JP2004158242A - 電子機器の電源供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で電池パックの不完全装着を検出することができて小型化も損なわれない、電子機器の電源供給装置を提供すること。
【解決手段】電池パックを保持体から取り外す際に、電池パックの電極端子の押し込み量が減じてコネクタ片９の接触端子部９ａが電池パックの収納空間へ所定量突出したときに、該コネクタ片９が接点部材１０に接触して検出信号が出力されるようにした。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器に内蔵されて電池パックが装着される電源供給装置に係り、特に、電池パックを取り外すとバックアップ用電源に切り替わる携帯端末装置等の電子機器に用いて好適な電源供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話等の携帯端末装置には、通常、電池パックが装着される電源供給装置が内蔵されている。かかる電源供給装置には、電池パックを着脱可能に収納する収納空間を設けた絶縁性の保持体（ケーシング）と、この保持体内に配置されて一部を収納空間へ突出させた導電性金属材からなる複数のコネクタ片とが備えられている。これらのコネクタ片は使用する電池パックの電極端子と対応する位置に配設されており、電池パックが収納空間内へ装着されると、各コネクタ片がそれぞれ対応する電極端子に押し撓められて弾接する。これにより、電池パックの各電極端子が各コネクタ片を介して携帯端末装置の駆動回路と導通されるので、この駆動回路へ電源が供給されることになる。
【０００３】
また、この種の携帯端末装置において、電池パックを取り外した状態でも使用可能とするために、装着時の電池パック等から充電されるバックアップ用電源を内蔵し、電池パックが電源供給装置から取り外されたことにより生じる電気信号の変化に基づいて、バックアップ用電源が放電して電源が確保されるようにしたものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように電池パックを取り外したときに生じる電気信号の変化に基づいてバックアップ用電源に切り替わるという方式では、電池パックからもバックアップ用電源からも電源が供給されない瞬間が生じるため、携帯端末装置において電池パックを交換しているときに送受信機能が途絶えてしまう等の不具合があった。
【０００５】
そのため、電池パックを電源供給装置から完全に取り外す前にバックアップ用電源に切り替えることのできるスイッチ機構が検討されているが、電池パックが外れる直前であることを検出可能なスイッチユニットを、小型化の要望が強い電子機器の電源供給装置に新たに追加することは、スペース上の制約が大きいため容易でなく、高コスト化を余儀なくされるという問題もあった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、簡素な構成で電池パックの不完全装着を検出することができて小型化も損なわれない、電子機器の電源供給装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明では、複数の電極端子を有する電池パックを装着して電子機器の駆動回路へ電源を供給する電源供給装置において、前記電池パックを着脱可能に収納する収納空間を設けた絶縁性の保持体と、この保持体内に配置されて一部を前記収納空間へ突出させた導電性金属材からなる複数のコネクタ片と、前記保持体内に配置されて所定の前記コネクタ片に接離可能な導電性金属材からなる接点部材とを備え、前記電池パックが前記収納空間内に装着された状態では、前記複数の電極端子がそれぞれ対応する前記コネクタ片に弾接して前記駆動回路と導通されていると共に、前記所定のコネクタ片が対応する前記電極端子に押し撓められて前記接点部材から離間しており、かつ、前記電極端子の押し込み量が減じて前記所定のコネクタ片が前記収納空間へ一定量突出したときに、該コネクタ片が前記接点部材に接触して検出信号が出力されるように構成した。
【０００８】
