特許 6366318 非接触電力伝送手段を備えた電源

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6366318

(24)【登録日】2018年7月13日

(45)【発行日】2018年8月1日

(54)【発明の名称】非接触電力伝送手段を備えた電源

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20180723BHJP

   H02J 50/12 20160101ALI20180723BHJP

   H01M 10/46 20060101ALI20180723BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20180723BHJP

   H01M 2/10 20060101ALI20180723BHJP

   H01M 2/12 20060101ALI20180723BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 301D

   H02J50/12

   H01M10/46

   H01M10/44 P

   H01M2/10 A

   H01M2/12 101

【請求項の数】13

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-63216(P2014-63216)

(22)【出願日】2014年3月26日

(65)【公開番号】特開2015-186410(P2015-186410A)

(43)【公開日】2015年10月22日

【審査請求日】2016年12月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005810

【氏名又は名称】マクセルホールディングス株式会社

(72)【発明者】

【氏名】中村 健志

(72)【発明者】

【氏名】山本 宏

(72)【発明者】

【氏名】松本 和伸

(72)【発明者】

【氏名】井戸 寛

(72)【発明者】

【氏名】宮内 靖

【審査官】 赤穂 嘉紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１３００９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２４８１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２２２６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２１５７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１９１１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１１５８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３３８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２９９２５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ５０／００−５０／９０

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０１Ｍ １０／４２−１０／４８

Ｈ０１Ｍ ２／１０

Ｈ０１Ｍ ２／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

素電池と、
前記素電池の充放電を制御する保護回路と、
送電コイル及び送電共振容量により構成された送電共振器と、
受電コイル及び受電共振容量により構成された受電共振器と、
前記受電共振器が受電する交流電力を前記素電池に充電するための所定の電圧の直流電力に変換するＡＣ−ＤＣ変換器と、
前記素電池に充電された直流電力を所定の周波数の交流電力に変換して前記送電共振器に電力を供給するインバーターを備え、
前記素電池、前記保護回路、前記送電共振器、前記受電共振器、前記ＡＣ−ＤＣ変換器、及び前記インバーターが成形樹脂を用いて一体化され、電気的な導電部材が表面に露出しない樹脂モールド構造を有し、
前記素電池は、前記素電池の内部で発生したガスを前記素電池の外部に放出するためのベントを備え、
前記ベントから放出されるガスを前記成形樹脂の外側に放出するためのガス放出構造を設けたことを特徴とする非接触電力伝送手段を備えた電源。

【請求項2】

前記ベントを覆うように前記成形樹脂が形成され、
前記ガス放出構造は、前記ベントを覆う前記成形樹脂の厚さが前記ベント以外の部分を覆う前記成形樹脂の厚さに比べて薄く形成された構造であることを特徴とする請求項１に記載の非接触電力伝送手段を備えた電源。

【請求項3】

前記ベントを覆うように前記成形樹脂が形成され、
前記ガス放出構造は、前記ベントを覆う前記成形樹脂と前記ベントの間に切刃形状の部材を設けた構造であることを特徴とする請求項１に記載の非接触電力伝送手段を備えた電源。

【請求項4】

前記素電池は所定の厚みの略矩形の平面視形状を有し、前記素電池の厚みの増加を吸収することができる厚み増加吸収構造が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の非接触電力伝送手段を備えた電源。

【請求項5】

前記厚み増加吸収構造は、前記素電池に隣接して設けられた空間により構成されることを特徴とする請求項４に記載の非接触電力伝送手段を備えた電源。

【請求項6】

前記空間は、不活性ガスで充填されることを特徴とする請求項５に記載の非接触電力伝送手段を備えた電源。

【請求項7】

前記成形樹脂の内部に放熱材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の非接触電力伝送手段を備えた電源。

【請求項8】

前記放熱材は、前記成形樹脂のうち前記ＡＣ−ＤＣ変換器と前記インバーターを覆う部分に高密度に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の非接触電力伝送手段を備えた電源。

【請求項9】

前記保護回路に光センサーが接続され、前記成形樹脂が光透明性を有し、前記成形樹脂の外部から前記光センサーに充放電の開始又は停止を指令する光制御信号を照射し、前記光センサーが前記光制御信号を光電変換した電気制御信号を前記保護回路に送信し、前記保護回路が前記電気制御信号に基づいて前記素電池の充放電の開始又は停止を制御することを特徴とする請求項１に記載の非接触電力伝送手段を備えた電源。

【請求項10】

前記成形樹脂が光透明性を有し、前記成形樹脂を介して視認可能な残量計が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の非接触電力伝送手段を備えた電源。

