JP3642433B2

JP3642433B2 - Detachable battery unit

Info

Publication number: JP3642433B2
Application number: JP03668494A
Authority: JP
Inventors: 民次永井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-03-08
Filing date: 1994-03-08
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: JPH07245095A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電池ユニットの取り外しが自在に可能な着脱式電池ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電池動作する携帯形の電子機器が増えている。図２２は、このように電池で動作する装置３の電源部を示し、電池１の端子を、保護回路および容量表示回路を有する回路部２を介して、正端子４および負端子５に接続している。
【０００３】
これらの装置の電源は、経済性を考慮して、充電可能な２次電池が使用されているものが多い。ところが、２次電池は充放電回数の制約があることから、寿命に達したものは新しいものに交換できるようにしている。
【０００４】
この場合、経済性を考慮すると、充電機能を有する回路部と、電池本体からなる電池部に分けて、電池が寿命に達したときは、電池部だけを交換するようにしている。図２３は、このような構成を示し、電池パック１１と回路パック１２に分け、電池パック１１は、端子１３および端子１４を有し、回路パック１２は、端子１５乃至１８を備えている。
【０００５】
そして、電池パック１１と回路パック１２を装着すると、図２４に示すように、端子１３と端子１５が接触し、端子１４と端子１６が接触して、電池パック１１の充放電が行えるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の着脱式電池ユニットは、電池部分の端子が露出しているので、図２５に示すように、その端子に負荷を接続することが容易にできることから、電池の安全性および過放電による電池の破壊等の危険がある。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、電池端子に負荷を接続しただけでは負荷に電源が供給されないようにし、電池の安全性を確保するようにしたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を解決するために請求項１の発明は、電池パック（１１）と、この電池パック（１１）に装着されたとき電池パックの出力端子（１３、１４）を介して電池電圧が供給される回路パック（１２）とから構成される着脱式電池ユニットにおいて、回路パック（１２）は側面に設けた突起（７１）を有し、電池パック（１１）は側面に設けた開口（４３）およびその開口（４３）の奥に設けられ突起（７１）が開口（４３）に挿入されたとき押圧される弾性押圧部材（４２）を有し、弾性押圧部材（４２）は導電性の可動接片（６１）と、この導電性可動接片（６１）を開口部（６３）方向に押圧する絶縁性押圧部材から構成され、弾性押圧部材（４２）の押圧が解除されたとき弾性力によって形状変形し、その弾性変形によって、電池パック（１１）内の電池（３１）と、回路（１２）とが切り離されたときに、電池は出力端子（１３、１４）から切り離されることを特徴とする着脱式電池ユニット。
【００１１】
請求項２の発明は請求項１の発明において、導線性可動接片（６１）は開口部（６３）側に付勢されたときと、突起（７１）によって押圧されたときとで異なる固定接片（１４、６２）に押圧されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は請求項１の発明において、電池パック（１１）と、この電池パック（１１）に装着されたとき電池パックの出力端子（１３、１４）を介して電池電圧が供給される回路パック（１２）とから構成される着脱式電池ユニットにおいて、電池（３１）は電子スイッチ（５１、５２）が直列に接続された状態で出力端子（１４）に接続され、電子スイッチ（５１、５２）の制御端子には回路パック（１２）が電池パック（１１）に装着されたとき接続されるスイッチ（５３）を介して回路パック（１２）側から制御信号が供給され、電池パック（１１）内の電池（３１）は電池パック（１１）が回路パック（１２）から離脱したとき出力端子（１４）から切り離されることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、制御端子は電池パック（１１）を回路パック（１２）から離脱したときに露出しない構造であることを特徴とする。
【００１４】
【作用】
請求項１の発明は、回路パック（１２）は側面に設けた突起（７１）を有し、電池パック（１１）は側面に設けた開口（４３）およびその開口（４３）の奥に設けられ突起（７１）が開口（４３）に挿入されたとき押圧される弾性押圧部材（４２）を有し、弾性押圧部材（４２）は導電性の可動接片（６１）と、この導電性可動接片（６１）を開口部（６３）方向に押圧する絶縁性押圧部材から構成され、弾性押圧部材（４２）の押圧が解除されたとき弾性力によって形状変形し、その弾性変形によって、電池パック（１１）内の電池（３１）と、回路（１２）とが切り離されたときに、電池は出力端子（１３、１４）から切り離される。
【００１７】
請求項２の発明は、導線性可動接片（６１）が開口部（６３）側に付勢されたときと、突起（７１）によって押圧されたときとで異なる固定接片（１４、６２）に押圧される。
【００１８】
請求項３の発明は、電池パック（１１）と、この電池パック（１１）に装着されたとき電池パックの出力端子（１３、１４）を介して電池電圧が供給される回路パック（１２）とから構成される着脱式電池ユニットにおいて、電池（３１）は電子スイッチ（５１、５２）が直列に接続された状態で出力端子（１４）に接続され、電子スイッチ（５１、５２）の制御端子には回路パック（１２）が電池パック（１１）に装着されたとき接続されるスイッチ（５３）を介して回路パック（１２）側から制御信号が供給され、電池パック（１１）内の電池（３１）は電池パック（１１）が回路パック（１２）から離脱したとき出力端子（１４）から切り離される。
【００１９】
【実施例】
図１は、本発明の基本形態を示す図であり、電池パック１１と回路パック１２とからなり、電池パック１１は、電池３１と直列に挿入されたスイッチ３２を介して、正端子１３、負端子１４に接続されている。
【００２０】
回路パック１２は、電池パック１１側の正端子１３および負端子１４に接続される正端子１５および負端子１６、負荷に接続される正端子１７および負端子１８を供え、電池３１に充電電流を供給したり、過負荷時の電流制限などをするようになっている。
【００２１】
