JP2007520181A - 電子装置用充電システム - Google Patents

Abstract

充電システム１０，７０を開示する。磁石１６〜２２または７６〜８２の少なくとも１つにより発生される力により、充電可能な携帯電子装置または移動電子装置１２，７２を充電台１４，７４の充電位置に案内または押圧する。充電位置に装置１２，７２を案内または押圧するために磁力を用いることにより、充電位置に装置１２，７２を移動させるための殆ど摩擦を伴わない充電システム１０，７０を提供する。反発力または引力が用いられる。従って、装置１２，７２を充電位置に押圧するために用いられる磁力に応じて、装置１２，７２と充電台１４，７４との不適切な位置合わせを、使用者が触感により分かるようにするために反対極性の磁力を用いることが好ましい。装置１２，７２に一対の反対極性の単極磁石１６，１８または７６，７８を組み込み、充電台１４，７４には一対の反対極性の単極磁石２０，２２または８０，８２を組み込むことが好ましい。

Description

本発明は充電システムに関する。より詳細には、本発明は携帯型電子装置用の充電システムに関する。

通常の充電または再充電システムには、充電される携帯装置または移動装置のソケットに対して挿入される充電プラグ、あるいは装置が充電のために着座される充電台、即ち充電クレードルがある。充電台においては、装置の充電用接点が、充電台において圧接コネクタまたはポゴピン（商標）型接点の形状などをなして露出する充電用接点と係合する。通常は、充電台と装置とに設けた協働するラッチ部材と開口とを有する一種のラッチ機構もあり、これらは摺動して係合し、さらにカム嵌合または摩擦嵌合する。従って、いずれの充電システムにおいても、使用者はプラグを対応するソケットに正確に合わせたり、ラッチ部材と開口とを互いに整合させて係合するようにしたりすることにより、正確に、かつ注意深く互いの接点の位置合わせをしなければならない。装置を充電台に嵌めるように位置合わせする方法もあり、これにはキーとキーウェイガイドととからなる構造を要する。

従って、一般に公知の充電システムでは、装置を充電台に取り付ける際には細部にわたる注意を必要とする。多くの使用者にとってこれは好ましいことではない。特に身体障害者または高齢者がしばしばそうであるように、あまり器用ではない人にとっては好ましくない。ラッチ機構やガイド構造を用いない別の充電台、および装置を充電台に着座させる際に単純に重力を用いる充電台においても、不具合がある。その不具合とは、例えば充電台を上下に延びる壁に沿って配置したり、棚下で上下を逆にしたりするなどの、異なる向きでは取り付け不能なことである。さらに、重力により装置を正しく保持されていても、充電台および／または装置が衝撃を受けると、装置は充電台の接点との配列異常または接点からの脱落が生じ易い。充電台の他の問題は、ラッチ機構またはガイド構造においては装置を充電のために頻繁に充電台に着脱させることであり、ラッチ機構またはガイド構造の係合部分は摩耗しやすいことである。

従って、より使い易い充電システムが必要である。さらに、係合するラッチ部品またはガイド構造などの間の摩耗を低減または回避する充電用装置が必要である。

本願において好ましい充電システムは磁石により発生される力を用い、充電可能な携帯装置、または移動電子装置を充電台の充電位置に導き、さらに同充電位置において押圧する。移動装置には、携帯電話、携帯型電子手帳すなわちパームパイロット（Ｐａｌｍ Ｐｉｌｏｔ、商標）装置などの携帯情報端末、およびデジタルカメラなどがある。一般に、これらの装置は信号またはデータを処理するためのプロセッサ、およびデータを格納するためのメモリを備えている。さらに、これらの装置は通常ＲＦ（無線周波数）回路を備え、特に携帯電話および一部の携帯情報端末のように、他のこのような装置と無線通信することができる。

装置を充電位置に案内または押圧するために磁力を用いることにより、装置を充電位置に移行させる際に殆ど摩擦のない充電システムを提供することができる。反発力でも引力でも用いることができる。従って、装置を充電位置に押圧する磁力に応じて反対の磁力を用い、装置および充電台の不適切な位置合わせを使用者が触感で分かるようにする。一対の反対極性の単極磁石を用いることが好ましく、装置に一組、および充電台に別の一組を備える。磁石がすでに装置に存在する場合、例えば携帯用無線電話（ｐｕｓｈ−ｔｏ−ｔａｌｋ、ＰＴＴ）装置のトランスデューサおよび／または高性能オーディオスピーカなどに組み込まれた磁石に、押圧または案内する力を発生させるように使用することも可能と判断される。装置および充電台の充電用接点は、単極磁石と別体、あるいは一体に形成することが可能であり、磁石は永久磁石、電磁石のいずれをも採用することが可能である。

