JP3460127B1

JP3460127B1 - コードレス機器システム

Info

Publication number: JP3460127B1
Application number: JP2002324677A
Authority: JP
Inventors: 憲高良; 直文虫明; 朗松原; 豊太池内
Original assignee: 有限会社サンブリッジ
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2003-10-27
Anticipated expiration: 2022-11-08
Also published as: JP2004159468A

Abstract

【要約】【課題】急速充電と長時間使用可能なコードレス機器
システムを提供する。【解決手段】直流電源２を含む充電器１に着脱可能な
コードレス機器２０を充電器１に装着して充電するよう
にしたコードレス機器システムであって、直流電源２に
より充電可能で充電器内に配設した第１の蓄電部３と第
２の蓄電部４と、コードレス機器２０に含まれる第３の
蓄電部２３と第４の蓄電部２４と、第１〜第４の蓄電部
の充放電を制御し、充電器内に配設した充放電制御回路
５と、第３及び第４の蓄電部の放電を制御する放電制御
回路２５とを備え、コードレス機器２０の装着時に、少
なくとも第１の蓄電部３及び第２の蓄電部４から第３の
蓄電部２３に充電を行うとともに、第２の蓄電部４から
第４の蓄電部２４に充電を行う。コードレス機器システ
ムの急速充電と長時間使用ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、充電器に着脱可能なコ
ードレス機器をこの充電器に装着して充電するようにし
たコードレス機器システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、コードレス機器の中で、電池を内
蔵してコードレス化を図ったものが急増している。内蔵
する電池は、乾電池等などの使い捨ての一次電池や、繰
り返し使用が可能な二次電池が多く使用されている。し
かし、一次電池は電気が消耗した場合に交換する手間
と、買い替えの手間に時間を必要とする。また、消耗し
た電池の廃棄の問題がある。そのため業務用の懐中電灯
のような機器では、電池の費用と保守費用のコストがか
かる。

【０００３】また、二次電池は、すぐに使用したいとき
に電気が無くなっている場合には、二次電池の化学反応
を利用する特性から、比較的低い電流で長時間充電する
必要があり、充電中は機器が使用できなかった。また、
二次電池は、一次電池では行うことができない充放電を
繰り返しているが、それには限度があり、寿命がきたら
交換の必要がある。この場合、上述の一次電池と同様の
問題が発生する。

【０００４】電気二重層コンデンサは、電極と電解液を
接触させた時にできる電気二重層に正負の電荷を相対さ
せて蓄積する構造を有している。電気二重層コンデンサ
は、電池のような化学反応を伴わないために、急速な充
放電が可能となる。そこで、電気二重層コンデンサの大
電流で充放電できる特徴を用いて、二次電池の代わりに
電気二重層コンデンサを利用することが考えられてい
る。しかし、電気二重層コンデンサは、二次電池と比較
して体積当りの容量が小さく、使用時間や用途が大きな
制約を受けている。

【０００５】従来の電気二重層コンデンサを使用した機
器の構成において、例えば、充電器により電気二重層コ
ンデンサを有する機器に充電される。その充電器は、交
流電源により動作する。現状では、電気二重層コンデン
サを電源とする機器は、従来の二次電池と比較して同じ
容量の場合には、電気二重層コンデンサの体積が大きく
なっても搭載できる電気自動車などが試作されている。

【０００６】コンピュータの半導体記憶装置のバックア
ップ用の電源など二次電池では容量が大きすぎる場合に
は、容量が小さい電気二重層コンデンサが使用されてい
る。

【０００７】さらに、電気二重層コンデンサを用いたコ
ードレス機器の充電器として、商用電源を整流した直流
電源を使用した充電器がある（特許文献１参照。）。

【０００８】

【特許文献１】特公平８−３１３３９号公報（第２〜５
頁、図１〜図３）

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来例のコードレス機
器は、電気二重層コンデンサだけを電源としているの
で、使用時間を長くする場合には、同一の蓄電能力のあ
る二次電池よりも体積が大きくなるという課題がある。
このように、小型のコードレス機器などの用途において
は、二次電池と比較して体積当たりの容量が小さい電気
二重層コンデンサは、従来の二次電池を置き換えること
ができないという課題がある。