電池３１が寿命に達したときは、電池パック１１を取り外し、新たなものと交換する。そして、図２に示すように、新たな電池パック１１を回路パック１２に装着すると、端子１３と端子１５が接触し、端子１４と端子１６が接触して、交換した電池パック１１が使用可能になる。
【００２２】
また、電池パック１１のスイッチ３２は、後述する構造によって、図１のように、電池パック１１を取り外すとオフになるが、電池パック１１を回路パック１２に装着すると、図２に示すように、オンとなるように構成されている。
【００２３】
そして、スイッチ３２がオンになることで、回路パック１２からの充電が可能になり、また電池３１から回路パック１２の方向への放電も可能になり、その放電電圧は、回路パック１２の端子１７、１８から図示しない負荷に供給されるようになる。
【００２４】
すなわち、電池パック１１を取り外した状態では、電池パック１１の端子１３、１４には電池３１の電圧が現れないようにしているので、その端子に負荷あるいは充電器を接続しても、電池３１には全く影響を与えず、安全である。しかし、電池パック１１を回路パック１２に接続することで、電池３１は、負荷あるいは充電器に接続され、使用可能になる。
【００２５】
図３は、回路パック１２を取り外したとき、電池３１を端子１３、１４から切り放す構造を示す図であり、主として電池パック１１の断面を示している。電池パック１１は、電池３１の負側端子が回路パック外部接続用の負端子１４に接続されており、電池３１の正側端子は、電池パック１１の筺体内部空間右上隅に筺体と一体に設けられたＬ形固定部１１ａのうち、比較的上方の位置へ水平な状態で固設された接片４１に接続されている。
【００２６】
電池パック１１の筺体右側壁の中央付近には、回路パック１２の左側に設けられた突起７１が嵌合される開口４３が設けられており、その開口４３の奥にあるＬ字形固定部１１ａには、突起７１に押圧されて弾性変形する接片４２が固設されている。
【００２７】
そして接片４２は、突起７１に押圧されて弾性変形する半円状の弾性部４２ａ、およびその先端部から接片４１と平行な状態で立ち上がる接片部４２ｂを有しており、弾性部４２ａが突起７１に押圧されて弾性変形を起こすと、接片部４２ｂが上方に移動し、接片４１と接触するようになっている。
【００２８】
接片４２の左端は、正側端子１３に接続されており、これにより、回路パック１２の突起７１が電池パック１１に嵌合されることにより、電池パック１１と回路パック１２が装着されると、接片４２が弾性変形して接片４１と接片部４２ｂが接触するので、電池３１の回路が形成され、端子１３、１４に電池が接続される。
【００２９】
また、電池パック１１と回路パック１２の装着が解除されると、弾性部４２ａの弾性変形が解除され、接片４１と接片部４２ｂが接触しなくなるので、電池３１は端子１３から切り離される。
【００３０】
図４は、第２の実施例を示す回路図であり、電池パック１１と回路パック１２を装着することによって、スイッチ５３が図と反対の位置に接続され、回路パック１２の制御端子６１から送出される制御信号が、電池パック１１の制御端子５４を介してＦＥＴ５１、５２をオンさせ、これによって、電池３１の電圧が正端子１３、負端子１４に出力されるようになっている。
【００３１】
電池パック１１の正端子１３は電池３１の正極に接続され、電池３１の負極はＦＥＴ５２のドレインに接続され、ＦＥＴ５２のソースはＦＥＴ５１のソースに接続され、ＦＥＴ５１のドレインは負端子１４およびスイッチ５３のＡ端子、すなわち、回路パック非装着時に親端子と接続される端子に接続されている。
【００３２】
ＦＥＴ５１、５２のゲートは共通接続されスイッチ５３の親端子に接続されており、スイッチ５３のＢ端子、すなわち回路パック装着時に親端子と接続される端子は、制御端子５４に接続されている。ＦＥＴ５１は、トランジスタ５１ａと寄生ダイオード５１ｂから構成されている。ＦＥＴ５２は、トランジスタ５２ａと寄生ダイオード５２ｂから構成されている。
【００３３】
スイッチ５３は、図５に示すように構成されている。すなわち、電池パック１１の筺体右側壁中央部付近に、回路パック１２の突起７１が嵌合する開口６３が設けられており、開口６３の下端部に接して負端子１４が設けられている。また、電池パック１１の右側壁で開口６３より少し上側に制御端子５４が設けられ、それより上側に正端子１３が設けられている
【００３４】
そして、負端子１４には、弾性を有する絶縁体６０によって押圧された接片６１が接触しており、その接片６１は、回路パック１２が電池パック１１に装着されたとき絶縁体６０の弾力に抗して左側に移動するようになっており、その移動先には、筺体から延びる固定部１１ｂに固定された接片６２が設けられ、接片６１は、その接片６２に接触するようになっている。
【００３５】
正端子１３は電池３１の正端子に接続され、接片６１はＦＥＴ５１、５２のゲートに接続され、負端子１４はＦＥＴ５１のドレインに接続されるようになっている。接片６１は図４におけるスイッチ５３のＡ端子、接片６２はスイッチ５３のＢ端子に相当する。
【００３６】
電池パック１１を回路パック１２に装着したとき、端子１３は端子１５に接触し、端子５４は端子６１に接触し、端子１４は端子１６に接触するようになっている。
【００３７】
図４の回路は、電池パック１１に回路パック１２が装着されたとき、回路パック１２から供給される信号によってＦＥＴ５１、５２がオンするようになっており、それによって電池３１の電圧が端子１３、１４に送出されるようになっている。
【００３８】
また、充電は、トランジスタ５１ａがオンのときダイオード５２ｂおよびトランジスタ５１ａを介して行われ、放電は、トランジスタ５２ａがオンのとき、ダイオード５１ｂおよびトランジスタ５２ａを介して行われる。
【００３９】
図６は、第３の実施例を示す回路図であり、図５のＦＥＴの代わりに、リレー８１及びその接点８２によって電池３１の回路を形成している。この例でも回路パック１２を電池パック１１に装着することにより、突起７１によってスイッチ８３がオン状態になり、このとき回路パック１２から制御電圧が制御端子５４に供給されると、リレー８１が付勢され、接点８２がオンになり、電池３１が充電または放電可能な状態になる。
【００４０】
図７は、第４の実施例を示す回路図であり、電池パック１１に補助電源端子９１を備えた例である。補助電源端子９１および制御電源端子５４は、図８に示すように、保護カバー１１１に囲まれた空間１１２の内部に露出するように構成されている。このように構成することによって、電池パック１１を取り外しても、補助電源端子９１及び制御電源端子５４に負荷等を容易に接続することができないので、安全が確保される。
【００４１】
このとき、回路パック１２には、図８に示すようなブラケット１２１を設け、そのブラケット１２１が空間１１２に嵌合するようにしている。そして電池パック１１の保護カバー１１１、および回路パック１２のブラケット１２１には、図９に示すように、電極９１、５４および電極９２、６１が設けられ、それらが相互に接触するように構成されている。また、電池パック１１側の電極１３、１４が、回路パック１２側の電極１５、１６に接触することは前述の通りである。
【００４２】