【請求項11】

前記保護回路に光センサーが接続され、前記光センサーの受光面と前記成形樹脂の外部との導光性を向上させるための導光体を設け、前記成形樹脂の外部から前記導光体を通じて前記光センサーに充放電の開始又は停止を指令する光制御信号を照射し、前記光センサーが前記光制御信号を光電変換した電気制御信号を前記保護回路に送信し、前記保護回路が前記電気制御信号に基づいて前記素電池の充放電の開始又は停止を制御することを特徴とする請求項１に記載の非接触電力伝送手段を備えた電源。

【請求項12】

前記保護回路に押圧スイッチが接続され、前記押圧スイッチ面に当接するようにブロックが前記成形樹脂内に設けられ、前記成形樹脂の外部から前記ブロックを押圧することにより前記スイッチ面を押圧して前記押圧スイッチのオン／オフを行い、前記素電池の充放電の開始又は停止を制御することを特徴とする請求項１に記載の非接触電力伝送手段を備えた電源。

【請求項13】

前記成形樹脂内に浮力機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の非接触電力伝送手段を備えた電源。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力伝送を非接触（ワイヤレス）で行う非接触電力伝送技術を備えた電源に関する。

【背景技術】

【0002】

非接触で電力を伝送する方法（以下無線給電と呼ぶ）として、電磁誘導による電磁誘導方式、電界または磁界の共振を利用した共鳴給電方式、及びマイクロ波を利用したマイクロ波送電方式がよく知られている。

【0003】

特許文献１や特許文献２に開示されている電池パックは、非接触で電力を受電する受電コイルを内蔵しており、非接触で電力を受電することができる。

【0004】

図１０は特許文献１に示された、電池パック３０の分解斜視図である。特許文献１に示された電池パック３０は、電力を非接触で受電するための２次コイル２１が一体化されている点で、従来の電池パックと相違する。

【0005】

図１１は特許文献１に示された、充電台１０と携帯電子機器２０の関係を模式的に示した図である。電池パック３０は携帯電子機器２０に取り付けられている。充電台１０に携帯電子機器２０を載置し、充電台１０から携帯電子機器２０に取り付けられた電池パック３０に電力を送出する。この際、電池パック３０に内蔵している２次コイル２１を、充電台１０の１次コイル１１と電磁結合させて、電磁誘導方式によりワイヤレスで内蔵される電池パック３０の電池３１を充電する。

【0006】

携帯電子機器２０を使用する際には、携帯電子機器２０は電池パック３０から電力の供給を受ける。携帯電子機器２０と電池パック３０は電池パック３０に設けられた出力端子４４を介して電気的に接続されており、電池パック３０から携帯電子機器２０への電力の供給は出力端子４４を介して行われる。

【0007】

以上は、特許文献１の記載に基づいて背景技術を説明したが、特許文献２についても同様であるので詳細な説明は省略する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００８−１４１９４０号公報

【特許文献2】特開２０１３−３１３０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１や特許文献２では、充電台から電池パックに非接触で電力を伝送して電池パックを充電するが、電池パックから携帯電子機器に電力を伝送する際には電池パックの出力端子を介して電力が伝送される。そのため、電池パックには携帯電子機器に電力を伝送するための電気的な接点として出力端子を設ける必要がある。

【0010】

ところで、特許文献１や特許文献２の携帯電子機器は防水機能を有するものが増えており、近年、雨天での使用や水中での使用が増加している。そのため、防水機能を備えた携帯電子機器を雨天下で使用している場合や水中で使用している場合において、携帯電子機器に電力を供給する電源の電力の残量が少なくなった時には、その場で電力を供給できる電源に交換したいという要求が想定される。すなわち、今後は携帯電子機器だけでなく携帯電子機器に電力を供給できる電源にも防水機能が要求されることが想定される。

【0011】

また、携帯電子機器は使用時に誤って落としてしまう場合もあり、落下にも耐えうる耐衝撃性能も要求される。この場合、携帯電子機器に電力を供給できる電源にも耐衝撃性能が要求されることになる。

【0012】

このように、近年は携帯電子機器も過酷な環境で使用される場合があり、今後の電源には信頼性の面から防水機能、機械的強度といった全天候型の特性が要求される。また、携帯電子機器に限らず、一般の電気機器に関しても安全志向の高まり等から防水機能、機械的強度は非常に重要な設計要件となっている。

【0013】

この観点から、特許文献１や特許文献２の電池パックを評価すると、特許文献１の電池パックは携帯電子機器に電力を伝送するための電気的な接点を必要とする点で問題があった。このような電気的な接点は、水に触れると腐食し、導電性が低下して電池パックから携帯電子機器に電力を伝送できなくなるからである。また、電池パックを誤って落下させた場合、露出した接点部が破壊されて電池パックが使用不能に陥る場合もあった。したがって、特許文献１や特許文献２の電池パックは全天候型の特性を満足するものではなかった。

