JP2011087392A - 電源コネクタを備える携帯式電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のエンジンを駆動せずともシガーソケットと同様の高出力電源を利用可能としてアイドリングストップ運動の促進に寄与し、かつ外部からの多少の衝撃にも耐えられる強固な構造を具備させる。
【解決手段】ケース２と、ケース２内部に収納される充電可能な複数の円筒形電池１と、円筒形電池１を互いに略平行な姿勢で配置した状態で、その上方に配置される回路基板４と、回路基板４に実装される、円筒形電池１の出力電圧を変換して出力可能な電圧変換回路４０と、電圧変換回路４０で調整された出力を外部に出力するための電源コネクタ５と、を備える携帯式電源装置であって、電源コネクタ５が、規格化されたコネクタであり、電源コネクタ５が、金属製の円筒状に構成され、電源コネクタ５が、円筒形電池１と略平行で、かつケース２の端部に配置する。
【選択図】図３

Description

本発明は、携帯可能な電源装置であって、電気機器に電力を供給する電源コネクタを備える携帯式電源装置に関する。

車両の車内に標準的に搭載されているＤＣ１２Ｖ／２４Ｖの車内用電源ソケット、いわゆるシガーソケットに接続して利用可能な電気機器が数多く提供されている。例えばヒータやアンカ、電気毛布、ひざ掛けやヒータマット、シェーバ、インバータ等の電気機器の電源として、シガープラグをシガーソケットに差し込んで利用できる。特に近年の携帯電話やＵＳＢで給電可能な携帯音楽プレーヤ等の省電力で駆動可能な電子機器に比べ、１２Ｖ／２４Ｖもの高い電圧を供給できるため、より高出力の電気機器が利用可能であることから、対応機器も数多く提供されている。

シガーソケットを利用する際は、自動車用鉛蓄電池（鉛バッテリ）を電源として利用しているため、車両のエンジンをＯＦＦした状態で使用し続けるとバッテリが上がってしまう虞がある。このため、たとえ車両を走行しない場合でもシガーソケットを使用する際にはエンジンをかけたままにしておくことが一般に行われていた。

しかしながら、エンジンのアイドリングによって貴重な有限資源であるガソリンを無駄に消費するばかりか、エンジンの排気ガスや騒音により周囲への迷惑となる上、昨今問題となっているＣＯ₂排出量の増加による地球温暖化も繋がる。このような背景から、エンジンのアイドリングストップ運動が推奨されているものの、一方でエンジンの暖気運転の目的でなく、単にシガーソケットを使用したい、あるいはカーステレオやエアコンなどの電装品を使用したいという理由で、やむを得ずアイドリングをしなければならない状況も多々生じる。例えば、ビジネスマンがノートパソコンを使用したり携帯電話を充電するために、シガーソケットからの給電を要する場合、あるいは長距離トラックのドライバーが深夜仮眠を取る際、エアコンを使用したいがためにアイドリングを行うことがあった。

また一方で、このような電源装置を車内で利用するには、車両走行中の振動や落下等、多少の衝撃を加えられてても故障しにくい強固な構造が求められるところ、従来の小型の電源装置では、このような衝撃に弱いという欠点もあった。

特開２００５−３２３４８６号公報 特開２００９−１３１０８９号公報

本発明は、従来のこのような背景に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、車両のエンジンを駆動せずともシガーソケットと同様の高出力電源を利用可能としてアイドリングストップ運動の促進に寄与でき、かつ外部からの多少の衝撃にも耐えられる強固な構造を備えた、電源コネクタを備える携帯式電源装置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

本発明の第１の電源コネクタを備える携帯式電源装置によれば、ケース２と、前記ケース２内部に収納される充電可能な複数の円筒形電池１と、
前記円筒形電池１を互いに略平行な姿勢で配置した状態で、前記ケース２内部に収納される配置される回路基板４と、前記回路基板４に実装される、前記円筒形電池１の出力電圧を変換して出力可能な電圧変換回路４０と、前記電圧変換回路４０で調整された出力を外部に出力するための電源コネクタ５と、を備える携帯式電源装置であって、前記電源コネクタ５が、規格化されたコネクタであり、前記電源コネクタ５が、金属製の円筒状に構成され、前記電源コネクタ５が、前記円筒形電池１と略平行で、かつ前記ケース２の端部に配置することができる。これにより、金属円筒状の電源コネクタを外側に配置することで、ケースに外力が加わった際に金属円筒状部分が変形することで衝撃を吸収し、円筒形電池への衝撃を緩和して保護することができる。