一形態において、システムは装置と充電台との磁石間に発生する反発力を用いる。充電台は装置が回動して磁石を配列させるように保持アームを備え、それにより反発力が装置を充電位置に押圧することができる。別の形態において、装置と充電台との磁石同士の間に発生する引力を用いる。充電台の接点は対応する電力プレートに対して離間した位置に付勢されることが好ましく、充電台上の電圧が印加された接点が暴露されることが回避できる。

図１，２には、本発明の一態様における充電システム１０を図示する。図に示すように、充電システム１０は充電可能な電子通信装置と充電装置とを備える。充電可能な電子通信装置は、例えばゾーン方式および／または衛星方式のネットワークシステムの携帯電話１２などであり、充電装置は充電台１４である。周知のように、携帯電話は電力源を有し、それは電話１２に電力を供給する充電可能な電池（図示せず）である。電話１２の電池を充電するためには、コンセントにプラグを挿入するなどにより充電台１４を電力源に接続し、その後、電話１２を充電台に対して所定の充電位置（図５）に保持しつつ、充電台１４は電話１２の電池電力源に充電電流を供給する。

電話１２を充電位置に押圧するためには、少なくとも１つの磁石、および好ましくは反対極性を有する一組の単極磁石１６，１８を電話１２に用いる。同様に、充電台１４もまた、互いに反対極性である一組の単極磁石２０，２２を備える。充電システム１０において、磁石１６〜２２により発生される反発力を用い、電話１２を充電位置に押圧する。その際、磁石１６，２０は同一極性であり、磁石２０，２２は同一極性である。よって、これら対応する磁石が対面すると、これらの間に反発力が生じる。

次に充電台１４を図示する方向に沿って説明する。しかし、充電システム１０において、電話１２が充電位置に着座される際に重力に依存することなく、磁力、特に前記の反発力を使用するために、電話機は多様な方向に指向され得ることは理解されよう。図示した方向において反発力は重力とほぼ反対であり、さらに以下に説明するように、充電位置にあるときには電話１２は充電台１４に対して浮上した状態にある。

より詳細には、充電台１４は両端部２６，２８間に延びる長尺状の基底壁２４を備える。壁端２６，２８において、図４〜７に示すように夫々の保持壁すなわち保持アーム３０，３２が基底壁２４から直立している。保持アーム３０，３２は、図５に示すように充電位置において、電話１２を軸線３４の周りに回動させる力が作用していないとき、電話１２がｘ、ｙおよびｚ方向への移動を規制するように構成されている。さらに、保持壁３０，３２は夫々、充電台１４の充電回路に電気的に接続される充電用接点３６，３８を備える。対応する電話１２の端部４０，４２は充電可能な電池に対して電気的に接続されるとともに、電話１２が充電位置にあるときに、係合等により接点３６，３８に電気的に接続される接点４４，４６を備える。この点に関して、接点３６，３８，４４，４６は、圧接コネクタまたはポゴピン型接点などの任意の公知の構成を採用することが可能である。

図示した好ましい形態において、端部壁は対面する開口４８，５０を形成し、電話の端部４０，４２が充電位置に回動したり、充電位置から離間したりすることを可能とする。充電位置において、端部壁３０，３２は前述のように電話が３軸方向へ移動することを規制する。このため、保持壁３０，３２は、基底壁２４の壁端２６，２８から上方に延びるほぼＬ字状をなす壁すなわち壁部５２，５４を備える。壁５２，５４は終壁部５６，５８を備え、協働して電話１２のｙ軸方向への移動を規制する。壁５２，５４の下部には、基底壁２４とは反対側の終壁部５６，５８に連結され、かつこれに対して直角を成して延びる側壁部がある。このようにして、Ｌ字状をなす壁５２，５４はほぼ反対方向を指向するとともに、協働して充電台１４の対面する側面の開口４８，５０を形成する。側壁部６０，６２は協働して電話１２のｘ軸方向への移動を規制する。

