充電機能を有する電池のキャリングケース
【課題】充電される規格電池をセットした状態で便利に持ち運びする。電池への熱による悪影響を防止する。
【解決手段】電池のキャリングケースは、充電される電池１を脱着自在にセットできる脱着装着部２３を有し、かつ送電コイル９５を内蔵し電磁誘導作用で電力を搬送して充電するための充電台９０に載せられる平面状の底プレート２２Ａを有するケーシング２と、このケーシング２の脱着装着部２３にセットしている電池１を充電する充電回路３０を実装する回路基板４と、この回路基板４の充電回路３０に接続され、充電台９０の送電コイル９５に電磁結合されて送電コイル９５から電力を受け取る受電コイル５とを備える。キャリングケースは、充電台９０に載せられる状態で、受電コイル５が送電コイル９５に電磁結合されて、送電コイル９５の電力を受電コイル５で受け取り、受電コイル５に誘導される電力でもって充電回路３０が電池１を充電する。
【解決手段】電池のキャリングケースは、充電される電池１を脱着自在にセットできる脱着装着部２３を有し、かつ送電コイル９５を内蔵し電磁誘導作用で電力を搬送して充電するための充電台９０に載せられる平面状の底プレート２２Ａを有するケーシング２と、このケーシング２の脱着装着部２３にセットしている電池１を充電する充電回路３０を実装する回路基板４と、この回路基板４の充電回路３０に接続され、充電台９０の送電コイル９５に電磁結合されて送電コイル９５から電力を受け取る受電コイル５とを備える。キャリングケースは、充電台９０に載せられる状態で、受電コイル５が送電コイル９５に電磁結合されて、送電コイル９５の電力を受電コイル５で受け取り、受電コイル５に誘導される電力でもって充電回路３０が電池１を充電する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電できる電池を持ち運びするキャリングケースであって、電池を収納する状態で充電することもできる充電機能を有する電池のキャリングケースに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の充電器は、電池を充電するために設計されたものであって、充電された電池をセットした状態で持ち運ぶキャリングケースとして利用できない。それは、電池の充電器が大き過ぎることに加えて、太くて長い電源コードを連結しているので、かさばって便利に持ち運びできないからである。充電器が大きくなるのは、商用電源を直流に変換する回路や、さらに直流を所定の電圧に降圧するＤＣ／ＤＣコンバータなどの充電回路を内蔵するからである。ところで、内蔵電池と充電回路とを内蔵している充電器が開発されている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９８８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この充電器は、内蔵電池を備えるので、内蔵電池で外部に電力を供給できる。すなわち、充電できる電池と同じように使用できる。この充電器は、送電コイルを内蔵する充電台に載せられて、充電台の送電コイルから電力を受け取る受電コイルを内蔵しており、この受電コイルに誘導される電力で内蔵電池を充電する。この充電器は、磁気誘導作用で充電台から電力を受け取って内蔵電池を充電するので、長い電源コードを必要とせず、便利に持ち運びできる。ただ、この充電器は、単３電池や単４電池等の規格電池を充電できないので、用途が制限される欠点がある。
【０００５】
さらに、この充電器２００は、図１の断面図に示すように、ケーシング２０２に受電コイル２０５と内蔵電池２０１とを積層するように収納するので、内蔵電池２０１が受電コイル２０５の発熱の悪影響を受ける欠点がある。とくに、内蔵電池２０１を速やかに充電するためには、受電コイル２０５の電流を大きくする必要があって、受電コイル２０５の発熱が大きくなる。また、内蔵電池２０１も満充電に近づくにしたがって温度が上昇する。したがって、この状態では温度上昇した内蔵電池２０１を、発熱した受電コイル２０５が加温する状態となるので、電池への熱による悪影響、たとえば劣化などを有効に防止できない欠点がある。
【０００６】
さらに、この充電器は、図２のブロック図に示すように、内蔵電池２０１を充電する充電回路２０３に加えて、内蔵電池２０１の出力を安定化するためのＤＣ／ＤＣコンバータ２０６等の出力回路２０４も内蔵するので、充電回路２０３や出力回路２０４を小さく、安価にできない欠点がある。
【０００７】
本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、単３電池や単４電池などの規格電池を脱着できるようにセットして充電できると共に、全体をコンパクトにして充電される電池をセットした状態で便利に持ち運びできる充電機能を有する電池のキャリングケースを提供することにある。
さらに、本発明の他の大切な目的は、セットされた電池への熱による悪影響を防止しながら速やかに充電できる充電機能を有する電池のキャリングケースを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
本発明の充電機能を有する電池のキャリングケースは、送電コイル９５を内蔵し、電磁誘導作用で電力を搬送して充電するための充電台９０に載置されて、充電台９０から電力を受け取り、受け取った電力で脱着自在にセットしている電池１を充電する。電池のキャリングケースは、充電される電池１を脱着自在にセットできる脱着装着部２３を有し、かつ充電台９０に載せられる平面状の底プレート２２Ａを有するケーシング２と、このケーシング２の脱着装着部２３にセットしている電池１を充電する充電回路３０を実装する回路基板４と、この回路基板４の充電回路３０に接続され、充電台９０の送電コイル９５に電磁結合されて送電コイル９５から電力を受け取る受電コイル５とを備えている。キャリングケースは、充電台９０に載せられる状態で、受電コイル５が送電コイル９５に電磁結合されて、送電コイル９５の電力を受電コイル５で受け取り、受電コイル５に誘導される電力でもって充電回路３０が電池１を充電する。
【０００９】
以上の電池のキャリングケースは、単３電池や単４電池などの規格電池を脱着できるようにセットして充電できると共に、全体をコンパクトにして充電される電池をセットした状態で便利に持ち運びできる特徴がある。それは、以上の電池のキャリングケースが、充電される電池を脱着自在にセットできる脱着装着部を有するケーシングに、充電回路を実装する回路基板と、充電台の送電コイルから電力を受け取る受電コイルとを備えており、充電台の送電コイルに電磁結合される受電コイルに誘導される電力で電池を充電するからである。このキャリングケースは、内蔵される受電コイルで充電台から搬送される電力を受け取るので、コネクター等の外部接続体を設ける必要がなく、ケーシングの表面を、外部接続体を設けるための凹凸がないすっきりとした外観にできる。さらに、このキャリングケースは、外部接続体を必要としないので、従来の外部接続体を備えるキャリングケースのように、外部接続体に外部から侵入する水分による腐食や埃による接触不良等の弊害を皆無にしながら、安心して電池を充電できると共に、電池をセットした状態で、そのまま電池を携行、キャリングすることができる。
【００１０】
本発明の充電機能を有する電池のキャリングケースは、ケーシング２が、脱着装着部２３と底プレート２２Ａとの間に回路基板４を配置すると共に、回路基板４と底プレート２２Ａとの間であって底プレート２２Ａに接近して受電コイル５を配置して、受電コイル５と回路基板４との間に、受電コイル５と回路基板４との間を熱遮断する熱遮断隙間２６を設けることができる。
以上の電池のキャリングケースは、セットされた電池を熱による悪影響を防止しながら速やかに充電できる特徴がある。それは、以上のキャリングケースが、電池の脱着装着部とケーシングの底プレートとの間に回路基板を配置すると共に、この回路基板と底プレートとの間であって、底プレートに接近して受電コイルを配置して、受電コイルと回路基板との間に熱遮断隙間を設けているからである。このキャリングケースは、受電コイルと回路基板との間に設けた熱遮断隙間によって、受電コイルの発熱による悪影響を有効に防止できる。
【００１１】
本発明の充電機能を有する電池のキャリングケースは、受電コイル５と回路基板４との間にクッション材７を配置して、このクッション材７でもって、受電コイル５を底プレート２２Ａに向かって弾性的に押して底プレート２２Ａに密着させることができる。
以上の電池のキャリングケースは、受電コイルと回路基板との間に配置したクッション材でもって、受電コイルを底プレートに密着させるので、受電コイルと回路基板との間に所定の熱遮断隙間を設けながら、受電コイルを確実に底プレートに密着できる。
【００１２】
本発明の充電機能を有する電池のキャリングケースは、回路基板４が、受電コイル５に対向する面の反対側に発熱部品１８を固定することができる。
以上の電池のキャリングケースは、発熱部品を電池側の反対側である受電コイル５側に固定しているので、発熱部品の発熱を回路基板で遮断できる。このため、発熱部品が電池を加温することがなく、電池をより好ましい温度条件で速やかに急速充電できる。
【００１３】
本発明の充電機能を有する電池のキャリングケースは、ケーシング２が、脱着装着部２３を開閉する開閉蓋２０を有し、開閉蓋２０を閉じる状態で脱着装着部２３に通風する通風隙間２４を設けることができる。
以上の電池のキャリングケースは、脱着装着部の開閉蓋を閉じて、電池が脱着装着部から外れるのを防止しながら、通風隙間で電池を冷却して温度上昇を防止できる。
【００１４】
本発明の充電機能を有する電池のキャリングケースは、脱着装着部２３にセットされる電池１を、単３電池１Ａと単４電池１Ｂとすることができる。
【００１５】
本発明の充電機能を有する電池のキャリングケースは、脱着装着部２３にセットされる電池１をニッケル水素電池とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本出願人が先に出願した携帯電子機器の充電装置の垂直断面図である。
【図２】本出願人が先に出願した携帯電子機器の充電装置のブロック回路図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる充電機能を有する電池のキャリングケースの斜視図である。
【図４】図３に示す電池のキャリングケースのＩＶ−ＩＶ線断面斜視図である。
【図５】図３に示す電池のキャリングケースのＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図３に示す電池のキャリングケースに電池を収納する状態を示す斜視図である。
【図７】図３に示す電池のキャリングケースの分解斜視図である。
