JP2011142743A - 干渉波治療器等のための、定圧電源を用いた充電装置及び充電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ジュール熱の発生を抑制しつつ、より簡易な構成で充電式電池を充電することができる、干渉波治療器等のための、充電装置及び充電方法を提供する。
【解決手段】充電装置に接続された充電式電池を定圧電源に接続するための、第一及び第二の充電経路を含む少なくとも２つの充電経路と、これらの充電経路のうちの１つを選択する経路選択手段を備える。第二の充電経路における抵抗値よりも大きな抵抗値を第一の充電経路に設定して、第一の充電経路を通じて供給される第一の充電電流を、第二の充電経路を通じて供給される第二の充電電流よりも小さくし、充電式電池の蓄電量が第一の所定値に達する前は、第一の充電経路を通じて第一の充電電流によって充電式電池を充電し、充電式電池の蓄電量が第一の所定値に達した後であって第二の所定値に達するまでは、第二の充電経路を通じて第二の充電電流によって充電式電池を充電する。
【選択図】図１

Description

本発明は、充電式電池のための充電装置及び充電方法、特に、干渉波治療器等のための、定圧電源を用いた充電装置及び充電方法に関する。

例えば、特開２００４−２６７３２５号に開示されているような小型干渉波治療器では、電源として、使い捨て乾電池の使用をも意図したものとなっている。このような使い捨て乾電池は、体積当たりのエネルギー密度が低く、干渉波治療器で使用するには、たとえそれが小型のものであっても単三型電池４本分程度の電力は必要となる。

このような使い捨て乾電池に対して、昨今市販されている充電式電池（ＮｉＭＨ電池等の二次電池）は、体積当りのエネルギー密度が高く、また、使い捨て乾電池との電気的及び機械的接触のために機器本体等に設けられるコイルバネが、それら充電式電池では不要であるため、使い捨て乾電池の場合のような電力損失も少なく、この結果、使い捨て乾電池よりもより少ない本数、例えば上の例で言えば、単三型電池３本程度で、使い捨て電池４本分と同等の電力が得られるといった利点がある。更に、電池本数が少なくなる分、機器本体のサイズダウンが図られ、また、充電式電池は、繰り返しの使用が可能であることから環境性にも優れ、使い捨て乾電池に代わる電源として非常に有望視されている。

特開２００４−２６７３２５号

しかしながら、以下に説明するように、これら充電式電池の使用は、充電作業やＩＣチップの使用を要求するものである。

これら充電式電池を充電するために使用されている充電方式の一例を図５に示す。よく知られているように、これら充電式電池の充電方式としては、一般に、定電流方式が採用されている。図５は、特に、定電流方式で充電式電池を充電した場合の充電特性の一例を示したものである。図において、横軸は時間（ｔ）を、縦軸は、電流（Ｉ）と電圧（Ｖ）を、それぞれ示している。

充電が始まると、電流は一定のまま、電池電圧は時間の経過に伴って上昇する。充電完了期には、ピーク値（図示矢印「ア」）を示し、その後、電池電圧は降下する。充電の終了時機は、例えば、ピーク値から所定電圧降下したとき、つまり、図５の「−ΔＶ」を検出することによって知ることができる。

この「−ΔＶ」の検出は、一般に、ＩＣチップを用いたソフトウェア制御で行われている。つまり、充電式電池の使用は、干渉波治療器に、充電制御用の専用ＩＣチップの使用や、このような専用ＩＣチップを用いたソフト制御された充電作業を要求するものである。更に、この充電作業中には、ジュール熱が発生することになるが、ジュール熱があまりに大きいと、機器や電池にダメージを与えるといった危険もある。

本願発明はこれら従来技術における問題点を解決するためになされたものであり、ジュール熱の発生を抑制しつつ、充電制御用の専用ＩＣチップ等の使用を必要とせずに、より簡易な構成で充電式電池を充電することができる充電装置及び充電方法を提供することを目的とする。

本発明は、充電式電池のための充電装置であって、前記充電装置に接続された前記充電式電池を定圧電源に接続するための、第一及び第二の充電経路を含む少なくとも２つの充電経路と、前記少なくとも２つの充電経路のうちの１つを選択する経路選択手段と、を備え、前記第二の充電経路における抵抗値よりも大きな抵抗値を前記第一の充電経路に設定して、該第一の充電経路を通じて前記充電式電池に供給される第一の充電電流を、前記第二の充電経路を通じて前記充電式電池に供給される第二の充電電流よりも小さくし、前記充電式電池の蓄電量が第一の所定値に達する前は、前記経路選択手段によって選択された前記第一の充電経路を通じて前記第一の充電電流によって前記充電式電池を充電し、前記充電式電池の蓄電量が前記第一の所定値に達した後であって第二の所定値に達するまでは、前記経路選択手段によって選択された前記第二の充電経路を通じて前記第二の充電電流によって前記充電式電池を充電することを特徴としている。

