも言うべき二次電池２の外観斜視図である。二次電池２は、非接触式の充電に対応した二次電池であって、汎用の単三型又は単四型の乾電池における筐体と同様の、円筒状の筐体を有する。図３は、充電池ストッカ１内に二次電池２が１つも収容されていない時における充電池ストッカ１の内部構成図である。図４は、充電池ストッカ１内に７つの二次電池２が収容されている時における充電池ストッカ１の内部構成図である。図３及び図４において、図面の上から下へ向かう方向が重力の働く方向に一致している（後述の図６、図８及び図１６についても同様）。

充電池ストッカ１は、内部に空洞を有する概ね箱状（直方体形状）の主筐体１０を備え、主筐体１０内に、未充電の二次電池２を収容するための前段収容部１１と、前段収容部１１から送られてきた未充電の二次電池２を保持する電池保持部１２を含み且つ該保持した二次電池２の充電を行う充電部と、該充電部にて充電された二次電池２を収容するための後段収容部１３と、が設けられている。尚、図３及び図４は、主筐体１０の一側面を除去した時に観測される、充電池ストッカ１の内部構成図である（後述の図６、図８及び図１６についても同様）。但し、この一側面は、鉛直面と平行であって且つ充電池ストッカ１内の二次電池２の中心軸に直交する側面であるとする。

符号１４は、主筐体１０の上面に相当する蓋を表している。蓋１４はヒンジを介して開閉自在となっており、主筐体１０の蓋１４を開けることで開口される電池投入口１５に二次電池２を投入することにより、その二次電池２は重量により落下して一時的に前段収容部１１に収容される。尚、蓋１４を閉じると電池投入口１５は十分に小さくなり、電池投入口１５に二次電池２を挿入することができなくなる。図３及び図４では、蓋１４が開けられている状態が示されており、後述の図６及び図８では、蓋１４が閉じられている状態が示されている。

前段収容部１１は、蓋１４と、蓋１４の下方側に位置するスロープ１６及び１７と、主筐体１０の側方内壁と、スロープ１６及び１７の下端に位置する電池保持部１２とで囲まれた、複数の二次電池２を収容可能な空間である。スロープ１６の上端は主筐体１０の側方内壁に接合されていると共に、スロープ１７の上端は、スロープ１６と主筐体１０とが接合される側方内壁の反対側の、主筐体１０の側方内壁に接合されている。スロープ１６及び１７は傾きを有する板状体であり、スロープ１６の下端とスロープ１７の下端との間に、電池保持部１２が配置される。電池投入口１５に投入された二次電池２は、前段収容部１１を経由し、重力により、スロープ１６又は１７の傾斜に沿って転がりながら電池保持部１２上に配置される、或いは、スロープ１６又は１７の傾斜に沿うことなく電池保持部１２上に直接落下して配置される。

図５は、電池保持部１２の外観斜視図である。電池保持部１２は、円柱状筐体に１個分の二次電池２を収容するだけの窪み部２４を設けて得られる保持部筐体２０と、主筐体１０に固定された回転軸２１と、保持部筐体２０内に埋め込まれた一次側コア及び一次側コイルから成る送電部２３（図４参照；図５において不図示）と、を備える。二次電池２が電池保持部１２上に配置されるとは、窪み部２４上に二次電池２が配置されることを意味する。

詳細は後述するが、二次電池２は、送電部２３から送電される電力を受電する二次側コイルと該二次側コイルに接続されて充電される二次電池本体を備えており、窪み部２４上に配置された二次電池２は非接触にて充電される。

電池保持部１２にて充電がなされた二次電池２は、回転機構の働きにより、電池保持部１２の下方に設けられたスロープ３４の上端へと送られる。この回転機構の働きにより、回転軸２１周りの保持部筐体２０の回転角は、図４に示すような前段収容部１１からの二次電池２を窪み部２４に受け入れ可能な角度（以下、電池受入角度という）と、図６に示すような窪み部２４上の二次電池２をスロープ３４側に送るための角度（以下、電池排出角度という）との間を遷移する。尚、保持部筐体２０の回転角は、通常、電池受入角度とされる。図６は、保持部筐体２０の回転角が電池排出角度であって且つスロープ３４上を二次電池２が転がっている状態における、充電池ストッカ１の内部構成図である。図７は、蓋１４を取り除いた充電池ストッカ１を、斜め上方から見た透過図である。但し、図７の透過図では、図示の煩雑化防止のため、電池保持部１２と上記回転機構のみが示されている。

上記回転機構は、保持部筐体２０における外周部分に設けられたギアと噛み合うギア３１と、主筐体１０に固定されたギア３１の回転軸３２と、ギア３１を回転軸３２周りに回転させることによって保持部筐体２０を回転軸２１周りに回転させるモータ３３と、を有する。回転軸２１及び３２は、水平面に対して平行である。上記の回転機構の構造は、以下の他の実施形態における、回転機構にも適用される。

スロープ３４上の二次電池２は、図６に示す如く、スロープ３４の傾斜と重力の働きによってスロープ３４の下端側に向かって転がり、スロープ３４の下端と主筐体１０の側方内壁との間の隙間を通って後段収容部１３へと送られる。回転機構を用いて窪み部２４上の二次電池２をスロープ３４へと送るときにおいて、前段収容部１１内の二次電池２が窪み部２４及びスロープ３４側に落ちることが防がれるような外形形状を、保持部筐体２０は有している。窪み部２４上の二次電池２をスロープ３４へと送るべく保持部筐体２０を回転させた後、窪み部２４上の二次電池２がスロープ３４側に落ちるのに十分な時間が経過すると、上記回転機構の働きにより、保持部筐体２０の回転角は上記電池排出角度から上記電池受入角度へと戻される。すると、保持部筐体２０によって落下がせき止められていた、前段収容部１１内の二次電池２の１つが新たに電池保持部１２上に落下し、その新たな二次電池２に対する非接触充電が新たに開始される。

後段収容部１３は、スロープ３４及び電池保持部１２の下方に位置し、主筐体１０の側方内壁及び下面と磁気シールド３５とに囲まれた概ね直方体形状の空間であり、複数の二次電池２を収容可能である。主筐体１０には、引き出し部３６が設けられており、引き出し部３６内に後段収容部１３としての空間が存在する。図８に示す如く、ユーザは、引き出し部３６を開けることにより（即ち、主筐体１０から引き出し部３６を引き出すことにより）、後段収容部１３内の二次電池２を取り出すことができる。

尚、二次電池２の充電中において、蓋１４又は引き出し３６が開放された場合、保持部筐体２０の回転角を電池受入角度に保って充電中の二次電池２を電池保持部１２上に保持しつつ、安全確保のため一時的に充電を停止するようにしてもよい。引き出し３６の開放の検出は、引き出し３６が開けられた時にのみオンとなる公知の接触式センサ３８（図８参照）を用いて行われる。蓋１４の開放検出も同様である。

磁気シールド３５は、送電部２３（送電部２３内の一次側コイル）から発生した磁束が後段収容部１３内の二次電池２に向かうのを遮蔽する磁気シールドであり、送電部２３と後段収容部１３との間に設けられた磁性材料（強磁性体）より形成される。磁気シールド３５によって、後段収容部１３に収容された充電済みの二次電池２内の二次側コイル（後述の図１２等に示される二次側コイル５３）に、送電部２３の発生磁束（後述の図９（ａ）等に示される一次側コイル４２の発生磁束）が鎖交することが抑制される。

尚、送電部２３よりも後段収容部１３の近くに磁気シールド３５を設置した方が、送電部２３が磁気シールド３５に対して発生する磁束の量が減るため、充電の高効率化が図られる。また、後段収容部１３が送電部２３から十分に離れており、磁気シールド３５がなくても、送電部２３の発生磁束が後段収容部１３内の二次電池２を鎖交しない場合は、磁気シールド３５の設置を省略することが可能である。

図９（ａ）は、送電部２３の外観斜視図である。送電部２３は、磁性材料（強磁性体）から成る一次側コア４１と、一次側コア４１に巻かれた一次側コイル４２と、を備える。一次側コア４１は、板状のコア（例えばフェライトコア）である。図９（ａ）に示す如く、一次側コア４１の中心軸の１つと一致する、一次側コイル４２の中心軸を符号ＣＸ₁によって参照する。一次側コイル４２は、一次側コア４１の外周面に沿って中心軸ＣＸ₁周りに巻かれている。また、図９（ｂ）に示す如く、一次側コア４１の厚み方向に伸びる、一次側コア４１の他の中心軸を符号ＣＸ₁’によって参照する。軸ＣＸ₁’は、一次側コア４１の中心を通り、且つ、軸ＣＸ₁に直交する。

図１０〜図１２を参照して、二次電池２の構造を説明する。図１０は、二次電池２の外観正面図である。図１１は、二次電池２の外形形状である円筒の軸方向に沿った、二次電池２の断面図である。図１２は、二次電池２の分解図である。二次電池２の外形形状は、汎用の乾電池の外形形状と同じとなっており、二次電池２を汎用の乾電池と同じように用いることができる。

以下の説明では、特に記述なき限り、二次電池２の外形形状が、単三型又は単四型の乾電池のそれと同じであることを想定する。二次電池２の外形形状が単三型の乾電池の外形形状及び単四型の乾電池の外形形状の何れであっても二次電池２を充電できるように、充電池ストッカ１は設計される。以下、必要に応じて、外形形状が単三型の乾電池のそれと同じである二次電池２を単三型の二次電池２と呼び、外形形状が単四型の乾電池のそれと同じである二次電池２を単四型の二次電池２と呼ぶ。

図１１及び図１２に示すように、二次電池２には、２つの外装部材５０ａ、二次電池本体５１、磁性フィルム５２、二次側コイル５３及びフレキシブル基板５４が設けられている。

二次電池本体５１は、ニッケル水素二次電池等の二次電池そのものである。二次電池本体５１として、任意の形状を有する二次電池を利用することができる。但し、二次電池本体５１として、汎用の二次電池を用いることも可能である。例えば、図１０〜図１２に示す構成とは異なるが、二次電池本体５１として単四型の二次電池を用いると共に二次電池２の外形を単三型の乾電池のそれと同じにし、更に、二次電池本体５１の正及び負の電極に接続された２つの電極を二次電池２の両端に設けておくようにしてもよい。これにより、二次電池２を汎用の単三型二次電池と同じように使用することができる。

以下の説明では、汎用の乾電池及び二次電池と同様、二次電池本体５１の外形が円筒形状であって、その円筒の両端面に二次電池本体５１の正及び負の電極が設けられていることを想定する。更に、二次電池本体５１の正及び負の電極がそのまま二次電池２の正及び負の電極として用いられることを想定する。二次電池本体５１の外形形状である円筒の軸（中心軸）を、中心軸ＣＸ₂と呼ぶ。

磁性フィルム５２は、磁性材料（強磁性体）を用いて形成された可撓性を有するフィルムであり、二次電池本体５１の外周面に沿って中心軸ＣＸ₂周りに巻かれている。この磁性フィルム５２上に二次側コイル５３が中心軸ＣＸ₂周りに巻かれている。磁性フィルム５２は、一次側コイル４２によって誘導される、二次側コイル５３の鎖交磁束の磁束密度を大きくするための二次側コアとして機能する。尚、磁性フィルム５２の代わりに、剛性を有する二次側コア（例えばフェライトコア）を磁性フィルム５２と同じ位置に設けるようにしても構わない。

磁性フィルム５２は二次電池本体５１の外周面の一部に巻かれている。二次電池本体５１の外周面の残部にはフレキシブル基板５４が巻きつけてある。フレキシブル基板５４には、整流回路を含む電気回路が実装される。

絶縁素材から成る２つの外装部材５０ａを結合することで、二次電池２の外周筐体が形成される。２つの外装部材５０ａを結合した時にできる該外周筐体の内部空間に、二次電池本体５１、磁性フィルム５２、二次側コイル５３及びフレキシブル基板５４が収容される。尚、２つの外装部材５０ａにて二次電池２の外周筐体を形成するのではなく、内部が空洞となっている、円筒形状を有する１つの外装部材にて二次電池２の外周筐体を形成するようにしてもよい。

図１３は、二次電池２が電池保持部１２の窪み部２４上に配置されている状態における電池保持部１２及び二次電池２の断面図である。二次電池２が窪み部２４上にて静止している時、一次側コイル４２の中心軸ＣＸ₁と二次電池２の中心軸ＣＸ₂は平行であると共に中心軸ＣＸ₁、ＣＸ₂及びＣＸ₁’は同一平面上にのる（図９（ｂ）も参照）。二次電池２が窪み部２４上に配置されている時、一次側コイル４２と二次側コイル５３は磁気的に結合しており、それらは一次側コア４１及び磁性フィルム５２と共に磁気回路（電磁結合回路）を形成する。尚、図１３では、図示の簡略化上、磁気フィルム５２等の図示を省略している。

