JP2005071820A - バッテリパック、バッテリパック収納基板およびバッテリパックの取付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】デスクトップパソコン内部に収納する無停電電源装置用バッテリの取付け方法を提供する。
【解決手段】バッテリ２を収納したバッテリパック１にコネクタ挿入部４と、固定金具５を設けて、前記コネクタ挿入部をパソコンの拡張スロット２１に挿入し、前記固定金具でパソコン本体２０にバッテリパックを固定するようにする。
【効果】デスクトップパソコン用の無停電電源装置のバッテリを拡張スロットの位置に収納することができるため、外部に無停電電源装置を設置することが不要となり、無停電電源装置を設置してもパソコンのみの設置スペースで済む。拡張スロットは一般のパソコンに装着されているので、パソコンの改造、設計変更なしでバッテリパックの取り付けを行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンピュータ等に使用するバッテリパックに関し、特に、コンピュータに使用する無停電電源装置等のバッテリパック、バッテリパック収納基板およびバッテリパックの取付け方法に関する。

コンピュータ（パソコン）の動作中における瞬停、停電からデータを保護するために無停電電源装置（ＵＰＳ）が用いられている。無停電電源装置にはバッテリが内蔵されており、停電が発生すると無停電電源装置の内部の検出回路により停電が検出されて、無停電電源装置のバッテリ電源をインバータにより交流電源に変換して、電源をコンピュータに供給する。従来の無停電電源装置は特許文献１に開示されている。

停電が発生すると、無停電電源装置は接点信号としてのバッテリ運転信号をコンピュータに出力する。コンピュータは無停電電源装置からのバッテリ運転信号を検出後、自動的にデータファイルを保護して、ジョブの終了処理を行い、供給電源の遮断に備える。

なお、無停電電源装置は、電源トランス、ＤＣ／ＡＣコンバータ、バッテリ等を内蔵しており、コンピュータ内部に収納することができないため、コンピュータとは別に無停電電源装置を設置する必要がある。

また、停電時に交流電源の代わりに直流電力を供給する無停電電源装置が特許文献２に開示されている。

特開２００３−１４３７７２

特開２００３−１８９５０４

デスクトップ型パソコンにおいては、設置スペースが少なくて済む省スペース型パソコンが普及している。瞬停、停電からパソコンのデータを保護するために無停電電源装置を使用することが必要となる。また、省スペース型パソコンの設置スペースを有効に活用するために、無停電電源装置をパソコンの内部に収納することが望まれている。

しかしながら、省スペース型パソコンは、筐体も小型化されており、ＰＣＩバス等の拡張スロット以外は、ハードディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ等の増設を行えるスペースを有していない。このため、省スペース型パソコンでは、無停電電源装置を内蔵するスペースがないため、パソコン本体の近くに無停電電源装置を設置する必要がある。

また、交流を出力する無停電電源装置に比べて、直流を出力する無停電電源装置（ＤＣ−ＵＰＳ）は小型化されているが、ＤＣ−ＵＰＳのバッテリのサイズが大きいため、省スペース型パソコンでは無停電電源装置を内蔵することができなかった。

これにより、省スペース型のパソコンを使用しても、無停電電源装置専用の設置スペースが必要となり、省スペース型のパソコンの設置スペースを有効に活用することができなかった。

そこで本発明は、従来の無停電電源装置の設置スペースの課題に鑑みてなされたものであり、デスクトップパソコン等に使用する無停電電源装置で、無停電電源装置のバッテリをパソコンの拡張スロットの位置に収納することにより、外部に無停電電源装置を設置することが不要となるバッテリパック、バッテリパック収納基板およびバッテリパックの取付け方法を提供することを目的とする。

本発明によるバッテリパックは、バッテリと、該バッテリを収納したケースと、該ケースに設けたパソコンの拡張スロットのコネクタに挿入するコネクタ挿入部と、パソコン本体に固定するための固定金具とを有するようにしたものである。

