JP3931037B2 - 二次電池用充電器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次電池を充電するための二次電池用充電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯型の電気機器（携帯電話、ノートパソコン、ポータブルＣＤプレーヤ等）の普及が著しい。これらの携帯電気機器では電源として主に充電可能な二次電池（以下単に「充電池」と表記することがある）が使用されており、これらの充電池を充電するための充電器の開発が進められている。一般的に、これらの充電器では、家庭用の交流電源に接続されて利用されることが想定されており、通常は交流(AC)・直流(DC)コンバータ（以下単に「コンバータ」と表記することがある）をそなえて構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したような従来の充電器では、実際に充電池が充電器にセットされていない場合や、充電池が充電器にセットされていても充電池が満充電となっている場合のように、充電池への充電が行われていない充電器の待機状態であっても、かかる充電器に内蔵のコンバータは、交流から直流への変換動作を行っているため、電力が無駄に消費されてしまうという課題がある（これはいわゆる待機電力の消費といわれている）。
【０００４】
省エネルギー化が叫ばれる近年、この待機電力消費は無視できない電力量になってきており、待機電力消費の課題を考慮した製品が望まれている。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、充電器に内蔵されているコンバータにより不要に待機電力が消費されてしまうことを自動的に防止できるようにした、二次電池用充電器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の二次電池用充電器（請求項１）は、該二次電池を保持するホルダ部と、交流電源から供給される交流を二次電池充電用の直流に変換するコンバータと、該コンバータの入力側と該交流電源との間に設けられ、該二次電池のが該ホルダ部にセットされることによりオンとなる機械式の二次電池検出スイッチと、該コンバータの入力側と該交流電源との間で該二次電池検出スイッチと直列に接続された電気的スイッチと、該電気的スイッチに対してスイッチング制御を施す制御部と、該交流電源からの該交流を該スイッチに対してバイパスさせて、該コンバータに給電するバイパススイッチとを備え、該制御部は、該コンバータから出力された該直流を監視する直流監視手段と、該直流監視手段により監視された該直流に基づいて該二次電池が満充電状態になったと判断した場合に該電気的スイッチをオフにする第２制御手段を有することを特徴とする。
【０００６】
この場合、該制御部は、該ホルダ部に保持された該二次電池に接続され該二次電池から駆動電力が供給されるように構成してもよい（請求項２）。
【０００７】
また、該制御部と接続された補助電池をさらに備え、該制御部は、該補助電池から駆動電力が供給されるように構成してもよい。（請求項３）
【０００８】
また、該機械式スイッチおよび該電気的スイッチと並列に接続されたバイパススイッチをさらに備えるように構成してもよい。（請求項４）
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、以下の各実施形態の説明においては、本発明の二次電池用充電器を携帯電話に適用した例を説明する。
（Ａ）本発明の第１実施形態の説明
（１）構成の説明
図１から図８は本発明の第1実施形態としての二次電池用充電器について示す図であり、図１はその充電器の回路構成図であり、図２はその充電器（携帯電話をセットしたもの）の全体構造を説明するための斜視図であり、図３はその充電器（携帯電話をセットしていないもの）の全体の構造を示す斜視図であり、図４及び図５は充電器の制御/動作を説明するためのフロー図であり、図６は充電池の満充電状態の判定を説明するためのグラフであり、図７は始動用スイッチとしてバイパススイッチを用いた場合の動作フロー図であり、図８は制御部の駆動電力源として補助電池を用いた場合の充電器の回路構成図である。
【００１２】
本実施形態の充電器１は、図２に示すように、本体ケース１−１をボディカバーとしてそなえており、この本体ケース１−１は、携帯電話１０１をセットするためのホルダ部１−２を有している。また、充電器１は、交流電源１００から受電するために、電源ケーブル（電源コード）３１を有し、その一端には交流電源１００用のコンセントに差し込まれる電源プラグ３０がそなえられている。これにより、交流電源１００から、電源プラグ３０、電源ケーブル３１を経由して、充電器１は、交流電流・電圧（以下、単に「交流」という）が供給されるように構成されている。また、本体ケース１−１には、突出してバイパススイッチボタン１１−１がそなえられ、ホルダ部１−２には、図２及び図３に示すように、後述するバイパススイッチボタン１１−１及び二次電池検出スイッチ１２−１がそなえられている。
【００１３】
