JP4420879B2 - 充電器 - Google Patents

Description

本発明は、長電池と短電池の両方を脱着自在に装着して充電できる充電器に関する。

充電器は、長電池と短電池のいずれも装着でき、各々の電池を適切な充電電流で充電できるように、充電電流を切り替え可能なものが開発されている（例えば特許文献１参照）。このような切り替え機構を備える充電器を図１ないし図４に示す。これらの図において、図２は長電池を装着した状態、図３は短電池を装着した状態をそれぞれ示している。

図のケース９１は、装着部９２に、長電池９３Ａと短電池９３Ｂの両方を装着できる構造としている。長電池９３Ａと短電池９３Ｂは全長が異なるので、これ等を切り換えするために、装着部９２の正極側に切換片９５を設けている。切換片９５は、回転できるようにケース９１に装着される。切換片９５が、図２に示す位置に回転されると、装着部９２には長電池９３Ａが装着される。切換片９５が、図３に示す位置に回転されると、装着部９２には短電池３４Ｂが装着される。

図の切換片９５は、９０度回転させて、長電池９３Ａと短電池９３Ｂとを切り換える。切換片９５は、図２に示すように、垂直に立てる姿勢で長電池９３Ａを装着し、図３に示すように、水平に倒した状態で、短電池９３Ｂを装着する。切換片９５は、立てる姿勢において、装着部９２の全長を長くして長電池９３Ａを装着し、水平に倒した姿勢では、装着部９２の全長を短くして、短電池９３Ｂを装着する。

図１の充電器は、切換片９５を左右に２分割して、それぞれの切換片９５を独立して回転できるようにしている。この充電器は、図４に示すように、２本の二次電池９３を１組として、長電池９３Ａと短電池９３Ｂを充電できる。
特許第３６６７９９１号公報

以上の構造の充電器は、切換片を回転させて切り替えることで、長電池と短電池のいずれでも充電できる。一方、長電池と短電池とでは適切な充電を行うための充電電流が異なるため、充電用の電源回路の切り替えなどを行う必要がある。このような充電条件の設定を長電池用、短電池用に切り替えるためには、機械的なスイッチを設けてユーザーに切り替えさせる方法や、切換片の回転に連動させて長電池用／短電池用に機械スイッチを切り替える方法がある。しかしながら、ユーザーが手動でスイッチを切り替える方法では、誤った切り換え位置としたり、切り換えの操作自体を忘れるといった誤設定によって、正しく充電できないおそれがある。また切換片の回転に連動させて電源回路を切り替える方式では、このような誤設定のおそれはなくなるものの、充電器にセットする二次電池を長電池、短電池に切り替える度に、一々切換片をユーザが手動で回転させる必要があり、手間がかかるという問題があった。また、上記の充電器では、切換片を収納するのに大きな空間が必要であり、切換機構を省スペースに配置できない問題点もあった。

本発明は、このような問題点を解決するために成されたものである。本発明の主な目的は、ユーザーが長電池と短電池を切り替えることなく、長電池と短電池の両方を各々の電池に適した充電電流で充電できる充電器を提供することにある。
とくに、本発明は、電池装着部に装着された電池が長電池と短電池のいずれであるかを識別する機構を省スペースに配置できる充電器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の側面に係る充電器は、長電池３Ａ、３３Ａと短電池３Ｂ、３３Ｂを装着できる電池装着部２、３２を有するケース１、３１と、このケース１、３１に設けた電池装着部２、３２に装着される長電池３Ａ、３３Ａと短電池３Ｂ、３３Ｂの両端の電極に接触されて電池３、３３に充電電流を供給する充電端子４、３４と、電池装着部２、３２に装着される電池３、３３のタイプを識別する判別スイッチ機構５、３５と、この判別スイッチ機構５、３５の信号で、電池装着部２、３２に装着される電池３、３３の充電電流を制御する制御回路６、３６とを備える。電池装着部２、３２は、対向する位置に長電池３Ａ、３３Ａを充電する一対の充電端子３、３４と、短電池３Ｂ、３３Ｂを充電する一対の充電端子４、３４を配設している。この電池装着部２、３２は、長電池３Ａ、３３Ａよりも短い短電池３Ｂ、３３Ｂの電極に充電端子４、３４を接触させるように突出部を設けて、この突出部でもって電極装着部２、３２の内部に長電池３Ａ、３３Ａを上に配設する段差棚部１２、４２を設けている。この段差棚部１２、４２は、電極対向面１２Ａ、４２Ａに充電端子４、３４を配設すると共に、内部に判別スイッチ機構５、３５を配置している。判別スイッチ機構５、３５は、電池装着部２、３２に装着される長電池３Ａ、３３Ａと短電池３Ｂ、３３Ｂのいずれか一方の電池３、３３の電極に押されてオンオフ状態が切り換えられるスイッチである。制御回路６、３６は、判別スイッチ機構５、３５のオンオフで充電電流を第１充電電流と第２充電電流に切り換えて長電池３Ａ、３３Ａと短電池３Ｂ、３３Ｂとを充電する。

