JP3696082B2

JP3696082B2 - 充電器

Info

Publication number: JP3696082B2
Application number: JP2000390246A
Authority: JP
Inventors: 浩市福川
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2020-12-22
Also published as: JP2002199597A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パック電池を充電する充電器に関し、主としてラジコンカーやラジコン飛行機等の電源に使用されるパック電池の充電に最適な充電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラジコンカー等に使用されるパック電池は、リード線の先端にコネクタを連結している。コネクタとリード線でラジコンカー等の機器に接続されるパック電池は、大電流の放電に適している。さらに、振動する機器に装着されるパック電池も、接触不良を防止するためにこのタイプが適している。コネクタが低抵抗な状態で接続でき、また、振動してもコネクタが確実にしっかりと接続するからである。ただ、パック電池は、必ずしも大電流放電特性や振動による接触不良の解消が大切ではない。たとえば、携帯電話等に装着されるパック電池は、ラジコンカーのような大電流放電をさせることがなく、また激しく振動される状態で使用されることもない。このため、パック電池は、リード線とコネクタを介して機器に接続されず、ケースの一部に充放電端子を設けている。この構造のパック電池は、装着部に充放電端子に接触する充電端子のある充電器に装着して、コネクタを接続することなく簡単に充電できる。ところが、ケースに充電端子を設けるのではなくて、リード線の先端にコネクタを接続しているタイプのパック電池は、充電器の装着部に充電端子を設けて充電できない。このため、このタイプのパック電池を充電する充電器は、パック電池の装着部を設けることなく、コネクタを充電器のコネクタに接続して充電する構造としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ラジコンカー等のパック電池は、屋外で使用されることが多く、コネクタのみで充電器に接続する構造では、リード線を無理に引っ張って切れたり、あるいは、コネクタが抜けて正常に充電できない状態となることがある。この欠点は、充電器のケースにパック電池を定位置に装着する装着部を設けて解消できる。ただ、この主のパック電池は、容量によって接続している二次電池の個数が違うので、長いものと短いものがあり、装着部に移動しないように装着するのが難しい。
【０００４】
さらに、この種の用途に使用される充電器は、パック電池をできる限り短時間で充電するために、パック電池の温度が極めて高温になることがある。パック電池を充電する待ち時間をできるかぎり短くするためである。とくに、夏期の暑いときに屋外でパック電池を急速充電すると、電池温度は極めて高くなる。パック電池に温度センサを内蔵し、電池温度が高くなると充電を停止することでこの弊害を解消できる。ただ、パック電池は消耗品であるために、これに温度センサを内蔵することは、温度センサ等をパック電池と一緒に廃棄することになって部品を有効に使用できくなる。この欠点は充電器に温度センサを設けて解消できるが、リード線とコネクタで充電器に接続するタイプでは、パック電池の温度を正確に検出するのが難しい。また、長さ等が異なるパック電池の温度を正確に検出するのはさらに難しい。
【０００５】