また、本発明によるバッテリパックのコネクタ挿入部は、絶縁性を有する部材で形成したものである。

また、本発明によるバッテリパック収納基板は、パソコンの拡張スロットに取り付け可能な基板と、該基板上に設けたバッテリを収納するガイドレールと、パソコン本体に前記基板を固定するための固定金具とを有するようにしたものである。

また、本発明によるバッテリパック収納基板の固定金具は、前記バッテリの出し入れが可能なバッテリ挿入穴を備えるようにしたものである。

また、本発明によるバッテリパックの取付け方法は、バッテリを収納したバッテリパックにコネクタ挿入部と、固定金具を設けて、前記コネクタ挿入部をパソコンの拡張スロットに挿入し、前記固定金具でパソコン本体にバッテリパックを固定するようにしたものである。

また、本発明によるバッテリパックの取付け方法は、パソコンの拡張スロットに取り付け可能な基板上にバッテリパックを収納するガイドレールと、コネクタ挿入部と、固定金具を設けて、前記コネクタ挿入部をパソコンの拡張スロットのコネクタに挿入し、前記固定金具でパソコン本体に前記基板を固定して、前記基板上にバッテリパックを収納するようにしたものである。

また、本発明によるバッテリパックの取付け方法における前記拡張スロットのコネクタは、パソコンに搭載されたＰＣＩバスまたはＩＳＡバスまたはＡＧＰバスに対応したものである。

本発明によれば、デスクトップパソコン用の無停電電源装置等のバッテリを拡張スロットの位置に収納することができるため、外部に無停電電源装置を設置することが不要となる。このため、無停電電源装置を使用しても、パソコンのみの設置スペースで済む。
また、拡張スロットは、一般のパソコンに装備されているため、パソコンの改造、設計変更なしでバッテリパックの取り付けを行うことができる。

また、バッテリパックの交換は、筐体のカバーを取り外すことなしに短時間で確実にを行うことができるため、パソコンユーザでもバッテリパックの交換を容易に行うことができる。

また、無停電電源装置はパソコン内部に収納することが可能であるため、無停電電源装置の低コスト化を図ることができる。

以下図面を参照して本発明によるバッテリパック、バッテリパック収納基板およびバッテリパックの取付け方法について説明する。なお、本発明によるバッテリパック、バッテリパック収納基板およびその取付け方法は、無停電電源装置に使用するバッテリパックをパソコン本体の拡張スロットに実装することにより、省スペース型パソコン等に無停電電源装置を内蔵できるようにするものである。

図１は、バッテリパックをパソコン本体の拡張スロットに実装する前の状態を示す斜視図、図２は、バッテリパックの構成を示す斜視図、図３は、バッテリパックの構成を示す正面図、図４は、バッテリパックを収納するバッテリパック収納基板の構成を示す斜視図、図５は、バッテリパック収納基板にバッテリパックを装着する状態を説明するための図である。

図１に示すように、パソコン本体２０は、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２３、ＦＤドライブ２４、電源部２２、マザーボード（図示せず）、拡張スロット２１、拡張カード２６等を内蔵している。

拡張スロット２１は、拡張カード２６を用いてパソコンに各種機能を追加するためのスロットである。拡張スロット２１は、マザーボード上に拡張カード２６の差し込み口であるコネクタと、パソコン本体背面の穴を覆う蓋からなっている。なお、拡張スロット２１は、マザーボードに接続したドーターカード（拡張カードユニット）を設けて、ドーターカードにコネクタを設けるようにしてもよい。

通常、拡張スロット２１には、ＬＡＮアダプタカード、サウンドカード、グラフィックカード等の拡張カード２６を実装するようになっている。図１に示すように、バッテリパック１は、拡張カード２６が実装されていない拡張スロット２１に取り付けるようにする。

なお、拡張スロット２１のコネクタはデータ伝送方式の違いにより、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）バス、ＩＳＡ（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）バス、ＡＧＰ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｏｒｔ）バスに対応したものが設けられている。拡張カード２６のサイズは、例えばＰＣＩバス対応のフルサイズの拡張カードの最大寸法は、横３１５ｍｍ、高さが１０６ｍｍであり、ショートサイズの拡張カードの最大寸法は、横１７０ｍｍ、高さが１０６ｍｍであり、ローププロファイルの拡張カードの最大寸法は、横１２０ｍｍ、高さが６４ｍｍ、となっている。