【図８】図７に示す電池のキャリングケースを下側から見た分解斜視図である。
【図９】図３に示す電池のキャリングケースに単３電池をセットした状態を示す断面図である。
【図１０】図３に示す電池のキャリングケースに単４電池をセットした状態を示す断面図である。
【図１１】電池装着部に単３電池をセットした状態の検出接点を示す拡大断面図である。
【図１２】電池装着部に単４電池をセットした状態の検出接点を示す拡大断面図である。
【図１３】図３に示すキャリングケースを充電台にセットする状態を示す分解斜視図である。
【図１４】図３に示すキャリングケースを充電台にセットした状態を示す分解斜視図である。
【図１５】図１３に示すキャリングケースと充電台のＸＶ−ＸＶ線断面図である。
【図１６】図１５に示すキャリングケースと充電台のブロックである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための充電機能を有する電池のキャリングケースを例示するものであって、本発明は電池のキャリングケースを以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１８】
図３ないし図１２に示す本発明の一実施の形態に係る充電機能を有する電池のキャリングケースは、充電できる電池１を脱着できるようにセットして持ち運びする。さらに、キャリングケース１００は、電池１を充電するときに充電台に載せられて、充電台からは無接点で電力を受け取り、受け取った電力で、セットしている電池１を充電する。
【００１９】
充電台９０は、図１３ないし図１６に示すように、キャリングケース１００に磁気誘導作用で電力を供給する送電コイル９５を内蔵している。キャリングケース１００は、この送電コイル９５に電磁結合される受電コイル５と、この受電コイル５に誘導される交流を直流に変換して電池１を充電する充電機能３を備えている。
【００２０】
図１３ないし図１６に示す充電台９０は、送電コイル９５に交流電力を供給する交流電源９３と、この交流電源９３と送電コイル９５とを内蔵する外装ケース９２とを備えている。外装ケース９２は、キャリングケース１００を脱着自在に載せる平面状の載せプレート９６を上面に設けている。図１３と図１４に示す充電台９０は、載せプレート９６の外形をキャリングケース１００の外形よりも大きくしている。この充電台９０は、キャリングケース１００を安定して載せプレート９６の上にセットできる。充電台９０は、載せプレート９６の下面に送電コイル９５を配置している。送電コイル９５は、載せプレート９６の下面に沿うように固定され、あるいは、載せプレート９６の下面に沿って移動するように配置される。
【００２１】
送電コイル９５を固定している外装ケース９２は、送電コイル９５の位置、いいかえると、キャリングケース１００をセットする位置を表示して、送電コイル９５から受電コイル５に効率よく磁気誘導作用で電力を搬送する。図１３の載せプレート９６は、キャリングケース１００を載せる位置を示すセット位置を図形９７で表示して、キャリングケース１００を正常なセット位置に配置するようにしている。図１３の外装ケース９２は、載せプレート９６の上面に、キャリングケース１００の外形を示す図形９７を印刷してセット位置を表示している。この充電台９０は、図形９７の外形に合わせてキャリングケース１００をセットして、正常なセット位置に配置できる。さらに、図１３に示す載せプレート９６は、複数種のキャリングケースを正しいセット位置に配置できるように、複数のセット位置を図形９７で印刷して表示している。この充電台９０は、種々のキャリングケースを、正確な位置にセットできる特長がある。
【００２２】
送電コイルが載せプレートの下面に沿って移動する充電台は、図示しないが、載せプレートの上にセットされるキャリングケースの充電機能である受電コイルの位置を検出して、受電コイルに接近するように送電コイルを移動させる。この構造の充電台は、キャリングケースをセットする位置を特定しない。載せプレートのあらゆる位置にセットされるキャリングケースの受電コイルに送電コイルを接近して効率よく磁気誘導作用で電力搬送できるからである。
【００２３】
送電コイル９５は、載せプレート９６の下に水平に配置できるように、渦巻き状に巻かれた平面状のコイルとしている。送電コイルは、プラスチック製の載せプレートにインサート成形して固定することができる。送電コイルを載せプレートにインサート成形する充電台は、全体を薄くできる。また、送電コイルをしっかりと外装ケースに固定しながら、載せプレートの表面に接近するように送電コイルを配置して、受電コイル５との間隔を狭くして、効率よく交流電力を受電コイル５に伝送できる。送電コイル９５のインダクタンスは、交流電力の周波数により最適値に設定される。たとえば、供給される交流電力の周波数を１００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚとする送電コイルは、インダクタンスを数十μＨないし数ｍＨとする。ただし、充電台は、送電コイルに供給する交流電力の周波数をこの範囲には特定しない。送電コイルには、１００ｋＨｚよりも低く、あるいは５００ｋＨｚよりも高い周波数の交流電力を供給して、キャリングケースに磁気誘導作用で電力搬送できるからである。送電コイルのインダクタンスは、交流電力の周波数が高くなると小さく、周波数が低くなると大きくして、磁気誘導作用で効率よく受電コイルに電力搬送できる。
【００２４】
交流電源９３は、入力される電力を送電コイル９５に供給する周波数の交流に変換して出力する。交流電源９３は、ＡＣアダプタ９９から直流が入力され、あるいはＵＳＢコネクタなどのコネクタから直流が入力される。また、交流電源９３は、交流の商用電源を入力して、これを送電コイル９５に供給する周波数の交流に変換して出力することもできる。交流電源９３は、入力される直流や交流を所定の周波数と電圧の交流に変換して、送電コイル９５に出力する。ＡＣアダプタ９９やコネクタから直流電力を入力する交流電源９３は、ＤＣ／ＡＣインバータで直流を交流に変換して出力する。商用電源の交流を入力する交流電源は、交流を整流回路で直流に変換し、整流回路から出力される直流をＤＣ／ＡＣインバータで交流に変換して送電コイルに出力する。
【００２５】
交流電源９３は、キャリングケース１００がセットされたことを検出し、あるいはユーザーが電源スイッチ（図示せず）をオンに切り換えて、送電コイル９５に交流電力を出力する。キャリングケース１００を検出する交流電源９３は、キャリングケース１００に設けている受電コイル５の検出回路（図示せず）を備えている。さらに、交流電源９３は、キャリングケース１００の電池１が満充電されたことを検出して、送電コイル９５の交流電力の出力を停止する。交流電源９３は、送電コイル９５の電流変化を検出して、電池１の満充電を検出する。キャリングケース１００の電池１が満充電されると、受電コイル５が無負荷となって受電コイル５の電流がほぼ遮断された状態となる。受電コイル５の電流がほぼ遮断されると、送電コイル９５の電流も減少する。したがって、交流電源９３は送電コイル９５の電流が設定値よりも小さくなったことを検出して、キャリングケース１００の電池１が満充電されたことを検出できる。
【００２６】
電池のキャリングケース１００は、充電される電池１を脱着自在にセットできる脱着装着部２３を有し、充電台９０に載せられる平面状の底プレート２２Ａを有するケーシング２と、このケーシング２の脱着装着部２３にセットしている電池１を充電する充電機能３とを備える。充電機能３は、充電台９０の送電コイル９５に電磁結合されて送電コイル９５から電力を受け取る受電コイル５と、この受電コイル５に誘導される交流を直流に変換して電池１を充電する充電回路３０とを備える。充電回路３０は、回路基板４に実装されて、ケーシング２の底部に内蔵される。
【００２７】
ケーシング２は、図６に示すように、その上面に、電池１を脱着できるようにセットする脱着装着部２３を設けており、この脱着装着部２３の開口部を開閉するように開閉蓋２０を設けている。図３ないし図８のケーシング２は、脱着装着部２３にセットしている電池１を閉めた状態で外部から確認できるように、透明ないし半透明のプラスチックを成形している開閉蓋２０と、この開閉蓋２０を開閉できるように連結しているプラスチック製の上ケース２１と、この上ケース２１を連結しているプラスチック製の下ケース２２とからなる。
【００２８】
上ケース２１は、上面に脱着装着部２３を設けている。脱着装着部２３は、規格電池である単３電池１Ａを２列に並べてセットできる２列の縦溝２３Ａを設けている。縦溝２３Ａの両端には、ここにセットされる電池１のプラスとマイナスの電極に接触する充電端子１０を配置している。図のキャリングケース１００は、単３電池１Ａと単４電池１Ｂの両方を充電できるように、一方の充電端子１０Ａを回転端子１１としている。回転端子１１は、水平姿勢と垂直姿勢に９０度回転されて、単３電池１Ａと単４電池１Ｂの電極に接触するようにしている。この回転端子１１は、図９に示すように、垂直姿勢に起こされる状態で単３電池１Ａの電極に接触し、図１０に示すように、水平姿勢に倒される状態で単４電池１Ｂの電極に接触する。
【００２９】
この回転端子１１は、図７ないし図１０に示すように、脱着装着部２３の一端に垂直面内で回動できるように配設している回転体１２と、この回転体１２の表面に固定されて電池１の電極に接触する接触端子１３とを備えている。図のキャリングケース１００は、２本の電池１を装着して充電するので、回転体１２には２個の接触端子１３を設けている。２つの接触端子１３は、２列の縦溝２３Ａに対向して互いに平行に配置している。
【００３０】
回転体１２は、図７に示すように、水平姿勢と垂直姿勢とに９０度回転できるように、両側の回転軸１２Ｘを介して上ケース２１に連結している。上ケース２１は、脱着装着部２３の一端に、回転体１２を配置するセット凹部２１Ｓを設けており、このセット凹部２１Ｓの両側の内面に、回転体１２の回転軸１２Ｘを挿入する軸孔２１Ｘを設けている。回転体１２は、垂直姿勢に起こす状態で電池装着部２３に単３電池１Ａを収納でき、水平姿勢に倒す状態で電池装着部２３に端４電池１Ｂを収納できる形状と大きさとしている。
【００３１】
接触端子１３は、図７と図８に示すように、金属板を回転体１２の表面に沿う形状に成形している。図の接触端子１３は、断面形状を略コ字状とする形状、正確には、接触窓２１Ｔ側に配置される端部を円弧状とする形状に加工している。この接触端子１３は、図９ないし図１２に示すように、回転体１２の先端面（図９及び図１１において上端面）と、一方の側面（図９及び図１１において右側面）と、後端面（図９及び図１１において下端面）とに配置される。この回転端子１１は、図９に示す垂直姿勢において、側面に位置する接触端子１３に単３電池１Ａの電極を接触させて単３電池１Ａを充電し、図１０に示す水平姿勢において、先端面に位置する接触端子１３に単４電池１Ｂの電極を接触させて単４電池１Ｂを充電する。
