JP5518432B2

JP5518432B2 - 円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置

Info

Publication number: JP5518432B2
Application number: JP2009251556A
Authority: JP
Inventors: 秀世森田; 浩志長峰
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2009-10-31
Filing date: 2009-10-31
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2029-10-31
Also published as: US9054541B2; CN102055220A; CN102055220B; US20110104522A1; JP2011096588A

Description

本発明は、円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置に関し、例えば電子機器に電力を供給する電源コネクタを備える緊急充電器等の携帯式電源装置に関する。

携帯電話や携帯音楽プレーヤなどの携帯型電子機器の普及に伴い、外出先で電池が切れた場合に充電する必要が生じており、近くに商用電源が無くともこれらの携帯機器を充電可能な、いわゆる緊急用、非常用の充電器（「緊急充電器」あるいは「非常用充電器」、「緊急給電器」、「ブースタ」等とも呼ばれる。）が開発されている（例えば特許文献１）。このような緊急充電器は、専用の電池を内蔵しているものが多いが、この構成では予め緊急充電器を充電しておく必要があり、外出先で放電容量が不足したり、あるいは充電を忘れていた場合などは使用できない問題があった。

このような問題を解決するため、既存の単三電池や単四電池などを交換自在に内蔵する緊急充電器が提案されている。この充電器は、例えばニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池など、充電可能な二次電池を使用することで再使用が可能となり、また電池容量が無くなっても、予備の二次電池を持ち歩いたり、出先で電池を購入することで容量を補充することができる。

このような緊急充電器の普及と共に、緊急充電器自体の携行性も求められるようになった。すなわち、携帯に便利なように、可能な限り小型化、軽量化が緊急充電器にも求められる。しかしながら、小型化を図ると内蔵する電池の保護機能が不十分となり、ケースが破損しやすくなったり、電池の短絡が起こり得る等の問題もあった。

特開２００２−２７６７４号公報

本発明は、従来の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、十分な機械強度を維持しつつ小型化を図った円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置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

上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、一方向に延長された円筒形電池ＣＢを複数本、延長方向に並べて直列に接続した状態にて内部に収納可能な、前記円筒形電池ＣＢよりも外径を僅かに大きく形成した、一方向に開口した有底円筒状の本体ケース１０と、前記本体ケース１０の開口部を着脱式に閉塞すると共に、前記該開口部に面する閉塞面２１と、前記閉塞面２１と対向する面であって外部に表出する表出面２２とを備える、略円筒状のキャップ部２０と、前記キャップ部２０に収納され、前記本体ケース１０に収納される円筒形電池ＣＢの電圧を変換するための電圧変換回路を実装した平板状の回路基板３８と、前記キャップ部２０の表出面２２に備えられ、前記本体ケース１０に収納される円筒形電池ＣＢの電力を出力可能な給電端子５０と、前記円筒形電池ＣＢの電極の内、前記キャップ部２０と遠い側の電極と接触して、該電極と前記回路基板３８とを電気的に接続するための導電性のリード板３０を備えており、前記本体ケース１０は、上ケース１３と下ケース１４で構成される内ケース１２と、前記内ケース１２の外周を被覆する外ケース１１を備えており、前記上ケース１３及び前記下ケース１４は、絶縁性の部材で構成され、前記外ケース１１は、金属製の部材で構成され、前記上ケース１３と前記下ケース１４の接合面において、前記リード板３０を該接合面と交差し、前記円筒形電池ＣＢと前記外ケース１１に接触しない姿勢に保持してなる円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置である。前記キャップ部２０の内部で、断面円形の直径方向に沿って前記回路基板３８が配置されており、さらに前記回路基板３８に対して略垂直な姿勢に設けられた一対のリブ４２を備えることができる。これにより、円筒形電池とほぼ等しい大きさに外径を抑える。比較的サイズの大きい回路基板を円筒状のキャップ部の直径方向に配置すると共に、この回路基板を裏面から支持する一対のリブを垂直に立てることで、耐衝撃性を高めることができる。
また、本発明の第２の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、前記キャップ部(20)の内部で、断面円形の直径方向に沿って前記回路基板(38)が配置されており、さらに前記回路基板(38)に対して略垂直な姿勢に設けられた一対のリブ(42)を備える。これにより、さらに耐衝撃性を高めることができる。

