JP4595308B2 - Electric wheelchair electrical connection structure - Google Patents
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Description
本発明は、電動車椅子用の電気接続構造に関し、特にモータ制御部側のコネクタと電池収納ケースとの電気的接続構造に関する。 The present invention relates to an electrical connection structure for an electric wheelchair, and more particularly to an electrical connection structure between a connector on a motor control unit side and a battery storage case.
電動車椅子のモータの電源としては、特許文献1に明示されているように、従来から、リチウムイオン電池やニッケル水素電池が採用されている。実際には、車椅子のフレームに固定されたケースの中に、リチウムイオン電池及びニッケル水素電池の何れか一方が装填される。
しかして、リチウムイオン電池はニッケル水素電池に比べて、持続時間が短いので、ケース内にリチウムイオン電池を装填した場合、充電器への接続頻度が多くなり、その改善が要請されていた。 Thus, since the lithium ion battery has a shorter duration than the nickel metal hydride battery, when the lithium ion battery is loaded in the case, the frequency of connection to the charger increases, and the improvement thereof has been demanded.
それ故に、本発明は、かような不具合が惹起されることがない、電動車椅子の電気接続構造を提供することを、その課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an electric connection structure for an electric wheelchair in which such a problem is not caused.
上記の課題を解決するために講じた技術的手段は、「リチウムイオン電池を収めたケースに対し、充電時に前記ケースに設けられた電極部に充電装置につながる第1コネクタが接続されて、前記リチウムイオン電池の充電が成され、車椅子の駆動をモータ制御部により行う第2コネクタに接続交換することにより、前記モータ制御部に給電が成されるようにした電動車椅子の電気接続構造において、
前記電極部は正電極、負電極および付加電極を有し、前記正電極は前記リチウムイオン電池の電池セルのプラス側に接続され、前記負電極はスイッチング部を有する制御回路を介して前記電池セルのマイナス側に接続され、前記電極部に前記第2コネクタが接続された場合に、前記負電極と前記付加電極が短絡することにより前記スイッチング部が動作して、モータからの逆起電力により前記リチウムイオン電池が充電されるようにした電動車椅子の電気接続構造」である。
この場合、前記第2コネクタは、前記ケース側に設けられた前記負電極と前記付加電極とを電気的に接続する電極を有していると良い。
Technical means taken to solve the aforementioned problem, with respect to the case of matches to "lithium ion battery, a first connector is connected leading to the charging device to the electrode portion provided on the case at the time of charging, the In the electrical connection structure of the electric wheelchair in which charging of the lithium ion battery is performed and the power supply is made to the motor control unit by exchanging the connection to the second connector for driving the wheelchair by the motor control unit,
The electrode part has a positive electrode, a negative electrode and an additional electrode, the positive electrode is connected to the positive side of the battery cell of the lithium ion battery, and the negative electrode is connected to the battery cell via a control circuit having a switching part. When the second connector is connected to the electrode part, the switching part is operated by short-circuiting the negative electrode and the additional electrode, and the electromotive force from the motor causes the electromotive force to An electric connection structure of an electric wheelchair in which a lithium ion battery is charged .
In this case, the second connector may include an electrode that electrically connects the negative electrode and the additional electrode provided on the case side.
本発明によれば、逆起電力による充電が可能となり、充電器への接続頻度を低減することが出来る。