【００３２】
さらに、回転端子１１は、垂直姿勢と水平姿勢において、接触端子１３を回路基板４に接続するために、回路基板４に固定される弾性接点１４を接触端子１３に接続している。図の上ケース２１は、回転体１２に固定される接触端子１３を弾性接点１４に接続するために、上ケース２１を貫通する接触窓２１Ｔをセット凹部２１Ｓの底面に開口している。回転端子１１は、この接触窓２１Ｔにおいて、回路基板４に固定された弾性接点１４を接触端子１３に弾性的に接触させて、接触端子１３を回路基板４に接続している。
【００３３】
さらに、図に示す回転端子１１は、垂直姿勢と水平姿勢とに節度のある状態で停止できるようにしている。図４と図１５に示す上ケース２１は、回転体１２の後端部を弾性的に押圧する弾性アーム２１Ｕを一体的に成形しており、この弾性アーム２１Ｕの先端部には、係止フック２１Ｙを設けている。さらに、回転体１２の後端部には、係止フック２１Ｙで位置決めされる係止凸部１２Ｙを設けている。この回転体１２は、垂直姿勢と水平姿勢において、弾性アーム２１Ｕで押圧される係止フック２１Ｙを係止凸部１２Ｙに係止させて、正確な姿勢に停止される。
【００３４】
開閉蓋２０は、一端に回転軸２０Ｅを一体的に成形して設けて、この回転軸２０Ｅを介して上ケース２１に傾動できるように連結している。開閉蓋２０は、トッププレート２０Ａの両側に側壁２０Ｂを、一端には端壁２０Ｃを設けて、内部に電池１を配置できるようにしている。トッププレート２０Ａの両側の側壁２０Ｂは、その一端を上ケース２１に向かって延長する延長部２０Ｄを有し、この延長部２０Ｄには内側に突出する回転軸２０Ｅを設けている。上ケース２１は、この回転軸２０Ｅを回転できるように挿入する軸受凹部２１Ｅと、延長部２０Ｄを案内する凹部２１Ｄとを端部に設けている。回転軸２０Ｅを軸受部２１Ｅに案内して、開閉蓋２０は開閉できるように上ケース２１に連結している。
【００３５】
さらに、開閉蓋２０は、両側の側壁２０Ｂの下縁に切欠部２０Ｆを設けて、この切欠部２０Ｆでもって、閉じる状態で脱着装着部２３に通風する通風隙間２４を設けている。図３の開閉蓋２０は、側壁２０Ｂの両端部を除く領域に切欠部２０Ｆを設けている。さらに、図３ないし図８のケーシング２は、上ケース２１に設けている縦溝２３Ａの外側の外側壁２１Ｂにも、低く成形する段差部２１Ｆを設けている。このケーシング２は、上ケース２１の段差部２１Ｆと、開閉蓋２０の切欠部２０Ｆとで上下幅の広い通風隙間２４を設けて、電池１をより効率よく冷却する。上ケース２１の段差部２１Ｆと、開閉蓋２０の切欠部２０Ｆは、上下に対向して同じ位置に設けられて、通風隙間２４を広くしている。
【００３６】
下ケース２２は、平面状の底プレート２２Ａの周囲に周壁２２Ｂを設けて、周壁２２Ｂを上ケース２１の周囲に連結している。図５と図７の下ケース２２は、周壁２２Ｂの上端部の内面に係止フック２２Ｇを設けており、上ケース２１は、この係止フック２２Ｇを案内する係止部２１Ｇを、係止フック２２Ｇに対向して設けている。下ケース２２と上ケース２１は、係止フック２２Ｇを係止部２１Ｇに案内して係止構造で連結している。さらに、図５と図１５示す上ケース２１と下ケース２２は、中央部を止ネジ１９で連結して固定している。止ネジ１９をねじ込んで連結するために、下ケース２２は、底プレート２２Ａの内面に突出して、止ネジ１９を挿通する挿入ボス２２Ｈを一体的に成形して設けて、上ケース２１は、底プレート２２Ａの内面に突出するように、止ネジ１９をねじこむ連結ボス２１Ｈを一体的に成形して設けている。止ネジ１９は、下ケース２２の下面に設けた挿入凹部２２Ｊから挿入ボス２２Ｈに挿入されて、下ケース２２を貫通し、連結ボス２１Ｈにねじ込まれて、上ケース２１と下ケース２２を連結する。さらに、下ケース２２の表面には、ラベル（図示せず）を付着して止ネジ１９を挿入する挿入凹部２２Ｊを外側から見えなくできる。
【００３７】
下ケース２２と上ケース２１は、互いに連結されて内部に閉鎖された収納スペース２５を設けている。収納スペース２５には、回路基板４と受電コイル５が内蔵される。ケーシング２の収納スペース２５は、上ケース２１に設けている脱着装着部２３と、下ケース２２の底プレート２２Ａとの間に、回路基板４を配置して、回路基板４と底プレート２２Ａとの間に受電コイル５を配置している。さらに、図のキャリングケース１００は、受電コイル５の回路基板４側にシールドプレート６を積層している。シールドプレート６は、受電コイル５に誘導される交流磁界から回路基板４をシールドする。図７の下ケース２２は、底プレート２２Ａに配置する受電コイル５の外形を大きくできるように、底プレート２２Ａの内面に、受電コイル５を収納できる円形凹部２２Ｋを設けている。したがって、下ケース２２は、図８に示すように、下面中央部の両側に、この円形凹部２２Ｋの外形の沿う形状に湾曲された円形突出部２２Ｌを設けている。この円形突出部２２Ｌは、内側に受電コイル５が配置されるので、キャリングケース１００を充電台９０にセットする時の受電コイル５の位置を表示する目印ともなる。
【００３８】
受電コイル５は、線材を平面に渦巻き状に巻いた平面コイルである。この平面コイルの受電コイル５は、渦巻きを１層又は複数層に巻いて、全体の形状を円板状として外形を円形としている。
【００３９】
回路基板４は、受電コイル５に積層するように配設されて、回路基板４と受電コイル５との間には、シールドプレート６を配置している。シールドプレート６は、受電コイル５に誘導される交流磁界から回路基板４をシールドする。シールドプレート６と受電コイル５は、接着材あるいは両面テープ等により、固定される。
【００４０】
回路基板４は、図１６に示すように、受電コイル５に誘導される交流を直流に変換して電池１を充電する充電回路３０を実装している。充電回路３０は、受電コイル５に誘導される交流を整流して直流に変換する整流回路３１と、この整流回路３１で整流された脈流を平滑化する平滑回路の平滑コンデンサー３２とを備えている。充電回路３０は、脱着装着部２３にセットされる電池１を好ましい電流と電圧で充電する。脱着装着部２３にセットされる規格電池をニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等のアルカリ電池とするキャリングケース１００は、充電回路３０が電池１を一定の電流で充電する定電流回路３３を備える。定電流回路３３は、たとえば、完全に放電された単３電池１Ａを、約３時間で急速充電する電流に充電電流を設定している。脱着装着部２３にセットされる規格電池が、単３電池１Ａと単４電池１Ｂとでは満充電容量が異なる。したがって、定電流回路３３は、単３電池１Ａと単４電池１Ｂとを異なる電流で充電する切換回路３４を備えている。切換回路３４は、回転端子１１の回転位置を検出して、単３電池１Ａと単４電池１Ｂを検出して、充電電流を最適電流に設定する。
【００４１】
切換回路３４は、回転端子１１の回転位置を検出するために、図７、図１１、及び図１２に示すように、回路基板４に検出接点３５を固定している。検出接点３５は、弾性線材で、一端を回路基板４に固定している。回転端子１１は、水平姿勢で検出接点３５に接触して、垂直姿勢では検出接点３５に接触しない検出端子３６を設けている。図の検出端子３６は、電池１のプラス側の電極に接触する金属端子である接触端子１３を併用している。この切換回路３４は、回転端子１１を垂直姿勢として単３電池１Ａを充電する状態では、検出接点３５が検出端子３６に接触せず、回転端子１１を水平姿勢として単４電池１Ｂを充電する状態では、検出接点３５が検出端子３６に接触する。したがって、切換回路３４は、検出接点３５が検出端子３６に接触する状態では、単４電池１Ｂと判定して、定電流回路３３の充電電流を単４電池１Ｂの充電電流とし、検出接点３５が検出端子３６に接触しない状態では、単３電池１Ａと判定して、定電流回路３３の充電電流を単３電池１Ａの充電電流とする。
【００４２】
さらに、充電回路３０は、電池１の満充電を検出して充電電流を遮断する。規格電池をニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池とする充電回路３０は、充電される電池１の電圧を検出して満充電を検出する。電池１が満充電されると、電池１の電圧がピーク電圧に上昇し、またピーク電圧からΔＶ低下するので、充電回路３０は、電池１のピーク電圧やピーク電圧からのΔＶ低下を検出して満充電を検出する。
【００４３】
回路基板４は、受電コイル５に対向する面の反対側に、充電回路３０の発熱部品１８を固定している。発熱部品１８は、受電コイル５の電流が流れる素子や、電池１の充電電流が流れる素子である。受電コイル５の電流が流れる素子は、整流回路３１のダイオードや、同期整流回路を実現するＦＥＴ等である。また、電池１の充電電流が流れる素子は、定電流回路３３を実現するＦＥＴやトランジスタ等の半導体素子である。
【００４４】
回路基板４は、下ケース２２の周壁２２Ｂの内側に嵌着される大きさの細長い四角形で、下ケース２２の周壁２２Ｂの内側に固定される。図７の回路基板４は、下ケース２２の定位置に配置するために、四隅に位置決め切欠部４Ｍを設けている。下ケース２２は、この位置決め切欠部４Ｍに嵌合する位置決め凸部２２Ｍを、四隅部に一体的に成形して設けている。この構造は、回路基板４の位置決め切欠部４Ｍに下ケース２２の位置決め凸部２２Ｍを案内して、回路基板４をケーシング２の定位置に配置できる。さらに、図７の回路基板４は、正しい向きで下ケース２２に配置できるように、一端部に位置決め凹部４Ｎを設けている。下ケース２２は、周壁２２Ｂの内側に突出するように、回路基板４の位置決め凹部４Ｎを案内される位置決めリブ２２Ｎを一体的に成形して設けている。この構造は、下ケース２２の位置決めリブ２２Ｎを回路基板４の位置決め凹部４Ｎに案内して、回路基板４を正しい向きでケーシング２の定位置に配置できる。さらに、回路基板４は、中央部に上ケース２１に設けた連結ボス２１Ｈを貫通させる貫通孔４Ｈを設けている。
【００４５】
さらに、下ケース２２の定位置に配置される回路基板４は、図４に示すように、下ケース２２の底プレート２２Ａとの間に、所定空間ができるように、底プレート２２Ａから所定の間隔離して配置している。図４と図７に示す下ケース２２は、回路基板４の下面を支持する複数の支持部２２Ｐを外周部に設けている。さらに、下ケース２２は、図４と図５に示すように、挿入ボス２２Ｈの上面においても、回路基板４の中央部に設けた貫通孔４Ｈの周縁部の下面を支持している。したがって、下ケース２２は、挿入ボス２２Ｈと支持部２２Ｐの上端面が同一平面上となるように、挿入ボス２２Ｈと支持部２２Ｐを一体的に成形している。以上の下ケース２２は、挿入ボス２２Ｈと支持部２２Ｐの上端面で回路基板４の下面を支持して、回路基板４と底プレート２２Ａとの間に所定空間を設けている。
【００４６】