また、第２の電源コネクタを備える携帯式電源装置によれば、さらに前記円筒形電池１を充電するための電力を入力する電力入力端子７と、前記電力入力端子７を介して給電される電力を変換して、前記円筒形電池１に供給するための充電回路を備えることができる。これにより、円筒形電池をケースに内蔵したまま、電力入力端子からの給電により充電することができる。

さらに、第３の電源コネクタを備える携帯式電源装置によれば、前記電源コネクタ５と前記電力入力端子７が、前記ケース２の同一面に配置することができる。これにより、ケースの同一面から充放電のための端子類にアクセスでき、利便性が向上する。

さらにまた、第４の電源コネクタを備える携帯式電源装置によれば、前記電源コネクタ５の出力電圧をＤＣ１２Ｖ／２４Ｖとできる。これにより、ＤＣ１２Ｖ／２４Ｖ駆動に対応した既存の多くの電気機器を利用できる利点が得られる。

さらにまた、第５の電源コネクタを備える携帯式電源装置によれば、前記電源コネクタ５を、車両用のシガーソケットとすることができる。これにより、電源コネクタを備える携帯式電源装置シガーソケットに代えて利用できるので、車両のエンジンをＯＦＦしたままでも電気機器を利用でき、アイドリングストップ運動の促進に貢献できる。

さらにまた、第６の電源コネクタを備える携帯式電源装置によれば、さらに前記ケース２の一面に、前記電源コネクタ５と異なる規格の第２の電源コネクタを備えることができる。これにより、複数種類の電源コネクタを備え、より多くの種類の電気機器が接続可能となる。

さらにまた、第７の電源コネクタを備える携帯式電源装置によれば、前記第２の電源コネクタが、ＵＳＢコネクタ５Ａであり、前記回路基板４は、前記ＵＳＢコネクタ５Ａに供給する電圧に変換可能なＵＳＢ電圧変換回路を備えることができる。これにより、既存のＵＳＢで給電可能な電子機器を利用できる利点が得られる。

さらにまた、第８の電源コネクタを備える携帯式電源装置によれば、該携帯式電源装置で駆動される電気機器を、ヒータを内蔵した電気毛布５０とできる。これにより、例えば長距離トラックの運転手が深夜仮眠を取る際、車両のエンジンをアイドリング状態とせずとも、シガーソケット代わりに携帯式電源装置を利用して電気毛布で暖を取ることができるので、ガソリンの浪費と排ガス、騒音の抑制及び二酸化炭素削減に寄与でき、環境への負荷を低減できる効果が見込まれる。

本発明の一実施の形態に係る電源コネクタを備える携帯式電源装置の斜視図である。 図１の携帯式電源装置を斜め下方から見た斜視図である。 図１の携帯式電源装置の第１ケースを外した状態を示す分解斜視図である。 図３の第２ケースの分解斜視図である。 図１のＶ−Ｖ線における垂直断面図である。 変形例に係る電源コネクタを備える携帯式電源装置の斜視図である。 電源コネクタを備える携帯式電源装置の回路図である。

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電源コネクタを備える携帯式電源装置を例示するものであって、本発明は電源コネクタを備える携帯式電源装置を以下のものに特定しない。なお、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に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。

図１〜図７に本発明の一実施の形態に係る電源コネクタを備える携帯式電源装置を示す。これらの図において、図１は電源コネクタを備える携帯式電源装置の斜視図、図２は図１の携帯式電源装置を斜め下方から見た斜視図、図３は図１の携帯式電源装置の第１ケースを外した分解斜視図、図４は図３の第２ケースの分解斜視図、図５は図１のＶ−Ｖ線における垂直断面図、図６は変形例に係る電源コネクタを備える携帯式電源装置の斜視図、図７は携帯式電源装置の回路図を、それぞれ示している。これらの図に示す電源コネクタを備える携帯式電源装置は、箱形のケース２で構成され、ケース２内部には複数の円筒形電池１と、その上方に配置される回路基板４とを収納している。またケース２前面の端面壁２１Ｂには電源コネクタ５と電力入力端子７を設けている。回路基板４は、円筒形電池１及び電源コネクタ５、電力入力端子７と電気的に接続されている。
（ケース２）

