JP5423327B2

JP5423327B2 - 充電池

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Publication number: JP5423327B2
Application number: JP2009258796A
Authority: JP
Inventors: 優星野
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2009-11-12
Filing date: 2009-11-12
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2029-11-12
Also published as: JP2011109731A

Description

本発明は、例えば歩行補助装置の動力源として好適な充電池に関する。

近年、筋力の衰えた老人や傷病者の歩行動作、階段の昇降動作、着座姿勢からの起立動作、起立姿勢からの着座動作等の各種動作を補助することで、筋力の低下を補助するための歩行補助装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような歩行補助装置は、利用者の関節部にリンク機構部を設け、駆動部によってリンク機構部を駆動して関節部の動作を補助する関節補助装置であって、駆動部に対して非接触で電力を伝送する非接触型電力伝送装置を備えている。

非接触型電力伝送装置は、給電部の給電ヘッドに給電コイルを有する給電コアを取り付け、受電部の受電ヘッドに受電コイルを有する受電コアを取り付け、給電コイル及び給電コアと受電コイル及び受電コアとが同軸上で対向するように給電部と受電部とを連結することで、電磁誘導作用により非接触で給電することができるようにし、また、給電ヘッドと受電ヘッドとに送信部及び受信部をそれぞれ取り付けて、給電部と受電部とを結合して上述したように給電可能にすると同時に、各種データのやり取りも非接触で行うことができるようにしている（例えば、特許文献２参照）。

このような非接触型電力伝送装置において、給電部には充電池が接続され、この充電池から電力が給電部及び受電部を介して歩行補助装置のモータに伝達され、モータの出力がリンク機構部を介して患者の脚等に伝達され、歩行動作の補助が行われる。また、充電力の電力は歩行補助装置のＣＰＵ、各種センサ等にも供給される。

特開２００７−３２５７３２号公報特開２００７−１４３３１５号公報

上記充電池は、消耗品であり、使用回数の増加とともに満充電の電圧が下がり、充電、放電の回数に制限がある。使用限界を超えた使用は、歩行アシスト動作が急に停止し、患者の転倒等に至るおそれがある。また、許容使用回数内の使用であっても充電不足の場合は同様な不具合を生ずる。したがって、上記充電池についてはその使用回数や電圧を適正に管理する必要がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、充電池の電圧、充電及び放電の回数を簡易に確認することができる充電池を提供しようというものである。

上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用する。

なお、本発明の理解を容易にするため括弧付きの符号を付すが、本発明はこれに限定されるものではない。

すなわち、請求項１に係る発明は、電池ケース（２）と、この電池ケース（２）内に収納された電池本体（３）と、上記電池ケース（２）に取り付けられ、放電用コネクタ（４）及び充電用コネクタ（５）のいずれかが選択的に接続される充電池用コネクタ（６）とを具備した充電池において、上記電池本体（３）の電圧を表示する電圧表示部（１８）と、上記充電用コネクタ（５）が上記充電池用コネクタ（６）に接続される回数を充電回数として表示する充電回数表示部（１９）とが、上記電池ケース（２）に設けられた充電池（１）を採用する。

請求項２に記載されるように、請求項１に記載の充電池（１）において、上記放電用コネクタ（４）が上記充電池用コネクタ（６）に接続される回数を放電回数として表示する放電回数表示部（２０）が、上記電池ケース（２）に設けられたものとすることができる。

請求項３に記載されるように、請求項２に記載の充電池（１）において、上記放電用コネクタ（４）及び上記充電用コネクタ（５）の互いに異なる位置から上記充電池用コネクタ（６）に向かって作動子（１２，１３）が突出し、上記放電用コネクタ（４）が上記充電池用コネクタ（６）に接続されると上記放電回数表示部（２０）が作動し、上記充電用コネクタ（５）が上記充電池用コネクタ（６）に接続されると上記充電回数表示部（１９）が作動するようにしたものとすることができる。

請求項４に記載されるように、請求項１に記載の充電池（１）において、上記電池本体（３）と上記充電池用コネクタ（６）との間を遮断する隔壁（２ａ）が上記電池ケース（２）内に設けられたものとすることができる。