後述の他の実施形態における説明を含む以下の説明において、電池保持部に配置されている二次電池（本実施形態では、電池保持部１２に配置されている二次電池２）を、特に充電対象電池ともいう。

また、充電池ストッカ１において、送電部と充電対象電池としての二次電池２は、以下の第１及び第２配置条件を満たす。第１条件及び第２条件における送電部は、充電対象電池を充電するための送電部を指し、本実施形態では送電部２３である。第１配置条件は、送電部の中心軸ＣＸ₁と充電対象電池としての二次電池２の中心軸ＣＸ₂とが平行である、という条件である。第２配置条件は、送電部の中心軸ＣＸ₁及びＣＸ₁’に平行な面であって且つ充電対象電池としての二次電池２の中心軸ＣＸ₂を通る面が送電部の一次側コア４１を横切る、という条件である。第１及び第２配置条件を満たすことによって、一次側コイル４２と二次側コイル５３が良好に磁気結合される。

充電池ストッカ１では、充電池ストッカ１内で生成された直流電圧が発振回路を用いて交流電圧に変換される。この交流電圧が一次側コイル４２に印加されて交流の励磁電流が一次側コイル４２に流れることで、電磁誘導によって二次側コイル５３に誘導起電力が生じる。この誘導起電力にて二次電池本体５１を充電することができる。図１３において、破線曲線５９は、一次側コイル４２に励磁電流を流すことによって生じる磁束の流れを表している。本明細書において、非接触充電式の二次電池２を充電するとは、二次電池本体５１を充電することを意味しており、二次電池本体５１の充電によって二次電池２の充電が成される。

交流の励磁電流を一次側コイル４２に流すことで二次側コイル５３に誘導起電力を生じさせて該誘導起電力にて二次電池本体５１を充電することができる任意の回路を、充電池ストッカ１及び二次電池２に搭載することができる。例として、図１４に、本実施形態にて採用される充電池ストッカ１及び二次電池２の概略的な電気回路図を示す。符号６１〜６５及びＣＴＬ１によって参照される各部位は充電池ストッカ１に設けられる。符号７１〜７４によって参照される各部位は、フレキシブル基板５４上に実装される。

図１４に示す例では、ハーフブリッジ共振型インバータ回路が採用されている。直流電圧源６１から出力される直流電圧が発振回路を用いて交流電圧に変換される。この交流電圧が一次側コイル４２に印加されて交流の励磁電流が一次側コイル４２に流れることにより、二次側コイル５３の両端間に誘導起電力が生じる。この誘導起電力が、ダイオード７１及び７２から成る整流回路により直流に変換されて二次電池本体５１が充電される。

図１４に示される回路についてより詳細に説明する。符号６０は、ハーフブリッジ共振型インバータ回路における一次側回路を表しており、一次側回路６０は、コンデンサ６２及び６３並びにＦＥＴ６４及び６５を含む。一次側回路６０に、一次側コイル４２及び／又は制御部ＣＴＬ１が含まれていると考えることも可能であるし、一次側コイル４２及び／又は制御部ＣＴＬ１が含まれていないと考えることも可能である。尚、二次側回路は、図１４のダイオード７１及び７２並びにコンデンサ７３を含む回路であり、一次側回路及び二次側回路が機能することによって一次側コイル４２から二次側コイル５３への電力伝達が実現される。

充電池ストッカ１にはＡＣプラグ（不図示）が設けられており、ＡＣプラグを介して充電池ストッカ１に供給された電力を下に、電気的制御及び機構部の駆動がなされる（後述の他の実施形態の充電池ストッカにおいても同様）。直流電圧源６１は、ＡＣプラグを介して供給された商用交流電圧を整流回路（不図示）を用いて直流電圧に変換することにより形成される。

直流電圧源６１の正側の出力端子は、コンデンサ６２の一端とＰチャンネル型の電界効果トランジスタであるＦＥＴ６４のソースに接続されており、直流電圧源６１の負側の出力端子は、コンデンサ６３の一端とＮチャンネル型の電界効果トランジスタであるＦＥＴ６５のソースに接続されている。コンデンサ６２の他端及びコンデンサ６３の他端は一次側コイル４２の一端に共通接続されており、ＦＥＴ６４のドレインとＦＥＴ６５のドレインは一次側コイル４２の他端に共通接続されている。制御部ＣＴＬ１が、ＦＥＴ６４及び６５を交互にオンとすることにより、一次側コイル４２に交流の励磁電流が流れる。

二次側コイル５３の一端及び他端は、それぞれダイオード７１及び７２のアノードに接続されており、ダイオード７１及び７２のカソードは二次電池本体５１の正の電極に接続されている。また、共振コンデンサ７４が二次側コイル５３に対して並列に接続されている。二次側コイル５３の巻き線中央部には引き出し線（所謂センタータップ）が設けられており、その引き出し線は二次電池本体５１の負の電極に接続されている。また、二次電池本体５１に対して並列に平滑化コンデンサ７３が設けられている。

二次電池２の正の電極が図１３の右側に配置される場合と左側に配置される場合とで、二次側コイル５３に生じる誘導起電力の極性が反転するが、上記のような接続関係を有するダイオード７１及び７２を含む整流回路を設けることにより、極性の向きに関係なく、二次電池本体５１を充電することができる。

単三型の二次電池２における二次電池本体５１の容量及び形状的な大きさは単四型のそれらよりも大きい。また、単三型の二次電池２における二次側コイル５３の自己インダクタンスＬ_B3は、単四型の二次電池２における二次側コイル５３の自己インダクタンスＬ_B4よりも大きい。単三型の二次電池２における二次電池本体５１の大きさが単四型のそれよりも大きいことに対応して、単三型の二次電池２における磁性フィルム５２の大きさ及び二次側コイル５３の巻数が単四型のそれらよりも大きいために、上記のようなインダクタンスの相違が生じる

尚、図１４の回路では、図示及び説明の簡単化のため、ダイオード７１及び７２のカソードと上記引き出し線が二次電池本体５１の電極に直接接続されているが、必要に応じて、ダイオード７１及び７２のカソード並びに引き出し線と二次電池本体５１の電極との間に、過充電防止回路等を含む充電電流制御回路を設けるようにしても良い。

次に、図１５を参照して、充電池ストッカ１における動作の流れを説明する。図１５は、充電池ストッカ１における動作の流れを表すフローチャートである。図１５に示される各ステップの処理は、制御部ＣＴＬ１の制御の下で実行される。充電池ストッカにおける制御部（本実施形態において、充電池ストッカ１における制御部ＣＴＬ１）は、回転機構の制御及び充電の制御を含む、充電池ストッカ内の各部位の制御を実行する（後述の他の実施形態において同様）。

まず、ステップＳ１１において、制御部ＣＴＬ１は、保持部筐体２０の回転角が図４に示すような電池受入角度となるように回転機構を制御し、その後、ステップＳ１２において電池有無検出を行う。電池有無検出では、電池保持部１２に二次電池２が配置されているか否かの検出、即ち充電対象電池の有無の検出を行うが、その詳細な検出方法の説明は後に設ける。

電池有無検出の結果に基づき、電池保持部１２に二次電池２が配置されていないと判断されると（ステップＳ１３のＮ）、所定の待機時間（例えば、１分間）だけ待機した後（ステップＳ１４）、ステップＳ１２に戻って電池有無検出が再度行われる。この待機が行われている期間では、一次側回路６０の駆動は停止される（即ち、図１４のＦＥＴ６４及び６５のオン／オフによる励磁電流の供給は停止される）。

一方、電池有無検出の結果に基づき、電池保持部１２に二次電池２が配置されていると判断されると（ステップＳ１３のＹ）、ステップＳ１５において、制御部ＣＴＬ１は、更に電池種類判別を行う。電池種類判別では、現在の充電対象電池（電池保持部１２に配置されている二次電池２）が単三型の二次電池２であるのか或いは単四型の二次電池２であるのかの判別を行うが、その詳細な判別方法の説明は後に設ける。

電池種類判別によって、現在の充電対象電池が単三型の二次電池２であると判断した場合は、現在の充電対象電池に対して単三型用の充電条件を採用した上で該充電対象電池に対する充電を開始する一方、現在の充電対象電池が単四型の二次電池２であると判断した場合は、現在の充電対象電池に対して単四型用の充電条件を採用した上で該充電対象電池に対する充電を開始する（ステップＳ１６〜Ｓ１８）。充電は、上述したように、ＦＥＴ６４及び６５のオン／オフによる、一次側コイル４２への励磁電流の供給によって実現される（図１４参照）。単三型用の充電条件と単四型用の充電条件の違いは、後述の電池種類判別の説明文中にて述べられる。

制御部ＣＴＬ１は、この充電の開始時点から、制御部ＣＴＬ１内のタイマを用いて充電時間の計測を開始する（ステップＳ１９）。その計測の開始後、所定の充電満了時間（例えば６００分）が経過した時点で、制御部ＣＴＬ１は、充電対象電池の充電が完了したと判断し、蓋１４及び引き出し部３６が閉じている場合に限って、保持部筐体２０の回転角が図６に示すような電池排出角度となるように回転機構を制御する（ステップＳ２０〜Ｓ２２）。充電対象電池の充電が完了したと判断された場合であっても、蓋１４及び引き出し部３６の何れか一方又はそれらの双方が開いている時には、保持部筐体２０の回転角が上記電池排出角度へと変更されず、双方が閉じていることが確認されてから該変更が行われる。蓋１４が閉じていることを確認することで、保持部筐体２０が回転している時に上方から電池保持部１２に電池が入ってくることが防止される。引き出し部３６が閉じていることを確認することで、引き出し部３６が開いている時に電池が電池保持部１２から転がり落ちてきて該電池が後段収容部１３に収容されなくなるといった事態の発生が防止される。保持部筐体２０の回転角を電池排出角度にしてから、電池排出に十分な一定時間が経過すると、ステップＳ１１に戻る。即ち、保持部筐体２０の回転角が電池受入角度に戻されて上述の各ステップの処理が繰り返される。これにより、前段収容部１１内の二次電池２の全てが電池保持部１２にて順次充電されて後段収容部１３に送られる。

上述のステップＳ１２及びＳ１５にて実行される電池有無検出及び電池種類判別の方法を説明する。送電部２３と磁気フィルム５２及び二次側コイル５３を含む受電部とから成る磁気回路をトランスとみなすことができるが、充電対象電池の有無及び種類の変化は、該トランスの二次側負荷の変化として現れ、二次側負荷の変化は該トランスの一次側電流の変化となって現れる。一次側電流とは、一次側コイル４２に励磁電流を供給するために直流電圧源６１から一次側回路６０に供給される電流を指す。

制御部ＣＴＬ１は、電流センサ又はシャント抵抗等を用いて、直流電圧源６１から一次側回路６０に供給される電流の大きさを検出する。検出されるべき電流の大きさを入力電流値と呼び、その値を記号Ｉ_INによって表す。本例では図１４に示すようなハーフブリッジ共振型インバータ回路を採用しており、一次側コイル４２に供給される励磁電流の周波数に相当する駆動周波数を、可聴域の上限周波数（約２０ｋＨｚ）以上としつつも、ハーフブリッジ共振型インバータ回路の共振周波数以上に設定する必要がある。

共振周波数は、１／（２π√ＬＣ）にて表される。ここで、√ＬＣは、（Ｌ×Ｃ）の正の平方根を表している。Ｃは、共振用コンデンサであるコンデンサ６２及び６３の静電容量によって定まる静電容量である（図１４参照）。Ｌは、一次側コイル４２及び二次側コイル５３の自己インダクタンスに依存するインダクタンスであり、その値は、二次電池２の種類によって変化する。Ｌが小さいほど、上記共振周波数は増大する。

電池保持部１２に二次電池２が配置されている時には、それが配置されていない時と比べて、上記トランスの二次側負荷が重くなるため、入力電流値Ｉ_INが大きくなる。電池保持部１２に単三型の二次電池２が配置されている時には、電池保持部１２に単四型の二次電池２が配置されている時と比べて、上記トランスの二次側負荷が重くなるため、入力電流値Ｉ_INが大きくなる。

従って、制御部ＣＴＬ１は、二次側負荷に依存する入力電流値に基づいて電池有無検出及び電池種類判別を実現することができる。具体的には以下のように処理すればよい。

電池有無検出では、一次側回路６０の駆動周波数を所定周波数ｆ₀に固定した上で励磁電流を一次側コイル４２に供給し、この時に検出される入力電流値Ｉ_INを所定の基準電流値Ｉ_TH1と比較する。そして、入力電流値Ｉ_INが基準電流値Ｉ_TH1よりも大きい場合は、電池保持部１２に二次電池２が配置されていると判断する一方、入力電流値Ｉ_INが基準電流値Ｉ_TH1以下である場合は、電池保持部１２に二次電池２が配置されていないと判断する。