携帯式電源装置の外形は、図１〜図２に示すように、略箱形で左右側面の上下隅部を面取りして、側面を曲面状に形成している。またこの外形を構成するケース２は、図２に示すように第１ケース２Ａと第２ケース２Ｂに二分割されている。図２及び図３に示すように、第１ケース２Ａは上半分とケース端面壁２１Ｂを被覆している。このケース２は絶縁性の部材で構成され、好ましくはポリカーボネートなどのプラスチック樹脂で成形される。

ケース２の平面形状は四角形状であり、図４などに示すように、その内部に複数の円筒形電池１を平行に並べて収納している。また図４において円筒形電池１の右側に電源コネクタ５が配置される。このため、ケース２の両側部分は、円筒形電池１や電源コネクタ５の表面に沿うような湾曲面としている。第１ケース２Ａは、四角形の平面プレート２０の周囲に、湾曲する側壁２１Ａと端面壁２１Ｂからなる周壁２１を一体的に成形して設けた形状で、プラスチックを成形して制作される。ケース２前面の端面壁２１Ｂはほぼ平坦面とし、第１ケース２Ａ側で被覆され、第２ケース２Ｂはその内面に沿うよう内壁を設け、端面壁２１Ｂの裏側に重ねている。また端面壁２１Ｂ以外ではケース２は第１ケース２Ａと第２ケース２Ｂとでほぼ二分割されており、互いに周壁２１の開口端を連結して、内部を閉塞する構造に連結される。図３のケース２は、第１ケース２Ａと第２ケース２Ｂを止ネジ２５で連結して固定している。止ネジ２５をねじ込んで連結するために、第２ケース２Ｂは、周壁２１に沿って４カ所に止ネジ２５を挿通する挿入ボス２６を一体的に成形して設けている。

第１ケース２Ａは、対応する位置に止ネジ２５をねじこむ連結ボスを一体的に成形して設けている。止ネジ２５は、図２に示すように第２ケース２Ｂの外側面に設けた挿入凹部２８から挿入ボス２６に挿入されて、第２ケース２Ｂを貫通し、連結ボスにねじ込まれて、第１ケース２Ａと第２ケース２Ｂを連結する。互いに連結される第１ケース２Ａと第２ケース２Ｂの周壁２１は、開口端を超音波溶着し、あるいは接着し、あるいは係止構造として確実に連結できる。また第２ケース２Ｂの表面には、ラベル等を貼付して止ネジ２５を挿入する挿入凹部２８を外側から見えなくしてもよい。

ケース２は、前方の端面壁２１Ｂの一端に、電源コネクタ５を外部に表出させる電源窓２９を開口し、反対側の他端には電力入力端子７を外部に表出させる端子窓２３を開口している。さらに図１の例ではこれらの間に、２個のＵＳＢコネクタ５Ａを外部に表出させる２個のＵＳＢ窓２２を開口している。また、第１ケース２Ａは、押しボタンスイッチ８を外部に表出するためのスイッチ窓２４を平面プレート２０に開口している。
（電池収納部）

図４に示すように、第２ケース２Ｂには複数の円筒形電池１を個別に収納する電池ホルダ３が固定される。電池ホルダ３は、第一ホルダ３Ａと第二ホルダ３Ｂに分割され、それぞれで円筒形電池１をほぼ半分ずつ被覆している。これら第一ホルダ３Ａ及び第二ホルダ３Ｂは、耐熱性及び絶縁性に優れた材質で構成され、ポリカーボネートやポリプロピレンなどの樹脂が利用される。また第一ホルダ３Ａ及び第二ホルダ３Ｂは、各々一体成形されており、これらのケース２の形状に従って、円筒形電池１は各々平行姿勢に並べて保持される。各円筒形電池１がそれぞれ電池ホルダ３で個別に収納されることで、隣接する円筒形電池１との間で電気的及び熱的な絶縁が図られる。この結果、いずれかの円筒形電池が万一過充電や過放電によって温度上昇しても、他の円筒形電池に影響が及ぶ虞を低減できる。