このように構成された電子機器の電源供給装置は、電池パックを保持体から取り外す際に、所定のコネクタ片に対する該電池パックの電極端子の押し込み量が減じて、該コネクタ片が収納空間内へ一定量突出した時点で、該コネクタ片が接点部材に接触して検出信号が出力されるので、電池パックが外れる直前の不完全装着状態になったことを検出できる。しかも、電池パックの電極端子を電子機器の駆動回路と導通させるためのコネクタ片を、前記接点部材に接離する可動接点部材として利用しているので、検出専用のスイッチユニットを付設する場合に比べて、電源供給装置の構造が複雑化せず、小型化も損なわれない。
【０００９】
例えば、接点部材と離間していた所定のコネクタ片が該接点部材と接触する時点で、該コネクタ片が対応する前記電極端子との接触を維持しており、かつ、前記検出信号によってバックアップ用電源から前記駆動回路への電源供給が開始されるようにしておけば、電池パックを保持体から取り外す段階で、電池パックからの電源供給が途絶える前にバックアップ用電源からの電源供給を開始させることができるため、駆動回路に電源が供給されない瞬間が生じなくなる。
【００１０】
また、かかる電源供給装置において、開口部を有する絶縁性のハウジングに前記所定のコネクタ片および前記接点部材を取り付け、該コネクタ片の一部を該開口部から該ハウジング外へ出没可能に突出させることにより、検出スイッチを兼ねたコネクタ装置を構成し、このコネクタ装置を前記保持体内に組み込むことにすれば、接点部材およびコネクタ片がユニット化されるため取扱い性が向上し、電源供給装置の組立性向上が図れる。この場合、共通のハウジングに接点部材と複数のコネクタ片とを並設してコネクタ装置を構成してもよく、例えば必要数のコネクタ片を接点部材と共にユニット化したコネクタ装置を採用することにより、電源供給装置の組立性を大幅に向上させることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係る電源供給装置の斜視図、図２は図１に示すスイッチ兼コネクタ装置の分解斜視図、図３は該コネクタ装置の外観図、図４は該コネクタ装置の内部構造図、図５は該コネクタ装置のスイッチング動作を示す説明図、図６は図１に示す電池パックを保持体から取り外す際の動作説明図である。
【００１２】
図１に示す電源供給装置１は、携帯端末装置等の電子機器に内蔵されるものであり、電池パック３０を装着して該電子機器の駆動回路へ電源を供給するための装置である。この電源供給装置１には、電池パック３０を着脱可能に収納する収納空間２を設けた保持体３と、収納空間２に隣接して保持体３に組み込まれたスイッチ兼コネクタ装置４と、このコネクタ装置４と対向する保持体３の壁面から収納空間２内へ自由端部を突出させた３個のコネクタ片５とが備えられている。また、電池パック３０の外表面には、一端側と他端側の計４箇所に電極端子３１が配設されている。ここで、スイッチ兼コネクタ装置４は、電池パック３０が保持体３に正しく装着されているか否かを検出するスイッチ機能を有する。また、このコネクタ装置４の一部と各コネクタ片５を介して、電池パック３０の各電極端子３１が前記駆動回路と導通されるようになっている。
【００１３】
保持体３は絶縁性材料からなり、収納空間２を包囲する枠状部分の内部に、スイッチ兼コネクタ装置４や各コネクタ片５等を配設するスペースが確保されている。また、図示はしていないが、保持体３には回路基板が内蔵されており、この回路基板上にスイッチ兼コネクタ装置４や各コネクタ片５が実装されている。
【００１４】
図２〜図５に示すように、スイッチ兼コネクタ装置４は、絶縁性のケース７およびカバー８を組み合わせてなる箱状のハウジング６と、導電性金属材からなり自由端部である接触端子部９ａをハウジング６の外方へ出没可能に突出させている可動接点付きコネクタ片９と、導電性金属材からなり該コネクタ片９と接離可能な状態でハウジング６内に保持された接点部材１０とによって主に構成されている。
【００１５】