【００１０】本発明は、以上の点に鑑み、急速充電を行
ない、かつ、長時間使用可能なコードレス機器システム
を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のコードレス機器システムは、直流電源を含
む充電器に着脱可能なコードレス機器を充電器に装着し
て充電するようにしたコードレス機器システムであっ
て、直流電源により充電可能で充電器内に配設される第
１の蓄電部と第２の蓄電部と、コードレス機器に含まれ
る第３の蓄電部と第４の蓄電部と、第１〜第４の蓄電部
の充放電を制御し、充電器内に配設される充放電制御回
路と、第３及び第４の蓄電部の放電を制御する放電制御
回路と、を備え、コードレス機器の装着時に、少なくと
も第１の蓄電部及び第２の蓄電部から第３の蓄電部に充
電を行うとともに、第２の蓄電部から第４の蓄電部に充
電を行うことを特徴とする。第１の蓄電部と第３の蓄電
部は、電気二重層コンデンサまたは電気化学キャパシタ
により構成されることが好ましい。第２の蓄電部と第４
の蓄電部は、蓄電池により構成されることが好ましい。
第３の蓄電部は、第１の蓄電部と第２の蓄電部の何れか
一つ、またはこれらの組み合わせにより充電可能であれ
ばよい。第４の蓄電部は、第２の蓄電部により充電可能
であればよい。また、第３及び第４の蓄電部の放電を制
御する放電制御回路は、コードレス機器に含まれていれ
ばよい。

【００１２】上記構成によれば、充電器に内蔵した直流
電源により、予め第１の蓄電部及び第２の蓄電部を充電
状態にしておく。コードレス機器を接続したときに、ま
ず、充電器の第１の蓄電部と第２の蓄電部とを直列接続
した複合電源からコードレス機器の第３の蓄電部に充電
が行われる。第３の蓄電部が急速充電されて充電が完了
すると、引き続き第４の蓄電部の充電が行われる。第３
の蓄電部は急速充電可能な蓄電部であり、第４の蓄電部
は従来の充放電可能な電池であり、従来の速度の充電が
行われる。従って、充電時間にある程度の余裕がある場
合を見込んで、第３の蓄電部への急速充電が完了した
後、時間の許す限り第４の蓄電池に対し、第２の蓄電池
から充電を行うことができる。ここで、充電器の第１の
蓄電部を、電気二重層コンデンサまたは電気化学キャパ
シタで構成すれば、充電器の蓄電部も急速充電すること
も可能である。また、コードレス機器の第３の蓄電部
は、電気二重層コンデンサや電気化学キャパシタなどを
使用することで急速充電が可能である。さらに、コード
レス機器には第４の蓄電部を配置しているので、第３の
蓄電部の急速充電完了後に直ちに使用する必要がなく、
時間に余裕がある場合は、第４の蓄電部に充電対象が切
り替わって、時間の許す限り充電を行うことができる。
これにより、急速充電が可能で長時間の使用ができ、そ
して繰り替えし充放電が可能なコードレス機器システム
を実現できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面により詳細に説明する。図１は、本発明を適用したコ
ードレス機器システムの具体的な構成例を示す外観斜視
図である。この実施形態ではコードレス機器として、充
電器１に着脱可能な誘導棒２０を有し、誘導棒２０を充
電器１に装着して充電するように構成されている。誘導
棒２０はスイッチ２１のオンオフにより発光部２２が点
滅するようになっている。

【００１４】図２は、図１に示した充電器１の概略の構
成例を示す断面図である。充電器１は、直流電源２と、
この直流電源２により充電可能な第１の蓄電部３及び第
２の蓄電部４と、充放電制御回路５とから構成されてい
る。直流電源２は、商用電源等から給電されて直流電圧
と直流電流を発生する。これらは、匡体６内に配置さ
れ、直流電源２には、端子７から商用電源が給電され
る。また、匡体６の上部には誘導棒２０の着脱に応じて
接続する充電端子８が配設されている。

【００１５】図３は、図１に示した誘導棒２０の概略構
成例を示す断面図である。誘導棒２０は棒状を呈し、第
３の蓄電部２３及び第４の蓄電部２４と、この蓄電部２
３及び２４の放電を制御する放電制御回路２５と、を含
んでいる。発光部２２の内部は、支持部材であるリテー
ナ２６に複数の光源として、例えば、発光ダイオード
（ＬＥＤ）２７が列設されている。この構成例において
は、ＬＥＤを２列で、各列当たり４個の合計８個のＬＥ
Ｄ（２７ａ〜２７ｈ）を列設している。ＬＥＤ２７は、
スイッチ２１の操作で点消灯するようになっている。ま
た、充電器１へ接続するための着脱可能な充電端子２８
は、図３が図１に対して９０°回転した断面図なので、
図３では誘導棒右端に配設されている。

