JP3130885U - 電池電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同一形状且つ電圧の異なる一次電池と二次電池の両方を使用可能な電池電源装置を提供する。
【解決手段】電池電源装置１０は、６本の同一形状の電池を直列接続状態にて収容可能な電池ボックス１１と、電池ボックス１１の全体に収容された所定本数の電池１２ａ乃至１２ｆの直列接続の端子間電圧を供給する第１の電源ライン１３と、電池ボックスの一部に収容された４本の電池の直列接続の端子間電圧を供給する第２の電源ライン１４と、電池１２ａの負極に接続されるグランドライン１５と、第１の電源ライン１３及び第２の電源ライン１４のいずれか一方を外部出力端子１７に接続するジャンパスイッチ１６とを備えている。
【選択図】図１

Description

本考案は、電池電源装置に関し、特に、二次電池と一次電池の両方を使用可能な電池電源装置に関するものである。

電池駆動が可能なサーマルラインプリンタ等の携帯型電子機器においては、充電による繰り返し利用が可能なニッケル水素電池が好ましく使用されている。しかし、緊急の電池交換に対応できるようにするためには、広く市販されているアルカリ乾電池やマンガン乾電池も使用可能であることがより好ましい。

一次電池と二次電池の両方を使用可能にするため、特許文献１には、二次電池とほぼ同一形状とした一次電池用ケースを使用し、一次電池用ケースによってパック化された一次電池を電池ボックス部に収納する方法が提案されている。これにより、共通の電池ボックス部にて、形状の異なる一次電池と二次電池との使い分けが可能である。
特開平１１−８９１０２号公報

二次電池であるニッケル水素電池は、単３形や単４形といった乾電池と同一形状であることから、一次電池用ケースを使用することなくそのまま電池ボックスに収容することができる。しかし、満充電時におけるニッケル水素電池の電圧が１．４Ｖであるのに対し、アルカリ乾電池やマンガン乾電池の未使用時の電圧が１．５Ｖであることから、次のような問題を有している。

例えば、この電池電源をサーマルラインプリンタに使用する場合、サーマルラインヘッドの最大定格の動作電圧は８．５Vであるため、８．５Ｖを超える電圧を供給してはならなない。ここで、電池電源として６本のニッケル水素電池を使用する場合、６本の電池の直列接続では１．４×６＝８．４Vとなるので、最大定格の範囲に収めることができる。

これに対し、未使用時のアルカリ乾電池やマンガン乾電池を６本直列接続したときの両端の電圧は１．５×６＝９Vとなり、定格オーバーとなってしまう。この場合、乾電池の本数を少なくすれば問題はないが、上述の通り、ニッケル水素電池は乾電池と同一形状を有することから、一次電池用ケースを使用することなく対応できることが好ましい。また、使用しない空きの電池スロットにダミー電池を挿入することにより電池の直列接続状態を確保する方法も考えられるが、ダミー電池を紛失した場合には直列接続状態を確保できなくなるため、ダミー電池なしで対応できることが望まれている。

したがって、本考案の目的は、同一形状且つ電圧の異なる一次電池と二次電池の両方を使用可能な電池電源装置を提供することにある。

本考案の上記目的は、所定本数の同一形状の電池を直列接続状態にて収容可能な電池ボックスと、電池ボックスの全体に収容された所定本数の電池の直列接続の端子間電圧を供給する第１の電源ラインと、ボックスの一部に収容された所定本数よりも少ない本数の電池の直列接続の端子間電圧を供給する第２の電源ラインと、第１の電源ライン及び第２の電源ラインのいずれか一方を外部負荷に接続する切り替えスイッチとを備えることを特徴とする電池電源装置によって達成される。