デスクトップ型パソコンは、増設用のドライブベイが用意されており、ハードディスクドライブ、ＤＶＤドライブ等を増設できるるようになっている。このため、増設用のドライブベイにバッテリを収納することは可能である。しかしながら、省スペースデスクトップ型パソコンでは拡張カード２６を実装するスペース以外は、空きスペースがないため、図１に示すように、パソコン本体の未実装の拡張スロット２１にバッテリパック１を取り付けるようにする。

次に、図２および図３を用いてバッテリパック１の構成を詳述する。図２および図３に示すようにバッテリパック１は、バッテリ２と、バッテリ２を収納するケース３と固定金具５から構成されている。バッテリ２は、充電が可能なリチュウムイオンバッテリ、ニッケル水素バッテリ等が用いられている。バッテリ２を収納するケース３は、バッテリ２全体を覆っている。バッテリパック１は、例えばＰＣＩバスのショートサイズの拡張カードまたはローププロファイルサイズの拡張カードと同一サイズに構成されている。

バッテリパック１には、拡張スロット２１のコネクタに挿入してバッテリパック１を固定するためのコネクタ挿入部４が設けられている。コネクタ挿入部４はケース３と一体に形成されている。なお、コネクタ挿入部４は、拡張スロット２１のコネクタのＰＣＩバスまたはＩＳＡバスまたはＡＧＰバスに対応した形状を有している。コネクタ挿入部４は、絶縁性を有する部材で形成されており、拡張スロット２１のコネクタに挿入してもＰＣＩバス等に影響を与えないようになっている。

固定金具５は、バッテリパック１のケース３に取り付けられており、バッテリパック１のコネクタ挿入部４を拡張スロット２１のコネクタに挿入したときに、パソコン本体２０の筐体にバッテリパック１をネジにより固定するためのものである。バッテリパック１は、コネクタ挿入部４と固定金具５とによりパソコン本体２０に固定される。

また、固定金具５を取り付けたバッテリパック１の反対の面には、電源を供給するためのリード線６（図１に示す）と電源コネクタ７（図１に示す）が設けられている。

バッテリパック１のパソコン本体２０への取り付けは、図１に示すように、パソコン筐体のカバーを外して、空きの拡張スロット２１のコネクタにバッテリパック１のコネクタ挿入部４を挿入して、挿入後に、バッテリパック１の固定金具５に設けた穴にネジを通してパソコン本体２０に固定するようにする。また、バッテリパック１からのリード線６の先端に設けられた電源コネクタ７を電源部２２のコネクタに接続するようにする。

以上述べたバッテリパック１は、バッテリの交換時には拡張スロット２１よりバッテリパック１を取り外して、新たなバッテリパック１を拡張スロット２１に取り付けて使用するものである。

次に、バッテリバックを外部からパソコンに装着でき、バッテリバックの交換が容易に行えるバッテリパック収納基板について図４および図５を用いて詳述する。

図４に示すようにバッテリパック収納基板１０は、拡張基板１１と、バッテリパック１７を収納するガイドレール１２と、固定金具１５から構成されている。拡張基板１１は、例えばＰＣＩバスのショートサイズの拡張カードまたはローププロファイルサイズの拡張カードと同一サイズに構成されており、拡張スロット２１のコネクタに挿入してバッテリパック収納基板１０を固定するためのコネクタ挿入部１６が設けられている。バッテリパック１７を収納するガイドレール１２は、拡張基板１１の長手方向に沿って上下に設けられており、バッテリパック１７がガイドレール１１内を移動できる程度の寸法で拡張基板１１に取り付けられている。

また、図４および図５に示すように、拡張基板１１にはバッテリの電極に圧接してバッテリ電源を外部に導くための端子板１３が設けられている。

バッテリパック収納基板１０に収納するバッテリパック１７は、バッテリと、バッテリを収納するケースから構成されている。バッテリは充電が可能なリチュウムイオンバッテリ、ニッケル水素バッテリ等が用いられている。