また、図２及び図３に示す充電器１には、図１に示すようにコンバータ２０が内蔵されており、外部電源としての交流電源１００（この交流電源１００は、例えば１００[V]の商用交流電源が使用される）から供給される交流を、このコンバータ２０により、直流電流・電圧（以下、単に「直流」という）に変換して、充電池１０２に給電し、充電池１０２を充電するようになっている。
【００１４】
そして、この充電器１には、コンバータ２０のほかに、待機電力消費を解消できるようにするため、スイッチ１０,バイパススイッチ１１,二次電池検出スイッチ（二次電池検出手段）１２,制御部２１,抵抗２４および充電接点２２がそなえられている。
なお、コンバータ２０は、交流電源１００から入力される交流を直流に変換するための一般的なＡＣ・ＤＣコンバータであり、内部には変圧器や整流器（図示せず）をそなえて構成されている。
【００１５】
また、充電接点２２は、プラス接点と、マイナス接点とからなり、コンバータ２０の出力側に接続されている。充電接点２２のプラス接点及びマイナス接点は、充電池１０２が充電器１にセットされた時に、充電池１０２の受電接点１０２−１におけるプラス接点とマイナス接点とそれぞれ接触するように位置設定されている。これにより、充電池１０２を充電器１にセットすることで、コンバータ２０から出力される直流が、充電接点２２、充電接点１０２−１を介して充電器１にセットされた充電池１０２へ入力され、充電池１０２が充電されるようになっている。
【００１６】
スイッチ１０は、交流電源１００の出力側と、充電器内部のコンバータ２０の入力側との間に介装され、交流電源１００から入力される交流を通電（オン）・遮断（オフ）するためのものである。このスイッチ１０は、リレーやサイリスタ等、電気的に制御可能な半導体スイッチング素子（電気的スイッチ）よって構成されており、後述する制御部２１からの制御信号によってオン・オフ制御されるようになっている。
【００１７】
バイパススイッチ１１は、スイッチ１０に対して並列に接続され、交流電源１００から入力される交流をスイッチ１０に対してバイパスさせコンバータ２０へ給電することができるように構成されており、このバイパススイッチ１１は後述するように、制御部２１を始動させるための始動用スイッチ等として使用される。
【００１８】
このバイパススイッチ１１は、上述したバイパススイッチボタン１１−１と、バイパススイッチ切片１１−２と、バイパススイッチ端子１１−３とを有して構成される機械式スイッチである。
バイパススイッチボタン１１−１は、バイパススイッチ切片１１−２と連係接続されていて、このバイパススイッチボタン１１−１の動きと連動して、バイパススイッチ切片１１−２と、バイパススイッチ接点１１−３とが離接する（即ち、バイパススイッチボタン１１がオン・オフ動作する）ようになっている。
【００１９】
また、バイパススイッチボタン１１−１は、図２および図３に示すように、本体ケース１−１から突出しており、ユーザやオペレータが押下できるようになっている。
従って、ユーザやオペレータは、このバイパススイッチボタン１１−１を押下することにより、バイパススイッチ切片１１−２を、バイパススイッチ端子１１−３に接触させ、バイパススイッチ１１をオンにさせることができるようになっている。
【００２０】
また、バイパススイッチボタン１１−１が押下されない（リリースされている）場合、スイッチ切片１１−２は、例えば、図示しないリターンスプリング等によって押上げられて、スイッチ接点１１−３から離隔して、バイパススイッチ１１はオフとなるように設計されている。
さて、二次電池検出スイッチ（二次電池検出手段）１２は、充電池１０２が充電器にセットされたか否かを検出するための機械式スイッチであり、その検出情報は制御部２１に出力されるようになっている。この二次電池検出スイッチ１２は、二次電池検出スイッチボタン１２−１と、二次電池検出スイッチ切片１２−２と、二次電池検出スイッチ端子１２−３を有して構成されている。
【００２１】
二次電池検出スイッチボタン１２−１は二次電池検出スイッチ切片１２−２と連係接続されており、この二次電池検出スイッチボタン１２−１の動きと連動して、二次電池検出スイッチ切片１２−２と二次電池検出スイッチ接点１２−３とが離接する（即ち、二次電池検出スイッチ１２がオン・オフ動作する）ようになっている。
【００２２】
そして、この二次電池検出スイッチボタン１２−１は、図３に示すように、充電器１のホルダ部１−２の底部に配設されており、充電池１０２が装備された携帯電話１０１が充電器１にセットされると、携帯電話１０１及び充電池１０２の重量により二次電池検出スイッチボタン１２―１が押下され、これにより、二次電池検出スイッチ切片１２−２が、二次電池検出スイッチ端子１２−３の両端子に接触して通電し、二次電池検出スイッチ１２がオンになるようになっている。
【００２３】
なお、この二次電池検出スイッチ１２は、フォトセンサ等の非接触型のセンサなどでも構成することも可能である。この場合は、当然ながら二次電池検出スイッチボタン１２−１は不要となる。
次に、制御部２１は、図１に示すように、コンバータ２０の出力側とスイッチ１０との間に介装されるとともに、二次電池検出スイッチ１２が接続されており、コンバータ２０から出力される直流電力を駆動電力とし、スイッチ１０を自動的にスイッチング制御（オン・オフ制御）するものである。そして、この制御部２１は、セントラル・プロセッシング・ユニット（ＣＰＵ）等で構成することが可能である。
