JPS5915259B2 - 電池充電回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 １５本発明は電池充電回路の改良、さらに詳しくは電池
への充電電流を電池の状態、例えば電池の温度によつて
調節する電池充電回路に関するものである。

この調節とは、前記の電池の状態によつて決まる迅速ま
たは低速充電の自動的選択を意味す２０る。放電電池の
充電では、迅速充電に続いて充電が完了に近ずくと充電
電流をいわゆる゛細流’’電流なる最少定常流に下げる
のが普通である。

高充電電流を下げることは或る種の電池には不可欠であ
５ る、何故ならぱ電池に永久的損傷を与えるのみなら
ず、Ｎｉ−Ｃｄ電池のような場合にはペンチインク（Ｖ
ｅｎｔｉｎｇ）を起して電池の急激な劣化をもたらすか
らである。簡単なためＮｉ−Ｃｄ電池を引用するが、充
電が３０完了すると電池の温度が急上昇する。

この急激な温度変化が電池充電回路における充電完了に
これまで利用してきた条件の１つである。これを達成す
る一例として、サーモスタットを電池へ温度的に接続し
てこの温度上昇を検知し、サーモスタツ３５ 卜接点を
リレーと直列に接続する。一旦予設定温度値に達すると
、サーモスタット接点が開いてリレーが脱励磁し電池の
迅速充電を行なう充電回路ハーが開くことになる。

かくして高充電電流が排除され細流充電が行なわれる。
この電池は充電装置から取ｖ外して所定の電池駆動装置
へ装入でき、また充電回路を電池駆動装置に組み込む場
合は適当なスイツチを使つて電池を充電状態から作動状
態に切換えることができる。前記配列は普通の場合には
有効であるが、実際問題としてこの配列では不便な場合
がある。

充電直後に電池を使用したＶ１またサーモスタツト接点
が閉結するレベル以上の電池温度が保持される程高率で
放電させる場合が屡々ある。再び放電されるこの電池を
直ちに充電回路へ装入して迅速充電様式にスイツチを切
換えても、サーモスタツト接点が開いているから高電流
は流れない。従つて、使用者が最初の充電完了時点でた
だちに電池を使用したいと思う場合には電池が十分冷却
してサーモスタツト接点が閉結し、希望の迅速充電を開
始する充電サイクルが始まる迄待たなければならない。
電池の冷却前に迅速充電様式を行なうべくサーモスタツ
トを無視即ち側路を設けたｖすると、先に指摘したごと
く電池の破壊、即ちペンチインクの可能性が強い。これ
ら従来技術の諸問題は、手動介入のリレー訃よび電池温
度検知機構を内蔵の新しい充電回路で解決される。

手動介入の特徴は高温の電池を充電回路に接続する時メ
モリーを備えた充電回路を設けることである。電池温度
が一旦安全値まで下がると、メモリー卦よび電池温度検
知機構が共に作用した場合に対応してなされるリレーの
作動により迅速充電力椙動的に行なわれ、充電完了後は
従来の回路のように充電サイクルを繰ｖ返さない。本発
明の目的｝よび利点は後述の記載によつて明らかとなる
だろうし、又、実施することによつてよりよく理解でき
るであろう。発明の目的｝よび利点は前記の特許請求の
範囲に記載したことから明白となるものと考える。これ
らの目的を達成する本発明の電池充電回路は電源から電
流を供給し充電する電池を含むようになつている第１電
流回路と：電源からの第２電流回路と：当該第２回路に
接続の巻線を備えたリレーと：手動スイツチ｝よび電池
に熱的に接続して｝り電池温度が所定値以下の時に作動
するようになつているサーモスタツトを内蔵し、前記の
手動スイツチとサーモスタツトが共に閉結している時に
第２電流回路が完成するようになつていて第２電流路を
完成し前記リレー巻線へ電流を流してリレーを作動する
ための合致機構；前記第１電流路を介して前記電池へ電
流を流すことを許容するために前記リレーの作動に対応
する機構卦よび前記手動スイツチを手動で操作した後、
前記サーモスタツトが作動するまで、該手動スイツチを
閉位置に保持するための保持手段から成る。

前記第１電流路を介して前記電池へ電流を流すことを許
容する機構は前記リレーの電気的作動に対応して第１電
流回路を閉じる前記リレーの第１通常開口接点を内蔵し
、また前記リレーはさらに前記第２電流回路へ作動的に
結合する第２通常開口接点から成力、前記手動スイツチ
は前記第２接点へ結合して手動スイツチの作動に際して
前記第２接点を手動的に閉結する。