第一ホルダ３Ａ及び第二ホルダ３Ｂは、円筒形電池１を収納可能な筒状のホルダ部６を複数（図４の例では６本）並べて、リード板ホルダ９に固定した形状をしている。この電池ホルダ３は、電池収容筒部と共にケース２内部の中央やや左後方よりに配設されて、右側に電源コネクタ５の配置スペースを、前方に電力入力端子７やＵＳＢコネクタ５Ａの配置スペースを残している。さらに第一ホルダ３Ａ及び第二ホルダ３Ｂの上面には、回路基板４を定位置に配置する基板ホルダ部を備える。
（円筒形電池１）

円筒形電池１は、充電可能な二次電池である。好適にはリチウムイオン電池が利用できるが、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等も利用できる。図の携帯式電源は、円筒形電池１をケース２の内部に固定している。ただ、携帯式電源は、ケースを開閉できる構造とし、かつ円筒形電池を交換できる構造とすることができる。この携帯式電源は、円筒形電池を単三や単二、単一タイプの電池とする。この携帯式電源は、市販されている一次電池や二次電池をセットして使用できる。

さらに、複数の円筒形電池１は、正負の端面電極をリード板１０を介して回路基板４に連結している。図３に示す複数の円筒形電池１は、リード板１０を介して複数の円筒形電池１を互いに直列に接続して回路基板４に接続している。ただ、円筒形電池を並列に接続することもできる。

また電池ホルダ３は、リード板ホルダ９の上端を保持リブ３４として、基板ホルダ部を構成する。回路基板４は、一対の保持リブ３４の内側に固定される。
（回路基板４）

回路基板４は、図４に示すように円筒形電池１を収納した第一ホルダ３Ａ及び第二ホルダ３Ｂの上方に配置される。この回路基板４は、円筒形電池１の出力電圧を変換する電圧変換回路４０等の電子部品を実装している。電圧変換回路４０は、典型的には円筒形電池１の出力電圧を安定化して出力するＤＣ／ＤＣコンバータである。また回路基板４には、円筒形電池１の充電回路４３も実装される。

押しボタンスイッチ８は、回路基板４に固定しているスイッチ４２を押してＯＮ／ＯＦＦに切り変える。スイッチ４２は、回路基板４に実装している電池の残容量検出回路に表示信号を出力して、残容量を表示させる。残容量検出回路は、発光ダイオード等のパイロットランプ４７の点灯色や点灯数で電池の残容量を表示する。残容量検出回路は、スイッチから表示信号が入力されると、一定の時間、発光ダイオード等のパイロットランプ４７を点灯して残容量を表示する。パイロットランプ４７は、ケース２上面の平面プレート２０に開口窓を介して表出させる他、開口窓を設けることなく、ケース２の内面にパイロットランプ４７を配置してもよい。この場合、パイロットランプ４７である発光ダイオード等を点灯させると、光はケース２を透過して外部に漏れる。このような光の透過構造は、パイロットランプ４７等の発光素子を消灯時には外部から視認できないようにすることで、点灯時の意外性と意匠的な面白さを演出できる。また、スイッチ４２は、電圧変換回路４０を動作状態に切り換えることもできる。スイッチ４２のＯＮ／ＯＦＦ信号で残容量を表示し、また電圧変換回路４０の動作状態を切り換える携帯式電源は、スイッチ４２を短く押すと残容量を表示し、スイッチ４２を長く押すと電圧変換回路４０を動作状態に切り換えることができる。電圧変換回路４０は、スイッチ４２から入力されるオン信号が設定時間よりも長いことを判定して、動作状態に切り換えられる。この携帯式電源は、スイッチ４２を長く押さない状態で電圧変換回路４０を動作しない状態に保持できるので、電源コネクタ５に電気機器を接続しない状態で、電池の無駄な消費を防止できる。それは、電圧変換回路４０が動作状態にあると負荷に電気機器を接続しない状態で電力を消費するからである。
（電力入力端子７）