上記充電装置において、前記充電装置に接続された前記充電式電池を定圧電源に接続するための、第三の充電経路を更に設け、前記経路選択手段は、前記第一、第二、及び第三の充電経路を含む少なくとも３つの充電経路のうちの１つを選択するものであり、前記第二の充電経路における抵抗値よりは大きいが前記第一の充電経路における抵抗値よりは小さい抵抗値を前記第三の充電経路に設定して、該第三の充電経路を通じて前記充電式電池に供給される第三の充電電流を、前記第一の充電電流よりは小さいが前記第二の充電電流よりは大きくし、前記充電式電池の蓄電量が第一の所定値に達する前は、前記経路選択手段によって選択された前記第一の充電経路を通じて前記第一の充電電流によって前記充電式電池を充電し、前記充電式電池の蓄電量が前記第一の所定値に達した後であって第二の所定値に達する前は、前記経路選択手段によって選択された前記第三の充電経路を通じて前記第三の充電電流によって前記充電式電池を充電し、前記充電式電池の蓄電量が前記第二の所定値に達した後であって第三の所定値に達するまでは、前記経路選択手段によって選択された前記第二の充電経路を通じて前記第二の充電電流によって前記充電式電池を充電してもよい。

また、上記充電装置において、前記第二の充電経路における抵抗値は、複数の抵抗を組み合わせることによって得られるようにしてもよい。
更に、上記充電装置において、前記充電装置に接続された前記充電式電池の電圧を測定する電池電圧測定手段を設けてもよい。

上記充電装置において、前記充電装置に接続された前記定圧電源の電圧を測定する電源電圧測定手段を設けた、測定された電圧が所定以上のときは、前記定圧電源からの電流の供給を停止してもよい。

また、上記充電装置において、前記充電装置に前記定圧電源が接続されているか否かを判定する電源接続判定手段を設けてもよい。

また、上記充電装置において、前記充電式電池の温度を測定する電池温度測定手段を設け、測定された温度が所定以上のときは、前記定圧電源からの電流の供給を停止してもよい。
更に、上記充電装置を利用した干渉波治療器を提供することもできる。

また、本発明は、充電式電池のための充電方法であって、前記充電装置に接続された前記充電式電池を定圧電源に接続するための第一及び第二の充電経路を含む少なくとも２つの充電経路のうちの１つを経路選択手段によって選択し、前記第二の充電経路における抵抗値よりも大きな抵抗値を前記第一の充電経路に設定して、該第一の充電経路を通じて前記充電式電池に供給される第一の充電電流を、前記第二の充電経路を通じて前記充電式電池に供給される第二の充電電流よりも小さくし、前記充電式電池の蓄電量が第一の所定値に達する前は、前記経路選択手段によって選択された前記第一の充電経路を通じて前記第一の充電電流によって前記充電式電池を充電し、前記充電式電池の蓄電量が前記第一の所定値に達した後であって第二の所定値に達するまでは、前記経路選択手段によって選択された前記第二の充電経路を通じて前記第二の充電電流によって前記充電式電池を充電する、ことを特徴としている。

上記充電方法において、前記充電装置に接続された前記充電式電池を定圧電源に接続するための第三の充電経路を更に設け、前記充電装置に接続された前記充電式電池を定圧電源に接続する前記第一、第二、及び第三の充電経路を含む少なくとも３つの充電経路のうちの１つを経路選択手段によって選択し、前記第二の充電経路における抵抗値よりは大きいが前記第一の充電経路における抵抗値よりは小さい抵抗値を前記第三の充電経路に設定して、該第三の充電経路を通じて前記充電式電池に供給される第三の充電電流を、前記第一の充電電流よりは小さいが前記第二の充電電流よりは大きくし、前記充電式電池の蓄電量が第一の所定値に達する前は、前記経路選択手段によって選択された前記第一の充電経路を通じて前記第一の充電電流によって前記充電式電池を充電し、前記充電式電池の蓄電量が前記第一の所定値に達した後であって第二の所定値に達する前は、前記経路選択手段によって選択された前記第三の充電経路を通じて前記第三の充電電流によって前記充電式電池を充電し、前記充電式電池の蓄電量が前記第二の所定値に達した後であって第三の所定値に達するまでは、前記経路選択手段によって選択された前記第二の充電経路を通じて前記第二の充電電流によって前記充電式電池を充電するようにしてもよい。