【００１６】次に、本発明を適用したコードレス機器シ
ステムの動作について説明する。図４は、充電器１及び
誘導棒２０を含むコードレス機器システムの回路構成を
示すブロック図である。図４において、点線で囲んだ領
域が充電器１を示し、１点鎖線で囲んだ領域が誘導棒２
０を示している。充電器１と誘導棒２０は、充電端子８
（８ａ，８ｂ，８ｃ）と充電端子２８（２８ａ，２８
ｂ，２８ｃ）により接続されている。充電器１は、直流
電源２と、充放電制御回路５と、第１の蓄電部３及び第
２の蓄電部４などから構成されている。ここで、充放電
制御回路５は、第１の蓄電部の充電制御回路３０と、第
２の蓄電部の充電制御回路３１と、第４の蓄電部の充電
制御回路３２とスイッチ手段３３，３４，３５，３６な
どから構成されている。誘導棒２０は、ＬＥＤ２７のオ
ンオフ用のスイッチ２１と、第３の蓄電部２３と、第４
の蓄電部２４と、放電制御回路２５と、ＬＥＤ２７など
から構成されている。

【００１７】最初に、充電器１の回路構成において、第
１の蓄電部への充電回路について説明する。充放電制御
回路５は、制御信号Ｓ１を出力してスイッチ３３を制御
し、商用電源９が接続される直流電源２からの出力Ｖ０
を、第１の蓄電部３へ接続し、第１の蓄電部３を充電す
る。図示の場合は、スイッチ３３において、スイッチ３
３ａが直流電源２の正端子と第１の蓄電部の充電制御回
路３０を接続し、スイッチ３３ｂが直流電源２の負端子
と第１の蓄電部３の負端子とを接続している。スイッチ
３３は、リレー等が使用できる。充放電制御回路５に
は、第１の蓄電部３の充電電圧や充電電流に関する情報
信号Ｓ２が与えられる。

【００１８】第１の蓄電部の充電制御回路３０は、直流
電源２と、第１の蓄電部３との間に接続されている。こ
の場合の制御には、第１の蓄電部３の過電圧を防止する
充電電圧制御や過電流保護制御などが含まれる。第１の
蓄電部の充電制御回路３０は、第１の蓄電部３の充電電
圧に基づいて、第１の蓄電部３の充電制御を行い、満充
電のＶ１という電圧になるまで充電制御を行う。ここ
で、第１の蓄電部の充電制御回路３０は、定電圧制御を
行うＩＣ（集積回路）などが使用できる。

【００１９】次に、第２の蓄電部への充電について説明
する。第１の蓄電部３の充電が終了すると、充放電制御
回路５は、制御信号Ｓ１を出力して、スイッチ３３を図
の点線で示すＢ側に接続する。このとき、スイッチ３３
ａが、直流電源２の正端子をスイッチ３４の一端に接続
する。スイッチ３３ｂは、直流電源２の負端子をアース
に接続する。従って、直流電源２の負端子と、アースに
接続されている第２の蓄電部４の負端子が接続される。
このとき、充放電制御回路５は、スイッチ３４をオンと
する出力信号Ｓ３を出力して、スイッチ３４をオンにし
て、直流電源２の正端子と第２の蓄電部の充電制御回路
３１とを接続する。このようなスイッチ３４としては、
バイポーラトランジスタやＭＯＳＦＥＴなどの半導体ス
イッチング素子やリレーなどが使用できる。これらのス
イッチ３３とスイッチ３４の動作により、直流電源２が
第２の蓄電部の充電制御回路３１を介して、第２の蓄電
部４と接続される。充放電制御回路５には、第２の蓄電
部４の充電電圧や充電電流に関する情報信号Ｓ４が与え
られる。

【００２０】第２の蓄電部の充電制御回路３１の制御に
は、第２の蓄電部４の過電圧を防止する充電電圧制御や
過電流保護制御などが含まれる。この場合の制御には、
第２の蓄電部４の過電圧を防止する充電電圧制御や過電
流保護制御などが含まれる。第２の蓄電部の充電制御回
路３１は、第２の蓄電部３の充電電圧に基づいて、第２
の蓄電部４の充電制御を行い、満充電のＶ２という電圧
になるまで充電制御を行う。第２の蓄電部の充電制御回
路３１は、定電圧制御を行うＩＣなどが使用できる。