また、本発明の第２の側面に係る充電器は、充電端子４、３４が、電池装着部２、３２の一端に配設されて長電池３Ａ、３３Ａと短電池３Ｂ、３３Ｂの一方の電極に接触する共通充電端子７、３７と、電池装着部２、３２に装着される長電池３Ａ、３３Ａの他方の電極に接触される長電池充電端子８、３８と、電池装着部２、３２に装着される短電池３Ｂ、３３Ｂの他方の電極に接触される短電池充電端子９、３９とを備える。この充電器は、長電池充電端子８、３８を段差棚部１２、４２の上に配設される長電池３Ａ、３３Ａの電極と対向する位置に配置すると共に、短電池充電端子９、３９を段差棚部１２、４２の電極対向面１２Ａ、４２Ａに配置している。

また、本発明の第３の側面に係る充電器は、判別スイッチ機構５が、短電池充電端子９と長電池充電端子８とで構成されている。短電池充電端子９は弾性変形する金属板で、この短電池充電端子９は、電池装着部２に装着される短電池３Ｂの電極に押されて長電池充電端子８に接触し、短電池３Ｂに押されない状態では長電池充電端子８から離れて非接触状態となる位置に配設される。この充電器は、電池装着部２に短電池３Ｂを装着する状態では、短電池３Ｂが短電池充電端子９を押圧して長電池充電端子８に接触させ、短電池充電端子９と長電池充電端子８の接触を制御回路６が検出して、短電池３Ｂを第２充電電流で充電する。さらに、電池装着部２に短電池３Ｂが装着されることなく、長電池３Ａが装着される状態では、短電池３Ｂが短電池充電端子９を押圧しない状態となって、短電池充電端子９を長電池充電端子８から分離し、短電池充電端子９と長電池充電端子８の非接触状態を制御回路６で検出して、長電池３Ａを第１充電電流で充電する。

また、本発明の第４の側面に係る充電器は、段差棚部１２の内部において、短電池充電端子９の背面に長電池充電端子８を配設しており、電池装着部２に装着される短電池３Ｂが、短電池充電端子９を長電池充電端子８に向かって押圧して、短電池充電端子９を長電池充電端子８に接触させる。

また、本発明の第５の側面に係る充電器は、判別スイッチ機構３５が、短電池充電端子３９と長電池充電端子３８とで構成されている。長電池充電端子３８は弾性変形する金属板で、この長電池充電端子３８は、電池装着部３２に装着される長電池３３Ａの電極に押されて短電池充電端子３９に接触し、長電池３３Ａに押されない状態では短電池充電端子３９から離れて非接触状態となる位置に配設される。この充電器は、電池装着部３２に長電池３３Ａを装着する状態では、長電池３３Ａが長電池充電端子３８を押圧して短電池充電端子３９に接触させ、長電池充電端子３８と短電池充電端子３９の接触を制御回路３６が検出して、長電池３３Ａを第１充電電流で充電する。さらに、電池装着部３２に長電池３３Ａが装着されることなく、短電池３３Ｂが装着される状態では、長電池３３Ａが長電池充電端子３８を押圧しない状態となって、長電池充電端子３８を短電池充電端子３９から分離し、長電池充電端子３８と短電池充電端子３９の非接触状態を制御回路３６で検出して、短電池３３Ｂを第２充電電流で充電する。

また、本発明の第６の側面に係る充電器は、制御回路６、３６が短電池充電端子９、３９の電圧を検出して、短電池充電端子９、３９と長電池充電端子８、３８の接触と非接触を検出する。

また、本発明の第７の側面に係る充電器は、制御回路６、３６が長電池充電端子８、３８の電圧を検出して、長電池３Ａ、３３Ａの充電電流をコントロールする。

また、本発明の第８の側面に係る充電器は、ケース１の電池装着部２が、長電池３Ａ又は短電池３Ｂを４列に並べて収納できる電池ポケット１０を有する。

本発明の充電器は、ユーザーが長電池と短電池を切り替えることなく、長電池と短電池の両方を各々の電池に適した充電電流で充電できる。それは、本発明の充電器が、電池装着部に装着される長電池と短電池のいずれか一方の電池の電極に押されてオンオフ状態が切り換えられるスイッチである判別スイッチ機構で電池のタイプを識別しており、制御回路が判別スイッチ機構のオンオフで充電電流を第１充電電流と第２充電電流に切り換えているからである。以上の充電器は、長電池と短電池を判別する回路構成を極めて簡単にしながら、長電池と短電池を最適電流で充電できる。とくに、本発明の充電器は、電池装着部に設けた突出部でもって、長電池を上に配設する段差棚部を設けて、この段差棚部の内部に判別スイッチ機構を配置しているので、電池装着部に装着された電池が長電池と短電池のいずれであるかを識別する機構を省スペースに配置できる特長がある。

とくに、本発明の充電器は、短電池の電極に接触されて短電池に充電電流を流す短電池充電端子を独特の構造として、長電池と短電池を判別する。この短電池充電端子は、電池装着部に装着される短電池に押されて長電池充電端子に接触する。短電池充電端子が長電池充電端子に接触したかどうかは、制御回路に検出される。制御回路は、長電池充電端子が短電池充電端子に接触されたことを検出して、充電電流をコントロールする。すなわち、短電池充電端子が長電池充電端子に接触するときには、電池装着部に短電池が装着されたとして、電池の充電電流を第２充電電流とし、長電池充電端子が短電池充電端子に接触しないときは、充電電流を第１充電電流とする。したがって、極めて簡単な回路構成としながら、長電池と短電池を識別して、最適電流で充電できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための充電器を例示するものであって、本発明は充電器を以下のものに特定しない。また特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。