請求項５に記載されるように、請求項１に記載の充電池（１）において、上記放電用コネクタ（４）及び充電用コネクタ（５）と充電池用コネクタ（６）との間に、ラッチ手段（９）が設けられたものとすることができる。

本発明によれば、電池ケース（２）上に現在の充電回数及び電圧を表示することができる。したがって、充電池を適正に管理することができ、例えば歩行補助装置に使用する場合は歩行補助装置の誤動作等を確実に防止することができる。また、他の充電池と併用する場合、充電回数と電圧が同程度のものと直ちに組み合わせることができる。

本発明に係る充電池の斜視図である。充電池の平面図である。充電池から放電用コネクタ又は充電用コネクタを外して示す平面図である。（Ａ）は充電池用コネクタの平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図である。（Ａ）は放電用コネクタの正面図、（Ｂ）は底面図である。（Ａ）は充電用コネクタの正面図、（Ｂ）は底面図である。表示装置の構成を示すブロック図であり、（Ａ）は充電中を示し、（Ｂ）は放電中を示す。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

図１乃至図３に示すように、この充電池１は、電池ケース２と、この電池ケース２内に収納された電池本体３と、電池ケース２に取り付けられた、放電用コネクタ４及び充電用コネクタ５のいずれかが選択的に接続される充電池用コネクタ６とを具備する。

電池ケース２は、内部が空洞化された扁平な略直方体に形成される。図２に示すように、電池ケース２の空洞内には電池本体３が収納され、電池ケース２の一端面には電池本体３に電気的に接続される充電池用コネクタ６が取り付けられる。

また、この電池ケース２の空洞内は、充電池用コネクタ６が取り付けられる電池ケース２の一端面と平行に延びる隔壁２ａによって仕切られ、充電池用コネクタ６が設けられる空室と電池本体３が収納される空室とが区画される。この充電池用コネクタ６が設けられる空室と隔壁２ａの存在によって、充電池用コネクタ６に挿入されるプラグ等と電池本体３との接触が防止され、電池本体３が損傷から保護される。

電池本体３としては、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等所望の種類の二次電池が用いられる。

充電池用コネクタ６は、図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように、コネクタ本体７と、このコネクタ本体７に放電用コネクタ４又は充電用コネクタ５を選択的に接続するための接続案内具８と、ラッチ９等を有するラッチ手段とを具備する。

コネクタ本体７は、概ねブロック部として形成され、このブロック部内に複数個のレセプタクル１１を有する。この実施の形態においてレセプタクル１１は、放電用コネクタ４又は充電用コネクタ５との間で裏差しが生じないようにするため、ピッチを変えて三個設けられる。また、後述するように放電用コネクタ４及び充電用コネクタ５の互いに異なる位置から充電池用コネクタ６に向かって作動子１２，１３が突出するが、これら作動子１２，１３が各々挿入される開口１２ａ，１３ａがブロック部に形成される。

接続案内具８は、一対用意され上記電池ケース２の一端面の両側に各々固定される。各接続案内具８は上記電池ケース２の一端面から電池ケース２の外側に向かって突出するガイド片として形成される。

ラッチ手段は、接続案内具８に保持されたラッチ９と、ラッチ操作部１０とを具備する。

ラッチ９は、例えば細長い金属等でできた弾性片であり、その一端が各接続案内具８の内面に固定され、他端が各接続案内具８の先端側に突出する。

ラッチ操作部１０は、各接続案内具８の外面に添えられる操作摘み１０ａと、各接続案内具８に形成された横孔を各接続案内具８の内面へと貫通するレバー片１０ｂとを具備する。レバー片１０ｂの先端には挿通孔が形成され、この挿通孔にラッチ９が挿入される。これにより、レバー片１０ｂによってラッチ９の中途が保持される。図３中、充電池用コネクタ６の左部分に示すように、操作摘み１０ａを指等で接続案内具８側に押し込むと、ラッチ９が弾性変形して撓み、同じくラッチ手段を構成する後述のラッチ受け９ａとの結合を解き、操作摘み１０ａを解放すると充電池用コネクタ５の右部分に示すように、ラッチ９の弾性によりラッチ９の撓みが解消し、これに伴いラッチ操作部１０も原位置に復帰する。