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、長さ等が異なるパック電池を定位置にしっかりと装着して充電できると共に、温度センサを備える構造にあっては、電池温度を正確に検出して安全に充電できる充電器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の充電器は、充電できるパック電池１１を脱着できるように装着する装着部２を有する。この装着部２は、ケース１の上面に設けられており、パック電池１１を嵌入できる溝部２Ａと、この溝部２Ａに隣接して、パック電池１１の先端部を挿入する挿入スロット２Ｂとを有する。溝部２Ａと挿入スロット２Ｂは、底面を同一平面とし、さらに、挿入スロット２Ｂに向かって下り勾配に傾斜している。この充電器は、パック電池１１の先端を挿入スロット２Ｂに入れて、ずれないようにしっかりと保持しながら充電できる。また、挿入スロット２Ｂのある充電器は、ここに電池検出スイッチ３や温度センサ４を配置して、外部から見えないように設けることができる。また、挿入スロット２Ｂに電池検出スイッチ３や温度センサ４を配置する構造により、パック電池１１をずれないように保持して、パック電池１１の挿入を正確に検出でき、また温度も正確に検出できる。
【０００７】
パック電池１１が挿入されたことを検出して充電する充電器は、挿入スロット２Ｂの内面に、パック電池１１の挿入を検出する電池検出スイッチ３を設けている。電池検出スイッチ３は、好ましくは挿入スロット２Ｂの上面に配置する。
【０００８】
さらに、パック電池１１の温度を検出しながら充電する充電器は、挿入スロット２Ｂに温度センサ４を配設する。この温度センサ４は、好ましくは挿入スロット２Ｂの上面に配置される。パック電池１１の温度を正確に検出するためである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための充電器を例示するものであって、本発明は充電器を以下のものに特定しない。
【００１１】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１２】
図１ないし図６に示す充電器は、ケース１の上面にパック電池１１を脱着できるように装着する装着部２を設けている。ケース１の装着部２は、パック電池１１をはめこんで左右にずれないように保持するために、ケース１の上面に設けられてパック電池１１を嵌入する溝部２Ａと、この溝部２Ａに隣接して、パック電池１１の先端部を挿入する挿入スロット２Ｂとを有する。溝部２Ａと挿入スロット２Ｂは、その底面を同一平面に位置させると共に、挿入スロット２Ｂに向かって下り勾配に傾斜させている。
【００１３】
溝部２Ａは、パック電池１１の下面と両側を保持して、左右にずれないように保持する。したがって、溝部２Ａは、パック電池１１の底面と両側面に沿う形状としている。パック電池１１は、図６の斜視図に示すように、円筒型電池１２を同一平面で平行に２列に縦に並べて収納している。このパック電池１１は、両側面を円筒型電池１２に沿う形状に湾曲している。したがって、溝部２Ａの両側も円筒型電池１２に沿う形状に湾曲させている。パック電池１１は、円筒型電池１２を縦に連結する個数で容量を調整することができる。大容量のパック電池１１は、縦に連結する二次電池の個数を多くし、小容量のパック電池１１は、縦に連結する二次電池の個数を少なくする。このタイプのパック電池１１は、容量によって長さが異なり、大容量のものは長く、小容量のものは短い。長いパック電池１１と短いパック電池１１を装着部２に装着できるように、溝部２Ａは一方を開放して、他方に挿入スロット２Ｂを連結している。図１と図５の充電器は、溝部２Ａの左側を開放して、右側に挿入スロット２Ｂを連結している。図５の充電器は、短いパック電池１１を装着する状態を鎖線で示している。
【００１４】
挿入スロット２Ｂは、パック電池１１の先端を挿入して、しっかりと上下左右にずれないように保持する。したがって、挿入スロット２Ｂは、パック電池１１をスムーズに出し入れできるように、内形をパック電池１１の外形よりもわずかに大きく、たとえば、パック電池１１との間に約０．５〜５ｍｍの隙間ができる大きさとしている。さらに、図５の充電器は、挿入スロット２Ｂの開口部を多少大きくし、挿入スロット２Ｂの奥部を小さくして、パック電池１１を入れやすく、また入れた状態でずれないようにしている。図６のパック電池１１は、２本の円筒型電池１２を横に並べて、横の断面図形状を楕円に近い形状としている。したがって、挿入スロット２Ｂは、横の断面形状を楕円形としている。