ジュール熱の発生を抑制しつつ、簡易な構成で充電式電池を充電することができる充電装置が提供される。

充電装置の回路構成のブロック図である。 図１のブロック図に対応する、より詳細な回路図の一例を示す図である。 図２に示した実施例の変形例を示す図である。 二段階の定電圧方式で充電する際の充電特性の一例を示す図である。 定電流方式で充電する際の充電特性の一例を示す図である。

図１、図２を参照しつつ、本発明の好適な一実施形態による充電装置１０を説明する。尚、本装置１０は、例えば、干渉波治療器や、ＥＭＳ（ダイエット機器）、筋肉トレーニング用の治療器等に使用することができるものであるが、これに限らず、充電装置を必要とする様々な機器に使用することができる。

図１は、充電装置１０の回路構成のブロック図である。充電時には、この充電装置１０に対して、充電式電池１１と電源１２の双方がそれぞれ接続される。

充電式電池１１は、市販のものでよい。このような充電式電池は、使い捨て乾電池に比べ、安全性をより考慮する必要があるが、例えば、干渉波治療器を制御するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を用いてソフト制御することにより、安全性は充分に確保できる。

電源１２の電源方式は、従来の急速充電器のような定電流方式ではなく、定電圧方式を使用する。定電圧方式とすることにより、電池のダメージを低減（電池の充電が進むと充電電流が減る）することができるとともに、汎用的で安価な部品で、充電回路を実現できる。更に、定電圧方式を採用することにより、必要最低限の仕様に絞って実現できるため、余分な部品がなくなり、コストダウンとサイズダウンの両方を実現することができる。

充電装置１０の主要部には、複数の充電経路１５、１６と、これら複数の充電経路１５、１６のうちの１つを選択する経路選択手段１８が含まれる。充電装置１０に接続された充電式電池１１は、充電経路１５、１６を通じて、定圧電源１２に接続されることになる。

充電経路は、少なくとも２つ存在すればよく、３つ以上であってもよい。充電装置１０に接続された充電式電池１１は、経路選択手段１８によって選択された、いずれかの充電経路、例えば、第一の充電経路１５又は第二の充電経路１６を通じて、定圧電源１２に接続される。

第二の充電経路１６における抵抗値（Ｒ２＋Ｒ３）は、第一の充電経路１５における抵抗値（Ｒ１）よりも小きく設定されている点に注意していただきたい。この結果、定電圧方式の下、第二の充電経路１６を通じて供給される第二の充電電流は、第一の充電経路１５を通じて充電式電池１１に供給される第一の充電電流よりも大きくなっている。

明らかなように、充電式電池１１に供給される充電電流の大きさは、単に、第一の充電経路１５又は第二の充電経路１６のいずれかを選択するだけで、容易に変更することができる。この選択は、以下に詳細に説明するように、各充電経路、特に、それらの抵抗において発生され得るジュール熱、即ち、Ｊ＝Ｉ²×Ｒ（Ｉは電流、Ｒは抵抗である）を考慮して決定される。

上式から明らかなように、抵抗で発生され得るジュール熱は、たとえ抵抗が小さくとも、その分、電流が大きければ大きくなり、逆に、たとえ抵抗が大きくとも、その分、電流が小さければ小さくなる。ジュール熱が大きいと、抵抗、更には、機器自体が破壊される危険が高くなり、また、電池も劣化し易くなる。干渉波治療器等では、特に、大きな電圧が使用されることから、ジュール熱の問題は重大である。よって、この問題を解決し得るような方法で充電することが望まれる。

急速充電を行うには、一般に、蓄電量が不十分な充電初期は、なるべく大きな電流とし、蓄電量が略満杯となった充電終期は、電流を小さくするのが望ましい。しかしながら、より大きな電流はより大きなジュール熱を発生させるため、干渉波治療器等において、このような充電方法を用いるのは好ましくない。

それ故、本装置１０では、蓄電量の増加率が高い充電初期、更に詳細には、充電式電池１１の蓄電量が第一の所定値に達する前は、経路選択手段１８によって選択された第一の充電経路１５を通じて、第一の充電電流、言い換えれば、比較的小さな電流、を用いて、ジュール熱を抑制し、これに対し、蓄電量の増加率が低下しはじめる充電終期、更に詳細には、充電式電池１１の蓄電量が第一の所定値に達した後であって第二の所定値に達するまでは、経路選択手段１８によって選択された第二の充電経路１６を通じて、第二の充電電流、言い換えれば、比較的大きな電流、を用いて、充電時間を短縮するものとしている。