なお、ラッチ９を指等で直に操作することができる場合は、ラッチ操作部１０は省略してもよい。

放電用コネクタ４は、図２、図３及び図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、上記充電池用コネクタ６のコネクタ本体７に合致しうるコネクタ本体１４と、コネクタ本体１４の両側に取り付けられるラッチ受け９ａと、コネクタ本体１４を保持する放電用コネクタケース２ｂとを具備する。

放電用コネクタ４のコネクタ本体１４は、ブロック部として形成され、このブロック部内に上記充電池用コネクタ６の複数個のレセプタクル１１に各々挿入されるプラグ１５を有する。また、充電池用コネクタ６の開口１２ａに向かって突出する棒状の作動子１２がブロック部に固定される。

放電用コネクタケース２ｂは上記電池ケース２を一方向に縮めた形状に形成され、その内部には、プラグ１５と上記関節補助装置の給電部との間に設けられる図示しない回路基板等が収納される。

図２及び図３に示すように、ブロック部の両端面は上記接続案内具８のガイド面に摺接可能に平滑面として仕上げられる。この各平滑面の延長面上にラッチ受け９ａが設けられる。

これにより、放電用コネクタ４を充電池用コネクタ６に近づけ、放電用コネクタ４のブロック部の両端面を接続案内具８のガイド面に接触させて滑らせると、図２に示すように、プラグ１５、作動子１２が充電池用コネクタ６のレセプタクル１１、開口１２ａに各々嵌り込み、この嵌り込みが完了すると同時にラッチ受け９ａにラッチ９の先端が食い込む。ラッチ９とラッチ受け９ａとの噛み合いにより、放電用コネクタ４が充電池用コネクタ６側に拘束される。

充電用コネクタ５は、放電用コネクタ４が充電池用コネクタ６から取り外された跡に取り付けられるもので、図２、図３及び図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、上記充電池用コネクタ６のコネクタ本体７に合致しうるコネクタ本体１６と、コネクタ本体１６の両側に取り付けられるラッチ受け９ａと、コネクタ本体１６を保持する充電用コネクタケースとを具備する。充電用コネクタケースは上記放電用コネクタケース２ｂと同様な構造であるから、図２中に同じ符号２ｂで示す。

充電用コネクタ５のコネクタ本体１６は、ブロック部として形成され、このブロック部内に上記充電池用コネクタ６の複数個のレセプタクル１１に各々挿入されるプラグ１７を有する。また、充電池用コネクタ６の開口１３ａに向かって突出する棒状の作動子１３がブロック部に固定される。この作動子１３の位置は上記放電用コネクタ４側の作動子１２の位置と互いにずれている。

充電用コネクタケース１５の内部には、プラグ１７と電源との間に設けられる図示しない回路基板等が収納される。

図２及び図３に示すように、ブロック部の両端面は上記接続案内具８のガイド面に摺接可能な平滑面として仕上げられる。この各平滑面の延長面上にラッチ受け９ａが上記放電用コネクタ４の場合と同様にして設けられる。

これにより、充電用コネクタ５を充電池用コネクタ６に近づけ、充電用コネクタ５のブロック部の両端面を接続案内具８のガイド面に接触させて滑らせると、放電用コネクタ４の接続の場合と同様に、プラグ１７、作動子１３が充電池用コネクタ６のレセプタクル１１、開口１３ａに各々嵌り込み、この嵌り込みが完了すると同時にラッチ受け９ａにラッチ９の先端が食い込む。ラッチ９とラッチ受け９ａとの噛み合いにより、充電用コネクタ５が充電池用コネクタ６側に拘束される。

図２及び図３に示すように、この充電池１の電池ケース２には、上記電池本体３の電圧を表示する電圧表示部１８と、上記充電用コネクタ５が上記充電池用コネクタ６に接続される回数を充電回数として表示する充電回数表示部１９と、上記放電用コネクタ４が上記充電池用コネクタ６に接続される回数を放電回数として表示する放電回数表示部２０とが設けられる。