また、本発明の第３の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、さらに前記キャップ部２０内で、前記回路基板３８を所定姿勢で保持するため、前記回路基板３８の平面方向と略直交する方向に延長された箱状の基板ホルダ４０を備え、前記基板ホルダ４０に前記一対のリブ４２を備えることができる。これにより、円筒状のキャップ部内で、回路基板とこれを支持する基板ホルダとを直交する姿勢に配置することで、内部空間を効率よく利用しつつ、キャップ部の剛性を高めることができる。

さらに、本発明の第４の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、前記上ケース１３と前記下ケース１４の接合面において、前記内ケース１２の内側は、前記上ケース１３と下ケース１４が接合し、前記内ケース１２の外側は、接合面スリット１７を有する。上ケースと下ケースの製造公差によって、仮に内ケースの内側にスリットが形成されると、内ケース内の円筒形電池との意図しない接触による短絡の可能性があるため、好ましくない。そこで、意図的に内ケースの外側にスリットが形成されるように寸法を決定しておくことで、このような内側でのスリット形成のリスクが低減され、信頼性が高められる。

さらにまた、本発明の第５の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、前記接合スリット１７と前記外ケース１１の間に絶縁シート１９を介在させる。これにより、接合面スリットを介してリード板が金属製の外ケースと導通しないようにすることができる。

さらにまた、本発明の第６の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、前記給電端子５０を、規格化された電源コネクタとすることができる。これにより、ＵＳＢ端子や携帯電話の充電端子のような、規格化あるいは標準化された端子に接続可能な端子を備えた、普及型の電子機器に給電できる。

さらにまた、本発明の第７の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、前記給電端子５０を、ＵＳＢ端子とすることができる。これにより、広く普及しているＵＳＢ端子で給電可能な電子機器に給電できる。

さらにまた、本発明の第８の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、前記給電端子５０を、前記表出部の直径方向に、長方形状に開口することができる。これにより、携帯式電源装置の給電端子に電子機器のプラグを挿入して両者が一体となった状態で、円柱状の携帯式電源装置が床面を転がることが阻止されるので、載置面が多少の傾斜面であっても安定して載置できる。

さらにまた、本発明の第９の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、前記給電端子５０を、前記表出面２２からケーブル５２を介して延長された、電源コネクタとすることができる。これにより、電源コネクタをケーブルで延長することで取り回しを容易にし、電子機器に直接携帯式電源装置を挿抜し難い場合等でも対応できる。

さらにまた、本発明の第１０の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、さらに前記キャップ部２０の円筒状側面に、前記給電端子５０から、円筒形電池ＣＢの電圧を前記電圧変換回路で変換した電圧で、電力供給を開始するための給電スイッチ２６を設けることができる。これにより、所望のタイミングで給電を開始でき、無駄な電力消費を回避できる。

さらにまた、本発明の第１１の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、前記回路基板３８に実装された電圧変換回路を、円筒形電池ＣＢの出力電圧を安定化して出力するＤＣ／ＤＣコンバータとすることができる。これにより、電圧変換回路をコンパクトにして回路基板に実装できる。

さらにまた、本発明の第１２の側面に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置によれば、さらに充電可能な円筒形電池ＣＢを備えることができる。これにより、充電可能な円筒形電池を本体ケースに内蔵して、電子機器に給電できる。

実施例１に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置を示す斜視図である。図１の携帯式電源装置の分解斜視図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における垂直断面図である。図３のＩＶ−ＩＶ線における垂直断面図である。図４の模式分解図である。内ケースの分解斜視図である。内ケースを外ケースに挿入する構成を示す斜視図である。変形例に係る図３のＩＶ−ＩＶ線における垂直断面図である。図２の本体ケースの分解斜視図である。斜め後方から見た分解斜視図である。連結機構の変形例を示す斜視図である。キャップ部の分解斜視図である。図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線における垂直断面図である。図１２のＸＩＶ−ＸＩＶ線における垂直断面図である。実施例２に係る携帯式電源装置の斜視図である。図１５のキャップ部の分解斜視図である。図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線における垂直断面図である。図１６のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線における垂直断面図である。

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円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置を例示するものであって、本発明は円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置を以下のものに特定しない。なお、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。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。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。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
（実施例１）

図１〜図１４に、実施例１に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置を示す。これらの図において、図１は実施例１に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置を示す斜視図、図２は図１の携帯式電源装置の分解斜視図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における垂直断面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線における垂直断面図、図５は図４の模式分解図、図６は内ケースの分解斜視図、図７は内ケースを外ケースに挿入する構成を示す斜視図、図８は変形例に係る図３のＩＶ−ＩＶ線における垂直断面図、図９は図２の本体ケースの分解斜視図、図１０は斜め後方から見た分解斜視図、図１１は連結機構の変形例を示す斜視図、図１２はキャップ部の分解斜視図、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線における垂直断面図、図１４は図１２のＸＩＶ−ＸＩＶ線における垂直断面図を、それぞれ示す。