なお、コネクタ挿入部４は、拡張スロット２１のコネクタのＰＣＩバスまたはＩＳＡバスまたはＡＧＰバスに対応した形状を有している。コネクタ挿入部４は、絶縁されておりコネクタに挿入してもＰＣＩバス等に影響を与えないようになっている。

固定金具１５は、拡張基板１１に取り付けられており、拡張基板１１のコネクタ挿入部１６を拡張スロット２１のコネクタに挿入したときに、パソコン本体２０の筐体にバッテリパック収納基板１０をネジにより固定するためのものである。

バッテリパック収納基板１０のパソコン本体２０への取り付けは、パソコン筐体のカバーを外して、空きの拡張スロット２１のコネクタにバッテリパック収納基板１０のコネクタ挿入部１６を挿入して、挿入後に、バッテリパック収納基板１０の固定金具１５に設けた穴にネジを通してパソコン本体２０に固定するようにする。

また、図４に示すように、外部よりバッテリパック１７をバッテリパック収納基板１０に装着するためのバッテリ挿入用穴１５ａが固定金具１５に設けられている。これにより、図５に示すように、バッテリパック１７を外部からバッテリパック収納基板１０に装着したり、バッテリパック収納基板１０からバッテリパック１７を外部に取り出せるようになっている。

以上述べたように、バッテリパック収納基板１０を拡張スロットル２１に取り付けることにより、外部からバッテリパック１７の取り出し、装着が可能となり、また、パソコン本体２０のカバーを外す必要がないため、バッテリパック１７の交換を短時間で行うことができる。

以下に図６を用いて、パソコンの拡張スロット２１にバッテリパック１を実装したＤＣ−ＵＰＳ３０の実施例について説明する。図６に示すように、ＤＣ−ＵＰＳ３０は、外部の商用交流電源（ＡＣ）から直流電源（ＤＣ）に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ３０ａと、ＡＣ／ＤＣコンバータ３０ａからの直流でバッテリパック１のバッテリ２を充電するための充電回路３０ｂと、バッテリ２からの直流電源を出力する放電回路３０ｃと、充電回路３０ｂまたは放電回路３０ｃを選択してバッテリ２に接続する切替器３０ｄと、直流電源であるバッテリ２と、停電検出を行ってバッテリ２の直流出力を外部に出力する制御回路３０ｆとで構成される。

本発明によるバッテリパック１を用いたＤＣ−ＵＰＳ３０は、電源部２２（図１に示す）としてＡＣ／ＤＣコンバータ３０ａ、充電回路３０ｂ、放電回路３０ｃ、切替器３０ｄ、制御回路３０ｆで構成されており、バッテリパック１はパソコン本体２０の拡張スロット２１に実装されている。

ＡＣ／ＤＣコンバータ３０ａは、交流電源が通電されているときには交流電源から直流電源に変換して、変換した直流電源を出力する。停電発生時には、制御回路３０ｆの信号により放電回路３０ｃからのバッテリ２の直流電源を出力するようになっている。なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ３０ａによる直流電源の出力の切替は内蔵されたリレー等により行われる。また、交流電源が通電されているときにはＡＣ／ＤＣコンバータ３０ａからの直流電源が充電回路に出力されてバッテリ２を充電するようになっている。

切替器３０ｄは、制御回路３０ｆの信号により充電回路３０ｂまたは放電回路３０ｃを選択してバッテリ２に接続するものである。交流電源が通電されているときには、切替器３０ｄは、充電回路３０ｂを選択してバッテリ２に接続して、バッテリ２を充電するようにする。また、停電発生時には、放電回路３０ｃを選択してバッテリ２に接続して、バッテリ２からの直流電源をＡＣ／ＤＣコンバータ３０ａに出力するようにする。