さらに、回路基板４は、下ケース２２の内側の定位置に配置される状態で、下ケース２２に上ケース２１が連結されて定位置に固定される。すなわち、回路基板４は、図５に示すように、下ケース２２と上ケース２１とに挟着されて収納スペース２５の定位置に固定される。図７の上ケース２１は、図５と図８に示すように、回路基板４の上面を押圧する複数の押圧凸部２１Ｐ、２１Ｑを内面に突出して設けている。図に示す上ケース２１は、外側壁２１Ｂの内面の中央部に押圧凸部２１Ｐを設けると共に、脱着装着部２３の縦溝２３Ａの下面にも複数の押圧凸部２１Ｑを設けている。さらに、上ケース２１は、図５に示すように、連結ボス２１Ｈの周囲に設けた押圧リブ２１Ｒによっても、回路基板４の中央部に設けた貫通孔４Ｈの周縁部の上面を押圧する。したがって、上ケース２１は、押圧凸部２１Ｐ、２１Ｑと押圧リブ２１Ｒの下端面が同一平面上となるように、これらを一体的に成形して設けている。回路基板４は、図５に示すように、下ケース２２と上ケース２１とを連結する状態で、下面が支持部２２Ｐと挿入ボス２２Ｈで支持されると共に、上面が押圧凸部２１Ｐ、２１Ｑと押圧リブ２１Ｒで押圧されて定位置に固定される。ただ、回路基板は、止ネジ等の連結具を介して、あるいは係止構造で下ケースまたは上ケースに固定することもできる。
【００４７】
さらに、回路基板４は、その両端に、充電端子１０Ｂと、回転端子１１に弾性的に押圧して接触する弾性接点１４とを固定している。充電端子１０Ｂと弾性接点１４は弾性変形する金属板である。充電端子１０Ｂは、先端部をＵ曲すると共に、このＵ曲部を山形に折曲して弾性接触部を設けている。この充電端子１０Ｂは、上ケース２１の縦溝２３Ａの一端に開口された端子窓２１Ｖに配置されており、弾性接触部を電池装着部２３に向かって突出させている。この充電端子１０Ｂは、弾性接触部を電池１の電極に弾性的に押圧させて、電池１の電極に電気接続される。
【００４８】
弾性接点１４は、図７ないし図１０に示すように、金属板をＵ曲しており、一端を回路基板４に固定して、他端を回転端子１１の下端に接触させている。したがって、弾性接点１４は、回転端子１１の下方に位置して回路基板４に固定している。正確には、弾性接点１４は、上ケース２１に開口された接触窓２１Ｔから表出する回転端子１１の接触端子１３を、Ｕ曲された先端部で弾性的に押圧できるように配置している。この弾性接点１４は、図９と図１０に示すように、回転端子１１を垂直姿勢ないし水平姿勢とする状態において、回転体１２の後端面に配置される接触端子１３の湾曲部１３Ａに先端部を摺動させて、接触端子１３を弾性接点１４に低抵抗な状態で電気接続する。
【００４９】
さらに、回路基板４は、下面である底プレート２２Ａとの対向面に、クッション材７を介して受電コイル５を連結して、回路基板４と受電コイル５との間を熱遮断する熱遮断隙間２６を設けている。クッション材７は、弾性変形する絶縁材で、好ましくはプラスチック発泡体である。クッション材７は、所定の厚さの直方体で、受電コイル５に接着されて、これを回路基板４に固定している。直方体のクッション材７は、その厚さで回路基板４と受電コイル５との間の熱遮断隙間２６を調整する。クッション材７は、厚さを約３ｍｍとして、受電コイル５を回路基板４から約３ｍｍ離して、約３ｍｍの熱遮断隙間２６を設けている。ただ、クッション材７は、受電コイル５を下ケース２２の底プレート２２Ａに弾性的に押圧して密着させるので、ケーシング２に収納される状態では、圧縮しない状態よりも薄くなって、熱遮断隙間２６はクッション材７の圧縮しない厚さよりもわずかに狭くなる。
【００５０】
クッション材７は、上面を回路基板４の下面に、下面をシールドプレート６を介して受電コイル５に接着されて、受電コイル５を回路基板４に固定している。上面にシールドプレート６を積層している受電コイル５は、シールドプレート６にクッション材７を接着して、回路基板４に固定される。外形を円形とする平面コイルの受電コイル５は、複数点をクッション材７で回路基板４に固定される。図７と図８の受電コイル５は、３カ所にクッション材７を接着して、クッション材７で回路基板４に固定している。ただ、クッション材は、受電コイルと回路基板の間の１または２ヶ所に配置することも、４ヶ所以上に配置することもできる。
【００５１】
以上のキャリングケースは、回路基板４の下面に、クッション材７を介して受電コイル５を固定した状態で、回路基板４を下ケース２２の定位置にセットすることで、クッション材７で受電コイル５を底プレート２２Ａに向かって押圧して、受電コイル５を底プレート２２Ａに密着状態で配置しながら、回路基板４と受電コイル５との間に熱遮断隙間２６を形成できる。この構造は、受電コイル５及びシールドプレート６を回路基板４に固定することにより一体化し、この受電コイル５及びシールドプレート６が一体化された回路基板４を下ケース２２内に配置することで、受電コイル５とシールドプレート６とをケーシング２内の定位置に能率良く配置できるので、組立性が良く、生産性を向上して安価に多量生産できる特徴が実現できる。
【００５２】
ただ、キャリングケースは、必ずしも回路基板と受電コイルとの間にクッション材を設ける必要はない。回路基板は、クッション材を介することなく、底プレートの内面に接着して固定することもできる。このキャリングケースは、接着材あるいは両面テープ等により受電コイルを底プレートに密着させて固定すると共に、この状態において、上述のように、回路基板と底プレートとの間には所定空間を設けているので、受電コイルと回路基板との間に熱遮断隙間を形成できる。さらに、キャリングケースは、受電コイルを底プレートにインサートすることもできる。このキャリングケースは、充電台にセットする状態で、ケーシングに内蔵される受電コイルを、充電台の送電コイルに最も効果的に接近させることができる。
【００５３】
以上の充電機能を有する電池のキャリングケース１００は、図６に示すように、開閉蓋２０を開いて脱着装着部２３に規格電池をセットし、図３に示すように、開閉蓋２０を閉じた状態で持ち運びする。また、電池１を充電するときは、図１４に示すように、電池１を収納する状態で充電台９０の上に載せる。充電台９０に載せられたキャリングケース１００は、送電コイル９５に電磁結合される受電コイル５に電力を誘導し、誘導される電力を充電回路３０で電池１を充電する直流に変換して電池１を充電する。電池１が満充電されると、充電回路３０が電池１の充電電流を遮断する。充電電流が遮断されると、受電コイル５の電流が遮断されて、送電コイル９５の負荷が変化するので、充電台９０は送電コイル９５の負荷変動で電池１の満充電を検出して、送電コイル９５への交流電力の供給を停止する。キャリングケースは、電池の満充電を検出し、検出した満充電信号を充電台に無線伝送して、充電台の充電を停止することもできる。このキャリングケースは、満充電信号を送信する送信器を備え、充電台は送信器から送信される満充電信号を受信する受信器を備える。
【符号の説明】
【００５４】
１００…キャリングケース
１…電池
１Ａ…単３電池
１Ｂ…単４電池
２…ケーシング
３…充電機能
４…回路基板
４Ｈ…貫通孔
４Ｍ…位置決め切欠部
４Ｎ…位置決め凹部
５…受電コイル
６…シールドプレート
７…クッション材
１０…充電端子
１０Ａ…充電端子
１０Ｂ…充電端子
１１…回転端子
１２…回転体
１２Ｘ…回転軸
１２Ｙ…係止凸部
１３…接触端子
１３Ａ…湾曲部
１４…弾性接点
１８…発熱部品
１９…止ネジ
２０…開閉蓋
２０Ａ…トッププレート
２０Ｂ…側壁
２０Ｃ…端壁
２０Ｄ…延長部
２０Ｅ…回転軸
２０Ｆ…切欠部
２１…上ケース
２１Ｂ…外側壁
２１Ｄ…凹部
２１Ｅ…軸受凹部
２１Ｆ…段差部
２１Ｇ…係止部
２１Ｈ…連結ボス
２１Ｐ…押圧凸部
２１Ｑ…押圧凸部
２１Ｒ…押圧リブ
２１Ｓ…セット凹部
２１Ｔ…接触窓
２１Ｕ…弾性アーム
２１Ｖ…端子窓
２１Ｘ…軸孔
２１Ｙ…係止フック
２２…下ケース
２２Ａ…底プレート
２２Ｂ…周壁
２２Ｇ…係止フック
２２Ｈ…挿入ボス
２２Ｊ…挿入凹部
２２Ｋ…円形凹部
２２Ｌ…円形突出部
２２Ｍ…位置決め凸部
２２Ｎ…位置決めリブ
２２Ｐ…支持部
２３…脱着装着部
２３Ａ…縦溝
２４…通風隙間
２５…収納スペース
２６…熱遮断隙間
３０…充電回路
３１…整流回路
３２…平滑コンデンサー
３３…定電流回路
３４…切換回路
３５…検出接点
３６…検出端子
９０…充電台
９２…外装ケース
９３…交流電源
９５…送電コイル
９６…載せプレート
９７…図形
９９…ＡＣアダプタ
２００…充電器
２０１…内蔵電池
２０２…ケーシング
２０３…充電回路
２０４…出力回路
２０５…受電コイル
２０６…ＤＣ／ＤＣコンバータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電できる電池を持ち運びするキャリングケースであって、電池を収納する状態で充電することもできる充電機能を有する電池のキャリングケースに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の充電器は、電池を充電するために設計されたものであって、充電された電池をセットした状態で持ち運ぶキャリングケースとして利用できない。それは、電池の充電器が大き過ぎることに加えて、太くて長い電源コードを連結しているので、かさばって便利に持ち運びできないからである。充電器が大きくなるのは、商用電源を直流に変換する回路や、さらに直流を所定の電圧に降圧するＤＣ／ＤＣコンバータなどの充電回路を内蔵するからである。ところで、内蔵電池と充電回路とを内蔵している充電器が開発されている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９８８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この充電器は、内蔵電池を備えるので、内蔵電池で外部に電力を供給できる。すなわち、充電できる電池と同じように使用できる。この充電器は、送電コイルを内蔵する充電台に載せられて、充電台の送電コイルから電力を受け取る受電コイルを内蔵しており、この受電コイルに誘導される電力で内蔵電池を充電する。この充電器は、磁気誘導作用で充電台から電力を受け取って内蔵電池を充電するので、長い電源コードを必要とせず、便利に持ち運びできる。ただ、この充電器は、単３電池や単４電池等の規格電池を充電できないので、用途が制限される欠点がある。
【０００５】
さらに、この充電器２００は、図１の断面図に示すように、ケーシング２０２に受電コイル２０５と内蔵電池２０１とを積層するように収納するので、内蔵電池２０１が受電コイル２０５の発熱の悪影響を受ける欠点がある。とくに、内蔵電池２０１を速やかに充電するためには、受電コイル２０５の電流を大きくする必要があって、受電コイル２０５の発熱が大きくなる。また、内蔵電池２０１も満充電に近づくにしたがって温度が上昇する。したがって、この状態では温度上昇した内蔵電池２０１を、発熱した受電コイル２０５が加温する状態となるので、電池への熱による悪影響、たとえば劣化などを有効に防止できない欠点がある。