これらの図に示す円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置１００は、本体ケース１０と、キャップ部２０で構成される。本体ケース１０は中空の円筒状であり、円筒形電池ＣＢを複数本、開口部から挿入して収納できる。またキャップ部２０は、本体ケース１０に円筒形電池ＣＢを収納した状態で、本体ケース１０の開口部を閉塞した状態に連結、固定される。このとき、直列接続された円筒形電池ＣＢは、リード板３０を介して回路基板３８と電気接続される。また回路基板３８に実装された電圧変換回路によって、円筒形電池ＣＢの直列電圧は、給電端子５０から出力されるべき所定の出力電圧に変換される。

なお図２の例では、円筒形電池ＣＢとして２本の単三電池をケースに収納しているが、１本又は３本以上としてもよいし、また単三電池に限らず単四電池や、それよりも大きいサイズの電池とすることも可能である。

キャップ部２０には、図１に示すように端面に給電端子５０を、上面には給電スイッチ２６を設けており、給電端子５０に、給電したい電子機器ＥＤのプラグＰＧを接続し、給電スイッチ２６をＯＮすることで給電が開始される。これにより、電子機器ＥＤを駆動したり電子機器ＥＤに内蔵される電池を充電することが可能となる。

この携帯式電源装置１００は、内蔵する円筒形電池２本分の長さに、キャップ部２０の長さを加えた全長であって、しかも本体の形状は円筒形電池ＣＢの直径よりもわずかに太い程度に抑えており、必要最小限の小型サイズに抑えた棒状としている。小型で軽量であることは、携行する上で有利となる。またこのような携帯式電源装置は、常時携行することからデザイン性も求められ、特に携帯型電子機器のファッショナブル化に相応しいデザインセンスも要求されている。図１のようなスティック型でシンプルなデザインの携帯式電源装置は、このような要求にも充足できる。以下、各部材の詳細を順次説明する。
（本体ケース１０）

本体ケース１０は、図２、図３に示すように円筒形電池ＣＢの接続方向に延長された有底円筒状に形成され、一方向に開口してここから円筒形電池ＣＢを内部に収納する。その全長は円筒形電池ＣＢの接続本数に従って決定され、内径は円筒形電池ＣＢをスムーズに挿入でき、かつ収納した円筒形電池ＣＢが内部でがたつかないよう、最小限の大きさとする。ここでは、２本の単三電池を収納できるよう、内径、外径、全長のクリアランスが設計される。

図４〜図１０に示すように、本体ケース１０は内ケース１２と外ケース１１で構成される。外ケース１１は、強度の向上及びデザインの観点から、アルミニウムなどの金属製とする。また内ケース１２は、内蔵される円筒形電池ＣＢの絶縁を維持するため、絶縁性の部材で構成される。例えば内ケース１２をプラスチックなどの樹脂製とする。また内ケース１２は、上ケース１３と下ケース１４に二分割される。ここで本体ケースを二分割する際、必ずしも二等分とする必要はなく、例えば図６に示す内ケース１２Ｂでは、キャップ部２０との連結部分は、上ケース１３Ｂのみに担わせて、この環状部分を除いた部分を、下ケース１４Ｂとほぼ半分に等分するよう構成している。この構成では、キャップ部２０との連結部分を一体とすることで、連結に際して負荷がかかる部分の強度を増して信頼性を向上できる。

上ケース１３と下ケース１４の接合面は、図４及び図５に示すように、一方の端縁（断面図において左側）では互いの接合面に接合リブ１５を設けて、接合リブ１５同士を係合させている。また他方の端縁（断面図において右側）では、リード板３０を挿入する凹状溝１６を形成し、ここにリード板３０を挿入している。これによってリード板３０は接合面と直交する姿勢に保持されて、接合面を介して内ケース１２で狭持される。このようにリード板３０を挟み込むように内ケース１２内に配置することで、リード板３０をリブやボスのように利用して、内ケース１２の連結の強度向上を図ることができる。またこの構成であればリード板３０の配置スペースを内ケース１２の内部に設ける必要もないので、余分なスペースを本体ケース１０内部に設ける必要もなくなり、携帯式電源装置の小型化、スリム化にも資することができる。