以上述べたように、ＤＣ−ＵＰＳのＡＣ／ＤＣコンバータ、充電回路、放電回路、切替器、制御回路は電源部に収納されており、バッテリは拡張スロットに実装するため、省スペース型パソコンにＵＰＳを内蔵することが可能となるため、設置スペースが少なくて済む。

また、図６ではパソコンの拡張スロット２１にバッテリパックのみを実装し、電源部に充電回路、放電回路、切替器、制御回路を組み込んだＤＣ−ＵＰＳ３０の実施例について述べたが、ＤＣ−ＵＰＳ３０の充電回路、放電回路、切替器、制御回路を拡張基板に内蔵してバッテリと共に拡張スロット２１に実装することも可能である。

なお、本発明ではパソコンに使用する無停電電源装置のバッテリパックの収納について述べたが、無停電電源装置以外の電源供給手段としてのバッテリパックについても、パソコンの拡張スロットを収納場所として使用することが可能である。また、上記においては、特に省スペース型コンピュータについて説明したが、本発明に係る無停電電源装置のバッテリパックについては、省スペース型コンピュータのみならず、タワーモデル型コンピュータ等の拡張スロットを有するコンピュータにおいても使用可能であることは当然である。

バッテリパックをパソコン本体の拡張スロットに実装する前の状態を示す斜視図である。 バッテリパックの構成を示す斜視図である。 バッテリパックの構成を示す正面図である。 バッテリパックを搭載する拡張基板の構成を示す斜視図である。 バッテリパック収納基板にバッテリパックを装着する状態を説明するための図である。 パソコンの拡張スロットにバッテリパックを実装したＤＣ−ＵＰＳの実施例を示す図である。

符号の説明

１、１７ バッテリパック
２ バッテリ
３ ケース
４ コネクタ挿入部
５，１５ 固定金具
６ リード線
７ 電源コネクタ
１０ バッテリパック収納基板
１１ 拡張基板
１２ ガイドレール
１３ 端子板
１５ａ バッテリ挿入用穴
２０ パソコン本体
２１ 拡張スロット
２２ 電源部
２３ ＣＤ−ＲＯＭドライブ
２４ ＦＤドライブ
２６ 拡張カード
３０ ＤＣ−ＵＰＳ
３０ａ ＡＣ／ＤＣコンバータ
３０ｂ 充電回路
３０ｃ 放電回路
３０ｄ 切替器
３０ｆ 制御回路

Claims (7)

1. バッテリと、該バッテリを収納したケースと、該ケースに設けたパソコンの拡張スロットのコネクタに挿入するコネクタ挿入部と、パソコン本体に固定するための固定金具とを有することを特徴とするバッテリパック。
2. 前記コネクタ挿入部は絶縁性を有する部材で形成されていることを特徴とする請求項１記載のバッテリパック。
3. パソコンの拡張スロットに取り付け可能な基板と、該基板上に設けたバッテリを収納するガイドレールと、パソコン本体に前記基板を固定するための固定金具とを有することを特徴とするバッテリパック収納基板。
4. 前記固定金具は、前記バッテリの出し入れが可能なバッテリ挿入穴を備えたことを特徴とする請求項３記載のバッテリパック収納基板。
5. バッテリを収納したバッテリパックにコネクタ挿入部と、固定金具を設けて、前記コネクタ挿入部をパソコンの拡張スロットに挿入し、前記固定金具でパソコン本体にバッテリパックを固定するようにしたことを特徴とする
   バッテリパックの取付け方法。
6. パソコンの拡張スロットに取り付け可能な基板上にバッテリパックを収納するガイドレールと、コネクタ挿入部と、固定金具を設けて、前記コネクタ挿入部をパソコンの拡張スロットのコネクタに挿入し、前記固定金具でパソコン本体に前記基板を固定して、前記基板上にバッテリパックを収納するようにしたことを特徴とするバッテリパックの取付け方法。
7. 前記拡張スロットのコネクタは、パソコンに搭載されたＰＣＩバス、ＩＳＡバス、ＡＧＰバスのうち少なくとも一つに対応したものであることを特徴とする請求項５または請求項６記載のバッテリパックの取付け方法。

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