【０００６】
さらに、この充電器は、図２のブロック図に示すように、内蔵電池２０１を充電する充電回路２０３に加えて、内蔵電池２０１の出力を安定化するためのＤＣ／ＤＣコンバータ２０６等の出力回路２０４も内蔵するので、充電回路２０３や出力回路２０４を小さく、安価にできない欠点がある。
【０００７】
本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、単３電池や単４電池などの規格電池を脱着できるようにセットして充電できると共に、全体をコンパクトにして充電される電池をセットした状態で便利に持ち運びできる充電機能を有する電池のキャリングケースを提供することにある。
さらに、本発明の他の大切な目的は、セットされた電池への熱による悪影響を防止しながら速やかに充電できる充電機能を有する電池のキャリングケースを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
本発明の充電機能を有する電池のキャリングケースは、送電コイル９５を内蔵し、電磁誘導作用で電力を搬送して充電するための充電台９０に載置されて、充電台９０から電力を受け取り、受け取った電力で脱着自在にセットしている電池１を充電する。電池のキャリングケースは、充電される電池１を脱着自在にセットできる脱着装着部２３を有し、かつ充電台９０に載せられる平面状の底プレート２２Ａを有するケーシング２と、このケーシング２の脱着装着部２３にセットしている電池１を充電する充電回路３０を実装する回路基板４と、この回路基板４の充電回路３０に接続され、充電台９０の送電コイル９５に電磁結合されて送電コイル９５から電力を受け取る受電コイル５とを備えている。キャリングケースは、充電台９０に載せられる状態で、受電コイル５が送電コイル９５に電磁結合されて、送電コイル９５の電力を受電コイル５で受け取り、受電コイル５に誘導される電力でもって充電回路３０が電池１を充電する。
【０００９】
以上の電池のキャリングケースは、単３電池や単４電池などの規格電池を脱着できるようにセットして充電できると共に、全体をコンパクトにして充電される電池をセットした状態で便利に持ち運びできる特徴がある。それは、以上の電池のキャリングケースが、充電される電池を脱着自在にセットできる脱着装着部を有するケーシングに、充電回路を実装する回路基板と、充電台の送電コイルから電力を受け取る受電コイルとを備えており、充電台の送電コイルに電磁結合される受電コイルに誘導される電力で電池を充電するからである。このキャリングケースは、内蔵される受電コイルで充電台から搬送される電力を受け取るので、コネクター等の外部接続体を設ける必要がなく、ケーシングの表面を、外部接続体を設けるための凹凸がないすっきりとした外観にできる。さらに、このキャリングケースは、外部接続体を必要としないので、従来の外部接続体を備えるキャリングケースのように、外部接続体に外部から侵入する水分による腐食や埃による接触不良等の弊害を皆無にしながら、安心して電池を充電できると共に、電池をセットした状態で、そのまま電池を携行、キャリングすることができる。
【００１０】
本発明の充電機能を有する電池のキャリングケースは、ケーシング２が、脱着装着部２３と底プレート２２Ａとの間に回路基板４を配置すると共に、回路基板４と底プレート２２Ａとの間であって底プレート２２Ａに接近して受電コイル５を配置して、受電コイル５と回路基板４との間に、受電コイル５と回路基板４との間を熱遮断する熱遮断隙間２６を設けることができる。
以上の電池のキャリングケースは、セットされた電池を熱による悪影響を防止しながら速やかに充電できる特徴がある。それは、以上のキャリングケースが、電池の脱着装着部とケーシングの底プレートとの間に回路基板を配置すると共に、この回路基板と底プレートとの間であって、底プレートに接近して受電コイルを配置して、受電コイルと回路基板との間に熱遮断隙間を設けているからである。このキャリングケースは、受電コイルと回路基板との間に設けた熱遮断隙間によって、受電コイルの発熱による悪影響を有効に防止できる。
【００１１】
本発明の充電機能を有する電池のキャリングケースは、受電コイル５と回路基板４との間にクッション材７を配置して、このクッション材７でもって、受電コイル５を底プレート２２Ａに向かって弾性的に押して底プレート２２Ａに密着させることができる。
以上の電池のキャリングケースは、受電コイルと回路基板との間に配置したクッション材でもって、受電コイルを底プレートに密着させるので、受電コイルと回路基板との間に所定の熱遮断隙間を設けながら、受電コイルを確実に底プレートに密着できる。
【００１２】
本発明の充電機能を有する電池のキャリングケースは、回路基板４が、受電コイル５に対向する面の反対側に発熱部品１８を固定することができる。
以上の電池のキャリングケースは、発熱部品を電池側の反対側である受電コイル５側に固定しているので、発熱部品の発熱を回路基板で遮断できる。このため、発熱部品が電池を加温することがなく、電池をより好ましい温度条件で速やかに急速充電できる。
【００１３】
本発明の充電機能を有する電池のキャリングケースは、ケーシング２が、脱着装着部２３を開閉する開閉蓋２０を有し、開閉蓋２０を閉じる状態で脱着装着部２３に通風する通風隙間２４を設けることができる。
以上の電池のキャリングケースは、脱着装着部の開閉蓋を閉じて、電池が脱着装着部から外れるのを防止しながら、通風隙間で電池を冷却して温度上昇を防止できる。
【００１４】
本発明の充電機能を有する電池のキャリングケースは、脱着装着部２３にセットされる電池１を、単３電池１Ａと単４電池１Ｂとすることができる。
【００１５】
本発明の充電機能を有する電池のキャリングケースは、脱着装着部２３にセットされる電池１をニッケル水素電池とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本出願人が先に出願した携帯電子機器の充電装置の垂直断面図である。
【図２】本出願人が先に出願した携帯電子機器の充電装置のブロック回路図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる充電機能を有する電池のキャリングケースの斜視図である。
【図４】図３に示す電池のキャリングケースのＩＶ−ＩＶ線断面斜視図である。
【図５】図３に示す電池のキャリングケースのＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図３に示す電池のキャリングケースに電池を収納する状態を示す斜視図である。
【図７】図３に示す電池のキャリングケースの分解斜視図である。
【図８】図７に示す電池のキャリングケースを下側から見た分解斜視図である。
【図９】図３に示す電池のキャリングケースに単３電池をセットした状態を示す断面図である。
【図１０】図３に示す電池のキャリングケースに単４電池をセットした状態を示す断面図である。
【図１１】電池装着部に単３電池をセットした状態の検出接点を示す拡大断面図である。
【図１２】電池装着部に単４電池をセットした状態の検出接点を示す拡大断面図である。
【図１３】図３に示すキャリングケースを充電台にセットする状態を示す分解斜視図である。
【図１４】図３に示すキャリングケースを充電台にセットした状態を示す分解斜視図である。
【図１５】図１３に示すキャリングケースと充電台のＸＶ−ＸＶ線断面図である。
【図１６】図１５に示すキャリングケースと充電台のブロックである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための充電機能を有する電池のキャリングケースを例示するものであって、本発明は電池のキャリングケースを以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１８】
図３ないし図１２に示す本発明の一実施の形態に係る充電機能を有する電池のキャリングケースは、充電できる電池１を脱着できるようにセットして持ち運びする。さらに、キャリングケース１００は、電池１を充電するときに充電台に載せられて、充電台からは無接点で電力を受け取り、受け取った電力で、セットしている電池１を充電する。
【００１９】
充電台９０は、図１３ないし図１６に示すように、キャリングケース１００に磁気誘導作用で電力を供給する送電コイル９５を内蔵している。キャリングケース１００は、この送電コイル９５に電磁結合される受電コイル５と、この受電コイル５に誘導される交流を直流に変換して電池１を充電する充電機能３を備えている。
【００２０】
図１３ないし図１６に示す充電台９０は、送電コイル９５に交流電力を供給する交流電源９３と、この交流電源９３と送電コイル９５とを内蔵する外装ケース９２とを備えている。外装ケース９２は、キャリングケース１００を脱着自在に載せる平面状の載せプレート９６を上面に設けている。図１３と図１４に示す充電台９０は、載せプレート９６の外形をキャリングケース１００の外形よりも大きくしている。この充電台９０は、キャリングケース１００を安定して載せプレート９６の上にセットできる。充電台９０は、載せプレート９６の下面に送電コイル９５を配置している。送電コイル９５は、載せプレート９６の下面に沿うように固定され、あるいは、載せプレート９６の下面に沿って移動するように配置される。
【００２１】
送電コイル９５を固定している外装ケース９２は、送電コイル９５の位置、いいかえると、キャリングケース１００をセットする位置を表示して、送電コイル９５から受電コイル５に効率よく磁気誘導作用で電力を搬送する。図１３の載せプレート９６は、キャリングケース１００を載せる位置を示すセット位置を図形９７で表示して、キャリングケース１００を正常なセット位置に配置するようにしている。図１３の外装ケース９２は、載せプレート９６の上面に、キャリングケース１００の外形を示す図形９７を印刷してセット位置を表示している。この充電台９０は、図形９７の外形に合わせてキャリングケース１００をセットして、正常なセット位置に配置できる。さらに、図１３に示す載せプレート９６は、複数種のキャリングケースを正しいセット位置に配置できるように、複数のセット位置を図形９７で印刷して表示している。この充電台９０は、種々のキャリングケースを、正確な位置にセットできる特長がある。
【００２２】
送電コイルが載せプレートの下面に沿って移動する充電台は、図示しないが、載せプレートの上にセットされるキャリングケースの充電機能である受電コイルの位置を検出して、受電コイルに接近するように送電コイルを移動させる。この構造の充電台は、キャリングケースをセットする位置を特定しない。載せプレートのあらゆる位置にセットされるキャリングケースの受電コイルに送電コイルを接近して効率よく磁気誘導作用で電力搬送できるからである。