また図１に示すようにケース２前面の端面壁２１Ｂには、外部電源と接続して円筒形電池１を充電する電力を入力するための電力入力端子７が設けられる。典型的には、商用電源に接続されたＡＣアダプタＡＡや車両のアクセサリ電源ＡＣＣに接続された端子（図示せず）を介して、変換された電力を入力し、この電力でもって内蔵する円筒形電池１を充電する。このため図３等に示す回路基板４には、電力入力端子７から給電される電圧を、円筒形電池１を充電するための所定の電圧に変換する充電回路を実装している。これによって、円筒形電池をケース２に内蔵したまま充電することができる。なお、この例では円筒形電池はケース内蔵式で交換できないようにしているが、円筒形電池をケースから着脱式として交換可能としてもよい。この場合は、放電した円筒形電池を、充電済みの円筒形電池に交換することで、電力入力端子を介した充電工程を不要とできる。
（電源コネクタ５）

電源コネクタ５は、回路基板４に固定されて、円筒形電池１と平行に、ケース２内部の端縁に配置される。電源コネクタ５は、規格化されたコネクタである。このような標準化された仕様に従った電源コネクタ５を備えることで、該規格に合致した既存の電気機器を接続して給電できる。図５の断面図に示すように、電源コネクタ５は、一端を開口した円筒状に形成されており、電源コネクタ５の開口形状に対応する形状に形成されたプラグを挿入することで、電源コネクタ５とプラグとが電気的に接続される。電源コネクタ５とプラグとを接続した状態で保持されるよう、これらの接続部分には弾性的に変形する部材が設けられることが好ましい。例えばプラグ側に弾性的に突出する弾性突起を設け、弾性突起の弾性変形によって押圧力を印加して、挿入状態を摩擦により保持する。

電源コネクタ５は、電気伝導性に優れ、かつここに挿入されるプラグとの接触面での接触抵抗を抑制し、なおかつ接触部分での弾性変形に対応できるよう、好ましくは金属製で構成される。加えて、電源コネクタ５はケース２の端部に配置する。これにより、金属円筒状の電源コネクタ５が、ケースに外力が加わりやすい位置に配置され、ケースを落下したり何かにぶつけた際の衝撃が金属円筒状部分に作用しやすくなり、可撓性を有する金属筒が変形することで衝撃力が吸収されて、円筒形電池への衝撃が緩和されるので、これらが保護され、意図しない短絡や発熱などの虞を低減でき、信頼性の向上に寄与できる。

また図４に示すように、電源コネクタ５は、円筒形電池１と略平行に配置することが好ましい。特に後述するＵＳＢコネクタなどと異なり、シガーソケットのような大型の電源コネクタを使用する場合は、電源コネクタの配置スペースも問題となる。とりわけ電源装置を携帯式とする場合は、持ち運びが容易なように可能な限り小型化が求められる。そこで円筒形電池を使用する際には、円筒形電池と同じ姿勢に並べて電源コネクタを配置することで、無駄な空間を無くし、かつケースの外形も、円筒形電池や電源コネクタの外径に応じた一定厚さの箱状に、コンパクトに纏めることができる。さらに広い面積を要する回路基板も、円筒形電池の上部に配置することで、体積の増加を最小限にできる。
（シガーソケット）

電源コネクタ５には、好適には車載用のシガーソケットが利用できる。シガーソケットはＤＣ１２Ｖを供給可能な、広く普及しているソケットであり、様々な機器、特にカー用品が市販されており、これらを接続して給電可能とすることで、車両のシガーソケットを用いなくてもこれらの機器を利用できる。特に、多くの車両ではキーＯＮしないとシガーソケットから給電されず、またエンジンをスタートしないと電装用の１２Ｖ鉛バッテリが上がってしまう虞があることから、従来は車両停止中にこれらの電気機器を使用する際、エンジンをスタートさせたアイドリング状態とすることが多かった。これに対して、上記の電源コネクタを備える携帯式電源装置を使用することで、車載のシガーソケットを用いずともこれらの電気機器を利用でき、アイドリングの必要性を無くしてガソリンを無駄にしない。またこれにより車両の周囲への騒音や排気ガスも無くせる上、近年問題となっているＣＯ₂排出量の削減にも寄与できるので、環境への配慮面でも有効となる。なおシガーソケット等の電源コネクタの電圧は、車両によって異なる電圧を採用できることは言うまでもない。例えばトラック等の大型車（ディーゼル車）用には一般に２４Ｖが使用される。