サーモスタツトは前記第２電流回路内のリレー巻線と直
列に接続された接点を備えて｝Ｄ、当該接点は電池の温
度が所定値以下の時は閉じている。

また、手動スイツチは前記第２接点を閉結するために当
該手動スイツチの作動に際して前記接極子と接触し移動
させる位置にあるもどり止めを内蔵し、かつ当該接極子
はその上に前記手動スイツチの作動時に前記もどり止め
と係合しかつ前記リレーの電気的作動に対応する前記接
極子の移動時に前記もどｖ止めを解放する形式の棒を内
蔵する。第１図に数字１０で総称し電流源を設るように
なつている電池充電回路を示す。種々の電流源を使用で
きるが、ここに示す電流源は入力ライン１２でＡＣライ
ン電圧を受けて中継点１４，１６で充電回路へＤＣ出力
を供給する変圧器一整流器方式のものである。変圧器１
８は電圧調整、電流制限式であり、整流器２０はブリツ
ジＤＣ側の中継点１４，１６へほぼ一定の出力を供給す
る全波整流ブリツジである。充電回路１０は前記電流源
が供給する電流付加により電池２２を充電するようにな
つている。

電池２２はプラグ２４，２５卦よび２６で回路１０へ取
ｖ外し自在に接続するように示してある。この特徴によ
り１電池２２は回路１０へ装入のサーモスタツトで充電
を受けそして充電完了後回路から取り外すことができる
。しかし、この配置は本発明を限定するものではない、
何故ならばこの回路は再充電のために電池を取り外さな
くて充電状態卦よび使用状態間で適当な手段により切換
ができる装置に訃いても使用できるからである。本発明
により１電池充電回路１０は供給電流用の第１卦よび第
２電流路を内蔵する。第１電流路２８は被充電電池を装
入するようになつていて中継点１４，１６間に接続する
。従つて、電流路２８は充電電流が流れるようになつて
いる。一方、ここに示す第２電流路３０は流路２８の電
流量を制御し、従つて電池２２の充電速度、例えば゛迅
速”充電または“細流”充電の調節に使用する。流路３
０は中継点１４，１６で電流源へ接続され、従つて流路
２８と並列になつている。本発明によリ、リレーは第２
電流路に接続された巻線を備えている。

３２で総称する本リレ一電池充電回路の一部を形成しラ
イン３０に直列のリレー巻線３４を内蔵する。

リレー３２は巻線３４へ電磁結合する接極子３６８備え
、ライン３０への電流付加の如何によりそれぞれもたら
される励磁｝よび脱励磁に応じて移動する。本発明によ
り、第２電流路を完成しリレー巻線へ電流を通してリレ
ーを作動するための合致機構を設ける。

この合致機構は手動スイツチ３８とサーモスタツト４０
を内蔵する。このサーモスタツト４０は電池へ温度的に
接続し、電池温度が所定値以下の時は常に作動するよう
になつている。特に、スナツプ動作サーモスタツトは開
閉時の温度差を利用するが、通常は閉結していて４５℃
（１１３′Ｆ）で開きそしてほぼ同じ温度で閉結するサ
ーモスタツトの使用する。検知温度は迅速充電の停止後
も実際は上昇し続けるので、サーモスタツト・チヤタリ
ングは回避され、そして零差動サーモスタツトがある気
候条件下でサーモスタツトが常に開いたままでいるとい
う可能性を回避する。図示のごとく、サーモスタツト４
０は電流路３０のリレー巻線３４と直列接続の一対の接
点４２を備える。

サーモスタツト４０と電池２２間の温度的接続は破線４
４で示し、サーモスタツト４０は電池の温度を厳密に追
跡する。サーモスタツトは電池ケースへ簡単に温度接続
できるが、デザインの好みの問題でサーモスタツトを電
池パツケージの一部として作ｖ電池の外側へ配置する場
合がある。後者の場合、回路１０に余分のプラグ端子２
５８設けて電池を再充電のため回路へ差込む時に電流路
３０のサーモスタツト接点の接続を容易にする。第２電
流路３０を完成するには手動スイツチ３８とサーモスタ
ツト４０８閉結しなければならない。

例示の接点４２は電池２２の温度が所定値以下の時は自
動的に閉結することになつている。スイツチ３８は手動
で電池２２の再充電が必要な時は何時でも作動できるよ
うになつている。例示のスイツチ３８はばね４６で外側
へ（または脱係合位置へ）押される押ボタン式である。
スイツチ３８の内端にはもどＤ止め４８がある。本発明
によＶ，電流を第１流路を介して電池へ通すためリレー
の動作に応じる機構が提供される。