【００２３】
送電コイル９５は、載せプレート９６の下に水平に配置できるように、渦巻き状に巻かれた平面状のコイルとしている。送電コイルは、プラスチック製の載せプレートにインサート成形して固定することができる。送電コイルを載せプレートにインサート成形する充電台は、全体を薄くできる。また、送電コイルをしっかりと外装ケースに固定しながら、載せプレートの表面に接近するように送電コイルを配置して、受電コイル５との間隔を狭くして、効率よく交流電力を受電コイル５に伝送できる。送電コイル９５のインダクタンスは、交流電力の周波数により最適値に設定される。たとえば、供給される交流電力の周波数を１００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚとする送電コイルは、インダクタンスを数十μＨないし数ｍＨとする。ただし、充電台は、送電コイルに供給する交流電力の周波数をこの範囲には特定しない。送電コイルには、１００ｋＨｚよりも低く、あるいは５００ｋＨｚよりも高い周波数の交流電力を供給して、キャリングケースに磁気誘導作用で電力搬送できるからである。送電コイルのインダクタンスは、交流電力の周波数が高くなると小さく、周波数が低くなると大きくして、磁気誘導作用で効率よく受電コイルに電力搬送できる。
【００２４】
交流電源９３は、入力される電力を送電コイル９５に供給する周波数の交流に変換して出力する。交流電源９３は、ＡＣアダプタ９９から直流が入力され、あるいはＵＳＢコネクタなどのコネクタから直流が入力される。また、交流電源９３は、交流の商用電源を入力して、これを送電コイル９５に供給する周波数の交流に変換して出力することもできる。交流電源９３は、入力される直流や交流を所定の周波数と電圧の交流に変換して、送電コイル９５に出力する。ＡＣアダプタ９９やコネクタから直流電力を入力する交流電源９３は、ＤＣ／ＡＣインバータで直流を交流に変換して出力する。商用電源の交流を入力する交流電源は、交流を整流回路で直流に変換し、整流回路から出力される直流をＤＣ／ＡＣインバータで交流に変換して送電コイルに出力する。
【００２５】
交流電源９３は、キャリングケース１００がセットされたことを検出し、あるいはユーザーが電源スイッチ（図示せず）をオンに切り換えて、送電コイル９５に交流電力を出力する。キャリングケース１００を検出する交流電源９３は、キャリングケース１００に設けている受電コイル５の検出回路（図示せず）を備えている。さらに、交流電源９３は、キャリングケース１００の電池１が満充電されたことを検出して、送電コイル９５の交流電力の出力を停止する。交流電源９３は、送電コイル９５の電流変化を検出して、電池１の満充電を検出する。キャリングケース１００の電池１が満充電されると、受電コイル５が無負荷となって受電コイル５の電流がほぼ遮断された状態となる。受電コイル５の電流がほぼ遮断されると、送電コイル９５の電流も減少する。したがって、交流電源９３は送電コイル９５の電流が設定値よりも小さくなったことを検出して、キャリングケース１００の電池１が満充電されたことを検出できる。
【００２６】
電池のキャリングケース１００は、充電される電池１を脱着自在にセットできる脱着装着部２３を有し、充電台９０に載せられる平面状の底プレート２２Ａを有するケーシング２と、このケーシング２の脱着装着部２３にセットしている電池１を充電する充電機能３とを備える。充電機能３は、充電台９０の送電コイル９５に電磁結合されて送電コイル９５から電力を受け取る受電コイル５と、この受電コイル５に誘導される交流を直流に変換して電池１を充電する充電回路３０とを備える。充電回路３０は、回路基板４に実装されて、ケーシング２の底部に内蔵される。
【００２７】
ケーシング２は、図６に示すように、その上面に、電池１を脱着できるようにセットする脱着装着部２３を設けており、この脱着装着部２３の開口部を開閉するように開閉蓋２０を設けている。図３ないし図８のケーシング２は、脱着装着部２３にセットしている電池１を閉めた状態で外部から確認できるように、透明ないし半透明のプラスチックを成形している開閉蓋２０と、この開閉蓋２０を開閉できるように連結しているプラスチック製の上ケース２１と、この上ケース２１を連結しているプラスチック製の下ケース２２とからなる。
【００２８】
上ケース２１は、上面に脱着装着部２３を設けている。脱着装着部２３は、規格電池である単３電池１Ａを２列に並べてセットできる２列の縦溝２３Ａを設けている。縦溝２３Ａの両端には、ここにセットされる電池１のプラスとマイナスの電極に接触する充電端子１０を配置している。図のキャリングケース１００は、単３電池１Ａと単４電池１Ｂの両方を充電できるように、一方の充電端子１０Ａを回転端子１１としている。回転端子１１は、水平姿勢と垂直姿勢に９０度回転されて、単３電池１Ａと単４電池１Ｂの電極に接触するようにしている。この回転端子１１は、図９に示すように、垂直姿勢に起こされる状態で単３電池１Ａの電極に接触し、図１０に示すように、水平姿勢に倒される状態で単４電池１Ｂの電極に接触する。
【００２９】
この回転端子１１は、図７ないし図１０に示すように、脱着装着部２３の一端に垂直面内で回動できるように配設している回転体１２と、この回転体１２の表面に固定されて電池１の電極に接触する接触端子１３とを備えている。図のキャリングケース１００は、２本の電池１を装着して充電するので、回転体１２には２個の接触端子１３を設けている。２つの接触端子１３は、２列の縦溝２３Ａに対向して互いに平行に配置している。
【００３０】
回転体１２は、図７に示すように、水平姿勢と垂直姿勢とに９０度回転できるように、両側の回転軸１２Ｘを介して上ケース２１に連結している。上ケース２１は、脱着装着部２３の一端に、回転体１２を配置するセット凹部２１Ｓを設けており、このセット凹部２１Ｓの両側の内面に、回転体１２の回転軸１２Ｘを挿入する軸孔２１Ｘを設けている。回転体１２は、垂直姿勢に起こす状態で電池装着部２３に単３電池１Ａを収納でき、水平姿勢に倒す状態で電池装着部２３に端４電池１Ｂを収納できる形状と大きさとしている。
【００３１】
接触端子１３は、図７と図８に示すように、金属板を回転体１２の表面に沿う形状に成形している。図の接触端子１３は、断面形状を略コ字状とする形状、正確には、接触窓２１Ｔ側に配置される端部を円弧状とする形状に加工している。この接触端子１３は、図９ないし図１２に示すように、回転体１２の先端面（図９及び図１１において上端面）と、一方の側面（図９及び図１１において右側面）と、後端面（図９及び図１１において下端面）とに配置される。この回転端子１１は、図９に示す垂直姿勢において、側面に位置する接触端子１３に単３電池１Ａの電極を接触させて単３電池１Ａを充電し、図１０に示す水平姿勢において、先端面に位置する接触端子１３に単４電池１Ｂの電極を接触させて単４電池１Ｂを充電する。
【００３２】
さらに、回転端子１１は、垂直姿勢と水平姿勢において、接触端子１３を回路基板４に接続するために、回路基板４に固定される弾性接点１４を接触端子１３に接続している。図の上ケース２１は、回転体１２に固定される接触端子１３を弾性接点１４に接続するために、上ケース２１を貫通する接触窓２１Ｔをセット凹部２１Ｓの底面に開口している。回転端子１１は、この接触窓２１Ｔにおいて、回路基板４に固定された弾性接点１４を接触端子１３に弾性的に接触させて、接触端子１３を回路基板４に接続している。
【００３３】
さらに、図に示す回転端子１１は、垂直姿勢と水平姿勢とに節度のある状態で停止できるようにしている。図４と図１５に示す上ケース２１は、回転体１２の後端部を弾性的に押圧する弾性アーム２１Ｕを一体的に成形しており、この弾性アーム２１Ｕの先端部には、係止フック２１Ｙを設けている。さらに、回転体１２の後端部には、係止フック２１Ｙで位置決めされる係止凸部１２Ｙを設けている。この回転体１２は、垂直姿勢と水平姿勢において、弾性アーム２１Ｕで押圧される係止フック２１Ｙを係止凸部１２Ｙに係止させて、正確な姿勢に停止される。
【００３４】
開閉蓋２０は、一端に回転軸２０Ｅを一体的に成形して設けて、この回転軸２０Ｅを介して上ケース２１に傾動できるように連結している。開閉蓋２０は、トッププレート２０Ａの両側に側壁２０Ｂを、一端には端壁２０Ｃを設けて、内部に電池１を配置できるようにしている。トッププレート２０Ａの両側の側壁２０Ｂは、その一端を上ケース２１に向かって延長する延長部２０Ｄを有し、この延長部２０Ｄには内側に突出する回転軸２０Ｅを設けている。上ケース２１は、この回転軸２０Ｅを回転できるように挿入する軸受凹部２１Ｅと、延長部２０Ｄを案内する凹部２１Ｄとを端部に設けている。回転軸２０Ｅを軸受部２１Ｅに案内して、開閉蓋２０は開閉できるように上ケース２１に連結している。
【００３５】
さらに、開閉蓋２０は、両側の側壁２０Ｂの下縁に切欠部２０Ｆを設けて、この切欠部２０Ｆでもって、閉じる状態で脱着装着部２３に通風する通風隙間２４を設けている。図３の開閉蓋２０は、側壁２０Ｂの両端部を除く領域に切欠部２０Ｆを設けている。さらに、図３ないし図８のケーシング２は、上ケース２１に設けている縦溝２３Ａの外側の外側壁２１Ｂにも、低く成形する段差部２１Ｆを設けている。このケーシング２は、上ケース２１の段差部２１Ｆと、開閉蓋２０の切欠部２０Ｆとで上下幅の広い通風隙間２４を設けて、電池１をより効率よく冷却する。上ケース２１の段差部２１Ｆと、開閉蓋２０の切欠部２０Ｆは、上下に対向して同じ位置に設けられて、通風隙間２４を広くしている。
【００３６】
下ケース２２は、平面状の底プレート２２Ａの周囲に周壁２２Ｂを設けて、周壁２２Ｂを上ケース２１の周囲に連結している。図５と図７の下ケース２２は、周壁２２Ｂの上端部の内面に係止フック２２Ｇを設けており、上ケース２１は、この係止フック２２Ｇを案内する係止部２１Ｇを、係止フック２２Ｇに対向して設けている。下ケース２２と上ケース２１は、係止フック２２Ｇを係止部２１Ｇに案内して係止構造で連結している。さらに、図５と図１５示す上ケース２１と下ケース２２は、中央部を止ネジ１９で連結して固定している。止ネジ１９をねじ込んで連結するために、下ケース２２は、底プレート２２Ａの内面に突出して、止ネジ１９を挿通する挿入ボス２２Ｈを一体的に成形して設けて、上ケース２１は、底プレート２２Ａの内面に突出するように、止ネジ１９をねじこむ連結ボス２１Ｈを一体的に成形して設けている。止ネジ１９は、下ケース２２の下面に設けた挿入凹部２２Ｊから挿入ボス２２Ｈに挿入されて、下ケース２２を貫通し、連結ボス２１Ｈにねじ込まれて、上ケース２１と下ケース２２を連結する。さらに、下ケース２２の表面には、ラベル（図示せず）を付着して止ネジ１９を挿入する挿入凹部２２Ｊを外側から見えなくできる。
【００３７】