このようにして上ケース１３と外ケース１１をリード板３０をリブ代わりに利用して連結し、内ケース１２を得た後、外ケース１１の開口端に内ケース１２を挿入して本体ケース１０とする。この際、図４及び図７に示すように、内ケース１２の外面に、内ケース１２の延長方向に沿って凹状の挿入スリット１８を設け、一方外ケース１１の内面に、この挿入スリット１８に挿入される凸状の挿入突起１８Ｂを設ける。これにより、内ケース１２は位置決めされて外ケース１１に挿入、固定される。

リード板は、一部を内ケースから露出させたままとしている。図４〜図５の例では、上ケース１３と下ケース１４の接合面において、凹状溝１６Ｂを構成する壁面の一方（例えば内ケースの外側面）を短く形成することで、内ケース１２の外側に接合面スリット１７を形成し、接合面スリット１７からリード板３０を露出させている。上ケースと下ケースの製造公差によって、仮に内ケースの内側にスリットが形成されると、内ケース内の円筒形電池との意図しない接触による短絡の可能性があるため、好ましくない。そこで、意図的に内ケースの外側にスリットが形成されるように寸法を決定しておくことで、このような内側でのスリット形成のリスクが低減され、信頼性が高められる。さらに図４、図９に示すように、接合面スリット１７を介してリード板３０が金属製の外ケース１１と導通しないよう、絶縁シート１９を介在させている。なお、内ケースの肉厚によってリード板と外ケースとを離間し、両者を絶縁したり、あるいは外ケースをマイナスアースとする場合（リード板を円筒形電池の負極側に接続）などは、絶縁シートを省略することもできる。

またリード板を部分的に内ケースから露出させる接合面スリットを設けずに、内ケースで完全に埋設する構成とすることでも、絶縁シートを省略できる。例えば図８に示す変形例では、リード板を内ケースで完全に埋設している。このようにリード板３０を埋め込むように内ケース１２内に配置することで、円筒形電池の側面や金属製の外ケース１１との絶縁が図られ、安全性及び信頼性が向上する。
（リード板３０）

リード板３０は、直列接続された円筒形電池ＣＢの電極の内、キャップ部２０と遠い側の電極を回路基板３８と電気的に接続する。リード板３０は導電性に優れた金属製とし、例えば銅板やアルミ板とする。図９、図１０の例では、リード板３０は細長い板状で、電極と接触する一方の端部（図９において右側）を矩形状に大きく形成して接触片３１とすると共に、Ｌ字状に折曲させる。また上述の通り、リード板３０は上ケース１３と下ケース１４の接合面で埋設されるように覆われ、接触片３１のみを表出させる。このため、上ケース１３と下ケース１４は、図９に示すように各々端縁に沿って、すなわち本体ケース１０側面から底面の一部にかけて、凹状溝１６をに形成している。さらにリード板３０の他方の端部（図９において左側）は、キャップ部２０と電気的、機械的に連結するため、円形状の係止孔３２を開口しており、キャップ部２０に設けられた係止突起３５に係止されるよう構成している。なお、係止突起３５と係止孔３２による連結機構は一例であって、他の連結機構も適宜採用できることはいうまでもない。

図１１に示す例では、連結筒２３の側面に一対の矩形状の係止爪２４を直径上の対向する位置に設け、内ケース１２の内面にはこの係止爪２４と対応する位置に、係止爪２４を案内するガイドとして係止溝２５を設ける。係止溝２５は各々、Ｌ字状に折曲されて設けられており、内ケース１２の直径状の対向する位置で折曲方向を、円周方向と平行で相互に逆向きとしている。これにより、図１１において矢印に示すように、キャップ部２０を本体ケース１０に挿入する際、係止爪２４が各々係止溝２５に嵌るように押し込み、その後折曲された係止溝２５に沿って係止爪２４が進むよう、キャップ部２０を回転させる（図１１において時計回り）。これによって、押し込み方向に回転運動を加えたロック機構が付加されて、確実な連結機構が実現される。なおこの際、本体ケース１０のリード板３０とキャップ部２０のリード接続端子３４とが、回転されロックされたキャップ部２０の回転位置に応じて正しく電気接続されるように、各部材の位置が予め設計されていることは言うまでもない。また図１１の例では、内ケース１２に係止溝２５を設ける位置を、図７に示すように挿入スリット１８を設ける位置と約９０°ずらすことで、両者を離間させて干渉を回避すると共に、このような肉薄部分が集中することによる強度低下を低減している。
（円筒形電池ＣＢ）