【0014】

本出願は、電源の防水機能や耐衝撃性の要請に応える発明であり、従来の電気的な接点を設ける必要のない充放電可能な全天候型の電源を提供することを目的とする。

【0015】

さらに本出願は、電気的な接点を設ける必要のない充放電可能な全天候型の電源にするが故に発生する特有の新たな課題を抽出し、その課題を解決する手段をも提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上記課題を解決するために、本発明の非接触電力伝送手段を備えた電源は、素電池と、前記素電池の充放電を制御する保護回路と、送電コイル及び送電共振容量により構成された送電共振器と、受電コイル及び受電共振容量により構成された受電共振器と、前記受電共振器が受電する交流電力を前記素電池に充電するための所定の電圧の直流電力に変換するＡＣ−ＤＣ変換器と、前記素電池に充電された直流電力を所定の周波数の交流電力に変換して前記送電共振器に電力を供給するインバーターを備え、前記素電池、前記保護回路、前記送電共振器、前記受電共振器、前記ＡＣ−ＤＣ変換器、及び前記インバーターが成形樹脂を用いて一体化され、電気的な導電部材が表面に露出しない樹脂モールド構造を有し、前記素電池は、前記素電池の内部で発生したガスを前記素電池の外部に放出するためのベントを備え、前記ベントから放出されるガスを前記成形樹脂の外側に放出するためのガス放出構造を設けたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明は、素電池、素電池の保護回路、電力を送受電するためのコイル等を電気的な導通部が表面に露出しないように一体化させた電源である。本発明の電源は、非接触で電力を受電できる受電共振器と、非接触で電力を送電できる送電共振器とを備えるので、非接触で外部機器と電力の送受電が可能であり、電源に電気的な接点を設ける必要が無い。そのため、接点が腐食することによる接触不良の問題が発生することがない。さらに、電源に防水機能を持たせることができ、その結果、防水機能を備えた携帯電子機器を雨天下、もしくは水中で使用中に電源を交換することが可能となる。

【0018】

また、本発明の電源を誤って水中に落下させて水没させてしまった場合でも、従来の電池パックのように使用不能になることはなく、使用を継続することができる。さらに、本発明の電源は電気的な接点等が電源の表面に露出しない。そのため、電源を誤って落下させた場合でも、耐衝撃性を大幅に向上させることができる。すなわち、本発明によれば防水機能と耐衝撃性を兼ね備えた全天候型の電源を実現できる。

【0019】

さらに、保護回路等の電子回路の周りに水分を含んだ空気が存在しないため温度変化による結露が発生せず、内部の結露による電子回路等の故障を抑制できる。結露の問題は、電源を常温の室内・車内から高温多湿の屋外へ持ち込んだ場合、逆に低温の屋外から常温の室内・車内に入った場合等に生じうる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の第１の電源の斜視概略図である。

【図2】本発明の第２の電源の斜視概略図である。

【図3】本発明の第２の電源を非接触で充電する際のブロック図である。

【図4】本発明の第２の電源から携帯電子機器に非接触で送電する際のブロック図である。

【図5A】本発明の第１の電源に充放電の切替えのための補助部品を加えた斜視概略図である。

【図5B】図５ＡにおけるＡ−Ａ線断面図である。

【図6】本発明の第３の電源の斜視概略図である。

【図7A】本発明の第１の電源にガス放出構造として薄肉部を設けた場合の断面図である。

【図7B】本発明の第１の電源にガス放出構造として鋭角部品を設けた場合の断面図である。

【図7C】本発明の第１の電源にガス放出構造として鋭角部品を設けるとともに薄肉部も設けた場合の断面図である。

【図8A】本発明の第１の電源にガス放出構造として薄肉部を設けた場合の断面図である。

【図8B】本発明の第１の電源にガス放出構造として鋭角部品を設けた場合の断面図である。

【図8C】本発明の第１の電源にガス放出構造として鋭角部品を設けるとともに薄肉部も設けた場合の断面図である。

【図9】本発明の第４の電源の斜視概略図である。

【図10】従来の電池パックの分解斜視図である。

【図11】従来の電池パックを充電する際の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施の形態における電源の構成について、図面を参照しながら詳説する。

【0022】

図１は、本発明の第１の電源１００の概略斜視図を示す。電源１００は電池１０１と非接触送受電回路２００を有し、電池１０１と非接触送受電回路２００は接続コード１０４などによって電気的に接続されている。電池１０１と非接触総受電回路２００間が狭くできる場合にはコード１０４を介さなくともコネクタによる結合も可能である。