ケース７には、可動接点付きコネクタ片９の配置スペースと接点部材１０の配置スペースとを仕切って短絡事故を防止するための隔壁７ａが形成されている。カバー８には、接触端子部９ａを外方へ突出させるための開口部８ａと、コネクタ片９および接点部材１０を位置規制するための突起部８ｂとが形成されている。可動接点付きコネクタ片９の基端部には、ケース７の外方へ突出する外部接続端子９ｂ，９ｃと、ケース７の底部に圧入される位置決め片９ｄとが形成されている。このコネクタ片９は、接触端子部９ａと略Ｕ字形に折り返された頂部９ｅとの間が可動接点部９ｆとなっており、ハウジング６内での頂部９ｅの位置ずれはカバー８の突起部８ｂによって規制されている。また、接点部材１０の基端部には、ケース７の外方へ突出する外部接続端子１０ｂ，１０ｃと、ケース７の底部に圧入される位置決め片１０ｄとが形成されている。この接点部材１０の自由端部には、隔壁７ａを横切って可動接点付きコネクタ片９側へ延びる略Ｌ字形の延出部１０ａが形成されており、この延出部１０ａの先端部に対してコネクタ片９の可動接点部９ｆが接離可能である。
【００１６】
すなわち、このスイッチ兼コネクタ装置４は常閉接点タイプのスイッチ装置として機能し、図５（ａ）に示す初期状態では、可動接点付きコネクタ片９が接触端子部９ａを開口部８ａから外方へ大きく突出させていると共に、可動接点部９ｆを接点部材１０の延出部１０ａの先端部に弾接させている。しかるに、接触端子部９ａがハウジング６内へ大きく押し込まれると、図５（ｃ）に示すように、可動接点付きコネクタ片９の弾性変形に伴い可動接点部９ｆが延出部１０ａから離間し、接点部材１０はプリテンションにより延出部１０ａの上部がカバー８の突起部８ｂに弾接して位置規制される。なお、図５（ｂ）は可動接点部９ｆが延出部１０ａに接離する瞬間の状態を示しており、このとき接触端子部９ａの開口部８ａからの突出量は初期状態の約半分である。このようにハウジング６内で可動接点付きコネクタ片９が接点部材１０に接離可能であることから、このコネクタ装置４は検出スイッチとして機能させることができ、可動接点付きコネクタ片９が接点部材１０に接触すると外部接続端子１０ｂ（または１０ｃ）から検出信号が出力されるようになっている。
【００１７】
各コネクタ片５は導電性金属材からなり、可動接点付きコネクタ片９と似た形状にフォーミングされている。ただし、可動接点付きコネクタ片９の接触端子部９ａが収納空間２内の下部に突出しているのに対し、コネクタ片５のうち電極端子３１と接触する自由端部は収納空間２内の上部に突出している。これは、電池パック３０を保持体３から取り外す際に、コネクタ片５のほうが可動接点付きコネクタ片９よりも遅いタイミングで電極端子３１と離れるようにするための措置であり、こうすることで、保持体３から取り外される電池パック３０の１箇所の電極端子３１と可動接点付きコネクタ片９とが非接触になる段階で、残り３箇所の電極端子３１と各コネクタ片５との接触を維持しやすくなる。
【００１８】
可動接点付きコネクタ片９と各コネクタ片５は、電池パック３０の電極端子３１と対応する位置に配設されており、電池パック３０が収納空間２内へ装着されると、可動接点付きコネクタ片９やコネクタ片５の自由端部に電極端子３１が圧接する。つまり、可動接点付きコネクタ片９と各コネクタ片５はそれぞれ、対応する電極端子３１に押し撓められた状態で弾接することになって、十分な接触圧が得られる。可動接点付きコネクタ片９の外部接続端子９ｂ（または９ｃ）と、各コネクタ片５の図示せぬ外部接続端子は、前記回路基板にはんだ付けされて前記駆動回路に接続されているので、収納空間２内に電池パック３０を正しく装着することにより、各電極端子３１が該駆動回路と導通されて電池パック３０からの電源供給が可能となる。
【００１９】
また、接点部材１０の外部接続端子１０ｂ（または１０ｃ）は、前記回路基板にはんだ付けされて図示せぬバックアップ用電源に接続されている。このバックアップ用電源は、必要時に放電することにより前記駆動回路への電源供給を可能にするというものであり、スイッチ兼コネクタ装置４がスイッチオフ状態のときには作動せず、スイッチオン状態に切り替わると前記駆動回路へ電源を供給するように設定されている。
【００２０】
なお、本実施形態例のように可動接点付きコネクタ片９や接点部材１０に外部接続端子を一対ずつ設けておき、配線パターンに応じていずれか一方の端子を電気的に意味のないダミー端子として回路基板にはんだ付けすれば、配線パターンの自由度が高まると共に機械的強度が高まるので好ましい。
【００２１】