【００２４】
更に、制御部２１は、スイッチ１０のスイッチング制御を実現するため、第１制御手段２１−１，第２制御手段２１−２及びコンバータ２０から出力される直流を監視する直流監視手段２１−３の各機能を有している。
ここで、第１制御手段２１−１は、二次電池検出スイッチ１２によって、充電池１０２が充電器１にセットされていることが検出された場合に、スイッチ１０をオンにする一方、二次電池検出スイッチ１２によって、充電池１０２が充電器１にセットされていることが検出されない場合（即ち、充電池１０２が充電器１から取り外されている場合）に、スイッチ１０をオフにするものである。
【００２５】
また、第２制御手段２１−２は、コンバータ２０の直流出力に応じて、スイッチ１０をオン・オフ制御するもので、直流監視手段２１−３から出力される直流に関する情報（直流情報）に基づいて制御を行う。つまり、コンバータ２０から出力された直流が所定の電流・電圧状態になった場合には充電池１０２は満充電状態であると判断し（この満充電状態の判断については後述する）、スイッチ１０をオフにして、コンバータ２０への給電を遮断し、充電池１０２に対する充電動作を終了するようになっている。
【００２６】
なお第１制御手段２１−１、第２制御手段２１−２および直流監視手段２１−３はソフトウェアで構成されている。
このように、制御部２１が、スイッチ１０をスイッチング制御してオフにする条件は２通りある。１つ目の条件は充電池１０２（携帯電話１０１）が、充電器１から取り外された場合（第１条件）であり、２つ目の条件は、充電池１０２が、満充電状態になった場合（第２条件）である。
【００２７】
すなわち、第１条件下では、充電池１０２（携帯電話１０１）が充電器１にセットされていない場合、二次電池検出スイッチボタン１２−１がリリースされ、二次電池検出スイッチ１２がオフとなり、これにより制御部２１の第１制御手段２１−１がスイッチ１０をオフとする制御を行うようになっている。
なお、充電池１０２を装備した携帯電話１０１が充電器１にセットされている場合には、二次電池検出スイッチボタン１２−１が充電池１０２の重量によって押下されているため、二次電池検出スイッチ１２がオンになり、二次電池検出スイッチ１２からの検出信号を受けて、制御部２１の第１制御手段２１−１が、スイッチ１０をオンするようになっている。
【００２８】
また、かかる第２条件を満たすために、直流監視手段２１−３は、コンバータ２０から出力される直流電流値及び／又は電圧値（ここでは電流値）を、常時監視しており、更に、この直流監視手段２１−３は、監視した直流に関する情報（直流情報）を、第２制御手段２１−２に対して随時通知するように構成されている。具体的には、コンバータ２０から出力される直流電圧値を固定して充電を行っている最中（定電圧充電中）に、抵抗２４の両端の電圧値を測定することでコンバータ２０から出力される直流電流値を測定，監視し、直流情報として第２制御手段２１−２に対して随時通知するのである。
【００２９】
そして、第２制御手段２１−２は、直流監視手段２１−３から、コンバータ２１から出力された直流電流値が含まれる直流情報を受信した後、この直流情報を随時解析し、充電池１０２が満充電状態でないと判断した場合は、まだ充電池１０２を充電する必要があるため、スイッチ１０をオンにする一方、満充電状態であると判断した場合は、充電池１０２を充電する必要が無いため、スイッチ１０をオフするようになっている。
【００３０】
ここで、充電池１０２の満充電状態を判定する方法について、図６を使って説明する。
図６のグラフはコンバータ２０から出力される直流電流および電圧の変化の例を示し、縦軸は電流値及び電圧値を示し、横軸は時間を示している。
この例は、まず、固定された直流電流値（定電流）１[A]で充電が行なわれ、次に、この定電流充電中にコンバータ２０から出力される直流電圧値が４．１[V]になったら、今度は電流値の固定が解除されるとともに、４．１[V]の直流電圧が固定され（定電圧）充電が行なわれる例である。このような定電流充電後に定電圧充電を行う方法は、充電をより速く、より正確な電圧に充電する方法として一般的に用いられており、その詳しい説明は省略する。
【００３１】
コンバータ２０から出力される直流電流値は、定電流充電中においては１[A] で一定であるが、電圧４．１[V]になって定電圧充電が開始されると、順次低下していく。また、コンバータ２０から出力される直流電圧値は、定電流充電時には、初期電圧（ここでは３[V]）から増大していくが、定電圧充電開始以降は一定の電圧値（この例では４．１[V]）を保つ。
【００３２】
このような定電圧充電状態においては、充電池１０２に蓄えられた電力の状態（充電状態）に応じて、コンバータ２０から出力される直流電流値が変化するので、かかる直流電流を監視することで、充電池１０２の充電状態を判断することが可能となる。
充電池が満充電状態であることを判断する条件としては、二次電池の種類や容量等の各種条件によっても異なるが、本実施形態においては、図６に示すように、４．１[V]の定電圧充電時において、直流電流が０．２[A]に達した時点で、制御部２１が、充電池１０２は満充電状態であると判断している。