【００２１】次に、誘導棒２０の内部に配設されている
第３の蓄電部２３へ充電する回路について説明する。第
１の蓄電部３と第２の蓄電部４の充電が終了すると、充
放電制御回路５は、制御信号Ｓ１を出力してスイッチ３
３を、直流電源２が第１の蓄電部３と第２の蓄電部４に
接続されないようにする。次に、充放電制御回路５は、
出力信号Ｓ５を出力してスイッチ３５をオフにしてか
ら、さらに、出力信号Ｓ６を出力してスイッチ３６をオ
ンにする。このようなスイッチ３５及びスイッチ３６と
しては、バイポーラトランジスタやＭＯＳＦＥＴやなど
の半導体スイッチング素子がやリレーなどが使用でき
る。これにより、第１の蓄電部３と第２の蓄電部４の直
列接続された電圧が、誘導棒２０内の第３の蓄電部２３
に印加される。

【００２２】第３の蓄電部２３の過電圧を防止するため
に、充放電制御回路５に対しては、第３の蓄電部２３の
充電電圧信号に関する情報信号Ｓ７が与えられる。第１
の充電制御回路５は、充電電圧信号Ｓ７が満充電のＶ３
という電圧に到達したときに、出力信号Ｓ６を出力して
スイッチ３６をオンからオフにして、第３の蓄電部２３
への充電を止める。この際、第１の蓄電部３は、ほぼ放
電状態となる。

【００２３】次に、誘導棒２０内の第４の蓄電部２４へ
の充電回路について説明する。第３の蓄電部２３の充電
が終了すると、充放電制御回路５は、制御信号Ｓ６を出
力してスイッチ３６をオフにし、次に制御信号Ｓ５を出
力してスイッチ３５をオンにする。これにより、第２の
蓄電部４に蓄えられた電力が、誘導棒２０内の第４の蓄
電部２４を充電する。

【００２４】第４の蓄電部２４の過電圧を防止するため
に、充放電制御回路５に対しては、第４の蓄電部の充電
電圧に関する電圧や電流の情報信号Ｓ８が与えられる。
第４の蓄電部２４の充電制御回路３２の制御には、第４
の蓄電部２４の過電圧を防止する充電電圧制御や過電流
保護制御などが含まれる。第４の蓄電部の充電制御回路
３２は、第４の蓄電部４の充電電圧に基づいて、第４の
蓄電部２４の充電制御を行い、満充電のＶ４という電圧
になるまで充電制御を行う。第４の蓄電部の充電制御回
路３２は、定電圧制御を行うＩＣなどが使用できる。

【００２５】上述のように、充電器１内の第１の蓄電部
３と第２の蓄電部４が直流電源２を使用して満充電にさ
れ、次に、第１の蓄電部３と第２の蓄電部４を用いて誘
導棒内の第３の蓄電部と第４の蓄電部が満充電される。
この状態で、誘導棒２０は、充電器１から取り外してコ
ードレスとして使用できる。

【００２６】次に、誘導棒をコードレスで使用するとき
の回路動作について説明する。放電制御回路２５は、ス
イッチ２１がオンになると、第３の蓄電部２３に蓄えら
れた電力を使用してＬＥＤ２７を駆動する。そして、第
３の蓄電部２３の電圧がＬＥＤ２７の駆動に必要な電圧
以下に低下したときに、放電制御回路２５は、第３の蓄
電部２３を第４の蓄電部２４に切り替えて、ＬＥＤ２７
の駆動制御を行う。

【００２７】この場合、放電制御回路２５は、第３及び
第４の蓄電部２３，２４の電圧監視と、ＬＥＤ２７へ電
気を供給するときに、所定電圧を保持するような定電圧
制御機能などを備えている。また、放電制御回路２５
は、ＬＥＤのパルス駆動や、多数のＬＥＤを時間間隔を
おいて順次点灯させるような制御機能を含み得る。

【００２８】ここで、本発明のコードレス機器システム
の第１の蓄電部３と第２の蓄電部４の充電について、よ
り詳細に説明する。図５は、本発明のコードレス機器の
第１の蓄電部３及び第２の蓄電部４の充電を制御する充
放電制御回路５の処理内容を示すフローチャート図であ
る。先ず、ステップＳＴ１において、第１の蓄電部３の
電圧に関する情報信号Ｓ２の電圧情報を測定し、ステッ
プＳＴ２において、情報信号Ｓ２の電圧が第１の蓄電部
３の所定の充電電圧Ｖ１まで充電されたか否かを判定す
る。そして、ステップＳＴ２において、第１の蓄電部３
の所定の充電電圧Ｖ１までに達していないと判定したと
きには、ステップＳＴ３に戻り、第１の蓄電部３を充電
する。