電池種類判別では、一次側回路６０の駆動周波数を所定周波数ｆ₀に固定した上で励磁電流を一次側コイル４２に供給し、この時に検出される入力電流値Ｉ_INを所定の基準電流値Ｉ_TH2と比較する。ここで、Ｉ_TH2＞Ｉ_TH1＞０、である。そして、入力電流値Ｉ_INが基準電流値Ｉ_TH2よりも大きい場合は、充電対象電池が単三型の二次電池２であると判断する一方で、入力電流値Ｉ_INが基準電流値Ｉ_TH1よりも大きいものの基準電流値Ｉ_TH2よりも小さい場合は、充電対象電池が単四型の二次電池２であると判断する。基準電流値Ｉ_TH1及びＩ_TH2は、電池保持部１２上の二次電池２の有無及び種類と入力電流値Ｉ_INとの関係を、予め実験によって調べておくことで決定される。

尚、上述の方法と異なる方法によって、電池有無検出及び電池種類判別を実現するようにしてもよい。例えば、電池保持部１２上に二次電池２が存在する時にのみ該二次電池２と接触してオンとなる接触式センサを電池保持部１２に設けておき、該接触式センサの出力を用いて電池有無検出を行うようにしてもよい。また、電池保持部１２の窪み部２４上の物体の重量を検出する重量センサを用いて電池有無検出及び電池種類判別を行うことも可能である。

図１５のフローチャートの説明で述べた単三型用の充電条件と単四型用の充電条件との間で、上記の駆動周波数を異ならせることができる。具体的には、単三型用の充電条件における駆動周波数は、単四型用の充電条件における駆動周波数よりも低い。駆動周波数を減少させると、駆動周波数がハーフブリッジ共振型インバータ回路の共振周波数に近づいて、一次側コイル４２から二次側コイル５３への単位時間当たりの電力伝達量が増大し、結果、二次電池本体５１に対する単位時間当たりの充電電流の大きさが増大する。このように、電池種類に応じて充電電流を調整することで充電条件の最適化がなされ、例えば、充電に必要な時間を充電対象電池の種類に関係なく一定にすることも可能である。但し、電池種類判別の実行及びそれに基づく充電条件の調整を省略することも可能である。この場合、例えば、充電対象電池の種類の如何に関らず、一定の駆動周波数にて励磁電流を供給すればよい。

本実施形態によれば、複数の二次電池の充電が自動化され、充電に関わるユーザの負担が軽減される。ユーザは、電池の極性や種類を気にすることなく、充電池ストッカの対応二次電池を電池投入口から投入するだけで充電が可能となる。また、ユーザに何ら負担をかけることなく、未充電電池と充電済み電池を区別して保管することができる。また、非接触の充電方式を採用することで、電池保持部における機械的な可動部位を減らすことができ、結果、コスト低減及び保守の簡素化が図られる。

また、磁気シールドを設けておくことで、充電用に発生した磁束が充電済み電池を鎖交することに起因する、電池の特性劣化が防止される。また、電池有無検出によって充電対象電池の不存在が検出された場合に一次側回路６０の駆動を停止することにより、消費電力の低減が図られる（無駄な電力消費が抑制される）。

尚、上述の例では、１組の一次側コイル及び一次側コアから成る送電部が１つだけ設けられているが、２以上の送電部を用いて電池保持部１２上の二次電池２の充電を行うようにしても良い。即ち、例えば、充電池ストッカ１の構造を図１６に示すように変形しても良い。図１６は、この変形がなされた充電池ストッカ１ａの内部構成図である。充電池ストッカ１ａの電池保持部１２には２つの送電部（即ち、第１及び第２の送電部２３）が設けられており、各送電部２３の発生磁束が充電対象電池内の二次側コイル５３を鎖交する。充電池ストッカ１ａにおける第１の送電部２３と第２の送電部２３は、保持部筐体２０内における配置位置が異なるだけで同様のものである。第１及び第２の送電部２３における一次側コイル４２を、並列に接続することができる。夫々の一次側コイル４２は、充電対象電池内の二次側コイル５３と磁気的に結合する。

また、図１７及び図１８を参照して別の変形例を説明する。電池保持部１２において、回転軸２１方向における保持部筐体２０の両端に存在する、円盤状の部分筐体を符号２０_A及び２０_Bによって参照する。部分筐体２０_A若しくは２０_Bの内部に、又は、それらの双方の内部に、回転軸２１を中心軸とする渦巻状コイルを設けるようにし、この渦巻状コイルを一次側コイル４２として用いるようにしてもよい（この場合、送電部２３は削除される）。

図１８に、筐体部分２０_Aにのみ一次側コイル４２としての渦巻状コイル８１を設けたときの、電池保持部１２と磁気シールド８２及び８３との位置関係を示す。渦巻状コイル８１が設けられる場合は、図４の磁気シールド３５の代わりに磁気シールド８２及び８３が充電池ストッカ１に設けられる。図１８における左右方向は、回転軸２１の方向と一致している。磁気シールド８２及び８３は、磁性材料から形成され、回転軸２１方向における保持部筐体２０の両端面に対向するように配置される。これにより、渦巻状コイル８１にて発生した磁束は、電池保持部１２上の二次電池２を鎖交した後、磁気シールド８３及び８２を経由して渦巻状コイル８１に戻る。つまり、回転軸２１に直交する方向に渦巻状コイル８１の発生磁束が殆ど漏れなくなる。

図４に示すような磁気シールド３５を設ける構成では、一次側コイル４２から磁気シールド３５に向かう、充電に寄与しない磁束が比較的多くなるが、渦巻状コイル８１、磁気シールド８２及び８３を設けた構成では、そのような充電に寄与しない磁束が比較的少なくなるため、充電効率が向上する（発生磁束が、より有効利用される）。但し、前者の構成では、一次側コイル及び二次側コイルの中心軸間の多少のずれは充電効率に殆ど影響しないが、後者の構成では、そのずれが充電効率に比較的大きく影響する。

＜＜第２実施形態＞＞
本発明の第２実施形態を説明する。図１９は、一次側機器とも言うべき、第２実施形態に係る充電池ストッカ１０１の外観斜視図である。図２０は、鉛直面に沿った、充電池ストッカ１０１の断面図である。図２１（ａ）〜（ｅ）の夫々は、充電池ストッカ１０１における二次電池１０２の充電工程を説明するための、二次電池１０２を収容した充電池ストッカ１０１の透過図である。尚、図２０及び図２１（ａ）〜（ｅ）では、図示の煩雑化防止のため、入口弁１１４及び出口弁１１５を支持する支持部材１１６及び１１７の図示を省略している。また、図２１（ａ）〜（ｅ）における斜線部分は、充電用の機構部材（電極等）の配置部分を表している。図１９、図２０及び図２１（ａ）〜（ｅ）において、図面の上から下へ向かう方向が重力の働く方向に一致している

二次電池１０２は、汎用のニッケル水素二次電池等の二次電池そのものであり、汎用の単三型又は単四型の乾電池における外形と同様の、円筒状の外形を有する。従って、二次電池１０２の充電は、接触式にて行われる。

充電池ストッカ１０１は、内部に空洞を有し且つ断面が概ねＬ字状の主筐体１１０を備え、主筐体１１０内に、未充電の二次電池１０２を収容するための前段収容部１１１と、前段収容部１１１から送られてきた未充電の二次電池１０２を保持する電池保持部１１２を含み且つ該保持した二次電池１０２の充電を行う充電部と、該充電部にて充電された二次電池１０２を収容するための後段収容部１１３と、が設けられている。図２０において、符号１１１、１１２及び１１３が付された破線枠内が、夫々、前段収容部１１１、電池保持部１１２及び後段収容部１１３を表している。

主筐体１１０内の空洞は、水平面から傾いた概ね直方体形状の空間である。その空間は入口弁１１４及び出口弁１１５によって３つの空間に分離され、その分離によって得られた、入口弁１１４の斜め上方に位置する第１の空間が前段収容部１１１として機能し、入口弁１１４及び出口弁１１５間に挟まれた第２の空間が電池保持部１１２として機能し、出口弁１１５の斜め下方に位置する第３の空間が後段収容部１１３として機能する。主筐体１１０の設置面を基準として、電池保持部１１２は後段収容部１１３の斜め上方に位置し、前段収容部１１１は電池保持部１１２の更に斜め上方に位置する。前段収容部１１１の上端部において主筐体１１０には電池投入口１１８としての開口部が設けられており、後段収容部１１３の下端部において主筐体１１０には電池取出口１１９としての開口部が設けられている。

入口弁１１４及び出口弁１１５が共に開いていたならば、電池投入口１１８より投入された二次電池１０２は、重力により主筐体１１０内の空洞を転がり落ちて、前段収容部１１１、電池保持部１１２及び後段収容部１１３をこの順番で通過し、後段収容部１１３の下端部で停止する。ユーザは、この停止した二次電池１０２を、電池取出口１１９より取り出すことができる。

図２１（ａ）に示す如く入口弁１１４が閉じている時、前段収容部１１１としての第１の空間と電池保持部１１２としての第２の空間は分離されて、前段収容部１１１内の二次電池１０２の、電池保持部１１２への移動が不可となるが、図２１（ｂ）に示す如く入口弁１１４が開いている時には、それらの空間が結合されて、前段収容部１１１内の二次電池１０２の、重力による電池保持部１１２への移動が可能となる。

図２１（ｃ）に示す如く出口弁１１５が閉じている時、電池保持部１１２としての第２の空間と後段収容部１１３としての第３の空間は分離されて、電池保持部１１２内の二次電池１０２の、後段収容部１１３への移動が不可となるが、図２１（ｄ）に示す如く出口弁１１５が開いている時には、それらの空間が結合されて、電池保持部１１２内の二次電池１０２の、重力による後段収容部１１３への移動が可能となる。入口弁１１４及び出口弁１１５の開閉は、第１実施形態で述べた回転機構と同様の回転機構を用いて実現される。

図２２に示すように、充電池ストッカ１０１には、制御部ＣＴＬ２及び充電回路１６０が備えられている。充電回路１６０は、電池保持部１１２にて保持されている二次電池１０２に充電電流を供給して該二次電池１０２を充電するための回路である。制御部ＣＴＬ２は、回転機構を用いた入口弁１１４及び出口弁１１５の開閉制御並びに充電回路１６０を用いた充電制御を含む、充電池ストッカ１０１内の各種制御を実行する。

図２１（ａ）〜（ｅ）を参照して、二次電池１０２の充電動作の流れを説明する。前段収容部１１１、電池保持部１１２及び後段収容部１１３の何れにも二次電池１０２が存在していない初期状態においては、入口弁１１４及び出口弁１１５は閉じられている。この初期状態を起点として、電池投入口１１８より二次電池１０２を投入すると、二次電池１０２は重力によって前段収容部１１１内を転がり落ちた後、入口弁１１４によりせき止められて静止する。図２１（ａ）は、５つの二次電池１０２が入口弁１１４によりせき止められている時における、電池位置状態を示している。

制御部ＣＴＬ２は、入口弁１１４に加重がかかったことを公知のセンサを用いて検出すると、入口弁１１４を一時的に開け（図２１（ｂ）参照）、前段収容部１１１内の二次電池１０２が電池保持部１１２へと転がり落ちるのに十分な時間が経過した後、入口弁１１４を閉じる（図２１（ｃ）参照）。この後、電池保持部１１２に保持されている１又は複数の二次電池１０２の充電が開始される。充電池ストッカ１０１では、電池保持部１１２にて最大４つの二次電池１０２を同時に保持して充電することが可能となっている。勿論、電池保持部１１２にて同時に保持及び充電される二次電池１０２の個数は４以外であってもよい（１個でもよい）。

制御部ＣＴＬ２は、電池保持部１１２にて保持されている二次電池１０２の充電が完了したと判断すると、入口弁１１４を閉じた状態で出口弁１１５を開く（図２１（ｄ）参照）。これにより、電池保持部１１２にて保持されていた充電済みの二次電池１０２が重力により後段収容部１１３へと転がり落ちる。出口弁１１５を開いた後、充電済みの二次電池１０２が後段収容部１１３へと転がり落ちるのに十分な時間が経過すると、出口弁１１５を閉じる。以後、前段収容部１１１内に未だ二次電池１０２が残存していれば上述の動作を繰り返し、前段収容部１１１内に二次電池１０２が残存していなければ上記初期状態に戻って新たな二次電池１０２の投入を待機する。

また、電池取出口１１９から二次電池１０２を適切に取り出さない場合、上述の動作の繰り返しにより、後段収容部１１３にて収容可能な二次電池１０２の最大個数を超える個数の二次電池１０２が、電池保持部１１２から後段収容部１１３に送られることがある。この場合、出口弁１１５は、図２１（ｅ）に示す如く、電池保持部１１２より後段収容部１１３に送られるべき二次電池１０２と接触して閉じることができなくなる。制御部ＣＴＬ２は、出口弁１１５が閉じることが不可能になっている状態を検知すると、この状態が解消されるまで、新たな充電動作の実行を停止する。