【００３３】
なお、電流値が０．２[A]になることは、電流値を直接モニタ（監視）することで判断するようにしてもよい。
さて、図１に示す充電器１の制御部２１には、駆動電力（制御部駆動電力）として、通常、コンバータ２０から直流電力が供給されている。
しかし、充電器１が、充電状態でない場合（待機状態）、換言すれば、スイッチ１０がオフである場合は、コンバータ２０に対して交流が遮断されており、このままでは制御部２１は制御を開始することができない。
【００３４】
このため、充電開始時（制御開始時）には、まずコンバータ２０を介して強制的に制御部２１に電力を供給する必要があり、本実施形態では、上述したバイパススイッチ１１を設けている。つまり、充電開始時にバイパススイッチボタン１１−１を押下することでバイパススイッチ１１がオンとなり、スイッチ１０がオフであってもコンバータ２０を介して制御部２１に駆動電力を強制的に供給することが可能となり、これにより、制御部２１の作動が開始され、充電器１に充電池１０２（携帯電話１０１）がセットされていれば、制御部２１によりスイッチ１０がオンにされて、充電池１０２に対する充電が開始されるのである。なお、一旦、制御部２１が作動を開始してスイッチ１０をオンとすれば、制御部２１には、スイッチ１０を介して電力が供給されるので、バイパススイッチ１１をオンする必要がなくなる。
【００３５】
また、バイパスボタン１１は、始動用スイッチとしてだけでなく、非常用スイッチとして機能させることも可能である。つまり、例えば、スイッチ１０が故障して、オンしない場合に、バイパススイッチ１１をオンすることで、コンバータ２０、ひいては充電池１０２に電力を供給して充電を行うことができるようになっているのである。
【００３６】
なお、この場合は、バイパススイッチボタン１１−１が、ユーザ等によって一旦押下されれば、押下しつづけなくともバイパススイッチ１１がオフとならないようなホールド機能を有したスイッチ（図示せず）等を用いればよい。
（２）動作フローの説明
本発明の第1実施形態としての二次電池用充電器１は、上述したように構成されており、充電にかかる制御を行うにあたり、先ずバイパススイッチ１１をオンにして制御部２１に電力を供給する必要がある。以下、バイパススイッチ１１による電力供給動作を、図７を参照して説明する。
【００３７】
つまり、図２に示すように、携帯電話１０１の充電池１０２を充電するため、携帯電話１０１が充電器１のホルダ部１−２にセットされ、ユーザ等の手動操作によって、バイパススイッチ１１がオンされると、交流電源１００からの交流がスイッチ１０をバイパスし、コンバータ２０に入力され（ステップＢ１）、コンバータ２０から変換された直流電力が、充電接点２２へ出力されるとともに、制御部駆動電力として制御部２１へ供給され（ステップＢ２）、制御部２１は駆動電力を得て充電にかかる制御を開始する（ステップＢ３）。
【００３８】
そして、以下、制御部２１による充電制御について、図４および図５を参照して説明する。先ず、二次電池検出スイッチ１２の検出情報に基づき充電器１に充電池１０２（携帯電話１０１）がセットされているか否かが判定され（ステップＡ１）、その結果充電池１０２が充電器１にセットされていないとされた場合は、「セットされていない」ルートにより、図５に示すステップＡ９に進んで、第１制御手段２１−１により制御が行われ（ステップＡ９）、スイッチ１０がオフされ（ステップＡ１０）、図４のスタートへリターンする。
【００３９】
また、図４のステップＡ１において、二次電池検出スイッチ１２がオンとなることによって、充電池１０２が充電器１にセットされていることが検出された場合には（ステップＡ１の「セットされている」ルート参照）、制御部２１は、内蔵する第１制御手段２１−１により、スイッチ１０をオンとするためのオン制御信号をスイッチ１０に対して送信し（ステップＡ２）、スイッチ１０をオンにする（ステップＡ３）。
【００４０】
そして、スイッチ１０がオンになったので、コンバータ２０は交流電源１００から受電を開始し（ステップＡ４）、コンバータ２０により交流から直流に変換された電力が、充電接点２２へ給電され、充電池１０２へ充電が開始され（ステップＡ５）、図５のステップＡ６に進み、制御部２１の直流監視手段２１−３により、随時監視されるコンバータ２０からの出力直流電流値・電圧値（直流情報）を、第２制御手段２１−２へ送信する。
【００４１】
そこで、第２制御手段２１−２は、受信した直流情報を解析し、これを基に、充電池１０２が満充電状態であるか否かを判断する（ステップＡ７）。
このステップＡ７において、充電池１０２が満充電状態にあると判断された場合は（ステップＡ７の「満充電状態である」ルート参照）、第２制御手段２１−２は、スイッチ１０をオフするためのオフ制御信号をスイッチ１０に対して送信し（ステップＡ８）、スイッチ１０はオフになり、（ステップＡ１０）図４のスタートへリターンする。
【００４２】
一方、上述のステップＡ７において、充電池１０２は、満充電状態に達していないと判断された場合は「満充電状態でない」ルートを進み、ステップＡ１に戻る。