【００１５】
図の充電器は、挿入スロット２Ｂの長さを溝部２Ａの約１／２としている。この充電器は、パック電池１１をしっかりと定位置に保持できる。挿入スロット２Ｂは長くして、よりしっかりとパック電池１１を保持できるが、長すぎるとパック電池１１の出し入れが難しくなり、反対に短すぎると、パック電池１１をずれないようにしっかりと保持できなくなる。したがって、挿入スロット２Ｂは、好ましくは、溝部２Ａの全長の１／４〜３／４とする。
【００１６】
さらに、装着部２は、溝部２Ａと挿入スロット２Ｂの底を同一平面に連結して、この傾斜角を約５度としている。装着部２の底面の傾斜角は、たとえば、３〜３０度、好ましくは３〜１５度、さらに好ましくは３〜１０度とすることができる。傾斜角を大きくすると、パック電池１１を自重でスムーズに挿入スロット２Ｂに入れることができるが、長いパック電池１１では垂直に立てた姿勢に近付いて、パック電池１１をセットした状態で倒れやすくなる。長いパック電池１１は、ほぼ水平に寝る姿勢で装着部２にセットすることで安定して装着できる。したがって、充電器は、パック電池１１の傾斜角を前述の範囲として、倒れないようにパック電池１１を装着する。
【００１７】
充電器は、装着部２にパック電池１１がセットされたことを検出する電池検出スイッチ３と、挿入スロット２Ｂに入れたパック電池１１の温度を検出する温度センサ４を配置している。図５の充電器は、電池検出スイッチ３と温度センサ４を挿入スロット２Ｂに配設している。図５の充電器は、挿入スロット２Ｂの上面に、電池検出スイッチ３と温度センサ４を配置している。ここに配設される電池検出スイッチ３は、パック電池１１の挿入を正確に検出する。パック電池１１を上下にずれないように挿入スロット２Ｂに入れて、電池検出スイッチ３で検出するからである。電池検出スイッチ３は、プランジャ３Ａを突出させており、このプランジャ３Ａを挿入スロット２Ｂに入れられるパック電池１１で押してパック電池１１を検出する。挿入スロット２Ｂの上面に固定している電池検出スイッチ３は、挿入スロット２Ｂに侵入するごみや異物で誤動作することがない。挿入スロット２Ｂの上面にごみや異物が付着しないからである。
【００１８】
挿入スロット２Ｂの上面に固定している温度センサ４は、正確にパック電池１１の温度を検出する。それは、挿入スロット２Ｂに入れたパック電池１１の温度が高くなると、パック電池１１で加熱された空気が上昇して温度センサ４を加熱するからである。さらに、挿入スロット２Ｂに配置している温度センサ４は、空気を外部に自由に対流させないので、自由に換気される空気で温度センサ４が冷却されることがなく、このことによっても温度センサ４は正確にパック電池１１の温度を検出する。
【００１９】
温度センサ４は、さらに正確にパック電池１１の温度を検出するために、可撓性を有する軟質チューブ５で被覆している。軟質チューブ５は、シリコンチューブや軟質のウレタンチューブである。シリコンチューブは、耐熱性があって柔軟であるために、パック電池１１の表面に押されると、図７に示すように、パック電池１１の表面に沿う形状に変形する。このため、パック電池１１に広い面積で密着して、パック電池１１の温度を効率よく温度センサ４に伝導できる特長がある。また、耐摩耗性にも優れているので、耐久性に優れる特長がある。
【００２０】
軟質チューブ５は、好ましくは図８に示すように、内面に温度センサ４との間に隙間ができる太さのものを使用する。軟質チューブ５の内面の温度センサ４の感知部４Ａとの隙間は、たとえば、０．１〜１．５ｍｍとする。この軟質チューブ５は、パック電池１１に接触するときに変形量を大きくできる。このため、軟質チューブ５を広い面積でパック電池１１の表面に接触させて、パック電池１１の温度を効率よく温度センサ４に伝導できる。ただ、軟質チューブに厚いチューブ、たとえば、厚さが０．３〜２ｍｍのものを使用する場合、軟質チューブの内面を温度センサの表面に密着する形状とすることもできる。厚い軟質チューブは、チューブ自体で押圧されたときの変形量を大きくできるからである。
【００２１】