円筒形電池ＣＢは、既存の電池が利用できる。好ましくは充電可能な二次電池とすることで、充電によって繰り返し使用できる。特にニッケル水素電池が好適であるが、ニッケルカドミウム電池やリチウムイオン電池などとしてもよい。また、市販の一次電池を使用することもでき、例えば電池容量が無くなった場合は不足する場合は、比較的容易に入手、購入可能な市販の電池を利用可能とすることで、利便性が向上する。

なお本実施例に係る携帯式電源装置は、二次電池の充電機能を備えておらず、放電機能のみ備える。このため、二次電池の再充電は、市販の充電器などを使用して行う。ただ、二次電池の充電機能を付加してもよいことはいうまでもない。この場合は、回路基板３８に、充電に必要な電圧に変換する充電回路を実装し、さらに充電用の電力を外部から受けるための入力端子を設ける。このような部材の付加によって、携帯式電源装置の外形が多少大きくなり、またコストも上昇することは避けられない。したがって、求められる仕様やコストに応じてこれらは付加されることになる。
（キャップ部２０）

キャップ部２０は、図１、図２などに示すように、本体ケース１０とほぼ同径の円筒状であり、円筒状の端面の一方を開口部に面する閉塞面２１とし、その反対側を、外部に表出する表出面２２とする。上述の通り、円筒状側面には給電スイッチ２６を設けている。また表出面２２には給電端子５０を設けており、さらに閉塞面２１には、本体ケース１０の開口部に着脱式に装着するための連結機構を備える。
（連結機構）

連結機構は、キャップ部２０と本体ケース１０を接続後にほぼ同一面に連なる円筒状としつつ、十分な連結強度を得るため、閉塞面２１には、本体ケース１０の開口部端縁と当接する当接面と、この当接面よりも内側に、段差状に突出させた連結筒２３を設けている。さらに図１０に示すように連結筒２３の側面には、上述したリード板３０の先端に開口された係止孔３２に挿入される係止突起３５を突出させている。より正確には、係止突起３５は連結筒２３の側面に固定された金属製のリード接続端子３４と一体に成型される。リード接続端子３４は、連結筒２３の側面上に固定する他、連結筒２３の側面の一部を切り欠いて、リード接続端子３４をこの切り欠きに配置させてもよい。また、この係止突起３５を係止孔３２に案内しやすいように、好ましくは連結筒２３の側面で係止突起３５と離間させた位置に、係止爪２４を設け、さらに係止爪２４と対応する本体ケース１０の内面、すなわち内ケース１２の内面の所定の位置には、係止爪２４を案内する係止溝２５を形成する。これら係止爪２４を係止溝２５に案内させて、キャップ部２０の本体ケース１０への固定を行う円周方向の位置を位置決めし、さらに係止突起３５を係止孔３２に係止する。これらの連結は係止する各部材を弾性変形させて嵌合することが好ましく、よって内ケース１２や連結筒２３は弾性変形可能な部材、例えばプラスチック製などとする。また係止爪２４は複数設けてもよい。図１０の例では、係止爪２４は連結筒２３の側面で係止突起３５とほぼ反対側に位置させる。さらに係止爪と係止溝による連結は、上述した図１１の例に限られず、例えば係止爪を本体ケースの係止溝に先に案内した状態で、ここを支点として係止突起を係止孔に挿入するよう、キャップ部を傾けて嵌合させてもよい。

また連結筒２３の端面には、連結時に円筒形電池ＣＢの一方の電極と接触させる弾性電極端子３６を設けている。図１０の例では、弾性電極端子３６は円筒形電池ＣＢを弾性的に押圧するよう付勢された金属製のスプリングとしており、これによってキャップ部２０の連結時に、スプリングの反発力で円筒形電池ＣＢの電極と確実に電気接続が得られる。なお図２、図３の例では、円筒形電池ＣＢを２本、凸状の正極側から本体ケース１０に挿入し、先に挿入した第一円筒形電池ＣＢ１の正極がリード板３０の接触片３１に接触され、後から挿入した第二円筒形電池ＣＢ２の平面状の負極が、弾性電極端子３６に接触される。一般に円筒形電池の負極端子は、正極端子よりも接触面積が広いことから、負極端子に当接する電極端子としてスプリングが利用されることが多い。よって上記構成を採用することで、キャップ部２０と本体ケース１０との連結機構側にスプリングを配置でき、さらにこのスプリングで円筒形電池の長さ方向におけるクリアランスの公差を吸収でき、加えて連結機構による係止部分に垂直方向から応力を加えることで摩擦抵抗を増し、接続を確実ならしめる効果も得られる。勿論、該構成は一例であり、例えば負極側から本体ケースに挿入する構成も採用できることはいうまでもない。
（回路基板３８）