本考案によれば、電池ボックスの全体に二次電池であるニッケル水素電池を収容して使用することができると共に、電池ボックスの一部にニッケル水素電池よりも少ない本数の一次電池として例えばアルカリ乾電池やマンガン電池を収容して使用することができる。したがって、標準で使用されるニッケル水素電池の充電を忘れた場合や、電子機器の使用時間が長くニッケル水素電池が電池切れを起こした場合であっても、入手が容易な市販の乾電池に代替することができる。この場合において、二次電池を超える電圧が供給されることがないので、電子機器の最大定格を超える電圧が供給されることはない。また、一次電池専用ケースを使用したり、ダミー電池を使用したりすることなく、電池ボックス１１内の所定の箇所に収容するだけで使用可能となるため、電池の取り扱いを極めて容易にすることができる。

本考案において、電池ボックスは、互いに区画された第１及び第２の電池収容部からなり、所定本数の電池は、第１の電池収容部と第２の電池収容部の両方に収容され、所定本数よりも少ない本数の電池は、第２の電池収容部に収容されることが好ましい。これによれば、二次電池に替えて一次電池を使用する場合に、これらを収容すべき箇所と空き電池スロットとすべき箇所とが明確に区別されているので、一次電池を誤った位置にセットしてしまう事態を防止することができる。なお、第１の電池収容部と第２の電池収容部の両方に収容される電池は、二次電池であり、第２の電池収容部にのみ収容される電池は、一次電池であることが好ましい。特に、二次電池はニッケル水素電池であり、一次電池はアルカリ乾電池又はマンガン乾電池であることが好ましい。さらにまた、電池ボックスには６本の電池を収容可能であり、第２の電池収容部には４本の電池を収容可能であることが好ましい。

このように、本考案によれば、同一形状且つ電圧の異なる一次電池と二次電池の両方を使用可能な電池電源装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本考案の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本考案の好ましい実施形態に係る電池電源装置の構成を示す回路図である。

図１に示すように、この電池電源装置１０は、６本の同一形状の電池を直列接続状態にて収容可能な電池ボックス１１と、電池ボックス１１の全体に収容された６本の電池１２ａ乃至１２ｆの直列接続の端子間電圧を供給する第１の電源ライン１３と、電池１２ａの負極に接続されるグランドライン１５と、電池ボックス１１の一部に収容された４本の電池の直列接続の端子間電圧を供給する第２の電源ライン１４と、第１の電源ライン１３及び第２の電源ライン１４のいずれか一方を外部出力端子１７に接続するジャンパスイッチ１６とを備えている。電池電源装置１０による電力は、外部出力端子１７を通じて外部負荷１８に供給される。特に限定されるものではないが、外部負荷１８としては、例えばサーマルラインプリンタを挙げることができる。

電池ボックス１１は、第１の電池収容部１１Ｘと第２の電池収容部１１Ｙを有している。第１の電池収容部１１Ｘには２本の電池１２ａ、１２ｂを収容可能であり、第２の電池収容部１１Ｙには４本の電池１２ｃ乃至１２ｆを収容可能である。すなわち、６本の電池１２ａ乃至１２ｆは、第１の電池収容部１１Ｘと第２の電池収容部１１Ｙの両方に収容される。通常、電池電源としては二次電池あるニッケル水素電池が使用されるが、ニッケル水素電池が消耗し、代替のニッケル水素電池もないような場合には、市販のアルカリ乾電池やマンガン乾電池が使用される。

ニッケル水素電池を使用する場合には、第１の電池収容部１１Ｘと第２の電池収容部１１Ｙの両方に６本のニッケル水素電池を収容する。これにより、６本のニッケル水素電池の直列接続回路が構成されるので、ジャンパスイッチ１６を接点Ｂ側に切り替えることで、外部出力端子１７には６本のニッケル水素電池の直列接続の端子間電圧が供給される。ニッケル水素電池１本の電圧は１．４Vであることから、６本では１．４×６＝８．４Vを得ることができ、例えば最大定格が８．５Vであるサーマルラインプリンタのような電子機器に対応することが可能である。