温度センサ４は、図７と図８に示すように、温度の感知部４Ａを軟質チューブ５に入れ、両端のリード線６をプリント基板７に固定し、プリント基板７をケース１に固定して定位置に配置される。温度センサ４は、リード線６を半田付けしてプリント基板７に固定している。このプリント基板７には電池検出スイッチ３も固定している。電池検出スイッチ３も端子を半田付けして、プリント基板７の下面に固定している。プリント基板７は、ケース１にネジ止し、あるいは接着して上ケース１に固定される。
【００２２】
温度センサ４はサーミスタである。ただ、温度センサ４には、温度によって抵抗が変化する他の素子、たとえば、バリスタ、ＰＴＣ、トランジスター、ダイオード等も使用できる。温度センサ４は、図８に示すように、温度の感知部４Ａの両端にリード線６を固定しているものが便利に使用できる。図８に示すように、リード線６を折曲して軟質チューブ５をずれないようにできるからである。ただし、温度センサには、一端にふたつのリード線が突出しているタイプのものも使用できる。ただ、このタイプの温度センサは、軟質チューブに入れた感知部が移動しないように、軟質チューブの一部を温度センサに接着し、あるいは、軟質チューブの位置ずれを阻止するストッパをケースやプリント基板に設ける必要がある。
【００２３】
温度センサ４は、パック電池１１の温度を検出する。充電器は、検出温度が設定温度よりも高いとき、パック電池１１に流れる電流を遮断して充電を停止する。図９は、充電器の回路図を示している。この充電器は、パック電池１１を充電する充電電源８と、この充電電源８とパック電池１１との間に接続しているスイッチ９と、スイッチ９を制御する制御回路１０と、この制御回路１０にパック電池１１が装着されたことを示す装着信号を出力する電池検出スイッチ３と、パック電池１１の温度信号を入力する温度センサ４とを備える。
【００２４】
充電電源８は、入力される商用電源である交流１００Ｖを、パック電池１１の充電電圧と充電電流とする。充電電源８は、充電するパック電池１１のタイプで、充電電圧と充電電流変換をする。スイッチ９は、トランジスターやＦＥＴ等のスイッチング素子で、制御回路１０から入力される信号でオンオフに切り換えられて、パック電池１１の充電を制御する。
【００２５】
制御回路１０は、電池検出スイッチ３でもって、装着部２にパック電池１１が装着されたことを検出すると、スイッチ９をオンにしてパック電池１１の充電を開始する。充電しているパック電池１１が満充電になり、あるいは、電池温度が設定温度よりも高くなると、スイッチ９をオンからオフに切り換える。制御回路１０は、温度センサ４から入力される信号でパック電池１１の温度を検出する。パック電池１１の温度が設定温度よりも高くなると、スイッチ９をオフに切り換えて充電を停止する。さらに、制御回路１０は、電池電圧を検出しながら充電して、パック電池１１の満充電も検出し、パック電池１１が満充電になるとスイッチ９をオンからオフに切り換える。また、パック電池１１を充電しているときに、パック電池１１を挿入スロット２Ｂから引き抜いて装着部２から外すと、このことが電池検出スイッチ３に検出されて、制御回路１０はスイッチ９をオフに切り換える。
【００２６】
装着部２にセットされるパック電池１１は、リード線１３とコネクタ１４を介して充電器に接続されて充電される。したがって、充電器は、図１ないし図３に示すように、パック電池１１に接続されるリード線１３を有し、このリード線１３の先端にコネクタ１４を連結している。パック電池１１も、リード線１３と、このリード線１３の先端に連結されたコネクタ１４を備える。充電器とパック電池１１は、互いのコネクタ１３を連結することによって、コネクタ１４とリード線１３を介して接続される。このように、リード線１３とコネクタ１４を介してパック電池１１を接続する充電器は、より確実に接触不良を防止しながら充電できる。
【００２７】