次に、上述した電源供給装置１の動作について説明する。保持体３の収納空間２内に電池パック３０が装着されていないときには、図１に示すように、可動接点付きコネクタ片９の接触端子部９ａと各コネクタ片５の自由端部は、いずれも収納空間２内へ最も大きく突出している。このとき、図５（ａ）に示すようにハウジング６内でコネクタ片９および接点部材１０が接触しているので、スイッチ兼コネクタ装置４はスイッチオン状態になっており、それゆえ前記バックアップ用電源が充電済みであれば、該バックアップ用電源から前記駆動回路へ電源が供給されることになる。
【００２２】
ただし通常使用時には収納空間２内に電池パック３０が装着されているので、図６（ａ）に示すように、可動接点付きコネクタ片９と各コネクタ片５はそれぞれ対応する電極端子３１に圧接して保持体３内へ押し込まれている。この状態で、各電極端子３１は可動接点付きコネクタ片９や各コネクタ片５を介して前記駆動回路と導通されているので、該駆動回路に対して電池パック３０から電源が供給されることになるが、図５（ｃ）に示すように、ハウジング６内でコネクタ片９および接点部材１０は接触しておらず、スイッチ兼コネクタ装置４がスイッチオフ状態になっているため、前記バックアップ用電源からの電源供給は行われない。
【００２３】
また、消耗した電池パック３０を保持体３から取り外す際には、図６（ｂ）〜（ｄ）に示すように、電池パック３０を徐々に傾けて収納空間２内から引き抜くことになるが、この場合、前述したように各コネクタ片５よりも先に可動接点付きコネクタ片９が電極端子３１と離れる。図６（ｂ）は、可動接点付きコネクタ片９の接触端子部９ａに対する電極端子３１の押し込み量が減じて、該接触端子部９ａが収納空間２内へ一定量突出した状態を示しており、このときハウジング６内では図５（ｂ）に示すように、可動接点付きコネクタ片９の可動接点部９ｆが接点部材１０の延出部１０ａに接触してスイッチオフからオン状態に切り替わる。したがって、前記バックアップ用電源から前記駆動回路への電源供給が開始されるが、この時点ではまだ接触端子部９ａと電極端子３１との接触は維持されているので、電池パック３０からの電源供給は途絶えておらず、図６（ｃ）に示すように、電極端子３１が接触端子部９ａから離れた時点で電池パック３０からの電源供給が遮断される。そして、図６（ｄ）に示すように、大きく傾けた電池パック３０を収納空間２内から引き抜いた後、新規の電池パックを逆の手順で収納空間２内へ装着する際には、その電極端子が接触端子部９ａに接触した時点で該電池パックによる電源供給が開始され、接触端子部９ａが図６（ｂ）に示す状態よりも押し込まれた時点でバックアップ用電源からの電源供給が遮断される。
【００２４】
このように本実施形態例では、電池パック３０を保持体３から取り外す段階で、電池パック３０からの電源供給が途絶える前にバックアップ用電源からの電源供給を開始させることができるため、駆動回路に電源が供給されない瞬間が生じなくなる。それゆえ、この電源供給装置１を内蔵した携帯端末装置においては、電池パック３０の交換作業中に送受信機能が途絶えてしまう心配がなくなって使い勝手が向上する。しかも、スイッチ兼コネクタ装置４の可動接点付きコネクタ片９が、電池パック３０の電極端子３１と導通されるコネクタとしての機能と、該電池パック３０の不完全装着状態を検出するスイッチ機構の可動接点部材としての機能を兼ね備えているので、検出専用のスイッチユニットを付設する場合に比べて、電源供給装置１の構造が複雑化せず、小型化も損なわれない。また、スイッチ兼コネクタ装置４はユニット化されているので、電源供給装置１の組立性も損なわれない。
【００２５】
なお、本実施形態例では、電源供給装置１にスイッチ兼コネクタ装置４を１個だけ設けた場合について例示しているが、同様のスイッチ兼コネクタ装置を保持体３の相対向する壁部にそれぞれ配設してもよい。
【００２６】
また、図７の分解斜視図および図８の外観図に示すように、コネクタ片９および接点部材１０だけでなく必要数のコネクタ片５をもユニット化したスイッチ兼コネクタ装置１４を採用することにより、電源供給装置１の組立性をさらに向上させることも可能である。この場合、絶縁性のハウジング１６はケース１７とカバー１８とを組み合わせて構成され、各コネクタ片５，９および接点部材１０が並設されるケース１７には、短絡事故を防止するための隔壁１７ａが複数形成されている。また、カバー１８の天井面には、各コネクタ片５，９や接点部材１０を位置規制するための複数の突起部１８ｂが形成されている。なお、図７，８において、各コネクタ片５と可動接点付きコネクタ片９は基本的に同形状で、符号５ａ，５ｂはコネクタ片５の外部接続端子を示している。また、符号１８ａは、接触端子部９ａや各コネクタ片５の自由端部を収納空間２内へ突出させるための開口部を示している。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２８】