以上の主要部に加え、充電装置１０は、更に、充電式電池１１を接続するための電池接続部１４と、この電池接続部１４に接続されて、充電装置１０に接続された充電式電池１１の電圧を測定する電池電圧測定手段２０と、定圧電源１２を接続するための電源接続部１３と、この電源接続部１３に接続されて、充電装置１０に接続された定圧電源１２の電圧を測定する電源電圧測定手段２３と、同様に電源接続部１３に接続されて、充電装置１０に定圧電源１２が接続されているか否かを判定する電源接続判定手段２５と、充電式電池１１の近傍に設置されて、充電式電池１１の温度を測定する電池温度測定手段３０とを含む。

図２は、図１のブロック図に対応する、より詳細な回路図の一例を示す図である。

充電式電池１１として、一体に束ねられた３本のＮｉＭＨ電池を使用している。１本の電池で１．２Ｖの電圧を蓄電できるため、３本で３．６Ｖの蓄電量を有する。これらの電池１１は、コネクタＣＮ２を有する電池接続部１４を通じて主要部に接続され得る。

定圧電源１２として、ＡＣアダプタ電源を使用している。ＡＣアダプタ電源は、電源接続部１３を通じて主要部に接続され得る。定圧電源１２と電源接続部１３を接続するため、定圧電源１２側にＣＮ３を、これに対応して、電源接続部１３側にコネクタＣＮ１を、それぞれ設けている。尚、充電装置１０への負荷を考慮して、充電装置１０に対する接続は、定圧電源１２を充電式電池１１よりも後に行うものとする。万が一、定圧電源１２が先に接続された場合は、充電を行わない。この制御は、ＩＣチップやＣＰＵを用いたソフトウェア処理により行う。

電源接続部１３と電池接続部１４の間に、第一の充電経路１５と第二の充電経路１６を設けている。電源接続部１３に接続された定圧電源１２と電池接続部１４に接続された充電式電池１１は、これら第一の充電経路１５及び第二の充電経路１６を通じて互いに電気的に接続される。実際の使用時には、経路選択手段１８によって、充電経路１５、１６のうちの一方のみが選択される。尚、双方が同時に選択されることはない。第一の充電経路１５は、抵抗Ｒ１（３３Ω、１Ｗ）を含み、第二の充電経路１６は、抵抗Ｒ２（１．５Ω、１Ｗ）とＲ３（１．８Ω、１Ｗ）を含む。ここで、第一の充電経路１５における抵抗Ｒ１の抵抗値、即ち、３３Ωは、第二の充電経路１６における抵抗Ｒ２、Ｒ３の抵抗値、即ち、Ｒ２＋Ｒ３＝１．５Ω＋１．８Ω＝３．３Ωよりも大きな値に設定されている点に注意していただきたい。この結果、第一の充電経路１５を通じて充電式電池１１に供給される第一の充電電流は、第二の充電経路１６を通じて供給される第二の充電電流よりも小さく設定されることになる。尚、第二の充電経路１６では、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３がそれぞれ１Ｗの電力を有することから、全体として、２Ｗの電力を有する。このように、第二の充電経路１６において、抵抗を２つに分けたのは、装置の大型化を避けるためである。例えば、Ｒ２＋Ｒ３に相当する抵抗（３．３Ω、２Ｗ）は、大型となるため、これを２つに分けることによって、装置の小型化も図られることになる。

第一の充電経路１５を選択するための経路選択手段１８は、ＰＮＰトランジスタＱ１と抵抗Ｒ１１を含む。一方、第二の充電経路１６を選択するための経路選択手段１８は、ＰＮＰトランジスタＱ２と抵抗Ｒ１２を含む。各トランジスタＱ１、Ｑ２のエミッタは、電源接続部１３に接続され、コレクタは、電池接続部１４に接続される。一方、ベースは、それぞれ、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２に接続され、これらは更に、ＣＰＵポートへ接続される。ＣＰＵポートに接続されたベースのいずれか一方を、ソフトウェアの働きによってトリガすることにより、いずれかの充電経路１５、１６を容易に選択することができるようになっている。