図１０は、第５の実施例を示す回路図であり、電池パック１１側に電池３１の過充電および過放電を防止する保護回路を内蔵した例である。電池３１の正端子はゼナーダイオード１０１および１０２のカソード、リレー接点８２の一端、端子９１に接続されている。
【００４３】
電池３１の負端子は、抵抗１０５乃至１０６の一端、およびトランジスタ１０７乃至１０８のエミッタ、負端子１４に接続されている。ゼナーダイオード１０１のアノードは抵抗１０３の一端に接続され、抵抗１０３の他端は抵抗１０５の他端およびトランジスタ１０７のベースに接続されている。
【００４４】
ゼナーダイオード１０２のアノードは抵抗１０４の一端に接続され、抵抗１０４の他端は抵抗１０６の他端およびトランジスタ１０８のベースおよびトランジスタ１０７のコレクタに接続されている。
【００４５】
トランジスタ１０８のコレクタはリレーコイル８１を介して端子５４に接続され、リレー接点８２の他端は正端子１３に接続されている。この回路において、ゼナーダイオード１０１のブレークダウン電圧は、電池３１の過充電により発生する過電圧より若干低い値に設定され、ゼナーダイオード１０２のブレークダウン電圧は、電池３１の使用可能な最低電圧に設定されている。
【００４６】
このように構成された回路は、通常の充放電が行われてい場合、電池３１の電圧はゼナーダイオード１０２のブレークダウン電圧より大きく、ゼナーダイオード１０１のブレークダウン電圧よりも小さい値になっている。このため、ゼナーダイオード１０２がブレークダウンし、トランジスタ１０８のベースには常に所定の電圧が供給されている。
【００４７】
この状態で回路パック１２を接続し、回路パック１２側で端子９２と端子６１を接続すると、電池パック１１の端子５４に電源電圧が供給され、トランジスタ１０８がオンになるので、リレコイル８１が付勢される。これによりリレー接点８２がオンとなって電池電圧が正端子１３から回路パック１２に供給される。
【００４８】
この状態で電池３１を使用し、放電により端子電圧が低下すると、電池３１の端子電圧はやがてゼナーダイオード１０２のブレークダウン電圧以下になる。この状態になるとトランジスタ１０８のベースに電圧が供給されなくなり、トランジスタ１０８はオフとなって、リレーコイル８１が消勢される。これによりリレー接点８２がオフとなり、電池３１は回路パック１２から切り離され、過放電状態から保護される。
【００４９】
逆に、過充電により電圧が上昇し、電池３１の電圧がゼナーダイオード１０１のブレークダウン電圧よりも高くなると、ゼナーダイオード１０１もブレークダウンする状態となる。このためトランジスタ１０７がオンし、トランジスタ１０８のベース・エミッタ間を短絡するので、トランジスタ１０８はオフになる。このため、このときもリレーコイル８１が消勢され、電池３１は回路パック１２から切り離され、過充電から保護される。
【００５０】
図１０の回路も端子９１、５４は図８のように保護カバーが被せられ、電池パック１１を外しても、その端子に容易にふれることができないようになっている。しかし電池パック１１に回路パック１２を接続したときは、図９に示すように、その端子が回路パック１２側の対応する端子に接続されるように構成されている。
【００５１】
図１１は、第６の実施例を示す図であり、電池パック１１側に凹部１３１を設けて、その奥に電極９１と、電極５４を設け、外部からは容易にその電極に触れることができないようにし、電池３１の安全を確保している。そして、回路パック１２は突起１３２を設け、その先端部で端子９１および５４に対応する位置に端子９２よび６１を設けている。
【００５２】
このような構成にすることによって、回路パック１２を電池パック１１に装着することによって、回路パック１２の突起１３２が電池パック１１の凹部１３１に嵌合し、端子９１と端子９２が接触し、端子５４と端子６１が接触する。
【００５３】
図１２は、第７の実施例を示す図であり、電池パック１１の内側に、収縮付勢されるバネで引きつけられた磁石１５１および１５２を設け、それに端子９１および５４を設けている。そして、回路パック１２側はその磁石１５１および１５２と反対極性を有する磁石１６１および１６２を設け、それに端子９２および６１を設けている。
【００５４】
このように構成すると、電池パック１１と回路パック１２を装着したとき各磁石が相互に引きつけられ、端子９１および５４はバネの収縮力に抗して端子９２および６１に引きつけられ接触する。
【００５５】
図１３乃至図１６は、第８の実施例を示す図であり、電池パック１１の上部に溝１８１を設け、その溝１８１に中空のシャッタ１８２を挿入している。そしてそのシャッタ１８２の内部で短辺方向に線状のスプリング１８４を設け、そのスプリング１８４の両端は図１４に示す溝１８１の両側に設けた穴１８５に図１６に示す状態で係合している。
【００５６】
この状態で図１５に示す回路パック１２を電池パック１１に係合させると、突出部１９１の短辺側側面に設けられた突起１９２が、シャッタ１８２の穴１８３に挿入される。これによりその突起１９２がスプリング１８４を押圧し、図１６に示すようにスプリング１８４を撓ませる。すると、スプリング１８４の両端はやがて穴１８５から外れて、図１４に示すようにシャッタ１８２が後方へ移動する。
【００５７】
シャッタ１８２が移動した後には、図１４に示すように、電池パック１１の凹部１８６の上面に設けられた端子１３、１４、５４、９１が現れ、それが回路パック１２側の対応する端子と接触するようになっている。
【００５８】
このため、電池パック１１に回路パック１２を装着しないときには端子１３、１４、５４、９１が露出せず安全を確保できる。そして、電池パック１１に回路パック１２を装着するとそれらの端子が現れ、それが回路パック１２の対応する端子に接触するので、充電および放電が可能になる。
【００５９】
以上の実施例は、端子に電気的接触を保ち制御信号の伝送をしたが、これは図１７示すように、発光ダイオード２０２とフォトトランジスタ２０１の組み合わせでもよい。
【００６０】
また、上記実施例においては、正端子１７と負端子１８を回路パック１２側に設けるようにしたが、その一部または両方を、電池パック１１側に設けるようにすることも可能である。
【００６１】
例えば、図１８は、上記した図１の実施例において、正端子１７と負端子１８を回路パック１２側に設けずに、電池パック１１側に設けた実施例を表している。この場合、電池パック１１の端子１４と、回路パック１２の端子１６を、それぞれ２つの端子１４ａ，１４ｂと１６ａ，１６ｂに分割し、両者が相互に接続されるように配置する。そして、端子１４ｂには負端子１８を接続し、正端子１７は、スイッチ３２と端子１３の接続点に接続する。
【００６２】
さらにまた、回路パック１２内においてはスイッチ３０１を設け、端子１６ａと１６ｂを、スイッチ３０１を介して接続するようにする。
【００６３】
そして、電池パック１１と回路パック１２が結合されたとき、スイッチ３０１をオンする。これにより、正端子１７と負端子１８から、電池３１の電力を取り出すことができる。
【００６４】
あるいはまた、図１９に示すように、正端子１７のみを電池パック１１に設け、負端子１８は回路パック１２側に設けるようにすることもできる。
【００６５】