上壁または上壁部６４，６６は、夫々Ｌ字状をなす壁部５６，６０および５８，６２の頂面に沿って延びる。従って、壁部６４，６６は基底壁２４からｚ軸方向に離間しており、充電位置にある電話１２のｚ軸方向への移動を規制する。さらに、充電台基底壁２４に取り付けられた磁石１６，１８により、上壁部６４，６６は側面の開口４８，５０を介して回動する電話の端部４０，４２に干渉するように配置されている。従って、電話１２の長さは充電台１４の長さにほぼ一致するものであり、磁石１６，１８および２０，２２により発生される反発力は、電話１２を上壁部６４，６６に対してｚ軸方向に押圧する。それゆえ、電話の磁石２０，２２は、基底壁２４と電話１２の対向面６８との間に反発力が発生するように配置される。このようにして、電話１２の反対面７０は、電話１２の端部４０，４２において上壁部６４，６６に対向するように押圧される。

壁部６４，６６は、基底壁２４の長手方向に沿って、大きな間隔をおいて配置されている。そのため使用者は、壁部６４，６６間に電話１２を保持し、図１〜５に示す位置に向けて、すなわち充電台に対して電話を傾斜させた後、充電台１４と整列する位置に電話を回動させる。電話１２と充電台１４とがこのように整列されると磁石１６，１８および２０，２２もまた整列される。したがって、磁石の反発力は電話を押圧して充電位置に保持し、充電用接点３６，３８および電話の接点４４，４６が相互に係合する。図５および図６，７に示す位置において、基底壁２４と対向する電話面６８は、充電位置にあるときには、電話に対して浮上効果を付与するように基底壁から離間している。

このようにして、本発明の充電システム１０において、使用者が電話１２を充電位置に配置するには、電話１２を充電台１４に近接して配置し、電話の端部４０，４２を対応する充電台側の開口４８，５０に接近させる。その後、使用者は電話の端部４０，４２を開口４８，５０に進入させ、充電台１４の側壁部６０，６２に当接するまで電話１２を軸線３４の周りに回動させればよい。このときに、磁石１６〜２２により付与される反発力が奏効し、電話を充電位置に押圧する。このように、多くの従来型の充電台で必要とされたこととは異なり、使用者は案内構造ならびに／または充電用接点３６，３８、および４４，４６を注意深く整列させる必要がない。さらに、この構成の充電台により、電話１２のいかなる表面も充電台１４の表面と強く摩擦係合することなく回動し、充電位置に移動する。従って、使用者は電話１２を殆ど摩擦のない方法により充電位置に移動させることができる。

充電台はその任意の壁面が取り付けられる面の指向方向は制限されるものではない。その際、電話１２を充電位置から引き出そうとする傾向を有する重力に起因する逆作用する力があるにもかかわらず、磁石の反発力が充分に強力であるため電話を充電位置に保持できるので、重力により電話が充電位置から移動することを懸念する必要はない。従って、充電台は基底壁２４を装着用の壁面として用いて水平面に装着し、図示するように充電台をほぼ水平にすることができる。これに代えて、充電台１４を磁石の反発力により壁２４を介して垂直な壁面に装着し、電話１２を充電位置に保持することができる。同様に、充電台の終壁部５６，５８を充電台１４のための装着壁として用い、棚などの下部に充電台の長手を垂直に向けて装着することができる。また、充電台１４は例えば棚の下部に壁２４を用いて、上下を逆に装着することができる。この場合、反発力は電話１２を壁部６４，６６および充電位置に引き寄せようとする重力と協働して作用する。充電台１４は任意の所望の方向にも向けられるとともに、電話１２が所望の充電位置に残留しようとする作用を妨げない。

充電システム１０は以下の利点を更に有する。即ち、使用者は充電台１４から電話１２を従来型の充電台より容易に取り出せる。従来型の充電台では電話を摩擦嵌合およびラッチ機構により保持しており、充電台から電話を取り出す力がこれらの保持力を上回らねばならない。本発明においては、使用者は壁部６４，６６の間にある電話を把持し、電話１２を充電台１４と整列させるように、軸線３４の周りに作用する力と反対方向に力を僅かに作用させることにより、電話を充電台から離脱させることができる。軸線３４の周りにおいて反対方向に作用する回動力により、電話が充電台１４に対して傾斜した位置に移動すると、電話の磁石２０，２２は図１〜５に示すように、もはや充電台の磁石１６，１８とは整列していない。他方、電話１２はその構成、特に上記の保持アーム３０，３２により、たとえ衝撃を受けても充電台の充電位置に留まる。めったに起こることではないが、不測の衝撃で軸線３４の周りの回動力が電話に対して作用したりしない限り、基底壁２４および両端の直立した保持アーム３０，３２により、電話は充電台の充電位置に保持される。