図２３（ａ）及び（ｂ）を参照して、充電時の電極の接触方法などを説明する。図２３（ａ）及び（ｂ）は、電池保持部１１２及び電池保持部１１２の周辺部を、上方から見た拡大透過図である。本実施形態において、電池保持部１１２内における４つの二次電池１０２を、第１、第２、第３及び第４の充電対象電池と呼ぶ。

充電池ストッカ１０１には、第１の充電対象電池の電極と接触すべき充電用電極Ｅ_1A及びＥ_1Bと、第２の充電対象電池の電極と接触すべき充電用電極Ｅ_2A及びＥ_2Bと、第３の充電対象電池の電極と接触すべき充電用電極Ｅ_3A及びＥ_3Bと、第４の充電対象電池の電極と接触すべき充電用電極Ｅ_4A及びＥ_4Bとが備えられている。充電用電極Ｅ_1A〜Ｅ_4Aは、第１〜第４の充電対象電池における一方の電極と接触するように、電池保持部１１２内の、主筐体１１０の側方内壁に固定されている。第１〜第４の充電対象電池における他方の電極と接触すべき充電用電極Ｅ_1B〜Ｅ_4Bは、バネ材ＳＰ₁〜ＳＰ₄を介してバネ支持板１２１に固定されている。各充電対象電池の中心軸方向において第１〜第４の充電対象電池を挟み込むように、充電用電極Ｅ_1A〜Ｅ_4Aと充電用電極Ｅ_1B〜Ｅ_4Bは対向配置される。充電用電極Ｅ_1A〜Ｅ_4A及びＥ_1B〜Ｅ_4Bは、図２２の充電回路１６０に電気的に接続されている。バネ材ＳＰ₁〜ＳＰ₄は、各充電対象電池の中心軸方向に伸縮可能なバネである。

バネ支持板１２１は、並進移動機構によって各充電対象電池の中心軸方向に移動可能である。並進移動機構の構造は、図２４にも示されている。並進移動機構は、モータ１２２、回転軸１２３、レール１２４、ギア１２５、平面ギア１２６、ギア１２７及び軸受け１２８を有して構成され、例えば、図１９の支持部材１１６内に内蔵される。回転軸１２３は軸受け１２８（図２４参照）によって支持されている。ギア１２７を用いてモータ１２２の発生トルクにより回転軸１２３を軸受け１２８上で回転させると共に回転軸１２３に接合されたギア１２５を回転させ、そのギア１２５の回転力をレール１２４上の平面ギア１２６に与えることで、平面ギア１２６の端部に結合されたバネ支持板１２１を各充電対象電池の中心軸方向に移動させることができる。

図２３（ａ）は、入口弁１１４が開いている状態から閉じている状態に遷移した直後における、電池保持部１１２の様子を示している。この時、バネ材ＳＰ₁〜ＳＰ₄は伸びきっていると共に、充電用電極Ｅ_1A〜Ｅ_4Aと充電用電極Ｅ_1B〜Ｅ_4Bとの間の距離は単三型の二次電池１０２の長さ（二次電池１０２の中心軸方向における長さ）よりも大きく、充電用電極Ｅ_1A〜Ｅ_4A及びＥ_1B〜Ｅ_4Bと各充電対象電池の電極との電気的な接触は確保されていない（但し、偶然、部分的にそれらが接触することもある）。

入口弁１１４を閉じてから一定時間が経過すると、制御部ＣＴＬ２は、並進移動機構を用いてバネ支持板１２１を充電対象電池側に並進移動させることにより、図２３（ｂ）に示す如く、バネ材ＳＰ₁〜ＳＰ₄の力を利用して充電用電極Ｅ_1A〜Ｅ_4A及びＥ_1B〜Ｅ_4Bを第１〜第４の充電対象電池の両電極に押し付ける。この押し付けによる充電用電極Ｅ_1A〜Ｅ_4A及びＥ_1B〜Ｅ_4Bと第１〜第４の充電対象電池の両電極との電気的接触は、充電か完了されるまで保持される。

図２２の充電回路１６０は、この電気的接触が得られると、まず、充電用電極Ｅ_iA及びＥ_iB間の電圧の極性を検出することで第ｉの充電対象電池の極性を検出する（ここで、ｉは１、２、３又は４）。即ち、第ｉの充電対象電池における正の電極が、充電用電極Ｅ_iA及びＥ_iBのどちらに接触しているかを検出する。その後、各充電対象電池の極性に適合する向きの充電電流を各充電対象電池に供給することで充電を行う。

第ｉの充電対象電池の充電が完了したか否かは充電用電極Ｅ_iA及びＥ_iB間の電圧値に基づいて判断される。制御部ＣＴＬ２は、充電対象電池ごとに充電が完了したか否かを判断し、充電が完了した充電対象電池への充電電流の供給が停止されるように充電回路１６０を制御する。そして、第１〜第４の充電対象電池の充電が全て完了したと判断すると、並進移動機構を用いてバネ支持板１２１を充電対象電池から遠ざかる方向に並進移動させることで充電用電極Ｅ_iA及びＥ_iBと第ｉの充電対象電池の電極との接触を解消し、その後、出口弁１１５を開けることで充電済みの各充電対象電池を後段収容部１１３に送る。

尚、図２３（ａ）及び（ｂ）は、各充電対象電池が単三型の二次電池１０２であることを想定した図であるが、第ｉの充電対象電池が単三型及び単四型の二次電池１０２の何れであっても、充電用電極Ｅ_iA及びＥ_iBと第ｉの充電対象電池の電極との電気的接触が確保されるような十分な伸縮量を有するバネ材ＳＰ₁〜ＳＰ₄が用いるとよい。

また、第ｉの充電対象電池の長さが単三型のそれと単四型のそれの何れに近いかを検出する手段を設けることで第ｉの充電対象電池の種類を判別し、その判別結果に応じて第ｉの充電対象電池に対する充電条件（例えば、充電電流）を制御するようにしてもよい。例えば、図２３（ａ）に示す状態からバネ支持板１２１を所定量だけ各充電対象電池側に並進移動させた時に充電用電極Ｅ_iA及びＥ_iB間の電圧を検出し、一定の電圧値以上の電圧が検出されたならば、第ｉの充電対象電池が単三型の二次電池１０２であると判断することができる。一方、一定の電圧値以上の電圧が検出されなかったならば、バネ支持板１２１を更に所定量だけ各充電対象電池側に並進移動させてから充電用電極Ｅ_iA及びＥ_iB間の電圧を再検出し、この再検出によって一定の電圧値以上の電圧が検出されたならば、第ｉの充電対象電池が単四型の二次電池１０２であると判断することができ、検出されなかったならば、第ｉの充電対象電池が存在しないと判断することができる。制御部ＣＴＬ２は、第ｉの充電対象電池が単三型の二次電池１０２であると判断した場合、第ｉの充電対象電池に対する充電電流が単三型の二次電池１０２に適したそれとなるように充電回路１６０を制御し、第ｉの充電対象電池が単四型の二次電池１０２であると判断した場合、第ｉの充電対象電池に対する充電電流が単四型の二次電池１０２に適したそれとなるように充電回路１６０を制御することができる。

入口弁１１４及び出口弁１１５の開閉は、図２４に示す如く、充電池ストッカ１０１に内蔵されたモータの発生トルクを直接的に用いることで実現することもできるし、その実現にギアを用いるようにしても構わない。図２４は、入口弁１１４及び出口弁１１５の周辺構造を説明するための透過図である。図２４には、上述の並進移動機構の構成部材も示されている。支持部材１１６に内蔵されたモータ１４１の発生トルクを回転軸１４２を介して入口弁１１４に与えることで入口弁１１４の開閉が実現され、支持部材１１６に内蔵されたモータ１４３の発生トルクを回転軸１４４を介して出口弁１１５に与えることで出口弁１１５の開閉が実現される。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、接触式で充電を行うことにより、非接触式充電に対応していない一般的な二次電池に対しても充電が可能である。

但し、非接触式にて充電が可能となるように充電池ストッカ１０１を変形するようにしても構わない。例えば、図９（ａ）の一次側コア４１及び一次側コイル４２から成る送電部２３を、電池保持部１１２近傍の主筐体１１０内部、又は、入口弁１１４若しくは出口弁１１５内部に格納しておく。この際、第１実施形態と同様に、充電池ストッカ１０１内の送電部２３と電池保持部１１２に保持されている各二次電池２との間で上述の第１及び第２配置条件が満たされるように、送電部２３の配置位置が決定される。更に、図１４の一次側回路６０を充電池ストッカ１０１に設けておくと共に、制御部ＣＴＬ１の機能を制御部ＣＴＬ２にも持たせておく。これにより、電池保持部１１２に保持された各二次電池２を非接触にて充電することが可能である。また更に、送電部２３の代わりに第１実施形態で述べた渦巻状コイルを、充電用電極が配置されるべき位置に設けておき、その渦巻状コイルに励磁電流を供給することによって、電池保持部１１２に保持された二次電池２を非接触充電するようにしてもよい。

＜＜第３実施形態＞＞
本発明の第３実施形態を説明する。図２５は、一次側機器とも言うべき、第３実施形態に係る充電池ストッカ２０１の外観斜視図である。

充電池ストッカ２０１は、内部に空洞を有する概ね箱状（直方体形状）の主筐体２１０を備えている。主筐体２１０の上面２５０には、単三型の二次電池を投入するための開口部である電池投入口２１１と単四型の二次電池を投入するための開口部である電池投入口２３１が別個に設けられている。充電池ストッカ２０１は、非接触充電に対応している二次電池２（図１１参照）を充電可能である。本実施形態の説明を含む以下の説明において、単三型の二次電池２と単四型の二次電池２を特に区別する場合は、前者を符号２_Aによって表し、後者を符号２_Bによって表す。

図２６は、充電池ストッカ２０１内に複数の二次電池２_A及び２_Bが収容されている時における充電池ストッカ２０１の内部構成図である。図２６において、図面の上から下へ向かう方向が重力の働く方向に一致している（後述の図２７（ａ）及び（ｂ）においても同様）。尚、図２６は、主筐体２１０の一側面を除去した時に観測される、充電池ストッカ２０１の内部構成図である（後述の図２７（ａ）及び（ｂ）においても同様）。但し、この一側面は、鉛直面と平行であって且つ充電池ストッカ２０１内の二次電池２の中心軸に直交する側面であるとする。

主筐体２１０内には、電池投入口２１１より投入された未充電の二次電池２_Aを保持する電池保持部２１２を含み且つ該保持した二次電池２_Aの充電を行う単三型用の充電部と、該単三型用の充電部にて充電された二次電池２_Aを収容するための単三型用の収容部２１３と、電池投入口２３１より投入された未充電の二次電池２_Bを保持する電池保持部２３２を含み且つ該保持した二次電池２_Bの充電を行う単四型用の充電部と、該単四型用の充電部にて充電された二次電池２_Bを収容するための単四型用の収容部２３３と、が設けられている。収容部２３１と収容部２３３は仕切り板２５１にて区分けされており、充電済みの二次電池２_Aと二次電池２_Bが混ざらないようになっている。尚、主筐体２１０から収容部２１３及び２３３を引き出すことが可能となっており、ユーザは、収容部２１３及び２３３を引き出すことによって収容部２１３及び２３３内における充電済みの二次電池２_A及び２_Bを取り出すことができる。

充電池ストッカ２０１の構造及び動作をより詳細に説明する。充電池ストッカ２０１において、電池投入口２１１の直下には、水平面に対して傾斜した板状部材であるスロープ２１４が設けられており、電池投入口２１１から投入された二次電池２_Aは弁２１５と接するまで、或いは、既に弁２１５と接触している他の二次電池２_Aと接触するまで、重力によりスロープ２１４上を転がり落ちる。図２７（ａ）に示す如く弁２１５が開いている状態においては、電池保持部２１２における二次電池２_Aが重力により落下して電池保持部２１２の下方に位置する収容部２１３に移動するが、図２６に示す如く弁２１５が閉じている状態においては、この移動は生じない。通常、弁２１５は閉じている。電池保持部２１２は、上面２５０とスロープ２１４と弁２１５と主筐体２１０の内壁とで囲まれた空間であり、電池投入口２１１より投入された未充電の二次電池２_Aを収容する前段収容部としての機能も有する。

図２８は、符号２５０、２１４、２１６、２１８、２３４、２３６及び２３８によって参照される各部位を取り去った時における充電池ストッカ２０１を、上方から見た平面図である。充電池ストッカ２０１内に設けられたモータ２１９の発生トルクを、回転軸２２０、ギア２２１、ギア２２２及び回転軸２５２を介して弁２１５に伝えることにより、弁２１５の開閉が実現される。尚、図２８において、符号２５３は、充電池ストッカ２０１に電力を供給するためのＡＣケーブルであり、符号２１７及び２３７は、各種の電気回路が実装される基板である。