なお、充電動作中に、充電池１０２が、充電器１から取り外された場合は（ステップＡ１の「セットされていないルート」参照）、充電池１における充電動作を終了させる必要があるため、制御部２１の第１制御手段２１−１は、スイッチ１０をオフとするためのオフ制御信号をスイッチ１０に対して送信し（ステップＡ９）、スイッチ１０がオフし（ステップＡ１０）、図４のスタートへリターンする。
【００４３】
従って、充電池１０２が充電器１にセットされていない場合及び充電池１０２が満充電になった場合には、スイッチ１０がオフされ、交流電源１００からの受電が遮断されるので待機電力を不要に消費してしまうことを自動的に防止できる。
（３）制御部への電力供給
なお、上述の実施形態では、制御部駆動電力として交流電源（充電開始時はバイパススイッチを使用）を用いたが、▲１▼補助電池や、▲２▼充電池に残っている電力を使用することもできる。これらは独立しても使用可能であるとともに、組み合わせて使用してもよい。
【００４４】
以下、▲１▼補助電池の利用、▲２▼充電池に残っている電力の利用について説明する▲１▼補助電池の利用
ここで、図８を使って説明する。
この図８に示す充電器１は、図１に示す充電器１の構成要素に加えて、更に、補助電池２３をそなえて構成されており、この補助電池２３は、制御部２１の駆動電力供給のためにそなえられている。
【００４５】
なお、図８においては制御部２１の外部に補助電池２３が設けられているが、制御部２１に内蔵するように構成してもよい。
この補助電池２３はあくまでも充電器１が待機状態から起動する場合において使用される。なぜなら、通常運転中（充電動作中）においては、制御部２１はコンバータ２０から出力される直流電力を、駆動電力として得るようになっているからである（図８の矢印Ｘ１を参照）。
【００４６】
また補助電池２３は、制御部２１用の駆動電源であり、このような制御の駆動に要する電力は微量である。つまり、制御部２１によって補助電池２３の電力が消費されることとなるが、コンバータ２０により不要に消費される待機電力に較べれば、ごく僅かな電力消費量であり、従来と比較して、消費電力を抑制することができる。
【００４７】
更に、補助電池２３を充電可能な二次電池で構成することによって、通常運転中はコンバータ２０から出力される直流電力によって補助電池２３を充電するように構成することも可能であり、この場合、補助電池２３の交換は、寿命が来るまで不要となり、メンテナンスに要する手間を省くことが可能となる。
▲２▼充電池に残っている電力の利用
携帯電話１０１の充電池１０２では、電力が残っている（以下「充電池電力」と表記することがある）状態で、充電器１にセットされる場合が多いと考えられ、このように充電池１０２に電力残っている場合、充電池電力を制御部２１の駆動電力として利用することが可能である。
【００４８】
すなわち、充電池１０２をセットすると、図８中に矢印Ｘ２で示すように、受電接点１０２−１、充電接点２２を通じて制御部２１へ駆動電力が供給され、これにより制御部２１の駆動が開始されるのである（この場合、補助電池２３を設けなくてもよい）。
更に、携帯電話１０１の機能により、制御部２１の駆動電力用として、充電池１０２の一定の充電池電力が常時残るようにしておけば、ユーザは充電池１０２の充電池電力量に注意を払うことなく、携帯電話１０１を利用することが可能であり、更に機能的な構成とすることが可能である。
（Ｂ）本発明の第２実施形態の説明
（１）構成の説明
図９から図１１は本発明の第２実施形態としての充電器１′について示す図であり、図９はその回路構成図であり、図１０はその充電開始動作を示す動作フローであり、図１１はその充電終了動作を示す動作フロー図である。また、第１実施形態で用いた図２，図３についても流用して説明する。なお、上述した第１実施形態と同一の部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４９】
また、図９に示すように、充電器１′は、基本的には図１に示す第１実施形態の充電器１と同様の構成であるのでその詳細な説明を省略するが、図１と比較して、以下のような差異がある。
つまり、図１に示す充電器１では、スイッチ１０が電気式スイッチで構成されていたのに対し、図９に示す本実施形態の充電器１′においては、スイッチ１０′が、スイッチボタン１０−１（機械式連動手段）と、スイッチ切片１０−２と、スイッチ端子１０−３とをそなえた機械式スイッチとして構成されている。スイッチボタン１０−１は、充電池１０２の充電器１へのセット・非セット（リリース）に応じて上下し、この上下動に連動して、スイッチ１０′はオン・オフの動作をするようになっている。もちろん、スイッチボタン１０−１とスイッチ切片１０−２との間にはロッドやリンク等を機械式連動手段として介してもよい。
【００５０】
スイッチボタン１０−１は、図３に示すように、充電器１′のホルダ部１−２の底部に位置しており、充電池１０２を有する携帯電話１０１が充電器１にセットされると、充電池１０２等の重量により、スイッチボタン１０―１が押下され、これにロッドやリンク等が連動することにより、スイッチ切片１０−２が、スイッチ端子１０−３の両端に接触して通電状態となり、スイッチ１０がオンになるようになっている。
【００５１】