また、図４の実施例においては、正端子１７と負端子１８を回路パック１２側に設けるようにしたが、図２０に示すように、電池パック１１側に設けるようにすることもできる。
【００６６】
あるいはまた、図２１に示すように、負端子１８は回路パック１２側に設けるが、正端子１７のみを電池パック１１側に設けるようにしてもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１乃至請求項４の発明は、電池パックを回路パックから離脱したとき、電池電圧が出力される端子に電池電圧が現れないようにしたので、回路パックが外された状態で電池を使用することができなくなり、電池の安全を確保することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本思想を示す回路図である。
【図２】図１に示す電池パックと回路パックを装着した状態を示す図である。
【図３】本発明の一実施例を示し、図１におけるスイッチの構造を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例を示す回路図である。
【図５】図４におけるスイッチの構造を示す断面図である。
【図６】本発明の第３の実施例を示す回路図である。
【図７】本発明の第４の実施例を示す回路図である。
【図８】本発明の第５の実施例を示す回路図である。
【図９】図８における保護カバーを示す斜視図である。
【図１０】図９に示す電池パックと回路パックを接続した状態を示す断面図である。
【図１１】本発明の第６の実施例を示す図である。
【図１２】本発明の第７の実施例を示す図である。
【図１３】本発明の第８の実施例を示す斜視図である。
【図１４】図１３におけるシャッタが開いた状態を示す斜視図である。
【図１５】図１３の電池パックに装着される回路パックの構造を示す斜視図である。
【図１６】図１３においてスプリングが撓んだ状態を示す図である。
【図１７】信号伝送をフォトカップラで行う思想を示す図である。
【図１８】図１に示した実施例の変形例の構成を示す図である。
【図１９】図１の実施例のさらに他の変形例の構成を示す図である。
【図２０】図４に示した実施例の変形例の構成を示す図である。
【図２１】図４の実施例のさらに他の変形例の構成を示す図である。
【図２２】従来の一例を示すブロック図である。
【図２３】電池パックと回路パックを離脱した状態を示す図である。
【図２４】電池パックに回路パックを装着した状態を示す図である。
【図２５】電池パックに負荷を接続した状態を示す図である。
【符号の説明】
１電池
１１電池パック
１１ａＬ字形固定部
１２回路パック
１３乃至１８、５４、６１端子
３１電池
３２、５３、８３スイッチ
４１、４２接片
４２ａ弾性部
４２ｂ接片部
４３、６３開口
６０絶縁体
７１、１３２、１９２突起
８１リレー
８２接点
９１補助電源端子
１０１、１０２ゼナーダイオード
１０３乃至１０６抵抗
１０７、１０８トランジスタ
１１１保護カバー
１３１、１８６凹部
１５１、１５２、１６１、１６２磁石
１８１溝
１８２シャッタ
１８４スプリング
１９１突出部[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a detachable battery unit that can be freely detached.
[0002]
[Prior art]
In recent years, battery-operated portable electronic devices are increasing. FIG. 22 shows the power supply unit of the apparatus 3 operating on a battery in this way, and the terminal of the battery 1 is connected to the positive terminal 4 and the negative terminal 5 via the circuit unit 2 having the protection circuit and the capacity display circuit. ing.
[0003]
Many of the power sources of these devices use a rechargeable secondary battery in consideration of economy. However, since the secondary battery has a limit on the number of times of charging / discharging, a battery that has reached the end of its life can be replaced with a new one.
[0004]
In this case, in consideration of economy, the battery unit is divided into a circuit unit having a charging function and a battery unit including a battery body, and only the battery unit is replaced when the battery reaches the end of its life. FIG. 23 shows such a configuration, which is divided into a battery pack 11 and a circuit pack 12. The battery pack 11 has a terminal 13 and a terminal 14, and the circuit pack 12 has terminals 15 to 18.
[0005]
When the battery pack 11 and the circuit pack 12 are mounted, as shown in FIG. 24, the terminal 13 and the terminal 15 are in contact with each other, the terminal 14 and the terminal 16 are in contact with each other, and the battery pack 11 can be charged / discharged. ing.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional detachable battery unit, since the terminal of the battery part is exposed, a load can be easily connected to the terminal as shown in FIG. There is a risk of destruction of the battery due to overdischarge.
