JP3268132B2 - 電子機器 - Google Patents

電子機器

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JP3268132B2
JP3268132B2 JP18457494A JP18457494A JP3268132B2 JP 3268132 B2 JP3268132 B2 JP 3268132B2 JP 18457494 A JP18457494 A JP 18457494A JP 18457494 A JP18457494 A JP 18457494A JP 3268132 B2 JP3268132 B2 JP 3268132B2
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0024Parallel/serial switching of connection of batteries to charge or load circuit

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電源電池として一次電
池及び二次電池のいずれをも使用でき、携帯型情報端末
や携帯電話機等に用いる電子機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯型情報端末や携帯電話機等の
小型で携帯型の電子機器が、広く用いられてきている。
この種の携帯型の電子機器には、電源電池として二次電
池が用いられており充電機能を備えているものがある。
上記の電子機器の中で一次電池が使用でき電池収納部を
共用するものは、一次電池の充電を防ぐために二次電池
用の充電回路を内蔵せず、外部の充電回路を利用して二
次電池の充電を行っていた。
【0003】一方また、一次電池も電源電池として用い
ることができ、且つ二次電池の充電回路を内蔵し、一次
電池の充電を防ぐための装置を備えた電子機器が、特開
平5−184073号公報に開示されており、これを図
8に示した。この電子機器は、同一外形の円柱状の一次
電池と二次電池との双方を使用し、電池収納部21を共
用している。電池収納部21は半円筒状で内部には、螺
旋状に成形された導電性バネ部材からなるマイナス端子
27と、U字状に成形された導電性のバネ部材からなる
プラス端子28とが配設される。
【0004】更に、図8の電子機器は、二次電池の側面
の絶縁被覆部23の中央に円環状導電体24を埋設し、
二次電池の側面下部を導電性部材で覆い下面の二次電池
の電極と接続した導電部29を設けている。また、電池
収納部21の側面の下部に検出端子26aが内設され、
電池収納部21の側面の内側の中央部にU字状に成形さ
れた導電性のバネ部材からなる検出端子26b、26c
が内設されている。二次電池の組み込み時に導電部2
9、検出端子26a、検出端子26b、円環状導電体2
4、検出端子26cのそれぞれが接続され通電すること
により二次電池の検出を行い、一次電池の組み込み時に
充電回路の接続を切るものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術で述べた一次電池と二次電池を共用でき充電回路を内
蔵しない電子機器においては、二次電池を充電する場合
は外部の充電装置を使用しなければならず操作が面倒に
なっていた。
【0006】特開平5−184073号公報に記載され
図8に示したものは、二次電池の絶縁被覆部の中央部に
円環状導電体を設けて二次電池の検出を行うが、これに
より電池収納部と二次電池との構造が複雑になり、これ
らの部品が増加するという欠点があった。また、一次電
池の組み込み時には、常に充電回路の動作を停止するの
で、この場合には充電回路を電池の代わりに電源として
使用できなかった。
【0007】更にまた、一次電池として用いる乾電池の
初期の出力電圧は1.5Vであり、それに対して二次電
池として用いるニッケル・カドミウム電池の初期の出力
電圧は1.2Vである。すなわち、両者の出力電圧が異
なっているので、機器動作の限界電圧は二次電池の出力
電圧より低くしてある。その結果、初期の出力電圧の高
い一次電池の初期消費電力が大きくなり、電力の無駄が
生じている。