電池パックを保持体から取り外す際に、その電極端子の押し込み量が減じて所定のコネクタ片が収納空間へ一定量突出した時点で、該コネクタ片が接点部材に接触して検出信号が出力されるので、電池パックが外れる直前の不完全装着状態になったことを検出できる。それゆえ、前記検出信号によってバックアップ用電源を作動させるようにしておけば、電池パックを保持体から取り外す段階で、電池パックからの電源供給が途絶える前にバックアップ用電源からの電源供給を開始させることができて、携帯端末装置等の電子機器の使い勝手を向上させることができる。また、電池パックの電極端子を電子機器の駆動回路と導通させるためのコネクタ片を、接点部材に接離する可動接点部材として利用しているので、検出専用のスイッチユニットを付設する場合に比べて、電源供給装置の構造が複雑化せず、小型化も損なわれない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係る電源供給装置の斜視図である。
【図２】図１に示すスイッチ兼コネクタ装置の分解斜視図である。
【図３】該コネクタ装置の外観図である。
【図４】該コネクタ装置の内部構造図である。
【図５】該コネクタ装置のスイッチング動作を示す説明図である。
【図６】図１に示す電池パックを保持体から取り外す際の動作説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態例に係るスイッチ兼コネクタ装置の分解斜視図である。
【図８】図７に示すスイッチ兼コネクタ装置の外観図である。
【符号の説明】
１ 電源供給装置
２ 収納空間
３ 保持体
４，１４ スイッチ兼コネクタ装置
５ コネクタ片
６，１６ ハウジング
８ａ，１８ａ 開口部
９ 可動接点付きコネクタ片
９ａ 接触端子部
９ｂ，９ｃ 外部接続端子
９ｆ 可動接点部
１０ 接点部材
１０ｂ，１０ｃ 外部接続端子
３０ 電池パック
３１ 電極端子

Claims (4)

1. 複数の電極端子を有する電池パックを装着して電子機器の駆動回路へ電源を供給する装置であって、
   前記電池パックを着脱可能に収納する収納空間を設けた絶縁性の保持体と、この保持体内に配置されて一部を前記収納空間へ突出させた導電性金属材からなる複数のコネクタ片と、前記保持体内に配置されて所定の前記コネクタ片に接離可能な導電性金属材からなる接点部材とを備え、
   前記電池パックが前記収納空間内に装着された状態では、前記複数の電極端子がそれぞれ対応する前記コネクタ片に弾接して前記駆動回路と導通されていると共に、前記所定のコネクタ片が対応する前記電極端子に押し撓められて前記接点部材から離間しており、
   かつ、前記電極端子の押し込み量が減じて前記所定のコネクタ片が前記収納空間へ一定量突出したときに、該コネクタ片が前記接点部材に接触して検出信号が出力されるように構成したことを特徴とする電子機器の電源供給装置。
2. 請求項１の記載において、前記接点部材と離間していた前記所定のコネクタ片が該接点部材と接触する時点で、該コネクタ片が対応する前記電極端子との接触を維持しており、かつ、前記検出信号によってバックアップ用電源から前記駆動回路への電源供給が開始されるように構成したことを特徴とする電子機器の電源供給装置。
3. 請求項１または２の記載において、開口部を有する絶縁性のハウジングに前記所定のコネクタ片および前記接点部材を取り付け、該コネクタ片の一部を前記開口部から前記ハウジング外へ出没可能に突出させることにより、検出スイッチを兼ねたコネクタ装置を構成し、このコネクタ装置を前記保持体内に組み込んだことを特徴とする電子機器の電源供給装置。
4. 請求項３の記載において、共通の前記ハウジングに前記接点部材および複数の前記コネクタ片を並設したことを特徴とする電子機器の電源供給装置。

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