スロープ２１４の下方に、図９（ａ）に示す送電部２３と同様の送電部２１６が設けられている。この際、第１実施形態と同様に、送電部２１６と電池保持部２１２に保持されている各二次電池２_Aとの間で上述の第１及び第２配置条件が満たされるように、送電部２１６の配置位置が決定される。送電部２１６における一次側コア４１の端部（一次側コイル４２が存在していない部分）が、止め具を用いてスロープ２１４の下面に固定される。該止め具は、非磁性材料である樹脂等から形成される。

充電池ストッカ２０１に設けられた制御部を符号ＣＴＬ３によって参照する。制御部ＣＴＬ３は、弁２１５及び２３５の開閉制御並びに電池保持部２１２及び２３２上の二次電池の充電制御を含む、充電池ストッカ２０１内の各種制御を実行する。制御部ＣＴＬ３を担う回路を基板２１７又は２３７に実装することができる。

基板２１７上に、図１４の一次側回路６０と同様の一次側回路が設けられており、制御部ＣＴＬ３は、基板２１７上の一次側回路と送電部２１６を用いて電池保持部２１２上の二次電池２_Aを充電する。二次電池２_Aの充電が完了したと判断すると、制御部ＣＴＬ３は、弁２１５を一時的に開けることにより、充電済みの二次電池２_Aを電池保持部２１２から収容部２１３へと送る。

磁気シールド２１８は、送電部２１６（送電部２１６内の一次側コイル）から発生した磁束が収容部２１３内の二次電池２_Aに向かうのを遮蔽する磁気シールドであり、送電部２１６と収容部２１３との間に設けられた磁性材料（強磁性体）より形成される。また、基板２１７は、磁気シールド２１８と収容部２１３との間に配置されている。磁気シールド２１８によって、収容部２１３に収容された充電済みの二次電池２_A内の二次側コイル５３に、送電部２１６の発生磁束が鎖交することが抑制される。また、磁気シールド２１８を基板２１７と送電部２１６との間に設けることで、基板２１７上に流れる電流に送電部２１６からの磁束が鎖交することが防止される。

単四型用の二次電池の充電機構は、単三型用のそれと同様である。即ち、充電池ストッカ２０１において、電池投入口２３１の直下には、水平面に対して傾斜した板状部材であるスロープ２３４が設けられており、電池投入口２３１から投入された二次電池２_Bは弁２３５と接するまで、或いは、既に弁２３５と接触している他の二次電池２_Bと接触するまで、重力によりスロープ２３４上を転がり落ちる。図２７（ｂ）に示す如く弁２３５が開いている状態においては、電池保持部２３２における二次電池２_Bが重力により落下して電池保持部２３２の下方に位置する収容部２３３に移動するが、図２６に示す如く弁２３５が閉じている状態においては、この移動は生じない。通常、弁２３５は閉じている。電池保持部２３２は、上面２５０とスロープ２３４と弁２３５と主筐体２１０の内壁とで囲まれた空間であり、電池投入口２３１より投入された未充電の二次電池２_Bを収容する前段収容部としての機能も有する。

充電池ストッカ２０１内に設けられたモータ２３９の発生トルクを、回転軸２４０、ギア２４１、ギア２４２及び回転軸２５２を介して弁２３５に伝えることにより、弁２３５の開閉が実現される（図２８も参照）。

スロープ２３４の下方に、図９（ａ）に示す送電部２３と同様の送電部２３６が設けられている。この際、第１実施形態と同様に、送電部２３６と電池保持部２３２に保持されている各二次電池２_Bとの間で上述の第１及び第２配置条件が満たされるように、送電部２３６の配置位置が決定される。送電部２３６における一次側コア４１の端部（一次側コイル４２が存在していない部分）が、止め具を用いてスロープ２３４の下面に固定される。該止め具は、非磁性材料である樹脂等から形成される。

基板２３７上に、図１４の一次側回路６０と同様の一次側回路が設けられており、制御部ＣＴＬ３は、基板２３７上の一次側回路と送電部２３６を用いて電池保持部２３２上の二次電池２_Bを充電する。二次電池２_Bの充電が完了したと判断すると、制御部ＣＴＬ３は、弁２３５を一時的に開けることにより、充電済みの二次電池２_Bを電池保持部２３２から収容部２３３へと送る。

磁気シールド２３８は、送電部２３６（送電部２３６内の一次側コイル）から発生した磁束が収容部２３３内の二次電池２_Bに向かうのを遮蔽する磁気シールドであり、送電部２３６と収容部２３３との間に設けられた磁性材料（強磁性体）より形成される。また、基板２３７は、磁気シールド２３８と収容部２３３との間に配置されている。磁気シールド２３８によって、収容部２３３に収容された充電済みの二次電池２_B内の二次側コイル５３に、送電部２３６の発生磁束が鎖交することが抑制される。また、磁気シールド２３８を基板２３７と送電部２３６との間に設けることで、基板２３７上に流れる電流に送電部２３６からの磁束が鎖交することが防止される。

制御部ＣＴＬ３は、第１実施形態に係る制御部ＣＴＬ１と同様の機能を備えている。従って、制御部ＣＴＬ３は、間欠的に基板２１７上の一次側回路を駆動して、その時の該一次側回路への入力電流値に基づき電池有無検出を行うことができる。即ち、基板２１７上の一次側回路への入力電流値に基づき、電池保持部２１２に二次電池２_Aが存在しているか否かを判断することができる。この判断の方法は、第１実施形態で述べた電池有無検出の方法と同様である。制御部ＣＴＬ３は、電池保持部２１２に二次電池２_Aが存在していないと判断した場合、基板２１７上の一次側回路の駆動を停止する一方、電池保持部２１２に二次電池２_Aが存在していると判断した場合、基板２１７上の一次側回路の駆動による二次電池２_Aの充電を開始し、一定時間の経過後、その充電が完了したと判断して弁２１５を一時的に開放する。単四型用の充電動作も同様である。即ち、制御部ＣＴＬ３は、間欠的に基板２３７上の一次側回路を駆動して、その時の該一次側回路への入力電流値に基づき、電池保持部２３２に二次電池２_Bが存在しているか否かを判断することができる。そして、電池保持部２３２に二次電池２_Bが存在していないと判断した場合、基板２３７上の一次側回路の駆動を停止する一方、電池保持部２３２に二次電池２_Bが存在していると判断した場合、基板２３７上の一次側回路の駆動による二次電池２_Bの充電を開始し、一定時間の経過後、その充電が完了したと判断して弁２３５を一時的に開放する。

制御部ＣＴＬ３は、単三型用の二次電池２_Aに対する充電条件と単四型用の二次電池２_Bに対する充電条件とを異ならせることができる。前者と後者を異ならせる方法として、第１実施形態で述べた方法を利用可能である。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、単純な機構で複数種類の二次電池を種類ごとに分けて充電及び保管することができ、種類ごとに分けた保管によってユーザの便宜が図られる。

尚、上述の例では、電池保持部２１２の下方に設けられた送電部２１６を用いて二次電池２_Aを非接触にて充電しているが、送電部２１６の代わりに第１実施形態で述べた渦巻状コイルを、渦巻状コイルの中心軸と電池保持部２１２内の二次電池２_Aの中心軸とが一致するように配置しておき、その渦巻状コイルに励磁電流を供給することによって電池保持部２１２内の二次電池２_Aを非接触充電するようにしてもよい。二次電池２_Bについても同様である。或いは、第２実施形態で述べた機構を充電池ストッカ２０１に設けておくことにより、接触式にて電池保持部２１２内の単三型の二次電池（例えば、第２実施形態で述べた単三型の二次電池１０２）及び電池保持部２３２内の単四型の二次電池（例えば、第２実施形態で述べた単四型の二次電池１０２）を充電するようにしてもよい。

＜＜第４実施形態＞＞
本発明の第４実施形態を説明する。一次側機器とも言うべき、第４実施形態に係る充電池ストッカを符号３０１によって表す。図２９は、充電池ストッカ３０１内に複数の二次電池２が収容されている時における充電池ストッカ３０１の内部構成図である。充電池ストッカ３０１は、非接触充電に対応している二次電池２（図１１参照）を充電可能である。図２９において、図面の上から下へ向かう方向が重力の働く方向に一致している（後述の図３０〜図３３についても同様）。尚、図２９等において、符号３４１が付された破線円は、モータ３４０によって回転駆動されるギアを表しており、符号３４３〜３４５が付された破線円は、モータ３４２によって回転駆動されるギアを表している。ギア３４１及び３４３〜３４５の回転軸は、図２９の紙面に対して直交している。

充電池ストッカ３０１は、内部に空洞を有する概ね箱状（直方体形状）の主筐体３１０を備え、主筐体３１０内に、未充電の二次電池２を収容するための前段収容部３１１と、前段収容部３１１から送られてきた未充電の二次電池２を必要に応じて移動させつつ保持する電池保持部としてのコンベア３１２を有し且つ該保持した二次電池２の充電を行う充電部と、該充電部にて充電された二次電池２_Aを収容するための後段収容部３１３及び該充電部にて充電された二次電池２_Bを収容するための後段収容部３１４と、が設けられている。主筐体３１０の上面には、二次電池２_A又は二次電池２_Bを投入するための開口部である電池投入口３１５が設けられている。尚、図２９は、主筐体３１０の一側面を除去した時に観測される、充電池ストッカ３０１の内部構成図である（後述の図３０及び図３１についても同様）。但し、この一側面は、鉛直面と平行であって且つ充電池ストッカ３０１内の二次電池２の中心軸に直交する側面であるとする。

収容部３１３と収容部３１４は仕切り板３５１にて区分けされており、充電済みの二次電池２_Aと二次電池２_Bが混ざらないようになっている。尚、主筐体３１０から収容部３１３及び３１４を引き出すことが可能となっており、ユーザは、収容部３１３及び３１４を引き出すことによって収容部３１３及び３１４内における充電済みの二次電池２_A及び２_Bを取り出すことができる。

図３０において、符号３１１が付された破線領域内が、充電池ストッカ３０１の前段収容部を表している。前段収容部３１１は、電池投入口３１５の下方に位置する複数の二次電池２を収容可能な空間である。電池投入口３１５の直下には、水平面に対して傾斜した板状部材であるスロープ３１６が設けられており、電池投入口３１５から投入された二次電池２は重力によりスロープ３１６上を転がり落ちてコンベア３１２へと送られる。前段収容部３１１としての空間は、電池投入口３１５から投入された二次電池２がコンベア３１２に至るまでに通過する空間を含む。

コンベア３１２は、２つの二次電池２をコンベア３１２上の互いに異なる位置にて同時に保持することができる。便宜上、１つの二次電池２が保持されるべきコンベア３１２上の一方の位置を第１保持位置と呼ぶと共に、１つの二次電池２が保持されるべきコンベア３１２上の他方の位置を第２保持位置と呼ぶ。図２９は、第１保持位置に二次電池２_Aが保持され且つ第２保持位置に二次電池２_Bが保持されている状態が示されている。

前段収容部３１１内及びコンベア３１２上に二次電池２が存在していない状態において電池投入口３１５に第１及び第２の二次電池２が投入されると、投入された第１及び第２の二次電池２は重力によりスロープ３１６上を転がり落ちて１つずつコンベア３１２上に送られ、コンベア３１２は、第１及び第２の二次電池２をそれぞれ第１及び第２保持位置へと移動させた後で停止する。即ち、第１及び第２の二次電池２の位置が第１及び第２保持位置にて固定され、この状態で、第１保持位置の上方に固定された送電部３１７及び第２保持位置の上方に固定された送電部３１８を用いて第１及び第２の二次電池２に対する非接触充電が行われる。

送電部３１７及び３１８の夫々は、第１実施形態に係る送電部２３と同様のものである（図９（ａ）参照）。第１実施形態と同様に、送電部３１７と第１保持位置に配置された二次電池２との間で上述の第１及び第２配置条件が満たされるように、且つ、送電部３１８と第２保持位置に配置された二次電池２との間で上述の第１及び第２配置条件が満たされるように、送電部３１７及び３１８の配置位置が決定される。

第１及び第２保持位置の夫々に二次電池２が配置されている状態において、コンベア３１２を駆動すると、第１及び第２保持位置に配置されていた二次電池２は順次重力によりコンベア３１２から落下して後段収容部３１３又は３１４に移動する。この際、各保持位置に配置されていた二次電池２は、図２９に示す如く弁３１９が開いているならば後段収容部３１３へと落下し、図３１に示す如く弁３１９が閉じているならば弁３１９の表面を経由して後段収容部３１４へと落下する。モータ３４２の発生トルクを、ギア３４３、３４４及び３４５を介して弁３１９に伝えることにより、弁３１９の開閉が実現される。