【００２９】これに対して、ステップＳＴ２において、
第１の蓄電部３が所定の充電電圧Ｖ１まで充電されたと
判定したときには、ステップＳＴ４において、第２の蓄
電部４の充電を開始する。

【００３０】そして、ステップＳＴ５において、情報信
号Ｓ２の電圧が第１の蓄電部３の所定の充電電圧Ｖ１以
下に放電されたか否かを判定する。そして、ステップＳ
Ｔ６において、第１の蓄電部３の所定の充電電圧Ｖ１に
達していないと判定したときには、ステップＳＴ３に戻
り、第１の蓄電部３を充電する。

【００３１】次に、ステップＳＴ７において、第２の蓄
電部４の電圧に関する情報信号Ｓ４の電圧を測定し、ス
テップＳＴ８において、情報信号Ｓ４の電圧が第２の蓄
電部４の所定の充電電圧Ｖ２まで充電されたか否かを判
定する。そして、ステップＳＴ８において、第２の蓄電
部４の所定の充電電圧Ｖ２までに達していないと判定し
たときには、ステップＳＴ４に戻り、第２の蓄電部４を
充電する。

【００３２】これに対して、ステップＳＴ８において、
第２の蓄電部４が所定の充電電圧Ｖ２まで充電されたと
判定したときには、ステップＳＴ９において、第２の蓄
電部４の充電を終了させて、ステップＳＴ１に戻る。こ
のようにして、充放電制御回路５は、第１の蓄電部３と
第２の蓄電部４の充放電制御を行う。

【００３３】次に、本発明のコードレス機器システムの
第３の蓄電部２３と第４の蓄電部２４の充電についてよ
り詳細に説明する。図６は、本発明のコードレス機器シ
ステムの第３の蓄電部２３及び第４の蓄電部２４の充電
を制御する充放電制御回路の処理内容を示すフローチャ
ート図である。先ず、ステップＳＴ１１において、第３
の蓄電部２３の電圧に関する情報信号Ｓ７の電圧を測定
し、ステップＳＴ１２において、情報信号Ｓ７の電圧が
第３の蓄電部２３の所定の充電電圧Ｖ３まで充電された
か否かを判定する。そして、ステップＳＴ１２におい
て、第３の蓄電部２３の所定の充電電圧Ｖ３までに達し
ていないと判定したときには、ステップＳＴ１３に戻
り、第３の蓄電部２３を充電する。

【００３４】これに対して、ステップＳＴ１２におい
て、第３の蓄電部２３が所定の充電電圧Ｖ３まで充電さ
れたと判定したときには、ステップＳＴ１４において、
第４の蓄電部２４の充電を開始する。

【００３５】そして、ステップＳＴ１５において、情報
信号ＳＴ７の電圧が第３の蓄電部２３の所定の充電電圧
Ｖ３以下に放電されたか否かを判定する。そして、ステ
ップＳＴ１５において、第３の蓄電部２３の所定の充電
電圧Ｖ３に達していないと判定したときには、ステップ
ＳＴ１３に戻り、第３の蓄電部２３を充電する。

【００３６】次に、ステップＳＴ１７において、第４の
蓄電部２４の電圧に関する情報信号Ｓ８の電圧を測定
し、ステップＳＴ１８において、情報信号Ｓ８の電圧が
第４の蓄電部２４の所定の充電電圧Ｖ４まで充電された
か否かを判定する。そして、ステップＳＴ１８におい
て、第４の蓄電部２４の所定の充電電圧Ｖ４までに達し
ていないと判定したときには、ステップＳＴ１４に戻
り、第４の蓄電部２４を充電する。

【００３７】これに対して、ステップＳＴ１８におい
て、第４の蓄電部２４が所定の充電電圧Ｖ４まで充電さ
れたと判定したときには、ステップＳＴ１８において、
第４の蓄電部２４の充電を終了する。このようにして、
充放電制御回路５は、第３の蓄電部２３と第４の蓄電部
２４の充放電制御を行う。