図１の例では、携帯式電源装置で駆動される電気機器として、ヒータを内蔵した電気毛布５０を接続している。例えば長距離トラックの運転手が深夜仮眠を取る際、車両のエンジンをアイドリング状態とせずとも、シガーソケット代わりに携帯式電源装置を利用して電気毛布で暖を取ることができるので、ガソリンの浪費と排ガス、騒音の抑制及び二酸化炭素削減に寄与でき、環境への負荷を低減できる効果が見込まれる。なおここでいう電気毛布には、ひざ掛けやヒータマット等、柔軟なシート状の発熱体を包含する意味で使用する。

また電源コネクタを備える携帯式電源装置に内蔵される円筒形電池は、予め家庭用の商用電源で充電しておくことができ、さらに放電後も再充電により再利用が可能で、環境への付加が少ない。

またこの電源コネクタを備える携帯式電源装置は携帯可能であることから、車内での使用のみならず、例えば外出先や自宅、アウトドアでも汎用の１２Ｖ電源として利用できる。特に、携帯電話や携帯音楽プレーヤのような比較的低消費電力の電子機器を充電するため、携帯電話用の充電端子やＵＳＢコネクタなどを備えた緊急充電器が開発されているものの、このような緊急充電器の給電能力ではパワーが制限されるため、より大電流で高出力が求められる電気機器を屋外で使用するには容量不足であった。これに対して本実施の形態に係る電源コネクタを備える携帯式電源装置では、より出力電圧が高いため、上記の緊急充電器ではパワー不足の電気機器であっても対応可能であり、これらの機器の屋外での利用や携行しての利用に対応することで、利用可能な場面を拡大できる。

加えて、車内での利用においても、シガーソケットから離れた自由な位置で利用できるため、例えば車内用のミニ掃除機を、後部座席で使用する際、ダッシュボードに設けられたシガーソケットから遠い位置であっても、この電源コネクタを備える携帯式電源装置に接続することでコードの長さやシガーソケットの位置による制限を受けることなく、自由に便利に使用できる。加えて、電源コネクタを介して接続される外部の電気機器に電力を供給してこれらを駆動するのみならず、接続される電気機器に内蔵している電池を充電することも可能であることはいうまでもない。このように本実施の形態に係る携帯式電源装置は、携帯可能な１２Ｖ電源として様々な場面で利用できる。
（電気機器）

図１に示すように、シガーソケットには規格化されたシガープラグＣＰが挿入可能である。これにより、シガープラグを備え、ここから給電されて駆動される様々な電気機器が利用できる。このようなシガープラグを有する電気機器としては、ヒータマットやフロアマット、アンカ、懐炉、電気毛布、シェーバ、ポータブルナビげーション、掃除機、レーダ探知機、ドライブレコーダ、燃費向上グッズ、ＡＣ１００Ｖに変換可能なインバータ等が挙げられる。

さらに電源コネクタを複数設けることもできる。例えばシガーソケットを２つ以上設けてもよい。これにより、同時に２つ以上の電気機器を使用できる。同種の電源コネクタを２つを設ける場合は、ケースの両脇に離間して配置することが好ましい。これにより、ケースの両側に、円筒状の金属筒が配置されるので、いずれの側から落下や外力などの衝撃が加えられても、いずれかの金属筒が変形することで衝撃を吸収、緩和し、内蔵した円筒形電池の保護が図られる利点が得られる。
（第２の電源コネクタ）

また、同種の電源コネクタを設ける他、異なる規格の電源コネクタを設けることもできる。電源コネクタとしては、規格化あるいは標準化された各種のコネクタやソケットが利用でき、例えばＵＳＢのＡタイプ、Ｂタイプが挙げられる。また、携帯電話用の充電端子等としてもよい。

図１の例では、ケース２前面の端面壁２１Ｂのほぼ中央に、ＵＳＢ出力端子を備えている。ここでは、２つのＡタイプのＵＳＢ端子を、左右に並べて配置している。もちろん、ＵＳＢ端子を縦方向に並べて配置してもよいし、またＢタイプのＵＳＢ端子を設けてもよい。

図４の例では、ＵＳＢコネクタ５Ａは、ＵＳＢ基板に実装されている。このＵＳＢ基板は、ＵＳＢコネクタ５Ａを２つ並べてＵＳＢ基板にハンダ付けして固定している。これらのＵＳＢコネクタ５Ａには、外部の電気機器のＵＳＢプラグがケース２のコネクタ窓２２を介して挿入される。