【0023】

電池１０１は素電池とその素電池の充放電を制御する保護回路を備えている。素電池はリチウムイオン電池を用いている。電源１００は、電源１００の外部から電池１０１の充放電の開始及び停止を制御するために用いられる光センサー１０６ａ及び１０６ｂ、同じく、電源１００の外部から電池１０１の充放電を制御するために用いられる押圧スイッチ１０７ａ及び１０７ｂを有し、さらには、電池１０１の残量を表示する残量計１０８を有する。また、電池１０１は電池１０１の内部で発生したガスを電池１０１の外部に放出するためのベント１０５を有する。これら電源１００を構成する構成要素１０１乃至１０８は一体化されている。

【0024】

図１では、本発明の電源１００は成形樹脂１０９で一体化されており、電源１００の全面が成形樹脂１０９で覆われている。電源１００は、金型内の所定位置に構成要素１０１乃至１０８を配置し、その金型内に成形樹脂を射出することにより作ることができる。その場合、図１に示した電源１００は樹脂モールド構造を有する。本発明の電源では電気的な導通部が表面に露出していないことが従来の電池パックや電源にはない特徴である。

【0025】

以下では、本発明の電源の動作や構成を実施の形態に分けて詳しく説明する。
（第１の実施の形態）
図２は、本発明の第２の電源１２０の概略斜視図を示す。電源１２０は、非接触受電回路２４０と非接触送電回路２５０を有し、非接触受電回路２４０と電池１０１は、接続コード１０４ａなどで接続され、非接触送電回路２５０と電池１０１は、接続コード１０４ｂで接続されている。図１の場合と同様に、電池１０１と非接触総受電回路２００間が狭くできる場合にはコード１０４を介さなくともコネクタによる結合も可能である。図２の本発明の第２の電源１２０を図１の本発明の第１の電源１００と比較すると、本発明の第２の電源１２０は受電の機能を有する非接触受電回路２４０と送電の機能を有する非接触送電回路２５０を個別に設けるが、本発明の第１の電源１００は送電と受電の機能を兼ね備える非接触送受電回路２００である点で異なる。第１の実施の形態では、まず、図２の本発明の電源１２０に基づいて充電時の動作、及び放電時の動作を説明する。

【0026】

本発明の電源１２０は非接触で電力を送受電する。非接触で電力を伝送する方式として、電磁誘導による電磁誘導方式、共振を利用した共鳴給電方式、及びマイクロ波を利用したマイクロ波送電方式が知られている。この中で既に実用化されているのは、電磁誘導方式である。これは技術的には相互誘導におよそ位置付けすることができ、従来から様々な検討がされているため安価な回路で構成できるという優位性はあるが、送電距離が短いという課題もある。そこで最近、共振を利用して電力を数ｍ先まで伝送する共鳴給電方式が提案され、この技術を利用した製品開発が、電機メーカー、自動車メーカーを中心に進められている。以下では、本発明の電源は、非接触で電力を送受電する方式として共鳴給電方式を例にとって説明する。但し、本発明の電源は共鳴給電方式に限るものではなく、前述の電磁誘導方式等、別の非接触電力伝送方式を用いてもよい。

【0027】

まず、電源１２０の充電時の動作について説明する。図３は、本発明の電源１２０を充電器３００で充電する場合の概略図を示す。電源１２０を充電する際には、電源１２０の非接触受電回路２４０が用いられる。

【0028】

電源１２０は、充電器３００に近づけて、非接触で充電器３００から電力を受電する。充電器３００において、ＤＣ電源３０１から送電回路３０２に供給された電力は、送電回路３０２で共鳴給電のための所定の周波数の高周波電力に変換される。送電回路３０２は、高周波電力を送電コイル３０４に供給する。なお、フェライト板３０３は、送電コイル３０４から発生する電磁波ノイズがＤＣ電源３０１や送電回路３０２に漏洩することを防止する。送電コイル３０４はコンデンサ３０５に接続されており、送電コイル３０４とコンデンサ３０５で送電側共振ユニットを構成する。

【0029】

電源１２０において、受電コイル２４１はコンデンサ２４２に接続されており、受電コイル２４１とコンデンサ２４２で受電側共振ユニットを構成する。共鳴給電方式に基づく非接触電力伝送では、充電器３００の送電側共振ユニットと電源１２０の受電側共振ユニットが共振することにより、高効率の非接触電力伝送が可能になる。