一方、アルカリ乾電池又はマンガン乾電池を使用する場合には、図２に示すように、第２の電池収容部１１Ｙにのみ４本のアルカリ乾電池又はマンガン乾電池を収容する。これにより、４本のアルカリ乾電池又はマンガン乾電池の直列接続回路が構成されるので、ジャンパスイッチ１６を接点Ａ側に切り替えることで、外部出力端子１７には４本のアルカリ乾電池又はマンガン乾電池の直列接続の端子間電圧が供給される。アルカリ乾電池やマンガン乾電池の電圧は１．５Vであることから、１．５×４＝６Vを供給することができ、ニッケル水素電池を超えない電圧の供給が可能である。

図３は、電池ボックス１１の構造の一例を示す略斜視図である。

図３に示すように、電池ボックス１１は、２本の電池を直列接続状態にて収容可能な空間を有する第１の電池収容部１１Ｘと、４本の電池を直列接続状態にて収容可能な空間を有する第２の電池収容部１１Ｙとで構成されている。第１の電池収容部１１Ｘと第２の電池収容部１１Ｙは、所定の方向（ここではY方向）に並べて配置されており、これにより第１の電池収容部１１Ｘと第２の電池収容部１１Ｙが互いに区画された構成となっている。第２の電池収容部１１Ｙは、直列接続状態の２本の電池が２段積みされるように構成され、これにより４本の電池をまとめて収容可能である。

Ｘ方向に連続する２本の電池の電極間（例えば電池１２ａの正極と電池１２ｂの負極との間）は直接接続されているが、そうでない電池同士の電極間（例えば電池１２ｂの正極と電池１２ｃの負極との間）は端子板２１を介して電気的に接続され、これにより６本の電池１２ａ乃至１２ｆは直列接続状態となっている。６本の電池１２ａ乃至１２ｆの直列接続の両端には端子板２２を介してリード端子が接続され、これにより第１の電源ライン１３及びグランドライン１５が形成されている。また、４本目の電池１２ｄと５本目の電池１２ｅの端子間を接続する端子板２１にリード端子が接続され、これにより第２の電源ライン１４が形成されている。

このように、本実施形態の電池ボックス１１によれば、二次電池であるニッケル水素電池に替えてアルカリ乾電池やマンガン乾電池を使用する場合に、これらを収容すべき箇所と空き電池スロットとすべき箇所とが明確に区別されているので、アルカリ乾電池やマンガン乾電池を誤った位置にセットしてしまう事態を防止することができる。

以上説明したように、本実施形態の電池電源装置１０によれば、電池ボックス１１の全体にニッケル水素電池を収容して使用することができると共に、電池ボックス１１の一部にニッケル水素電池よりも少ない本数のアルカリ乾電池やマンガン電池を収容して使用することができる。したがって、標準で使用されるニッケル水素電池の充電を忘れた場合や、電子機器の使用時間が長くニッケル水素電池が電池切れを起こした場合であっても、入手が容易な市販の乾電池に代替することができる。この場合において、アルカリ乾電池やマンガン乾電池による電圧がニッケル水素電池による電圧を超えることがないので、電子機器の最大定格を超える電圧が供給される事態を防止することができる。また、一次電池専用ケースを使用したり、ダミー電池を使用したりすることなく、電池ボックス１１内の所定の箇所に収容するだけで使用可能となるため、電池の取り扱いを極めて容易にすることができる。

本考案は、以上の実施形態に限定されることなく、本考案の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、それらも本考案の範囲に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態においては、切り替えスイッチとしてジャンパスイッチ１６を用いているが、本考案はこれに限定されるものではなく、種々のスイッチ機構を適用可能である。また、手動での切替に限定されるわけではなく、収容される電池の電圧に応じて接続が自動的に切り替わるスイッチング素子やスイッチング回路を用いてもよい。また、電圧の高い電源ラインを選択する回路であってもよい。このような回路としては、図４に示すように、各電源ライン１４、１５上にダイオード４１Ａ、４１Ｂが挿入された回路を一例として挙げることができる。電源ラインの電圧が高いほうのダイオードは順バイアスとなるので電流が流れるが、反対側のダイオードは逆バイアスとなるので電流は流れない。したがって、電圧の高い電源ラインを選択することができる。