【００３８】上記構成において、充電器１の第１の蓄電
部３と、誘導棒２０の第３の蓄電部２３は、電気化学キ
ャパシタまたは電気二重層コンデンサが好適である。こ
こで使用する電気化学キャパシタは、擬似容量キャパシ
タとも呼ばれ、白金系元素であるＲｕ（ルテニウム）や
Ｉｒ（イリジウム）の酸化物であるＲｕＯ₂やＩｒＯ₂
を電極として酸化還元反応による擬似容量を利用したキ
ャパシタである。容量としては、単位体積あたり電気二
重層コンデンサの２倍以上のものが既に実用化されてい
る。電気化学キャパシタの大電流領域における充放電能
力は、電気二重層コンデンサに匹敵するものである。さ
らに、上記構成において充電器１の第２の蓄電部４と、
誘導棒２０の第４の蓄電部２４は、充放電可能なニッケ
ル水素電池などの蓄電池が好適である。

【００３９】次に、充電器１の第１の蓄電部３として、
電気二重層コンデンサまたは電気化学キャパシタだけを
使用して、コードレス機器側の第３の蓄電部２３や第４
の蓄電部２４を充電しようとすれば、大容量の電気二重
層コンデンサまたは電気化学キャパシタが必要となる。
この場合、大容量の電気二重層コンデンサなどを急速充
電するためには、充電電流が大きくなり、充電器１の直
流電源２が大型化してしまいコストアップになってしま
う場合もある。このために、第１の蓄電部３及び直流電
源２を大型化させない目的として、第２の蓄電部４とし
て電気二重層コンデンサなどよりも充電電流の小さい蓄
電池を使用することが有効である。従って、第１の蓄電
部３の容量と第２の蓄電部４の容量と直流電源２の容量
は、コードレス機器である誘導棒２０に配設している第
３の蓄電部２３と第４の蓄電部２４の充放電条件によ
り、適切な構成となるようにすればよい。

【００４０】ここで、充電器１の第１の蓄電部３の充電
電圧Ｖ１は、コードレス機器である誘導棒２０の第３の
蓄電部２３の充電電圧Ｖ３よりも高いことが好ましい。
電圧の差が大きいほど、電気の移動速度が速くなる。ま
た、充電器１の第１の蓄電部３の容量は、コードレス機
器である誘導棒２０の第３の蓄電部２３の容量よりも大
きいことが好ましいが、直流電源２による追加充電が可
能であるため、極端に小さくなければ問題はない。

【００４１】直流電源２の出力電圧Ｖ０と、第１の蓄電
部３の充電電圧Ｖ１と、第２の蓄電部４の充電電圧Ｖ２
との比較としては、直流電源２の電圧Ｖ０は、Ｖ１及び
Ｖ２以上が好ましい。また、直流電源の出力電流は、第
１及び第３の蓄電部である電気化学キャパシタ、また
は、電気二重層コンデンサを急速充電できる電流値とす
ることが好ましい。

【００４２】現状の電気化学キャパシタまたは電気二重
層コンデンサを誘導棒のような携帯型の機器に適用する
場合には、充電電流を、例えば、１Ａから１０Ａとする
ことができる。より好ましくは１．５Ａから６Ａ程度と
すればよい。携帯機器の場合において、電気化学キャパ
シタまたは電気二重層コンデンサへの充電電流が１Ａよ
り小さい場合は、充電器１に内蔵されている第１の蓄電
部３やコードレス機器である誘導棒２０の第３の蓄電部
２３への充電時間が長くなってしまう。また、この充電
電流が６Ａより大きい場合には、直流電源２が大型にな
り、コスト高となる。

【００４３】本発明のコードレス機器システムはこのよ
うに構成されており、次のようにして使用する。ここ
で、充電器１の第１の蓄電部３と、誘導棒２０の第３の
蓄電部２３は、電気化学キャパシタを用い、充電器１の
第２の蓄電部４と、誘導棒２０の第４の蓄電部２４は、
充放電可能な蓄電池として、ニッケル水素電池を用い
る。最初に、充電器１の第１の蓄電部３及び第２の蓄電
部４は、充放電制御回路５により、それぞれ直流電源２
が接続されて、Ｖ１とＶ２の電圧に、予め充電される。

【００４４】次に、誘導棒２０の充電端子２７を充電器
１の充電端子７に装着する。ここで、充電器１の第１の
蓄電部３及び第２の蓄電部４が、充放電制御回路５によ
り直列接続されて、Ｖ１＋Ｖ２の電圧となる。そして、
充放電制御回路５は、直列接続した第１の蓄電部３及び
第２の蓄電部４を使用して、誘導棒２０の第３の蓄電部
２３をＶ３の電圧まで急速充電する。