【0030】

充電器３００の送電コイル３０４から送られた高周波電力は、電源１２０の受電コイル２４１が受電する。受電コイル２４１が受けた高周波電力は、整流回路を含む受電回路２４４に供給されＡＣ−ＤＣ変換など所定の電気的処理を経た後、電池充電回路２４５に供給される。電池充電回路２４５は、接続コネクタ１０４ａを介して電池１０１に接続されており、定電流定電圧充電等、電池１０１に適した方式で電池１０１の充電を行う。なお、フェライト板２４３は、受電コイル２４１から発生する電磁波ノイズが受電回路２４４や電池充電回路２４５に漏洩することを防止する。

【0031】

次に、電源１２０の放電時の動作について説明する。図４は、本発明の電源１２０から携帯電子機器４００に電力を供給する場合の概略図を示す。電源１２０を放電する際には、電源１２０の非接触送電回路２５０が用いられる。

【0032】

電源１２０は、携帯電子機器４００に近づけて、非接触で携帯電子機器４００に電力を供給する。電源１２０において、電池１０１から接続コネクタ１０４ｂを介して高周波駆動回路２５４に供給された直流電力は、高周波駆動回路２５４で共鳴給電のための所定の周波数の高周波電力に変換される。直流電力を所定の周波数の高周波電力に変換する回路としては、一般的に知られているハーフブリッジ回路やフルブリッジ回路を用いればよい。高周波駆動回路２５４は、高周波電力を送電コイル２５１に供給する。なお、フェライト板２５３は、送電コイル２５１から発生する電磁波ノイズが高周波駆動回路２５４に漏洩することを防止する。送電コイル２５１はコンデンサ２５２に接続されており、送電コイル２５１とコンデンサ２５２で送電側共振ユニットを構成する。

【0033】

携帯電子機器４００において、受電コイル４０１はコンデンサ４０２に接続されており、受電コイル４０１とコンデンサ４０２で受電側共振ユニットを構成する。電源１２０の送電側共振ユニットと携帯電子機器４００の受電側共振ユニットが共振し、高効率の非接触電力伝送が行われる。

【0034】

電源１２０の送電コイル２５１から送られた高周波電力は、携帯電子機器４００の受電コイル４０１が受電する。受電コイル４０１が受けた高周波電力は、整流回路を含む受電回路４０４に供給されＡＣ−ＤＣ変換など所定の電気的処理を経た後、携帯電子機器４００の動作を司る電気回路４０５に供給される。なお、フェライト板４０３は、受電コイル４０１から発生する電磁波ノイズが受電回路４０４や電気回路４０５に漏洩することを防止する。

【0035】

以上では、図２に示した非接触受電回路２４０と非接触送電回路２５０を個別に設ける電源１２０を例として説明したが、非接触受電回路２４０と非接触送電回路２５０を一つの非接触送受電回路２００としてもよい。その場合、電源の構成は図１の電源１００のようになる。非接触送受電回路２００では、受電時と送電時とでコイルを共有し、受電時にはコイルを非接触受電回路２４０と接続し、送電時には非接触送電回路２５０と接続するようなスイッチを設ければよい。非接触送受電回路２００では、受電時と送電時とでコイルを共有するので電源１００の小型化に有利である。電源１００の受電時と送電時で共振周波数が異なる場合があるが、送受電のコイルに可変容量コンデンサを接続するか、受電時と送電時で送受電のコイルに接続するコンデンサの容量を切り替えればよい。すなわち、受電時と送電時でコンデンサの容量を変化させれば、一つの送受電のコイルにおいて受電時と送電時で共振周波数を自由に設定できる。

【0036】

ところで、整流回路を含む受電回路２４４や直流電力を所定の周波数の高周波電力に変換する高周波駆動回路２５４は、非接触電力伝送時に大きな熱が発生する。電源１００は全面が成形樹脂１０９で覆われていることを特徴とするが、一方、電源１００内で発生した熱をいかに放熱させるかが問題となる。

【0037】

そこで、成形樹脂１０９にカーボン等の導電性フィラーを含ませる。導電性フィラーを含ませることで非接触電力伝送時に発生する熱を効率的に放熱することができる。ただし、成形樹脂１０９に導電性フィラーを多量に含ませると電力伝送効率が大きく劣化してしまう。そのため、熱が発生する受電回路２４４や高周波駆動回路２５４の周辺のみに回路動作に影響が出ないようにしながらフィラー密度の高い樹脂を用いることが有効である。或いは窒化ボロンなどの高熱伝導かつ絶縁体であるセラミック等を配置することも有効である。これにより受電回路２４４や高周波駆動回路２５４から発生する熱を効率的に放熱できるとともに受電回路２４４や高周波駆動回路２５４への電磁ノイズも防ぐことができる。
（第２の実施の形態）
図１に示した本発明の第１の電源１００において、充電若しくは放電を開始する際には、電源１００の外部から、電源１００に充電若しくは放電の指示信号を与える必要がある。充電若しくは放電の指示信号を与える方法として、電源１００の外部から光信号を用いる場合、及び電源１００の外部から外力を加える場合が考えられる。そのため、電源１００は、外部から電池１０１の充放電の開始及び停止を制御するために用いられる光センサー１０６ａ及び１０６ｂや、電源１００の外部から電池１０１の充放電を制御するために用いられる押圧スイッチ１０７ａ及び１０７ｂを有している。