図５ないし図９に示す充電器は、長電池３Ａと短電池３Ｂを装着できる電池装着部２を有するケース１と、このケース１に設けた電池装着部２に装着される長電池３Ａと短電池３Ｂの両端の電極に接触されて電池３に充電電流を供給する充電端子４と、電池装着部２に装着される電池３のタイプを識別する判別スイッチ機構５と、この判別スイッチ機構５の信号で、電池装着部２に装着される電池３の充電電流を制御する制御回路とを備える。この充電器は、短電池３Ｂと長電池３Ａとを脱着できる電池装着部２をケース１の上面に設けて、短電池３Ｂと長電池３Ａの各々を最適充電電流で充電する。ケース１内には、電池装着部２にセットされる電池３のタイプを識別して充電電流をコントロールする制御回路（図示せず）を内蔵している。
短電池３Ｂは、略円筒状で、長電池３Ａに比較して延在方向の長さが短い電池である。長電池３Ａは、略円筒状で、短電池３Ｂに比較して延在方向の長さが長い電池である。充電器は、たとえば、電池装着部２に装着する短電池３Ｂを単４電池、長電池３Ａを単３電池とすることができる。

これらの図の電池装着部２は、複数の円筒型二次電池３を平行な姿勢で横に並べて並列に装着する。図５ないし図９に示す充電器は、電池装着部２に、４本の電池３を平行に並べてセットする４列の電池ポケット１０を設けている。ただ、充電器は、電池装着部に、２本または４本の電池を平行に並べてセットする電池ポケットを設けることもできる。

電池装着部２は、長電池３Ａと短電池３Ｂの両方を各々の電池ポケット１０にセットする。電池装着部２は、対向する位置に長電池３Ａを充電する一対の充電端子４と、短電池３Ｂを充電する一対の充電端子４を配設している。図の電池装着部２は、電池ポケット１０の一端部に、長電池３Ａと短電池３Ｂの端部を挿入するガイド孔１１を設けており、このガイド孔１１の内部に一方の充電端子４を配置している。

さらに、図５ないし図９に示す電池装着部２は、電池ポケット１０の他端に、長電池３Ａよりも短い短電池３Ｂの電極に充電端子４を接触させるように突出部を設けている。電池収納部２は、この突出部でもって、長電池３Ａを上に載せて定位置に配設する段差棚部１２を電池収納部２の内部に設けている。図に示す段差棚部１２は、電池ポケット１０に収納される短電池３Ｂの一方の端部の電極に対向して配設される電極対向面１２Ａと、電池ポケット１０に収納される長電池３Ａの一方の端部を載せて支持する棚面１２Ｂとを備える。段差棚部１２は、棚面１２Ｂの上に長電池３Ａの端部を載せて定位置に配置し、あるいは電極対向面１２Ａの内側に短電池３Ｂの端部を入れて定位置に配置する。この電池ポケット１０の段差棚部１２は、長電池３Ａと短電池３Ｂを、一方の端部を上下にずらせて定位置にセットする。

図５ないし図９に示す充電器は、電池ポケット１０の一端部に設ける充電端子４を共通充電端子７とし、他端部の充電端子４を、長電池充電端子８と短電池充電端子９としている。共通充電端子７は、ガイド孔１１の内部に配設されて、ガイド孔１１に挿入される長電池３Ａと短電池３Ｂに接触される。この充電器は、共通充電端子７と長電池充電端子８を長電池３Ａの両端の電極に接触させて長電池３Ａを充電する。また、共通充電端子７と短電池充電端子９を短電池３Ｂの両端の電極に接触させて短電池３Ｂを充電する。さらに、この充電器は、図７と図８に示すように、長電池３Ａを段差棚部１２の上に載せて上段に、短電池３Ｂを段差棚部１２の前方であって電極対向面１２Ｂの内側にセットして下段に配設する。この充電器は、図に示すように、短電池３Ｂを長電池３Ａよりも下方にセットして充電する。

共通充電端子７を図１０と図１１に示している。これ等の図に示す共通充電端子７は、電池ポケット１０にセットされる長電池３Ａと短電池３Ｂの負極（平面電極）に接触する。この構造の共通充電端子７は、弾性変形できる金属板を折曲加工して製作される。図の共通充電端子７は、金属板の一端を直角に折曲して折曲片を回路基板１３に固定する固定部７Ｂとしている。固定部７Ｂには、Ｕ字状に折曲している弾性変形部７Ｃを連結している。さらに、弾性変形部７Ｃとの連結部を直角よりも大きく折曲加工して、弾性アーム部７Ｄを連結し、弾性アーム部７Ｄの先端には、電池３に接触する接触部７Ａを設けている。

共通充電端子７の接触部７Ａは、２分岐している各々の分岐部７ａに、電池端面の電極に向かって突出する凸部７ｂを設けている。凸部７ｂは、接触不良しないように、電池３の電極に押圧して接触される。さらに、接触部７Ａは先端部７ｃを後方に折り返すように折曲加工して、先端部７ｃを弾性アーム部７Ｄの背面に接近させている。