次に本発明の別例における充電システム７０を、図８〜１２を参照して説明する。充電システム１０と類似の充電システム７０は、装置とのハンズフリーな音声通信に適する図示するウェアラブル通信装置または電話７２（図１１）などの、移動型の充電可能な電子装置である。充電システム７０は、電話７２を充電台７４の充電位置に配置して、電話７２の電力源または充電可能な電池（図示せず）を充電するための充電回路を有する充電台７４（図１２）を備える。充電システム１０と同様に、充電システム７０は磁力を用いて電話７２を充電位置に押圧する。しかし、充電システム７０において、電話７２と充電台７４との間に作用するのは磁石の引力である。図示する好ましい形態において、引力を得るため、電話と充電台とは電話の磁石７６，７８および対応する充電台の磁石８０，８２には夫々単極磁石を用いる。

より詳細には、充電台はほぼ平面の板状の構成をなすとともに、前述の充電台１４の保持アーム３０，３２が省略されている。従って、電話７２を充電位置に導くための引力としての磁力により、電話７２が容易に充電台本体８４の上面に引き寄せられる。充電システム１０と同様に充電システム７０もまた、使用者には電話７２を充電位置に載置するという極めて僅かな努力しか要しない。使用者は単に、電話７２を充電台本体８４に近接させ、電話７２の端部８８，９０を充電台本体８４の対応する端部９２，９４とほぼ整列するように載置する。それにより、電話の磁石７６，７８と充電台の磁石８０，８２との間の引力が電話７２を充電位置に引き付けたり、引き寄せたりする。このとき、両磁石７６，７８は反対の極性を有し、さらに別の一対の磁石７８，８２も同じく反対の極性を有する。このため、これら磁石の間に引力が発生する。従って、システム７０は、電話７２が充電台に不適切に位置合わせされているとき、使用者がこれを触感で感知することが可能である。これにより、充電台７４上に電話７２を不適切に載置することを防止する。電話の端部８８，９０が充電台の端部９４，９２と夫々整列していれば、同極性の磁石７６，８２および７８，８０が整列するので、反発力により、電話７２を１８０度回動させて、電話７２を充電台７４に対して適切に配置するように、使用者に触感で知らせる。さらに、使用者が電話７２を充電位置に載置する際の力に関しては、充電システム７０には摩擦が発生しない。

電話を適切に整列させ、磁石の引力が電話７２を充電台７４に向けて引き寄せると、充電台の充電回路に電気的に接続された充電台７４の充電用接点９６，９８は、電話７２の対応する接点１００，１０２と接触する。この接触に伴い、互いに電気的に導通する。図示するように、充電台接点９６，９８を充電台７４の対応する磁石８０，８２に組み込んでもよい。同様に、電話の接点１００，１０２を電話の磁石７６，７８に組み込んでもよい。これに代えて、接点を別個にして磁石から離間させたり、磁石を電磁石とし、充電用接点として用いたりしてもよい。

より詳細には、図９，１０に示すように、充電台の充電用接点９６，９８は、対応する電力側接点１０４，１０６に離間して保持されている。この形態において、充電台が壁コンセントなどに差し込まれた電源コード１０８などの常設電源に接続されているときには、電力側接点１０４，１０６は常時「稼動中」すなわち電圧印加されている。接点９６，９８を稼動中の接点１０４，１０６に対して離間した位置、すなわち非通電位置に付勢することにより、充電台７４は稼動中の接点が露出されることを防止する。電話７２が充電台本体８４の充電位置に引かれると、電話７２の重量は夫々の接点の組９６，１０４および同９８，１０６を分離する付勢力を充分に上回るので、充電用接点９６，９８は、対応する電力側接点１０４，１０６と係合し通電位置となる。それにより、電話７２は充電台７４により充電される。