つまり、充電池１０２（携帯電話１０１）が、充電器１にセットされると、スイッチ１０′がオンとなり、コンバータ２０には、交流電源１００から、交流が給電され、コンバータ２０により直流に変換された電力が、充電接点２２へ出力されて、充電池１０２を充電することが可能となる。
一方、充電池１０２（携帯電話１０１）が、充電器１にセットされていなければ、スイッチボタン１０−１は、例えば、図示しないリターンスプリングによって押上げられるのでスイッチ１０′がオフとされ、コンバータ２０には、交流電源１００から電力が供給されないことになる。
【００５２】
（２）動作フローの説明
本発明の第２実施形態は上述したように構成されているので、例えば図１０および図１１に示すように動作する。
まず、充電開始動作を、図１０のフローチャートを用いて説明する。
携帯電話１０１の充電池１０２を充電するため、図２に示すように、充電器１のホルダ部１−２にセットされ（ステップＣ１）、スイッチボタン１０―１が充電池１０２の重量によりリターンスプリング力に抗して押下され（ステップＣ２）、スイッチ切片１０−２が機械的に連動して押し下げられてスイッチ端子１０−３の両端に接触しスイッチ１０がオンになる（ステップＣ３）。
【００５３】
スイッチ１０がオンになったことで、コンバータ２０は交流電源１００から交流の受電を開始し（ステップＣ４）、コンバータ２０により直流に変換された電力が、充電接点２２を介して充電池１０２へ供給され、充電池１０２に対する充電が開始される（ステップＣ５）。
次に、本発明の第２実施形態における充電終了動作を、図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００５４】
つまり、充電中の充電池１０２が充電器１から取り外されると（ステップＤ１）、充電池１０２の重量から開放されたスイッチボタン１０−１は押下されなくなり（ステップＤ２）、スイッチ１０がオフとなり（ステップＤ３）、コンバータ２０は交流電源１００から交流の受電が遮断され充電が終了する（ステップＤ４）。
【００５５】
従って、充電池１０２が充電器１′にセットされていない時には、充電器１′において待機電力が不要に消費されてしまうことを自動的に防止できる。
（Ｂ−１）本発明の第２実施形態の変形例の説明
（１）構成の説明
図１２は本発明の第２実施形態の変形例に係る充電器の回路構成図である。なお、図９に示す充電器１′で説明した部品と同じ部品については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
この図１２に示す本変形例の充電器１″は、図９に示すものと比較して、制御部２１′をそなえて構成されている点、スイッチ１０″が、第１スイッチ１０−１０に加え、第２スイッチ１０−２０とをそなえて構成されている点において異なる。
制御部２１′は、コンバータ２０の出力側と、スイッチ１０″との間に介装され、スイッチ１０″に内蔵される第２スイッチ１０―２０をスイッチング制御をするもので、コンバータ２０から出力される直流電力を駆動電力としている。
【００５７】
また、この制御部２１′は、第２制御手段２１−２と、直流監視手段２１−３の各機能を有している。そして、この制御部２１′もＣＰＵ等で構成され、第２制御手段２１−２および直流監視手段２１−３はソフトウェアで構成されている。
ここで、直流監視手段２１−３は、コンバータ２０から出力される直流を、常時監視するものであり、監視した情報（直流情報）を、第２制御手段２１−２に対して随時通知するように構成されている。
【００５８】
第２制御手段２１−２は、直流監視手段２１−３とデータリンク可能なように構成されており、直流監視手段２１−３から、コンバータ２１から出力された直流電流値や電圧値を含む直流情報に基づいて、充電池１０２が満充電状態にあるか否かを判断し、充電池１０２が満充電状態でないと判断した場合は、スイッチ１０″に内蔵される第２スイッチ１０−２０をオンさせ、満充電状態であると判断した場合は、第２スイッチ１０―２０をオフさせるようになっている。
【００５９】
次に、スイッチ１０″について説明する。
このスイッチ１０″は、前述のごとく、第１スイッチ１０−１０と、第２スイッチ１０−２０をそなえて構成されている。
まず、第１スイッチ１０−１０は、交流電源１００から入力される交流を通電（オン）・遮断（オフ）するためのものであり、図９に示す充電器１′におけるスイッチ１０′と同一の構成である。つまり、この第１スイッチ１０−１０は、スイッチボタン１０−１、スイッチ切片１０−２、スイッチ端子１０−３をそなえて構成されている。
【００６０】
スイッチボタン１０−１は、図３に示すように充電器１″のホルダ部１−２の底部に配設されており、充電池１０２（携帯電話１０１）が充電器１にセットされると、充電池１０２（携帯電話１０１）の重量により、スイッチボタン１０−１がリターンスプリング力に抗して押下され、スイッチ切片１０−２が、スイッチ端子１０−３の両端子に接触して通電し、第１スイッチ１０−１０がオンになるように構成されている。
【００６１】
一方、第２スイッチ１０−２０は、第２スイッチ１０−２０と直列に接続され、第１スイッチ１０−１０と同様に、交流電源１００から入力される交流電流および電圧を通電（オン）・遮断（オフ）するためのものであるが、機械的スイッチである第１スイッチ１０−１０とは異なり、リレーやサイリスタ等の電気制御可能な半導体スイッチング素子で構成された電気的スイッチである。そして、かかる第２スイッチ１０−２０のオン・オフの制御は、上述した通り、制御部２１′によって行われる。