【0008】本発明は、一次電池、二次電池の双方が使
用でき、二次電池を充電するための充電回路を備え、一
次電池の組み込み時にも充電回路による一次電池の充電
を阻止し、且つ一次電池と二次電池との出力電圧の差に
よる消費電力の無駄を、抑えることができる電子機器を
提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電子機器は、一次電池と二次電池とのいずれ
も収納し、プラス電極端子とマイナス電極端子からなる
少なくとも一対の電極端子と、前記一対の電極端子とは
独立した二次電池用の電極端子とを内設した電池収納部
を備えたものである。加えて、前記電池収納部に取り付
けられた状態で、該一次電池と比較して少なくとも電極
位置の一つが異なる二次電池と、該二次電池専用の電極
端子に接続され、二次電池を充電する充電回路と、前記
充電回路によって該一次電池が充電されることを阻止す
るために一次電池の電極端子に接続されたダイオードと
を備えている。
【0010】更に、前記電子機器に、2本の一次電池を
収納し、プラス電極端子とマイナス電極端子とからなる
2対の電極端子と、前記電極端子とは独立した二次電池
用の一つの電極端子とを内設した電池収納部を備えたも
のを用いる。前記ダイオードを短絡し、同時に充電回路
の接続を切るスイッチを備える。
【0011】
【作用】上記のようにして構成された電子機器に、一次
電池を搭載した場合は、ダイオードを介して機器負荷に
接続される。充電回路は、ダイオードと一次電池に対し
て並列に接続されており、ダイオードによって一次電池
の充電は阻止される。一方、二次電池を接続した場合
は、ダイオードを介さずに機器負荷に接続される。また
充電回路は、二次電池と機器負荷とに接続される。
【0012】尚、一次電池の出力電圧が低下した場合、
スイッチによってダイオードを短絡することにより、電
池の端子電圧を直接機器負荷に供給する。同時にスイッ
チによって充電回路の接続を切るので一次電池に充電さ
れない。
【0013】
【実施例】以下、図に示す実施例とともに本発明を説明
する。以降、全ての実施例において電池収納部に組み込
むのは、一次電池か二次電池かの一方のみとする。
【0014】本実施例の電子機器に用いる二次電池1の
形状を、図1に示した。二次電池1は、内部で2個のニ
ッケル・カドミウム電池、または、ニッケル水素電池を
直列に接続したものを内蔵する。二次電池1は、楕円柱
状の外形をなし、上面の中心から偏った位置に導電性部
材からなる円板状のマイナス電極2が埋設され、背面上
端部に導電性部材からなる四角形状のプラス電極3が埋
設されている。更に、二次電池1の外面は、電極部を除
き絶縁性部材4で覆われている。また、プラス電極3は
マイナス電極2と短絡しないように十分離して設置され
ている。
【0015】図2は一次電池5の形状を示し、一次電池
5としては市販の乾電池を用いる。一次電池5の外形は
円柱状で、上面にプラス電極6を設け、下面にはマイナ
ス電極7を設けている。一次電池5の外面は、電極部を
除いて絶縁性部材4で覆われている。尚、二次電池1の
上面及び下面は、長径の長さが一次電池5の電極面の直
径の2倍であり、短径は一次電池5の電極面の直径と同
一になっている。
【0016】図3に電池収納部8の形状を示す。電池収
納部8は、一つの側面が開口した箱体であり、上面の内
側に二次電池1及び一次電池5の共用のマイナス端子1
9と、一次電池5専用のプラス端子9を互いに接触しな
いように設けている。一方、上面のマイナス端子19に
対向してプラス端子11が、上面のプラス端子9に対向
してマイナス端子10が、それぞれ電池収納部8の下面
の内側に設けられている。上記のマイナス端子10とプ
ラス端子11とは互いに接続されており、一次電池5専
用として用いられる。
【0017】また、マイナス端子19及び10は螺旋状
に成形された導電性のバネ部材からなり、プラス端子9
及び11はU字状に成形された導電性のバネ部材からな
る。更にここで、二次電池用のプラス端子22は、電池
収納部8の背面内側の上端近傍に取り付けられている。
上記のプラス端子22は、U字状に成形された導電性の
バネ部材からなる。
【0018】図4に示すように、二次電池1を電池収納
