JPS58500824A - 再充電自在電池方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 再充電自在電池方式 本発明は再充電自在電池方式に関する。

今日、単体乾電池が多種多様の分野において使用されている。かかる分野として 挙げられるのは、手さげランプ、懐中電灯、ラジオ、カセットレコーダー、無線 制御模型などのトランジスター装置である。

単体乾電池に伴われる主な欠点の１つは、寿命が短く、特に短期間に定期的に取 り替える必要があるので比較的不経済なことである。単体乾電池の別の欠点は、 規則的に作動する装置には使用されず、単に予備的な目的に使用されることであ る。単体乾電池は古くなると漏れを生じ易くなり、結果的には厄介な問題を引き 起こすばかりでなく、その乾電池が装填されている装置に甚大な損傷を及ぼす。

上記欠点を解消する方策として、乾電池を類似性能のニッケルー功ドミウム単体 電池で置き換えることが提案されている。この単体電池は充電自在であるため、 放電済みの状態になっても取替えの必要はない。その結果、ニッケルーカドミウ ム電池は極めて長い寿命を有し、またその特異の構造によって、老化するにつれ ての危険薬品の漏れを惹起することもない。しかし、かように単体電池を置き換 えても十分に満足できる結果は達成されない。ニッケルーカドミウム電池を直列 に使用した場合、電池を取り外し、充電用に外部に設置されている充電器を用い て電池を個別に充電せしめる必要がある。特に多数の単体電池が要求される場合 、電池の充電時間が大幅に増加し、その間対応の装置を使用することができない 。電池の個別充電は費用が嵩み、装置の利用者が旅行に出たようなとき、その装 置と一緒に充電器を携行しなければならない。さもないと電池切れにより装置の 使用が不可能になる恐れがある。加えて、装置の利用者が外国間を旅行する場合 、国によって電力供給事情が異なるので、諸外国においては大概は異種の充電器 が必要になる。

これまでに提案された別の解決策は、ニッケルーカドミウム電池と充電部品を組 み込んだ装置を提供することである。しかし、電池作動装置を再充電自在装置に 切り換えたい場合、元の装置を廃品にして新品の購入を余儀なくされる。したが って、未だ完全に使用に耐える装置を、より高価でかつ電池および充電方式の部 分に故障を生じ易い装置と取り替えることになり、充電も通常は特定の供電源を 介在しない限り不可能である。

本発明の目的は、前記欠点の一部または全てを解消あるいは減少せしめた再充電 自在電池を提供することにある。

本発明によれば、１個またはそれ以上の乾電池により占有された空間内に適合す るように形成され、かつ１個またはそれ以上のニッケルーカドミウム単体電池を 有するケーシングと、前記ニッケルカドミウム単体電池に接続された充電ユニッ トと、前記充電ユニットを電気供゛給源に接続させる手段から成ることを特徴と する再充電自在電池が提供される。

ケーシングを仕切部材を介在して２つの区画室に分割せしめることが好ましい。

一方の区画室はニッケルーカドミウム電池を包被し、他方は充電ユニットを包被 する。充電ユニットの接続手段に当り、ケーシングの外方向に開放した接続ソケ ットを使用することができる。