（２）動作フローの説明
本発明の第２実施形態の変形例は上述したように構成されているので、上述した第１実施形態と同様に、充電器１″に充電池１０２がセットされるとともに、バイパススイッチ１１がオンされ制御部２１′に電力が供給されたことを条件として、図１３のフローチャートに示すようにして制御が行われる。
【００６２】
つまり、まず、制御部２１′の直流監視手段２１−３は、コンバータ２０から出力された直流電流・電圧を監視し、監視結果を直流情報として、制御部２１に内蔵される第２制御手段２１−２へ送信する（ステップＧ１）。
そこで、第２制御手段２１−２は、受信した直流情報を解析し、これに基づき、充電池１０２が満充電状態であるか否かを判断する（ステップＧ２）。
【００６３】
このステップにおいて、制御部２１′の第２制御手段２１−２が、充電池１０２は、満充電状態に達していないと判断した場合は（ステップＧ２の「満充電状態でない」ルート参照）、第２スイッチ１０−２０がオンされ（ステップＧ５）、携帯電話１０１（充電池１０２）が充電器１″にセットされて第１スイッチ１０−１０がオンされていれば（スイッチ１０″がオンであれば）充電が行われ、ステップＧ１へ戻る。
【００６４】
一方、ステップＧ２において、充電池１０２が満充電状態にあると判断された場合はステップＧ２の「満充電状態である」のルートを通ってステップＧ３に進み、第２制御手段２１−２は、スイッチ１０″の第２スイッチ１０−２０をオフとするためのオフ制御信号を、第２スイッチ１０―２０に対して出力し第２スイッチ１０―２０がオフとなり（ステップＧ４）、スタートへリターンする。
【００６５】
従って、充電器１は、充電池１０２に充電が行われない場合（待機状態）、換言すれば、充電池１０２が満充電状態であって、これ以上充電ができないとする場合や、充電池１０２が充電器１にセットされていない場合において、スイッチ１０″がオフされるので、待機電力が不要に消費されてしまうことを自動的に防止できるという利点がある。
【００６６】
なお、この図１３に示す制御中に、充電池１０２が充電器１０１から取り外された場合においても、充電池１０２の取り外し動作に連動し、第１スイッチ１０−１０がオフとなるため、交流電源１００からの交流の受電が遮断され、充電器１″において待機電力が不要に消費されてしまうことを自動的に防止できるという利点が確保される。
【００６７】
なお、上述の本実施形態（第２実施形態の変形例）では、制御部駆動電力として交流電源（充電開始時はバイパススイッチ１１を使用）を用いたが、第１実施形態において説明したのと同様に、▲１▼補助電池や、▲２▼充電池に残っている電力を使用することもできる。これらは独立しても使用可能であるとともに、組み合わせて使用してもよい。
【００６８】
即ち、コンバータ２０からの直流出力が停止している場合に、制御部２１′を駆動させるための電力を確保する手段としては、▲１▼補助電池の利用、▲２▼充電池に残っている電力の利用等が考えられるが、これらについては、第１実施形態の説明において述べているため、ここでは説明を省略する。
（Ｃ）その他
本発明は上述した各実施態様及びその変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【００６９】
例えば、上述の各実施形態では、本発明の二次電池用充電器を携帯電話に適用した例を説明したが、本発明の二次電池用充電器は、携帯電話の充電に限らず、あらゆる電気機器に利用される充電可能な二次電池を充電するための充電器に適用可能である。また当然のことながら、二次電池のみを充電する場合においても適用可能である。
【００７０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の二次電池用充電器によれば、二次電池が充電器にセットされていない場合には、スイッチがオフするので、不要に待機電力が消費されてしまうことを自動的に防止できるという利点がある。
そして、二次電池が充電器にセットされているか否かを検出する二次電池検出手段と、二次電池検出手段の検出結果と連動してスイッチをオン・オフする制御部とをそなえることにより、不要に待機電力が消費されてしまうことを確実に防止できるという利点がある。
また、制御部駆動電力を充電器にセットされた二次電池から得る場合は、特別な構成要素を追加せずに制御部駆動電力源を確保できる利点がある。
また、制御部駆動電力を制御部に接続された補助電池から得る場合は、制御部専用の電源を確保できることから、確実かつ安定した制御部駆動電力源を確保できる利点がある。
【００７１】
また、スイッチを機械式連動手段に連係接続することにより、充電器における二次電池のセット・非セットに連動して、スイッチをオン・オフすることが可能となり、より簡素な構成で交流電源から充電器のコンバータへ給電をオン・オフすることができる。従って、充電器から充電池が外されている場合は、充電器に内蔵されているコンバータへの給電が遮断されることになり、その結果、不要に待機電力が消費されてしまうことを自動的に防止できるという利点がある。