経路選択手段１８による選択は、例えば、充電式電池１１における蓄電量を基準に行うことができる。尚、充電式電池１１における電圧は、上述した電源電圧測定手段２３によって測定される。蓄電量が、第一の所定値（例えば、公称値１．２Ｖの電池を３本使用する場合の充電式電池１１は、３．３Ｖ）に達する前であるとき、更に言えば、蓄電量が０．０〜３．３Ｖの充電初期の場合は、第一の充電経路１５が選択され、一方、公称値に達した後であって上述した第二の所定値（例えば、公称値１．２Ｖの電池を３本使用する場合に実際に必要とされる電圧値である４．５Ｖ程度）に達するまで、更に言えば、蓄電量が３．３Ｖ〜４．５Ｖの充電終期の場合は、第二の充電経路１６が選択される。このとき定圧電源１２の電圧を５．５Ｖに設定したとすると、第一の充電経路１５を通じて供給される第一の充電電流は、定圧電源１２の電圧と、蓄電量の電位差、及び抵抗Ｒ１の抵抗値（３３Ω）の関係で、約０．１７〜０．０７Ａとなり、一方、第二の充電経路１６を通じて供給される第二の充電電流は、同様に、定圧電源１２の電圧と、蓄電量の電位差、及び抵抗Ｒ２やＲ３の抵抗値の関係で、約０．６７〜０．３０Ａとなる。

電源電圧測定手段２３は、電源接続部１３のＣＮ１に接続されたライン４０上に設けられる。電源電圧測定手段２３は、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７を含んでおり、これらの抵抗の間から取り出した電流をＣＰＵポート（ＡＤコンバータ）へ伝達して、定圧電源１２の電圧を測定することができる。電源電圧測定手段２３を利用すれば、例えば、定圧電源１２の電圧が６．０Ｖ以上のときは、定圧電源１２からの電流の供給を停止するとともに、出力表示部に異常表示をすることができ、ユーザに装置電源の切断を促すことができる。また、例えば、測定電圧が５．０Ｖ以下のときは、危険防止や、ＡＣアダプタの１００Ｖ側が抜けていたり、電池が接続されているかいないかの判定を誤らないため、充電動作を自動停止させる等の操作を行うこともできる。

定圧電源１２（ＡＣアダプタ電源）が、正常に本装置１０に接続されているか否かを判断するため、電源接続判定手段２５を設けている。例えば、電流が得られないにも関わらず、ＡＣアダプタを電源接続部１３に接続し続けることがあり（この接続は、電池の消耗を早まらせる）、また、仕様を満たさないＡＣアダプタを使用したり、ＡＣアダプタは正常に接続されているが、それを商用電源に接続していない等といったことも考えられるためである。電源接続判定手段２５は、ＮＰＮトランジスタＱ３と抵抗Ｒ８、Ｒ９を含む。ＣＮ３とＣＮ１が接続されると、ＣＮ１のスイッチ１３Ａの働きによって、ライン４１に電流が流れる。このライン４１は、電源接続判定手段２５を構成するＮＰＮトランジスタＱ３のベースに接続されていることから、電源接続判定手段２５を構成する抵抗Ｒ９及び抵抗Ｒ８の働きにより、トランジスタＱ３のベースがトリガされる。この結果、コレクタに電流が流れ、この電流をＣＰＵポートへ伝達して、定圧電源１２の接続の有無の判定を行うことができる。

充電式電池１１の電池電圧を測定するため、電池電圧測定手段２０を設けることもできる。電池電圧測定手段２０は、抵抗Ｒ４、Ｒ５を含む。これらの抵抗Ｒ４、Ｒ５は、ライン４３を介して、充電式電池１１に接続されており、抵抗Ｒ４とＲ５の間から取り出した電流をＣＰＵポート（ＡＤコンバータ）へ伝達して、充電式電池１１の電圧を測定することができる。電池電圧測定手段２０を設けることにより、例えば、測定された電池電圧が、４．９Ｖ以上のときは、電池が接続されていないものとみなしたり、また、電池電圧が、４．５Ｖ以上に達したときは、充電完了とみなす等といったことも可能である。

充電式電池１１の温度を測定するため、充電式電池１１の配置付近に、電池温度測定手段３０を設けている。電池温度測定手段３０は、抵抗Ｒ１０とサーミスタＴＨ１から構成される。例えば、ＮｉＭＨ電池のような充電式電池は、エネルギー密度が大変高いことから、過充電や電池の故障などによって事故が発生すると大変重篤な現象が起きてしまう。故に、安全性を考慮して、電池温度を測定する手段を設けるのが好ましい。抵抗Ｒ１０とサーミスタＴＨ１の間から取り出した電圧は、ＣＰＵポート（ＡＤコンバータ）へ伝達され、ＣＰＵにて充電式電池１１の温度が測定される。測定値が所定以上のときは、ＣＰＵポートから経路選択手段１８へ信号を送って、定圧電源１２からの電流の供給を停止することができる。例えば、充電式電池１１の電圧は３．３Ｖ未満であるが、充電式電池１１の温度が約８０℃以上であるときは、電池故障とみなし、動作を停止するとともに出力表示部に異常表示をし、ユーザにスイッチの切断を促すことができる。また、例えば、充電式電池１１の電圧が３．３Ｖ以上のときに、充電式電池１１の温度が約８０℃以上になったときは、充電完了とみなす等としてもよい。