キャップ部２０の内部には、回路基板３８が配置される。回路基板３８は平板状のガラスエポキシ基板であり、円筒形電池の電圧を変換するための電圧変換回路等の電子部品を表面や裏面に実装している。電圧変換回路は、円筒形電池の出力電圧を安定化して出力するＤＣ／ＤＣコンバータが好適に利用できる。

回路基板３８は、各種の電子部品を実装するため、ある程度の表面積が必要となり、比較的面積が大きくなる傾向にある。そこで、円筒形のキャップ部２０の内部で最も広い面積を確保できる、断面円形の直径方向に沿って配置する。なお、ここで「直径方向に沿って」配置するとは、必ずしも直径と一致させることを要するものでなく、直径方向と平行であれば足りる意味である。特に、表出部の直径方向に給電端子５０を設ける関係上、給電端子５０の種別によっては、給電端子５０を回路基板３８上に直接実装するため、回路基板３８を直径方向と平行に、若干オフセットさせて配置する必要が生じる。よって上述の通り、回路基板３８は正確に直径と合致させることを求める趣旨でない。
（基板ホルダ４０）

また回路基板３８を保持するために、キャップ部２０内部には基板ホルダ４０が設けられる。基板ホルダ４０は、図１２に示すように、上面に回路基板３８や給電端子５０を載置し、背面には弾性電極端子３６を保持すると共に、この弾性電極端子３６やリード板３０を回路基板３８に電気接続するための機械的な接続を担う。スプリング状の弾性電極端子３６は、図１３の断面図に示すように、スプリングの端縁のワイヤをＵ字状に折曲して、回路基板３８に直接接続することで、余分なリードやワイヤを省略している。また係止突起３５を設けたリード接続端子３４は、キャップ部２０の内面を沿うように延長され、さらに内側に折曲されて回路基板３８を貫通して接続される。
（リブ４２）

この基板ホルダ４０は、正面視を直方体状とし、キャップ部２０内部に縦方向に配置される。すなわち基板ホルダ４０は、キャップ部２０内で、回路基板３８の平面方向と略直交する方向に延長されている。このように水平姿勢の回路基板３８に対して基板ホルダ４０を垂直姿勢とすることで、円筒状のキャップ部内の内部空間にこれらを効率よく配置しつつ、キャップ部の剛性を高めることができる。また基板ホルダ４０の側面視は階段状とし、このような形状としたリブ４２を一対、直立させている。リブ４２は、回路基板３８の裏面に対してほぼ垂直な姿勢に直立させている。このリブ４２により、キャップ部２０に外部から衝撃が加わった際、キャップ部２０の破損を阻止する。さらにリブ４２は、補強部材として機能するのみならず、給電端子５０の位置決め機能も果たす。このため、リブ４２の先端を段差状に切り欠き、図１２、図１３、図１４等に示すように、段差部分で給電端子５０を支承する。加えて、一対のリブ４２の間に形成される空間を、大きめの電子部品の配置スペースとして有効利用できる。例えば、電子部品の内コイルは比較的大きな素子であるため、実装のためのスペースが必要となる。そこで、キャップ部２０の補強のためにリブ４２を立てた基板の裏面側で、一対のリブ４２の間の空間にこのような素子を配置することで、スペースの有効利用を図ることができる。

なお、リブ４２の上端は必ずしも回路基板３８の表面と当接させる必要はない。特に回路基板３８表面には各種の電子部品が実装されているため、直接当接させるとこれらの電子部品を破損したり短絡を生じる虞があり、また電子部品の放熱性を考慮する観点からも、若干離間させることが好ましい。
（給電端子５０）

給電端子５０は、規格化された電源コネクタを利用するとで、この規格を採用したより多くの電子機器に給電できる。実施例１では、給電端子５０としてＵＳＢ端子のＡタイプを採用している。近年特にＵＳＢ端子を給電ポートとして利用する電子機器や、ＵＳＢ端子に対応するための接続アダプタが数多く出回っているため、これを利用することで多くの電子機器に給電できる。また、ＵＳＢ端子のＢタイプを採用してもよい。