[0007]
The present invention has been made in view of such a situation, and the power is not supplied to the load only by connecting the load to the battery terminal, thereby ensuring the safety of the battery.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such an object, the invention of claim 1 is directed to the battery pack (11), and when the battery pack is attached to the battery pack (11), the battery voltage is supplied via the output terminals (13, 14) of the battery pack. In the detachable battery unit constituted by the supplied circuit pack (12), the circuit pack (12) has a protrusion (71) provided on the side surface, and the battery pack (11) has an opening (43) provided on the side surface. ) And an elastic pressing member (42) provided behind the opening (43) and pressed when the projection (71) is inserted into the opening (43). The elastic pressing member (42) is electrically conductive. The contact piece (61) and an insulating pressing member that presses the conductive movable contact piece (61) in the direction of the opening (63) are formed. By the elastic force when the elastic pressing member (42) is released. Deformed by its elastic deformation A battery (31) of the battery pack (11), when the circuitry (12) is disconnected, detachable battery unit, characterized in that the battery is disconnected from the output terminal (13, 14).
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the fixed movable contact piece (61) is different in the fixed contact when it is biased toward the opening (63) and when it is pressed by the protrusion (71). It is characterized by being pressed by the pieces (14, 62) .
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the battery voltage is supplied via the battery pack (11) and the output terminals (13, 14) of the battery pack when the battery pack (11) is attached. In the detachable battery unit composed of the circuit pack (12), the battery (31) is connected to the output terminal (14) in a state where the electronic switches (51, 52) are connected in series, and the electronic switch (51, 52) is supplied with a control signal from the circuit pack (12) side through a switch (53) connected when the circuit pack (12) is mounted on the battery pack (11). The battery (31) in () is disconnected from the output terminal (14) when the battery pack (11) is detached from the circuit pack (12) .
[0013]
The invention of claim 4 is the invention of claim 3 , characterized in that the control terminal is not exposed when the battery pack (11) is detached from the circuit pack (12).
[0014]
[Action]
In the invention of claim 1, the circuit pack (12) has a protrusion (71) provided on a side surface, and the battery pack (11) is provided in an opening (43) provided on the side surface and the back of the opening (43). The protrusion (71) has an elastic pressing member (42) that is pressed when inserted into the opening (43). The elastic pressing member (42) has an electrically conductive movable contact piece (61) and the electrically conductive movable contact. It is composed of an insulative pressing member that presses the piece (61) in the direction of the opening (63). When the pressing of the elastic pressing member (42) is released, the shape is deformed by elastic force, and the elastic deformation causes the battery pack ( 11) When the battery (31) in the circuit and the circuit (12) are disconnected, the battery is disconnected from the output terminals (13, 14).
[0017]
According to the second aspect of the present invention, the fixed contact piece (14, 62) is different between when the conductive movable contact piece (61) is biased toward the opening (63) and when pressed by the projection (71). Pressed.
[0018]
The invention of claim 3 includes a battery pack (11) and a circuit pack (12) to which a battery voltage is supplied via the output terminals (13, 14) of the battery pack when the battery pack (11) is mounted. In the detachable battery unit comprising the battery (31) , the battery (31) is connected to the output terminal (14) with the electronic switches (51, 52) connected in series, and is connected to the control terminal of the electronic switch (51, 52). A control signal is supplied from the circuit pack (12) side through a switch (53) connected when the circuit pack (12) is mounted on the battery pack (11), and the battery (31 in the battery pack (11) is supplied. ) Is disconnected from the output terminal (14) when the battery pack (11) is detached from the circuit pack (12) .
[0019]
【Example】
FIG. 1 is a diagram showing a basic form of the present invention. The battery pack 11 includes a battery pack 11 and a circuit pack 12. The battery pack 11 is connected to a positive terminal 13 and a negative terminal via a switch 32 inserted in series with the battery 31. It is connected to the terminal 14.
[0020]
The circuit pack 12 includes a positive terminal 15 and a negative terminal 16 connected to the positive terminal 13 and the negative terminal 14 on the battery pack 11 side, a positive terminal 17 and a negative terminal 18 connected to a load, and supplies a charging current to the battery 31. It is designed to supply or limit current during overload.
[0021]
When the battery 31 reaches the end of its life, the battery pack 11 is removed and replaced with a new one. As shown in FIG. 2, when a new battery pack 11 is mounted on the circuit pack 12, the terminal 13 and the terminal 15 come into contact with each other, the terminal 14 and the terminal 16 come into contact with each other, and the replaced battery pack 11 can be used. Become.
[0022]
Further, the switch 32 of the battery pack 11 is turned off when the battery pack 11 is removed as shown in FIG. 1 due to the structure described later. However, when the battery pack 11 is attached to the circuit pack 12, as shown in FIG. It is configured to be on.
[0023]
When the switch 32 is turned on, charging from the circuit pack 12 is possible, and discharging from the battery 31 toward the circuit pack 12 is also possible. , 18 is supplied to a load (not shown).
[0024]
That is, when the battery pack 11 is removed, the voltage of the battery 31 is prevented from appearing at the terminals 13 and 14 of the battery pack 11, so even if a load or a charger is connected to the terminal, Has no effect and is safe. However, by connecting the battery pack 11 to the circuit pack 12, the battery 31 is connected to a load or a charger and can be used.
[0025]
FIG. 3 is a diagram illustrating a structure in which the battery 31 is disconnected from the terminals 13 and 14 when the circuit pack 12 is removed, and mainly shows a cross section of the battery pack 11. In the battery pack 11, the negative side terminal of the battery 31 is connected to the negative terminal 14 for external connection of the circuit pack, and the positive side terminal of the battery 31 is provided integrally with the casing in the upper right corner of the casing internal space of the battery pack 11. Of the L-shaped fixing portion 11a thus formed, the L-shaped fixing portion 11a is connected to a contact piece 41 fixed in a horizontal state to a relatively upper position.
[0026]
Near the center of the right side wall of the battery pack 11 is an opening 43 into which a protrusion 71 provided on the left side of the circuit pack 12 is fitted, and an L-shaped fixing portion 11a at the back of the opening 43 is provided. Is fixed with a contact piece 42 that is pressed by the protrusion 71 and elastically deforms.