先端部７ｃと弾性アーム部７Ｄの背面との間に、温度センサ１４を挟着している。温度センサ１４は、共通充電端子７の接触部７Ａを介して電池３の電極に熱結合される。電池３の熱は、接触部７Ａを介して温度センサ１４に伝達される。したがって、温度センサ１４は、共通充電端子７の接触部７Ａを介して電池温度を検出する。ここに配設される温度センサ１４は、電池温度を正確に検出できる。とくに、電池３に強制送風して冷却する充電器においても、電池温度を正確に検出できる。温度センサ１４が電池３を冷却する冷却風で冷却されないからである。

さらに、充電器は、電池装着部２に強制送風して、充電している二次電池３を冷却風で強制冷却するファン２０をケース１に内蔵している。この充電器は、電池装着部２の底面に送風孔２１を設けている。送風孔２１は、電池装着部２の底面を貫通するように開口される。図のケース１は、複数のスリットを平行に並べて送風孔２１としている。この送風孔２１を開口するケース１の内側にファン２０を内蔵している。ファン２０は、ケース１内の空気を吸入し、送風孔２１に向かって送風して、電池装着部２の二次電池３を強制冷却する。ケース１は、底板１Ａに外気の吸入口２２を開口している。ファン２０が運転される状態で、空気は吸入口２２からケース１内に吸入され、ファン２０が吸入空気を加速して、送風孔２１から電池装着部２に強制送風して、二次電池３を冷却する。図のケース１は、電池装着部２の底部に、電池ポケット１０と平行に複数のスリットを開口して送風孔２１としている。送風孔は、電池ポケットと交差する方向のスリットとすることができ、また多数の円形孔とすることもできる。

ファン２０は電池の温度が設定温度よりも高くなると運転されて、二次電池３に冷却風を強制送風して冷却する。ただ、ファン２０は、二次電池３を充電するときに常時運転されて、二次電池３を冷却しながら充電することもできる。

図の充電器は、共通充電端子７の先端部７ｃと弾性アーム部７Ｄの背面との間にフィルムタイプの温度センサ１４を挟着している。この温度センサ１４は、先端部７ｃが弾性アーム部７Ｄの背面に弾性的に押圧されて、フィルムタイプの温度センサ１４を挟着している。

さらに、充電器は、電池装着部２に装着される電池３のタイプ、すなわち長電池か短電池かを識別する判別スイッチ機構５を備える。判別スイッチ機構５は、電池装着部２に装着される電池３に押されてオンオフ状態を切り換えるスイッチである。図１２ないし図１４の充電器は、短電池充電端子９と長電池充電端子８とで判別スイッチ機構５を構成する。短電池充電端子９と長電池充電端子８とで構成される判別スイッチ機構５は、段差棚部１２の内側に配置している。この構造は、段差棚部１２の内側のスペースを利用して、判別スイッチ機構５を配置できる特長がある。

判別スイッチ機構５に併用される短電池充電端子９は、金属板をＵ字状に加工している。この短電池充電端子９は、後部の固定端９Ｂを絶縁基板１５に固定して、前部を接触アーム部９Ａとしている。固定端９Ｂは両側に挿入壁９ｂを設けている。挿入壁９ｂは、絶縁基板１５に設けたスリットに挿通されて、短電池充電端子９を定位置に固定する。挿入壁９ｂが半田付けされて、短電池充電端子９の固定端９Ｂを絶縁基板１５に固定している。この構造は、短電池充電端子９を絶縁基板１５の正確な位置に固定できる。絶縁基板１５は、垂直姿勢にケース１に固定している。接触アーム部９Ａは、上部を短電池３Ｂの正極である凸部電極に弾性的に押圧して接触させる。接触アーム部９Ａは、短電池３Ｂとの接触面に凸部９ａを設けて、凸部９ａを電極に押圧する。

この短電池充電端子９は、電池装着部２に装着される短電池３Ｂの電極に押されて、長電池充電端子８に接触し、短電池３Ｂに押されない状態では、長電池充電端子８から離れて非接触状態となる。

判別スイッチ機構５を構成する長電池充電端子８は、金属板を折曲加工して製作される。長電池充電端子８は、前端部を下方に直角に折曲して折曲端８Ｂとし、この折曲端８Ｂを、短電池充電端子９を固定している絶縁基板１５に固定している。折曲端８Ｂは、短電池充電端子９の固定端９Ｂの上に、短電池充電端子９から離して固定している。長電池充電端子８は、折曲端８Ｂが、短電池充電端子９の接触アーム部９Ａの背面に位置するように、絶縁基板１５に固定している。

この判別スイッチ機構５は、電池装着部２に装着される短電池３Ｂが、短電池充電端子９の接触アーム部９Ａを長電池充電端子８の折曲端８Ｂに向かって押圧して、短電池充電端子９を長電池充電端子８に接触させる。電池装着部２に短電池３Ｂが装着されないと、短電池充電端子９の接触アーム部９Ａは電池３に押されない。この状態で、短電池充電端子９は長電池充電端子８から離れて非接触状態となる。弾性変形する金属板からなる短電池充電端子９は、短電池３Ｂに押圧されない状態では、長電池充電端子８に接触しない位置にあるＵ字状に加工している。