このように、複数の異なる規格の電源コネクタを設けることで、より多数の電気機器や電子機器の接続が可能となり、利便性が一層高まる。また、車内やアウトドアでの利用に加え、緊急時の非常用電源としても活用できる。例えば災害等で停電になった場合に携帯電話を充電したり、暖を取るためのヒータを利用するなどの用途でも活用できる。なお、付加する電源コネクタの種別に応じて、図３等に示す回路基板には、電力入力端子から給電される電圧を所定の電圧に変換する電圧変換回路を設けることは言うまでもない。例えばＵＳＢコネクタを備える場合は、ＵＳＢ出力端子に供給する電圧に変換可能なＵＳＢ電圧変換回路を実装する。なお、複数の電源コネクタを備えると、それだけ円筒形電池の消耗も激しくなる上、携帯式電源装置の製造コストも嵩むので、電源コネクタの数や種類は用途や要求に応じて決定されることはいうまでもない。例えば図６に示す変形例に係る携帯式電源装置では、電源コネクタとしてシガーソケットのみを備えており、ＵＳＢコネクタを省略している。

これらの電源コネクタ５や電力入力端子７は、ケース２の同一面に配置させることで、この面からすべての端子類にアクセスでき、ユーザの利便性が向上する。また上述の通り電源コネクタ５は端部に位置させることが好ましい。特に大口径のシガーソケットは、ケースの端部に位置させることで丸みを帯びたケース端縁の外形とも一致し、デザイン的な纏まりもよくなる。さらに電力入力端子７は、電源コネクタ５と反対側の端部に位置させることで、図１に示すように端面壁２１Ｂの一方の端部に電源コネクタ５が、他方の端部に電力入力端子７が配置されて、デザイン的なバランスもよくなる。

図７に、回路基板４に実装される電子部品の回路図を示す。この回路基板４は、電力入力端子７から入力される電力で円筒形電池１を充電する充電回路４３と、この充電回路４３で充電される円筒形電池１の電圧を所定の電圧に安定化して出力する電圧変換回路４０であるＤＣ／ＤＣコンバータ４１とを備える。充電回路４３は、電力入力端子７に接続される電源アダプタから供給される電力で円筒形電池１を充電する。円筒形電池をリチウムイオン電池とする携帯式電源にあっては、この充電回路が定電流定電圧充電して円筒形電池を満充電する。また、円筒形電池をニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池とする携帯式電源にあっては、充電回路が定電流充電して円筒形電池を満充電する。さらに、充電回路４３は、円筒形電池１の満充電を検出して充電を停止する。

回路図に示す携帯式電源は、円筒形電池１と電圧変換回路４０との間に、電源スイッチ４４を接続している。この電源スイッチ４４は、スイッチング回路４５でＯＮ／ＯＦＦに制御される。スイッチング回路４５は、スイッチ４２から入力される信号で電源スイッチ４４をＯＮ／ＯＦＦに切り変える。スイッチング回路４５は、スイッチ４２から一定の時間オン信号が入力されると電源スイッチ４４をオンに切り換えて、円筒形電池１の出力を電圧変換回路４０に出力する。この状態で電圧変換回路４０は動作状態となって、出力側に接続している電源コネクタ５に安定化された電力を供給する。スイッチング回路４５は、電源コネクタ５に接続している電気機器が外されると、電源コネクタ５から電気機器が外されたことを、出力電流で検出できる。電気機器が外されると出力電流が０Ａとなるからである。

さらに、図の回路基板４は、電池の残容量を検出する残容量検出回路４６も実装している。この残容量検出回路４６は、電池の電圧や電池の電流から残容量を演算して、発光ダイオード４７Ａの発光色や点灯個数で残容量を表示する。この残容量検出回路４６は、押しボタンスイッチ８からオン信号が入力されると、発光ダイオード４７Ａを点灯して所定の時間にわたって残容量を表示する。

本発明に係る電源コネクタを備える携帯式電源は、携帯可能な１２Ｖ電源として、又は車両のエンジンをかけることなく使用可能なシガーソケットとして、１２Ｖ電源で駆動される、ヒータ内蔵毛布やシェーバ、充電器、パソコン、携帯電話、携帯音楽プレーヤなど各種電気機器を接続して好適に利用できる。