[0027]
The contact piece 42 includes a semicircular elastic portion 42a that is elastically deformed by being pressed by the protrusion 71, and a contact piece portion 42b that rises in a state parallel to the contact piece 41 from the tip portion thereof, and the elastic portion 42a. When the protrusion 71 is pressed to cause elastic deformation, the contact piece portion 42 b moves upward and comes into contact with the contact piece 41.
[0028]
The left end of the contact piece 42 is connected to the positive side terminal 13, and when the projection 71 of the circuit pack 12 is fitted into the battery pack 11, the battery pack 11 and the circuit pack 12 are attached. Since the contact piece 42 is elastically deformed and the contact piece 41 and the contact piece portion 42b come into contact with each other, a circuit of the battery 31 is formed, and the battery is connected to the terminals 13 and 14.
[0029]
When the battery pack 11 and the circuit pack 12 are released, the elastic deformation of the elastic part 42a is released and the contact piece 41 and the contact piece part 42b do not come into contact with each other, so that the battery 31 is disconnected from the terminal 13.
[0030]
FIG. 4 is a circuit diagram showing the second embodiment. When the battery pack 11 and the circuit pack 12 are mounted, the switch 53 is connected to the position opposite to that shown in the figure, and is sent from the control terminal 61 of the circuit pack 12. The controlled signal turns on the FETs 51 and 52 via the control terminal 54 of the battery pack 11, whereby the voltage of the battery 31 is output to the positive terminal 13 and the negative terminal 14.
[0031]
The positive terminal 13 of the battery pack 11 is connected to the positive electrode of the battery 31, the negative electrode of the battery 31 is connected to the drain of the FET 52, the source of the FET 52 is connected to the source of the FET 51, and the drain of the FET 51 is the negative terminal 14 and the switch 53. The terminal A is connected to the terminal connected to the parent terminal when the circuit pack is not attached.
[0032]
The gates of the FETs 51 and 52 are connected in common and connected to the parent terminal of the switch 53, and the B terminal of the switch 53, that is, the terminal connected to the parent terminal when the circuit pack is mounted is connected to the control terminal 54. The FET 51 includes a transistor 51a and a parasitic diode 51b . The FET 52 includes a transistor 52a and a parasitic diode 52b.
[0033]
The switch 53 is configured as shown in FIG. That is, an opening 63 into which the protrusion 71 of the circuit pack 12 is fitted is provided near the central portion of the right side wall of the battery pack 11, and the negative terminal 14 is provided in contact with the lower end of the opening 63. Further, a control terminal 54 is provided on the right side wall of the battery pack 11 slightly above the opening 63, and a positive terminal 13 is provided above the control terminal 54.
A contact piece 61 pressed by an elastic insulator 60 is in contact with the negative terminal 14, and the contact piece 61 is elastic of the insulator 60 when the circuit pack 12 is attached to the battery pack 11. The contact piece 62 fixed to the fixed portion 11b extending from the housing is provided at the destination of the movement, and the contact piece 61 is in contact with the contact piece 62. It has become.
[0035]
The positive terminal 13 is connected to the positive terminal of the battery 31, the contact piece 61 is connected to the gates of the FETs 51 and 52, and the negative terminal 14 is connected to the drain of the FET 51. The contact piece 61 corresponds to the A terminal of the switch 53 in FIG. 4, and the contact piece 62 corresponds to the B terminal of the switch 53.
[0036]
When the battery pack 11 is mounted on the circuit pack 12, the terminal 13 contacts the terminal 15 , the terminal 54 contacts the terminal 61, and the terminal 14 contacts the terminal 16.
[0037]
In the circuit of FIG. 4, when the circuit pack 12 is attached to the battery pack 11, the FETs 51 and 52 are turned on by a signal supplied from the circuit pack 12, whereby the voltage of the battery 31 is changed to the terminal 13, 14 is sent out.
[0038]
Charging is performed through the diode 52b and the transistor 51a when the transistor 51a is on, and discharging is performed through the diode 51b and the transistor 52a when the transistor 52a is on.
[0039]
FIG. 6 is a circuit diagram showing a third embodiment. A circuit of the battery 31 is formed by a relay 81 and its contact 82 instead of the FET of FIG. Also in this example, when the circuit pack 12 is mounted on the battery pack 11, the switch 83 is turned on by the protrusion 71, and when the control voltage is supplied from the circuit pack 12 to the control terminal 54 at this time, the relay 81 is energized. Then, the contact 82 is turned on, and the battery 31 can be charged or discharged.
[0040]
FIG. 7 is a circuit diagram showing the fourth embodiment, in which the battery pack 11 is provided with an auxiliary power terminal 91. As shown in FIG. 8, the auxiliary power supply terminal 91 and the control power supply terminal 54 are configured to be exposed inside the space 112 surrounded by the protective cover 111. With this configuration, even if the battery pack 11 is removed, a load or the like cannot be easily connected to the auxiliary power supply terminal 91 and the control power supply terminal 54, so that safety is ensured.
[0041]
At this time, the circuit pack 12 is provided with a bracket 121 as shown in FIG. 8 so that the bracket 121 fits into the space 112. The protective cover 111 of the battery pack 11 and the bracket 121 of the circuit pack 12 are provided with electrodes 91 and 54 and electrodes 92 and 61, respectively, as shown in FIG. Yes. As described above, the electrodes 13 and 14 on the battery pack 11 side are in contact with the electrodes 15 and 16 on the circuit pack 12 side.
[0042]
FIG. 10 is a circuit diagram showing a fifth embodiment, in which a protection circuit for preventing overcharge and overdischarge of the battery 31 is built in the battery pack 11 side. The positive terminal of the battery 31 is connected to the cathodes of the Zener diodes 101 and 102, one end of the relay contact 82, and the terminal 91.
[0043]
The negative terminal of the battery 31 is connected to one ends of the resistors 105 to 106, the emitters of the transistors 107 to 108, and the negative terminal 14. The anode of the Zener diode 101 is connected to one end of the resistor 103, and the other end of the resistor 103 is connected to the other end of the resistor 105 and the base of the transistor 107.
[0044]
The anode of the Zener diode 102 is connected to one end of the resistor 104, and the other end of the resistor 104 is connected to the other end of the resistor 106, the base of the transistor 108, and the collector of the transistor 107.