図２９は、弁３１９が開いている状態における充電池ストッカ３０１の内部構成図であり、図３１は、弁３１９が閉じている状態における充電池ストッカ３０１の内部構成図である。尚、図３１は、図２９におけるコンベア３１２上の二次電池２_A及び二次電池２_Bの内、二次電池２_Aのみがコンベア３１２の駆動によりコンベア３１２の下方に落下した状態を表している。

充電池ストッカ３０１に設けられた制御部を符号ＣＴＬ４によって参照する。制御部ＣＴＬ４は、第１実施形態に係る制御部ＣＴＬ１と同様の機能を備えていると共に、弁３１９の開閉制御、コンベア３１２の駆動制御及びコンベア３１２上の二次電池２の充電制御を含む、充電池ストッカ３０１内の各種制御を実行する。制御部ＣＴＬ４を担う回路を基板３１９に実装することができる。本例において、基板３１９は、主筐体３１０の上面の下側に固定されている。

基板３１９上に、図１４の一次側回路６０と同様の一次側回路が２つ分設けられている。基板３１９上に設けられた２つの一次側回路は、送電部３１７用の一次側回路と送電部３１８用の一次側回路である。制御部ＣＴＬ４は、送電部３１７用の一次側回路と送電部３１７を用いて第１保持位置における二次電池２を非接触にて充電し、送電部３１８用の一次側回路と送電部３１８を用いて第２保持位置における二次電池２を非接触にて充電する。

制御部ＣＴＬ４は、前段収容部３１１内の二次電池２を第１又は第２保持位置に配置させるべく、コンベア３１２を駆動させる。本実施形態では、第１及び第２保持位置の夫々における二次電池２が、充電対象電池である。

制御部ＣＴＬ４は、送電部３１７及び３１８用の一次側回路を駆動した状態における該一次側回路への入力電流値に基づき、充電対象電池の有無を判断する（即ち、第１及び／又は第２保持位置に二次電池２が存在しているか否かを判断する）。この判断の方法は、第１実施形態で述べた電池有無検出の方法と同様である。第１及び第２保持位置の何れにも充電対象電池が存在していないと判断した場合は、充電対象電池の存在が確認されるまで、充電対象電池の有無判断が繰り返し実行される。

一方、第１及び第２保持位置の何れか一方に又は双方に充電対象電池が存在していると判断した場合、コンベア３１２の駆動を停止して非接触充電を開始する。即ち、
第１保持位置にのみ充電対象電池が存在していると判断した場合は、その充電対象電池の位置を第１保持位置に固定した状態で、送電部３１７用の一次側回路のみの駆動による、第１保持位置における充電対象電池の非接触充電を行い、
第２保持位置にのみ充電対象電池が存在していると判断した場合は、その充電対象電池の位置を第２保持位置に固定した状態で、送電部３１８用の一次側回路のみの駆動による、第２保持位置における充電対象電池の非接触充電を行い、
第１及び第２保持位置に第１及び第２充電対象電池が存在していると判断した場合は、第１及び第２充電対象電池の位置を第１及び第２保持位置に固定した状態で、送電部３１７及び３１８用の一次側回路の駆動による、第１及び第２保持位置における第１及び第２充電対象電池の非接触充電を行う。

非充電充電の開始後、一定時間が経過すると、充電対象電池の充電が完了したと判断してコンベア３１２の駆動を再開し、コンベア３１２上の充電対象電池を後段収容部３１３又は３１４に移動させる。制御部ＣＴＬ４は、電池種類判別によって各充電対象電池の種類を判別することができる。電池種類判別の方法として、第１実施形態で述べた方法を利用可能である。即ち例えば、送電部３１７用の一次側回路を駆動した状態における該一次側回路への入力電流値に基づき、第１保持位置における充電対象電池の種類を判別することができる（第２保持位置の充電対象電池に対する電池種類判別も同様）。

制御部ＣＴＬ４は、電池種類判別の結果に基づき、単三型の二次電池２_Aが後段収容部３１３に送られ且つ単四型の二次電池２_Bが後段収容部３１４に送られるように、弁３１９の開閉を制御する。充電済みの二次電池２を後段収容部３１３又は３１４に送るべくコンベア３１２を駆動した際、前段収容部３１１に他の二次電池２が存在していたならば、該他の二次電池２が新たに充電対象電池としてコンベア３１２上に送られ、上述の動作が繰り返される。

尚、第１実施形態で述べたように、電池種類判別の結果に基づいて充電条件を制御するようにしてもよい。即ち、電池種類判別の結果に基づき、第１保持位置における充電対象電池が単三型の二次電池２_Aであると判断した場合は、第１保持位置における充電対象電池に対して単三型用の充電条件を採用した上で該充電対象電池に対する充電を行う一方、第１保持位置における充電対象電池が単四型の二次電池２_Bであると判断した場合は、第１保持位置における充電対象電池に対して単四型用の充電条件を採用した上で該充電対象電池に対する充電を行うようにしてもよい。第２保持位置における充電対象電池についても同様である。単三型用及び単四型用の充電条件は、第１実施形態で述べた通りである。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、複数種類の二次電池を混ぜて投入しても、種類ごとに分けた状態で充電済みの二次電池が保管されるため、ユーザの便宜が図られる。

尚、上述の例では、送電部３１７及び３１８がコンベア３１２の上方に配置されているが、図３２に示す如く、送電部３１７及び３１８をコンベア３１２の内部に配置するようにしても構わない。送電部３１７及び３１８をコンベア３１２の内部に配置すれば、一次側コイルと充電対象電池との間隔が狭まって充電効率が向上する。但し、この場合、送電部３１７及び３１８と後段収容部３１３及び３１４との間の間隔が狭まるため、送電部３１７及び３１８と後段収容部３１３及び３１４との間に必要に応じて磁気シールドを設けると良い。コンベア３１２の内部に配置されるべき送電部３１７の一次側コアは、自身の端部（図３２の紙面直交方向における端部）を主筐体３１０の内壁に差し込むことによって固定される、或いは、自身の端部を非磁性材料から成る止め具を用いて主筐体３１０に接合することで固定される。コンベア３１２の内部に配置されるべき送電部３１８の一次側コアについても同様である。

また、一次側回路への入力電流値に基づいて電池種類判別を行う例を上述したが、二次電池２の特性によっては、該入力電流値から電池種類判別を行うことが困難な場合もある。このような場合、二次電池２の大きさの相違に基づいて電池種類判別を行うようにしてもよい。例えば、図３３に示す如く、第１保持位置に配置された充電対象電池が単三型の二次電池２である場合に該単三型の二次電池２の外周と接触してオンとなり、第１保持位置に配置された充電対象電池が単四型の二次電池２である場合にオフとなる接触式センサ３７０を、第１保持位置の上方に配置しておき、接触式センサ３７０のオン又はオフの状態から電池種類判別を行うようにしてもよい（第２保持位置に配置された充電対象電池についても同様）。尚、図３３の破線円２_A’及び２_B’は、夫々、第１保持位置に配置されるべき単三型及び単四型の二次電池２の外周円を表している。

また、送電部３１７の代わりに第１実施形態で述べた渦巻状コイルを、渦巻状コイルの中心軸と第１保持位置における充電対象電池の中心軸とが一致するように配置しておき、その渦巻状コイルに励磁電流を供給することによって第１保持位置における充電対象電池を非接触充電するようにしてもよい。送電部３１８及び第２保持位置における充電対象電池についても同様である。或いは、第２実施形態で述べた機構を充電池ストッカ３０１に設けておくことにより、接触式にて充電対象電池（例えば、第２実施形態で述べた二次電池１０２）を充電するようにしてもよい。

＜＜第５実施形態＞＞
本発明の第５実施形態を説明する。一次側機器とも言うべき、第５実施形態に係る充電池ストッカを符号４０１によって表す。図３４は、充電池ストッカ４０１内に複数の二次電池２が収容されている時における充電池ストッカ４０１の内部構成図である。充電池ストッカ４０１は、非接触充電に対応している二次電池２（図１１参照）を充電可能である。図３４において、図面の上から下へ向かう方向が重力の働く方向に一致している（後述の図３５、図３７、図３８及び図３９（ａ）〜（ｄ）についても同様）。充電池ストッカ４０１は、内部に空洞を有する概ね箱状（直方体形状）の主筐体４１０を備えている。図３４は、充電池ストッカ４０１の主筐体４１０の一側面を除去した時に観測される、充電池ストッカ４０１の内部構成図である。但し、この一側面は、鉛直面と平行であって且つ充電池ストッカ４０１内の二次電池２の中心軸に直交する側面であるとする。

図３５は、図３４の内部構成図に、２つの前段収容部及び２つの電池保持部を図示するための破線を追加した図である。図３５において、符号４１１が付された破線領域内が充電池ストッカ４０１における単三型用の前段収容部を表しており、符号４３１が付された破線領域内が充電池ストッカ４０１における単四型用の前段収容部を表しており、符号４１２が付された破線領域内が充電池ストッカ４０１における単三型用の電池保持部を表しており、符号４３２が付された破線領域内が充電池ストッカ４０１における単四型用の電池保持部を表している。但し、これらの破線領域の外形は、前段収容部４１１及び４３１の外形並びに電池保持部４１２及び４３２の外形を概略的に表すものである。従って、例えば、破線領域４１１及び４３１外にも未充電の二次電池２は収容されうる。

図３４及び図３５を参照して、充電池ストッカ４０１の主筐体４１０内には、未充電の二次電池２_Aを収容するための前段収容部４１１と、前段収容部４１１から送られてきた未充電の二次電池２_Aを保持する電池保持部４１２を含み且つ該保持した二次電池２_Aの充電を行う単三型用の充電部と、該単三型用の充電部にて充電された二次電池２_Aを収容するための単三型用の後段収容部４１３と、未充電の二次電池２_Bを収容するための前段収容部４３１と、前段収容部４３１から送られてきた未充電の二次電池２_Bを保持する電池保持部４３２を含み且つ該保持した二次電池２_Bの充電を行う単四型用の充電部と、該単四型用の充電部にて充電された二次電池２_Bを収容するための単四型用の後段収容部４３３と、が設けられている。

後段収容部４１３と後段収容部４３３は仕切り板４５１にて区分けされており、充電済みの二次電池２_Aと二次電池２_Bが混ざらないようになっている。尚、主筐体４１０から後段収容部４１３及び４３３を引き出すことが可能となっており、ユーザは、後段収容部４１３及び４３３を引き出すことによって後段収容部４１３及び４３３内における充電済みの二次電池２_A及び２_Bを取り出すことができる。

主筐体４１０の上面に二次電池２を投入するための開口部である電池投入口４５２が設けられており、主筐体４１０の内部であって且つ電池投入口４５２の直下に、コンベア４５３が設置されている。図３６は、コンベア４５３の外観斜視図である。コンベア４５３は、コンベア４５３上の物体をコンベア４５３に隣接して配置されたスロープ４１５に運ぶ。但し、コンベア４５３には、二次電池２_Bを通すが二次電池２_Aを通さない複数の穴が設けられている。

従って、図３７に示す如く、電池投入口４５２に投入された単三型の二次電池である二次電池２_Aは、コンベア４５３によってスロープ４１５上に運ばれる一方、電池投入口４５２に投入された単四型の二次電池である二次電池２_Bは、重力によりコンベア４５３の穴を経由してコンベア４５３の下方に位置するスロープ４３５（図３４参照）へと落下する。

スロープ４１５は水平面に対して傾斜した面であるため、スロープ４１５上に運ばれた二次電池２_Aは、重力によりスロープ４１５上を転がり落ちて、概ねＳの字状の前段収容部４１１に向かって移動する。この移動は、移動対象である二次電池２_Aが、既に前段収容部４１１又は電池保持部４１２内に位置している他の二次電池２_Aと接触するまで、或いは、入口弁４１６と接触するまで継続する。前段収容部４１１及び電池保持部４１２に二次電池２_Aが存在していない場合において、スロープ４１５上に二次電池２_Aが運ばれた場合、その二次電池２_Aは、重力によりスロープ４１５上を転がり落ちた後、更に、スロープ４１５の下方に設置された面であって且つ水平面に対して傾斜した面であるスロープ４１８上を転がり落ちて入口弁４１６と接触した状態で停止する。

図３５に示される電池保持部４１２は、スロープ４１８上に設けられた、最大２つの二次電池２_Aを保持可能な空間であり、その空間は、入口弁４１６によって２つの空間に分割される。分割によって得られた２つの空間の内、入口弁４１６より上方に位置する空間を特に入口側空間と呼び、入口弁４１６より下方に位置する空間を特に出口側空間と呼ぶ。電池保持部４１２における出口側空間は、入口弁４１６と入口弁４１６の斜め下方に位置する出口弁４１７とに挟まれた空間である。電池保持部４１２において、入口側空間と出口側空間に１つずつの二次電池２_Aを保持することが可能である。