さらに、長電池充電端子８は、折曲端８Ｂから後方に伸びる水平部８Ｃを段差棚部１２の内部に配設し、水平部８Ｃから上方に折曲して長電池３Ａの接触部８Ａを設け、接触部８Ａを上端で折り返して、後端の固定部８Ｄを回路基板１６に固定している。水平部８Ｃは、図１２ないし図１４に示すように、絶縁基板１５の背面を挟着する挟着爪８ｂを両側に設けている。挟着爪８ｂは、絶縁基板１５の背面に沿って下方に折曲して設けられる。この長電池充電端子８は、折曲端８Ｂと挟着爪８ｂとで絶縁基板１５を両面から挟着して、絶縁基板１５の定位置に簡単かつ容易に、しかもしっかりと固定される。接触部８Ａは、長電池３Ａとの接触面に凸部８ａを設けて、凸部８ａを電池電極に押圧する。

長電池充電端子８の後端部である固定部８Ｄは、後方に伸びる水平部８ｃと、回路基板１６を貫通する挿通部８ｄからなる。水平部８ｃは、図１３の斜視図に示すように、その両側を上に折り曲げて側壁８ｅを設けている。側壁８ｅは、ケース１の内壁を嵌入する凹部を設けている。この長電池充電端子８は、側壁８ｅの凹部にケース１の内壁を嵌入して、ケース１の定位置に配置できる。

以上の充電器の回路図を図１５と図１６に示す。この充電器は、判別スイッチ機構５からの信号で、電池装着部２に装着される電池３の充電電流を制御するマイコンを含む制御回路６と、この制御回路６に制御されて、電池３を最適な充電電流で充電する電源回路１７とを備える。電源回路１７は、充電スイッチ１８を介して出力を長電池充電端子８に接続している。短電池充電端子９は、長電池充電端子８を介して電源回路１７に接続される。この短電池充電端子９は、長電池充電端子８に接触する状態で、短電池３Ｂを充電する。充電スイッチ１８は、制御回路６に制御されて、電池３を充電するときにオン、充電しないときにオフに切り換えられる。

制御回路６は、長電池充電端子８と短電池充電端子９の電圧を検出して、判別スイッチ機構５のオンオフを検出して、電池３の充電電流を制御する。図の回路構成の充電器は、制御回路６が判別スイッチ機構５のオンオフを検出するとき、充電スイッチ１８をオフとする。制御回路６は、判別スイッチ機構５のオンオフで電池３のタイプを検出した後、充電スイッチ１８をオンにして電池３の充電を開始する。
制御回路６は、長電池充電端子８に電気接続されたラインからの電圧を読み取る入力ポートＡと、短電池充電端子９に電気接続されたラインから抵抗及びダイオードを介して電圧を読み取る入力ポートＢを備える。
また、制御回路６は、長電池充電端子８、短電池充電端子９の有無を認識するために、別の回路（図示せず）より供給される電源電圧ＶCCが供給されるプルアップ抵抗Ｒが、長電池充電端子８に接続されている。

長電池３Ａが装着されたときの、判別スイッチ機構５、制御回路６の動作について、以下に説明する（図１５参照）。
制御回路６は、まず、電池３が装着されていない状態から、長電池３Ａが装着されて、入力ポートＡの電圧がＶCCより低下して、電池電圧となることで、電池が装着されたことを認識する。そして、長電池充電端子８から電池電圧を検出して、短電池充電端子９からは電池電圧を検出しない状態で、判別スイッチ機構５をオフと判定し、判別スイッチ機構５のオフ状態を検出して、装着された電池３を長電池３Ａと判定する。この状態を図１５に示している。

短電池３Ｂが装着されたときの、判別スイッチ機構５、制御回路６の動作について、以下に説明する（図１６参照）。
制御回路６は、まず、電池３が装着されていない状態から、短電池３Ｂが装着されて、入力ポートＡの電圧がＶCCより低下して、電池電圧となることで、電池が装着されたことを認識する。
制御回路６は、長電池充電端子８からの入力ポートＡと短電池充電端子９からの入力ポートＢの両方から各所定値以上の電池電圧を検出するとき、判別スイッチ機構５をオンと判別する。制御回路６は、判別スイッチ機構５のオンを検出して、装着された電池３を短電池３Ｂと判定する。この状態を図１６に示している。

以上の充電器は、電池装着部２にセットされた電池３のタイプを識別すると共に、電池電圧でもって電池３の異常な状態をも検出して、充電を開始できる。充電スイッチ１８をオフにして、電池装着部２にセットされる短電池３Ｂや長電池３Ａの電圧を検出し、電池電圧から異常電池かどうか等の電池状態を判別した後、充電スイッチ１８をオンにして充電を開始できるからである。たとえば、電池電圧が異常に低い電池を異常電池として充電を中止し、また電池電圧が設定電圧よりも低い電池は急速充電をしないで通常充電し、所定の電圧範囲にある電池を正常電池として、急速充電を開始する等の制御ができる。