【００４５】充放電制御回路５は、第３の蓄電部２３の
急速充電が終了すると、第４の蓄電部２４をＶ４の電圧
まで充電する。このようにして、誘導棒２０の第３及び
第４の蓄電部を満充電にして、誘導棒２０の充電端子２
７を充電器１の充電端子７から取り外す。この状態で、
コードレス機器の誘導棒２０を、コードレスで使用する
ことができる。

【００４６】この際、誘導棒２０のＬＥＤ駆動回路は、
最初に第３の蓄電部２３の電気化学キャパシタを電源と
してＬＥＤ２７を点灯制御し、電気化学キャパシタの電
圧がＬＥＤの駆動電圧よりも低下すると、次に第４の蓄
電部であるニッケル水素電池に蓄えられた電力を使用し
てＬＥＤ２７の駆動制御を行う。

【００４７】本発明のコードレス機器システムはこのよ
うに動作し、充電器１に誘導棒２０を接続し、充電器を
商用電源９に接続すると、充電器１と誘導棒２０の各蓄
電部（３，４，２３，２４）が満充電される。この状態
で、誘導棒２０は、コードレスで使用できる。この際、
誘導棒２０とともに充電器１を携帯すれば、誘導棒２０
の第３及び第４の蓄電部２３，２４の電力が無くなった
ときには、再度充電器１から充電できる。これにより、
本発明のコードレス機器システムのコードレス機器２０
は、急速充放電できる電気二重層コンデンサまたは電気
電気化学キャパシタと蓄電池を備えているので、急速充
放電が可能で、かつ、長時間の使用が可能となる。

【００４８】以上、説明してきたコードレス機器システ
ムの実施例について述べる。（実施例１）充電器１内は、次のように構成した。直流
電源は、１５Ｖ，５Ａである。第１の蓄電部３は、２．
３Ｖ−１２０Ｆの電気化学キャパシタを４本直列にした
９．２Ｖ−３０Ｆである。電気化学キャパシタ１本の体
積は、１０．２ｍｌ（ミリリットル：ｃｍ^-3）で、４本
では、４０．８ｍｌである。第２の蓄電部４は、１．２
Ｖ−１６００ｍＡｈのニッケル水素電池を１０本直列に
した１２Ｖ−１６００ｍＡｈである。ニッケル水素電池
１本の体積は、７．４ｍｌで、１０本では、７４ｍｌで
ある。誘導棒２０内は、次のように構成した。第３の蓄
電部２３は、２．３Ｖ−１２０Ｆの電気化学キャパシタ
を４本直列にした９．２Ｖ−３０Ｆである。電気化学キ
ャパシタ１本の体積は、１０．２ｍｌで、４本では、４
０．８ｍｌである。また、第４の蓄電部２４は、１．２
Ｖ−１６００ｍＡｈのニッケル水素電池を７本直列にし
た８．４Ｖ−１６００ｍＡｈである。ニッケル水素電池
１本の体積は、７．４ｍｌで、７本では、５１．８ｍｌ
である。

【００４９】この実施例１では、第３の蓄電部２３を、
時間３秒で満充電状態とすることができ、第３の蓄電部
だけを使用したときのＬＥＤの駆動可能時間は、３時間
であった。そして、満充電した第４の蓄電部２４のニッ
ケル水素電池を使用したときのＬＥＤの連続駆動時間
は、１１０時間であった。これにより、誘導棒２０側の
第３の蓄電部２３としての電気化学キャパシタの体積
は、第４の蓄電部２４であるニッケル水素電池の体積の
７８％程度として、急速充放電できるコードレス機器シ
ステムを実現できた。

【００５０】（実施例２）また、充電器１内の第１の蓄
電部３は、２．３Ｖ−６０Ｆ電気二重層コンデンサを４
個直列に接続したものを単位として、これを２並列接続
した４直２並列とした９．２Ｖ−３０Ｆ以外は、上記実
施例１と同じ構成のコードレス機器システムを製作し
た。この場合には、充電器１内の第１の蓄電部３は、時
間３秒で満充電状態とすることができ、第３の蓄電部だ
けを使用したときのＬＥＤの駆動可能時間は、３時間で
あった。そして、満充電した第４の蓄電部２４のニッケ
ル水素電池を使用したときのＬＥＤの連続駆動時間は、
１１０時間であった。