給電端子５０は、表出部の直径方向に、長方形状に開口されている。表出部の直径とほぼ一致させることで、円形状の表出部において最も効率よく大きな開口を設けることができる。これにより、長方形状に開口された給電端子５０に電子機器のプラグを挿入すると、電子機器自体の形状によって外形が円筒状の携帯式電源装置１００が床面を転がって不安定になる事態が回避される。特に近年のＵＳＢ端子を備える電子機器は、ＵＳＢコネクタを、ケーブルなどを介することなく機器の本体に直接設けているものがある。例えば、機器本体からＵＳＢコネクタをスライドさせて突出させるタイプでは、スライドさせたＵＳＢコネクタを直接携帯式電源装置に挿入することで、電子機器と携帯式電源装置が一体となることから、電子機器が円筒形でない限りは、載置面上を転がることがなく、載置面が多少の傾斜面であっても安定して載置できる。
（給電スイッチ２６）

またキャップ部２０の円筒状側面には、電力供給の開始を指示する給電スイッチ２６が設けられる。図１の例では、給電スイッチ２６はスライドスイッチ３９と接続されており、図１２、図１３などに示すように、円筒状側面に開口されたスイッチ窓を介して、回路基板３８上に実装されたスライドスイッチ３９の摘みを、給電スイッチ２６で操作できるよう構成される。ユーザは給電スイッチ２６をＯＦＦからＯＮに切り替えると、給電端子５０からの給電が開始され、またＯＦＦに切り替えると給電が停止される。このように、給電のＯＮ／ＯＦＦを給電スイッチ２６により操作できる。
（実施例２）

上記の実施例では、給電端子としてＵＳＢ端子を直接、キャップ部の表出面に設ける例を説明したが、本発明はこの構成に限られるものでない。例えば、ＵＳＢ端子以外の規格化された給電端子や、あるいは電子機器専用に設計された端子を設けることもできる。あるいは、このようなＵＳＢ端子や専用端子を、ケーブルを介して表出面から延長させることもできる。この構成では、電子機器に携帯式電源装置を直接挿抜し難いような構成であっても、ケーブルを介することで接続することができ、取り回しの利便性が向上できる。例えば、携帯電話を胸ポケットに入れたまま充電する場合は、棒状の携帯式電源装置では嵩張って不便であることから、上着の内ポケットに携帯式電源装置を挿入して、ケーブルを介して携帯電話と接続することが可能となる。

このような例として、実施例２に係る携帯式電源装置２００を図１５〜図１８に示す。これらの図において、図１５は実施例２に係る携帯式電源装置の斜視図、図１６は図１５のキャップ部の分解斜視図、図１７は図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線における垂直断面図、図１８は図１６のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線における垂直断面図を、それぞれ示している。これらの図において、実施例１と共通する部材については同一の符号を付して詳細説明を省略する。

実施例２に係る携帯式電源装置２００は、本体ケース１０及びキャップ部２０Ｂの基本形状はほぼ同じで、給電端子として、キャップ部２０Ｂの表出面２２Ｂにブッシュ５１を介してケーブル５２を接続し、ケーブル５２の先端に専用の給電端子５０Ｂを設けている。このキャップ部２０Ｂも、図１６の分解斜視図及び図１７、図１８の断面図に示すように、回路基板３８の先端の裏面に、ブッシュ５１を固定している。ブッシュ５１は、好ましくは基板ホルダ４０の一対のリブ４２の間、あるいは上方に配置することで、比較的大きな部材であるブッシュ５１の配置スペースをキャップ部２０Ｂ内で確保できる。なお、この例では、基板ホルダは実施例１と共通としているが、専用の基板ホルダを構成してもよい。

本発明に係る円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置は、単三電池や単四電池等の規格化された電池を用いて、携帯電話や携帯型音楽プレーヤ用を充電する緊急充電器、あるいは緊急充電器を充電するための充電器として、好適に利用できる。