更に、特に図示はしないが、ＣＰＵによるタイマー制御を併せて行ってもよい。タイマー制御を併用することにより、より効率的な制御を行うことができる。例えば、充電開始後、２分経過しても電池電圧が１．０Ｖ以上に達しない場合、或いは、１０分経過しても電池電圧が３．３Ｖ以上に達しない場合は、電池故障とみなし、動作を停止するとともに異常表示をすることができる。また、充電開始後出力表示部に、電池電圧が３．３Ｖ以上３．９Ｖ未満のときであって、１時間経過しても電池電圧が０．０３Ｖ以上増加しない場合、或いは、３．９Ｖ以上４．２Ｖ未満のときであって、３時間以上経過しても電池電圧が０．０３Ｖ以上増加しない場合、或いはまた、４．２Ｖ以上のときであって、４時間経過しても電池電圧が０．０３Ｖ以上増加しない場合には、充電完了とみなすこともできる。更に、電池電圧が、４．５Ｖ以上に達しない場合であっても、３．３Ｖ以上で充電開始から７時間経過した場合には、充電完了とみなしてもよい。

ＣＰＵによるソフト制御を用いて、他の制御を行うこともできる。例えば、充電中は、常に出力表示分の電池マークを点滅させ、充電が完了した場合には、電池マークを点灯に変更し、ＣＰＵや周辺回路の電源がＯＦＦのときは、ＬＣＤ表示を全て消灯する等してもよい。尚、電池が接続されていない場合、電池マークは消灯させるものとする。

更に、充電完了後に、ＡＣアダプターを抜き差ししても再充電は行わないものとすることもできる。尚、この場合、電池の自己放電や、ＡＣアダプターを外した状態で放置したり、ＡＣアダプターが接続された状態で電池を交換するなどして、電池電圧が低下しても、ＡＣアダプターの抜き差しに応答した再充電は行わないこととする。但し、充電完了時より、０．４Ｖ以上電池電圧が低下した場合は、一度、電源を入れることにより、充電を開始するようにしてもよい。また、電源投入状態で、充電が完了した場合、電池交換などで電池電圧が低下してもＡＣアダプターが接続され、かつ電源が入っている限り、３．３Ｖ以下にならなければ充電を再開しないものとすることもできる。更にまた、電源投入状態で、充電が完了した場合、ＡＣアダプターの抜き差しにより充電を行おうとしても充電完了時より、０．４Ｖ以上電池電圧が低下していない場合は、充電は行われないとすることもできる。更に、電池電圧の測定を、電池が接続されていて、充電停止中のみ行い、例えば、３．８Ｖ以上のとき、３．６Ｖ以上のとき、３．０以上のとき、３．０Ｖ未満のとき、の四段階のレベル表示を出力表示部に表示するようにしてもよい。

図３を参照して、図２に示した実施例の変形例を説明する。尚、図３においては、図２と同様の部材には同様の番号を付し、更に、番号の後に「’」を付すことととする。

図３の変形例と図２の実施例の主な相違は、図３の変形例では、第一及び第二の充電経路１５’、１６’に加えて、第三の充電経路１７’が設けられ、これに対応して、経路選択手段１８’に、第三の充電経路１７’を選択する回路が追加されている点にある。

第一及び第二の充電経路１５’、１６’と同様に、第三の充電経路１７’は、抵抗Ｒ１４（１５Ω、０．５Ｗ）を含む。また、この第三の充電経路１７’を選択するための経路選択手段１８’は、ＰＮＰトランジスタＱ４と抵抗Ｒ１３を含む。これらの抵抗及びトランジスタの接続方法は、第一及び第二の充電経路１５’、１６’におけるものと同様である。ここで、第三の充電経路１７’における抵抗Ｒ１４の抵抗値、即ち、１５Ωは、第二の充電経路１６’における抵抗Ｒ２＋Ｒ３の抵抗値、即ち、Ｒ２＋Ｒ３＝１．５Ω＋１．８Ω＝３．３Ωよりは大きな値に設定されているが、第一の充電経路１５’における抵抗Ｒ１の抵抗値、即ち、６８Ωよりは小さな値に設定されている。この結果、第三の充電経路１７’を通じて充電式電池１１’に供給される第三の充電電流は、第一の充電経路１５’を通じて供給される第一の充電電流よりは大きいが、第二の充電経路１６’を通じて供給される第二の充電電流よりは小さくなっている。