部8に組み込むと、マイナス端子19に二次電池1のマ
イナス電極2が接続され、プラス端子22にはプラス電
極3が接続されている。これによって二次電池1からマ
イナス端子19と、プラス端子22とを介して制御回路
に通電される。尚、二次電池1は、初期電圧が1.2V
のニッケル・カドミウム電池、またはニッケル水素電池
を、2本直列に内蔵したもので、電池収納部8に組み込
むと2.4Vの電源電圧を得る。
【0019】図5に示すように、電池収納部8には一次
電池5が電極の向きが逆になるように2本平行に収納さ
れている。これにより、初期電圧が1.5Vの一次電池
5が2本直列に搭載され、3Vの出力電圧を得ることが
できる。
【0020】図6に、本実施例の電子機器の制御回路図
を示した。同図中で制御回路17において電池を点線で
囲んだ部分は、電池収納部8を意味する。ここで、電池
収納部8に二次電池1が組み込まれた状態では、二次電
池1のプラス極側は、ダイオード12を介さずに直接、
機器負荷13に接続され、マイナス極側はアース14に
接続されている。充電回路20はコネクタ15aを介し
て、電池収納部8に組み込まれた二次電池1のプラス極
側に接続されており、充電回路20のマイナス極側はコ
ネクタ15bを介してアース14に接続されている。
【0021】上記構成の場合は、充電回路20が二次電
池1を充電し、同時に機器負荷13にも給電する。充電
回路20が接続されていないときは、二次電池1が機器
負荷13に給電する。尚、本発明の電子機器本体には充
電回路20を内蔵せず、充電回路20は着脱自在となっ
ており、充電時等の必要に応じて充電回路20が電子機
器本体にコネクタ15a、15bを介して接続される。
【0022】次に、電池収納部8に2本の一次電池5が
組み込まれた場合について、図6を参照して説明する。
この場合、一次電池5のプラス極側はダイオード12を
介して機器負荷13に接続され、マイナス極側はアース
14に接続されている。
【0023】更に、充電回路20が接続されているの
で、外部から電源が供給されると、外部電源から機器負
荷13に給電されるが、このときはダイオード12によ
って一次電池5への充電が阻止されている。更に、充電
回路20が接続されないと一次電池5はダイオード12
を介して機器負荷13に給電する。
【0024】本発明の他の実施例における制御回路図を
図7に示す。同図に示した制御回路18は、以下に説明
するスイッチ16を接続した部分以外は、前述した制御
回路17と同一の構成を取るものとする。制御回路18
には、スイッチの可動片16aと、ダイオード12のア
ノード側に接続された端子16bと、カソードに接続さ
れた端子16cと、充電回路20に接続される端子16
dとからなるスイッチ16が備えられている。
【0025】一次電池5の組み込み状態において、可動
片16aによりスイッチ16は、端子16cと端子16
dとが接続されるように切り替えておくのものとする。
ここに充電回路20が接続されれば、機器負荷13には
充電回路20から給電され、ダイオード12によって一
次電池5への充電は阻止される。一方、充電回路20が
接続されないと、一次電池5から給電されて機器負荷1
3は動作する。
【0026】このような状態で、電池の消耗によりダイ
オード12を介して機器負荷13に供給されている電圧
が、機器の動作限界電圧より低下した場合、スイッチ1
6の可動片16aを、端子16bと端子16cとが接続
されるように切り替える。これによって、ダイオード1
2が短絡され直接、一次電池5の端子電圧が、機器負荷
13に供給され、ダイオード12の電圧降下分だけ電圧
が上昇し、機器を継続使用できる。また、同時に充電回
路20との接続が切られるから、一次電池5は充電され
ない。
【0027】次に、二次電池1の組み込み状態では、ス
イッチ16は端子16cと端子16dとを接続するよう
に可動片16aを切り替える。ここに充電回路20が接
続されれば、機器負荷13には充電回路20から給電さ
れ、同時に二次電池1は充電される。一方、充電回路2
0が接続されなければ、二次電池1によって機器負荷1
3は動作する。
【0028】尚、一次電池5を使用し、充電回路20を
使わないときは、ダイオード12を介して給電されるの
で、ダイオード12の内部抵抗により電流が制限され、