According to the present invention, charging by back electromotive force is possible, and the connection frequency to the charger can be reduced.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を基に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に示されるように、電動車椅子用バッテリー収納ケース10は、筐体12を備える。筐体12の凹部14の底面には、電極部20が形成される。しかして電極部20は、等間隔に列設された4個の電極(負電極22と補助電極24と第1正電極26と第2正電極28)及び負電極22に近接配置の付加電極20Xとから構成される。負電極22と補助電極24との間、補助電極24と第1正電極26との間、第1正電極26と第2正電極28との間に位置すべく、筐体12の凹部14の底面には、夫々、溝GR1、溝GR2及び溝GR3が、形成されている。
As shown in FIG. 1, the
図2には、筐体12内にニッケル水素電池30を装填したときの、ニッケル水素電池30と充電装置(例えば、充電器)40との接続関係が、模式的に示される。ニッケル水素電池30は、電池セル32、保護回路34及び電池温度検出のサーミスタ36を備える。電池セル32のプラス側は第2正電極28に接続され、電池セル32のマイナス側は保護回路34を介して負電極22に接続される。補助電極24と負電極22とがサーミスタ36を介して接続される。付加電極20Xは、アイドル電極となっており、ニッケル水素電池30とは電気的接続関係にはない。尚、筐体12に付加電極20Xを設けるのは、筐体12をニッケル水素電池30とリチウムイオン電池とで共通化するためであるので、筐体12をニッケル水素電池30を装填する場合に限定するのであれば、付加電極20Xを設ける必要はない。
FIG. 2 schematically shows the connection relationship between the nickel
充電装置40は、周知の構造を有しており、充電装置40から延出するコネクタ42の電極部50は、筐体12の電極部20と同様の構造となっており、4個の電極:負電極52と補助電極54と第1正電極56と第2正電極58とから構成される。また、負電極52と補助電極54との間、補助電極54と第1正電極56との間及び第1正電極56と第2正電極58との間には、夫々、絶縁リブ50R1、50R2及び50R3が、コネクタ42の先端部と一体形成されている。しかして、第1正電極56のみがアイドル端子とされ、負電極52、補助電極54及び第2正電極58が、充電装置40の内部の対応個所に接続されている。そして、充電装置40側のコネクタ42の電極部50が、図示されるように、筐体12の凹部14内において、筐体12側の電極部20と着脱自在に接続されとき、充電装置40側のコネクタ42の電極部50の負電極52、補助電極54、第1電極54及び第2正電極58が筐体12側の電極部20の負電極22、補助電極24、第1正電極26及び第2正電極28に、夫々、接触すると共に、コネクタ42の絶縁リブ42R1、42R2及び42R3が、夫々、筐体12の凹部14の底面の溝GR1、溝GR2及び溝GR3に嵌挿される。
The
かような装填がなされた後、充電装置40がオンされると、筐体12側の電極部20の負電極22、補助電極24及び第2正電極28が、夫々、充電装置40側のコネクタ42の電極部50の負電極52、補助電極54及び第2正電極58を介して、充電装置40の内部の対応個所と通電状態となり、電池セル32が充電される。
When the
充電完了後、充電装置40がオンされたまま(つまり充電装置40が図示されない電源との通電状態が維持されたまま)コネクタ42が筐体12の凹部14から抜かれた場合、図示されない車椅子の金属製のフレームにコネクタ42が接触したとしても、コネクタ42の絶縁リブ42R1、42R2及び42R3が、金属フレームによる、負電極52と補助電極54との間の導通、補助電極54と第1正電極56との間の導通及び第1正電極56と第2正電極58との間の導通を、夫々阻止するので、充電装置40の内部回路の短絡が未然に防止される。
After the charging is completed, when the
しかして、かような電極間の導通阻止のためには、絶縁リブ42R1(42R2及び42R3についても同様)の突出度(図1の右方向)及び高さ(図1の上下方向)が、両側の電極よりも大きく設定される必要がある。 Therefore, in order to prevent conduction between the electrodes, the protrusion degree (right direction in FIG. 1) and height (up and down direction in FIG. 1) of the insulating rib 42R1 (the same applies to 42R2 and 42R3) are determined on both sides. It is necessary to set it larger than the electrode.
図3には、筐体12内にリチウムイオン電池60を装填したときの、リチウムイオン電池60と充電装置70との接続関係が、模式的に示される。リチウムイオン電池60は、電池セル62及び制御回路64を備える。電池セル62のマイナス側は、制御回路64を介して、第1正電極26に接続され、電池セル62のマイナス側は制御回路64を介して負電極22に接続される。補助電極24と付加電極20Xは制御回路64の入力端子に接続される。
FIG. 3 schematically shows the connection relationship between the
充電装置70は、周知の構造を有しており、充電装置70から延出するコネクタ72の電極部80は、筐体12の電極部20と同様の構造となっており、4個の電極:負電極82と補助電極84と第1正電極86と第2正電極88とから構成される。しかして、第2正電極88のみがアイドル端子とされ、負電極82、補助電極84及び第1正電極86が、充電装置70の内部の対応個所に接続されている。そして、充電装置70側のコネクタ74の電極部80が、図示されるように、筐体12の凹部14内において、筐体12側の電極部20と着脱自在に接続された後、充電装置70がオンされると、筐体12側の電極部20の負電極22、補助電極24及び第1正電極26が、夫々、充電装置70側のコネクタ72の電極部80の負電極82、補助電極84及び第1正電極86を介して、充電装置70の内部の対応個所と通電状態となり、電池セル62が充電される。このとき、付加電極20Xは、充電装置70側の電極部80とは、電気的接続関係にはない。
The
尚、図3に示す構造においても、コネクタ72の絶縁リブ72R1、72R2及び72R3が、夫々、筐体12の凹部14の底面の溝GR1、溝GR2及び溝GR3に嵌挿される。
3, the insulating ribs 72R1, 72R2, and 72R3 of the
そして、充電完了後、充電装置70がオンされたまま(つまり充電装置70が図示されない電源との通電状態が維持されたまま)コネクタ72が筐体12の凹部14から抜かれた場合、図示されない車椅子の金属製のフレームにコネクタ72が接触したとしても、コネクタ72の絶縁リブ72R1、72R2及び72R3が、金属フレームによる、負電極82と補助電極84との間の導通、補助電極84と第1正電極86との間の導通及び第1正電極86と第2正電極88との間の導通を、夫々阻止するので、充電装置70の内部回路の短絡が未然に防止される。