【0038】

電源１００は全面が成形樹脂１０９で覆われていることを特徴とするが、一般的に成形樹脂は光透過性が低いものが多く、成形樹脂で覆われた光センサー１０６ａ、１０６ｂに光が十分に到達しない場合がある。また、一般的に成形樹脂１０９は硬いものが多く、成形樹脂１０９で覆われた押圧スイッチ１０７ａ、１０７ｂに外力が十分に到達しない場合がある。

【0039】

そこで、第２の実施の形態では、電源の全面を成形樹脂で覆いつつ、光センサー１０６ａ及び１０６ｂや、押圧スイッチ１０７ａ及び１０７ｂの機能を妨げない構成について説明する。

【0040】

図５Ａは、図１の電源１００に充電若しくは放電を開始するための補助部品を加えた電源１３０概略斜視図を示す。補助部品を加えることにより、光センサー１０６ａ、１０６ｂに光を十分に到達させ、押圧スイッチ１０７ａ、１０７ｂに外力を十分に到達させることができる。

【0041】

以下では、図５Ａに示す電源１３０を例として、充電若しくは放電の指示信号を与える方法について説明する。まずは、光信号を用いて電源１３０に充電若しくは放電の指示信号を与える場合について説明する。

【0042】

電源１３０では、光センサー１０６ａ上に導光体１１１ａを、光センサー１０６ｂ上に導光体１１１ｂを配置する。電源１００の充電を開始する際には、外部から１１１ａを通じて光センサー１０６ａに光を照射する。光センサー１０６ａは受光した光を光電変換した電気信号を、電池１０１に備えられた保護回路に充電開始信号として送信する。

【0043】

一方、電源１３０の放電を開始する際には、外部から１１１ｂを通じて光センサー１０６ｂに光を照射する。光センサー１０６ｂは受光した光を光電変換した電気信号を、電池１０１に備えられた保護回路に放電開始信号として送信する。

【0044】

電源１３０を成形樹脂１０９で一体化する際に、光透過性が高い導光体１１１ａと１１１ｂを、それぞれ光センサー１０６ａと１０６ｂ上に配置しておくことにより電源１３０を作成できる。

【0045】

電源１３０の充電を開始する際に、外部から１１１ａを通じて光センサー１０６ａに光を照射する外部機器としては、例えば図３で示した充電器３００が考えられる。一方、電源１３０の放電を開始する際に、外部から１１１ｂを通じて光センサー１０６ｂに光を照射する外部機器としては、例えば図４で示した携帯電子機器４００が考えられる。

【0046】

なお、電源１３０の充電若しくは放電を開始する際の信号としては、充電若しくは放電の開始時のみパルス的に光を照射してもよいし、充電時若しくは放電時に継続して光を照射してもよい。放電時に継続して光を照射する場合、携帯電子機器４００が何らかの理由で電源１３０からの放電を断ちたい場合は、携帯電子機器４００からの光照射を停止することにより電源１３０の放電を停止することができる。この場合、光センサー１０６ｂに緊急停止スイッチとしての機能も持たせることができる。

【0047】

次に電源１３０の外部から外力を加えて電源１３０に充電若しくは放電の指示信号を与える場合について説明する。

【0048】

電源１３０では、押圧スイッチ１０７ａ上にブロック１１２ａを、押圧スイッチ１０７ｂ上にブロック１１２ｂを配置する。電源１３０の充電を開始する際には、外部からブロック１１２ａを押すことにより押圧スイッチ１０７ａを押圧する。押圧スイッチ１０７ａは押圧により得られた電気信号を、電池１０１に備えられた保護回路に充電開始信号として送信する。

【0049】

一方、電源１３０の放電を開始する際には、外部からブロック１１２ｂを押すことにより押圧スイッチ１０７ｂを押圧する。押圧スイッチ１０７ｂは押圧により得られた電気信号を、電池１０１に備えられた保護回路に放電開始信号として送信する。

【0050】

電源１３０を成形樹脂１０９で一体化する際に、ブロック１１２ａと１１２ｂを、それぞれ押圧スイッチ１０７ａと１０７ｂ上に配置しておくことにより電源１３０を作成できる。