充電回路は定電流型であって、交流、直流のいずれかの電流で作動するように構 成するのが好ましい。

充電ユニットが既知の電力供給源、例えば１２ボルトの直流ないし２５０ボルト の交流の範囲で作動可能な構造にしてもよい。

装置の構造によっては、再充電自在電池を装置から取り外すことなくそのままの 状態で（ｉｒｌ　５ｉｔｕ）充電せしめることができる。

添付図面に関連した以下の実施例に基づいて本発明をさらに詳しく説明する。

第１図は、２個のＵ２型単体乾電池の置換を目的とした本発明に基づく再充電自 在電池のレイアウトを示す概略図である。

第２図は、手さげランプ用の９６６型電池の置換を目的とした本発明に基づく再 充電自在電池の適切なレイアウトを示す概略図である。

第３図は、本発明に基づく再充電自在電池に使用される充電回路の適切な形態を 示す回路図である。

第４図は、充電回路と電気供給源の接続のための誘導結合の一形態を示す破断図 である。

第１図に示したように、再充電自在電池は、絶縁材で形成された外部ケーシング １を有する。例えば、ケーシング１は直列接続した２個のＵ２乾電池の形状を呈 している。

ケーシング１の一端部に陽管形型端子２が配置され、他端部に陰平坦端子３が配 置されている。ケーシング１は仕上壁４を介在して分割され、仕上壁４の一側部 （第１図左側）に直列継ぎの２個のニッケルーカドミウム電池６が収納されてい る。これら２個のニッケルーカドミウム電池６の効率が増大゛するため、両電池 は置換対象の乾電池と均等の高価を賦与することなる。かかる効率向上の結果、 ニッケルーカドミウム電池６をケーシング１のわずか半分の長さで配置させるこ とができる。ケーシング１の他方の区画室にはニッケルーカドミウム電池６の再 充電装置が収容されている。第１図から理解できるように、充電器８は回路板１ ０の上部に配設されている。回路板１０はケーシング１の長手方向に位置し、か つその一端部に、ケーシングの中央領域からケーシングの外方向に延在するソケ ット１１を備えている。ソケット１１は適切な可撓接手を介して電気供給源に自 在に接続される。回路板１０はまた充電操作に必要な全構成部材を載置している 。回路の細部については、後述の第３図に関連して説明する。第１図に概略的に 図示された充電器から理解できるように、変圧器１４、制御トランジスター１５ およびその他の構成部材も配置されている。

第２図は、本発明を異なった型の電池に適用した例を示す。この場合の電池は一 般に手さげランプに使用される９６６型方形断面電池である。この実施例におい ては４個のニッケルーカドミウム電池６を用いたが、その中の２個のみを図示す る。第２図に例示した実施例の構成は第１図の実施例略同−で、仕切部材４を介 して分割されたケーシング−から成り、ケーシングの上部がニッケルーカドミウ ム電池６を、下部が充電回路８をそれぞれ包被している。

本発明の電池における陽陰両端子はそれぞれケーシング頂部から延びているばね 接触形状の端子である。その結果、ソケット１１は電池基部２３の内部に配設さ れ、回路板１０の中央に位置している。

第３図は、第１図および第２図に図示した電池のニッケルーカドミウム単体電池 ６を充電せしめるための適切な回路を示す。しかし、例示した回路は直流源から も充電可能であるという付加的特徴を有することに注目すべきである。

図示した回路において、入力３０は降圧変圧器３２（第１図および第２図に符号 １４で図示）の−次側に接続され、変圧器３２の二次側はブリッジ整流器３３の 対向角部に接続されている。整流器３３の正角部はダイオード３４を経てニッケ ルーカドミウム電池の陽端子に接続されている。

第３図ではその電池の１個を符号３５で示した。単体電池３５の陽端子はさらに 電池の陽端子３６に接続されている。

ブリッジ整流器３３の陰角部はエミッター抵抗器３９を経て、制御トランジスタ ー３８（第１図および第２図に符号１５で図示）に接続されている。トランジス ター３８の集電器はニッケルカドミウム単体電池３５の陰端子に接続され、次い で電池の陰端子４０に接続されている。トランジスター３８の基部はプレセット 可変抵抗器４１と２個の導線はブリッジ整流器３３の、直流出力角部に直接接続 されている。

直流電力源からの充電を可能ならしめるための直流入力４６もまた配置されてい る。入力４６は関連スイッチ４７を備えた同軸ジャックソケットの形状である。

スイッチ４７は、ジャ、ツク栓が所゛定位置にあるとき、変圧器３２の二次側を 直流電力源から分断させる。かくして直流入力からの入力導線はブリッジ整流器 ３３の交流角部に接続されている結果、直流入力の極が陽陰のいずれであっても 、ニッケルーカドミウム電池３５は正確な極性の下で確実に充電を続行できる。

構成部材を適切な値に定めれば、回路が定流充電を誘起するとともに、入手可能 な大都会の電力源を用いて電池の充電を行い得ることが理解される。例えば、１ ２ボルトの直流源はもちろんのこと、２４０ボルトおよび１１０ボルトの交流源 も使用することが可能である。

安全性と安定性の目的で、電池の導電中に単体電池と充電ユニットを適切な樹脂 中に詰め込むことが望ましい。

第４図は、充電ユニットを導線接続するのに代えて誘電主接続せしめた例を概略 的に示す。変圧器３２（第３図）をユバに分割し、二次巻線のみを゛電池に内在 させる一方、−次巻線を二次巻線から分離せしめて誘導接続ユニット内−次巻線 により包囲された座部５２が配置されている。座部５２は電池外被５５の低端１ ｌＳ５４を収容するような形状に構成され、二次巻線５６は変圧器心線５７とと もに電池外被５５の低端部５４に位置している。

第４図に図示した構成の変形例として、電池外被５５のことにより、変圧器３２ の両分割片を位置させることが可能である。別の変形例においては、各巻線毎に 部分心線が併設され、画部分心線は単に充電用として併置される。

前記のごとく、本発明の再充電自在電池は、装置に単一電池が使用されている場 合には単一電池にとって代ることができ、当初の乾電池と同じ形状を占める装置 においては２個またはそれ以上の元の乾電池の領域にとって代ることも可能であ る。場合によって装置が多数個の乾電池を必要とするならば、これらの電池を、 先に述べた組込み充電器を備えた同数個の再充電自在ニッレルーカドミウムで置 き代えてもよい。