１００、２００…携帯式電源装置
１０…本体ケース
１１…外ケース
１２、１２Ｂ…内ケース
１３、１３Ｂ…上ケース
１４、１４Ｂ…下ケース
１５…接合リブ
１６、１６Ｂ…凹状溝
１７…接合面スリット
１８…挿入スリット
１８Ｂ…挿入突起
１９…絶縁シート
２０、２０Ｂ…キャップ部
２１…閉塞面
２２、２２Ｂ…表出面
２３…連結筒
２４…係止爪
２５…係止溝
２６…給電スイッチ
３０…リード板
３１…接触片
３２…係止孔
３４…リード接続端子
３５…係止突起
３６…弾性電極端子
３８…回路基板
３９…スライドスイッチ
４０…基板ホルダ
４２…リブ
５０、５０Ｂ…給電端子
５１…ブッシュ
５２…ケーブル
ＣＢ…円筒形電池
ＣＢ１…第一円筒形電池
ＣＢ２…第二円筒形電池
ＥＤ…電子機器
ＰＧ…プラグ

Claims

一方向に延長された円筒形電池(CB)を複数本、延長方向に並べて直列に接続した状態にて内部に収納可能な、前記円筒形電池(CB)よりも外径を僅かに大きく形成した、一方向に開口した有底円筒状の本体ケース(10)と、
前記本体ケース(10)の開口部を着脱式に閉塞すると共に、前記開口部に面する閉塞面(21)と、前記閉塞面(21)と対向する面であって外部に表出する表出面(22)とを備える、略円筒状のキャップ部(20)と、
前記キャップ部(20)に収納され、前記本体ケース(10)に収納される円筒形電池(CB)の電圧を変換するための電圧変換回路を実装した平板状の回路基板(38)と、
前記キャップ部(20)の表出面(22)に備えられ、前記本体ケース(10)に収納される円筒形電池(CB)の電力を出力可能な給電端子(50)と、
前記円筒形電池(CB)の電極の内、前記キャップ部(20)と遠い側の電極と接触して、該電極と前記回路基板(38)とを電気的に接続するための導電性のリード板(30)を備えており、
前記本体ケース(10)は、
上ケース(13)と下ケース(14)で構成される内ケース(12)と、前記内ケース(12)の外周を被覆する外ケース(11)を備えており、
前記上ケース(13)及び前記下ケース(14)は、絶縁性の部材で構成され、
前記外ケース(11)は、金属製の部材で構成され、
前記上ケース(13)と前記下ケース(14)の接合面において、前記リード板(30)を該接合面と交差し、前記円筒形電池(CB)と前記外ケース(11)に接触しない姿勢に保持してなることを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。
請求項１に記載の円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、
前記キャップ部(20)の内部で、断面円形の直径方向に沿って前記回路基板(38)が配置されており、
さらに前記回路基板(38)に対して略垂直な姿勢に設けられた一対のリブ(42)を備えてなることを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。
請求項２に記載の円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、さらに、
前記キャップ部(20)内で、前記回路基板(38)を所定姿勢で保持するため、前記回路基板(38)の平面方向と略直交する方向に延長された箱状の基板ホルダ(40)を備え、
前記基板ホルダ(40)に前記一対のリブ(42)を備えてなることを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。
請求項１から３のいずれか一に記載の円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、
前記上ケース(13)と前記下ケース(14)の接合面において、
前記内ケース(12)の内側は、前記上ケース(13)と下ケース(14)が接合し、
前記内ケース(12)の外側は、接合面スリット(17)を有することを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。
請求項４に記載の円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、
前記接合スリット(17)と前記外ケース(11)の間に絶縁シート(19)を介在させることを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。
請求項１から５のいずれか一に記載の円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、
前記給電端子(50)が、規格化された電源コネクタであることを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。
請求項１から６のいずれか一に記載の円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、
前記給電端子(50)が、ＵＳＢ端子であることを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。
請求項１から７のいずれか一に記載の円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、
前記給電端子(50)が、前記表出部の直径方向に、長方形状に開口されてなることを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。
請求項１から７のいずれか一に記載の円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、
前記給電端子(50)が、前記表出面(22)からケーブル(52)を介して延長された、電源コネクタであることを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。
請求項１から９のいずれか一に記載の円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、さらに、
前記キャップ部(20)の円筒状側面に、前記給電端子(50)から、円筒形電池(CB)の電圧を前記電圧変換回路で変換した電圧で、電力供給を開始するための給電スイッチ(26)を設けてなることを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。
請求項１から１０のいずれか一に記載の円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、
前記回路基板(38)に実装された電圧変換回路が、円筒形電池(CB)の出力電圧を安定化して出力するＤＣ／ＤＣコンバータであることを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。
請求項１から１１のいずれか一に記載の円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置であって、さらに、
充電可能な円筒形電池(CB)を備えることを特徴とする円筒形電池を内蔵可能な携帯式電源装置。