JP3140971U - 携帯用電源供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気亜鉛電池モジュールと送電インターフェイスを含んだ携帯用の電源供給装置を提供する。
【解決手段】携帯用電源供給装置は、少なくとも一つの電池ユニットを備えた空気亜鉛電池モジュール２と、少なくとも一組の導体を備えた空気亜鉛電池モジュール２に接続し、空気亜鉛電池モジュール２で発生した電流を伝送するための送電インターフェイス３を含み、空気亜鉛電池モジュール２と電池ユニットが同時に統合モールドによって少なくとも一つの可塑性材料で製作されている。
【選択図】図１

Description

本考案は携帯用電源供給装置に関し、特に主としてメイン電源若しくは緊急用予備充電電源になり得る携帯用電源供給装置に関する。

充電式バッテリーは、携帯情報端末（ＰＤＡ）、デジタルカメラ（ＤＳＣ）デジタルビデオカメラ（ＤＶ）、ノート型パーソナルコンピューター（ＮＢ）、又は携帯電話等の携帯用電子機器の電源に応用される。よって使用時に時間又は空間に制限されることがないので機動性が高い。

しかし、携帯用電子機器用の充電式バッテリーは通常少量の電気容量しか供給できず、バッテリーの電気容量は携帯用電子機器の作動時間が長くなると消耗してしまう。上記の原因から携帯用電子機器の欠点は充電式バッテリーの電気容量で制限されてしまうこと、及びバッテリーの充電が即刻必要か否かの判断に迫られることにある。携帯用電子機器のバッテリーの充電が即可能でない状況において、電力を消耗し切ってしまったことにより携帯用電子機器が作動不可能となる。

こうした携帯用電子機器が即充電できないという問題を解決するための従来方法は次の通りである。
（１）交換式予備用バッテリーの準備
（２）携帯用電子機器内部の充電式バッテリーの替わりに携帯用電源供給装置をメイン電源として使用する
（３）携帯用電源供給装置を使用し、携帯用電子機器内部の充電式バッテリーに充電する

例として、米国特許第６，７０９，７８４号明細書は携帯電話用の予備充電装置の一種を開示している。ユーザーが携帯電話の電力を消耗し切った際、会話時間を延長するためにこの予備充電装置により携帯電話機内部の充電式バッテリーを充電することに利用できる。

従来の携帯用電源供給装置は通常アルカリバッテリー又はニッケル水素蓄電池を装填するバッテリーケースを具備している。空気亜鉛電池と比較すると、アルカリバッテリー又はニッケル水素蓄電池は電力容量が低い。携帯用の電源供給装置は電力容量を高めるために大型バッテリー又は直列や並列にバッテリーを増設するバッテリーケースを具備している。しかし、重量が増えてバッテリーケースのボリュームが嵩み、この様な携帯用電源供給装置は持ち運びに不便である。

その上、従来のバッテリーケースタイプの携帯用電源供給装置は、バッテリーの電力が消耗した際、そのバッテリーを取り換える方式を採用しており、ユーザーは消耗したバッテリーと交換するために新しいバッテリーを購入する必要がある。よって従来のバッテリーソケットタイプの携帯用電源供給装置による電力充電は比較的出費がかかり、又効果的な解決法でない。

アルカリ電池及びニッケル水素蓄電池の容量の低さ、重金属による環境汚染、従来のバッテリーケースタイプの携帯用電源供給装置の効果の低さといった問題を克服するために、本考案の発明者は電気容量が高いという利点があり、環境に優しく、軽量、薄型、そして持ち運びし易い送電インターフェイス付モジュール式空気亜鉛電池のような新世代の電池ユニットを発明するために関連産業界に長年身を置いてきた。数多くの実験を繰り返した後、本考案である携帯用の電源供給装置の開発に成功した。