本発明の範囲を逸脱しない限り、前記実施例に種々の変形を加え得ることが理解 される。例えば、もし単独の電池または複数個を組み合わせた電池内にニッケル ーカドミウム電池と充電ユニットを収納するだけの余白部があれば、１個または それ以上の乾電池を使用するような場合、本発明を適用することができる。通常 は再充電の際に電池を取り外してもよいが、装置構造によっては電池を取り外さ ずに、しかも装置に損傷を及ぼすことなく充電を行うことができる。

過負荷防止のために自動遮断器を併設し、必要に応じて熱作動させてもよい。過 負荷状態がいったん解除されたならば、遮断器が自動的にリセットされるように 構成して手動リセットの手間を省くこともできる。

充電ユニットのスイッチ接点４７を省く一方で、全ての機械的可動部を刻設する ことも可能である。この場合、第と第２ブリツチ整流器を配置せしめて並列に接 続し、例えば、低電圧入力を第２整流器の交流入力に接続させる。かくして負荷 が自動的に分断される。

言うまでもなく、正確な充電回路の決定は状況に左右されるが、既知充電回路に 多数の変形を加えれば、その回路を本発明に適用可能である。再充電自在電池の 各構成部品の位置を所望形１状のケーシングに合せて変形してもよい。

浄書（内容に変更なし） 手続補正書（力却 昭和５８　年５月１６９ 特許庁長官殿 １、事件の表示　Ｐ　ＣＴ／ＧＢ　８２１００１６２２、発明＆名称　再充電自 在電池方式 ３、補正をする者 事件との関係　出願入 代　名　バーカー、ビータ−・フレトリック４、代理人　〒１０４ 閏　際　調　本　朝　牛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）少なくとも１個の電池で占有されている空間内に適合するように形成され、 かつ少なくとも１個のニッケルーカドミウム単体電池６を有するケーシング（１ ）と、前記ニッケルーカドミウム単体電池（６）に接続させた充電ユニット（８ ）と、前記充電ユニット（８）を電気供給源に接続せしめる手段（１１，５１） から成ることを特徴とする再充電自在電池。 ２）前記ケーシング（１）を仕切部材（４）を介在して２つの区画室に分割せし め、一方の区画室が前記ニッケルーカドミウム単体電池（６）を包囲し、他の区 画室が前記充電ユニツ゛ト（８）を包被することを特徴とする特許請求の範囲の 再充電自在電池。 ３）前記接続手段（１１，１５）が前記ケーシング（１）の外方向に解放してい る接続ソケット（１１）から成ることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項 記載の再充電自在電池。 ４）前記ケーシング（１）が置換の対象乾電池と同一外形を有し、かつ同一接点 部材２．３．２０．２１）を有し、既存電池を変形することなく置換可能ならし めたことを特徴とする請求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の再充電自在電 池。 間第１項ないし第４項のいずれか１項記載の再充電自在電池。 ６）２つの接続手段を配置させ、一方を交流電力源に接続せしめ、他方を直流電 力源に接続せしめたことを特徴とする請求の範囲第５項記載の再充電自在電池。 ７）交流電力源として誘電結合（５１，５４）を配置せしめたことを特徴とする 請求の範囲第５項記載の再充電自在電池。 ８）前記充電ユニット（８）がブリッジ整流器（３３）を越えて接続された降圧 変圧器（３２）から成り、前記整流器（３３）の残存角部を制御回路を経て少く とも１個の単体ニッケルーカドミウム電池（３５）の端子と電池端子に接続せし めた請求の範囲第５項、第６項又は第７項記載の再充電自在電池。 ９）前記制御回路がトランジスター（３８）から成り、その集電エミッター軌跡 を前記ブリッジ整流器（３３）の陰極と前記にニッケルーカドミウム単体電池（ ３５）の陰端子の間に接続せしめ、前記トランジスター（３８）の基部をプレセ ット可変抵抗器（４１）と２個のダイオード（４２゜４３）の間で前記抵抗器（ ４１）と前記２個のダイオード（４２，４３）の直列結線に接続せしめ、前記直 列結線を前記整流器（３３）から直流出力を越えて直接接続せしめた請求の範囲 第８項記載の再充電自在電池。 １０）直流接続の場合に前記交流接続（３０）を分断せしめる手段を有する直流 接続（４６）を配置せしめたことを特徴とする請求の範囲第８項又は第９項記載 の再充電自在電池。 １１）前記直流接続（４６）が前記交流接続（３０）の遮断スイッチを備えたジ ャック接続から成ることを特徴とする請求の範囲第１０項記載の再充電自在電池 。 １２）前記交流接続（３０）が誘導型であり、かつ前記変圧器（３２）の心線（ ５７）と二次巻線（５６）から成り、−次巻線（５３）を主接続ユニット（５１ ）に載置せしめたことを特徴とする請求の範囲第８項ないし第１１項のいずれか １項記載の再充電自在電池。