本発明の充電器は、必ずしも長電池充電端子と短電池充電端子の両方の電圧を検出して、判別スイッチ機構のオンオフを検出する必要はない。それは、長電池をセットするときに、判別スイッチ機構がオフになって、短電池充電端子には電池電圧が出力されず、短電池をセットするときは、判別スイッチ機構がオンとなって、短電池充電端子に電池電圧が出力されるから、短電池充電端子から電池電圧が出力される状態で判別スイッチ機構をオン、短電池充電端子から電池電圧が出力されない状態で判別スイッチ機構をオフと判定できるからである。

制御回路６は、判別スイッチ機構５のオンを検出して、電池装着部２に短電池３Ｂが装着されたと判定するとき、電源回路１７から出力される充電電流を、短電池３Ｂの最適充電電流である第２充電電流として、充電スイッチ１８をオンに切り換えて、短電池３Ｂを充電する。充電スイッチ１８をオンにして、電源回路１７から出力される第２充電電流は、長電池充電端子８を介して短電池充電端子９に供給されて、短電池充電端子９に接触する短電池３Ｂを充電する。また、制御回路６は、判別スイッチ機構５のオフを検出して、電池装着部２に長電池３Ａが装着されたと判定するとき、電源回路１７から出力される充電電流を、長電池３Ａの最適充電電流である第１充電電流として、充電スイッチ１８をオンに切り換えて、長電池３Ａを充電する。長電池３Ａは、電極を長電池充電端子８に接触しているので、電源回路１７の出力は、長電池充電端子８から長電池３Ａに供給されて、長電池３Ａを充電する。

以上の充電器は、短電池３Ｂをセットする状態で判別スイッチ機構５をオン、短電池３Ｂに代わって長電池３Ａをセットする状態で判別スイッチ機構５をオフとするが、本発明の充電器は、図１７ないし図１９に示すように、長電池３３Ａをセットする状態で判別スイッチ機構３５をオン、長電池３３Ａに代わって短電池３３Ｂをセットする状態で判別スイッチ機構３５をオフとすることもできる。

これ等の図に示す充電器は、長電池充電端子３８を電池装着部３２に装着される長電池３３Ａの電極で押圧して、短電池充電端子３９に接触させて判別スイッチ機構３５をオンとする。長電池３３Ａに代わって短電池３３Ｂがセットされる状態では、長電池充電端子３８が押圧されない。したがって、長電池充電端子３８は短電池充電端子３９から離れて非接触状態となり、判別スイッチ機構３５をオフとする。ただし、図１７と図１８において、３４は充電端子を、３７は共通充電端子を示している。

図１９の短電池充電端子３９は、金属板をＵ字状に加工している。この短電池充電端子３９は、後部の固定端（図示せず）を絶縁基板１５に固定して、前部を接触アーム部３９Ａとしている。絶縁基板４５は、垂直姿勢にケース３１に固定している。図の短電池充電端子３９は、後端部に段差部を設けて長電池充電端子３８の接触部３９Ｃとし、この接触部３９Ｃを、長電池充電端子３８の先端に設けた折曲端３８Ｂから離して配設している。短電池充電端子３９は、接触部３９Ｃが折曲端３８Ｂの背面に位置するように、絶縁基板１５に固定している。接触アーム部３９Ａは、上部を短電池３３Ｂの正極である凸部電極に弾性的に押圧して接触させる。さらに、接触アーム部３９Ａの内側には、段差棚部４２の電極対向面４２Ａである絶縁板を配設している。この短電池充電端子３９は、電池装着部３２に装着される短電池３３Ｂの電極に接触アーム部３９Ａが押されても、長電池充電端子３８に接触することはなく、短電池充電端子３９と長電池充電端子３８は非接触状態となる。

図１９の長電池充電端子３８は、金属板を折曲加工している。長電池充電端子３８は、前端部を下方に直角に折曲して折曲端３８Ｂとし、長電池３３Ａが装着される状態において、この折曲端３８Ｂを、短電池充電端子３９の接触部３９Ｃに接触させる構造としている。長電池充電端子３８は、折曲端３８Ｂが短電池充電端子３９の接触部３９Ｃの前方に位置するように配置している。さらに、長電池充電端子３８は、折曲端３８Ｂから後方に伸びる水平部３８Ｃを段差棚部４２の内部に配設し、水平部３８Ｃから上方に折曲して長電池３３Ａの接触部３８Ａを設け、接触部３８Ａを上端で折り返して、後端の固定部３８Ｄを回路基板４６に固定している。この長電池充電端子３８は、接触部３８Ａと水平部８Ｃと折曲端３８Ｂとを可動部として、電池収納部３２に装着される長電池３３Ａの電極に接触部３８Ａが押圧されると、長電池充電端子３８が弾性変形して、可動部全体が移動する構造としている。この判別スイッチ機構３５は、電池装着部３２に装着される長電池３３Ａが長電池充電端子３８の接触部３８Ａを押圧すると、折曲端３８Ｂが短電池充電端子３９の接触部３９Ｃに向かって移動し、長電池充電端子３８を短電池充電端子３９に接触させる。電池装着部３２に長電池３３Ａが装着されないと、長電池充電端子３８の接触部３８Ａは電池３に押されない。この状態で、長電池充電端子３８は短電池充電端子３９から離れて非接触状態となる。弾性変形する金属板からなる長電池充電端子３８は、長電池３３Ａに押圧されない状態では、折曲端３８Ｂが短電池充電端子３９の接触部３９Ｃに接触しない形状に加工している。