[0045]
The collector of the transistor 108 is connected to the terminal 54 via the relay coil 81, and the other end of the relay contact 82 is connected to the positive terminal 13. In this circuit, the breakdown voltage of the Zener diode 101 is set to a value slightly lower than the overvoltage generated by the overcharge of the battery 31, and the breakdown voltage of the Zener diode 102 is set to the lowest usable voltage of the battery 31. Is set.
[0046]
In the circuit configured as described above, when normal charging / discharging is performed, the voltage of the battery 31 is larger than the breakdown voltage of the Zener diode 102 and smaller than the breakdown voltage of the Zener diode 101. Yes. Therefore, the Zener diode 102 breaks down, and a predetermined voltage is always supplied to the base of the transistor 108.
[0047]
When the circuit pack 12 is connected in this state and the terminal 92 and the terminal 61 are connected on the circuit pack 12 side, the power supply voltage is supplied to the terminal 54 of the battery pack 11 and the transistor 108 is turned on, so that the relay coil 81 is energized. Is done. As a result, the relay contact 82 is turned on, and the battery voltage is supplied from the positive terminal 13 to the circuit pack 12.
[0048]
When the battery 31 is used in this state and the terminal voltage decreases due to the discharge, the terminal voltage of the battery 31 eventually becomes equal to or lower than the breakdown voltage of the Zener diode 102. In this state, no voltage is supplied to the base of the transistor 108, the transistor 108 is turned off, and the relay coil 81 is deactivated. As a result, the relay contact 82 is turned off, and the battery 31 is disconnected from the circuit pack 12 and protected from an overdischarged state.
[0049]
Conversely, when the voltage rises due to overcharging and the voltage of the battery 31 becomes higher than the breakdown voltage of the Zener diode 101, the Zener diode 101 also breaks down. Therefore, the transistor 107 is turned on, and the base and emitter of the transistor 108 are short-circuited, so that the transistor 108 is turned off. For this reason, the relay coil 81 is also de-energized at this time, and the battery 31 is disconnected from the circuit pack 12 and protected from overcharging.
[0050]
10, the terminals 91 and 54 are covered with a protective cover as shown in FIG. 8, and even if the battery pack 11 is removed, the terminals cannot be easily touched. However, when the circuit pack 12 is connected to the battery pack 11, the terminal is connected to the corresponding terminal on the circuit pack 12 side as shown in FIG.
[0051]
FIG. 11 is a diagram showing a sixth embodiment, in which a recess 131 is provided on the battery pack 11 side, an electrode 91 and an electrode 54 are provided in the back thereof, and the electrode cannot be easily touched from the outside. Thus, the safety of the battery 31 is ensured. The circuit pack 12 is provided with a protrusion 132, and a terminal 92 and a terminal 61 are provided at positions corresponding to the terminals 91 and 54 at the tip thereof.
[0052]
With this configuration, when the circuit pack 12 is mounted on the battery pack 11, the protrusion 132 of the circuit pack 12 is fitted into the recess 131 of the battery pack 11, and the terminal 91 and the terminal 92 are in contact with each other. 54 contacts the terminal 61.
[0053]
FIG. 12 is a diagram showing a seventh embodiment. Inside the battery pack 11, magnets 151 and 152 attracted by a spring biased by contraction are provided, and terminals 91 and 54 are provided thereon. On the circuit pack 12 side, magnets 161 and 162 having opposite polarities to the magnets 151 and 152 are provided, and terminals 92 and 61 are provided thereon.
[0054]
With this configuration, when the battery pack 11 and the circuit pack 12 are mounted, the magnets are attracted to each other, and the terminals 91 and 54 are attracted to and contact the terminals 92 and 61 against the contraction force of the spring.
[0055]
FIGS. 13 to 16 are views showing an eighth embodiment. A groove 181 is provided in the upper part of the battery pack 11, and a hollow shutter 182 is inserted into the groove 181. A linear spring 184 is provided in the short side direction inside the shutter 182, and both ends of the spring 184 are engaged with holes 185 provided on both sides of the groove 181 shown in FIG. 14 in the state shown in FIG. 16. .
[0056]
When the circuit pack 12 shown in FIG. 15 is engaged with the battery pack 11 in this state, the protrusion 192 provided on the short side surface of the protrusion 191 is inserted into the hole 183 of the shutter 182. As a result, the protrusion 192 presses the spring 184 and deflects the spring 184 as shown in FIG. Then, both ends of the spring 184 eventually come out of the hole 185, and the shutter 182 moves backward as shown in FIG.
[0057]
After the movement of the shutter 182, as shown in FIG. 14, the terminals 13, 14, 54, and 91 provided on the upper surface of the recess 186 of the battery pack 11 appear and contact the corresponding terminals on the circuit pack 12 side. It is supposed to be.
[0058]
For this reason, when the circuit pack 12 is not attached to the battery pack 11, the terminals 13, 14, 54, 91 are not exposed and safety can be ensured. Then, when the circuit pack 12 is mounted on the battery pack 11, those terminals appear and contact the corresponding terminals of the circuit pack 12, so that charging and discharging are possible.
[0059]
In the above embodiment, the control signal is transmitted while keeping electrical contact with the terminal, but this may be a combination of the light emitting diode 202 and the phototransistor 201 as shown in FIG.
[0060]
In the above embodiment, the positive terminal 17 and the negative terminal 18 are provided on the circuit pack 12 side. However, a part or both of them may be provided on the battery pack 11 side.
[0061]
For example, FIG. 18 shows an embodiment in which the positive terminal 17 and the negative terminal 18 are not provided on the circuit pack 12 side but provided on the battery pack 11 side in the embodiment of FIG. In this case, the terminal 14 of the battery pack 11 and the terminal 16 of the circuit pack 12 are divided into two terminals 14a, 14b and 16a, 16b, respectively, and are arranged so as to be connected to each other. The negative terminal 18 is connected to the terminal 14 b, and the positive terminal 17 is connected to the connection point between the switch 32 and the terminal 13.
[0062]
Furthermore, a switch 301 is provided in the circuit pack 12 so that the terminals 16 a and 16 b are connected via the switch 301.