電池保持部４１２において、入口弁４１６が開いている状態においては、入口側空間から出口側空間への二次電池２_Aの移動が許可され、入口弁４１６が閉じている状態においては、該移動は禁止される。電池保持部４１２において、出口弁４１７が開いている状態においては、出口側空間から出口側空間の下方への二次電池２_Aの移動が許可され、出口弁４１７が閉じている状態においては、該移動は禁止される。出口弁４１７が開いている時、出口側空間における二次電池２_Aは、重力に従い、スロープ４１８の下端と主筐体４１０の内壁との間に設けられた隙間を通って後段収容部４１３へと落下する。

スロープ４１８の下方に、図９（ａ）に示す送電部２３と同様の送電部４１９が設けられている。この際、第１実施形態と同様に、送電部４１９と電池保持部４１２に保持されている各二次電池２_Aとの間で上述の第１及び第２配置条件が満たされるように、送電部４１９の配置位置が決定される。

前段収容部４１１に未充電の二次電池２_Aが多く溜まり過ぎると、コンベア４５３の駆動に支障をきたす可能性がある。このため、スロープ４１５の下端に二次電池２_Aとの接触を検出する接触式センサ４２０を設けておき、接触式センサ４２０と二次電池２_Aとの接触が継続的に検出された場合、二次電池２_Aの投入数が多すぎることをユーザに報知する。

単四型用の二次電池の充電機構は、単三型用のそれと同様である。即ち、充電池ストッカ４０１において、コンベア４５３の直下には、水平面に対して傾斜した面であるスロープ４３５が設けられており、コンベア４５３の穴を介してスロープ４３５上に運ばれた二次電池２_Bは、重力によりスロープ４３５上を転がり落ちて、概ねコの字状の前段収容部４３１に向かって移動する。この移動は、移動対象である二次電池２_Bが、既に前段収容部４３１又は電池保持部４３２内に位置している他の二次電池２_Bと接触するまで、或いは、入口弁４３６と接触するまで継続する。前段収容部４３１及び電池保持部４３２に二次電池２_Bが存在していない場合において、スロープ４３５上に二次電池２_Bが運ばれた場合、その二次電池２_Bは、重力によりスロープ４３５上を転がり落ちた後、更に、スロープ４３５の下方に設置された面であって且つ水平面に対して傾斜した面であるスロープ４３８上を転がり落ちて入口弁４３６と接触した状態で停止する。

図３５に示される電池保持部４３２は、スロープ４３８上に設けられた、最大３つの二次電池２_Aを保持可能な空間であり、その空間は、入口弁４３６によって２つの空間に分割される。分割によって得られた２つの空間の内、入口弁４３６より上方に位置する空間を特に入口側空間と呼び、入口弁４３６より下方に位置する空間を特に出口側空間と呼ぶ。電池保持部４３２における出口側空間は、入口弁４３６と入口弁４３６の斜め下方に位置する出口弁４３７とに挟まれた空間である。電池保持部４３２において、入口側空間に２つの二次電池２_Bを保持することが可能であり、出口側空間に１つの二次電池２_Bを保持することが可能である。

電池保持部４３２において、入口弁４３６が開いている状態においては、入口側空間から出口側空間への二次電池２_Bの移動が許可され、入口弁４３６が閉じている状態においては、該移動は禁止される。電池保持部４３２において、出口弁４３７が開いている状態においては、出口側空間から出口側空間の下方への二次電池２_Bの移動が許可され、出口弁４３７が閉じている状態においては、該移動は禁止される。出口弁４３７が開いている時、出口側空間における二次電池２_Bは、重力に従い、スロープ４３８の下端と主筐体４１０の内壁との間に設けられた隙間を通って後段収容部４３３へと落下する。

スロープ４３８の下方に、図９（ａ）に示す送電部２３と同様の送電部４３９が設けられている。この際、第１実施形態と同様に、送電部４３９と電池保持部４３２に保持されている各二次電池２_Bとの間で上述の第１及び第２配置条件が満たされるように、送電部４３９の配置位置が決定される。

前段収容部４３１に未充電の二次電池２_Bが多く溜まり過ぎると、コンベア４５３の駆動に支障をきたす可能性がある。このため、スロープ４３５の下端に二次電池２_Bとの接触を検出する接触式センサ４４０を設けておき、接触式センサ４４０と二次電池２_Bとの接触が継続的に検出された場合、二次電池２_Bの投入数が多すぎることをユーザに報知する。

充電池ストッカ４０１に設けられた制御部を符号ＣＴＬ５によって参照する。制御部ＣＴＬ５は、弁４１６、４１７、４３６及び４３７の開閉制御、コンベア４５３の駆動制御並びに電池保持部４１２及び４３２内の二次電池２の充電制御を含む、充電池ストッカ４０１内の各種制御を実行する。制御部ＣＴＬ５を担う回路は、例えば磁気シールド４５４と後段収容部４１３及び４３３との間に配置された図示されない基板上に実装され、該基板上に、図１４の一次側回路６０と同様の一次側回路が２つ分設けられている。この２つの一次側回路は、送電部４１９用の一次側回路と送電部４３９用の一次側回路である。制御部ＣＴＬ５は、送電部４１９用の一次側回路と送電部４１９を用いて、充電対象電池としての電池保持部４１２における各二次電池２_Aを非接触にて充電し、送電部４３９用の一次側回路と送電部４３９を用いて、充電対象電池としての電池保持部４３２における各二次電池２_Bを非接触にて充電する。

磁気シールド４５４は、送電部４１９及び４３９（送電部４１９及び４３９内の一次側コイル）から発生した磁束が後段収容部４１３及び４３３内の二次電池２_A及び２_Bに向かうのを遮蔽する磁気シールドであり、送電部４１９及び４３９と後段収容部４１３及び４３３との間に設けられた磁性材料（強磁性体）より形成される。磁気シールド４５４によって、後段収容部４１３及び４３３に収容された充電済みの二次電池２_A及び２_B内の二次側コイル５３に、送電部４１９及び４３９の発生磁束が鎖交することが抑制される。

尚、各弁４１６、４１７、４３６及び４３７の開閉動作は、充電池ストッカ４０１に設けられたモータ及びギアを用いて実現される。例として、図３８に、入口弁４３６近傍の拡大構成図を示す。充電池ストッカ４０１において、入口弁４３６の下方側面にはギア４６０の歯と噛み合う歯が形成されており、図示されないモータの発生トルクにてギア４６０を回転させることにより入口弁４３６の開閉が実現される。弁４１７、４３６及び４３７についても同様である。

図３９（ａ）〜（ｄ）を参照して、二次電池２_Bの充電動作の流れを説明する。通常、入口弁４３６及び出口弁４３７は閉じられており、前段収容部４３１及び電池保持部４３２の何れにも二次電池２_Bが存在していない初期状態においても入口弁４３６及び出口弁４３７は閉じられている。この初期状態を起点として、電池投入口４５２より二次電池２_Bを投入すると、二次電池２_Bはコンベア４５３の穴及びスロープ４３５を経由して前段収容部４３１内を転がり落ち、入口弁４３６によりせき止められて静止する。図３９（ａ）は、３つの二次電池２_Bが入口弁４３６によりせき止められている時における、電池位置状態を示している。図３９（ａ）の状態においては、２つの二次電池２_Bが電池保持部４３２（図３５参照）の入口側空間に配置されている。

制御部ＣＴＬ５は、第１実施形態で述べた電池有無検出の方法を利用して、送電部４３９用の一次側回路への入力電流値に基づき電池保持部４３２内に１つ以上の二次電池２_Bが存在していることを検知すると、入口弁４３６を一時的に開け（図３９（ｂ）参照）、電池保持部４３２の入口側空間に位置していた二次電池２_Bが電池保持部４３２の出口側空間へと転がり落ちるのに十分な時間が経過した後、入口弁４３６を閉じる（図３９（ｃ）参照）。この状態においては、２つの二次電池２_Bが電池保持部４３２の入口側空間に配置されていると共に１つの二次電池２_Bが電池保持部４３２の出口側空間に配置されている。

この後、制御部ＣＴＬ５は、電池保持部４３２に保持されている各二次電池２_Bの充電を開始する。今の例では、電池保持部４３２にて保持されている３つの二次電池２_Bが同時に充電開始される。尚、電池保持部４３２にて同時に保持及び充電可能な二次電池２_Bの個数が３以外となるように、充電池ストッカ４０１を変形しても構わない。

制御部ＣＴＬ５は、電池保持部４３２の出口側空間にて保持されている二次電池２_Bの充電が完了したと判断すると、入口弁４３６を閉じた状態で出口弁４３７を開く（図３９（ｄ）参照）。これにより、電池保持部４３２の出口側空間に保持されていた充電済みの二次電池２_Bが後段収容部４３３へと転がり落ちる。出口弁４３７を開いた後、電池保持部４３２の出口側空間に保持されていた二次電池２_Bが後段収容部４３３へと転がり落ちるのに十分な時間が経過すると、出口弁４３７を閉じる。以後、電池保持部４３２の入口側空間に二次電池２_Bが残存していることが検知されれば上述の動作を繰り返し、電池保持部４３２の入口側空間に二次電池２_Bが残存していることが検知されなければ上記初期状態に戻って新たな二次電池２_Bの投入を待機する。

制御部ＣＴＬ５は、第１実施形態と同様、充電対象電池に対して行われた充電の時間長さに基づいて、充電対象電池の充電が完了したか否かを判断する。即ち、充電対象電池に対する充電の開始後、所定の充電満了時間（例えば６００分）が経過した時点で、充電対象電池の充電が完了したと判断する。図３９（ａ）〜（ｄ）に対応する例では、３つの充電対象電池としての３つの二次電池２_Bに対する充電が同時に開始されているため、該３つの二次電池２_Bに対する充電の開始後、所定の充電満了時間が経過した時点で、該３つの二次電池２_Bの充電が完了したと判断して、入口弁４３６及び出口弁４３７の開閉動作により該３つの二次電池２_Bを略同時に後段収容部４３３へ送る。

但し、複数の二次電池２_Bが相応の時間間隔をおいて充電池ストッカ４０１に投入された場合、その複数の二次電池２_Bに対する充電は同時に開始されない。このような場合においても、夫々の二次電池２_Bに対する充電の完了を検知すべく、制御部ＣＴＬ５に本数判別処理を実行させるとよい。

図４０を参照しつつ、本数判別処理を説明する。図４０は、送電部４３９用の一次側回路に対する駆動周波数を所定周波数ｆ₀に固定した場合における、電池保持部４３２に保持されている二次電池２_Bの本数と送電部４３９用の一次側回路への入力電流値との関係を示している。駆動周波数がｆ₀である場合において、上記本数を０本から１本に増大させると入力電流値はＩ₀からＩ₁へと増大し、更に、上記本数を１本から２本に増大させると入力電流値はＩ₁からＩ₂へと増大し、更に、上記本数を２本から３本に増大させると入力電流値はＩ₂からＩ₃へと増大する（当然、Ｉ₀＜Ｉ₁＜Ｉ₂＜Ｉ₃）。電池保持部４３２に保持されている二次電池２_Bの磁気フィルム５２及び二次側コイル５３を含む受電部と送電部４３９とから成る磁気回路をトランスとみなすことができるが、上記本数の増大は上記トランスの二次側負荷の増大に相当するからである。

上記本数と入力電流値との関係を予め調べておけば、入力電流値に基づいて充電対象電池の本数を検出することができる。具体的には例えば、不等式「Ｉ₀＜Ｉ_THA＜Ｉ₁＜Ｉ_THB＜Ｉ₂＜Ｉ_THC＜Ｉ₃」を満たす基準電流値Ｉ_THA、Ｉ_THB及びＩ_THCを予め実験等を介して設定しておき、送電部４３９用の一次側回路に対する駆動周波数を周波数ｆ₀にした上で、送電部４３９用の一次側回路への入力電流値Ｉ_INと基準電流値Ｉ_THA、Ｉ_THB及びＩ_THCを比較すればよい。不等式「Ｉ_IN＜Ｉ_THA」、「Ｉ_THA≦Ｉ_IN＜Ｉ_THB」、「Ｉ_THB≦Ｉ_IN＜Ｉ_THC」、「Ｉ_THC≦Ｉ_IN」が成立する場合において、電池保持部４３２に保持されている二次電池２_Bの本数は、夫々、０本、１本、２本、３本であると検出することができる。

今、送電部４３９を用いて充電されるべき３本の二次電池２_Bを第１〜第３の二次電池２_Bと呼び、前段収容部４３１及び電池保持部４３２の何れにも二次電池２_Bが存在していない初期状態を起点として、第１の二次電池２_B、第２の二次電池２_B、第３の二次電池２_Bが、この順番で電池投入口４５２に投入された場合を考える。但し、第１の二次電池２_Bの充電中に第２及び第３の二次電池２_Bが電池投入口４５２に投入されるものとする。また、送電部４３９用の一次側回路に対する駆動周波数が周波数ｆ₀に固定されているものとする。