前述の目的を達成するために、本考案では空気亜鉛電池モジュールと送電インターフェイスを含んだ携帯用の電源供給装置を提供する。

空気亜鉛電池モジュールは、少なくとも１つの電池ユニットを有し、また送電インターフェイスは空気亜鉛電池モジュールの少なくとも１対の導体と接続することが可能であり、空気亜鉛電池モジュールで発生する電流を伝えるために使用される。更に明確に言えば、空気亜鉛電池モジュールと電池ユニットは統合モールドにより少なくとも１つの可塑性材料から同時に製造できる。

電池ユニットは、更にエアーカソード、亜鉛アノード、セパレーター及び取り付けブラケットも含む。亜鉛アノード及びエアーカソードは空気亜鉛電池モジュールの１対の導体と接続が可能である。エアーカソードは、炭素粉末、カソード電流コレクター、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）バインダー及び触媒により製造されている。亜鉛アノードは、亜鉛ゲル、アノード電流コレクター及び更に亜鉛粉末と電解液を含んだ亜鉛ゲルから製造されている。セパレーターは、エアーカソードが亜鉛ゲルに接触しショートを引き起こすことを防ぐために使用される。上記のように、セパレーターはＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）又はその他の高分子膜から作成されていて、狭い開口があることから、亜鉛ゲルの電解液がそのセパレーターの狭い開口を通過しエアーカソードの中へ浸透する。また、取り付けブラケットによってセパレーターとエアーカソードの固定が可能である。

更に、本考案の具体的実施例としては、空気亜鉛電池モジュールの電池ユニットは、空気亜鉛一次電池、充電式空気亜鉛電池、交換式亜鉛板式空気亜鉛電池、交換式亜鉛ゲル式空気亜鉛電池から選択できる。更に、空気亜鉛電池モジュールは、空気亜鉛電池モジュールの電圧を上げるために電圧調整装置モジュール、ブースターモジュール又はブースター調整装置と組み合わせた単式又は複式の空気亜鉛電池とすることが可能である。ブースターモジュール又はブースター調整装置と連結する利点は、バッテリーを直列又は並列に配列して設計仕様したことによって起こる複雑性を電圧を上げることにより簡素化することが可能となることである。

更に、その他の本考案の具体的実施例としては、空気亜鉛電池モジュールは０．８Ｖから２４Ｖまでの電圧の供給が可能である。電圧の最も好ましい範囲は１Ｖから２０Ｖである。

更に、その他の本考案の具体的実施例としては、空気亜鉛電池モジュールはエアーカソードとセパレーターの配置及び電池ユニットを隔てるための少なくとも１つのチェンバーを形成するための突き出たホゾが含まれている。空気亜鉛電池モジュールに少なくとも１つのチェンバーが収納されている状態が形成されたのと同時に、チェンバー内部にエアーカソード、亜鉛アノード、セパレーター及び取り付けブラケットからなる一組も含まれる。取り付けブラケットのサイズと形状は、チェンバーへの相互的な嵌め込みと差込みのため一致するようにできる。

更に、その他の本考案の具体的実施例としては、取り付けブラケットはアノード電流コレクターを配置するためにホゾ穴を有している。

更に、その他の本考案の具体的実施例としては、電池ユニットは空気亜鉛電池モジュールを形成するために少なくとも１対の導体を通して直列又は並列に接続することが可能である。更に、可塑性材料は、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＰＯ（変性ポリフェニレン オキサイド）、ＡＢＳ（アクリロ二トリル スチレン樹脂）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＡＥ（ポリアミドエラストマー）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、及びＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル）から選択されたプラスチック素材が適用可能である。

［実施例］
図１は本考案である携帯用電源供給装置を示す立体図である。この携帯用電源供給装置は、空気亜鉛電池モジュール２及び送電インターフェイス３から構成されている。空気亜鉛電池モジュール２は、アンダーカバー１２とトップカバー１１で組立てられたプラスチック部材から配置されることが可能である。プラスチック部材は、可塑性材料（図示せず）でなければならないことを注釈する。送電インターフェイス３が少なくとも一対の空気亜鉛電池モジュール２の導体と連結することから、その空気亜鉛電池モジュール２は、緊急時に携帯用電子機器のバッテリーの電力が消耗された時又は消耗してしまいそうな時、その携帯用電子機器を緊急的に充電することが可能である。