[0063]
When the battery pack 11 and the circuit pack 12 are combined, the switch 301 is turned on. Thereby, the power of the battery 31 can be taken out from the positive terminal 17 and the negative terminal 18.
[0064]
Alternatively, as shown in FIG. 19, only the positive terminal 17 may be provided on the battery pack 11 and the negative terminal 18 may be provided on the circuit pack 12 side.
[0065]
In the embodiment shown in FIG. 4, the positive terminal 17 and the negative terminal 18 are provided on the circuit pack 12 side. However, as shown in FIG. 20, they may be provided on the battery pack 11 side.
[0066]
Alternatively, as shown in FIG. 21, the negative terminal 18 is provided on the circuit pack 12 side, but only the positive terminal 17 may be provided on the battery pack 11 side.
[0067]
【The invention's effect】
As described above, according to the first to fourth aspects of the invention, when the battery pack is detached from the circuit pack, the battery voltage is prevented from appearing at the terminal from which the battery voltage is output, so the circuit pack is removed. The battery cannot be used in the state, and the battery safety can be ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing the basic idea of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a state in which the battery pack and circuit pack shown in FIG. 1 are mounted.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the switch in FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing the structure of the switch in FIG. 4. FIG.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
9 is a perspective view showing a protective cover in FIG. 8. FIG.
10 is a cross-sectional view showing a state in which the battery pack and the circuit pack shown in FIG. 9 are connected.
FIG. 11 is a diagram showing a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a perspective view showing an eighth embodiment of the present invention.
14 is a perspective view showing a state in which the shutter in FIG. 13 is opened.
15 is a perspective view showing a structure of a circuit pack attached to the battery pack of FIG.
16 is a view showing a state in which a spring is bent in FIG. 13;
FIG. 17 is a diagram illustrating a concept of performing signal transmission with a photocoupler.
FIG. 18 is a diagram showing a configuration of a modification of the embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 19 is a diagram showing a configuration of still another modified example of the embodiment of FIG. 1;
20 is a diagram showing a configuration of a modified example of the embodiment shown in FIG. 4;
FIG. 21 is a diagram showing a configuration of still another modified example of the embodiment of FIG. 4;
FIG. 22 is a block diagram showing an example of the prior art.
FIG. 23 is a diagram illustrating a state where the battery pack and the circuit pack are detached.
FIG. 24 is a diagram showing a state in which a circuit pack is mounted on the battery pack.
FIG. 25 is a diagram illustrating a state in which a load is connected to the battery pack.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery 11 Battery pack 11a L-shaped fixing part 12 Circuit pack 13 thru | or 18, 54, 61 Terminal 31 Battery 32, 53, 83 Switch 41, 42 Contact piece 42a Elastic part 42b Contact piece part 43, 63 Opening 60 Insulator 71, 132, 192 Protrusion 81 Relay 82 Contact 91 Auxiliary power supply terminal 101, 102 Zener diode 103 to 106 Resistor 107, 108 Transistor 111 Protective cover 131, 186 Recess 151, 152, 161, 162 Magnet 181 Groove 182 Shutter 184 Spring 191 Protrusion

Claims

電池パックと、この電池パックに装着されたとき前記電池パックの出力端子を介して電池電圧が供給される回路パックとから構成される着脱式電池ユニットにおいて、
回路パックは側面に設けた突起を有し、
電池パックは側面に設けた開口およびその開口の奥に設けられ前記突起が開口に挿入されたとき押圧される弾性押圧部材を有し、
前記弾性押圧部材は導電性の可動接片と、この導電性可動接片を開口部方向に押圧する絶縁性押圧部材から構成され、
前記弾性押圧部材の押圧が解除されたとき弾性力によって形状変形し、その弾性変形によって、前記電池パック内の電池と、回路とが切り離されたときに、前記電池は前記出力端子から切り離されることを特徴とする着脱式電池ユニット。 In a detachable battery unit composed of a battery pack and a circuit pack to which a battery voltage is supplied via an output terminal of the battery pack when attached to the battery pack,
The circuit pack has a protrusion provided on the side surface,
The battery pack has an opening provided on the side surface and an elastic pressing member provided at the back of the opening and pressed when the protrusion is inserted into the opening,
The elastic pressing member is composed of a conductive movable contact piece and an insulating pressing member that presses the conductive movable contact piece in the direction of the opening,
When the pressure of the elastic pressing member is released, the shape is deformed by an elastic force, and when the battery and the circuit in the battery pack are separated by the elastic deformation, the battery is disconnected from the output terminal. Removable battery unit characterized by.

請求項１において、
前記可動接片は開口部側に付勢されたときと突起によって押圧されたときとで異なる固定接片に押圧されることを特徴とする着脱式電池ユニット。 In claim 1,
The detachable battery unit is characterized in that the movable contact piece is pressed by different fixed contact pieces when biased toward the opening and when pressed by the protrusion.

電池パックと、この電池パックに装着されたとき前記電池パックの出力端子を介して電池電圧が供給される回路パックとから構成される着脱式電池ユニットにおいて、
電池は電子スイッチが直列に接続された状態で出力端子に接続され、
前記電子スイッチの制御端子には前記回路パックが前記電池パックに装着されたとき接続されるスイッチを介して前記回路パック側から制御信号が供給され、
前記電池パック内の電池は前記電池パックが前記回路パックから離脱したとき前記出力端子から切り離されることを特徴とする着脱式電池ユニット。 In a detachable battery unit composed of a battery pack and a circuit pack to which a battery voltage is supplied via an output terminal of the battery pack when attached to the battery pack,
The battery is connected to the output terminal with electronic switches connected in series,
A control signal is supplied to the control terminal of the electronic switch from the circuit pack side via a switch connected when the circuit pack is attached to the battery pack,
The battery in the battery pack is detached from the output terminal when the battery pack is detached from the circuit pack .

請求項３において、
制御端子は電池パックを回路パックから離脱したとき露出しない構造であることを特徴とする着脱式電池ユニット。 In claim 3,
The detachable battery unit is characterized in that the control terminal is not exposed when the battery pack is detached from the circuit pack.