例示の当該電流を通すことを許容する許容機構はリレー
３２の第１通常開き接点５０８備えている。接点５０は
電流路２８に卦いて電池２２と直列に接続しリレーの電
気的作動に応じてこの流路を閉結する。接点５０の閉鎖
は接点５０に結合するリレー接極子３６の移動に対応す
るようになつている。第１図に示すごとく、接極子３６
はリレー巻線３４を励磁して接点５０が閉結すると上側
へ移動し、巻線３４を脱励磁して接点５０８開放すると
下側へ移動する。例示のリレー３２はさらに電流路３０
へ作動的に接続する第２通常開き接点５２からなる。

接点５２は電流路３０に卦いてリレー巻線３４およびサ
ーモスタツト接点４２と直列に直結している。接極子３
６は接点５２へ結合するのでこの接点はリレー３２の電
気的作動に際し接点５０ど一緒に移動する。閉結時に接
点５２が移行する距離を接点５０の移行距離より短く設
計されている。本実施例に訃いて、リレー接点５２と手
動スイツチ３８は一緒になつてスイツチ３８の作動時に
接点５２の手動閉結をする。接点５２とスイツチ３８間
のこの関係はリレー動作に応じて接極子３６によるスイ
ツチ５２の移動とは別である。接点５２の手動閉結はス
イツチ作動時に接極子３６と接触し移動さす位置にある
もどＤ止め４８で行なう。さらに第２卦よび第３図での
もどｖ止め４８はくさび形になつて卦Ｄ１接極子３６は
スイツチ３８が非作動位置にある時もどｖ止めの一端と
接触する棒５４を備えている。

スイツチ３８が圧下されると、アーム５４はくさび形も
どり止め４８の傾斜部を昇つて接極子３６の上昇移動を
もたらす。接点５２は閉じるが、接点５０は移行距離が
スイツチ５２より大のため閉じない。スイツチを押し下
げて接点５２を閉結すると、２動作の中の１つが起きる
。

先ず、サーモスタツト４０の接点４２が開いているとス
イツチ３８｝よびサーモスタツト４０が共に作動するこ
とはない。その場合、もどＤ止め４８は接極子３６のア
ームと係合する、この係合によりスイツチ３８は圧下位
置のままとなる。一旦サーモスタツト接点が閉結すると
、スイツチ３８とサーモスタツト４０が共に働いて電流
はリレー巻線３４を含む電流路３０を流れることができ
る。従つてリレー３２が励磁して接極子３６を上限（第
３図）へ移動する。接点５０が閉じ電流が流路２８に流
れて電池２２の迅速充電を行なう。接極子３６はアーム
５４とスイツチもどＤ止め４８との脱係合をもたらすの
に十分な量移動する。

従つてスイツチ３８はバイアスばね４６の作用で非作動
位置へ戻される。しかし、接点５２は励磁リレー３２の
接極子３６で保持されているので閉結位置に留まる。さ
て、スイツチ３８が圧下されている時に｝ける前記とは
別の回路動作に移る。

サーモスタツト接点４２が所定値以下の電池温度のため
既に閉鎖位置にあると、直ちにスイツチ３８とサーモス
タツト４０が共に作動する。再び、接極子３６のアーム
５４はもどり止め４８の傾斜部との係合により上側へ移
動する。しかし、接点５２が閉じた時は電流路３０が完
成し電流が巻線を流れてリレーを励磁する。接極子３６
は上側へ移動して接点５０を閉じ接点５２を閉結位置に
保つ。アーム５４はもどｖ止め４８と係合せず（または
巻線３４が励磁される際瞬間的にのみ係合する）、そし
てスイツチ３８はばね４６によつて脱係合位置へ戻る。
電池２２の迅速充電は電流路２８を介して行なわれる。
以上の記載からリレー接点５２は追加的機能を果すこと
がわかる。

この機能はリレーの励磁時にリレー３２のための係合又
は固定用接点としての機能である。従つて、接極子３６
が固定接点５２を閉結保持し電流路３０が閉じたままで
あるからスイツチ３８が解放されても電流は巻線３４を
含む流路３０を流れることができる。充電完了のためサ
ーモスタツト接点４２が所定値への電池温度上昇に応じ
て開く時まで電流は流路３０訃よび２８を流れ続ける。
これら接点が一旦開くと、流路３０の電流は止ま９、リ
レー３２は脱励磁状態となＤ１そして接極子３６が下側
へ移動して接点５０，５２８開ける。電池２２への迅速
充電電流が止まＤ１充電回路は第１図に示す初（または
前作動）状態に戻る。接点５０，５２はリレーに通常使
用する可撓性接触ばねである。