図２及び図３は、空気亜鉛電池モジュール２は出力される電圧により異なるが、少なくとも１つの電池ユニット２１を含む。空気亜鉛電池モジュール２及び電池ユニット２１は、統合・モールド（図示せず）により少なくとも１つの可塑性材料から同時に製造が可能である。具体的には、その空気亜鉛電池モジュール２は平行配置された２つの電池ユニット２１からなる。各電池ユニット２１は、エアーカソード２２、セパレーター２３、取り付けブラケット２４、アノード電流コレクター２５及び亜鉛ゲル２６から構成されている。エアーカソード２２及び亜鉛アノードは、空気亜鉛電池モジュール２の二対の導体２７，２８と連結することが可能である。エアーカソード２２は、炭素粉末、カソード電流コレクター、ＰＴＦＥバインダー及び触媒（図示せず）によって一層好ましく作り上げられている。その亜鉛アノードは、亜鉛ゲル２６、アノード電流コレクター２５、亜鉛粉末と電解液を含んだ亜鉛ゲル２６によって作成が可能である。セパレーター２３は、ＰＰ、ＰＥ、又はその他の高分子膜から作られており、エアーカソード２２と隣接している。取り付けブラケット２４は、セパレーター２３とエアーカソード２２を固定する目的で取り付けている。

電池ユニット２１を組み立てる際、トップカバー１１の内側にエアーカソード２２を陰極として構成するためにエアーカソード２２を取り付ける。トップカバー１１に複数の空気孔１３があることによりプラスチック部材１に空気が入り易くなり、エアーカソード２２との反応を容易にする。エアーカソード２２により延長されたホゾ２２１は、正確に配置することを目的にトップカバー１１の内壁に形成することによりホゾの穴１４と結合される。このトップカバー１１の内壁には隣接する電池ユニット２１を隔てるための間隔をおいたホゾ１５があり、別々に少なくとも１つのチェンバー１６を形成することにより、エアーカソード２２及びセパレーター２３を収納、配置する。

セパレーター２３は、エアーカソード２２が亜鉛ゲル２６と接触しショートを防ぐために使用される。前述の通り、セパレーター２３は、ＰＰ、ＰＥ、又はその他の高分子膜から製造することが可能である。セパレーター２３には狭い開口があり、それにより亜鉛ゲル２６の電解液がセパレータ２３の狭い開口（図示せず）を通過し、エアーカソード２２の中へ浸透することが可能である。

取り付けブラケット２４のサイズと形状はチェンバー１６と同等であることから、取り付けブラケット２４のチェンバー１６への嵌め込み、セパレーター２３及びエアーカソード２２の圧縮が可能となる。図面の示す通り、ホゾ穴２４１は側面の取り付けブラケット２４の側面に形成され、アノード電流コレクター２５を固定するために使用されている。

亜鉛ゲル２６は、アノード電流コレクター２５と接続するためにアンダーカバー１２の内部に詰められる。二対の導体２７，２８を直列に連結、そして送電インターフェイス３、例えばコネクターに接続した充電ケーブル３１にも連結すると、図１で示すように携帯用の電力供給装置が構成される。

図４（ａ）〜図４（ｈ）及び図５（ａ）〜図５（ｈ）は本考案である携帯用電源供給装置の空気亜鉛電池モジュール２の電池ユニット２１の水平配置及び垂直配置を示す略図である。電池ユニット２１の水平配置の利点は、携帯用電源供給装置の厚みを薄くさせることが可能であり、その一方、電池ユニット２１を垂直配置した利点は、携帯用の電源供給装置の面積を縮小することが可能なことである。携帯用電源供給装置の出力電圧は、充電される携帯用電子機器の電圧によって並列又は直列に接続された複数の電池ユニット２１を適切に採用することが可能である。