なお、放電回数表示部２０は必要に応じて設けられるもので、省略することも可能である。

電圧表示部１８、充電回数表示部１９及び放電回数表示部２０は、この実施の形態では図７（Ａ）（Ｂ）に示す電気式駆動装置によって表示動作をするようになっている。

なお、充電回数表示部１９及び放電回数表示部２０は、電気式駆動装置によらず、ナンバリング装置のような機械式駆動装置によっても表示することが可能である。

図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、電気式駆動装置は、充電スイッチ２１と放電スイッチ２２を具備する。各スイッチ２１，２２は、充電池用コネクタ６に設けられた上記二つの開口１２ａ，１３ａ内にそれぞれ設けられる。充電スイッチ２１及び放電スイッチ２２は、タッチ式、フォトリフレクタ式等いずれの方式のものであってもよい。

充電スイッチ２１及び放電スイッチ２２は、各々充電カウンタ回路２３、放電カウンタ回路２４に電気的に接続され、充電カウンタ回路２３及び放電カウンタ回路２４は、各々充電回数表示部１９、放電回数表示部２０に電気的に接続される。

図７（Ａ）に示すように、一方の開口１３ａに充電用コネクタ５の作動子１３が入ると、充電スイッチ２１が操作されてＯＮになり、他方の開口１２ａに放電用コネクタ４の作動子１２が入ると、放電スイッチ２２が操作されてＯＮになる。これにより、充電用コネクタ５が充電池用コネクタ６に接続される都度、充電回数が加算され、現在までの積算された充電回数が充電回数表示部１９に表示される。また、図７（Ｂ）に示すように、放電用コネクタ４が充電池用コネクタ６に接続される都度、放電回数が加算され、現在までの積算された放電回数が放電回数表示部２０に表示される。

また、電気式駆動装置内には、電池本体３に電気的に接続される電圧検出部２５が設けられ、この電圧検出部２５に電圧表示部１８が電気的に接続される。

これにより、電圧表示部１８に充電池１の現在の電圧値が表示される。

次に、この充電池の作用について説明する。

（１）この充電池１内の電池本体３に充電するに際し、充電用コネクタ５を充電池用コネクタ６に接続する。

図３に示すように、充電用コネクタ５を充電池用コネクタ６に近づけ、充電用コネクタ５のブロック部の両端面を接続案内具８のガイド面に接触させて滑らせると、図２に示すように、プラグ１７、作動子１３が充電池用コネクタ６のレセプタクル１１、開口１３ａに各々嵌り込む。

この嵌り込みが完了すると同時に、ラッチ受け９ａにラッチ９の先端が食い込む。ラッチ９とラッチ受け９ａとの噛み合いにより、充電用コネクタ５が充電池用コネクタ６側に拘束される。

これにより、電源である充電器２６から電池本体３に対して充電が行われる。充電による電池本体３の電圧は電圧検出部２５に検出され、電圧表示部１８に表示される。

また、作動子１３が一方の開口１３ａに入ることにより、充電スイッチ２１が操作されてＯＮになり、充電回数表示部１９に表示される数値が１だけ加算され、現在までの充電回数が積算された総数が表示される。

（２）電圧表示部１８に表示される電圧が所望値に達すると、充電用コネクタ５を充電池用コネクタ６から取り外す。

取り外しに際し、図３中、充電池用コネクタ６の左部分に示すように、操作摘み１０ａを指等で接続案内具８のガイド面側に押し込むと、ラッチ９が弾性変形して撓み、ラッチ受け９ａとの結合を解く。充電池用コネクタ６の右側のラッチ９についても同様の操作によってラッチ受け９ａとの結合を解く。

そこで、充電用コネクタ５を充電池用コネクタ６から離反する方向に引くと、充電用コネクタ５が充電池用コネクタ６から分離する。

この分離操作後に操作摘み１０ａを解放すると、図３中充電池用コネクタ６の右部分に示すように、ラッチ９の弾性によりラッチ９の撓みが解消し、これに伴いラッチ操作部１０も原位置に復帰する。