電流はダイオードを短絡した場合に比べて少なくなる。
すなわち、ダイオード12を介することにより、一次電
池5の消耗を抑えることができる。
【0029】
【発明の効果】本発明の電子機器によれば、一次電池と
二次電池とで電池収納部を共用することにより、一次電
池と二次電池の両方が使用でき、更に電子機器の小型化
に有効である。加えて、ダイオードによって、充電回路
による一次電池への誤充電を阻止できて、一次電池の組
込状態でも外部電源によって動作ができ、便利である。
【0030】また、ダイオードを接続することによって
一次電池の初期の消費電力を低減でき、且つ一次電池が
消耗して機器の動作限界電圧を下回った場合も、ダイオ
ードの接続をスイッチによって短絡することにより、ダ
イオードによる電圧降下分だけ印加電圧が上昇し、機器
を継続して使用できる。すなわち、一次電池の使用時間
を延ばすことが可能となり一次電池の有効利用が図れ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る二次電池の斜視図であ
る。
【図2】本発明の実施例に係る一次電池の斜視図であ
る。
【図3】本発明の実施例に係る電池収納部の斜視図であ
る。
【図4】本実施例の電池収納部に二次電池を組み込んだ
斜視図である。
【図5】本実施例の電池収納部に一次電池を組み込んだ
斜視図である。
【図6】本実施例の制御回路図である。
【図7】他の実施例の制御回路図である。
【図8】従来例の電池収納部に二次電池を収納した斜視
図である。
【符号の説明】
1 二次電池 2、7 マイナス電極 3、6 プラス電極 5 一次電池 8 電池収納部 9、11、22 プラス端子 10、19 マイナス端子 12 ダイオード 13 機器負荷 16 スイッチ 16a 可動片 16b、16c、16d 端子 17、18 制御回路 20 充電回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一次電池と該一次電池の初期の出力電圧
    よりも初期の出力電圧が低い二次電池のいずれも収納で
    き、プラス電極端子とマイナス電極端子からなる少なく
    とも一対の電極端子と、前記一対の電極端子とは独立し
    た二次電池用の電極端子とを内設した電池収納部と電池収納部に前記二次電池が取り付けられた状態で、
    当該二次電池を充電する充電回路と、該充電回路及び機器負荷と前記 一次電池の一方の電極端
    との間に接続された充電阻止用のダイオードと 該ダイオードを短絡し同時に前記充電回路の接続を切る
    スイッチとを備える一方、 機器動作の限界電圧を前記二次電池の初期の出力電圧よ
    り低くした ことを特徴とする電子機器。
  2. 【請求項2】 複数の一次電池を収納し、プラス電極端
    子とマイナス電極端子とからなる該一次電池と同数の対
    の電極端子と、前記電極端子とは独立した二次電池用の
    電極端子とを内設した電池収納部を備えてなることを特
    徴とする請求項1記載の電子機器。
  3. 【請求項3】 一次電池のプラス電極が接触する第1の
    プラス端子と、 二次電池のプラス電極が接触する第2のプラス端子と、 一次電池及び二次電池のマイナス電極が接触するマイナ
    ス端子と、 前記第1及び第2のプラス端子に一端が、前記マイナス
    端子に他端がそれぞれ接続される機器負荷と、 前記二次電池の充電を行う充電回路と、 前記充電回路が接続される第1の端子と、 前記第2のプラス端子と前記機器負荷との間の信号線に
    接続される第2の端子と、 前記第2の端子が接続された信号線と前記第1のプラス
    端子との間に配置され、信号線側にカソードが、第1の
    プラス端子側にアノードがそれぞれ接続されるダイオー
    ドと、 前記ダイオードと前記第1のプラス端子との間の信号線
    に接続される第3の端子と、 前記第1の端子と前記第2の端子または前記第2の端子
    と前記第3の端子の何れかを接続するよう切り替えられ
    る可動片とを備えたことを特徴とする電子機器。
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