電池モジュール２の電池ユニット２１は、空気亜鉛一次電池、充電式空気亜鉛電池、交換可能な亜鉛プレート式空気亜鉛電池、又は交換可能な亜鉛ゲル式空気亜鉛バッテリーによって実装が可能であり、本空気亜鉛電池モジュール２は０．８Ｖから２４Ｖまでの電圧の供給が可能あり、好ましい電圧の範囲は１Ｖから２０Ｖまでである。送電インターフェイス３、例えばコネクターに接続した充電ケーブル３１は、電流を外部の携帯用電子機器（図示せず）に伝送するために電気作用により亜鉛アノードと空気亜鉛電池モジュールのエアーカソードと接続させる。本考案の携帯用電源供給装置は、一次電池又は充電式バッテリーを含む携帯用電子機器のメイン電源又は緊急時充電式の電力源となり得る。

図６で示すように、コネクターに接続した充電ケーブル３１の利用で、携帯用電源供給装置は携帯情報端末（ＰＤＡ）、デジタルカメラ、デジタルビデオレコーダー、ノート型パーソナルコンピューター（ＮＢ）、又は携帯電話等の携帯用電子機器に電力を供給するために０．８Ｖから２４Ｖの電圧を出力することが可能である。

図７で示すように、空気亜鉛電池モジュール２及び送電インターフェイス３は、その携帯用電源供給装置のプラスチック部材の内側に取り付けられている。送電インターフェイス３と前述の具体実施例の異なる点は、図７で示す送電インターフェイス３が充電ソケット３２ということである。この電池モジュール２の電池ユニット２１は、空気亜鉛一次電池、充電式空気亜鉛電池、交換式亜鉛板式空気亜鉛電池、又は交換式亜鉛ゲル式空気亜鉛電池であり、電池モジュール２は０．８Ｖから２４Ｖまでの電圧が供給可能であり、またその好ましい電圧の範囲は１Ｖから２０Ｖである。充電ソケット３２と亜鉛電池モジュール２の亜鉛アノード及びエアーカソードを電気的に接続させることにより、空気亜鉛電池モジュール２で発生した電流を送電インターフェイス３を通して伝送することが可能である。したがって、携帯用電源供給装置は、一次電池又は再充電可能なバッテリーを含む携帯用電子機器のメイン電源又は予備用の充電電源となり得る。さらに、空気亜鉛電池モジュール２及び電池ユニット２１の製造のための可塑性材料は、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＰＯ（変性ポリフェニレン オキサイド）、ＡＢＳ（アクリロニトリル スチレン樹脂）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＡＥ（ポリアミドエラストマー）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、及びＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル）から選択可能である。

図８は、本考案である携帯用の電力供給装置の送電インターフェイスのその他の具体的実施例の略図である。空気亜鉛電池モジュールユニット２及び送電インターフェイス３は、携帯用電源供給装置のプラスチック部材１内側に作り付けられている。送電インターフェイス３と前述の具体的実施例の異なる点は、図８の示すように、その送電インターフェイス３がコネクターに接続した充電ケーブル３１が含まれていることである。この電池モジュール２の電池ユニット２１は、空気亜鉛一次電池、充電式空気亜鉛電池、交換式亜鉛板式の空気亜鉛電池、又は交換式亜鉛ゲル式の空気亜鉛電池であり、電池モジュール２は０．８Ｖから２４Ｖまでの電圧供給が可能であり、電圧の好ましい範囲は１Ｖから２０Ｖまでである。コネクターに接続した充電ケーブル３１は、送電インターフェイス３を通る空気亜鉛電池モジュール２の電流を伝えるために、電気的に空気亜鉛電池モジュール２のエアーカソード及び亜鉛アノードと連結させる。したがって、携帯用電源供給装置は、一次電池又は充電式バッテリーを付属した携帯用電子機器のメイン電源又は予備充電電源となり得る。