送電部４３９用の一次側回路への入力電流値Ｉ_INと基準電流値Ｉ_THA、Ｉ_THB及びＩ_THCとの比較において、第１の二次電池２_Bの投入前では不等式「Ｉ_IN＜Ｉ_THA」が成立しているが、第１の二次電池２_Bが投入されて電池保持部４３２に到達すると第１不等式「Ｉ_THA≦Ｉ_IN＜Ｉ_THB」が成立し、次に第２の二次電池２_Bが投入されて電池保持部４３２に到達すると第２不等式「Ｉ_THB≦Ｉ_IN＜Ｉ_THC」が成立し、更に第３の二次電池２_Bが投入されて電池保持部４３２に到達すると第３不等式「Ｉ_THC≦Ｉ_IN」が成立する。

制御部ＣＴＬ５には、第１〜第３の二次電池２_Bの充電時間を計測するための第１〜第３のタイマが設けられる。制御部ＣＴＬ３は、上記の第１、第２、第３不等式の成立時点を、夫々、第１、第２及び第３の二次電池２_Bの充電開始時点であるとみなし、第１〜第３のタイマを用いて、第１、第２及び第３の二次電池２_Bの充電時間の長さを個別に計測する。そして、第ｉの二次電池２_Bの充電時間が所定の充電満了時間に達した時点で第ｉの二次電池２_Bのみが後段収容部４３３に送られるように、入口弁４３６及び出口弁４３７を駆動制御する（ここで、ｉは１、２又は３）。つまり、複数の二次電池２_Bを同時に充電しながらも、充電中の二次電池２_Bの充電状態を個別に判断して、充電が完了したと判断される二次電池２_Bのみを充電済みの二次電池２_Bとして後段収容部４３３に送る。

図３９（ａ）〜（ｄ）及び図４０を参照して、二次電池２_Bに対する本数判別処理の説明を含む二次電池２_Bの充電動作説明を行ったが、送電部４１９を用いた二次電池２_Aに対する充電動作も同様である。但し、制御部ＣＴＬ５は、二次電池２_Aに対する充電条件と二次電池２_Bに対する充電条件とを異ならせることができる。前者と後者を異ならせる方法として、第１実施形態で述べた方法を利用可能である。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、複数種類の二次電池を混ぜて投入しても、種類ごとに分けた状態で二次電池が充電されて保管されるため、ユーザの便宜が図られる。また、第１の充電対象電池の充電中に第２の充電対象電池が投入された場合、第１及び第２の充電対象電池が同時に充電されるが、仮に、第１及び第２の充電対象電池を同時刻に後段収容部に移動させる制御を行ったならば、第１の充電対象電池に対する充電が過剰となる、或いは、第２の充電対象電池に対する充電が不足する。これを考慮し、本実施形態では、同時に充電されるべき複数の充電対象電池の充電状態を個別に検出して充電が完了したと判断される充電対象電池のみを後段収容部に送る。これにより、各充電対象電池に対して過不足のない充電が可能となる。

尚、上述の例では、電池保持部４１２の下方に設けられた送電部４１９を用いて二次電池２_Aを非接触にて充電しているが、送電部４１９の代わりに第１実施形態で述べた渦巻状コイルを、渦巻状コイルの中心軸と電池保持部４１２内の二次電池２_Aの中心軸とが一致するように配置しておき、その渦巻状コイルに励磁電流を供給することによって電池保持部４１２内の二次電池２_Aを非接触充電するようにしてもよい。二次電池２_Bについても同様である。或いは、第２実施形態で述べた機構を充電池ストッカ４０１に設けておくことにより、接触式にて電池保持部４１２内の単三型の二次電池（例えば、第２実施形態で述べた単三型の二次電池１０２）及び電池保持部４３２内の単四型の二次電池（例えば、第２実施形態で述べた単四型の二次電池１０２）を充電するようにしてもよい。尚、接触式にて充電対象電池としての二次電池を充電する場合は、充電対象電池の両電極と接触すべき２つの充電用電極間の電圧を検出することで、充電対象電池の本数の検出及び充電対象電池の充電の完了検出が可能であるため、上述のようなタイマは不要である。

＜＜第６実施形態＞＞
１つの二次電池を充電する或いは複数の二次電池を同時に充電する充電部が１つしかない充電池ストッカにおいて、単三型の二次電池及び単四型の二次電池を本数に隔たりなく電池投入口に投入しているにも関らず、単三型の二次電池ばかりが先行して充電されたり、単四型の二次電池ばかりが先行して充電されたりすると、ユーザにとって不都合が生じる場合がある。そこで、単三型の二次電池と単四型の二次電池が平等に充電されるような機構を充電池ストッカに設けておくようにしても良い。この技術内容を、第６実施形態として説明する。

例えば、図２９に示される充電池ストッカ３０１を、以下のように変形しても良い。電池投入口３１５と前段収容部３１１との間に分類収容部（不図示）を設けておく。電池投入口３１５に投入された各二次電池は、一旦、分類収容部に収容される。分類収容部は、電池投入口３１５に投入された二次電池２_Aと二次電池２_Bを区別する機能を備える。そして、分類収容部に収容された複数の二次電池の中に二次電池２_Aと二次電池２_Bが混在している場合に、分類収容部は、分類収容部に収容された二次電池２_Aと二次電池２_Bを交互に前段収容部３１１へと送る。これにより、二次電池２_Aと二次電池２_Bが交互にコンベア３１２に送られて、二次電池２_Aと二次電池２_Bが交互に充電される。このような構成を採用することにより、二次電池２_Aを使用したい時に二次電池２_Bしか充電できていないといった事態の発生を回避することができる（逆も同様）。

電池投入口３１５に投入された二次電池２_Aと二次電池２_Bを区別する機能の実現方法は任意である。例えば、二次電池２_Bを通すが二次電池２_Aを通さない穴を電池投入口３１５の直下に設けておき、電池投入口３１５に投入された二次電池２をスロープ等を用いて該穴に導く。そして、該穴を通過しない二次電池（即ち二次電池２_A）を分類収容部内の第１空間に一時的に収容する一方で該穴を通過する二次電池（即ち二次電池２_B）を分類収容部内の第２空間に一時的に収容する。ここで、第１及び第２空間は、充電池ストッカ３０１の主筐体３１０内に設けられた、互いに異なる空間である。その後、第１空間から前段収容部３１１への二次電池２_Aの移動を許可／禁止する弁（不図示）、及び、第２空間から前段収容部３１１への二次電池２_Bの移動を許可／禁止する弁（不図示）を開閉制御することにより、二次電池２_Aと二次電池２_Bを交互に前段収容部３１１へと送ればよい（それらの弁は、分類収容部に設けられる）。

尚、当然ではあるが、分類収容部に収容された二次電池が全て二次電池２_A又は二次電池２_Bである場合は、二次電池２_A又は二次電池２_Bのみが連続的にコンベア３１２に送られて充電される。

＜＜変形等＞＞
上述した説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。上述の実施形態の変形例または注釈事項として、以下に、注釈１及び注釈２を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。

［注釈１］
上述の各実施形態では、二次電池の外形形状が単三型又は単四型の乾電池のそれと同一であることを想定したが、充電池ストッカ内で充電されるべき二次電池の外形形状は、単三型及び単四型以外の汎用の乾電池（例えば、単一型又は単二型の乾電池）のそれと同じであっても良く、更に、汎用の乾電池のそれと異ならせることも可能である。但し、充電池ストッカ内で充電されるべき二次電池の外形形状は、円筒状であるとする。

［注釈２］
例えば、以下のように考えることができる。本発明に係る充電池ストッカ（二次電池収容装置）は、投入部より投入された未充電の二次電池を収容する第１収容部と、第１収容部内又は第１収容部より送られた未充電の二次電池を充電対象電池として保持して、該充電対象電池としての二次電池の充電を行う充電部と、充電部より送られた充電済みの二次電池を収容する第２収容部と、を備えている。

第１収容部は、充電池ストッカ１においては前段収容部１１（図１参照）、充電池ストッカ１０１においては前段収容部１１１（図２０参照）、充電池ストッカ２０１においては電池保持部２１２及び２３２（図２６参照）、充電池ストッカ３０１においては前段収容部３１１（図２９参照）、充電池ストッカ４０１においては前段収容部４１１及び４３１（図３５参照）に対応している。
第２収容部は、充電池ストッカ１においては後段収容部１３（図１参照）、充電池ストッカ１０１においては後段収容部１１３（図２０参照）、充電池ストッカ２０１においては収容部２１３及び２３３（図２６参照）、充電池ストッカ３０１においては後段収容部３１３及び３１４（図２９参照）、充電池ストッカ４０１においては後段収容部４１３及び４３３（図３５参照）に対応している。

充電池ストッカ１における充電部は、電池保持部１２、送電部２３、送電部２３に対する一次側回路６０及び制御部ＣＴＬ１を含む部位である、と考えることができる（図１及び図１４参照）。
充電池ストッカ１０１における充電部は、電池保持部１１２、充電用電極Ｅ_1A〜Ｅ_4A及びＥ_1B〜Ｅ_4B、充電用電極Ｅ_1A〜Ｅ_4A及びＥ_1B〜Ｅ_4Bを充電対象電池の電極に押し付けるための部材（バネ支持板１２１等）、充電回路１６０及び制御部ＣＴＬ２を含む部位である、と考えることができる（図２０、図２２及び図２３参照）。
充電池ストッカ２０１における充電部は、電池保持部２１２及び２３２、送電部２１６及び２３６、送電部２１６及び２３６に対する一次側回路及び制御部ＣＴＬ３を含む部位である、と考えることができる（図２６参照）。
充電池ストッカ３０１における充電部は、電池保持部としての機能をも有するコンベア３１２、送電部３１７及び３１８、送電部３１７及び３１８に対する一次側回路及び制御部ＣＴＬ４を含む部位である、と考えることができる（図２９参照）。
充電池ストッカ４０１における充電部は、電池保持部４１２及び４３２、送電部４１９及び４３９、送電部４１９及び４３９に対する一次側回路及び制御部ＣＴＬ５を含む部位である、と考えることができる（図３５参照）。

１、１０１、２０１、３０１、４０１充電池ストッカ
２、２_A、２_B、１０２二次電池
１０、１１０、２１０、３１０、４１０主筐体
１１、１１１、３１１、４１１、４３１前段収容部
１２、１１２、２１２、２３２、４１２、４３２電池保持部
１３、１１３、３１３、３１４、４１３、４３３後段収容部
２１３、２３３収容部
１４蓋
１５、１１８、２１１、２３１、３１５、４５２電池投入口
２３、２１６、２３６、３１７、３１８、４１９、４３９送電部

Claims

投入部より投入された未充電の二次電池を収容する第１収容部と、
前記第１収容部内又は前記第１収容部より送られた未充電の二次電池を充電対象電池として保持して、該充電対象電池としての二次電池の充電を行う充電部と、
前記充電部より送られた充電済みの二次電池を収容する第２収容部と、を備えた
ことを特徴とする二次電池収容装置。
前記投入部に投入されるべき前記二次電池は、二次側コイル及び該二次側コイルに接続された二次電池本体を有し、前記二次電池本体が充電されることで当該二次電池の充電がなされ、
前記充電部は、一次側コイルを有し、前記一次側コイルを用いて前記充電対象電池としての二次電池内の二次側コイルに誘導起電力を生じさせることで前記充電対象電池としての二次電池内の二次電池本体を非接触で充電する
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池収容装置。
前記第２収容部に収容された二次電池の二次側コイルに前記一次側コイルの発生磁束が鎖交することを抑制するための磁気シールドを、更に備えた
ことを特徴とする請求項２に記載の二次電池収容装置。
前記投入部に投入されるべき前記二次電池として複数種類の二次電池が存在し、
前記充電部は、前記充電対象電池の種類に応じて充電条件を制御する
ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の二次電池収容装置。
前記投入部に投入されるべき前記二次電池として複数種類の二次電池が存在し、
前記充電部は、二次電池の種類ごとに前記充電対象電池の充電を行うための複数の専用充電部を有し、
前記投入部に投入された未充電の二次電池は、種類ごとに分別されて対応する専用充電部に送られ、
前記第２収容部は、二次電池の種類ごとに充電済みの二次電池を収容するための複数の専用収容部を有する
ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の二次電池収容装置。
前記充電部にて複数の未充電の二次電池を複数の充電対象電池として保持して同時に充電することが可能であり、
前記充電部にて複数の充電対象電池を同時に充電する場合において、前記充電部は、充電中の充電対象電池の充電状態を個別に判断して、充電が完了したと判断される充電対象電池のみを充電済みの二次電池として前記第２収容部に送る
ことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載の二次電池収容装置。