（３）充電用コネクタ５に代えて放電用コネクタ４を充電池用コネクタ６に接続する。

図３に示すように、放電用コネクタ４を充電池用コネクタ６に近づけ、放電用コネクタ４のブロック部の両端面を接続案内具８のガイド面に接触させて滑らせると、図２に示すように、プラグ１５、作動子１２が充電池用コネクタ６のレセプタクル１１、開口１２ａに各々嵌り込む。

この嵌り込みが完了すると同時に、ラッチ受け９ａにラッチ９の先端が食い込む。ラッチ９とラッチ受け９ａとの噛み合いにより、放電用コネクタ４が充電池用コネクタ６側に拘束される。

また、作動子１２が他方の開口１２ａに入ることにより、放電スイッチ２２が操作されてＯＮになり、放電カウンタ回路２４によって１だけ加算され、現在までの放電回数の総数が放電回数表示部２０に表示される。

（４）このように放電用コネクタ４が充電池用コネクタ６に接続された充電池１が、図示しない患者等の腰ベルト等に吊下げられる。

その後、オペレータ等が図示しない関節補助装置の作動スイッチをＯＮにすると、充電池１内の電池本体３から関節補助装置の給電部に放電すなわち給電が行われる。

なお、給電に先立ち、電圧表示部１８に表示された電池本体３の電圧がオペレータによって確認される。

（５）上記（１）〜（４）の操作が繰り返されることにより、関節補助装置が駆動され、患者のリハビリ等が行われる。そして、その際に行われる充電池１に対する充放電の回数が積算され、充電回数表示部１９、放電回数表示部２０によって表示される。

関節補助装置のオペレータ等はこの表示された回数を見て、充電池１内の電池本体３の寿命等を管理する。寿命が尽きた電池本体３は電池ケース２から取り出され、他の電池本体３と交換される。

また、他の充電池と併用する場合には、充電池１の電圧表示部１８を見て、同程度の電圧のものと組み合わせる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、接続案内具、ラッチ等が充電池用コネクタ側に設けられるが、これらを放電用コネクタ側及び充電用コネクタ側に設けるようにしてもよい。また、上記実施の形態では、レセプタクルや開口が充電池用コネクタ側に設けられるが、これらを放電用コネクタ側及び充電用コネクタ側に設け、充電池用コネクタ側にプラグや作動子を設けるようにしてもよい。また、この非接触型電力伝送装置を歩行補助装置に設けるものとして説明したが、歩行補助装置以外の他の装置に設けることも可能である。

１… 充電池
２…電池ケース
２ａ…隔壁
３…電池本体
４…放電用コネクタ
５…充電用コネクタ
６…充電池用コネクタ
９…ラッチ
１２，１３…作動子
１８…電圧表示部
１９…充電回数表示部
２０…放電回数表示部

Claims

電池ケースと、この電池ケース内に収納された電池本体と、上記電池ケースに取り付けられ、放電用コネクタ及び充電用コネクタのいずれかが選択的に接続される充電池用コネクタとを具備した充電池において、上記電池本体の電圧を表示する電圧表示部と、上記充電用コネクタが上記充電池用コネクタに接続される回数を充電回数として表示する充電回数表示部とが、上記電池ケースに設けられたことを特徴とする充電池。
請求項１に記載の充電池において、上記放電用コネクタが上記充電池用コネクタに接続される回数を放電回数として表示する放電回数表示部が、上記電池ケースに設けられたことを特徴とする充電池。
請求項２に記載の充電池において、上記放電用コネクタ及び上記充電用コネクタの互いに異なる位置から上記充電池用コネクタに向かって作動子が突出し、上記放電用コネクタが上記充電池用コネクタに接続されると上記放電回数表示部が作動し、上記充電用コネクタが上記充電池用コネクタに接続されると上記充電回数表示部が作動するようにしたことを特徴とする充電池。
請求項１に記載の充電池において、上記電池本体と上記充電池用コネクタとの間を遮断する隔壁が上記電池ケース内に設けられたことを特徴とする充電池。
請求項１に記載の充電池において、上記放電用コネクタ及び充電用コネクタと充電池用コネクタとの間に、ラッチ手段が設けられたことを特徴とする充電池。