本考案である携帯用電源供給装置の電池ユニット２１は、空気亜鉛一次電池、充電式空気亜鉛電池、交換式亜鉛板式の空気亜鉛電池、又は交換式亜鉛ゲル式の空気亜鉛電池の様な空気亜鉛電池を用いることが可能であり、それらの電圧の範囲は３．６Ｖから５．０Ｖに設定され、バッテリーの電気容量は３０００ｍＡｈである。一般的ＧＳＭ携帯電話の電力供給は通常６５０ｍＡｈの充電式リチウムイオン二次電池である。そのリチウムイオン二次電池の電量が消耗した時、本考案である携帯用の電源供給装置を用い、ＧＳＭ携帯電話を４回完全に充電することが可能であり、非常に素晴らしい経済効果を生み出す。

さらに、空気亜鉛電池モジュール２は、電圧調整装置モジュール、ブースターモジュール又はブースター調整装置と組合わせ、単式又は複式の空気亜鉛電池とすることが可能である。ブースターモジュール又はブースター調整装置と合体させることの利点は、バッテリーを直列又は並列に配列して設計仕様したことによって起こる複雑性を電圧を上げることにより減少させることが可能となることである。例えば、図９で示す略図に図示されているのは、空気亜鉛電池モジュール２とブースター調整装置５０の間にある送電インターフェイス３を通り、ブースター調整装置と接続した空気亜鉛電池モジュール２のものであり、そのブースター調整装置５０はコネクターに接続したケーブル５１を通じて、電気的に携帯用電子機器と接続されている。よって完全な回路を構成することとなる。１．５Ｖのバッテリー１つがブースター調整装置５０を利用することにより５Ｖまで電圧を上げることが可能であるので、同じ電力出力目標に達することになる。

前述の具体的実施例によれば、本考案である携帯用電源供給装置は、バッテリーケースに標準的なバッテリーを装填する従来の販売を目的とした携帯用電源供給装置の欠点とされていたものを克服でき、携帯用電子機器のメイン電源又は緊急時の充電電源となり得る。特に空気亜鉛電池モジュールの電気容量は、一般的なアルカリ電池及びニッケル水素畜電池より非常に高い。また、空気亜鉛電池は、亜鉛粉末又は炭素粉末といった無公害原料を採用しているため、環境に優しい電力源と言える。さらにまた、本考案である携帯用電源供給装置は、それらの電池ユニットの水平及び／又は垂直の配列法で配置することでスリムサイズにすることが可能である。本考案である携帯用電源供給装置の長所である形状、軽量、コンパクトと言った点以外にも消費者の購買ニーズを刺激するために形状は長方形に限定されず、多様に変化させることができる。

以上述べたことは、本考案における好ましい実施例の詳細な説明に過ぎず、本考案の特徴はこれに限られず、本考案を制限するものではない。これに対して、本考案の範囲内で修正し、変更したものはすべて上記の特許請求の範囲内に含まれる。

本考案の携帯用の電源供給装置の立体図である。 本考案の携帯用電子機器の空気亜鉛電池モジュールの立体分解図である。 完成した空気亜鉛電池モジュールの断面図である。 本考案の携帯用電源供給装置の空気亜鉛電池モジュールの電池ユニットの水平配置の略図である。 本考案の携帯用電源供給装置の空気亜鉛電池モジュールの電池ユニットを垂直に配置した状態の略図である。 本考案である携帯用電源供給装置を送電インターフェイスにより携帯用電子機器と連結した略図である。 本考案の携帯用の電源供給装置の送電インターフェイスのその他の具体的実施例の略図である。 本考案の携帯用の電源供給装置の送電インターフェイスのその他の具体的実施例の略図である。 本考案の携帯用電源供給装置の空気亜鉛電池モジュールをブースター調整装置に差し込んだ具体的実施例の略図である。

符号の説明

１ プラスチック部材
１１ トップカバー
１２ アンダーカバー
１３ 空気孔
１４ ホゾの穴
１５ 間隔をおいたホゾ
１６ チェンバー
２ 空気亜鉛電池モジュール
２１ 電池ユニット
２２ エアーカソード
２３ セパレーター
２４ 取り付けブラケット
２５ アノード電流コレクター
２６ 亜鉛ゲル
２７ 二対の導体
２８ 二対の導体
２２１ ホゾ
２４１ ホゾ穴
３ 送電インターフェイス
３１ コネクターに接続した充電ケーブル
３２ 充電ソケット
５０ ブースター調整装置
５１ コネクターに接続したケーブル