経路選択手段１８’による選択は、例えば、充電式電池１１’における蓄電量を基準に行うことができる。蓄電量が、第一の所定値（例えば、上述した公称値１．２Ｖの電池を３本使用する場合の充電式電池１１’であれば３．０Ｖ）に達する前であるとき、更に言えば、蓄電量が０．０〜３．０Ｖの場合には、第一の充電経路１５’が選択され、また、第一の所定値に達した後であって第二の所定値（例えば、上述した第二の所定値付近である４．０Ｖ）に達するまで、更に言えば、蓄電量が３．０Ｖ〜４．０Ｖの場合には、第三の充電経路１７’が選択され、また、第二の所定値に達した後であって第三の所定値（例えば、上述した第二の所定値４．５Ｖ）に達するまで、更に言えば、４．０〜４．５Ｖの場合には、第二の充電経路１６’が選択される。このとき、第一の充電経路１５’を通じて供給される第一の充電電流は、抵抗Ｒ１（６８Ω）の抵抗値との関係で、約０．０８〜０．０４Ａとなり、第三の充電経路１７’を通じて供給される第三の充電電流は、抵抗Ｒ１４（１５Ω）の抵抗値との関係で、約０．１７〜０．１０Ａとなり、第二の充電経路１６’を通じて供給される第二の充電電流は、抵抗Ｒ２やＲ３の抵抗値との関係で、約０．４５〜０．３０Ａとなる。

その他、特に説明しないが、充電経路を４つ以上設けて、より細かに電流を設定することによってジュール熱の問題を解消することができる。

最後に、図４を参照し、図２に示した実施例、即ち、二段階の定電圧方式で充電する際の充電特性の一例を説明する。図において、横軸は時間（ｔ）を、縦軸は、蓄電式電池に蓄電された電圧の大きさ（Ｖ）を、それぞれ示している。電流の供給が開始されると、蓄電量は、第一の所定値（３．３Ｖ）に達するまでの間（図示矢印「イ」区間であって、例えば、約５分程度）は急速に増加する。この間、経路選択手段１８は、抵抗Ｒ１（３３Ω）を含む第一の充電経路１５（図２参照）を選択し、これによって、ジュール熱の発生を効果的に抑制する。
一方、第一の所定値を過ぎ、第二の所定値（４．５Ｖ）に向かう間（図示矢印「ウ」及び「エ」区間、例えば、約１０時間程度）、更に詳細には、蓄電量の増加率が低下し緩やかな増加傾向が続く間（図示矢印「ウ」区間）と、更に、第二の所定値に到達する直前の急増傾向を示す間（図示矢印「エ」区間）は、経路選択手段１８によって、抵抗Ｒ２、Ｒ３（３．３Ω）を含む第二の充電経路１６（図２参照）を選択し、これによって、急速充電を可能とする。尚、第二の所定値に達した場合は、電流の供給を停止する。電流の供給を停止した場合でも、蓄電量は、第二の所定値に到達したときよりは若干減少するものの、その後は略一定の大きさを保つ（図示矢印「オ」区間）。このように、本発明によれば、充電特性に応じた最適な充電を行うことができる。

充電式電池に幅広く用いることができる。

１０ 充電装置
１１ 充電式電池
１２ 定圧電源
１３ 電源接続部
１４ 電池接続部
１５ 第一の充電経路
１６ 第二の充電経路
１７’ 第三の充電経路
１８ 経路選択手段
２０ 電池電圧測定手段
２３ 電源電圧測定手段
２５ 電源接続判定手段
３０ 電池温度測定手段

Claims (10)