【００７２】
また、制御部が、コンバータから出力された該直流が所定の状態になったか否かを監視する直流監視手段と、コンバータに給電される交流を遮断すべくスイッチを制御する第２制御手段をそなえて構成することにより、充電池が満充電状態になると、コンバータに給電される交流を遮断することが可能となり、その結果、不要に待機電力が消費されてしまうことを解消できるという利点がある。
【００７３】
またバイパススイッチをオンにして、交流電源からの交流を遮断するスイッチをバイパスさせて、該コンバータに給電することにより、制御部駆動電力を得る場合は、バイパススイッチという簡素な追加構成のみによって制御部駆動電力源を確保できる利点がある。
【００７４】
また、バイパススイッチにより、交流電源からの交流を、スイッチをバイパスさせて、コンバータに給電することができ、スイッチが故障した際においてもバイパススイッチ経由でコンバータに交流電源から給電することが可能となり、この結果、スイッチが正常にオンしないような場合にも、確実に充電動作を行なえるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態としての、充電器の回路構成図である。
【図２】 本発明の第１実施形態としての、充電器（携帯電話をセットしたもの）の全体構造を説明するための斜視図である。
【図３】 本発明の第１実施形態としての、充電器（携帯電話をセットしていないもの）の全体の構造を示す斜視図である。
【図４】 本発明の第１実施形態としての充電器の制御/動作を説明するためのフロー図である。
【図５】 本発明の第１実施形態としての充電器の制御/動作を説明するためのフロー図である。
【図６】 本発明の第１実施形態にかかる、充電池の満充電状態の判定を説明するためのグラフである。
【図７】 本発明の第１実施形態にかかる、始動用スイッチとしてバイパススイッチを用いた場合の動作フロー図である。
【図８】 本発明の第１実施形態にかかる、制御部の駆動電力源として補助電池を用いた場合の充電器の回路構成図である。
【図９】 本発明の第２実施形態としての充電器の回路構成図である。
【図１０】 本発明の第２実施形態としての充電器の充電開始動作を示す動作フロー図である。
【図１１】 本発明の第２実施形態としての充電器の充電終了動作を示す動作フロー図である。
【図１２】 本発明の第２実施形態の変形例としての充電器の回路構成図である。
【図１３】本発明の第２実施形態の変形例としての充電器の充電終了動作を示す動作フロー図である。
【符号の説明】
１，１′，１″ 充電器
１−１ 充電器１の本体ケース
１−２ 本体ケース１−１のホルダ部
１０，１０′，１０″ スイッチ
１０−１ スイッチボタン（機械式連動手段）
１０−２ スイッチ切片
１０−３ スイッチ端子
１０−１０ 第１スイッチ
１０−２０ 第２スイッチ
１１ バイパススイッチ
１１−１ バイパススイッチボタン
１１−２ バイパススイッチ切片
１１−３ バイパススイッチ端子
１２ 二次電池検出手段（二次電池検出スイッチ）
１２−１ 二次電源検出スイッチボタン（機械式連動手段）
１２−２ 二次電池検出スイッチ切片
１２−３ 二次電池検出スイッチ端子
２０ コンバータ
２１，２１″ 制御部
２１−１ 第１制御手段
２１−２ 第２制御手段
２１−３ 満充電判別手段
２１−４ 二次電池検出部
２２ 充電接点
２３ 補助電池
２４ 抵抗
３０ 電源プラグ
３１ 電源ケーブル（電源コード）
１００ 交流電源（外部電源）
１０１ 携帯電話
１０２ 充電池（二次電池）
１０２−１ 受電接点

Claims (4)

1. 二次電池を充電するための充電器であって、
   該二次電池を保持するホルダ部と、
   交流電源から供給される交流を二次電池充電用の直流に変換するコンバータと、
   該コンバータの入力側と該交流電源との間に設けられ、該二次電池が該ホルダ部にセットされることによりオンとなる機械式の二次電池検出スイッチと、
   該コンバータの入力側と該交流電源との間で該二次電池検出スイッチと直列に接続された電気的スイッチと、
   該電気的スイッチに対してスイッチング制御を施す制御部とを備え、
   該制御部は、
   該コンバータから出力された該直流を監視する直流監視手段と、
   該直流監視手段により監視された該直流に基づいて該二次電池が満充電状態になったと判断した場合に該電気的スイッチをオフにする第２制御手段を有する
   ことを特徴とする、二次電池用充電器。
2. 該制御部は、該ホルダ部に保持された該二次電池に接続され該二次電池から駆動電力が供給される
   ことを特徴とする、請求項１記載の二次電池用充電器。
3. 該制御部と接続された補助電池をさらに備え、
   該制御部は、該補助電池から駆動電力が供給される
   ことを特徴とする、請求項１記載の二次電池用充電器。
4. 該機械式スイッチおよび該電気的スイッチと並列に接続されたバイパススイッチをさらに備える
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の二次電池用充電器。

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