図１７と図１８に示す回路構成の充電器は、以下のようにして長電池又は短電池を充電する。
［長電池の充電］
電池装着部３２に長電池３３Ａが装着されると、長電池３３Ａが長電池充電端子３８の接触部３８Ａを押圧して、先端の折曲端３８Ｂを短電池充電端子３９の接触部３９Ｃに接触させて、判別スイッチ機構３５をオンとする。制御回路３６は、判別スイッチ機構３５のオン状態、すなわち長電池充電端子３８と短電池充電端子３９の接触を検出して、電源回路４７の出力を、長電池３３Ａの充電に最適な充電電流である第１充電電流に制御し、さらに充電スイッチ４８をオンにして長電池３３Ａを充電する。
［短電池の充電］
電池装着部３２に長電池３３Ａに代わって短電池３３Ｂが装着されると、長電池充電端子３８が押圧されず、長電池充電端子３８の折曲端３８Ｂは短電池充電端子３９の接触部３９Ｃに接触しなくなって、判別スイッチ機構３５をオフとする。制御回路３６は、判別スイッチ機構３５のオフ状態を検出して、電源回路４７の出力を、短電池３３Ｂの充電に最適な充電電流である第２充電電流に制御して、充電スイッチ４８をオンにして短電池４３Ｂを充電する。

従来の充電器の平面図である。 図１に示す充電器に長電池を装着した状態を示す縦断面図である。 図１に示す充電器に短電池を装着した状態を示す縦断面図である。 図１に示す充電器に長電池と短電池を装着した状態を示す横断面図である。 本発明の一実施例にかかる充電器の斜視図である。 図５に示す充電器の背面斜視図である。 図５に示す充電器に長電池を装着した状態を示す断面図である。 図５に示す充電器に短電池を装着した状態を示す断面図である。 図５に示す充電器に短電池を装着した状態を示す平面図である。 共通接続端子を示す斜視図である。 図１０に示す共通接続端子の断面図である。 判別スイッチ機構を示す一部断面斜視図である。 図１２に示す判別スイッチ機構の長電池充電端子と短電池充電端子を示す斜視図である。 図１３に示す長電池充電端子と短電池充電端子の断面図である。 本発明の一実施例にかかる充電器の回路図であって、長電池を装着した状態を示す図である。 本発明の一実施例にかかる充電器の回路図であって、短電池を装着した状態を示す図である。 本発明の他の実施例にかかる充電器の回路図であって、短電池を装着した状態を示す図である。 本発明の他の実施例にかかる充電器の回路図であって、長電池を装着した状態を示す図である。 判別スイッチ機構の他の一例を示す一部断面斜視図である。

符号の説明

１…ケース １Ａ…底板
２…電池装着部
３…電池 ３Ａ…長電池
３Ｂ…短電池
４…充電端子
５…判別スイッチ機構
６…制御回路
７…共通充電端子 ７Ａ…接触部
７Ｂ…固定部
７Ｃ…弾性変形部
７Ｄ…弾性アーム部
７ａ…分岐部
７ｂ…凸部
７ｃ…先端部
８…長電池充電端子 ８Ａ…接触部
８Ｂ…折曲端
８Ｃ…水平部
８Ｄ…固定部
８ａ…凸部
８ｂ…挟着爪
８ｃ…水平部
８ｄ…挿通部
８ｅ…側壁
９…短電池充電端子 ９Ａ…接触アーム部
９Ｂ…固定端
９ａ…凸部
９ｂ…挿入壁
１０…電池ポケット
１１…ガイド孔
１２…段差棚部 １２Ａ…電極対向面
１２Ｂ…棚面
１３…回路基板
１４…温度センサ
１５…絶縁基板
１６…回路基板
１７…電源回路
１８…充電スイッチ
２０…ファン
２１…送風孔
２２…吸入口
３１…ケース
３２…電池装着部
３３…電池 ３３Ａ…長電池
３３Ｂ…短電池
３４…充電端子
３５…判別スイッチ機構
３６…制御回路
３７…共通充電端子
３８…長電池充電端子 ３８Ａ…接触部
３８Ｂ…折曲端
３８Ｃ…水平部
３８Ｄ…固定部
３９…短電池充電端子 ３９Ａ…接触アーム部
３９Ｃ…接触部
４２…段差棚部 ４２Ａ…電極対向面
４２Ｂ…棚面
４５…絶縁基板
４６…回路基板
４７…電源回路
４８…充電スイッチ
９１…ケース
９２…装着部
９３…二次電池 ９３Ａ…長電池
９３Ｂ…短電池
９５…切換片

Claims (6)