また、ジャンパスイッチ１６や外部出力端子１７は、電池ボックス１１内に設けられている必要はなく、図５に示すように、外部負荷１８を構成する回路基板１９上に外部出力端子１７やジャンパスイッチ１６が実装されていてもよい。このような構成であれば、電池収容部１１の構成を簡素化することができる。

また、上記実施形態においては、６本の電池を収容可能な電池ボックス１１を用い、第１の電池収容部１１Ｘに２本の電池を収容可能とし、第２の電池収容部１１Ｙに４本の電池を収容可能とする構成を例に挙げたが、例えば、第１の電池収容部１１Ｘに１本、第２の電池収容部１１Ｙに５本を収容可能な構成としてもよい。また、電池の本数は特に限定されるものではなく、電池ボックス１１の収容本数を３本とし、そのうちの１本を第１の電池収容部１１Ｘに収容し、残りの２本を第２の電池収容部１１Ｙに収容するような構成としてもよい。

また、電池ボックス１１の構造は、図２に示したような４本の電池と２本の電池を分離した構造に限定されるものではなく、例えば、６本の電池を並列に配置した構造等、種々の構造を採用することができる。例えば、６本の電池を並列に配置するような構造の場合、第１の電池収容部１１Ｘと第２の電池収容部１１Ｙを色分けやマークによって区別できるようにしてもよい。

図１は、本考案の好ましい実施形態に係る電池電源装置の回路構成を示す模式図である。 図２は、本考案の好ましい実施形態に係る電池電源装置の回路構成を示す模式図であって、特に４本の一次電池を収容した状態を示すものである。 図３は、電池ボックス１１の構造の一例を示す略斜視図である。 図４は、自動切り替えスイッチの一例である電源ライン選択回路の構成を示す回路図である。 図５は、本考案の他の好ましい実施形態に係る電池電源装置の回路構成を示す模式図である。

符号の説明

１０ 電池電源装置
１１ 電池ボックス
１１Ｘ 第１の電池収容部
１１Ｙ 第２の電池収容部
１２ａ １番目の電池
１２ｂ ２番目の電池
１２ｃ ３番目の電池
１２ｄ ４番目の電池
１２ｅ ５番目の電池
１２ｆ ６番目の電池
１３ 第１の電源ライン
１４ 第２の電源ライン
１５ グランドライン
１６ ジャンパスイッチ
１７ 外部出力端子
１８ 外部負荷
２１ 端子板
２２ 端子板

Claims (4)

1. 所定本数の同一形状の電池を直列接続状態にて収容可能な電池ボックスと、
   前記電池ボックスの全体に収容された前記所定本数の電池の直列接続の端子間電圧を供給する第１の電源ラインと、
   前記ボックスの一部に収容された前記所定本数よりも少ない本数の電池の直列接続の端子間電圧を供給する第２の電源ラインと、
   前記第１の電源ライン及び前記第２の電源ラインのいずれか一方を外部負荷に接続する切り替えスイッチとを備えることを特徴とする電池電源装置。
2. 前記電池ボックスは、互いに区画された第１及び第２の電池収容部からなり、
   前記所定本数の電池は、前記第１の電池収容部と前記第２の電池収容部の両方に収容され、
   前記所定本数よりも少ない本数の電池は、前記第２の電池収容部に収容されることを特徴とする請求項１に記載の電池電源装置。
3. 前記第１の電池収容部と前記第２の電池収容部の両方に収容される電池は、二次電池であり、
   前記第２の電池収容部にのみ収容される電池は、一次電池であることを特徴とする請求項２に記載の電池電源装置。
4. 前記電池ボックスには６本の電池を収容可能であり、前記第２の電池収容部には４本の電池を収容可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電池電源装置。

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