以上の実施例の充電器は、リード線１３とコネクタ１４を介してパック電池１１を接続して充電している。ただ、本発明の充電器は、充電端子と充電接点を介してパック電池を接続して充電することもできる。この充電器は、図示しないが、装着部に装着されたパック電池の充電接点に接触する充電端子を装着部に設けて、パック電池の充電接点に充電端子を接触させて充電できる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の充電器は、長さ等が異なるパック電池を定位置にしっかりと装着して充電できる特長がある。それは、本発明の充電器が、パック電池を装着する装着部を、パック電池を嵌入できる溝部と、この溝部に隣接してパック電池の先端部を挿入する挿入スロットとで構成すると共に、溝部と挿入スロットの底面を同一平面とし、さらに、挿入スロットに向かって下り勾配に傾斜させているからである。この充電器は、パック電池の先端を挿入スロットに入れることによって、パック電池をずれないようにしっかりと保持しながら充電できる。しかも、この充電器は、溝部と挿入スロットの底面を同一平面としているので、長さが異なるパック電池であっても、定位置に装着して充電できる。
【００２９】
さらに、本発明の充電器は、挿入スロットに電池検出スイッチや温度センサを配置しているので、外部から見えないようにして、いいかえると、外観を良くしながら装着部に電池検出スイッチや温度センサを配置できる。また、挿入スロットに電池検出スイッチや温度センサを配置する充電器は、挿入ロッドでパック電池を位置ずれしないように保持できるので、電池検出スイッチや温度センサを正確にパック電池に接触させて装着状態や温度を検出できる特長もある。
【００３０】
さらに、本発明の充電器は、挿入スロットにパック電池の温度を検出する温度センサを設けているので、電池温度を正確に検出して安全に充電できる特長がある。このように、挿入スロットに温度センサを配置する充電器は、空気を外部に自由に対流させないので、温度センサが冷却され難く、温度センサで正確にパック電池の温度を検出できるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の充電器の斜視図
【図２】図１に示す充電器にパック電池を装着した状態を示す平面図
【図３】図２に示す充電器の正面図
【図４】図２に示す充電器の側面図
【図５】図２に示す充電器のＡ−Ａ線断面図
【図６】図１に示す充電器に装着されるパック電池の一例を示す斜視図
【図７】図５に示す充電器の要部拡大断面図
【図８】温度センサーの拡大斜視図
【図９】本発明の実施例の充電器の回路図
【符号の説明】
１…ケース
２…装着部２Ａ…溝部２Ｂ…挿入スロット
３…電池検出スイッチ３Ａ…プランジャ
４…温度センサ４Ａ…感知部
５…軟質チューブ
６…リード線
７…プリント基板
８…充電電源
９…スイッチ
１０…制御回路
１１…パック電池
１２…円筒型電池
１３…リード線
１４…コネクタ

Claims

充電するパック電池(11)を脱着できるように装着する装着部(2)を有する充電器において、
装着部(2)が、ケース(1)の上面に設けられており、パック電池(11)を嵌入できる溝部(2A)と、この溝部(2A)に隣接してパック電池(11)の先端部を挿入する挿入スロット(2B)とを有し、溝部(2A)と挿入スロット(2B)の底面は同一平面に位置すると共に、挿入スロット(2B)に向かって下り勾配に傾斜してなり、
挿入スロット (2B) の内面に、パック電池 (11) の挿入を検出する電池検出スイッチ (3) を備え、
電池検出スイッチ (3) を挿入スロット (2B) の上面に配置していることを特徴とする充電器。
充電するパック電池 (11) を脱着できるように装着する装着部 (2) を有する充電器において、
装着部 (2) が、ケース (1) の上面に設けられており、パック電池 (11) を嵌入できる溝部 (2A) と、この溝部 (2A) に隣接してパック電池 (11) の先端部を挿入する挿入スロット (2B) とを有し、溝部 (2A) と挿入スロット (2B) の底面は同一平面に位置すると共に、挿入スロット (2B) に向かって下り勾配に傾斜してなり、
挿入スロット (2B) にパック電池 (11) の温度を検出する温度センサ (4) を設け、
温度センサ (4) を挿入スロット (2B) の上面に配置していることを特徴とする充電器。