【0051】

外部から１１２ａを通じて押圧スイッチ１０７ａに外力を加え、外部から１１２ｂを通じて押圧スイッチ１０７ｂに外力を加えるのは、主として電源１３０のユーザーである。

【0052】

なお、充電若しくは放電の指示信号を与える方法として、電源１３０の外部から光信号を用いる場合、及び電源１３０の外部から外力を加える場合を説明したが、これらは個別に用いてもよいし、併用してもよい。

【0053】

図５Ｂは、図５ＡにおけるＡ−Ａ線断面図を示す。導光体１１１ａは必ずしも光センサー１０６ａに接する必要はなく、また、必ずしも電源１３０の表面に露出させる必要もない。外部からの光信号が十分に光センサー１０６ａに伝わる構成であればよい。ブロック１１２ａについても、必ずしも押圧スイッチ１０７ａに接する必要はなく、また、必ずしも電源１３０の表面に露出させる必要もない。外部からの外力が十分に押圧スイッチ１０７ａに伝わる構成であればよい。

【0054】

図６は、本発明の第３の電源１４０の概略斜視図を示す。電源１４０は、電池１０１と非接触送受電回路２００を電気的に接続した後、電池１０１と非接触送受電回路２００に勘合するように両側から光透過性ケース１１０を貼り合せた構造を有する。光透過性ケース１１０を貼り合せる方法としては、ねじ止め、超音波溶接、接着剤などいずれの方法でも構わない。なお、電源１４０は、防水の観点から光透過性ケース１１０を貼り合せた部分にゴムパッキン１１３を設けている。

【0055】

光透過性ケース１１０は光透過性を有する樹脂で形成する。光透過性を有する樹脂としては、例えば、ポリカーボネートを用いることができる。光透過性ケース１１０が光透過性を有するので、光センサー１０６ａや１０６ｂに十分な光を到達させることができる。

【0056】

以上は、図１の電源１００に充電若しくは放電を開始するための補助部品を加えた電源１３０、及びゴムパッキンを介して光透過性ケース１１０を貼り合せた電源１４０について説明した。なお、成形樹脂１０９にポリカーボネート等の光透過性樹脂を用いれば、図１の電源１００においても充電若しくは放電の指示信号を与えることができる。この場合、電池１０１の残量を表示する残量計１０８の視認性も向上するので好適である。
（第３の実施の形態）
先述と同様に、第３の実施の形態でも素電池にはリチウムイオン電池を用いており、素電池はアルミの深絞りによって形成された電池ケースに電極とセパレータの巻回体が封入されるとともに、電解液が封入されている。したがって、第３の実施の形態の素電池は所定の厚みの略矩形の外観を有する。

【0057】

このリチウムイオン電池を満充電の状態で高温下に長期間放置した場合や誤って過充電すると、電解液が分解されて素電池の内部でガスが発生することがある。また、充電と放電のサイクルを重ねることによりガスが発生することがある。わずかなガスの発生でも素電池の電池ケース内の内圧が上昇し、電池ケースの厚さ方向に目に見える膨れが生じる。また、万一電池内部での短絡等により熱暴走が生じ、電池ケース内の内圧が一定の値以上に上昇した場合、安全面の観点から電池ケース内部のガスを外部に放出するする必要があり、ガス放出機能を有するベントが素電池に設けられるのが通常である。

【0058】

なお、本発明の素電池としてラミネート電池を用いることができるが、ラミネート電池でも膨れについては同じであるので説明は省略する。

【0059】

本発明は、電源の全面を、例えば成形樹脂で覆うことを特徴とするが、ベントの部分も成形樹脂で覆うことになり、ベントが持つガス放出機能を妨げる場合がある。

【0060】

そこで、第３の実施の形態では、電源の全面を成形樹脂で覆いつつ、ベントが持つガス放出機能を妨げない構成について説明する。

【0061】

以下では、ベントがアルミの深絞りによって形成された電池ケースの蓋部分に設けられる場合と、電池ケースの側面に設けられる場合に分けて説明する。まず、ベントが電池ケースの蓋部分に設けられる場合について説明する。

【0062】

図７Ａは、素電池１０１のベント１０５の開口方向に成形樹脂１０９の薄肉部１５０を設けた場合の電源１００の断面図を示す。薄肉部１５０を設けたことにより、ベント１０５を覆う樹脂の強度が弱くなり、ベント１０５のガス放出機能が保たれる。なお、電源１００の全面積に対するベント１０５の面積比は極めて小さいので、薄肉部１５０を設けても本発明の目的である防水機能、機械的強度といった全天候型の特性を阻害することはない。

【0063】

図７Ｂは、素電池１０１のベント１０５の開口方向に鋭角部品１５２を設けた場合の電源１００の断面図を示す。鋭角部品１５２を設けたことにより、ベント１０５が開裂する際に鋭角部品１５２により成形樹脂１０９が裂け、ベント１０５のガス放出機能が保たれる。