下ケース２２と上ケース２１は、互いに連結されて内部に閉鎖された収納スペース２５を設けている。収納スペース２５には、回路基板４と受電コイル５が内蔵される。ケーシング２の収納スペース２５は、上ケース２１に設けている脱着装着部２３と、下ケース２２の底プレート２２Ａとの間に、回路基板４を配置して、回路基板４と底プレート２２Ａとの間に受電コイル５を配置している。さらに、図のキャリングケース１００は、受電コイル５の回路基板４側にシールドプレート６を積層している。シールドプレート６は、受電コイル５に誘導される交流磁界から回路基板４をシールドする。図７の下ケース２２は、底プレート２２Ａに配置する受電コイル５の外形を大きくできるように、底プレート２２Ａの内面に、受電コイル５を収納できる円形凹部２２Ｋを設けている。したがって、下ケース２２は、図８に示すように、下面中央部の両側に、この円形凹部２２Ｋの外形の沿う形状に湾曲された円形突出部２２Ｌを設けている。この円形突出部２２Ｌは、内側に受電コイル５が配置されるので、キャリングケース１００を充電台９０にセットする時の受電コイル５の位置を表示する目印ともなる。
【００３８】
受電コイル５は、線材を平面に渦巻き状に巻いた平面コイルである。この平面コイルの受電コイル５は、渦巻きを１層又は複数層に巻いて、全体の形状を円板状として外形を円形としている。
【００３９】
回路基板４は、受電コイル５に積層するように配設されて、回路基板４と受電コイル５との間には、シールドプレート６を配置している。シールドプレート６は、受電コイル５に誘導される交流磁界から回路基板４をシールドする。シールドプレート６と受電コイル５は、接着材あるいは両面テープ等により、固定される。
【００４０】
回路基板４は、図１６に示すように、受電コイル５に誘導される交流を直流に変換して電池１を充電する充電回路３０を実装している。充電回路３０は、受電コイル５に誘導される交流を整流して直流に変換する整流回路３１と、この整流回路３１で整流された脈流を平滑化する平滑回路の平滑コンデンサー３２とを備えている。充電回路３０は、脱着装着部２３にセットされる電池１を好ましい電流と電圧で充電する。脱着装着部２３にセットされる規格電池をニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等のアルカリ電池とするキャリングケース１００は、充電回路３０が電池１を一定の電流で充電する定電流回路３３を備える。定電流回路３３は、たとえば、完全に放電された単３電池１Ａを、約３時間で急速充電する電流に充電電流を設定している。脱着装着部２３にセットされる規格電池が、単３電池１Ａと単４電池１Ｂとでは満充電容量が異なる。したがって、定電流回路３３は、単３電池１Ａと単４電池１Ｂとを異なる電流で充電する切換回路３４を備えている。切換回路３４は、回転端子１１の回転位置を検出して、単３電池１Ａと単４電池１Ｂを検出して、充電電流を最適電流に設定する。
【００４１】
切換回路３４は、回転端子１１の回転位置を検出するために、図７、図１１、及び図１２に示すように、回路基板４に検出接点３５を固定している。検出接点３５は、弾性線材で、一端を回路基板４に固定している。回転端子１１は、水平姿勢で検出接点３５に接触して、垂直姿勢では検出接点３５に接触しない検出端子３６を設けている。図の検出端子３６は、電池１のプラス側の電極に接触する金属端子である接触端子１３を併用している。この切換回路３４は、回転端子１１を垂直姿勢として単３電池１Ａを充電する状態では、検出接点３５が検出端子３６に接触せず、回転端子１１を水平姿勢として単４電池１Ｂを充電する状態では、検出接点３５が検出端子３６に接触する。したがって、切換回路３４は、検出接点３５が検出端子３６に接触する状態では、単４電池１Ｂと判定して、定電流回路３３の充電電流を単４電池１Ｂの充電電流とし、検出接点３５が検出端子３６に接触しない状態では、単３電池１Ａと判定して、定電流回路３３の充電電流を単３電池１Ａの充電電流とする。
【００４２】
さらに、充電回路３０は、電池１の満充電を検出して充電電流を遮断する。規格電池をニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池とする充電回路３０は、充電される電池１の電圧を検出して満充電を検出する。電池１が満充電されると、電池１の電圧がピーク電圧に上昇し、またピーク電圧からΔＶ低下するので、充電回路３０は、電池１のピーク電圧やピーク電圧からのΔＶ低下を検出して満充電を検出する。
【００４３】
回路基板４は、受電コイル５に対向する面の反対側に、充電回路３０の発熱部品１８を固定している。発熱部品１８は、受電コイル５の電流が流れる素子や、電池１の充電電流が流れる素子である。受電コイル５の電流が流れる素子は、整流回路３１のダイオードや、同期整流回路を実現するＦＥＴ等である。また、電池１の充電電流が流れる素子は、定電流回路３３を実現するＦＥＴやトランジスタ等の半導体素子である。
【００４４】
回路基板４は、下ケース２２の周壁２２Ｂの内側に嵌着される大きさの細長い四角形で、下ケース２２の周壁２２Ｂの内側に固定される。図７の回路基板４は、下ケース２２の定位置に配置するために、四隅に位置決め切欠部４Ｍを設けている。下ケース２２は、この位置決め切欠部４Ｍに嵌合する位置決め凸部２２Ｍを、四隅部に一体的に成形して設けている。この構造は、回路基板４の位置決め切欠部４Ｍに下ケース２２の位置決め凸部２２Ｍを案内して、回路基板４をケーシング２の定位置に配置できる。さらに、図７の回路基板４は、正しい向きで下ケース２２に配置できるように、一端部に位置決め凹部４Ｎを設けている。下ケース２２は、周壁２２Ｂの内側に突出するように、回路基板４の位置決め凹部４Ｎを案内される位置決めリブ２２Ｎを一体的に成形して設けている。この構造は、下ケース２２の位置決めリブ２２Ｎを回路基板４の位置決め凹部４Ｎに案内して、回路基板４を正しい向きでケーシング２の定位置に配置できる。さらに、回路基板４は、中央部に上ケース２１に設けた連結ボス２１Ｈを貫通させる貫通孔４Ｈを設けている。
【００４５】
さらに、下ケース２２の定位置に配置される回路基板４は、図４に示すように、下ケース２２の底プレート２２Ａとの間に、所定空間ができるように、底プレート２２Ａから所定の間隔離して配置している。図４と図７に示す下ケース２２は、回路基板４の下面を支持する複数の支持部２２Ｐを外周部に設けている。さらに、下ケース２２は、図４と図５に示すように、挿入ボス２２Ｈの上面においても、回路基板４の中央部に設けた貫通孔４Ｈの周縁部の下面を支持している。したがって、下ケース２２は、挿入ボス２２Ｈと支持部２２Ｐの上端面が同一平面上となるように、挿入ボス２２Ｈと支持部２２Ｐを一体的に成形している。以上の下ケース２２は、挿入ボス２２Ｈと支持部２２Ｐの上端面で回路基板４の下面を支持して、回路基板４と底プレート２２Ａとの間に所定空間を設けている。
【００４６】
さらに、回路基板４は、下ケース２２の内側の定位置に配置される状態で、下ケース２２に上ケース２１が連結されて定位置に固定される。すなわち、回路基板４は、図５に示すように、下ケース２２と上ケース２１とに挟着されて収納スペース２５の定位置に固定される。図７の上ケース２１は、図５と図８に示すように、回路基板４の上面を押圧する複数の押圧凸部２１Ｐ、２１Ｑを内面に突出して設けている。図に示す上ケース２１は、外側壁２１Ｂの内面の中央部に押圧凸部２１Ｐを設けると共に、脱着装着部２３の縦溝２３Ａの下面にも複数の押圧凸部２１Ｑを設けている。さらに、上ケース２１は、図５に示すように、連結ボス２１Ｈの周囲に設けた押圧リブ２１Ｒによっても、回路基板４の中央部に設けた貫通孔４Ｈの周縁部の上面を押圧する。したがって、上ケース２１は、押圧凸部２１Ｐ、２１Ｑと押圧リブ２１Ｒの下端面が同一平面上となるように、これらを一体的に成形して設けている。回路基板４は、図５に示すように、下ケース２２と上ケース２１とを連結する状態で、下面が支持部２２Ｐと挿入ボス２２Ｈで支持されると共に、上面が押圧凸部２１Ｐ、２１Ｑと押圧リブ２１Ｒで押圧されて定位置に固定される。ただ、回路基板は、止ネジ等の連結具を介して、あるいは係止構造で下ケースまたは上ケースに固定することもできる。
【００４７】
さらに、回路基板４は、その両端に、充電端子１０Ｂと、回転端子１１に弾性的に押圧して接触する弾性接点１４とを固定している。充電端子１０Ｂと弾性接点１４は弾性変形する金属板である。充電端子１０Ｂは、先端部をＵ曲すると共に、このＵ曲部を山形に折曲して弾性接触部を設けている。この充電端子１０Ｂは、上ケース２１の縦溝２３Ａの一端に開口された端子窓２１Ｖに配置されており、弾性接触部を電池装着部２３に向かって突出させている。この充電端子１０Ｂは、弾性接触部を電池１の電極に弾性的に押圧させて、電池１の電極に電気接続される。
【００４８】
弾性接点１４は、図７ないし図１０に示すように、金属板をＵ曲しており、一端を回路基板４に固定して、他端を回転端子１１の下端に接触させている。したがって、弾性接点１４は、回転端子１１の下方に位置して回路基板４に固定している。正確には、弾性接点１４は、上ケース２１に開口された接触窓２１Ｔから表出する回転端子１１の接触端子１３を、Ｕ曲された先端部で弾性的に押圧できるように配置している。この弾性接点１４は、図９と図１０に示すように、回転端子１１を垂直姿勢ないし水平姿勢とする状態において、回転体１２の後端面に配置される接触端子１３の湾曲部１３Ａに先端部を摺動させて、接触端子１３を弾性接点１４に低抵抗な状態で電気接続する。
【００４９】
さらに、回路基板４は、下面である底プレート２２Ａとの対向面に、クッション材７を介して受電コイル５を連結して、回路基板４と受電コイル５との間を熱遮断する熱遮断隙間２６を設けている。クッション材７は、弾性変形する絶縁材で、好ましくはプラスチック発泡体である。クッション材７は、所定の厚さの直方体で、受電コイル５に接着されて、これを回路基板４に固定している。直方体のクッション材７は、その厚さで回路基板４と受電コイル５との間の熱遮断隙間２６を調整する。クッション材７は、厚さを約３ｍｍとして、受電コイル５を回路基板４から約３ｍｍ離して、約３ｍｍの熱遮断隙間２６を設けている。ただ、クッション材７は、受電コイル５を下ケース２２の底プレート２２Ａに弾性的に押圧して密着させるので、ケーシング２に収納される状態では、圧縮しない状態よりも薄くなって、熱遮断隙間２６はクッション材７の圧縮しない厚さよりもわずかに狭くなる。
【００５０】
クッション材７は、上面を回路基板４の下面に、下面をシールドプレート６を介して受電コイル５に接着されて、受電コイル５を回路基板４に固定している。上面にシールドプレート６を積層している受電コイル５は、シールドプレート６にクッション材７を接着して、回路基板４に固定される。外形を円形とする平面コイルの受電コイル５は、複数点をクッション材７で回路基板４に固定される。図７と図８の受電コイル５は、３カ所にクッション材７を接着して、クッション材７で回路基板４に固定している。ただ、クッション材は、受電コイルと回路基板の間の１または２ヶ所に配置することも、４ヶ所以上に配置することもできる。