1. 充電式電池のための充電装置であって、
   前記充電装置に接続された前記充電式電池を定圧電源に接続するための、第一及び第二の充電経路を含む少なくとも２つの充電経路と、
   前記少なくとも２つの充電経路のうちの１つを選択する経路選択手段と、
   を備え、
   前記第二の充電経路における抵抗値よりも大きな抵抗値を前記第一の充電経路に設定して、該第一の充電経路を通じて前記充電式電池に供給される第一の充電電流を、前記第二の充電経路を通じて前記充電式電池に供給される第二の充電電流よりも小さくし、
   前記充電式電池の蓄電量が第一の所定値に達する前は、前記経路選択手段によって選択された前記第一の充電経路を通じて前記第一の充電電流によって前記充電式電池を充電し、
   前記充電式電池の蓄電量が前記第一の所定値に達した後であって第二の所定値に達するまでは、前記経路選択手段によって選択された前記第二の充電経路を通じて前記第二の充電電流によって前記充電式電池を充電することを特徴とする充電装置。
2. 前記充電装置に接続された前記充電式電池を定圧電源に接続するための、第三の充電経路を更に設け、
   前記経路選択手段は、前記第一、第二、及び第三の充電経路を含む少なくとも３つの充電経路のうちの１つを選択するものであり、
   前記第二の充電経路における抵抗値よりは大きいが前記第一の充電経路における抵抗値よりは小さい抵抗値を前記第三の充電経路に設定して、該第三の充電経路を通じて前記充電式電池に供給される第三の充電電流を、前記第一の充電電流よりは小さいが前記第二の充電電流よりは大きくし、
   前記充電式電池の蓄電量が第一の所定値に達する前は、前記経路選択手段によって選択された前記第一の充電経路を通じて前記第一の充電電流によって前記充電式電池を充電し、
   前記充電式電池の蓄電量が前記第一の所定値に達した後であって第二の所定値に達する前は、前記経路選択手段によって選択された前記第三の充電経路を通じて前記第三の充電電流によって前記充電式電池を充電し、
   前記充電式電池の蓄電量が前記第二の所定値に達した後であって第三の所定値に達するまでは、前記経路選択手段によって選択された前記第二の充電経路を通じて前記第二の充電電流によって前記充電式電池を充電する請求項１に記載の充電装置。
3. 前記第二の充電経路における抵抗値は、複数の抵抗を組み合わせることによって得られる請求項１又は２に記載の充電装置。
4. 前記充電装置に接続された前記充電式電池の電圧を測定する電池電圧測定手段を設けた請求項１乃至３のいずれかに記載の充電装置。
5. 前記充電装置に接続された前記定圧電源の電圧を測定する電源電圧測定手段を設けた、測定された電圧が所定以上のときは、前記定圧電源からの電流の供給を停止する請求項１乃至４のいずれかに記載の充電装置。
6. 前記充電装置に前記定圧電源が接続されているか否かを判定する電源接続判定手段を設けた請求項１乃至５のいずれかに記載の充電装置。
7. 前記充電式電池の温度を測定する電池温度測定手段を設け、測定された温度が所定以上のときは、前記定圧電源からの電流の供給を停止する請求項１乃至６のいずれかに記載の充電装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の充電装置を利用した低周波治療器、干渉波治療器その他の電子治療器。
9. 充電式電池のための充電方法であって、
   前記充電装置に接続された前記充電式電池を定圧電源に接続するための第一及び第二の充電経路を含む少なくとも２つの充電経路のうちの１つを経路選択手段によって選択し、
   前記第二の充電経路における抵抗値よりも大きな抵抗値を前記第一の充電経路に設定して、該第一の充電経路を通じて前記充電式電池に供給される第一の充電電流を、前記第二の充電経路を通じて前記充電式電池に供給される第二の充電電流よりも小さくし、
   前記充電式電池の蓄電量が第一の所定値に達する前は、前記経路選択手段によって選択された前記第一の充電経路を通じて前記第一の充電電流によって前記充電式電池を充電し、
   前記充電式電池の蓄電量が前記第一の所定値に達した後であって第二の所定値に達するまでは、前記経路選択手段によって選択された前記第二の充電経路を通じて前記第二の充電電流によって前記充電式電池を充電する、
   ことを特徴とする充電方法。
10. 前記充電装置に接続された前記充電式電池を定圧電源に接続するための第三の充電経路を更に設け、
    前記充電装置に接続された前記充電式電池を定圧電源に接続する前記第一、第二、及び第三の充電経路を含む少なくとも３つの充電経路のうちの１つを経路選択手段によって選択し、
    前記第二の充電経路における抵抗値よりは大きいが前記第一の充電経路における抵抗値よりは小さい抵抗値を前記第三の充電経路に設定して、該第三の充電経路を通じて前記充電式電池に供給される第三の充電電流を、前記第一の充電電流よりは小さいが前記第二の充電電流よりは大きくし、
    前記充電式電池の蓄電量が第一の所定値に達する前は、前記経路選択手段によって選択された前記第一の充電経路を通じて前記第一の充電電流によって前記充電式電池を充電し、
    前記充電式電池の蓄電量が前記第一の所定値に達した後であって第二の所定値に達する前は、前記経路選択手段によって選択された前記第三の充電経路を通じて前記第三の充電電流によって前記充電式電池を充電し、
    前記充電式電池の蓄電量が前記第二の所定値に達した後であって第三の所定値に達するまでは、前記経路選択手段によって選択された前記第二の充電経路を通じて前記第二の充電電流によって前記充電式電池を充電する、
    請求項９に記載の充電方法。

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