１…円筒形電池
２…ケース；２Ａ…第１ケース；２Ｂ…第２ケース
３…電池ホルダ；３Ａ…第一ホルダ；３Ｂ…第二ホルダ
４…回路基板
５…電源コネクタ；５Ａ…ＵＳＢコネクタ
６…ホルダ部
７…電力入力端子
８…押しボタンスイッチ
９…リード板ホルダ
１０…リード板
２０…平面プレート
２１…周壁；２１Ａ…側壁；２１Ｂ…端面壁
２２…コネクタ窓
２３…端子窓
２４…スイッチ窓
２５…止ネジ
２６…挿入ボス
２８…挿入凹部
２９…電源窓
３４…保持リブ
４０…電圧変換回路
４１…ＤＣ／ＤＣコンバータ
４２…スイッチ
４３…充電回路
４４…電源スイッチ
４５…スイッチング回路
４６…残容量検出回路
４７…パイロットランプ；４７Ａ…発光ダイオード
５０…電気毛布
ＡＡ…ＡＣアダプタ
ＡＣＣ…アクセサリ電源
ＣＰ…シガープラグ

Claims (8)

1. ケース(2)と、
   前記ケース(2)内部に収納される充電可能な複数の円筒形電池(1)と、
   前記円筒形電池(1)を互いに略平行な姿勢で配置した状態で、前記ケース(2)内部に収納される配置される回路基板(4)と、
   前記回路基板(4)に実装される、前記円筒形電池(1)の出力電圧を変換して出力可能な電圧変換回路(40)と、
   前記電圧変換回路(40)で調整された出力を外部に出力するための電源コネクタ(5)と、
   を備える携帯式電源装置であって、
   前記電源コネクタ(5)が、規格化されたコネクタであり、
   前記電源コネクタ(5)が、金属製の円筒状に構成され、
   前記電源コネクタ(5)が、前記円筒形電池(1)と略平行で、かつ前記ケース(2)の端部に配置されてなることを特徴とする電源コネクタを備える携帯式電源装置。
2. 請求項１に記載の電源コネクタを備える携帯式電源装置であって、さらに、
   前記円筒形電池(1)を充電するための電力を入力する電力入力端子(7)と、
   前記電力入力端子(7)を介して給電される電力を変換して、前記円筒形電池(1)に供給するための充電回路を備えることを特徴とする電源コネクタを備える携帯式電源装置。
3. 請求項２に記載の電源コネクタを備える携帯式電源装置であって、
   前記電源コネクタと前記電力入力端子(7)が、前記ケース(2)の同一面に配置されてなることを特徴とする電源コネクタを備える携帯式電源装置。
4. 請求項１から３のいずれか一に記載の電源コネクタを備える携帯式電源装置であって、
   前記電源コネクタ(5)の出力電圧がＤＣ１２Ｖ／２４Ｖであることを特徴とする電源コネクタを備える携帯式電源装置。
5. 請求項１から４のいずれか一に記載の電源コネクタを備える携帯式電源装置であって、
   前記電源コネクタ(5)が、車両用のシガーソケットであることを特徴とする電源コネクタを備える携帯式電源装置。
6. 請求項１から５のいずれか一に記載の電源コネクタを備える携帯式電源装置であって、さらに、
   前記ケース(2)の一面に、前記電源コネクタ(5)と異なる規格の第２の電源コネクタを備えてなることを特徴とする電源コネクタを備える携帯式電源装置。
7. 請求項６に記載の電源コネクタを備える携帯式電源装置であって、
   前記第２の電源コネクタが、ＵＳＢコネクタ(5A)であり、
   前記回路基板(4)は、前記ＵＳＢコネクタ(5A)に供給する電圧に変換可能なＵＳＢ電圧変換回路を備えてなることを特徴とする電源コネクタを備える携帯式電源装置。
8. 請求項１から７のいずれか一に記載の電源コネクタを備える携帯式電源装置であって、
   該携帯式電源装置で駆動される電気機器が、ヒータを内蔵した電気毛布(50)であることを特徴とする電源コネクタを備える携帯式電源装置。

Images