【００５１】
以上のキャリングケースは、回路基板４の下面に、クッション材７を介して受電コイル５を固定した状態で、回路基板４を下ケース２２の定位置にセットすることで、クッション材７で受電コイル５を底プレート２２Ａに向かって押圧して、受電コイル５を底プレート２２Ａに密着状態で配置しながら、回路基板４と受電コイル５との間に熱遮断隙間２６を形成できる。この構造は、受電コイル５及びシールドプレート６を回路基板４に固定することにより一体化し、この受電コイル５及びシールドプレート６が一体化された回路基板４を下ケース２２内に配置することで、受電コイル５とシールドプレート６とをケーシング２内の定位置に能率良く配置できるので、組立性が良く、生産性を向上して安価に多量生産できる特徴が実現できる。
【００５２】
ただ、キャリングケースは、必ずしも回路基板と受電コイルとの間にクッション材を設ける必要はない。回路基板は、クッション材を介することなく、底プレートの内面に接着して固定することもできる。このキャリングケースは、接着材あるいは両面テープ等により受電コイルを底プレートに密着させて固定すると共に、この状態において、上述のように、回路基板と底プレートとの間には所定空間を設けているので、受電コイルと回路基板との間に熱遮断隙間を形成できる。さらに、キャリングケースは、受電コイルを底プレートにインサートすることもできる。このキャリングケースは、充電台にセットする状態で、ケーシングに内蔵される受電コイルを、充電台の送電コイルに最も効果的に接近させることができる。
【００５３】
以上の充電機能を有する電池のキャリングケース１００は、図６に示すように、開閉蓋２０を開いて脱着装着部２３に規格電池をセットし、図３に示すように、開閉蓋２０を閉じた状態で持ち運びする。また、電池１を充電するときは、図１４に示すように、電池１を収納する状態で充電台９０の上に載せる。充電台９０に載せられたキャリングケース１００は、送電コイル９５に電磁結合される受電コイル５に電力を誘導し、誘導される電力を充電回路３０で電池１を充電する直流に変換して電池１を充電する。電池１が満充電されると、充電回路３０が電池１の充電電流を遮断する。充電電流が遮断されると、受電コイル５の電流が遮断されて、送電コイル９５の負荷が変化するので、充電台９０は送電コイル９５の負荷変動で電池１の満充電を検出して、送電コイル９５への交流電力の供給を停止する。キャリングケースは、電池の満充電を検出し、検出した満充電信号を充電台に無線伝送して、充電台の充電を停止することもできる。このキャリングケースは、満充電信号を送信する送信器を備え、充電台は送信器から送信される満充電信号を受信する受信器を備える。
【符号の説明】
【００５４】
１００…キャリングケース
１…電池
１Ａ…単３電池
１Ｂ…単４電池
２…ケーシング
３…充電機能
４…回路基板
４Ｈ…貫通孔
４Ｍ…位置決め切欠部
４Ｎ…位置決め凹部
５…受電コイル
６…シールドプレート
７…クッション材
１０…充電端子
１０Ａ…充電端子
１０Ｂ…充電端子
１１…回転端子
１２…回転体
１２Ｘ…回転軸
１２Ｙ…係止凸部
１３…接触端子
１３Ａ…湾曲部
１４…弾性接点
１８…発熱部品
１９…止ネジ
２０…開閉蓋
２０Ａ…トッププレート
２０Ｂ…側壁
２０Ｃ…端壁
２０Ｄ…延長部
２０Ｅ…回転軸
２０Ｆ…切欠部
２１…上ケース
２１Ｂ…外側壁
２１Ｄ…凹部
２１Ｅ…軸受凹部
２１Ｆ…段差部
２１Ｇ…係止部
２１Ｈ…連結ボス
２１Ｐ…押圧凸部
２１Ｑ…押圧凸部
２１Ｒ…押圧リブ
２１Ｓ…セット凹部
２１Ｔ…接触窓
２１Ｕ…弾性アーム
２１Ｖ…端子窓
２１Ｘ…軸孔
２１Ｙ…係止フック
２２…下ケース
２２Ａ…底プレート
２２Ｂ…周壁
２２Ｇ…係止フック
２２Ｈ…挿入ボス
２２Ｊ…挿入凹部
２２Ｋ…円形凹部
２２Ｌ…円形突出部
２２Ｍ…位置決め凸部
２２Ｎ…位置決めリブ
２２Ｐ…支持部
２３…脱着装着部
２３Ａ…縦溝
２４…通風隙間
２５…収納スペース
２６…熱遮断隙間
３０…充電回路
３１…整流回路
３２…平滑コンデンサー
３３…定電流回路
３４…切換回路
３５…検出接点
３６…検出端子
９０…充電台
９２…外装ケース
９３…交流電源
９５…送電コイル
９６…載せプレート
９７…図形
９９…ＡＣアダプタ
２００…充電器
２０１…内蔵電池
２０２…ケーシング
２０３…充電回路
２０４…出力回路
２０５…受電コイル
２０６…ＤＣ／ＤＣコンバータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電される電池(1)を脱着自在にセットできる脱着装着部(23)を有し、かつ送電コイル(95)を内蔵し電磁誘導作用で電力を搬送して充電するための充電台(90)に載せられる平面状の底プレート(22A)を有するケーシング(2)と、このケーシング(2)の脱着装着部(23)にセットしている電池(1)を充電する充電回路(30)を実装する回路基板(4)と、この回路基板(4)の充電回路(30)に接続され、前記充電台(90)の送電コイル(95)に電磁結合されて送電コイル(95)から電力を受け取る受電コイル(5)とを備え、
前記充電台(90)に載せられる状態で、受電コイル(5)が送電コイル(95)に電磁結合されて、送電コイル(95)の電力を受電コイル(5)で受け取り、受電コイル(5)に誘導される電力でもって充電回路(30)が電池(1)を充電するようにしてなる充電機能を有する電池のキャリングケース。
【請求項２】
前記ケーシング(2)が、前記脱着装着部(23)と前記底プレート(22A)との間に前記回路基板(4)を配置すると共に、前記回路基板(4)と前記底プレート(22A)との間であって前記底プレート(22A)に接近して前記受電コイル(5)を配置しており、
前記受電コイル(5)と前記回路基板(4)との間に、受電コイル(5)と回路基板(4)との間を熱遮断する熱遮断隙間(26)を設けてなる請求項１に記載される充電機能を有する電池のキャリングケース。
【請求項３】
前記受電コイル(5)と前記回路基板(4)との間にクッション材(7)が配置されており、このクッション材(7)でもって、前記受電コイル(5)が前記底プレート(22A)に向かって弾性的に押されて前記底プレート(22A)に密着されてなる請求項２に記載される充電機能を有する電池のキャリングケース。
【請求項４】
前記回路基板(4)が、受電コイル(5)に対向する面の反対側に発熱部品(18)を固定している請求項２または３に記載される充電機能を有する電池のキャリングケース。
【請求項５】
前記ケーシング(2)が、脱着装着部(23)を開閉する開閉蓋(20)を有し、開閉蓋(20)を閉じる状態で脱着装着部(23)に通風する通風隙間(24)を設けている請求項１ないし４のいずれかに記載される充電機能を有する電池のキャリングケース。
【請求項６】
前記脱着装着部(23)にセットされる電池(1)が、単３電池(1A)と単４電池(1B)である請求項１ないし５のいずれかに記載される充電機能を有する電池のキャリングケース。
【請求項７】
前記脱着装着部(23)にセットされるニッケル水素電池である請求項１ないし６のいずれかに記載される充電機能を有する電池のキャリングケース。
【請求項１】
充電される電池(1)を脱着自在にセットできる脱着装着部(23)を有し、かつ送電コイル(95)を内蔵し電磁誘導作用で電力を搬送して充電するための充電台(90)に載せられる平面状の底プレート(22A)を有するケーシング(2)と、このケーシング(2)の脱着装着部(23)にセットしている電池(1)を充電する充電回路(30)を実装する回路基板(4)と、この回路基板(4)の充電回路(30)に接続され、前記充電台(90)の送電コイル(95)に電磁結合されて送電コイル(95)から電力を受け取る受電コイル(5)とを備え、
前記充電台(90)に載せられる状態で、受電コイル(5)が送電コイル(95)に電磁結合されて、送電コイル(95)の電力を受電コイル(5)で受け取り、受電コイル(5)に誘導される電力でもって充電回路(30)が電池(1)を充電するようにしてなる充電機能を有する電池のキャリングケース。
【請求項２】
前記ケーシング(2)が、前記脱着装着部(23)と前記底プレート(22A)との間に前記回路基板(4)を配置すると共に、前記回路基板(4)と前記底プレート(22A)との間であって前記底プレート(22A)に接近して前記受電コイル(5)を配置しており、
前記受電コイル(5)と前記回路基板(4)との間に、受電コイル(5)と回路基板(4)との間を熱遮断する熱遮断隙間(26)を設けてなる請求項１に記載される充電機能を有する電池のキャリングケース。
【請求項３】
前記受電コイル(5)と前記回路基板(4)との間にクッション材(7)が配置されており、このクッション材(7)でもって、前記受電コイル(5)が前記底プレート(22A)に向かって弾性的に押されて前記底プレート(22A)に密着されてなる請求項２に記載される充電機能を有する電池のキャリングケース。
【請求項４】
前記回路基板(4)が、受電コイル(5)に対向する面の反対側に発熱部品(18)を固定している請求項２または３に記載される充電機能を有する電池のキャリングケース。
【請求項５】
前記ケーシング(2)が、脱着装着部(23)を開閉する開閉蓋(20)を有し、開閉蓋(20)を閉じる状態で脱着装着部(23)に通風する通風隙間(24)を設けている請求項１ないし４のいずれかに記載される充電機能を有する電池のキャリングケース。
【請求項６】
前記脱着装着部(23)にセットされる電池(1)が、単３電池(1A)と単４電池(1B)である請求項１ないし５のいずれかに記載される充電機能を有する電池のキャリングケース。
【請求項７】
前記脱着装着部(23)にセットされるニッケル水素電池である請求項１ないし６のいずれかに記載される充電機能を有する電池のキャリングケース。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−２２１８５３（Ｐ２０１２−２２１８５３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８８６１６（Ｐ２０１１−８８６１６）
【出願日】平成２３年４月１２日（２０１１．４．１２）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１２日（２０１１．４．１２）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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