1. 長電池と短電池を装着できる電池装着部を有するケースと、このケースに設けた電池装着部に装着される長電池と短電池の両端の電極に接触されて電池に充電電流を供給する充電端子と、電池装着部に装着される電池のタイプを識別する判別スイッチ機構と、この判別スイッチ機構の信号で、電池装着部に装着される電池の充電電流を制御する制御回路とを備える充電器であって、
   電池装着部は、対向する位置に長電池を充電する一対の充電端子と、短電池を充電する一対の充電端子を配設しており、
   この電池装着部は、長電池よりも短い短電池の電極に充電端子を接触させるように突出部を設けて、この突出部でもって電極装着部の内部に長電池を上に配設する段差棚部を設けており、この段差棚部は、電極対向面に充電端子を配設すると共に、内部に判別スイッチ機構を配置しており、
   判別スイッチ機構が、電池装着部に装着される長電池と短電池のいずれか一方の電池の電極に押されてオンオフ状態が切り換えられるスイッチで、制御回路が判別スイッチ機構のオンオフで充電電流を第１充電電流と第２充電電流に切り換えて長電池と短電池とを充電するようにしてなり、
   充電端子が、電池装着部の一端に配設されて長電池と短電池の一方の電極に接触する共通充電端子と、電池装着部に装着される長電池の他方の電極に接触する長電池充電端子と、電池装着部に装着される短電池の他方の電極に接触する短電池充電端子とを備え、
   長電池充電端子を段差棚部の上に配設される長電池の電極と対向する位置に配置すると共に、短電池充電端子を段差棚部の電極対向面に配置し、
   判別スイッチ機構が、短電池充電端子と長電池充電端子とで構成されると共に、
   短電池充電端子は弾性変形する金属板で、この短電池充電端子は、電池装着部に装着される短電池の電極に押されて、長電池充電端子に接触し、短電池に押されない状態では長電池充電端子から離れて非接触状態となる位置に配設され、
   電池装着部に短電池を装着する状態では、短電池が短電池充電端子を押圧して長電池充電端子に接触させ、短電池充電端子と長電池充電端子の接触を制御回路が検出して、短電池を第２充電電流で充電し、
   電池装着部に短電池が装着されることなく、長電池が装着される状態では、短電池が短電池充電端子を押圧しない状態となって、短電池充電端子を長電池充電端子から分離し、短電池充電端子と長電池充電端子の非接触状態を制御回路で検出して、長電池を第１充電電流で充電するようにしてなる充電器。
2. 段差棚部の内部において、短電池充電端子の背面に長電池充電端子を配設しており、電池装着部に装着される短電池が、短電池充電端子を長電池充電端子に向かって押圧して、短電池充電端子を長電池充電端子に接触させる請求項１に記載される充電器。
3. 長電池と短電池を装着できる電池装着部を有するケースと、このケースに設けた電池装着部に装着される長電池と短電池の両端の電極に接触されて電池に充電電流を供給する充電端子と、電池装着部に装着される電池のタイプを識別する判別スイッチ機構と、この判別スイッチ機構の信号で、電池装着部に装着される電池の充電電流を制御する制御回路とを備える充電器であって、
   電池装着部は、対向する位置に長電池を充電する一対の充電端子と、短電池を充電する一対の充電端子を配設しており、
   この電池装着部は、長電池よりも短い短電池の電極に充電端子を接触させるように突出部を設けて、この突出部でもって電極装着部の内部に長電池を上に配設する段差棚部を設けており、この段差棚部は、電極対向面に充電端子を配設すると共に、内部に判別スイッチ機構を配置しており、
   判別スイッチ機構が、電池装着部に装着される長電池と短電池のいずれか一方の電池の電極に押されてオンオフ状態が切り換えられるスイッチで、制御回路が判別スイッチ機構のオンオフで充電電流を第１充電電流と第２充電電流に切り換えて長電池と短電池とを充電するようにしてなり、
   充電端子が、電池装着部の一端に配設されて長電池と短電池の一方の電極に接触する共通充電端子と、電池装着部に装着される長電池の他方の電極に接触する長電池充電端子と、電池装着部に装着される短電池の他方の電極に接触する短電池充電端子とを備え、
   長電池充電端子を段差棚部の上に配設される長電池の電極と対向する位置に配置すると共に、短電池充電端子を段差棚部の電極対向面に配置し、
   判別スイッチ機構が、短電池充電端子と長電池充電端子とで構成されると共に、
   長電池充電端子は弾性変形する金属板で、この長電池充電端子は、電池装着部に装着される長電池の電極に押されて、短電池充電端子に接触し、長電池に押されない状態では短電池充電端子から離れて非接触状態となる位置に配設され、
   電池装着部に長電池を装着する状態では、長電池が長電池充電端子を押圧して短電池充電端子に接触させ、長電池充電端子と短電池充電端子の接触を制御回路が検出して、長電池を第１充電電流で充電し、
   電池装着部に長電池が装着されることなく、短電池が装着される状態では、長電池が長電池充電端子を押圧しない状態となって、長電池充電端子を短電池充電端子から分離し、長電池充電端子と短電池充電端子の非接触状態を制御回路で検出して、短電池を第２充電電流で充電するようにしてなる充電器。
4. 制御回路が、短電池充電端子の電圧を検出して、短電池充電端子と長電池充電端子の接触と非接触を検出する請求項１又は３に記載される充電器。
5. 制御回路が、長電池充電端子の電圧を検出して、長電池の充電電流をコントロールする請求項１又は３に記載される充電器。
6. ケースの電池装着部が、長電池又は短電池を４列に並べて収納できる電池ポケットを有する請求項１又は３に記載される充電器。

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