Then, after the charging is completed, when the
充電が終わった電池は、コネクタ90を介して、モータ制御部100に接続される。すなわち、図4に示されるように、筐体12の凹部14内において、筐体12側の電極部20と着脱自在に接続されるコネクタ90の電極部92は、負電極22、補助電極24並びに第1正電極26及び第2正電極28と必ず接続される負電極94、補助電極96並びに正電極98とからなっており、筐体12内に装填されているニッケル水素電池30の、モータ制御装置への通電を可能とする。尚、補助電極96は、このとき、アイドル端子となっている。また、コネクタ90側には電源がないので、端子間の導通に伴う内部回路の短絡は問題とならないので、コネクタ90にはリブは設ける必要がないとの理由で、図では省略してあるが、雨水等による漏電防止の観点から設けるのが望ましい。
The charged battery is connected to the
図5に示されるように、充電が終わった筐体12内のリチウムイオン電池60は、コネクタ190を介して、モータ制御部100に接続される。すなわち、筐体12の凹部14内において、筐体12側の電極部20と着脱自在に接続されるコネクタ190の電極部192は、付加電極20X及び負電極22、補助電極24並びに第1正電極26及び第2正電極28と必ず接続される負電極194、補助電極196並びに正電極198とからなっており、筐体12内に装填されているリチウムイオン電池60の、モータ制御部100への通電を可能とする。尚、補助電極196は、このとき、アイドル端子となっている。
As shown in FIG. 5, the
コネクタ190の負電極194は、制御回路64の2つのポート:64A及び64Bに接続されている。制御回路64の一方のポート64Bは図示されないスイッチング部を有しており、コネクタ190が接続されたとき、負電極22と付加電極22Xが負電極194により導通されると、スイッチング部を閉じる。モータで逆起電力が生起された場合、この逆起電力は、制御装置100及びコネクタ190の負電極194を介して、制御装置64の双方のポート:64A及び64Bに印加される。ポート64Bへの印加と同時に、制御装置64はスイッチング部を閉じて、ポート64Aとリチウムイオン電池60のマイナス側が導通されて、リチウムイオン電池60の電池セル62のマイナス側に起電力が印加され、電池セル62が充電される。
The
制御回路24は、補助電極24に通電がなされていない場合、リチウムイオン電池60をして出力のみ行わせしめる。しかし、付加電極24に通電がなされた場合、補助電極24への通電がなされていなくても、入力が可能となる。
When the
12 筐体
20 電極部
22 負電極
24 補助電極
26 第1正電極
28 第2正電極
GR1 溝
GR2 溝
GR3 溝
40 充電器
42 コネクタ(第1コネクタ)
42R1 絶縁リブ
42R2 絶縁リブ
42R3 絶縁リブ
70 充電装置(充電器)
72 コネクタ(第1コネクタ)
72R1 絶縁リブ
72R2 絶縁リブ
72R3 絶縁リブ
90 コネクタ(第2コネクタ)
100 モータ制御部
190 コネクタ(第2コネクタ)
192 コネクタ電極部
DESCRIPTION OF
42R1 Insulating rib 42R2 Insulating rib
72 connector (first connector)
72R1 Insulating rib 72R2 Insulating rib 72R3 Insulating rib
90 connector (second connector)
100
192 Connector electrode
Claims (2)
前記電極部は正電極、負電極および付加電極を有し、前記正電極は前記リチウムイオン電池の電池セルのプラス側に接続され、前記負電極はスイッチング部を有する制御回路を介して前記電池セルのマイナス側に接続され、
前記電極部に前記第2コネクタが接続された場合に、前記負電極と前記付加電極が短絡することにより前記スイッチング部が動作して、モータからの逆起電力により前記リチウムイオン電池が充電されるようにした電動車椅子の電気接続構造。 A first connector connected to a charging device is connected to an electrode portion provided in the case at the time of charging with respect to the case containing the lithium ion battery, charging of the lithium ion battery is performed, and the motor control unit drives the wheelchair. In the electric connection structure of the electric wheelchair in which power is supplied to the motor control unit by exchanging the connection to the second connector performed by
The electrode part has a positive electrode, a negative electrode and an additional electrode, the positive electrode is connected to the positive side of the battery cell of the lithium ion battery, and the negative electrode is connected to the battery cell via a control circuit having a switching part. Connected to the negative side of
When the second connector is connected to the electrode unit, the negative electrode and the additional electrode are short-circuited to operate the switching unit, and the lithium ion battery is charged by the counter electromotive force from the motor. Electric connection structure of an electric wheelchair.
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