【００５１】本発明は上記実施形態にのみ限定されるこ
となく、本発明の範囲内で種々の変形が可能であり、そ
れらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもな
い。例えば、上記実施形態で説明した電圧あるいは電流
等の具体的数値等は、それらの好適なものを示すもので
あり、必要に応じて適宜変更することができる。コード
レス機器として、誘導棒を説明したが、本発明のコード
レス機器システムは、電気シェーバー、電動歯ブラシ、
小型クリーナー及び電動ドリル等の、コードレス機器の
種類を問わず適用し得ることは勿論であり、上記実施形
態と同様な作用効果を得ることができる。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように本発明
によれば、従来の二次電池だけを使用したコードレス機
器の充電時間と比較して、急速充電が可能となり、か
つ、長時間使用でき、充電器の小型化、低コスト化が実
現できる等の利点を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態におけるコードレス機器シス
テムの具体的な構成例を示す外観斜視図である。

【図２】図１に示した充電器の内部を示す概略説明図で
ある。

【図３】図１に示した誘導棒の内部を示す概略構成図で
ある。

【図４】本発明の実施形態におけるコードレス機器シス
テムの構成例を示すブロック図である。

【図５】本発明のコードレス機器システムの第１の蓄電
部及び第２の蓄電部の充電を制御する充放電制御回路の
処理内容を示すフローチャート図である。

【図６】本発明のコードレス機器システムの第３の蓄電
部及び第４の蓄電部の充電を制御する充放電制御回路の
処理内容を示すフローチャート図である。

【符号の説明】

１充電器２直流電源３第１の蓄電部４第２の蓄電部５充放電制御回路６匡体７端子８充電端子９商用電源２０誘導棒２１スイッチ２２発光部２３第３の蓄電部２４第４の蓄電部２５放電制御回路２６リテーナ２７ＬＥＤ２８充電端子３０第１の蓄電部の充電制御回路３１第２の蓄電部の充電制御回路３２第４の蓄電部の充電制御回路３３，３４，３５，３６スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池内豊太沖縄県中頭郡北谷町北前１丁目16番７号有限会社サンブリッジ内 (56)参考文献特開平11−136872（ＪＰ，Ａ) 特開平９−308104（ＪＰ，Ａ) 特開2000−245072（ＪＰ，Ａ) 特開2001−218381（ＪＰ，Ａ) 特開平５−300663（ＪＰ，Ａ) 特開2002−101174（ＪＰ，Ａ) 特開平４−271209（ＪＰ，Ａ) 特開平７−75251（ＪＰ，Ａ) 特開2000−216859（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02J 1/00 - 1/16 H02J 7/00 - 7/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源を含む充電器に着脱可能なコー
ドレス機器を該充電器に装着して充電するようにしたコ
ードレス機器システムであって、上記直流電源により充電可能で上記充電器内に配設され
る第１の蓄電部と第２の蓄電部と、上記コードレス機器に含まれる第３の蓄電部と第４の蓄
電部と、上記第１〜第４の蓄電部の充放電を制御し、上記充電器
内に配設される充放電制御回路と、上記第３及び第４の蓄電部の放電を制御する放電制御回
路と、を備え、上記コードレス機器の装着時に、少なくとも上記第１の
蓄電部及び第２の蓄電部から上記第３の蓄電部に充電を
行うとともに、上記第２の蓄電部から上記第４の蓄電部
に充電を行うことを特徴とする、コードレス機器システ
ム。
【請求項２】前記第１の蓄電部と前記第３の蓄電部
は、電気二重層コンデンサまたは電気化学キャパシタに
より構成されることを特徴とする、請求項１に記載のコ
ードレス機器システム。
【請求項３】前記第２の蓄電部と前記第４の蓄電部
は、蓄電池により構成されることを特徴とする、請求項
１または２に記載のコードレス機器システム。
【請求項４】前記第３の蓄電部は、前記第１の蓄電部
と前記第２の蓄電部の何れか一つ、またはこれらの組み
合わせにより充電可能であることを特徴とする、請求項
１〜３の何れかに記載のコードレス機器システム。
【請求項５】前記第４の蓄電部は、前記第２の蓄電部
により充電可能であることを特徴とする、請求項１〜４
の何れかに記載のコードレス機器システム。
【請求項６】前記第３及び第４の蓄電部の放電を制御
する放電制御回路は、前記コードレス機器に含まれるこ
とを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載のコード
レス機器システム。