このため、充電台本体８４は一対の凹部１１０，１１２を備え、磁石８０，８２およびこれら磁石に対応する埋設型の充電用接点９６，９８は、ばね１１４，１１６によりそれぞれ非通電位置に付勢されている。図９に図示するように、ばね１１４，１１６は磁石８０，８２、および磁石８０，８２に対応する充電用接点９６，９８を上方に押し上げる。このため、接点９６，９８は、凹部１１０，１１２内において下方が離間した電力側接点１０４，１０６から離れて配置されている。図９に示すように、ばね１１４，１１６は磁石８０，８２、および埋設型の接点９６，９８を、平面８６の上方の位置に付勢している。従って、磁石および埋設型接点の頂面はまた、充電台本体の平面８６と同一平面に位置するように整列する。同様に、電話７２は充電台の面８６と対向する電話の面１１８から突出している対応する埋設型の接点１００，１０２の中に磁石７６，７８を備えてもよい。また、これに代えて、磁石および埋設型の接点１００，１０２は電話の面１１８と同一平面に位置していてもよい。

本発明の具体的な実施態様を図示し、説明してきたが、当業者には多くの変更が想起されることは充分に理解されよう。添付した請求項は、本発明の精神および範囲内にあるこれらの変更を含むことを意図するものである。

携帯型で充電可能な電子通信装置および充電台を図示する、本発明の一態様における充電システムの斜視図。 装置と充電台との磁石を図示する、図１の充電システムの斜視図。 装置が反転されているため、装置の磁石は充電台の磁石とは整列していないことを示す、図１の充電システムの底面図。 充電台の直立した保持アームは開口を有し、通信装置および充電台の充電用接点が整列するように通信装置の端部がその開口内に回動することを図示する、充電システムの側面図。 充電台に対して軸線の周りで充電位置に回動する装置を透視で図示する、図１と類似の充電システムの斜視図。 装置が充電位置にあるときの、充電台の保持アームに対して押圧された装置端部の側面図。 装置が充電位置にあるときの、充電台の他の保持アームに対して押圧された装置の他の端部の側面図。 携帯型で充電可能な電子通信装置および充電台を図示する、本発明の他の態様における充電システムの斜視図。 装置の磁石、ならびに充電台の磁石および離間した電力側接点を図示する、図８の充電システムの側面図。 充電台の磁石に組み込まれた充電用接点を図示する充電台の平面図。 ウェアラブル通信装置の形状をなす装置の斜視図。 充電台の斜視図。

Claims (11)

1. 携帯型の電子通信装置と、
   同電子装置の電源と、
   所定の充電位置にある同携帯型装置の電源に充電電流を供給する充電装置と、
   携帯型装置を所定の充電位置に押圧する磁力を発生させるための、少なくとも１つの装置に組み込まれた磁石とを備える充電システム。
2. 充電装置は、電子装置を充電位置に導く磁力を用いた殆ど摩擦のない方法により、使用者が電子装置を移動させることが可能な所定の構成を有する、充電台を備える請求項１に記載の充電システム。
3. 携帯型であるとともに充電可能な装置は、携帯装置が所定の充電位置にあるときに、充電電流を充電装置から携帯装置に移送するため電気的に接続された充電用接点を備える、請求項１に記載の充電システム。
4. 磁力は反発磁力である請求項１に記載の充電システム。
5. 携帯装置および充電装置の双方は、携帯装置が所定の充電位置にあるときに、整列されている両装置の磁石の同極性の極と反対の極性を有する磁石を備える、請求項４に記載の充電システム。
6. 磁力は引力の磁力である請求項１に記載の充電システム。
7. 携帯装置および充電装置の双方は、携帯装置が所定の充電位置にあるときに、整列されている両装置の磁石の反対極性の極と反対の極性を有する磁石を備える、請求項６に記載の充電システム。
8. 携帯電子装置を充電する方法であって、
   携帯装置を充電台に近接して配向させる配向工程と、
   装置を充電台に対して所定の充電位置に殆ど摩擦のない方法により磁気的に押圧する押圧工程と、
   装置が所定の充電位置にあるときに、充電台を介して装置に充電電流を供給する供給工程とを備える方法。
9. 装置は磁気的な引力または反発力により磁気的に押圧される請求項８に記載の方法。
10. 装置は磁気的な反発力により押圧されるとともに、携帯装置は充電台に対して装置を回動させることにより配向される、請求項８に記載の方法。
11. 携帯装置は、装置および充電台上の磁石をほぼ整列させることにより配列される請求項８に記載の方法。

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