Claims (15)

1. 携帯用電源供給装置であって、
   少なくとも一つの電池ユニットを備えた空気亜鉛電池モジュールと、
   少なくとも一組の導体を備えた前記空気亜鉛電池モジュールに接続し、前記空気亜鉛電池モジュールで発生した電流を伝送するための送電インターフェイスを含み、前記空気亜鉛電池モジュールと前記電池ユニットが同時に統合モールドによって少なくとも一つの可塑性材料で製作されることを特徴とする
   携帯用電源供給装置。
2. 前記電池ユニットがさらに前記空気亜鉛電池モジュールの一組の導体に接続された亜鉛アノードとエアーカソードを有することを特徴とする
   請求項１に記載する携帯用電源供給装置。
3. 前記エアーカソードが、炭素パウダー、カソード電流コレクター、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）バインダー及び触媒を含むことを特徴とする
   請求項２に記載する携帯用電源供給装置。
4. 前記亜鉛アノードが、アノード電流コレクター、及び亜鉛粉末と電解液を含む亜鉛ゲルから構成されることを特徴とする
   請求項２に記載する携帯用電源供給装置。
5. 前記電池ユニットがさらにＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）または他の高分子膜で作られていて前記空気陰極に隣接するセパレーターを含むことを特徴とする
   請求項１に記載する携帯用電源供給装置。
6. 前記電池ユニットは、さらに前記セパレーターと前記エアーカソードを固定するための取り付けブラケットを含むことを特徴とする
   請求項１に記載する携帯用電源供給装置。
7. 前記電池ユニットは、空気亜鉛一次電池、充電式空気亜鉛電池、交換式亜鉛板を備えた空気亜鉛電池、若しくは交換式亜鉛ゲルを備えた空気亜鉛電池から選択することができることを特徴とする
   請求項１に記載する携帯用電源供給装置。
8. 送電インターフェイスが、充電コネクター、充電ソケット、若しくは接続コネクターを備えた充電ケーブルから選択することができることを特徴とする
   請求項１に記載する携帯用電源供給装置。
9. 前記空気亜鉛電池モジュールが、空気亜鉛電池モジュールの電圧を上げるための電圧調整装置モジュール、ブースターモジュール又はブースター調整装置を取り入れた単一の空気亜鉛電池、又は複数の空気亜鉛電池であることを特徴とする
   請求項１に記載する携帯用電源供給装置。
10. 前記エアーカソードが、ホゾの穴に固定されるためのホゾを広げることを特徴とする
    請求項１に記載する携帯用電源供給装置。
11. 前記空気亜鉛電池モジュールが、前記電池ユニットを隔ててエアーカソードとセパレーターを位置決めするための少なくとも一つのチェンバーを形成するための少なくとも一つのパーティションホゾを有することを特徴とする
    請求項１に記載する携帯用電源供給装置。
12. 前記取り付けブラケットのサイズと形状は、チェンバーの嵌め込みと差込みに便利なようにチェンバーと一致していることを特徴とする
    請求項６に記載する携帯用電源供給装置。
13. 前記取り付けブラケットが、前記アノード電流コレクターを位置決めするためのホゾ穴を有することを特徴とする
    請求項６に記載する携帯用電源供給装置。
14. 前記電池ユニットが、少なくとも１組の導体により直列又は並列に接続されることによって前記空気亜鉛電池モジュールを形成することを特徴とする
    請求項１に記載する携帯用電源供給装置。
15. 前記可塑性材料が、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＰＯ（変性ポリフェニレンオキサイド）、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＡＥ（ポリアミドエラストマー）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、およびＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル）から選んだプラスチック素材であることを特徴とする
    請求項１に記載する携帯用電源供給装置。

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