【0064】

図７Ｃは、素電池１０１のベント１０５の開口方向に成形樹脂１０９の薄肉部１５１を設けるとともに鋭角部品１５２を設けた場合の電源１００の断面図を示す。薄肉部１５１と鋭角部品１５２を併せ持つことにより、さらにベント１０５のガス放出機能が保たれることになる。

【0065】

次に、ベントが電池ケースの側面に設けられる場合について説明する。

【0066】

図８Ａは、素電池１０１のベント１６０の開口方向に成形樹脂１０９の薄肉部１５０を設けた場合の電源１００の断面図を示す。薄肉部１５０を設けたことにより、ベント１６０を覆う樹脂の強度が弱くなり、ベント１６０のガス放出機能が保たれる。なお、電源１００の全面積に対するベント１６０の面積比は極めて小さいので、薄肉部１５０を設けても本発明の目的である防水機能、機械的強度といった全天候型の特性を阻害することはない。

【0067】

図８Ｂは、素電池１０１のベント１６０の開口方向に鋭角部品１５２を設けた場合の電源１００の断面図を示す。鋭角部品１５２を設けたことにより、ベント１６０が開裂する際に鋭角部品１５２により成形樹脂１０９が裂け、ベント１６０のガス放出機能が保たれる。

【0068】

図８Ｃは、素電池１０１のベント１６０の開口方向に成形樹脂１０９の薄肉部１５１を設けるとともに鋭角部品１５２を設けた場合の電源１００の断面図を示す。薄肉部１５１と鋭角部品１５２を併せ持つことにより、さらにベント１６０のガス放出機能が保たれることになる。

【0069】

なお、ベントは通常、電池１０１の内圧が０．１−０．４ＭＰａになると開口するように設計するが、その作動圧の設計上の許容上限以下で成形樹脂の薄肉部１５０、１５１が開口し、鋭角部品１５２で樹脂１０９が開口するように設定する。具体的には、電池のベントが裂ける方向と樹脂が裂ける方向（裂けやすい方向）を同一方向とするのが好ましい。
（第４の実施の形態）
素電池はリチウムイオン電池を用いており、ガスの発生により電池ケース内の内圧が上昇し、電池ケースの厚さ方向に目に見える膨れが生じることは、第３の実施の形態で述べた。

【0070】

第４の本実施の形態では、電源の全面を成形樹脂で覆いつつ、電池ケースの膨れを吸収するための膨れ吸収構造を有する電源について説明する。

【0071】

図９は、本発明の第４の電源１８０の概略斜視図を示す。電源１８０は、膨れ吸収構造１７０を有する。膨れ吸収構造１７０は弾力性を有し、電池ケースの膨れを吸収する。膨れ吸収構造１７０は、乾燥エアまたはＡｒに代表される不活性ガスを充填しておけばよい。

【0072】

電源１８０は、さらに浮力カプセル１７１を有する。浮力カプセル１７１は、電源１８０が水中に落下した場合でも、電源１８０を浮き上がらせる程度の浮力を有する。浮力カプセル１７１は、乾燥エアまたはＡｒに代表される不活性ガスを充填しておけばよい。また、膨れ吸収構造１７０と浮力カプセル１７１を併せて電源を浮き上がらせる程度の浮力になるように、膨れ吸収構造１７０と浮力カプセル１７１の大きさを設計してもよい。

【符号の説明】

【0073】

１００、１２０、１３０、１４０、１８０ 電源
１０１ 電池
１０４、１０４ａ、１０４ｂ 接続コード
１０５ ベント
１０６ａ、１０６ｂ 光センサー
１０７ａ、１０７ｂ 押圧スイッチ
１０８ 残量計
１０９ 成形樹脂
１１０ 光透過性ケース
１１１ａ、１１１ｂ 導光体
１１２ａ、１１２ｂ ブロック
１１３ ゴムパッキン
１５０、１５１ 薄肉部
１５２ 鋭角部品
１６０ ベント
１７０ 膨れ吸収構造
１７１ 浮力カプセル
２００ 非接触送受電回路
２４０ 非接触受電回路
２４１、４０１ 受電コイル
２４２、２５２、３０５、４０２ コンデンサ
２４３、２５３、３０３、４０３ フェライト
２４４、４０４ 受電回路
２４５ 電池充電回路
２５０ 非接触送電回路
２５１、３０４ 送電コイル
２５４ 高周波駆動回路
３００ 充電器
３０１ ＤＣ電源
３０２ 送電回路
４００ 携帯電子機器
４０５ 電気回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9】

【図10】

【図11】