この構成により接点５２は接極子（第３図）の移動に応
じて十分曲が９接極子３６と接点５０とを密着させる。
電流は接点５０が開いている時は常に゛細流゛（または
低率）で供給されるので抵抗器５６はできる限Ｄ大きな
ものが望ましい。従つて、充電回路が迅速充電様式でな
い時は常に細流充電様式に切換えるので、完全充電状態
にするために電池充電回路から電池を取９外すまで電池
２２へ低レベル充電蛋行なう。第１図に｝いてダイオー
ド５８も充電回路に接続しているが、この目的は充電し
た電池の放電防止セある。また、第１図には電流路３０
と中継点１６間に接続の電球６０が示されている。電球
６０は接点５２が閉結している時は常に点灯して電池充
電回路が迅速充電様式であることを示す。操作の正常状
態下、電池２２を充電回路１０へ装入（または切換える
）し、スイツチ３８を圧下して迅速充電を開始する。こ
の場合の電池温度は所定値以下であるのでサーモスタツ
ト４０の接点４２は閉じる。従つて、スイツチ３８が圧
下されると接点５２が閉じて電流が巻線３４に流れ、リ
レー３２が励磁される。接点５０は接極子３６により閉
結され、ライン２８に高充電電流が流れ電池２２の迅速
充電が始まる。特にＮｉ−Ｃｄ電池について前に論議し
たごとく、完全充電は電池温度の急上昇を伴う。

電池２２が最大容量に近づくにつれてこの電池の温度は
急上昇しサーモスタツト４０の設定値を越える。接点４
２が開き流路の電流が止まる。リレー３２は脱励磁され
て両接点５０，５２が開く。それによつて抵抗器５６が
電池２２の充電路に入兎充電電流は細流として知られる
小定常流になる。迅速充電中点灯していたランプ６０は
消え電池２２の再充電が完了しこの電池が使用できるこ
とを示す。さて、この完全充電電池２２を直ちに電池駆
動装置に使用しかも電池が放電する程荷酷に使用したと
仮定すると、高電流が流れるので電池の温度はサーモス
タツト接点の閉結用設定値以上に保持される。この電池
を再び充電回路１０へ接続しボタン３８を圧下した場合
、接点５２が閉結しても流路３０に電流は流れない。し
かし、スイツチ３８はもどｖ止め４８と係合の接極子ア
ーム５４により圧下位置に保持される（第２図参照）。
ランプ６０が点き回路が迅速充電様式であることを示す
。この場合のランプ６０の点灯は、回路記憶が電池充電
を制御していることそして電池温度が安全値へ下がつた
ら電池の迅速充電が始まることを意味する。

従つて使用者は従来の回路のごとく電池をくり返して充
電する必要がなく、またサーモスタツトの安全機構を無
視して側路を設けること等により危険な状況を作ｖ出す
ことを試みる必要がない。一方、ランプ６０の点灯は電
池再充電の保証卦よび電池充電回路内で迅速充電が一時
的に妨げられてもアクシヨンを取る必要がないことを示
す。しかし前記のごとく、一旦電池温度が接点４２の閉
結する安全値へ下がると充電回路の記憶特性が再充電を
制御し迅速充電を開始する。

この場合、中継点１４と１６間の電流を通すための完成
路がある。リレー３２が働き、接点５０が閉じ、そして
電池充電装置は再び迅速充電様式となる（第３図参照）
。電池２２が完全に再充電されると、接点４２が開きリ
レーが外れる。ランプが消え電池が充電され、取り外し
が可能そして使用可能なことを示せ。発明の範囲を逸脱
することなく本発明の電池充電回路には種々の改良｝よ
び変化がありうることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例の略回路図；第２図は手動
スイツチの操作を伴う、第１図に示す回路の掛け金リレ
ー卦よびサーモスタツト部を示す；｝よび第３図はサー
モスタツト接点の閉結を伴う第２図の部分回路図である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記の（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）お
   よび（ヘ）から成り、電流源を供給して電流を付加する
   ことにより電池を充電する電池充電回路。 （イ）電源により供給される電流の回路となり、かつ充
   電される電池を装入するようになつている第１電流回路
   。 （ロ）電源により供給される電流の回路となる第２電流
   回路。 （ハ）前記第２電流回路に接続され、該第２電流回路が
   完成状態にある間のみ作動して前記第１電流回路を完成
   状態に維持するリレー。 （ニ）（１）手動スイッチおよび（２）電池に温度的に
   接続されており、電池温度が所定温度以下のときに作動
   するようになつているサーモスタットを内蔵し、当該手
   動スイッチとキーモスタットが共に、即ち、合致して作
   動した時にのみ第２電流回路が完成するようになつてい
   る。 合致機構。（ホ）前記リレーの作動に対応して前記第１
   電流回路を介して前記電池へ電流を流すための機構。（
   ヘ）前記手動スイッチを手動で操作した後、前記サーモ
   スタットが作動するまで、該手動スイッチを閉位置に保
   持するための保持手段。